CN105137709B - 掩膜版及其制造方法、制造装置、掩膜版的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩膜版及其制造方法、制造装置、掩膜版的使用方法，属于显示技术领域。该制造方法包括：在不透光基板上形成透光区域，所述不透光基板上除所述透光区域外的区域为遮光区域，所述透光区域的开口边缘呈齿形。本发明解决了产品的良率较低的问题，实现提高产品的良率的效果，用于显示装置。

Description

掩膜版及其制造方法、制造装置、掩膜版的使用方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种掩膜版及其制造方法、制造装置、掩膜版的使用方法。

背景技术

液晶显示器(英文：Liquid Cystal Display；简称：LCD)是一种平面超薄的显示设备。在LCD的光刻工艺中，需要使用掩膜版进行图形制作。

现有技术中有一种掩膜版，该掩膜版的结构如图1所示，包括遮光区域01和透光区域02，透光区域02的开口边缘呈圆形。使用掩膜版进行图形制作的过程为：将电子束或激光作为光源，使该光源通过掩膜版对涂覆有光刻胶的衬底基板进行曝光，衬底基板上的光刻胶感光后，再经过显影和刻蚀，形成图形。由于入射光线的波长与掩膜版的透光区域的尺寸相当，所以光线在传播过程中会出现菲涅尔衍射现象。其中，菲涅尔衍射现象指的是光源和观察点(即待形成图形的衬底基板上的点)距离障碍物(即掩膜版)为有限远时的衍射现象。

由于上述掩膜版的开口边缘呈圆形，透光区域到遮光区域的过渡较大，在菲涅尔衍射现象存在的情况下，入射光线的强度(即光强)在透光区域的边缘分布的均匀度较低，透光区域的边缘区域存在灰阶区域，灰阶区域使形成在衬底基板上的图形的边缘的清晰度较低，图形的边缘存在较大的剥落风险，直接影响衬底基板上的图形质量，因此，产品的良率较低。

发明内容

为了解决产品的良率较低的问题，本发明提供了一种掩膜版及其制造方法、制造装置、掩膜版的使用方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种掩膜版的制造方法，所述方法包括：

在不透光基板上形成透光区域，所述不透光基板上除所述透光区域外的区域为遮光区域，所述透光区域的开口边缘呈齿形。

可选的，所述在不透光基板上形成透光区域，包括：

获取预设的区域形状参数，所述区域形状参数是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和极坐标公式确定的，所述极坐标公式用于描述不同齿形的形状参数的关系；

根据所述区域形状参数在所述不透光基板上形成所述透光区域。

可选的，所述获取预设的区域形状参数，包括：

确定待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形；

获取所述目标齿形对应的目标极坐标公式；

根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和所述目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的所述待形成的透光区域的区域形状参数，所述区域形状参数包括所述目标齿形的齿长和所述待形成的透光区域的开口的半径；

将所述待形成的透光区域的区域形状参数确定为所述预设的区域形状参数；

其中，所述圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

所述I_p为所述实际入射光强的振幅，所述I₀为所述初始入射光强的振幅，所述D为入射光强的振幅的衰减系数，所述J₀为零阶贝塞尔函数，所述F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，所述a为所述待形成的透光区域的开口的半径，所述L为所述掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，所述λ为入射光线的波长，所述ρ为所述待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到所述投影圆的距离，所述投影圆为所述待形成的透光区域在所述待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，所述M为入射光线的垂直系数。

可选的，

所述目标齿形为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形。

可选的，当所述目标齿形为正弦齿形时，所述目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，所述θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，所述r(θ)为所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，所述β为所述目标齿形的齿长，所述m为调制系数；

所述根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和所述目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的所述待形成的透光区域的区域形状参数，包括：

根据所述目标极坐标公式确定所述ρ的表达式；

将所述ρ的表达式代入所述圆孔菲涅尔衍射光强公式中，得到所述实际入射光强的振幅I_p与所述初始入射光强的振幅I₀的目标关系式；

根据所述目标关系式确定所述实际入射光强的振幅I_p等于所述初始入射光强的振幅I₀时的所述待形成的透光区域的所述目标齿形的齿长β和所述待形成的透光区域的开口的半径a；

其中，所述ρ的表达式为：

ρ＝r(θ)-a＝aβsin(mθ)；

所述目标关系式为：

I_P＝I₀{1-2J₀(2Fπβsin(mθ))cos[(1+β²sin²(mθ))Fπ]+J₀ ²(2Fπβsin(mθ))}。

第二方面，提供了一种掩膜版的制造装置，所述装置包括：

形成单元，用于在不透光基板上形成透光区域，所述不透光基板上除所述透光区域外的区域为遮光区域，所述透光区域的开口边缘呈齿形。

可选的，所述形成单元，包括：

获取子单元，用于获取预设的区域形状参数，所述区域形状参数是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和极坐标公式确定的，所述极坐标公式用于描述不同齿形的形状参数的关系；

