CN102645839B - 一种掩模板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种掩模板及其制造方法，包括：利用半色调掩模技术(部分透光区域中的半透光子区域)来保证光刻胶厚度的均匀性，并在部分透光区域和不透光区域，或者在部分透光区域与完全透光区域的交界处，利用灰色调掩模技术(狭缝)保证所述交界处光线强度尽可能与半透光子区域中的光线强度一致，从而使得透过部分透光区域的光线强度一致，增大光刻胶保留区域边缘倾角。根据本发明提供的技术方案，有利于TFT沟道形成过程中的工艺精确控制，并有利于保证TFT沟道尺寸的可靠性，从而可以有效提高TFT阵列基板的电学性能。

Description

一种掩模板及其制造方法

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器的制造工艺领域，尤其涉及一种掩模板及其制造方法。

背景技术

在平板显示技术中，薄膜晶体管型液晶显示器(TFT-LCD，Thin-FilmTechnology Liquid Crystal Display)以其低功耗低辐射的特点，在平板显示器市场上占据了主导地位。在TFT LCD的制造过程中，TFT阵列基板结构的制造工艺逐步得到简化，目前，4次构图(4mask)工艺在TFT阵列基板结构的制造过程中得到了普遍应用。4mask工艺中将活性层(Active层)和源漏金属层(S/D层)的构图合并在一次构图工艺中，即将第二次构图和第三次构图合并，利用一个掩模板来完成合并后的构图。

4mask工艺的第二次构图(合并后的构图)中目前主要包括两种技术，灰色调掩模技术(Gray Tone)和半色调掩模(Half Tone)技术，利用灰色调掩模技术或半色调掩模技术来生成TFT沟道。其中：

如图1(a)所示，为采用灰色调掩模技术的掩模板的原理示意图。生成TFT沟道的过程中，灰色调掩模技术的原理是：在掩模板(Mask)上形成的TFT沟道图形部分带有狭缝结构1，利用透过狭缝的光发生干涉的原理减弱透过的光强，从而使TFT阵列基板用于形成TFT沟道图形区域上的光刻胶部分曝光。如图1(b)所示，采用灰色调掩模技术存在的问题在于，由于灰色调掩模技术采用的是基于狭缝的光干涉原理，透过狭缝的光强分布2是不均匀的，呈波浪形分布。因此，如图1(c)所示，在进行部分曝光的区域，在光刻胶表面也容易形成呈波浪形分布，使得显影处理后，部分曝光区域3的光刻胶厚度不均。在生成TFT沟道时，增加TFT沟道刻蚀精度控制的难度。

如图2(a)所示，为采用半色调掩模技术的掩模板的原理示意图。生成TFT沟道的过程中，半色调掩模技术的原理是：将掩模板上形成的TFT沟道图形部分镀上半透光膜1形成半透光区域。半透光区域对光具有半透过作用使光从TFT沟道图形区域部分透过，从而使TFT阵列基板用于形成TFT沟道图形区域上的光刻胶部分曝光。如图2(b)所示，采用半色调掩模技术存在的问题在于，由于靠近半透光膜两端的区域光强较弱，因此，如图2(c)所示，光刻胶保留区域边缘倾角较小。如图3所示，在生成TFT沟道时，TFT沟道中靠近S/D金属的位置1光刻胶的残留会比TFT沟道中央处残留的多，由此可能导致沟道的宽度变窄，且，在光刻胶较厚的地方容易形成S/D金属或有源层的残留，从而影响整个TFT阵列基板的电学特性。

发明内容

本发明实施例提供一种掩模板及其制造方法，用于解决采用现有技术中的掩模板生成的光刻胶厚度不均匀，以及光刻胶保留区域边缘倾角较小的问题。

一种掩模板，包括不透光区域、完全透光区域和部分透光区域，所述部分透光区域包括一个半透光子区域、非透光子区域和至少一个狭缝；

所述不透光区域与部分透光区域相邻，所述狭缝位于半透光子区域与不透光区域之间，且所述狭缝由所述非透光子区域与不透光区域形成、由非透光子区域形成或者由非透光子区域与半透光子区域形成中的至少一种方式形成；或者，

所述完全透光区域与部分透光区域相邻，所述狭缝位于半透光子区域与完全透光区域之间，且所述狭缝由所述非透光子区域与半透光子区域形成、或者由非透光子区域形成中的至少一种方式形成。

一种掩模板的制造方法，该方法包括：

在透明基板上沉积一层金属层；

在所述金属层上面涂一层光刻胶，经曝光显影和刻蚀后，保留不透光区域上的金属层和部分透光区域中的非透光子区域上的金属层，去除不透光区域和非透光子区域之外的区域上的金属层；

