曝光装置及其对位曝光方法与流程

本发明涉及一种曝光技术，特别是涉及一种曝光装置及应用此曝光装置的对位曝光方法。

背景技术：

在半导体制造工序中，目前常见的对位曝光方法通常是通过曝光装置进行光掩模与基板的对位后，进行曝光工序。一般来说，基板具有多个曝光预定区适于用来制作一个或多个薄膜晶体管基板。

对具有单一曝光装置的曝光系统来说，在曝光工序之前，需通过此一曝光装置对所有曝光预定区进行对位。而后，才能进行此些曝光预定区域曝光。于此，有相当一部分的时间会花费在光掩模的切换、及对位工序上。

技术实现要素：

本发明一实施例提出一种曝光装置，其包括第一曝光机台以及第二曝光机台。第一曝光机台对基板所包括的多个第一区域的多个定位点及多个第二区域的多个定位点执行对位工序以得到补偿信息。第一曝光机台根据补偿信息对基板的各第一区域进行曝光来执行第一曝光工序。其中，各第一区域的尺寸小于各第二区域的尺寸。第二曝光机台根据补偿信息及至少一基准点对基板的各第二区域进行曝光来执行第二曝光工序，其中至少一基准点为对应此些第二区域的此些定位点中的至少一者。

本发明一实施例提出一种对位曝光方法，其包含：提供基板至第一曝光机台、利用第一曝光机台对所有定位点执行对位工序以得到补偿信息、利用第一曝光机台根据补偿信息对基板的各第一区域进行曝光来执行第一曝光工序、传送基板至第二曝光机台以及利用第二曝光机台根据补偿信息及至少一基准点对基板的各第二区域进行曝光来执行第二曝光工序。于此，基板包括多个第一区域及多个第二区域，此些第一区域与此些第二区域未重叠，各第一区域的尺寸小于各第二区域的尺寸，各第一区域与各第二区域分别具有多个定位点，且其中至少一基准点为对应此些第二区域的此些定位点中的至少一者。

综上所述，本发明实施例的曝光装置及其对位曝光方法，能通过第一曝光机台一并执行第一区域及第二区域的对位步骤(对位工序)后再执行第一区域的曝光工序(第一曝光工序)，且第一曝光机台可以将对位工序所获得的补偿信息传送至第二曝光机台，使得第二曝光机台可以节约第二区域于对位步骤所花费的时间并依据补偿信息而直接进行第二曝光工序。

附图说明

图1为本发明一实施例的曝光装置的配置图；

图2为利用本发明一实施例的曝光装置进行对位曝光的基板的示意图；

图3为本发明另一实施例的曝光装置的配置图；

图4为本发明一实施例的对位曝光方法的流程图；

图5为步骤s103的一实施例的流程图；

图6为利用本发明一实施例的第一曝光机台对基板的第一区域进行曝光示意图；

图7为利用本发明一实施例的第二曝光机台对基板的第二区域进行曝光示意图；

图8为步骤s107的一实施例的流程图；

图9为利用本发明另一实施例的第一曝光机台对基板的第一区域进行曝光示意图；

图10为利用本发明另一实施例的第二曝光机台对基板的第二区域进行曝光示意图；

图11为本发明另一实施例的对位曝光方法的流程图；

图12为本发明又一实施例的对位曝光方法的流程图。

符号说明

100曝光装置

110第一曝光机台

120第二曝光机台

130控制模块

200基板

300基板

a1第一区域

a2第二区域

a21接合区域

d1第一方向

d2第二方向

h11、h21长边

h12、h22短边

p1、p2定位点

q基准点

r1第一曝光方向

r2第二曝光方向

s101、s103、s1031、s1033、s1035、s105、

s107、s1071、s1073、s108a、s108b、s108c、s108d、s109

步骤

具体实施方式

图1为本发明一实施例的曝光装置的配置图。请参阅图1，曝光装置100包括第一曝光机台110以及第二曝光机台120。第一曝光机台110可通过有线形式或无线形式与第二曝光机台120信号连接。第一曝光机台110及第二曝光机台120分别用于对沿一方向行进的一基板200进行曝光工序。

