专利名称：一种掩膜板组及应用掩膜板组确定对位精度范围的方法
技术领域：
本发明涉及光刻エ艺，尤其涉及ー种掩膜板组及应用掩膜板组确定对位精度范围的方法。
背景技术：
光刻是通过对准、曝光等一系列步骤将掩模图形转移到显示面板(例如阵列基板、彩膜基板)上的エ艺过程，通常需要在显示基板上进行多层光刻，各层需要进行光刻的膜层之间需要对位以保证形成的各层图案符合エ艺精度的要求，对于不同层的多次光刻，如何保证层与层之间的对位精度是光刻エ艺的关键问题之一，对位精度是显示面板上需要对位的层与层的光刻图形的位置对准误差。
为了测量两层间的光刻对位精度，需要在测试设备上建立坐标系，通过测量对位盒记号确定对位精度是否符合需要。但是在实际生产中，会出现测量设备无法测量的情況，比如光刻层的表面有凹凸、或有多个层次或其它原因造成的对位盒记号部分缺失或不清楚，从而导致对产品生产过程中的对位精度不能及时准确的測量，影响生产的进度和良品率。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在測量设备无法测量的情况下，确定光刻对位精度是否符合要求的掩膜板组及应用该掩膜板组确定对位精度范围的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现，一种掩膜板组，包括同规格的第一掩膜板和至少ー个第二掩膜板；所述第一掩膜板上设置有至少ー个第一标记，所述第一标记包括一正方形及正方形内以正方形中心为中心的多个形状相同但大小不同的图案；所述第二掩膜版上设置有至少ー个第二标记，所述第二标记与第一掩膜版上的第ー标记对应，，所述第二标记包括一正方形，所述第二标记的正方形小于所述第一标记的正方形；且在同一坐标系中，所述第二标记的正方形的中心与所述第一标记的正方形的中心的坐标相同。进而提供一种应用上述掩膜板组确定对位精度范围的方法，步骤如下通过曝光将所述第一掩膜板上的所述至少ー个第一标记转移至显示基板上需要对位的第一层上形成至少ー个第一对位标记，所述第一对位标记包括一正方形及正方形内以正方形中心为中心的多个形状相同但大小不同的图案；通过曝光将所述至少ー个第二掩膜板的第二标记转移到显示基板上需要对位的当前层形成与所述第一对位标记相对应的第二对位标记，所述第二对位标记包括一正方形；根据所述第二对位标记的正方形与所述第一对位标记的正方形和多个形状相同但大小不同的的位置确定当前光刻的对位精度范围。
本发明实施例取得如下有益效果在无法建立测量坐标系或测量工具无法准确测量的情况下，可以确定光刻对位精度的范围，进一步还可以对光刻对位精度是否符合标准进行确定。
图IA是本发明实施例一种掩膜板组中第一掩膜板不意图；图IB是本发明实施例一种掩膜板组中第二掩膜板示意图；图2是本发明实施例第一掩膜板的第一标记放大示意图； 图3是本发明实施例第二掩膜板的第二标记放大示意图；图4是本发明另一实施例第一掩膜板不意图；图5A是本发明另一实施例第二掩膜板不意图；图5B是本发明另一实施例另一第二掩膜板不意图；图5C是本发明另一实施例另一第二掩膜板不意图；图6是本发明实施例一种确定对位精度范围的方法流程图；图7A是本发明实施例一种确定对位精度范围的方法中第二对位标记在第一对位标记中偏移的放大示意图；图7B本发明实施例中一种第二对位标记放大示意图；图8是本发明实施例另一种确定对位精度范围的方法中第二对位标记在第一对位标记中偏移的放大示意图。
