CN203759422U - 一种掩模板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种掩模板，用以提供一种新型结构的掩模板，避免掩模板上因静电释放而破坏掩模板上掩模图形的问题。所述掩模板包括：衬底，以及位于所述衬底上的透光区域和遮光区域，所述遮光区域设置有至少两个分别具有设定掩模图形且可导电的遮光层，还包括：一个或多个分别用于电连接至少两个所述遮光层的连接线，所述连接线的宽度为0.3～1.5μm。

Description

一种掩模板

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种掩模板。

背景技术

在显示技术领域，掩模板作为半导体显示行业非常重要的构图工具，用于实现将掩模板上的掩模图形以1:1的比例转移到目标衬底上，形成目标衬底上可导电的图形或狭缝图形。

掩模板包括遮光区域和透光区域，遮光区域设置有多个位于不同区域的遮光层用于遮光，一般的遮光层为刻蚀性能较好的导电层，容易聚集电荷发生静电释放（Electro-Static discharge，ESD）的不良现象。

掩模板上聚集电荷的原因主要包括以下方面：在搬运掩模板或清洁掩模板等过程中，由于摩擦作用很容易使得掩模板上聚集电荷形成静电，静电聚集到一定量时就会发生ESD不良，静电释放时会将掩模板上的遮光层击穿，破坏遮光层对应的设定的掩模图形，一旦投入生产会造成巨大的经济损失。

例如：在实际生产产品的过程中，且在利用掩模板曝光的过程中，不可避免地会有异物掉落到掩模板上。为了避免所述掩模板上的异物对产品造成灾难性的重复性不良，现有技术通常通过洁净干燥的压缩空气（Clean Dry Air，CDA）清洗掩模板，在进行掩模板清洁操作的过程中，CDA气体气流会与掩模板上的遮光层产生摩擦，从而在遮光层上产生一定量的静电，由于衬底一般为绝缘性质的玻璃，遮光层上的静电无法通过衬底及时释放，静电聚集到一定程度时，就会在可导电的遮光层上传导，并在电荷积累到一定程度的地方发生ESD，从而造成掩模板图形的损坏，造成巨大的经济损失。

另外，在人工搬运掩模板的过程中也很容易因接触摩擦在掩模板上聚集电荷产生静电，可能会发生ESD不良现象。

如图1所示，现有技术的掩模板主要结构包括可透光的衬底1、位于衬底1上的透光区域和遮光区域，所述遮光区域设置有至少两个具有设定掩模图形且可导电的遮光层。其中一种遮光区域的掩模图形如图1所示，包括第一遮光层11、第二遮光层12、第三遮光层13、第四遮光层14、第五遮光层15、第六遮光层16；各遮光层相互独立保持绝缘。第一遮光层11为梳状结构，其余遮光层分别为条状结构，第二遮光层12至第六遮光层16与第一遮光层11中的梳齿状结构间隔排列。如图1虚线框围设的区域所示，虚线框围设的区域内的梳状结构较密集，此处容易聚集较大量的电荷，电荷在第一遮光层11、第二遮光层12、第三遮光层13、第四遮光层14、第五遮光层15、或第六遮光层16上无法快速释放，积聚在某一遮光层上，容易产生ESD现象，静电释放过程中较大的电流会击穿遮光层，破坏遮光层的掩模图形。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种掩模板，用以提供一种新型结构的掩模板，避免掩模板上因静电释放而破坏掩模板的掩模图形的问题。

本实用新型实施例提供的掩模板包括：衬底和所述衬底上的透光区域和遮光区域，所述遮光区域设置有至少两个分别具有设定掩模图形且可导电的遮光层，还包括：一个或多个分别用于电连接至少两个所述遮光层的连接线，所述连接线的宽度为0.3～1.5μm。

较佳地，所述连接线的宽度为0.5～1μm。

较佳地，所述连接线的宽度为0.8μm。

较佳地，所述连接线与所述遮光层同层设置且制作材料相同。

较佳地，所述遮光层和所述连接线为铬金属层。

较佳地，还包括设置于所述掩模板上的接地母线，所述各连接线与所述接地母线电连接，所述接地母线的宽度为0.3～1.5μm。

较佳地，还包括：位于所述衬底的出光侧设置于各遮光层上折射率大于1的防衍射膜层，所述遮光层上的防衍射膜层的图案与所述遮光层对应的设定掩模图形相同，所述遮光层与所述防衍射膜层叠层式设置。

