CN111929993A

CN111929993A - 曝光装置

Info

Publication number: CN111929993A
Application number: CN202010843007.5A
Authority: CN
Inventors: 李世波
Original assignee: Shenzhen Eptop Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Eptop Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2020-11-13

Abstract

本申请涉及一种曝光装置，包括：液晶显示掩膜，所述液晶显示掩膜包括第一基体、第二基体及液晶层，所述液晶层中分布有多个液晶；控制器，用于控制所述液晶显示掩膜显示预设的图案，并控制所述液晶显示掩膜的表面除了被所述预设的图案覆盖的区域外的区域为不透光区域；光源发出的第一出射光照射并穿过所述液晶显示掩膜的表面，被预设的图案覆盖的区域时射出第二出射光，照射被曝光物，使得被曝光物被所述第二出射光照射的表面曝光显示出预设的形状图案，控制器通过控制所述液晶层中不同区域的液晶的驱动电压值，以控制各不同区域的液晶的转动方向及/或扭曲程度，控制第二出射光的强度值。本申请成像简单、成本低且成像的准确度高。

Description

曝光装置

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种曝光装置。

背景技术

随着半导体技术的快速发展及市场对各种半导体器件需求量的增加，市场对半导体厂商的供货能力与产品质量提出了更高的要求。曝光显影是半导体器件蚀刻工艺中重要的步骤之一，曝光显影形成图***度是影响蚀刻准确度的决定性因素之一，并决定着最终制备半导体器件的良品率、产品的使用寿命及工作的稳定性。

传统的曝光显影的过程一般采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)平行曝光机或采用激光直接成像(Laser Direct Imaging，LDI)的激光曝光机进行曝光处理。然而，LED平行曝光机需要使用菲林作为图像信息的载体，而菲林的制作、使用与保管都需要专业的设备及特殊的环境，处理不当或者遇到特殊的情况会给使用单位带来很大的工作量并增加不必要的使用成本。LDI激光曝光机虽然不需要使用菲林，直接成像，但激光成像的成本高昂，核心部件激光发生器寿命短，导致单次成功曝光的平均成本较高。曝光的成本居高不下且曝光成像的精确度难以达到目标要求，成为制约半导体制备工艺发展的重要影响因素之一。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效降低曝光成本、提高曝光精确度并能够控制曝光程度的曝光装置。

为实现上述目的及其他目的，本申请提供一种曝光装置，包括：

液晶显示掩膜，所述液晶显示掩膜包括第一基体、与所述第一基体相对设置的第二基体及设置于所述第一基体与所述第二基体之间的液晶层，所述液晶层中分布有多个液晶；

控制器，与所述液晶显示掩膜连接，用于控制所述液晶显示掩膜显示预设的图案，并控制所述液晶显示掩膜的表面除了被所述预设的图案覆盖的区域外的区域为不透光区域；

光源，设置于所述液晶显示掩膜的一侧，所述光源发出的第一出射光照射并穿过所述液晶显示掩膜的表面被所述预设的图案覆盖的区域，射出第二出射光，所述第二出射光照射被曝光物，以使得被曝光物被所述第二出射光照射的表面曝光显示出预设的形状图案；

其中，所述控制器通过控制所述液晶层中不同区域的液晶的驱动电压值，以控制各不同区域的液晶的转动方向及/或扭曲程度，使得所述液晶显示掩膜显示预设的图案，并控制所述第二出射光的强度值。

于上述实施例中的曝光装置中，通过控制液晶显示掩膜显示预设的图案，并控制所述液晶显示掩膜的表面除了被所述预设的图案覆盖的区域外的区域为不透光区域，使得光源发出的第一出射光照射并穿过所述液晶显示掩膜的表面被所述预设的图案覆盖的区域时射出第二出射光，照射被曝光物，使得被曝光物被所述第二出射光照射的表面曝光显示出预设的形状图案。由于液晶显示掩膜显示预设的图案不需要使用额外的耗材，成像简单、成本低且成像的准确度高，因而能够有效地降低曝光成本，并提高曝光成像的精确度。通过控制器控制所述液晶层中不同区域的液晶的驱动电压值，以控制各不同区域的液晶的转动方向及/或扭曲程度，使得所述液晶显示掩膜显示预设的图案，并控制所述第二出射光的强度值，以控制所述第二出射光曝光的程度或刻蚀的深度，有效地提高了曝光装置的整体性能。