图2为利用本发明一实施例的曝光装置进行对位曝光的基板的示意图。请参阅图2，基板200适于用来制作一个或多个薄膜晶体管基板。在一实施态样中，基板200可以包括基材、沉积于基材上的金属层以及覆盖金属层的光致抗蚀剂层(图未绘示出基材、金属层及光致抗蚀剂层)。其中，基材例如是但不限于可挠式基板(flexiblesubstrate)、玻璃基板或蓝宝石基板等。基板200包括多个第一区域a1及多个第二区域a2。其中，第一区域a1及第二区域a2可视为基板200的用以进行曝光工序的曝光预定区。此些第一区域a1与此些第二区域a2未重叠。各第一区域a1的尺寸小于各第二区域a2的尺寸，亦即，各第一区域a1的区域面积小于各第二区域a2的区域面积。各第一区域a1具有多个定位点p1，且各第二区域a2具有多个定位点p2。

第一区域a1及第二区域a2的尺寸以及排列方式可以视不同的曝光需求而变化。举一示范例，请参阅图2，基板200具有两个相邻且间隔排列的第一区域a1及三个相邻且间隔排列的第二区域a2。举另一示范例，请参阅图9，基板300具有两个相邻且间隔排列的第一区域a1及两个相邻且间隔排列的第二区域a2。其中，各第一区域a1包括三个接续相连的接合区域a21。

第一曝光机台110对基板200的多个第一区域a1的多个定位点p1及多个第二区域a2的多个定位点p2执行对位工序以得到一补偿信息。在一实施态样中，在第一曝光机台110的对位工序中，第一曝光机台110将第一光掩模(图未绘示)的多个第一光掩模定位点分别与各第一区域a1的此些定位点p1对准，并且将第二光掩模(图未绘示)的多个第二光掩模定位点分别与各第二区域a2的此些定位点p2对准。在对位工序完成后，第一曝光机台110根据此些第一光掩模定位点、此些第二光掩模定位点与此些定位点p1、p2的对准结果，以得到补偿信息。其中，补偿信息是指光掩模图案的失真值(即变形量及/或偏移量)，光掩模图案的失真值大致上是因基板200形变(例如是因照光或是制作工艺条件产生的热形变或热膨胀)、光掩模形变(例如是因照光或是制作工艺条件产生的热形变或热膨胀)、光掩模与曝光机台之间的相对移动(例如是直线移动或旋转移动)、曝光机台内的光学误差量等而造成。在一实施态样中，补偿信息可以包括对应各第一区域a1的光掩模图案的失真值以及对应各第二区域a2的光掩模图案的失真值。

对位工序完成后，第一曝光机台110根据补偿信息对基板200的各第一区域a1进行曝光来执行第一曝光工序。于此，在第一曝光机台110的第一曝光工序中，第一曝光机台110可以依据补偿信息的对应各第一区域a1的光掩模图案的失真值进行补正，以获得对应各第一区域a1的第一曝光参数。其中，第一曝光参数是指对应第一区域a1的准确的光掩模图案的大小以及位置等参数信息。第一曝光机台110依循第一曝光参数执行第一曝光工序，以使形成在基板200的各第一区域a1的曝光图案的对位精确度处于规格范围之内。

