CN104037063A - 一种薄膜图形化方法和薄膜图形化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜图形化方法和薄膜图形化装置，包括：将掩膜板放置在基板上方，所述掩膜板具有与预设图形相同的镂空部分；在掩膜板上覆盖薄膜，掩膜板镂空部分的薄膜形成在基板上，其余被掩膜板覆盖的区域无薄膜，从而在基板上形成图形化的薄膜。本发明中薄膜图形化方法，可以通过一次沉积就直接将掩膜板上的图形转移到基板上，省去了光刻和刻蚀的工艺步骤，大大简化工艺流程，节约薄膜图形化的成本。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种薄膜图形化方法和薄膜图形化装置。
背景技术
在TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)行业中，通过在衬底基板上进行多次沉积和刻蚀形成各种薄膜图形，在每一次薄膜图形化的过程中都需要经过涂覆光刻胶，光刻的目的是将光罩掩膜板上的图形转移到基板上，以形成设计所需要的图形。具体方法是通过光化学反应，先将图形转移到光刻胶上，再通过刻蚀的方法将薄膜上不需要的部分刻蚀掉，再去除光刻胶，最后就形成了所需要的图形。
通常薄膜图形化的步骤包括：步骤S10，在基板01上沉积一层薄膜02；步骤S20，在已经沉积的金属薄膜02上涂覆一层光刻胶03；步骤S30，将步骤S20得到的基板放入曝光机中，曝光机上装有做好一定图形的光罩掩膜板04，使得只有一部分入射光透过光罩掩膜板04照在光刻胶03上，而光罩掩膜板04覆盖的区域无法透光；步骤S40，对曝光后的图形进行显影、清洗，形成与光罩掩膜板04相同图形的光刻胶图形；步骤S50，使用刻蚀机，通过湿法刻蚀或者干法刻蚀的方法，刻蚀掉未被光刻胶保护的薄膜，形成薄膜图形；步骤S60，剥离薄膜图形上方的光刻胶。上述薄膜图形化的整体流程如图1所示。
上述薄膜图形化的过程中需要各种薄膜沉积和构图工艺的设备，通常包括步骤s1中使用的镀膜设备(如等离子体增强化学气相沉积设备和溅射机)、步骤s3中使用的曝光机、步骤s5中使用的刻蚀机(如干法刻蚀机和湿法刻蚀机)等，这些设备都是非常昂贵的，而且每一个图层的沉积和构图都需要多种不同的设备，因此现有技术薄膜图形的制造方法设备投资昂贵，制造成本很高，而且生产周期长、交叉污染风险高和良品率低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是简化工艺流程，降低制造成本，同时提高产品的良率。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种薄膜图形化方法，包括：
将掩膜板放置在基板上方，所述掩膜板具有与预设图形相同的镂空部分；
在掩膜板上覆盖薄膜，掩膜板镂空部分的薄膜形成在基板上，其余被掩膜板覆盖的区域无薄膜，从而在基板上形成图形化的薄膜。
进一步地，所述图形化的掩膜板的制作方法包括：
在衬底基板表面涂覆硬质材料，形成硬质材料层，并按照预设沉积图形对衬底基板以及硬质材料层进行图案化处理，形成与预设沉积图形相同的镂空部分。
进一步地，所述衬底基板为不锈钢材料。
进一步地，所述硬质材料为铬、氧化铬、氧化铁中任意一种材料。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种薄膜图形化装置，包括掩膜板和镀膜设备，所述掩膜板上具有与预设沉积图形相同的镂空部分，所述镀膜设备通过所述掩膜板直接在基板上形成图形化的薄膜。
进一步地，所述掩膜板包括衬底基板以及衬底基板表面的硬质材料层，衬底基板和硬质材料层具有与预设沉积图形相同的镂空部分。
进一步地，所述衬底基板为不锈钢材料。
