專利名稱：用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置，尤其涉及一種其中能 夠防止在光束邊角切割器上的污染的曝光裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)開始緊迫地進(jìn)入信息時(shí)代，具有更薄外觀、更輕重量和更低功率消耗等 優(yōu)異性能的平板顯示設(shè)備替代陰極射線管(CRT)被推行和使用。例如，平板顯示設(shè)備包括 LCD設(shè)備、等離子體顯示面板(PDP)設(shè)備、電致發(fā)光顯示(EL)設(shè)備和場(chǎng)發(fā)射顯示(FED)設(shè) 備。作為必要組件，這些平板顯示設(shè)備都包括平板顯示面板，該平板顯示面板包括一對(duì)基板 和含有熒光原料或磷光原料的原料層。 近期，其中像素以矩陣形排列并且作為開關(guān)元件的薄膜晶體管被獨(dú)立控制的有源 矩陣型平板顯示設(shè)備被廣泛地應(yīng)用。 例如，因?yàn)楦邔?duì)比度和適合顯示運(yùn)動(dòng)圖像的特性而廣泛地應(yīng)用于筆記本電腦、監(jiān) 視器、電視等的LED設(shè)備，包括具有第一基板、第二基板和液晶層的液晶面板。第一基板和 第二基板彼此相對(duì)，而液晶層插入在兩者之間。在第一基板上，柵極線和數(shù)據(jù)線彼此交叉以 確定像素區(qū)域。在柵極線和數(shù)據(jù)線交叉部分的薄膜晶體管(TFT)與像素區(qū)域內(nèi)的像素電極 連接。第一基板稱為為陣列基板。在第二基板上，形成具有格子形狀的黑矩陣、濾色器層和 公共電極。黑矩陣屏蔽柵極線、數(shù)據(jù)線和TFT，濾色器層包括紅、綠和藍(lán)濾色器圖案。公共電 極與像素電極一起產(chǎn)生電場(chǎng)以驅(qū)動(dòng)液晶層。在液晶面板中引起的電場(chǎng)改變液晶分子在液晶 層中的排列以控制光的透射量。 通常，因?yàn)長CD面板是非發(fā)光型的顯示設(shè)備，所以需要附加的光源。因此，背光單 元被放置在LCD面板下方。LCD設(shè)備利用背光單元產(chǎn)生并提供給LCD面板的光來顯示圖像。
平板顯示設(shè)備的制作工序包括在基板上形成薄膜的沉積工序、曝光部分薄膜的 光刻工序和除去薄膜的被曝光部分的構(gòu)圖工序。 光刻工序包括在薄膜上形成光刻膠(PR)原料層的涂布步驟、用包含所需要的圖 案的掩模曝光部分PR原料層的曝光步驟和用顯影液除去PR原料層的被曝光部分或者未被 曝光部分的顯影步驟。通過光刻獲得具有所需要的圖案的PR圖案。由于需要大尺寸和高 解析度的LCD設(shè)備，在曝光步驟中需要精細(xì)的處理。 圖1是現(xiàn)有技術(shù)曝光裝置的透視圖。在圖1中，曝光裝置包括發(fā)射例如紫外線或 X射線的光的光源10、包含所需要的圖案的掩模20、在上面放置基板2的平臺(tái)30和用于提 供均勻光給掩模20的光束邊角切割器40。光束邊角切割器40和掩模20位于光源10和平 臺(tái)30之間，光束邊角切割器40位于光源10和掩模20之間。光束邊角切割器40包含至少 一個(gè)透鏡(未示出)和反射鏡(未示出)。在基板2上堆疊有薄膜4和PR原料層6。
掩模20和光束邊角切割器40在基板2的上方放置為平行，以便從光源10發(fā)射的 光通過掩模20和光束邊角切割器40照射到PR原料層6。因此，如果PR原料是正性膠，則 PR原料層6被照射的部分發(fā)生化學(xué)變化。在顯影步驟中，用顯影液除去PR原料層6的發(fā)生 化學(xué)變化的部分，以使具有與掩模20圖案相同形狀的PR圖案形成在薄膜4上。隨后，在構(gòu) 圖步驟中用PR圖案作為刻蝕掩?？涛g薄膜4。 在上述曝光裝置中，在曝光步驟期間從PR原料層6蒸發(fā)出PR原料氣。PR原料氣 沉積到光束邊角切割器40的透鏡和反射鏡上。因此，透鏡和反射鏡的透光率減弱從而在薄 膜上存在缺陷并且工藝效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置，其基本上避免 了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和不足所導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問題。 在下面的描述中將列出本發(fā)明其它特征和優(yōu)點(diǎn)，且根據(jù)下面的描述這些特征和優(yōu)
