TW200811487A - Systems and methods for manufacturing wire grid polarizers - Google Patents

Description

200811487 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而έ係關於用於製造線柵偏光板之系統以及 方法，且更特定而言，本發明係關於藉由對較大基板應用 奈米壓印微影（NIL)技術以縮短處理時間及提高處理精度 來製造線柵偏光板之系統以及方法。 【先前技術】 線柵偏光板係條帶形金屬線栅圖案，其具有小於紅 (R)、綠（G)及藍（B)光（亦即，在人類可偵測之可見光區域 内）之各別波長之大小之線寬及間距，該等金屬線柵圖案 使用薄膜處理法形成於玻璃基板或膜上以在玻璃基板或膜 上形成偏光板。當光進入線寬及間距範圍自大約5() ^瓜至 200 nm(亦即，小於藍光區域中之光波長（亦即，可見光之 最小光學波長））之金屬線柵圖案時，僅平行於該圖案之存 在前述間隔之金屬線柵圖案之部分進入的光將穿過金屬線 拇圖案，且垂直於該圖案進入之光將被阻擋，且因此，線 栅偏光板藉此執行偏光功能，因為依據其光學特性，光傳 播同時在平行於傳播方向與垂直於傳播方向之方向上振 動。 該等偏光板之優勢在於當線柵偏光板應用至液晶顯示器 (LCD)時，可能製造非常薄的LCD、簡化製造顯示器之製 私及降低其製造成本。然而，由於線柵偏光板係經由圖案 化一薄度在大約50 nm至200 nm之”奈米"級薄金屬之製程 來製造，因此遇到問題，該等問題包括難以使線栅偏光板 120359.doc 200811487 之大丨：¾加至將其一次施加至液晶顯示器之整個表面所必 而的大小，且由於以多個步驟施加線柵偏光板所必需之製 處理時間增加，因此經濟效率受到損害。 特疋而έ ，使用最廣泛使用之製程（奈米壓印微影製 耘，其確定線柵偏光板之大小及其製造處理時間之可能的 增加）製造線柵偏光板之製程基本上為轉印製程，該轉印 製私涉及將其上形成有特定金屬柵格圖案之"印模，，轉移至 顯示基板上。然而，使用先前技術之轉印製程產生一實質 問題，由於可執行各種循序製程（諸如壓製製程、加壓製 程及固化製耘）之時間的延遲而造成總製造處理時間實質 上增加，因為此等製程與轉移製程在相同腔室中執行。 另外’由於印模之大小小於被處理之Lcd之大小，因此 存在生產力減小的問題。為克服此問題，目前正使用將一 小印模持續且重複轉印至較大基板上之方法。然而，此方 法產生額外問題，執行該轉印製程所需時間進一步增加， 且由於發生對準誤差，線柵偏光板之精度顯著降低。 【發明内容】 根據本文中所揭示之本發明之例示性實施例，本發明提 供用於製造線柵偏光板之系統以及方法，其能夠使得線柵 偏光板之大小增加、其製造處理時間縮短且其處理精度提 高。 在一例示性實施例中，用於製造線柵偏光板之系統包 括·一沈積單元，其用於在基板上形成薄金屬膜層；一塗 佈單元，其用於在薄金屬膜層上塗覆光阻劑及烘焙該光阻 120359.doc 200811487 」 _ P拉之轉印單元，該印模上形成有-圖案， 該轉印早7〇用於脸今 、、该P模壓製於該光阻劑上且藉此將印模 之圖案轉移至該光阻劑·及m 片J，及一固化早兀，其用於固化該光 該例示性系統進一 ^ ^ ^ ^ ッL括·一蝕刻單元，其用於蝕刻該 薄金屬膜層；—_ &早兀，其用於移除該光阻劑；一裝載 " ”;衣載該基板；一清潔單元，其用於清潔該基 板；一卸載單元，i

八用於卸載該基板；及複數個載運單 兀其用於在其他單元之間載運該基板。 ^ 單元按照以下次序排列於生產線中：裝載單 一月潔單元沈積單元、塗佈單元、轉印單元、固化單 —u單元、灰化單元及卸載單元，且該等載運單元中 之各別載運單元提供於其他單元之相鄰對之間。 〜印早π包括··一轉印腔室；一第一基板支撐單元， ，提供於該轉印腔室中且經組態以支撲該基板；及-屢製 早兀’其用於施加壓力至該印模以將該印模壓製於該基板 上0 該Ρ模包括·一底板；具有相反極性之第一磁鐵與第二 磁鐵，其以交互方式排列且嵌入於底板之第一表面中；及 複數個單位印模，其黏附至該底板之第一表面。 該等單位印模各包含一單位印模基板，該單位印模美 具有相對之第一表面與第二表面，及一形成於該單位印模 基板之第一表面上之在一方向上延伸的精細圖案。該單位 印模基板可由矽或石英晶圓形成。 120359.doc 200811487 該壓製單元包括：一壓製腔室；一氣體壓力施加單元， ”用於注入氣體至壓製腔室中及施加氣體壓力至壓製腔室 内部；-氣體塵力校正單元，其用於維持施加至魔^室 内部之氣體壓力的均-性；一氣體供應源，其提供於該壓 製腔室外部且經組態以供應氣體用於注入壓製腔室中；及 =個，體注人孔，其形成於該壓製腔室之壁中。氣體壓力 校正單元包括提供於加壓腔室内部之複數個彈箬部件。 例示性系統可進-步包括—印模儲存腔㈣關存等待 印模。 該固化單元包括：一固化腔室；一第二基板支撐單元， 其提供於該si化腔室中且經㈣以支撑該基板；及一固化 源單元，⑼於固化該光_。該光阻劑可為料光固化 光阻劑或熱固性光阻劑q固化源單元包括紫外光源或加 熱盗。光阻劑亦可包括混合光阻劑，丨包含紫外光固化光 阻劑與熱固性光阻劑之混合物。 