在掩模板上沉积一层半透光材料层，进行曝光显影和刻蚀后，保留部分透光区域中的半透光子区域上的半透光材料层，去除半透光子区域之外的区域上的半透光材料层。

本发明实施例提供的方案中，利用半色调掩模技术(部分透光区域中的半透光子区域)来保证光刻胶厚度的均匀性，并在部分透光区域和不透光区域，或者在部分透光区域与完全透光区域的交界处，利用灰色调掩模技术(狭缝)保证所述交界处光线强度尽可能与半透光子区域中的光线强度一致，从而使得透过部分透光区域的光线强度一致，增大光刻胶保留区域边缘倾角。根据本发明实施例提供的方案，有利于TFT沟道形成过程中的工艺精确控制，并有利于保证TFT沟道尺寸的可靠性，从而可以有效提高TFT阵列基板的电学性能。

附图说明

图1(a)为现有技术中采用灰色调掩模技术的掩模板的原理示意图；

图1(b)为现有技术中透过采用灰色调掩模技术的掩模板后光强分布示意图；

图1(c)为现有技术中采用灰色调掩模技术曝光后的光刻胶的形貌示意图；

图2(a)为现有技术中采用半色调掩模技术的掩模板的原理示意图；

图2(b)为现有技术中透过采用半色调掩模技术的掩模板后光强分布示意图；

图2(c)为现有技术中采用半色调掩模技术曝光后的光刻胶的形貌示意图；

图3为现有技术中利用采用半色调掩模技术的掩模板生成的TFT沟道结构示意图；

图4(a)为本发明实施例一提供的掩模板的原理示意图；

图4(b)为本发明实施例一中光强分布示意图；

图4(c)为本发明实施例一中曝光后的光刻胶的形貌示意图；

图5为本发明实施例二提供一种掩模板的制造方法的步骤流程图。

具体实施方式

针对现有技术中，利用半色调掩模技术生成TFT沟道和利用灰色调掩模技术生成TFT沟道分别存在的问题，在本发明实施例中，利用半色调掩模技术相对于灰色调掩模技术可以得到更为均匀的光刻胶表面形貌，在形成TFT沟道过程中，采用半色调掩模技术更有利于控制沟道厚度的均匀性，以及灰色调掩模技术有比较好的边缘特性，可以获得较为理想的光刻胶边缘倾角，有利于TFT沟道过生成过程中的保证TFT沟道尺寸的特性，结合半色调掩模技术和灰色调掩模技术来设计掩模板，解决本发明提出的技术问题。

下面结合说明书附图和各实施例对本发明技术方案进行说明。

实施例一、

本发明实施例一提供一种掩模板，如图4(a)所示为该掩模板的原理示意图，透过如图4(a)所示的掩模板后光强分布示意图如图4(b)所示，曝光后的光刻胶的形貌示意图如图4(c)所示：

该掩模板包括不透光区域A、完全透光区域B和部分透光区域C，所述部分透光区域C包括一个半透光子区域C1、非透光子区域C2和至少两个狭缝C3。

如图4(a)所示，所述不透光区域A可以与部分透光区域C相邻，所述狭缝C3位于半透光子区域C1与不透光区域A之间，且所述狭缝C3由所述非透光子区域C2与不透光区域A形成、由非透光子区域C2形成或者由非透光子区域C2与半透光子区域C1形成中的至少一种方式形成。

当然，也可以是所述完全透光区域B与部分透光区域C相邻，所述狭缝C3位于半透光子区域C1与完全透光区域B之间，且所述狭缝C3由所述非透光子区域C2与半透光子区域C1形成、或者由非透光子区域C2形成中的至少一种方式形成。

在本实施例一中，部分透光区域包括一个半透光子区域以及结合非透光子区域生成的狭缝，且所述狭缝位于部分透光区域的至少一端边缘。当光照射掩模板的部分透光区域时，由于半透光子区域具有一定的透过率，光线可以部分透过半透光子区域，在半透光子区域的下方区域形成一定的光强分布，而透过位于部分透光区域边缘的狭缝的光会发生干涉，也会在半透光子区域的下方区域形成一定范围的光强分布。相对于灰色调掩模技术，当光刻胶上表面某点到双狭缝的距离差等于入射光半波长的奇数倍时，形成的暗条纹分布的光强可以由半透光子区域透过的光强进行补偿，从而使得部分透光区域的下方区域的光刻胶曝光均匀，形成平整的曝光表面。相对于半色调掩模技术，在光透过半透光子区域形成的光刻胶曝光表面的边缘部分，由于可以通过干涉光强补偿透过半透光子区域的光强，使得部分透光区域对应的曝光后光刻胶边缘部分的倾角增大。

