CN102445837A - 激光图案掩模及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光图案掩模及其制造方法，通过在激光图案掩模的表面上涂覆保护膜来防止激光图案掩模被损坏，激光图案掩模被用于通过激光烧蚀一次对母基板上的整个层进行构图。所述激光图案掩模包括基底基板、在基底基板上由不透明金属形成来限定激光光束通过区域的激光防护图案以及形成在包括激光防护图案的基底基板的整个表面上的保护膜。

Description

激光图案掩模及其制造方法
本申请要求2010年10月4日提交的韩国专利申请第10-2010-0096220号的优先权，通过参考将其并入本文，就如同在此全部阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种激光图案掩模，更具体而言，涉及可缩短通过激光烧蚀对层构图时的加工时间以提高产能的激光图案掩模及其制造方法。
背景技术
通常，随着信息型社会的发展，对于显示器件的需求以各种形式逐渐增大，为了满足该需求，已经研究了不同类型的平板显示器件，例如LCD(液晶显示器件)、PDP(等离子体显示面板)、ELD(电子发光显示器)、VFD(真空荧光显示器)等等，并且目前其中一些平板显示器件在不同设备中被用作显示器件。
通常，使用印刷工艺或者光刻工艺来对平板显示器件的多个层进行构图。
同时，目前由于生产大型平板显示器件的趋势持续不断，并且已经开发出在一个母基板上形成多个基板以提高生产率且节约平板显示器件成本的多面板切割工艺，因此已经开发出激光烧蚀工艺来作为将多平板切割工艺顺利地应用到生产大型平板显示器件的趋势中的方法。
激光烧蚀工艺使母基板上的层能够被用于对该层构图的激光光束精确且有效地曝光。
以下将参照附图来描述激光烧蚀器件。
图1图解了激光烧蚀器件，图2图解了图1中的激光图案掩模的截面。
参照图1，所述激光烧蚀器件具有光源10、光束成形单元15、激光图案掩模20、光束转向单元25以及投影透镜30，用于通过以下步骤将激光光束施加到母基板上。
来自光源的激光束具有在其通过光束成形单元15和激光图案掩模20时因会聚或发散形成的截面。
参照图2，激光图案掩模20(参见图1)具有激光防护图案130，用于形成到基底基板100的开口区域。
在这种情形下，开口区域为允许激光光束从中通过的区域。
一般而言，基底基板100由具有良好透光性的石英制成，并且激光防护图案130由例如铬(Cr)或者氧化铬的不透明金属形成。
回到图1，当激光光束通过光束转向单元25时激光光束发生方向改变，并且当激光光束通过投影透镜30时被以固定倍率放大。并且，当如此穿过投影透镜30的激光光束入射到母基板70的层上时，对该层进行与激光图案掩模20的图案相同的构图。
由于母基板70具有多个平板70a，因此需要将该层构图成多个相同图案。在这种情形下，不是一次进行多个相同图案构图，而是当母基板70在左右方向上移动时逐次进行多个相同图案构图。
同时，如果当母基板70在左右方向上移动时对该层构图，则容易发生拼接错误，增加了加工时间(tack time)，从而使产能下降。
因此，尽管可设想一次对母基板70上的整个层进行构图的方法，但是由于将与施加到母基板70的层上的激光能量相同的激光能量施加到激光图案掩模20上，损坏了激光图案掩模20的激光防护图案130，引起了激光防护图案130的激光防护性能变差的问题。
发明内容
因此，本发明涉及一种激光图案掩模及其制造方法。
本发明的目的在于提供一种激光图案掩模及其制造方法，该掩模及其制造方法可避免在利用激光烧蚀工艺每次对母基板上的整个层进行构图时损坏激光图案掩模。
本发明的额外的优点、目的和特点中的一些将在随后的描述中进行阐述，而另一些将通过对下文的研究变得对于本领域技术人员来说是显而易见的或者可以通过实践本发明而获悉。本发明的目的和其他优点可以通过文字的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构而实现和获得。
为了实现这些目的和其它优点以及根据本发明的目的，如在本文中所具体体现和广泛描述的，一种激光图案掩模包括基底基板、在基底基板上由不透明金属形成来限定激光光束通过区域的激光防护图案以及在包括激光防护图案的基底基板的整个表面上形成的保护膜。
所述不透明金属为选自于Al、Ag以及Au中的一种。
所述保护膜是由MgF2或者SiO2所形成。
在本发明的另一方面中，一种用于制造激光图案掩模的方法包括以下步骤：在基底基板上形成不透明金属的激光防护图案来限定激光光束通过区域，以及在包括激光防护图案的基底基板的整个表面上形成保护膜。
