CN117806126A - 光学基板结构与其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种光学基板结构与其制造方法。制造光学基板结构的方法包含：在基板上形成光阻层；使用曝光机对光阻层进行接续式曝光工艺。曝光机中的光罩包含第一图案区、第一对位标记、第二对位标记以及第二图案区。第一对位标记以及第二对位标记设置于第一图案区周围。接续式曝光工艺包含：遮蔽光罩中位于两图案区之间的第二对位标记以及第二图案区，以第一图案区、第一对位标记以及其余的第二对位标记对光阻层曝光；以及遮蔽第一图案区、第一对位标记以及第二对位标记，以第二图案区对光阻层曝光；以及对经曝光后的光阻层进行第一显影工艺。借此可进行对位校正。

Description

光学基板结构与其制造方法
技术领域
本揭露是有关于一种采用接续式曝光工艺所制造的光学基板结构与其制造方法。
背景技术
在曝光机的光罩尺寸限制下，若要生产大尺寸液晶面板，在曝光工艺时需采用接续式(Stitching)曝光方法，也就是即将一片面板分割成数等分再将分割完后的部分面板放入光罩，再利用接续式曝光方式来形成完整的面板。然而，接续式曝光需要多次曝光，如何同时进行曝光位置的校正为此领域技术人员所关心的议题。
发明内容
本揭露提出一种制造光学基板结构的方法，包含：在基板上形成光阻层；使用曝光机对光阻层进行接续式曝光工艺。曝光机中装设光罩，光罩包含第一图案区、第一对位标记、第二对位标记以及第二图案区。第一对位标记以及第二对位标记设置于第一图案区周围。第二对位标记的其中之一设置于第一图案区与第二图案区之间。接续式曝光工艺包含：遮蔽光罩的第二对位标记的其中之一以及第二图案区，以光罩的第一图案区以及第一对位标记以及其余的第二对位标记，对光阻层曝光；以及遮蔽光罩的第一图案区、第一对位标记以及第二对位标记，以光罩的第二图案区对光阻层曝光；以及对经曝光后的光阻层进行第一显影工艺。
在一些实施例中，光阻层直接接触基板。
在一些实施例中，光阻层为黑色矩阵材料，且在第一显影工艺之后光阻层形成黑色矩阵。
在一些实施例中，光罩还包含第三对位标记以及第四对位标记，第三对位标记以及第四对位标记设置于第二图案区周围。上述的方法还包含：在接续式曝光工艺之前，在参考基板上，形成参考光阻层；使用曝光机对参考光阻层进行参考接续式曝光工艺，其中曝光机中装设光罩。参考接续式曝光工艺包含：遮蔽光罩的第二图案区、第三对位标记以及第四对位标记，以光罩的第一图案区、第一对位标记以及第二对位标记，对参考光阻层曝光；以及遮蔽光罩的第一图案区、第一对位标记以及第二对位标记，以光罩的第二图案区、第三对位标记以及第四对位标记对参考光阻层曝光；以及对经曝光后的参考光阻层进行参考显影工艺。
在一些实施例中，上述的方法还包含：在参考显影工艺之后，检测参考光阻层的多个参考对位标记，以得到对位检测结果；以及根据对位检测结果，在接续式曝光工艺之前调整曝光机。
在一些实施例中，参考光阻层为黑色矩阵材料，且在参考显影工艺之后，参考光阻层形成参考黑色矩阵、第一参考对位标记以及第二参考对位标记。第一参考对位标记位于参考黑色矩阵周围，且第二参考对位标记位于参考黑色矩阵的多个开口中。
以另一个角度来说，本揭露提出一种光学基板结构，包含基板与第一材料层。第一材料层位于基板上。第一材料层包含像素阵列区、第一对位标记与第二对位标记。像素阵列区具有第一侧、相对于第一侧的第二侧、第三侧以及相对于第三侧的第四侧。第三侧与第四侧分别连接于第一侧与第二侧之间，其中第一侧的长度大于像素阵列区的第三侧的长度。第一对位标记设置于像素阵列区的第一侧以及第二侧，第二对位标记设置于像素阵列区的第三侧以及第四侧。
在一些实施例中，两个第一对位标记之间的距离小于像素阵列区的第三侧的长度。像素阵列区的第一侧的长度大于像素阵列区的第三侧的长度。
在一些实施例中，在像素阵列区中，第一材料层不包含对位标记。
在一些实施例中，第一材料层的像素阵列区是黑色矩阵，黑色矩阵包含多个开口，且第一对位标记以及第二对位标记不与黑色矩阵的开口重叠。
在一些实施例中，第一材料层的像素阵列区包含多个彩色滤光单元，且第一对位标记以及第二对位标记不与彩色滤光单元重叠。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1是根据一实施例绘示使用曝光机制造光学基板结构的示意图；
