TWI444759B - 光罩、曝光方法與曝光裝置 - Google Patents

Description

光罩、曝光方法與曝光裝置

本發明係有關於光罩、曝光方法與曝光裝置，特別係有關於曝光可撓式基材的光罩、曝光方法與曝光裝置。

隨著軟性電子產業的蓬勃發展，可撓性基材愈來愈受重視。電泳顯示器(electrophoretic display,ECP)與液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)等裝置使用的可撓性基材常使用捲至捲(roll-to-roll)方式進行曝光製程，以在移動基材的過程中，同時將光罩上的光罩元件圖案轉移至塗佈有光阻層的基材上，以形成沿著移動方向依序排列的基材元件圖案。

然而，一般的曝光方法係調變基材的移動速率與照光的時間間隔來控制基材元件圖案之間的間距。這種方法通會造成毫米(mm)等級以上的誤差。因此無法精確地控制基材元件圖案之間的間距。

本發明之實施例係有關於光罩、曝光方法與曝光裝置。曝光方法的成本低且能精確地形成連續性佳的基材元件圖案。

根據本發明之實施例，提出一種光罩。光罩包括一基體。基體包括一光罩元件圖案、一第一光罩對位圖案與一第二光罩對位圖案。第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案係位於一第一方向上不同的位置，且係位於一第二方向上相同的位置。第一方向係垂直於第二方向。第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案之間具有一第一距離。光罩元件圖案之外緣於第一方向上具有一最大的第二距離。第一距離係大於等於第二距離。

根據本發明之實施例，也提出一種曝光方法。曝光方法包括以下步驟。提供一基材。基材係可撓的，且上方塗佈有一光阻層。提供一光罩。光罩包括一基體。基體包括一光罩元件圖案、一第一光罩對位圖案與一第二光罩對位圖案。第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案係位於一第一方向上不同的位置，且係位於一第二方向上相同的位置。第一方向係垂直於第二方向。第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案之間具有一第一距離，光罩元件圖案之外緣於第一方向上具有一最大的第二距離。第一距離係大於等於第二距離。進行一第一曝光步驟，以將光罩元件圖案、第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案轉移至基材上以分別形成一第一基材元件圖案、一第一基材對位圖案與一第二基材對位圖案。使基材沿著第一方向移動，並使第二基材對位圖案係對應於第一光罩對位圖案。進行一第二曝光步驟，以將光罩元件圖案、第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案轉移至基材上以分別形成一第二基材元件圖案、一第三基材對位圖案與一第四基材對位圖案。第二基材對位圖案係對應於第三基材對位圖案。

根據本發明之實施例，還提出一種曝光裝置。曝光裝置包括一光罩、一光源、一組開卷器與復卷器與一對位檢查裝置。光罩包括一基體。基體包括一光罩元件圖案、一第一光罩對位圖案與一第二光罩對位圖案。第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案係位於一第一方向上不同的位置，且係位於一第二方向上相同的位置。第一方向係垂直於第二方向。第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案之間具有一第一距離。光罩元件圖案之外緣於第一方向上具有一最大的第二距離。第一距離係大於等於第二距離。光源係用以將光罩元件圖案、第一光罩對位圖案與第二光罩對位圖案轉移至一基材上以分別形成一第一基材元件圖案、一第一基材對位圖案與一第二基材對位圖案。基材係可撓的，且上方塗佈有一光阻層。組開卷器與復卷器係用以將基材沿著第一方向移動。對位檢查裝置係用以檢查第一光罩對位圖案是否對應於第二基材對位圖案。

為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖至第3圖繪示一實施例的曝光方法。第4圖繪示一實施例中使用的光罩。請參照第1圖，於實施例中，曝光裝置10可包括光罩2、光源14及一組開卷器8與復卷器12。光罩2包括基體4。基體4包括例如光罩元件圖案1及不同的第一光罩對位圖案3、第二光罩對位圖案5、第三光罩對位圖案7與第四光罩對位圖案9。

請參照第4圖，第一光罩對位圖案3及第三光罩對位圖案7可位於第二光罩對位圖案5及第四光罩對位圖案9與光罩元件圖案1之間。舉例來說，第一光罩對位圖案3與第二光罩對位圖案5可位於X方向上不同的位置，且位於垂直於X方向之Y方向上相同的位置。第一光罩對位圖案3與第二光罩對位圖案5之間具有一第一距離D1。光罩元件圖案1之外緣於X方向上具有一最大的第二距離D2。第一距離D1較佳係大於等於第二距離D2。第三光罩對位圖案7與第四光罩對位圖案9也可位於X方向上不同的位置，且位於Y方向上相同的位置。第三光罩對位圖案7與第四光罩對位圖案9之間具有一第三距離D3。第三距離D3可等於第一距離D1。

