一种灰色调掩膜及其制作方法.pdf

本发明公开了一种灰色调掩膜及其制作方法，其中，该灰色调掩膜包括第一挡光条和第二挡光条，任意两个相邻的第一挡光条之间形成第一间隙，第二挡光条设置在第一间隙内，第一间隙包括相邻的第一挡光条和第二挡光条之间形成的第一缝隙，其中，第二挡光条的长度为a，第一缝隙的宽度为b，第一挡光条的长度a与第一缝隙的宽度b的比值满足：0.9

1.  一种灰色调掩膜，其特征在于，所述灰色调掩膜包括第一挡光条和第二挡光条，任意两个相邻的所述第一挡光条之间形成第一间隙，所述第二挡光条设置在所述第一间隙内，所述第一间隙包括相邻的所述第一挡光条和所述第二挡光条之间形成的第一缝隙，其中，所述第二挡光条的长度为a，所述第一缝隙的宽度为b，所述第二挡光条的长度a与所述第一缝隙的宽度b的比值满足：0.9<a/b<1.1。

2.  根据权利要求1所述的灰色调掩膜，其特征在于，所述第二挡光条的长度a小于曝光系统的分辨率，且大于所述灰色调掩膜制作系统的分辨率。

3.  根据权利要求1所述的灰色调掩膜，其特征在于，所述第二挡光条的长度等于所述第一缝隙的宽度。

4.  根据权利要求1所述的灰色调掩膜，其特征在于，当所述第一间隙设置有至少两个所述第二挡光条时，两个相邻的所述第二挡光条之间形成第二缝隙，所述第二缝隙的宽度与所述第一缝隙的宽度相等。

5.  根据权利要求4所述的灰色调掩膜，其特征在于，在所述第一间隙中，所述第一缝隙的个数与所述第二缝隙的个数之和等于所述第二挡光条的个数加1。

6.  根据权利要求5所述的灰色调掩膜，其特征在于，所述第一间隙的宽度为在所述第一间隙内的所有所述第二挡光条的长度、所述第一缝隙的宽度及所述第二缝隙的宽度之和。

7.  根据权利要求6所述的灰色调掩膜，其特征在于，所述灰色调掩膜的开口率为在所述第一间隙内所有所述第一缝隙的宽度与所述第二缝隙的宽度之和与所述第一间隙的宽度的比值。

8.  根据权利要求1所述的灰色调掩膜，其特征在于，所述第一挡光条的长度等于所述第一间隙的宽度。

9.  一种灰色调掩膜的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
提供基板，其中，所述基板上铺设有不透光材料层；
采用准分子激光烧蚀工艺对所述基板进行刻蚀，以形成所述灰色调掩膜；
其中，所述灰色调掩膜包括第一挡光条和第二挡光条，任意两个相邻的所述第一挡光条之间形成第一间隙，所述第二挡光条设置在所述第一间隙内，所述第一间隙包括相邻的所述第一挡光条和所述第二挡光条之间形成的第一缝隙，其中，所述第二挡光条的长度为a，所述第一缝隙的宽度为b，所述第二挡光条的长度a与所述第一缝隙的宽度b的比值满足：0.9<a/b<1.1。

10.  根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，当所述第一间隙设置有至少两个所述第二挡光条时，两个相邻的所述第二挡光条之间形成第二缝隙，所述第二缝隙的宽度与所述第一缝隙的宽度相等。

