專利名稱：掩模板及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示技術，特別是涉及一種掩模板及其制備方法。
背景技術：
為了有效降低薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display,以下簡稱TFT-LCD)的成本、提高成品率，TFT-LCD陣列基板結構的制造工藝逐步 得到簡化。目前，4次構圖(4Mask)工藝逐漸得到推廣應用。 4次構圖(4Mask)工藝是將5次構圖(5Mask)工藝中的第二次構圖(用于形成半 導體層圖形)和第三次構圖(用于形成源電極、漏電極和數據線圖形)工藝合成在一次構 圖工藝中，通過多步刻蝕實現。4次構圖(4Mask)工藝過程包括
步驟11、通過第一次構圖工藝在基板上形成柵電極和柵線。 步驟12、在步驟11的基板上，連續(xù)沉積柵絕緣層薄膜、半導體層薄膜、摻雜半導體 層薄膜和源漏金屬層薄膜。 步驟13、接著進行第二次構圖工藝(以正性光刻膠為例說明)在步驟12形成的 基板上涂敷光刻膠，采用灰色調(Gray-tone)掩模板或半色調(Half-tone)掩模板掩膜，通 過曝光處理使基板上的光刻膠形成完全曝光區(qū)域、部分曝光區(qū)域和未曝光區(qū)域。連續(xù)刻蝕 掉完全曝光區(qū)域下方的源漏金屬薄膜、摻雜半導體薄膜和半導體薄膜，分別形成源電極和 漏電極、摻雜半導體層和半導體層。接著對光刻膠部分曝光區(qū)域進行灰化處理，連續(xù)刻蝕掉 原部分曝光區(qū)域下方的源漏金屬薄膜和摻雜半導體薄膜，并刻蝕少部分的半導體薄膜，形 成TFT溝道，剝離未曝光區(qū)域上方的光刻膠。 步驟14、通過第三次構圖工藝在步驟13形成的基板上形成鈍化層和鈍化層過孔。 步驟15、通過第四次構圖工藝在步驟14形成的基板上形成像素電極。 相對于5次構圖(5Mask)工藝，在4次構圖(4Mask)工藝的第二次構圖工藝中核
心技術是采用基于灰色調掩模板的灰色調掩模技術，或基于半色調掩模板的半色調掩模
技術；二種掩模技術均可形成光刻膠的部分曝光區(qū)域，但二者的技術機理存在差異。 灰色調掩模技術機理是在掩模板(Mask)上形成的TFT溝道圖形部分帶有狹縫結
構，利用透過狹縫的光發(fā)生干涉的原理減弱透過光的光強，從而使基板用于形成TFT溝道
圖形區(qū)域上的光刻膠部分曝光。 半色調掩模技術機理是將掩模板上形成的TFT溝道圖形部分鍍上金屬氧化物薄 層形成半透光區(qū)域，半透光區(qū)域對光具有半透過作用使光從TFT溝道圖形區(qū)域部分透過， 從而在基板用于形成TFT溝道圖形區(qū)域上的光刻膠部分曝光。 發(fā)明人在實現本發(fā)明過程中發(fā)現，目前灰色調掩模技術和半色調掩模技術上存在 以下不足 采用灰色調掩模技術雖然可以獲得較為理想的光刻膠邊緣傾角al，但由于灰色調 掩模技術采用的是基于狹縫的光干涉原理，因此在光刻膠表面易形成呈波浪形分布的部分 曝光區(qū)域(即Ripple現象)。圖1為現有技術灰色調掩模技術原理圖。圖1所示的灰色調
4掩膜板由透明基板31和不透明膜33組成。如圖1所示，透過掩模板不透光區(qū)域B1間隔排 列形成的二個狹縫Fl的光發(fā)生干涉而形成一定的光強分布，使得掩模板下方的光刻膠曝 光程度不均勻，具體表現為掩模板的二個狹縫Fl垂直對應的薄膜材料20位置光刻膠10 曝光程度較大，而在二個狹縫Fl之間的不透光區(qū)域Bl對應的薄膜材料20位置的光刻膠曝 光程度較小，從而薄膜材料20上部分曝光區(qū)域上的經過曝光處理的光刻膠10表面高低不 平。經過顯影處理后，部分曝光區(qū)域上未經過曝光處理的部分光刻膠被保留下來，部分保留 光刻膠區(qū)域的光刻膠厚度不均，有的地方厚而有的地方薄。部分保留光刻膠區(qū)域的光刻膠 厚度不均將增加TFT溝道刻蝕精度控制的難度，例如 在進行TFT溝道的構圖中，可通過灰化工藝使薄膜材料上對應的光刻膠去除。如 果考慮部分保留光刻膠薄的區(qū)域對應的薄膜材料能夠被刻蝕，則整體去除一個較小的厚 度，使得部分保留光刻膠薄的區(qū)域對應的薄膜材料暴露出來。但這樣處理容易造成部分保 留光刻膠厚的區(qū)域對應的薄膜材料之上還殘留光刻膠，該殘留有光刻膠區(qū)域下的薄膜材料 沒有暴露出來而無法刻蝕，殘留有光刻膠區(qū)域下的源漏金屬薄膜或者摻雜半導體層沒有被 刻斷，從而易形成源漏極短路(即GT Bridge)。通常源漏極短路是灰色調掩模技術最主要 不良之一。 