TW201804874A - 照明工具及具有其之照明工具系統 - Google Patents
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Abstract
本揭露之數個實施例一般係有關於數個用以執行數個光微影製程之設備及系統。更特別是，提供數個用以投射一影像於一基板上之簡潔設備。於一實施例中，一種照明工具包括一微發光二極體陣列，包括一或多個微發光二極體。各微發光二極體產生至少一光束。照明工具亦包括一分光器，相鄰於微發光二極體陣列；一或多個耐火透鏡元件，相鄰於分光器；以及一投射透鏡，相鄰於此一或多個耐火透鏡元件。固定板材有利地提供在具有數個照明工具之一系統中的簡潔對準，各照明工具係簡單地可移動且可替換。
Description
本揭露之數個實施例一般係有關於數種用以處理一或多個基板之設備及系統，且更特別是有關於數種用以執行數個光微影製程之設備。
光微影係廣泛地使用於製造半導體裝置及顯示裝置，例如是液晶顯示器(liquid crystal displays，LCDs)。大面積基板係時常應用在製造液晶顯示器。液晶顯示器、或平板顯示器通常使用於主動矩陣顯示器，例如是電腦、觸控面板裝置、個人數位助理(personal digital assistants，PDAs)、行動電話、電視監視器、及類似者。一般來說，平板顯示器可包括一層液晶材料，形成夾置於兩個板材之間的像素。當來自電源供應器之電力係供應而橫越液晶材料時，通過液晶材料之光的總量可在像素位置進行控制，致使影像能夠產生。
微影技術一般係應用於產生電特徵，電特徵係併入形成像素之部份的液晶材料層。根據此技術，光敏光阻劑一般係提供至基板之至少一表面。接著，圖案產生器利用光來曝光光敏光阻劑之選擇區域作為部份之圖案，以致使選擇之區域中的光阻劑產生化學變化而準備此些選擇區域來進行接續材料移除及/或材料增加製程，以產生電特徵。
為了持續提供消費者所需之價格的顯示裝置及其他裝置給消費者，新設備及方法係需要，以準確及具成本效益的產生圖案於基板上，基板例如是大面積基板。
本揭露之數個實施例一般係有關於數個用以執行光微影製程之設備及系統。更特別是，提供數個用以投射一影像於一基板上之簡潔(compact)設備。於一實施例中，揭露一種照明工具。照明工具包括一微發光二極體陣列，具有一或多個微發光二極體，其中各微發光二極體產生至少一光束。照明工具亦包括一分光器，相鄰於微發光二極體陣列；一或多個耐火透鏡元件，相鄰於分光器；以及一投射透鏡，相鄰於此一或多個耐火透鏡元件。
於另一實施例中，揭露一種照明工具。照明工具包括一微發光二極體陣列。微發光二極體陣列包括一或多個微發光二極體，各微發光二極體產生至少一光束。照明工具亦包括一分光器，相鄰於微發光二極體陣列；一或多個耐火透鏡元件，相鄰於分光器；一投射透鏡，相鄰於此一或多個耐火透鏡元件；以及一失真補償器，設置於投射透鏡及分光器之間。
於另一實施例中，揭露一種照明工具系統。照明工具系統包括二或多個台，裝配以支承一或多個基板；以及數個照明工具，用以圖案化此一或多個基板。各照明工具包括一微發光二極體陣列。微發光二極體陣列包括一或多個微發光二極體，各微發光二極體產生至少一光束。各照明工具亦包括一分光器，相鄰於微發光二極體陣列；一或多個耐火透鏡元件，相鄰於分光器；及一投射透鏡，相鄰於此一或多個耐火透鏡元件。為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
本揭露之數個實施例一般係有關於數個用以執行光微影製程之設備及系統。更特別是，提供數個用以投射一影像於一基板上之簡潔設備。於一實施例中，一種照明工具包括一微發光二極體陣列，包括一或多個微發光二極體。各微發光二極體產生至少一光束。照明工具亦包括一分光器，相鄰於微發光二極體陣列；一或多個耐火透鏡元件，相鄰於分光器；以及一投射透鏡，相鄰於此一或多個耐火透鏡元件。固定板材有利地提供在具有數個照明工具之一系統中的簡潔對準，各照明工具係輕易地可移動且可替換。