具体实施例方式下面结合说明书附图，对本发明实施例进行详细说明。作为本发明的第一个技术方案，掩膜板组，包括同规格的第一掩膜板和至少一个第二掩膜板；第一掩膜板上设置有至少一个第一标记，第一标记包括一正方形及正方形内以正方形中心为中心的多个形状相同但大小不同的图案；第二掩膜版上设置有至少一个第二标记，第二标记与第一掩膜版上的第一标记对应，第二标记包括一正方形，第二标记的正方形小于第一标记的正方形；且在同一坐标系中，第二标记的正方形的中心与第一标记的正方形的中心的坐标相同。多个形状相同但大小不同的图案可以为同心圆，正方形及其他便于对位的图案。作为本发明的第二个技术方案，在第一个技术方案的基础上，以正方形中心为中心的多个相同图案优选为以正方形中心为圆心的多个同心圆。下述附图及实施例都以同心圆进行说明，但是利用其他相同图案进行对位精度的方法与同心圆相似，比如正方形，但是因为第二对位标记也是正方形，如果通过设备观察可能会导致识别不清楚。本发明的第三个技术方案，在上述任一技术方案的基础上，第一掩膜板上设置有复数个第一标记时，第二掩膜板上设置有与第一标记其中之一位置对应的第二标记。当然,如本发明第一个技术方案，第一掩膜板上可设置有一个第一标记，第二掩膜版上的第二标记都与这一个第一标记进行对位；或第一掩膜版上有两个第一标记，三个第ニ掩膜版上的ー个第二标记与ー个第一标记对位，其余两个第二标记与另ー个第一标记分别进行对位，可以理解的是，复数个第一标记与复数个第二掩膜版上的第二标记对位方式可以有多种排列，在此不说明。作为本发明的第四个技术方案，在上述任一技术方案的基础上，第一标记的多个同心圆的半径按照需要对位的膜层间的结构特性确定，其中半径最大的同心圆与第一标记的正方形内切。本技术方案中的膜层间的结构特性是指膜层形成图案所需要的对位精 度来确定多个同心圆的半径，比如在阵列基板上形成过孔时，需要的对位精度要求非常高，若第一标记正方形的边长为2a，则位于正方形之内与其相切的同心圆半径为a，此时可将多个同心圆的最大半径设置为a/4，以满足要求严格的对位精度要求。作为本发明的第五个技术方案，在上述任一技术方案的基础上，第一标记的最小同心圆的半径等于第二标记的正方形的外接圆半径。作为本发明的第六个技术方案，在上述任一技术方案的基础上，第二掩膜板有N个，每个第二掩膜板上的第二标记与第一掩膜板上的处于不同位置的N个第一标记一一对应；其中，N彡I。作为本发明的第七个技术方案，在上述任一技术方案的基础上，N个第一标记的特征相同。作为本发明的第八个技术方案，ー种利用上述任一技术方案的掩膜版确定对位精度范围的方法，通过曝光将第一掩膜板上的至少ー个第一标记转移至显不基板上需要对位的第一层上形成至少ー个第一对位标记，第一对位标记包括一正方形及正方形内以正方形中心为中心的多个形状相同但大小不同的图案；通过曝光将至少ー个第二掩膜板的第二标记转移到显示基板上需要对位的当前层形成与第一对位标记相对应的第二对位标记，第二对位标记包括一正方形；根据第二对位标记的正方形与第一对位标记的正方形和多个相同图案的位置确定当前光刻的对位精度范围。作为本发明的第九个技术方案，在第八个技术方案的基础上，多个相同图案为以正方形中心为圆心的多个同心圆。作为本发明的第十个技术方案，在第八个或第九个技术方案的基础上，根据第二对位标记的正方形与第一对位标记的正方形和多个同心圆的位置确定光刻对位精度范围，包括判断第二对位标记的正方形在相对于对应的第一对位标记的正方形中心的偏移方向；确定在偏移方向上距离对应的第一对位标记的正方形中心最远的第二对位标记的正方形的两个边，根据两个边处于对应的第一对位标记的多个同心圆的位置，得到当前光刻的对位精度范围。作为本发明的第十个技术方案，在第九个技术方案的基础上，进ー步还包括若第二对位标记的正方形超出对应的第一对位标记的正方形范围，则当前光刻的对位精度范围不符合要求；若第二对位标记的正方形未超出对应的第一对位标记的正方形范围，且得到的对位精度范围在规定的范围内，则当前光刻的对位精度范围符合要求。
