CN104849966A - 掩模板及其制备方法、曝光设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种掩模板及其制备方法、曝光设备。所述掩模板包括衬底基板，以及分别形成在所述衬底基板的上表面的第一掩模图案和形状在所述衬底基板的下表面的第二掩模图案；所述第一掩模图案包括透光区和不透光区，所述第二掩模图案包括透光区和不透光区，且所述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影位于所述第二掩模图案的不透光区之外；所述第二掩模图案的不透光区能遮蔽在第一掩模图案处发生衍射的至少部分光线，避免其自第二掩模图案的透光区射出。上述掩模板可以使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板上的图案，从而使显影后的图案更精细，有助于使曝光工艺更加精细化。

Description

掩模板及其制备方法、曝光设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种掩模板及其制备方法、曝光设备。

背景技术

在显示技术领域，通过光刻工艺制备显示装置中的薄膜晶体管、各种信号线、像素电极等结构。光刻工艺一般包括沉积→涂布光刻胶→曝光→显影→刻蚀→剥离剩余的光刻胶等步骤，其中，曝光通过曝光设备进行。

图1示出了现有的曝光设备所采用的掩模板，如图1所示，掩模板1包括衬底基板10，所述衬底基板10的一个面(如图1中衬底基板10的下表面)上形成有不透光层11，该不透光层11覆盖所述衬底基板10的部分区域，从而使所述掩模板1具有与不透光层11对应的不透光区a，以及与不透光层11未覆盖的区域对应的透光区b。在对光刻胶进行曝光工艺时，将掩模板1与涂布有光刻胶的基板间隔一定距离，由曝光设备中的光源发出光线，其中，部分光线穿过透光区b，照射在光刻胶上，将相应区域的光刻胶曝光。

在理想情况下，被曝光的光刻胶的区域应与透光区b完全一致，但由于光的衍射，在不透光区a所对应的部分区域，会有光线照射，且照射至其上的光线的强度足以将该区域的光刻胶曝光，从而如图1所示，光刻胶的实际曝光区会大于透光区b。具体地，当曝光工艺中使用的光刻胶为负性光刻胶时，曝光区对应图案线幅的宽度，曝光区较大会造成图案的线幅宽度无法更小(减小至透光区b的宽度)；当曝光工艺中使用的光刻胶为正性光刻胶时，曝光区对应图案的间隔宽度，曝光区较大会造成图案间隔宽度无法更小(减小至透光区b的宽度)。由此可知，上述掩模板不利于曝光工艺的精细化，从而限制显示装置中薄膜晶体管、各种信号线的细线化，不利于提高显示装置的像素密度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种掩模板及其制备方法、曝光设备，其可以使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近改善对掩模板上的图案，从而使显影后的图案更精细，有助于曝光工艺更加精细化。

为实现本发明的目的而提供一种掩模板，其包括衬底基板，以及分别形成在所述衬底基板的上表面的第一掩模图案和形成在所述衬底基板的下表面的第二掩模图案；所述第一掩模图案包括透光区和不透光区，所述第二掩模图案包括透光区和不透光区，且所述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影位于所述第二掩模图案的不透光区之外；所述第二掩模图案的不透光区能遮蔽在第一掩模图案处发生衍射的至少部分光线，避免其自第二掩模图案的透光区射出。

其中，所述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影与所述第二掩模图案的透光区重合。

其中，所述第一掩模图案、第二掩模图案均通过光刻工艺制备。

其中，所述第一掩模图案的不透光区不反光，或者，所述第二掩模图案的不透光区不反光。

进一步地，所述第一掩模图案的不透光区和第二掩模图案的不透光区均不反光。

其中，所述第一掩模图案的不透光区和第二掩模图案的不透光区的材料为金属氧化物。

进一步地，所述第一掩模图案的不透光区和第二掩模图案的不透光区的材料为氧化铬。

作为另一个技术方案，本发明还提供上述掩模板的制备方法，所述掩模板的制备方法包括：

在衬底基板的一侧表面制备第一掩模图案的步骤，所述第一掩模图案包括透光区和不透光区；

在衬底基板的与第一掩模图案所在面相对的另一侧表面制备第二掩模图案的步骤；所述第二掩模图案包括透光区和不透光区，且所述述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影位于所述第二掩模图案的不透光区之外。

其中，所述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影与所述第二掩模图案的透光区重合。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种曝光设备，所述曝光设备采用本发明提供的上述掩模板。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的掩模板，其上表面设有第一掩模图案，下表面设有第二掩模图案，可以减少光刻胶的实际曝光区超出掩模板的透光区的幅度，从而可以使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板上的图案，使显影后的图案更精细，有助于使曝光工艺更加精细化。

