CN115542655A - 相移掩膜版、制备方法及膜层开孔方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种相移掩膜板、制备方法及膜层开孔方法，该相移掩膜板包括：透明基板，透明基板上的透光区外围有遮光区及相移区；遮光区的第一遮光区在透明基板上的正投影环绕透光区；相移区在透明基板上的正投影环绕第一遮光区；第二遮光区在透明基板上的正投影环绕相移区。本申请实施例通过在透光区外围形成两个遮光区和一个相移区，使得在膜层上开孔时，由于透光区外围设置的相移区及相移区外围的第二遮光区，利用相移区实现通过光线的相位调制，抵消曝光机的衍射，提高开孔的均匀性的同时，也能够利用相移区的外围设置的第二遮光区对透光区对应的开孔之外区域的光刻胶实现保护，避免光刻胶的损失，确保后续工艺的顺利进行，提升工艺良率。

Description

相移掩膜版、制备方法及膜层开孔方法

技术领域

本发明一般涉及显示技术领域，尤其涉及一种相移掩膜版、制备方法及膜层开孔方法。

背景技术

显示技术领域的曝孔工艺中，通过利用相移掩膜板(Phase Shift Mask，PSM)的相位偏移，改善曝光均匀性，最终提升工艺良率。但是，相移掩膜板与常规掩膜板相比，在形成相同大小的孔时，需要更多的曝光剂量，从而影响工厂产能。

为了改善曝光剂量增加的问题，相关技术中改进的铬边缘相移掩膜板(Cr-rimPSM)，在改善曝光均匀性的同时，来避免透光区曝光能量的浪费。

对于改进的Cr-rim PSM，会在透光区之外的区域造成光刻胶损失(PR Loss)，影响后续的工艺流程。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种相移掩膜版、制备方法及膜层开孔方法，通过将透光区外围的相位转换层设置成环形结构，使得其位于两个遮光区域之间，以在提升曝光均匀性的同时，避免光刻胶损失。

第一方面，本申请实施例提供了一种相移掩膜板，包括：

透明基板，该透明基板上的透光区外围形成有遮光区及相移区，该透光区用于形成开孔，该相移区用于改变通过其的光线的相位，以降低透过相移区的光的强度；

该遮光区包括第一遮光区及第二遮光区，该第一遮光区在该透明基板上的正投影环绕该透光区；该相移区在该透明基板上的正投影环绕该第一遮光区；该第二遮光区在该透明基板上的正投影环绕该相移区。

可选的，本申请的一些实施例中的相移掩膜版，该透明基板上的同一侧设置遮光层及相位转换层，该遮光层所在的区域在该透明基板上的正投影形成该遮光区，该相位转换层所在该透明基板上的正投影形成该相移区。

可选的，本申请的一些实施例中的相移掩膜版，该透明基板上的同一侧设置遮光层及相位转换层，该遮光层所在的区域在该透明基板上的正投影形成该遮光区，该相位转换层所在该透明基板上的正投影形成该相移区。

可选的，本申请的一些实施例中的相移掩膜版，该相位转换层靠近该透明基板设置，该遮光层设置在该相位转换层上。

可选的，本申请的一些实施例中的相移掩膜版，该第一遮光区及该相移区的环形结构中的边的宽度为0.3μm～1.5μm。

可选的，本申请的一些实施例中的相移掩膜版，该遮光层为金属铬层，该相位转换层为半透明氧化物膜层。

第二方面，本申请实施例提供一种相移掩膜板的制备方法，该方法包括：

在透明基板上形成相位转换层及遮光层；

在该位转换层及遮光层上构图，形成包括遮光区的遮光图案层，及相移区的相位转换图案层，该遮光区包括第一遮光区及第二遮光区设置，该第一遮光区在该透明基板上的正投影环绕透光区；该相移区在该透明基板上的正投影环绕该第一遮光区；该第二遮光区在该透明基板上的正投影环绕该相移区，该透光区用于形成开孔，该相移区用于改变通过其的光线的相位，以降低透过相移区的光的强度。