請參照第4圖，第一光罩對位圖案3與第三光罩對位圖案7可位於X方向上相同的位置。第一光罩對位圖案3與第三光罩對位圖案7之間可具有一第四距離D4。第二光罩對位圖案5與第四光罩對位圖案9可位於X方向上相同的位置。第二光罩對位圖案5與第四光罩對位圖案9之間可具有一第五距離D5。第四距離D4可等於第五距離D5。

請參照第1圖，舉例來說，係進行第一曝光步驟，利用光源14將光罩元件圖案1、第一光罩對位圖案3、第二光罩對位圖案5、第三光罩對位圖案7與第四光罩對位圖案9轉移至上方具有光阻層且係可撓的基材6上，以分別形成第一基材元件圖案11、第一基材對位圖案13、第二基材對位圖案15、第五基材對位圖案17與第六基材對位圖案19。光阻層可以塗佈的方式形成。基材6的光阻層也可以壓合的方式形成。光源14可包括紫外光源。

請參照第2圖，利用開卷器8與復卷器12將基材6沿著X方向移動。此外，將曝光裝置10的對位檢查裝置16移動至第一光罩對位圖案3的上方，以檢查第二基材對位圖案15是否移動至對應於第一光罩對位圖案3。對位檢查裝置16也可移動至第三光罩對位圖案7的上方，以檢查第六基材對位圖案19是否移動至對應於第三光罩對位圖案7。於實施例中，位於上、下方的對位檢查裝置16係同時進行對位。對位檢查裝置16包括例如電荷耦合元件(CCD)影像攫取鏡頭。

於實施例中，在利用對位檢查裝置16確定第一光罩對位圖案3係對應於第二基材對位圖案15，或第三光罩對位圖案7係對應於第六基材對位圖案19之後，係進行第二曝光步驟，利用光源14將光罩元件圖案1、第一光罩對位圖案3、第二光罩對位圖案5、第三光罩對位圖案7與第四光罩對位圖案9轉移至基材6上，以分別形成如第3圖所示的第二基材元件圖案21、第三基材對位圖案23、第四基材對位圖案25、第七基材對位圖案27與第八基材對位圖案29。

請參照第3圖，由於第二曝光步驟係在確定第一光罩對位圖案3係對應於第二基材對位圖案15，或第三光罩對位圖案7係對應於第六基材對位圖案19之後進行，因此形成的第三基材對位圖案23係對應於第二基材對位圖案15，或第七基材對位圖案27係對應於第六基材對位圖案19。第一基材元件圖案11與第二基材元件圖案21之間最小的距離D6係等於第一距離D1(第4圖)減掉第二距離D2，或也可等於第三距離D3減掉第二距離D2。因此，可調變第一距離D1(或第三距離D3)與第二距離D2，以精確地控制第一基材元件圖案11與第二基材元件圖案21之間的最小距離D6，以得到連續性佳的元件圖案。於一些實施例中，第一基材元件圖案11與第二基材元件圖案21之間係精確地控制成幾乎沒有間隙且互不重疊(最小距離D6大約為0)。於其他實施例中，第一基材元件圖案11與第二基材元件圖案21之間係精確地控制成之間的最小距離D6為微米(μm)等級尺寸。

本揭露之實施例的曝光方法係簡單的，且能精確地轉移形成連續性佳的元件圖案。曝光方法係使用單一個光罩，因此成本低。

於其他實施例中，係使用如第5圖所示的光罩52。第5圖之光罩52與第4圖之光罩2的差別在於，光罩52的光罩元件圖案51係位於第一光罩對位圖案53、第二光罩對位圖案55、第三光罩對位圖案57與第四光罩對位圖案59之間。

請參照第5圖，舉例來說，第一光罩對位圖案53與第二光罩對位圖案55可位於X方向上不同的位置，且位於Y方向上相同的位置。第一光罩對位圖案53與第二光罩對位圖案55之間具有一第一距離D51。光罩元件圖案51之外緣於X方向上具有一最大的第二距離D52。第一距離D51較佳係大於等於第二距離D52。第三光罩對位圖案57與第四光罩對位圖案59也可位於X方向上不同的位置，且位於Y方向上相同的位置。第三光罩對位圖案57與第四光罩對位圖案59之間具有一第三距離D53。第三距離D53可等於第一距離D51。

