專利名稱：半色調(diào)掩模板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及掩模板及其制造方法，特別涉及一種半色調(diào)掩模板及其制造 方法。
背景技術：
半色調(diào)掩模板為在透明的基板上設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū) 域的干凈的基板，其中半透射區(qū)域的透射率介于非透射區(qū)域和透射區(qū)域的透 射率之間。因此使用半色調(diào)掩模板照射光刻膠時，在非透射區(qū)域留有全部光 刻膠、在半透射區(qū)域殘留部分光刻膠、在透射區(qū)域完全去掉光刻膠，從而可 以達到用 一個半色調(diào)掩^t板蝕刻兩個區(qū)域的目的。
目前，通過多次掩模工藝制造陣列基板或互補型氧化金屬半導體
(Complementary Metal Oxide Semiconductor,簡稱為C0MS )的過程中，所 使用的半色調(diào)掩模板通常設計在掩模板一面。即為在掩模板一面沉積掩模 板材料(MaskMaterial ),通過后續(xù)工藝在掩模板材料表面形成半透射區(qū)域， 然后在掩模材料表面沉積半色調(diào)材料(Half Tone Material),通過后續(xù)工 藝蝕刻除半透射區(qū)域外的半色調(diào)材料。其中掩模板材料通常為鉻(Cr)、半 色調(diào)材料通常為多氧化鉻(CrOx)。在基板一面用兩種材料形成半色調(diào)掩模 板是比較常用的方法，并且被大多生產(chǎn)廠商所采用。 現(xiàn)有技術半色調(diào)掩模板的制造方法如下
圖1為現(xiàn)有技術沉積Cr層的示意圖。在設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和 透射區(qū)域的基板1 一面沉積Cr層2。
圖2為現(xiàn)有技術涂布光刻膠的示意圖。在Cr層2表面涂布光刻膠4，然后通過光刻工藝去掉半透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠4。
圖3為現(xiàn)有技術形成非透射區(qū)域的示意圖。通過蝕刻工藝去掉未^L光刻 膠覆蓋的Cr層2，形成被Cr層2覆蓋的非透射區(qū)域。
圖4為現(xiàn)有技術去掉光刻膠的示意圖。通過去膠工藝去掉剩余光刻膠4。
圖5為現(xiàn)有技術沉積Cr0x層的示意圖。在設置有Cr層2的基板1 一面 沉積Cr0x層3，使CrOx層3覆蓋整個基板1。
圖6為現(xiàn)有技術涂布光刻膠的示意圖。在CrOx層3表面涂布光刻膠4, 然后通過光刻工藝去掉除半透射區(qū)域外的光刻膠4。
圖7為現(xiàn)有技術形成半透射區(qū)域的示意圖。通過蝕刻工藝去掉未被光刻 膠4覆蓋的CrOx層3,形成被CrOx層3覆蓋的半透射區(qū)域。
圖8為現(xiàn)有技術去掉光刻膠的示意圖。通過去膠工藝去掉位于CrOx層3 上的光刻膠，完成半色調(diào)掩模板的制造。
圖9a為現(xiàn)有方法制造的半色調(diào)掩才莫板示意圖。掩才莫板表面有A區(qū)域、B 區(qū)域和C區(qū)域，其中A區(qū)域為非透射區(qū)域；B區(qū)域和C區(qū)域為半透射區(qū)域。但 是這種半色調(diào)掩模板在C區(qū)域出現(xiàn)重疊沉積的現(xiàn)象，即C區(qū)域材料層的厚度 大于B區(qū)域材料層的厚度，導致B區(qū)域和C區(qū)域具有不同的透射率。
圖9b為現(xiàn)有方法制造的另一半色調(diào)掩模板示意圖。A區(qū)域為非透射區(qū)域; B區(qū)域和C區(qū)域為半透射區(qū)域，其中C區(qū)域為透射率漸變的區(qū)域，導致了半透 射區(qū)域具有多個透射率。
通過現(xiàn)有方法制造的半色調(diào)掩模板都在基板一面沉積兩種材料，導致在 半透射區(qū)域出現(xiàn)材料層重疊沉積的情況，使其在半透射區(qū)域具有多個透射率， 降低半色調(diào)掩模板的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種半色調(diào)掩模板及其制造方法，有效解決通過現(xiàn) 有方法制造的半色調(diào)掩模板半透射區(qū)域具有多個透射率的缺陷。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種半色調(diào)掩模板，包括基板，基板設 有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域，非透射區(qū)域設置有第一掩模材料層， 半透射區(qū)域設置有可調(diào)節(jié)透射率的第二掩模材料層，第 一掩沖莫材料層位于基 板的一面，第二掩沖莫材料層位于基板的另一面。
其中，第 一掩模材料層和第二掩模材料層部分重疊。