第1圖繪示可從此處所揭露之實施例得利之系統100之透視圖。系統100包括底框110、板120、二或多個台130、及處理設備160。底框110可置於製造設備之地板上，且可支撐板 120。被動氣體隔振器(Passive air isolators)112可位於底框110及板120之間。板120可為單片花崗岩，及此二或多個台130可設置於板120上。基板140可由此二或多個台130之各者支撐。數個洞(未繪示)可形成於台130中，用以讓數個升舉銷(未繪示)延伸通過。升舉銷可升起至伸展位置，以例如是從一或多個傳送機器人(未繪示)接收基板140。此一或多個傳送機器人可使用，以從此二或多個台130裝載或卸載基板140。
基板140可例如是以玻璃製成，及使用以作為平板顯示器之部份。於一實施例中，基板140可包括石英。基板140可以其他材料製成。於一些實施例中，基板140具有光阻層形成於其上。光阻劑係對輻射敏感且可為正光阻劑或負光阻劑，意味著在圖案係寫入光阻劑之後，曝光於輻射之部份的光阻劑將對應用於光阻劑之光阻顯影劑分別為可溶的或不可溶的。光阻劑之化學成份決定光阻劑將為正光阻劑或負光阻劑。舉例來說，光阻劑可包括重氮萘醌(diazonaphthoquinone)、酚甲醛樹脂(phenol formaldehyde resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate))、聚二甲基麩酸酐亞胺(poly(methyl glutarimide))、及SU-8之至少一者。在此方式中，圖案可產生於基板140之表面上，以形成電路。
系統100更包括一對支座122及一對軌道124。此對支座122可設置於板120上，且板120及此對支座122可為單件之材料。此對軌道124可由此對支座122支撐，且此二或多個台130可在X方向中沿著軌道124移動。於一實施例中，此對軌道124係一對平行之磁性通道。如圖所示，此對軌道124之各軌道124係線性的。於其他實施例中，軌道124可具有非線性形狀。編碼器126可耦接於各台130，以提供位置資訊至控制器(未繪示)。
處理設備160可包括支座162及處理單元164。支座162可設置於板120上且可包括開孔166，開孔166用於讓此二或多個台130通過處理單元164之下方。處理單元164可由支座162支撐。於一實施例中，處理單元164係為圖案產生器，裝配以在光微影製程中曝光光阻劑。於一些實施例中，圖案產生器可裝配以執行無遮罩微影製程。處理單元164可包括數個照明工具(繪示於第2-3圖中)。於一實施例中，處理單元164可包含84個照明工具。各照明工具係設置於箱165中。處理設備160可使用以執行無遮罩直接圖案化。在操作期間，此二或多個台130之其中一者從如第1圖中所示之裝載位置在X方向中移動至處理位置。處理位置可意指在台130通過處理單元164之下方時之台130之一或多個位置。在操作期間，此二或多個台130可藉由數個空氣軸承(未繪示)升舉，且可從裝載位置沿著此對軌道124移動至處理位置。數個垂直導引空氣軸承(未繪示)可耦接於各台130且位在相鄰於各支座122之內壁128的位置，以穩定台130之運動。藉由沿著軌道150移動，此二或多個台130之各者可亦在Y方向中移動來處理及/或指引基板140。此二或多個台130之各者係能夠獨立操作且可於一方向中掃描基板140且於另一方向中移動(step)。於一些實施例中，當此二或多個台130之一者係掃描基板140時，此二或多個台130之另一者係卸載已曝光之基板且裝載將曝光之基板。
量測系統即時測量此二或多個台130之各者的X及Y橫向位置座標，使得此些影像投射設備之各者可準確地定位圖案，圖案係寫入光阻劑覆蓋之基板。量測系統亦提供即時測量繞著垂直或Z軸之此二或多個台130之各者的角位置。角位置測量可使用以在藉由伺服機構掃描期間保持角位置固定，或角位置測量可使用以修正藉由照明工具390(如第3圖中所示)寫於基板140上之圖案的位置。此些技術可以結合的方式使用。
第2圖繪示根據一實施例之照明工具系統270之透視圖。照明工具系統270可包括微發光二極體陣列280、聚焦感測器284、投射透鏡286、及相機272。微發光二極體陣列280、聚焦感測器284、投射透鏡286、及相機272可為照明工具390(繪示於第3圖)之部份。微發光二極體陣列280包括一或多個微發光二極體，各微發光二極體產生至少一光束。微發光二極體之數量可對應於投射的影像之解析度。於一實施例中，微發光二極體陣列280包括1920x1080個微發光二極體，而代表高畫質電視(high definition television)之像素的數量。微發光二極體陣列280有利地可作為能夠產生具有預定波長之光的光源。於一實施例中，預定波長係在藍色或接近紫外線(ultraviolet，UV)範圍中，例如是少於450 nm。投射透鏡286可為10x物鏡。