而在進行TFT溝道的構圖中，如果為了保證部分保留光刻膠厚的區(qū)域對應的薄膜 材料能夠被刻蝕干凈，這樣易使得部分保留光刻膠區(qū)域光刻膠薄部分的TFT溝道下方暴露 的半導體層被過度刻蝕，從而形成溝道過刻(即Cha皿el Open)。 目前基于灰色調掩模技術形成TFT溝道圖形工藝中，源漏極短路和溝道過刻缺陷 是二個很難同時避免的不良。 半色調掩模技術是通過調節(jié)金屬氧化物薄層等半透明膜的厚度來控制光的透過 率。圖2為現有技術半色調掩模技術原理圖。圖2所示的灰色調掩膜板由透明基板31、半 透明膜32和不透明膜33組成，形成有不透光區(qū)域Bl和部分透光區(qū)域Cl。如圖2所示，由 于光柵衍射光強分布特點，通過部分透光區(qū)域C1的光形成一定的強度分布，具體表現為 在半透明膜32中間位置對應的區(qū)域光強較大，越靠近半透明膜32兩端對應的區(qū)域光強越 弱，使得經過顯影處理后的部分保留光刻膠區(qū)域的光刻膠10表面成橢球面狀。薄膜材料20 上形成TFT溝道區(qū)域的邊緣殘留的光刻膠10的傾斜角a2較小，影響TFT溝道寬度的最終 檢測關鍵尺寸(Final Inspection CD，簡稱FI-CD)從而引起陣列基板的不良。
通過上述分析可見，采用現有的灰色調掩模技術和半色調掩模技術陣列基板的 TFT溝道構圖工藝過程中，都將產生光刻膠部分保留區(qū)域上的光刻膠曝光不均勻，使得光刻 膠部分保留區(qū)域上的光刻膠表面不平整或TFT溝道邊緣保留的光刻膠傾角較小，從而不利 于在形成TFT溝道過程中進行工藝的精確控制，最終影響TFT溝道的電學特性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種掩模板，使得基于本發(fā)明掩模板進行曝光處理后，光刻
膠部分保留區(qū)域上的光刻膠表面平整，且光刻膠部分保留區(qū)域邊緣上的光刻膠傾角增大。 為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種掩模板，包括不透光區(qū)域、完全透光區(qū)域和部
分透光區(qū)域，所述部分透光區(qū)域由半透明部分和透明部分交替排列形成。 在上述技術方案的基礎上，所述半透明部分面積之和占所述部分透光區(qū)域總面積
5的50% 75%。所述不透光區(qū)域包括對應源電極圖形的第一不透光區(qū)域和對應漏電極圖 形的第二不透光區(qū)域，所述第一不透光區(qū)域和第二不透光區(qū)域之間為對應TFT溝道圖形的 所述部分透光區(qū)域；或者，所述完全透光區(qū)域包括對應源電極圖形的第一透光區(qū)域和對應 漏電極圖形的第二透光區(qū)域，所述第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域之間為對應TFT溝道圖形 的所述部分透光區(qū)域。
在上述技術方案的基礎上，所述半透明部分的厚度為900 A ~ 1500 A 。 在上述技術方案的基礎上，所述半透明部分為U形半透明部分，所述透明部分為U 形透明部分；所述部分透光區(qū)域包括n個半透明部分和n+l個透明部分，所述n個半透明部 分和n+l個透明部分沿所述第二不透光區(qū)域或所述第二透光區(qū)域的對稱線對稱交替排列； n為大于或等于1的整數。所述半透明部分的寬度為900nm 1500nm，所述透明部分的寬 度為200nm 1200nm ;或者，所述半透明部分的寬度為lOOOnm 1200nm，所述透明部分的 寬度為250nm 900nm。所述半透明部分上還可開設有微？L。在上述技術方案的基礎上，所 述第一不透光區(qū)域為U形不透光區(qū)域，所述第二不透光區(qū)域為T形不透光區(qū)域，所述半透明 部分為一字形半透明部分，相鄰所述一字形半透明部分之間為透明部分；在所述U形不透 光區(qū)域的二臂與所述T形不透光區(qū)域之間的部分透光區(qū)域，以所述T形不透光區(qū)域對稱線 對稱排列有多個所述一字形半透明部分；在所述U形不透光區(qū)域的底部與所述T形不透光 區(qū)域端部之間的部分透光區(qū)域，平行所述U形不透光區(qū)域的臂部排列有多個所述一字形半 透明部分。或者，所述透明部分為微孔，所述半透明部分上開設有多個所述微孔，所述半透 明部分未開設有所述微孔的部分與所述微孔呈交替排列。 在上述技術方案的基礎上，所述微孔的截面形狀為圓形、方形、多邊形或星形，或 上述形狀的組合。進一步的，沿著所述半透明部分輪廓線向該半透明部分體內輻射方向，在 半透明部分上開設的微孔數量分布從密集到稀疏變化，或者，在該半透明部分上開設的微 孔孔徑從大到小變化。 在上述技術方案的基礎上，所述不透光區(qū)域的材料為Cr、 Mn或Mo、或上述金屬的 合金材料。所述半透明部分的材料為CrOx、CrNx、MnOx、MnNx、MoOx、MoNx、Cr的合金材料的 氧化物或氮化物、Mn的合金材料的氧化物或氮化物、或Mo的合金材料的氧化物或氮化物。
