掩膜版及其制作方法技术

一种掩膜版及其制作方法，掩膜版包括：衬底，包括第一表面以及与第一表面相背的第二表面，衬底内具有贯穿衬底的多个开口，所述衬底能够利用半导体刻蚀工艺进行图形化；位于第一表面的掩膜图形层，包括相邻的图形区和遮挡区，图形区具有至少一个贯穿掩膜图形层的通孔，开口露出图形区且每一图形区与开口相对应；保护层，位于掩膜图形层背向衬底一侧的遮挡区表面上；第一牺牲层，位于掩膜图形层和保护层之间。本发明专利技术掩膜版采用半导体工艺所制成，与传统化学刻蚀方式所制成的金属掩膜版相比，半导体工艺能够提高所述掩膜版的质量和通孔精准度，且有利于减小通孔尺寸和掩膜图形层厚度，还能防止掩膜图形层和衬底产生移位，掩膜版的质量和精准度更高。

Mask plate and its making method

A mask plate and a manufacturing method thereof comprise a substrate, including a first surface and a second surface opposite the first surface, with a plurality of openings penetrating the substrate, which can be patterned by a semiconductor etching process, and a mask pattern layer located on the first surface, including adjacent pattern areas. The pattern area has at least one through hole through the mask pattern layer, opening to expose the pattern area and each pattern area corresponds to the opening; the protective layer is located on the surface of the shield area on the side of the substrate from the back of the mask pattern layer; and the first sacrificial layer is located between the mask pattern layer and the protective layer. The mask of the invention is made by semiconductor technology. Compared with the metal mask made by traditional chemical etching method, the semiconductor technology can improve the quality and through hole accuracy of the mask, reduce the through hole size and the thickness of the mask pattern layer, and prevent the shift of the mask pattern layer and substrate, and mask. The quality and accuracy of the film version are even higher.

