CN107164788B - 掩膜板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种掩膜板及其制作方法，该方法包括：提供基板，基板的材料为绝缘材料；在基板上形成图案化的电极层，图案化的电极层上具有多个电极，所述电极层的材料为导电材料；采用电铸工艺，在所述图案化的电极层上形成电铸膜；采用机械剥离工艺，将所述电铸膜剥离所述基板和所述电极，得到掩膜板。本发明的掩膜板制作方法，基板选用绝缘材料，之后在基板上形成图案化的电极层，在电极层上电铸得到电铸膜，之后采用机械剥离工艺，剥离电铸膜，得到掩膜板。由于基板材料的调整，使得电铸膜与基板之间的附着力小于现有技术中的不锈钢等金属材料基板与电铸膜间的附着力，从而在一定程度上提高了掩膜板的良率，从根本上解决了现有技术中的问题。

Description

掩膜板及其制作方法

技术领域

本申请涉及掩膜板技术领域，更具体地说，涉及一种掩膜板及其制作方法。

背景技术

掩膜板是半导体芯片、微机电产品、显示面板等制造过程中经常使用的工具之一，其可结合光刻、蒸镀、溅射等工艺，以形成半导体结构。一般情况下，掩膜板是在金属薄板的特定位置上制作出工艺所需的开口，之后再进行光刻、刻蚀、蒸镀、溅射等工艺，在半导体膜层上形成特定图案。

随着半导体技术的发展，工艺尺寸越来越小，掩膜板的精度也越来越高，其厚度也越来越薄。这种高精度掩膜板的常用制备方法有电铸法。电铸法制备掩膜板的过程包括：提供基板；在基板上涂覆贴膜；对贴膜进行曝光；去除部分贴膜，形成开口；在开口处采用电铸工艺，得到电铸层；将电铸层从基体上剥离，得到掩膜板。

现有技术中，通常采用机械剥离的方式，将电铸层从基体上剥离。但是，发明人发现，采用现有技术制得的掩膜板，时常会有损坏，即掩膜板的良率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种掩膜板制作方法，解决了现有技术中的问题，提高了掩膜板的良率。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种掩膜板制作方法，包括：

提供基板，所述基板的材料为绝缘材料；

在所述基板上形成图案化的电极层，所述图案化的电极层上具有多个电极，所述电极层的材料为导电材料；

采用电铸工艺，在所述电极层上形成电铸膜；

采用机械剥离工艺，将所述电铸膜剥离所述基板和所述图案化的电极层，得到掩膜板。

优选的，所述电铸膜与所述基板之间的附着力小于5MPa。

优选的，所述电铸膜与所述基板之间的附着力小于0.1MPa。

优选的，所述电极与所述电铸膜之间的附着力小于或等于1MPa。

优选的，所述基板的材料为玻璃或塑料。

优选的，所述基板的表面粗糙度小于0.5μm。

优选的，所述掩膜板的表面粗糙度小于0.5μm。

优选的，所述电铸膜的侧向生长速度与其纵向生长速度相同。

优选的，所述掩膜板上开口的宽度为w，所述掩膜板的厚度为d，位于所述掩膜板上开口两侧的所述电极层上两个电极的间距为L，则L＝w+2d。

优选的，所述电铸工艺的电流密度为0.03A/㎡，电铸液的温度在35℃～40℃以内，电铸液的PH值为2.5～3.5；或者所述电铸工艺的电流密度为0.05A/㎡，电铸液的温度在45℃～50℃以内，电铸液的PH值为3.5～4.5。

