掩模板及其制造方法

专利名称：掩模板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及TFT LCD制造领域，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，TFT LCD因其功耗低、制造成本相对较低以及无辐 射的特点，在平板显示器市场占据了主导地位。作为TFT LCD的重要器件， TFT是由栅电极、栅电极绝缘层和半导体层、掺杂半导体层、源电极、漏电 极、钝化层和像素电极构成，其早期的制造工艺为5Mask工艺技术。近年来 随着TFT制造技术的发展，将栅电极绝缘层、半导体层、掺杂半导体层、源 电极、漏电极一次曝光形成的4Mask工艺应用越来越广泛。通常4Mask工艺 分为灰色调掩模(Gray Tone Mask)技术和半色调掩沖莫(Half Tone Mask) 技术。此二种技术在形成栅电极绝缘层、半导体层、掺杂半导体层、源电极、 漏电极过程中，首先要连续沉积栅电极绝缘层、半导体层、掺杂半导体层、 源漏金属层，接着涂布一层光刻胶，利用灰色调或半色调掩模技术对光刻胶 进行曝光处理，形成未曝光、部分曝光和完全曝光区域。源电极、漏电极、 数据线和TFT沟道之外的区域为完全曝光区域，利用湿刻工艺刻蚀掉源漏金 属层；TFT沟道区域为部分曝光区域，利用干刻工艺对部分曝光区域进行灰 化处理去除光刻胶，并刻蚀掉源电极和漏电极之间区域的源漏金属层和掺杂 半导体层，形成TFT沟道。
图28为现有技术灰色调掩模技术中TFT沟道区域光刻胶曝光的示意图， 如图28所示，灰色调掩模技术中在掩模板上的半透光区域形成二个狭缝 (slit)，掩模时利用双缝干涉原理减弱透过光的光强，使目标基板6上的 光刻胶部分曝光，从而达到部分曝光效果。由于利用了双缝干涉原理，狭缝对应位置的光刻胶曝光量比较大，在二个狭缝之间即狭缝条(slit bar)对应位置的光刻胶曝光量不足，因此在沟道区域处曝光的光刻胶表面高低不平，形成了波浪形(ri卯le)分布现象，这大大增加了后续刻蚀的难度。在刻蚀过程中，如果保证光刻胶曝光量比较大的部分被刻蚀掉，则光刻胶曝光量不足的部分会出现刻蚀不完全的情况，从而形成沟道桥(GT Bridge );如果保证光刻胶曝光量不足的部分被刻蚀掉，则光刻胶曝光量比较大的部分会被过度刻蚀，从而形成沟道开路(Channel Open)。在目前灰色调掩模技术条件下，沟道桥和沟道开路很难同时避免。
图29为现有技术半色调掩模技术中TFT沟道区域光刻胶曝光的示意图，如图29所示，半色调掩模板技术中在掩模板上的半透光区域镀上厚度均匀的半透膜4，例如"203,由于半透膜很薄，因此曝光时光可部分透过该半透膜4,使目标基板6上的光刻胶部分曝光，从而达到部分曝光效果。由于半透膜的厚度是均勾的，在半透膜的中间区域光是垂直透过的，光强最强，而越靠近两边光强越弱，因此掩模曝光时曝光的光刻胶形成了图29中所示的椭球面状，沟道区域处曝光的光刻胶形成的倾角8较小，这样后续利用干刻工艺形成的沟道区域的长度增加，对TFT沟道充电特性产生不良影响，降低了 TFT沟道的充电特性。

发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种掩模板及其制造方法，有效解决灰色调或半色调掩模技术中沟道区域处光刻胶曝光不均匀导致的技术缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种掩模板，包括基板，所述基板上形成有完全透光区域、非透光区域和半透光区域，所述半透光区域内设置有使所述半透光区域均匀透光的半透膜。
位于中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度。位于中间区域的半透膜的厚度为500A至25000A。所述半透膜至少包括第一半透膜和位于所述第一半透膜之上的第二半透膜，形成在所述半透光区域的第一半透膜位于中间区域。所述第一半透膜的厚度为200A至20000A，所述第二半透膜的厚度为200A至5000A。所述第一半透膜与第二半透膜的材
料相同。所述第一半透膜和第二半透膜的材料为铬、镆、锰的氧化物、氮化
物、有机玻璃、透明热固性高材料分子、曱基戊烯聚合物或者M-C0C透明料。所述中间区域的基板开设有凹槽区域，使位于所述凹槽区域的半透膜的厚度大于位于所述凹槽区域以外区域的半透膜的厚度。所述位于所述凹槽区域的半透膜的厚度为500A至25000A。所述半透光区域内设置有使所述半透光区域均匀透光的半透膜和金属条，所述金属条设置在所述半透膜之间。所述半透膜的厚度为200A至20000A。所述半透膜的材料为铬、镆、锰的氧化物、氮化物、有机玻璃、透明热固性高材料分子、曱基戊烯聚合物或者M-COC透明料。
为实现上述目的，本发明还提供了一种掩模板的制造方法，包括
步骤ll、在基板上沉积一层金属层，利用刻蚀工艺去除掉作为半透光区域的第一区域的金属层和作为完全透光区域的第二区域的金属层，在其它区域形成由所述金属层覆盖的非透光区域；
