一种相移掩模板、阵列基板、其制备方法及显示装置与流程

文档序号:15095103发布日期:2018-08-04 14:22阅读:156来源:国知局

本发明涉及半导体技术领域,尤指一种相移掩模板、阵列基板、其制备方法及显示装置。



背景技术:

掩模板(Mask)又称为光掩模或光罩,是连接设计端与工艺制造端的纽带和桥梁。随着设计技术与制造工艺的进步,目前出现了相移掩模板(Phase ShiftMask,PSM),相移掩模板一般由在基板以及位于基板上的遮光部和透光部形成;其中遮光部一般由金属铬和包围铬的相移材料构成,在利用相移掩模板进行曝光工艺时,通过相移材料的光线会产生180度的相位改变,由于相消干涉(即光的干涉被破坏),因此能提高采用相移掩模板图案形成的图形的分辨率。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例提供一种相移掩模板、阵列基板、其制备方法及显示装置,用以解决现有技术中存在的由于过曝光导致实际制得的图形的宽度小于设定宽度的问题。

本发明实施例提供的一种相移掩模板,包括基板,位于所述基板上的走线遮光部;其中,所述走线遮光部具有遮光区域和相移区域,在垂直于所述走线遮光部的延伸方向上,所述遮光区域的宽度大于所述走线遮光部对应的区域所形成的图形的设定宽度。

可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,还包括:沟道透光部和位于所述沟道透光部的相对两侧的电极遮光部;

在垂直所述走线遮光部的延伸方向上,所述遮光区域的宽度与所述设定宽度的差值为补偿宽度,所述补偿宽度与所述沟道透光部的宽度相关。

可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,所述补偿宽度与所述沟道透光部的宽度满足如下关系:

y表示所述补偿宽度,x表示所述沟道透光部的宽度。

可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,所述补偿宽度与所述沟道透光部的宽度满足如下关系:

y表示所述补偿宽度,x表示所述沟道透光部的宽度,△T表示在采用所述相移掩模板进行曝光时,所述沟道透光部对应区域的光刻胶厚度与所述走线遮光部对应区域的光刻胶厚度之差。

可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,K=-1.17。

可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,b=3.52。

可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,所述补偿遮光部包括遮光层和相移层;其中,所述遮光层覆盖所述遮光区域,所述相移层至少覆盖所述相移区域。

相应地,本发明实施例还提供了一种阵列基板的制备方法,包括:

在基板上形成金属层;

采用本发明实施例提供的相移掩模板对所述金属层进行构图,在所述金属层与所述走线遮光部对应的区域形成金属走线的图形。

可选地,在本发明实施例提供的制备方法中,在所述基板上形成所述金属层之前还包括:

在所述基板上形成栅电极的图形;

形成覆盖所述栅电极的图形的栅极绝缘层;

在所述栅极绝缘层上形成半导体层的图形。

可选地,在本发明实施例提供的制备方法中,当所述相移掩模板还包括沟道透光部和位于所述沟道透光部的相对两侧的电极遮光部,采用所述相移掩模板对所述金属层进行构图时,还包括:

在所述金属层与所述沟道透光部对应的区域形成沟道,在所述金属层与所述电极遮光部对应的区域形成源极的图形或漏极的图形。

相应地,本发明实施例还提供了一种阵列基板,所述阵列基板采用本发明实施例提供的上述制备方法制备而成。

相应地,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括本发明实施例提供的上述阵列基板。

本发明有益效果如下:

本发明实施例提供的上述相移掩模板、阵列基板、其制备方法及显示装置,相移掩模板在曝光时,虽然走线遮光部对应的区域也存在过曝光的问题,但是将遮光区域的宽度设置成大于图形的设定宽度,虽然形成的图形的实际宽度会小于遮光区域的宽度,但是大于现有相移掩模板的走线遮光部形成的图形的宽度。因此本发明实施例提供的相移掩模板通过调节遮光区域比图形的设定宽度大的宽度,可以使形成的图形的实际宽度等于设定宽度。

附图说明

图1为相关技术中相移掩模板的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的相移掩模板的剖面结构示意图之一;

图3为本发明实施例提供的相移掩模板的俯视结构示意图;

图4为本发明实施例提供的相移掩模板中遮光部的剖面结构示意图之一;

