CN103412466B - 曝光装置和曝光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种曝光装置和曝光方法，涉及基板制造领域，可以在有效减小CD偏差的情况下，不影响产品的性能指标。所述曝光装置包括：曝光光源、复眼***和光学***，以及两片光阑，所述两片光阑设置在所述复眼***的入射表面一侧或出射表面一侧，且所述两片光阑相对于所述复眼***的中心对称设置；其中，所述两片光阑的开口取根据待曝光部件的关键尺寸CD取向调节。

Description

曝光装置和曝光方法
技术领域
本发明涉及基板制造领域，尤其涉及一种曝光装置和曝光方法。
背景技术
在现有的基板制作过程中，基板上一个图形的完成需要经过光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀等工艺，在曝光时，其入射掩膜板的紫外光是经曝光装置光学***处理后的非理想准直光线，近轴光线的发散角最小，投射到曝光平面附近时，最接近理想平行光，而边缘光线的发散角最大。边缘光线的发散角将扩大光刻胶的曝光范围，使最终形成的光刻胶图形尺寸和掩膜板上的图形尺寸存在一定的偏差。
显示产品为了保证高分辨率，就需要保证CD（Critical Dimension，关键尺寸）偏差的设计值接近于0。现有技术中采用在曝光装置上增加一个孔径光阑，将光束中的所有边缘部分全部遮挡的方法来减小CD偏差的。
在实际制作过程中，所述孔径光阑将光束中的所有边缘部分全部遮挡，这样投射到掩膜板上的光线的发散角就减小了，当然光线也少了。例如以曝光装置的最大发散角为3°的情况为例，如果光束的最大发散角减少0.5°，则曝光平面的光线照度将损失约1/3。这就意味着产品的曝光工艺要在低照度、长曝光时间、小曝光量和欠曝光处理的条件下进行。这样制作出来的图形，CD偏差减小了，但是图形结构必然松散，表面形貌极易受到显影液破坏，造成不良，降低产品的性能指标。
发明内容
本发明的实施例提供一种曝光装置和曝光方法，可以在有效减小CD偏差的情况下，不影响产品的性能指标。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种曝光装置，包括：曝光光源、复眼***和光学***，其特征在于，还包括两片光阑，
所述两片光阑设置在所述复眼***的入射表面一侧或出射表面一侧，且所述两片光阑相对于所述复眼***的中心对称设置；
其中，所述两片光阑的开口取向根据待曝光的部件的关键尺寸的取向调节。
可选的，所述两片光阑的开口取向设计为连续可调。
可选的，所述两片光阑的开口宽度根据要求的CD取向上的最大发散角调节。
可选的，所述两片光阑的开口宽度设计为连续可调。
可选的，所述两片光阑与所述复眼***之间的间距可调。
可选的，所述曝光装置还包括光阑调节机构，所述光阑调节机构用于调节所述两片光阑的开口取向和开口宽度，以及所述两片光阑与所述复眼***之间的间距。
可选的，所述两片光阑能够遮挡复眼***任意两个对边的边缘部分。
可选的，所述两片光阑都是矩形光阑。
一种曝光方法，所述方法应用上述的曝光装置，所述方法包括：
调节并确定所述曝光装置中两片光阑与复眼***之间的间距；
调节所述两片光阑的开口取向和开口宽度试制出若干基板，确定制作出最优的所述待曝光部件时，所述曝光装置中的所述两片光阑的开口取向和开口宽度；
根据确定的所述两片光阑的开口取向和开口宽度，对所述待曝光部件进行曝光。
可选的，所述调节所述两片光阑的开口取向和开口宽度试制出若干基板，确定制作出最优的所述待曝光部件时，所述曝光装置中的所述两片光阑的开口取向和开口宽度，包括：
调节所述光阑的开口取向，试制一个基板，获得CD取向与所述光阑的开口取向的对应关系；
根据所述CD取向与所述光阑的开口取向的对应关系，确定所述待曝光部件的CD取向所对应的所述光阑的开口取向；
调节所述光阑处于不同的开口宽度，试制若干基板，获得CD取向上的最大发散角与所述光阑的开口宽度的对应关系，进而根据所述对应关系确定制作出最优的所述待曝光部件时，所述曝光装置中的所述两片光阑的开口宽度。
本发明实施例提供的曝光装置和曝光方法，通过在所述曝光装置的复眼***的入射表面一侧或出射表面一侧，相对于所述复眼***的中心对称设置两片光阑，这样所述光阑可以遮挡所述光阑的开口取向的垂直方向上两侧边界的光线，这样就使得投射在掩膜板上的一个方向上的光线的最大发散角减小，而另一个方向上的光线的最大发散角并没有变化，例如仍然以最大发散角为3°的情况为例，在一个方向上发散角减小0.5°，照度损失将降低至约1/6，这就创造了高照度、大曝光量的工艺条件，同时，所述两片光阑的开口取向由产品的CD取向决定，这就可以保证在CD取向方向上的最大发散角减小，而CD取向的垂直方向上的发散角不变。这样制作出来的图形，在一定方向上CD偏差减小的同时，也实现了光刻胶的充分曝光，图形结构稳定，表面形貌得到了保持，不会造成不良，可避免产品性能指标的降低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种曝光装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的曝光装置的光线线路示意图；