步骤12、在完成步骤11的基板上形成半透膜，使所述第一区域形成半透光区域，所述半透光区域内位于中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度；
步骤13、利用刻蚀工艺，去除掉所述第二区域的半透膜，使所述第二区域形成完全透光区域。
所述步骤12具体可以包括
步骤1211、在完成步骤11的基板上沉积一层第一半透膜；步骤1212、利用激光刻蚀工艺去除掉所述第一区域内中间区域以外区域的第一半透膜；步骤1213、在完成步骤1212的基板上沉积一层第二半透膜，使所述第一区域形成半透光区域，所述半透光区域内位于中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度。
所述第一半透膜的厚度为200 A至20000 A,所述第二半透膜的厚度为200 A至5000 A。
所述步骤12具体可以包括
步骤1221、在完成步骤11的基板上沉积一层半透膜；
步骤1222、利用激光刻蚀工艺对所述第 一 区域内中间区域以外区域的半透膜进行刻蚀，使所述第一区域形成半透光区域，所述半透光区域内位于中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度。
所述半透光区域内位于中间区域的半透膜的厚度为500 A至25000 A。
所述步骤12具体还可以包括
步骤1231、利用激光刻蚀工艺对所述第一区域内中间区域的基板进行刻
蚀，形成凹槽区域；
步骤1232、在完成步骤1231的基板上形成半透膜，使所述第一区域形
成半透光区域，所述半透光区域内位于所述凹槽区域的半透膜的厚度大于位
于凹槽区域以外区域的半透膜的厚度。
所述半透光区域内中间区域的半透膜的厚度为500 A至25000 A。为实现上述目的，本发明还提供了一种掩模板的制造方法，包括步骤21、在基板上沉积一层金属层，利用刻蚀工艺去除掉作为半透光区
域的第一区域的金属层和作为完全透光区域的第二区域的金属层，在其它区
域形成由所述金属层覆盖的非透光区域，并在所述第一区域内形成至少一个
金属条；
步骤22、在完成步骤21的基板上形成半透膜，使第一区域形成半透光区域；
步骤23、利用刻蚀工艺，去除掉所述第二区域的半透膜，使第二区域形成完全透光区i或。
所述半透膜的厚度为200 A至20000 A。
为实现上述目的，本发明又提供了一种掩模板的制造方法，包括步骤31、在基板上形成半透膜，使作为半透光区域的第一区域内位于中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度；步骤32、在完成步骤31的基板上沉积金属层；
步骤33、利用刻蚀工艺去除掉第一区域的金属层以及作为完全透光区域的第二区域的金属层及半透膜，使所述第一区域形成半透光区域，第二区域形成完全透光区域，其它区域形成非透光区域。
为实现上述目的，本发明再提供了一种掩模板的制造方法，包括
步骤41、在基板上沉积半透膜；
步骤42、在完成步骤41的基板上沉积金属层；
步骤43、利用刻蚀工艺去除掉作为半透光区域的第一区域的金属层和作为完全透光区域的第二区域的半透膜及金属层，在所述第 一区域内形成至少一个金属条，使所述第一区域形成半透光区域，第二区域形成完全透光区域，其它区域形成非透光区域。
本发明的技术方案中在掩模板的半透光区域采用厚度不均匀的半透膜，利用该掩模板进行沟道区域掩模曝光时，可以使沟道区域处的光刻胶曝光均匀，解决了现有技术灰色调掩模技术中曝光的光刻胶高低不平的问题，使沟道区域处曝光的光刻胶相对平坦，提高了曝光的光刻胶的平整度(uniformity)，从而降低了沟道桥或沟道开路的发生率；本发明还解决了现有技术半色调掩模技术中沟道处曝光的光刻胶倾角过小的问题，增大了曝光的光刻胶的倾角，从而减小了后续刻蚀工艺形成的沟道区域的长度，提高了 TFT沟道的充电特性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。


图1为本发明掩模板实施例一的平面示意图2为图1中A-A向剖^L图3为本发明掩;^莫板实施例二的结构示意图4为本发明掩冲莫^1实施例三的结构示意图5为本发明掩模板实施例四的结构示意图6为本发明掩模板实施例五的平面示意图7为图6中B-B向剖视图8为本发明掩模板的剖面示意图9为本发明掩模板进行光刻胶曝光的工作原理图之一；
图10为本发明掩模板进行光刻胶曝光的工作原理图之二；
图11为本发明掩模板的制造方法实施例一的流程图12为本发明掩模板的制造方法实施例二的流程图13a-13f为本发明掩模板的制造方法实施例二的示意图14为本发明掩模板的制造方法实施例三的流程图15a-图15e本发明掩模板的制造方法实施例三的示意图16为本发明掩模板的制造方法实施例四的流程图17a-17e为本发明掩模板的制造方法实施例四的示意图18为本发明掩才莫板的制造方法实施例五的流程图19a-图19d为本发明掩模板的制造方法实施例五的示意图;
图20为本发明掩模板的制造方法实施例六的流程图21a-图21d为本发明掩模板的制造方法实施例六的示意图;
