CN1983033B

CN1983033B - 掩模图案布置方法

Info

Publication number: CN1983033B
Application number: CN2005101317306A
Authority: CN
Inventors: 梁雅闵; 何建国
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2025-12-16
Also published as: CN1983033A

Abstract

本发明提供一种掩模图案布置方法，此方法包括具有第一掩模图案的第一掩模，具有第二掩模图案的第二掩模，第一掩模图案和第一掩模的相对位置不同于第二掩模图案和第二掩模的相对位置。

Description

掩模图案布置方法

技术领域

本发明涉及一种掩模图案布置方法，尤其涉及一种多个掩模图案与透镜组的相对位置都不同，以减轻面板透镜不均现象的掩模图案布置方法。

背景技术

在进行曝光工艺时，扫描式曝光机台(scan exposure apparatus)的光源产生器会产生i-line、KrF激光或ArF激光等曝光光线，并依次通过掩模及投影透镜(projection lens)而投射于半导体芯片或玻璃等基板表面的光致抗蚀剂层时，用以将掩模上的电路图案转移至基板的预定部份面积上(此又称为一个scan)，当作蚀刻屏蔽或者是离子注入屏蔽。接着扫描式曝光机台的基板平台(plate stage)或掩模平台(mask stage)再快速移动到下一定位并进行上述相同的曝光步骤，以步进地将掩模上的图案转移至整个基板表面的光致抗蚀剂层中。

近年来，随着LCD和PDP等平面显示器的尺寸不断增加，这也使得掩模的尺寸也演变成越来越大。因此，现行曝光机台的透镜组通常由多个透镜所组成，并以1比1的等比例方式，将掩模图案转移到玻璃基板上。然而每个透镜本身特性的细微差距、透镜与透镜之间的重迭部分，或者透镜组长期使用所造成的精度误差，都可能影响通过各透镜的曝光光线的均匀性。

请参阅图1，图1为现有技术的掩模图案与曝光机台透镜组的相对位置示意图。图1为一般薄膜晶体管液晶显示面板(TFT LCD)工艺中的曝光工艺所使用的五道掩模(mask)，此五道掩模，分别代表形成栅极电极(gate electrode，GE)的掩模I、形成半导体层(semiconductor，SE)的掩模II、形成源极/漏极(source/drain，SD)的掩模III、形成接触孔(contact hole，CH)的掩模IV、形成像素电极(pixel electrode，PE)的掩模V，且其上各自具有位于掩模I、II、III、IV和V的正中央的掩模图案(mask pattern)102、104、106、108和110。其中，掩模I、II、III、IV和V本身的宽度都为L，而掩模图案102、104、106、108和110的宽度则都为l。

请特别注意，由于曝光机台的透镜组通常都由n个透镜所组成，而且各透镜呈前后交错放置，故两两透镜之间会产生一重迭处，影响曝光光线的均匀性，因此在图1中的每个掩模都显示有n-1个透镜重迭处。因此，图1中也相对应绘制出掩模I、II、III、IV和V置于曝光机台时，透镜组的各透镜重迭处112、114、116、118和120与掩模图案102、104、106、108和110及掩模I、II、III、IV和V的相对位置。其中，掩模图案102、104、106、108和110和透镜重迭处112、114、116、118和120间的距离都为Z，而且在此现有技术中为方便解说，掩模I、II、III、IV和V的边缘和掩模图案102、104、106、108和110的边缘的间距则都为A，但是在实际工艺中掩模的边缘和掩模图案的边缘的间距并非固定值。

请参阅图2，图2为图1中的掩模图案曝光后所产生的光致抗蚀剂图案示意图。图2延续图1的条件，分别代表图1中的掩模I、II、III、IV和V经过曝光机台曝光后，转移至玻璃面板上相对应的光致抗蚀剂层I’、II’、III’、IV’和V’的示意图，也就是说，依照扫描式曝光机台的作业程序，在玻璃面板的同一区域会依次接受掩模I、II、III、IV和V的曝光，因此在图2中，光致抗蚀剂层I’、II’、III’、IV’、V’与光致抗蚀剂图案202、204、206、208、210即分别代表相对应的掩模I、II、III、IV、V与掩模图案102、104、106、108、110单独曝光于玻璃面板上的示意图像。