在其中一个实施例中，所述第一基体为玻璃基板；及/或

所述第二基体为玻璃基板。

在其中一个实施例中，所述液晶呈阵列排布。

在其中一个实施例中，所述液晶显示掩膜为透明状，以提高产品的外形精美度。

在其中一个实施例中，所述预设的图案包括圆形、椭圆形、环形、矩形、多边形或不规则形状中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述第一出射光包括紫外光、LED光及激光中的至少一种，以方便用户根据具体应用场景的不同需求选择光源的出射光的类型。

在其中一个实施例中，所述第一出射光为平行光，且沿垂直于所述液晶显示掩膜的显示图案的表面的方向，照射所述液晶显示掩膜，以提高曝光成像的效率。

在其中一个实施例中，当所述液晶显示掩膜显示预设的图案时，所述第一出射光照射并穿过所述液晶显示掩膜表面预设的图案并射出第二出射光，使得被曝光物被所述第二出射光照射的表面曝光显示出预设的形状图案。

在其中一个实施例中，所述第二出射光为平行光，且沿垂直于所述液晶显示掩膜正下方的被曝光物的上表面的方向照射所述被曝光物，以提高曝光成像的效率。

在其中一个实施例中，所述不透光区域的光线透过率小于或等于5％，以提高曝光成像的精确度。

在其中一个实施例中，所述控制器包括台式机、一体机、平板电脑、手机、微控制单元、工控机、智能手表或智能可穿戴设备中的至少一种。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例中的曝光装置的架构示意图；

图2为本申请一实施例中的曝光装置的液晶显示掩膜的剖面结构示意图；

图3为本申请一实施例中的曝光装置的液晶显示掩膜中的液晶层的俯视图示意图。

附图标记说明：

10-液晶显示掩膜，20-控制器，30-光源，40-被曝光物，11-第一基体，12-第二基体，13-液晶层，131-液晶，31-第一出射光，32-第二出射光，41-预设的形状图案。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本文中，空间相关的术语如“上部”和“下部”是参照附图定义的。因此，将理解“上部”和“下部”可互换地使用。将理解，当层被称为在另一个层“上”时，其可直接地形成在其他层上，或者也可存在中间层。因此，将理解，当层被称为是“直接在”另一个层“上”时，没有中间层***在其中间。

在附图中，为了清楚说明，可以夸大层和区域的尺寸。可以理解的是，当层或元件被称作“在”另一层或基底“上”时，该层或元件可以直接在所述另一层或基底上，或者也可以存在中间层。另外，还可以理解的是，当层被称作“在”两个层“之间”时，该层可以是所述两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。另外，同样的附图标记始终表示同样的元件。

在下文中，尽管可以使用诸如“第一”、“第二”等这样的术语来描述各种组件，但是这些组件不必须限于上面的术语。上面的术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。还将理解的是，以单数形式使用的表达包含复数的表达，除非单数形式的表达在上下文中具有明显不同的含义。此外，在下面的实施例中，还将理解的是，这里使用的术语“包含”和/或“具有”说明存在所陈述的特征或组件，但是不排除存在或附加一个或更多个其它特征或组件。

在下面的实施例中，当层、区域或元件被“连接”时，可以解释为所述层、区域或元件不仅被直接连接还通过置于其间的其他组成元件被连接。例如，当层、区域、元件等被描述为被连接或电连接时，所述层、区域、元件等不仅可以被直接连接或被直接电连接，还可以通过置于其间的另一层、区域、元件等被连接或被电连接。

申请文件中使用的，术语“及/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和所有组合。当诸如“……中的至少一种(个)(者)”的表述位于一列元件(元素)之后时，修饰整列元件(元素)，而不是修饰该列中的个别元件(元素)。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