該轉印單元進一步包括一訾冰止 糸外先源用於固化該混合光阻 劑之紫外錢化光阻劑，且該固化單^固化源單元包括 一加熱器用於固化該混合光阻劑之該熱固性光阻劑。該轉 =元進-步包括-紫外光阻擋單元用於阻擋自紫外光源 輕射之部分紫外光。該紫外光阻播單元包括一金屬膜。該 韻刻單元乾式蝕刻該薄金屬膜層。 製造線柵偏光板之方法的-例示性實施例包括：提供一 =在該基板上形成一薄金屬膜層；在該薄金屬膜層上 塗覆光_;烘㈣塗覆有光阻劑之基板；提供—印模， 120359.doc 200811487 a印杈上具有一圖案；對準該印模與該基板上之光阻劑， 並將該印;^壓製於該基板之該光阻劑上，藉此將該印模之 圖案轉移至泫光阻劑；固化該光阻劑；分離該印模與該基 板；及蝕刻該基板之該薄金屬膜層。 另一例示性方法實施例包括：提供一基板；在該基板上 形成一薄金屬膜層；在該薄金屬膜層上塗覆光阻劑；烘焙 已塗覆光阻劑之基板；提供一印模，該印模上具有一圖 案，對準忒印模與該基板之該光阻劑，並將該印模壓製於 該基板之該光阻劑上，藉此將該印模之圖案轉移至該光阻 劑；部分固化該光阻劑；分離該印模與該基板；完全固化 該光阻劑；及蝕刻該基板之該薄金屬膜層。 可透過考慮下文對本發明之一些例示性實施例之詳細描 述，特別是在結合附圖作出該考慮之情況下，而獲得對用 於製造本發明之線柵偏光板之系統及方法之上述及許多其 他特徵及優勢之更佳理解，在附圖中，使用相同的參考數 字來識別在其圖式中之一或多個圖式中所說明的相同元 件。 【實施方式】 圖1為用於製造根據本發明之線柵偏光板之系統之例示 性實施例的示意性功能方塊圖，且圖2為使用圖丨之例示性 製造系統製造線柵偏光板之方法之例示性實施例的製程流 程圖。 參看圖1，例示性線柵偏光板製造系統包括裝载單元 100、清潔單元200、沈積單元300、塗佈單元400、轉= 120359.doc 200811487 TO 500、固化單元600、#刻單元7〇〇、灰化單元_、卸載 單元900及複數個載運單元1000。 如在圖1中說明’該系統之該等單元在生產線中按如下 次序排列：裝載單元100、清潔單元2〇〇、沈積單元3〇〇、 塗佈單元400、轉印單元500、固化單元6〇〇、钱刻單元 7〇〇、灰化單元800及卸載單元9〇〇，藉此構成一”串聯式 (inHne)"系統。在所說明的特定實施例中，載運單元1000 中之各別載運單元提供於處理單元之相鄰對之間，且用於 將已在相鄰對之第一單元中處理過之基板載運至下一相鄰 單元。 在串^式製Μ統中’影響整個處理時間之主要因素為 •單疋中之每一者之單凡處理時間（"生產時間（hct t_))。亦即’需要使在各別處理單元中之每一者中之單 处理時間相對均—’且使在任—製程完成後直至後一梦 :開始所耗用時間最短。然而，先前技術之線柵偏光板製 -Ί之諸夕問題中之—問題為’轉印製程與固化製程在 I早70中循序執行，藉此導致該單元相對於其他單元之 处理耠間顯者增加，此接著相應地增加其 理時間且導致總製造處理時間實質上增加。有效處 抑一在本&明之例不性系統中，轉印單元500與固化 早tl 600作為獨立單 程在單-單元中執〃 /：/同於轉印製程與固化製 _ 仃之先則技術之系統。因此，在轉印單 少， 中之母一者中所需的單元處理時間減 且在獨立的轉印單元5〇〇與固化單元_中之每一者中 120359.doc 200811487 之單元處理時間經調整而類似於其他單元中之每一者的各 別單元處理時間，藉此使等待時間最短，且相應地，使總 製造處理時間最短。 在下文中參看圖1及圖2描述例示性系統之各別單元之功 能及利用纟發明之例示性製造系統製造線柵偏光板之整個 製程。 首先’裝載單元100裝載一基板（未圖示）至該系統内 ( )在4基板上將形成一線柵偏光板。藉由載運單元 1000將由裝載單元100裝載之基板載運至清潔單元2〇〇，且 清潔單元200清潔該經載運之基板（S2〇2)。藉由另一載運 単兀1000將經清潔之基板載運至沈積單元3〇〇，且沈積單 兀300在該基板上形成一薄金屬膜層（未圖示）（s2^)。在此 特定實施例中，藉較用㈣法沈積具有高反射率之金屬 材料（諸如鋁（A1))而形成薄金屬膜層。然而，用於形成薄 金屬膜層之材料及方法並不限於此，且可為各種其他材料 及形成方法。 、藉由另一載運單元1000將其上已形成薄金屬膜層之基板 載運至㈣單元彻，且塗佈單元_使用旋塗法或縫塗法 將具有奈米級解析度之光阻劑層塗覆至薄金屬膜層 (=2〇4)。接著，光阻劑在選定溫度下經受軟烘焙製程並持 續選定時間量（S205)。 藉由另一載運單元1000將經軟烘焙之基板載運至轉印單 :5$〇〇~。轉印單元5〇〇包括一印模（未圖示），該印模上具有 一選疋圖案。轉印單元5〇〇將印模在基板上方對準，且接 120359.doc 200811487 著將其壓製於光阻劑上以將印模上之圖案轉移至基板上之 光阻劑（S206)。 接者，藉由另一載運單元1〇〇〇將印模被壓製於其上之基 板載運至固化單元_，且固化單元_固化該光阻劑 . (S2〇7)。在光阻劑被固化之後，印模與基板分離（S208)。 、在P模與基板分離之後，藉由另一載運單元1〇〇〇將基板 載運至蝕刻單元700，且蝕刻單元7〇〇使用藉由印模圖案化 之光阻劑作為蝕刻遮罩來蝕刻該薄金屬膜層（S2〇9)。在此 馨 特疋M施例中，使用乾式蝕刻法蝕刻該薄金屬膜層，諸如 尚始、度反應式離子蝕刻（RIE)法、電漿蝕刻（pe)法或感應耦 合電漿（ICP)法。 