CN109491191A - 一种掩模板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种掩模板及其制作方法，掩模板包括：基板和阻光层；阻光层铺设在基板上；阻光层上排布有多个透光通孔，所述透光通孔沿垂直于阻光层的方向贯穿阻光层，透光通孔的孔径a为：0.8um≤a≤4um。透光通孔的孔径小于对准式曝光系统的最小分辨率，进行曝光时，透过通孔的光线不再以直射的方式照射到产品原材料上，而是以光衍射的辐射能量的形式存在于产品原材料表面的感光材料内，从而起到改变阻光层的光学透过率的效果，阻光层的透过率可以改变为0(不透光)至100％(透光)间的任意值，使得阻光层的不同部位可以具有不同的光学透过率。

Description

一种掩模板及其制作方法

技术领域

本申请涉及掩模板领域，特别涉及一种掩模板及其制作方法。

背景技术

掩膜板由表面记载着图形、文字等信息的金属层薄膜或阻光层薄膜和基板组合而成，其广泛用于IC、FPD、MEMS、光学器件等行业的模具。

传统光学掩膜版上每个区域只有0(不透光)或100％(透光)两种光学透过率，在利用掩模板生产具有多层结构的产品时，通常采用对准套刻式生产，将一个产品的总图形信息按工艺要求分成多层子图形，并将子图形制作成相对应的曝光用掩模板(有多少层子图形就有多少层掩模板)，每个掩模板上都有对位标记，在生产时按一定的工艺顺序使每层子图形掩模板上的对位标记重合再进行曝光生产。

但是，在实际生产中会存在很多导致对准套刻偏差的因素，例如，每张子图形掩模板制作时环境偏差所引起的图形伸缩(例如温度而引起的图形热膨胀)，每张子图形掩模板因不同设备制作而引起的设备偏差，生产产品时因不同子掩模板使用时间不同的环境偏差所引起的图形伸缩，产品生产设备的对准精度问题引起的多张子图形之间的对准偏差等等，影响了产品生产的精度，提升了废品率。

发明内容

本申请提供一种掩模板及其制作方法，解决了现有掩模板生产多层结构产品时精度低、废品率高的问题。

本申请提供一种掩模板，包括基板和阻光层；所述阻光层铺设在基板上；所述阻光层上排布有多个透光通孔，所述透光通孔沿垂直于阻光层的方向贯穿阻光层，所述透光通孔的孔径a为：0.8um≤a≤4um。

本申请提供一种掩模板的制作方法，用于制作上述的掩模板，透光通孔设置步骤：根据待生产掩模板的透光率选择透光通孔的形状、孔径和排布密度，将选择的透光通孔排布在二维平面上，形成透光通孔排布区域，透光通孔的孔径与阻光层的光学透过率成正比，透光通孔的排布密度与阻光层的光学透过率成正比；图形拟合步骤：将产品的二维轮廓图正投影到透光通孔排布区域上，产品的轮廓线将透光通孔排布区域分割，删除位于产品轮廓线外部的透光通孔和透光通孔位于产品轮廓线外的部分，得到轮廓线内填充有透光通孔的二维拟合图；曝光步骤：将二维拟合图导入到直写式光刻机中，直写式光刻机将二维拟合图曝光到掩模板的原材料上；显影步骤：通过显影液对经过曝光处理的掩模板原材料进行化学蚀刻，得到阻光层上排布有透光通孔的掩模板。

本申请的有益效果：

本申请所提供的一种掩模板中，阻光层与曝光光线接触的排布有多个透光通孔，所述透光通孔的孔径a为：0.8um≤a≤4um。透光通孔的孔径小于对准式曝光系统的最小分辨率，进行曝光时，透过通孔的光线不再以直射的方式照射到产品原材料上，而是以光衍射的辐射能量的形式存在于产品原材料表面的感光材料内，从而起到改变阻光层的光学透过率的效果，阻光层的透过率可以改变为0(不透光)至100％(透光)间的任意值，使得阻光层的不同部位可以具有不同的光学透过率，工作人员可以使用具有不同光学透过率的掩模板生产多层结构的产品，无需采用多个掩模板对准套刻生产，避免了对准套刻生产中的偏差，提升了产品生产的精度，降低了废品率，减少了曝光次数，从而节省了工序，减少了使用掩模板的张数，节约了成本。

