CN103019028A - 一种掩膜板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种掩膜板及其制作方法，该掩膜板，应用于大尺寸接近式曝光机光学系统，该掩膜板包括多个区域，每个区域为以掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低。在本发明实施例中，在接近式曝光机光学系统曝光时，由于掩膜板上离掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高，这样就使得这些区域的曝光量较高，可以相对弥补此区域的曝光间距较小对图形尺寸的影响，从而提高曝光出的图形尺寸的均一度。

Description

一种掩膜板及其制作方法

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种掩膜板及其制作方法。

背景技术

随着显示技术的发展，大尺寸，高品质，低成本的显示器件成为一种发展趋势，那么，对于作为显示器件（例如TFT-LCD显示器件）的主要组成部分之一的彩色滤光片，它的质量直接决定显示器件的显示效果。

目前，在制作彩色滤光片时，多采用接近式曝光机光学系统曝光的方式，通常在使用接近式曝光机光学系统中的基板101(例如玻璃基板)、掩膜板102和光刻胶103制作彩色滤光片时，弯曲前的掩膜板102与基板101之间的距离一般在一百微米至数百米以内，这样的话，对于掩膜板而言，在曝光时其弯曲将会造成掩膜板102上中心区域和边缘区域与基板101在垂直方向上形成的曝光间距不同，例如掩膜板102上中心区域与基板101之间的曝光间距G2小于掩膜板102上边缘区域与基板101之间的曝光间距G1(如图1所示)，通常在制作工艺过程中，由于接近式曝光机光学系统在曝光时受衍射角、光线平行度等因素的影响，基板上曝光出的图形尺寸(CD)随着各区域的曝光间距的增大而增大（如图2所示，），这样一来，在曝光量相同的情况下，由于中心区域的曝光间距小，边缘区域的曝光间距大，从而造成中心区域曝光出的图形的尺寸较小，边缘区域曝光出的图形尺寸较大，即曝光出的图形尺寸大小不均一(例如CD2＜CD1，如图1所示)，也就是说，使用前述这种掩膜板曝光出的图形尺寸的均一度较差。

从上述制作方式可以看出，在接近式曝光机光学系统曝光时，由于掩膜板的弯曲导致各区域处的曝光间距发生变化，致使基板上曝光后的图形尺寸的均一度较差，进而影响彩色滤光片的质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种掩膜板及其制作方法，用以解决现有掩膜板弯曲导致的曝光后的图形尺寸均一度较差的问题。

基于上述问题，本发明实施例提供的一种掩膜板，应用于大尺寸接近式曝光机光学系统，所述掩膜板包括多个区域，每个区域为以所述掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离所述掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离所述掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低。

本发明实施例提供的一种如上所述的掩膜板的制作方法，包括：

制备包括多个区域的光学薄膜，每个区域为以所述掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离所述掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离所述掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低；

将光学薄膜贴附于普通掩膜板上，制成掩膜板。

本发明实施例的有益效果包括：本发明实施例提供的一种掩膜板及其制作方法，该掩膜板包括多个区域，每个区域为以掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低，这样一来，在接近式曝光机曝光时，曝光出的图形尺寸通常是随着曝光量的增大而增大，随着曝光间距的减小而减小的，以掩膜板上离掩膜板的中心点最近的区域为例，此处的曝光间距最小，但是此处的透过率较高，这样就使得此区域可以获得较大的曝光量，相对弥补了曝光间距小对图形尺寸的变化，在一定程度上提高了曝光出的图形尺寸的均一度。

附图说明

图1为现有大尺寸接近式曝光机光学系统曝光时掩膜板的工作示意图；

图2为现有大尺寸接近式曝光机光学系统中基板上曝光出的图形尺寸与掩膜板上各个区域的曝光间距之间的关系曲线图；

图3为本发明实施例提供的使用掩膜板制作滤光片时曝光出的图形尺寸示意图；

图4为本发明实施例提供的大尺寸接近式曝光机的掩膜板的结构图；

图5为本发明实施例提供的掩膜板的中心点与掩膜板边缘上的交点之间的距离的示意图；

图6为本发明实施例提供的掩膜板上的选取点相对于离中心点最近的区域处曝光出的图形的尺寸变化与该选取点相对于离中心点最近的区域的曝光量的变化量的关系示意图；

图7为本发明实施例提供的掩膜板的制作方法流程图。

具体实施方式

由于现有的掩膜板在接近式曝光机光学系统曝光时会发生弯曲，由此使得弯曲后的掩膜板上中心区域的曝光间距(即此区域与接近式曝光机的基板在垂直方向上形成的距离)，较边缘区域的曝光间距较小，这样，在曝光量等其他条件确定的情况下，使得基板上中心区域曝光出的图形尺寸较小，边缘区域的图形尺寸稍大，这样就导致曝光出的图形尺寸的均一度较差。基于上述问题，本发明提供一种掩膜板及其制作方法，可以在一定程度上提高了曝光出的图形尺寸的均一度。

