CN106873304A - 形成图案的方法以及光掩模 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光掩模和一种用于形成图案的方法。光掩模包括:第一透光区域和第二透光区域;以及遮光图案,形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。根据本发明,利用具有第一透光区域、第二透光区域以及遮光图案的光掩模,并且遮光图案形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。能够使第一透光区域和第二透光区域的透光量不同,因此使得感光材料的对应于第二透光区域和第二透光区域的不同区域具有不同的曝光量,从而能够形成具有不同高度的图案。
Description
技术领域
本发明涉及光刻工艺,更具体地讲,本发明涉及一种形成图案的方法以及光掩模。
背景技术
在诸如显示器、印刷电路板等的制造过程中,已经开发出利用光刻的方法来使感光材料层图案化,从而形成具有期望图案的层和结构。
在光刻过程中,为了实现具有不同高度的图案,通常需要控制感光材料层的曝光量,从而使最终获得的光刻图案由于曝光量的不同而具有不同的高度。
已有通过使用多次曝光工艺来使控制感光材料层的不同区域的曝光量的方法,这种方法需要多个光掩模并且需要重复进行曝光操作,因此具有成本高、工艺时间长等缺点。
为此,已经开发出使用半色调(HalfTone)掩模来进行曝光的技术,从而利用一次曝光工艺获得具有不同曝光量的多个曝光区域。该技术需要特殊的半色调掩模,并且工艺时间也比使用普通光掩模的时间长,因此具有成本高、工艺时间长等缺点。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺陷,本发明的各方面提供了一种光掩模和一种用于形成图案的方法。
本发明的第一方面提供了一种光掩模,包括:
第一透光区域和第二透光区域;以及
遮光图案,形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。
根据本发明的另一方面,所述遮光图案位于所述第二透光区域的中心位置。
根据本发明的另一方面,所述遮光图案的尺寸小于所述第二透光区域的尺寸。
根据本发明的另一方面,所述遮光图案具有相对于其中心对称的形状。
根据本发明的另一方面,所述遮光图案由穿过所述第二透光区域的中心的遮光条形成。
根据本发明的另一方面,所述遮光条包括在圆周上均匀分布的多个遮光条。
本发明的第二方面提供了一种形成图案的方法,包括:
形成感光材料层;
利用光掩模对所述感光材料层进行曝光;以及
对曝光后的感光材料层进行显影和蚀刻,以形成具有不同高度的图案,
其中,所述光掩模具有第一透光区域和第二透光区域,所述第二透光区域中形成有遮光图案,以及
其中,所述遮光图案不透光。
根据本发明的另一方面,所述光掩模包括根据本发明实施例的光掩模。
根据本发明的另一方面,所述具有不同高度的图案包括主光阻间隔件和次光阻间隔件。
根据本发明的另一方面,所述感光材料包含负性光致抗蚀剂,所述第一透光区域对应于主光阻间隔件,所述第二透光区域对应于次光阻间隔件
在根据本发明的光掩模和用于形成图案的方法中,利用具有第一透光区域、第二透光区域以及遮光图案的光掩模,并且遮光图案形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。能够使第一透光区域和第二透光区域的透光量不同,因此使得感光材料的对应于第二透光区域和第二透光区域的不同区域具有不同的曝光量,从而能够形成具有不同高度的图案。
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是根据本发明实施例的光掩模的示意图;
图2是根据本发明另一实施例的光掩模的示意图;
图3是根据本发明另一实施例的光掩模的示意图;
图4是根据本发明另一实施例的光掩模的示意图;
图5是根据本发明另一实施例的光掩模的示意图;
图6是根据本发明另一实施例的光掩模的示意图;
图7是根据本发明另一实施例的光掩模的示意图;
