CN101813895B - 曝光机台及应用该曝光机台的曝光方法 - Google Patents

Abstract

一种曝光机台及应用该曝光机台的曝光方法。曝光机台包括多个光源、多个灯罩以及一承置平台。灯罩设置于光源的一侧，且各灯罩包含至少两个面向各光源的椭圆弧反射面。承置平台设置于光源的与灯罩相对的另一侧，所述至少两个椭圆弧反射面面向承置平台。曝光方法包括下述步骤：提供一待曝光基板于承置平台上；以及使用光源照射待曝光基板。所述至少两个椭圆弧反射面朝向待曝光基板反射光线。当光源照射待曝光基板时，待曝光基板的一配向高分子材料层硬化产生一配向角度。

Description

曝光机台及应用该曝光机台的曝光方法

技术领域

本发明涉及一种曝光机台及应用该曝光机台的曝光方法，且特别涉及一种具有多个光源的曝光机台及应用该曝光机台的曝光方法。

背景技术

在平面显示器，如液晶显示器或有机电致发光显示器的制造过程中，曝光工序是不可缺少的重要步骤，其利用光照及蚀刻的方式来图案化材料层，以形成各种组件。例如常见的五道光罩工序，是重复进行沉积材料层、曝光材料层及蚀刻材料层的操作，以堆栈形成液晶显示器中的薄膜晶体管。事实上，不仅是在平面显示器的制造工序中，在其它半导体产品的生产线中曝光工序亦扮演着相当重要的角色。例如在内存、芯片上系统的生产线中，需利用曝光的方式将光罩上的布线转录至基材上。

近年来由于电子产品朝向轻薄化以及多功能化发展，产品内部的组件集成度大幅增加。因此各内部组件必须更进一步微型化，以符合产品的需求。随着组件的微型化，曝光工序的质量更成为影响产品合格率的关键因素之一。目前应用于曝光工序的曝光机台中，是利用灯罩来反射多个光源所发出的光线。灯罩上用来反射光线的反射面一般较常见为抛物线形状的设计，虽然可以提供良好的照度，却容易使照射到基材或基板的光线出现亮暗不均的暗纹。基材或基板受到具有暗纹的光线照射，会因曝光不均匀影响到后续的蚀刻的质量，进而危害到制造的合格率。

为了改善暗纹的现象，曝光机台中亦可见到平面式的反射面。然而平面式的反射面会导致照度降低，同时仍旧无法有效解决光线均匀度不佳、产生暗纹的问题。

因此，如何解决基材或基板曝光均匀度不佳导致合格率降低的问题，为目前在曝光工序中亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种曝光机台及一种应用该曝光机台的曝光方法，用以解决光线暗纹导致曝光质量不良的问题。

本发明的一个方面提出一种曝光机台，包括多个光源、多个灯罩以及一承置平台。灯罩对应地设置于光源的一侧，且各灯罩包含至少两个面向各光源的椭圆弧反射面。承置平台设置于光源的与灯罩相对的另一侧。各灯罩的至少两个椭圆弧反射面面向承置平台。

依据本发明一实施例，各灯罩的至少两个椭圆弧反射面为并列配置，且对应的各光源位于至少两个椭圆弧反射面的对称轴上。

依据本发明一实施例，各灯罩的至少两个椭圆弧反射面包含微结构表面。

依据本发明一实施例，这些光源为紫外光灯管。

依据本发明一实施例，曝光机台还包括一第一滤光片，设置于光源及承置平台之间，用以滤除一第一波段的光线。

依据本发明一实施例，曝光机台还包括一第二滤光片，设置于光源及承置平台之间，用以滤除一第二波段的光线。

依据本发明一实施例，曝光机台还包括一图案化光罩，设置于光源及承置平台之间。

依据本发明一实施例，曝光机台还包括一偏压装置，用以提供一偏压至一待曝光基板。

依据本发明一实施例，曝光机台还包括一冷却装置，设置于邻近光源处，用以带动空气流动通过光源以冷却光源。

依据本发明一实施例，曝光机台还包括一冷却装置，套接于光源，用以供一冷却液体流动通过光源以冷却光源。

本发明的另一方面提出一种曝光方法，该曝光方法使用前述的曝光机台。该曝光方法包括下述步骤；提供一待曝光基板于承置平台上；以及使用光源照射待曝光基板，各灯罩的至少两个椭圆弧反射面朝向待曝光基板反射光线。待曝光基板包括一配向高分子材料层，当光源照射待曝光基板时，配向高分子材料层硬化产生一配向角度。

