CN113608407B - 掩膜、其制备方法及曝光方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种掩膜、其制备方法及曝光方法。掩膜包括：透明的基板，具有第一表面；图案化的遮光层，位于所述第一表面上；以及扩散层，位于所述基板远离所述遮光层的一侧，所述扩散层中含有光扩散粒子。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种掩膜、其制备方法及曝光方法。
背景技术
目前，触控面板中，触控驱动电极(或触控感应电极)之间需要通过在绝缘层上形成通孔以实现导电层桥接。绝缘层(光阻材料，如干膜)通过掩膜曝光、显影后形成通孔。然而，现有的制程中，绝缘层的通孔处具有底切(Undercut)且倾角(Taper)过大，造成导电层桥接时断线。
发明内容
本申请第一方面提供一种掩膜，其包括：
透明的基板，具有第一表面；
图案化的遮光层，位于所述第一表面上；以及
扩散层，位于所述基板远离所述遮光层的一侧，所述扩散层中含有光扩散粒子。
该掩膜具有扩散层，其包含的光扩散粒子。曝光光源的光经掩膜后，扩散层可对光源的光进行折射、扩散，使曝光光源的光偏折并均匀出射，进而改善光阻曝光后的底切及倾角过大的现象。当该掩膜应用到触控面板的制备中，以对绝缘层(光阻材料，如干膜)进行图案化形成通孔，实现触控驱动电极或触控感应电极的桥接时，可改善绝缘层在通孔处的底切及倾角过大的问题，实现导电层有效搭接。
在本申请的一些实施例中，所述基板具有与所述第一表面相对的第二表面，所述扩散层位于所述第二表面上；或者，所述掩膜包括位于所述基板远离所述遮光层的一侧的基材，所述扩散层位于所述基材的远离所述基板的表面上。
在本申请的一些实施例中，所述掩膜还包括抗静电层，所述抗静电层至少覆盖所述遮光层远离所述基板的表面及所述第一表面未被所述遮光层覆盖的部分；在所述掩膜包括所述基材的情况下，所述抗静电层还覆盖所述基材的靠近所述基板的表面。
在本申请的一些实施例中，所述抗静电层中含有碳氧化物的抗静电粒子。
在本申请的一些实施例中，所述扩散层的厚度为1μm～10μm和/或所述抗静电层的厚度为4μm～5μm。
在本申请的一些实施例中，所述基板的材质为玻璃或塑料。
本申请第二方面提供一种掩膜的制备方法，其包括：
于一透明的基板的相对的第一表面及第二表面上分别形成图案化的遮光层以及扩散层，所述扩散层中含有光扩散粒子；以及
形成一抗静电层，所述抗静电层覆盖所述遮光层远离所述基板的表面以及所述第一表面未被所述遮光层覆盖的部分。
该掩膜的制备方法，获得的掩膜兼具光扩散功能以及抗静电功能。
本申请第三方面提供一种曝光方法，其包括：
将待曝光的工件放置于曝光机的载台上；
将一扩散板放置于所述曝光机的光源与掩膜之间，所述扩散板包括扩散层，所述扩散层中含有光扩散粒子；以及
对待曝光的工件进行曝光。
在本申请的一些实施例中，所述扩散板还包括基材及抗静电层，所述扩散层及所述抗静电层分别位于所述基材的相对两表面。
在本申请的一些实施例中，所述扩散板贴附于所述掩膜上；或者所述扩散板贴附于所述曝光机的曝光玻璃与所述掩膜之间；或者所述扩散板贴附于所述曝光机的曝光玻璃远离所述掩膜的一侧。
该曝光方法，由于扩散板中的扩散层包含光扩散粒子，使得曝光光源的光经掩膜后，扩散层可对光源的光进行折射、扩散，使曝光光源的光偏折并均匀出射，进而改善光阻曝光后的底切及倾角过大的现象。当该曝光方法应用到触控面板的制备中，以在绝缘层(光阻材料，如干膜)上形成通孔，实现形成触控驱动电极或触控感应电极的导电层桥接时，可改善绝缘层在通孔处的底切及倾角过大的问题，实现导电层有效搭接。
附图说明
图1为利用本申请的一些实施例提供的、具有扩散层的胶片掩膜进行曝光的示意图。
图2为利用本申请的一些实施例提供的、具有扩散层的玻璃掩膜进行曝光的示意图。
图3为本申请的一些实施例中，扩散板贴附于曝光机的曝光玻璃与胶片掩膜之间进行曝光的示意图。
图4为本申请的一些实施例中，扩散板贴附于曝光机的曝光玻璃远离胶片掩膜的一侧进行曝光的示意图。
图5为本申请的一些实施例中，扩散板贴附于玻璃掩膜上进行曝光的示意图。
图6为本申请的一些实施例中，于基板的第一表面上，形成遮光层的示意图。
图7为本申请的一些实施例中，于基板的第二表面上，形成扩散层的示意图。
