CN109652759B - 一种金属掩膜板的制作方法和金属掩膜板 - Google Patents

一种金属掩膜板的制作方法和金属掩膜板 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种金属掩膜板的制作方法和金属掩膜板，用于实现对与底板分离后的掩模层的应变进行限制，维持金属掩膜板的位置精度。在底板上涂布光刻胶；对光刻胶进行曝光显影形成具有第一开口的需求图案；在第一开口内沉积金属形成电铸层；去除剩余光刻胶，得到掩膜层，掩膜层包括至少一个电铸画素区和电铸主体区；电铸画素区包括至少一个第二开口和隔开各第二开口的电铸连接桥；将电铸主体区贴合于支撑框架包括的平板上，且至少一个电铸画素区与第三开口对齐；将掩膜层与底板分离，得到金属掩膜板。如此，掩膜层与底板分离时，平板可以为电铸层提供支撑力，限制金属掩膜板的变形，维持金属掩膜板的位置精度。

Description

一种金属掩膜板的制作方法和金属掩膜板
技术领域
本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种金属掩膜板的制作方法和金属掩膜板。
背景技术
有机电致发光二极管(Organic Light-emitting Diode，简称OLED)在制作过程中，采用真空蒸镀技术，将有机材料蒸镀至蒸发源上方的基板表面。在蒸镀之前，需要在基板的下方紧贴掩膜板，掩膜板上预留有开口，使得有机材料蒸镀时通过开口区域沉积至基板上。
目前，金属掩膜板多采用电铸法，其原理为：在底板上的光刻胶曝光显影后形成的开口中，沉积镍铁合金形成电铸层，再去除光刻胶得到金属掩膜板。之后将金属掩膜板的固定于至掩膜外框的内壁，再将金属掩膜板从底板上分离下来，并进行后续工艺处理并形成最终的产品。由于电铸层和底板存在不同大小的内应力，当电铸层与底板分离时，由于电铸层的内应力的存在，使得电铸层在失去底板对于应变的限制而发生形变，出现位置精度位移现象，从而导致金属掩膜板无法使用。
发明内容
本发明实施例提供一种金属掩膜板的制作方法和金属掩膜板，实现对与底板分离后的掩模层的应变进行限制，维持金属掩膜板的位置精度。
本发明实施例提供一种金属掩膜板的制作方法，包括：在底板上涂布光刻胶；对底板上的光刻胶进行曝光显影形成具有第一开口的需求图案；在第一开口内沉积金属形成电铸层；去除底板上的光刻胶，得到掩膜层；掩膜层包括至少一个电铸画素区和电铸主体区；每个电铸画素区包括至少一个第二开口和隔开各第二开口的电铸连接桥；将电铸主体区贴合于支撑框架包括的平板上，且将至少一个电铸画素区与支撑框架包括的第三开口对齐；将掩膜层与底板分离，得到贴合于支撑框架上的金属掩膜板。
可选的，支撑框架包括至少一个第三开口，且至少一个第三开口与至少一个电铸画素区一一对应；每个第三开口的面积大于等于与第三开口对应的电铸画素区的面积；将至少一个电铸画素区与支撑框架包括的第三开口对齐，包括：针对至少一个电铸画素区中每个电铸画素区，将电铸画素区与该电铸画素区对应的第三开口对齐。
可选的，将电铸主体区贴合于支撑框架的平板上，包括：通过焊接或胶水联合的方式将电铸主体区贴合于支撑框架的平板上。
可选的，将电铸主体区贴合于支撑框架的平板上之前，还包括：在支撑框架上贴合掩膜层的背面的第三开口的内缘制作斜面，斜面与平板的夹角为钝角。
可选的，金属掩膜板上设置有对位标记；将掩膜层与底板分离，得到固定于支撑框架上的金属掩膜板之后，还包括：将金属掩膜板固定于掩膜外框上；将掩膜外框固定于蒸镀源上方的支撑台上，且金属掩膜板上的对位标记与待蒸镀有机发光材料的基板上的对位标记对齐。
本发明实施例提供一种金属掩膜板，包括：支撑框架和掩膜层；掩膜层包括至少一个电铸画素区和电铸主体区；每个电铸画素区包括至少一个第二开口和隔开各第二开口的电铸连接桥；支撑框架包括平板和至少一个第三开口；第三开口与电铸画素区一一对应；电铸主体区贴合于平板上，且电铸画素区与该电铸画素区对应的第三开口对齐。
可选的，每个第三开口的面积大于等于与第三开口对应的电铸画素区的面积。
可选的，电铸主体区贴合于平板上的贴合方式为焊接或胶水联合。
可选的，支撑框架还包括位于支撑框架上贴合掩膜层的背面的第三开口的内缘的斜面，斜面与平板的夹角为钝角。
可选的，金属掩膜板还包括对位标记；对位标记，用于：在需要蒸镀有机发光材料时，将金属掩膜板上的对位标记与待蒸镀有机发光材料的基板上的对位标记对齐。