依据本发明一实施例，曝光方法还包括提供一偏压至待曝光基板的步骤。

依据本发明一实施例，配向高分子材料层包含一紫外光硬化聚合物。使用光源照射待曝光基板的步骤中，提供一紫外光线。

上述依照本发明实施例的曝光机台及应用该曝光机台的曝光方法，利用至少两个椭圆弧反射面来反射光线，可以提高光线的均匀度，提升曝光质量。

附图说明

为使本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更加明显易懂，现结合所附的附图说明如下：

图1A绘示依照本发明一实施例的一种曝光机台的前视图。

图1B绘示曝光机台的侧视图。

图2绘示光源、灯罩及承置平台的示意图。

图3绘示两个椭圆弧反射面的相交处为圆角时的示意图。

图4绘示两个椭圆弧反射面的相交处为平面时的示意图。

图5绘示两个灯罩的相交处为平面时的示意图。

图6绘示依照本发明另一实施例的冷却装置的立体图。

图7绘示依照本发明一实施例的一种曝光方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

100：曝光机台        422：椭圆弧反射面

110：光源            423：平面

120：灯罩            520：灯罩

121：椭圆弧反射面    521：椭圆弧反射面

122：椭圆弧反射面    522：椭圆弧反射面

130：承置平台        524：平面

141：第一滤光片      610：光源

142：第二滤光片      670：冷却装置

150：图案化光罩      D1：长轴距离

160：偏压装置        D2：凹陷深度

170：冷却装置        D3：间隙

320：灯罩            D4：高度

321：椭圆弧反射面    D5：宽度

322：椭圆弧反射面    L：光线

410：光源            P：待曝光基板

420：灯罩            S1：步骤

421：椭圆弧反射面    S2：步骤

具体实施方式

请同时参照图1A及图1B，图1A绘示依照本发明一实施例的一种曝光机台的前视图，图1B绘示曝光机台的侧视图。曝光机台100包括多个光源110、多个灯罩120以及一承置平台130。这些灯罩120对应地设置在这些光源110的一侧，且各灯罩120分别包含至少两个面向各光源110的椭圆弧反射面121及122。上述至少两个椭圆弧反射面121及122用以反射光源110发出的光线L，以提升光线L反射后的均匀度。承置平台130设置于光源110的与灯罩120相对的另一侧。各灯罩120的上述至少两个椭圆弧反射面121及122面向承置平台130，用以将光源110发出的光线L朝承置平台130反射。

以下更进一步对光源110及灯罩120进行说明。请参照图2，其绘示光源、灯罩及承置平台的示意图。各灯罩120的至少两个椭圆弧反射面121及122为并列配置，并且具有相同的椭圆弧形。对应的光源110位于两个椭圆弧反射面121及122的对称轴上，使得对应的各光源110发出的光线L可以均匀分散至两个椭圆弧反射面121及122。

实际应用中，椭圆弧反射面121为一完整椭圆形被椭圆长轴分割的一半侧，亦即椭圆弧反射面121相对于椭圆长轴的镜像图形与椭圆弧反射面121构成完整的椭圆形。同样地，椭圆弧反射面122为一完整椭圆形被椭圆长轴分割的一半侧。椭圆弧反射面122相对于椭圆长轴的镜像图形与椭圆弧反射面122构成完整的椭圆形。

如图2所示，各椭圆弧反射面121或122具有一长轴距离D1，并且在灯罩120上具有一凹陷深度D2。本实施例中，由于椭圆弧反射面121及122各自为一个完整椭圆形被椭圆长轴分割的一半侧，因此凹陷深度D2为各椭圆弧反射面121或122对应的椭圆形的短轴距离的一半。各光源110与两个椭圆弧反射面121及122的相交之处具有一间隙D3，光源110与承置平台130间具有一高度D4。

前述的长轴距离D1、凹陷深度D2、间隙D3及高度D4的关系为如下所述。光源110与两个椭圆弧反射面121及122的交点的间隙D3小于长轴距离D1的五分之一，使光源110提供足够的光线L至灯罩120，进而让灯罩120反射后的光线L具有足够的照度。此外，各椭圆弧反射面121或122的凹陷深度D2小于长轴距离D1的三分之一，且长轴距离D1小于高度D4，使得反射后的光线L不会过度集中而出现暗纹，借以提升两个椭圆弧反射面121及122反射光线L的均匀度。在另一实施例中，灯罩120的两个椭圆弧反射面121及122还包含微结构表面，用以更进一步均匀化光线L。