可选的，本申请的一些实施例中的相移掩膜版的制备方法，该在透明基板上形成相位转换层及遮光层包括：

在该透明基板上形成该相位转换层；

在该相位转换层上形成该遮光层。

可选的，本申请的一些实施例中的相移掩膜版的制备方法，该在该位转换层及遮光层上构图，形成包括遮光区的遮光图案层，及相移区的相位转换图案层包括：

在该遮光层上形成第一光刻胶层；

以该透光区为掩膜图形，对该第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图案层；

以该第一光刻胶图案层作为掩膜，对该相位转换层及该遮光层进行刻蚀，形成透光区；

在该遮光层上形成第二光刻胶层；

以该相移区的环形结构为掩膜图形，对该第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图案层；

以该第二光刻胶图案层作为掩膜，对该遮光层进行刻蚀，形成包括第一遮光区和第二遮光区的遮光图案层，及包括相移区的相位转换图案层。

第三方面，本申请实施例提供一种膜层开孔方法，该方法包括：

在基板上形成膜层；

采用如第一方面所述相移掩膜板在该膜层上进行构图，以在该膜层上形成开孔。

综上，本申请实施例提供的一种相移掩膜板、制备方法及膜层开孔方法，通过在透明基板的透光区外围形成两个遮光区和一个相移区，并使得第一遮光区在透明基板上的正投影环绕透光区，进而使得相移区在透明基板上的正投影环绕该第一遮光区，最后使得第二遮光区在透明基板上的正投影环绕相移区，从而在透明基板上环绕透光区依次形成有环形结构的以遮光区和相移区，并在环形结构的相移区外围绕相移区设置有第二遮光区，从而使得利用该相移掩膜板在膜层上形成开孔时，由于透光区外围设置的环形结构的相移区，以及环形结构的相移区外围的第二遮光区，使得在利用环形结构的相移区实现通过光线的相位调制，来抵消曝光机的光的衍射，降低透过相移区的光的强度，以改善曝光均匀性，提高开孔的均匀性的同时，也能够利用相移区的外围设置的第二遮光区对透光区对应的开孔之外区域的光刻胶实现保护，避免光刻胶的损失，确保后续工艺流程的顺利进行，最终提升工艺良率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例的相移掩膜板的结构示意图；

图2为本申请实施例的相移掩膜版的结构示意图；

图3为本申请实施例的相移掩膜版的阵列结构示意图；

图4为本申请实施例的相移掩膜版的制备方法的流程示意图。

1-透明基板，2-透光区，3-第一遮光区，4-第二遮光区，5-相移区，6-相位转换层，7-遮光层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

可以理解，显示技术领域，利用掩膜版进行曝孔的工艺过程中，所使用的掩膜版通常是在透光区周围设置遮光区，以对透光区进行曝光刻蚀，形成开孔。而由于掩膜版的透光区边缘的光线衍射，使得所形成的开孔的均匀性差。

为了提升曝光的均匀性，对常规的掩膜板进行改进，具体是采用具有少量(如5.2％)透过率的相位转换膜层代替透光区周围部分金属Cr的遮光层作为掩膜(Mask)，以在Mask透光区，对曝光机的出射光进行调制，使光产生相位差，从而抵消部分衍射扩散效应，改变空间光强分布，将更多能量从低频调整至高频，弥补曝光机透镜通低频阻高频的缺点，增加空间图像反差，从而降低曝光难度，最终抵消曝光机的衍射，改善曝光均匀性，提高膜层上小孔临界值(CD)的均匀性，提升工艺良率。

对于上述的改进结构，由于相位转换层对衍射光的抵消作用，使得实际曝光时，将需要更多的曝光剂量。

则在相关技术中，为了改善曝光剂量的过分需求，通过在透光区外围设置环状结构的遮挡层，进而在遮挡层外围设置大面积的相位转换层，以降低曝光剂量的需求。

该结构中，由于设置了大面积的相位转换层，则使得在实际曝孔过程中，虽然改善了曝孔的均匀性，但是会对透光区对应的开孔之外的区域的光刻胶造成浪费，进而影响后续工艺，如对开孔之外的区域的其他布线或开孔等工艺造成影响。

本申请实施例中提供相移掩膜板，为了借助相位转换层实现通过光的相位调制，来抵消曝光机的衍射，降低透过相移区的光的强度，改善曝光均匀性，提高开孔的均匀性的同时，还能够避免膜层上透光区对应的开孔之外区域的光刻胶的损失，确保后续工艺流程的顺利进行，最终提升工艺良率，通过将遮光区外围的相位转换层设置为环形结构，进而在环形结构的相位转换层的外围再设置遮光层，从而可以利用环形结构的相位转换层确保曝光均匀性的同时，也能够利用相位转换层的外围设置的遮光层对开孔之外区域的光刻胶实现保护，避免光刻胶的损失，确保后续工艺流程的顺利进行，最终提升工艺良率。