為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種掩模板的制備方法，包括 步驟1、在透明基板上沉積厚度為1000 A ~ 3000 A的不透明金屬材料層； 步驟2、在完成步驟1的基板上進行第一次激光構圖工藝，保留不透光區(qū)域上的不 透明金屬材料層，去除不透光區(qū)域外其他區(qū)域的不透明金屬材料層； 步驟3、在完成步驟2的基板上，沉積厚度為900A ~ 1500 A的半透明材料層；
步驟4、在完成步驟3的基板上，進行第二次激光構圖工藝形成部分透光區(qū)域圖 形；所述部分透光區(qū)域包括半透明部分和透明部分交替排列組成；半透明部分下方的半透 明材料層被保留，透明部分下方的半透明材料層完全去除。 由上述技術方案可知，本發(fā)明掩模板是將灰色調掩模技術和半色調掩模技術相結 合制備的一種新的掩模板。相對于采用普通的灰色調掩模板，由于本發(fā)明掩模板的部分透 光區(qū)域包括的遮擋條(Bar)為半透明部分，因此在雙縫干涉形成光強弱的區(qū)域加入了半透 射的光強，使得陣列基板上用于形成TFT溝道區(qū)域上方的光刻膠部分曝光且曝光程度均 勻，形成較為平整的表面，有利于TFT溝道刻蝕，從而降低產生源漏極短路或溝道過刻等缺
6陷的幾率，有利于提高陣列基板的良品率。此外，相對于采用普通的半色調掩模板，本發(fā)明 掩模板部分透光區(qū)域下方的光強包括干涉光強和部分透射光強，因此，分散了光源的光強 分布，從而緩解光線聚集形成的光刻膠部分保留區(qū)域邊緣傾角過小的問題，光刻膠部分保 留區(qū)域邊緣上的光刻膠傾角增大，有利于在形成TFT溝道過程中進行工藝的精確控制，從 而有利于保證光刻膠部分保留區(qū)域下陣列基板刻蝕過程中最終檢測關鍵尺寸的穩(wěn)定性，提 高TFT的電學性能。此外，采用本發(fā)明掩模板對光刻膠進行部分曝光，由于光照射本發(fā)明掩 模板的部分透過區(qū)域時的光強相對于普通半色調掩模技術和灰色調掩模技術透過的光強 大，因此，在對光刻膠實現相同曝光程度的前提下，采用本發(fā)明掩模板有利于縮短光刻膠的 曝光時間，從而有利于提高產能。


圖1為現有技術灰色調掩模技術原理圖； 圖2為現有技術半色調掩模技術原理圖； 圖3為本發(fā)明掩模板的原理圖； 圖4是本發(fā)明掩模板第一實施例結構示意圖； 圖5是本發(fā)明掩模板第一實施例另一結構示意圖； 圖6是本發(fā)明掩模板第二實施例結構示意圖； 圖7是本發(fā)明掩模板第三實施例結構示意圖； 圖8是本發(fā)明掩模板第四實施例結構示意圖； 圖9是本發(fā)明掩模板的制備方法實施例流程圖。 附圖標記說明 10-光刻膠； 20-薄膜材料； 31-透明基板； 32-半透明膜； 33-不透明膜； 41-U形不透光區(qū)域； 42-T型不透光區(qū)域；43-U形透明部分； 44_U形半透明部分； 45-微孔； 46- —字形半透明部分；47-透明部分。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖3為本發(fā)明掩模板的原理圖。本發(fā)明掩模板由透明基板31、半透明膜32和不透 明膜33組成，形成有完全透光區(qū)域Al、不透光區(qū)域Bl和部分透光區(qū)域Cl。部分透光區(qū)域 Cl由半透明部分Cll和透明部分C12交替排列形成。 優(yōu)選的，半透明部分C11面積之和占部分透光區(qū)域C1總面積的50X 75X。半 透明部分Cll可具體為半透明膜。透明部分C12可具體為在半透明膜交替排列形成的狹 縫，或半透明膜與不透明膜之間形成的狹縫，或在半透明膜上開設的微孔，或由狹縫和微孔 共同組成的透明部分。下面以正性光刻膠為例，說明本發(fā)明掩模板的原理。