图22为本发明掩4莫板的制造方法实施例七的流程图23a-图23c为本发明掩模板的制造方法实施例七的示意图;
图24为本发明掩模板上半透光区域的示意图之一；
图25为图24中C-C向剖视ii图26为本发明掩模板上半透光区域的示意图之二；图27为图26中D-D向剖视图28为现有技术灰色调掩模技术中TFT沟道区域光刻胶曝光的示意图；图29为现有技术半色调掩模技术中TFT沟道区域光刻胶曝光的示意图。附图标记说明
l-基板； 2-非透光区域； 3-半透光区域；
4- 半透膜； 4a-第一半透膜； 4b-第二半透膜；
5- 金属层； 6-目标基板； 7-已曝光光刻胶;8-倾角； 9-金属条； 10-凹槽区域。
具体实施例方式
图1为本发明掩模板实施例一的平面示意图，图2为图1中A-A向剖视图，如图1、 2所示，该掩模板包括基板l，基板1上形成有非透光区域2和半透光区域3，其他区域为完全透光区域，半透光区域3内设置有半透膜，半透膜可以使半透光区域3均匀透光，半透光区域3内位于中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度。非透光区域2内形成有金属层5和半透膜。其中，半透膜包括第一半透膜4a和位于第一半透膜4a之上的第二半透膜4b，形成在半透光区域3内的第一半透膜4a位于中间区域。在实际生产中，金属层5的材料可以是金属铬、锰、镆或其合金，或其他不透明的固体金属材料。本实施例中，金属层5的材料为金属铬。金属层5的厚度为IOOOA至30000A。如图2中的掩模板，第一半透膜4a与第二半透膜4b的材料相同，其材料均为Cr203。第一半透膜4a与第二半透膜仆的材料还可以为镆、锰的氧化物，铬、镆、锰的氮化物，有机玻璃，透明热固性高材料分子，曱基戊烯聚合物，M-C0C透明料或者其他耐高温抗腐蚀的材料。第一半透膜4a的厚度为200A至20000A,第二半透膜仆的厚度为"OA至5000A。图3为本发明掩模板实施例二的结构示意图，如图3所示，本实施例中 的掩模板与实施例一中的掩模板的平面结构(如图1所示)相同，不同之处 在于第一半透膜4a与第二半透膜4b的材料不同。
图4为本发明掩模板实施例三的结构示意图，如图4所示，该掩模板包 括基板1，基板1上形成有非透光区域和半透光区域，其他区域为完全透光 区域，半透光区域内设置有半透膜4，半透膜4可以使半透光区域均匀透光， 半透光区域内位于中间区域的半透膜4的厚度大于位于中间区域以外区域的 半透膜4的厚度。非透光区域内形成有金属层5和半透膜4。在实际生产中， 金属层5的材料可以是金属铬、锰、镆或其合金，或其他不透明的固体金属 材料。本实施例中，金属层5的材料为金属铬。金属层5的厚度为IOOOA至 30000A。半透膜4的材料为Cr203。半透膜4的材料还可以为镆、锰的氧化物， 铬、镆、锰的氮化物，有机玻璃，透明热固性高材料分子，TPX, M-C0C透明 料或者其他耐高温抗腐蚀的材料。位于中间区域的半透膜的厚度为500A至 25000A。
图5为本发明掩冲莫板实施例四的结构示意图，如图5所示，该掩模板包 括基板1，基板1上形成有非透光区域和半透光区域，其他区域为完全透光 区域，半透光区域内设置有半透膜4，半透膜4可以使半透光区域均匀透光， 半透光区域内中间区域的基板1开设有凹槽区域，使位于凹槽区域(中间区 域)的半透膜4的厚度大于位于凹槽区域以外区域的半透膜4的厚度。非透 光区域内形成有金属层5和半透膜4。在实际生产中，金属层5的材料可以 是金属铬、锰、镆或其合金，或其他不透明的固体金属材料。本实施例中， 金属层5的材料为金属铬。金属层5的厚度为IOOOA至30000A。半透膜4的 材料为Cr203。半透膜的材料还可以为镆、锰的氧化物，铬、镆、锰的氮化物， 有机玻璃，透明热固性高材料分子，TPX， M-COC透明料或者其他耐高温抗腐 蚀的材料。位于凹槽区域的半透膜4的厚度为500A至25000A。
图6为本发明掩模板实施例五的平面示意图，图7为图6中B-B向剖视
13图，如图6和7所示，该掩模板包括基板1,基板1上形成有非透光区域2 和半透光区域3,其他区域为完全透光区域，半透光区域3内设置有使半透 光区域3均勾透光的半透膜4和金属条9,半透光区域3内的金属条9设置 在半透膜4之间。非透光区域2内形成有金属层5和半透膜4。在实际生产 中，金属层5的材料可以是金属铬、锰、镆或其合金，或其他不透明的固体 金属材料。本实施例中，金属层5的材料为金属铬。金属层5的厚度为IOOOA 至30000A。金属条9与金属层5的材料和厚度均相同。半透膜4的材料为Cr203。 半透膜的材料还可以为镆、锰的氧化物，铬、镆、锰的氮化物，有机玻璃， 透明热固性高材料分子，TPX, M-COC透明料或者其他耐高温抗腐蚀的材料。 半透膜4的厚度为200A至20000A。
上述掩模板实施例五中，位于半透光区域内的金属条还可以为多个，且 金属条位于半透膜之间。
