專利名稱：曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體制造工藝，且特別是有關(guān)于一種曝光方法的發(fā)明。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器主要由薄膜晶體管陣列基板(ThinFilm Transistor array，TFT array)、彩色濾光基板(ColorFilter，C/F)和液晶層(liquid crystal layer)所構(gòu)成，其中薄膜晶體管陣列基板包括多個以陣列排列之薄膜晶體管，以及與每一薄膜晶體管對應(yīng)設(shè)置之像素電極(pixel electrode)。薄膜晶體管之操作原理與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體MOS元件相類似，都是具有柵極(gate)、漏極(drain)以及源極(source)的元件，而薄膜晶體管之功能系用以作為液晶顯示像素單元的開關(guān)元件。
一般而言，薄膜晶體管陣列基板之制造工藝通常包括多次的光刻(photolithography)及蝕刻(etching)制造工藝，意即通過曝光(exposure)的動作，以將光罩上的圖形(pattern)轉(zhuǎn)移至先前形成于基板上之光阻層(photoresist layer)，并經(jīng)顯影(development)的步驟圖形化光阻層，之后再利用此圖形化之光阻層作為蝕刻掩膜對基板上之膜層進(jìn)行蝕刻，以依順序形成薄膜晶體管之柵極、通道層、源極/漏極、像素電極以及保護(hù)層等主要構(gòu)件。公知之光刻制造工藝所使用的曝光機(jī)可供光罩與基板放置對準(zhǔn)，以使光罩上之圖形經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)投影曝光于基板上。此外，就曝光方式而言，主要可分為整體型曝光與掃描型曝光兩種，其中整體型曝光是使光罩之圖形全體同時轉(zhuǎn)移于基板上，而掃描型曝光是使光罩與基板相對移動，以使光罩之圖形連續(xù)地轉(zhuǎn)移于基板上。
值得一提的是，隨著液晶面板的尺寸需求日益增大，曝光工藝之圖形的精確度也需相對增加。然而，由于薄膜晶體管陣列基板上之各個元件膜層對于溫度變化會產(chǎn)生不同程度的應(yīng)變(strain)，使得基板在清洗、曝光、成膜、蝕刻等制造工藝中，會因為元件膜層所造成之熱應(yīng)力(stress)而產(chǎn)生變形，而導(dǎo)致光罩圖形在曝光后發(fā)生不匹配的現(xiàn)象。因此，目前的曝光機(jī)多設(shè)置有補(bǔ)正機(jī)構(gòu)(calibration mechanism)，以避免基板上之膜層圖形相互偏離，其作動方式是先于每一道曝光制造工藝之后測量基板上之定位標(biāo)記(fiducial mark)的位置，以推算基板上之元件膜層的變形量。接著，按照計算結(jié)果分別進(jìn)行各個維度(dimension)之補(bǔ)正，其中包括位移(shift)補(bǔ)正，用以校正圖形之X軸方向及Y軸方向之位置誤差；倍率(scale)補(bǔ)正，用以校正圖形之放大或縮小誤差；以及回轉(zhuǎn)(rotate)補(bǔ)正，用以校正圖形沿Z軸之扭轉(zhuǎn)變形量等。然后，再將下一道光罩之圖形通過補(bǔ)正后之投影光學(xué)系統(tǒng)而轉(zhuǎn)移至基板之正確的位置上。
然而，雖然公知技術(shù)已可對各膜層之圖形進(jìn)行實時之補(bǔ)正，但由于基板本身即會受到溫度變化而產(chǎn)生相當(dāng)程度之變形，因此即使每一個元件的各膜層之間可準(zhǔn)確對準(zhǔn)，基板之變形仍會使得形成于基板上的元件無法準(zhǔn)確地坐落正確的位置上，故公知之曝光方法并無法對基板本身之變形提供補(bǔ)正(calibration)。請參考圖1A～1C，它們表示公知之多種薄膜晶體管陣列基板的變形示意圖。薄膜晶體管陣列基板100例如具有主動區(qū)域110，其內(nèi)設(shè)置有多個薄膜晶體管(圖中未表示出)，而組裝原點102設(shè)于薄膜晶體管陣列基板100之左上角。如圖1A～1C所示，薄膜晶體管陣列基板100沿各個維度產(chǎn)生線性與非線性之變形，并連帶使得主動區(qū)域110偏離原先預(yù)定之位置或產(chǎn)生大小以及形狀上的變化，其中變形后之區(qū)域系以虛線表示。
