CN103911584B - 一种掩膜板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种掩膜板结构及其制造方法。所述掩膜板包括第一区域和第二区域，所述第一区域用于定位，在第一区域内背向衬底的一侧，所述掩膜板边缘与掩膜板框架（或支架）焊接定位处设置有第二凹槽，所述第二凹槽内可容纳一个或多个焊接定位装置；所述第二区域又包含遮挡部分和开口部分，所述开口部分与遮挡部分间隔均匀平行排列，在所述遮挡部分面向衬底的一侧设置有第一凹槽，所述第一凹槽在纵向或横向平行于所述开口部分。本发明同时还公开了一种将所述第一凹槽、第二凹槽设置在掩膜板上的制程方法，采用湿法蚀刻法。本发明的掩膜板结构具有质量轻、强度好、减少衬底损伤等优点。

Description

一种掩膜板

技术领域

本发明涉及一种掩膜板，尤其是用于真空蒸镀的掩膜板结构

背景技术

在一些半导体制造工艺中，为了将物质（有机或无机物质）沉积到衬底上，需要气相沉积步骤。在一些工艺中，必须将物质沉积在衬底上精确限定的区域内。为了简化沉积工艺，通常将掩膜板施加到衬底的一侧，掩膜板中的切口或开口限定了沉积物质的区域。通常需要将材料精确沉积到与开口对应的区域中，使得这些区域的边界清晰。例如，在意图用于显示或其他发光应用的有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode)的制造期间，必须将有机物质沉积在精确限定的区域中。

现有技术的掩膜板，如图1、图2、和图3所示，掩膜板包括掩膜板基板1，在掩膜板基板上形成的相互平行的均匀分布的条状开口2，遮挡部分3的斜面为圆弧形、U形或梯形等形状，及均匀分布在掩膜板1边缘之上的焊点4。长条形开口贯穿覆盖一列同色子像素单元。由于长条形开口过于狭长，在将掩膜板安装并向四方张紧受力后，掩膜板易变形，不容易控制，为了防止掩膜板变形，就需要保证其机械强度，这就需要使掩膜板保持足够厚度，例如RGB子像素单元在蒸镀有机覆盖材料过程中会因为掩膜板的厚度影响存在阴影现象，即每个子像素单元的边缘蒸镀厚度会明显低于子像素中间的蒸镀厚度，从而影响显示效果。

考虑到微结构的小尺寸，特别是当制造所谓的RGB显示器时，掩膜板必须非常精确地定位，在这种显示器中，为了在显示器上进行彩色显示，用于红、绿、和蓝光的像素区域，掩膜板与衬底必须彼此紧密靠近。然而，沉积过程中当掩膜板不与衬底保持令人满意的紧密接触时会出现问题。因为衬底和掩膜板是薄的，并且具有相对于其厚度为大的面积，所以当保持在水平位置时它们倾向于在其自身重量下下垂。如本领域技术人员所公知的，材料沉积通常在真空室中进行，其中待气化的材料包含在与“莲蓬式喷头”连接或不连接的称为“舟”或“坩埚”的蒸发源中。这些以一些合适的方式，例如电进行加热，以使材料气化。在该气化期间，所述室中可达到高温。结果，掩膜板的材料可能热膨胀，并最终与衬底分离。此外，被沉积的材料不仅到达衬底，而且有一些量还会到达掩膜板并附着于其上，则附着至开口之间区域中的遮蔽掩膜的多余材料可附加地促进掩膜板的下垂。当掩膜板不再在整个区域内附着至衬底时，在开口中沉积的材料的边界不再精确限定，可导致不良的产品品质。

不均匀的或玷污的沉积区域边缘在诸如OLED显示的产品中是不可接受的，并且这种不良的品质可导致高成本。

发明内容

为了克服现有技术的上述技术问题，有必要提供一种质量轻、强度好、衬底损伤减少的蒸镀掩膜板。

本发明提供了一种掩膜板，所述掩膜板为铁镍金属掩膜板，包括第一区域和第二区域，所述第一区域围绕所述第二区域四周设置，用于定位，区域内在掩膜板边缘处有与掩膜板支架（或框架）进行固定的定位孔或焊点，所述第二区域包含遮挡部分和开口部分，所述开口部分为平行设置的条形开口或矩阵型分布的点状开口，开口之外的区域为遮挡部分，所述遮挡部分与所述开口部分间隔平行排列，所述第二区域的遮挡部分面向衬底的一侧设置有第一凹槽，所述第一凹槽在横向或纵向平行于所述开口部分，所述第一凹槽的形状为U形或梯形，其短边长度小于相邻开口部分间距离，其长边长度小于掩膜板边长，其深度小于掩膜板厚度的1/2，一般在15um-25um之间。