进一步地，所述硬质材料层所使用的材料为铬、氧化铬、氧化铁中任意一种材料。
(三)有益效果
本发明通过改变现有通过涂覆、曝光、刻蚀等步骤进行薄膜图形化的方法，直接利用具有镂空图形的掩膜板在基板上进行薄膜沉积，可以通过一次沉积就直接将掩膜板上的图形转移到基板上，省去了光刻和刻蚀的工艺步骤，大大简化工艺流程，使得薄膜图形化不再需要曝光机、刻蚀机等昂贵设备，节约薄膜图形化的成本。同时，本发明还提供了一种薄膜图形化装置。
附图说明
图1是现有技术中薄膜图形化工艺流程示意图；
图2是本发明实施例一中提供的一种薄膜图形化方法的步骤流程图；
图3是本发明实施例一中将掩膜板放置在基板上方的示意图；
图4是本发明实施例一中进行薄膜沉积的示意图；
图5是本发明实施例一中在基板上形成图形化的薄膜的示意图；
图6是本发明实施例一中图形化掩膜板的俯视图；
图7为采用图6掩膜板进行薄膜制作得到的图形化薄膜。
图中编号分别表示：
01、基板；02、金属薄膜；03、光刻胶；04、掩膜板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
本发明实施例一提供了一种薄膜图形化方法，步骤流程如图2所示，具体包括以下步骤：
步骤S1、将掩膜板放置在基板上方，掩膜板具有与预设图形相同的镂空部分；
步骤S2、在掩膜板上覆盖薄膜，掩膜板镂空部分的薄膜形成在基板上，其余被掩膜板覆盖的区域无薄膜，从而在基板上形成图形化的薄膜。
改进后的薄膜图形化方法可以仅通过一次沉积就直接将掩膜板上的图形转移到基板上，省去了现有薄膜制作工艺中涂覆光刻胶、光刻和刻蚀的工艺步骤，大大简化工艺流程，使得薄膜图形化不再需要曝光机、刻蚀机等昂贵设备，节约薄膜图形化的成本。
进一步地，本实施例图形化的掩膜板的具体制作方法包括：
在衬底基板表面涂覆硬质材料，形成硬质材料层，并按照预设沉积图形对衬底基板以及硬质材料层进行图案化处理，形成与预设沉积图形相同的镂空部分。
还需要说明的是，本实施例中制作掩膜板所使用的衬底基板为不锈钢材料。由于掩膜板包括衬底基板以及在衬底基板表面的硬质材料层，其中的衬底基板在材质选取方面，一般选用高韧性的SUS304H不锈钢材料，这样做出来的掩膜板不但精度高，而且表面光滑，产品不易受弯折而变形，经久耐用，同时还能够让掩膜板与器件保持很紧密的贴合，减少阴影效果。不锈钢衬底基板的厚度包括0.03mm，0.05mm，0.06mm，0.08mm到1mm的各种尺寸，采用较薄的不锈钢衬底基板制备出来的掩膜版所产生的阴影效果会更少，扰度更可控。
另外，本实施例中的掩膜板还需要具有非常低的膨胀系数，以保证在利用掩膜板进行加工的工艺中不会由于温度升高而影响掩膜板的尺寸以及掩膜板上图形的尺寸，或者使变化尽可能小。
进一步地，本实施例中硬质材料为铬、氧化铬、氧化铁中任意一种材料。
经过上述步骤S1-S2的制作后，在基板上与掩膜板镂空部分相对应的区域形成薄膜，其余被掩膜板覆盖的区域无薄膜，即形成具有图形化的薄膜。
采用本实施例提供的薄膜图形化方法进行薄膜制作的过程如图3-5所示，其中图3表示步骤S1，将掩膜板04放置在基板01上方，从图3中可以看出，掩膜板04上具有与预设图形相同的镂空部分，即符合图形化要求的镂空部分。因此在制作薄膜之前还包括制作图形化的掩膜板04的步骤，即在衬底基板表面涂覆硬质材料，形成硬质材料层，并按照预设沉积图形对衬底基板以及硬质材料层进行图案化处理，形成与预设沉积图形相同的镂空部分。
图4表示步骤S2，即在有掩膜板04覆盖的基板01上方制作薄膜，具体包括：在掩膜板04上覆盖薄膜，掩膜板04镂空部分的薄膜形成在基板01上，其余被掩膜板04覆盖的区域无薄膜，从而在基板上形成图形化的薄膜。通常采用薄膜沉积的方式进行薄膜的制作，在掩膜板04镂空位置对应的基板01上形成图形化的薄膜02(如果是金属薄膜一般采用沉积的方式制作)，而被掩膜板04遮挡的位置在沉积过程中薄膜材料受到遮挡，只能覆盖在掩膜板04上，无法覆盖在基板01上。