第二曝光机台120根据补偿信息及至少一基准点q对基板200的各第二区域a2进行曝光来执行第二曝光工序。其中，所述基准点q为相对于基板200的坐标系统的一坐标点。第二曝光机台120于执行第二曝光工序之始，通过至少一基准点q推导出(或获得)基于基板200的坐标系统的所有第二区域a2的位置关系(相对位置、坐标、角度等)。在一实施态样中，基准点q是对应此些第二区域a2的此些第二定位点p2中的至少一者。在一实施态样中，基准点q可以是同一第二区域a2的其中之一或一部分的第二定位点p2。在另一实施态样中，至少一基准点q可以是最接近第二曝光路径起点的第二区域a2的其中一部分的第二定位点p2。于此，当基板200由第一曝光机台110传送至第二曝光机台120时，基板200会因为传送的过程而产生直线或旋转的移动，于此第二曝光机台120会先通过至少一基准点q推导出(或获得)基于基板200的坐标系统的各第二区域a2的位置关系，并在第二曝光工序中根据补偿信息的对应各第二区域a2的光掩模图案的失真值进行补正，以获得对应各第二区域a2的第二曝光参数。其中，第二曝光参数是指对应第二区域a2的准确的光掩模图案的大小以及位置等参数信息。第二曝光机台120依循第二曝光参数执行第二曝光工序，以使形成在基板200的各第二区域a2的曝光图案的对位精确度处于规格范围之内。

于此，第一曝光机台110一并对所有单位区域(所有第一区域a1及所有第二区域a2)对位步骤(执行对位工序)并依据多个光掩模定位点(第一光掩模定位点与第二光掩模定位点)与多个定位点p1、p2进行坐标定位信息的统合(例如是收集及补偿)后的对准结果，来得到补偿信息。并且，第一曝光机台110根据补偿信息对所有的需要相对较少曝光单位时间的单位区域(所有的第一区域a1)执行第一曝光工序。第二曝光机台120根据补偿信息对所有的需要相对较多曝光单位时间的单位区域(所有的第二区域a2)执行第二曝光工序。由于各第二区域a2的尺寸大于各第一区域a1的尺寸，因此第二区域a2的因对位步骤和曝光步骤所花费的时间大于第一区域a1的因对位步骤和曝光步骤所花费的时间。换言之，相对于各第二区域a2来说，各第一区域a1需要相对较少曝光单位时间的单位区域。由于本发明的曝光装置于对位工序中一并执行第一区域a1及第二区域a2的对位步骤，第二曝光机台120可以节约第二区域a2于对位步骤所花费的时间并依据补偿信息而直接进行第二曝光工序。

在一实施例中，如图1及图2所绘示，第一曝光机台110与第二曝光机台120形式、结构、配置都相同或相似，且第一曝光机台110与第二曝光机台120可以直接互相耦接，故补偿信息可以共用。在此一实施例中，补偿信息可由第一曝光机台110直接传送至第二曝光机台120。详细来说，第一曝光机台110于对位工序中根据此些第一光掩模定位点、此些第二光掩模定位点与此些定位点p1、p2的对准结果来得到补偿信息同样适用于第二曝光机台120，第一曝光机台110与第二曝光机台120仅需再利用基准点q的一个校正点进行校正即可。因此，通过第一曝光机台110将补偿信息传送至第二曝光机台120，第二曝光机台120接收来自第一曝光机台110的补偿信息后，便可以依据补偿信息得到第二曝光参数来执行第二曝光工序，可达到节约第二区域a2于对位步骤所花费的时间并依据补偿信息而直接进行第二曝光工序的目的。

在另一实施例中，如图3所绘示，曝光装置100还包括控制模块130，且第一曝光机台110及第二曝光机台120分别通过有线形式或无线形式与控制模块130信号连接。详细来说，第一曝光机台110于对位工序中根据此些第一光掩模定位点、此些第二光掩模定位点与此些定位点p1、p2的对准结果来得到补偿信息。第一曝光机台110将补偿信息传送至控制模块130。控制模块130接收来自第一曝光机台110输出的补偿信息后，控制模块130基于补偿信息计算(或获得)补偿条件以及并提供补偿条件给第二曝光机台120。所述补偿条件为补偿信息之中对应第二曝光机台120的补偿信息。在一实施态样中，补偿条件可例如是但不限于对应各第二区域a2的光掩模图案的失真值、对应前述失真值的补正参数、第二曝光参数及/或基准点q的坐标。于此，补偿信息可从第一曝光机台110经由控制模块130计算补正后再传送统合的信息(补偿条件)至第二曝光机台120。