形成子单元，用于根据所述区域形状参数在所述不透光基板上形成所述透光区域。

可选的，所述获取子单元，包括：

第一确定模块，用于确定待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形；

第一获取模块，用于获取所述目标齿形对应的目标极坐标公式；

第二确定模块，用于根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和所述目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的所述待形成的透光区域的区域形状参数，所述区域形状参数包括所述目标齿形的齿长和所述待形成的透光区域的开口的半径；

第三确定模块，用于将所述待形成的透光区域的区域形状参数确定为所述预设的区域形状参数；

其中，所述圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

所述I_p为所述实际入射光强的振幅，所述I₀为所述初始入射光强的振幅，所述D为入射光强的振幅的衰减系数，所述J₀为零阶贝塞尔函数，所述F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，所述a为所述待形成的透光区域的开口的半径，所述L为所述掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，所述λ为入射光线的波长，所述ρ为所述待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到所述投影圆的距离，所述投影圆为所述待形成的透光区域在所述待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，所述M为入射光线的垂直系数。

可选的，

所述目标齿形为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形。

可选的，当所述目标齿形为正弦齿形时，所述目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，所述θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，所述r(θ)为所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，所述β为所述目标齿形的齿长，所述m为调制系数；

所述第二确定模块用于：

根据所述目标极坐标公式确定所述ρ的表达式；

将所述ρ的表达式代入所述圆孔菲涅尔衍射光强公式中，得到所述实际入射光强的振幅I_p与所述初始入射光强的振幅I₀的目标关系式；

根据所述目标关系式确定所述实际入射光强的振幅I_p等于所述初始入射光强的振幅I₀时的所述待形成的透光区域的所述目标齿形的齿长β和所述待形成的透光区域的开口的半径a；

其中，所述ρ的表达式为：

ρ＝r(θ)-a＝aβsin(mθ)；

所述目标关系式为：

I_P＝I₀{1-2J₀(2Fπβsin(mθ))cos[(1+β²sin²(mθ))Fπ]+J₀ ²(2Fπβsin(mθ))}。

第三方面，提供了一种掩膜版，所述掩膜版包括：

不透光基板；

所述不透光基板上形成有透光区域，所述不透光基板上除所述透光区域外的区域为遮光区域，所述透光区域的开口边缘呈齿形。

可选的，所述透光区域是根据预设的区域形状参数在所述不透光基板上形成的，所述预设的区域形状参数是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的待形成的透光区域的形状参数，所述目标极坐标公式是所述待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形时对应的极坐标公式；

其中，所述圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

所述I_p为所述实际入射光强的振幅，所述I₀为所述初始入射光强的振幅，所述D为入射光强的振幅的衰减系数，所述J₀为零阶贝塞尔函数，所述F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，所述a为所述待形成的透光区域的开口的半径，所述L为所述掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，所述λ为入射光线的波长，所述ρ为所述待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到所述投影圆的距离，所述投影圆为所述待形成的透光区域在所述待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，所述M为入射光线的垂直系数。

可选的，

所述待形成的透光区域的开口边缘的形状为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形。

可选的，

当所述待形成的透光区域的开口边缘的形状为正弦齿形时，所述目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，所述θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，所述r(θ)为所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，所述β为所述待形成的透光区域的开口边缘的形状的齿长，所述m为调制系数。

第四方面，提供了一种掩膜版的使用方法，所述掩膜版为第三方面所述的掩膜版，所述方法包括：

采用目标波长的入射光线通过所述掩膜版的透光区域对待形成图形的衬底基板进行曝光，所述目标波长为根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的波长，所述目标极坐标公式为待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形时对应的极坐标公式。

本发明提供了一种掩膜版及其制造方法、制造装置、掩膜版的使用方法，由于该掩膜版的不透光基板上形成有透光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形，相较于现有技术，透光区域到遮光区域的过渡更小，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，提高了衬底基板上的图形质量，因此，提高了产品的良率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中一种掩膜版的结构示意图；

