TWI396947B - No-mask exposure system - Google Patents

Description

無光罩式曝光系統

本發明係關於一種無光罩式曝光系統，詳言之，係關於一種延長光路徑之無光罩式曝光系統。

參考圖1，顯示美國專利US6,998,219號所揭示之習知無光罩式曝光系統之示意圖。該無光罩式曝光系統1包括一發光源10、一過濾器(Filter)11、一第一透鏡系統12、一微鏡片陣列(Micromirror Array)14、一電腦系統16、一第二透鏡系統18、一基板20及一平台22。

該發光源10係用以發出一光束26。該過濾器11係用過濾該光束26。該光束26通過該第一透鏡系統12後投射至該微鏡片陣列14。該電腦系統16係透過訊號線15連接至該微鏡片陣列14，以控制該微鏡片陣列14之每一個微鏡片對應到一設定之圖案。藉此，該微鏡片陣列14將該光束26反射成一圖案化光束27。該圖案化光束27通過該第二透鏡系統18後投射至位於該平台22之該基板20表面上之光阻層21，使該光阻層21曝光出與該圖案化光束27相對應之圖案。

該無光罩式曝光系統1之缺點為，該發光源10所發出之光束26係直接投射至該微鏡片陣列14，之後再反射至該基板20。因此，在位置配置上，該發光源10之位置會距離該基板20較近，因而該發光源10所發出之部分光線會因為散射作用而直接影響該基板20上之該光阻層21，導致該光阻層21所曝出之圖案之圖形不均勻，造成產品不良率提高。

因此，有必要提供一創新且富進步性的無光罩式曝光系統，以解決上述問題。

本發明之主要目的在於提供一種無光罩式曝光系統，其包括一發光源、一第一準直透鏡(Collimator)、一第一反射鏡、一第二反射鏡、一圖案產生器、一投射透鏡(Projection Lens)、一第一雜散光抑斂器(Filter)、一基板、一平台及一控制裝置。該發光源係用以發出一光束。該第一準直透鏡係用以使該光束形成一準直光束。該第一反射鏡係用以改變來自該第一準直透鏡之光束之行進方向。該第二反射鏡係用以改變來自該第一反射鏡之光束之行進方向。該圖案產生器可切換出複數種圖案，而將來自該第二反射鏡之光束反射出對應之圖案，而形成一圖案化光束。該投射透鏡可調整焦距，而放大或縮小來自該圖案產生器之圖案化光束。該第一雜散光抑斂器係用以濾除該圖案化光束內之雜散光。該基板之表面上具有一光阻層，通過該第一雜散光抑斂器之圖案化光束係投射於該光阻層上。該平台係承載該基板。該控制裝置係電性連接至該圖案產生器，用以控制該圖案產生器所產生之圖案。

藉此，由於增加該第一反射鏡及該第二反射鏡，使得該光束之光路徑得以延長，因此，該發光源之位置可以設置於遠離該基板，因而該發光源所發出之光線不會因為散射作用而直接影響該基板上之該光阻層。因此，該光阻層所曝出之圖案之圖形會較均勻，可以降低產品不良率。

參考圖2，顯示本發明之無光罩式曝光系統之較佳實施例之示意圖。該無光罩式曝光系統2包括一發光源30、一第一準直透鏡(Collimator)31、一第一反射鏡32、一第二反射鏡33、一第二準直透鏡34、一圖案產生器35、一投射透鏡(Projection Lens)36、一第一雜散光抑斂器(Filter)37、一基板38、一平台39及一控制裝置40。

該發光源30係用以發出一光束41。在本實施例中，該光束41係為單一波長之光束，例如一紫外線光束或一雷射光束。該第一準直透鏡31係用以使該光束41形成一準直光束。該第一反射鏡32係用以改變來自該第一準直透鏡31之光束41之行進方向。該第二反射鏡33係用以改變來自該第一反射鏡32之光束41之行進方向。