一种灰色调掩膜及其制作方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种灰色调掩膜及其制作方法。
背景技术
传统的灰色调掩膜(Gray-tone Mask；简称GTM)设计，只限制了该GTM灰阶区域内的挡光条的长度尺寸必须小于黄光曝光系统的最小分辨率，以获得较为模糊化的显影图形；同时，限制该挡光条的长度尺寸必须大于该GTM的制作系统的分辨率，以保证掩膜的加工。
但是，由于传统的GTM只限制了灰阶区域内的挡光条的长度尺寸，而对于灰阶区域内的缝隙宽度与挡光条的长度尺寸之间的关系没有限制，因此，传统的GTM制作工艺中，缝隙宽度与挡光条的长度尺寸的设计范围较广，而且不同的设计的GTM其显影后的光阻轮廓也良莠不齐，会出现显影后的GTM区域内光阻厚度不均匀或无光阻残留，残留的光阻不可用的情况，从而达不到灰阶掩膜的效果。因此，使用传统的GTM需要对制程进行调试，从而导致实验成本过高，制程时间过长。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种灰色调掩膜及其制作方法，以缩小设计范围，直接得到合理的灰色调掩膜的设计方案，减少实验成本。
为解决上述问题，本发明提供的一种灰色调掩膜，该灰色调掩膜包括第一挡光条和第二挡光条，任意两个相邻的第一挡光条之间形成第一间隙，第二挡光条设置在第一间隙内，第一间隙包括相邻的第一挡光条和第二挡光条之间形成的第一缝隙，其中，第二挡光条的长度为a，第一缝隙的宽度为b，第二挡光条的长度a与第一缝隙的宽度b的比值满 足：0.9<a/b<1.1。
其中，第二挡光条的长度a小于曝光系统的分辨率，且大于灰色调掩膜制作系统的分辨率。
其中，第二挡光条的长度等于第一缝隙的宽度。
其中，当第一间隙设置有至少两个第二挡光条时，两个相邻的第二挡光条之间形成第二缝隙，第二缝隙的宽度与第一缝隙的宽度相等。
其中，在第一间隙中，第一缝隙的个数与第二缝隙的个数之和等于第二挡光条的个数加1。
其中，第一间隙的宽度为在第一间隙内的所有第二挡光条的长度、第一缝隙的宽度及第二缝隙的宽度之和。
其中，灰色调掩膜的开口率为在第一间隙内所有第一缝隙的宽度与第二缝隙的宽度之和与第一间隙的宽度的比值。
其中，第一挡光条的长度等于第一间隙的宽度。
本发明还提供一种灰色调掩膜的制作方法，该制作方法包括：提供基板，其中，基板上铺设有不透光材料层；采用准分子激光烧蚀工艺对基板进行刻蚀，以形成灰色调掩膜；其中，灰色调掩膜包括第一挡光条和第二挡光条，任意两个相邻的第一挡光条之间形成第一间隙，第二挡光条设置在第一间隙内，第一间隙包括相邻的第一挡光条和第二挡光条之间形成的第一缝隙，其中，第二挡光条的长度为a，第一缝隙的宽度为b，第二挡光条的长度a与第一缝隙的宽度b的比值满足：0.9<a/b<1.1。
其中，当第一间隙设置有至少两个第二挡光条时，两个相邻的第二挡光条之间形成第二缝隙，第二缝隙的宽度与第一缝隙的宽度相等。
通过上述方案，本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明的灰色调掩膜包括第一挡光条和第二挡光条，任意两个相邻的第一挡光条之间形成第一间隙，第二挡光条设置在第一间隙内，第一间隙包括相邻的第一挡光条和第二挡光条之间形成的第一缝隙，其中，第二挡光条的长度为a，第一缝隙的宽度为b，第二挡光条的长度a与第一缝隙的宽度b的比值满足：0.9<a/b<1.1，并且，第二挡光条的长度a小于曝光系统的分辨率且大于灰色调掩膜制作系统的分辨率，因此，缩小了灰色调掩 膜的设计范围，能更直接地得到合理的设计方案，减少实验成本，并且得到更好的显影后的光阻轮廓。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明第一实施例的灰色调掩膜的结构示意图；
图2是本发明第二实施例的灰色调掩膜的结构示意图；