优选的，所述电铸膜的厚度为10μm，大小为10cm×10cm，所述电铸工艺的电铸时间为5min～8min。

优选的，所述电极的宽度在3μm～5μm以内。

优选的，所述电极的厚度小于0.5μm。

优选的，所述电极层的材料为软金属、石墨烯、导电聚合物、或透明金属氧化物。

优选的，所述软金属为布氏硬度在20HV～58HV以内的金属，所述软金属材料的电极与所述电铸膜之间的附着力小于或等于1MPa。

优选的，所述软金属为金、银、锡、铅、镁、或铟。

优选的，所述导电聚合物为含有共轭π键的高分子聚合物，所述导电聚合物材料的电极与所述电铸膜之间的附着力小于或等于0.1MPa。

优选的，所述导电聚合物为聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、或聚双炔。

优选的，所述透明金属氧化物为氧化铟锡ITO、氧化铟锌IZO、氧化锑锡ATO、或氧化铝锌AZO，所述透明金属氧化物材料的电极与电铸膜之间的附着力在0.05MPa～0.1MPa以内。

优选的，所述石墨烯材料的电极与所述电铸膜之间的附着力在0.5MPa～1MPa以内。

优选的，所述电铸膜的材料为镍、镍钴合金、或铁镍合金。

优选的，所述电极层的材料为软金属、导电聚合物、或透明金属氧化物时，所述在所述基板上形成图案化的电极层具体为：

采用溅射工艺或电沉积工艺，在所述基板上形成电极层；

采用光刻和刻蚀工艺，在所述电极层上形成多个开口，得到所述多个电极。

优选的，所述电极层的材料为石墨烯时，所述在所述基板上形成图案化的电极层具体为：

采用旋涂工艺或化学气相沉积工艺，在所述基板上形成所述电极层；

采用光刻和刻蚀工艺，在所述电极层上形成多个开口，得到所述多个电极。

本发明实施例还公开了一种采用以上所述的掩膜板制作方法制作而成的掩膜板。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供的掩膜板制作方法，基板选用绝缘材料，之后在基板上形成图案化的电极层，在电极层上电铸得到电铸膜，之后采用机械剥离工艺，剥离电铸膜，得到掩膜板。由于基板材料的调整，使得电铸膜与基板之间的附着力小于现有技术中的不锈钢等金属材料基板与电铸膜间的附着力，从而在一定程度上提高了掩膜板的良率，从根本上解决了现有技术中的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种掩膜板制作方法的流程图；

图2-图7为本发明实施例提供的一种掩膜板制作方法的各步骤剖面图。

具体实施方式

正如背景技术所述，采用现有技术中的方法制得的掩膜板的良率较低，发明人发现，出现这种问题的原因在于，由于高精度掩膜板的厚度很薄，约在5μm-15μm之间，并且掩膜板内有大量的开口，在这种情况下，再采用机械剥离工艺，将电铸膜从基板上直接剥离下来，由于电铸膜与基板之间具有一定的附着力，机械剥离电铸膜的过程中极易损坏电铸膜，导致掩膜板的良率降低。

并且，现有技术中多采用不锈钢等金属材料作为基板，而电铸膜的材料也多为金属或合金，基板材料和电铸膜的材料属性相近，导致二者间的附着力较大，因此，采用机械剥离的方式必然容易导致电铸膜的损坏。

基于此，本发明实施例提供了一种掩膜板制作方法，包括以下步骤：

提供基板，所述基板的材料为绝缘材料；

在所述基板上形成图案化的电极层，所述电极层上具有多个电极，所述电极层的材料为导电材料；

采用电铸工艺，在所述电极层上形成电铸膜；

采用机械剥离工艺，将所述电铸膜剥离所述电极层，得到掩膜板。

本发明实施例提供的掩膜板制作方法，基板选用绝缘材料，之后在基板上形成图案化的电极层，在电极层上电铸得到电铸膜，之后采用机械剥离工艺，剥离电铸膜，得到掩膜板。由于基板材料的调整，使得电铸膜与基板之间的附着力小于现有技术中的不锈钢等金属材料基板与电铸膜间的附着力，从而在一定程度上提高了掩膜板的良率，从根本上解决了现有技术中的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种掩膜板制作方法，该方法的流程图如图1所示，各步骤的剖面图如图2-图7所示，各步骤的具体说明如下。