本發(fā)明掩模板使用時，先在需要形成圖形的薄膜材料20上涂敷一層光刻膠IO，用 光源照射本發(fā)明掩模板，光線透過完全透光區(qū)域Al使該區(qū)域成為完全曝光區(qū)域，顯影后完 全曝光區(qū)域的光刻膠被完全去除，成為光刻膠完全去除區(qū)域A2 ;光線無法透過不透光區(qū)域 Bl使該區(qū)域成為未曝光區(qū)域，顯影后未曝光區(qū)域的光刻膠完全保留，成為光刻膠完全保留區(qū)域B2 ;由于部分透光區(qū)域CI是由半透明部分Cll和透明部分C12交替排列形成，因此光 線透過部分透光區(qū)域Cl，使部分透光區(qū)域CI的光刻膠部分曝光，成為部分曝光區(qū)域，顯影 后部分曝光區(qū)域的光刻膠被部分去除，成為光刻膠部分保留區(qū)域C2，形成了光刻膠厚度不 同的三個區(qū)域，如圖3所示。 本發(fā)明掩模板是將灰色調掩模技術和半色調掩模技術相結合制備的一種新的掩 模板。由于本發(fā)明掩模板的部分透光區(qū)域C1是半透明部分C11(如半透明膜)和透明部 分C12(如半透明膜與不透明膜之間形成的狹縫)交替排列形成，當光照射掩模板的部分 透過區(qū)域C1時，即可由透過狹縫的光發(fā)生干涉，在半透明膜下方的區(qū)域形成一定范圍的光 強分布；由于半透明膜自身具有一定的透過率，光線也可部分透過半透明膜。由于干涉效應 發(fā)生的光強分布與由半透明膜的部分透過光強疊加，從而使得部分透光區(qū)域C1下方的光 刻膠曝光均勻。相對于圖l所示的發(fā)生光干涉效應的普通灰色調掩模板，本發(fā)明掩模板的 遮光條選用的是半透明膜，因此，當光刻膠上表面某點到雙狹縫的距離差等于入射光半波 長的奇數倍時形成暗條紋分布的區(qū)域上的光強(即半透明膜中部對應的區(qū)域)，可由透過 半透明膜的光強進行補償，使得在部分曝光區(qū)域下方的光刻膠能夠曝光均勻，形成平整的 曝光表面，從而避免出現圖l所示的波浪形(Ripple)曝光表面。而相對于圖2所示的通過 半透明膜調整光透過率的普通半色調掩模板，光通過半透明膜形成橢球面狀的曝光表面的 邊緣部分，可通過由于光干涉形成的光強進行補償，使得光刻膠部分保留區(qū)域邊緣上的光 刻膠傾角a3，相對于橢球面狀的曝光表面邊緣的光刻膠傾角a2較大，從而有利于保證刻蝕 精度。 通過上述分析可知，采用本發(fā)明掩模板有利于部分透光區(qū)域下方的光刻膠曝光均 勻，使得光刻膠部分保留區(qū)域上的光刻膠表面平整，同時，光刻膠部分保留區(qū)域邊緣上的光 刻膠傾角增大，有利于保證刻蝕精度，從而有利于保證光刻膠部分保留區(qū)域下陣列基板刻 蝕過程中最終檢測關鍵尺寸的穩(wěn)定性。此外，采用本發(fā)明掩模板對光刻膠進行部分曝光，在 部分透光區(qū)域下方分布的光強包括狹縫或微孔發(fā)生干涉的光強，以及光透過半透明膜的光 強。由于光照射本發(fā)明掩模板的部分透過區(qū)域時的光強，相對于普通半色調掩模技術或灰 色調掩模技術透過的光強大，因此，在對光刻膠實現相同曝光程度的前提下，采用本發(fā)明掩 模板有利于縮短光刻膠的曝光時間，從而有利于提高產能。 灰色調掩模技術或半色調掩模技術是TFT-LCD陣列基板結構的4次構圖或更少次 數的構圖工藝中的核心技術之一。在TFT-LCD陣列基板制備過程中形成TFT溝道圖形所使 用的掩模板，包括不透光區(qū)域、完全透光區(qū)域和部分透光區(qū)域；不透光區(qū)域包括對應陣列基 板源電極圖形的第一不透光區(qū)域和對應陣列基板漏電極圖形的第二不透光區(qū)域，第一不透 光區(qū)域和第二不透光區(qū)域配合設置且不連接，第一不透光區(qū)域和第二不透光區(qū)域之間為對 應陣列基板TFT溝道圖形的部分透光區(qū)域。下面以在TFT-LCD陣列基板制備過程中，形成 U形TFT溝道圖形所使用的掩模板為例，說明本發(fā)明掩模板的技術方案。
圖4是本發(fā)明掩模板第一實施例結構示意圖。如圖4所示，本實施例掩模板包括 不透光區(qū)域、完全透光區(qū)域和部分透光區(qū)域；不透光區(qū)域包括對應陣列基板源電極圖形的 第一不透光區(qū)域、和對應陣列基板漏電極圖形的第二不透光區(qū)域。對于形成U形TFT溝道 的掩模版，第一不透光區(qū)域的形狀為U形，以下稱為U形不透光區(qū)域41 ;第二不透光區(qū)域的 形狀為T形(圖中僅示出了與源電極相對應部分的陣列基板漏電極圖形)，以下稱為T型不
8透光區(qū)域42 ;U形不透光區(qū)域41和T形不透光區(qū)域42凸凹配合設置且不連接。U形不透 光區(qū)域41和T形不透光區(qū)域42之間為對應TFT溝道圖形的部分透光區(qū)域。部分透光區(qū)域 包括n個半透明部分(半透明部分的形狀為U形，以下稱為U形半透明部分44)和n+l個 透明部分(半透明部分的形狀為U形，以下稱為U形透明部分43) ，n個U形半透明部分44 和n+l個透明部分43沿T形不透光區(qū)域42的對稱線對稱交替排列；n為大于或等于1的整 數。圖4中示出了n等于l的情形，即圖4所示掩模板的部分透光區(qū)域包括1個U形半透 明部分44和2個U形透明部分43。 U形半透明部分44、 U形不透光區(qū)域41和T形不透光 區(qū)域42交替排列。U形半透明部分44與U形不透光區(qū)域41之間以及U形半透明部分44 與T形不透光區(qū)域42之間均形成有一個狹縫，該狹縫即為U形透明部分43。
