CN101916039A

CN101916039A - 一种掩模板的制作方法

Info

Publication number: CN101916039A
Application number: CN2010102294571A
Authority: CN
Inventors: 李春兰; 洪志华; 戴海哲; 谭景霞; 熊启龙; 邓振玉
Original assignee: QINGYI PRECISION MASKMAKING (SHENZHEN) CO Ltd
Current assignee: QINGYI PRECISION MASKMAKING (SHENZHEN) CO Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2010-12-15

Abstract

本发明适用于掩模板制造技术领域，公开了一种掩模板的制作方法，是用于原材料结构为衬底层、灰阶掩模层、基础材质层及光刻胶层的掩模板的制作，所述制作方法包括以下步骤：(a)制作第一图形和第二图形，采用第一图形对光刻胶层进行第一次曝光；(b)采用第二图形对光刻胶层进行第二次曝光；(c)将光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除；(d)刻蚀步骤(c)中去除光刻胶层区域处的基础材质层及灰阶掩模层；(e)将所余光刻胶层最薄处区域内的光刻胶去除；(f)刻蚀步骤(e)中去除光刻胶层区域处的基础材质层。本发明提供的一种掩模板的制作方法，可直接连续使用两组图形进行两次曝光，解决了现有技术中二次对位时偏差大的技术问题。

Description

一种掩模板的制作方法

技术领域

本发明属于掩模板制造技术领域，尤其涉及一种掩模板的制作方法。

背景技术

随着工艺技术的发展，为了提高效率，减少工艺步骤，目前很多TFT-LCD公司都从五次光刻转到四次光刻，又从四次光刻减化到三次光刻。相应的，制造过程中使用的掩模板(MASK)也从原来使用的两张掩模板，转化为使用一张灰阶掩模板GTM(Gray Tone Mask)或者半灰阶掩模板(HTM：Half Tone Mask)。

例如对于用于制造如TFT-LCD、OLED用半灰阶掩模板(HTM)，一般的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)半灰阶掩模制板数据结构如图1所示，其包括栅电极501、信号线电极502、源电极503、漏电极504、通孔505和像素电极506。其中，源电极503与漏电极504之间形成TFT沟道602，501栅电极源电极503、漏电极504等部分形成TFT开关器件601。目前半灰阶掩模板一般采用的原材料结构如图2所示，包括石英玻璃301，金属铬及氧化铬薄膜302和光刻胶层303。其制作工艺流程如图3所示，即投入如图2的原材料，开始第一次曝光，第一次显影，第一次刻蚀，剥离光刻胶，进行掩模板清洗，然后沉积半灰阶掩模层，涂敷光刻胶，进行第二次曝光对位，第二次曝光，第二次显影，第二次刻蚀，第二次去掉光刻胶，形成如图7所需的图形，清洗掩模板，缺陷检查，修复与贴膜，最后包装出货，共需要17步主要工序完成。上述工艺比较复杂，且浪费工时。同时，我们也发现在沉积半灰阶掩模层进行第二次曝光过程中，模板中半灰阶掩模层与数据设计值存在二次对位偏差现象。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种掩模板的制作方法，其工艺简单，无需沉积半灰阶掩模层工序，节约工时，且避免了二次对位偏差。

本发明的技术方案是：一种掩模板的制作方法，是用于原材料结构为衬底层、灰阶掩模层、基础材质层及光刻胶层的掩模板的制作，其中光刻胶层的厚度为t0，所述制作方法包括以下步骤：

(a)制作第一图形和第二图形，采用第一图形对光刻胶层进行第一次曝光，使对应区域内的光刻胶层的厚度减薄至t1；

(b)采用第二图形对光刻胶层进行第二次曝光，使对应区域内的光刻胶层的厚度减薄至t2，t2不等于t1，使光刻胶层呈t0，t1，t2三个厚度互不相等的区域；

(c)将光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除；

(d)刻蚀步骤(c)中去除光刻胶层区域处的基础材质层及灰阶掩模层；

(e)再将所余光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除；

(f)刻蚀步骤(e)中去除光刻胶层区域处的基础材质层。

具体地，所述第二图形包括第一图形的区域，第一次曝光为对第一图形闭合区域内进行曝光，第二次曝光为对第二图形闭合区域外进行曝光，且第二次曝光的能量高于第一次曝光的能量。

具体地，在第二次曝光工序后，进行第一次显影工序，以将光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除。