图5为本发明实施例提供的相移掩模板中遮光部的剖面结构示意图之二;

图6为本发明实施例提供的相移掩模板中遮光部的剖面结构示意图之三;

图7为本发明实施例提供的补偿宽度随沟道透光部宽度变化的测试结果;

图8a至图8f分别为采用本发明实施例提供的阵列基板的制备方法在执行各步骤后对应的结构示意图。

具体实施方式

目前,在高分辨率的显示面板生产中,通常相移掩模板进行阵列基板的制作。例如在采用相移掩模板制作阵列基板中的源极、漏极和数据线时,先在金属层1上形成有光刻胶层2,然后采用相移掩模板对光刻胶层2进行构图,如图1所示,相移掩模板的电极遮光部11与金属层1中的源极区域A1以及漏极区域A2对应,相移掩模板的走线遮光部12与金属层1中的数据线区域A3对应,在曝光时,由于需要在源极区域A1和漏极区域A2之间形成较窄的沟道尺寸CD1,因此为了保证曝光后沟道尺寸CD1能够达到目标要求,需要较大的曝光能量,但是由于光的干涉作用,大的曝光能量会导致走线遮光部12处过曝光,从而导致数据线区域A3处光刻胶层2的尺寸CD3会比相移掩模板的走线遮光部12的尺寸CD2小,从而导致实际制得的数据线偏细。

有鉴于此,本发明实施例提供一种相移掩模板、阵列基板、其制备方法及显示装置,用以解决上述相移掩模板中存在的由于过曝光导致实际制得的图形的宽度小于设定宽度的问题。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

附图中各部件的形状和大小不反映真实比例,目的只是示意说明本发明内容。

具体地,本发明一种相移掩模板,如图2所示,包括基板01、位于基板01上的走线遮光部02;其中,走线遮光部02具有遮光区域A和相移区域B,在垂直于走线遮光部02的延伸方向上,遮光区域A的宽度S大于走线遮光部02对应的区域所形成的图形的设定宽度。

具体地,在现有的相移掩模板中,在垂直于走线遮光部的延伸方向上,遮光区域的宽度等于形成的图形的设定宽度,但是由于在曝光时,走线遮光部对应的区域存在过曝光的问题,因此形成的图形的实际宽度小于设定宽度。而本发明实施例提供的上述相移掩模板,在曝光时,虽然走线遮光部对应的区域也存在过曝光的问题,但是将遮光区域的宽度设置成大于图形的设定宽度,虽然形成的图形的实际宽度会小于遮光区域的宽度,但是大于现有相移掩模板的走线遮光部形成的图形的宽度。因此本发明实施例提供的相移掩模板通过调节遮光区域比图形的设定宽度大的宽度,可以使形成的图形的实际宽度等于设定宽度。

具体地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,如图2和图3所示,还包括:沟道透光部03和位于沟道透光部03的相对两侧的电极遮光部04。

需要说明的是,图3仅是为了示意说明补偿遮光部、走线遮光部、以及电极遮光部之间的其中一种相对位置关系,对于补偿遮光部、走线遮光部、以及电极遮光部的形状不进行限定。走线遮光部只要保证是条状的即可,而电极遮光部只要保证之间具有沟道透光部即可。并且,走线遮光部可以是图3所示的直线,也可以是折线或者弧线,在此不作限定。

另外,本发明中沟道透光部03的宽度03是指电极遮光部04之间的间隙宽度。

在具体实施时,相移掩模板中,遮光部一般均具有遮光区域A和相移区域B,相移区域B包围遮光区域A,例如图2所示的走线遮光部02和电极遮光部04。

以一个遮光部10为例,如图4至图6所示,遮光区域A设置有遮光材料11,例如铬,相移区域B设置有相移材料12,相移材料12会使光线会产生180度的相位改变。具体地,相移区域B的宽度一般控制在0~1μm之间,例如0.6μm。在制作时,可以先形成遮光材料图形,然后再形成相移材料的图形,当然也可以形成相移材料的图形,再形成遮光材料的图形,在此不作限定。另外,如图4所示,相移材料12可以仅覆盖相移区域B,或者,如图5和图6所示,相移材料12也可以同时覆盖相移区域B和遮光区域A,在此不作限定。