圖5中示出了 n等于4的情形。圖5是本發(fā)明掩模板第一實施例另一結構示意圖。 如圖5所示掩模板的部分透光區(qū)域包括4個U形半透明部分44和5個U形透明部分43。 在實際使用過程中，可根據預先設計的TFT溝道形狀設計各狹縫寬度及半透明膜的寬度。
本實施例中U形透明部分43的寬度dl和U形半透明部分44的寬度D的比例關 系滿足1《D/dl《6，優(yōu)選的，D和dl的比例關系滿足2《D/dl《3。 U形半透明部分 44的面積之和占部分透光區(qū)域面積的50% 75%。 U形不透光區(qū)域41和T形不透光區(qū)域42等不透明區(qū)域可選用Cr、Mn或Mo，或上述 金屬的合金等材料形成。半透明部分44可選用Cr、Mn或Mo的氧化物或氮化物，如CrOx、 CrNx、Mn0x、MnNx、Mo0x或MoNx，還可選用Cr的合金材料的氧化物或氮化物、Mn的合金材料 的氧化物或氮化物、或Mo的合金材料的氧化物或氮化物等材料形成。圖4中U形半透明部 分44和二個U形透明部分43的寬度之和即為預先設計的陣列基板TFT溝道的長度。由于 不同規(guī)格陣列基板下TFT溝道的長度不盡相同，因此在掩模板設計中，U形透明部分43和 U形半透明部分44的具體尺寸可根據實際設計的TFT溝道寬度進行設計。TFT溝道長度通 常為3000nm 6000nm。 U形半透明部分44的寬度D為900nm 1500nm，優(yōu)選的，U形半透 明部分44的寬度D為200nm 1200nm。 U形透明部分43的寬度dl為250nm 900nm，優(yōu) 選的，U形透明部分43的寬度dl為lOOnm 1500nm。 U形半透明部分44的面積之和可占 部分透光區(qū)域面積的50% 75%。類似圖5的情況可根據dl和D的比例關系以及n的變 化而設計。 本實施例掩模板在使用時，U形不透光區(qū)域41對應于陣列基板上用于形成源電極 的區(qū)域，T形不透光區(qū)域42對應于陣列基板上用于形成漏電極的區(qū)域(圖中僅示出了與源 電極相互配合的漏電極區(qū)域)，部分透光區(qū)域對應于陣列基板上用于形成TFT溝道的區(qū)域。 由于本實施例部分透光區(qū)域有n+l個U形透明部分43和n個U形半透明部分44組成，因 此，當光照射掩模板的部分透光區(qū)域時，透過U形透明部分43的光發(fā)生干涉，在部分透光區(qū) 域下方形成一定的光強分布，同時，照射U形半透明部分44的光線可部分透過，在部分透光 區(qū)域下方也形成一定的光強分布。通過干涉形成的光強分布與通過透射形成的光強分布相 互疊加。 相對于采用普通的灰色調掩模板(普通灰色調掩模板的部分透光區(qū)域包括的遮 擋條為不透明部分)，由于本實施例掩模板的部分透光區(qū)域包括的遮擋條為U形半透明部 分，因此在雙縫干涉形成光強弱的區(qū)域加入了半透射的光強，使得陣列基板上用于形成TFT 溝道區(qū)域上方的光刻膠部分曝光且曝光程度均勻，形成較為平整的表面，有利于TFT溝道
9刻蝕，從而降低出現源漏極短路或溝道過刻等缺陷的幾率，有利于提高陣列基板的良品率。 此外，相對于采用普通的半色調掩模板，本實施例部分透光區(qū)域下方的光強包括干涉光強 和部分透射光強，因此，分散了光源的光強分布，從而緩解光線聚集形成的溝道傾角過小的 問題，光刻膠部分保留區(qū)域邊緣上的光刻膠傾角增大，有利于在形成TFT溝道過程中進行 工藝的精確控制，從而有利于保證光刻膠部分保留區(qū)域下陣列基板刻蝕過程中最終檢測關 鍵尺寸的穩(wěn)定性。 圖6是本發(fā)明掩模板第二實施例結構示意圖。如圖6所示，本實施例與圖4所示 實施例的區(qū)別在于，本實施例U形半透明部分44上還開設有多個微孔45。微孔45和U形 透明部分43共同組成本發(fā)明掩模板的透明部分。所有微孔45的面積與U形透明區(qū)域的面 積之和占部分透光區(qū)域的25% -50%。微孔45的具體形狀可根據實際設計需要進行設定， 圖6示出了微孔45截面積為圓形的情形。此外，微孔45截面積形狀還可為方形、多邊形、 星形或上述形狀的組合等。 