其中，第一掩模材料層為4各層、鉬層或鈦層；第二掩模材料層為多氧化 鉻層、硅層、鉻層、鉬層或鈦層。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種半色調(diào)掩^^板的制造方法，包括 分別在基板的二面上形成作為非透射區(qū)域的第一掩模材料層和作為半透射區(qū) 域的第二掩模材料層。
其中，分別在基板的二面上形成作為非透射區(qū)域的第一掩模材料層和作 為半透射區(qū)域的第二掩模材料層具體為步驟IOI、通過沉積工藝在設有非透 射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域的基板的一面沉積第一掩模材料層；步驟102、 通過沉積工藝在第一掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工藝去掉位于半 透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；步驟103、通過蝕刻工藝完全去掉位于半透射 區(qū)域和透射區(qū)域的第一掩模材料層；步驟104、通過去膠工藝去掉剩余的光刻 膠；步驟105、通過沉積工藝在基板的另一面沉積可調(diào)節(jié)透射率的第二掩模材 料層；步驟106、通過沉積工藝在第二掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻 工藝去掉位于非透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；步驟107、通過蝕刻工藝去掉 非透射區(qū)域和透射區(qū)域的第二掩模材料層；步驟108、通過去膠工藝去掉剩余 的光刻膠。
其中，分別在基板的二面上形成作為非透射區(qū)域的第 一掩沖莫材料層和作 為半透射區(qū)域的第二掩模材料層具體為步驟201、通過沉積工藝在設有非透 射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域的基板一面沉積可調(diào)節(jié)透射率的第二掩^f莫材 料層；步驟202、通過沉積工藝在第二掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻 工藝去掉位于非透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；步驟203、通過蝕刻工藝去掉非透射區(qū)域和透射區(qū)域的第二掩模材料層；步驟204、通過去膠工藝去掉剩余 的光刻膠；步驟205、通過沉積工藝在基板另一面沉積第一掩模材料層；步驟 206、通過沉積工藝在第一掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工藝去掉位 于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；步驟207、通過蝕刻工藝完全去掉位于半 透射區(qū)域和透射區(qū)域的第一掩模材料層；步驟208、通過去膠工藝去掉剩余的 光刻月交。
其中，第 一掩模材料層和第二掩模材料層部分重疊。 其中，步驟204和步驟205之間包括步驟通過沉積工藝在基板的另一 面形成保護層，保護層覆蓋所形成的第二掩模材料層。 其中，步驟208后還包括步驟去掉保護層。
其中，在基板上形成作為非透射區(qū)域的第一掩模材料層具體為形成鉻 層、鉬層或鈦層；在基板上形成作為半透射區(qū)域的第二掩^t材料層具體為 形成多氧化鉻層、硅層、鉻層、鉬層或鈦層。
本發(fā)明提供的半色調(diào)掩模板，通過在基板兩面分別設置掩模板材料層的 結構，解決了現(xiàn)有的半色調(diào)掩模板在半透射區(qū)域出現(xiàn)的材料層重疊沉積的問 題，有效提高了半色調(diào)掩模板透射率的均勻性，從而提高了半色調(diào)掩模板的 質(zhì)量。
本發(fā)明提供的半色調(diào)掩模板的制造方法，通過在基板兩面分別形成覆蓋 有第 一掩模材料層的非透射區(qū)域和覆蓋有第二掩模材料層的半透射區(qū)域的方 法，解決了現(xiàn)有制造方法中半色調(diào)掩模板的半透射區(qū)域出現(xiàn)材料層重疊沉積 的問題，有效提高了半色調(diào)掩模板透射率的均勻性，從而提高了半色調(diào)掩模 板的質(zhì)量。同時本發(fā)明提供的制造方法，通過在已形成的材料層上形成保護 層，可以防止在蝕刻工藝中所使用的不同蝕刻物質(zhì)和已形成的材料層產(chǎn)生化 學反應的缺陷，因此可以減少相應的保護措施，從而不僅使制造過程簡單化， 還提高了半色調(diào)掩模板的質(zhì)量。