以下以实际进行的测试的实验数据来进行说明。将光源110发出的光线L分别由依照本发明实施例的两个椭圆弧反射面121及122、公知的抛物线反射面以及公知的平面反射面进行反射，并分别测量反射后光线L的光均匀度，并将获得的数据整理成表1。

表1

反射面型式	两个椭圆弧	抛物线(公知)	平面(公知)
				光均匀度(％)	93.2	84.5	91.3

由表1可知，相比于公知的抛物线及平面方式的反射面，应用两个椭圆弧反射面的设计确实可以有效提高光线反射后的均匀度。

前述实施例的两个椭圆弧反射面121及122的相交之处为尖角，如图2所绘示；然而两个椭圆弧反射面121及122相交处并不以尖角为限。请参照图3，其绘示两个椭圆弧反射面的相交处为圆角时的示意图。各灯罩320的两个椭圆弧反射面321及322相交之处可例如为圆角。请参照图4，其绘示两个椭圆弧反射面的相交处为平面时的示意图。各灯罩420的两个椭圆弧反射面421及422相交之处为一平面423。此平面423具有一宽度D5，该宽度D5小于间隙D3的十分之一，使得平面423不会影响到灯罩420反射光源410所发出的光线L的均匀度，避免发生暗纹的现象。值得注意的是，图4中绘示的宽度D5与间隙D3的比例仅作为示例说明，用以清楚显示本发明的特点，而并非用来限制本发明的技术。

如图2所示，在曝光机台100中，两个相邻灯罩120相交之处以尖角为例。然而两个相邻灯罩120相交之处并不以尖角为限，其同样可修饰为圆角，或者形成一平面。请参照图5，其绘示两个灯罩的相交处为平面时的示意图。两个相邻灯罩520的相交处形成一平面524。同一灯罩520的两个椭圆弧反射面521及522相交处的设计，可以与两个相邻灯罩120相交处的设计搭配使用，本发明并不多做限制。

值得注意的是，本实施例的曝光机台100以包含三个灯罩120、三个光源110，且各灯罩120以包含两个椭圆弧反射面121为例，然而本发明的技术并不限于此。光源110的数量可以依照实际生产的需要进行调整，例如依照承置平台130的面积增加光源110的数量。灯罩120的数量优选为与光源110相同，并分别对应地设置于光源110的一侧。各灯罩120还可包含三个或三个以上的椭圆弧反射面，各光源110位于这些椭圆弧反射面的对称轴上。

本实施例的曝光机台100可依照实际应用中的需求，设置至少一滤光片在承置平台130上方，以滤除特定波长范围的光线L。举例来说，曝光机台100还包含第一滤光片141及第二滤光片142，如图1A及图1B所示。第一滤光片141设置于这些光源110及承置平台130之间，用以滤除光线L中的第一波段。第二滤光片142设置于这些光源110及承置平台130之间，用以滤除光线L中的第二波段。

第一滤光片141及第二滤光片142滤除的第一波段及第二波段可以视需求而调整。例如，本实施例的光源110为紫外光灯管时，第一滤光片141及第二滤光片142分别用以滤除波长为300纳米以下的紫外光，以及波长为770纳米以上的红外光。利用第一滤光片141及第二滤光片142滤除特定波段光线L的方式，可以使抵达承置平台130的光线L具有特定的波长范围，可以提升曝光质量。前述紫外光灯管仅用以作为范例说明，本实施例的光源110并不以紫外光灯管为限。实际上可以依照曝光机台100的用途选用不同种类的光源110，并搭配对应的第一滤光片141和/或第二滤光片142。在本实施例中，第一滤光片141和第二滤光片142以平面方式设置于光源110与承置平台130之间，然，本发明亦可以例如是将第一滤光片141和/或第二滤光片142包覆在光源110表面，同样可以达到滤除特定波段光线L的功效。

此外，曝光机台100还可依照需求，选择性地包含图案化光罩150、偏压装置160及冷却装置170。图案化光罩150设置于这些光源110及承置平台130之间，用以对承置平台130上的对象进行图案化的操作。偏压装置160设置于承置平台130上，用以提供偏压至承置平台130上的对象(例如图1A中绘示的一待曝光基板P)。本实施例中冷却装置170例如为风扇，设置于邻近光源110的位置，用以带动空气流动通过光源110以冷却这些光源110。

然而曝光机台100可用的冷却装置170并不以风扇为限；举例来说，冷却装置亦可为冷却水套。请参照图6，其绘示依照本发明另一实施例的冷却装置的立体图。冷却装置670为双层式的冷却水套，用以供冷却液(例如冷水)通入其内。冷却装置670套接于光源610，使冷却液流动通过光源610以冷却光源610，在本发明中，冷却装置670亦可以通入冷却流体以冷却光源610。