所述形成激光防护图案的步骤包括以下步骤：在基底基板上形成激光防护层，并且将光刻胶涂覆在激光防护层上；使所述光刻胶曝光且显影来形成光刻胶图案以具有激光光束通过区域；从激光光束通过区域去除残留的光刻胶；通过使用光刻胶图案对激光防护层构图来形成激光防护图案；以及去除光刻胶图案。
所述从激光光束通过区域去除残留的光刻胶的步骤包括使用灰化或者干法刻蚀的步骤。
所述形成激光防护层的步骤包括使用湿法刻蚀的步骤。
所述形成保护膜的步骤包括使用选自于CVD(化学气相沉积)、溅射以及电子束中的一种工艺。
应当理解，本发明以上一般描述以及以下详细描述均为示例性和解释性的，并且意欲提供对于所请求保护的发明的进一步解释。
附图说明
所包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，附图合并到本申请中并构成本申请的一部分，用于图解说明本发明的(多个)实施例，并且连同文字描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1图解了根据现有技术的激光烧蚀器件的透视图。
图2图解了根据现有技术的图1中激光图案掩模的截面图。
图3图解了根据现有技术的逐次对层构图的透视图。
图4图解了根据现有技术的一次对多个层进行构图的透视图。
图5图解了根据本发明优选实施例的激光图案掩模的截面图。
图6图解了根据本发明优选实施例的激光图案掩模的反射率的测试结果。
图7A～7E图解了示出根据本发明优选实施例的制造激光图案掩模的方法的各步骤的截面图。
具体实施方式
现在详细描述本发明的具体实施例，这些具体实施例的一些例子在附图中示出。在任何可能的情况下，在全部附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
图3图解了根据现有技术的逐次对层构图的透视图，图4图解了根据现有技术的一次对多个层进行构图的透视图。
参照图3，因为通过使用1∶3的光学***将激光光束施加到激光图案掩模20上来对具有多个基板的母基板上的层进行构图，并当母基板在左右方向上移动时逐次对母基板上的层构图，所以会发生拼接错误，加工时间增多，从而产能下降。
因此，参照图4，如果通过使用1∶1的光学***将激光光束施加到激光图案掩模120上来一次对母基板上的整个层构图，则可防止拼接错误发生。
然而，如果使用1∶3的光学***，则施加到到激光图案掩模120的能量与施加到该层的能量的比率为1/32∶1，因此，由于施加到激光图案掩模120的激光光束的能量不大，所以激光图案掩模120不会被损坏；如果使用1∶1的光学***，则施加到激光图案掩模120的能量与施加到该层的能量的比率是1/12∶1(1∶1)，因此施加到激光图案掩模120的激光光束的能量会损坏激光图案掩模120。
因此，即使使用具有形成在基底基板的整个表面上的保护膜的激光图案掩模来一次对母基板上的层构图，该基底基板包括形成在其上的高反射率材料的激光防护图案，本发明也可防止激光图案掩模被激光光束损坏，以及防止激光防护图案与空气中的氧气反应。
以下将参照附图来描述本发明的激光图案掩模。
图5图解了根据本发明优选实施例的激光图案掩模的截面图。
参照图5，本发明的激光图案掩模包括基底基板200、形成在基底基板200上以具有开口区域的激光防护图案230以及形成在包括激光防护图案230的基底基板200上的保护膜240。
基底基板200是由具有良好透光率的石英所形成。
并且，如果激光防护图案230是由具有高激光吸收率的材料所形成，则激光防护图案230容易由于吸收激光能量而受到损坏。因此，通过由具有高反射率的不透明金属形成激光防护图案230，可减少激光光束所引起的损坏。用于激光防护图案230的具有高激光反射率的金属优选选自Al、Ag以及Au。
并且，激光防护图案230具有激光可从中通过的开口区域。
同时，如果激光防护图案230具有使其直接暴露于空气中的结构，则在激光烧蚀工艺期间，激光防护图案230与空气中的氧气的直接接触可引起其热氧化，由于热氧化和膨胀而使激光防护图案230的激光防护性能变差，并且激光防护图案230至基底基板200的粘附性变差。
因此，本发明在包括激光防护图案230的基底基板200的整个表面上形成保护膜240。
保护膜240是由诸如MgF2或SiO2的材料所形成，用于使空气中的氧气与激光防护图案230之间的反应最小化，即使与施加于母基板上的层的激光能量相同的能量施加到激光防护图案230上，也可防止激光防护图案230被损坏。
在这种情形下，激光防护图案230的材料与保护膜240的材料可随着激光光束的波长而改变。
图6图解了根据本发明优选实施例的激光图案掩模的反射率的测试结果。