在操作期間，具有預定波長之光束273係由微發光二極體陣列280產生，預定波長例如是在藍色範圍中之波長。微發光二極體陣列280包括可個別地控制的數個微發光二極體，且基於由控制器(未繪示)提供至微發光二極體陣列280之遮罩資料，微發光二極體陣列280之此些微發光二極體之各微發光二極體可位於「開啟(on)」位置或「關閉(off)」位置。位在「開啟」位置之微發光二極體產生光束273至投射透鏡286，產生光束273也就是形成此些寫入光束273。投射透鏡286接著投射寫入光束273至基板140(繪示於第1圖中)。位在「關閉」位置的微發光二極體沒有產生光。於另一實施例中，位在「關閉」位置的微發光二極體可產生導引至光堆存處282之光束，而取代導引至基板140。因此，於一實施例中，照明工具包含光堆存處282。
第3圖繪示根據一實施例之照明工具390之透視圖。照明工具390係使用以聚焦光線於基板140(繪示於第1圖中)上之垂直平面上的特定點，及最終投射影像於基板140上。產量係 任何微影製程的非常重要之參數。產量係為任何微影系統之一個非常重要的參數。為了達到高產量，各照明工具390可在至少一方向中設計成盡可能的窄，使得許多照明工具390可在基板140之寬度中組設(packed)在一起。以這樣的情況來說，微發光二極體陣列280提供光源及獨立控制之投射影像兩者。照明工具可包括微發光二極體陣列280、分光器395、一或多個投射鏡片396a、396b、失真補償器397、聚焦馬達398、及投射透鏡286。投射透鏡286包括聚焦群組286a及窗口286b。
於一實施例中，從微發光二極體陣列280產生之光可導引至光照度感測器(light level sensor)288，使得光照度(light level)可監控。根據來自光照度感測器288的反饋，微發光二極體陣列280中之此些微發光二極體產生的光化(actinic)及寬帶光源可獨立於另一者開啟及關閉。於一實施例中，光傳感器耦接於分光器395。
分光器395係使用於進一步擷取光來對準。更特別的是，分光器395係使用於分離光成二或多個分離之光束。分光器395耦接於此一或多個投射鏡片396。兩個投射鏡片396a、396b係繪示第3圖中。
投射鏡片396、失真補償器397、聚焦馬達398、及投射透鏡286一同準備且最終投射來自微發光二極體陣列280之影像至基板140上。投射鏡片396a耦接於失真補償器397。失真補償器397耦接於投射鏡片396b，投射鏡片396b耦接於聚焦馬達398。聚焦馬達398係耦接於投射透鏡286。投射透鏡286包括聚焦群組286a及窗口286b。聚焦群組286a耦接於窗口286b。窗口286b可為可替換的。
微發光二極體陣列280、分光器395、一或多個投射鏡片396a、396b及失真補償器397係耦接於固定板材399。固定板材399提供照明工具390之前述元件之準確對準。也就是說，光線沿著單一光軸通過照明工具390。沿著單一光軸之此準確對準 係產生簡潔的設備。舉例來說，照明工具390可具有約80mm及約100mm之間的厚度。因此，本揭露之一優點係對準多個照明工具於單一設備中的能力。再者，各影像投射設備係簡易地可移動且可替換，而致使用於維修之時間減少。
於一實施例中，聚焦感測器284及相機272(繪示於第2圖中)係貼附於分光器395。聚焦感測器284及相機272可裝配，以監控照明工具390之影像品質的數種方面，包括通過透鏡聚集及對準、及鏡面傾斜角度變化，但不以此為限。另外，聚焦感測器284可顯示出將投射在基板140上之影像。於其他實施例中，聚焦感測器284及相機272可使用，以擷取基板140上的影像且比較此些影像。也就是說，聚焦感測器284及相機272可使用以執行檢查功能。