图4为本发明一实施例的对位曝光方法的流程图。请参阅图1及图4。对位曝光方法包括提供基板200至第一曝光机台110(步骤s101)、利用第一曝光机台110对所有定位点p1、p2执行对位工序以得到补偿信息(步骤s103)、利用第一曝光机台110根据补偿信息对基板200的各第一区域a1进行曝光来执行第一曝光工序(步骤s105)、传送基板200至第二曝光机台120(步骤s107)、利用第二曝光机台120根据补偿信息及至少一基准点q对基板的各第二区域a2进行曝光来执行第二曝光工序(步骤s109)。

在步骤s101中，基板200适于用来制作一个或多个薄膜晶体管基板。在步骤s101之前，可先于一基材上沉积金属层，并且通过旋转涂布(spincoating)的方式于金属层上涂布光致抗蚀剂层(图2未绘示出基材、金属层及光致抗蚀剂层)，以制备出基板200。基板200可提供至第一曝光机台110的一承载台上，以进行直线移动或旋转移动。基板200包括多个第一区域a1及多个第二区域a2。各第一区域a1的尺寸小于各第二区域a2的尺寸。各第一区域a1具有多个定位点p1，且各第二区域a2具有多个定位点p2。

在步骤s103中，第一曝光机台110对基板200的多个第一区域a1的多个定位点p1及多个第二区域a2的多个定位点p2执行对位工序以得到补偿信息。在一实施态样中，如图5，步骤s103可以还包括第一曝光机台110将第一光掩模的多个第一光掩模定位点分别与基板200的各第一区域a1的多个定位点p1对准(步骤s1031)、第一曝光机台110将第二光掩模的多个第二光掩模定位点分别与基板200的各第二区域a2的多个定位点p2对准(步骤s1033)以及根据此些第一光掩模定位点、此些第二光掩模定位点与此些定位点p1、p2的对准结果，以得到补偿信息(步骤s1035)。在执行步骤s1031及步骤s1033后，即对位工序完成后，第一曝光机台110根据此些第一光掩模定位点与此些定位点p1的对准结果及此些第二光掩模定位点与此些定位点p2的对准结果来得到补偿信息(步骤s1035)。在一实施态样中，补偿信息可以包括对应各第一区域a1的光掩模图案的失真值以及对应各第二区域a2的光掩模图案的失真值。

在步骤s105中，第一曝光机台110依据补偿信息中的对应各第一区域a1的光掩模图案的失真值进行补正，以获得对应各第一区域a1的第一曝光参数。接着，第一曝光机台110依循第一曝光参数执行第一曝光工序，以使形成在基板200的各第一区域a1的曝光图案的对位精确度处于规格范围之内。举一示范例，请配合参阅图6，当第一曝光机台110欲依序于各第一区域a1进行第一曝光工序时，第一曝光机台110先依循第一曝光方向r1(如

图6所绘示，第一曝光方向r1表示多个第一区域a1的曝光方向及顺序)并以遮光板(图未绘示)遮蔽其他区域(其他未曝光的第一区域a1以及所有第二区域a2)。接着，第一曝光机台110依循第一曝光参数以根据其准确的光掩模图案的大小以及位置等曝光参数，并通过第一曝光机台110的承载台及第一光掩模的相对移动依序于对应的各个第一区域a1进行曝光。

