CN117471860A - 曝光装置和基板的曝光制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种曝光装置和基板的曝光制备方法。沿着光路的传播路径依次设置有第一设置位、第二设置位、第三设置位以及第四设置位。曝光装置包括光源组件，投影物镜以及承载件，所述光源组件设置在所述第一设置位。所述投影物镜设置在所述第三设置位。所述承载件设置在所述第四设置位，所述承载件用于放置外置基板。其中，所述第二设置位用于设置外置的掩模板，所述掩模板包括错开设置的第一区域和第二区域，所述第一区域与所述投影物镜正对设置，所述投影物镜用于收敛穿过所述第一区域的入射光线的角度。本申请旨在可以提高同一基板上的不同分辨率精度图案的制备效率，节省生产时间。

Description

曝光装置和基板的曝光制备方法

技术领域

本申请涉及曝光技术领域，具体涉及一种曝光装置和基板的曝光制备方法。

背景技术

光刻是可以在涂有光敏感介质的基板或硅片上做出图形的一种技术，可用于集成电路(IC)及其封装、平板显示(FPD)、LED照明、微机电系统器件(MEWS)和其他精密器件的制造。光刻技术中的曝光装置是实现预期图形转移到玻璃基板或硅片目标区域上的一种工具。

在对现有技术的研究和实践过程中，本申请的发明人发现，当同一片基板上的制作规格中同时含有低分辨率区域(最小线宽为2um左右)和高分辨率区域(最小线宽为300nm左右)时，若采用面板厂常规的曝光系统，最小线宽只能是微米级别，无法兼顾高分辨区域，导致过程中需要更换掩模板进行制成，产片效率较低。若采用半导体厂的高精度曝光系统，虽然精度可以达到纳米级别，但是这种曝光系统的曝光场较小(20～30mm)，制备低分辨率区域时，这将会导致曝光时间过长，产片效率很低。因此，确有必要来开发一种曝光装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本申请实施例提供一种曝光装置和基板的曝光制备方法，可以提高同一基板上的不同分辨率精度图案的制备效率，节省生产时间。

本申请实施例提供一种曝光装置，沿着光路的传播路径依次设置有第一设置位、第二设置位、第三设置位以及第四设置位，所述曝光装置包括：

光源组件，所述光源组件设置在所述第一设置位；

投影物镜，所述投影物镜设置在所述第三设置位；以及

承载件，所述承载件设置在所述第四设置位，所述承载件用于放置外置基板；

其中，所述第二设置位用于设置外置的掩模板，所述掩模板包括错开设置的第一区域和第二区域，所述第一区域与所述投影物镜正对设置，所述投影物镜用于收敛穿过所述第一区域的入射光线的角度。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述曝光装置还包括挡板，所述挡板活动设于所述第三设置位和所述第四设置位之间，所述挡板用于遮挡所述掩模板的第一区域。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述曝光装置还包括位置移动模块，所述位置移动模块用于调整所述投影物镜的位置。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述投影物镜包括多个重叠设置的聚光透镜。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述光源组件包括光源和导光件，所述光源和所述导光件依次沿着第一方向排布设置，所述导光件、所述投影物镜和所述承载件依次沿着垂直于所述第一方向的第二方向排布设置；所述导光件用于将光线传递至所述第二设置位。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述光源组件还包括移动构件，所述导光件包括出光口，所述移动构件与所述导光件连接，所述移动构件用于移动所述出光口的位置。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述投影物镜的倍率大于1倍且小于等于20倍。

相应的，本申请实施例还提供一种基板的曝光制备方法，其包括以下步骤：

提供如上述任意一项中所述的曝光装置、基板和掩模板，所述基板上设置有第一像素区和第二像素区；

在所述第二设置位上设置所述掩模板，所述掩模板包括错开设置的第一区域和第二区域，所述第一像素区、所述投影物镜以及所述第一区域相对设置，所述第二像素区和所述第二区域相对设置，在所述承载件上设置基板；

在所述基板的第一像素区形成第一图案；

对所述掩模板的第一区域进行遮挡，在所述基板的第二像素区形成第二图案，所述第一图案的分辨率高于所述第二图案的分辨率。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一区域包括多个子曝光区域，多个所述子曝光区域呈阵列排布设置，所述投影物镜在所述基板上的投影面与一所述子曝光区域的投影面相同；