更具体地，在步骤(d)之后，进行第二次显影工序，以将所余光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除。

或者，所述第一图形包括第二图形的区域，第一次曝光是对第一图形闭合区域外进行的曝光，第二次曝光是对第二图形闭合区域内进行的曝光，且第一次曝光的能量高于第二次曝光的能量。

进一步地，所述掩模板还包括刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层位于灰阶掩模层上方。

优选地，所述衬底层的材料为石英玻璃。

优选地，所述基础材质层的材料为铬与氧化铬。

进一步地，步骤(f)完成后，还包含以下处理工艺：掩模板清洗、检查修复、贴膜和包装出货工序。

本发明提供的一种掩模板的制作方法，其不需要进行沉积灰阶掩模层的工序，工艺流程简单，可直接连续使用两组或两组以上图形进行两次或多次曝光，掩模板无需移位，不需要进行二次对位，解决了现有技术中二次对位时偏差大的技术问题，且缩短了曝光时间，缩短了生产周期，提高了产能。

附图说明

图1是现有技术提供的一种掩模板数据结构示意图；

图2是现有技术提供的一种掩模板原材料结构示意图；

图3是现有技术提供的一种掩模板的制造流程示意图；

图4是本发明实施例一提供的一种掩模板的制作方法的掩模板原材料结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的一种掩模板的制作方法的第一图形的示意图；

图6是本发明实施例一提供的一种掩模板的制作方法的第二图形的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种掩模板的制作方法的掩模板上最终所得到产品结构的示意图；

图8是本发明实施例一提供的一种掩模板的制作方法的制造流程示意图；

图9是本发明实施例二提供的一种掩模板的制作方法的第一图形的示意图；

图10是本发明实施例二提供的一种掩模板的制作方法的第二图形的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

如图4～图8所示，本发明实施例提供的一种掩模板的制作方法，是用于原材料结构为衬底层401、灰阶掩模层402、刻蚀阻挡层403、基础材质层404及光刻胶层405的掩模板的制作(参考图4所示)，其中光刻胶层405的厚度为t0，本实施例提供的掩模板制作方法可用于制作生产液晶显示屏时所需的掩模板，具体可用于TFT-LCD、OLED或其它液晶显示屏的生产过程，所述制作方法包括以下步骤：

(a)制作第一图形和第二图形，采用第一图形710对光刻胶层405进行第一次曝光，使对应区域内的光刻胶层405的厚度减薄至t1；

(b)采用第二图形720对光刻胶层405进行第二次曝光，使对应区域外的光刻胶层405的厚度减薄至t2，t2不等于t1，使光刻胶层405呈t0，t1，t2三个厚度互不相等的区域；

(c)将光刻胶层405最薄处的区域内的光刻胶去除；

(d)刻蚀步骤(c)中去除光刻胶层405区域处的基础材质层404、刻蚀阻挡层403及灰阶掩模层402；

(e)再将所余光刻胶层405最薄处的区域内的光刻胶去除；

(f)刻蚀步骤(e)中去除光刻胶层405区域处的基础材质层404及刻蚀阻挡层403。

掩模板上包括灰阶掩模层402，本实施例中灰阶掩模层402紧贴衬底层401，并且灰阶掩模层402在基础材质层404下部，形成下置结构；当然，灰阶掩模层402也可以在基础材质层404上部，形成上置结构，灰阶掩模层402也可在基础材质层404上下均设置，且灰阶掩模层402可以设置一层、二层或多层；或者，灰阶掩模层402也可在衬底层401上下均设置，也就是说，只要掩模板上具有灰阶掩模层402，均在本发明的保护范围内。本发明实施例提供的掩模板的制作方法可制作灰阶掩模板GTM(Gray Tone Mask)或者半灰阶掩模板(HTM：Half Tone Mask)或者多灰阶掩模板MTM(Multi Tone Mask)，灰阶掩模层402可以为半灰阶掩模层或多灰阶掩模层或普通的灰阶掩模层，本实施例中灰阶掩模层402为半灰阶掩模层。因为掩模板材料本身具有灰阶掩模层402，所以无需在第一次曝光和第二次曝光之间沉积灰阶掩模层402，缩短了工艺流程、提高了生产效率、缩短了生产周期、提高了产能，且降低了生产成本，通过这种制作方式，在曝光工序时掩模板相对于设备平台没有移位，使第一次曝光和第二次曝光可连续进行，不需要二次对位，解决了现有技术中二次对位导致偏差较大的技术问题，提高了产品的质量，降低了产品的不合格率，具有很好的应用前景。