请参照图7，其绘示依照本发明一实施例的一种曝光方法的流程图。该曝光方法使用上述依照本发明实施例的曝光机台100(如图1A及图1B所绘示)，并且包括以下步骤。

首先，曝光方法进行步骤S1，提供待曝光基板P于承置平台130上。

接着，曝光方法进行步骤S2，使用这些光源110照射待曝光基板P，以进行曝光的操作。在步骤S2中，各灯罩120的至少两个椭圆弧反射面121及122朝向待曝光基板P反射光线L，用以提升反射后的光线L的均匀度。

本实施例的曝光方法，例如是用来进行聚合物稳定配向技术(PolymerSustained Alignment，PSA)的聚合物硬化工艺。待曝光基板P包括配向高分子材料层，当这些光源110照射待曝光基板P时，配向高分子材料层硬化产生一配向角度，以应用于多域显示技术的广视角显示器中。本实施例中，配向高分子材料层包含紫外光硬化聚合物，这些光源110例如是多条并列设置的紫外光灯管。曝光方法在步骤S2中提供紫外光线至待曝光基板P。

实际应用在聚合物硬化工艺中，曝光方法在步骤S2之前，还包括提供偏压至待曝光基板P的步骤。曝光机台100使用偏压装置160提供偏压至待曝光基板P，使配向高分子材料层中的长链状高分子具有一倾斜角度，以便在步骤S2中硬化产生所述的配向角度。

上述依照本发明实施例的曝光机台及应用该曝光机台的曝光方法，利用灯罩上的至少两个椭圆弧反射面来反射光源发射的光线，可提升到达承置平台的光线的均匀度，避免暗纹产生，进一步提高曝光工序的质量。另外，利用至少两个椭圆弧反射面的设计，相比于平面反射面，可以提高光线照射至承置平台的照度，提高光源的利用效率。再者，本发明实施例的至少两个椭圆弧反射面的设计是对原有的灯罩进行修改，不需在曝光机台中增设额外的光线均匀化元件，不会增加制造成本。

虽然本发明已以实施方式披露如上，但上述实施方式并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应可作出各种更改与润饰，因此本发明的保护范围应以如附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种曝光机台，包括：

多个光源；

多个灯罩，对应地设置于所述多个光源的一侧，每个所述灯罩分别包含至少两个面向各所述光源的椭圆弧反射面；以及

一承置平台，设置于所述光源的与所述灯罩相对的另一侧；

其中各所述灯罩的至少两个椭圆弧反射面面向该承置平台，各所述灯罩的至少两个椭圆弧反射面为并列配置，对应的各所述光源位于所述至少两个椭圆弧反射面的对称轴上。

2.如权利要求1所述的曝光机台，其中，每个所述灯罩的至少两个椭圆弧反射面包含微结构表面。

3.如权利要求1所述的曝光机台，其中，所述光源为紫外光灯管。

4.如权利要求1所述的曝光机台，还包括：

一第一滤光片，设置于所述光源及该承置平台之间，用以滤除一第一波段的光线。

5.如权利要求4所述的曝光机台，还包括：

一第二滤光片，设置于所述光源及该承置平台之间，用以滤除一第二波段的光线。

6.如权利要求1所述的曝光机台，还包括：

一图案化光罩，设置于所述光源及该承置平台之间。

7.如权利要求1所述的曝光机台，还包括：

一偏压装置，用以提供一偏压至一待曝光基板。

8.如权利要求1所述的曝光机台，还包括：

一冷却装置，设置于邻近所述光源处，用以带动空气流动通过所述光源以冷却所述光源。

9.如权利要求1所述的曝光机台，还包括：

一冷却装置，套接于所述光源，用以冷却所述光源。

10.一种曝光方法，其使用如权利要求1所述的曝光机台，该曝光方法包括如下步骤：

提供一待曝光基板于该承置平台上；以及

使用所述光源照射该待曝光基板，其中各所述灯罩的至少两个椭圆弧反射面朝向该待曝光基板反射光线，该待曝光基板包括一配向高分子材料层，当所述光源照射该待曝光基板时，该配向高分子材料层硬化产生一配向角度。

11.如权利要求10所述的曝光方法，还包括：

提供一偏压至该待曝光基板。

12.如权利要求10所述的曝光方法，其中，该配向高分子材料层包含一紫外光硬化聚合物，使用所述光源照射该待曝光基板的步骤中提供一紫外光线。

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