为了更好的理解本申请实施例提供的相移掩膜版及其制备方法，下面通过图1至图4详细阐述。

图1为本申请实施例提供的相移掩膜板的结构示意图，如图1所示，该相移掩膜板包括：

透明基板，该透明基板上的透光区外围形成有遮光区及相移区，该透光区用于形成开孔，该相移区用于改变通过其的光线的相位，以降低透过相移区的光的强度。

该遮光区包括第一遮光区及第二遮光区，该第一遮光区在该透明基板上的正投影环绕该透光区；该相移区在该透明基板上的正投影环绕该第一遮光区；该第二遮光区在该透明基板上的正投影环绕该相移区。

具体的，如图1所示，本申请实施例提供的相移掩膜版，在透明基板1的透光区2周围形成第一遮光区3、第二遮光区4和位于第一遮光区及第二遮光区之间的相移区5。

该透光区2为相移掩膜板的曝光区，用于形成开孔。如在基板的介质膜层或金属膜层上，利用相移掩膜板的透光区对光刻胶进行曝光，形成开孔。

可以理解，该透光区的尺寸和形状，可以根据相移掩膜板的使用场景灵活设置，本申请实施例对此不做限制。

该第一遮光区为在透明基板上的正投影环绕该透光区的环形区域，以在利用该相移掩膜板形成开孔的过程中，在透光区周围形成遮挡区域，阻挡光的通过。

对应的，该相移区为在透明基板上的正投影环绕该透光区的环形区域，则使得在利用该相移掩膜板形成开孔的过程中，对通过的少量光的相位进行调制，以抵消曝光机的衍射，改善曝光的均匀性，提高膜层上形成的开孔的边界均匀性，最终提升产品画质。

进一步，该第二遮光区为在透明基板上的正投影环绕该相移区的保护区域，以在利用该相移掩膜板形成开孔的过程中，在透光区周围形成遮挡区域，以保护膜层上除开孔区域之外的光刻胶，确保后续工艺的正常进行。

本申请实施例的相移掩膜版，可以通过在透明基板上设置遮光层5及相位转换层6，来形成对应的遮光区和相移区。

如图2所示，可以在透明基板的同一侧设置遮光层7和相位转换层6，使得该遮光层所在的区域在透明基板上的投影形成该遮光区，该相位转换层所在透明基板上的投影形成该相移区。

另外，如图2所示，该遮光层和相位转换层在透明基板上可以叠层设置，如使得相位转换层靠近该透明基板设置，进而使得遮光层设置在所述相位转换层上。

可以理解，上述的形成遮光区的遮光层，以及形成相移区的相位转换层的具体设置方式只是示例性的说明，本申请实施例对此不做限制。

例如，在另一些实施例中，遮光层和相位转换层可以设置在透明基板的不同侧；或者，另一些实施例中，遮光层和相位转换层设置在透明基板的同侧时，还可以使得遮光层和相位转换层同层设置；或者，叠层设置时，使得遮光层靠近透明基板，进而将该相位转换层设置在该遮光层上。

可选的，本申请实施例中的遮光层可以为金属层，如可以为金属铬层。

该相位转换层可以为半透明的氧化物膜层，如透光率为5.2％的膜层，具体可以为包含硅和钼的氧化物膜层。

还可以理解，该相位转换层还可以提高68s、67s曝光精度，提高工艺边缘特性，进而提升工艺良率。

可以理解，本申请实施例对遮光层和相位转换层的具体材料不做限制，能够实现对应的遮光，以及相位调制的功能即可。

可选的，本申请的一些实施例中，该第一遮光区及该相移区的环形结构中的边的宽度为0.3μm～1.5μm。

即如图2所示，该透光区周围的环形结构的遮光层的边的宽度w1可以为0.3μm～1.5μm；该环形结构的相位转换层的边的宽度w2可以为0.3μm～1.5μm。

可以理解，该环形结构的边的具体宽度可以根据实际情况灵活设置，本申请实施例对此不做限制。如可以根据实际需求，使得两者相同，或者为了提升曝光均匀性效果，可以适当增加相位转换层的环形结构的边的宽度。