因此,可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,遮光部包括遮光层和相移层。

具体地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,如图2所示,走线遮光部02包括第一遮光层021和第一相移层022,第一遮光层021覆盖遮光区域A,第一相移层022至少覆盖相移区域B,图2中以第一相移层022仅覆盖相移区域B为例,当然在具体实施时,第一相移层022也可以覆盖遮光区域A和相移区域B。

具体地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,如图2所示,电极遮光部04包括第二遮光层041和第二相移层042,第二遮光层041覆盖遮光区域A,第二相移层042至少覆盖相移区域B,图2中以第二相移层042仅覆盖相移区域B为例,当然在具体实施时,第二相移层042也可以覆盖遮光区域A和相移区域B。

在具体实施时,第一遮光层的材料与第二遮光层的材料可以相同,当然,也可以不相同,在此不作限定。

在具体实施时,第一相移层的材料与第二相移层的材料可以相同,当然,也可以不相同,在此不作限定。

在具体实施时,在相移掩模板中,基板采用透明材料制成。在相移掩模板中,除了遮光部,其它区域均为透光部,透光部是位于遮光部之间的透光区域,透光部内可以填充透光材料,当然也可以不设置材料,在此不作限定。而本发明中的沟道透光部是特指尺寸小于一定范围的透光部,这样的透光部在进行曝光时需要的曝光能要大于其它的透光部。

可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,走线遮光部与补偿遮光部的材质相同。

在具体实施时,本发明实施例提供的相移掩模板,适用于任何需要在膜层中同时形成窄的沟道和宽的沟道的构图,这是由于在膜层中形成窄的沟道需要的曝光能量比较大,宽的沟道需要的曝光能量相对要小一些,为了能够形成窄的沟道,就会使宽的沟道处过曝光,从而导致宽的沟道过曝光,得到的宽度大于实际想要的宽度,从而导致宽的沟道临界处的图形的宽度即走线遮光部形成的图形的宽度小于设定宽度。而本发明实施例提供的相移掩模板,增大走线遮光部的遮光区域宽度,保证过曝光后形成的图形的宽度等于图形的设定宽度。

在具体实施时,以该相移掩模板应用于阵列基板为例,电极遮光部04一般用于形成源极和漏极,而走线遮光部02一般用于形成数据线。沟道透光部03对应源极与漏极之间的间隙。由于沟道透光部03的宽度较窄,为了保证曝光后源极和漏极之间的沟道尺寸能够满足要求,因此所需的曝光能量较大。如果采用现有的相移掩模板,曝光能量大会导致走线遮光部过曝光,从而使数据线的宽度小于设定宽度。而本发明实施例提供的相移掩模板,将遮光区域的宽度设置成大于数据线的设定宽度,虽然形成的数据线宽度相比遮光区域的宽度会变细,但是仍能够满足设定宽度。

具体地,本发明实施例提供的相移掩模板中,走线遮光部的遮光宽度与走线的设定宽度的差值为补偿宽度,该补偿宽度与沟道透光部的宽度相关。这是由于在曝光时,走线遮光部会发生过曝光的情况主要是由于沟道透光部的宽度相对相移掩模板中其它透光区域的宽度较小导致,因此一般走线遮光部的过曝光的程度由沟道透光部的宽度决定,沟道透光部的宽度越窄,走线遮光部区域的过曝光程度越严重,相应补偿宽度就越宽。反之,沟道透光部的宽度越宽,走线遮光部区域的过曝光程度越弱,相应补偿宽度就越窄。

因此,在本发明实施例提供的相移掩模板中,补偿宽度与沟道透光部的宽度呈负相关。

具体地,通过测试发现,在不考虑光刻胶厚度的情况下,补偿宽度与沟道透光部的宽度满足如下关系:

y表示补偿宽度,x表示沟道透光部的宽度。

在具体实施时,光刻胶在不同厚度处,需要的曝光能量实际是不同的,厚度薄处,需要的曝光能量相对较少,厚度厚处,需要的曝光能量相对较大。而本发明实施例提供的相移掩模板,在使用时,所要形成的图形的基底表面经常是存在高度差的,从而导致光刻胶的厚度不一致。