在完成钱刻製程之後，藉由另一載運單元1〇〇〇將基板載 運至灰化單元800，且灰化單元800藉由移除用作蝕刻遮罩 之光阻劑來整理線桃偏光板’以使基板上保留經整理之線 栅偏光板（S210)。藉由另一載運單元1〇〇〇將其上具有經整 _ 理之線柵偏光板之基板載運至卸載單元900，且卸載單元 900自糸統卸載其上具有經整理之線柵偏光板之基板 (S211) 〇 -圖3 A至圖3 F為基板之示意性橫截面圖，其分別說明利 • 用圖1之例示性製造系統製造線栅偏光板之例示性方法之 循序步驟。參看圖3A至圖3F，首先，在基板21〇〇上形成薄 金屬膜層2200(參看圖3 A)。如上文所述，在此特定實施例 中，使用濺鍍法及具有高反射率之金屬材料（諸如鋁⑴ 來沈積薄金屬膜層2200。 120359.doc -12- 200811487 之後，使用旋塗法或縫塗法在薄金屬膜層22〇〇上塗覆光 阻劑層2300(S204)。接著在選定溫度下軟烘焙光阻劑並持 續選定時間量（參看圖3B)。 在其上具有圖案之印模530在基板上方對準之後，將印 模530向下壓製於基板上經軟烘焙之光阻劑23〇〇上（丧看园 3C)。因此，當光阻劑2300經固化且印模53〇與其分離時， 印模530上之圖案藉此被轉移至光阻劑23〇〇，引起在光阻 劑2300中形成與印模530之圖案相對的圖案（參看圖3D)。 接著使用光阻劑2300(已在其中形成上述”相對，，圖案）作 為蝕刻遮罩蝕刻薄金屬膜層2200(參看圖3E)。接著，在保 留於薄金屬膜層2200上之光阻劑2300於灰化製程中移除之 後，保留於基板2100上之薄金屬膜層22〇〇中形成一圖案， 諸如線柵圖案，且藉此在基板上實現所要線柵偏光板。 在以下描述中，描述本發明之製造系統之新穎轉印單元 500與固化單元600之各種替代性例示性實施例，且為了簡 略起見’省略上文所述之其他單元及製程之描•述。 圖4為例示性製造系統之轉印單元5〇〇與固化單元6〇〇之 第一例示性實施例之示意性正視圖，且圖5為在圖4之轉印 單兀與固化單元之第一實施例中執行之製程之製程流程 圖。 參看圖4，轉印單元500包括轉印腔室51〇，第一基板支 撐單元520及壓製單元540,而固化單元6〇〇包括固化腔室 610、第二基板支撐單元62〇及固化源單元63〇。 轉印單元500之轉印腔室510提供一空間，在該空間中安 120359.doc -13- 200811487 裝該單元之各種元件。該第—基板支撐單元52G安置於轉 印腔室510中且肖於支揮載運至轉印腔室川内之基板 0°在此特定實施例中，基板·係指先前已經由在之 前單元（諸如清潔單元、沈積單元及塗佈單元）中執行之單 兀製程而在其上循序形成薄金屬膜層及光阻劑之基板。 在印模5 3 0之-個表面上形成具有選定線寬與㈣距之 條帶圖案（未圖^)。印模5_於將該條帶圖案轉移至塗覆 至該基板之光阻劑層。在下文中參看圖12至圖15更詳細地 描述印模53 0之結構及其製造方法。 麼製單元540安置於轉印腔室51〇之上部部分，且用於藉 由向上與向下移動印模53()將印模53〇壓製於基板2嶋上。 在下文中參看圖16更詳細地描述壓製單元54〇之結構及操 作。 在圖4之特定實施例中，由於第一基板支樓單元52〇安置 於轉印腔㈣〇之下部料且㈣單元⑽安置於其上部部 分，因此壓製單元540藉由向下朝向第一基板支樓單元52〇 移動印模530而將印模5職製於基板测上。然而，印模 530之移動方向並不限於此。舉例而言，在—替代性實施 例中’第-基板支撐單元52G與壓製單元⑽之位置可為相 ^的’亦即’壓製單兀⑽可安置於轉印腔室別之下部部 刀且帛基板支撐單元520可安置於其上部部分。由於 此排列T防止雜質落於該基板上，且因此可使基板受雜 貝之污染降至最低。 固化早TL 600包括：固化腔室61〇 ;第二基板支撐單元 120359.doc •14· 200811487 620，其提供於該固化腔室61〇中且經組態以支撐自轉印單 兀500載運之基板2〇〇〇 ;及固化源單元63〇，其用於固化該 基板上之該光阻劑。在位於轉印單元5〇〇上游之塗佈單元 400(參看圖1)中塗覆至基板之光阻劑可包含紫外光固化光 阻劑，包括丙烯酸酯聚合物，或可替代地包含熱固性光阻 劑，諸如環氧樹脂聚合物。因此，視在塗佈單元中塗覆至 基板之光阻劑類型而定，固化源單元63〇可使用紫外光源 或加熱器。 在下文中參看圖4及圖5更詳細地描述利用圖4之轉印單 凡500與固化單元6〇〇之第一例示性實施例製造線栅偏光板 之製程。 首先，將在其上已循序形成薄金屬膜層 :_載運至轉印單元5。。，且牢固地置放於第一絲;: 皁元520上，使得印模53〇安置於基板2〇〇〇上方並與基板 2000 對準（圖 5，S51〇)。 當印模530在基板2〇〇〇上方對準時，藉由壓製單元54〇將 印模530向下壓製於基板2〇〇〇之上表面上之光阻劑上 (S520)〇 接著，藉由中間載運單元1000將印模530被壓製於其上 之基板2000载運至固化單元6〇〇(S53〇)且牢固地置放於第 二基板支撐單元620上，使被壓製於其上之印模530面朝 上且接著，固化源單元630藉由（例如）利用紫外光或熱來 輻射該基板而固化基板2〇〇〇上之光阻劑（S54〇)。當完成光 阻劑固化製程時，將印模53〇與基板分離（§55〇)且返回至 120359.doc 15 200811487 轉印單元500以供再使用。 