图8是利用根据本发明实施例的光掩模进行曝光的工艺的示意图;
图9是利用根据本发明实施例的光掩模形成的具有不同高度的图案的示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本公开所提供的一种光掩模和用于形成图案的方法作进一步详细描述。
图1是根据本发明实施例的光掩模的示意图。参照图1,根据本发明一个实施例的光掩模100(例如,用于形成具有不同高度的图案的光掩模100)包括:第一透光区域110和第二透光区域120;以及遮光图案140,形成在第二透光区域120中以遮挡第二透光区域120的一部分。遮光图案140可由不透明的材料形成,从而使得遮光图案140不透光。
根据本发明的实施例,在第二透光区域120中形成有遮光图案140,使得在单位时间内穿过第二透光区域120的光量能够降低。因此,当利用该光掩模100进行光刻工艺时,对应于第二透光区域120的光刻胶的曝光量低于对应于第一透光区域110的光刻胶的曝光量。因此,由于曝光量的不同,使得光刻胶在显影和蚀刻工艺后能够形成具有不同高度的光刻胶图案。
图1中示出了第一透光区域110、第二透光区域120和遮光图案140均具有圆形形状,然而本发明不限于此。第一透光区域110和第二透光区域120的形状可以根据实际需要对应于将要形成的图案的形状,遮光图案140可以被形成在第二透光区域120的中心位置。
通过将遮光图案140形成在第二透光区域120的中心位置,可以使未被遮光图案140遮挡的第二透光区域120的部分能够均匀地分布,从而有利于被曝光的区域的均匀性。
在根据本发明的光掩模中,利用具有第一透光区域、第二透光区域以及遮光图案的光掩模,并且遮光图案形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。能够使第一透光区域和第二透光区域的透光量不同,因此使得感光材料的对应于第二透光区域和第二透光区域的不同区域具有不同的曝光量,从而能够形成具有不同高度的图案。
例如,图2至图6示出了根据本发明其它实施例的光掩模100的示意图。
参照图2,第一透光区域110和第二透光区域120具有椭圆形形状,而遮光图案140具有椭圆形形状。遮光区域140位于第二透光区域120的中心部分,遮光区域140的形状与第二透光区域120的形状基本相同,并且遮光区域140的尺寸小于第二透光区域120的尺寸。在这种情况下,未被遮光图案140的第二透光区域120的部分形成了均匀的椭圆环形状,从而有利于光均匀地通过第二透光区域120,以提高被曝光区域的均匀性。
参照图3,第一透光区域110和第二透光区域120具有方形形状,而遮光图案140具有方形形状。遮光区域140位于第二透光区域120的中心部分,遮光区域140的形状与第二透光区域120的形状基本相同,并且遮光区域140的尺寸小于第二透光区域120的尺寸。在这种情况下,未被遮光图案140的第二透光区域120的部分形成了均匀的方形环的形状,从而有利于光均匀地通过第二透光区域120,以提高被曝光区域的均匀性。
参照图4,第一透光区域110和第二透光区域120具有圆形形状,而遮光图案140具有六边形形状。遮光区域140位于第二透光区域120的中心部分,遮光区域140的形状可以与第二透光区域120的形状相同或相近似。例如,遮光区域140的形状可以与第二透光区域120的形状相同,例如均为圆形、均为矩形或均为多边形。此外,遮光区域140的形状可以与第二透光区域120的形状相近似,例如,其中的一个为圆形,另一个为相似的正多边形(例如正六边形、正八边形等)。遮光区域140的尺寸可以小于第二透光区域120的尺寸。在这种情况下,未被遮光图案140的第二透光区域120的部分形成了均匀的环形的形状,从而有利于光均匀地通过第二透光区域120,以提高被曝光区域的均匀性。
参照图5,第一透光区域110和第二透光区域120具有圆形形状,而遮光图案140由穿过第二透光区域120的遮光条形成。在这种情况下,未被遮光图案140的第二透光区域120的部分形成了均匀分布的两个半圆形形状,从而有利于光均匀地通过第二透光区域120,以提高被曝光区域的均匀性。
