光罩及其制作方法与流程

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种光罩及其制作方法。

背景技术：

随着科技的进步和发展，液晶显示器得到了广泛的应用，其中，薄膜晶体管液晶显示器(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay,tft-lcd)由于具有低的功耗、优异的画面以及较高的生产良率等性能，目前逐渐占据了显示领域。tft-lcd中的彩色滤光基板主要由透明玻璃基板、黑矩阵层(bm层)和彩色光阻层(rgb层)等结构组成。上述结构各涂层的制作方法中的曝光过程普遍地要用到光罩(mask)，光罩对最终形成的彩色滤光基板的质量有很大影响。

目前的光罩结构通常由透明基材和吸收层组成，在使用光罩进行曝光时，其下的光阻材料在紫外光照射下容易产生有机物，这些有机物积聚在透明基材表面形成一层透明雾化薄膜，产生增透作用，使实际的曝光效果高出设定值，会影响产品尺寸等关键性指标，进而对彩色滤光基板的制作工艺产生不良影响。

为此，需要一种新的光罩及其制作方法，来解决光罩雾化问题。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种光罩及其制作方法，可以解决光罩雾化的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种光罩的制作方法，包括：提供透明基材；在所述透明基材表面形成吸收层；在所述吸收层表面形成半透膜层；在所述半透膜层表面形成光催化薄膜层。

可选的，形成所述光催化薄膜层的方法为溶胶凝胶法或液相沉积法。

可选的，所述溶胶凝胶法采用的溶剂为无水乙醇。

可选的，所述液相沉积法采用的反应溶液为四氯化钛的氢氧化钠溶液。

可选的，所述光催化薄膜层厚度为50nm～2000nm。

可选的，所述光催化薄膜层为二氧化钛薄膜层。

可选的，形成所述二氧化钛薄膜层后，还包括：对所述二氧化钛薄膜层进行掺杂。

可选的，所述掺杂包括非金属掺杂、过渡金属掺杂、贵金属掺杂或镧系元素掺杂。

可选的，所述二氧化钛薄膜层由锐钛矿和金红石组成，其中，所述锐钛矿的质量比例为20％～40％。

可选的，所述半透膜层为铬化合物层。

可选的，形成所述半透膜层的方法为化学气相沉积法。

利用上述方法形成的光罩，包括：透明基材；吸收层，所述吸收层设置于所述透明基材表面；半透膜层，所述半透膜层设置于所述吸收层表面；光催化薄膜层，所述光催化薄膜层设置于所述吸收层表面。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

增加一层光催化薄膜层，所述光催化薄膜层在光线作用下，会产生强烈的催化降解功能，能有效地降解光阻材料挥发产生的有机物，生成二氧化碳和水，避免有机物积聚在光罩表面造成光罩雾化，解决了光罩雾化对光刻工艺造成不良影响的问题。

附图说明

图1至图2是本发明提供的光罩制作方法一实施例的各步骤对应的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，薄膜晶体管液晶显示器(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay,tft-lcd)中的彩色滤光基板在制作过程中，曝光时普遍要用到光罩(mask)。

现有的光罩一般包含透明基材和吸收层，在使用光罩进行进阶式曝光时时，光罩与基板距离较近，一般设置在100～400微米之间，位于光罩下方的基板上的光阻材料在紫外光照射下会挥发，挥发物渐渐积聚在光罩表面形成一层透明雾化膜，透明雾化膜产生增透作用，使实际的曝光效果高出设定值，对产品的尺寸的关键指标产生影响。

因此在进行一定次数的曝光工艺后，需要对光罩进行清洗，以维持真实的曝光效果。但是光罩的造价较高，一般没有备用品，且清洗耗时较长，清洗时需要停止产线作业，对生产线产能有限制作用，无形中增加了生产成本。

为了解决上述问题，发明人经研究，获得了一种光罩的制作方法，增加一层光催化薄膜层，利用光催化薄膜层在光线照射下的催化降解功能，使曝光过程中生成的挥发物分解为水和二氧化碳，避免挥发物积聚在光罩表面形成透明雾化膜，影响曝光值，对产品的关键尺寸等指标造成不良影响，解决光罩的雾化问题。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1、图2是本发明提供的光罩制作方法一实施例的各步骤对应的结构示意图。

参考图1，提供透明基材10。

本实施例中，所述透明基材10的材料为石英玻璃；其他实施例中，所述透明基材10的材料也可以是氟化钙或者其他合适的材料。

继续参考图1，在所述透明基材10表面形成吸收层20。

形成所述吸收层20的步骤还包括，图案化所述吸收层20，形成一个或多个开口，使得光线在开口处可以被穿过而不被所述吸收层20吸收。

本实施例中，所述吸收层20的材料为铬；选择铬是因为其沉积和刻蚀相对比较容易，而且对光线完全不透明。

其他实施例中，所述吸收层20可以是由硅化钼、硅酸锆及氮化硅构成的无机层，或由铬和氧化铁构成的金属层，所述吸收层20还可以包括抗反射涂层及/或其他层。

本实施例中，所述吸收层20与所述透明基材10之间还形成一层粘附层(图未示)，所述粘附层的材料为铬的氧化物或氮化物，用于增加所述吸收层20与所述透明基材10之间的粘附性。

