CN107885031A - 一种掩模板制作的优化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩模板制作的优化设计方法，适用于掩模板曝光工序，曝光设备根据数据图形、光束数量及光束扫描宽度进行X/Y方向划分，计算出相应的曝光条数，获取相邻曝光条数重叠区域的位置以及重叠区域所对应的数据图形；根据重叠区域所对应的数据图形再次设计增加数据图案，以再次设计增加的数据图案消弱或反补重叠区域的二次曝光能量。本发明针对重叠区域的数据图形再次设计数据图案，该数据图案可以消弱或反补二次曝光对重叠区域的数据图形造成的能量损失，从而可以提高重叠区域线条精度。

Description

一种掩模板制作的优化设计方法

技术领域

本发明涉及掩模板生产技术领域，特别是指一种掩模板制作的优化设计方法。

背景技术

TFT LCD是薄膜晶体管液晶显示器英文thin film transistor-liquid crystaldisplay字头的缩写。TFT LCD技术是微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的一种技术。人们利用在SI上进行微电子精细加工的技术，移植到在大面积玻璃上进行TFT阵列的加工，再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板，利用业已成熟的LCD技术，形成一个液晶盒相结合，再经过后工序如偏光片贴覆等过程，最后形成液晶显示器。

掩模板是TFT LCD产品生产过程中的重要组成部件，其精度会影响到TFT LCD产品的精度。掩模板可经光透制成，光透制成的掩模板是刻有微电路的高精度版，由表面纯平并带有一层铬的石英板或玻璃板制作而成，蚀刻后的残留铬部分即为设计的微电图。为了获得高精度的掩模板，图1公开了现有技术中掩模板制作流程的一个实施例。在制作流程的众多工序中，曝光是一个非常关键的工序，激光在对掩模板进行曝光前，曝光设备会对数据按照图案形状、设备光束数量及宽度进行X或Y方向划分成相应的曝光条数，然后在曝光时会按照X或Y方向逐行逐条(逐列逐条)完成扫描曝光。图2为掩模板上数据图形的一个实施例，如图3所示，曝光设备发出激光逐行对其进行扫描曝光，沿Y方向，曝光条数分别为第N条、第N+1条、第N+2条……，图中相邻曝光条数均存在重叠区域，比如第N条和第N+1条交接的两条横线之间即为重叠区域，第N+1条和第N+2条交接处两条横线之间也为重叠区域。在其他实施例中，扫描曝光也可能是沿Y方向自下而上进行，也可沿着X正半轴方向或X负半轴方向进行。处在重叠区域的数据图形在曝光时会经过两次扫描曝光，导致重叠区域的线条精度比掩模板其他区域的线条精度降低，致使整张掩模板的线条精度不一致，进而降低了TFT LCD产品的品质。

为了满足TFT LCD产品对高品质高精度掩模板的需求，生产掩模板的曝光设备的各公司也研发出了更高端曝光设备，在曝光前，进一步对已经划分好曝光条数的数据图形进行再次扫描位置设定，使经过重新定位曝光开始扫描位置的每块重叠区域在曝光时的能量保持一致。但是，重新划分的重叠区域依然存在两次扫描，重叠区域的线条精度依然会有变小的现象。

发明内容

本发明提出一种掩模板制作的优化设计方法，解决了现有技术中重叠区域经过两次扫描导致掩模板上部分数据图形线条精度降低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种掩模板制作的优化设计方法，适用于掩模板曝光工序，具体包括以下步骤：