在自基板2000移除印模53〇之後，基板被載運至直接位 於固化單元600下游之姓刻單元700(參看圖丨）以在基板上執 行隨後製程。 & 圖6Α及圖6Β分別為例示性製造系統之轉印單元5〇〇與固 化單元600之第二例示性實施例之示意性正視圖及方塊 圖，且圖7為在圖6A及圖6B之轉印單元與固化單元之第二 實施例中執行之製程的製程流程圖。 圖6A至圖7之第二實施例與上述圖4及圖5之第一例示性 實施例不同之處在於使用複數個印模，但除此之外其他方 面皆類似。因此，以下討論主要集中於兩個實施例之間的 差異。 參看圖6A及圖6B，第二實施例之轉印單元5〇〇包括轉印 腔室510、第一基板支撐單元520、印模530、壓製單元540 及印模儲存腔室550，且固化單元6〇〇包括固化腔室61〇、 第二基板支撐單元620及固化源單元630。 轉印單元500之轉印腔室510提供一空間，在該空間中安 置轉印單元500之各種元件，且第一基板支撐單元520安置 於該轉印腔室510中且用於支撐載運至轉印腔室51〇内之基 板2000。在印模530之一個表面上形成具有選定線寬與間 距之條帶圖案（未展示）。印模53〇用於將條帶圖案轉移至塗 覆至基板之光阻劑層，且在所說明的特定實施例中，以下 文所述之方式使用複數個印模。 壓製單元540安置於轉印腔室51〇之上部部分，且用於藉 120359.doc -16- 200811487 由向上與向下移動印模53()將印模5顺製於基板細〇上之 光阻劑上。印模儲存腔室550儲存其他獨立印模，亦即， 除安置於轉印單元_之轉印腔室別中之印模以外的印 核，且用於在需要時向轉印腔室51〇提供此等等待印模。 如將瞭解，由於在轉印單元500中被轉印之基板在载運 至固化單元600的同時亦載運被壓製於其上之印模53〇，因 此無印模保留於轉印腔室510中。因此，為了轉印下一基 板，必須等待在固化單元6〇〇中完成光阻劑固化製程之後 在固化單元600中與基板分離之印模被載運返回至轉印腔 室510。然而，在圖6八之特定實施例中，當印模儲存腔室 550被添加至轉印單元5〇〇且一或多個額外印模提供於其中 日守’無需#待直至在完成固化製程之後才將在固化單元中 基板上使用之印模載運返回，因為在固化製程進行的同 時’印模儲存腔室550中等待之另一印模可自儲存腔室載 運至轉印腔室5 10，且因此可縮短等待時間。 在下文中參看圖6A至圖7更詳細地描述使用轉印單元5〇〇 與固化單元600之第二實施例製造線柵偏光板之製程。 首先’將其上已循序形成薄金屬膜層及光阻劑層之基板 2000載運至轉印單元500並牢固地置放於第一基板支撐單 元520上。將印模53〇安置於基板2〇〇〇上方並與基板2〇〇〇對 準（圖7，S710)。當印模530在基板2000上方對準時，藉由 壓製單元54〇將印模530壓製於基板2000上（S720)。 接著，藉由中間載運單元1〇〇〇將印模530被壓製於其上 之基板2000載運至固化單元6〇〇(S730)。同時，儲存於印 120359.doc -17- 200811487 模儲存腔室550中之另一印模被載運至轉印腔室5丨〇内且開 始準備轉印線上之下一基板。 將印模530被壓製於其上且被載運至固化單元6〇〇之基板 2000牛固地置放於第二基板支撐單元62〇上，且利用固化 ， 源單元630藉由向基板上之光阻劑輻射紫外光或熱而固化 光阻劑（S740)。當完成固化該光阻劑之製程時，將印模 53 0與基板分離（S75 0)。經分離的印模53〇接著被載運返回 印模儲存腔室550並儲存在其内，且基板2〇〇〇被載運至直 • 接位於固化單元6〇〇下游之蝕刻單元700(參看圖〇以進行隨 後處理。 圖8為例示性製造系統之轉印單元5〇〇與固化單元6〇〇之 第三例示性實施例之示意性正視圖，且圖9為在圖8之轉印 單元與固化單元之第三例示性實施例中執行之製程的製程 流程圖。 圖8及圖9之轉印單元500與固化單元6〇〇之第三實施例類 _ 似於上文所述的轉印單元500與固化單元600之第一實施例 及第二實施例，但不同在於轉印單元與固化單元各執行一 固化製程，且在第三實施例中印模與基板分離之時間不 ^ 同。因此，下文之描述主要集中於第三實施例之構造及操 作之差異。 參看圖8，第三實施例之轉印單元5〇〇包括轉印腔室 510、第一基板支撐單元520、印模53 0、壓製單元54〇及紫 外光源560，而固化單元600包括固化腔室610、第二基板 支撐單元620及加熱器635。 120359.doc -18- 200811487 芦在位於轉印單元5GG上游之塗佈單元_(參看圖υ中塗 覆至基板之光阻劑可包含"混合"光阻劑，亦即，混合有紫 外光固化光阻劑及熱固性光阻劑之光阻劑。在此情況下， 紫外光固化光阻劑可包括（例如）丙烯酸s旨聚合物，且熱固 性光阻劑可包括（例如）環氧樹脂聚合物。 鑒於前文所述，圖8及圖9之第三實施例之轉印單元5〇〇 額外地具備H光源56G用於固化混合光卩且劑混合物之紫 外光固化部分。紫外光源560可提供於安置於轉印腔室51〇 之上部部分的壓製單元54〇中。然而，紫外光源56〇之安置 位置並不限於此，且紫外光源56〇可提供於轉印腔室中 之各種其他位置。 第三實施例之固化單元600之固化源包含加熱器635用於 固化混合光阻劑混合物之熱固性部分。 