图8为本申请的一些实施例中，对遮光层进行图案化的示意图。
图9为本申请的一些实施例中，形成的图案化的遮光层的示意图。
图10为本申请的一些实施例中，形成抗静电层的示意图。
图11为本申请的另一些实施例中，于基板的第一表面上，形成遮光层的示意图。
图12为本申请的另一些实施例中，于基板的第二表面上，形成扩散层的示意图。
图13为本申请的另一些实施例中，对遮光层进行图案化的示意图。
图14为本申请的另一些实施例中，形成的图案化的遮光层的示意图。
图15为本申请的另一些实施例中，形成抗静电层的示意图。
主要元件符号说明
掩膜 10
扩散层 11、21
基板 12
第一表面 121
第二表面 122
遮光层 13
抗静电层 14、24
扩散板 20
基材 22
工件 30
衬底 31
光阻层 32、15
光源 41
曝光玻璃 42
载台 43
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
为能进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施方式，对本发明作出如下详细说明。
本申请的一些实施例提供一种掩膜。该掩膜包括透明的基板、图案化的遮光层、以及扩散层。其中，图案化的遮光层位于基板的第一表面上，扩散层位于所述基板远离所述遮光层的一侧，所述扩散层中含有光扩散粒子。
该掩膜具有扩散层，扩散层包含光扩散粒子。曝光光源的光经掩膜后，扩散层可对光源的光进行折射、扩散，使曝光光源的光偏折并均匀出射，进而改善光阻曝光后的底切及倾角过大的现象。当该掩膜应用到触控面板的制备中，以对绝缘层(光阻材料，如干膜)进行图案化形成通孔，实现触控驱动电极或触控感应电极的桥接时，可改善绝缘层在通孔处的底切及倾角过大的问题，实现导电层有效搭接。
在本申请的一些实施例中，基板的材质为塑料，如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)，掩膜为胶片掩膜。在本申请的另一些实施例中，基板的材质为玻璃(如，石英)，掩膜为玻璃掩膜。
以下结合图1及图2具体说明。
图1为利用本申请的一些实施例提供的、具有扩散层的胶片掩膜10进行曝光的示意图。如图1所示，掩膜10包括基板12。基板12具有相对的第一表面121及第二表面122。图案化的遮光层13位于基板12的第一表面121上。扩散层11位于所述第二表面122上。掩膜10还包括抗静电层14，以避免掩膜10操作中产生的静电。抗静电层14覆盖遮光层13远离基板12的表面及第一表面121未被遮光层13覆盖的部分。也就是，遮光层13远离基板12的表面设置有抗静电层14。基板12的第一表面121未被遮光层13覆盖的部分也设置有抗静电层14。
在本申请的一些实施例中，扩散层11中的光扩散粒子为金属氧化物(如，氧化锆)的扩散粒子。扩散层11的厚度为1μm～10μm，进一步地为3μm～5μm。图案化的遮光层13的材料例如为卤化银等感光材料。抗静电层14中含有碳氧化物的抗静电粒子。抗静电层14的厚度为4μm～5μm。
具体地，利用该掩膜10进行曝光的方法，包括：将待曝光的工件30放置于曝光机的载台43上；将掩膜10贴附于曝光机的曝光玻璃42上；利用曝光机的光源41对待曝光的工件30进行曝光。待曝光的工件30可包括衬底31及位于衬底31上的光阻层32。曝光机的光源41可以为紫外曝光光源41。
由于曝光机的光源41的光经掩膜10后，扩散层11中的光扩散粒子会对入射其上的光进行调控达到使光线折射、扩散及均匀化的作用，进而改善图案化的光阻层32的倾斜角度及底切问题。在一些实施例中，利用该掩膜10进行曝光获得的图案化的光阻层32无底切现象，且倾斜角度(taper angle)≤45°。当该掩膜10应用到触控面板的制备中，以对绝缘层(光阻材料，如干膜)进行图案化形成通孔，实现触控驱动电极或触控感应电极的桥接时，可改善绝缘层在通孔处的底切及倾角过大的问题，实现导电层有效搭接。
图2为利用本申请的一些实施例提供的、具有扩散层的玻璃掩膜进行曝光的示意图。图2所示的掩膜与图1中的掩膜的区别在于，图2中的掩膜10为玻璃掩膜，其基板12的材质为石英，其图案化的遮光层13的材料为铬，其厚度约几十纳米。图1中的掩膜10为胶片掩膜，其基板12的材质为PET，其遮光层13为卤化银等感光材料。另，图2中为玻璃掩膜，其曝光时无需将掩膜10特意贴附于曝光机的曝光玻璃42上。此外，图2中的扩散层11及抗静电层14的厚度、材料等均与图1相同，在此不再赘述。