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為現(xiàn)有技術沉積Cr層的示意圖2為現(xiàn)有技術涂布光刻膠的示意圖3為現(xiàn)有技術形成非透射區(qū)域的示意圖4為現(xiàn)有技術去掉光刻膠的示意圖5為現(xiàn)有技術沉積Cr0x層的示意圖6為現(xiàn)有技術涂布光刻膠的示意圖7為現(xiàn)有技術形成半透射區(qū)域的示意圖8為現(xiàn)有技術去掉光刻膠的示意圖9a為用現(xiàn)有方法制造的半色調(diào)掩模板的示意圖9b為用現(xiàn)有方法制造的另一半色調(diào)掩模板的示意圖10為本發(fā)明半色調(diào)掩^^莫板的結構示意圖11為本發(fā)明半色調(diào)掩才莫板的另一結構示意圖12為本發(fā)明半色調(diào)掩模板的制造方法第一實施例的流程圖13為本發(fā)明半色調(diào)掩模板的制造方法第二實施例的流程圖。
附圖標記說明
l一基板； 2—Cr層； 3—Cr0x層；
4一光刻膠； 5 —第一掩模材料層； 6—第二掩模材料層。
具體實施例方式
圖10為本發(fā)明半色調(diào)掩模板的結構示意圖。如圖IO所示，半色調(diào)掩模 板包括干凈透明的基板l、第一掩模材料層5和可調(diào)節(jié)透射率的第二掩模材 料層6，其中基板l設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域。基板l一面的 非透射區(qū)域設有第一掩模材料層5、基板1另一面的半透射區(qū)域設有第二掩模 材料層6。本實施例提供半色調(diào)掩模板，通過在基板兩面分別設置掩模板材料層的 結構，解決了現(xiàn)有的半色調(diào)掩模板在半透射區(qū)域出現(xiàn)的材料層重疊沉積的問 題，有效提高了半色調(diào)掩模板透射率的均勻性，從而提高了半色調(diào)掩模板的 質(zhì)量。
進一步的，基板為玻璃基板、石英基板或藍寶石基板；第一掩模材料層 為Cr層、鉬(以下簡稱為"Mo")層或鈦(以下簡稱為"Ti")層；第 二掩模材料層為Cr0x層、硅(以下簡稱為"Si")層或硬度較大的金屬層， 如Cr層、Mo層或Ti層等。
圖11為本發(fā)明半色調(diào)掩模板的另一結構示意圖。如圖11所示，半色調(diào) 掩模板包括干凈透明的基板l、第一掩模材料層5和可調(diào)節(jié)透射率的第二掩 模材料層6，其中基板l設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域?；錶一 面的非透射區(qū)域設有第一掩才莫材料層5、基板1另一面的半透射區(qū)域設有第二 掩模材料層6，并且第一掩模材料層5和第二掩模材料層6部分重疊，重疊區(qū) 域為D。
本實施例提供半色調(diào)掩模板，通過使第一掩模材料層和第二掩模材料層 部分重疊，可以防止非透射區(qū)域和半透射區(qū)域相鄰的區(qū)域出現(xiàn)漏光現(xiàn)象，從 而進一步提高半色調(diào)掩模板的質(zhì)量。
本發(fā)明半色調(diào)掩模板的制造方法包括包括分別在基板的二面上形成作 為非透射區(qū)域的第 一掩模材料層和作為半透射區(qū)域的第二掩模材料層。
圖12為本發(fā)明半色調(diào)掩模板的制造方法第一實施例的流程圖，具體為
步驟IOI、通過沉積工藝在設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域的基 板一面沉積第 一掩模材料層；
步驟102、通過沉積工藝在第一掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工 藝去掉位于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；
步驟10 3 、通過蝕刻工藝完全去掉位于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的第 一掩模 材料層；步驟104、通過去膠工藝去掉剩余的光刻膠；
步驟105 、通過沉積工藝在基板的另 一面沉積可調(diào)節(jié)透射率的第二掩^^莫材
料層；
步驟106、通過沉積工藝在第二掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工 藝去掉位于非透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；
步驟107、通過蝕刻工藝去掉非透射區(qū)域和透射區(qū)域的第二掩模材料層； 步驟108、通過去膠工藝去掉剩余的光刻膠。
本實施例提供半色調(diào)掩模板的制造方法，通過在基板兩面分別形成覆蓋 有第 一掩模材料層的非透射區(qū)域和覆蓋有第二掩模材料層的半透射區(qū)域的方 法，解決了現(xiàn)有制造方法中半色調(diào)掩模板的半透射區(qū)域出現(xiàn)材料層重疊沉積 的問題，有效提高了半色調(diào)掩模板透射率的均勻性，從而提高了半色調(diào)掩模 板的質(zhì)量。
進一步地，所形成的第一掩模材料層和第二掩模材料層部分重疊，這樣 可以產(chǎn)生防止第 一掩模材料層和第二掩模材料層相鄰的區(qū)域漏光的有益效 果，另外還可以提高工程容差。