步骤S1：参见图2，提供基板11，所述基板11的材料为绝缘材料。

本实施例中的掩膜板的材料优选为镍、镍钴合金、或铁镍合金。与现有技术中的不锈钢等金属导电基板不同，本实施例中的基板11的材料为绝缘材料，与现有技术相比，本实施例中的绝缘材料与金属电铸膜之间的附着力，小于不锈钢等金属基板与电铸膜之间的附着力。

需要说明的是，为了进一步验证本发明实施例的效果，本实施例中优选采用中国国家标准GB5210-85《涂层附着力的测定法-拉开法》中规定的方法，来测量基板与电铸膜之间的附着力，以及电铸膜与电极之间的附着力。具体的，拉开法所测定的附着力是指在规定的速度下，在试样的胶结面上施加垂直、均匀的拉力，以测定涂层间或涂层与底材间附着破坏时所需的力。当然，本实施例中还可以采用其他方法来测定基板与电铸膜之间的附着力，以及电铸膜与电极之间的附着力，本实施例中对此不做限定。

经实际测量发现，现有技术中的不锈钢等金属基板与电铸膜直接接触时，二者之间的附着力在5MPa～10MPa之间，而本实施例中的基板与电铸膜接触时，二者之间的附着力小于5MPa，更优选的，电铸膜与基板之间的附着力小于0.1MPa。基于此，本实施例中的基板材料优选为玻璃或塑料。以塑料基板为例，可选用聚乙烯、聚丙烯等材质的塑料基板。

步骤S2：如图2所示，在基板11上形成电极层12。该电极层12的材料为导电材料，根据电极层12材料的不同，形成电极层12的方式不同。

现有技术中的基板的材料为不锈钢等金属导电材料，因此，可以将基板作为电极，直接在基板上电铸掩膜板材料，但是如以上所述，现有技术中的基板与电铸膜间的附着力过大，导致机械剥膜过程损伤掩膜板。因此本实施例中选用绝缘的基板材料，绝缘材料的基板与电铸膜间的附着力，远远小于现有技术中的金属基板与电铸膜间的附着力，绝缘材料的基板并不能作为电铸过程的电极，因此，为了满足电铸工艺需求，需在绝缘材料的基板上设置导电的电极。

步骤S3：参见图3-图5，采用光刻和刻蚀工艺，对电极层12进行图案化，得到图案化的电极层，所述图案化的电极层上具有多个电极14。

需要说明的是，为了满足机械剥离工艺的需求，本实施例中形成的电极14与电铸膜之间的附着力优选小于或等于1MPa。

本实施例中为了满足电极14与电铸膜间附着力的需求，电极层12的材料可以为软金属、石墨烯、导电聚合物、或透明金属氧化物。

其中，本实施例中的软金属为布氏硬度在20HV～58HV以内的金属，经测量，软金属材料的电极与所述电铸膜之间的附着力小于或等于1MPa。优选的，本实施例中的软金属可以为金、银、锡、铅、镁、或铟。

本实施例中的导电聚合物为含有共轭π键的高分子聚合物，经测量，导电聚合物材料的电极与所述电铸膜之间的附着力小于或等于0.1MPa。优选的，本实施例中的导电聚合物为聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、或聚双炔。

本实施例中的透明金属氧化物为氧化铟锡ITO、氧化铟锌IZO、氧化锑锡ATO、或氧化铝锌AZO。经测量，本实施例中的透明金属氧化物材料的电极与电铸膜之间的附着力在0.05MPa～0.1MPa以内。

当电极层12的材料为软金属、导电聚合物、或透明金属氧化物时，在基板11上形成电极层12的方式可以为，采用溅射工艺或电沉积工艺，在基板11上形成电极层12。

当电极层的材料为石墨烯时，在基板11上形成电极层12的方式可以为，采用旋涂工艺或化学气相沉积工艺，在基板11上形成所述电极层12。其中，经测量，石墨烯材料的电极与电铸膜之间的附着力在0.5MPa～1MPa以内。