如此一來，當(dāng)薄膜晶體管陣列基板與彩色濾光基板組裝之后，便可能發(fā)生彩色濾光基板之黑矩陣(Black Matrix，BM)無法與薄膜晶體管陣列基板之主動區(qū)域內(nèi)的薄膜晶體管位置準(zhǔn)確對準(zhǔn)的問題，因而導(dǎo)致液晶面板漏光(light leakage)的現(xiàn)象，更嚴(yán)重者將會引起串音(cross-talk)現(xiàn)象與對比度(contrast)不足(暗態(tài)亮度過高)等問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種可對基板之變形提供預(yù)先補(bǔ)正的曝光方法，以使得曝光之圖形可位于正確的位置上，進(jìn)而提高制造工藝之合格率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可對基板之變形提供預(yù)先補(bǔ)正的曝光方法，以提高薄膜晶體管陣列基板與彩色濾光基板之組裝合格率，因而可有效避免液晶面板漏光、對比不佳或串音等問題。
基于上述目的，本發(fā)明提出一種曝光方法，該曝光方法適用于曝光機(jī)，以期在基板上形成目標(biāo)曝光圖形，其中基板會受外界因素影響而變形。首先，決定基板之預(yù)設(shè)變形量，以提供對應(yīng)之補(bǔ)正值。接著，依據(jù)補(bǔ)正值來調(diào)整曝光機(jī)之曝光參數(shù)。之后，通過調(diào)整后之曝光參數(shù)來對基板進(jìn)行曝光，以在基板上形成補(bǔ)正后之曝光圖形，其中補(bǔ)正后之曝光圖形會在基板變形之后逼近目標(biāo)曝光圖形。
在本發(fā)明之曝光方法中，可能造成基板變形之外界因素例如是溫度變化。此外，決定基板之預(yù)設(shè)變形量的方法例如是提供樣本基板，并且測量樣本基板受外界因素影響之后的變形量，以作為基板之預(yù)設(shè)變形量。另外，調(diào)整曝光機(jī)之曝光參數(shù)的方法例如包括位移補(bǔ)正、比例補(bǔ)正以及旋轉(zhuǎn)補(bǔ)正等方式。
基于上述說明，本發(fā)明之曝光方法于曝光前依據(jù)基板可能產(chǎn)生之變形，來對曝光參數(shù)進(jìn)行預(yù)先補(bǔ)正的動作。如此一來，當(dāng)基板因溫度變化或其它外界因素而產(chǎn)生變形時，補(bǔ)正后所形成之曝光圖形將可逼近所欲形成之目標(biāo)曝光圖形，因而可提供較佳之制造合格率。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
具體實施例方式
下文舉薄膜晶體管陣列基板之制造工藝為較佳實施例來說明本發(fā)明之曝光方法，其中薄膜晶體管陣列基板例如是由玻璃基板經(jīng)過多道曝光、顯影及蝕刻制造工藝所形成，而每一道曝光工藝?yán)缡峭ㄟ^曝光機(jī)對玻璃基板進(jìn)行曝光的動作，以將光罩上的圖形轉(zhuǎn)移至基板之光阻層上。之后，再經(jīng)顯影圖形化基板之光阻層，并以圖形化之光阻層作為蝕刻掩膜進(jìn)行蝕刻，而在基板上依順序形成薄膜晶體管之柵極、通道層、源極/漏極、像素電極以及保護(hù)層等主要構(gòu)件。其中，有鑒于基板可能在制造工藝中受到溫度變化等外界因素的影響而變形，導(dǎo)致上述構(gòu)件在形成后偏離原先期望的位置，因此本發(fā)明提出下列之曝光方法，該曝光方法可對基板之變形進(jìn)行線性或非線性之補(bǔ)正，以在基板上形成精確的曝光圖形。
請參考圖2，圖2為本發(fā)明之較佳實施例之曝光方法的流程圖。
首先，在曝光機(jī)內(nèi)加載原始之曝光參數(shù)(步驟202)。曝光機(jī)例如包括光罩載臺、基板載臺以及投影光學(xué)系統(tǒng)等裝置，其中光罩載臺與基板載臺分別用以承載光罩與基板，而透過曝光參數(shù)可控制光罩載臺與基板載臺之相對移動以及調(diào)整投影光學(xué)系統(tǒng)之光路等，以將光罩之圖形轉(zhuǎn)移至基板上。值得一提的是，在不考慮基板可能變形的情形下，若以此原始之曝光參數(shù)進(jìn)行曝光，理應(yīng)能得到目標(biāo)曝光圖形，然而實際上，卻可能因為基板之變形，因而導(dǎo)致曝光圖形偏離基板上所期望的位置。