还可以理解，图1及图2所示的结构是相移掩膜版的局部示意图，仅仅包括形成一个开孔对应的掩膜板结构。实际中的相移掩膜板，可以包括如图1及图2所示的多个结构单元。

例如，如图3所示的相移掩膜版的俯视图，在一些实施例中，可以在透明基板上形成阵列分布的上述结构单元，则可以利用该相移掩膜版，在基板的膜层上形成阵列分布的开孔。

可以理解，该实施例中的第二遮光区，即为除却透光区和第一遮光区之外的其他区域，即在利用该相移掩膜板在基板的膜层上形成阵列分布的开孔时，形成该第二遮光区的遮光层覆盖膜层上大面积的光刻胶区域，从而可以在实际曝光过程中，能够有效保护除透光区之外的光刻胶，避免光刻胶损失。

即该实施例的相移掩膜版，由于透光区外围的环形结构的相移区，以及环形结构的相移区外围的第二遮光区，使得在利用环形结构的相移区实现通过光线的相位调制，来抵消曝光机的衍射，以降低透过相移区的光的强度，改善曝光均匀性，提高开孔的均匀性的同时，也能够利用相移区的外围设置的第二遮光区对透光区对应的开孔之外区域的光刻胶实现保护，避免光刻胶的损失，确保后续工艺流程的顺利进行，最终提升工艺良率。

另一方面，本申请实施例还提供一种相移掩膜版的制备方法。

具体的，在该制备方法中，首先可以在透明基板上形成相位转换层及遮光层；进而可以在该位转换层及遮光层上构图，形成包括遮光区的遮光图案层，及相移区的相位转换图案层，该遮光区包括第一遮光区及第二遮光区设置，该第一遮光区在该透明基板上的正投影环绕透光区；该相移区在该透明基板上的正投影环绕该第一遮光区；该第二遮光区在该透明基板上的正投影环绕该相移区，该透光区用于形成开孔，该相移区用于改变通过其的光线的相位，以降低透过相移区的光的强度。

可选的，对于如图2及图3所示的相移掩膜板的制备方法，如图4所示，该方法具体可以包括如下步骤：

S01，在该透明基板上形成该相位转换层。

S02，在该相位转换层上形成该遮光层。

S03，在该遮光层上形成第一光刻胶层。

S04，以该透光区为掩膜图形，对该第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图案层。

S05，以该第一光刻胶图案层作为掩膜，对该相位转换层及该遮光层进行刻蚀，形成透光区。

S06，在该遮光层上形成第二光刻胶层。

S07，以该相移区的环形结构为掩膜图形，对该第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图案层。

S08，以该第二光刻胶图案层作为掩膜，对该遮光层进行刻蚀，形成包括第一遮光区和第二遮光区的遮光图案层，及包括相移区的相位转换图案层。

具体的，如图4所示，首先可以透明基板上依次形成相位转换层，如半透明的氧化物膜层，然后在相位转换层上形成遮光层，如金属铬层。

进一步，通过对遮光层和相位转换层进行曝光刻蚀处理，以形成透光区，即首先在遮光层上形成第一光刻胶层，然后以透光区为掩膜图形，在第一光刻胶层上定义透光区，即对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图案层。然后以该第一光刻胶图案层作为掩膜，对遮光层和相位转换层进行曝光刻蚀，在遮光层和相位转换层形成开口，即形成透光区。

进一步，通过对遮光层进行曝光刻蚀处理，以形成相移区，即首先在遮光层上形成第二光刻胶层，然后以相移区的环形结构为掩膜图形，在第二光刻胶层上定义环形的相移区，即对第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图案层。然后以该第二光刻胶图案层作为掩膜，对遮光层进行曝光刻蚀，在遮光层的透光区周围形成环形开口，即该环形开口对应相移区。