下面结合说明书附图，以第一对位标记的正方形内包知多个不同半径的同心圆为例进行详细说明。本发明第一实施例提供了一种掩膜板组，如图IA和图IB所示，包括第一掩膜板10和至少一个第二掩膜板20 ；第一掩膜板上设置有至少一个第一标记11，至少一个第一标记11包括一正方形及正方形内以正方形中心为圆心的多个同心圆；至少一个第二掩膜板20上设置有与至少一个第一标记11位置对应的第二标记21,第二标记21包括一正方形,第二标记的正方形小于至少第一标记11的正方形，在同一坐标系中，第二标记21的正方形的中心与对应的第一标记11的正方形的中心的坐标相同。
如图2所示，为第一标记的放大示意图，包括正方形110、半径最大的同心圆111和半径最小的同心圆112 ;其中，半径最大的同心圆111是正方形110的内切圆，半径最小的同心圆112与半径最大的同心圆111之间还具有多个同心圆，以上多个同心圆的半径可以按设定的变化规律确定，在此不一一示出。如图3所示，为第二标记放大示意图，包括正方形210。一个较佳的实施例中，半径最小的同心圆112的半径等于第二标记21的正方形210的外接圆半径。在实际生产中，可根据显示面板的尺寸及周边预留对位标记的区域确定第一标记11的正方形Iio的边长与第二标记21的正方形210的边长的比例关系，例如，第一标记11的正方形110的边长是第二标记21的正方形210的边长的2倍。另一个较佳的实施例中的，第二掩膜板有N个，每个第二掩膜板上的第二标记与第一掩膜板上的处于不同位置的N个第一标记一一对应；其中N为整数且NS 1，进一步的，N个第一标记的特征相同。本发明第二实施例提供了一种掩膜板组，如图4、图5A至图5C所示，包括第一掩膜板10,包括第一标记11、第一标记12和第一标记13 ；第二掩膜板20、30和40，分别包括第二标记21、第二标记31和第二标记41 ；第一标记11、第一标记12和第一标记13分布于第一掩膜板10的不同位置,且包括一正方形及正方形内以正方形中心为圆心的多个同心圆；第二标记21、31和41与第一标记11、12和13分别对应；在同一坐标系内，第一标记11、12和13的正方形的中心分别与第二标记21、31和41的正方形的坐标相同。同时根据实际应用的情况，对第一标记的正方形和同心圆、以及第二标记的正方形的线宽进行规定，以适应不同光刻胶或光刻工艺的需要；进一步的，第二标记的正方形可以设计成实心的正方形，以便更容易辨别。本发明第三实施例提供一种确定对位精度范围的方法，如图6所示，步骤如下步骤S101，通过曝光将第一掩膜板上的至少一个第一标记转移至光刻的第一层上形成至少一个第一对位标记，至少一个第一对位标记包括一正方形及正方形内以正方形中心为圆心的多个同心圆。步骤S102，通过曝光将至少一个第二掩膜板的第二标记转移到光刻的当前层形成与至少一个第一对位标记相对应的第二对位标记，第二对位标记包括一正方形。
步骤S103，根据第二对位标记的正方形与至少ー个第一对位标记的正方形和多个同心圆的位置确定当前光刻的对位精度范围。其中，根据第二对位标记的正方形与至少ー个第一对位标记的正方形和多个同心圆的位置确定光刻对位精度范围，包括判断第二对位标记的正方形在相对于对应的至少ー个第一对位标记的正方形中心的偏移方向；确定在偏移方向上距离对应的至少ー个第一对位标记的正方形中心最远的第二对位标记的正方形的两个边，根据两个边处于对应的至少ー个第一对位标记的多个同心圆的位置，得到当前光刻的对位精度范围。进ー步的还包括若第二对位标记的正方形超出对应的至少ー个第一对位标记的正方形范围，则当前光刻的对位精度范围不符合要求；若第二对位标记的正方形未超出对应的至少ー个第一对位标记的正方形范围，且得到的对位精度范围在规定的范围内，则当前光刻的对位精度范围符合要求。