形成电极层12后，对电极层12图案化的过程具体为：

首先，如图3所示，先在电极层12上旋涂光刻胶层，之后采用具有所述多个电极14图形的掩膜板对该光刻胶层进行曝光、显影，在该光刻胶层上形成电极图形13；

之后如图4所示，以具有多个电极图形的光刻胶层为掩膜，采用干法刻蚀或湿法腐蚀工艺，去除未被光刻胶层覆盖的电极层材料，在所述电极层12上形成多个开口15，从而得到多个电极14；

最后，如图5所示，去除光刻胶层，得到图案化的电极层，多个电极14暴露于基板11表面上。

步骤S4：得到图案化的电极层之后，参见图6，采用电铸工艺，在所述电极层上形成电铸膜16。本实施例中的电铸膜16的材料优选为镍、镍钴合金、或铁镍合金。

需要说明的是，电铸膜16的形成过程中，多个电极14即作为电铸过程的一个电极，电铸膜材料吸附于电极14上。电铸过程中，各个方向电铸得到的电铸材料的厚度是相同的，即电铸膜的侧向生长速度与其纵向生长速度相同。

基于此，可以根据掩膜板上的开口宽度确定电极14的宽度以及两个电极14间的开口宽度。具体的，如图5和6所示，掩膜板(即电铸膜16，下同)上开口的宽度为w，掩膜板的厚度为d，则位于掩膜板上开口两侧的所述电极层上两个电极14的间距为L，则L＝w+2d。

并且，由于电铸膜材料是围绕电极14生长的，且电铸过程各个方向的生长速度均匀，因此，最终得到的电铸膜16表面并非完全平整的，而是存在一些凸起和凹陷区域，即电铸膜16表面具有一定的粗糙度，为了不影响掩膜板的正常使用，本实施例中优选电铸膜16的表面粗糙度小于0.5μm，即将电铸膜16剥离基板和电极后得到的掩膜板的表面粗糙度小于0.5μm，也就是说，掩膜板表面凸起区域的顶点与凹陷区域的最低点之间的垂直距离小于0.5μm。

同样的，为了确保掩膜板的质量，本实施例中的基板11的表面粗糙度同样要求小于0.5μm，可通过前期对基板表面进行打磨，以满足基板表面粗糙度的要求。

为了满足电铸膜粗糙度的要求，电极14的宽度和厚度应设置的尽量小，本实施例中电极14的宽度优选在3μm～5μm以内，电极14的厚度小于0.5μm。

本实施例中对电铸工艺参数并不做具体限定，只要能够满足电铸膜的生长需要即可。举例来说，本实施例中电铸工艺的电流密度为0.03A/㎡，电铸液的温度在35℃～40℃以内，电铸液的PH值为2.5～3.5；或者所述电铸工艺的电流密度为0.05A/㎡，电铸液的温度在45℃～50℃以内，电铸液的PH值为3.5～4.5。以电铸膜16的厚度为10μm，大小为10cm×10cm为例，形成该电铸膜16，在以上电铸液的参数设置下，所需的电铸工艺的电铸时间为5min～8min。

步骤S5：如图7所示，采用机械剥离工艺，将所述电铸膜16剥离基板11和电极14，得到掩膜板17。

本实施例中的基板11与电铸膜16之间的附着力远远小于现有技术中的不锈钢等金属基板与电铸膜之间的附着力，并且，本实施例中的电极14电铸膜16之间的附着力也远远小于现有技术中的不锈钢等金属基板与电铸膜之间的附着力，因此，在采用机械剥离工艺，剥离电铸膜16时，对电铸膜16的损伤大大减小了，提高了掩膜板17的良率。

并且，由于电极与电铸膜接触的区域非常小，进行机械剥离时，所需的力也很小，因此，在一定程度上，电极与电铸膜之间的附着力可以稍大于基板与电铸膜之间的附着力，在机械剥离电铸膜时，也不会将电极剥离基板，本实施例中基板、电极、电铸膜的材料选择，需满足在机械剥离电铸膜时，不会将电极剥离基板的要求。