另外地，也可以使用三组或三组以上的图形对光刻胶进行3次或3次以上的曝光，均属于本发明的保护范围。

进一步地，所述掩模板还包括刻蚀阻挡层403，刻蚀阻挡层403简称ES(Etch Stop，刻蚀阻挡)层，所述刻蚀阻挡层403位于灰阶掩模层402上方，防止灰阶掩模层在后序刻蚀工序中的厚度损失。

具体地，所述第二图形720包括第一图形710的区域，第一次曝光为对第一图形710闭合区域内进行曝光，由于曝光时光线发散，也会对其余区域的光刻胶造成损耗，所以光刻胶的厚度将会产生微量变化，故此时第一图形710区域外的光刻胶厚度基本还为t0。第一图形710闭合区域内的光刻胶的厚度为t1(如图7所示)，第二次曝光为对第二图形720闭合区域外进行曝光，第二图形720区域外的光刻胶的厚度减薄至t2(除如图7中所示的t0和t1区域之外的区域的光刻胶的厚度均减薄至t2)。由于曝光时光线发散，也会对其余区域的光刻胶造成损耗，光刻胶的厚度将会产生微量变化，所以第二图形720与第一图形710不重叠的区域厚度基本还为t0，且第二次曝光的能量高于第一次曝光的能量，t2小于t1，t1小于t0，得到厚度为t0、t1、t2三个不同厚度的区域，然后对最薄处厚度为t2的区域进行显影以去除此区域的光刻胶，然后将基础材质层404、刻蚀阻挡层403及灰阶掩模层402通过刻蚀的方式全部去除或部分去除，刻蚀的深度视具体要求而定；由于掩模板还存在厚度在t1和t0区域的光刻胶，可保护这些区域内的基础材质层404及灰阶掩模层402不被刻蚀；然后，将厚度为t1的光刻胶区域进行显影以去除此区域的光刻胶，然后将该区域的基础材质层404及刻蚀阻挡层403通过刻蚀的方式全部去除或部分去除，刻蚀的深度视具体要求而定；再将残留的光刻胶清洗去除，从而得到所需的掩模板结构730(如图7所示)，图7中阴影区域的厚度与非阴影区域不相同。

具体地，在第二次曝光工序后，进行第一次显影工序，以将光刻胶层405三个厚度不等的区域中最薄处的区域内的光刻胶去除。此时光刻胶层由原三个厚度不等的区域变成两个厚度不等的区域。

更具体地，在步骤(d)之后，进行第二次显影工序，以将所余光刻胶层405上两个厚度不等的区域中最薄处的区域内的光刻胶去除。在第二次刻蚀工序时，第二次刻蚀工序要把灰阶掩模层上方的基础材质层404完全刻蚀掉，以得到合格的产品结构。

第一图形710可以呈“凹”字形，第二图形720可以包括第一图形710且呈“凸”字状，当然，第一图形710和第二图形720并不完全局限于各种形状，但只要是采用了本发明所提供的掩模板的制作方法，无论是采用何种形状的第一图形710和第二图形720，均在本发明保护范围之内。

优选地，所述衬底层401的材料为石英玻璃，以承托并固定灰阶掩模层402及其他膜层；另外地，也可以选择其它合适的材料作为衬底层401，均属于本发明的保护范围。

优选地，所述基础材质层404的材料为铬与氧化铬，以利于作为掩模板的基础材质；另外地，也可以选择其它合适的材料作为基础材质层404，均属于本发明的保护范围。

进一步地，上述步骤(f)完成后，还包含以下处理工艺：掩模板清洗、检查修复、贴膜和包装出货工序，工艺流程图如图8所示。

本发明实施例所提供的一种掩模板制作方法，其一次制作掩模板便可完成，由于掩模板材料本身具有灰阶掩模层402，不需要进行二次沉积灰阶掩模层工序，所以在曝光工序时掩模板相对设备平台没有移位；工艺流程简单，可直接连续使用两组或两组以上图形进行曝光，解决了现有技术中二次对位时偏差大的技术问题，且缩短了曝光时间，缩短了生产周期，提高了产能。