進一步的，根據衍射光強的分布特點即中央區(qū)域光強強而邊緣區(qū)域光強弱，在同 一半透明部分的不同區(qū)域開設的微孔數量不同或微孔的孔徑大小不同。例如沿著從所述 半透明部分輪廓線向該半透明部分體內輻射方向，在半透明部分上開設的微孔數量分布從 密集到稀疏變化，靠近半透明部分體內中心線的區(qū)域上開設的微孔數量少，而靠近半透明 部分外輪廓線的區(qū)域上開設的微孔數量逐漸增多。沿著從所述半透明部分輪廓線向該半透 明部分體內輻射方向，在該半透明部分上開設的微孔孔徑從大到小變化，靠近半透明部分 體內中心線的區(qū)域上開設的微孔孔徑小，而靠近半透明部分外輪廓線的區(qū)域上開設的微孔 孔徑較大。 本實施例還可在圖5所示實施例技術方案的基礎上，在多個U形半透明部分44上 分別開設有多個微孔45，不再贅述。 本實施例掩模板在實際使用過程中，由于U形半透明部分上開設有微孔，透過微
孔的光相互干涉產生的光強、U形透明部分干涉產生的光強、以及透光U形半透明部分的光
強相互疊加，有利于形成光刻膠部分保留區(qū)域的平整表面，有利于TFT溝道刻蝕，提高陣列
基板的良品率，同時，光刻膠部分保留區(qū)域邊緣的光刻膠傾角增大，有利于在形成TFT溝道
過程中進行工藝的精確控制。本實施例由于透過部分透光區(qū)域的總光強增強，在達到光刻
膠相同曝光程度的前提下，本實施例還有利于節(jié)約曝光時間，從而提高產能。 圖7是本發(fā)明掩模板第三實施例結構示意圖。如圖7所示，本實施例掩模板部分
透光區(qū)域包括1個U形半透明部分44，該U形半透明部分44上開設有微孔45。微孔45即
為本發(fā)明的透明部分。所有微孔45的面積之和占部分透光區(qū)域面積的25% 50%。當光
照射本實施例掩模板時，光不僅可以通過U形半透明部分透射，此外，光還可通過微孔45透
射出去，通過微孔45透射出的光發(fā)生干涉，干涉光強和半透射光強相互疊加，使得部分透
光區(qū)域下方的光刻膠可得到均勻程度曝光，且有利于增大光刻膠邊緣的傾斜角。 微孔45截面積形狀可為圓形、方形、多邊形或星形，或上述形狀的組合。進一步
的，根據衍射光強的分布特點即中央區(qū)域光強強而邊緣區(qū)域光強弱，在同一半透明部分的
不同區(qū)域開設的微孔數量不同或微孔的孔徑大小不同。例如沿著從所述半透明部分輪
廓線向該半透明部分體內輻射方向，在半透明部分上開設的微孔數量分布從密集到稀疏變
化，靠近半透明部分體內中心線的區(qū)域上開設的微孔數量少，而靠近半透明部分外輪廓線的區(qū)域上開設的微孔數量逐漸增多(如圖7所示)。沿著從所述半透明部分輪廓線向該半 透明部分體內輻射方向，在該半透明部分上開設的微孔孔徑從大到小變化，靠近半透明部 分體內中心線的區(qū)域上開設的微孔孔徑小，而靠近半透明部分外輪廓線的區(qū)域上開設的微 孔孔徑較大。 圖8是本發(fā)明掩模板第四實施例結構示意圖。如圖8所示，本實施例掩模板部分 透光區(qū)域中，半透明部分為一字形半透明部分46，相鄰的一字形半透明部分46之間為透明 部分47 ;在U形不透光區(qū)域41的二臂與T形不透光區(qū)域42之間的部分透光區(qū)域，以T形 不透光區(qū)域42對稱線對稱排列有多個一字形半透明部分46 ;在U形不透光區(qū)域41的底部 與T形不透光區(qū)域42端部之間的部分透光區(qū)域，平行U形不透光區(qū)域41的臂部排列有多 個一字形半透明部分46。相鄰的一字形半透明部分46通過透明部分47隔離。
顯然，上述技術方案中，半透明部分的形狀并不局限于一字形，還可為"S"形型、 "A，，等其他形狀。并且，半透明部分上也可根據需要開設微孔，微孔的具體形狀以及微孔在 半透明部分上的分布情況，請參見圖7所示實施例的相應描述，不再贅述。此外，本實施例 微孔所在的區(qū)域也屬于透明部分，透明部分所占面積為部分透光區(qū)域面積的25% -50%。
本實施例掩模板在實際使用過程中，由于部分透光區(qū)域是由一字形半透明部分和 透明部分交替排列形成，部分透光區(qū)域下方形成的光強可包括一字形半透明部分透射的光 強、與光經透明部分透射的光發(fā)生相互干涉形成的光強相互疊加，有利于形成光刻膠部分 保留區(qū)域的平整表面，從而有利于控制TFT溝道刻蝕，提高了陣列基板的良品率，同時，光 刻膠部分保留區(qū)域邊緣的光刻膠傾角增大，有利于在形成TFT溝道過程中進行工藝的精確 控制。本實施例由于透過部分透光區(qū)域的總光強增強，在達到光刻膠相同曝光程度的前提 下，本實施例還有利于節(jié)約曝光時間，從而提高產能。 圖9是本發(fā)明掩模板的制備方法實施例流程圖。如圖9所示，本實施例掩模板的 制備流程包括 步驟1、在透明基板上沉積厚度為1000A ~ 3000A的不透明金屬材料層。 步驟2、在完成步驟1的基板上涂覆光刻膠進行第一次激光構圖工藝，保留不透光 區(qū)域上的不透明金屬材料層，去除不透光區(qū)域外其他區(qū)域的不透明金屬材料層。