在下文中參看圖8及圖9更詳細地描述利用轉印單元5〇〇 與固化單元600之第三例示性實施例製造線柵偏光板之製 程。 首先，將其上已循序形成薄金屬膜層及光阻劑之基板 2000載運至轉印單元500並牢固地置放於第一基板支撐單 元520上。接著，將印模530定位於基板2〇〇〇上方並與基板 2000對準（S910)。在此特定實施例中，形成於基板上之光 阻劑為如上文所述之混合光阻劑，其包含紫外光固化光阻 劑及熱固性光阻劑之混合物。 當印模530在基板2000上方對準時，使用壓製單元54〇將 印模530壓製於基板2000上之光阻劑上（S92〇)。在此特定 120359.doc -19- 200811487 實施例中，印模530在大小上對應於基板2000，且因此， 在一壓製操作中將印模之圖案轉移至基板。 之後，光阻劑被部分固化，亦即，藉由使用麼製單元 500之紫外光源560輻射紫外光至基板上而固化基板上之混 合光阻劑混合物之紫外光固化部分（S93〇)。接著，將印模 530與基板分離。

接著，藉由中間載運單元1000將印模53〇已自其移除之 基板2000載運至固化單元6〇〇(S95〇)且牢固地置放於第二 基板支撐單元620上，且接著基板上之光阻劑被完全固 化亦即基板上之混合光阻劑混合物之熱固性部分藉由 利用固化單元600之加熱器635向其輻射熱而固化（S96〇)。 接著將基板2000載運至安置於固化單元6〇〇下游之蝕刻單 元700(參看圖1)以進行隨後處理。 如上文所述’當包含紫外光固化光阻劑及熱固性光阻劑 之混合物之混合光阻劑用作光阻劑時，若印模被壓製於混 合光阻劑上且接著利用紫外光輻射該光阻劑，則光阻劑之 紫外光固化部分被固化且因此其形狀變得@定m兄 下，即使印模與混合光阻劑分離，光阻劑之經固化部二 效地維持藉由印模轉移至其之圖案。當光阻劑接著被載運 至固化單元且混合光阻劑混合物之熱固性部分經由熱固化 製程而固化時，混合光阻劑藉此完全固化。 於轉印單元500與 1單元處理時間可 因此，當上述”雙固化，，方法分別應用 固化單元600之第三例示性實施例中時 縮短至最短。 120359.doc -20 · 200811487 一圖ι〇為例不性製造系統之轉印單元與固化單元之第四例 不性實施例之示意性正視圖，且圖u為在圖lG之轉印單元 與固化單元之第四實施例中執行之製程之製程流程圖。 圖10及圖11之第四例示性實施例類似於上文所述之圖8 及圖9之第三實施例，除了所提供之印模之大小小於基板 之大小。因此，下文之討論主要集中於第四實施例之構造 及操作之差異。 參看圖10，第四實施例之轉印單元5〇〇包括轉印腔室 510、第一基板支撐單元520、印模53〇、壓製單元54〇、紫 外光源560及紫外光阻擋單元57〇，且固化單元6〇〇包括固 化腔室610、第二基板支撐單元62〇及加熱器635。 包含紫外光固化光阻劑及熱固性光阻劑之混合物之混合 光阻劑用作在位於轉印單元5〇〇上游之塗佈單元4〇〇(參看 圖1)中塗覆至基板的光阻劑。轉印單元5〇〇具備紫外光源 560用於固化安置於基板上之混合光阻劑混合物之紫外光 固化部分。 如上文所提及，在第四例示性實施例中所使用之印模 530小於基板2000。因此，將印模53〇壓製於基板上之製程 必須重複執行至少兩次，以將較小印模530之圖案完全轉 移至較大基板上之光阻劑。如將理解，若使用將印模53〇 壓製於該基板之混合光阻劑上及接著以紫外光源560將其 固化之上述雙固化技術，則未被印模530壓製之光阻劑區 域必須不受务、外光幸田射以防止該等區域在其藉由該印模壓 印之前固化。因此’在紫外光源5 6 0之下部部分提供紫外 120359.doc -21· 200811487 光阻擋單元570以阻擋自紫外光源560輻射至光阻劑上之紫 外光中之一部分。在此實施例中，紫外光阻播單元57〇由 金屬膜形成，該金屬膜由諸如鉻或鋁之金屬材料製成。 在下文中參看圖10及圖11更詳細地描述利用轉印單元 500與固化單元之第四例示性實施例製造線栅偏光板之製 程。 首先’將其上已循序形成薄金屬膜層及光阻劑之基板 2000載運至轉印單元500並牢固地置放於第一基板支撐單 元520上。接著，將印模530定位於基板2〇〇〇上方並與基板 2000對準（圖U，S1110)。如上文所述，在此實施例中，形 成於基板上之光阻劑包含混合光阻劑，亦即，紫外光固化 光阻a彳及熱固性光阻劑之混合物。另外，印模5 3 〇在大小 上小於基板2000。 當印模530在基板2000上方初始對準時，使用壓製單元 540將印模530向下壓製於基板2〇〇〇上（8112〇)。之後，藉由 使用紫外光源560輻射紫外光至基板之僅一部分（亦即，被 壓製印模之區域）上而固化混合光阻劑混合物之紫外光固 化部分，I紫外綠料元570用於阻擔紫外光輻射至未 部分固化之光阻劑區域（S113〇)。接著，將印模53〇與基板 上光阻劑之經部分固化的區域分離（SU4〇)。 接著，反覆且重複執行前述製程步驟直至所要印模圖案 已被轉移至基板上光阻劑之整個區域（SU5〇)。接著，在最 後-次反覆之後，亦即，在所要圖案已形成於基板2〇〇〇上 光阻劑之整個表面巾且光_之整個表面已藉由其選定區 120359.doc -22- 200811487 域之上述選擇性紫外光輻射而部分固化之後，#由中間載 運單70 1000將已與印模530分離之基板2000載運至固化單 元 6〇0(S1160) 〇 基板2000牢固地置放於第二基板支撐單元62〇上，且接 著’加熱635藉由向基板上之混合光阻劑混合物之熱固 性部分輻射熱而使其完全固化（S1170)。