CN107367908A - 曝光光罩以及光阻材料图形化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曝光光罩，其包括第一曝光区域、第二曝光区域和包围所述第一曝光区域和第二曝光区域的遮光区域，所述第二曝光区域邻近于所述第一曝光区域的边缘设置，所述第二曝光区域包括按照逐渐远离所述第一曝光区域的方向依次并行排列第1至第M个子曝光区域；其中，第n个子曝光区域的曝光分辨率大于第n+1个子曝光区域的曝光分辨率；其中，M为大于2的整数，n＝1、2、3、…、M‑1。本发明还公开了一种光阻材料图形化方法，采用本发明提供的曝光光罩对图形化的光阻结构层进行二次曝光、显影，实现在指定位置对光阻结构层的坡度角(taper angle)进行变更调整。

Description

曝光光罩以及光阻材料图形化方法

技术领域

本发明属于显示器技术领域，涉及一种曝光光罩，还涉及使用前述曝光光罩的光阻材料图形化方法。

背景技术

目前，在显示基板制作过程中一般采用阵列工艺在衬底基板上形成图案化阵列，从而得到显示基板；这些显示基板种类比较多，例如常见的薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光基板、有机发光二极管阵列基板或低温多晶硅阵列基板等。

显示基板通常采用多次构图工艺制备形成，每一次构图工艺一般包括成膜、涂胶、曝光、显影以及刻蚀的步骤，即先利用成膜工艺在衬底基板上形成一层基材薄膜，然后利用涂胶工艺在该基材薄膜上涂布光刻胶形成光胶层，并在曝光工艺中利用曝光机和掩膜板(MASK)对光胶层进行曝光，使光胶层中曝光的部分发生变性，接着在显影工艺中通过显影液对曝光后的光胶层进行显影，以除去光胶层中发生变性的部分，使光胶层图案化，形成光刻胶掩膜层；最后以光刻胶掩膜层为掩膜，利用刻蚀工艺刻蚀基材薄膜，使基材薄膜图案化，形成与光刻胶掩膜层的图形一致的膜层结构。

显示基板中的一些结构层，其材料使用的是光阻材料，光阻材料层的构图工艺一般包括涂胶、曝光以及显影的步骤即可。如图1所示，光阻材料的图形化工艺包括：(1)、如图1-(a)所示，首先在衬底基板1上涂覆光阻材料层2；(2)、如图1-(b)所示，使用曝光光罩3，对所述光阻材料层2进行曝光；(3)、如图1-(c)所示，将所述光阻材料层2显影后形成图形化的光阻结构层4。其中，所述光阻结构层4具有一定的坡度角(taper angle)α，所述坡度角α定义为所述光阻结构层4的侧面与底面的夹角。

如图2所示，所述光阻结构层4的坡度角α过大时，有可能会导致其上的上部膜层5出现断裂的情况。在对应需要设置上部膜层5的位置，所述光阻结构层4坡度角α应当要适当减小，通常减小到40°～60°的范围内。现有技术中，通过曝光显影形成的光阻结构层4，若要变更其坡度角，通常使用高温烘烤(Hard Bake)工艺，通过烘烤使得坡度角α减小。但是，利用高温烘烤的方式，若光阻结构层4之下的下部膜层为热敏感材料时，此时使用高温烘烤以减小坡度角α将受到很大的限制。另外，使用高温烘烤的方式，整个光阻结构层4的各个位置的坡度角α都相应的发生变化，无法做到只控制减小指定位置的坡度角α，然而，有一些位置的坡度角α可能是不需要减小或者是减小了反而效果不佳。

因此，现有技术有待于改进和发展。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种曝光光罩，该曝光光罩可以对图形化的光阻结构层进行二次曝光、显影，实现在指定位置对光阻结构层的坡度角(taperangle)进行变更调整。