较佳地，所述防衍射膜层为三氧化二铬膜层。

较佳地，还包括：位于所述遮光层与所述衬底之间且位于至少与所述遮光层对应区域的缓冲层。

较佳地，所述缓冲层为氮化铬膜层。

本实用新型实施例在掩模板的衬底上设置用于电连接衬底上的至少两个遮光层的连接线，连接线的宽度为0.3～1.5μm。连接线将所述分别独立的遮光层电连接，电连接后的两个或多个遮光层为一个等电势体，当所述等电势体周围存在静电时，由于等电势体相比较未连接时每一个独立的遮光层的面积较大，静电可以均匀地分布在面积较大的等电势体上，避免静电在较小面积的遮光层上短时间聚集无法释放形成静电击穿的现象。同时，所述连接线的宽度d在0.3～1.5μm范围内。采用掩模板对目标衬底进行曝光时，曝光机的分辨率f大于3μm，当掩模板上的导电线的宽度d<f/2时，可以完全保证曝光机无法识别，因此，衬底上的连接线无法被曝光机识别，不会将连接线的图案形成在目标衬底上，对目标衬底上待形成的图案无任何影响。即在不影响曝光后目标衬底上图形的基础上，解决了掩模板上因静电释放导致静电击穿而破坏掩模板的掩模图形的问题。

附图说明

图1为现有技术的掩模板俯视示意图；

图2为本实用新型实施例提供的掩模板俯视示意图之一；

图3为本实用新型实施例提供的掩模板俯视示意图之二；

图4为本实用新型实施例提供的具有防衍射膜层的掩模板俯视示意图；

图5为图4所示的掩模板在AA向的截面图；

图6为图4所示的掩模板在BB向的截面图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种掩模板，用以提供一种新型结构的掩模板，避免掩模板上因静电释放而破坏掩模板的掩模图形的问题。

需要说明的是，静电无处不在，物质之间相互作用（如摩擦、接触、感应、传导）引起物质获得或失去电子使得物质失去电平衡而带电荷，电荷的积累就使得物质表面带上静电。当电荷积累到足够量时，电荷会释放，造成其周围的物质被击穿，从而得到新的电平衡，电荷的释放也称ESD现象。或者两层具有较大电势差的物质之间也会造成电荷聚集从而发生ESD现象，这种静电电荷的快速中和称为静电放电，由于其速率很高，而且在放电时的电阻一般很小，往往会造成瞬时大电流，这种大的电流往往会对周围的物质造成损伤。

为解决掩模板上静电积累导致静电释放的问题，本实用新型实施例提供的掩模板，主要包括衬底、位于所述衬底上的透光区域和遮光区域，遮光区域设置有至少两个具有设定掩模图形且可导电的遮光层，还包括：一个或多个分别用于电连接至少两个遮光层的连接线，连接线的宽度为0.3～1.5μm。所述连接线可以将相连的遮光层构成一个等电势体，至少在连接线相连的遮光层之间不会因电势差存在产生静电释放，同时等电势体周围存在较多电荷时也会分散到所述等电势体上，由于等电势体面积相比较连接线连接前的遮光层较大，电荷快速均匀分散到等电势体上，避免静电释放不良现象的发生。避免了当掩模板上产生静电释放现象时，静电释放过程中产生的大电流会将掩模板上的掩模图形（遮光层）击穿，破坏掩模图形，甚至会导致掩模板报废。

另外，所述连接线的宽度d在0.3～1.5μm范围内。采用掩模板对目标衬底进行曝光时，现有曝光机的最大分辨率f不小于3μm，当掩模板上的导电线的宽度d<f/2时，可以完全保证曝光机无法识别导电线。因此，衬底上的连接线无法被曝光机识别，不会将连接线的图案形成在目标衬底上，对目标衬底上待形成的图案无任何影响。即在不影响曝光后目标衬底上图形的基础上，解决了掩模板上因静电释放导致静电击穿而破坏掩模板的掩模图形的问题。