更進一步地，基板可以為玻璃基板、石英基板或藍寶石基板；第一掩模 材料層為Cr層、Mo層或Ti層；第二掩模材料層為Cr0x層、Si層或硬度較 大的金屬層，如Cr層、Mo層或Ti層等。
圖13為本發(fā)明半色調(diào)掩才莫板的制造方法第二實施例的流程圖，具體為
步驟201、通過沉積工藝在設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域的基 板一 面沉積可調(diào)節(jié)透射率的第二掩模材料層；
步驟202、通過沉積工藝在第二掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工 藝去掉位于非透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；
步驟203、通過蝕刻工藝去掉非透射區(qū)域和透射區(qū)域的第二掩模材料層；
步驟204、通過去膠工藝去掉剩余的光刻膠；
步驟205、通過沉積工藝在基板另一面沉積第一掩模材料層；步驟206、通過沉積工藝在第一掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工 藝去掉位于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；
步驟207 、通過蝕刻工藝完全去掉位于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的第 一掩模 材料層；
步驟208、通過去膠工藝去掉剩余的光刻膠。
進一步地，在本實施例中，形成覆蓋有第二掩模材料層的半透射區(qū)域時， 使用硬度較大的金屬材料形成半透射區(qū)域，如Cr、 Mo或Ti等，這樣可以防 止制造過程中因翻轉或傳送引起半透射區(qū)域被刮擦的現(xiàn)像，有助于進一步提 高半色調(diào)掩模板的質(zhì)量。
進一步地，在本實施例中步驟204和步驟205之間增加步驟通過沉積 工藝在基板的另一面形成保護層，保護層覆蓋所形成的第二掩模材料層。該 半色調(diào)掩模板的制造方法，通過先形成覆蓋有第二掩模材料層的半透射區(qū)域， 并且再形成保護層，然后形成覆蓋有第一掩模材料層的非透射區(qū)域的制造方 法，有效解決了先形成半透射區(qū)域后翻轉或傳送基板時半透射區(qū)域有可能受 到物理損傷的缺陷，同時還可以防止蝕刻工藝中所使用的蝕刻物質(zhì)和已形成 的材料層產(chǎn)生化學反應，因此可以減少相應的保護措施，從而不僅使制造過 程簡單化，還提高了半色調(diào)掩模板的質(zhì)量。
步驟204和步驟205之間包括步驟通過沉積工藝在基板的另一面形成 保護層，保護層覆蓋所形成的第二掩模材料層；步驟208后還包括步驟去 掉保護層。
再進一步地，步驟208后還增加步驟去掉保護層。該半色調(diào)掩模板的 制造方法，通過去掉已經(jīng)形成在半透射區(qū)域上的保護層的制造方法，不僅有 效解決了先形成半透射區(qū)域后翻轉或傳送基板時半透射區(qū)域有可能受到物理 損傷的缺陷，而且還解決了保護層有可能影響半透射區(qū)域透射率的缺陷，同 時還可以防止蝕刻工藝中所使用的蝕刻物質(zhì)和已形成的材料層產(chǎn)生化學反應，從而提高了半色調(diào)掩模板的質(zhì)量。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其 限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術 人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或 者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技
術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1、一種半色調(diào)掩模板，包括基板，所述基板設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域，所述非透射區(qū)域設置有第一掩模材料層，所述半透射區(qū)域設置有可調(diào)節(jié)透射率的第二掩模材料層，其特征在于所述第一掩模材料層位于所述基板的一面，所述第二掩模材料層位于所述基板的另一面。
2、 根據(jù)權利要求l所述的半色調(diào)掩模板，其特征在于所述第一掩模材 料層和所述第二掩模材料層部分重疊。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的半色調(diào)掩模板，其特征在于所述第一掩 模材料層為鉻層、鉬層或鈦層；所述第二掩模材料層為多氧化鉻層、硅層、 鉻層、鉬層或鈦層。
4、 一種半色調(diào)掩模板的制造方法，其特征在于，包括分別在基板的二面 上形成作為非透射區(qū)域的第 一掩模材料層和作為半透射區(qū)域的第二掩模材料 層。
