CN101477318B - 光掩模对位曝光方法及光掩模组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光掩模对位曝光方法及光掩模组件。该方法包含利用第一光掩模的第一图案区曝光基板的光致抗蚀剂层，以形成至少一第一曝光区；利用第二光掩模的第二图案区曝光光致抗蚀剂层，以形成第二曝光区；利用第二光掩模的第三图案区曝光光致抗蚀剂层，以形成第三曝光区。第一曝光区位于第二曝光区与第三曝光区之间。本发明还披露一种光掩模组件。本发明可提高光掩模对位准确度，并减少接合不均现象，亦可以提高工艺效率。

Description

光掩模对位曝光方法及光掩模组件

技术领域

本发明涉及一种曝光方法及光掩模组件，特别涉及一种光掩模对位曝光方法及光掩模组件。

背景技术

在液晶显示面板中，利用薄膜晶体管基板上的像素电极与彩色滤光片基板中的共同电极配合，输入不同的电压，可以在像素电极与彩色滤光片基板间产生不同的电场，可驱动液晶分子产生各种不同转向角度，以显示所要表现的画面。薄膜晶体管基板的制造方式通过光掩模工艺，经过镀膜、光致抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻及光致抗蚀剂移除等步骤，以在基板上形成所需电路图案。

请参照图1所示，其中位于基板2表面的箭头，为已知技术中进行曝光工艺时，曝光扫描的方向示意图。基板2为玻璃基板，用以制作多个尺寸较小的薄膜晶体管基板21，因此利用面积大于等于薄膜晶体管基板21的光掩模1，即可完成一个薄膜晶体管基板21的曝光工艺。由此，利用光掩模1经过一次曝光(如图1中的空心箭头方向，其表示曝光扫描方向)即可完成一个薄膜晶体管基板21的图案的曝光操作。另外，若基板2的面积大于光掩模时，则通过承载基板2的承载台(图中未显示)及光掩模1的移动来进行多次曝光(如图1中的实心箭头方向，其表示多个薄膜晶体管的曝光顺序)，即可在基板2上设置多个薄膜晶体管基板21的图案，再经由切割即可同时完成多个薄膜晶体管基板21。

然而，当液晶显示面板的尺寸不断增加，工艺上可能需要多个光掩模才能完成一个薄膜晶体管基板的曝光工艺。请参照图2所示，已知的另一种曝光方法利用同一个光掩模上设计多个图形，再将这些多个图形以相互接合的方式(stitch mode)来进行曝光工艺。接合方式的曝光工艺将薄膜晶体管基板31上欲曝光形成的图案，区分为中间多个第一曝光区A1、两侧外围线路区域(fan out area)的第二曝光区A2及第三曝光区A3。为了形成不同的曝光区，请参照图3所示，已知的接合方式所利用的光掩模4同时具有第一图案区Z1、第二图案区Z2及第三图案区Z3，而且这些图案区分别对应设置有多个定位点m2。

请参照图4所示，当利用光掩模4对基板3进行曝光工艺时，由于光掩模4上同时具有3个不同区域Z1、Z2及Z3的图案，因此当进行其中一区域(于此以第三曝光区A3为例)的曝光操作时，则需将光掩模4上其他两区域Z1、Z2以机台的遮光机制B作遮蔽，以避免不同区域的图案造成干扰，并导致曝光错误。

另外，为了确保曝光的位置正确，每次进行曝光前，设置于光掩模4上方的两个感测元件T1、T2会先检测基板3与光掩模4上的定位点m1、m2以进行对位。因此，当感测元件T1、T2分别检测到定位点m1、m2重合形成对位标记后，即表示基板3与光掩模4的对位完成可进行曝光。其中，图4中的实心箭头方向表示于基板3上曝光形成两个薄膜晶体管基板31的图案时各个不同图案区域的曝光顺序。

然而，感测元件T1、T2受限于曝光机台的设计，仅能分别由光掩模4的两端移动到光掩模4的中央位置C。当进行两侧外围线路区域(在此以第三曝光区A3为例)的曝光时，由于必须将光掩模4上不需曝光的区域Z1、Z2的图案遮蔽，因此也会使得光掩模4上被遮蔽区域的面积大于其整体面积的一半。如此也造成感测元件T2无法检测定位点来进行对位感测，仅能通过单一感测元件T1来进行对位，故无法达成准确地对位，如此一来，更会造成两侧外围线路区域A2、A3与中央曝光区A1之间的对位精准度大幅下降，因而在第一曝光区A1、第二曝光区A2与第三曝光区A3的区域因没有对准而产生相互重叠或是具有间隙等问题，进而在液晶显示面板上产生接合不均的现象(stitching mura)，导致产品品质降低。另外，若仅采取曝光机台的承载台的步进移动，而不利用定位点m1、m2作定位，由于承载台步进精度并无法确保两个曝光区可以准确地接合，故也会有接合不均的现象。