图2是根据一实施例绘示光罩的示意图；
图3是根据一实施例绘示参考基板与参考光阻层的侧视图；
图4A至图4C是根据一实施例绘示参考接续式曝光工艺的示意图；
图5是根据一实施例绘示参考光阻层上图案的示意图；
图6是根据一实施例绘示基板与光阻层的侧视图；
图7A至图7C是根据一实施例绘示接续式曝光工艺的示意图；
图8是根据一实施例绘示在基板上所形成的材料层的示意图；
图9是根据一实施例绘示参考黑色矩阵的上视图；
图10A是根据一实施例绘示黑色矩阵的上视图；
图10B是沿着图10A中剖线AA’所绘示的剖面图；
图11是根据一实施例绘示在黑色矩阵上形成彩色滤光单元的剖面图；
图12是根据一实施例绘示参考彩色滤光单元的上视图；
图13A是根据一实施例绘示彩色滤光单元的上视图；
图13B与图14是根据一实施例绘示形成彩色滤光单元的中间过程的剖面图。
【符号说明】
110:曝光机
111:光源
112:光罩
113:光学膜组
114:遮蔽板
121:载台
122:基板
123:光阻层
211:第一图案区
212:第二图案区
213:第三图案区
221～226,231～236,241～246:对位标记
301:参考基板
302:参考光阻层
501～505:区域
511～520:参考对位标记
601:基板
602:光阻层
801～805:区域
810:像素阵列区
811:第一侧
812:第二侧
813:第三侧
814:第四侧
821,822,831,832,841,842:对位标记
820,840:第一对位标记
830:第二对位标记
910:参考黑色矩阵
911～914,921～924:参考对位标记
1000:黑色矩阵
1001:开口
AA’,BB’:剖线
1101～1104:彩色滤光单元
1201～1204,1211～1214:对位标记
1221,1222:参考彩色滤光单元
1301～1303,1311～1313:彩色滤光单元
1401:钝化层
1410:黑色矩阵层
具体实施方式
关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
图1是根据一实施例绘示使用曝光机制造光学基板结构的示意图。请参照图1，曝光机110包括了光源111、光罩112、光学膜组113与遮蔽板114。遮蔽板114用以遮蔽光罩112中的部分图案，让光线穿过其他图案射向光学膜组113，光学膜组113可以包括任意数目的透镜、反射镜或其他光学元件。此外，载台121上设置有基板122，在基板122上已经形成了光阻层123。在此实施例是要使用曝光机110对光阻层123进行接续式曝光工艺，特别的是光罩112中设计有多个对位标记，这些对位标记可用来判断曝光的位置是否正确，进而调整曝光机110。另一方面，在此共会执行两次接续式曝光工艺，第一次用于校正，第二次则用于形成材料层，以下将实施例详细说明。
图2是根据一实施例绘示光罩的示意图。请参照图2，光罩112包括了第一图案区211、第二图案区212、第三图案区213、与多个对位标记221～226、231～236、241～246。对位标记221～226是设置在图案区的上侧，对位标记241～246是设置在图案区的下侧。对位标记231～236则是设置在图案区的左右两侧。每个图案区在周围四侧都设置了对位标记，举例来说，图案区211的四个外角处设置了对位标记221、222、241、242，而图案区211左右两侧的中间则分别设置了对位标记231、232，以此类推。因此，对位标记232、233是设置在第一图案区211与第二图案区212之间，对位标记234、235是设置在第二图案区212与第三图案区213之间。在此，对位标记221、222、241、242又称为第一对位标记，对位标记231、232又称为第二对位标记，对位标记223、224、243、244又称为第三对位标记，对位标记233、234又称为第四对位标记，对位标记225、226、245、246又称为第五对位标记，对位标记235、236又称为第六对位标记。上述的第一与第二对位标记围绕第一图案区211，第三与第四对位标记围绕第二图案区212，而第五与第六对位标记围绕第三图案区213。为了说明起见，以下称第一对位标记221、222、241、242与第二对位标记231、232为第一图案区211周围的6个对位标记，以此类推。在其他实施例中也可以设置更多个对位标记，本揭露并不限制对位标记的位置与个数。