本发明提供的掩模板的制备方法，其制备出的掩模板可以减少光刻胶的实际曝光区超出掩模板的透光区的幅度，从而可以使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板上的图案，使显影后的图案更精细，有助于使曝光工艺更加精细化。

本发明提供的曝光设备，其采用本发明提供的上述掩模板，可以减少光刻胶的实际曝光区超出掩模板的透光区的幅度，从而可以使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板上的图案，使显影后的图案更精细，有助于使曝光工艺更加精细化。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有掩模板的示意图；

图2为本发明第一个实施方式提供的掩模板的示意图；

图3为光线穿过图2所示掩模板对光刻胶进行曝光的示意图；

图4为本发明第二个实施方式提供的掩模板的示意图；

图5为光线穿过图4所示掩模板对光刻胶进行曝光的示意图。

其中，附图标记：

1：掩模板；10：衬底基板；11：不透光层；12：第一掩膜图案；13：第二掩膜图案；a：不透光区；b：透光区。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种掩模板的多个实施方式，图2为本发明第一个实施方式提供的掩模板的示意图。如图2所示，在本实施方式中，所述掩模板1包括衬底基板10，以及分别形成在所述衬底基板10的上表面的第一掩模图案12和形成在所述衬底基板10的下表面的第二掩模图案13；所述第一掩模图案12包括透光区b和不透光区a，所述第二掩模图案13包括透光区b和不透光区a。并且，所述第一掩模图案12的透光区b在所述第二掩模图案13所在平面内的投影位于所述第二掩模图案13的不透光区a之外，且位于所述第二掩模图案13的透光区b之内，即：第一掩模图案12的透光区b与第二掩模图案13的透光区b对应，且第二掩模图案13的透光区b大于所述第一掩模团12的透光区b。此外，所述第二掩模图案13的不透光区a能遮蔽在第一掩模图案12处发生衍射的至少部分光线，避免其自第二掩模图案13的透光区b射出。

在本实施方式中，就第一掩模图案12的不透光区a和第二掩模图案13的不透光区a而言，所谓“不透光”是指在第一掩模图案12的不透光区a和第二掩模图案13的不透光区a的透光率低至接近或等于0。

如图3所示，在采用本发明实施方式提供的掩模板1对光刻胶进行曝光时，光线会在经过掩模板1的上表面和下表面时分别发生一次衍射。

具体地，在光线射至掩模板1的上表面时，在第一掩模图案12的不透光区a的边缘处，也即透光区b的边缘处，射向下方的光线会发生衍射，其中，第一部分光线的传播方向会向外偏移，照射在位于掩模板1下表面的第二掩模图案13的不透光区a和透光区b上，第二部分光线(即第一部分之外的光线)会保持原传播方向，射向掩模板1的下表面，并自第二掩模图案13的透光区b穿过，照射向光刻胶区域。

在上述光线在射至掩模板1的下表面时，在第二掩模图案13的不透光区a的边缘处，也即透光区b的边缘处，也会发生衍射，其中部分光线的传播方向会向外偏移，照射在第二掩模图案13的不透光区a和/或透光区b(具体由第二掩模图案13的不透光区a的宽度而定)所对应的光刻胶区域。

本实施方式中，光线在经过掩模板1的上表面时发生一次衍射，该衍射使部分光线射向掩模板1的下表面上的第二掩模图案13的不透光区a，而第二掩模图案13的不透光区a将该部分光线遮蔽，避免其自第二掩模图案的透光区b射向光刻胶区域，这样可以减少第一掩模图案12的不透光区a对应的光刻胶区域中被光线照射的区域，并降低照射至该部分区域的光线的强度，从而减少光刻胶的曝光区超出第一掩模图案12的透光区b的幅度，使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板1上的第一掩模图案12的透光区b，使显影后的图案更精细，有助于提高曝光的精细度，以及使曝光工艺更加精细化，最终实现提高显示装置的像素密度。

根据上述可知，本实施方式中，光刻胶区域被曝光的图案实际为第一掩模图案12上，第二掩模图案13的不透光区用于提高曝光的精度。与现有技术相比，本实施方式中第一掩模图案12设置在衬底基板10的上表面，其距离光刻胶的距离更远，在此情况下，光线在第一掩模图案12处发生衍射的光线可以照射的光刻胶区域的范围更广，因此，在实际中，通过设置第二掩模图案13，使其不透光区能遮蔽较多的光线，且高于因第一掩模图案12距离光刻胶区域更远而导致的照射至第一掩模图案12的不透光区a所对应的光刻胶区域的光线增加的幅度，从而，使照射至第一掩模图案12的不透光区a所对应的光刻胶区域的光线更少，且强度更低，以获得相对现有技术在曝光精度上的改善。