图3是本发明灰色调掩膜的制作方法流程示意图。
具体实施例
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。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的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参看图1，图1是本发明第一实施例的灰色调掩膜的结构示意图。如图1所示，本实施例的灰色调掩膜1由基板2及不透光材料层3组成，基板2通常为透明的石英玻璃，不透光材料层3通过溅射的方法镀在基板2表面上，不透光材料层3通常为铬层。灰色调掩膜1包括第一挡光条11和第二挡光条12，其中，第一挡光条11与第二挡光条12由不透光材料层3通过激光刻蚀形成，第一挡光条11的长度大于第二挡光条12的长度。任意两个相邻的第一挡光条11之间形成第一间隙13，第二挡光条12设置在第一间隙13内，在本实施例中，两个相邻的第一挡光条11之间包含一个第二挡光条12，第二挡光条12与两侧的两个第一挡光条11等宽间隔，换句话说，任意相邻的第一挡光条11与第二挡光条12之间形成第一缝隙14，这些第一缝隙14的宽度相等，第一间隙13包括第一缝隙14和第二挡光条12。其中，第二挡光度12的长度为a， 第一缝隙14的宽度为b，第二挡光条12的长度为a与第一缝隙14的宽度b的比值满足：0.9<a/b<1.1。
在本实施例中，第一挡光条11形成灰色调掩膜1的不透光区域，由第一缝隙14与第二挡光条12形成的第一间隙13为灰色调掩膜1的灰阶区域，可半透光，其透光率受第二挡光条12的长度与第一缝隙14的宽度影响。并且，限制第二挡光条12的长度a必须小于曝光系统的最小分辨率，这里指的是黄光机台的最小分辨率，以保证利用该灰色调掩膜1曝光显影后的图形具有模糊化的作用；为了保证灰色调掩膜1正常加工，第二挡光条12的长度a还必须大于该灰色调掩膜1的制作系统的分辨率。
区别于现有技术，本实施例的灰色调掩膜1包括第一挡光条11和第二挡光条12，其中，任意两个相邻的第一挡光条11之间形成第一间隙13，该第一间隙13为该灰色调掩膜1的灰阶区域，第二挡光条12位于第一间隙13内，第二挡光条12与第一挡光条11之间等宽间距形成第一缝隙14，并且，第二挡光条12的长度a满足小于曝光系统的最小分辨率且大于灰色调掩膜1的制作系统的分辨率，此外，第二挡光条12的长度a与第一缝隙14的宽度b的比值范围满足：0.9<a/b<1.1。因而，本实施例揭示的灰色调掩膜1的缩小了设计范围，可以直接地得到合理的设计方案，得到可用的光阻轮廓，实现灰阶掩膜的效果，减少实验成本。
请参看图2，图2是本发明第二实施例的灰色调掩膜的结构示意图。本实施例提示的灰色调掩膜4与第一实施例提示的灰色调掩膜1的不同之处在于任意两个相邻的第一挡光条11之间包含至少两个第二挡光条12，本实施例以包含两个第二挡光条12为例说明。这里需要说明的是，图2中与图1所示的相同标号的元件，其作用大致相同，在此不再赘述。如图2所示，两个相邻的第一挡光条11之间包含两个第二挡光条12，其中，相邻的任意两个挡光条之间等宽设置，也就是说，第一挡光条11与第二挡光条12之间形成的第一缝隙14，第二挡光条12与第二挡光条12之间形成的第二缝隙15，第一缝隙14的宽度和第二缝隙15的宽度 相等。其中，本实施例中第二挡光条12的长度与第一缝隙14或第二缝隙15的宽度相等，即a：b＝1。
其中，在灰色调掩膜4的第一间隙13中，第一缝隙14的个数与第二缝隙15的个数之和等于第二挡光条的个数加1；并且，第一间隙13的宽度为第一间隙13内所有第二挡光条12的长度、第一缝隙14的宽度与第二缝隙15的宽度之和。即在灰色调掩膜4的灰阶区域内，缝隙的个数始终比挡光条的个数多1，灰阶区域的宽度为挡光条的长度与缝隙的宽度和。