图3是根据一实施例绘示参考基板与参考光阻层的侧视图。请参照图3，首先在参考基板301上形成参考光阻层302。接下来使用曝光机对参考光阻层302进行接续式曝光工艺(又称为参考接续式曝光工艺)。图4A至图4C是根据一实施例绘示参考接续式曝光工艺的示意图。请参照图3与图4A，首先遮蔽第二图案区212、第三图案区213与周围的12个对位标记，而第一图案区211与周围的6个对位标记则保留下来。接下来用第一图案区211与周围的6个对位标记对参考光阻层302曝光。
接下来请参照图4B，遮蔽第一图案区211、第三图案区213与周围的12个对位标记，以第二图案区212与周围的6个对位标记对参考光阻层302进行曝光。值得注意的是，在此会调整曝光位置，让第二图案区212在参考光阻层302上的投影图案紧邻第一图案区211在参考光阻层302上的投影图案的右侧。第二图案区212会曝光多次，每次曝光时第二图案区212在参考光阻层302上的投影图案会依序往右位移。
接下来请参照图4C，遮蔽第一图案区211、第二图案区212与周围的12个对位标记，以第三图案区213和周围的6个对位标记对参考光阻层302进行曝光。第三图案区213在参考光阻层302上的投影图案会紧邻第二图案区212在参考光阻层302上的投影图案的右侧。
接下来，对曝光后的参考光阻层302进行显影工艺(亦称为参考显影工艺)，结果如图5所示，图5是根据一实施例绘示参考光阻层上图案的示意图。执行显影工艺后，参考光阻层302留下来区域501～505与参考对位标记(例如参考对位标记511～520，为了简化起见，在此并没有标示所有的参考对位标记)。区域501是由图4A的曝光所形成，区域502～504是由图4B的三次曝光所形成，区域505是由图4C的曝光所形成。另一方面，参考对位标记511、513是由图4A的曝光所形成，参考对位标记512、514～517、519是由图4B的曝光所形成，参考对位标记518、520是由图4C的曝光所形成。也就是说，光罩112上的对位标记231～236经由显影工艺以后会在参考基板301上形成对应的参考对位标记。由于区域501～505彼此紧邻，参考对位标记512会位于区域501之中，参考对位标记513会位于区域502之中，以此类推。接下来可以检测参考光阻层302上的参考对位标记以得到对位检测结果，目的是侦测曝光的位置是否正确，根据这个对位检测结果可以调整曝光机110，本揭露并不限制所调整的参数。
在调整曝光机110以后，便可以使用曝光机110进行第二次的接续式曝光工艺。具体来说，请参照图6，图6是根据一实施例绘示基板与光阻层的侧视图。首先在基板601上形成光阻层602，此光阻层602是直接接触基板601。此基板601可以相同于参考基板301(去除图案并清洗后)或是不同于参考基板301，本揭露并不在此限。
接下来使用曝光机110，用相同的光罩112进行接续式曝光工艺。图7A至图7C是根据一实施例绘示接续式曝光工艺的示意图。请参照图7A，首先遮蔽第二图案区212、第三图案区213、与周围的12个对位标记，特别的是也遮蔽对位标记232，以第一图案区211和对位标记221、222、231、241、242对光阻层602曝光。请参照图7B，接下来遮蔽第一图案区211、第三图案区213以及周围的12个对位标记，特别是也遮蔽了对位标记233、234，以第二图案区212以及对位标记223、224、243、244对光阻层602曝光。同样的，图7B的曝光会执行多次，每次形成的投影图案都往右位移。请参照图7C，接下来遮蔽第一图案区211、第二图案区212以及周围的12个对位标记，特别是也遮蔽了对位标记235，以第三图案区213以及对位标记225、226、236、245、246对光阻层602曝光。换言之，对位标记232～235会被遮蔽，并不会投影在光阻层602上。接下来对曝光后的光阻层602进行显影工艺，在此将显影工艺后的光阻层602称为材料层，而材料层与基板602合称为光学基板结构。