點(diǎn)的一部分將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)施領(lǐng)會(huì)到。通過說明書、權(quán)利要求書以
及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)。 為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)這里具體表示和概括描述的本發(fā)明的目的，一
種用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置包括光源，發(fā)射光；光束邊角切割器，用于提
高來自光源的光的均勻性；曝光掩模，在光束邊角切割器下方且包含圖案；氣體噴射單元，
在光束邊角切割器和曝光掩模之間且通過光束邊角切割器和曝光掩模之間的空間噴射氣
體；和平臺(tái)，在曝光掩模下方，放置用于平板顯示設(shè)備的基板。 應(yīng)當(dāng)理解，前面的概括性描述和后面的詳細(xì)描述都是典型性和解釋性的，意在提 供如權(quán)利要求所述的本發(fā)明進(jìn)一步的解釋。


給本發(fā)明提供進(jìn)一步理解并且并入構(gòu)成說明書一部分的附解說明了本發(fā)明
的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)曝光裝置的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置的示意性透視圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置在設(shè)置和未設(shè) 置氣體噴射單元的情況下光亮度和功率的圖。 圖4是用于表示根據(jù)本發(fā)明用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置的示意性 透視圖，表示曝光步驟。 圖5是表示采用根據(jù)本發(fā)明用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置的光刻工 序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述具體實(shí)施方式
，在附圖中圖解了這些實(shí)施方式的一些例子。
圖2是根據(jù)本發(fā)明用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置的示意性透視圖。在 圖2中，曝光裝置包括發(fā)射光的光源111、照明單元110、光束邊角切割器140、曝光掩模
4120、氣體噴射單元150、光學(xué)單元160和平臺(tái)130。光學(xué)單元160控制和處理照射到放置在平臺(tái)130上的基板102的光的路徑。曝光裝置被以掃描型驅(qū)動(dòng)。例如，光束邊角切割器140在曝光掩模120的整個(gè)表面上被掃描。 照明單元IIO包括用于阻隔來自光源111的熱量的密封玻璃112、用于將來自光源111的光變?yōu)槠矫婀獾牡谝还鈱W(xué)組件110a、用于提高平面光的均勻性的第二光學(xué)組件110b、用于會(huì)聚光的第三光學(xué)組件110c和用于改變光的路徑的第一到第三反射鏡113a到113c。來自光源111的光lll可以是UV射線和X射線的其中一種。 第一光學(xué)組件110a位于第一和第二反射鏡113a和113b之間并且包括第一聚光透鏡115a和濾光片(未示出)以將來自光源111的光變?yōu)槠矫婀狻?第二光學(xué)組件110b位于第二和第三反射鏡113b和113c之間并且基本上垂直于第一光學(xué)組件110a。第二光學(xué)組件110b包括中繼鏡117、第二聚光透鏡115b、復(fù)眼透鏡119和第三聚光透鏡115c。穿過第一光學(xué)組件110a的光在第二反射鏡113b上被反射并被第二光學(xué)組件提高了均勻性。穿過第二光學(xué)組件110b的光在第三反射鏡113c上被反射并提供給第三光學(xué)組件110c。 