上述实施例一至四中掩模板结构的示意图中，中间区域的剖面形状还可 以为弧形、三角形、梯形或者其他满足中间区域的半透膜的厚度大于中间区 域以外区域的半透膜的厚度的形状，例如，图8为本发明掩才莫板的剖面示意 图，如图8所示，该掩模板包括基板1，基板1上形成有非透光区域和半透 光区域，其他区域为完全透光区域，半透光区域内设置有半透膜4，半透膜4 可以使半透光区域均匀透光，半透光区域内位于中间区域的半透膜4的厚度 大于位于中间区域以外区域的半透膜4的厚度，该半透膜4的剖面的形状为 弧形。非透光区域内形成有金属层5和半透膜4。
另外，上述掩模板实施例一至五的结构中，金属层上还可以不设置半透 膜或者半透膜位于金属层之下，上述结构变化并未影响本发明掩模板的功能， 且均应在本发明的保护范围内。
图9为本发明掩模板进行光刻胶曝光的工作原理图之一，如图9所示， 由于半透光区域内中间区域半透膜的厚度大于中间区域以外区域半透膜的厚 度，当入射光透过掩模板上半透膜对目标基板6上的光刻胶进行曝光时，虽然透过掩模板上中间区域的光强要大于透过中间区域以外区域的光强，但因 中间区域厚度较大的半透膜使透过该区域的光强减小较多，而中间区域以外 区域厚度较小的半透膜使透光该区域的光强减小较少，所以使透过半透光区
域的光强相对比较均勻，这样在对目标基板6上的光刻胶进行曝光时，目标 基板6上对应于半透光区域的光刻胶的曝光程度相对比较均匀，即目标基板 上对应于半透光区域的已曝光光刻胶7的底部比较平坦，从而提高了已曝光 光刻胶7的倾角8。
图9中的工作原理图是以实施例三中的掩模板为例，但上述工作原理同 样适用于掩模板实施例一、二和四以及图8中的掩才莫板，在此不再详细描述。
图IO为本发明掩模板进行光刻胶曝光的工作原理图之二，如图IO所示， 采用掩模板对目标基板6上的光刻胶曝光时，利用的是双缝干涉原理。因该 掩模板半透光区域内形成有金属条9和半透膜4，且金属条9位于半透膜4 之间，因此该掩模板半透光区域的光透过率较低，在实际曝光时，需要相应 的降低曝光速度。这样，透过半透光区域的光强均匀，曝光时目标基板6上 对应于半透光区域的光刻胶的曝光程度会相对比较均匀，即目标基板上对应 于半透光区域的已曝光光刻胶7的底部相对比较平坦，从而解决了曝光的光 刻胶高低不平的问题，降低了沟道桥和沟道开路的发生率。上述工作原理适 用于实施例五中的掩模板。
图11为本发明掩模板的制造方法实施例一的流程图，如图11所示，具 体包括
步骤101、在基板上沉积一层金属层，利用刻蚀工艺去除掉作为半透光 区域的第一区域的金属层和作为完全透光区域的第二区域的金属层，在其它 区域形成由所述金属层覆盖的非透光区域；
步骤102、在完成步骤11的基板上形成半透膜，使所述第一区域形成半 透光区域，所述半透光区域内位于中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区 域以外区域的半透膜的厚度；步骤103、利用刻蚀工艺，去除掉所述第二区域的半透膜，使所述第二
区域形成完全透光区域。
图12为本发明掩模板的制造方法实施例二的流程图，在本实施例中基板 为石英基板，金属层为金属铬层，如图12所示，具体包括 步骤201、在基板上沉积一层金属层；
步骤202、利用激光刻蚀掉作为半透光区域的第一区域和作为完全透光 区域的第二区域的金属层，在其它区域形成由金属层覆盖的非透光区域； 步骤203、在基板上沉积一层第一半透膜，该第一半透膜覆盖整个基板； 步骤204、利用激光刻蚀工艺去除掉第一区域内中间区域以外区域的第 一半透膜；
步骤205、在基板上沉积一层第二半透膜，该第二半透膜覆盖整个基板， 使第一区域形成半透光区域，且该半透光区域内中间区域的半透膜的厚度大 于中间区域以外区域的半透膜的厚度；
步骤206、利用激光刻蚀工艺，去除掉第二区域的第一半透膜和第二半 透膜，使第二区域形成完全透光区域。
图13a-13f为本发明掩模板的制造方法实施例二的示意图。图13a为本 发明制造方法实施例二中形成金属层的示意图，如图13a所示，本实施例中 金属层为金属铬层，基板为石英基板，在基板1上均匀地沉积一层金属层5。 图13b为本发明制造方法实施例二中刻蚀金属层的示意图，如图13b所示， 利用激光刻蚀掉作为半透光区域的第一区域的金属层5和作为完全透光区域 的第二区域的金属层5，在其它区域形成由金属层5覆盖的非透光区域。图 13c为本发明制造方法实施例二中形成第一半透膜的示意图，如图13c所示， 在基板1上沉积一层第一半透膜4a,第一半透膜4a覆盖整个基板1。图1M 为本发明制造方法实施例二中刻蚀第一半透膜的示意图，如图13d所示，利 用激光刻蚀工艺去除掉第一区域上中间区域以外区域的第一半透膜4a。图 13e为本发明制造方法实施例二中形成第二半透膜的示意图，如图13e所示，
16在基板l上沉积一层第二半透膜4b,第二半透膜4b覆盖整个基板l，使第一
区域形成半透光区域，且该半透光区域上中间区域的半透膜的厚度大于中间
区域以外区域的半透膜的厚度。图13f为本发明制造方法实施例二中刻蚀第 一半透膜和第二半透膜的示意图，如图13f所示，利用激光刻蚀工艺，去除 掉第二区域的第一半透膜4a和第二半透膜4b，使第二区域形成完全透光区域。