为了达到上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种曝光光罩，其包括第一曝光区域、第二曝光区域和包围所述第一曝光区域和第二曝光区域的遮光区域，所述第二曝光区域邻近于所述第一曝光区域的边缘设置，所述第二曝光区域包括按照逐渐远离所述第一曝光区域的方向依次并行排列第1至第M个子曝光区域；其中，第n个子曝光区域的曝光分辨率大于第n+1个子曝光区域的曝光分辨率；其中，M为大于2的整数，n＝1、2、3、…、M-1。

具体地，第1至第M个子曝光区域的曝光分辨率等比递减。

具体地，第n+1个子曝光区域的曝光分辨率相比于第n个子曝光区域的曝光分辨率减小15％～25％。

具体地，第n+1个子曝光区域的曝光分辨率相比于第n个子曝光区域的曝光分辨率减小20％。

具体地，所述第1个子曝光区域的曝光分辨率为曝光设备的曝光分辨率的60％，所述第M个子曝光区域的曝光分辨率为曝光设备的曝光分辨率的10％。

具体地，M取值范围是6～10。

具体地，所述第n个子曝光区域中设置有多个相互间隔排布的第一曝光窗口，所述第n+1个子曝光区域中设置有多个相互间隔排布的第二曝光窗口，所述第一曝光窗口的曝光面积大于所述第二曝光窗口的曝光面积。

具体地，所述第一曝光窗口的形状为方形或圆形，所述第二曝光窗口的形状为方形或圆形。

具体地，所述第n个子曝光区域中的第一曝光窗口和所述第n+1个子曝光区域中的第二曝光窗口相互交错排布。

本发明还提供了一种光阻材料图形化方法，其包括步骤：

S1、在衬底基板上涂覆光阻材料层；

S2、应用第一曝光光罩，对所述光阻材料层进行曝光；

S3、将所述光阻材料层显影形成图形化的第一光阻结构层；

S4、在所述第一光阻结构层上，应用第二曝光光罩，针对需要调整坡度角的指定位置进行曝光；所述第二曝光光罩为前述提供的曝光光罩，通过所述第二曝光光罩的第二曝光区域对所述指定位置进行二次曝光；

S5、将所述第一光阻结构层显影，形成图形化的第二光阻结构层。

本发明实施例提供的曝光光罩，其包括第二曝光区域，第二曝光区域中设置有依次并行排列第1至第M个子曝光区域，并且，第1至第M个子曝光区域的曝光分辨率逐步降低，由此，通过第二曝光区域对指定位置进行二次曝光，实现在指定位置将图形化的光阻结构层的坡度角减小。并且，通过二次曝光的方式调整坡度角，相比于采用高温烘烤的方式，调整坡度角的过程中对其他结构层的影响很小。

附图说明

图1是现有的一种光阻材料的图形化方法的工艺流程示意图；

图2是光阻结构层上的上部膜层出现断裂的示例性图示；

图3是本发明实施例1提供的曝光光罩的结构示意图；

图4a-4e是本发明实施例2提供的光阻材料图形化方法中，各个步骤对应获得的器件结构的示例性图示。

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，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

实施例1

本实施例提供了一种曝光光罩，如图3所示，所述曝光光罩包括第一曝光区域10、第二曝光区域20和包围所述第一曝光区域10和第二曝光区域20的遮光区域30，所述第二曝光区域20邻近于所述第一曝光区域10的边缘设置。其中，所述第二曝光区域20包括按照逐渐远离所述第一曝光区域10的方向依次并行排列第1至第M个子曝光区域A₁～A_M，并且，第n个子曝光区域A_n的曝光分辨率大于第n+1个子曝光区域A_n+1的曝光分辨率。其中，M为大于2的整数，n＝1、2、3、…、M-1。本实施例中，如图3中示例性地示出了6个子曝光区域A₁～A₆，即，M的取值为6，在另外的一些比较优选的实施例中，M取值范围优选是6～10。

