用于平板显示器光掩模的防护膜的制作方法

相关申请

本申请要求2018年9月12日提交的序号为62/730,119的美国临时申请的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

发明领域

本发明总体上涉及光掩模防护膜，尤其涉及旨在与大型光掩模一起使用的防护膜。

技术背景

平板显示器(fpd)是一种电子观看技术，用于在一系列娱乐、消费电子、个人计算机和移动设备，以及许多类型的医疗、运输和工业设备中显示内容(例如，静止图像、运动图像、文本或其他视觉材料)。当前的fpd类型包括lcd(液晶显示器)、amlcd(有源矩阵液晶显示器)、oled(有机发光二极管)、led(发光二极管)、pdp(等离子显示面板)和amoled(有源矩阵oled)。

在fpd的制造过程中，fpd光刻系统将光照射到在其上绘制了原始薄膜晶体管(tft)电路图案的光掩模上，并且该光通过透镜将图案曝光到玻璃板基板上。在一块大玻璃板上，曝光过程要重复几次，以便在整个板上形成图案。

在最终用户对更好的产品质量和更低的成本的需求的驱动下，fpd制造商一直在寻找改进的工艺设备。更大、更薄的玻璃板以及更严格的要求给设备制造商带来了新的挑战。玻璃板按大小分类，并按代数(gen)命名。例如，第8.5代玻璃板的尺寸为2200×2500mm，可以生产55英寸液晶电视所需的面板。光掩模必须遵循fpd的不同代数的尺寸，因为光掩模被用作将图案转移到tft和彩色滤光片基板的原始板。

随着用于制造大型fpd的光掩模的尺寸增加，在避免这种光掩膜被灰尘或其他颗粒污染方面出现了许多挑战，其中，灰尘或其他颗粒在fpd光刻过程中可能会在玻璃板上造成不必要的伪影。在这点上，常规的、较小尺寸的光掩模可以包括防护膜，其中，该防护膜是保护光掩模表面免受污染的薄的、透明的膜(membraneorfilm)。然而，将这种防护膜与大型光掩模一起使用需要增强的防护膜设计，该防护膜设计将在大面积上有效地起作用。

技术实现要素：

根据本发明的示例性实施方式的用于大型光掩模的防护膜组件，包括：框架构件，其被构造成被固定至大型光掩模基板；基本上刚性且透明的防护膜，其被固定至所述框架构件，以保护至少一部分所述大型光掩模基板在使用、存储和/或运输过程中免受污染；以及涂层，其设置在所述防护膜的顶表面和底表面的至少一者上，其结合所述防护膜的所述顶表面和所述底表面的至少一者，以防止在破裂的情况下所述防护膜材料的分离。

在示例性实施例中，所述防护膜与所述光掩模基板间隔3mm至20mm的距离。

在示例性实施例中，所述防护膜通过粘合剂固定至所述框架构件。

在示例性实施例中，所述防护膜通过夹持机构固定至所述框架构件。

在示例性实施例中，所述防护膜在190nm至500nm的波长范围内具有至少90％的透明度。

在示例性实施方式中，所述防护膜具有以下尺寸：外部尺寸为1146.0mm×1366.0mm，内部尺寸为1122.0mm×1342.0mm。

在示例性实施方式中，所述防护膜具有以下尺寸：外部尺寸为1526.0mm×1748.0mm，内部尺寸为1493.0mm×1711.0mm。

在示例性实施方式中，所述防护膜的厚度为4μm。

在示例性实施例中，所述防护膜由熔融二氧化硅制成。

在示例性实施例中，所述涂层满足从190nm至500nm的波长要求。

在示例性实施例中，所述防护膜组件和所述光掩模基板在曝光工具系统内经受补偿过程，以校正由所述防护膜引起的任何变形。

在示例性实施例中，所述大型光掩模基板被配置成制造平板显示器。

在示例性实施例中，所述平板显示器是lcd(液晶显示器)、amlcd(有源矩阵液晶显示器)、oled(有机发光二极管)、led(发光二极管)、pdp(等离子显示面板)或amoled(有源矩阵oled)。