根据本文中所描述的本发明概念的实施方式的电子或电气装置和/或任何其它相关装置或部件(例如，包括曝光装置和曝光装置驱动器的显示装置，其中，曝光装置驱动器还包括驱动控制器、栅极驱动器、伽马基准电压发生器、数据驱动器和发射驱动器)可利用任何适当的硬件、固件(例如专用集成电路)、软件或软件、固件和硬件的组合来实现。例如，这些装置的各种部件可形成在一个集成电路(IC)芯片上或形成在单独的IC芯片上。另外，这些装置的各种部件可实现在柔性印刷电路膜、带载封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上或形成在一个衬底上。另外，这些装置的各种部件可为在一个或更多个计算装置中在一个或更多个处理器上运行从而执行计算机程序指令以及与其它***部件交互以执行本文中所描述的各种功能的进程或线程。计算机程序指令存储在存储器中，该存储器可使用标准存储装置(例如，如随机存取存储器(RAM)实现在计算装置中。计算机程序指令也可存储在其它非暂时性计算机可读介质(例如，如CD-ROM、闪存驱动器等)中。而且，本领域技术人员应该认识到，各种计算装置的功能可组合或集成到单个计算装置中，或者特定计算装置的功能可分布在一个或更多个其它计算装置上，而不背离本发明概念的示例性实施方式的精神和范围。

液晶显示屏一般包括两片玻璃基板及位于两片玻璃基板之间的液晶层，液晶层包括液晶盒及位于液晶盒两侧的偏振片，液晶盒包括彩色滤光片基板、TFT阵列基板及填充于彩色滤光片基板和TFT阵列基板之间的液晶。在TFT阵列基板上有TFT阵列，TFT阵列包括对应于每个像素点的TFT单元，通过控制TFT单元的信号与电压的改变来控制液晶分子的转动方向/扭曲程度，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否及出射光的强度，并达到显示目的。

本申请基于液晶显示屏的成像原理，提供一种液晶显示掩膜，设置液晶显示掩膜与控制器连接，通过控制器控制液晶显示掩膜显示出预设的图案，使得光源发出的第一出射光照射并穿过所述液晶显示掩膜的表面射出第二出射光，所述第二出射光照射被曝光物，使得被曝光物被所述第二出射光照射的表面曝光显示出预设的形状图案。

请参考图1和图2，在本申请的一个实施例中，提供了一种曝光装置，包括液晶显示掩膜10、控制器20及光源30，液晶显示掩膜10包括第一基体11、与第一基体11相对设置的第二基体12及设置于第一基体11与第二基体12之间的液晶层13，液晶层13中分布有多个液晶131；控制器20与液晶显示掩膜10连接，用于控制液晶显示掩膜10显示预设的图案，并控制液晶显示掩膜10的表面除了被所述预设的图案覆盖的区域外的区域为不透光区域；光源30设置于液晶显示掩膜10的一侧，光源30发出的第一出射光31照射并穿过液晶显示掩膜10的表面射出第二出射光32；其中，第二出射光32用于照射被曝光物40，以使得被曝光物40被第二出射光32照射的表面曝光显示出预设的形状图案；

具体地，于上述实施例中的曝光装置中，通过控制液晶显示掩膜10显示预设的图案，并控制液晶显示掩膜10的表面除了被所述预设的图案覆盖的区域外的区域为不透光区域，使得光源30发出的第一出射光31照射并穿过液晶显示掩膜10的表面射出第二出射光32，以照射被曝光物40，使得被曝光物40被第二出射光32照射的表面曝光显示出预设的形状图案。由于液晶显示掩膜10显示预设的图案不需要使用额外的耗材，成像简单、成本低且成像的准确度高，因而能够有效地降低曝光成本，并提高曝光精确度。

具体地，请参考图2，在本申请的一个实施例中，所述液晶显示掩膜10包括第一基体11、第二基体12及液晶层13，第二基体12与第一基体11相对设置；液晶层13设置于第一基体11与第二基体12之间，液晶层13中分布有多个液晶131；其中，控制器20通过控制液晶层13中不同区域的液晶131的驱动电压值，以控制各不同区域的液晶131的转动方向及/或扭曲程度，使得液晶显示掩膜10显示预设的图案，并控制所述第二出射光的强度值，以控制所述第二出射光曝光的程度或刻蚀的深度，有效地提高了曝光装置的整体性能。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述第一基体为玻璃基板；及/或所述第二基体为玻璃基板，以降低液晶显示掩膜制造的成本，并减小第一基体及/或第二基体对穿过的光线的折射损耗。