第三光學(xué)組件110c基本上垂直于第二光學(xué)組件110b并且包括至少一個(gè)凸透鏡116。第三光學(xué)組件110c提高了光的直線傳播性。 光束邊角切割器140位于照明單元110和曝光掩模120之間。光束邊角切割器140選擇性地透射光邊角以提供提高了均勻性的平面光給曝光掩模120。具體地說，來自照明單元110的光束(光)的剖面是不規(guī)則四邊形的形狀。在不規(guī)則四邊形剖面的邊角處光束的均勻性很差。因此，光束邊角切割器140切割掉光束的邊角以使提高了均勻性的光束可以提供給曝光掩模120。光束邊角切割器140包括至少一個(gè)凸透鏡(未示出)和至少一個(gè)反射鏡(未示出)以會(huì)聚平面光。 曝光裝置包括在曝光掩模120上方和在光束邊角切割器140下方、用于防止在光束邊角切割器140上的污染的氣體噴射單元150。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)光刻工藝的曝光工序中，PR原料氣沉積到光束邊角切割器上。然而在本發(fā)明中，由于氣體噴射單元150的緣故，可以防止在光束邊角切割器140上的污染。例如，氣體噴射單元150可以是氣刀噴射氣。氣體噴射單元150具有長度與曝光掩模120的側(cè)邊基本相同的條形的形狀。來自氣體噴射單元150的氣體在曝光掩模120和光束邊角切割器140之間通過以阻隔PR原料氣。氣體的路徑可以與曝光掩模120平行。氣體噴射單元150包括多個(gè)用于噴射氣體的孔。氣體可以是氮?dú)?N2)或者冷干燥空氣(CDA)。 平臺(tái)130位于曝光掩模120的下方，基板102放置在平臺(tái)130上。薄膜104和PR原料層106堆疊在基板102上。照明單元110穿過光束邊角切割器140、曝光掩模120和光學(xué)單元160的光照射到PR原料層106。曝光掩模120包含所需要的圖案以使PR原料層106對(duì)應(yīng)于曝光掩模120的所需要的圖案的部分在光照下曝光。PR原料層106的其它部分被曝光掩模120遮擋。PR原料層的被曝光部分和被遮擋部分與顯影液發(fā)生反應(yīng)。PR原料層由溶劑、聚合物和感光劑組成。根據(jù)感光劑的性質(zhì)的不同，在光照下曝光的聚合物或者分解或者不分解。即根據(jù)感光劑的性質(zhì)的不同，PR原料分為正性膠和負(fù)性膠。如果PR原料是正性膠，則PR原料層106的被曝光部分發(fā)生化學(xué)變化，以便在顯影步驟中除去該被曝光部分。因此，對(duì)應(yīng)于曝光掩模120的圖案的PR圖案(未示出)形成在薄膜104上。
在曝光步驟中使用上述曝光裝置時(shí)，從PR原料層106中產(chǎn)生氣體。如果沒有氣體噴射單元150，氣體將在光束邊角切割器140上產(chǎn)生污染。例如，氣體沉積在凸透鏡和/或反射鏡上使它們的透光性減弱。然而，由于氣體噴射單元150在本發(fā)明中不存在這些的問題。 曝光量通過光亮度和曝光時(shí)間的乘積來計(jì)算。隨著光亮度的減少，曝光時(shí)間增加。因此，如果由于光束邊角切割器140的透光性下降而使光亮度降低，則曝光工序的時(shí)間增加從而降低了成品率。然而，因?yàn)樵诒景l(fā)明中由于氣體噴射單元150在光束邊角切割器140上不存在污染，所以提高了成品率。 圖3是表示根據(jù)本發(fā)明用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置在設(shè)置和未設(shè)置氣體噴射單元的情況下光亮度和功率的圖。在圖3中，未設(shè)置氣體噴射單元的測(cè)量結(jié)果在"A"之前的部分顯示，而設(shè)置氣體噴射單元的測(cè)量結(jié)果在"A"之后的部分顯示。在未設(shè)置氣體噴射單元的"A"之前的部分中，光亮度不均勻以致在基板上產(chǎn)生缺陷。然而在設(shè)置氣體噴射單元150的"A"之后的部分中，光亮度均勻，所以在基板102上沒有缺陷。即在現(xiàn)有技術(shù)未設(shè)置氣體噴射單元的曝光裝置中，由于在曝光步驟中來自PR原料層的氣體，光束邊角切割器140的透光性降低。然而在根據(jù)本發(fā)明設(shè)置了氣體噴射單元的曝光裝置中，由于氣體噴射單元可以防止上述問題的產(chǎn)生。因此，在薄膜或者基板上不存在缺陷，同時(shí)提高了成品率。 