参考图2，在所述吸收层20表面形成半透膜层30。

所述半透膜层30的设置可以使紫外光的透过率不同，从而可以同时形成主、副间隔柱。

本实施例中，所述半透膜层30的材料是铬化合物。

本实施例中，形成所述半透膜层30的方法是化学气相沉积法。

继续参考图2，在所述半透膜层30表面形成光催化薄膜层40。

所述光催化薄膜层40在光线照射下被激发，具有氧化还原能力，利用空气中的氧气作为氧化剂，降解光阻材料挥发形成的有机物，使有机物分解为水和二氧化碳等无机小分子，解决了有机物积聚在光罩表面造成光罩雾化的问题。并且，所述光催化薄膜层40作为光催化剂，本身不参与反应，不存在损耗问题，使用寿命长，成本低。

本实施例中，所述光催化薄膜层40的材料为二氧化钛，二氧化钛性能稳定、价格低廉、无毒无害，是目前最有应用价值的光催化材料。

所述二氧化钛薄膜层由锐钛矿和金红石组成，其中，所述锐钛矿的质量比例为20％～40％。所述组成可以提高所述二氧化钛薄膜层的结晶度，形成超亲水表面，所述超亲水表面可以溶解曝光过程中产生的如氨气、二氧化硫等污染气体，进一步降低光罩雾化的可能性。

本实施例中，形成所述光催化薄膜层40的方法为溶胶凝胶法。具体的，所述溶胶制备是在适量无水乙醇作为溶剂的条件下，缓慢滴入钛酸丁酯，强力搅拌混合均匀后形成黄色澄清溶液a；将适量冰醋酸和蒸馏水加到另一无水乙醇中，剧烈搅拌得到溶液b，滴入盐酸，将溶液b的ph值调整为3；室温水浴下，在剧烈搅拌下将溶液a缓慢滴入溶液b后，得到浅黄色溶液。将得到的所述浅黄色溶液均匀喷涂于所述半透膜层30表面，并进行高湿固化，得到所述光催化薄膜层40，其中，所述固化温度为400℃。

其他实施例中，形成所述光催化薄膜层40的方法是液相沉积法。具体的，所述液相沉积法包括：采用四氯化钛作为原料，将四氯化钛制备成溶液后，向所述四氯化钛溶液中加入氢氧化钠、氨水碳酸等碱性物质，在溶液中放入基片，在所述基片上沉积出均匀致密的二氧化钛薄膜。

本实施例中，所述光催化薄膜层40的厚度为50nm～2000nm。所述光催化薄膜层40的厚度太薄，起到的光催化作用有限，不能有效分解有机物；所述光催化薄膜层40的厚度太厚，会影响光线的透过率，进而影响曝光效果。

本实施例中，形成所述二氧化钛薄膜层后，对所述二氧化钛薄膜层进行掺杂。对所述二氧化钛薄膜层进行掺杂，可以改善二氧化钛的光催化性能，提高光催化效率。

所述掺杂包括非金属掺杂、过渡金属掺杂、贵金属掺杂或镧系掺杂，其中，常用的非金属掺杂有n掺杂、c掺杂、s掺杂等；常用过渡金属掺杂有cr掺杂、cu掺杂、te掺杂等；常用的贵金属掺杂有pt掺杂、ag掺杂、au掺杂等；常用的镧系元素掺杂有la掺杂、pr掺杂等。

本实施例中，所述掺杂元素为n元素，掺杂浓度范围为2％～3％。

本发明实施例还提供一种通过上述方法制作的光罩。

参考图2，所述光罩包括：透明基材10；吸收层20，所述吸收层20设置于所述透明基材10表面；半透膜层30，所述半透膜层30设置于所述吸收层20表面；光催化薄膜层40，所述光催化薄膜层40设置于所述吸收层表面。

本实施例中，所述光催化薄膜层40为二氧化钛薄膜层。

本实施例中，所述光催化薄膜层40中掺杂的元素为n元素，掺杂浓度范围为2％～3％。

其他实施例中，所述掺杂还可以是非金属掺杂、过渡金属掺杂、贵金属掺杂或镧系掺杂，其中，常用的非金属掺杂有c掺杂、s掺杂等；常用过渡金属掺杂有cr掺杂、cu掺杂、te掺杂等；常用的贵金属掺杂有pt掺杂、ag掺杂、au掺杂等；常用的镧系元素掺杂有la掺杂、pr掺杂等。

本实施例中，所述二氧化钛薄膜层由锐钛矿和金红石组成，其中，所述锐钛矿的质量比例为20％～40％。

综上所述，本发明提供的光罩制作方法和光罩，通过在现有的光罩结构的基础上形成一层光催化薄膜层，利用所述光催化薄膜层在光线照射下的催化降解功能，使光阻材料挥发形成的有机物分解成为二氧化碳和水，避免有机物在光罩表面积聚形成透明雾化膜，解决了光罩的雾化问题。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。