所述投影物镜移动并依次与一所述子曝光区域相对设置。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述曝光装置还包括挡板，所述光源组件包括光源和导光件，所述导光件包括出光口；

对所述掩模板的第一区域进行遮挡，在所述基板的第二像素区形成第二图案，所述第一图案的分辨率高于所述第二图案的分辨率的步骤包括：

设置所述挡板位于所述基板和所述掩模板之间，并与所述第一区域重合；

所述导光件的出光口沿预定方向移动，以在所述基板的第二像素区上扫描曝光形成所述第二图案。

本申请实施例的曝光装置采用在掩模板设置位(第二设置位)的出光侧设置投影物镜，该投影物镜与掩模板的第一区域正对设置，通过投影物镜以对穿过第一区域的入射光线进行收敛。从而可以在基板上形成比掩模板的第一区域的更小的图案，如此以使得同一掩模板上的第一区域和第二区域可以在基板上形成不同分辨率的图案。即无需更换掩板，便可以在同一基板上形成两种不同分辨率精度的光刻图案，进而达到采用常规掩模板也可以实现精密制程的效果，以提高制备同一基板的不同分辨率图案的制备效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的实施例一提供的曝光装置的结构示意图；

图2是本申请的掩模板的俯视示意图；

图3是本申请的实施例二提供的曝光装置的结构示意图；

图4是本申请的掩模板的第一区域的俯视示意图；

图5是本申请的基板的俯视示意图；

图6是本申请实施例提供的基板的曝光制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。

本申请实施例提供一种曝光装置和基板的曝光制备方法。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。

实施例一、

参照图1和图2，本申请的实施例一提供了一种曝光装置100，沿着光路的传播路径依次设置有第一设置位W1、第二设置位W2、第三设置位W3以及第四设置位W4。曝光装置100包括：光源组件10，投影物镜20以及承载件30。

光源组件10设置在第一设置位W1。投影物镜20设置在第三设置位W3。承载件30设置在第四设置位W4，承载件30用于放置外置基板N。

其中，第二设置位W2用于设置外置的掩模板M，掩模板M包括错开设置的第一区域M1和第二区域M2，第一区域M1与投影物镜20正对设置，投影物镜20用于收敛穿过第一区域M1的入射光线的角度。也即投影物镜20用于对入射光线进行聚光。

本申请实施例的曝光装置100采用在掩模板M设置位(第二设置位W2)的出光侧设置投影物镜20，该投影物镜20与掩模板M的第一区域M1正对设置，通过投影物镜20以对穿过第一区域M1的入射光线进行收敛。从而可以在基板N上形成比掩模板M的第一区域M1的更小的图案，如此以使得同一掩模板M上的第一区域M1和第二区域M2可以在基板N上形成不同分辨率的图案。即无需更换掩板，便可以在同一基板N上形成两种不同分辨率精度的光刻图案，进而达到采用常规掩模板M也可以实现精密制程的效果，以提高制备同一基板N的不同分辨率图案的制备效率。

可选的，投影物镜20包括多个重叠设置的聚光透镜。其中，可以通过设置增加或减少聚光透镜的数量来调整投影物镜20的倍率，进而以满足制备不同分辨率的图案的需求。需要说明的是，既可以采用完全相同的聚光透镜进行重叠设置，如此以便于计算该投影物镜20的聚光倍率。或者也可以采用不同倍率的聚光透镜进行重叠设置，如此以较少数量的聚光透镜便可以实现所需的投影物镜20的聚光倍率，既便于减小曝光装置100的体积，也便于后期的维护。

可选的，投影物镜20的倍率大于1倍且小于等于20倍。可以理解的是，该投影物镜20的聚光倍率可以为2倍，5倍，10倍，15倍以及20倍等。其中，当投影物镜20的聚光倍率为20倍，且该掩模板M上的图案的最小线宽为2um左右时。如此在曝光制备的过程中，通过掩模板M的第二区域M2的光线在基板N光刻形成线宽为2um左右的图案，既为微米级曝光图案。而通过掩模板M的第一区域M1的光线被投影物镜20进行聚光后，在基板N上形成线宽为100纳米左右的图案，即为纳米级曝光图案。如此以在同一基板N上形成不同分辨率的图案。