接著，將完全固化 之基板2000載運至位於固化單元6〇〇下游之蝕刻單元 700(參看圖1)以進行隨後處理。 圖12為根據本發明之印模之例示性實施例之示意性橫截 面剖視圖。圖13為附著至底板之複數個單位印模之示意性 正視圖。圖14為根據本發明之印模之替代性例示性實施例 之示意性橫截面圖。 餐看圖12及圖13，第一例示性印模53〇包括底板531、複 數個磁鐵532及複數個單位印模535。 如在圖12中所說明，具有相反極性之第一磁鐵與第二磁 鐵’亦即，北極磁鐵532a及南極磁鐵532b，以相鄰交互方 式嵌入於底板531之表面中。接著，複數個單位印模535被 附著至嵌入磁鐵532之底板531之表面。在此實施例中，精 細條帶形圖案（未圖示）形成於單位印模535中之各別單位印 模上。 ， 參看圖13更詳細地描述單位印模535附著至底板531之原 理。在圖13中，北極磁鐵532a及南極磁鐵532b以交互方式 在底板53 1下表面之相同平面中排列。在此結構中，磁通 量自磁鐵北極流向磁鐵南極。根據磁理論之勞侖兹定律 120359.doc -23- 200811487 (Lorentz、law)，在該排列中，在垂直於磁通量之方向的 方向上產生靜電吸引，亦即，在自該結構底部延伸至該結 #頂部之方向上，如在圖13中由箭頭所指示。當根據此理 2產生靜電吸引力時，金屬材料當與底板531之下表面抵 • 罪置放時將靜電附著至底板53 1之下表面。 矽或石英晶圓皆可用作單位印模535之基板。由於矽晶 圓自身為導體，如在圖12中所示，由石夕晶圓形成之單位印 模535將附著至底板而無需在其上塗佈導電金屬層。然 而，當石英晶圓用作單位印模535之基板時，由於石英晶 圓係電絕緣材料，因此導電金屬層538額外形成於單位印 模535之附著表面上，如在圖14中所說明。另外，即使當 矽晶圓用作基板時，可視需要在其上形成導電金屬層 以加強靜電吸引力。 因此，當藉由使用嵌入磁鐵之靜電吸引力將複數個單位 印模535附著至基板531來製造較大印模時，該製程可有利 φ 地在而清潔腔室或甚至真空腔室中使用。因此，儘管已知 進氣或”真空夾盤”方法不可應用於真空，但靜電吸引方法 可應用於甚至真空氣氛中，且所得印模組件即使當長時期 使用時亦不易受干擾，因為靜電吸引之強度大體上保持恆 定。 圖15A至圖15D為基板之示意性橫截面圖，其分別說明 用於製造根據本發明之單位印模之方法之例示性實施例的 循序製程。參看圖15A至圖15D，首先，在一個方向上延 伸之金屬線之精細圖案，亦即，線柵圖案537形成於由圓 120359.doc -24- 200811487 形石夕或石英晶圓形成之單位印模基板別之表面上，如在 圖15A中所說明。 如在圖別中所說明，保護層別形成於其上形成線栅圖 案53^之單位印模基板536之整個表面上。在此特定實施例 中’藉由塗覆包含光阻劑或可溶性聚合物之有機材料層形 成保遵層539且接著烘焙該有機材料層。 接著，如在圖15C中所說明，使用（例如）鑽石切割輪或 雷射器將其上形成線柵圖案537及保護層539之單位印模基 板5 3 6切割為矩形或正方形形狀。 在如上文所述切割單位印模基板536之後，藉由移除單 位印杈上之保護層539完成單位印模535之製造，如在圖 15D中所說明。 當以上述次序執行前述製輯，㈣，形成保護層、切 割單位印模基板及接著移除保護層，此方式防止基板上之 線栅圖案在切割過程中被污染或損壞。 圖16為用於製造本發明之線柵偏光板之例示性系統的轉 印單元之例示性實施例之示意性正視圖。 參看圖16更詳細地描述轉印單元5〇〇之壓製單元54〇。轉 印單元500之壓製單元540包括：壓製腔室541 ;氣體壓力 %加單元，其用於注入氣體至壓製腔室541内及施加氣體 壓力至壓製腔室541内部；及氣體壓力校正單元545，其用 於維持壓製腔室5 41内部之均一氣體壓力。 氣體壓力施加單元包括：一氣體供應源（未圖示），其提 供於壓製腔室541外部且經組態以供應氣體用於注入至壓 120359.doc -25- 200811487 製腔室541内；及多個氣體注入孔543，其形成於壓製腔室 541之壁中。 氣體壓力杈正單元545包括對稱地提供於壓製腔室541内 部之複數個彈簧部件。 當經由形成於壓製腔室541之壁中的氣體注入孔543將氣 體庄入至壓製腔室内時，有可能氣體壓力將不均勻地施加 至印杈，因為視氣體注入孔之位置而定壓力被局部地施加 至印杈，此情況可導致印模以非均一方式壓製於基板52〇 上。 然而，儘官氣體壓力可能非均一地施加於印模53〇之表 面上，亦即，在印模之某些區域可能大於其他區域，藉此 導致印模在此等位置被壓製更多且導致非均一的移位，但 氣體壓力权正單元545亦包括複數個彈簣部件，該等彈箬 件補傷壓差並用以藉由抵消由於壓力不平衡所造成之印 模移位的差異來恢復所施加壓力之平衡。 另外，氣體壓力施加單元可幾乎同時注入氣體至壓製腔 室541内，或可替代地可以離散、遞增步驟注入氣體至該 月工至内。因此，可能以一或多個步驟施加壓力至該腔室。 用於打開及關閉轉印腔室之開口 515可提供於轉印單元 500之轉印腔室51〇之側壁中。 根據上文所述之本發明之例示性實施例，可藉由在一串 聯式排列中排列用於製造線柵偏光板之系統之各別處理單 元而顯著地縮短製造線柵偏光板之處理時間。此外，本發 明之系統及方法使得可能藉由使用靜電力將複數個單位 120359.doc -26- 200811487 模附著至底板來增加線柵偏光板之大小及提高製造過程之 精度，藉此能夠增加印模之大小。 至此，热習此項技術者將瞭解，在不脫離本發明之精神 及範疇的情況下，可對用於製造本發明之線柵偏光板之系 統及方法做出許多修改、替代及變化。有鑒於此，本發明 之範疇不應限於本文所說明及描述之特定實施例之範疇， 因為該等實施例實質上僅為例示性的，相反，本發明之範