以1比1等比例曝光为例，在完成多道光刻暨蚀刻工艺(PEP)之后，光致抗蚀剂层I’、II’、III’、IV’和V’的宽度也都为L，光致抗蚀剂图案202、204、206、208和210也都为宽度l的图样，光致抗蚀剂层I’、II’、III’、IV’、V’的边缘和光致抗蚀剂图案202、204、206、208和210的边缘的间距A也相同于掩模I、II、III、IV和V的边缘和掩模图案102、104、106、108和110的边缘的间距A，而光致抗蚀剂图案202、204、206、208和210和透镜重迭处212、214、216、218和220间的距离Z也相同于掩模图案102、104、106、108和110和透镜重迭处112、114、116、118和120间的距离Z，所以最后每个透镜重迭处212、214、216、218和220都会落在光致抗蚀剂层I’、II’、III’、IV’、V’的相同位置上。

请参阅图3，图3为图2曝光完成后的转移图案示意图。如图3所示，玻璃基板302上具有多个转移图案304，而且每一个转移图案304均经由上述五道掩模的曝光工艺而分别制备于玻璃基板302上的同一区域得到，因此图2中每个透镜重迭处212、214、216、218和220都会落在光致抗蚀剂层I’、II’、III’、IV’、V’和光致抗蚀剂图案202、204、206、208、210的相同位置上，使得玻璃基板302上的每一个转移图案304都会出现明显的透镜不均306。

如上所述，现有曝光机台在进行曝光时，透镜与透镜间的重迭部分会因为投影透镜长期使用所造成的精度误差等因素，造成通过各透镜的曝光光线不均匀。所以现有技术在利用多个掩模进行曝光，也即完成多道光刻暨蚀刻工艺(PEP)之后，显示面板上几个固定位置(相对于透镜重迭处)便会产生临界尺寸(critical dimension，CD)不均和覆盖(overlay)不均的现象，进而导致显示面板发生透镜不均(lens mura)的状况，严重降低产品质量与工艺产品率。因此如何解决现有技术的透镜不均问题，实为当务之急。

发明内容

本发明提供一种掩模图案布置方法，尤其是一种多个掩模图案与透镜组的相对位置都不同，以减轻面板透镜不均现象的掩模图案布置方法，以解决上述现有技术的问题。

本发明的优选实施例提供一种掩模图案布置方法，此方法包括一种掩模图案布置方法，此方法包括具有第一掩模图案的第一掩模，具有第二掩模图案的第二掩模，第一掩模图案和第一掩模的相对位置不同于第二掩模图案和第二掩模的相对位置。

本发明的优选实施例提供一种改善面板透镜不均(lens mura)的方法，应用于布置有多透镜的透镜组的曝光机台中，此方法至少包括提供一个第一掩模图案以及一个第二掩模图案，并错开第一掩模图案和第二掩模图案与透镜组的相对位置分别进行曝光工艺。

本发明还提供一种掩模图案布置方法，该方法用于一多透镜的透镜组的曝光机台中，该方法提供一具有一第一掩模图案的第一掩模以及一具有一第二掩模图案的第二掩模，其中各掩模相对于透镜组的位置是固定的，且该第一掩模图案和该第一掩模的相对位置不同于该第二掩模图案和该第二掩模的相对位置，由此使得在第一掩模和第二掩模的曝光中的透镜重迭处落在光致抗蚀剂的不同位置上。

本发明利用显示器面板薄膜晶体管曝光工艺中，五道掩模的掩模图案都与曝光机台的透镜组具有不同的水平距离，来错开光致抗蚀剂图案和透镜不均的位置，使得透镜不均被模糊掉，使得面板不会产生透镜不均，以解决现有技术的问题。