参照图1，可选的，曝光装置100还包括挡板40，挡板40活动设于第三设置位W3和第四设置位W4之间，挡板40用于遮挡掩模板M的第一区域M1。需要说明的是，在基板N上形成第一区域M1的图案和在基板N上形成第二区域M2的图案是分开进行的，即可以在基板N上形成掩模板M的第一区域M1的图案，之后再在基板N上形成第二区域M2的图案。如此在基板N上形成掩模板M的第一区域M1的图案时，通过移动挡板40以使其与第一区域M1错开，进而以基板N上形成第一区域M1的图案。之后再移动挡板40以使其与第一区域M1重合，如此在基板N上形成掩模板M的第二区域M2的图案时，可以有效避免对基板N相对第一区域M1的位置的图案造成影响，以保证基板N上的图案的正常形成。进一步地，由于挡板40的设置，可以通过扫描曝光的方式在基板N上形成第二区域M2的图案。

可选的，光源组件10包括光源11和导光件12，光源11和导光件12依次沿着第一方向X排布设置，导光件12、投影物镜20和承载件30依次沿着垂直于第一方向的第二方向Y排布设置。导光件12用于将光线传递至第二设置位W2。其中，该光源11可以为低成本的汞灯。而该导光件12可以为反射镜片，如此可以将位于任意位置的光源11的光线反射导向第二设置位W2处。此外，该光源组件10还可以包括辅助聚光透镜，该辅助聚光透镜位于光源11和导光件12之间，从而使得光源11发出的光线，被辅助聚光透镜收敛，提高了光的利用率，随后光线被导光件12反射至第二设置位W2，当第二设置位W2设置有掩模板M时，光线会照射掩模板M的第一区域M1和第二区域M2以分别在基板N形成图案。

进一步地，光源组件10还包括移动构件13，导光件12包括出光口121，移动构件13与导光件12连接，移动构件13用于移动出光口121的位置。其中，该位置移动模块50可以为机械手或者滑块和滑轨可以移动导光件12的结构。通过设置移动构件13以使得导光件12移动，从而以同步带动导光件12的出光口121的位置可以移动。如此以当掩模板M的第一区域M1设有多个时，通过移动构件13移动导光件12，以使其出光口121与其中一投影物镜20所正对的第一区域M1重合，当在基板N上形成该第一区域M1的图案后，再通过移动构件13移动导光件12，以使其出光口121与另一投影物镜20所正对的第一区域M1重合，如此以在基板N上依次形成多个第一区域M1的图案。或者当投影物镜20的位置可以移动以依次与第一区域M1进行相对设置时，该移动构件13可以使导光件12的出光口121跟随投影物镜20进行移动，以同样可以在基板N上依次形成多个第一区域M1的图案。或者当对第二区域M2进行扫描曝光时，可以通过移动构件13使导光件12的出光口121沿预定方向进行移动，以在基板N上扫描曝光形成第二区域M2的图案，以使得制备效率更高。如此通过移动构件13的设置，使得曝光装置100的适用性更广。

参照图3和图4，实施例二、本实施例相较于上述实施例的不同之处在于，曝光装置100还包括位置移动模块50，位置移动模块50用于调整投影物镜20的位置。其中，该位置移动模块50可以为机械手或者滑块和滑轨可以移动投影物镜20的结构。如此当投影物镜20的面积小于第一区域M1时，可以通过位置移动模块50调整投影物镜20的位置，以逐步在基板N上形成第一区域M1的图案。即例如当掩模板M的第一区域M1包括多个子曝光区域m1时，该子曝光区域m1的面积与投影物镜20的面积相同，如此通过位置移动模块50移动投影物镜20以依次与一子曝光区域m1相对设置，进而依次在基板N上形成多个子曝光区域m1的图案。或者当掩模板M包括多个第一区域M1时，可以通过位置移动模块50调整投影物镜20的位置，以依次在基板N上形成多个第一区域M1的图案。如此通过位置移动模块50的设置，使得曝光装置100的适用性更广。

进一步地，在该实施例中，光源组件10的导光件12包括多个出光口121，至少一出光口121与投影物镜20相对设置。如此以当掩模板M的第一区域M1设有多个时，一出光口121与一第一区域M1相对设置。从而通过控制与投影物镜20相对的出光口121进行单独出光，其他出光口121为关闭状态。当在基板N上形成该第一区域M1的图案后，之后使得投影物镜20移动至与另一个第一区域M1相对设置，再单独控制此时与投影物镜20相对设置的出光口121进行出光，以逐步在基板N上形成多个第一区域M1的图案。