步驟3、在完成步驟2的基板上，沉積厚度為900A ~ 1500A的半透明材料層。 步驟4、在完成步驟3的基板上涂覆光刻膠進行第二次激光構圖工藝形成部分透 光區(qū)域圖形。該部分透光區(qū)域包括半透明部分和透明部分交替排列組成；半透明部分下方 的半透明材料層被保留，透明部分下方的半透明材料層被完全去除。 在上述技術方案的基礎上，步驟1中，不透明金屬材料層可選用Cr、Mn或Mo、或上 述金屬的合金材料形成。 在上述技術方案的基礎上，步驟2中，不透光區(qū)域可包括陣列基板源電極圖形對 應的第一不透光區(qū)域和陣列基板漏電極圖形對應的第二不透光區(qū)域；第一不透光區(qū)域和第 二不透光區(qū)域配合設置且不連接，第一不透光區(qū)域和第二不透光區(qū)域之間的區(qū)域為對應陣 列基板用于形成TFT溝道圖形的部分透光區(qū)域。第一不透光區(qū)域具體形狀可根據陣列基源 電極圖形進行設計，而第二不透光區(qū)域具體形狀可根據陣列基漏電極圖形進行設計；例如 當源電極圖形為U形時，第一不透光區(qū)域的形狀為U形，即U形不透光區(qū)域；當與源電極相 互配合的漏電極區(qū)域圖形為T形時，第二不透光區(qū)域的形狀為T形，即T形不透光區(qū)域。
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在上述技術方案的基礎上，步驟3中，半透明材料層可選用Cr0x、 CrNx、 MnOx、 MnNx、 MoOx、 MoNx、 Cr的合金材料的氧化物或氮化物、Mn的合金材料的氧化物或氮化物、或 Mo的合金材料的氧化物或氮化物等材料形成。 在上述技術方案的基礎上，步驟4中，優(yōu)選的，半透明部分占部分透光區(qū)域總面積 的50% 75%。半透明部分的具體形狀可根據陣列基板TFT溝道形狀進行設計，例如對 于TFT溝道形狀為U形的情形，部分透光區(qū)域的形狀為U形，在U形部分透光區(qū)域中，半透 明部分可為U形半透明部分或一字形半透明部分等。透明部分的具體形狀也可根據半透明 部分的形狀相應改變，例如透明部分為U形透明部分，圓形微孔、方形微孔等。
采用本實施例掩模板制備方法形成的掩模板的部分透光區(qū)域，包括透明部分和半 透明部分組成，使得掩模板在實際使用過程中，部分透光區(qū)域下方形成的光強可包括半透 明部分透射的光強、與光經透明部分透射的光發(fā)生相互干涉形成的光強相互疊加，有利于 形成光刻膠部分保留區(qū)域的平整表面，從而有利于TFT溝道刻蝕，提高了陣列基板的良品 率，同時，光刻膠部分保留區(qū)域邊緣的光刻膠傾角增大，有利于在形成TFT溝道過程中進行 工藝的精確控制。本實施例由于透過部分透光區(qū)域的總光強增強，在達到光刻膠相同曝光 程度的前提下，本實施例還有利于節(jié)約曝光時間，從而提高產能。 本發(fā)明上述實施例是以在TFT-LCD陣列基板制備工藝中采用正性光刻膠，形 成TFT溝道圖形所使用的掩模板為例進行說明。本領域普通技術人員可以理解，如果在 TFT-LCD陣列基板制備工藝中采用負性光刻膠，形成TFT溝道圖形所使用的掩模板，相對于 本發(fā)明上述實施例中詳述的掩模板的區(qū)別在于，掩模板的透光區(qū)域包括對應源電極圖形的 第一透光區(qū)域和對應漏電極圖形的第二透光區(qū)域；第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域之間為對 應TFT溝道圖形的部分透光區(qū)域。 最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明實施例技術方案的精神和范 圍。
權利要求
一種掩模板，包括不透光區(qū)域、完全透光區(qū)域和部分透光區(qū)域，其特征在于，所述部分透光區(qū)域由半透明部分和透明部分交替排列形成。
2. 根據權利要求1所述的掩模板，所述半透明部分面積之和占所述部分透光區(qū)域總面 積的50% 75%。
3. 根據權利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述半透明部分的厚度為900 A 1500A 。