需要说明的是，曝光设备具有固定的曝光分辨率(Resolution)，是机台的特性参数，使用R₀表示曝光设备的曝光分辨率。所述第二曝光区域20中各个子曝光区域A₁～A_M具有不同的光通量，因此曝光设备发射的光线穿透子曝光区域A₁～A_M之后，形成不同的曝光分辨率，具体地，使用R₁～R_M表示对应于子曝光区域A₁～A_M的曝光分辨率。

所述曝光光罩中，在第一曝光区域10和遮光区域30之间设置有第二曝光区域20过渡，第二曝光区域20是包含有曝光分辨率逐步减小的子曝光区域，针对光阻材料曝光显影后，可以获得坡度角(taper angle)较小的图案化光阻层结构。所述曝光光罩可以直接用于制备坡度角较小的图形化的光阻结构层；也可以是用于：在使用传统的曝光光罩制备形成坡度角较大的图形化的光阻结构层之后，再使用以上所述的曝光光罩对需要减小坡度角的位置进行二次曝光，实现在指定位置将图形化的光阻结构层的坡度角减小。

在本实施例中，第1至第M个子曝光区域A₁～A_M的曝光分辨率R₁～R_M等比递减，可以按照以下公式计算：R_n+1＝(1-k)×R_n，k是常数，k表示第n+1个子曝光区域A_n+1的曝光分辨率R_n+1相比于第n个子曝光区域A_n的曝光分辨率R_n减小的比例。通常地，k的取值选择在15％～25％的范围内，在最为优选的方案中，k的取值为20％。

优选地，所述第1个子曝光区域A₁的曝光分辨率R₁为曝光设备的曝光分辨率R₀的60％，即，R₁＝60％×R₀；所述第M个子曝光区域A_M的曝光分辨率R_M为曝光设备的曝光分辨率R₀的10％，即，R_M＝10％×R₀。具体到本实施例中，R₁＝0.6R₀，R₆＝0.1R₀，R₁～R₆在数值范围0.6R₀～0.1R₀内等比递减。

具体地，参阅图3，所述第n个子曝光区域(例如图3中的子曝光区域A₂)中设置有多个相互间隔排布的第一曝光窗口21，所述第n+1个子曝光区域(例如图3中的子曝光区域A₃)中设置有多个相互间隔排布的第二曝光窗口22，所述第一曝光窗口21的曝光面积大于所述第二曝光窗口22的曝光面积。其中，各个子曝光区域A₁～A_M中的曝光窗口的数量可以不同，但是，第n个子曝光区域(例如图3中的子曝光区域A₂)中的所有的第一曝光窗口21的面积总和，应当大于第n+1个子曝光区域(例如图3中的子曝光区域A₃)中的所有的第二曝光窗口22的面积总和。

具体地，所述第一曝光窗口21的形状可以为方形或圆形，所述第二曝光窗口22的形状可以为方形或圆形。并且在优选的方案中，所述第n个子曝光区域(例如图3中的子曝光区域A₂)中的第一曝光窗口21和所述第n+1个子曝光区域(例如图3中的子曝光区域A₃)中的第二曝光窗口22相互交错排布。

实施例2

本实施例提供了一种光阻材料图形化方法，参阅图4a-4e，该方法包括步骤：

步骤S1、如图4a所示，在衬底基板1上涂覆光阻材料层2。

步骤S2、如图4b所示，应用第一曝光光罩3，对所述光阻材料层2进行曝光。其中，所述第一曝光光罩3是现有技术中传统的曝光光罩，图中的虚线箭头表示曝光光线。

步骤S3、如图4c所示，将所述光阻材料层2显影形成图形化的第一光阻结构层4。所述第一光阻结构层4的坡度角为α₁。

步骤S4、如图4d所示，在所述第一光阻结构层4上，应用第二曝光光罩5，针对需要调整坡度角的指定位置进行曝光。具体地，所述第二曝光光罩5为前述实施例1提供的曝光光罩，所述第二曝光光罩5包括了第一曝光区域10和第二曝光区域20。例如，针对图4c所示第一光阻结构层4，当需要将位置41的坡度角较小时，则在步骤S4中，将第二曝光光罩5的第二曝光区域20对准位置41进行二次曝光，此时第一曝光区域10则是对应于步骤S2中已经曝光的区域，图中的虚线箭头表示曝光光线。通过所述第二曝光光罩5的第二曝光区域20对所述指定位置(斜坡位置41)进行二次曝光，按照从边缘到中间的方向，斜坡位置41上的曝光量逐渐减小。