图2-1是本发明实施例提供的一种掩膜版的制造方法的流程图；

图2-2是本发明实施例提供的一种形成透光区域的流程图；

图2-3是本发明实施例提供的掩膜版和待形成图形的衬底基板的结构示意图；

图2-4是本发明实施例提供的一种获取预设的区域形状参数的流程图；

图2-5是本发明实施例提供的一种确定区域形状参数的流程图；

图2-6是本发明实施例提供的一种透光区域的开口边缘的形状为方齿形的掩膜版的结构示意图；

图2-7是本发明实施例提供的一种透光区域的开口边缘的形状为锯齿形的掩膜版的结构示意图；

图2-8是本发明实施例提供的一种透光区域的开口边缘的形状为正弦齿形的掩膜版的结构示意图；

图2-9是本发明实施例提供的一种透光区域的开口边缘的形状为高斯齿形的掩膜版的结构示意图；

图2-10是图1所示的掩膜版对应的入射光线的强度的分布示意图；

图2-11是本发明实施例提供的一种掩膜版对应的入射光线的强度的分布示意图；

图3-1是本发明实施例提供的一种掩膜版的制造装置的结构示意图；

图3-2是本发明实施例提供的一种形成单元的结构示意图；

图3-3是本发明实施例提供的一种获取子单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种掩膜版的使用方法的流程图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种掩膜版的制造方法，如图2-1所示，该方法包括：

步骤201、在不透光基板上形成透光区域，该不透光基板上除透光区域外的区域为遮光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形。

综上所述，本发明实施例提供的掩膜版的制造方法，由于该掩膜版的不透光基板上形成有透光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形，相较于现有技术，透光区域到遮光区域的过渡更小，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，提高了衬底基板上的图形质量，因此，提高了产品的良率。

可选的，如图2-2所示，步骤201包括：

步骤2011、获取预设的区域形状参数。

区域形状参数是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和极坐标公式确定的。极坐标公式用于描述不同齿形的形状参数的关系。其中，区域形状参数包括目标齿形的齿长β和待形成的透光区域的开口的半径a。目标齿形为待形成的透光区域的开口边缘的形状，即对圆形的开口边缘进行调制后的形状。可选的，目标齿形为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形。示例的，当目标齿形为方齿形时，区域形状参数包括方齿形的齿长β和待形成的开口边缘为方齿形的透光区域的开口的半径a；当目标齿形为锯齿形时，区域形状参数包括锯齿形的齿长β和待形成的开口边缘为锯齿形的透光区域的开口的半径a；当目标齿形为正弦齿形时，区域形状参数包括正弦齿形的齿长β和待形成的开口边缘为正弦齿形的透光区域的开口的半径a；当目标齿形为高斯齿形时，区域形状参数包括高斯齿形的齿长β和待形成的开口边缘为高斯齿形的透光区域的开口的半径a。而极坐标的思想为利用方向和距离来确定平面即掩膜版上点的位置。

其中，圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

I_p为实际入射光强的振幅，I₀为初始入射光强的振幅，D为入射光强的振幅的衰减系数，J₀为零阶贝塞尔函数，F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，a为待形成的透光区域的开口的半径，L为掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，λ为入射光线的波长，ρ为待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到投影圆的距离，投影圆为待形成的透光区域在待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，M为入射光线的垂直系数。当入射光线垂直掩膜版时，M＝1。当入射光强的振幅衰减系数D＝1，待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到投影圆的距离ρ＝0时，即该任意一点为投影圆上的一点，则上述圆孔菲涅尔衍射光强公式转化为：

I_P＝I₀{2-2cos(πF)}；

其中，I_p为实际入射光强的振幅，I₀为初始入射光强的振幅，F为菲涅尔系数。

图2-3示出了掩膜版001和待形成图形的衬底基板002的示意图。其中，0021所指示的圆为掩膜版001待形成的透光区域003在待形成图形的衬底基板002上的投影对应的圆。ρ为待形成图形的衬底基板002上投影圆0021之外的任意一点M到投影圆0021的距离。L为掩膜版001与待形成图形的衬底基板002的距离。a为掩膜版001待形成的透光区域003的开口的半径。

当掩膜版上待形成的透光区域的开口边缘的形状为圆形，也就是开口边缘未被调制，则目标齿形的齿长β＝0。此时，掩膜版上透光区域的开口满足圆孔菲涅尔衍射光强公式。

具体的，如图2-4所示，步骤2011包括：

步骤2011a、确定待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形。

需要说明的是，该目标齿形除了可以为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形等齿形外，还可以为其他齿形，本发明实施例对此不作限定。

步骤2011b、获取目标齿形对应的目标极坐标公式。

假设目标齿形上任意一点的极径即待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度为r(θ)，其中，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，则当掩膜版的透光区域的开口边缘为圆形，即开口边缘无调制时，存在r(θ)|_β＝0≡a，又由于ρ＝r(θ)-a，那么圆孔菲涅尔衍射光强公式又可以转化为：