上述制造方法实施例二中形成的第一半透膜的厚度为200A至20000A, 第二半透膜的厚度为200A至5000A。第一半透膜和第二半透膜的材料可以为 铬、镆、锰的氧化物、氮化物、有机玻璃、透明热固性高材料分子、曱基戊 烯聚合物或者M-C0C透明料。第一半透膜和第二半透膜的材料可以相同也可 以不同。另外在制造过程中可使用固体激光器或气体激光器对金属层和半透 膜进行刻蚀。
图14为本发明掩模板的制造方法实施例三的流程图，在本实施例中基板 为石英基板，金属层为金属铬层，如图14所示，具体包括 步骤301、在基板上沉积一层金属层；
步骤302、利用激光刻蚀掉作为半透光区域的第一区域和作为完全透光 区域的第二区域的金属层，在其它区域形成由金属层覆盖的非透光区域；
步骤303、在基板上沉积一层半透膜，该半透膜覆盖整个基板；
步骤304、利用激光刻蚀工艺对第一区域内中间区域以外区域的半透膜 进行刻蚀，使第一区域形成半透光区域，该半透光区域内中间区域的半透膜 的厚度大于中间区域以外区域的半透膜的厚度；本实施例中可采用飞秒激光 脉冲对第 一 区域内中间区域以外区域的半透膜进行刻蚀；
步骤305、利用激光刻蚀工艺，去除掉第二区域的半透膜，使第二区域 形成完全透光区^t
图15a-图15e本发明掩模板的制造方法实施例三的示意图。图15a为本 发明制造方法实施例三中形成金属层的示意图，如图15a所示，本实施例中 金属层为金属铬层，基板为石英基板，在基板1上均勻地沉积一层金属层5。图15b本发明制造方法实施例三中刻蚀金属层的示意图，如图15b所示，利 用激光刻蚀掉作为半透光区域的第一区域的金属层5和作为完全透光区域的 第二区域的金属层5，在其它区域形成由所述金属层5覆盖的非透光区域。 图15c为本发明制造方法实施例三中形成半透膜的示意图，如图15c所示， 在基板1上沉积一层半透膜4,半透膜4覆盖整个基板1。图15d为本发明制 造方法实施例三中刻蚀半透光区域半透膜的示意图，如图15d所示，利用激 光刻蚀工艺对第一区域内中间区域以外区域的半透膜4进行刻蚀，使第一区 域形成半透光区域，该半透光区域内中间区域的半透膜4的厚度大于中间区 域以外区域的半透膜4的厚度。图15e为本发明制造方法实施例三中刻蚀完 全透光区域半透膜的示意图，如图15e所示，利用激光刻蚀工艺，去除掉第 二区域的半透膜4，使第二区域形成完全透光区域。
上述制造方法实施例三中，刻蚀金属层和完全透光区域的半透膜可采用 固体激光器或气体激光器，而刻蚀半透光区域的半透膜可采用飞秒激光脉沖， 即激光微刻蚀方法。另外，半透膜的材料为铬、镆、锰的氧化物、氮化物、 有机玻璃、透明热固性高材料分子、曱基戊烯聚合物或者M-C0C透明料。位 于中间区域的半透膜的厚度为500A至25000A。
图16为本发明掩模板的制造方法实施例四的流程图，在本实施例中基板 为石英基板，金属层为金属铬层，如图16所示，具体包括
步骤401、在基板上沉积一层金属层；
步骤402、利用激光刻蚀掉作为半透光区域的第一区域的金属层和作为 完全透光区域的第二区域的金属层，在其它区域形成由金属层覆盖的非透光 区域；
步骤403、利用激光刻蚀工艺对第一区域内中间区域的基板进行刻蚀， 形成凹槽区域；本实施例中可使用飞秒激光脉冲对中间区域的基板进行刻蚀；
步骤404、在基板上形成半透膜，该半透膜覆盖整个基板，使第一区域 形成半透光区域，该半透光区域内位于凹槽区域的半透膜的厚度大于位于凹槽区域以外区域的半透膜的厚度；
步骤405、利用激光刻蚀工艺，去除掉第二区域的半透膜，使第二区域 形成完全透光区域。
图17a-17e为本发明掩模板的制造方法实施例四的示意图。图17a为本 发明制造方法实施例四中形成金属层的示意图，如图17a所示，本实施例中 金属层为金属铬层，基板为石英基板，在基板1上均勻地沉积一层金属层5。 图17b本发明制造方法实施例四中刻蚀金属层的示意图，如图17b所示，利 用激光刻蚀掉作为半透光区域的第一区域的金属层5和作为完全透光区域的 第二区域的金属层5，在其它区域形成由金属层5覆盖的非透光区域。图17c 为本发明制造方法实施例四中刻蚀基板的示意图，如图17c所示，利用激光 刻蚀工艺对第一区域内中间区域的基板进行刻蚀，形成凹槽区域IO,本实施 例中可使用飞秒激光脉冲对中间区域的基板1进行刻蚀。图17d为本发明制 造方法实施例四中形成半透膜的示意图，如图17d所示，在基板l上形成半 透膜4，该半透膜4覆盖整个基板1，使第一区域形成半透光区域，该半透光 区域内位于凹槽区域10的半透膜4的厚度大于位于凹槽区域10以外区域的 半透膜4的厚度。图17e为本发明制造方法实施例四中刻蚀半透膜的示意图， 如图17e所示，利用激光刻蚀工艺，去除掉第二区域的半透膜，使第二区域 形成完全透光区域。
上述制造方法实施例四中，刻蚀金属层和完全透光区域的半透膜可采用 固体激光器或气体激光器，而刻蚀基板可采用飞秒激光脉冲，即激光微刻蚀 方法。另外，半透膜的材料为铬、镆、锰的氧化物、氮化物、有机玻璃、透 明热固性高材料分子、曱基戊烯聚合物或者M-C0C透明料。位于凹槽区域的 半透膜的厚度为500A至25000A。