因此，本發(fā)明依據(jù)基板之預(yù)設(shè)變形量來求得對應(yīng)之補(bǔ)正值(步驟204)，其中補(bǔ)正值可針對基板之各種類型的變形加以補(bǔ)正(詳細(xì)補(bǔ)正方式請參考下文中步驟206之說明)。在一實施例中，例如可測量樣本基板在受到相同之外界因素影響后所產(chǎn)生之變形量，以作為基板之預(yù)設(shè)變形量，圖3所示即為本發(fā)明之一種測量樣本基板之變形量的流程圖。首先，選定樣本基板上之原點(步驟302)，并且，選定樣本基板上之測量點(步驟304)，其中原點與測量點例如可位于基板上之任何位置。接著，測量原點與測量點之變形前之相對坐標(biāo)值以及變形后之相對坐標(biāo)值(步驟306)。然后，將變形前之相對坐標(biāo)值與變形后之相對坐標(biāo)值相對比，以獲得樣本基板之變形量(步驟308)。當(dāng)然，在其它實施例中，基板之預(yù)設(shè)變形量也可以是制造工藝上之經(jīng)驗數(shù)據(jù)，例如是在先前之多次制造工藝中所累積者。
接著，在得到補(bǔ)正值之后，便可依據(jù)補(bǔ)正值來調(diào)整曝光機(jī)之曝光參數(shù)(步驟206)。本發(fā)明利用曝光機(jī)原有之位移補(bǔ)正、比例補(bǔ)正以及旋轉(zhuǎn)補(bǔ)正等機(jī)制來對基板可能發(fā)生之變形進(jìn)行預(yù)先補(bǔ)償?shù)膭幼?，以使得曝光后之光罩圖形可位于正確的位置上。簡單地說，位移補(bǔ)正是調(diào)整曝光機(jī)之位移參數(shù)的X、Y設(shè)定值，比例補(bǔ)正是調(diào)整曝光機(jī)之比例參數(shù)的X、Y設(shè)定值，而旋轉(zhuǎn)補(bǔ)正是調(diào)整曝光機(jī)之旋轉(zhuǎn)參數(shù)。
之后，通過調(diào)整后之曝光參數(shù)來對基板進(jìn)行曝光，以在基板上形成補(bǔ)正后之曝光圖形(步驟208)。其中，位移補(bǔ)正可使補(bǔ)正后之曝光圖形與目標(biāo)曝光圖形相比，具有X-Y平面上之位移，比例補(bǔ)正可使補(bǔ)正后之曝光圖形與目標(biāo)曝光圖形相比，具有比例上的放大或縮小，而旋轉(zhuǎn)補(bǔ)正可使補(bǔ)正后之曝光圖形與目標(biāo)曝光圖形相比，具有角度上之旋轉(zhuǎn)，因此通過位移補(bǔ)正、比例補(bǔ)正與旋轉(zhuǎn)補(bǔ)正可達(dá)到線性與非線性之補(bǔ)正效果。換言之，本發(fā)明之曝光方法可利用位移補(bǔ)正、比例補(bǔ)正以及旋轉(zhuǎn)補(bǔ)正所提供之位置、大小以及扭轉(zhuǎn)的變化來對基板之預(yù)定變形量提供預(yù)先之補(bǔ)償，其中依據(jù)基板之不同情況的變形，各參數(shù)所需提供的補(bǔ)償程度亦有所不同。如此一來，經(jīng)上述之預(yù)先補(bǔ)正后所形成之曝光圖形將會在基板變形之后逼近所期望之目標(biāo)的曝光圖形，而通過此曝光方法及后續(xù)制造工藝所形成之例如柵極、通道層、源極/漏極、像素電極以及保護(hù)層等主要構(gòu)件將在基板變形后仍位于正確的位置上，因而有助于提高薄膜晶體管陣列基板與彩色濾光基板組裝時的合格率，避免面板漏光、對比不佳或串音等問題。
值得注意的是，上述實施例僅表示薄膜晶體管陣列基板之一道光罩的曝光制造工藝，然而實際上，本發(fā)明之曝光方法適用于薄膜晶體管陣列基板的任何一道光罩制造工藝或多道光罩制造工藝中，且同樣可達(dá)到提高曝光圖形之準(zhǔn)確率的功效。此外，在本發(fā)明之其它實施例中，本發(fā)明還可在每一道光罩制造工藝完成之后測量基板之變形量，再依據(jù)所測得之變形量修正下一道光罩制造工藝之曝光參數(shù)，以提供更佳的補(bǔ)正效果。
雖然上述實施例是以薄膜晶體管陣列基板為較佳實施例來說明本發(fā)明之曝光方法的，然而在其它實施例中，本發(fā)明之曝光方法亦可應(yīng)用于例如彩色濾光基板或其它元件之曝光制造工藝上。
綜上所述，本發(fā)明之曝光方法依據(jù)基板可能產(chǎn)生之變形量來提供對應(yīng)之補(bǔ)正值，以通過位移補(bǔ)正、比例補(bǔ)正以及旋轉(zhuǎn)補(bǔ)正等方式預(yù)先對曝光圖形進(jìn)行補(bǔ)償，以使得基板因溫度變化或其它外界因素而產(chǎn)生變形時，基板上之曝光圖形可逼近所欲形成之目標(biāo)曝光圖形。通過本發(fā)明之曝光方法可對基板之變形提供良好的線性或非線形補(bǔ)正，以進(jìn)行良好精度之曝光處理，因而可提供較佳之制造合格率。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員，在不脫離本發(fā)明之思想和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。