圖4是根據(jù)本發(fā)明用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置的示意性透視圖，用于表示曝光步驟。在圖4中，掩模平臺(tái)123和平臺(tái)130分別可被驅(qū)動(dòng)單元(未示出)移動(dòng)。用于檢測(cè)曝光掩模120的位置的圖案?jìng)鞲衅?25放置在掩模平臺(tái)123的邊上以使位置的調(diào)節(jié)變得精確。 此外，用于檢測(cè)基板102的位置的基板傳感器135放置在平臺(tái)130上?；鍌鞲衅?35可以包括X軸檢測(cè)單元和Y軸檢測(cè)單元。通過在使用基板傳感器135對(duì)齊基板102的位置之后執(zhí)行曝光工序可以減少曝光工序的時(shí)間。曝光掩模120和平臺(tái)130上的基板102同時(shí)沿著一個(gè)方向移動(dòng)，以使掃描型曝光工序在基板102的整個(gè)表面上執(zhí)行。
光束邊角切割器140包括至少兩個(gè)反射鏡143。光學(xué)單元160包括至少兩個(gè)反射鏡161和165與至少一個(gè)透鏡163。光學(xué)單元160位于曝光掩模120和在平臺(tái)130上的基板102之間。光學(xué)單元160包括通過使用鏡來調(diào)整光的焦點(diǎn)以防止光的散射的超精度鏡(ultra-mirror)。超精度鏡位于鏡框167的內(nèi)部并且包括不規(guī)則四邊形形狀的鏡161、凸鏡163、凹鏡165和至少一個(gè)鏡(未示出)。凸鏡163位于不規(guī)則四邊形形狀的鏡161和凹鏡165之間。 圖5是表示采用根據(jù)本發(fā)明用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置的光刻工序的流程圖。參考圖5，下面將說明采用上述根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置的光刻工序。
在圖4和圖5中，光刻工序包括涂布步驟"stl00"、曝光步驟"st200"和顯影步驟"st300"。首先，涂布步驟"stlOO"包括前烘烤子步驟、涂布子步驟和軟烘烤子步驟以在放置于基板102上的薄膜104上形成PR原料層106。在前烘烤子步驟中，除去在薄膜104和基板102上的水汽以提高薄膜104(或基板102)與PR原料層106之間的粘合性。在涂布子步驟中，PR原料涂布在薄膜104上以形成PR原料層106。例如，PR原料層106可以通過狹縫式涂布方法、旋轉(zhuǎn)式涂布方法、軋輥式涂布方法、和非旋轉(zhuǎn)式涂布方法之一形成。在軟烘烤子步驟中，用電熱板在連線工藝中揮發(fā)掉PR原料層中例如溶劑的易揮發(fā)物。
在曝光步驟"st200"中，PR原料層106的部分在光照下曝光，而PR原料層106的其余部分不在光照下曝光。即PR原料層106的其余部分被遮擋。根據(jù)PR原料的性質(zhì)，PR原料層106的被曝光部分或者未被曝光部分發(fā)生化學(xué)變化。使用圖4中的曝光裝置執(zhí)行曝光步驟"st200"。如上所述，曝光裝置包括在曝光掩模120和光束邊角切割器140之間的氣體噴射單元150以防止由PR原料氣引起的光束邊角切割器140上的污染。因此，在薄膜或者基板上不存在缺陷從而提高了成品率。在曝光工序之前，對(duì)齊曝光掩模120和基板102。
顯影步驟"st300"包括顯影子步驟和硬烘烤子步驟。在顯影子步驟中，用顯影液除去PR原料層106的被曝光部分或者未被曝光部分之一以形成具有所需要的圖案的PR圖案。在硬烘烤子步驟中，在預(yù)定溫度下加熱在上面形成有PR圖案的基板102以除去PR圖案中殘留的易揮發(fā)物質(zhì)。因此，保證了 PR圖案的精細(xì)度和均勻性。 在包括涂布步驟"stlOO"、曝光步驟"st200"和顯影步驟"st300"的光刻工序之后，執(zhí)行刻蝕步驟"st400"以用PR圖案作為掩模來對(duì)薄膜104構(gòu)圖。隨后，執(zhí)行拋光工序以除去PR圖案和執(zhí)行清洗工序。 如上所述，由于曝光裝置包含氣體噴射單元，PR原料氣不會(huì)沉積在光束邊角切割器上。因此，光束邊角切割器可以均勻透光，且在薄膜或者基板上不存在缺陷。此外，由于曝光工序時(shí)間的減少，提高了成品率。 對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變化。因此，本發(fā)明意在覆蓋落在所付權(quán)利要求書及其等效范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