在下面的详细描述和附图中将更详细地呈现本发明的这些和其他特征以及优点，附图以示例的方式示出了本发明的原理。

附图说明

将参考以下附图对本发明的各种示例性实施例进行详细描述，其中：

图1是根据本发明示例性实施例的大型光掩模组件的剖视图；

图2是根据本发明示例性实施例的大型光掩模组件的俯视图；

图3是根据本发明示例性实施例的大型光掩模组件的局部截面图；以及

图4是根据本发明示例性实施例的用于补偿掩模或防护膜重量引起的变形的过程的流程图。

具体描述

图1描绘了根据本发明的示例性实施例配置的通常由附图标记1表示的大型光掩模组件。光掩模组件1包括大型光掩模(或掩模版)20，该大型光掩模20包括基本透明的基板22，在该基板22上固定有一个或多个掩模材料24的图案化层。该掩模材料24的图案化层代表期望在fpd的玻璃板上形成的图案的比例图像。基板可以由熔融二氧化硅构成，并且掩模材料可以由铬构成。在示例性实施例中，可以使用其他类型的材料来形成光掩模，使得本发明不限于与具有熔融二氧化硅基板和铬掩模材料的光掩模一起使用。此外，在示例性实施例中，本发明的防护膜可以与所有类型的光掩模结合使用，包括但不限于二元掩模和相移掩模(psm)。

大型光掩模20的尺寸可以适当地调整以适应用于形成fpd的玻璃板基板的光刻处理。根据示例性实施例，对于第8.5代尺寸的玻璃板(例如，尺寸为2200mm×2500mm的玻璃板)，大型光掩模20具有1220mm×1400mm的尺寸。在另一个示例性实施例中，对于第10.5代尺寸的玻璃板(例如，尺寸为3370mm×2940mm的玻璃板)，光掩模20具有3400mm×3000mm的尺寸。在示例性实施例中，随着技术的进步，大型光掩模20可以被适当地确定尺寸以用于对高达第10.5代及以上的玻璃板基板进行光刻处理。例如，大型光掩模20可具有在390mm×610mm(第3代)至3400mm×3000mm(第10.5代)的范围内的尺寸。

进一步如图2所示，光掩模20还包括围绕构图的掩模材料24的周边延伸的防护膜框架或环26。在示例性实施例中，框架26由阳极氧化铝制成，但是，也可以使用其他材料。尽管示出为连续的环，但是在示例性实施例中，框架26可以具有其他形状，并且可以包括各种间隙或通风口，以确保在最终用户部位，防护膜和光掩模之间的间隙内的压力达到平衡。使用诸如热熔粘合剂(hma)之类的粘合剂27将框架26固定至基板22。在一个示例性的实施方案中，hma是苯乙烯聚合物。衬垫25可以设置在粘合剂27和光掩模基板22的表面之间。在示例性实施例中，衬垫25是聚酯膜。

在示例性实施例中，框架26可以包括一个或多个通风口21，其被配置为允许在防护膜28下方形成的内部空间与大气之间的压力相等。每个排气孔23可以包括过滤器23，该过滤器23允许在过滤出颗粒的同时通过空气和/或其他气体。

光掩模组件1进一步包括布置在光掩模20上的防护膜28。就这一点而言，防护膜28可以通过粘合剂29(例如，可紫外线固化的粘合剂)固定到框架26上。在示例性实施例中，用于将防护膜28固定至框架26的粘合剂29具有足够的机械强度，以承受1英寸距离处的30psi吹气。防护膜28通常与框架26的尺寸一致。出于安全原因，防护膜28的一个或多个边缘或拐角可以是倒角或倒圆角。

防护膜28可以涂覆有一种或多种抗反射材料，以赋予其适当的抗反射特性。可以通过旋涂或真空沉积低折射率材料来完成抗反射涂层工艺，低折射率材料的示例包括含氟聚合物、氧化物和氮氧化物(如tao和taon)的薄层。在示例性实施例中，防护膜28可包括结合表面的涂层，以防止防护膜材料在破裂的情况下分离。该涂层优选满足190nm至500nm的波长要求。

在示例性实施例中，防护膜28由纤维素酯或全氟聚合物制成。在其他示例性实施方式中，防护膜28可以是熔融的二氧化硅制成的平坦的、抛光的、低双折射片，如美国专利no.6,524,754中所述，该专利的全部内容通过引用并入本文。用于形成防护膜28的熔融二氧化硅材料可以具有表1中列出的特性。