在步骤s107中，由于第一曝光机台110的第一曝光方向r1及第二曝光机台120的第二曝光方向r2可能是相同或是相夹一角度，即代表第一曝光机台110曝光此些第一区域a1的方向及顺序与第二曝光机台120曝光此些第二区域a2的方向及顺序可能相同或不相同，因此基板200可以通过直线及/或旋转的移动方向而传送至第二曝光机台120。在一实施态样中，第一曝光方向r1和第二曝光方向r2相夹约为90°。

在步骤s109中，当基板200由第一曝光机台110传送至第二曝光机台120时，第二曝光机台120会先通过至少一基准点q推导出(或获得)基于基板200的坐标系统的各第二区域a2的位置关系。其中，所述基准点q是对应此些第二区域a2的此些第二定位点p2中的至少一者。接着，第二曝光机台120依据补偿信息中的对应各第二区域a2的光掩模图案的失真值进行补正，以获得对应各第二区域a2的第二曝光参数。接着，第二曝光机台120依循第二曝光参数执行第二曝光工序，以使形成在基板200的各第二区域a2的曝光图案的对位精确度处于规格范围之内。举一示范例，请配合参阅图7，当第二曝光机台120欲依序于各第二区域a2进行第二曝光工序时，第二曝光机台120先对准至少一基准点q以推导(或获得)所有第二区域a2的相对位置(相对位置、坐标、角度等)，且依循第二曝光方向r2(如

图7所绘示，第二曝光方向r2表示多个第二区域a2的曝光方向及顺序)并以遮光板(图未绘示)遮蔽其他区域(其他未曝光的第二区域a2以及所有第一区域a1)。接着，第二曝光机台120依循第二曝光参数以根据其准确的光掩模图案的大小以及位置等曝光参数，并通过第二曝光机台120承载台及第二光掩模的相对移动依序于对应的各个第二区域a2进行曝光。

此外，虽然前述依序描述各步骤，但此顺序并非本发明的限制，熟悉相关技术者应可了解在合理情况下部分步骤的执行顺序可同时进行或先后对调。

于此，由于第二区域a2大于第一区域a1，因此第二区域a2的因对位步骤和曝光步骤所花费的时间大于第一区域a1的因对位步骤和曝光步骤所花费的时间。本发明的曝光装置于对位工序中一并执行第一区域a1及第二区域a2的对位步骤且第一曝光机台可以将对位工序所获得的补偿信息传送至第二曝光机台120，使得第二曝光机台120可以节约第二区域a2于对位步骤所花费的时间并依据补偿信息而直接进行第二曝光工序。

图8为步骤s107的一实施例的流程图。请参阅图1、图2、图6及图7。在此实施例中，如图2所绘示，此些第一区域a1及此些第二区域a2皆为矩形，且各第一区域a1具有相对二长边h11以及相对二短边h12，且此二长边h11皆与此二短边h12相连。各第二区域a2具有相对二长边h21以及相对二短边h22，且此二长边h21皆与此二短边h22相连。此些第一区域a1沿第一方向d1排列，而各第一区域a1的长边h11平行于第一方向d1且各第一区域a1的短边h12平行于第二方向d2。此些第二区域a2沿第一方向d1排列，而各第二区域a2的长边h21平行于第二方向d2且各第二区域a2的短边h22平行于第一方向d1。其中，如图6所绘示，此些第一区域a1的第一曝光方向r1平行于第一方向d1。如图7所绘示，此些第二区域a2的第二曝光方向r2平行于第二方向d2。当基板200由第一曝光机台110传送至第二曝光机台120(步骤s107)时，第一曝光机台110或控制模块130计算第一曝光方向r1与第二曝光方向r2之间的角度(步骤s1071)。在一实施态样中，如图6及图7所绘示，第一曝光方向r1和第二曝光方向r2相夹约为90°。在另一实施态样中，如图9及图10所绘示，第一曝光方向r1和第二曝光方向r2相夹约为0°。接着，第一曝光机台110以角度旋转基板200以传送至第二曝光机台120(步骤s1073)，或是第一曝光机台110直接传送至第二曝光机台120后，第二曝光机台120以角度旋转基板200(步骤s1073)以便开始进行第二曝光工序。