請參照第5圖，第一光罩對位圖案53與第三光罩對位圖案57可位於X方向上相同的位置。第一光罩對位圖案53與第三光罩對位圖案57之間可具有一第四距離D54。第二光罩對位圖案55與第四光罩對位圖案59可位於X方向上相同的位置。第二光罩對位圖案55與第四光罩對位圖案59之間可具有一第五距離D55。第四距離D54可等於第五距離D55。

第6圖繪示一實施例使用之光罩其具有光罩對位圖案的部分。第7圖繪示第6圖之光罩的光罩對位圖案轉至基材上所形成的基材對位圖案。請參照第6圖，光罩102之基體104的第一光罩對位圖案103包括透光區域201與不透光的子圖案202、203。透光區域201包圍子圖案202、203的四周。第二光罩對位圖案105包括子圖案204、205、206。第三光罩對位圖案107包括透光區域301與不透光的子圖案302、303。透光區域301包圍子圖案302、303的四周。第四光罩對位圖案109包括子圖案304、305、306。

請參照第6圖，由於第一光罩對位圖案103與第三光罩對位圖案107分別包括透光區域201、301，因此在以對位檢查裝置例如電荷耦合元件(CCD)影像攫取鏡頭進行對位時(可參考第2圖的說明)，可透過透光區域201、301來觀測第一光罩對位圖案103與第三光罩對位圖案107是否有對應形成在基材106上的第二基材對位圖案115(包括子圖案214、215、216)與第六基材對位圖案119(包括子圖案314、315、316)，接著曝光後(可參考第3圖的說明)便會形成如第7圖所示的圖案，其中第三基材對位圖案123(包括子圖案212、213)與第七基材對位圖案127(包括子圖案312、313)係分別對應於第二基材對位圖案115與第六基材對位圖案119。於一具體實施例中，對位之後進行的曝光步驟會使得第二基材對位圖案115與第六基材對位圖案119被曝光而消失不見，因此曝光之後僅會存在第三基材對位圖案123與第七基材對位圖案127。

於本揭露之實施例中，曝光方法係使用單一個光罩，因此成本低。轉移至基材上的第一基材元件圖案與第二基材元件圖案之間的最小距離可藉由調變光罩位於Y方向上相同位置的第一光罩對位圖案(或第三光罩對位圖案)與第二光罩對位圖案(或第四光罩對位圖案)之間的第一距離(或第三距離)，與光罩元件圖案之外緣於X方向上最大的第二距離予以控制。第一基材元件圖案與第二基材元件圖案之間的間距可控制在微米等級尺寸以下。因此，可精確地形成連續性佳的基材元件圖案。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，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。

1、51．．．光罩元件圖案

2、52、102．．．光罩

3、53、103．．．第一光罩對位圖案

4、104．．．基體

5、55、105．．．第二光罩對位圖案

6、106．．．基材

7、57、107．．．第三光罩對位圖案

8．．．開卷器

9、59、109．．．第四光罩對位圖案

10．．．曝光裝置

11．．．第一基材元件圖案

12．．．復卷器

13．．．第一基材對位圖案

14．．．光源

15、115．．．第二基材對位圖案

16．．．對位檢查裝置

17．．．第五基材對位圖案

19、119．．．第六基材對位圖案

21．．．第二基材元件圖案

23、123．．．第三基材對位圖案

25．．．第四基材對位圖案

27、127．．．第七基材對位圖案

29．．．第八基材對位圖案

201、301．．．透光區域

202、203、204、205、206、212、213、214、215、216、302、303、304、305、306、312、313、314、315、316．．．子圖案

D1、D51．．．第一距離

D2、D52．．．第二距離

D3、D53．．．第三距離

D4、D54．．．第四距離

D5、D55．．．第五距離

D6．．．距離

第1圖至第3圖繪示一實施例的曝光方法。

第4圖繪示一實施例中使用的光罩。

第5圖繪示一實施例中使用的光罩。

第6圖繪示一實施例使用之光罩其具有光罩對位圖案的部分。

第7圖繪示一實施例光罩的光罩對位圖案轉至基材上所形成的基材對位圖案。

1．．．光罩元件圖案

2．．．光罩

3．．．第一光罩對位圖案

5．．．第二光罩對位圖案

6．．．基材

7．．．第三光罩對位圖案

9．．．第四光罩對位圖案

10．．．曝光裝置

11．．．第一基材元件圖案

13．．．第一基材對位圖案

14．．．光源

15．．．第二基材對位圖案

17．．．第五基材對位圖案

19．．．第六基材對位圖案

21．．．第二基材元件圖案

23．．．第三基材對位圖案

25．．．第四基材對位圖案

27．．．第七基材對位圖案

29．．．第八基材對位圖案

D6．．．距離

Claims (9)

