[发明专利]曝光方法和聚光透镜以及曝光机

说明书

技术领域

本发明属于显示器领域，尤其涉及一种曝光方法和聚光透镜以及曝光机。

背景技术

LTPS-TFT LCD(即低温多晶硅--薄膜晶体管液晶显示器；其中LTPS，Low Temperature poly-silicon，低温多晶硅；TFT，Thin film transistor，薄膜晶体管；LCD，Liquid Crystal Display，液晶显示器)具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率等优点，加上由于LTPS-TFT LCD的硅结晶排列较非晶硅(a-Si)有次序，使得电子移动率相对高100倍以上，可以将外围驱动电路同时制作在玻璃基板上，达到系统整合的目标、节省空间及驱动IC的成本。

LTPS屏幕是通过对传统非晶硅TFT-LCD面板增加激光处理制程来制造的，元件数量可减少40％，而连接部分更可减少95％，极大的减少了产品出现故障的几率。这种屏幕在能耗及耐用性方面都有极大改善，水平和垂直可视角度都可达到170度，显示响应时间达12ms，显示亮度达到500尼特，对比度可达500：1。

现有的LTPS制程包含曝光工艺，通常TFT厂曝光部的生产工艺如下，玻璃基板经过涂布光阻(Coater)后，会进行减压干燥(VCD，vacuum dry),以便去除光阻中大部分的溶剂，再经过烘烤，进入曝光机，利用光罩(Mask)在玻璃基板上对光阻定义图形；最后经过显影制程显示图形。曝光机中一般都含有聚光透镜。在上述曝光工艺中，如图1A所示，通常情况下入射光5透过光罩2后通过聚光透镜3，在玻璃基板4上成像。由于光罩2上的狭缝宽度P通常小于或等于入射光的波长，因此，当入射光5透过光罩2时会发生较为明显的衍射。如图1B所示，由于大于二阶的衍射光能量非常微弱，所以一般情况下曝光机利用光线-1、光线0、光线+1三条光线。衍射角θ与狭缝宽度P具有如下代数关系：

由式(1)可以看出，当狭缝宽度P减小时衍射角θ会逐步增大。而随着技术的发展，光罩上的线宽(即狭缝宽度P)越来越小已经成为必然的趋势，但通常情况下折射率n和入射光波长λ并不会改变，于是衍射角θ将逐步增大，以致于三条光线中只有中间的一条光线0可以进入聚光透镜3，如图2所示，此时，玻璃基板上便无法成像了。针对该问题尼康公司曾提出了RET(Resolution Ehance Technology，分辨率增强技术)曝光模式，具体为一种离轴(off axis)曝光模式，如图3所示，入射光5并非垂直于光罩2的入射面入射，而是与光罩2的入射面形成一个夹角γ，如此，则舍弃了光线-1，保证有光线0和光线+1两条光线进入聚光透镜3中，靠两条光线在玻璃基板4上成像，这样一来，原来不能在玻璃基板上成像的光罩2上狭缝宽度相对较小的图像，现在也可以在玻璃基板上成像出来，也就提高了光学系统的分辨率。

通过对现有技术的分析，我们发现，同一光罩上的线宽往往大小不一，上文中提到的这种RET曝光模式在处理光罩线宽较小的图像时有非常好的效果。但是，如图4所示，当遇到光罩上线宽较大的图像时，衍射光的衍射角θ变小，原本落在聚光透镜外的光线-1和光线+1也落在了聚光透镜内，此时曝光机的焦深为DOF2，相较于光罩线宽较小时的焦深DOF1，焦深DOF2要小得多，因此，在玻璃基板上成像困难。

发明内容

为解决上述现有技术中焦深较小导致玻璃基板上成像困难的技术问题，本发明提供一种曝光方法和聚光透镜以及曝光机，具体方案如下：

一种曝光方法，玻璃基板经过涂布光阻后，进行减压干燥,以去除光阻中大部分的溶剂，再经过烘烤，进入曝光机，利用光罩在玻璃基板上对光阻定义图形；最后经过显影制程显示图形；

所述曝光机中包含聚光透镜，所述聚光透镜中设有挡光装置；

调节挡光装置以减小聚光透镜的数值孔径；

采用离轴曝光模式，入射光线与光罩的入射面呈第一夹角；

入射光经光罩狭缝衍射后，由于聚光透镜的数值孔径减小，原本不该进入聚光透镜而事实上进入聚光透镜的衍射光线将被挡光装置挡住而不能透过聚光透镜从而改善了曝光机的成像焦深。

优选的，所述挡光装置只包含一个挡光圈，所述挡光圈与对焦执行部同轴，减小挡光圈自身的内径以减小聚光透镜的数值孔径。

优选的，所述挡光装置包含多个挡光圏，有且仅有一个挡光圈与对焦执行部同轴，各挡光圈具有不同的内径，以旋转换位的形式切换不同内径的挡光圈与对焦执行部同轴，从而减小聚光透镜的数值孔径。

优选的，所述挡光圈表面涂布黑色吸光材料，利用黑色吸收入射到挡光圈上的光线。