本实用新型上述实施例提供的掩模板，适用于现有技术任何曝光用掩模板的结构，即掩模板上的掩模图形不限。

以下将结合附图以具体的掩模图形为例具体说明本实用新型实施例提供的掩模板。

参见图2，本实用新型实施例提供的掩模板包括：

衬底1；

位于衬底1上的透光区域和遮光区域；

遮光区域设置有相互独立的第一遮光层11、第二遮光层12、第三遮光层13、第四遮光层14、第五遮光层15和第六遮光层16；

还包括：四个位于第二遮光层12至第六遮光层16中任意相邻的两个连接层之间的连接线3，第一遮光层11、第二遮光层12、第三遮光层13、第四遮光层14、第五遮光层15和第六遮光层16串联连接，连接线3的宽度为0.3～1.5μm。

如图2所示，第一遮光层11、第二遮光层12、第三遮光层13、第四遮光层14、第五遮光层15和第六遮光层16相互绝缘，第一遮光层11、第二遮光层12、第三遮光层13、第四遮光层14、第五遮光层15和第六遮光层16所在区域对应的图形与所述透光区域对应的图形互补。

第一遮光层11为梳状结构，第二遮光层12至第六遮光层16分别为条状结构，第二遮光层12至第六遮光层16与第一遮光层11中的梳齿状结构间隔排列。

首先，连接线的宽度为0.3～1.5μm，目前的曝光机的分辨率不低于3μm，连接线3的宽度不大于曝光机分辨率的二分之一，可以完全保证掩模板上的连接线不会被曝光机识别，连接线的图形不会在产品的目标衬底上形成图形。可以将掩模板衬底上产生的较大量的静电均匀分散到面积较大的所述等电势体，单位面积内静电量较少，不会构成静电击穿的可能，保证掩模板上的掩模图形的完整性（即未被破坏）。

本实用新型在衬底上的遮光层之间设置连接线用于防止静电击穿，可以彻底有效地避免工作人员不佩戴防静电环或者掩模板经CDA气体清洗时静电击穿的可能。换句话说，采用本实用新型实施例提供的掩模板，作业人员无需戴防静电环，无需用去离子风枪清洗掩模板，就可以很容易将掩模板上的静电分散，避免任何摩擦或电势不相等引起的静电击穿的问题。

图2所示的掩模板，仅是一种示例，本实用新型提供的连接线可以根据实际需求通过图2所示的连接线3将第一遮光层11与第二遮光层12、第三遮光层13、第四遮光层14、第五遮光层15和第六遮光层16中至少之一相连；也可以通过连接线3将第一遮光层11与第二遮光层12、第三遮光层13、第四遮光层14、第五遮光层15和第六遮光层16中至少两个遮光层连接，这里不做限定。

上述遮光层对应的掩模图形不限，例如可以为与显示用基板上的外围区域的外围电路相对应的掩模图形、或者为与显示区域（AA区域）较复杂的电极结构对应的掩模图形等；外围电路可以为栅极引线、数据线引线、公共电极引线等导电引线，AA区域的电极结构可以包括狭缝电极等。包括上述掩模图形的掩模板容易产生静电，这是因为导电引线较多，排布空间有限，尤其是针对高像素小尺寸的显示面板，导电引线数量庞大，排布空间更加有限，导电引线之间的间距更小，导电引线之间很容易聚集电荷且难以及时释放，形成静电击穿现象。

以下将结合理论论述说明现有技术提供的掩模板产生静电释放的原理。

具体实施时，当掩模板上某一区域的静电荷的电能W达到一定值时就会产生静电释放。

电能W满足如下公式（1-1）和公式（1-2）；

$W=\frac{1}{2}{\mathrm{CU}}^2---(1-1)$

W为电容存储能量，C为两个遮光层之间的电容，U为相邻两个遮光层之间的电势差，ε为介质（遮光层）的介电常数，d为电容基板距离，S为电容基板正对面积。

由公式（1-1）可知，存储最大能量W相同时，电容越小，耐压的能力越高，由公式（1-2）可知，要提高耐压能力（抗击穿能力），可通过减小电容来实现，而减小电容在设计上可以通过减小S或者增大d。