彆應與下文所附之申請專利範圍及其功能均等物之範疇完 全相應。 【圖式簡單說明】 圖1為用於製造根據本發明之線栅偏光板之系統之例示 性實施例的示意性功能方塊圖； 圖2一為利用圖1之例示性製造系統製造線柵偏光板之方法 的例不性實施例之製程之製程流程圖； 圖至圖3F為基板之示意性橫截面圖，其分別說明利 用圖1之例tf性系統在基板上製造線栅偏光板之例示性 法之循序製程； 圖4為本發明之例示性系統之轉印單元與固化單元之 例示性實施例之示意性正視圖； 之第一實施例中執行 圖5為在圖4之轉印單元與固化單元 之製程的製程流程圖； 圖一及圖6B分別為該系、统之轉印單元與固化單元 例不性實施例之示意性正視圖及方塊圖； 圖7為在圖6A及圖6B之轉印單元與固化單元之第二實施 120359.doc -27- 200811487 例中執行之製程的製程流程圖； 圖8為該系統之轉印單元與固化單元之第三例示性實施 例之示意性正視圖； 圖9為在圖8之轉印單元與固化單元之第三實施例中執行 _ 之製程的製程流程圖； 圖Μ為該系統之轉印單元與固化單元之第四例示性實施 例之示意性正視圖； 圖11為在圖10之轉印單元與固化單元之第四實施例中執 • #之製程的製程流程圖； 圖12為根據本發明之印模之例示性實施例之示意性橫截 面剖視圖； 1 圖13為附著至底板之單位印模之示意性正視圖； 圖14為根據本發明之印模之替代性例示性實施例之示意 性横截面圖； 圖15Α至圖15D為基板之示意性橫截面圖，其分別說明 • 肖於製造根據本發明之單位印模之方法之例示性實施例的 循序步驟；及 圖16為本發明之例示性系統 一 尔、凡 < 轉印早兀之例示性實施例 - 之示意性正視圖。 •【主要元件符號說明】 100 200 300 400 120359.doc 裝載單元 清潔單元 沈積單元 塗佈單元 -28- 200811487 500 轉印單元 510 轉印腔室 515 開口 520 第一基板支撐單元 530 印模 531 底板 ^ 532 磁鐵 532a 北極磁鐵 _ 532b 南極磁鐵 535 單位印模 536 單位印模基板 537 線柵圖案 538 導電金屬層 539 保護層 540 壓製單元 541 • 壓製腔室 543 氣體注入孔 545 氣體壓力校正單元 550 印模儲存腔室 560 紫外光源 570 紫外光阻擋單元 600 固化單元 610 固化腔室 620 第二基板支撐單元 120359.doc -29- 200811487 630 635 700 800 900 1000 ^ 2000 2100 籲 2200 2300 固化源單元 加熱器 餘刻單元 灰化單元 卸載單元 載運早7L 基板 基板 薄金屬膜層 光阻劑

120359.doc -30-

Claims (1)

1. 200811487 十、申請專利範圍·· 1 ·種用於製造一線柵偏光板之系統，其包含·· 沈積單元，其用於在一基板上形成一薄金屬膜層； 一塗佈單元，其用於在該薄金屬膜層上塗覆光阻劑及 烘焙該光阻劑； 上一包括一印模之轉印單元，該印模上形成有一圖案， 違轉印單元用於將該印模壓製於該基板之該光阻劑上， 且藉此將該印模之一圖案轉移至該光阻劑；及 固化單元’其用於固化該光阻劑。 2·如請求項1之系統，其進一步包含： 餘刻單元，其用於餘刻該薄金屬膜層；及 灰化單元，其用於移除該光阻劑。 3·如請求項2之系統，其進一步包含： I載單元其用於將该基板裝載至該系統内； 一清潔單元，其用於清潔該基板； 一卸載單元，其用於自該基板卸載該基板；及 複數個載運單元，其用於在該系統内載運該基板。 4.如清求項3之系統，其中該等單元按如下次序彼此串聯 排列·該裝載單元、該清潔單元、該沈積單元、該塗佈 單兀、忒轉印單元、該固化單元、該蝕刻單元、該灰化 :元及該卸载單元，且其中該等載運單元中之各別载運 單元安置於該等其他單元之相鄰對之間。 5·如請求項1之系統，其中該轉印單元進一步包含： 一轉印腔室； 120359.doc 200811487 -第-基板切單元，其提供於該轉印腔室中且經組 態以支撐該基板；及 -屢製單元，其用於施加M力至該印模以將該印模屢 製於該基板上之該光阻劑上。 6·如請求項5之系統，其中該印模包含： 一底板； 具有相反極性之第一磁鐵與第二磁鐵，其以交互方式