最终，薄膜制作结束时，在基板01上形成符合预设沉积图形要求的图形化薄膜，如图5所示。其中，采用本实施例中的薄膜图形化方法不限于形成图形化的金属薄膜，也可以形成有机材料薄膜等。
另外，由于薄膜材料沉积在掩膜板04上，还需要对掩膜板04上的残留物进行定期清除，否则可能会影响沉积在基板01上的图形化薄膜与预设图形产生偏差。
图6中示出了一种图形化掩膜板的俯视图，利用该掩膜板进行薄膜制作，最终在基板上沉积形成的薄膜图形如图7所示。可见，在基板上得到的薄膜图形与掩膜板的镂空部分一致，即实现将掩膜板上的图形直接转移到基板上。这样就能在现有薄膜图形化制作的基础上省去涂覆光刻胶、曝光、显影、刻蚀的步骤，还省去刻蚀后剥离薄膜图像上方光刻胶的步骤，直接将图形化的掩膜板放置在基板上方，在制作薄膜时可以直接在基板上形成预设的薄膜图形，通过一次沉积操作就直接将掩膜板上的图形转移到基板上，省去了光刻和刻蚀的工艺步骤，大大简化工艺流程，使得薄膜图形化不再需要曝光机、刻蚀机等昂贵设备，节约薄膜图形化的成本。
实施例二
基于上述，本发明实施例还提供了一种薄膜图形化装置，包括掩膜板和镀膜设备，且掩膜板上具有与预设沉积图形相同的镂空部分，镀膜设备通过掩膜板直接在基板上形成图形化的薄膜。
进一步地，本实施例中的掩膜板包括衬底基板以及衬底基板表面的硬质材料层，衬底基板和硬质材料层具有与预设沉积图形相同的镂空部分。
进一步地，本实施例中的衬底基板为不锈钢材料。采用不锈钢材料制作出来的掩膜板具有精度高、表面光滑，产品不易受弯折而变形，经久耐用的特点，同时还能够保证掩膜板与器件保持很紧密的贴合，减少阴影效果，扰度更可控。另外，不锈钢材料的掩膜板还需要具有非常低的膨胀系数，以保证在利用掩膜板进行加工的工艺中不会由于温度升高而影响掩膜板的尺寸以及掩膜板上图形的尺寸，或者使变化尽可能小。
进一步地，本实施例中的硬质材料层所使用的材料为铬、氧化铬、氧化铁中任意一种材料。
上述薄膜图形化装置具有与实施例一中薄膜图形化方法相同的技术效果，此处不再赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种薄膜图形化方法，其特征在于，包括：
将掩膜板放置在基板上方，所述掩膜板具有与预设图形相同的镂空部分；
在掩膜板上覆盖薄膜，掩膜板镂空部分的薄膜形成在基板上，其余被掩膜板覆盖的区域无薄膜，从而在基板上形成图形化的薄膜。
2.如权利要求1所述的薄膜图形化方法，其特征在于，所述图形化的掩膜板的制作方法包括：
在衬底基板表面涂覆硬质材料，形成硬质材料层，并按照预设沉积图形对衬底基板以及硬质材料层进行图案化处理，形成与预设沉积图形相同的镂空部分。
3.如权利要求2所述的薄膜图形化方法，其特征在于，所述衬底基板为不锈钢材料。
4.如权利要求2所述的薄膜图形化方法，其特征在于，所述硬质材料为铬、氧化铬、氧化铁中任意一种材料。
5.一种薄膜图形化装置，其特征在于，包括掩膜板和镀膜设备，所述掩膜板上具有与预设沉积图形相同的镂空部分，所述镀膜设备通过所述掩膜板直接在基板上形成图形化的薄膜。
6.如权利要求5所述的薄膜图形化装置，其特征在于，所述掩膜板包括衬底基板以及衬底基板表面的硬质材料层，衬底基板和硬质材料层具有与预设沉积图形相同的镂空部分。
7.如权利要求6所述的薄膜图形化装置，其特征在于，所述衬底基板为不锈钢材料。
8.如权利要求6所述的薄膜图形化装置，其特征在于，所述硬质材料层所使用的材料为铬、氧化铬、氧化铁中任意一种材料。
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