特別是，如第4圖中所示，窄的光束273係導引通過投射透鏡286中之孔(pupil)444之一側。光束273以斜角照到基板140(繪示於第1圖中)且反射回去，使得光束橫越孔444之相反側。影像投射偵測器446準確地測量返回影像的橫向位置。基板140之聚集位置中的改變係致使影像投射偵測器446上之影像位置改變。此改變係與散焦(defocus)之總量及影像動作之方向成比例。從標稱位置(nominal position)之任何偏差係轉換成與偏差成比例之類比訊號，而使用以改變投射透鏡286之位置來帶動散焦之基板140a回到良好的焦距中，如基板140b所示。於一實施例中，聚焦感測器284及相機272(繪示於第2圖中)係貼附於分光器395的頂表面，如第3圖中所示。
第5圖繪示根據一實施例之光繼電器之剖面圖。光繼電器可包括微發光二極體陣列280、分光器395、透鏡576、及投射透鏡286，投射透鏡286可包括聚焦群組286a及窗口286b。微發光二極體陣列280係照明工具390(繪示於第3圖中)之影像裝置。微發光二極體陣列280包括排列成陣列632(如第6圖中所示)之數個微發光二極體634。微發光二極體634之邊緣係沿著正交軸排列，正交軸可為X軸及Y軸。此些軸與參照基板140(繪示於第1圖中)或台座標系統之類似軸相似。藉由變化輸出至各微發光發光二極體之能量，此些微發光二極體634可切換於開啟及關閉位置之間。於一實施例中，沒有使用的光係導引至且儲存於光堆存處282，如第2圖中所示。微發光二極體陣列280係位在平齊於基板140之投影的位置。
裝置封裝體636可使用以調整且聚焦來自微發光二極體之照明光束之入射角，所以「開啟」光束係向下瞄準照明工具390之中心且在照明工具系統中產生的影像係對準中心。裝置封裝體636可包括標準3 mm、5 mm、10 mm、或其他直徑之透鏡尺寸。裝置封裝體636可為環氧樹脂透鏡、反射杯、或圓頂(dome)。微發光二極體陣列可亦包括銲線(wire bonds)、及金屬導線638。各微發光二極體陣列可射出光，此光含括紫外線、藍及綠之波長範圍。從不同半導體、或像素混合所製造之具有紅、綠、及藍顏色之一或多個微發光二極體可封裝在相同微發光二極體陣列中。
藉由保持光的流動的方向大略地垂直於基板，且減少對包括光系統及投射系統之兩個系統工具的需求，在照明工具中使用微發光二極體陣列有助於最小化各照明工具之佔地面積。取而代之，光產生及投射系統可有利地耦合成一體。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧系統
110‧‧‧底框
112‧‧‧被動氣體隔振器
120‧‧‧板
122、162‧‧‧支座
124、150‧‧‧軌道
126‧‧‧編碼器
128‧‧‧內壁
130‧‧‧台
140、140a、140b‧‧‧基板
160‧‧‧處理設備
164‧‧‧處理單元
165‧‧‧箱
166‧‧‧開孔
270‧‧‧照明工具系統
272‧‧‧相機
273‧‧‧光束
280‧‧‧微發光二極體陣列
282‧‧‧光堆存處
284‧‧‧聚焦感測器
286‧‧‧投射透鏡
286a‧‧‧聚焦群組
286b‧‧‧窗口
288‧‧‧光照度感測器
390‧‧‧照明工具
395‧‧‧分光器
396、396a、396b‧‧‧投射鏡片
397‧‧‧失真補償器
398‧‧‧聚焦馬達
399‧‧‧固定板材
444‧‧‧孔
446‧‧‧影像投射偵測器
576‧‧‧透鏡
632‧‧‧陣列
634‧‧‧微發光二極體
636‧‧‧裝置封裝體
638‧‧‧金屬導線
110‧‧‧底框
112‧‧‧被動氣體隔振器
120‧‧‧板
122、162‧‧‧支座
124、150‧‧‧軌道
126‧‧‧編碼器
128‧‧‧內壁
130‧‧‧台
140、140a、140b‧‧‧基板
160‧‧‧處理設備
164‧‧‧處理單元
165‧‧‧箱
166‧‧‧開孔
270‧‧‧照明工具系統
272‧‧‧相機
273‧‧‧光束
280‧‧‧微發光二極體陣列
282‧‧‧光堆存處
284‧‧‧聚焦感測器
286‧‧‧投射透鏡
286a‧‧‧聚焦群組
286b‧‧‧窗口
288‧‧‧光照度感測器
390‧‧‧照明工具
395‧‧‧分光器
396、396a、396b‧‧‧投射鏡片
397‧‧‧失真補償器
398‧‧‧聚焦馬達
399‧‧‧固定板材
444‧‧‧孔
446‧‧‧影像投射偵測器
576‧‧‧透鏡
632‧‧‧陣列