本发明实施例取得如下有益效果在无法建立測量坐标系或測量工具无法准确测量的情况下，可以确定光刻对位精度的范围，进ー步还可以对光刻对位精度是否符合标准进行确定。本发明第四实施例提供ー种确定对位精度范围的方法，结合图4至图5C，对应用本发明ー种掩膜板组进行光刻的对位过程进行具体说明，步骤如下步骤一，根据如图4所示第一掩膜板10，曝光后在需要光刻的基板的第一层形成对应于第一标记11、第一标记12和第一标记13的三个第一对位标记。步骤ニ，根据如图5A至图5C所示第二掩膜板20、30和40，依次曝光后在需要光刻的基板的第二至四层形成对应第二标记21、31和41的第二对位标记。 步骤三，根据上述步骤得到的第一对位标记和第二对位标记确定每ー层对位的对位精度范围。以本实施例前两个步骤得到的第一对位标刻和第二对位标记中的任意一组为例对步骤三进行说明，如下如图7A所示为第二对位标记在第一对位标记中偏移的放大示意图，第一对位标记包括一正方形510及正方形510内以正方形中心为圆心的多个同心圆,其中半径最大的同心圆511,半径为rn ;半径最小的同心圆512,半径多个同心圆的半径为A至rn(rn>r0, n=l, 2, 3. . . . J0其中，半径最小的同心圆512的半径&等于第二对位标记的正方形610的外接圆半径；第一对位标记的正方形510的边长是第二对位标记的正方形610的边长的2倍。则步骤三具体包括根据第二对位标记的正方形610与第一对位标记的正方形510和多个同心圆的位置确定当前光刻的对位精度范围本发明的方法判断对位精度范围判断第二对位标记的正方形610在相对于对应的第一对位标记的正方形510中心的偏移方向为右上方；在符合测量要求的情况下将第二对位标记视为ー个点，此时将半径最小的同心圆的半径^也视为O。在本实施中，沿偏移方向，取第二对位标记的正方形610的离中心0最远的角的顶点A作为确定对位精度范围的參考对象，确定A点的相对于中心0的横纵坐标的范围即可确定对位精度范围。由于正方形610的边al上的点的横坐标与A点的横坐标相同，因此可以通过估算边al或B点(其中B点为正方形610的一个角的顶点)在X轴方向上相对于中心O的坐标值，来确定A点的横坐标值，根据图7A所示，可以得到边al或B点在X轴方向上相对于中心O的坐标值为位于IV1 rn之间；由于正方形610的边bl上的点的纵坐标与A点的纵坐标相同，因此可以通过估算边bl或C点(其中C点为正方形610的一个角的顶点)在Y轴方向上相对于中心O的坐标值,来确定点A的纵坐标值,根据图7A所示,可以得到边bl或C点在Y轴方向上相对于中心O的坐标值为位于rn_2 Iv1之间。由上可以得到，A点相对中心O在偏移方向上偏移范围，即第二对 位标记向右上偏移，对位精度范围为横向偏移在IV1 rn范围内，纵向偏移在rn_2 Iv1范围内。需要注意的是，将第二对位标记的正方形610视做一个点，要在符合测量要求的情况下。同时由于将第二对位标记的正方形610视做一个点，且在本实施例中取第二对位标记的正方形610的离中心O最远的角的顶点A作为确定对位精度范围的参考对象，因此，实际偏移的值小于本实施例中所取得的对位精度范围中偏移的值。对于第二对位标记的正方形610有如下说明在本实施例中形成的第二对位标记包括一实心的正方形610，具体实施可以根据情况对正方形加以改变，例如图7B所示，取两个相同中心、不同面积的正方形不重叠的那部分结构，其中包括正方形710，正方形711，二者不重叠部分为712即两个正方形面积差所表示的那部分结构，此种正方形设计的目的是为了节省成本或特殊环境下进行对位。以上对位精度范围是本实施例根据附图7A中所示的第二对位标记相对第一对位标记的偏移得到，上述得到的对位精度范围不是固定的，在实际生产中可以根据需要选取第二对位标记的正方形上的其它点作为参考对象，进一步的可以根据不同的参考点设置不同的对位精度范围标准，以便于通过不同的参考点进行测量。