图8是根据一实施例绘示在基板上所形成的材料层的示意图。请参照图8，材料层包括了区域801～805，其中区域801是由图7A的曝光所形成，区域802～804是由图7B的曝光所形成，区域805是由图7C的曝光所形成。区域801～805是包含在像素阵列区810之中，像素阵列区810包含了彼此相对的第一侧811与第二侧812，也包含彼此相对的第三侧813与第四侧814，其中第三侧813与第四侧804分别连接于第一侧811与第二侧812之间，且第一侧811的长度大于第三侧813的长度。材料层也包含了多个对位标记，例如在第一侧811上有对位标记821、841，在第二侧812有对位标记822、842，在第三侧813有对位标记831，在第四侧814有对位标记832，为了简化起见图8并未标示所有的对位标记。在此，上下相对的对位标记可以称为第一对位标记，例如对位标记821与对位标记822都可称为第一对位标记820，对位标记841与对位标记842可称为第一对位标记840。左右相对的对位标记831、832可称为第二对位标记830。在一些实施例中，第一对位标记820、840之间的距离小于第三侧813的长度。
值得注意的是，由于在图7A中遮蔽了对位标记232、在图7B中遮蔽了对位标记233、234，在图7C中遮蔽了对位标记235，因此在像素阵列区810中并不包含对位标记。
在一些实施例中，图3的参考光阻层302以及图6的光阻层602是黑色矩阵材料，参考光阻层302用以形成参考黑色矩阵，而光阻层602是用以形成黑色矩阵。图9是根据一实施例绘示参考黑色矩阵的上视图。请参照图5与图9，参考光阻层302形成了参考黑色矩阵910与多个参考对位标记911～914、511～520、921～924，为了简化起见在图9并未标示所有的参考对位标记。参考黑色矩阵910包含多个开口。在参考黑色矩阵910周围的参考对位标记911～914、511、520、921～924称为第一参考对位标记。在参考黑色矩阵910的开口中的参考对位标记512～519称为第二参考对位标记，设置在开口中有利于取得对位检测结果。
图10A是根据一实施例绘示黑色矩阵的上视图。请参照图8与图10A，光阻层形成了黑色矩阵1000与多个对位标记821、822、831、832、841、842，为了简化起见在图10A并未标示所有的对位标记。如上所述，对位标记821、841是形成在第一侧811，对位标记822、842是形成在第二侧812，对位标记831是形成在第三侧813，对位标记832是形成在第四侧814。在图10A中，像素阵列区810中并没有对位标记。以另一个角度来说，黑色矩阵1000包括多个开口(例如开口1001)，而对位标记821、822、831、832、841、842不会与这些开口重叠。
图10B是沿着图10A中剖线AA’所绘示的剖面图。请参照图10B，对位标记831、832是形成在黑色矩阵1000的两侧。图11是根据一实施例绘示在黑色矩阵上形成彩色滤光单元的剖面图。请参照图11，接下来可以在像素阵列区810中形成彩色滤光单元1101～1104(为了简化起见图11中并未标示所有的彩色滤光单元)，这些彩色滤光单元1101～1104会充满黑色矩阵1000的开口。
在图10B的实施例中是先形成黑色矩阵再形成彩色滤光单元，但在其他实施例中也可以先形成彩色滤光单元再形成黑色矩阵，在这样的实施例中是根据彩色滤光单元来进行校正。具体来说，上述的参考光阻层302与光阻层602也可以为彩色滤光材料，参考光阻层302用以形成参考彩色滤光单元，而光阻层602用以形成彩色滤光单元。图12是根据一实施例绘示参考彩色滤光单元的上视图。请参照图12，参考光阻层在经过显影工艺以后形成了多个参考彩色滤光单元(例如参考彩色滤光单元1221、1222)与多个对位标记1201～1204、511～520、1211～1214，这些对位标记与参考彩色滤光单元不重叠。
图13A是根据一实施例绘示彩色滤光单元的上视图。请参照图13A，在像素阵列区810中包括了多个彩色滤光单元(例如彩色滤光单元1301～1302)，另外对位标记821、822、831、832、841、842并不在像素阵列区810中。同样的，对位标记821、822、831、832、841、842与彩色滤光单元不重叠。
请参照图13B与图14，图13B与图14是根据一实施例绘示形成彩色滤光单元的中间过程的剖面图。以图13A中的剖线BB’为例，在此是先形成一个颜色的彩色滤光单元1311～1313，然后再形成其他颜色的彩色滤光单元。在形成所有颜色(例如包括红色、绿色、蓝色)的彩色滤光单元以后，再形成钝化层1401(passivation layer)，然后在钝化层1401上形成黑色矩阵1410。因此，不论是图14的实施例或是图11的实施例，都可以用参考基板上的第一个材料层来进行曝光机的校正。