曝光设备根据数据图形、光束数量及光束扫描宽度进行X/Y方向划分，计算出相应的曝光条数，获取相邻曝光条数重叠区域的位置以及重叠区域所对应的数据图形；

根据重叠区域所对应的数据图形再次设计增加数据图案，以再次设计增加的数据图案消弱或反补重叠区域的二次曝光能量。

进一步的，反补重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

沿着重叠区域所对应的数据图形的外边缘向外延伸设计，反补二次曝光能量。

进一步的，消弱重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

在二次曝光前，采用增加马赛克图案的再次设计方案对重叠区域所对应的数据图形的边缘附近进行部分遮盖。

进一步的，消弱重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

在二次曝光前，采用增加分段式图案的再次设计方案对重叠区域所对应的数据图形的边缘附近进行部分遮盖。

进一步的，数据图案由若干圆形、长条形、方形、锥形、梯形、三角形和/或不规则形状的单元图形组合构成。

进一步的，任一单元图形的图形尺寸均小于曝光设备实际制作能力的图形尺寸。

本发明的有益效果在于：针对重叠区域的数据图形再次设计数据图案，该数据图案可以消弱或反补重叠区域二次曝光能量，从而可以提高重叠区域线条精度，使掩模板上图形线条精度保持一致，整体均匀性比较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中掩模板制作流程一实施例的流程图；

图2为掩模板数据图形的部分结构示意图；

图3为经过曝光条数划分的掩模板的部分结构示意图；

图4为本发明一种掩模板制作的优化设计方法的流程图；

图5为重叠区域原始数据图形实施例一的示意图；

图6为图5反补设计后的数据图形示意图；

图7为重叠区域原始数据图形实施例二的示意图；

图8为图7消弱设计后的数据图形示意图；

图9为重叠区域原始数据图形实施例三的示意图；

图10为图9消弱设计后的数据图形示意图；

图11为改进后掩模板制作流程一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在曝光之前，掩模板为空白版，根据所需电路由专业人员利用专业软件设计出数据图形，该数据图形需由曝光设备对空白掩模板进行曝光，后经显影、刻蚀等步骤，数据图形才会在掩模板上显示出来。

如图4所示，本发明提出了一种掩模板制作的优化设计方法，适用于掩模板曝光工序，具体包括以下步骤：

曝光设备根据数据图形、光束数量及光束扫描宽度进行X/Y方向划分，计算出相应的曝光条数，曝光条数具体的是由数据图形的尺寸以及光束扫描宽度尺寸确定，一经设定，数据图形的位置固定的，曝光条数的位置固定，因此，技术人员可以获取相邻曝光条数重叠区域的位置以及重叠区域所对应的数据图形；

根据重叠区域所对应的数据图形再次设计数据图案，以再次设计的数据图案消弱或反补重叠区域的二次曝光能量。

本申请的关键点在于技术人员根据所需电路进行了二次设计，首先设计数据图形，从而确定重叠区域，对重叠区域对应的数据图形进行再次设计，增加数据图形，增加的数据图案可以消弱或反补重叠区域的二次曝光能量，从而可以提高重叠区域线条精度，使掩模板上图形线条精度保持一致，整体均匀性比较好。

实施例一

如图5和图6所示，图中两条横线之间为重叠区域，反补重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

沿着重叠区域所对应的数据图形的外边缘向外延伸设计，反补二次曝光能量。

在该实施例中，向外延伸设计增加的数据图案与原本的数据图形是一体的，相当于适当增大原本数据图形的图形尺寸。确保向外延伸设计的部分不会在掩模板上显示出来。

具体的，比如图中原始数据图形的宽度为4.5um，那么再次设计的数据图形的宽度可设计为4.8um。延伸的量依据二次曝光对数据图形损失的值进行反补设计，延伸的0.3um的尺寸量恰好补偿二次曝光能量。

实施例二

如图7和图8所示，图中两条横线之间为重叠区域，消弱重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

在二次曝光前，采用增加马赛克图案设计方式对重叠区域所对应的数据图形的边缘附近进行部分遮盖，在二次曝光能量靠近数据图形边缘区域时采取遮敝方式进行遮蔽，目的是消弱该重叠区域内的数据图形二次曝光能量，避免处于该区域的图形线条边缘在二次曝光时精度受损。