本发明实施例提供一种金属掩膜板的制作方法，包括：在底板上涂布光刻胶；对底板上的光刻胶进行曝光显影形成具有第一开口的需求图案；在第一开口内沉积金属形成电铸层；去除底板上的光刻胶，得到掩膜层，掩膜层包括至少一个电铸画素区和电铸主体区；每个电铸画素区包括至少一个第二开口和隔开各第二开口的电铸连接桥；将电铸主体区贴合于支撑框架包括的平板上，且将至少一个电铸画素区与支撑框架包括的第三开口对齐；将掩膜层与底板分离，得到贴合于支撑框架上的金属掩膜板。如此，掩膜层与底板分离时，支撑框架包括的平板可以为电铸层提供支撑力，限制掩膜层在与底板分离后由于内应力存在而产生的应变，进而可以控制金属掩膜板的变形，维持金属掩膜板的位置精度。
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要介绍。
图1为本发明实施例提供的一种金属掩膜板的制作方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的底板涂布光刻胶的步骤对应的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的对部分光刻胶进行曝光、显影的步骤对应的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的形成第一开口的步骤对应的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的形成电铸层的步骤对应的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的形成掩膜层的步骤对应的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的掩膜层的结构俯视图；
图8为本发明实施例提供的具有一个第三开口的支撑框架的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的具有多个第三开口的支撑框架的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的掩膜层贴合于支撑框架的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的掩膜层与底板分离的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种金属掩膜板的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示例性示出了本发明实施例提供的一种金属掩膜板的制作方法流程示意图。如图2所示，该金属掩膜板的制作方法包括以下步骤：
步骤101：在底板上涂布光刻胶；
步骤102：对底板上的光刻胶进行曝光、显影，形成具有第一开口的需求图案；
步骤103：在第一开口内沉积金属形成电铸层；
步骤104：去除底板上的光刻胶，得到掩膜层；掩膜层包括至少一个电铸画素区和电铸主体区；每个电铸画素区包括至少一个第二开口和隔开各第二开口的电铸连接桥；
步骤105：将电铸主体区贴合于支撑框架包括的平板上，且将至少一个电铸画素区与支撑框架包括的第三开口对齐；
步骤106：将掩膜层与底板分离，得到贴合于支撑框架上的金属掩膜板。
本发明实施例提供一种金属掩膜板的制作方法，包括：在底板上涂布光刻胶；对底板上的光刻胶进行曝光显影形成具有第一开口的需求图案；在第一开口内沉积金属形成电铸层；去除底板上的光刻胶，得到掩膜层，掩膜层包括至少一个电铸画素区和电铸主体区；每个电铸画素区包括至少一个第二开口和隔开各第二开口的电铸连接桥；将电铸主体区贴合于支撑框架包括的平板上，且将至少一个电铸画素区与支撑框架包括的第三开口对齐；将掩膜层与底板分离，得到贴合于支撑框架上的金属掩膜板。如此，掩膜层与底板分离时，支撑框架包括的平板可以为电铸层提供支撑力，限制掩膜层在与底板分离后由于内应力存在而产生的应变，进而可以控制金属掩膜板的变形，维持金属掩膜板的位置精度。
基于图1，图2至图8实例性示出了金属掩膜板制作过程各步骤对应的结构示意图。
基于步骤101，如图2所示，在底板210上涂布光刻胶220，其中，底板210为金属。光刻胶220可以为光敏性材料。
基于步骤102，如图3和图4所示，对底板210上的光刻胶220未被掩模板挡住的部分进行曝光、显影，消除光刻胶220形成第一开口230，得到具有第一开口的需求图案，该需求图案即为蒸镀有机发光材料所需要的掩膜案。