上述提到的掩膜板，在所述第一区域内，掩膜板边缘与掩膜板支架（或框架）焊接处设置有第二凹槽，用于容纳焊点。所述第二凹槽的形状为梯形或U形，所述第二凹槽能容纳一个或多个焊点，其短边长度略大于焊点直径，其长边长度大于或等于一个或多个焊点直径的总和，其深度大于焊点的高度，一般在10um-20um的范围内。

本发明还提供了一种掩膜板的制造方法，采用湿法蚀刻法来制作。首先，提供一掩膜板，所述掩膜板包括第一区域和第二区域，在所述第二区域形成遮挡部分和开口部分，所述开口部分与所述遮挡部分间隔排列。为了在所述第二区域的所述遮挡部分面向衬底的一侧形成第一凹槽，在所述第一区域内背向衬底一侧的焊接定位处形成用于容纳焊点的第二凹槽，需要在部分所述第一区域或第二区域涂布抗蚀剂，然后放入腐蚀液中（这里采用的是酸性腐蚀液），经过一定时间，需要腐蚀的区域被腐蚀去除，再传送到冲洗设备中除去残余的酸，最后进行冲洗和甩干，形成所述第一凹槽和所述第二凹槽。由于湿法刻蚀是各向同性，则所述第一凹槽和所述第二凹槽的侧边会出现底切，即所述第一凹槽和所述第二凹槽侧边不会是垂直的，而是斜边，且一般为圆弧形。采用湿法刻蚀的优势在于所述掩膜板上的所述第一凹槽和所述第二凹槽不需要精确的刻蚀，且选择性强，易于抗蚀剂的掩蔽和刻蚀终点的选择，同时简单易行，成本低，适宜于大批量加工。

根据本发明的掩膜板结构的优势在于，所述掩膜板上存在所述第一凹槽，则在不影响其强度的条件下，掩膜板的重量减轻，掩膜板在其自身重力下的下垂量减少，因此所述掩膜板与衬底的附着更紧密，沉积材料的边界会更加清晰，并且所述掩膜板与衬底附着时，由于有所述第一凹槽，则衬底上附着的小颗粒会进入凹槽内，这就防止了所述掩膜板与衬底附着时，衬底上未被处理掉的小颗粒会破坏衬底上的膜层，更甚者，这些小颗粒还会划伤衬底，所述第一凹槽防止了这类情况的发生。设置所述第二凹槽优势在于，既具有所述第一凹槽的优点，又降低了焊点的高度，使得衬底与所述掩膜板的附着更加紧密。

附图说明

图1是现有技术掩膜板结构的俯视示意图；

图2是图1所示Ⅰ-Ⅰ′结构的剖面示意图；

图3是图1所示Ⅱ-Ⅱ′结构的剖面示意图；

图4是本发明实施例一掩膜板的俯视示意图；

图5是图4所示Ⅲ-Ⅲ′结构的剖面示意图。

图6a-6d是本发明实施例一掩膜板实现的工艺过程。

图7是本发明实施例二掩膜板的俯视示意图；

图8是图4所示Ⅳ-Ⅳ′结构的剖面示意图。

附图标记说明：1、掩膜板；2、开口部分（或开口）；3、遮挡部分；4、焊点；5、第二凹槽；6、第一凹槽；7、抗蚀剂层；8、第一区域；9、第二区域。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图4所示为本发明一实施例的俯视示意图，所述掩膜板1包括第一区域8和第二区域9，所述第一区域8围绕所述第二区域9四周设置，在掩膜板1边缘第一区域8内有与掩膜板支架（或框架）进行固定的定位孔或焊点4，用于在掩膜制造过程中定位；所述第二区域9包含遮挡部分3和开口部分2，所述开口部分2为平行设置的条形开口或矩阵型分布的点状开口，开口之外的区域为遮挡部分3，所述开口部分2与遮挡部分3间隔平行排列；所述第二区域9的遮挡部分3面向衬底的一侧设置有第一凹槽6，所述第一凹槽6在横向或纵向平行于所述开口部分2，所述第一凹槽6的形状为多边形。所述掩模板1的材料为金属，如铁镍合金材料