当第一图形710和第二图形720之间没有包含关系或没有重叠时，可对第一次图形710、第二图形720分别采用不同的能量进行曝光，从而可得到三个或多个(采用多种图形时)厚度不等的光刻胶区域；采用了本发明所提供的掩模板的制作方法，无论是采用何种形状的第一图形710和第二图形720，均在本发明保护范围之内。当然从上述实施例中我们可以看出，不论第一图形710与第二图形720是否存有包含关系，不论两种图形的形状及位置在哪里，也不论图形的曝光先后顺序，只要是通过改变几次曝光能量而完成制作，均在本发明保护范围之内。

实施例二：

作为上述内容的替代方案，如图4、图9和图10所示，所述第二图形820包括第一图形810的区域，第一次曝光是对第一图形810闭合区域外进行的曝光，使第一图形810闭合区域外的光刻胶减薄至t1，第二次曝光是对第二图形820闭合区域外进行的曝光，使第二图形820闭合区域外的厚度减薄至t2，第一图形810闭合区域与第二图形820闭合区域之间重叠处的光刻胶厚度t0保持不变，且第一次曝光的能量与第二次曝光的能量可以相等，也可以不相等，则t2小于t1，t1小于t0。得到厚度为t0、t1、t2三个不同厚度的区域，然后对最薄处厚度为t2的区域进行显影以去除此区域的光刻胶，然后将基础材质层404及灰阶掩模层402通过刻蚀的方式全部去除或部分去除，刻蚀的深度视具体要求而定；由于掩模板还存在厚度在t1和t0区域的光刻胶，可保护这些区域内的基础材质层404及灰阶掩模层402不被刻蚀；然后，将厚度为t1的光刻胶区域进行显影以去除此区域的光刻胶，然后将该区域的基础材质层404及刻蚀阻挡层403通过刻蚀的方式全部去除或部分去除，刻蚀的深度视具体要求而定；再将残留的光刻胶清洗去除，从而得到所需的掩模板结构730(如图7所示)，图7中阴影区域的厚度与非阴影区域不相同。

当第一图形810和第二图形820之间没有包含关系或没有重叠时，可对第一次图形810、第二图形820分别采用不同的能量进行曝光，从而可得到三个或多个(采用多种图形时)厚度不等的光刻胶区域；采用了本发明所提供的掩模板的制作方法，无论是采用何种形状的第一图形810和第二图形820，均在本发明保护范围之内。当然从上述实施例中我们可以看出，不论第一图形810与第二图形820是否存有包含关系，不论两种图形的形状及位置在哪里，也不论图形的曝光先后顺序，只要是通过改变几次曝光能量而完成制作，均在本发明保护范围之内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种掩模板的制作方法，是用于原材料结构为衬底层、灰阶掩模层、基础材质层及光刻胶层的掩模板的制作，其中光刻胶层的厚度为t0，其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：

(c)将光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除；

(e)再将所余光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除；

(f)刻蚀步骤(e)中去除光刻胶层区域处的基础材质层。

2.如权利要求1所述的一种掩模板的制作方法，其特征在于：所述第二图形包括第一图形的区域，第一次曝光为对第一图形闭合区域内进行曝光，第二次曝光为对第二图形闭合区域外进行曝光，且第二次曝光的能量高于第一次曝光的能量。

3.如权利要求1所述的一种掩模板的制作方法，其特征在于：所述第一图形包括第二图形的区域，第一次曝光是对第一图形闭合区域外进行的曝光，第二次曝光是对第二图形闭合区域内进行的曝光，且第一次曝光的能量高于第二次曝光的能量。

4.如权利要求1所述的一种掩模板的制作方法，其特征在于：在第二次曝光工序后，进行第一次显影工序，以将光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除。

5.如权利要求1所述的一种掩模板的制作方法，其特征在于：在步骤(d)之后，进行第二次显影工序，以将所余光刻胶层最薄处的区域内的光刻胶去除。

6.如权利要求1所述的一种掩模板的制作方法，其特征在于：所述掩模板还包括刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层位于灰阶掩模层上方。

7.如权利要求1所述的一种掩模板的制作方法，其特征在于：所述衬底层的材料为石英玻璃。

8.如权利要求1所述的一种掩模板的制作方法，其特征在于：所述基础材质层的材料为铬与氧化铬。

9.如权利要求1所述的一种掩模板的制作方法，其特征在于：步骤(f)完成后，还包含以下处理工艺：掩模板清洗、检查修复、贴膜和包装出货工序。