图3为本发明实施例提供的一种彩膜滤光片的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种曝光后的效果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明实施例提供了一种曝光装置，如图1所示，所述曝光装置包括：曝光光源1、复眼***2、光学***3、以及两片光阑4，所述两片光阑4设置在所述复眼***2的入射表面一侧或出射表面一侧，且所述两片光阑4相对于所述复眼***2的中心对称设置；其中，所述两片光阑4形成的开口的取向（以下简称开口取向）根据待曝光的部件的关键尺寸的取向调节。
在这里，所述复眼***2的入射表面指光线入射的表面，出射表面指光线出射的表面，例如，如图1所示，所述光阑4设置在所述复眼***2的出射表面一侧。
在本发明实施例中，所述两片光阑的开口取向是指所述两片光阑没有遮挡光线的方向。在图1所示的曝光装置中，所述两片光阑4的开口取向就是所述复眼***2所在平面的X-X方向。
曝光光源1发射的平面光线到达复眼***2后，两片光阑4的开口取向上的光束没有被遮挡，也就是说在这个方向上的光束在所述掩膜板上的发散角没有改变，而两片光阑4的开口取向的垂直方向两侧边界的光线都被两片光阑4遮挡，其两侧的边界具有大发散角的光束全部被过滤。
如图2所示，为本发明实施例提供的曝光装置的光线线路示意图。曝光装置发射的光线中，光线101为轴心光线，没有发散角，经光学***3变换方向后投射在掩膜板5时为平行光。曝光光源1发射的光线中，由于光阑4限制作用，射入复眼***2上边缘的光线104被遮挡，光线103未被遮挡经光阑4开口边缘出射，经光学***3变换后，投射在掩膜板5，从图2中可以看出，若未加光阑4，则光线104会投射在掩膜板5上，在B1-B2方向上产生的较大的尺寸偏差，而加了光阑4后，光线104被遮挡，投射在掩膜板5的B1-B2方向上的光线如光线103的发散角减小了，在B1-B2方向上产生的尺寸偏差也变小。而曝光光源1发射的光线中，经复眼***左右边缘出射的光线102没有受到光阑的限制，经光学***3变换方向后投射在掩膜板5时，投射在掩膜板5的A1-A2方向上的光线的发散角没有变化，在A1-A2方向上产生的尺寸偏差没有变化。
由上所述，本发明实施例提供的曝光装置，可以控制一个方向上的光线的发散角减小，而另一个方向上的光线的发散角不发生变化，这样在一个方向上发散角每减小0.5°，照度损失将降低至约1/6，这就创造了高照度、大曝光量的工艺条件。
在产品的制作过程中，有的产品的CD是在一个方向上的，如图3所示的彩色滤光片，所述彩色滤光片是单方向（即C1-C2方向）条状排列的，CD是与排列方向水平方向上的，CD取向为与条状排列方向即C1-C2方向。这时，只需要调整本发明实施例所述的曝光装置中所述光阑的开口取向，保证投射在掩膜板的光线在CD取向（即C1-C2方向）上的发散角减小，光线在CD取向垂直方向（即D1-D2）上的发散角不需变化。
这样，如图4所示，曝光光源1出射的光线经过复眼***2和光学***3到达掩膜板5时，d1-d2方向上的光线未被遮挡，边缘光线如光线105具有较大的发散角，对掩膜板进行曝光后，在基板上的形成的图形在D1-D2方向上有较大的偏差；而c1-c2方向上边缘的光线被光阑4遮挡，边缘光线如光线106等具有较大的发散角的光线不能投射在掩膜板5上，对掩膜板5进行曝光后，在基板上的形成的图形在C1-C2方向上的CD就得到了控制，偏差会变小。
这样制作出来的图形，在一定方向上，CD偏差得到了减小，同时也实现了对光刻胶的充分曝光，图形结构稳定，表面形貌得到了保持，不会造成不良，降低产品的性能指标。
所述两片光阑的开口取向可以根据待曝光的部件的关键尺寸CD取向调节。可选的，所述两片光阑的开口取向设计为连续可调。
所述两片光阑形成的开口的宽度（以下简称开口宽度）可以根据要求的CD取向上的最大发散角调节。要求的CD取向上的最大发散角越小，所述两片光阑的开口宽度就越小。所述CD取向上的最大发散角可以根据CD和表面形貌的制作要求来确定，既要满足对CD的控制，又要保证制作出的图像表面形貌稳定。
可选的，所述两片光阑的开口宽度设计为连续可调。
可选的，所述曝光装置还包括光阑调节机构，所述光阑调节机构可以用于调节所述光阑的位置，可选的，所述光阑调节机构用于调节所述两片光阑的开口取向和开口宽度，以及所述两片光阑与所述复眼***之间的间距。