下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的一种掩膜板及其制作方法的具体实施方式进行说明。

本发明实施例提供一种掩膜板，应用于大尺寸接近式曝光机光学系统，它可以包括多个区域，每个区域为以掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低。

在本发明实施例中，例如每个区域可以是以掩膜板的中心点为圆心，按照半径依次递增的顺序形成圆形区域，具体可以按照半径为2cm、3cm、4cm等的顺序形成；也可以是以掩膜板的中心点为圆心，按照与掩膜板的短边平行且短边半径依次递增的顺序形成椭圆形区域，当然还可以通过其他方式形成区域，在此不再一一枚举。

如图3所示，在使用大尺寸接近式曝光机光学系统中的基板301、上述掩模板302和光刻胶303制作滤光片时，掩膜板302上离中心点最远的区域(例如边缘区域)的曝光间距G1较大，离中心点最近的区域的曝光间距G2较小，由于边缘区域的透过率较低，这就使得此处区域的曝光量也较低；由于离中心点最近的区域的透过率较高，这就使得此处的曝光量也较高，这样一来，在基板上边缘区域与离中心点最近的区域处曝光出的图形尺寸大小相近(如图3所示，CD1与CD2大小相近)，从而提高了图形尺寸的均一度。

较佳地，如图4所示，上述掩膜板可以包括普通掩膜板401和光学薄膜402。

上述光学薄膜402，贴附于普通掩膜板401上，且光学薄膜402可以包括多个区域，每个区域为以光学薄膜的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离光学薄膜的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离光学薄膜的中心点越远的区域，其对应的透过率越低。

较佳地，上述透过率的数值范围可以为60%～100%，例如，掩膜板上离中心点最近的区域的曝光间距最小，那么此区域的透过率可以为最大，例如透过率可以为100%，然后依次向偏离中心点的区域递减，这样离中心点最近的区域较高的透过率可以相对弥补此区域的曝光间距小对图形尺寸的影响。当然，上述透过率的数值范围还可以是其他数值范围，可以根据接近式曝光机对掩膜板的实际需求来确定，在此不对掩膜板的透过率范围做具体限定。

较佳地，对于掩膜板上离中心点最近的区域之外的其他区域而言，它与离中心点最近的区域的透过率(100%)的差值，可以通过这些区域中选取点与离中心点最近的区域的透过率的差值来得到。进一步地，为了避免出现较大误差，可以将这些区域中选取点与离中心点最近的区域的透过率的差值的平均值，作为其他区域与离中心点最近的区域的透过率(100%)的差值。

在这里，对于选取点，例如在每个区域为圆形区域的情况下，可以随意选取几个点来计算(例如4个点)；在每个区域为椭圆形区域的情况下，可以选取椭圆形区域中长边上几个点以及短边上几个点来计算，当然还可以使用其他选取方式，在此不再赘述。

具体地，针对其他区域中每个选取点，它与离中心点最近的区域的透过率(100%)的差值为：

$\mathrm{\ΔT}=\frac{1}{Q_0}\×\frac{K_1}{K_2}\×H\×[1-{\left(\frac{1}{L}\right)}^n],$

其中，ΔT为该选取点与离中心点最近的区域的透过率的差值；

Q₀、n、K₁和K₂均为常量，具体地，0<K₁<1，0<K₂<1，且K₁和K₂均由光刻胶的特性决定；n＞1；Q₀为掩膜板上离中心点最近的区域的曝光量(已知常量)；

l为该选取点与掩膜板的中心点之间的距离(如图5所示，该距离可以根据该选取点的坐标(x，y)获得，例如对于图5中的选取点A，它与中心点B的距离为a)；

L为掩膜板的中心点与掩膜板的边缘上的交点之间的距离；

在这里，交点为该选取点和中心点所形成的直线与掩膜板的边缘相交的点，如图5所示，仍以点A为例，中心点B与交点C的距离为b；

H为离中心点最近的区域的最大曝光间距变化量(实际操作时，通常是实际测量掩膜板的中心点的最大曝光间距变化量，将其作为离中心点最近的区域的最大曝光间距变化量)。

下面以掩膜板上离中心点最近的区域之外的其他区域中一个选取点为例，简要说明一下它与离中心点最近的区域的透过率的差值的计算过程，在这里，离中心点最近的区域的透过率为100%，当然也可以是其他数值，并且下述提及的离中心点最近的区域是以此区域中掩膜板的中心点为例进行计算的。