S5、如图4e所示，将所述第一光阻结构层4显影，形成图形化的第二光阻结构层6。所述第二光阻结构层6中指定位置41的坡度角为α₂，且α₂<α₁。

综上所述，本发明实施例提供的曝光光罩以及光阻材料图形化方法，其包括第二曝光区域，第二曝光区域中设置有依次并行排列第1至第M个子曝光区域，并且，第1至第M个子曝光区域的曝光分辨率逐步降低，由此，通过第二曝光区域对指定位置进行二次曝光，实现在指定位置将图形化的光阻结构层的坡度角减小。并且，通过二次曝光的方式调整坡度角，相比于采用高温烘烤的方式，调整坡度角的过程中对其他结构层的影响很小。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种曝光光罩，其特征在于，包括第一曝光区域、第二曝光区域和包围所述第一曝光区域和第二曝光区域的遮光区域，所述第二曝光区域邻近于所述第一曝光区域的边缘设置，所述第二曝光区域包括按照逐渐远离所述第一曝光区域的方向依次并行排列第1至第M个子曝光区域；其中，第n个子曝光区域的曝光分辨率大于第n+1个子曝光区域的曝光分辨率；

其中，M为大于2的整数，n＝1、2、3、…、M-1。

2.根据权利要求1所述的曝光光罩，其特征在于，第1至第M个子曝光区域的曝光分辨率等比递减。

3.根据权利要求2所述的曝光光罩，其特征在于，第n+1个子曝光区域的曝光分辨率相比于第n个子曝光区域的曝光分辨率减小15％～25％。

4.根据权利要求3所述的曝光光罩，其特征在于，第n+1个子曝光区域的曝光分辨率相比于第n个子曝光区域的曝光分辨率减小20％。

5.根据权利要求2所述的曝光光罩，其特征在于，所述第1个子曝光区域的曝光分辨率为曝光设备的曝光分辨率的60％，所述第M个子曝光区域的曝光分辨率为曝光设备的曝光分辨率的10％。

6.根据权利要求1所述的曝光光罩，其特征在于，M取值范围是6～10。

7.根据权利要求1-6任一所述的曝光光罩，其特征在于，所述第n个子曝光区域中设置有多个相互间隔排布的第一曝光窗口，所述第n+1个子曝光区域中设置有多个相互间隔排布的第二曝光窗口，所述第一曝光窗口的曝光面积大于所述第二曝光窗口的曝光面积。

8.根据权利要求7所述的曝光光罩，其特征在于，所述第一曝光窗口的形状为方形或圆形，所述第二曝光窗口的形状为方形或圆形。

9.根据权利要求7所述的曝光光罩，其特征在于，所述第n个子曝光区域中的第一曝光窗口和所述第n+1个子曝光区域中的第二曝光窗口相互交错排布。

10.一种光阻材料图形化方法，其特征在于，包括步骤：

S1、在衬底基板上涂覆光阻材料层；

S2、应用第一曝光光罩，对所述光阻材料层进行曝光；

S3、将所述光阻材料层显影形成图形化的第一光阻结构层；

S4、在所述第一光阻结构层上，应用第二曝光光罩，针对需要调整坡度角的指定位置进行曝光；所述第二曝光光罩为权利要求1-9任一所述的曝光光罩，通过所述第二曝光光罩的第二曝光区域对所述指定位置进行二次曝光；

S5、将所述第一光阻结构层显影，形成图形化的第二光阻结构层。