由于图2中的玻璃掩膜具有与图1相同的扩散层11及抗静电层14，因此，其具有与图1中胶片掩膜类似的功能，可以改善曝光过程中，光阻层的底切及倾角过大的问题，并可以杜绝掩膜操作中产生的静电。
需要说明的是，图1及图2中为扩散层内嵌在掩膜中，作为掩膜的一个膜层存在。在本申请的另一些实施例中，扩散层可以设置在基材的表面构成一个扩散板。基材例如为PET膜。扩散板可以外挂式的，独立于掩膜存在利用该扩散板进行曝光的方法包括：待曝光的工件放置于曝光机的载台上；将扩散板放置于曝光机的光源与掩膜之间；以及对待曝光的工件进行曝光。具体地，扩散板可以贴附于掩膜上；或者扩散板贴附于曝光机的曝光玻璃与所述掩膜之间；或者扩散板贴附于所述曝光机的曝光玻璃远离所述掩膜的一侧。也就是说，内嵌式的扩散层，可在掩膜制作的过程中，直接形成(如，涂布)在基板的表面上。而外挂式的扩散板，可以先将扩散层涂覆在基材上形成卷材，然后裁切成所需尺寸大小的扩散板，再将扩散板贴附于胶片掩膜或玻璃掩膜或曝光玻璃的不同位置上。扩散板还可以包括抗静电层，扩散层和抗静电层分别设置在基材的相对两表面。
以下结合附图3至5具体说明。
如图3所示，扩散板20贴附于曝光机的曝光玻璃42与掩膜10之间。扩散板20包括基材22及设置于基材22相对两侧的扩散层21及抗静电层24。扩散板20设置有扩散层21的一侧贴附于曝光玻璃42上。掩膜10为胶片掩膜，其包括透明的基板12及位于基板12上的图案化的遮光层13。基板12的材料为塑料，例如PET。
如图4所示，扩散板20贴附于曝光机的曝光玻璃42远离胶片掩膜10的一侧。扩散板20设置有抗静电层24的一侧贴附于曝光玻璃42上。掩膜10为胶片掩膜，其包括透明的基板12及位于基板12上的图案化的遮光层13。基板12的材料为塑料，例如PET。
如图5所示，扩散板20设置有抗静电层24的一侧贴附于掩膜10上。掩膜10为玻璃掩膜，其包括透明的基板12及位于基板12上的图案化的遮光层13。基板12的材料为玻璃，例如石英玻璃。
图3至图5中，扩散层21的材料与图1及图2中扩散层11的材料相同，其光扩散粒子为金属氧化物(如，氧化锆)的扩散粒子。扩散层21的厚度为1μm～10μm，进一步地为3μm～5μm。抗静电层24的材料与图1及图2中抗静电层14的材料相同，其含有碳氧化物的抗静电粒子。抗静电层4的厚度为4μm～5μm。
由于图3至图5中，曝光光源41的光在进入光阻层32上之前会经扩散板20，被扩散板20包含的扩散层21中的光扩散粒子折射，而达到均匀化的目的，进而可改善图案化的光阻层32的倾斜角度及底切问题。另，扩散板20包括抗静电层24，其同样可起到避免掩膜10操作中产生的静电的问题。
在一些实施例中，扩散板20也可以不包括抗静电层24。
在一些实施例中，图5所示的扩散板20与掩膜10构成一个独立的掩膜，而非是扩散板20外挂于掩膜10上分开为两个产品。即，独立的掩膜包括依次层叠的扩散层21、基材22、抗静电层24、透明的基板12及图案化的遮光层13。
综上，本申请实施例中，扩散层可以内嵌在胶片掩膜中(如图1所示)，或者内嵌在玻璃掩膜中(如图2所示)。或者，扩散层设置在一基材的表面构成一扩散板，该扩散板外挂于(或者说贴附于)胶片掩膜与曝光玻璃之间(如图3所示)；或者该扩散板外挂于(或者说贴附于)曝光玻璃远离胶片掩膜的一侧上(如图4所示)；或者该扩散板外挂于(或者说贴附于)玻璃掩膜上(如图5所示)。由于扩散层可对曝光光源的光线进行偏折、均匀化，因此，可以改善曝光过程中，光阻层的底切及倾角过大的问题。
在一些实施例，扩散层的偏光角度涵盖角度范围为1°～80°，可优化感光性材料(负型或者正型干膜，或者负型或正型光阻)的倾斜角，使得倾斜角小于等于45°，拖尾(reflow)范围在3μm～6μm。
本申请的一些实施例还提供一种掩膜的制备方法。该制备方法包括：于一透明的基板的相对的第一表面及第二表面上分别形成图案化的遮光层以及扩散层，所述扩散层中含有光扩散粒子；以及形成一抗静电层，所述抗静电层覆盖所述遮光层远离所述基板的表面以及所述第一表面未被所述遮光层覆盖的部分。