因此，如何设计一种能准确对位并提高制造效率的光掩模对位曝光方法及光掩模组件，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能准确对位并提高制造效率的光掩模对位曝光方法及光掩模组件。

因此，为达上述目的，依本发明的一种光掩模对位曝光方法包含以下步骤：利用第一光掩模的第一图案区对于基板的光致抗蚀剂层进行曝光，以形成至少第一曝光区；利用第二光掩模的第二图案区对于光致抗蚀剂层进行曝光，以形成第二曝光区；利用第二光掩模的第三图案区对于光致抗蚀剂层进行曝光，以形成第三曝光区。其中，第一曝光区位于第二曝光区与第三曝光区之间，第二光掩模具有多个第二光掩模定位点，这些第二光掩模定位点位于第二图案区与第三图案区之间。

为达上述目的，依本发明的一种光掩模组件，用于对基板的光致抗蚀剂层曝光，光掩模组件包含第一光掩模及第二光掩模，第一光掩模具有第一图案区及多个第一光掩模定位点，这些第一光掩模定位点位于第一图案区的周围。第二光掩模具有第二图案区、第三图案区以及多个第二光掩模定位点，这些第二光掩模定位点位于第二图案区与第三图案区之间。

承上所述，依本发明的光掩模对位曝光方法及光掩模组件将对应第一曝光区的第一图案区独立设置于第一光掩模上，而第一曝光区为基板上中间图案重复的区域，可通过增加第一图案区在第一光掩模上的面积以减少基板中间区域的曝光次数，进而缩短工艺时间并增加制造效率。另外，对应基板上两侧外围线路区域的第二曝光区及第三曝光区的第二图案区及第三图案区，则一同设置于第二光掩模上，且第二光掩模上的定位点设置于第二图案区及第三图案区之间，以避免两感测元件无法同时进行光掩模对位感测，而造成无法有效对位的问题。因此，本发明除可提高光掩模对位准确度，并减少接合不均现象亦可以提高工艺效率。

附图说明

图1为已知的一种曝光方法的工作流程示意图；

图2为已知的另一种曝光方法利用接合方式所形成的基板示意图；

图3为已知的接合方式曝光方法所利用的光掩模示意图；

图4为已知的接合方式曝光方法的工作流程示意图；

图5为本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法的流程图；

图6A为本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法的工作流程示意图；

图6B为本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法所形成的第一对位标记示意图；

图7A为本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法的工作流程示意图；

图7B为本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法所形成的第二对位标记示意图；

图8A为本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法的工作流程示意图；

图8B为本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法所形成的第三对位标记示意图；以及

图9为本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法用于较大基板的工作流程示意图。

附图标记说明

1、4：光掩模

2、3、6、6′：基板

21、31：薄膜晶体管基板

51：第一光掩模

511：第一光掩模定位点

52：第二光掩模

521：第二光掩模定位点

61：光致抗蚀剂层

611：第一定位点

612：第二定位点

613：第三定位点

A1、E1：第一曝光区

A2、E2：第二曝光区

A3、E3：第三曝光区

B：遮光机制

C：中央位置

m1、m2：定位点

M1：第一对位标记

M2：第二对位标记

M3：第三对位标记

P1、Z1：第一图案区

P2、Z2：第二图案区

P3、Z3：第三图案区

S1～S3：本发明的光掩模对位曝光方法的流程步骤

T1、T2：感测元件

具体实施方式

以下将参照相关图示，说明依本发明优选实施例的光掩模对位曝光方法及光掩模组件，其中相同元件以相同标号表示。

请参照图5所示，本发明优选实施例的一种光掩模对位曝光方法可用于制作液晶显示面板的薄膜晶体管基板，其包含步骤S1至步骤S3。

请同时参照图5、图6A及图6B所示，步骤S1为利用第一光掩模51的第一图案区P1对于基板6的光致抗蚀剂层61进行曝光，以形成至少第一曝光区E1。基板6上可先利用旋转涂布(spin coating)或狭缝式涂布(slitcoating)方式涂布光致抗蚀剂层61，而光致抗蚀剂层61的材料例如为正光致抗蚀剂材料或负光致抗蚀剂材料，在此以正光致抗蚀剂材料为例作说明。基板6可设置于承载台(图中未显示)上，以进行X或Y方向的移动。另外，在基板6上会形成有多个第一定位点611、多个第二定位点612及多个第三定位点613，在本实施例中，以8个第一定位点611、4个第二定位点612以及4个第三定位点613为例作说明，然其非用以限制本发明。