5、 根據(jù)權利要求4所述的半色調(diào)掩模板的制造方法，其特征在于，分別 在基板的二面上形成作為非透射區(qū)域的第 一掩模材料層和作為半透射區(qū)域的 第二掩模材料層具體為步驟IOI、通過沉積工藝在設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域的基 板的 一 面沉積第 一掩模材料層；步驟102、通過沉積工藝在第一掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工 藝去掉位于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；步驟10 3 、通過蝕刻工藝完全去掉位于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的第 一掩模 材料層；步驟104、通過去膠工藝去掉剩余的光刻膠；步驟105、通過沉積工藝在所述基板的另 一 面沉積可調(diào)節(jié)透射率的第二掩 模材料層；步驟106、通過沉積工藝在第二掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工藝去掉位于非透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；步驟107、通過蝕刻工藝去掉非透射區(qū)域和透射區(qū)域的第二掩;f莫材料層； 步驟108、通過去膠工藝去掉剩余的光刻膠。
6、 根據(jù)權利要求4所述的半色調(diào)掩模板的制造方法，其特征在于，分別在基板的二面上形成作為非透射區(qū)域的第 一掩模材料層和作為半透射區(qū)域的 第二掩模材料層具體為步驟201、通過沉積工藝在設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域的基 板一面沉積可調(diào)節(jié)透射率的第二掩模材料層；步驟202、通過沉積工藝在第二掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工 藝去掉位于非透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；步驟203、通過蝕刻工藝去掉非透射區(qū)域和透射區(qū)域的第二掩模材料層；步驟204、通過去膠工藝去掉剩余的光刻膠；步驟205、通過沉積工藝在所述基板另一面沉積第一掩才莫材料層；步驟206、通過沉積工藝在第一掩模材料層表面覆蓋光刻膠，通過光刻工 藝去掉位于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的光刻膠；步驟207 、通過蝕刻工藝完全去掉位于半透射區(qū)域和透射區(qū)域的第 一掩模 材料層；步驟208、通過去膠工藝去掉剩余的光刻膠。
7、 根據(jù)權利要求4、 5或6所述的半色調(diào)掩模板的制造方法，其特征在 于所述第一掩模材料層和所述第二掩^t材料層部分重疊。
8、 根據(jù)權利要求6所述的半色調(diào)掩模板的制造方法，其特征在于所述 步驟204和步驟205之間包括步驟通過沉積工藝在所述基板的另一面形成 保護層，所述保護層覆蓋所形成的第二掩模材料層。
9、 根據(jù)權利要求8所述的半色調(diào)掩模板的制造方法，其特征在于所述 步驟208后還包括步驟去掉所述保護層。
10、 根據(jù)權利要求4、 5或6所述的半色調(diào)掩模板的制造方法，其特征在于所述在基板上形成作為非透射區(qū)域的第一掩模材料層具體為形成鉻層、 鉬層或鈦層；所述在基板上形成作為半透射區(qū)域的第二掩模材料層具體為 形成多氧化鉻層、硅層、鉻層、鉬層或鈦層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半色調(diào)掩模板及其制造方法，半色調(diào)掩模板包括基板，基板設有非透射區(qū)域、半透射區(qū)域和透射區(qū)域，非透射區(qū)域設置有第一掩模材料層，半透射區(qū)域設置有可調(diào)節(jié)透射率的第二掩模材料層，第一掩模材料層位于基板的一面，第二掩模材料層位于基板的另一面。半色調(diào)掩模板的制造方法，括分別在基板的二面上形成作為非透射區(qū)域的第一掩模材料層和作為半透射區(qū)域的第二掩模材料層。本發(fā)明有效解決了半透射區(qū)域出現(xiàn)材料層重疊沉積的現(xiàn)象和蝕刻工藝中所使用的蝕刻物質(zhì)和已形成的材料層產(chǎn)生化學反應的現(xiàn)象，從而提高了半色調(diào)掩模板的質(zhì)量。
文檔編號G03F1/32GK101408724SQ200710175648
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權日2007年10月9日
發(fā)明者劉圣烈, 崔瑩石 申請人:北京京東方光電科技有限公司