可以理解，对于上述实施例中不同结构的相移掩膜板，对应可以采用不同的制备方法。本申请实施例对此不做限制。

另一方面，本申请实施例还提供一种膜层开孔方法，在该实施例的开孔方法中，首先可以在基板上形成膜层，如在衬底基板上形成金属膜层或氧化膜层。

例如，在基板上形成像素功能层时，首先可以在基板上形成像素定义层。

进一步，可以利用上述实施例的相移掩膜板，在该膜层上形成开孔。

例如，可以在基板上形成的像素定义层上，利用上述实施例的相移掩膜板进行曝光刻蚀，形成阵列分布的开口，以沉积发光层。

综上所述，本申请实施例提供的一种相移掩膜板、制备方法及膜层开孔方法，通过在透明基板的透光区外围形成两个遮光区和一个相移区，并使得第一遮光区在透明基板上的正投影环绕透光区，进而使得相移区在透明基板上的正投影环绕该第一遮光区，最后使得第二遮光区在透明基板上的正投影环绕相移区，从而在透明基板上环绕透光区依次形成有环形结构的以遮光区和相移区，并在环形结构的相移区外围绕相移区设置有第二遮光区，从而使得在利用该相移掩膜板在膜层上形成开孔时，由于透光区外围的环形结构的相移区，以及环形结构的相移区外围的第二遮光区，使得在利用环形结构的相移区实现通过光线的相位调制，来抵消曝光机的衍射，以降低透过相移区的光的强度，改善曝光均匀性，提高开孔的均匀性的同时，也能够利用相移区的外围设置的第二遮光区对透光区对应的开孔之外区域的光刻胶实现保护，避免光刻胶的损失，确保后续工艺流程的顺利进行，最终提升工艺良率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离该发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种相移掩膜板，其特征在于，包括：

透明基板，所述透明基板上的透光区外围形成有遮光区及相移区，所述透光区用于形成开孔，所述相移区用于改变通过其的光线的相位，以降低透过相移区的光的强度；

所述遮光区包括第一遮光区及第二遮光区，所述第一遮光区在所述透明基板上的正投影环绕所述透光区；所述相移区在所述透明基板上的正投影环绕所述第一遮光区；所述第二遮光区在所述透明基板上的正投影环绕所述相移区。

2.根据权利要求1所述的相移掩膜版，其特征在于，所述透明基板上的同一侧设置遮光层及相位转换层，所述遮光层所在的区域在所述透明基板上的正投影形成所述遮光区，所述相位转换层所在所述透明基板上的正投影形成所述相移区。

3.根据权利要求1或2所述的相移掩膜板，其特征在于，所述透明基板上的同一侧设置遮光层及相位转换层，所述遮光层所在的区域在所述透明基板上的正投影形成所述遮光区，所述相位转换层所在所述透明基板上的正投影形成所述相移区。

4.根据权利要求3所述的相移掩膜板，其特征在于，所述相位转换层靠近所述透明基板设置，所述遮光层设置在所述相位转换层上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的相移掩膜板，其特征在于，所述第一遮光区及所述相移区的环形结构中的边的宽度为0.3μm～1.5μm。

6.根据权利要求1-4任一项所述的相移掩膜板，其特征在于，所述遮光层为金属铬层，所述相位转换层为半透明氧化物膜层。

7.一种相移掩膜板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

在透明基板上形成相位转换层及遮光层；

在所述位转换层及遮光层上构图，形成包括遮光区的遮光图案层，及相移区的相位转换图案层，所述遮光区包括第一遮光区及第二遮光区设置，所述第一遮光区在所述透明基板上的正投影环绕透光区；所述相移区在所述透明基板上的正投影环绕所述第一遮光区；所述第二遮光区在所述透明基板上的正投影环绕所述相移区，所述透光区用于形成开孔，所述相移区用于改变通过其的光线的相位，以降低透过相移区的光的强度。

8.根据权利要求7所述的相移掩膜版的制备方法，其特征在于，所述在透明基板上形成相位转换层及遮光层包括：

在所述透明基板上形成所述相位转换层；

在所述相位转换层上形成所述遮光层。

9.根据权利要求8所述相移掩膜板的制备方法，其特征在于，所述在所述位转换层及遮光层上构图，形成包括遮光区的遮光图案层，及相移区的相位转换图案层包括：

在所述遮光层上形成第一光刻胶层；

以所述透光区为掩膜图形，对所述第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图案层；

以所述第一光刻胶图案层作为掩膜，对所述相位转换层及所述遮光层进行刻蚀，形成透光区；

在所述遮光层上形成第二光刻胶层；

以所述相移区的环形结构为掩膜图形，对所述第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图案层；

以所述第二光刻胶图案层作为掩膜，对所述遮光层进行刻蚀，形成包括第一遮光区和第二遮光区的遮光图案层，及包括相移区的相位转换图案层。

10.一种膜层开孔方法，其特征在于，所述方法包括：

在基板上形成膜层；

采用如权利要求1-6任一项所述相移掩膜板在所述膜层上进行构图，以在所述膜层上形成开孔。

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