基于步骤103，如图5所示，在第一开口230中沉积镍铁合金，得到电铸层240。可选的，电铸层的厚度为0.5-1mm。可选的，电铸层的厚度小于等于第一开口的深度。如此，电铸层在第一开口内形成，可以保证电铸层的位置精确。
基于步骤104，去除底板210上的剩余的如图5所示的光刻胶220，得到如图6所示的由电铸层240和第二开口250组成的掩膜层。为了更清楚的了解掩膜层的图案，图7示例性示出了掩膜层的俯视图，如图7所示，掩膜层包括至少一个电铸画素区260和电铸主体区241，其中，每个电铸画素区260包括至少一个第二开口250和隔开各第二开口250的电铸连接桥242，其中，电铸层240包括电铸主体区241和电铸连接桥242。
基于步骤105，支撑框架包括平板和第三开口，一种可选的实施方式中，支撑框架包括至少一个第三开口，且至少一个第三开口与至少一个电铸画素区一一对应；每个第三开口的面积大于等于与第三开口对应的电铸画素区的面积。
一种可选的实施方式中，如图8所示，支撑框架270包括平板271和一个第三开口272，该第三开口272与所有的电铸画素区260对齐；另一种可选的实施方式中，如图9所示，支撑框架270包括平板271和多个第三开口272，每个第三开口272与至少一个电铸画素区260对齐。
本发明实施例中，将图6所示的电铸层贴合于如图8所示支撑框架上，一种可实施方式为，如图10所示，将电铸主体区241贴合于支撑框架270包括的平板271上，且至少一个电铸画素区260与支撑框架270包括的第三开口272对齐。
基于步骤106，将如图10所示的掩膜层与底板210分离，得到如图11所示的贴合于支撑框架270上的金属掩膜板。
基于上述步骤105，将至少一个电铸画素区与支撑框架包括的第三开口对齐，具体包括：针对至少一个电铸画素区中每个电铸画素区，将电铸画素区与该电铸画素区对应的第三开口对齐。如此，一方面，掩膜层与底板分离时，支撑框架包括的平板为电铸层提供支撑力，限制掩膜层在与底板分离后由于内应力存在而产生的应变，进而可以控制金属掩膜板的变形，维持金属掩膜板的位置精度；另一方面，支撑框架上包括的第三开口与画素区对齐，可以保证支撑框架的平板不会遮挡画素区的第二开口，避免影响蒸镀有机材料。
基于上述步骤105，将电铸主体区贴合于支撑框架的平板上，包括：通过焊接或胶水联合的方式将电铸主体区贴合于支撑框架的平板上。
本发明实施例中，在制作完成如图11所示的金属掩膜板之后，通过在支撑框架270上贴合掩膜层的背面朝下，蒸镀有机材料；为了避免蒸镀有机材料时支撑框架的第三开口边缘遮挡形成蒸镀死角，本发明实施例提供一种可选的实施方式，将电铸主体区贴合于支撑框架的平板上之前，还包括：在支撑框架上贴合掩膜层的背面的第三开口的内缘制作斜面，斜面与平板的夹角为钝角。一种可选的实施方式为，在内缘制作与蒸镀机蒸镀角相同的倒角。如此，第三开口的边缘不会遮挡有机材料的蒸镀，可以避免阴影效应出现在第三开口的内缘。
本发明实施例中，金属掩膜板上设置有对位标记；将掩膜层与底板分离，得到固定于支撑框架上的金属掩膜板之后，还包括：将金属掩膜板固定于掩膜外框上；将掩膜外框固定于蒸镀源上方的支撑台上，且金属掩膜板上的对位标记与待蒸镀有机发光材料的基板上的对位标记对齐。如此，在蒸镀之前，将金属掩膜板和待蒸镀有机发光材料的基板上的对位标记对齐，可以避免两次贴合(掩膜层和支撑框架的贴合，以及支撑框架和掩膜外框的贴合)所造成的累计误差，保证蒸镀时的精确度。
本发明实施例中，支撑框架和掩膜外框的组成成分均为热膨胀系数较低的金属材料，这样可以使得支撑框架和掩膜外框在受热时稳定性高，不容易发生变形。可选的，支撑框架的材料的热膨胀系数为1.6*10-5至4*10-6/℃。具体的，支撑框架的组成材料可为镍铁合金，比如因瓦合金，具体可以为invar36、invar37等。可选地，掩膜外框的组成成分也可以为镍铁合金，一般为invar36。
基于以上实施例以及相同构思，图12为本发明实施例提供的一种金属掩膜板的结构示意图，如图12所示，金属掩膜板包括：支撑框架270和掩膜层；
其中，掩膜层包括至少一个电铸画素区260和电铸主体区241；每个电铸画素区260包括至少一个第二开口250和隔开各第二开口250的电铸连接桥242；支撑框架270包括平板271和至少一个第三开口272；第三开口272与电铸画素区260一一对应；电铸主体区241贴合于平板271上，且电铸画素区260与该电铸画素区260对应的第三开口对齐272。