图18为本发明掩模板的制造方法实施例五的流程图，在本实施例中基板 为石英基板，金属层为金属铬层，如图18所示，具体包括
步骤5Q1、在基板上沉积一层金属层；
19步骤502、利用激光刻蚀掉作为半透光区域的第一区域的金属层和作为 完全透光区域的第二区域的金属层，在其它区域形成由金属层覆盖的非透光 区域，并在第一区域内形成一个金属条；
步骤503、在基板上沉积一层半透膜，该半透膜覆盖整个基板，使第一 区域形成半透光区域；
步骤504、利用激光刻蚀工艺，去除掉第二区域的半透膜，使第二区域 形成完全透光区域。
图19a-图19d为本发明掩模板的制造方法实施例五的示意图。图19a本 发明制造方法实施例五的示意图，如图19a所示，本实施例中金属层为金属 铬层，基板为石英基板，在基板1上均匀地沉积一层金属层5。图19b为本 发明制造方法实施例五中刻蚀金属层的示意图，如图19b所示，利用激光刻 蚀掉作为半透光区域的第一区域的金属层5和作为完全透光区域的第二区域 的金属层5，在其它区域形成由金属层5覆盖的非透光区域，并在第一区域 内形成一个金属条9。图19c为本发明制造方法实施例五中形成半透膜的示 意图，如图19c所示，在基板1上沉积一层半透膜4，该半透膜4覆盖整个 基板，使第一区域形成半透光区域。图19d为本发明制造方法实施例五刻蚀 半透膜的示意图，如图19d所示，利用激光刻蚀工艺，去除掉第二区域的半 透膜4，使第二区域形成完全透光区域。
上述制造方法实施例五中，刻蚀金属层和半透膜可采用固体激光器或气 体激光器。另外，半透膜的材料为铬、镆、锰的氧化物、氮化物、有机玻璃、 透明热固性高材料分子、曱基戊烯聚合物或者M-C0C透明料。半透膜的厚度 为200A至20000A。
上述制造方法实施例五中半透光区域内的金属条还可以为多个，其制造 方法与实施例五相同，此处不再详细描述。
本发明掩模板的制造方法实施例一至五中均可包括去除位于金属层之上 的半透膜的步骤。另外，在基板上沉积半透膜的过程采用了一次或二次在基板上沉积半透膜的方式，在实际生产过程中，还可通过数次沉积相同材料或 不同材料的半透膜的方式完成在基板上镀上半透膜的过程。
图20为本发明掩模板的制造方法实施例六的流程图，如图20所示，具 体包括
步骤601、在基板上形成半透膜，使作为半透光区域的第一区域内位于 中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度； 步骤602、在完成步骤601的基板上沉积金属层；
步骤603、利用刻蚀工艺去除掉第一区域的金属层以及作为完全透光区 域的第二区域的金属层及半透膜，使所述第一区域形成半透光区域，第二区 域形成完全透光区域，其它区域形成非透光区域。
上述制造方法可用于形成金属层位于半透膜之上的掩模板，下面以一个 具体的实例对上述制造方法进行详细描述。
图21a-图21d为本发明掩模板的制造方法实施例六的示意图。本实施例 中基板为石英基板，金属层为金属铬层。图21a为本发明制造方法实施例六 中沉积半透膜的示意图，如图21a所示，在基板1上沉积半透膜4。图21b 为本发明制造方法实施例六中刻蚀半透膜的示意图，如图21b所示，利用激 光刻蚀工艺对作为半透光区域的第一区域内的半透膜4进行刻蚀，使作为半 透光区域的第一区域内位于中间区域的半透膜4的厚度大于位于中间区域以 外区域的半透膜4的厚度。图21c为本发明制造方法实施例六中沉积金属层 的示意图，如图21c所示，在基板1上沉积金属层5。图21d为本发明制造 方法实施例六中刻蚀金属层的示意图，如图21d所示，利用激光刻蚀工艺去 除掉第一区域的金属层5以及作为完全透光区域的第二区域的金属层5及半 透膜4,使第一区域形成半透光区域，第二区域形成完全透光区域，其它区 域形成非透光区域。
图22为本发明掩模板的制造方法实施例七的流程图，如图22所示，具 体包括步骤701、在基板上沉积半透膜；
步骤702、在完成步骤701的基板上沉积金属层；
步骤703、利用刻蚀工艺去除掉作为半透光区域的第一区域内的金属层 和作为完全透光区域的第二区域的半透膜及金属层，在第一区域内形成至少 一个金属条，使所述第一区域形成半透光区域，第二区域形成完全透光区域， 其它区域形成非透光区域。
上述制造方法也可用于形成金属层位于半透膜之上的掩模板，下面以一 个具体的实例对上述制造方法进行详细描述。
图23a-图23c为本发明掩模板的制造方法实施例七的示意图。本实施例 中基板为石英基板，金属层为金属铬层。图23a为本发明制造方法实施例七 中沉积半透膜的示意图，如图23a所示，在基板1上沉积半透膜4。图23b 为本发明沉积金属层的示意图，如图23b所示，在基板1上沉积金属层5。 图23c为本发明制造方法实施例七中刻蚀半透膜和金属层的示意图，如图23c 所示，利用激光刻蚀工艺去除掉作为半透光区域的第一区域内的金属层5和 作为完全透光区域的第二区域的半透膜4及金属层5，在第一区域内形成一 个金属条9,使第一区域形成半透光区域，第二区域形成完全透光区域，其 它区域形成非透光区域。