实施例三

如图9和图10所示，图中两条横线之间为重叠区域，消弱重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

在二次曝光前，采用增加分段式图案设计方式对重叠区域所对应的数据图形的边缘附近进行遮盖，能够削弱原有数据图形边缘的二次曝光能量。使重叠区域数据图形的线条精度与掩模板其他区域数据图形线条精度保持一致。整版线条精度的均匀性控制比较好。

在实施例二和实施例三中，数据图案由若干圆形、长条形、方形、锥形、梯形、三角形和/或不规则形状的单元图形组合构成。任一单元图形的图形尺寸均小于曝光设备实际制作能力的图形尺寸。需要确保再次设计增加的数据图案不会在掩模板上显示出来。也就是说，如果曝光设备的实际制作能力是1um，大于或等于1un的图案在曝光时会被生产在掩模板上。那么，再次增加设计的图形尺寸要小于1um，确保再次增加设计的数据图案只起到消弱二次曝光时产生的曝光能量，并且其图案不会残留在掩模板上，导致原有的数据图形变形。

另外，在实施例二和实施例三中，两个数据图案不能连接在一起。或者连接在一起的两个或几个单元图形的图形尺寸要小于曝光设备实际制作能力的图形尺寸。

在上述三个实施例中，对二次曝光能量值的测量，主要是采用实验方式，通过对再次设计数据图案的单元图形尺寸大小及排布方式调整，然后实验后测量掩模板上重叠区域图形及非重叠区域图形的值，进行对比。通过几次的实验，即可找到消弱二次曝光能量值的最佳方式。

本发明针对重叠区域的数据图形再次设计数据图案，该数据图案可以消弱或反补二次曝光对重叠区域产生的曝光能量，从而可以提高重叠区域线条精度。使重叠区域数据图形的线条精度与掩模板其他区域图形线条精度一致，整张掩模板数据图形精度均匀性控制的很好。进步满足TFT LCD公司产品高精度高品质的需求。

图11公开了利用本发明的设计方法改良后的掩模板的生产流程，数据图形指的是掩模板上半导体器件图案；设置掩模板的制作参数，具体指的是对曝光设备进行参数设置，以便曝光设备进行自动化地对掩模板进行曝光，能够提高曝光效率；X/Y方向指的是曝光设备曝光的扫描方向，不同类型的曝光设备可以是不同的扫描方向。有些厂家曝光设备以X方向扫描，有些厂家曝光设备以Y方向扫描。可根据具体设备情况设定。

图1和图11中overlap区域为本发明所述重叠区域。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种掩模板制作的优化设计方法，适用于掩模板曝光工序，其特征在于，具体包括以下步骤：

曝光设备根据数据图形、光束数量及光束扫描宽度进行X/Y方向划分，计算出相应的曝光条数，获取相邻曝光条数重叠区域的位置以及重叠区域所对应的数据图形；

根据重叠区域所对应的数据图形再次设计增加数据图案，以再次设计增加的数据图案消弱或反补重叠区域的二次曝光能量。

2.根据权利要求1所述的一种掩模板制作的优化设计方法，其特征在于，反补重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

沿着重叠区域所对应的数据图形的外边缘向外延伸设计，反补二次曝光能量。

3.根据权利要求1所述的一种掩模板制作的优化设计方法，其特征在于，消弱重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

在二次曝光前，采用增加马赛克图案的再次设计方案对重叠区域所对应的数据图形的边缘附近进行部分遮蔽。

4.根据权利要求1所述的一种掩模板制作的优化设计方法，其特征在于，消弱重叠区域的二次曝光能量具体包括以下步骤：

在二次曝光前，采用增加分段式图案的再次设计方案对重叠区域所对应的数据图形的边缘附近进行部分遮盖。

5.根据权利要求3或4所述的一种掩模板制作的优化设计方法，其特征在于，数据图案由若干圆形、长条形、方形、锥形、梯形、三角形和/或不规则形状的单元图形组合构成。

6.根据权利要求5所述的一种掩模板制作的优化设计方法，其特征在于，任一单元图形的图形尺寸均小于曝光设备实际制作能力的图形尺寸。