第一光掩模51上具有第一图案区P1以及多个第一光掩模定位点511，在本实施例中，以4个第一光掩模定位点511为例作说明，然其非用以限制本发明。

因此，当欲在光致抗蚀剂层61上进行第一曝光区E1的曝光操作时，先以第一光掩模51上的各第一光掩模定位点511与基板6上的各第一定位点611对准，并利用二感测元件T1、T2分别由第一光掩模51上方的两侧移动来进行感测对位，对位完成时各第一光掩模定位点511与各第一定位点611则会形成第一对位标记M1(如图6B)。当二感测元件T1、T2分别感测到第一对位标记M1后，曝光机台即可进行第一曝光区E1的曝光操作，以在基板6上形成第一曝光区E1。在本实施例中，以左右并排的两个第一曝光区E1为例作说明，且第一曝光区E1为基板6上中间图案重复的区域(主要为像素的区域)，然其非限制性，依不同的设计可有不同的分区方式。由于第一图案区P1单独设置于第一光掩模51上，故可增大其面积范围，以减少基板6中间区域的曝光次数。例如本实施例中，一个大尺寸的薄膜晶体管基板的中间像素区域只需要二次曝光即可完成。而且，第一光掩模51上只有一个第一图案区P1，因此二感测元件T1、T2可同时进行感测，以增进对位精准度。

请同时参照图5、图7A及图7B所示，步骤S2为利用第二光掩模52的第二图案区P2对于光致抗蚀剂层61进行曝光，以形成第二曝光区E2。第二图案区P2及第三图案区P3设置于第二光掩模52，且第二光掩模定位点521设置于第二图案区P2及第三图案区P3之间。因此，当欲在光致抗蚀剂层61上进行第二曝光区E2的曝光操作时，曝光机台先以遮光机制B遮蔽不需曝光的第三图案区P3，且以第二光掩模52上的各第二光掩模定位点521与基板6上的各第二定位点612对准。其中，由于各第二光掩模定位点512位于第二图案区P2及第三图案区P3之间，因此，感测元件T1、T2可由两侧移动并对各光掩模定位点512同时进行感测对位，以增加对位的精准度。通过基板6与第二光掩模52的相对移动对位，两者对位完成时会形成第二对位标记M2(如图7B所示)。当二感测元件T1、T2分别感测到第二对位标记M2后，即可进行第二曝光区E2的曝光操作，以形成第二曝光区E2。

请同时参照图5、图8A及图8B所示，步骤S3为利用第二光掩模52的第三图案区P3对光致抗蚀剂层61进行曝光，以形成第三曝光区E3。当欲对光致抗蚀剂层61进行第三曝光区E3的曝光操作时，曝光机台先以遮光机制B遮蔽不需曝光的第二图案区P2后，并以第二光掩模52上的各第二光掩模定位点521与基板6上的各第三定位点613对准，其中，各第二光掩模定位点521位于第二图案区P2及第三图案区P3之间，因此，二感测元件T1、T2可由两侧移动并对各第二光掩模定位点521同时进行感测对位，以增加对位的精准度。通过基板6与第二光掩模52的相对移动对位，两者对位完成后会形成第三对位标记M3(如图8B所示)。当二感测元件T1、T2分别感测到第三对位标记M3后，即可进行第三曝光区E3的曝光操作，以形成第三曝光区E3。由此，进行两侧的第二曝光区E2及第三曝光区E3的曝光操作时，经由第二光掩模52即可减少曝光时所需遮蔽区域的面积，以避免两感测元件T1、T2无法同时进行对位感测，而造成无法有效对位的问题。

另外，需注意者，第一曝光区E1、第二曝光区E2及第三曝光区E3的曝光顺序非限制性，可依不同的考量可有不同的曝光顺序，例如亦可先进行两侧外围线路的第二曝光区E2及第三曝光区E3的曝光操作后，再进行第一曝光区E1的曝光操作。

最后，当所有基板6上的这些曝光区E1、E2及E3皆曝光完成后，即可进行显影的工艺。

需注意者，在本实施例中，第一对位标记M1(如图6B所示)、第二对位标记M2(如图7B所示)与第三对位标记M3(如图8B所示)的图案并非本案重点，可依不同需求可有不同的设计方式。且三者亦可形成相同的图案，端以能使光掩模51、52与基板6准确对位为优先考量。