在本實施例中，係具有二個反射鏡(該第一反射鏡32及該第二反射鏡33)，用以延長該光束41之光路徑。然而，可以理解的是，本發明也可以有三個以上之反射鏡。

該圖案產生器35可切換出複數種圖案，而將來自該第二反射鏡33之光束41反射出對應之圖案，而形成一圖案化光束42。在本實施例中，該圖案產生器35可以是微型數位反射鏡(Digital Micromirror Device,DMD)或單晶矽反射式面板(Liquid Crystal on Silicon,LCOS)。

較佳地，於該第二反射鏡33與該圖案產生器35之間另設有一第二準直透鏡34，該第二準直透鏡34係用以使來自該第二反射鏡33之光束41形成一準直光束。

該投射透鏡36係可調整其焦距，而放大或縮小來自該圖案產生器35之圖案化光束42。該第一雜散光抑斂器37係用以濾除該圖案化光束42及環境之雜散光。

參考圖3，顯示本發明中第一雜散光抑斂器之示意圖。該第一雜散光抑斂器37係為中空圓筒狀，且其內壁表面上具有複數個設定之溝槽371。當該圖案化光束42進入該第一雜散光抑斂器37內時，平行該第一雜散光抑斂器37中心軸之光線會直接穿過該第一雜散光抑斂器37；不平行該第一雜散光抑斂器37中心軸之雜散光則會射進該溝槽371內，而在該溝槽371內產生數次之折射與反射，進而衰減該雜散光之能量。因此，當該圖案化光束42通過該第一雜散光抑斂器37後係為一平行光。

參考圖4a至圖4e，顯示本發明中第一雜散光抑斂器之溝槽之局部剖視示意圖。該第一雜散光抑斂器37之溝槽371之剖視可以是三角形(圖4a)、鋸齒形(圖4b)、梯形(圖4c)、方形(圖4d)或圓弧形(圖4e)。

在其他應用中，於該第二反射鏡33與該圖案產生器35之間亦可另設一第二雜散光抑斂器(圖中未示)，用以濾除來自該第二反射鏡33之光束41之雜散光。此時，該第二準直透鏡34則可以省略。

請再參考圖2，該基板38可以是硬質基板或是軟性基板。在本實施例中，該基板38係為軟性基板。該基板38之表面上具有一光阻層43，該光阻層43可以是利用塗佈方式形成於該基板38上。上述通過該第一雜散光抑斂器37之圖 案化光束42係投射於該光阻層43上，使該光阻層43曝光出與該圖案化光束42相對應之圖案。該平台39係承載該基板38，且該平台39係為可移動。該控制裝置40(例如一電腦)係透過一第一訊號線44電性連接至該圖案產生器35，用以控制該圖案產生器35所產生之圖案。較佳地，該控制裝置40透過一第二訊號線45電性連接至該平台39，以控制該平台39之移動。

本發明之優點如下。由於增加該第一反射鏡32及該第二反射鏡33，使得該光束41之光路徑得以延長，因此，該發光源30之位置可以設置於遠離該基板38，因而該發光源30所發出之光線不會因為散射作用而直接影響該基板38上之該光阻層43。因此，該光阻層43所曝出之圖案之圖形會較均勻，可以降低產品不良率。此外，該第一雜散光抑斂器37之特殊設計也可以降低產品不良率。

惟上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非用以限制本發明。因此，習於此技術之人士可在不違背本發明之精神對上述實施例進行修改及變化。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧習知無光罩式曝光系統