其中，I_p为实际入射光强的振幅，I₀为初始入射光强的振幅，J₀为零阶贝塞尔函数， F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，a为待形成的透光区域的开口的半径，L为掩膜版与待形成 图形的衬底基板的距离，λ为入射光线的波长，M为入射光线的垂直系数，θ为平面坐标系中 的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，r(θ)为待形 成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度。因此，为了使实际入射光强的振幅 I_p与初始入射光强的振幅I₀相等，仅需要即可。也 就是使为J₀的任意阶零点即可。本发明实施例将设置为T。

需要说明的是，不同的目标齿形对应的目标极坐标公式不同，如方齿形的目标极坐标公式和锯齿形的目标极坐标公式不同，锯齿形的目标极坐标公式和正弦齿形的目标极坐标公式不同，正弦齿形的目标极坐标公式和高斯齿形的目标极坐标公式不同。当目标齿形为正弦齿形时，目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，r(θ)为待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，β为目标齿形即正弦齿形的齿长，m为调制系数，m为大于0的正整数。由于r(θ)>a，所以θ的取值范围为(0，π/2)。

步骤2011c、根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的待形成的透光区域的区域形状参数。

以目标齿形为正弦齿形为例，区域形状参数包括正弦齿形的齿长β和待形成的开口边缘为正弦齿形的透光区域的开口的半径a。相应的，如图2-5所示，步骤2011c包括：

2011c1、根据目标极坐标公式确定ρ的表达式。

由于正弦齿形对应的目标极坐标公式为：r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]，则可以根据该目标极坐标公式确定待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到投影圆的距离ρ的表达式。ρ的表达式为：

ρ＝r(θ)-a＝aβsin(mθ)；

其中，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，r(θ)为待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，β为目标齿形即正弦齿形的齿长，m为调制系数。

2011c2、将ρ的表达式代入圆孔菲涅尔衍射光强公式中，得到实际入射光强的振幅I_p与初始入射光强的振幅I₀的目标关系式。

通过步骤2011c1，得到待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到投影圆的距离ρ的表达式，则将ρ的表达式再代入圆孔菲涅尔衍射光强公式中有实际入射光强的振幅I_p与初始入射光强的振幅I₀的目标关系式：

I_P＝I₀{1-2J₀(2Fπβsin(mθ))cos[(1+β²sin²(mθ))Fπ]+J₀ ²(2Fπβsin(mθ))}；

其中，I_p为实际入射光强的振幅，I₀为初始入射光强的振幅，J₀为零阶贝塞尔函数，F为菲涅尔系数，β为目标齿形即正弦齿形的齿长，m为调制系数，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度。

2011c3、根据目标关系式确定实际入射光强的振幅I_p等于初始入射光强的振幅I₀时的待形成的透光区域的目标齿形的齿长β和待形成的透光区域的开口的半径a。

由于实际应用中，β的值很小，β为a的一阶小量，β²为a的二阶小量，所以，β²sin²(mθ)的值趋近于0。则实际入射光强的振幅I_p与初始入射光强的振幅I₀的目标关系式可以简化为：

I_P＝I₀{1-2J₀(2Fπβsin(mθ))cos[Fπ]+J₀ ²(2Fπβsin(mθ))}；

其中，I_p为实际入射光强的振幅，I₀为初始入射光强的振幅，J₀为零阶贝塞尔函数，F为菲涅尔系数，β为目标齿形的齿长，m为调制系数，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度。那么，为了使实际入射光强的振幅I_p与初始入射光强的振幅I₀相等，仅需要J₀(2Fπβsin(mθ))＝0即可。

为了便于计算，令m＝1。然后使θ的取值范围为(0，2/π)，对θ进行积分，即可进一步得到J₀(-2Fπβ)，即J₀(2Fπβ)。其中，F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，a为待形成的透光区域的开口的半径，L为掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，λ为入射光线的波长，β为目标齿形即正弦齿形的齿长。

由J₀(2Fπβ)可知，当目标齿形为正弦齿形时，通过调节待形成的透光区域的开口的半径a、入射光线的波长λ、正弦齿形的齿长β的值，使零阶贝塞尔函数J₀取其零点值，也就是让Fβ的值为特定值，实际入射光强的振幅I_p才与初始入射光强的振幅I₀相等，掩膜版的透光区域的开口边缘的菲涅尔衍射现象才可以被完全抑制。因此，在制造掩膜版时，根据待形成的透光区域的开口的半径a的值和正弦齿形的齿长β的值能够在不透光基板上形成开口边缘为正弦齿形的透光区域，从而达到提高衬底基板上的图形的质量，提高产品良率的效果。在使用掩膜版时，采用入射光线的波长为λ的光线通过掩膜版的透光区域对待形成图形的衬底基板进行曝光，也可以达到提高衬底基板上图形的质量，提高产品良率的效果。