所述第一掩模图案12、第二掩模图案13可以均通过光刻工艺制备。具体地，可以首先在衬底基板10的一侧制备第一掩模图案12，在第一掩膜图案12制备完成之后，在衬底基板10的另一侧制备第二掩模图案13。

进一步地，可以通过以下方法制备第一掩模图案12：首先，在衬底基板10上沉积一层不透光材料；其次，在所沉积的不透光材料上涂布光刻胶；第三步，对所涂布的光刻胶进行曝光，并显影，使部分区域的光刻胶去除，该区域的不透光材料暴露；第四步，进行刻蚀，将暴露区域的不透光材料刻蚀掉；第五步，将剩余的光刻胶剥离；最终获得所需的第一掩模图案12。

在上述第一掩模图案12制备完成后，可以通过类似的方法在衬底基板10的另一侧制备第二掩模图案13。具体地，所述第一掩模图案12的不透光区a和第二掩模图案13的不透光区a的材料为金属氧化物。进一步地，所述第一掩模图案12的不透光区a和第二掩模图案13的不透光区a的材料为氧化铬。

在本实施方式中，优选地，所述第一掩模图案12的不透光区a不反光，或者，所述第二掩模图案13的不透光区a不反光。所谓“不反光”是指反射率低至接近或等于0。这样设置可以避免经第一次衍射而照射向位于掩模板1下表面的光线再次反射，并射向第一掩模图案12的不透光区a所对应的光刻胶区域，从而可以减少第一掩模图案12的不透光区a对应的光刻胶区域内被光照射的区域，和/或，降低第一掩模图案12的不透光区a对应、且被光线照射的光刻胶区域被光线照射的强度，进而降低光刻胶的曝光区超出第一掩模图案12的透光区b的幅度，使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板1上的第一掩模图案12的透光区b，从而使显影后的图案更精细，提高曝光的精细度，使曝光工艺更加精细化。

例如，在第一掩模图案12的不透光区a不反光时，经第一次衍射而照射向第二掩模图案13的不透光区a的光线经第二掩模图案13的不透光区a的反射后，一部分会射向第一掩模图案12的不透光区a，该部分光线会被第一掩模图案12的不透光区a吸收，另一部分光线会经掩模板1的透光区向上射出，该部分光线对光刻胶的曝光不会产生影响，从而使第一次衍射中射向第二掩模图案13的不透光区a的光线不会照射到光刻胶，特别是第一掩模图案12的不透光区a对应的光刻胶区域内。

又例如，在第二掩模图案13的不透光区a不反光时，经第一次衍射而照射向第二掩模图案13的不透光区a的光线会直接被第二掩模图案13的不透光区a吸收，从而使照射向第二掩模图案13的不透光区a的光线不会照射到光刻胶，特别是第一掩模图案12的不透光区a对应的光刻胶区域内。

当然，第一掩模图案12的不透光区a和第二掩模图案13的不透光区a可以均不反光，这样可以在第一掩模图案12的不透光区a和第二掩模图案13的不透光区a的反射率不等于0时，将照射向位于掩模板1下表面的不透光区的光线更彻底的吸收，从而最大程度地避免第一次衍射中照射向第二掩模图案13的不透光区a的光线照射到光刻胶，特别是第一掩模图案12的不透光区a对应的光刻胶区域内。

图4为本发明第二个实施方式提供的掩模板的示意图。如图4所示，在本实施方式中，所述掩模板1包括衬底基板10，以及分别形成在所述衬底基板10的上表面的第一掩模图案12和形成在所述衬底基板10的下表面的第二掩模图案13；所述第一掩模图案12包括透光区b和不透光区a，所述第二掩模图案13包括透光区b和不透光区a。并且，所述第一掩模图案12的透光区b在所述第二掩模图案13所在平面内的投影位于所述第二掩模图案13的不透光区a之外，且与所述第二掩模图案13的透光区b重合。此外，所述第二掩模图案13的不透光区a能遮蔽在第一掩模图案12处发生衍射的至少部分光线，避免其自第二掩模图案13的透光区b射出。

在本实施方式中，所谓“不透光”同样指在第一掩模图案12的不透光区a和第二掩模图案13的不透光区a的透光率低至接近或等于0。

如图5所示，在采用本发明实施方式提供的掩模板1对光刻胶进行曝光时，光线会在经过掩模板1的上表面和下表面时分别发生一次衍射。

具体地，在光线射至掩模板1的上表面时，在第一掩模图案12的不透光区a的边缘处，也即透光区b的边缘处，射向下方的光线会发生衍射，其中，第一部分光线的传播方向会向外偏移，照射在位于掩模板1下表面的第二掩模图案13的不透光区a上，第二部分光线(即第一部分之外的光线)会保持原传播方向，射向掩模板1的下表面。