参照图6,第一透光区域110和第二透光区域120具有圆形形状,而遮光图案140由两个穿过第二透光区域120的遮光条形成。在这种情况下,未被遮光图案140的第二透光区域120的部分形成了均匀分布的四个四分之一圆形形状,从而有利于光均匀地通过第二透光区域120,以提高被曝光区域的均匀性。
以上示例分别示出了由一个或两个遮光条组成遮光图案140的示例,然而本发明不限于此,根据其他实施例,可以使用更多个遮光条组成遮光图案140,只要遮光条穿过第二透光区域120的中心并且沿圆周角度均匀分布即可。例如,可以使用四个遮光条形成米字型的遮光图案140。
根据本发明的实施例,可以看出,当遮光图案140具有相对于其中心对称的形状时,能够使遮光图案140与第二透光区域之间形成均匀分布的透光区域,从而有利于光的均匀分布,进而能够有利于进行均匀地曝光操作。
另外,可选地,当第二透光区域120具有不规则形状时,遮光图案140可以形成为具有类似的不规则形状,从而在遮光图案140与第二透光区域120之间形成均匀分布的透光区域。
在根据本发明的用于形成具有不同高度的图案的光掩模中,利用具有第一透光区域、第二透光区域以及遮光图案的光掩模,并且遮光图案形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。能够使第一透光区域和第二透光区域的透光量不同,因此使得感光材料的对应于第二透光区域和第二透光区域的不同区域具有不同的曝光量,从而能够形成具有不同高度的图案。
图7示出了根据本发明另一实施例的光掩模。参照图7,在遮光图案140中形成有子透光区域142。子透光区域142能够透光,从而有利于光的均匀分布。根据本实施例,子透光区域142形成在遮光图案140的中心区域,然而本发明不限于此,在本发明的其它实施例中,子透光区域142可以均匀地分布在遮光图案140中。另外,在本实施例中,遮光图案140由具有十字形图案的遮光条组成,然而本发明不限于此,遮光图案140也可以具有其它形状。
在根据本发明的用于形成具有不同高度的图案的光掩模中,利用具有第一透光区域、第二透光区域以及遮光图案的光掩模,并且遮光图案形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。能够使第一透光区域和第二透光区域的透光量不同,因此使得感光材料的对应于第二透光区域和第二透光区域的不同区域具有不同的曝光量,从而能够形成具有不同高度的图案。
此外,由于第一透光区域110和第二透光区域120具有基本相同的性质,因此利用根据本发明的光掩模100来进行的曝光工艺与传统曝光工艺需要的时间基本相同,因而能够在一次曝光工艺中形成具有不同高度的图案,从而有利于改善工艺速度并提高生产效率。
另外,由于不需要使用昂贵的半色调掩模,因此利用本发明的光掩模和方法有利于降低成本。
本发明的另一实施例提供了一种形成图案的方法(例如,用于形成具有不同高度的图案的方法)。图8是利用根据本发明实施例的光掩模进行曝光的工艺的示意图,图9是利用根据本发明实施例的光掩模形成的具有不同高度的图案的示意图。
参照图8和图9,形成具有不同高度的图案的方法可以包括:在衬底870上形成感光材料层880;利用光掩模800对感光材料层880进行曝光;以及对曝光后的感光材料层880进行显影和蚀刻,以形成具有不同高度的图案890。其中,光掩模800具有第一透光区域810和第二透光区域820,在第二透光区域820中形成有遮光图案840。遮光图案840可由不透明的材料形成,从而使得遮光图案840不透光。
根据本发明的实施例,在第二透光区域820中形成有遮光图案840,使得在单位时间内穿过第二透光区域820的光量能够降低。因此,利用根据本实施例的方法,对应于第二透光区域820的光刻胶的曝光量低于对应于第一透光区域810的光刻胶的曝光量。因此,由于曝光量的不同,使得光刻胶在显影和蚀刻工艺后能够形成具有不同高度的光刻胶图案890。
光掩模800可以具有与根据前述实施例描述的光掩模100具有基本相同的构造,具体构造可参考前述实施例,因此在这里将不再赘述。