参照图6，如果对于波长为250nm-700nm的激光光束，激光防护图案是由Al所形成，并且保护膜是由MgF2所形成，则激光图案掩模具有大于85％的反射率；如果对于波长为400nm-10μm的激光光束，激光防护图案是由Al所形成，并且保护膜是由SiO2所形成，则激光图案掩模具有大于90％的反射率；如果对于波长为600nm-10μm的激光光束，激光防护图案是由Ag形成，并且保护膜是由SiO2所形成，则激光图案掩模具有大于95％的反射率。
因此，即使使用1∶1的光学***来一次对母基板上的层进行构图，但是由于激光图案掩模的反射率高到足以反射施加到母基板上的激光能量，所以可避免对激光防护图案的损坏。
以下将参照附图来描述根据本发明优选实施例的用于制造激光图案掩模的方法。
图7A～7E图解了示出根据本发明优选实施例的制造激光图案掩模的方法的各步骤的截面图。
参照图7A，在基底基板200上形成激光防护层230a，并且在激光防护层230a上涂覆光刻胶210a。
然后，参照图7B，为了使激光防护层230a具有作为激光光束通过区域的开口区域，使光刻胶210a(参见图7A)经受曝光和显影，以便形成光刻胶图案210。并且，可通过灰化或者干法刻蚀来从开口区域去除残留光刻胶210a(参见图7A)。
参照图7C，通过使用光刻胶图案210作为掩模来对激光防护层230a(参见图7B)构图，以便形成激光防护图案230。
在该实例中，通过干法刻蚀或者湿法刻蚀来形成激光防护图案230，优选通过湿法刻蚀。然后，如图7D所示，从激光防护图案230上去除光刻胶图案210(参见图7C)。
然后，参照图7E，在包括激光防护图案230的基底基板200的整个表面上形成保护膜240。
可通过CVD(化学气相沉积)、溅射或者电子束工艺来形成保护膜240，优选通过电子束工艺。
从而，在本发明的激光图案掩模中，当一次对母基板上的整个层构图时，形成在包括激光防护图案的基底基板的整个表面上的保护膜可防止激光图案掩模受到激光光束的损坏，以及防止激光防护图案与空气中的氧气反应。
并且，如果激光防护图案是由具有高激光吸收率的材料所形成，则由于激光防护图案吸收激光光束能量，从而激光防护图案容易受到损坏，因而激光防护图案是由具有高反射率的多种不透明金属之一所形成，以便减轻激光光束引起的损坏。
最后，由于当使用本发明的激光图案掩模来制造平板显示器件时一次对母基板上的整个层构图，因此可减少加工时间，从而提高产能。
本领域技术人员会很清楚，在不背离本发明的精神或者范围的情况下可对本发明进行各种修改和变型。由此，如果这些修改和变型落入所附权利要求及其等价物的范围内时，本发明意欲覆盖本发明的这些修改和变型。
如所描述的，本发明的激光图案掩模及其制造方法具有以下优点。
首先，即使激光图案掩模具有与施加到层上的激光能量相同的激光能量，在激光图案掩模的基底基板上形成高反射率材料的激光防护图案也可减少激光光束所引起的对于激光图案掩模的损坏。
其次，在包括激光防护图案的基底基板上形成的保护膜可减少激光光束所引起的对于激光防护图案的损坏，以及防止激光防护图案与空气中的氧气反应所引起的对于激光防护图案的损坏。

Claims (8)

1.一种激光图案掩模，包括：
基底基板；
在基底基板上由不透明金属形成来限定激光光束通过区域的激光防护图案；以及
形成在包括激光防护图案的基底基板的整个表面上的保护膜。
2.如权利要求1所述的激光图案掩模，其中所述不透明金属为选自于Al、Ag以及Au中的一种。
3.如权利要求1所述的激光图案掩模，其中所述保护膜是由MgF2或者SiO2所形成。
4.一种用于制造激光图案掩模的方法，包括以下步骤：
在基底基板上形成不透明金属的激光防护图案来限定激光光束通过区域；以及
在包括激光防护图案的基底基板的整个表面上形成保护膜。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述形成激光防护图案的步骤包括以下步骤：
在基底基板上形成激光防护层，并且将光刻胶涂覆在激光防护层上；
使所述光刻胶曝光且显影来形成具有激光光束通过区域的光刻胶图案；
从激光光束通过区域去除残留的光刻胶；
通过使用光刻胶图案对激光防护层构图来形成激光防护图案；以及
去除光刻胶图案。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述从激光光束通过区域去除残留的光刻胶的步骤包括使用灰化或者干法刻蚀的步骤。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述形成激光防护层的步骤包括使用湿法刻蚀的步骤。
8.如权利要求4所述的方法，其中所述形成保护膜的步骤包括使用选自于CVD即化学气相沉积、溅射以及电子束中的一种工艺。
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