所述狭缝可以位于部分透光区域的至少一端，当然，较优的，所述狭缝位于部分透光区域的两端。从而保证光透过部分透光区域后，在光刻胶曝光表面的两端边缘倾角都可以有效增大。

而为了确保光刻胶曝光均匀，可以采用较少数量的狭缝，从而在利用部分透光区域进行曝光时，尽可能使光线通过光线均匀性较佳的半透光子区域。较优的，所述部分透光区域可以包括两个狭缝，且两个狭缝分别位于部分透光区域的两端，从而在保证光刻胶曝光的均匀性同时，还可以保证光刻胶曝光表面两端边缘倾角都可以有效增大。

所述不透光区域与部分透光区域相邻时，在利用本发明实施例一提供的掩模板来生成TFT沟道时，可以采用正性光刻胶制备TFT阵列基板。所述不透光区域包括对应源电极图形的第一不透光区域和对应漏电级图形的第二不透光区域，所述第一不透光区域和第二不透光区域之间为对应TFT沟道图形的所述部分透光区域。

所述完全透光区域与部分透光区域相邻时，在利用本发明实施例一提供的掩模板来生成TFT沟道时，可以采用负性光刻胶制备TFT阵列基板。所述完全透光区域包括对应源电极图形的第一透光区域和对应漏电级图形的第二透光区域，所述第一透光区域和第二透光区域之间为对应TFT沟道图形的所述部分透光区域。

本发明实施例一提供的掩模板，干涉效应产生的光强分布与由半透光子区域形成的光强分布进行叠加，由于叠加后的光强分布较均匀，从而使得部分透光区域下方的光刻胶曝光较均匀。由于可以通过干涉光强对透过半透光子区域光强进行补偿，还可以使得部分透光区域对应的曝光后光刻胶边缘部分的倾角增大，从而解决本发明提出的技术问题。

实施例二、

本发明实施例二提供一种掩模板的制造方法，如图5所示，为所述方法的步骤流程图，该方法具体包括以下步骤：

步骤101、在透明基板上沉积一层金属层。

所述金属层可以为金属铬Cr。

步骤102、在所述金属层上面涂一层光刻胶，经曝光显影和刻蚀后，保留不透光区域上的金属层和部分透光区域中的非透光子区域上的金属层，去除不透光区域和非透光子区域之外的区域上的金属层。

步骤103、在掩模板上沉积一层半透光材料层，进行曝光显影和刻蚀后，保留部分透光区域中的半透光子区域上的半透光材料层，去除半透光子区域之外的区域上的半透光材料层。

经过上述步骤101～103后，可以形成本发明实施例一提供的掩模板。

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 (6)

1.一种掩模板，包括不透光区域、完全透光区域和部分透光区域，其特征在于，

所述部分透光区域包括一个半透光子区域、非透光子区域和至少一个狭缝；

所述不透光区域与部分透光区域相邻，所述狭缝位于半透光子区域与不透光区域之间，且所述狭缝由所述非透光子区域与不透光区域形成、由非透光子区域形成或者由非透光子区域与半透光子区域形成中的至少一种方式形成；或者，

所述完全透光区域与部分透光区域相邻，所述狭缝位于半透光子区域与完全透光区域之间，且所述狭缝由所述非透光子区域与半透光子区域形成、或者由非透光子区域形成中的至少一种方式形成。

2.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述狭缝位于部分透光区域的一端。

3.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，

所述部分透光区域包括两个狭缝；

两个狭缝分别位于部分透光区域的两端。

4.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述不透光区域与部分透光区域相邻时，所述不透光区域包括对应源电极图形的第一不透光区域和对应漏电级图形的第二不透光区域，所述第一不透光区域和第二不透光区域之间为对应TFT沟道图形的所述部分透光区域。

5.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述完全透光区域与部分透光区域相邻时，所述完全透光区域包括对应源电极图形的第一透光区域和对应漏电级图形的第二透光区域，所述第一透光区域和第二透光区域之间为对应TFT沟道图形的所述部分透光区域。

6.一种如权利要求1-5任一权项所述的掩模板的制造方法，其特征在于，该方法包括：

在透明基板上沉积一层金属层；

在所述金属层上面涂一层光刻胶，经曝光显影和刻蚀后，保留不透光区域上的金属层和部分透光区域中的非透光子区域上的金属层，去除不透光区域和非透光子区域之外的区域上的金属层；

在掩模板上沉积一层半透光材料层，进行曝光显影和刻蚀后，保留部分透光区域中的半透光子区域上的半透光材料层，去除半透光子区域之外的区域上的半透光材料层。

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