步骤2011d、将待形成的透光区域的区域形状参数确定为预设的区域形状参数。

将步骤2011c中确定的待形成的透光区域的目标齿形的齿长β和待形成的透光区域的开口的半径a等区域形状参数确定为预设的区域形状参数。

步骤2012、根据区域形状参数在不透光基板上形成透光区域。

根据确定的待形成的透光区域的目标齿形的齿长β和待形成的透光区域的开口的半径a等区域形状参数在不透光基板上形成所需要的透光区域。

需要补充说明的是，实际应用中，由于制造出来的掩膜版的形状参数，可能会与计算得到的区域形状参数存在一定的误差，因此，本发明实施例中提供的正弦齿形对应的目标极坐标公式还可以表示为：

r(θ)＝a[1+βsin(m₁θ)sin(mθ)]；

其中，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，r(θ)为待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，β为目标齿形即正弦齿形的齿长，m为调制系数，m为大于0的正整数，m₁为误差系数。令待形成的透光区域的开口边缘上的点的入射光强振幅为A(0)，由于在掩膜版的透光区域的开口边缘的菲涅尔衍射现象消除的情况下，存在A(0)＝1，本发明实施例令abs(A(0)-1)≤0.05，也就是允许透光区域的开口边缘的光强波动小于0.05，根据J₀(2Fπβ)可以确定此时只需要满足：abs(πβF-T)≤0.05，其中，F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，a为待形成的透光区域的开口的半径，L为掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，λ为入射光线的波长，β为目标齿形即正弦齿形的齿长，T为零阶贝塞尔函数J₀的任意阶零点，如J₀的第一零点为2.4048，则T为2.4048。因此，通过调节待形成的透光区域的开口的半径a、正弦齿形的齿长β、掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离L的值，使这三个值满足abs(πβF-T)≤0.05，即可忽略掩膜版上透光区域开口边缘的菲涅尔衍射现象。

图2-6示出了使用该掩膜版的制造方法制造出来的透光区域的开口边缘的形状为方齿形的掩膜版；图2-7示出了使用该掩膜版的制造方法制造出来的透光区域的开口边缘的形状为锯齿形的掩膜版；图2-8示出了使用该掩膜版的制造方法制造出来的透光区域的开口边缘的形状为正弦齿形的掩膜版；图2-9示出了使用该掩膜版的制造方法制造出来的透光区域的开口边缘的形状为高斯齿形的掩膜版。图2-6至图2-9中，800为不透光基板，801为透光区域，802为遮光区域。

需要补充说明的是，图1示出了现有技术中的一种掩膜版的结构示意图。图2-10示出了图1对应的半径为15um(微米)的透光区域的掩膜版和入射光线的强度的分布示意图。图2-10中，横坐标表示掩膜版上任意一点的位置，如0表示透光区域的圆心，纵坐标表示入射光线的强度。矩形方框表示未出现菲涅尔衍射现象时，入射光线的强度分布曲线，曲线A表示出现非涅尔衍射现象时，入射光线的强度分布曲线。图2-10中，光源与掩膜版的距离为200um，入射光线的波长为365nm(纳米)。由图2-10可知，透光区域的边缘区域为灰阶区域(Gray zone)，也就是该边缘区域为到透光区域的圆心的距离大于5um且小于25um的环形区域。现有技术中的掩膜版由于灰阶区域的存在，严重制约着透光区域的开口设计，无法达到较小的透光区域的开口。此外，由于现有的光刻胶的感光性存在差异，因此，相同工艺条件下，生产的不同的光刻胶图案存在较大的差异，严重影响光刻胶的通用性。而本发明实施例提供的掩膜版的制造方法，将掩膜版的透光区域的开口边缘调制呈齿形，相较于现有的圆形开口边缘，透光区域到遮光区域的过渡更小，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高。实现的线宽更小，且能够大幅度减少对光刻工艺中涉及到的光刻胶材料的依赖程度，提高边缘工艺技术，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，降低了图形边缘存在剥落的风险，提高了衬底基板上的图形质量。图2-11示例性地示出了使用该掩膜版的制造方法制造出来的掩膜版，在光刻工艺中进行图形制作时，半径为15um的透光区域的掩膜版和入射光线的强度的分布示意图。由图2-11可知，透光区域的边缘区域不存在灰阶区域，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高。图2-11中的横纵坐标等其他说明可以参考图2-10中的说明。此外，使用该掩膜版的制造方法制造出来的掩膜版，适用于制造LCD的面板的工艺，尤其适用于制造彩膜基板或阵列基板时需要用到掩膜版的工艺。