附图说明

图1为本申请一种实施例中掩模板的正视图；

图2为本申请一种实施例中掩模板的俯视图；

图3为本申请图2中A处的放大图；

图4为本申请一种实施例中透光通孔的形状示意图；

图5为本申请另一种实施例中透光通孔的形状示意图；

图6为本申请第三种实施例中透光通孔的形状示意图；

图7为本申请第四种实施例中透光通孔的形状示意图；

图8为本申请一种实施例中掩模板制作方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

本实施例提供一种掩模板，具体是一种可变光学透过率掩模板。

请参考图1、图2和图3，该掩模板包括基板1和阻光层2；阻光层2铺设在基板1上；阻光层2上排布有多个透光通孔3，透光通孔3沿垂直于阻光层2的方向贯穿阻光层2，透光通孔3的孔径a为：0.8um≤a≤4um。

具体地，在透光通孔3孔径的取值范围内，透光通孔3的孔径与阻光层2的光学透过率成正比。

透光通孔3的孔径小于对准式曝光系统的最小分辨率，进行曝光时，透过通孔的光线不再以直射的方式照射到产品原材料上，而是以光衍射的辐射能量的形式存在于产品原材料表面的感光材料内，从而起到改变阻光层2的光学透过率的效果，阻光层2的透过率可以改变为0(不透光)至100％(透光)间的任意值，使得阻光层2的不同部位可以具有不同的光学透过率，工作人员可以使用具有不同光学透过率的掩模板生产多层结构的产品，无需采用多个掩模板对准套刻生产，避免了对准套刻生产中的偏差，提升了产品生产的精度，降低了废品率，减少了曝光次数，从而节省了工序，减少了使用掩模板的张数，节约了成本。

请参考图4，在一种实施例的阻光层中，透光通孔3为圆形。具体地，圆形的直径为透光通孔3的孔径a。

当然，作为本实施例的变形，透光通孔3还可以设置成其他任意形状，例如，环形、三角形、带状、矩形等等。也可以在一个阻光层2上设置多种不同形状的透光通孔3，即，透光通孔3可以由一种或多种形状的图形组成。

请参考图5，在另一种实施例的阻光层中，透光通孔3为环形，环形的环宽为透光通孔3的孔径a。

请参考图6，在另一种实施例的阻光层中，透光通孔3为等腰三角形，等腰三角形的高为透光通孔3的孔径a。

请参考图7，在另一种实施例的阻光层中，透光通孔3为带状，透光通孔3的带宽为透光通孔3的孔径a。

具体地，透光通孔3呈波浪形延伸，透光通孔3的带宽为透光通孔3的孔径a。

请参考图2和图3，在一种实施例的阻光层中，透光通孔3在阻光层2上均匀排布。均匀排布指的是任意相邻通孔间的距离相等。

在另一种实施例的阻光层中，透光通孔3在阻光层2上非均匀分布。具体地，可以根据产品生产的需求，使透光通孔3在阻光层2的不同区域具有不同的排布密度。透光通孔3的排布密度指的是单位面积内的透光通孔3数量，透光通孔3的排布密度与阻光层2的光学透过率成正比。

请参考图1，在一种实施例的阻光层中，该阻光层2的厚度b为：20nm≤b≤500nm。具体地，阻光层2可由具有阻光效果的金属或金属氧化物组成。

请参考图1，在一种实施例的基板中，该基板1的厚度c为：1mm≤c≤10mm。

请参考图1，在一种实施例的基板中，该基板1为玻璃材质。具体地，玻璃基板可以采用材质为高纯度融石英、苏打玻璃、钠钙玻璃或其它材质的玻璃。

实施例二：

本实施例提供一种掩模板的制作方法，用于制作实施例一中的掩模板。

请参考图8，在一种实施例中，掩模板的制作方法包括：

透光通孔设置步骤S1：根据待生产掩模板的透光率选择透光通孔的形状、孔径和排布密度，将选择的透光通孔排布在二维平面上，形成透光通孔排布区域，透光通孔的孔径与阻光层的光学透过率成正比，透光通孔的排布密度与阻光层的光学透过率成正比；