在制造方法实施例六和七中，为了能准确的去除半透光区域内位于半透 膜之上的金属层，还可以将半透膜在厚度上做出一定的冗余，在去除位于半 透膜之上的金属层时，将该冗余和金属层一起去除。
本发明掩模板上半透光区域可应用于对TFT沟道区域进行掩模曝光。例 如，图24为本发明掩模板上半透光区域的示意图之一，图25为图24中C-C 向剖视图，如图24和25所示，其半透光区域3内形成有使半透光区域3均 匀透光的半透膜4，且半透光区域3中间区域的半透膜4的厚度大于中间区 域以外区域的半透膜4的厚度，采用该掩模板进行沟道区域掩模曝光时，透 过半透光区域3的光强比较均匀，可以使目标基板上的沟道区域处曝光的的
22光刻胶相对平坦，倾角增大，达到大于45度的水平，而现有技术中采用厚度 均匀的半透膜，沟道区域处曝光的光刻胶的倾角仅为40-45度。曝光的光刻 胶倾角的增大使后续刻蚀形成的沟道区域的长度减小，从而提高了沟道的充 电特性，另外，目标基板上沟道区域处曝光的光刻胶相对平坦，平整度有显 著提高，从而降低了沟道桥或沟道开路的发生率。图26为本发明掩模板上半透光区域的示意图之二，图27为图26中D-D 向剖视图，如图26和27所示，半透光区域3内形成有使半透光区域3均匀 曝光的半透膜4，与图20中的半透光区域结构不同的是，该半透光区域内形 成有金属条9和半透膜4，且金属条9设置在半透膜4之间。采用该掩模板 在进行沟道区域掩模时，利用的是双缝干涉原理。在实际曝光过程中，需要 相应降低曝光速度，以使透过半透光区域3的光强比较均匀，使目标基板上 的沟道区域处曝光的光刻胶相对平坦，倾角增大，减小了后续刻蚀形成的沟 道区域的长度，从而提高了沟道的充电特性，另外，目标基板上沟道区域处 曝光的光刻胶相对平坦，提高了曝光的光刻胶的平整度，从而降低了沟道桥 或沟道开路的发生率。本发明的技术方案中在掩模板的半透光区域采用厚度不均匀的半透膜， 利用该掩模板进行沟道区域掩模曝光时，可以使沟道区域处的光刻胶曝光均 匀，解决了现有技术灰色调掩模技术中曝光的光刻胶高低不平的问题，使沟 道区域处曝光的光刻胶相对平坦，提高了曝光的光刻胶的平整度，从而降低 了沟道桥或沟道开路的发生率；本发明还解决了现有技术半色调掩模技术中 沟道处曝光的光刻胶倾角过小的问题，增大了曝光的光刻胶的倾角，从而减 小了后续刻蚀工艺形成的沟道区域的长度，提高了 TFT沟道的充电特性。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限 制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或 者等同替换亦不能使修 仏的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种掩模板，包括基板，所述基板上形成有完全透光区域、非透光区域和半透光区域，其特征在于，所述半透光区域内设置有使所述半透光区域均匀透光的半透膜。
2、 根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，位于中间区域的半透膜 的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度。
3、 根据权利要求2所述的掩模板，其特征在于，位于中间区域的半透膜 的厚度为500A至25000A。
4、 根据权利要求2所述的掩模板，其特征在于，所述半透膜至少包括第 一半透膜和位于所述第一半透膜之上的第二半透膜，形成在所述半透光区域 的第 一半透膜位于中间区域。
5、 根据权利要求4所述的掩模板，其特征在于，所述第一半透膜的厚度 为200A至20000A,所述第二半透膜的厚度为200A至5000A。
6、 根据权利要求4所述的掩模板，其特征在于，所述第一半透膜与第二 半透膜的材料相同。
7、 根据权利要求4-6任一所述的掩模板，其特征在于，所述第一半透膜 和第二半透膜的材料为铬、镆、锰的氣化物、氮化物、有机玻璃、透明热固 性高材料分子、曱基戊烯聚合物或者M-COC透明料。
8、 根据权利要求2所述的掩模板，其特征在于，所述中间区域的基板开 设有凹槽区域，使位于所述凹槽区域的半透膜的厚度大于位于所述凹槽区域 以外区域的半透膜的厚度。
9、 根据权利要求8所述的掩模板，其特征在于，所述位于所述凹槽区域 的半透膜的厚度为500A至25000A。
10、 根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述半透光区域内设 置有使所述半透光区域均匀透光的半透膜和金属条，所述金属条设置在所述 半透膜之间。
11、 根据权利要求IO所述的掩模板，其特征在于，所述半透膜的厚度为200A至20000A。
12、 根据权利要求l、 2、 3、 8、 9、 10或11所述的掩模板，其特征在于， 所述半透膜的材料为铬、镆、锰的氧化物、氮化物、有机玻璃、透明热固性 高材料分子、曱基戊烯聚合物或者M-C0C透明料。