另外，请参照图9所示，完成大尺寸基板6′的曝光工艺后，再经由切割即可形成多个薄膜晶体管基板，在此以两个薄膜晶体管基板为例作说明。因此，可先通过第一光掩模51来进行第一曝光区E1的曝光(图9中的实线箭头方向表示曝光第一曝光区E1时，曝光的顺序)，再通过第二光掩模52来进行第二曝光区E2及第三曝光区E3的曝光(图9中的空心箭头方向表示曝光第二曝光区E2及第三曝光区E3时，曝光的顺序)，即可于基板6′上形成两个薄膜晶体管基板的图案。其中，需注意的是，曝光顺序非限制性，依不同设计可有不同的曝光顺序。

请同时参照图6A及图7A所示，本发明的一种光掩模组件，用于对基板6的光致抗蚀剂层61曝光，光掩模组件包含第一光掩模51及第二光掩模52。第一光掩模51具有第一图案区P1及多个第一光掩模定位点511，这些第一光掩模定位点511位于第一图案区P1的周围。第二光掩模52具有第二图案区P2及第三图案区P3以及多个第二光掩模定位点521，这些第二光掩模定位点521位于第二图案区P2与第三图案区P3之间。

由于光掩模组件的第一光掩模51及第二光掩模52已在前述实施例中详述，在此不再赘述。

综上所述，依本发明的光掩模对位曝光方法及光掩模组件将对应第一曝光区的第一图案区独立设置于第一光掩模上，而第一曝光区为基板上中间图案重复的区域，可通过增加第一图案区于第一光掩模上的面积以减少基板中间区域的曝光次数，进而缩短工艺时间并增加制造效率。另外，对应基板上两侧外围线路区域的第二曝光区及第三曝光区的第二图案区及第三图案区，则一同设置于第二光掩模上，且第二光掩模上的定位点设置于第二图案区及第三图案区之间，以避免两感测元件无法同时进行光掩模对位感测，而造成无法有效对位的问题。因此，本发明除可提高光掩模对位准确度，并减少接合不均现象亦可以提高工艺效率。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等同修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。

Claims (12)

1.一种光掩模对位曝光方法，包含：

利用第一光掩模的第一图案区对于基板的光致抗蚀剂层进行曝光，以形成至少一第一曝光区；

利用第二光掩模的第二图案区对于该光致抗蚀剂层进行曝光，以形成第二曝光区；以及

利用该第二光掩模的第三图案区对于该光致抗蚀剂层进行曝光，以形成第三曝光区，

其中，该第一曝光区位于该第二曝光区与该第三曝光区之间，

该第二光掩模具有多个第二光掩模定位点，这些第二光掩模定位点位于该第二图案区与该第三图案区之间。

2.如权利要求1所述的光掩模对位曝光方法，其中形成该第一曝光区的步骤，包含以下子步骤：

将该第一光掩模具有的多个第一光掩模定位点分别与形成于该基板上的多个第一定位点对准，以曝光形成该第一曝光区。

3.如权利要求2所述的光掩模对位曝光方法，其中各该第一光掩模定位点与各该第一定位点对准后，形成第一对位标记。

4.如权利要求1所述的光掩模对位曝光方法，其中形成该第二曝光区的步骤，包含以下子步骤：

将该第二光掩模具有的多个第二光掩模定位点分别与形成于该基板上的多个第二定位点对准，以曝光形成该第二曝光区。

5.如权利要求4所述的光掩模对位曝光方法，其中各该第二光掩模定位点与各该第二定位点对准后，形成第二对位标记。

6.如权利要求1所述的光掩模对位曝光方法，其中形成该第三曝光区的步骤，包含以下子步骤：

将该第二光掩模具有的这些第二光掩模定位点分别与形成于该基板上的多个第三定位点对准，以曝光形成该第三曝光区。

7.如权利要求6所述的光掩模对位曝光方法，其中各该第二光掩模定位点与各该第三定位点对准后，形成第三对位标记。

8.如权利要求1所述的光掩模对位曝光方法，其用于制作薄膜晶体管基板。

9.一种光掩模组件，用于对于基板的光致抗蚀剂层曝光，该光掩模组件包含：

第一光掩模，具有第一图案区及多个第一光掩模定位点，这些第一光掩模定位点位于该第一图案区的周围；以及

第二光掩模，具有第二图案区、第三图案区以及多个第二光掩模定位点，这些第二光掩模定位点位于该第二图案区与该第三图案区之间。

10.如权利要求9所述的光掩模组件，其中该基板上形成有多个第一定位点，该第一光掩模以各该第一光掩模定位点对准于各该第一定位点以曝光形成该第一曝光区。

11.如权利要求10所述的光掩模组件，其中该基板上形成有多个第二定位点，该第二光掩模以各该第二光掩模定位点对准于各该第二定位点以曝光形成该第二曝光区。

12.如权利要求11所述的光掩模组件，其中该基板上形成有多个第三定位点，该第二光掩模以各该第二光掩模定位点对准于各该第三定位点以曝光形成该第三曝光区。

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