补偿信息的传送方式可以具有不同的实施例。在一实施例中，请参阅图1及图11，第一曝光机台110与第二曝光机台120直接耦接。

首先，步骤s101至步骤s107及步骤s109与前述大致相同，故于此不再赘述。

第一曝光机台110于对位工序中根据此些第一光掩模定位点、此些第二光掩模定位点与此些定位点p1、p2的对准结果得到补偿信息(步骤s103)，因此，执行步骤s109之前，第一曝光机台110可以将补偿信息直接传送至第二曝光机台120(步骤s108a)。于此，第二曝光机台120可以直接接收来自第一曝光机台110的补偿信息，以依据补偿信息得到第二曝光参数来执行该第二曝光工序。不过，在其中一些实施态样中，第一曝光机台110可以同时执行步骤s107及步骤s108a。也就是说，第一曝光机台110可以同时传送基板以及补偿信息至第二曝光机台120。在其中另一些实施例中，第一曝光机台110可以先执行步骤s107及步骤s108a其中之一者之后，再执行步骤s107及步骤s108a其中的另一者。此外，虽然前述依序描述各步骤，但此顺序并非本发明的限制，熟悉相关技术者应可了解在合理情况下部分步骤的执行顺序可同时进行或先后对调。

在另一实施例中，请参阅图3及图12，第一曝光机台110及第二曝光机台120分别通过有线形式或无线形式与控制模块130信号连接。

首先，步骤s101至步骤s107与前述大致相同，故于此不再赘述。

第一曝光机台110于对位工序中根据此些第一光掩模定位点、此些第二光掩模定位点与此些定位点p1、p2的对准结果得到补偿信息(步骤s103)，因此，执行步骤s109之前，第一曝光机台110将补偿信息传送至控制模块130(步骤s108b)。控制模块130接收来自第一曝光机台110输出的补偿信息后，控制模块130基于补偿信息计算补偿条件(步骤s108c)并提供补偿条件给第二曝光机台120(步骤s108d)。所述补偿条件为补偿信息之中对应第二曝光机台120的补偿信息。在一实施态样中，补偿条件可例如是但不限于对应各第二区域a2的光掩模图案的失真值、及/或基准点q的坐标。详言之，在步骤s108c中，控制模块130基于来自第一曝光机台110的补偿信息计算对应第二曝光机台120的补偿信息。在步骤s108d中，控制模块130仅传送对应第二曝光机台120的补偿信息，而无需传送对应第一曝光机台110的补偿信息至第二曝光机台120。而后，接续执行步骤s109，第二曝光机台120可以通过来自控制模块130的补偿信息中的补偿条件及基准点q来对各第二区域a2执行第二曝光工序。

不过，在其中一些实施态样中，第一曝光机台110可以同时执行步骤s107及步骤s108b。也就是说，第一曝光机台110可以同时传送基板以及传送补偿信息至控制模块130。在其中另一些实施例中，第一曝光机台110可以先执行步骤s107及步骤s108b其中之一者之后，再执行步骤s107及步骤s108b其中的另一者。此外，虽然前述依序描述各步骤，但此顺序并非本发明的限制，熟悉相关技术者应可了解在合理情况下部分步骤的执行顺序可同时进行或先后对调。

综上所述，本发明实施例的曝光装置及其对位曝光方法，能通过第一曝光机台一并执行第一区域及第二区域的对位步骤(对位工序)后再执行第一区域的曝光工序(第一曝光工序)，且第一曝光机台可以将对位工序所获得的补偿信息传送至第二曝光机台，使得第二曝光机台可以节约第二区域于对位步骤所花费的时间并依据补偿信息而直接进行第二曝光工序。

虽然结合以上优选实施例公开了本发明的技术内容，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，都应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。