但是对于高精阶产品，可能S很大或者d设计为很小，产品本身的要求限制了掩模板本身图形的设计是不允许变更的，在电容C不允许变更的情况下，只能减小两个介质之间的电势差U。

本实用新型实施例通过电荷转移来达到减小或消除U的目的，通过电荷转移来形成等电势场，使得不同遮光层之间形成等电势体，等电势体上的电势处处相等，等电势体上不同遮光层之间的电势差为零，电容存储能量为零，局部存储电量为零，从而避免了现有技术因电势差过大而导致的击穿放电。

较佳地，所述连接线的宽度为0.5～1μm的范围内。

更优选地，所述连接线的宽度为0.8μm较佳。

制作线宽为0.5～1μm范围内的连接线可以通过激光绘图制作掩模板的方法制作，激光绘图制作掩模板的精度较高，可以很容易绘制线宽约0.5～1μm的范围内的图形结构。

在上述任一实施例提供的掩模板的基础上，优选地，所述连接线与所述遮光层同层设置且制作材料相同，这样可以保证所述连接线与各遮光层在同一次制图工艺中完成，相比较现有技术制作掩模板上的掩模图形的过程，不需要增加任何工艺流程。即，可以采用所述激光绘图一次性制作出遮光层和所述连接线。

一般地，掩模板上具有设定掩模图形的遮光层采用可遮光的导电层，导电层具有较强的刻蚀能力。

优选地，所述遮光层为铬金属层。铬金属层的遮光性和刻蚀性能均较强，掩模板的性能较佳。

再次说明，本实用新型提供的掩模板，玻璃衬底产生静电后无法及时消除会在金属导体铬图形上扩散，因为设计要求金属铬图形包括多条相互独立的图形结构，这样就造成两个金属铬图形之间形成电势差，并在电势差达到一定值时发生ESD（电场强度较大处，两个金属铬图形之间的间距d较小，有着较高的电势差U，而且易发生ESD处也在铬图形末端，末端图形曲率较大电场强度也较大），通过在易发生ESD处设计小于1.5um的连接线，使各处的独立的金属铬图形串联起来，使得每一处由于静电产生的电荷无法聚集形成过大的电势差，进而彻底解决掩模板ESD问题。

进一步地，为了更快速地将掩模板上的静电荷分散或将掩模板上的静电荷彻底消除，本实用新型实施例提供的掩模板，如图3所示，还包括：设置在掩模板上的接地母线2，各连接线3与接地母线2电连接，当然也可以设置为部分连接线3与接地母线2电连接。掩模板上一旦聚集了电荷，与接地母线2相连的遮光层上的电荷可以通过接地母线2快速地释放掉。

具体地，接地母线2的线宽为0.3～1.5μm范围内，较佳地，接地母线2的线宽为0.5～1μm，优选为0.8μm。接地母线2的线宽较窄无法被曝光机识别，不会形成在目标衬底上。

优选地，接地母线2可以设置在掩模板靠近边缘的区域。

本实用新型上述实施例提供的任一方式的掩模板，所述衬底可以为玻璃基板。

上述任一方式的掩模板还包括：

位于所述衬底的出光侧设置于各遮光层上折射率大于1的防衍射膜层，所述遮光层上的防衍射膜层的图案与所述遮光层对应的设定掩模图形相同，所述遮光层与所述防衍射膜层叠层式设置。

参见图4，为在图3所示的掩模板上设置有位于各遮光层上的防衍射膜层6的俯视示意图；

参见图5，为图4所示的掩模板在AA向的截面图，掩模板还包括：位于衬底1出光侧设置于遮光层11上折射率大于1的防衍射膜层6，防衍射膜层6的图案与设定掩模图形相同，二者叠层设置。