附图说明

图1为现有技术的掩模图案与曝光机台透镜组的相对位置示意图。

图2为图1中的掩模图案曝光后所产生的光致抗蚀剂图案示意图。

图3为图2曝光完成后的转移图案示意图。

图4为本发明的掩模图案与曝光机台透镜组的相对位置示意图。

图5为图4中的掩模图案曝光后所产生的光致抗蚀剂图案示意图。

图6为图5曝光完成后的转移图案示意图。

主要元件符号说明

I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII、IX、X掩模

102、104、106、108、110、402、404、406、408、410掩模图案

112、114、116、118、120、212、214、216、218、220、412、512、514、516、518、520透镜重迭处

I’、II’、III’、IV’、V’、VI’、VII’、VIII’、IX’、X’光致抗蚀剂层

202、204、206、208、210、502、504、506、508、510光致抗蚀剂图案

414对照掩模图案

302、602玻璃基板

304、604转移图案

306透镜不均

具体实施方式

请参阅图4，图4为本发明的掩模图案与曝光机台透镜组的相对位置示意图。为了方便说明起见，本发明的优选实施例也利用一般五道掩模的光刻暨蚀刻工艺(PEP)来说明本发明的掩模图案布置方法应用于薄膜晶体管液晶显示面板(TFT LCD)的曝光工艺的实施方式。这五道同样大小的掩模分别是形成栅极电极(gate electrode，GE)的掩模VI、形成半导体层(semiconductor，SE)的掩模VII、形成源极/漏极(source/drain，SD)的掩模VIII、形成接触孔(contacthole，CH)的掩模IX、形成像素电极(pixel electrode，PE)的掩模X，而且这五道掩模依照掩模VI、掩模VII、掩模VIII、掩模IX和掩模X的顺序、依次应用在薄膜晶体管液晶显示面板的工艺中，并经由扫描式曝光机台曝光才被图案转移至玻璃面板(未显示)上，得到对应的光致抗蚀剂图案(未显示)。

如图4所示，掩模VI、掩模VII、掩模VIII、掩模IX和掩模X都具有一样的宽度L，且掩模图案402、404、406、408和410的宽度都为1。另外，图4中也相对应绘制出掩模VI装设于曝光机台中准备进行曝光工艺时，透镜重迭处412与掩模图案402及掩模VI的相对位置。同样地，本实施例也利用多个呈前后交错放置的透镜的透镜组来做说明，因此在图4中的每个掩模均显示有多个透镜重迭处。

在本发明的优选实施例中，掩模VI的边缘和掩模图案402的边缘的间距具有水平距离B(以左侧边缘为参考边缘)，而掩模图案402的边缘相对于透镜重迭处412的边缘之间则具有水平距离m。掩模VII的边缘和掩模图案404的边缘具有水平距离C(以左侧边缘为参考边缘)，且C小于或者大于B，所以掩模图案404的边缘相对于透镜重迭处412的边缘之间具有水平距离n，而n大于或者小于m。同样地，置于掩模VIII、IX、X上的掩模图案406、408、410也分别具有不相等的水平距离D、E、F，所以掩模图案406、408、410和透镜重迭处412之间也相对具有不相同的水平距离o、p、q。此外，为了方便说明起见，如图4所示，掩模VII、VIII、IX、X上都绘制有一组以虚线显示的对照掩模图案414，其代表和各掩模边缘具有水平距离B的一掩模图案(也即等同于掩模VI和掩模图案402的距离关系)，藉此更清楚表现出在本实施例中各掩模的掩模图案相对移动、错位的情形。

值得注意的是，虽然在现行曝光机台的透镜组中，每个透镜的大小尺寸都完全一样，而且每个透镜间的距离及设置位置也为一固定值，所以当相同尺寸的各掩模装设于曝光机台中时，各掩模相对于透镜组的位置也是固定的，也即透镜组的各个透镜与透镜间的重迭部分相对于掩模的位置也是固定的。但是，由于本发明的每个掩模图案设置于各掩模上的水平位置是不同的，所以当本发明的各掩模分别装设于曝光机台中准备进行曝光工艺时，每一个掩模上的掩模图案相对于透镜组之间的水平位置并不相同，尤其是掩模图案相对应于各个透镜与透镜间的重迭部分是不相同的。

请参阅图5，图5为图4中的掩模图案曝光后所产生的光致抗蚀剂图案示意图。图5延续图4的条件，分别代表图4中的掩模VI、VII、VIII、IX和X经过曝光机台曝光后，转移至玻璃面板上相对应的光致抗蚀剂层(photoresist layer)VI’、VII’、VIII’、IX’和X’的示意图，也就是说，随着每一道光刻暨蚀刻工艺(PEP)的曝光工艺的进行，玻璃面板的同一位置会依次接受掩模VI、VII、VIII、IX和X的曝光，因此如图5所示，光致抗蚀剂层VI’、VII’、VIII’、IX’和X’是分别代表其相对应的掩模VI、VII、VIII、IX、X和掩模图案402、404、406、408、410单独曝光于玻璃面板上的示意图像，而非实际发生时，每发生一次曝光就会重迭一个光致抗蚀剂图案的情况。

请参阅图5，光致抗蚀剂图案502和透镜重迭处512之间具有距离m，而光致抗蚀剂图案504、506、508和510和各自的透镜重迭处514、516、518和520之间则分别具有距离n、o、p、q，这就是因为图4的掩模图案402、404、406、408、410和透镜重迭处412之间分别具有水平距离m、n、o、p、q所造成的。因此最后在经过五道掩模曝光之后，所完成的光致抗蚀剂图案便不会出现现有技术中明显的透镜不均。因为，在本发明中，每个掩模图案和透镜重迭处之间的水平距离不同，所以曝光机台曝光时，各掩模所曝光工艺形成的透镜不均(lens mura)便会落在光致抗蚀剂层的不同位置上，使得透镜的边缘界线被模糊掉，最后液晶显示面板就不会出现透镜不均现象。