因此,考虑光刻胶厚度的影响,在本发明实施例提供的相移掩模板中,补偿宽度与沟道透光部的宽度满足如下关系:

y表示补偿宽度,x表示沟道透光部的宽度,△T表示在采用该相移掩模板进行曝光时,沟道透光部对应区域的光刻胶厚度与走线遮光部对应区域的光刻胶厚度之差(即沟道透光部对应区域的光刻胶厚度减去走线遮光部对应区域的光刻胶厚度)。

通过选择不同尺寸的沟道透光部对补偿宽度进行测试,测试结果如图7所示。根据测试结果,K大约等于-1.17,b大约等于3.52。因此,可选地,在本发明实施例提供的相移掩模板中,K=-1.17,b=3.52。

基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种阵列基板的制备方法,包括:

在基板上形成金属层;

采用本发明实施例提供的上述相移掩模板对金属层进行构图,在金属层与走线遮光部对应的区域形成金属走线的图形。

本发明实施例提供的上述制备方法,由于采用的相移掩模板中,在走线遮光部沿其延伸方向的两侧设置有的补偿遮光部,因此,可以利用补偿遮光部来降低走线遮光部两侧的曝光强度,从而避免曝光时在走线遮光部对应的区域出现过曝光的问题。并且将补偿遮光部的宽度设置为小于曝光机的分辨率,由于曝光机的分辨率不足,因此补偿遮光部不能被曝光出来,从而保证补偿遮光部对应的区域的光刻胶不会残留,即保证补偿遮光部对应的区域不形成金属图案。

可选地,在本发明实施例提供的制备方法中,在基板上形成金属层之前还包括:

在基板上形成栅电极的图形;

形成覆盖栅电极的图形的栅极绝缘层;

在栅极绝缘层上形成半导体层的图形。

可选地,在本发明实施例提供的制备方法中,当相移掩模板还包括沟道透光部和位于沟道透光部的相对两侧的电极遮光部,采用相移掩模板对金属层进行构图时,还包括:

在金属层与沟道透光部对应的区域形成沟道,在金属层与电极遮光部对应的区域形成源极的图形或漏极的图形。

下面通过一个具体的实施例说明本发明实施例提供的阵列基板的制备方法。具体地,包括如下步骤:

(1)在基板101上形成栅电极102的图形,如图8a所示。

(2)形成覆盖栅电极102的图形的栅极绝缘层103,如图8b所示。

(3)在栅极绝缘层103上形成半导体层104的图形,如图8c所示。

(4)在半导体层104的图形上依次形成金属层105和光刻胶层106,如图8d所示。

(5)采用图2所示的相移掩模板对光刻胶层106进行曝光,形成如图8e所示的图形。

(6)以残留的光刻胶层106为掩模对金属层105进行构图,在金属层105与电极遮光部04对应的区域形成源极1051的图形或漏极1052的图形,在金属层105与走线遮光部02对应的区域形成金属走线1053的图形,如图8f所示。

本发明实施例提供的上述阵列基板的制备方法,由于相移掩模板在走线遮光部沿其延伸方向的两侧设置有的补偿遮光部,因此,可以利用补偿遮光部来降低走线遮光部两侧的曝光强度,从而避免曝光时在走线遮光部对应的区域出现过曝光的问题。因此,上述制备方法既能保证源极和漏极之间的间隙宽度达到实际要求,同时又能保证金属走线的宽度不会变细。

基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种阵列基板,该阵列基板采用上述阵列基板的制备方法制备而成。由于该阵列基板解决问题的原理与前述一种阵列基板的制备方法相似,因此该阵列基板的实施可以参见前述制备方法的实施,重复之处不再赘述。

基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括本发明实施例提供的阵列基板。该显示装置可以为:手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述阵列基板的实施例,重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种相移掩模板、阵列基板、其制备方法及显示装置,相移掩模板在曝光时,虽然走线遮光部对应的区域也存在过曝光的问题,但是将遮光区域的宽度设置成大于图形的设定宽度,虽然形成的图形的实际宽度会小于遮光区域的宽度,但是大于现有相移掩模板的走线遮光部形成的图形的宽度。因此本发明实施例提供的相移掩模板通过调节遮光区域比图形的设定宽度大的宽度,可以使形成的图形的实际宽度等于设定宽度。

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。

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