掩模板上出光侧设置防衍射膜层可以减少或避免光线的衍射，使得掩模板上的掩模图形更精确地形成在目标衬底上，防止在目标衬底上绘制的图形大于掩模板上的掩模图形。

以图4所示的掩模板在BB向的截面图为例说明图4所示的掩模板能够防衍射的原理。

参见图6，为图4所示的掩模板在BB向的截面图以及待曝光的目标衬底7的截面示意图；

图6中带箭头的线段表示光线，虚线表示的光线为不设置防衍射膜层6的掩模板曝光时的光线传播路径示意图；实线表示的光线为设置防衍射膜层6的掩模板曝光时的光线传播路径示意图。

由图6可知，光线由入光侧经掩模板入射到目标衬底7上，由于防衍射膜层6的折射率大于空气的折射率1，光线在防衍射膜层6中传输时，光线向遮光层15和遮光层16之间的狭缝方向偏移，形成在目标衬底7上的图形相比较采用不设置防衍射膜层6的掩模板形成的图形更接近掩模板上掩模图形的实际尺寸。

优选地，所述防衍射膜层为三氧化二铬膜层。

本实用新型实施例提供的掩模板还包括：位于所述遮光层与所述衬底之间且至少位于与所述遮光层对应区域的缓冲层。较佳地，所述缓冲层为氮化铬膜层。氮化铬膜层可以提高铬金属层与衬底之间的附着力。所述氮化铬膜层的光线透过率较高，约在95%以上，不会影响曝光时光线的透过率。因此，所述氮化铬膜层可以为形成在衬底上的一整层膜层，无需构图工艺。

综上所述，本实用新型实施例提供的掩模板，克服了现有技术掩模板设计结构带来的静电释放的问题。具体地，现有掩模板的设计结构在掩模板清洁过程中会产生ESD，通过人工佩戴防静电环防止静电击穿也无法彻底避免掩模板上ESD现象的发生，而且还消耗人力和物力。通过去离子风枪去除静电的去静电能力也无法完全保证，一旦掩模板局部或全部被击穿，该掩模板报废或者需要返厂修理，一旦掩模板的击穿点未及时发现投入生产中会造成批量产品的不良甚至报废。

本实用新型利用行业内目前最先进的曝光机分辨率不小于3.0um以上的特点，在掩模板设计时，至少将易发生ESD的区域的遮光层在掩模板制作工艺中通过导线有效连接起来（连接线的宽度在1.5um以下，约在1.2um左右），由于曝光机的最佳分辨率也在3.0um以上，掩模板预防ESD的连接线图形便不会在产品上形成图形，这样就可以将掩模板衬底玻璃产生的静电均匀导到金属铬线之间，形成等电势场，进而完全有效避免掩模板的ESD发生。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种掩模板，其特征在于，包括：衬底和所述衬底上的透光区域和遮光区域，所述遮光区域设置有至少两个分别具有设定掩模图形且可导电的遮光层，还包括：一个或多个分别用于电连接至少两个所述遮光层的连接线，所述连接线的宽度为0.3～1.5μm。

2.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述连接线的宽度为0.5～1μm。

3.根据权利要求2所述的掩模板，其特征在于，所述连接线的宽度为0.8μm。

4.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述连接线与所述遮光层同层设置且制作材料相同。

5.根据权利要求4所述的掩模板，其特征在于，所述遮光层和所述连接线为铬金属层。

6.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，还包括设置于所述掩模板上的接地母线，所述各连接线与所述接地母线电连接，所述接地母线的宽度为0.3～1.5μm。

7.根据权利要求1～6任一所述的掩模板，其特征在于，还包括：位于所述衬底的出光侧设置于各遮光层上折射率大于1的防衍射膜层，所述遮光层上的防衍射膜层的图案与所述遮光层对应的设定掩模图形相同，所述遮光层与所述防衍射膜层叠层式设置。

8.根据权利要求7所述的掩模板，其特征在于，所述防衍射膜层为三氧化二铬膜层。

9.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，还包括：位于所述遮光层与所述衬底之间且位于至少与所述遮光层对应区域的缓冲层。

10.根据权利要求9所述的掩模板，其特征在于，所述缓冲层为氮化铬膜层。