综上所述，本发明实施例提供的掩膜版的制造方法，由于该掩膜版的不透光基板上形成有透光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形，相较于现有技术，透光区域到遮光区域的过渡更小，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，提高了衬底基板上的图形质量，因此，提高了产品的良率。

本发明实施例提供了一种掩膜版的制造装置，如图3-1所示，该装置包括：

形成单元301，用于在不透光基板上形成透光区域，该不透光基板上除透光区域外的区域为遮光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形。

综上所述，本发明实施例提供的掩膜版的制造装置，由于该掩膜版的不透光基板上形成有透光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形，相较于现有技术，透光区域到遮光区域的过渡更小，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，提高了衬底基板上的图形质量，因此，提高了产品的良率。

具体的，如图3-2所示，形成单元301，包括：

获取子单元3011，用于获取预设的区域形状参数，该区域形状参数是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和极坐标公式确定的，该极坐标公式用于描述不同齿形的形状参数的关系。

形成子单元3012，用于根据区域形状参数在不透光基板上形成透光区域。

进一步的，如图3-3所示，获取子单元3011，包括：

第一确定模块3011a，用于确定待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形。可选的，目标齿形为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形。

第一获取模块3011b，用于获取目标齿形对应的目标极坐标公式。

第二确定模块3011c，用于根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的待形成的透光区域的区域形状参数。该区域形状参数包括目标齿形的齿长和待形成的透光区域的开口的半径。

第三确定模块3011d，用于将待形成的透光区域的区域形状参数确定为预设的区域形状参数。

其中，圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

I_p为实际入射光强的振幅，I₀为初始入射光强的振幅，D为入射光强的振幅的衰减系数，J₀为零阶贝塞尔函数，F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，a为待形成的透光区域的开口的半径，L为掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，λ为入射光线的波长，ρ为待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到投影圆的距离，投影圆为待形成的透光区域在待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，M为入射光线的垂直系数。

当目标齿形为正弦齿形时，目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，r(θ)为待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，β为目标齿形的齿长，m为调制系数。

具体的，第二确定模块3011c用于：

根据目标极坐标公式确定ρ的表达式；将ρ的表达式代入圆孔菲涅尔衍射光强公式中，得到实际入射光强的振幅I_p与初始入射光强的振幅I₀的目标关系式；根据目标关系式确定实际入射光强的振幅I_p等于初始入射光强的振幅I₀时的待形成的透光区域的目标齿形的齿长β和待形成的透光区域的开口的半径a。

其中，ρ的表达式为：

ρ＝r(θ)-a＝aβsin(mθ)；

目标关系式为：

I_P＝I₀{1-2J₀(2Fπβsin(mθ))cos[(1+β²sin²(mθ))Fπ]+J₀ ²(2Fπβsin(mθ))}。

需要补充说明的是，实际应用中，由于制造出来的掩膜版的形状参数，可能会与计算得到的区域形状参数存在一定的误差，因此，本发明实施例中提供的正弦齿形对应的目标极坐标公式还可以表示为：

r(θ)＝a[1+βsin(m₁θ)sin(mθ)]；

其中，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，r(θ)为待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，β为目标齿形即正弦齿形的齿长，m为调制系数，m为大于0的正整数，m₁为误差系数。令待形成的透光区域的开口边缘上的点的入射光强振幅为A(0)，由于在完全抑制掩膜版的透光区域的开口边缘的菲涅尔衍射现象的情况下，存在A(0)＝1，本发明实施例令abs(A(0)-1)≤0.05，也就是允许透光区域的开口边缘的光强波动小于0.05，根据J₀(2Fπβ)可以确定此时只需要满足：abs(πβF-T)≤0.05，其中，F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，a为待形成的透光区域的开口的半径，L为掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，λ为入射光线的波长，β为目标齿形即正弦齿形的齿长，T为零阶贝塞尔函数J₀的任意阶零点，如J₀的第一零点为2.4048，则T为2.4048。因此，通过调节待形成的透光区域的开口的半径a、正弦齿形的齿长β、掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离L的值，使这三个值满足abs(πβF-T)≤0.05，即可忽略掩膜版上透光区域开口边缘的菲涅尔衍射现象。