4. 根據權利要求l所述的掩模板，其特征在于，所述不透光區(qū)域包括對應源電極圖形的第一不透光區(qū)域和對應漏電極圖形的第二不 透光區(qū)域，所述第一不透光區(qū)域和第二不透光區(qū)域之間為對應TFT溝道圖形的所述部分透 光區(qū)域；或者，所述完全透光區(qū)域包括對應源電極圖形的第一透光區(qū)域和對應漏電極圖形的第二透 光區(qū)域，所述第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域之間為對應TFT溝道圖形的所述部分透光區(qū) 域。
5. 根據權利要求4所述的掩模板，其特征在于，所述部分透光區(qū)域包括n個半透明部分 和n+l個透明部分，所述n個半透明部分和n+l個透明部分沿所述第二不透光區(qū)域或所述 第二透光區(qū)域的對稱線對稱交替排列；n為大于或等于1的整數。
6. 根據權利要求5所述的掩模板，其特征在于，所述半透明部分的寬度為900nm 1500nm，所述透明部分的寬度為200nm 1200nm。
7. 根據權利要求5所述的掩模板，其特征在于，所述半透明部分的寬度為1000nm 1200nm，所述透明部分的寬度為250nm 900nm。
8. 根據權利要求4所述的掩模板，其特征在于，所述第一不透光區(qū)域為U形不透光區(qū) 域，所述第二不透光區(qū)域為T形不透光區(qū)域，所述半透明部分為一字形半透明部分，相鄰所 述一字形半透明部分之間為透明部分；在所述U形不透光區(qū)域的二臂與所述T形不透光區(qū) 域之間的部分透光區(qū)域，以所述T形不透光區(qū)域對稱線對稱排列有多個所述一字形半透明 部分；在所述U形不透光區(qū)域的底部與所述T形不透光區(qū)域端部之間的部分透光區(qū)域，平行 所述U形不透光區(qū)域的臂部排列有多個所述一字形半透明部分。
9. 根據權利要求5 8所述的任一掩模板，其特征在于，所述半透明部分上開設有微孔。
10. 根據權利要求9所述的掩模板，其特征在于，所述微孔的截面形狀為圓形、方形、多 邊形或星形，或上述形狀的組合。
11. 根據權利要求9所述的掩模板，其特征在于，沿著所述半透明部分輪廓線向該半透明部分體內輻射方向，在半透明部分上開設的微孔數量分布從密集到稀疏變化，或者，在該 半透明部分上開設的微孔孔徑從大到小變化。
12. 根據權利要求4所述的掩模板，其特征在于，所述透明部分為微孔，所述半透明部 分上開設有多個所述微孔，所述半透明部分未開設有所述微孔的部分與所述微孔呈交替排 列。
13. 根據權利要求12所述的掩模板，其特征在于，所述微孔的截面形狀為圓形、方形、 多邊形或星形，或上述形狀的組合。
14. 根據權利要求12或13所述的掩模板，其特征在于，沿著所述半透明部分輪廓線向該半透明部分體內輻射方向，在半透明部分上開設的微孔數量分布從密集到稀疏變化，或 者，在該半透明部分上開設的微孔孔徑從大到小變化。
15. —種掩模板的制備方法，其特征在于，包括步驟1、在透明基板上沉積厚度為1000 A 3000 A的不透明金屬材料層； 步驟2、在完成步驟1的基板上進行第一次激光構圖工藝，保留不透光區(qū)域上的不透明金屬材料層，去除不透光區(qū)域外其他區(qū)域的不透明金屬材料層；步驟3、在完成步驟2的基板上，沉積厚度為900 A 1500 A的半透明材料層； 步驟4、在完成步驟3的基板上，進行第二次激光構圖工藝形成部分透光區(qū)域圖形；所述部分透光區(qū)域包括半透明部分和透明部分交替排列組成；半透明部分下方的半透明材料層被保留，透明部分下方的半透明材料層被完全去除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種掩模板及其制備方法。該掩模板包括不透光區(qū)域、完全透光區(qū)域和部分透光區(qū)域，部分透光區(qū)域由半透明部分和透明部分交替排列形成。本發(fā)明將灰色調掩模技術和半色調掩模技術相結合制備出的一種新的掩模板，該掩模板在使用過程中使得部分透光區(qū)域下方的光刻膠曝光均勻，有利于形成光刻膠部分保留區(qū)域的平整表面，從而有利于TFT溝道刻蝕，提高了陣列基板的良品率，同時，光刻膠部分保留區(qū)域邊緣的光刻膠傾角增大，有利于在形成TFT溝道過程中進行工藝的精確控制。
文檔編號G03F1/32GK101738846SQ20081022681
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月17日 優(yōu)先權日2008年11月17日
發(fā)明者彭志龍, 樸春培, 王威, 郝金剛 申請人:北京京東方光電科技有限公司