正如以上描述的，在实施本方法时并最终确定对位精度范围的计算中，将半径最小的同心圆的半径^及第二对位标记的正方形的边长视为0，即半径最小的同心圆和第二对位标记的正方形均视为一个点；此时可以根据需要在允许范围内，灵活的运用本发明的方法对对位精度范围进行确定。比如，测量对位精度范围的目的只是为了确定光刻是否合格，并不需要准确的数值范围，根据本发明实施例，以第二对位标记偏移方向上且距第一对位标记的正方形的中心点最远端的角作为偏移的点来确定对位精度范围，在这种情况下，得到的偏移及对位精度范围值会大于真实值，但是我们可以预见，此较大的得到值如果在规定的范围内，那么真实的光刻的对位精度必然是合格的。进一步的步骤三还包括若第二对位标记的正方形610超出对应的第一对位标记的正方形510的范围，则当前光刻的对位精度范围不符合要求；若第二对位标记的正方形610未超出对应的第一对位标记的正方形510范围，且得到的对位精度范围在规定的范围内，则当前光刻的对位精度范围符合要求。当然，在实际生产中还可能有其它情况，比如第二对位标记与第一对位标记的位置相对倾斜时且生产中允许这种情况出现。如图8所示为第二对位标记在第一对位标记中偏移的放大不意图，第一对位标记包括一正方形510及正方形510内以正方形中心为圆心的多个同心圆，其中半径最大的同心圆511,半径为rn ;半径最小的同心圆512,半径!Ttl ;即，多个同心圆的半径为A至rn (rn>r0, n=l, 2，3——)。此时对位精度范围有如下判断
由于第二对位标记的正方形810为傾斜，因此根据正方形810的边al和bl结合其上的点来得到A点的坐标范围已经不适当，但是在此，我们应当注意到，在前述内容中已经指出，第二对位标记的正方形视为ー个点，因为对于点而言是否倾斜并不重要。我们在初步判断第二对位标记的正方形810没有超出第一对位标记的范围后，仍然可以根据B点和C点坐标得到A点的坐标。虽然根据图8得到的A点坐标与第二对位标记的正方形不倾斜的情况下得到的值有一定偏差，但是在将正方形810视为ー个点的前提下，ー个可接受范围内的偏差是允许的，这可以视实际生产情况而定。基于以上基础，我们得到可以得到B点在X轴方向上相对于中心0的坐标值为位于rn_2 Iv1之间{点在Y轴方向上相对于中心0的坐标值为位于rn_2 Iv1之间。由上可以得到，A点相对中心0在偏移方向上偏移范围，即第二对位标记向右上偏移，对位精度范围为横向偏移在rn_2 Iv1范围内，纵向偏移在rn_2 IV1范围内。 显然，当第一对位标记的正方形内包含其它图形时，本领域技术人员能够根据以上本发明的实施例进行实施，在此不一一例举。本发明实施例取得如下有益效果在无法建立測量坐标系或測量工具无法准确测量的情况下，可以确定光刻对位精度的范围，进ー步还可以对光刻对位精度是否符合标准进行确定。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。
权利要求
1.一种掩膜板组，其特征在于，包括 同规格的第一掩膜板和至少一个第二掩膜板； 所述第一掩膜板上设置有至少一个第一标记，所述第一标记包括一正方形及正方形内以正方形中心为中心的多个形状相同但大小不同的图案； 所述第二掩膜版上设置有至少一个第二标记，所述第二标记与第一掩膜版上的第一标记对应，所述第二标记包括一正方形，所述第二标记的正方形小于所述第一标记的正方形；且在同一坐标系中，所述第二标记的正方形的中心与所述第一标记的正方形的中心的坐标相同。
2.如权利要求I所述的掩膜板组，其特征在于，所述以正方形中心为中心的多个形状相同但大小不同的图案为以正方形中心为圆心的多个同心圆。