可选的，所述两片光阑能够遮挡复眼***任意两个对边的边缘部分。这样所述光阑4就能够完全遮拦一个方向上两侧边界的光线。
可选的，由于现有技术中大多数复眼***2为矩形的，故本发明中的所述两片光阑都是矩形光阑。
本发明实施例还提供了一种应用上述曝光装置的曝光方法，所述方法包括以下步骤：
S1、调节并确定所述曝光装置中两片光阑与复眼***之间的间距。
在将所述两片光阑安装在所述复眼***的出射表面或入射表面一侧后，可以调节两片光阑，使之与复眼***之间的间距合适。
S2、调节所述两片光阑的开口取向和开口宽度试制出若干基板，确定制作出最优的所述待曝光部件时，所述曝光装置中的所述两片光阑的开口取向和开口宽度。
可选的，可以首先调节所述光阑的开口取向，试制出一个基板，根据测量就可以获得CD取向与所述光阑的开口取向的对应关系，根据所述CD取向与所述光阑的开口取向的对应关系，就可以确定出所述待曝光部件的CD取向所对应的所述光阑的开口取向。然后，可以调节所述光阑处于不同的开口宽度，试制若干基板，获得CD取向上的最大发散角与所述光阑的开口宽度的对应关系，进而根据所述对应关系确定制作出最优的所述待曝光部件时，所述曝光装置中的所述两片光阑的开口宽度。
在这里，所述最优的待曝光部件既要满足CD的偏差小，又要保证制作出的图像表面形貌稳定，可以根据CD和表面形貌的制作要求来确定所述待曝光部件要求的所述CD取向上的最大发散角，进而确定所述曝光装置中的所述两片光阑的开口宽度。
S3、根据确定的所述两片光阑的开口取向和开口宽度，对所述待曝光部件进行曝光。
根据步骤S2确定的所述两片光阑的开口取向和开口宽度，就可以大批量地对所述待曝光部件进行曝光，进而进行大批量的生产。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种曝光装置，包括：曝光光源、复眼***和光学***，其特征在于，还包括两片光阑，
所述两片光阑设置在所述复眼***的入射表面一侧或出射表面一侧，且所述两片光阑相对于所述复眼***的中心对称设置；
所述两片光阑沿开口取向的垂直方向具有预设尺寸；
其中，所述两片光阑的开口取向根据待曝光部件的关键尺寸取向调节。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两片光阑的开口取向设计为连续可调。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两片光阑的开口宽度根据要求的关键尺寸取向上的最大发散角调节。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两片光阑的开口宽度设计为连续可调。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两片光阑与所述复眼***之间的间距可调。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述曝光装置还包括光阑调节机构，所述光阑调节机构用于调节所述两片光阑的开口取向和开口宽度，以及所述两片光阑与所述复眼***之间的间距。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两片光阑能够遮挡复眼***任意两个对边的边缘部分。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述两片光阑都是矩形光阑。
9.一种曝光方法，其特征在于，所述方法应用权利要求1所述的曝光装置，所述方法包括：
调节并确定所述曝光装置中两片光阑与复眼***之间的间距；
调节所述两片光阑的开口取向和开口宽度试制出若干基板，确定制作出最优的所述待曝光部件时，所述曝光装置中的所述两片光阑的开口取向和开口宽度；
根据确定的所述两片光阑的开口取向和开口宽度，对所述待曝光部件进行曝光。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调节所述两片光阑的开口取向和开口宽度试制出若干基板，确定制作出最优的所述待曝光部件时，所述曝光装置中的所述两片光阑的开口取向和开口宽度，包括：
调节所述光阑的开口取向，试制一个基板，获得关键尺寸取向与所述光阑的开口取向的对应关系；
根据所述关键尺寸取向与所述光阑的开口取向的对应关系，确定所述待曝光部件的关键尺寸取向所对应的所述光阑的开口取向；
调节所述光阑处于不同的开口宽度，试制若干基板，获得关键尺寸取向上的最大发散角与所述光阑的开口宽度的对应关系，进而根据所述对应关系确定制作出最优的所述待曝光部件时，所述曝光装置中的所述两片光阑的开口宽度。
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