综上所述，本发明实施例提供的掩膜版的制造装置，由于该掩膜版的不透光基板上形成有透光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形，相较于现有技术，透光区域到遮光区域的过渡更小，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，提高了衬底基板上的图形质量，因此，提高了产品的良率。

本发明实施例提供了掩膜版，如图2-6至2-9所示，该掩膜版包括：不透光基板800；不透光基板上形成有透光区域801，不透光基板上除透光区域外的区域为遮光区域802，透光区域801的开口边缘呈齿形。

综上所述，本发明实施例提供的掩膜版，由于该掩膜版的不透光基板上形成有透光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形，相较于现有技术，透光区域到遮光区域的过渡更小，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，提高了衬底基板上的图形质量，因此，提高了产品的良率。

可选的，透光区域是根据预设的区域形状参数在不透光基板上形成的。预设的区域形状参数是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的待形成的透光区域的形状参数。目标极坐标公式是待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形时对应的极坐标公式。

其中，圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

I_p为实际入射光强的振幅，I₀为初始入射光强的振幅，D为入射光强的振幅的衰减系数，J₀为零阶贝塞尔函数，F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，a为待形成的透光区域的开口的半径，L为掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，λ为入射光线的波长，ρ为待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到投影圆的距离，投影圆为待形成的透光区域在待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，M为入射光线的垂直系数。

可选的，待形成的透光区域的开口边缘的形状为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形。

可选的，当待形成的透光区域的开口边缘的形状为正弦齿形时，目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，r(θ)为待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，β为待形成的透光区域的开口边缘的形状的齿长，m为调制系数。

综上所述，本发明实施例提供的掩膜版，由于该掩膜版的不透光基板上形成有透光区域，该透光区域的开口边缘呈齿形，相较于现有技术，透光区域到遮光区域的过渡更小，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，提高了衬底基板上的图形质量，因此，提高了产品的良率。

本发明实施例提供了一种掩膜版的使用方法，该掩膜版为图2-6至图2-9任一所示的掩膜版，如图4所示，该方法包括：

步骤401、采用目标波长的入射光线通过掩膜版的透光区域对待形成图形的衬底基板进行曝光，该目标波长为根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的波长，该目标极坐标公式为待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形时对应的极坐标公式。

其中，圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

I_p为实际入射光强的振幅，I₀为初始入射光强的振幅，D为入射光强的振幅的衰减系数，J₀为零阶贝塞尔函数，F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，a为待形成的透光区域的开口的半径，L为掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，λ为入射光线的波长，ρ为待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到投影圆的距离，投影圆为待形成的透光区域在待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，M为入射光线的垂直系数。

示例的，目标齿形可以为方齿形、锯齿形、正弦齿形、高斯齿形或其他齿形外。当目标齿形为正弦齿形时，目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，r(θ)为待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，β为目标齿形即正弦齿形的齿长，m为调制系数，m为大于0的正整数。

具体的，确定目标波长的过程可以为：由于正弦齿形对应的目标极坐标公式为：r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]，则首先可以根据该目标极坐标公式确定待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到投影圆的距离ρ的表达式。接着，将ρ的表达式代入圆孔菲涅尔衍射光强公式中，得到实际入射光强的振幅I_p与初始入射光强的振幅I₀的目标关系式。然后，根据目标关系式确定实际入射光强的振幅I_p等于初始入射光强的振幅I₀时的入射光线的波长λ，该入射光线的波长λ即为目标波长。

综上所述，本发明实施例提供的掩膜版的使用方法，由于在通过掩膜版的透光区域对待形成图形的衬底基板进行曝光时所采用的入射光线的波长是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形时对应的极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的波长，相较于现有技术，入射光线的强度在透光区域的边缘分布的均匀度更高，衬底基板上的图形的边缘的清晰度更高，提高了衬底基板上的图形质量，因此，提高了产品的良率。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置实施例，可以参考前述方法实施例，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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)

1.一种掩膜版的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

获取预设的区域形状参数，所述区域形状参数是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和极坐标公式确定的，所述极坐标公式用于描述不同齿形的形状参数的关系；

根据所述区域形状参数在不透光基板上形成透光区域，所述不透光基板上除所述透光区域外的区域为遮光区域，所述透光区域的开口边缘呈齿形；

其中，所述获取预设的区域形状参数，包括：

确定待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形；

获取所述目标齿形对应的目标极坐标公式；

根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和所述目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的所述待形成的透光区域的区域形状参数，所述区域形状参数包括所述目标齿形的齿长和所述待形成的透光区域的开口的半径；

将所述待形成的透光区域的区域形状参数确定为所述预设的区域形状参数，所述圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