请参阅图6，图6为图5曝光完成后的转移图案示意图。如图6所示，玻璃基板602上具有多个转移图案604，而且每一个转移图案604均经由上述的五道掩模的曝光工艺而分别制备于玻璃基板602上的同一区域所得到，因此图5中每个透镜重迭处512、514、516、518和520都会落在光致抗蚀剂层VI’、VII’、VIII’、IX’、X’和光致抗蚀剂图案502、504、506、508、510的不同位置上，所以最后玻璃基板602上的转移图案604便不会出现明显的透镜不均。

值得注意的是，本发明也可选择只改变图4的掩模图案406与掩模VIII的相对位置。因为在制备薄膜晶体管液晶显示面板的薄膜晶体管的曝光工艺中，最重要的关键工艺为图4中形成漏极和源极的掩模VIII，因为要维持每一个薄膜晶体管的沟道长度均为一固定值，才能确保每一个薄膜晶体管的电性能的稳定度及均匀性。所以在本发明中，掩模VI、VII、IX、X的掩模图案402、404、408、410和透镜重迭处412以及其各自对应于掩模的位置都可具有相同的距离，但掩模VIII一定要不同。又或者，因为形成栅极也为薄膜晶体管中重要的工艺，所以掩模图案402、406与透镜重迭处412以及其各自对应的掩模VI、VIII需具有不同距离，但是其它的都相同也可。

相较于现有技术，因为本发明利用薄膜晶体管显示面板的曝光工艺中，五道掩模的掩模图案都与曝光机台的透镜组具有不同的水平距离的方式，来错开光致抗蚀剂图案和透镜重迭处的位置，以避免显示面板上几个固定位置(相对于透镜重迭处)会产生临界尺寸(CD)不均和覆盖(overlay)不均的现象，并使得透镜不均(lens mura)被模糊掉，进而能有效解决现有技术中，因为每次曝光的透镜重迭处都落在显示面板的相同位置，所造成的透镜不均(lensmura)的现象以及工艺成品率下降、产品质量不佳等问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种掩模图案布置方法，该方法用于一多透镜的透镜组的曝光机台中，该方法提供一具有一第一掩模图案的第一掩模以及一具有一第二掩模图案的第二掩模，其中各掩模相对于透镜组的位置是固定的，且该第一掩模图案和该第一掩模的相对位置不同于该第二掩模图案和该第二掩模的相对位置，由此使得在第一掩模和第二掩模的曝光中的透镜重迭处落在光致抗蚀剂的不同位置上。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述掩模应用于一薄膜晶体管显示面板的曝光工艺。

3.如权利要求1所述的方法，其中该曝光机台包含一扫描式曝光机台。

4.如权利要求2所述的方法，其中该第一掩模图案为一形成栅极电极的掩模图案，而该第二掩模图案为一形成源极/漏极的掩模图案。

5.如权利要求4所述的方法，其中该曝光工艺为还包括一第三掩模图案、一第四掩模图案和一第五掩模图案的曝光工艺。

6.如权利要求5所述的方法，其中该第三掩模图案为一形成半导体层的掩模图案，该第四掩模为一形成接触孔的掩模图案，该第五掩模为一形成像素电极的掩模图案。

7.如权利要求6所述的方法，其中该掩模图案依照该曝光工艺的排列顺序依次为该第一掩模图案、该第三掩模图案、该第二掩模图案、该第四掩模图案和该第五掩模图案。

8.如权利要求5所述的方法，其中该第三掩模图案、该第四掩模图案和该第五掩模图案分别位于一第三掩模、一第四掩模和一第五掩模上。

9.如权利要求8所述的方法，其中该第三、四和五掩模图案与对应的该第三、四和五掩模的相对位置，择其一与该第一和二掩模图案与对应的该第一和二掩模的相对位置不同。

10.如权利要求8所述的方法，其中该第三、四和五掩模图案与对应的该第三、四和五掩模的相对位置，择其二与该第一和二掩模图案与对应的该第一和二掩模的相对位置不同。

11.如权利要求8所述的方法，其中该第一、二、三、四和五掩模图案与对应的该第一、二、三、四和五掩模的相对位置都不同。

12.如权利要求2所述的方法，用于改善该薄膜晶体管显示面板在该曝光工艺中发生透镜不均的现象。