3.如权利要求2所述的掩膜板组，其特征在于，所述第一掩膜板上设置有复数个第一标记时，所述第二掩膜板上设置有与所述第一标记其中之一位置对应的第二标记。
4.如权利要求3所述掩膜板组，其特征在于，所述第一标记的所述多个同心圆的半径按照需要对位的膜层间的结构特性确定，其中半径最大的同心圆与所述第一标记的正方形内切。
5.如权利要求3所述掩膜板组，其特征在于，所述第一标记的最小同心圆的半径等于所述第二标记的正方形的外接圆半径。
6.如权利要求3所述掩膜板组，其特征在于，所述第二掩膜板有N个，每个第二掩膜板上的所述第二标记与所述第一掩膜板上的处于不同位置的N个第一标记一一对应；其中，N > I。
7.如权利要求6所述掩膜板组，其特征在于，所述N个第一标记的特征相同。
8.一种利用如权利要求I所述掩膜板组确定对位精度范围的方法，其特征在于，包括如下步骤 通过曝光将所述第一掩膜板上的所述至少一个第一标记转移至显示基板上需要对位的第一层上形成至少一个第一对位标记，所述第一对位标记包括一正方形及正方形内以正方形中心为中心的多个形状相同但大小不同的图案； 通过曝光将所述至少一个第二掩膜板的第二标记转移到显示基板上需要对位的当前层形成与所述第一对位标记相对应的第二对位标记，所述第二对位标记包括一正方形； 根据所述第二对位标记的正方形与所述第一对位标记的正方形和多个形状相同但大小不同的图案的位置确定当前光刻的对位精度范围。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个形状相同但大小不同的图案为以正方形中心为圆心的多个同心圆。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述第二对位标记的正方形与所述第一对位标记的正方形和多个同心圆的位置确定光刻对位精度范围，包括 判断所述第二对位标记的正方形在相对于对应的所述第一对位标记的正方形中心的偏移方向；确定在所述偏移方向上距离所述对应的所述第一对位标记的正方形中心最远的所述第二对位标记的正方形的两个边，根据两个边处于对应的所述第一对位标记的多个同心圆的位置，得到当前光刻的对位精度范围。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步还包括若所述第二对位标记的正方形超出对应的所述第一对位标记的正方形范围，则当前光刻的对位精度范围不符合要求； 若所述第二对位标记的正方形未超出对应的所述第一对位标记的正方形范围，且得到的对位精度范围在规定的范围内，则当前光刻的对位精度范围符合要求。
全文摘要
本发明公开了一种掩膜板组及应用掩膜板组确定对位精度范围的方法，方法步骤如下通过曝光将第一掩膜板上的至少一个第一标记转移至显示基板上需要对位的第一层上形成至少一个第一对位标记；通过曝光将至少一个第二掩膜板的第二标记转移到显示基板上需要对位的当前层形成与第一对位标记相对应的第二对位标记，第二对位标记包括一正方形；根据第二对位标记的正方形与第一对位标记的正方形和多个形状相同但大小不同的图案的位置确定当前光刻的对位精度范围。通过本发明，在无法建立测量坐标系或测量工具无法准确测量的情况下，可以确定光刻对位精度的范围，进一步还可以对光刻对位精度是否符合标准进行确定。
文档编号G03F1/42GK102866576SQ20121030895
公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者张玉虎, 汪雄, 王军帽, 李丽丽 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 合肥京东方光电科技有限公司