图形拟合步骤S2：将产品的二维轮廓图正投影到透光通孔排布区域上，产品的轮廓线将透光通孔排布区域分割，删除位于产品轮廓线外部的透光通孔和透光通孔位于产品轮廓线外的部分，得到轮廓线内填充有透光通孔的二维拟合图；

曝光步骤S3：将二维拟合图导入到直写式光刻机中，直写式光刻机将二维拟合图曝光到掩模板的原材料上；

显影步骤S4：通过显影液对经过曝光处理的掩模板原材料进行化学蚀刻，得到阻光层上排布有透光通孔的掩模板。

具体地，在透光通孔设置步骤S1中，透光通孔的形状可以选择圆形、环形、三角形、带状、矩形或其他任意形状。透光通孔的形状可以选择全部相同，也可以选择至少两种不同的形状。透光通孔的孔径a可以为0.8um≤a≤4um范围内的任意数值。透光通孔的排布密度可以是均匀的，也可以是不均匀的。透光通孔的排布区域的面积要大于产品二维轮廓图的面积，使得透光通孔排布区域可以将产品二维轮廓图覆盖。

在图形拟合步骤S2中，删除产品轮廓线以外的透光通孔，保留轮廓线以内的透光通孔，处在轮廓线上的透光通孔只保留轮廓线以内的部分。

在曝光步骤S3中，直写式光刻机可以选择使用最小分辨率小于0.8um的步进式掩模版直写光刻机。可以选择包括感光抗蚀刻层、阻光层、玻璃基板的掩模版原材料进行曝光。

在显影步骤S4中，可以使用与感光抗蚀刻层相对应的显影液对已曝光的掩模版原材料进行显影，使用与阻光层相对应的酸性刻蚀液对已显影的原材料进行刻蚀，去除掉感光抗蚀刻层上多余的未曝光的部分。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种掩模板，其特征在于，包括：基板和阻光层；

所述阻光层铺设在基板上；

所述阻光层上排布有多个透光通孔，所述透光通孔沿垂直于阻光层的方向贯穿阻光层，所述透光通孔的孔径a为：0.8um≤a≤4um。

2.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述透光通孔为圆形。

3.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述透光通孔为环形，所述环形的环宽为透光通孔的孔径a。

4.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述透光通孔为等腰三角形，所述等腰三角形的高为透光通孔的孔径a。

5.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述透光通孔为带状，所述透光通孔的带宽为透光通孔的孔径a。

6.如权利要求5所述的掩模板，其特征在于，所述透光通孔呈波浪形延伸，所述透光通孔的带宽为透光通孔的孔径a。

7.如权利要求1-6中任一项所述的掩模板，其特征在于，所述阻光层的厚度b为：20nm≤b≤500nm。

8.如权利要求1-6中任一项所述的掩模板，其特征在于，所述基板的厚度c为：1mm≤c≤10mm。

9.如权利要求1-6中任一项所述的掩模板，其特征在于，所述基板为玻璃材质。

10.一种掩模板的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求1-9中任一项所述的掩模板，所述制作方法包括：

透光通孔设置步骤：根据待生产掩模板的透光率选择透光通孔的形状、孔径和排布密度，将选择的透光通孔排布在二维平面上，形成透光通孔排布区域，透光通孔的孔径与阻光层的光学透过率成正比，透光通孔的排布密度与阻光层的光学透过率成正比；

图形拟合步骤：将产品的二维轮廓图正投影到透光通孔排布区域上，产品的轮廓线将透光通孔排布区域分割，删除位于产品轮廓线外部的透光通孔和透光通孔位于产品轮廓线外的部分，得到轮廓线内填充有透光通孔的二维拟合图；

曝光步骤：将二维拟合图导入到直写式光刻机中，直写式光刻机将二维拟合图曝光到掩模板的原材料上；

显影步骤：通过显影液对经过曝光处理的掩模板原材料进行化学蚀刻，得到阻光层上排布有透光通孔的掩模板。