   排列且嵌入於該底板之一第一表面中；及 複數個單位印模，苴靜雷系 ^ /、靜冤黏附至該底板之該第一表 面0 如明求項6之系統，其中每一單位印模包含·· 一單位印模基板，其具有相對之第—表面與第二表 面；及 -精細圖案’其在該單位印模基板之該第—表面上在 一方向上延伸。 8·:明求項7之系統’其中該單位印模進一步包含一在該 早位印模基板之該第二表面上之金屬導電層。 9.如請求項7之系統，其中該單位印模基板包含一石夕晶圓 或一石英晶圓。 10·如請求項5之系統，其中該壓製單元包含： 一壓製腔室；及 :體壓力施加單兀’其用於注入氣體至該壓製腔室 内及施加氣體壓力至該壓製腔室之一内部。 U·如喷求項10之系統，其中該壓製單元進一步包含一氣體 120359.doc -2- 200811487 二單元’該氣體壓力校正單元用於維持施加至該 壓1腔至之該内部之該氣體壓力的均一性。 12. 如：：項"之系統，其中該氣體磨力施加單元包含： -氣體供應源，其提供於該壓製腔室外部且經：態以 供應氣體用於注入加壓腔室内；及 夕個氣體注入孔，其形成於該壓製腔室之一辟中 13. 如請求項11之系統，其中該氣體堡力校正單元：含提供 於該加壓腔室内部之複數個彈簧部件。 14. 如明求項5之系統，其進一步包含一用於儲 之印模儲存腔室。 15·如明求項丨或5之系統，其中該固化單元包含： 一固化腔室； 一第二基板支撐單元，其提供於該固化腔室中且經組 態以支撐該基板；及 一固化源單元，其用於固化該光阻劑。 16·如吻求項15之系統，其中該光阻劑包含紫外光固化光阻 劑或熱固性光阻劑。 17·如明求項16之系統’其中該固化源單元包含-紫外光源 或一加熱器。 18· tr求項15之系統，其中該光阻劑包含混合光阻劑，該 b σ光阻4包含紫外光固化光阻劑及熱固性光阻劑之一 混合物。 19·如請求項18之系統，其中： 該轉印單7L進—步包含一紫外光源用於固化該混合光 120359.doc 200811487 阻劑之該紫外光固化光阻劑；及 該固化單元之該固化源 用於固化該 干7G包含一加熱器 混合光阻劑之該熱固性光阻劑。 … 20.如請求項19之系統，其中該 〜 『早几進一步包含一紫外 一 ％八 先源輻射之該紫外光中之 其中該紫外光 21·如請求項20之系統 膜0 阻播單元包含一金屬

   22·如請求項2之系統 膜層。 ，、中該蝕刻單元乾式蝕刻該薄金屬 該方法包含： 23. —種用於製造一線栅偏光板之方法 提供一基板； 在該基板上形成一薄金屬膜層； 將光阻劑塗覆至該薄金屬膜層； 烘培該塗覆有該光阻劑之基板，·

   k供一印模’該印模上具有一圖案； 將該印模與該基板之該光阻劑對準； 將該印模壓製於該基板之該#阳為丨^ 傲之忑九阻劑上以將該印模之該 圖案轉移至該光阻劑； 固化該光阻劑； 將該印模與該基板分離；及 餘刻該基板之該薄金屬膜層。 24·如請求項23之方法’其中將光阻劑塗覆至該薄金屬膜層 包含將紫外光固化光阻劑或熱固性光阻劑塗覆至該薄金 120359.doc 200811487 屬膜層。 25·如請求項24之方法，豆中因介兮土泛 ^ 〃中固化該先阻劑包含輻射紫外光 於忒光阻劑上或施加熱至該光阻劑。 26.如請求項23之方法，其中提供—印模包含提供複數 模0 27. 一種用於製造一線柵偏光板之方法 提供一基板； ’該方法包含： 在該基板上形成一薄金屬膜層；

   將光阻劑塗覆至該薄金屬膜層； 烘焙該塗覆有該光阻劑之基板； 提供一印模，該印模上具有一圖案； 將該印模與該基板之該光阻劑對準； 將該卩模C製於该基板之該光阻劑上以將該印模之該 圖案轉移至該光阻劑； 部分固化該光阻劑； 將該印模與該基板分離； 完全固化該光阻劑；及 餘刻該基板之該薄金屬膜層。 28·如明求項27之方法，其中將光阻劑塗覆至該薄金屬膜層 包含將混合光阻劑塗覆至該薄金屬膜層，該混合光阻劑 包合紫外光固化光阻劑及熱固性光阻劑之一混合物。 29·如凊求項28之方法，其中部分固化該光阻劑包含用紫外 光輻射該光阻劑。 30·如請求項29之方法，其中： 120359.doc 200811487 提供一印模包含提供一小於該基板之印模；及 4户固化该光阻劑包含用紫外光輻射該基板中被壓製 該印模之一區域。 3 1 ·如睛求項30之方法，其中反覆地重複該將該印模與該基 板對準、該將該印模壓製於該基板之該光阻劑上、該部 分固化該光阻劑及該將該印模與該基板分離，直至將該 印模之該圖案轉移至該基板之該光阻劑之整個該區域上 為止。 32. 如請求項28之方法，其中完全固化該光阻劑包含施加熱 至該光阻劑。 33. 如請求項23或27之方法，其中提供一印模包含提供複數 個單位印模。 34·如請求項33之方法，其中提供複數個單位印模包含： 提供一底板； 在該底板之-第-表面中嵌入第一磁鐵與第二磁鐵， 該等磁鐵具有相反極性且以交互方式排列；及 使該複數個單位印模靜電附著至該底板之該第一表 面0 35.如請求項33之方法，其中提供複數個單位印模包含： 提供-具有相對之第一表面與第二表面之單位印模基 板； 、土 在該草位印模基板之今矣；μ# 饥又系表面上形成一精細圖案； 在該單位印模之該第一矣 ^表面及該弟一表面上之該精細 圖案上形成一保護層； 120359.doc 200811487 切割該單位印模基板；及 移除該保護層。 36·如請求項35之方法，其中形成一保護層包含： 將一層包含光阻劑或可溶性聚合物之一有機材料層塗 覆至该單位印模基板之該第一表面及該第—表面上之該 精細圖案；及 烘培該有機材料層。

   37.如請求項35之方法，其中提供複數個單位印模進一步包 含在該單位印模某^ 綮- 丨耦基板之5亥弟一表面上形成一金屬導電 增0 120359.doc