2‧‧‧本發明之無光罩式曝光系統

10‧‧‧發光源

11‧‧‧過濾器

12‧‧‧第一透鏡系統

14‧‧‧微鏡片陣列

15‧‧‧訊號線

16‧‧‧電腦系統

18‧‧‧第二透鏡系統

20‧‧‧基板

21‧‧‧光阻層

22‧‧‧平台

26‧‧‧光束

27‧‧‧圖案化光束

30‧‧‧發光源

31‧‧‧第一準直透鏡

32‧‧‧第一反射鏡

33‧‧‧第二反射鏡

34‧‧‧第二準直透鏡

35‧‧‧圖案產生器

36‧‧‧投射透鏡

37‧‧‧第一雜散光抑斂器

38‧‧‧基板

39‧‧‧平台

40‧‧‧控制裝置

41‧‧‧光束

42‧‧‧圖案化光束

43‧‧‧光阻層

44‧‧‧第一訊號線

45‧‧‧第二訊號線

371‧‧‧溝槽

圖1顯示美國專利US6,998,219號所揭示之習知無光罩式曝光系統之示意圖；圖2顯示本發明之無光罩式曝光系統之較佳實施例之示意圖；圖3顯示本發明中第一雜散光抑斂器之示意圖； 圖4a顯示本發明中第一雜散光抑斂器之溝槽之局部剖視示意圖，其中該第一雜散光抑斂器之溝槽之剖視係為三角形；圖4b顯示本發明中第一雜散光抑斂器之溝槽之局部剖視示意圖，其中該第一雜散光抑斂器之溝槽之剖視係為鋸齒形；圖4c顯示本發明中第一雜散光抑斂器之溝槽之局部剖視示意圖，其中該第一雜散光抑斂器之溝槽之剖視係為梯形；圖4d顯示本發明中第一雜散光抑斂器之溝槽之局部剖視示意圖，其中該第一雜散光抑斂器之溝槽之剖視係為方形；及圖4e顯示本發明中第一雜散光抑斂器之溝槽之局部剖視示意圖，其中該第一雜散光抑斂器之溝槽之剖視係為圓弧形。

2‧‧‧本發明之無光罩式曝光系統

30‧‧‧發光源

31‧‧‧第一準直透鏡

32‧‧‧第一反射鏡

33‧‧‧第二反射鏡

34‧‧‧第二準直透鏡

35‧‧‧圖案產生器

36‧‧‧投射透鏡

37‧‧‧第一雜散光抑斂器

38‧‧‧基板

39‧‧‧平台

40‧‧‧控制裝置

41‧‧‧光束

42‧‧‧圖案化光束

43‧‧‧光阻層

44‧‧‧第一訊號線

45‧‧‧第二訊號線

Claims (9)

1. 一種無光罩式曝光系統，包括：一發光源，用以發出一光束；一第一準直透鏡(Collimator)，用以使該光束形成一準直光束；一第一反射鏡，用以改變來自該第一準直透鏡之光束之行進方向；一第二反射鏡，用以改變來自該第一反射鏡之光束之行進方向；一圖案產生器，可切換出複數種圖案，而將來自該第二反射鏡之光束反射出對應之圖案，而形成一圖案化光束；一投射透鏡(Projection Lens)，其可調整焦距，而放大或縮小來自該圖案產生器之圖案化光束；一第一雜散光抑斂器(Filter)，用以濾除該圖案化光束內之雜散光，其中該第一雜散光抑斂器係為中空圓筒狀，且其內壁表面上具有設定之溝槽。；一基板，其表面上具有一光阻層，通過該第一雜散光抑斂器之圖案化光束係投射於該光阻層上；一平台，承載該基板；及一控制裝置，電性連接至該圖案產生器，用以控制該圖案產生器所產生之圖案。
2. 如請求項1之無光罩式曝光系統，其中該光束係為一紫外線光束或一雷射光束。
3. 如請求項1之無光罩式曝光系統，其中該圖案產生器係為微型數位反射鏡(Digital Micromirror Device,DMD)或單晶矽反射式面板(Liquid Crystal on Silicon,LCOS)。
4. 如請求項1之無光罩式曝光系統，其中該第一雜散光抑斂器之溝槽之剖視係為三角形、鋸齒形、梯形、方形或圓弧形。
5. 如請求項1之無光罩式曝光系統，其中該基板係為軟性基板。
6. 如請求項1之無光罩式曝光系統，其中該控制裝置更電性連接至該平台，用以控制該平台之移動。
7. 如請求項1之無光罩式曝光系統，其中該控制裝置係為一電腦。
8. 如請求項1之無光罩式曝光系統，更包括一第二準直透鏡，位於該第二反射鏡與該圖案產生器之間，用以使來自該第二反射鏡之光束形成一準直光束。
9. 如請求項1之無光罩式曝光系統，更包括一第二雜散光抑斂器，位於該第二反射鏡與該圖案產生器之間，用以濾除來自該第二反射鏡之光束之雜散光。