圖1A～1C為公知之多種薄膜晶體管陣列基板的變形示意圖。
圖2為本發(fā)明之較佳實施例之曝光方法的流程圖。
圖3為本發(fā)明之一種測量樣本基板之變形量的流程圖。
主要元件標(biāo)記說明100薄膜晶體管陣列基板102組裝原點110主動區(qū)域步驟202在曝光機(jī)內(nèi)加載原始之曝光參數(shù)步驟204依據(jù)基板之預(yù)設(shè)變形量來求得對應(yīng)之補(bǔ)正值步驟206依據(jù)補(bǔ)正值來調(diào)整曝光機(jī)之曝光參數(shù)步驟208通過調(diào)整后之曝光參數(shù)來對基板進(jìn)行曝光，以在基板上形成補(bǔ)正后之曝光圖形步驟302選定樣本基板上之原點步驟304選定樣本基板上之測量點步驟306測量原點與測量點之變形前之相對坐標(biāo)值以及變形后之相對坐標(biāo)值步驟308將變形前之相對坐標(biāo)值與變形后之相對坐標(biāo)值相對比，以獲得樣本基板之變形量
權(quán)利要求
1一種曝光方法，在基板上形成曝光圖形，其特征是該基板受外界因素影響而變形，該曝光方法包括決定該基板之預(yù)設(shè)變形量，以求得對應(yīng)之補(bǔ)正值；依據(jù)該補(bǔ)正值來調(diào)整曝光機(jī)之曝光參數(shù)；以及通過調(diào)整后之該曝光參數(shù)來對該基板進(jìn)行曝光，以在該基板上形成補(bǔ)正后之曝光圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之曝光方法，其特征是決定該基板之該預(yù)設(shè)變形量的方法包括提供樣本基板；以及測量該樣本基板受該外界因素影響之后的變形量，以作為該基板之該預(yù)設(shè)變形量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之曝光方法，其特征是測量該樣本基板之該變形量的方法包括選定該樣本基板上之原點；選定該樣本基板上之測量點；測量該原點與該測量點之變形前之相對坐標(biāo)值以及變形后之相對坐標(biāo)值；以及將該變形前之相對坐標(biāo)值與該變形后之相對坐標(biāo)值相對比，以獲得該樣本基板之該變形量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之曝光方法，其特征是調(diào)整該曝光機(jī)之曝光參數(shù)的方法包括進(jìn)行位移補(bǔ)正，以使該補(bǔ)正后之曝光圖形與目標(biāo)曝光圖形相比，具有平面上之位移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述之曝光方法，其特征是調(diào)整該曝光機(jī)之曝光參數(shù)的方法包括進(jìn)行比例補(bǔ)正，以使該補(bǔ)正后之曝光圖形之大小與目標(biāo)曝光圖形之大小相比，具有比例變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述之曝光方法，其特征是調(diào)整該曝光機(jī)之曝光參數(shù)的方法包括進(jìn)行旋轉(zhuǎn)補(bǔ)正，以使該補(bǔ)正后之曝光圖形與目標(biāo)曝光圖形相比，具有角度上之旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述之曝光方法，其特征是該外界因素包括溫度變化。
全文摘要
一種曝光方法，適用于曝光機(jī)，以期在基板上形成目標(biāo)曝光圖形，其中基板會受外界因素影響而變形。首先，決定基板之預(yù)設(shè)變形量，以提供對應(yīng)之補(bǔ)正值。接著，依據(jù)補(bǔ)正值來調(diào)整曝光機(jī)之曝光參數(shù)。之后，通過調(diào)整后之曝光參數(shù)來對基板進(jìn)行曝光，以在基板上形成補(bǔ)正后之曝光圖形，其中補(bǔ)正后之曝光圖形會在基板變形之后逼近目標(biāo)曝光圖形。此曝光方法可對基板之變形提供良好的線性或非線形補(bǔ)正，以提供較佳之制造合格率。
文檔編號G03F7/20GK1763614SQ20041008403
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者張營輝, 涂志中, 蘇大榮, 程啟維, 莊英鴻, 劉夢騏 申請人:中華映管股份有限公司