可选的，每个第三开口的面积大于等于与第三开口对应的电铸画素区的面积。如此，可以保证支撑框架的平板不会遮挡画素区的第二开口，避免影响蒸镀有机材料
可选的，支撑框架的平板为实心平板，且实心平板的面积大于电铸主体区的面积。如此，掩膜层与底板分离时，实心平板为电铸层提供支撑力，限制掩膜层在与底板分离后由于内应力存在而产生的应变，进而可以控制金属掩膜板的变形，维持金属掩膜板的位置精度。
可选的，电铸主体区贴合于平板上的贴合方式为焊接或胶水联合。
可选的，支撑框架还包括位于支撑框架上贴合掩膜层的背面的第三开口的内缘的斜面，斜面与平板的夹角为钝角。一种可选的实施方式为，在内缘制作与蒸镀机蒸镀角相同的倒角。如此，第三开口的边缘不会遮挡有机材料的蒸镀，可以避免阴影效应出现在第三开口的内缘。
可选的，金属掩膜板还包括对位标记；对位标记用于：在需要蒸镀有机发光材料时，将金属掩膜板上的对位标记与待蒸镀有机发光材料的基板上的对位标记对齐。如此，在蒸镀之前，将金属掩膜板和待蒸镀有机发光材料的基板上的对位标记对齐，可以避免两次贴合(掩膜层和支撑框架的贴合，以及支撑框架和掩膜外框的贴合)所造成的累计误差，保证蒸镀时的精确度。
可选的，支撑框架的材料的热膨胀系数为1.6*10-5至4*10-6/℃。具体的，支撑框架的组成材料可为镍铁合金，比如invar36、invar37等。
上述图12所提供的金属掩膜板，未详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种金属掩膜板的制作方法，其特征在于，包括：
在底板上涂布光刻胶；
对所述底板上的光刻胶进行曝光显影形成具有第一开口的需求图案；
在所述第一开口内沉积金属形成电铸层；
去除所述底板上的光刻胶，得到掩膜层；所述掩膜层包括至少一个电铸画素区和电铸主体区；每个电铸画素区包括至少一个第二开口和隔开各第二开口的电铸连接桥；
在支撑框架上贴合掩膜层的背面的第三开口的内缘制作斜面，所述斜面与平板的夹角为钝角；
将所述电铸主体区贴合于支撑框架包括的平板上，且将所述至少一个电铸画素区与所述支撑框架包括的第三开口对齐；
将所述掩膜层与所述底板分离，得到贴合于所述支撑框架上的金属掩膜板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑框架包括至少一个第三开口，且所述至少一个第三开口与所述至少一个电铸画素区一一对应；每个所述第三开口的面积大于等于与所述第三开口对应的电铸画素区的面积；
所述将所述至少一个电铸画素区与所述支撑框架包括的第三开口对齐，包括：
针对所述至少一个电铸画素区中每个电铸画素区，将所述电铸画素区与该电铸画素区对应的第三开口对齐。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述电铸主体区贴合于支撑框架的平板上，包括：
通过焊接或胶水联合的方式将电铸主体区贴合于支撑框架的平板上。
4.如权利要求1至3任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述金属掩膜板上设置有对位标记；
所述将所述掩膜层与所述底板分离，得到固定于所述支撑框架上的金属掩膜板之后，还包括：
将所述金属掩膜板固定于掩膜外框上；
将所述掩膜外框固定于蒸镀源上方的支撑台上，且所述金属掩膜板上的对位标记与待蒸镀有机发光材料的基板上的对位标记对齐。
5.一种金属掩膜板，其特征在于，包括：支撑框架和掩膜层；
所述掩膜层包括至少一个电铸画素区和电铸主体区；所述每个电铸画素区包括至少一个第二开口和隔开各第二开口的电铸连接桥；
所述支撑框架包括平板和至少一个第三开口；所述第三开口与所述电铸画素区一一对应，所述支撑框架还包括位于所述支撑框架上贴合掩膜层的背面的第三开口的内缘的斜面，所述斜面与所述平板的夹角为钝角；
所述电铸主体区贴合于所述平板上，且所述电铸画素区与该电铸画素区对应的第三开口对齐。
6.如权利要求5所述的金属掩膜板，其特征在于，每个所述第三开口的面积大于等于与所述第三开口对应的电铸画素区的面积。
7.如权利要求5所述的金属掩膜板，其特征在于，所述电铸主体区贴合于所述平板上的贴合方式为焊接或胶水联合。
8.如权利要求5至7任一权利要求所述的金属掩膜板，其特征在于，还包括对位标记；
所述对位标记，用于：在需要蒸镀有机发光材料时，将所述金属掩膜板上的对位标记与待蒸镀有机发光材料的基板上的对位标记对齐。
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