首先，将掩膜板放置于大尺寸接近式曝光机光学系统中的掩膜板支架上，在接近式曝光机曝光时，掩膜板会弯曲，在这种情况下，可以通过下述公式1来确定该选取点相对于掩膜板上离中心最近的区域的曝光间距的变化量Δh：

$\mathrm{\&Delta;h}=H\&times;[1-{\left(\frac{1}{L}\right)}^n],$ 公式1

其中，l为该选取点与掩膜板的中心点之间的距离；

L为该选取点和掩膜板的中心点所形成直线与掩膜板的边缘相交的点，与中心点之间的距离；

H为掩膜板上离中心点最近的区域的最大曝光间距变化量；

n为掩膜板的形变指数，即n＞1。

其次，在接近式曝光机光学系统曝光时，假设掩膜板上各个区域的曝光量均相同的情况下，那么，该选取点相对于离中心点最近的区域处曝光出的图形的尺寸变化(Δ_CD)与该选取点的曝光间距的变化量之间成正比关系(如图2所示)，可以用下述公式2来体现：

ΔCD=K₁×Δh，公式2

其中，K₁可以由光刻胶的特性决定，是常量，例如0<K₁<1。

假设掩膜板上各个区域处的曝光间距均相同的情况下，那么，该选取点相对于离中心点最近的区域处曝光出的图形的尺寸变化(Δ_CD)与该选取点相对于离中心点最近的区域的曝光量的变化量(Δ_Q)之间成正比关系(如图6所示)，可以用下述公式3来体现：

ΔCD=K₂×ΔQ，公式3

其中，K₂也是由光刻胶的特性决定，仍是常量，例如0<K2<1。

如果想要使得接近式曝光时掩膜板上各个区域处曝光出来的图形尺寸大小相近，即提高图形尺寸的均一度，那么，需要上述公式2和上述公式3是相同的，这样就可以相对提高图形尺寸的均一度。

在上述公式2和上述公式3相同的情况下，就可以得到该选取点相对于离中心点最近的区域的曝光量的变化量Δ_Q(下述公式4)：

$\mathrm{\&Delta;Q}=H\&times;[1-{\left(\frac{1}{L}\right)}^n],$ 公式4

在得到该选取点相对于掩膜板上离中心点最近的区域的曝光量的变化量Δ_Q之后，由于接近式曝光机光学系统曝光时，系统中的曝光机的照度一定(即曝光量相同)，且均匀分布在每个区域，这样一来，如果想要提高各个区域在基板上曝光出的图形尺寸均一度，那么可以通过改变各区域的透过率来实现，即该选取点相对于掩膜板上离中心点最近的区域的曝光量的变化量与该选取点相对于离中心点最近的区域的透过率的变化量(即透过率的差值)之间可以成正比关系，即用下述公式5来体现：

公式5

在上述公式5中，Q₀为掩膜板上离中心点最近的区域的曝光量，是已知常量，结合上述公式4和公式5，即可得到该选取点与离中心点最近的区域的透过率的差值ΔT(下述公式6)：

$\mathrm{\&Delta;T}=\frac{1}{Q_0}\&times;\frac{K_1}{K_2}\&times;H\&times;[1-{\left(\frac{1}{L}\right)}^n],$ 公式6

在离中心点最近的区域的透过率为100%的前提下，可以根据上述公式6得到该选取点与离中心点最近的区域的透过率的差值。

待得到所有的选取点与离中心点最近的区域的透过率的差值之后，即可得到这些选取点所在区域的透过率。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种掩膜板的制作方法，由于该方法所解决问题的原理与前述产品相似，因此该方法的实施可以参见前述产品的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的掩膜板的制作方法，如图7所示，包括：

S701：制备包括多个区域的光学薄膜，每个区域为以掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低；

S702：将光学薄膜贴附于普通掩膜板上，制成掩膜板。

较佳地，上述透过率可以为60%～100%。例如，光学薄膜上离中心点最近的区域的透过率可以为100%。另外，前述每个区域可以为圆形区域或椭圆形区域。

较佳地，可以通过下述方式计算得到离光学薄膜的中心点最近的区域之外的其他区域中每个选取点与离光学薄膜最近的区域的透过率的差值为：

$\mathrm{\&Delta;T}=\frac{1}{Q_0}\&times;\frac{K_1}{K_2}\&times;H\&times;[1-{\left(\frac{1}{L}\right)}^n],$