【技术实现步骤摘要】
掩膜版及其制作方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种掩膜版及其制作方法。
技术介绍
物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，PVD)技术主要分为蒸镀(Evaporation)工艺和溅镀(Sputtering)工艺两种。其中，蒸镀工艺是在基板表面形成功能膜层的主要方式，蒸镀工艺是指在真空蒸镀机(VacuumEvaporator)中将蒸镀源(例如待镀金属、合金或化合物)加热熔化，使其呈分子或原子状态逸出，沉积至基板表面而形成固态薄膜或涂层的方法。目前，蒸镀工艺主要采用金属掩膜版(MetalMask)，所述金属掩膜版具有预设图案的通孔，在蒸镀工艺过程中，所述金属掩膜版固定于基板上，所述基板的待蒸镀面与蒸镀源相对，使来自所述蒸镀源的成膜材料通过所述通孔蒸镀于所述待蒸镀面，以形成预设图案的薄膜。目前OLED(OrganicLight-EmittingDiode，有机发光显示)的金属掩膜版通常使用30μm至50μm厚的因瓦合金(INVAR，又称殷钢)并通过化学刻蚀的方法来制备，首先在因瓦合金表面涂覆光刻胶或感光干膜，通过曝光的方式将掩膜版的精细图案转移在感光膜上，再通过显影和化学刻蚀的方式制成精细金属掩膜版，通过该方法其精度通常在微米级，一般最小只能做到25μm至40μm，因此制成的金属掩膜版的质量和精准度不能很好的满足工艺需求要求。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种掩膜版及其制作方法，提高掩膜版的质量和精准度。为解决上述问题，本专利技术提供一种掩膜版，包括：衬底，所述衬底包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面，所述衬底内具有贯穿所述衬底的多个开口，所述衬底能够利用半导体刻蚀工艺进行图形化；位于所述第一表面的掩膜图形层，所述掩膜图形层包括相邻的图形区和遮挡区，所述图形区具有至少一个贯穿所述掩膜图形层的通孔，其中，所述开口露出所述图形区，且每一图形区与所述开口相对应；保护层，位于所述掩膜图形层背向所述衬底一侧的遮挡区表面上；第一牺牲层，位于所述掩膜图形层和所述保护层之间。相应的，本专利技术还提供一种掩膜版的制作方法，包括：提供衬底，所述衬底包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面；在所述第一表面上形成掩膜材料层；图形化所述掩膜材料层，形成图形区以及与所述图形区相邻的遮挡区，在所述图形区形成至少一个贯穿所述掩膜材料层的通孔，且图形化后的剩余掩膜材料层作为掩膜图形层；形成覆盖所述掩膜图形层的第一牺牲层，所述第一牺牲层还填充所述通孔；在所述遮挡区的第一牺牲层上形成保护层；形成所述保护层后，刻蚀所述衬底的第二表面，在所述衬底内形成贯穿所述衬底且露出所述图形区的多个开口，且每一开口与所述图形区相对应；形成所述开口后，以所述保护层和衬底为掩膜，去除所述图形区的第一牺牲。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术在衬底的第一表面上形成掩膜材料层后，图形化所述掩膜材料层，以形成具有通孔的掩膜图形层，且形成覆盖所述掩膜图形层的第一牺牲层、以及位于所述第一牺牲层表面的保护层后，刻蚀所述衬底的第二表面，在所述衬底内形成露出所述图形区的多个开口，随后以所述保护层和衬底为掩膜，去除所述图形区的第一牺牲层；本专利技术所述掩膜版采用沉积、光刻和刻蚀等半导体工艺所制成，与采用传统化学刻蚀方式所制成的金属掩膜版(例如精细金属掩膜版)相比，半导体工艺能够提高所述掩膜版的质量和通孔精准度，且还有利于减小所述通孔的尺寸以及所述掩膜图形层的厚度，以满足半导体结构特征尺寸的不断减小，改善所述通孔尺寸和所述掩膜图形层厚度对蒸镀工艺的限制；此外，所述掩膜图形层通过半导体工艺形成于所述衬底上，所述衬底能够对所述掩膜图形层起到支撑和固定作用，与通过激光焊接的方式将金属掩膜版焊接于金属掩膜版框架上的方案相比，还能够防止所述掩膜图形层和所述衬底产生移位；所以，本专利技术所述掩膜版的质量和精准度更高，有利于提高蒸镀工艺的精度。可选方案中，所述掩膜图形层包括朝向所述衬底第一表面的第三表面、以及与所述第三表面相背的第四表面，所述掩膜版还包括金属层，所述金属层覆盖所述第四表面以及所述通孔的侧壁，或者覆盖所述第三表面，或者覆盖所述第三表面和第四表面；所述金属层可以对所述掩膜图形层起到支撑作用，能够降低所述掩膜图形层发生弯曲变形或断裂的概率，同时，在蒸镀工艺完成之后，通常需对掩膜版进行清洗，所述金属层还能够在所述清洗过程中对所述掩膜图形层起到保护作用，防止所述掩膜图形层被清洗溶液所腐蚀，从而有利于增加所述掩膜版的使用寿命。附图说明图1是本专利技术掩膜版一实施例的结构示意图；图2是本专利技术掩膜版另一实施例的结构示意图；图3至图10是本专利技术掩膜版的制作方法第一实施例中各步骤对应的结构示意图；图11至图15是本专利技术掩膜版的制作方法第二实施例中各步骤对应的结构示意图；图16和图17是本专利技术掩膜版的制作方法第三实施例中各步骤对应的结构示意图；图18至图21是本专利技术掩膜版的制作方法第四实施例中各步骤对应的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，金属掩膜版的质量和精准度不能很好的满足工艺需求要求。为了解决所述技术问题，本专利技术采用沉积、光刻和刻蚀等半导体工艺制成掩膜版，与采用传统化学刻蚀方式所制成的金属掩膜版相比，半导体工艺能够提高所述掩膜版的质量和通孔精准度，从而提高所述掩膜版的质量和精准度，有利于提高蒸镀工艺的精度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1是本专利技术掩膜版一实施例的结构示意图。本实施例中，所述掩膜版包括：衬底10，所述衬底10包括第一表面12以及与所述第一表面12相背的第二表面13，所述衬底10内具有贯穿所述衬底10的多个第一开口11，所述衬底10能够利用半导体刻蚀工艺进行图形化；位于所述第一表面12的掩膜图形层30，所述掩膜图形层30包括相邻的图形区I和遮挡区II，所述图形区I具有至少一个贯穿所述掩膜图形层30的通孔31，其中，所述第一开口11露出所述图形区I，且每一图形区I与所述第一开口11相对应。所述掩膜版为蒸镀用掩膜版，且所述掩膜版采用沉积、光刻和刻蚀等半导体工艺所制成，与采用传统化学刻蚀方式所制成的金属掩膜版相比，半导体工艺能够提高所述掩膜版的质量和所述通孔31的精准度；且所述掩膜图形层30通过半导体工艺形成于所述衬底10上，所述衬底10能够对所述掩膜图形层30起到支撑和固定作用，而传统金属掩膜版通常需通过激光焊接的方式焊接于金属掩膜版框架上才能使用，在焊接过程中，容易出现对所述金属掩膜版施加的张力不均匀或热效应等问题，从而导致所述金属掩膜版和所述金属掩膜版框架产生移位，因此与传统金属掩膜版相比，本实施例还能够防止所述掩膜图形层30和所述衬底10产生移位；因此，本实施例所述掩膜版的质量和精准度较高。本实施例中，所述衬底10能够利用半导体刻蚀工艺进行图形化，所述第一开口11通过半导体刻蚀工艺所形成。本实施例中，所述衬底10为半导体衬底。半导体衬底为半导体工艺中常用的衬底类型。具体地，所述衬底10为硅衬底。在其他实施例中，所述衬底的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等其他材料，所述衬底还能够为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底等其他类型的半导体衬底。所述衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掩膜版，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面，所述衬底内具有贯穿所述衬底的多个开口，所述衬底能够利用半导体刻蚀工艺进行图形化；位于所述第一表面的掩膜图形层，所述掩膜图形层包括相邻的图形区和遮挡区，所述图形区具有至少一个贯穿所述掩膜图形层的通孔，其中，所述开口露出所述图形区，且每一图形区与所述开口相对应；保护层，位于所述掩膜图形层背向所述衬底一侧的遮挡区表面上；第一牺牲层，位于所述掩膜图形层和所述保护层之间。