参照图1和图6，相应的，本申请实施例还提供一种基板N的曝光制备方法，其包括以下步骤：

B1：提供如上述任意一项中所述的曝光装置100、基板N和掩模板M，所述基板N上设置有第一像素区N1和第二像素区N2；

B2：在所述第二设置位W2上设置所述掩模板M，所述掩模板M包括错开设置的第一区域M1和第二区域M2，所述第一像素区N1、所述投影物镜20以及所述第一区域M1相对设置，所述第二像素区N2和所述第二区域M2相对设置，在所述承载件30上设置基板N；

B3：在所述基板N的第一像素区N1形成第一图案；

B4：对所述掩模板M的第一区域M1进行遮挡，在所述基板N的第二像素区N2形成第二图案，所述第一图案的分辨率高于所述第二图案的分辨率。

本申请实施例的基板N的曝光制备方法采用在掩模板M设置位(第二设置位W2)的出光侧设置投影物镜20，该投影物镜20与掩模板M的第一区域M1正对设置，通过投影物镜20以对穿过第一区域M1的入射光线进行收敛。从而可以在基板N上形成比掩模板M的第一区域M1的更小的图案，如此以使得同一掩模板M上的第一区域M1和第二区域M2可以在基板N上形成不同分辨率的图案。即无需更换掩板，便可以在同一基板N上形成两种不同分辨率精度的光刻图案，进而达到采用常规掩模板M也可以实现精密制程的效果，以提高制备同一基板N的不同分辨率图案的制备效率。

下面对基板N的曝光制备方法进行阐述。

在步骤B1中，提供如上述任意一项中所述的曝光装置100、基板N和掩模板M，所述基板N上设置有第一像素区N1和第二像素区N2。

本实施例中的曝光装置100的结构与上述实施例的曝光装置100的结构相似或相同，具体请参照上述实施例的曝光装置100。而该基板N可以为玻璃基板N。

在步骤B2中，在所述第二设置位W2上设置所述掩模板M，所述掩模板M包括错开设置的第一区域M1和第二区域M2，所述第一像素区N1、所述投影物镜20以及所述第一区域M1相对设置，所述第二像素区N2和所述第二区域M2相对设置，在所述承载件30上设置基板N。

参照图2和图5，其中，该基板N上可以设置有多个阵列排布的第一像素区N1，且该第二像素区N2环绕设置在多个第一像素区N1之间。同时该掩模板M上也同步设置多个阵列排布的第一区域M1，且该第二区域M2环绕设置在多个第一区域M1之间。且当掩模板M包括多个第一区域M1时，当投影物镜20的数量为一个，可以通过调整投影物镜20的位置，以依次在基板N上形成多个第一区域M1的图案。或者也可以设置多个投影物镜20，以使一投影物镜20与一第一区域M1相对设置。

在步骤B3中，在所述基板N的第一像素区N1形成第一图案。

其中，以形成一层图案化的像素电极层为例进行阐述，但不限于此。具体的步骤是依次在基板N上形成像素电极层和光刻胶层，随后打开光源11，光源11发出的光线经导光件12辐射掩模板M的第一区域M1再通过投影物镜20聚光作用后，以对光刻胶层进行曝光处理，以形成图案化的光刻胶层，接着以光刻胶层为遮挡对应像素电极层进行图案化处理，形成图案化的像素电极层，并去除光刻胶层，如此以在第一像素区N1形成第一图案。

可选的，第一区域M1包括多个子曝光区域m1，多个所述子曝光区域m1呈阵列排布设置，所述投影物镜20在所述基板N上的投影面与一所述子曝光区域m1的投影面相同。所述投影物镜20移动并依次与一所述子曝光区域m1相对设置。

其中，当曝光装置100还包括位置移动模块50，该位置移动模块50用于调整投影物镜20的位置。而该子曝光区域m1的面积与投影物镜20的面积相同，如此通过位置移动模块50移动投影物镜20以依次与一子曝光区域m1相对设置，进而依次在基板N上形成多个子曝光区域m1的图案。