其中，ΔT为离光学薄膜的中心点最近的区域之外的其他区域中每个选取点与离光学薄膜最近的区域的透过率的差值；

Q₀、n、K₁和K₂均为常量，且0<K₁<1，0<K₂<1，n＞1；

l为其他区域中每个选取点与光学薄膜的中心点之间的距离；

L为光学薄膜的中心点与光学薄膜的边缘上的交点之间的距离，交点为其他区域中每个选取点和光学薄膜的中心点所形成的直线与光学薄膜的边缘相交的点；

H为离光学薄膜的中心点最近的区域的最大曝光间距变化量(通常为光学薄膜的中心点的最大曝光间距变化量)。

本发明实施例提供的一种掩膜板及其制作方法，该掩膜板包括多个区域，每个区域为以掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低，这样一来，在接近式曝光机曝光时，曝光出的图形尺寸通常是随着曝光量的增大而增大，随着曝光间距的减小而减小的，以掩膜板上离掩膜板的中心点最近的区域为例，此处的曝光间距最小，但是此处的透过率较高，这样就使得此区域可以获得较大的曝光量，相对弥补了曝光间距小对图形尺寸的变化，在一定程度上提高了曝光出的图形尺寸的均一度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种掩膜板，应用于大尺寸接近式曝光机光学系统，其特征在于，所述掩膜板包括多个区域，每个区域为以所述掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离所述掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离所述掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低。

2.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，该掩膜板，具体包括普通掩膜板和光学薄膜；

所述光学薄膜，贴附于所述普通掩膜板上，所述光学薄膜包括多个区域，每个区域为以所述光学薄膜的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离所述光学薄膜的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离所述光学薄膜的中心点越远的区域，其对应的透过率越低。

3.如权利要求2所述的掩膜板，其特征在于，所述透过率为60%～100%。

4.如权利要求1-3中任一项所述的掩膜板，其特征在于，所述每个区域为圆形区域或椭圆形区域。

5.如权利要求4所述的掩膜板，其特征在于，离所述掩膜板的中心点最近的区域的透过率为100%。

6.如权利要求5所述的掩膜板，其特征在于，离所述掩膜板的中心点最近的区域之外的其他区域中每个选取点与离所述掩膜板最近的区域的透过率的差值为：

$\mathrm{\&Delta;T}=\frac{1}{Q_0}\&times;\frac{K_1}{K_2}\&times;H\&times;[1-{\left(\frac{1}{L}\right)}^n],$

其中，ΔT为离所述掩膜板的中心点最近的区域之外的其他区域中每个选取点与离所述掩膜板最近的区域的透过率的差值；

Q₀、n、K₁和K₂均为常量，且0<K₁<1，0<K₂<1，n＞1；

l为所述其他区域中每个选取点与所述掩膜板的中心点之间的距离；

L为所述掩膜板的中心点与所述掩膜板的边缘上的交点之间的距离，所述交点为所述其他区域中每个选取点和所述掩膜板中心点所形成的直线与所述掩膜板的边缘相交的点；

H为离所述掩膜板的中心点最近的区域的最大曝光间距变化量。

7.一种掩膜板的制作方法，其特征在于，包括：

制备包括多个区域的光学薄膜，每个区域为以所述掩膜板的中心点为圆心且按照设定规则形成的区域，并且离所述掩膜板的中心点越近的区域，其对应的透过率越高；离所述掩膜板的中心点越远的区域，其对应的透过率越低；

将光学薄膜贴附于普通掩膜板上，制成掩膜板。

8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述透过率为60%～100%。

9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，离所述光学薄膜的中心点最近的区域的透过率为100%。

10.如权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述每个区域为圆形区域或椭圆形区域。

11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，通过下述方式计算得到离所述光学薄膜的中心点最近的区域之外的其他区域中每个选取点与离所述光学薄膜最近的区域的透过率的差值为：

$\mathrm{\&Delta;T}=\frac{1}{Q_0}\&times;\frac{K_1}{K_2}\&times;H\&times;[1-{\left(\frac{1}{L}\right)}^n],$

其中，ΔT为离所述光学薄膜的中心点最近的区域之外的其他区域中每个选取点与离所述光学薄膜最近的区域的透过率的差值；

Q₀、n、K₁和K₂均为常量，且0<K₁<1，0<K₂<1，n＞1；

l为所述其他区域中每个选取点与所述光学薄膜的中心点之间的距离；

L为所述光学薄膜的中心点与所述光学薄膜的边缘上的交点之间的距离，所述交点为所述其他区域中每个选取点和所述光学薄膜的中心点所形成的直线与所述光学薄膜的边缘相交的点；

H为离所述光学薄膜的中心点最近的区域的最大曝光间距变化量。

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