13、 一种掩模板的制造方法，其特征在于，包括 步骤ll、在基板上沉积一层金属层，利用刻蚀工艺去除掉作为半透光区 域的第一区域的金属层和作为完全透光区域的第二区域的金属层，在其它区 域形成由所述金属层覆盖的非透光区域；步骤12、在完成步骤11的基板上形成半透膜，使所述第一区域形成半 透光区域，所述半透光区域内位于中间区域的半透膜的厚度大于位于中间区 域以外区域的半透膜的厚度；步骤13、利用刻蚀工艺，去除掉所述第二区域的半透膜，使所述第二区 i或形成完全透光区i或。
14、 根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述步骤12具体 包括步骤1211、在完成步骤11的基板上沉积一层第一半透膜； 步骤1212、利用激光刻蚀工艺去除掉所述第一区域内中间区域以外区域 的第一半透膜；步骤1213、在完成步骤1212的基板上沉积一层第二半透膜，使所述第 一区域形成半透光区域，所述半透光区域内位于中间区域的半透膜的厚度大 于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度。
15、 根据权利要求14所述的掩模板，其特征在于，所述第一半透膜的厚 度为200 A至20000 A,所述第二半透膜的厚度为200 A至5000 A。
16、 根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述步骤12具体 包括步骤1221、在完成步骤11的基板上沉积一层半透膜； 步骤1222、利用激光刻蚀工艺对所述第 一 区域内中间区域以外区域的半 透膜进行刻蚀，使所述第一区域形成半透光区域，所述半透光区域内位于中 间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度。
17、 根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，所述半透光区域内 位于中间区域的半透膜的厚度为500 A至25000 A。
18、 根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述步骤12具体 包括步骤1231、利用激光刻蚀工艺对所述第一区域内中间区域的基板进行刻 蚀，形成凹槽区域；步骤1232、在完成步骤1231的基板上形成半透膜，使所述第一区域形 成半透光区域，所述半透光区域内位于所述凹槽区域的半透膜的厚度大于位 于凹槽区域以外区域的半透膜的厚度。
19、 根据权利要求18所述的制造方法，其特征在于，所述半透光区域内 位于所述凹槽区域的半透膜的厚度为500 A至25000 A。
20、 一种掩模板的制造方法，其特征在于，包括步骤21、在基板上沉积一层金属层，利用刻蚀工艺去除掉作为半透光区 域的第一区域的金属层和作为完全透光区域的第二区域的金属层，在其它区 域形成由所述金属层覆盖的非透光区域，并在所述第 一 区域内形成至少 一个 金属条；步骤22、在完成步骤21的基板上形成半透膜，使第一区域形成半透光 区域；步骤23、利用刻蚀工艺，去除掉所述第二区域的半透膜，使第二区域形 成完全透光区域。
21、 根据权利要求20所述的制造方法，其特征在于，所述半透膜的厚度 为200 A至20000 A。
22、 一种掩模板的制造方法，其特征在于，包括步骤31、在基板上形成半透膜，使作为半透光区域的第一区域内位于中 间区域的半透膜的厚度大于位于中间区域以外区域的半透膜的厚度； 步骤32、在完成步骤31的基板上沉积金属层；步骤33、利用刻蚀工艺去除掉第一区域的金属层以及作为完全透光区域 的第二区域的金属层及半透膜，使所述第一区域形成半透光区域，第二区域 形成完全透光区域，其它区域形成非透光区域。
23、 一种掩模板的制造方法，其特征在于，包括 步骤41、在基板上沉积半透膜；步骤42、在完成步骤41的基板上沉积金属层；步骤43、利用刻蚀工艺去除掉作为半透光区域的第 一 区域的金属层和作 为完全透光区域的第二区域的半透膜及金属层，在所述第 一 区域内形成至少 一个金属条，使所述第一区域形成半透光区域，第二区域形成完全透光区域， 其它区域形成非透光区域。
全文摘要
本发明公开了一种掩模板及其制造方法。掩模板包括基板，所述基板上形成有完全透光区域、非透光区域和半透光区域，所述半透光区域内设置有使所述半透光区域均匀透光的半透膜。本发明的技术方案中在掩模板的半透光区域采用厚度不均匀的半透膜，利用该掩模板进行沟道区域掩模曝光时，可以使沟道区域处的光刻胶曝光均匀，解决了现有技术灰色调掩模技术中曝光的光刻胶高低不平的问题，使沟道区域处曝光的光刻胶相对平坦，提高了曝光的光刻胶的平整度，从而降低了沟道桥或沟道开路的发生率；本发明还解决了现有技术半色调掩模技术中沟道处曝光的光刻胶倾角过小的问题，增大了曝光的光刻胶的倾角，提高了TFT沟道的充电特性。
文档编号G03F1/14GK101650526SQ20081011817
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者朴云峰, 朴春培, 威 王, 纬 秦 申请人:北京京东方光电科技有限公司