其中，灰色调掩膜4的开口率为在第一间隙13内所有第一缝隙14的宽度与第二缝隙15的宽度之和与第一间隙13的比值。例如，在图2中，第一挡光条的长度为4μm，第二挡光条的长度为0.8μm，第一缝隙14与第二缝隙15的宽度均为0.8μm，那么第一间隙13的宽度也为4μm，即第一间隙13的宽度＝2a+3b，其中，第一缝隙14的宽度或第二缝隙15的宽度均用b表示。灰色调掩膜4的开口率＝3b/(2a+3b)，所以灰色调掩膜4的开口率为60.0％。其中，第一挡光条11的长度与第一间隙13的宽度相等。
综上，本实施例提示的灰色调掩膜4只要求第二挡光条12的长度a与第一缝隙14的宽度b的比值范围满足：0.9<a/b<1.1，并且满足传统工艺的要求，即第二挡光条12的长度a小于曝光系统的最小分辨率且大于灰色调掩膜4的制作系统的分辨率，可以得到较好的显影后的光阻轮廓，实现灰阶掩膜效果，而对于第一挡光条11的长度及第一间隙13的宽度的不同设计没有要求，并且对于第一间隙13内的第二挡光条12及第一缝隙14或第二缝隙15的个数也没有限制，从而具有更好的兼容性；并且，通过限制灰阶区域内挡光条的长度与缝隙的宽度的比值范围0.9<a/b<1.1，相对于传统的灰阶掩膜进行了优化设计，缩小了灰色调掩膜4的设计范围，更直接地得到合理的设计方案，减少实验成本。
结合图1，请进一步参看图3，图3为本发明灰色调掩膜1的制作方法流程示意图。该灰色调掩膜1的制作方法包括以下步骤：
S11：提供一基板2，其中，该基板2上铺设有不透光材料层3。
其中，该基板2为石英玻璃，其具有高纯度、低反射率及低热膨胀系数。不透光材料优选为铬，不透光铬层3通过溅射的方法镀在基板上，厚度约为0.1μm。
S12：采用准分子激光烧蚀工艺对基板2进行刻蚀，以形成灰色调掩膜1。
采用一光罩，该光罩具有透光区域及不透光区域，并且光罩的不透光区域对应灰色调掩膜1的第一挡光条11及第二挡光条12，透光区域对应灰色调掩膜1的第一缝隙14。利用激光穿过光罩的透光区域，以在基板2的不透光材料层3上刻蚀出第一缝隙14，而没有经过激光刻蚀的不透光材料层3上形成相应光罩不透光区域的第一挡光条11及第二挡光条12。
因此，利用与灰色调掩膜1具有相应的图形的光罩，采用激光刻蚀工艺，制造出本实施例的灰色调掩膜1，该灰色调掩膜1包括第一挡光条11和第二挡光条12，任意两个相邻的第一挡光条11之间形成第一间隙13，第二挡光条12设置在第一间隙13内，第一间隙13包括相邻的第一挡光条11和第二挡光条12之间形成的第一缝隙14，其中，第二挡光条12的长度为a，所述第一缝隙14的宽度为b，第二挡光条12的长度a与第一缝隙14的宽度b的比值满足：0.9<a/b<1.1。
此外，还可以根据需要，在第一间隙13内设置至少两个第二挡光条12，并且，任意两个相邻的第二挡光条12之间形成第二缝隙15，该第二缝隙15的宽度与第一缝隙14的宽度相等，亦即，任意两个挡光条之间等宽设置。
其中，由于现有技术的限制，第二挡光条12的长度a必须大于灰色调掩膜1制作系统的分辨率，并且小于黄光曝光系统的最小分辨率。
综上所述，区别于现有技术，本发明的灰色调掩膜包括第一挡光条和第二挡光条，任意两个相邻的第一挡光条之间形成第一间隙，第二挡光条设置在第一间隙内，第一间隙包括相邻的第一挡光条和第二挡光条之间形成的第一缝隙，其中，第二挡光条的长度为a，第一缝隙的宽度为b，第二挡光条的长度a与第一缝隙的宽度b的比值满足：0.9<a/b<1.1， 因而，本发明的灰色调掩膜的灰阶区域内的第二挡光条的长度除了满足传统技术的a必须小于黄光曝光系统的最小分辨率且大于灰色调掩膜制作系统的分辨率，并且，本发明的灰色调掩膜的灰阶区域内的第二挡光条与透光缝隙，即第一缝隙的宽度比值范围满足：0.9<a/b<1.1，从而，缩小了灰色调掩膜的设计范围，能更直接地得到合理的设计方案，减少实验成本，并且，得到较好的显影后的光阻轮廓。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。