需要说明的是，以上第一凹槽6的形状仅为实施例的一种，还可以是梯形、三角形、半弧形等其他形状。

图5所示为图4中Ⅲ-Ⅲ′结构的剖面示意图。结合图4及图5可知，所述第一凹槽6设置在掩膜板1面向衬底的一侧，其短边长度小于相邻两开口部分的间距，其长边长度小于掩膜板1的边长，为保证掩模板的机械强度，通常所述第一凹槽6的深度小于掩膜板1厚度的1/2，一般在15um-25um之间，优选为20um。掩膜板1上存在所述第一凹槽6，则掩膜板1的重量减轻，掩膜板1在其自身重力下的下垂量减少，则掩膜板1与衬底的附着更紧密，沉积材料的边界会更加清晰，并且掩膜板1与衬底附着时，由于有第一凹槽6，则衬底上附着的小颗粒会进入第一凹槽6内，这就防止了掩膜板1与衬底附着时，衬底上未被处理掉的小颗粒会破坏衬底上的膜层，更甚者，这些小颗粒还会划伤衬底，所述第一凹槽6防止了这类情况的发生。

图6a,6b,6c及6d所示为所述掩模板1的制造方法示意图。提供一掩模板1，所述掩模板1包括第一区域8和第二区域9；在所述第二区域9形成遮挡部分3和开口部分2，所述开口部分2与遮挡部分3间隔排列；在所述第二区域9的遮挡部分3面向衬底的一侧形成第一凹槽6。

在掩膜板1上形成所述第一凹槽6的具体工艺过程包括：如图6a所示，在掩膜板1的部分第二区域9涂布抗蚀剂层7，得到如图6b所示的图形，然后将掩膜板1及其上的抗蚀剂7放入腐蚀液中（这里采用的是酸性腐蚀液），经过一定时间，如图6c所示，第一凹槽6对应的图形区域被腐蚀去除，再传送到冲洗设备中除去残余的酸，最后进行冲洗和甩干，最终形成第一凹槽6，如图6d所示。由于湿法刻蚀是各向同性，则侧边会出现底切，即侧边不会是垂直的，而是斜边，且一般为圆弧形。采用湿法刻蚀的优势在于掩膜板上的凹槽不需要精确的刻蚀，且选择性强，易于抗蚀剂的掩蔽和刻蚀终点的选择，同时简单易行，成本低，适宜于大批量加工。

图7所示为本发明另一实施例的俯视示意图，第二实施例是在第一实施例的结构基础上作出的改进。

图7所示为本发明实施例二掩膜板的俯视示意图，所述掩膜板1包括第一区域8和第二区域9，所述第一区域8围绕所述第二区域9四周设置，在掩膜板1边缘第一区域8内有与掩膜板支架（或框架）进行固定的定位孔或焊点4，用于在掩膜制造过程中定位；所述第二区域9包含遮挡部分3和开口部分2，所述开口部分2为平行设置的条形开口或矩阵型分布的点状开口，开口之外的区域为遮挡部分3，所述开口部分2与遮挡部分3间隔平行排列；所述第一区域8内，掩膜板1边缘与掩膜板支架（或框架）焊接处的背向衬底的一侧设置有第二凹槽5，用于容纳焊点4。所述第二凹槽5的形状为多边形。所述掩模板1的材料为金属，如铁镍合金材料