在步骤B4中，对所述掩模板M的第一区域M1进行遮挡，在所述基板N的第二像素区N2形成第二图案，所述第一图案的分辨率高于所述第二图案的分辨率。

其中，在基板N上形成第一区域M1的图案和在基板N上形成第二区域M2的图案是分开进行的。如此便于进行控制第一区域M1的图案和第二区域M2的图案的形成过程。

可选的，所述曝光装置100还包括挡板40，所述光源组件10包括光源11和导光件12，所述导光件12包括出光口121。对所述掩模板M的第一区域M1进行遮挡，在所述基板N的第二像素区N2形成第二图案，所述第一图案的分辨率高于所述第二图案的分辨率的步骤包括：

设置所述挡板40位于所述基板N和所述掩模板M之间，并与所述第一区域M1重合；

所述导光件12的出光口121沿预定方向移动，以在所述基板N的第二像素区N2上扫描曝光形成所述第二图案。

如此在基板N上形成掩模板M的第二区域M2的图案时，移动挡板40以使其与第一区域M1重合，可以有效避免对基板N相对第一区域M1的位置的图案造成影响，而在基板N上形成掩模板M的第一区域M1的图案时，通过移动挡板40以使其与第一区域M1错开，以保证基板N上的图案的正常形成。此外，导光件12的出光口121沿预定方向移动，如此可以通过扫描曝光的方式在基板N上形成第二区域M2的图案。

以上对本申请实施例所提供的一种曝光装置和基板的曝光制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种曝光装置，沿着光路的传播路径依次设置有第一设置位、第二设置位、第三设置位以及第四设置位，其特征在于，所述曝光装置包括：

光源组件，所述光源组件设置在所述第一设置位；

投影物镜，所述投影物镜设置在所述第三设置位；以及

承载件，所述承载件设置在所述第四设置位，所述承载件用于放置外置基板；

其中，所述第二设置位用于设置外置的掩模板，所述掩模板包括错开设置的第一区域和第二区域，所述第一区域与所述投影物镜正对设置，所述投影物镜用于收敛穿过所述第一区域的入射光线的角度。

2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括挡板，所述挡板活动设于所述第三设置位和所述第四设置位之间，所述挡板用于遮挡所述掩模板的第一区域。

3.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括位置移动模块，所述位置移动模块用于调整所述投影物镜的位置。

4.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述投影物镜包括多个重叠设置的聚光透镜。

5.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述光源组件包括光源和导光件，所述光源和所述导光件依次沿着第一方向排布设置，所述导光件、所述投影物镜和所述承载件依次沿着垂直于所述第一方向的第二方向排布设置；所述导光件用于将光线传递至所述第二设置位。

6.如权利要求5所述的曝光装置，其特征在于，所述光源组件还包括移动构件，所述导光件包括出光口，所述移动构件与所述导光件连接，所述移动构件用于移动所述出光口的位置。

7.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述投影物镜的倍率大于1倍且小于等于20倍。

8.一种基板的曝光制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求1至7任意一项中所述的曝光装置、基板和掩模板，所述基板上设置有第一像素区和第二像素区；

在所述第二设置位上设置所述掩模板，所述掩模板包括错开设置的第一区域和第二区域，所述第一像素区、所述投影物镜以及所述第一区域相对设置，所述第二像素区和所述第二区域相对设置，在所述承载件上设置基板；

在所述基板的第一像素区形成第一图案；

对所述掩模板的第一区域进行遮挡，在所述基板的第二像素区形成第二图案，所述第一图案的分辨率高于所述第二图案的分辨率。

9.如权利要求8所述基板的曝光制备方法，其特征在于，所述第一区域包括多个子曝光区域，多个所述子曝光区域呈阵列排布设置，所述投影物镜在所述基板上的投影面与一所述子曝光区域的投影面相同；

所述投影物镜移动并依次与一所述子曝光区域相对设置。

10.如权利要求8所述基板的曝光制备方法，其特征在于，所述曝光装置还包括挡板，所述光源组件包括光源和导光件，所述导光件包括出光口；

对所述掩模板的第一区域进行遮挡，在所述基板的第二像素区形成第二图案，所述第一图案的分辨率高于所述第二图案的分辨率的步骤包括：

设置所述挡板位于所述基板和所述掩模板之间，并与所述第一区域重合；

所述导光件的出光口沿预定方向移动，以在所述基板的第二像素区上扫描曝光形成所述第二图案。