曝光设备的对位系统、曝光设备和曝光方法与流程

本发明涉及显示面板加工领域，尤其涉及一种曝光设备的对位系统、曝光设备和曝光方法。

背景技术：

1、随着当前电子产业的蓬勃发展，光刻曝光机在多个领域得到广泛应用，主要包括芯片制造、封装技术、led生产、触控面板制造、微机电系统(mems)、生物电子学和柔性电子学等。如图1和图2所示，光刻对位系统作为其核心组成部分，其中一种典型的实现原理如下：掩模版10(mask)上设有方框型ccd套合标记11，基片20上则设有十字型ccd基准标记21。照明系统30将基片20和mask上的标记投射至曝光机ccd传感器，由于基准标记与基片20材料的特性差异，二者区域的反射光强度会呈现明显区别。曝光机通过检测反射光强差异形成黑白对比场，在x、y方向上生成特征波峰信号以实现精确定位。具体对位流程为：曝光机自动计算系统首先计算y方向的两个中心位置[(y1+y2)/2+(y3+y4)/2]/2和(y5+y6)/2，然后比较这两个中心的偏差值是否处于预设容差范围内。若超出允许范围，伺服工作台将吸附基片20进行位置微调，直至偏差符合要求。x方向的对位调整采用相同原理。当x、y方向及旋转角度θ的偏差均满足设定标准时，系统即完成自动对位并执行曝光工序。

2、在具体应用中，光刻工艺通常与镀膜工艺配合使用。基片20端多为复合叠层结构，基准mark可能被透光或不透光膜层覆盖，膜层厚度范围通常在100μm至5000μm之间。以metalmesh型触控sensor为例，其结构包含两层金属膜层40，通过“先镀膜后光刻”的制程形成触控图形。在光刻阶段，第二层金属膜上需涂布一层光刻胶。但是两层金属膜层40图形的对位精度偏差会直接影响产品的外观视觉效果。若能实现两层金属膜层40图形的直接对位，而非依赖光刻胶层间接对位，可以有效提升整体对位精度。

3、如图3所示，在光刻制程中，基准mark位置会形成台阶结构，其外围区域较宽广且膜厚较薄，而光刻胶会由于表面张力和流动性作用，其表面会逐渐变得平整、均匀，这一效应称为流平效应，流平效应会直接影响光刻胶薄膜的厚度均匀性、边缘形貌以及后续曝光和显影的质量。当入射光(r)经光刻胶和金属层反射时，不同区域的反射光特性如下：

4、由于反射介质相同且膜厚几乎一致，各区域的反射光强度满足：

5、基准mark区域：r1+r2＝r

6、左侧区域：r3+r4＝r

7、右侧区域：r5+r6＝r

8、此时，r2＝r3＝r5，r1＝r4＝r6，导致各区域的合成反射光强度(r)高度一致。因此，曝光机在采集镜面反射光时，无法检测到各位置之间明显的反射值差异，难以形成足够的黑白场对比度，最终导致自动对位过程失败。

技术实现思路

1、本发明旨在解决至少一个背景技术中的问题。为此，本发明提出一种曝光设备的对位系统、曝光设备和曝光方法，曝光设备的对位系统通过在对位基板上设置带镂空的对位标记，光刻胶层在该区域表面的流平效益表差形成凹凸的表面，当曝光设备的光线照射凹凸的表面后，从而使对位标记区域与周围区域形成有效反射差，从而实现有效的对位计算，进而使得曝光设备可以完成自动对位。

2、根据本发明第一方面实施例的一种曝光设备的对位系统，包括掩模板、对位基板和移动对位结构，所述掩模板上设置有第一对位标记；所述对位基板表面依次设置有第一金属层、第二金属层和光刻胶层，所述第一金属层具有主体部和镂空部，所述主体部环绕所述镂空部设置，所述镂空部包括有沿水平方向延伸的至少两个不相连的镂空图形，相邻的两个所述镂空图形之间通过所述主体部隔开，所述镂空部构成与所述第一对位标记对应的第二对位标记；所述移动对位结构用于根据接收到的控制信号，控制所述对位基板相对所述掩模板移动。

3、由此可见，由于第二对位标记为镂空图形，在第二金属层和光刻胶层覆盖第二对位标记形成的台阶区域后，光刻胶层在其表面的流平效益表差，会形成凹凸的表面，当曝光设备的光线照射凹凸的表面后，会在该表面形成漫反射，从而使第二对位标记区域与周围区域形成有效反射差，从而形成可检测的波峰，实现有效的对位计算，进而使得曝光设备可以完成自动对位。

4、根据本发明的另一个实施例，单个所述镂空图形的沿水平方向的长度为50-200μm，宽度为5-20μm。

5、根据本发明的另一个实施例，所述镂空图形为方形、矩形、长条形或者多边形中的一种或者多种。

6、根据本发明的另一个实施例，所述第一金属层和/或所述第二金属层的厚度为0.01-0.5μm。

7、根据本发明的另一个实施例，所述光刻胶层的厚度为1-10μm。

8、根据本发明的另一个实施例，所述第二金属层覆盖所述第一金属层的主体部和镂空部。

9、根据本发明的另一个实施例，所述光刻胶层覆盖所述第二金属层表面。

10、根据本发明第二方面实施例的一种曝光设备，包括光源系统，以及上述任一项所述的曝光设备的对位系统。

11、根据本发明第三方面实施例的一种采用上述任一项所述的曝光设备的对位系统的曝光方法，具体包括步骤：

12、提供一掩模板，在所述掩模板上形成第一对位标记；

13、提供一对位基板，在所述对位基板表面形成第一金属层；

14、在所述第一金属层表面形成镂空部，所述镂空部构成与所述第一对位标记对应的第二对位标记；

15、在所述第一金属层表面形成第二金属层，所述第二金属层覆盖所述第二对位标记；

16、在所述第二金属层表面形成光刻胶层；

17、提供一光源系统，所述光源系统将所述掩模板和所述对位基板上的所述第一对位标记和所述第二对位标记投射到曝光设备上进行对位；

18、基于对位后的所述掩模板和所述对位基板进行曝光。

19、根据本发明的另一个实施例，所述第一金属层具有主体部和镂空部，所述主体部环绕所述镂空部设置，所述镂空部包括有沿水平方向延伸的至少两个不相连的镂空图形，相邻的两个所述镂空图形之间通过所述主体部隔开，所述镂空部构成与所述第一对位标记对应的第二对位标记。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、本发明公开了一种曝光设备的对位系统、曝光设备和曝光方法，曝光设备的对位系统包括掩模板、对位基板和移动对位结构，掩模板上设置有第一对位标记；对位基板表面依次设置有第一金属层、第二金属层和光刻胶层，第一金属层具有主体部和镂空部，主体部环绕镂空部设置，镂空部包括有沿水平方向延伸的至少两个不相连的镂空图形，相邻的两个镂空图形之间通过主体部隔开，所述镂空部构成与所述第一对位标记对应的第二对位标记；移动对位结构用于根据接收到的控制信号，控制对位基板相对掩模板移动。由此可见，由于第二对位标记为镂空图形，在第二金属层和光刻胶层覆盖第二对位标记形成的台阶区域后，光刻胶层在其表面的流平效益表差，会形成凹凸的表面，当曝光设备的光线照射凹凸的表面后，会在该表面形成漫反射，从而使第二对位标记区域与周围区域形成有效反射差，从而形成可检测的波峰，实现有效的对位计算，进而曝光设备可以完成自动对位。

22、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。