在根据本发明的用于形成具有不同高度的图案的方法中,利用具有第一透光区域、第二透光区域以及遮光图案的光掩模,并且遮光图案形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。能够使第一透光区域和第二透光区域的透光量不同,因此使得感光材料的对应于第二透光区域和第二透光区域的不同区域具有不同的曝光量,从而能够形成具有不同高度的图案。
此外,由于第一透光区域和第二透光区域具有基本相同的性质,因此利用根据本发明的光掩模来进行的曝光工艺与传统曝光工艺需要的时间基本相同,因而能够在一次曝光工艺中形成具有不同高度的图案,从而有利于改善工艺速度并提高生产效率。
另外,由于不需要使用昂贵的半色调掩模,因此利用本发明的光掩模和方法有利于降低成本。
下面将参照具体的示例更进一步地描述本发明。
例如,在液晶显示器中,通常利用感光材料形成光阻间隔件(Photo spacer,即PS)。其中,光阻间隔件通常包括主光阻间隔件和次光阻间隔件,通常主光阻间隔件具有比次光阻间隔件高的高度。例如,主光阻间隔件通常用于支撑衬底,以确保足够的用于形成液晶盒的空间,而次光阻间隔件被形成为提升液晶面板的抗压性,防止出现通常被称作“Mura”液晶斑纹。为此,为了形成具有不同高度的主光阻间隔件和次光阻间隔件,可以使用根据本发明的光掩模进行一次曝光形成。
具体地,以使用负性感光材料来形成光阻间隔件为例,在这样的实施例中,首先设计掩模图案,使得光掩模具有第一透光区域和第二透光区域。其中,第一透光区域对应于主光阻间隔件的位置,第二透光区域对应于次光阻间隔件的位置。在第二透光区域中形成遮光图案,以遮挡第二透光区域的一部分,其中,遮光图案不透光。
接下来,利用该光掩模对负性感光材料层进行曝光,并然后进行显影和蚀刻,从而获得具有不同高度的主光阻间隔件和次光阻间隔件。
在根据本发明的用于形成具有不同高度的图案的光掩模和用于形成具有不同高度的图案的方法中,利用具有第一透光区域、第二透光区域以及遮光图案的光掩模,并且遮光图案形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。能够使第一透光区域和第二透光区域的透光量不同,因此使得感光材料的对应于第二透光区域和第二透光区域的不同区域具有不同的曝光量,从而能够形成具有不同高度的图案。
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)
1.一种光掩模,包括:
第一透光区域和第二透光区域;以及
遮光图案,形成在所述第二透光区域中以遮挡所述第二透光区域的一部分,其中所述遮光图案不透光。
2.根据权利要求1所述的光掩模,其中,所述遮光图案位于所述第二透光区域的中心位置。
3.根据权利要求1所述的光掩模,其中,所述遮光图案的尺寸小于所述第二透光区域的尺寸。
4.根据权利要求1所述的光掩模,其中,所述遮光图案具有相对于其中心对称的形状。
5.根据权利要求1所述的光掩模,其中,所述遮光图案由穿过所述第二透光区域的中心的遮光条形成。
6.根据权利要求5所述的光掩模,其中,所述遮光条包括在圆周上均匀分布的多个遮光条。
7.一种形成图案的方法,包括:
形成感光材料层;
利用光掩模对所述感光材料层进行曝光;以及
对曝光后的感光材料层进行显影和蚀刻,以形成具有不同高度的图案,
其中,所述光掩模具有第一透光区域和第二透光区域,所述第二透光区域中形成有遮光图案,以及
其中,所述遮光图案不透光。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述光掩模包括根据权利要求2-6中任一项所述的光掩模。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述具有不同高度的图案包括主光阻间隔件和次光阻间隔件。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述感光材料包含负性光致抗蚀剂,所述第一透光区域对应于主光阻间隔件,所述第二透光区域对应于次光阻间隔件。
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