第二部分光线在射至掩模板1的下表面时，在第二掩模图案13的不透光区a的边缘处，也即透光区b的边缘处，也会发生衍射，其中部分光线的传播方向会向外偏移，照射在第二掩模图案13的不透光区a所对应的光刻胶区域，而另一部分光线则会保持原传播方向，射向第二掩模图案13的透光区b所对应的光刻胶区域。

与现有技术相比，本实施方式中，光线在经过掩模板1的上表面时发生一次衍射，该衍射使部分光线射向掩模板1的下表面上的第二掩模图案13的不透光区a，从而使在掩模板1的下表面发生衍射的光线减少，这样可以降低照射向与第二掩膜图案13的不透光区a对应的光刻胶区域的光线的强度，从而使第二掩膜图案13的不透光区a所对应，且被光线照射的区域中，光线强度足以将光刻胶曝光的区域减少，这样就减少了光刻胶的曝光区超出掩模板1的透光区的幅度，从而使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板1上的图案，使显影后的图案更精细，有助于提高曝光的精细度，以及使曝光工艺更加精细化，最终实现提高显示装置的像素密度。

综上所述，本发明上述实施方式提供的掩模板1，其上表面设有第一掩模图案12，下表面设有第二掩模图案13，可以减少光刻胶的实际曝光区超出掩模板1的透光区的幅度，从而可以使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板1上的图案，使显影后的图案更精细，有助于使曝光工艺更加精细化。

本发明还提供一种掩膜版的制备方法的实施方式，所述掩模板为上述实施方式提供的掩模板。在本实施方式中，所述掩模板的制备方法包括：

在衬底基板的一侧表面制备第一掩模图案的步骤，所述第一掩模图案包括透光区和不透光区；

在衬底基板的与第一掩模图案所在面相对的另一侧表面制备第二掩模图案的步骤；所述第二掩模图案包括透光区和不透光区，且所述述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影位于所述第二掩模图案的不透光区之外。

本实施方式提供的掩模板的制备方法，制备出的掩模板可以减少光刻胶的实际曝光区超出掩模板的透光区的幅度，从而可以使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板上的图案，使显影后的图案更精细，有助于使曝光工艺更加精细化。

优选地，所述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影与所述第二掩模图案的透光区重合。这样可以最大程度地将在掩模板的上表面发生衍射的光线遮蔽，从而提高曝光工艺的精细度。

本发明还提供一种曝光设备的实施方式，在本实施方式中，所述曝光设备采用本发明上述实施方式提供的掩模板。

本发明实施方式提供的曝光设备，其采用本发明上述实施方式提供的掩模板，可以减少光刻胶的实际曝光区超出掩模板的透光区的幅度，从而可以使光刻胶的被曝光区域的图案更趋近掩模板上的图案，使显影后的图案更精细，有助于使曝光工艺更加精细化。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种掩模板，其特征在于，包括衬底基板，以及分别形成在所述衬底基板的上表面的第一掩模图案和形成在所述衬底基板的下表面的第二掩模图案；

所述第一掩模图案包括透光区和不透光区，所述第二掩模图案包括透光区和不透光区，且所述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影位于所述第二掩模图案的不透光区之外；所述第二掩模图案的不透光区能遮蔽在第一掩模图案处发生衍射的至少部分光线，避免其自第二掩模图案的透光区射出。

2.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影与所述第二掩模图案的透光区重合。

3.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述第一掩模图案、第二掩模图案均通过光刻工艺制备。

4.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述第一掩模图案的不透光区不反光，或者，

所述第二掩模图案的不透光区不反光。

5.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述第一掩模图案的不透光区和第二掩模图案的不透光区均不反光。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的掩模板，其特征在于，所述第一掩模图案的不透光区和第二掩模图案的不透光区的材料为金属氧化物。

7.根据权利要求6所述的掩模板，其特征在于，所述第一掩模图案的不透光区和第二掩模图案的不透光区的材料为氧化铬。

8.权利要求1～7任意一项所述的掩模板的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底基板的一侧表面制备第一掩模图案的步骤，所述第一掩模图案包括透光区和不透光区；

在衬底基板的与第一掩模图案所在面相对的另一侧表面制备第二掩模图案的步骤；所述第二掩模图案包括透光区和不透光区，且所述述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影位于所述第二掩模图案的不透光区之外。

9.根据权利要求8所述的掩模板的制备方法，其特征在于，所述第一掩模图案的透光区在所述第二掩模图案所在平面内的投影与所述第二掩模图案的透光区重合。

10.一种曝光设备，其特征在于，所述曝光设备采用权利要求1～7任意一项所述的掩模板。