634‧‧‧微發光二極體
636‧‧‧裝置封裝體
638‧‧‧金屬導線
為了使本揭露的上述特徵可詳細地瞭解，簡要摘錄於上之本揭露更特有之說明可參照數個實施例。部份之此些實施例係繪示於所附之圖式中。然而，值得注意的是，針對本揭露可承認其他等效實施例來說，所附之圖式係僅繪示出本揭露之典型實施例，且因而不視為本揭露之限制。 第1圖繪示可受益於此處所揭露之實施例之系統的透視圖。 第2圖繪示根據一實施例之照明工具系統之透視圖。 第3圖繪示根據一實施例之照明工具之透視圖。 第4圖繪示根據一實施例之光繼電器之剖面圖。 第5圖繪示根據一實施例之聚焦感測機構之示意圖。 第6圖繪示根據一實施例之微發光二極體陣列之示意圖。
為了有助於瞭解，相同之參考編號係在可行之處使用，以表示於圖式共有之相同元件。此外，一實施例之元件可有利地適用在使用於此處所述之其他實施例中。
280‧‧‧微發光二極體陣列
284‧‧‧聚焦感測器
286‧‧‧投射透鏡
286a‧‧‧聚焦群組
286b‧‧‧窗口
288‧‧‧光照度感測器
390‧‧‧照明工具
395‧‧‧分光器
396、396a、396b‧‧‧投射鏡片
397‧‧‧失真補償器
398‧‧‧聚焦馬達
399‧‧‧固定板材
Claims (20)
- 一種照明工具，包括： 一微發光二極體陣列，其中該微發光二極體陣列包括一或多個微發光二極體，其中該一或多個微發光二極體之各者產生至少一光束； 一分光器，相鄰於該微發光二極體陣列； 一或多個耐火透鏡元件，相鄰於該分光器；以及 一投射透鏡，相鄰於該一或多個耐火透鏡元件。
- 如申請專利範圍第1項所述之照明工具，其中該投射透鏡包括： 一聚焦群組；以及 一窗口。
- 如申請專利範圍第2項所述之照明工具，更包括： 一聚焦感測器；以及 一相機。
- 如申請專利範圍第3項所述之照明工具，其中該聚焦感測器及該相機係相鄰於該分光器設置。
- 如申請專利範圍第4項所述之照明工具，更包括： 一光堆存處。
- 如申請專利範圍第5項所述之照明工具，更包括： 一光照度感測器。
- 如申請專利範圍第6項所述之照明工具，更包括： 一失真補償器。
- 如申請專利範圍第7項所述之照明工具，其中該失真補償器係設置於該投射透鏡及該分光器之間。
- 一種照明工具，包括： 一微發光二極體陣列，其中該微發光二極體陣列包括一或多個微發光二極體，其中該一或多個微發光二極體之各者產生至少一光束； 一分光器，相鄰於該微發光二極體陣列； 一或多個耐火透鏡元件，相鄰於該分光器； 一投射透鏡，相鄰於該一或多個耐火透鏡元件；以及 一失真補償器，設置於該投射透鏡及該分光器之間。
- 如申請專利範圍第9項所述之照明工具，其中該投射透鏡包括： 一聚焦群組；以及 一窗口。
- 如申請專利範圍第10項所述之照明工具，更包括： 一聚焦感測器；以及 一相機。
- 如申請專利範圍第11項所述之照明工具，其中該聚焦感測器以及該相機係正交耦接於該分光器。
- 如申請專利範圍第12項所述之照明工具，更包括： 一光堆存處。
- 如申請專利範圍第13項所述之照明工具，更包括： 一固定板材，其中該阻礙立方體組件、該微發光二極體陣列、該分光器、及該一或多個耐火透鏡元件係耦接於該固定板材。
- 如申請專利範圍第14項所述之照明工具，更包括： 一光照度感測器。
- 一種照明工具系統，包括： 二或多個台，其中該二或多個台係裝配以支承一或多個基板；以及 複數個照明工具，用以圖案化該一或多個基板，其中該些照明工具之各者包括： 一微發光二極體陣列，其中該微發光二極體陣列包括一或多個微發光二極體，其中該一或多個微發光二極體之各者產生至少一光束； 一分光器，相鄰於該微發光二極體陣列； 一或多個耐火透鏡元件，相鄰於該分光器；以及 一投射透鏡，相鄰於該一或多個耐火透鏡元件。
- 如申請專利範圍第16項所述之照明工具系統，其中該投射透鏡包括： 一聚焦群組；以及 一窗口。
- 如申請專利範圍第17項所述之照明工具系統，更包括： 一聚焦感測器；以及 一相機。
- 如申請專利範圍第18項所述之照明工具系統，其中該聚焦感測器以及該相機係正交耦接於該分光器。
- 如申請專利範圍第19項所述之照明工具系統，更包括： 一光堆存處。
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