熔融二氧化硅材料特性

表1

在示例性实施例中，在3mm至20mm的隔离距离的情况下，防护膜28在190nm至500nm的波长范围内优选地具有≥90％的透射率，并滤出尺寸≥10μm的颗粒。

在示例性实施例中，为了适应第8.5代玻璃板基板，防护膜28可以具有以下一个或多个特征：外部尺寸为1146.0mm×1366.0mm(+0.0，-4.0)；内部尺寸为1122.0mm×1342.0mm(+0.0，-4.0)；防护膜厚度为4μm(±0.2μm)；防护膜透光率≥95％(平均在360nm至440nm之间)；防护膜框架材料为铝合金(黑色阳极氧化)；距离7.0mm(±0.2mm)。为了本公开的目的，术语防护膜的“内部尺寸”可以被定义为框架的最里面的部分的正交测量，防护膜的“外部尺寸”可以被定义为框架最外面的部分的正交测量。

在示例性实施例中，为了适应第10.5代玻璃板基板，防护膜28可以具有以下一个或多个特征：外部尺寸为1526.0mm×1748.0mm(+0.0，-4.0)；内部尺寸为1493.0mm×1711.0mm(+0.0，-4.0)；防护膜厚度为4μm；防护膜透光率≥95％(平均360至440nm)；防护膜框架材料为铝合金(黑色阳极氧化)；距离8.0mm(±0.2mm)。

在示例性实施例中，可以使用可移除的框架组件将防护膜28固定至框架，使得可以容易地移除和清洁防护膜。例如，如在图2的截面图中所示，由阳极氧化铝制成的框架42通过粘合剂固定在基板22上，粘合剂的适用类型在本领域中是众所周知的。本领域技术人员将理解，框架42可以由阳极氧化铝以外的材料制成。在优选实施例中，框架42围绕图案化的掩模材料的整个周边延伸，但是，框架42不需要是连续的，并且可以包括一个或多个间隙。框架42包括第一容纳区域44，其形成平行于基底22的表面的架子，用于容纳防护膜28的外边缘的下表面。框架42还包括第二容纳区域或棘爪46，其容纳柔性保持器50的下突出部52，该柔性保持器50可以由包括塑料和聚四氟乙烯(例如，teflon)的多种材料构造而成。保持器50的上突出部54在框架42的第一容纳区域44上方并且在防护膜28的外边缘的上表面上方延伸，从而将防护膜28牢固地保持在适当的位置。因此，在该实施例中，可能不需要粘合剂将防护膜固定在框架上。为了帮助安装和拆卸柔性保持器50，保持器50的角可以包括柔性凸片56。当向上的力施加在柔性凸片56上时，下突出部52与框架42的第二容纳区域46脱开。当下突出部52从框架42脱开，保持器50可以被移除，从而使防护膜也被移除。

在该实施例中，因为可以通过框架42、防护膜28和保持器50之间的间隙释放压力，所以框架42中不需要排气孔。此外，由于没有采用粘合剂来将防护膜固定到框架，因此防护膜可以更容易地拆卸、清洁和/或更换。

在示例性实施例中，防护膜材料本身或内部的补偿可用于校正掩模或防护膜重量引起的变形。在这方面，可以将成品坯料与平板设计层配对以优化平板掩模的制造。可以使用大面积的掩模坯料制造数据以及所需的显示光刻图案设计数据，以及对掩模和光刻工艺的理解，以配对和调整成品坯料以进行设计，以进行掩模制造的优化和产量的提高。如图4所示，在示例性实施例中，该过程可以包括以下一个或多个步骤：

步骤s1：用所提出的掩模设计图案覆盖实际的掩模坯料制造数据，其中，所述实际的掩模坯料制造数据包括但不限于坯料平整度、缺陷(尺寸和位置)、膜特性；

步骤s2：执行配对和优化。这种配对和优化可以包括平移和调整平板光刻设计数据以使其与所测量的坯料特性最佳匹配，以提高成品掩膜的成品率以及其在预期应用中的性能。可以通过用预期的设计数据模拟制造的坯料或坯料特性的覆盖来执行配对和优化。

步骤s3：基于用于特定用途的仿真从批次中选择最佳坯料和/或可以缩放、调整、修饰、旋转或以其他方式处理图案数据以与所使用的拟议坯料兼容在平板掩膜制作操作中。

一旦坯料和掩模设计图案元素被最佳地合并，然后使用选定的坯料和优化参数将掩模用于制造。随后的掩模制造过程可以访问和跟踪重叠的掩模-坯料条件，并且用于平板显示掩模的检查和其他掩模制造步骤可以使用这些条件来调整或优化制造流程。

尽管在前述说明书中阐述了本发明的特定实施例的详细描述，但是应该理解，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明给出的许多细节进行相当大的改变。