所述I_p为所述实际入射光强的振幅，所述I₀为所述初始入射光强的振幅，所述D为入射光强的振幅的衰减系数，所述J₀为零阶贝塞尔函数，所述F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，所述a为所述待形成的透光区域的开口的半径，所述L为所述掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，所述λ为入射光线的波长，所述ρ为所述待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到所述投影圆的距离，所述投影圆为所述待形成的透光区域在所述待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，所述M为入射光线的垂直系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述目标齿形为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述目标齿形为正弦齿形时，所述目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，所述θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，所述r(θ)为所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，所述β为所述目标齿形的齿长，所述m为调制系数；

所述根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和所述目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的所述待形成的透光区域的区域形状参数，包括：

根据所述目标极坐标公式确定所述ρ的表达式；

将所述ρ的表达式代入所述圆孔菲涅尔衍射光强公式中，得到所述实际入射光强的振幅I_p与所述初始入射光强的振幅I₀的目标关系式；

根据所述目标关系式确定所述实际入射光强的振幅I_p等于所述初始入射光强的振幅I₀时的所述待形成的透光区域的所述目标齿形的齿长β和所述待形成的透光区域的开口的半径a；

其中，所述ρ的表达式为：

ρ＝r(θ)-a＝aβsin(mθ)；

所述目标关系式为：

I_P＝I₀{1-2J₀(2Fπβsin(mθ))cos[(1+β²sin²(mθ))Fπ]+J₀ ²(2Fπβsin(mθ))}。

4.一种掩膜版的制造装置，其特征在于，所述装置包括：

形成单元，用于在不透光基板上形成透光区域，所述不透光基板上除所述透光区域外的区域为遮光区域，所述透光区域的开口边缘呈齿形；

所述形成单元，包括：

获取子单元，用于获取预设的区域形状参数，所述区域形状参数是根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和极坐标公式确定的，所述极坐标公式用于描述不同齿形的形状参数的关系；

形成子单元，用于根据所述区域形状参数在所述不透光基板上形成所述透光区域；

其中，所述获取子单元，包括：

第一确定模块，用于确定待形成的透光区域的开口边缘的形状为目标齿形；

第一获取模块，用于获取所述目标齿形对应的目标极坐标公式；

第二确定模块，用于根据圆孔菲涅尔衍射光强公式和所述目标极坐标公式确定实际入射光强的振幅等于初始入射光强的振幅时的所述待形成的透光区域的区域形状参数，所述区域形状参数包括所述目标齿形的齿长和所述待形成的透光区域的开口的半径；

第三确定模块，用于将所述待形成的透光区域的区域形状参数确定为所述预设的区域形状参数；

所述圆孔菲涅尔衍射光强公式为：

所述I_p为所述实际入射光强的振幅，所述I₀为所述初始入射光强的振幅，所述D为入射光强的振幅的衰减系数，所述J₀为零阶贝塞尔函数，所述F为菲涅尔系数，且F＝a²/(λL)，所述a为所述待形成的透光区域的开口的半径，所述L为所述掩膜版与待形成图形的衬底基板的距离，所述λ为入射光线的波长，所述ρ为所述待形成图形的衬底基板上投影圆之外的任意一点到所述投影圆的距离，所述投影圆为所述待形成的透光区域在所述待形成图形的衬底基板上的投影对应的圆，所述M为入射光线的垂直系数。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述目标齿形为方齿形、锯齿形、正弦齿形或高斯齿形。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，当所述目标齿形为正弦齿形时，所述目标极坐标公式为：

r(θ)＝a[1+βsin(mθ)]；

其中，所述θ为平面坐标系中的x轴的正半轴到所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的角度，所述r(θ)为所述待形成的透光区域的圆心到边缘上任意一点的直线的长度，所述β为所述目标齿形的齿长，所述m为调制系数；

所述第二确定模块用于：

根据所述目标极坐标公式确定所述ρ的表达式；

将所述ρ的表达式代入所述圆孔菲涅尔衍射光强公式中，得到所述实际入射光强的振幅I_p与所述初始入射光强的振幅I₀的目标关系式；

根据所述目标关系式确定所述实际入射光强的振幅I_p等于所述初始入射光强的振幅I₀时的所述待形成的透光区域的所述目标齿形的齿长β和所述待形成的透光区域的开口的半径a；

其中，所述ρ的表达式为：

ρ＝r(θ)-a＝aβsin(mθ)；

所述目标关系式为：

I_P＝I₀{1-2J₀(2Fπβsin(mθ))cos[(1+β²sin²(mθ))Fπ]+J₀ ²(2Fπβsin(mθ))}。