1. 一種光罩，包括：一基體，包括一光罩元件圖案、一第一光罩對位圖案與一第二光罩對位圖案，該第一光罩對位圖案係位於該第二光罩對位圖案與該光罩元件圖案之間，該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案係位於一第一方向上不同的位置，且係位於一第二方向上相同的位置，該第一方向係垂直於該第二方向，該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案之間具有一第一距離，該光罩元件圖案之外緣於該第一方向上具有一最大的第二距離，該第一距離係大於等於該第二距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案係不同。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中該光罩元件圖案係位於該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中該基體更包括一第三光罩對位圖案與一第四光罩對位圖案，該第三光罩對位圖案與該第四光罩對位圖案係位於該第一方向上不同的位置，且係位於該第二方向上相同的位置，該第三光罩對位圖案與該第四光罩對位圖案之間具有一第三距離，該第三距離係等於該第一距離，該第三光罩對位圖案與該第一光罩對位圖案之間具有一第四距離，該第四光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案之間具有一第五距離，該第四距離及該第五距離皆不為零。
5. 一種曝光方法，包括：提供一基材，該基材係可撓的，且上方塗佈有一光阻層；提供一光罩，該光罩包括一基體，該基體包括一光罩元件圖案、一第一光罩對位圖案與一第二光罩對位圖案，該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案係位於一第一方向上不同的位置，且係位於一第二方向上相同的位置，該第一方向係垂直於該第二方向，該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案之間具有一第一距離，該光罩元件圖案之外緣於該第一方向上具有一最大的第二距離，該第一距離係大於等於該第二距離；進行一第一曝光步驟，以將該光罩元件圖案、該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案轉移至該基材上以分別形成一第一基材元件圖案、一第一基材對位圖案與一第二基材對位圖案；使該基材沿著該第一方向移動，並使該第二基材對位圖案係對應於該第一光罩對位圖案；以及進行一第二曝光步驟，以將該光罩元件圖案、該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案轉移至該基材上以分別形成一第二基材元件圖案、一第三基材對位圖案與一第四基材對位圖案，其中該第二基材對位圖案係對應於該第三基材對位圖案。
6. 如申請專利範圍第5項所述之曝光方法，其中該第一基材元件圖案與該第二基材元件圖案之間最小的距離係等於該第一距離減掉該第二距離。
7. 如申請專利範圍第5項所述之曝光方法，其中：該基體更包括一第三光罩對位圖案與一第四光罩對位圖案，該第三光罩對位圖案與該第四光罩對位圖案係位於該第一方向上不同的位置，且係位於該第二方向上相同的位置，該第三光罩對位圖案與該第四光罩對位圖案之間具有一第三距離，該第三距離係等於該第一距離，該第三光罩對位圖案與該第一光罩對位圖案之間具有一第四距離，該第四光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案之間具有一第五距離，該第四距離及該第五距離皆不為零；該第一曝光步驟更包括將該第三光罩對位圖案與該第四光罩對位圖案轉移至該基材上以分別形成一第五基材對位圖案與一第六基材對位圖；該第二曝光步驟更包括將該第三光罩對位圖案與該第四光罩對位圖案轉移至該基材上以分別形成一第七基材對位圖案與一第八基材對位圖案，其中該第七基材對位圖案係對應於該第六基材對位圖案。
8. 一種曝光裝置，包括：一光罩，該光罩包括一基體，該基體包括一光罩元件圖案、一第一光罩對位圖案與一第二光罩對位圖案，該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案係位於一第一方向上不同的位置，且係位於一第二方向上相同的位置，該第一方向係垂直於該第二方向，該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案之間具有一第一距離，該光罩元件圖案之外緣於該第一方向上具有一最大的第二距離，該第一距離係大於等於該第二距離； 一光源，用以將該光罩元件圖案、該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案轉移至一基材上以分別形成一第一基材元件圖案、一第一基材對位圖案與一第二基材對位圖案，該基材係可撓的，且上方塗佈有一光阻層；一組開卷器與復卷器，用以將該基材沿著該第一方向移動；以及一對位檢查裝置，用以檢查該第一光罩對位圖案是否對應於該第二基材對位圖案。
9. 如申請專利範圍第8項所述之曝光裝置，其中在利用該對位檢查裝置檢查得該第一光罩對位圖案係對應於該第二基材對位圖案之後，利用該光源將該光罩元件圖案、該第一光罩對位圖案與該第二光罩對位圖案轉移至該基材上以分別形成一第二基材元件圖案、一第三基材對位圖案與一第四基材對位圖案，其中該第二基材對位圖案係對應於該第三基材對位圖案。