优选地，在本申请的一个实施例中，请参考图3，所述液131呈阵列排布，以降低控制器通过控制各液晶的驱动电压来控制液晶显示掩膜成像的复杂度。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述液晶显示掩膜为透明状，以提高产品的外形精美度。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述预设的图案包括圆形、椭圆形、环形、矩形、多边形或不规则形状中的至少一种，以满足不同应用场景对曝光成像的形状或刻蚀形状的不同需求。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述光源发出的第一出射光包括紫外光、LED光及激光中的至少一种，以方便用户根据具体应用场景的需求选择光源的出射光的类型。

作为示例，请继续参考图1，当用户需要紫外线照射被曝光物40以实现曝光成像时，可以设置光源30发出紫外线。通过控制器20控制液晶显示掩膜10显示预设的图案，光源30发出的紫外线照射并穿过液晶显示掩膜10的表面射出第二出射光，所述第二出射光照射被曝光物40，以使得被曝光物40被所述第二出射光照射的表面曝光显示出预设的形状图案。

作为示例，请继续参考图1，当用户需要LED平行光照射被曝光物40以实现曝光成像时，可以设置光源30发出LED平行光。通过控制器20控制液晶显示掩膜10显示预设的图案，光源30发出的LED平行光照射并穿过液晶显示掩膜10的表面射出第二出射光，所述第二出射光照射被曝光物40，以使得被曝光物40被所述第二出射光照射的表面曝光显示出预设的形状图案。

优选地，在本申请的一个实施例中，第二出射光为平行光，且沿垂直于所述液晶显示掩膜正下方的被曝光物的上表面的方向照射所述被曝光物，以提高曝光成像的效率。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述第一出射光为平行光，且沿垂直于所述液晶显示掩膜的显示图案的表面的方向，照射所述液晶显示掩膜，以提高曝光成像的效率。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述第一出射光照射并穿过，所述液晶显示掩膜表面除了所述预设的图案覆盖的区域外的区域(不透光区域)时的出射光的强度小于或等于预设的光强阈值，例如所述液晶显示掩膜表面不透光区域的光线透过率小于或等于5％，使得第一出射光照射并穿过所述液晶显示掩膜表面预设的图案并射出第二出射光，并且该第二出射光照射被曝光物的表面能够使得所述被曝光物的表面曝光显示出预设的形状图案，在提高曝光成像的精确度的同时，降低了曝光成像的工艺难度及成本。

作为示例，在本申请的一个实施例中，可以通过控制器控制液晶显示掩膜显示预设的图案，并控制液晶显示掩膜表面除了所述预设的图案覆盖的区域外的区域为黑色，即，控制液晶显示掩膜表面除了所述预设的图案覆盖的区域外的区域不透光或基本不透光，使得光源30发出的第一出射光仅能够通过液晶显示掩膜表面预设的图案覆盖的区域出射第二出射光，所述第二出射光照射被曝光物40，使得被曝光物40被所述第二出射光照射的表面曝光显示出预设的形状图案。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述控制器包括台式机、一体机、平板电脑、手机、微控制单元、工控机、智能手表或智能可穿戴设备中的至少一种。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种曝光装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于：

所述第一基体为玻璃基板；及/或

所述第二基体为玻璃基板。

3.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述液晶呈阵列排布。

4.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述液晶显示掩膜为透明状。

5.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述预设的图案包括圆形、椭圆形、环形、矩形、多边形或不规则形状中的至少一种。

6.如权利要求1-5任一项所述的曝光装置，其特征在于，所述第一出射光包括紫外光、LED光及激光中的至少一种。

7.如权利要求1-5任一项所述的曝光装置，其特征在于，所述第一出射光为平行光，且沿垂直于所述液晶显示掩膜的显示图案的表面的方向，照射所述液晶显示掩膜。

8.如权利要求1-5任一项所述的曝光装置，其特征在于，所述第二出射光为平行光，且沿垂直于所述液晶显示掩膜正下方的被曝光物的上表面的方向照射所述被曝光物。

9.如权利要求1-5任一项所述的曝光装置，其特征在于，所述不透光区域的光线透过率小于或等于5％。

10.如权利要求1-5任一项所述的曝光装置，其特征在于，所述控制器包括台式机、一体机、平板电脑、手机、微控制单元、工控机、智能手表或智能可穿戴设备中的至少一种。