一種用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置，包括光源，發(fā)射光；光束邊角切割器，用于提高來自所述光源的光的均勻性；曝光掩模，在所述光束邊角切割器下方且包含圖案；氣體噴射單元，在所述光束邊角切割器和所述曝光掩模之間且通過所述光束邊角切割器和所述曝光掩模之間的空間噴射氣體；和平臺(tái)，在所述曝光掩模下方，放置用于平板顯示設(shè)備的基板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中薄膜和光刻膠原料層堆疊在所述基板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述氣體噴射單元具有長度與所述曝光掩模的側(cè) 邊基本相同的條形的形狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述氣體包括氮?dú)夂屠涓稍锟諝獾钠渲幸环N。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光束邊角切割器包括至少一個(gè)凸透鏡和至少 一個(gè)反射鏡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括光學(xué)單元，用于通過調(diào)整光的焦點(diǎn)以防止光的散射且位于所述曝光掩模和所述基板之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述光學(xué)單元包括超精度鏡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括掩模平臺(tái)，包括用于檢測(cè)所述曝光掩模位置的傳感器，放置所述曝光掩模；
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括 基板傳感器，在所述平臺(tái)上，用于檢測(cè)所述基板的位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括照明單元，用于處理來自所述光源的光為平面光且提高所述平面光的均勻性，其中所 述照明單元位于所述光源和所述光束邊角切割器之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，進(jìn)一步包括密封玻璃，在所述光源和所述照明單元之間，用于阻隔來自所述光源的熱量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述照明單元包括第一光學(xué)組件，用于將來自 所述光源的光變?yōu)槠矫婀猓坏诙鈱W(xué)組件，用于提高所述平面光的均勻性；第三光學(xué)組件， 用于會(huì)聚來自所述第二光學(xué)組件的平面光；和第一到第三反射鏡，用于改變光的路徑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述第一光學(xué)組件位于所述第一反射鏡和所述 第二反射鏡之間，所述第二光學(xué)組件位于所述第二反射鏡和所述第三反射鏡之間，以及所 述第三光學(xué)組件位于所述第三反射鏡和所述光束邊角切割器之間。
全文摘要
一種用于平板顯示設(shè)備的制造工藝的曝光裝置包括光源，發(fā)射光；光束邊角切割器，用于提高來自光源的光的均勻性；曝光掩模，在光束邊角切割器下方且包含圖案；氣體噴射單元，在光束邊角切割器和曝光掩模之間且通過光束邊角切割器和曝光掩模之間的空間噴射氣體；和平臺(tái)，在曝光掩模下方，放置用于平板顯示設(shè)備的基板。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101750904SQ200910166818
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者金漢熙 申請(qǐng)人:樂金顯示有限公司