以下结合附图6至10说明胶片掩膜的制备步骤。即，图6至图10中，基板的材质为塑料，如PET。
如图6所示，提供一透明的基板12。基板12具有相对的第一表面121及第二表面122。于第一表面121上形成遮光层13。遮光层13材料例如为卤化银等感光材料。
如图7所示，在基板12的第二表面122上涂布扩散层11。扩散层11含有金属氧化物的扩散粒子。
如图8所示，利用电子束在遮光层13中写入图案。由于塑料为软板，其可以通过电子束直接写入图案，无需光阻层。
如图9所示，遮光层13未曝光于电子束的部分通过显影制程去除，在基板12的第一表面121得到图案化的遮光层13。
如图10所示，在基板12的第一表面121的一侧涂布抗静电层14。抗静电层14覆盖图案化的遮光层13远离基板12的表面以及基板12的第一表面121未被遮光层13覆盖的部分。如此，得到具有光扩散功能及抗静电功能的掩膜。
在本申请的另一些实施例中，基板的材质为玻璃。玻璃掩膜的制备方法如图11至图15所示。
如图11所示，提供一透明的基板12。基板12的材料为石英玻璃，其具有相对的第一表面121及第二表面122。于第一表面121上形成遮光层13。遮光层13材料例如为铬，其可通过沉积形成，厚度约几十纳米。
如图12所示，在基板12的第二表面122上涂布扩散层11。扩散层11含有金属氧化物的扩散粒子。
如图13所示，利用电子束在遮光层13中写入图案。由于石英玻璃为硬板，其需要在遮光层13上形成光阻层15，然后再利用电子束写入图案。
如图14所示，光阻层15曝光于电子束的部分通过显影制程去除，然后经蚀刻制程去除遮光层13被图案化的光阻层15暴露的部分，进而在基板12的第一表面121得到图案化的遮光层13。
如图15所示，去除图案化的光阻层15及清洗后，在基板12的第一表面121的一侧涂布抗静电层14。抗静电层14覆盖图案化的遮光层13远离基板12的表面以及基板12的第一表面121未被遮光层13覆盖的部分。如此，得到具有光扩散功能及抗静电功能的掩膜。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种掩膜，其特征在于，包括：
透明的基板，具有第一表面；
图案化的遮光层，位于所述第一表面上；以及
扩散层，位于所述基板远离所述遮光层的一侧，所述扩散层中含有光扩散粒子；
所述掩膜还包括抗静电层，所述抗静电层至少覆盖所述遮光层远离所述基板的表面及所述第一表面未被所述遮光层覆盖的部分，所述抗静电层中含有碳氧化物的抗静电粒子。
2.如权利要求1所述的掩膜，其特征在于，所述基板具有与所述第一表面相对的第二表面，所述扩散层位于所述第二表面上；或者，所述掩膜包括位于所述基板远离所述遮光层的一侧的基材，所述扩散层位于所述基材的远离所述基板的表面上。
3.如权利要求2所述的掩膜，其特征在于，在所述掩膜包括所述基材的情况下，所述抗静电层还覆盖所述基材的靠近所述基板的表面。
4.如权利要求3所述的掩膜，其特征在于，所述扩散层的厚度为1μm～10μm和/或所述抗静电层的厚度为4μm～5μm。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的掩膜，其特征在于，所述基板的材质为玻璃或塑料。
6.一种掩膜的制备方法，其特征在于，包括：
于一透明的基板的相对的第一表面及第二表面上分别形成图案化的遮光层以及扩散层，所述扩散层中含有光扩散粒子；以及
形成一抗静电层，所述抗静电层覆盖所述遮光层远离所述基板的表面以及所述第一表面未被所述遮光层覆盖的部分，所述抗静电层中含有碳氧化物的抗静电粒子。
7.一种曝光方法，其特征在于，包括：
将待曝光的工件放置于曝光机的载台上；
将一扩散板放置于所述曝光机的光源与掩膜之间，所述扩散板包括扩散层，所述扩散层中含有光扩散粒子；以及
对待曝光的工件进行曝光，所述扩散板还包括基材及抗静电层，所述扩散层及所述抗静电层分别位于所述基材的相对两表面，所述抗静电层中含有碳氧化物的抗静电粒子。
8.如权利要求7所述的曝光方法，其特征在于，所述扩散板贴附于所述掩膜上；或者所述扩散板贴附于所述曝光机的曝光玻璃与所述掩膜之间；或者所述扩散板贴附于所述曝光机的曝光玻璃远离所述掩膜的一侧。
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