需要说明的是，以上第二凹槽5的形状仅为实施例的一种，还可以是梯形、三角形、半弧形等其他形状。

实施例二中掩膜板1为铁镍合金材料，其包括：开口部分（或开口）2，；遮挡部分3，；焊点4；第一凹槽6；第二凹槽5。图8所示为图4中Ⅳ-Ⅳ′结构的剖面示意图。结合图7及图8可知，所述第二凹槽5设置在掩膜板1背向衬底的一侧，其设置在掩膜板1边缘焊点4处，焊点4位于第二凹槽5内。所述第二凹槽5可容纳一个或多个焊点，其短边长度略大于焊点4直径，其长边长度大于一个或多个焊点4直径的总和，其深度大于焊点4的高度，一般在10um-20um的范围内，优选为15um。掩膜板1上存在所述第二凹槽5，则既能够减轻掩膜板1的重量，使掩膜板1在自身重力下减少下垂量，又降低了焊点4的高度，使得衬底与掩膜板1的附着更加紧密。

实施例二所述第二凹槽5的制造方法与第一实施例所述第一凹槽6的制造方法相近。提供一掩模板1，所述掩模板1包括第一区域8和第二区域9；在所述第二区域9形成遮挡部分3和开口部分2，所述开口部分2与遮挡部分3间隔排列；在所述第一区域8内，掩膜板1边缘与掩膜板支架（或框架）焊接处的背向衬底的一侧形成有第二凹槽5。

在掩膜板1上形成所述第二凹槽5的具体工艺过程包括：在掩膜板1的部分第一区域8涂布抗蚀剂层7，然后将掩膜板1及其上的抗蚀剂7放入腐蚀液中（这里采用的是酸性腐蚀液），经过一定时间，第二凹槽5对应的图形区域被腐蚀去除，再传送到冲洗设备中除去残余的酸，最后进行冲洗和甩干，最终形成第二凹槽5。由于湿法刻蚀是各向同性，则侧边会出现底切，即侧边不会是垂直的，而是斜边，且一般为圆弧形。采用湿法刻蚀的优势在于掩膜板上的凹槽不需要精确的刻蚀，且选择性强，易于抗蚀剂的掩蔽和刻蚀终点的选择，同时简单易行，成本低，适宜于大批量加工。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种掩膜板，包含第一区域和第二区域，所述第一区域围绕所述第二区域四周设置；所述第二区域又包含遮挡部分和开口部分，所述开口部分与所述遮挡部分间隔排列，其特征在于：所述第二区域的遮挡部分面向衬底的一侧设置有第一凹槽，其中，所述第一凹槽的深度为15微米至20微米；

所述第一区域内背向衬底的一侧的焊接定位处设置有第二凹槽，用于容纳焊点。

2.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于：所述掩膜板的材料为金属。

3.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于：所述第二区域的所述开口部分呈平行设置的条形或矩阵型分布的点状。

4.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于：所述遮挡部分的所述第一凹槽沿纵向或横向平行于所述开口部分。

5.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于：所述第一凹槽的短边长度小于相邻开口部分间距离，长边长度小于掩膜板边长。

6.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于：所述第一凹槽的深度小于所述掩膜板的厚度。

7.如权利要求6所述的掩膜板，其特征在于：第一凹槽的深度小于掩膜板厚度的1/2。

8.如权利要求7所述的掩膜板，其特征在于：所述第二凹槽的短边长度大于所述焊点的直径。

9.如权利要求8所述的掩膜板，其特征在于：所述第二凹槽的长边长度大于一个或多个所述焊点直径的总和。

10.如权利要求9所述的掩膜板，其特征在于：所述第二凹槽的深度大于所述焊点的高度。

11.一种掩膜板的制造方法，包括：

提供一掩膜板，所述掩膜板包括第一区域和第二区域；

在所述第二区域形成遮挡部分和开口部分，所述开口部分与所述遮挡部分间隔排列；

在所述第二区域的所述遮挡部分面向衬底的一侧形成第一凹槽，其中，所述第一凹槽的深度为15微米至20微米；

在所述第一区域内背向衬底一侧的焊接定位处设置有第二凹槽，用于容纳焊点。

12.如权利要求11所述的一种掩膜板的制造方法，其特征在于，在所述第二区域的所述遮挡部分形成所述第一凹槽或在所述掩膜板所述第一区域内背向衬底一侧的焊接定位处设置有所述第二凹槽包括：在部分所述第一区域或第二区域涂布抗蚀剂，刻蚀形成所述第一凹槽或第二凹槽，之后去除所述第一区域或第二区域的表面抗蚀剂。