在一些实施例中，上述的接续式曝光工艺也可以采用马赛克式接续曝光，本揭露并不在此限。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种制造光学基板结构的方法，其特征在于，包含：
在一基板上，形成一光阻层；
使用一曝光机，对所述光阻层进行一接续式曝光工艺，其中所述曝光机中装设一光罩，所述光罩包含第一图案区、第一对位标记、第二对位标记以及第二图案区，所述第一对位标记以及所述第二对位标记设置于所述第一图案区周围，所述第二对位标记的其中之一设置于所述第一图案区与所述第二图案区之间，其中所述接续式曝光工艺包含：
遮蔽所述光罩的所述第二对位标记的所述其中之一以及所述第二图案区，以所述光罩的所述第一图案区、所述第一对位标记以及其余的所述第二对位标记，对所述光阻层曝光；以及
遮蔽所述光罩的所述第一图案区、所述第一对位标记以及所述第二对位标记，以所述光罩的所述第二图案区，对所述光阻层曝光；以及对经曝光后的所述光阻层，进行第一显影工艺。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述光阻层直接接触所述基板。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述光阻层为黑色矩阵材料，且在所述第一显影工艺之后，所述光阻层形成一黑色矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光罩还包含第三对位标记以及第四对位标记，所述第三对位标记以及所述第四对位标记设置于所述第二图案区周围，还包含：
在所述接续式曝光工艺之前，在一参考基板上，形成一参考光阻层；
使用所述曝光机，对所述参考光阻层进行一参考接续式曝光工艺，其中所述曝光机中装设所述光罩，所述参考接续式曝光工艺包含：
遮蔽所述光罩的所述第二图案区、所述第三对位标记及所述第四对位标记，以所述光罩的所述第一图案区、所述第一对位标记以及所述第二对位标记，对所述参考光阻层曝光；以及
遮蔽所述光罩的所述第一图案区、所述第一对位标记以及所述第二对位标记，以所述光罩的所述第二图案区、所述第三对位标记以及所述第四对位标记，对所述参考光阻层曝光；以及
对经曝光后的所述参考光阻层，进行一参考显影工艺。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包含：
在所述参考显影工艺之后，检测所述参考光阻层的多个参考对位标记，以得到一对位检测结果；以及
根据所述对位检测结果，在所述接续式曝光工艺之前，调整所述曝光机。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述参考光阻层为黑色矩阵材料，且在所述参考显影工艺之后，所述参考光阻层形成一参考黑色矩阵、第一参考对位标记以及第二参考对位标记，所述第一参考对位标记位于所述参考黑色矩阵周围，且所述第二参考对位标记位于所述参考黑色矩阵的多个开口中。
7.一种光学基板结构，其特征在于，包含：
一基板；以及
第一材料层，位于所述基板上，其中所述第一材料层包含：
一像素阵列区，其中所述像素阵列区具有第一侧、相对于所述第一侧的第二侧、第三侧以及相对于所述第三侧的第四侧，所述第三侧与所述第四侧分别连接于所述第一侧与所述第二侧之间；
第一对位标记，设置于所述像素阵列区的所述第一侧以及所述第二侧；以及
第二对位标记，设置于所述像素阵列区的所述第三侧以及所述第四侧。
8.根据权利要求7所述的光学基板结构，其特征在于，其中所述第一对位标记的其中之二之间的一距离小于所述像素阵列区的所述第三侧的所述长度，所述像素阵列区的所述第一侧的长度大于所述像素阵列区的所述第三侧的长度。
9.根据权利要求7所述的光学基板结构，其特征在于，于所述像素阵列区中，所述第一材料层不包含一对位标记。
10.根据权利要求7所述的光学基板结构，其特征在于，所述第一材料层的所述像素阵列区是一黑色矩阵，所述黑色矩阵包含多个开口，且所述第一对位标记以及所述第二对位标记不与所述黑色矩阵的所述多个开口重叠。
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