本实施例中还可以通过缓慢增加机械脱模力的方式，进一步的减小机械剥离电铸膜时，损坏电铸膜的风险，以提高掩膜板的良率。

本发明是实施例还公开了一种采用以上实施例中的掩膜板制作方法制作而成的掩膜板。

本发明实施例公开的掩膜板及其制作方法，通过调整基板的材料，以及电极的材料，减小基板与电铸膜之间以及电极与电铸膜之间的附着力，使得电铸膜与基板之间的附着力，以及电极与电铸膜之间的附着力，远远小于现有技术中的不锈钢等金属材料基板与电铸膜间的附着力，减小了机械剥离电铸膜过程中对电铸膜的损伤，从而在一定程度上提高了掩膜板的良率，从根本上解决了现有技术中的问题。

举例来说，本实施例中的掩膜板及其制作方法，可用于OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机电激光显示)显示面板或LCD显示面板等制作过程中使用的高精度掩膜板。但本实施例对该掩膜版及其制作方法的应用范围不做限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种掩膜板制作方法，其特征在于，包括：

提供基板，所述基板的材料为绝缘材料；

在所述基板上形成图案化的电极层，所述图案化的电极层上具有多个电极，所述电极层的材料为软金属、石墨烯或导电聚合物；

采用电铸工艺，在所述图案化的电极层上形成电铸膜；

采用机械剥离工艺，将所述电铸膜剥离所述基板和所述电极，得到掩膜板；

所述掩膜板上开口的宽度为w，所述掩膜板的厚度为d，位于所述掩膜板上开口两侧的所述电极层上两个电极的间距为L，则L＝w+2d；所述掩膜板的表面粗糙度小于0.5μm。

2.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电铸膜与所述基板之间的附着力小于5MPa。

3.根据权利要求2所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电铸膜与所述基板之间的附着力小于0.1MPa。

4.根据权利要求2所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电极与所述电铸膜之间的附着力小于或等于1MPa。

5.根据权利要求2所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述基板的材料为玻璃或塑料。

6.根据权利要求5所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述基板的表面粗糙度小于0.5μm。

7.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电铸膜的侧向生长速度与其纵向生长速度相同。

8.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电铸工艺的电流密度为0.03A/㎡，电铸液的温度在35℃～40℃以内，电铸液的PH值为2.5～3.5；或者所述电铸工艺的电流密度为0.05A/㎡，电铸液的温度在45℃～50℃以内，电铸液的PH值为3.5～4.5。

9.根据权利要求8所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电铸膜的厚度为10μm，大小为10cm×10cm，所述电铸工艺的电铸时间为5min～8min。

10.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电极的宽度在3μm～5μm以内。

11.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电极的厚度小于0.5μm。

12.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述软金属为布氏硬度在20HV～58HV以内的金属，所述软金属材料的电极与所述电铸膜之间的附着力小于或等于1MPa。

13.根据权利要求12所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述软金属为金、银、锡、铅、镁、或铟。

14.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述导电聚合物为含有共轭π键的高分子聚合物，所述导电聚合物材料的电极与所述电铸膜之间的附着力小于或等于0.1MPa。

15.根据权利要求14所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述导电聚合物为聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、或聚双炔。

16.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述石墨烯材料的电极与所述电铸膜之间的附着力在0.5MPa～1MPa以内。

17.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电铸膜的材料为镍、镍钴合金、或铁镍合金。

18.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电极层的材料为软金属或导电聚合物时，所述在所述基板上形成图案化的电极层具体为：

采用溅射工艺或电沉积工艺，在所述基板上形成电极层；

采用光刻和刻蚀工艺，在所述电极层上形成多个开口，得到所述多个电极。

19.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，所述电极层的材料为石墨烯时，所述在所述基板上形成图案化的电极层具体为：

采用旋涂工艺或化学气相沉积工艺，在所述基板上形成所述电极层；

采用光刻和刻蚀工艺，在所述电极层上形成多个开口，得到所述多个电极。

20.一种采用权利要求1-19任一项所述的掩膜板制作方法制作而成的掩膜板。