【技术特征摘要】
1.一种掩膜版，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面，所述衬底内具有贯穿所述衬底的多个开口，所述衬底能够利用半导体刻蚀工艺进行图形化；位于所述第一表面的掩膜图形层，所述掩膜图形层包括相邻的图形区和遮挡区，所述图形区具有至少一个贯穿所述掩膜图形层的通孔，其中，所述开口露出所述图形区，且每一图形区与所述开口相对应；保护层，位于所述掩膜图形层背向所述衬底一侧的遮挡区表面上；第一牺牲层，位于所述掩膜图形层和所述保护层之间。2.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述掩膜图形层包括朝向所述第一表面的第三表面、以及与所述第三表面相背的第四表面；所述掩膜版还包括金属层，所述金属层覆盖所述第四表面以及所述通孔的侧壁；或者，所述金属层覆盖所述第三表面；或者，所述金属层覆盖所述第三表面和第四表面。3.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述掩膜版还包括：第二牺牲层，位于所述衬底和所述掩膜图形层之间。4.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述掩膜图形层的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、多晶硅或铝。5.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述衬底为硅衬底、锗衬底、锗化硅衬底、碳化硅衬底、砷化镓衬底、镓化铟衬底、绝缘体上的硅衬底或绝缘体上的锗衬底。6.如权利要求2所述的掩膜版，其特征在于，所述通孔为圆形通孔，位于所述通孔侧壁上的金属层厚度小于所述通孔的半径。7.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述通孔的深度为2μm至10μm。8.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述第一牺牲层的厚度为2μm至10μm。9.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述保护层的厚度为2μm至10μm。10.一种掩膜版的制作方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面；在所述第一表面上形成掩膜材料层；图形化所述掩膜材料层，形成图形区以及与所述图形区相邻的遮挡区，在所述图形区形成至少一个贯穿所述掩膜材料层的通孔，且图形化后的剩余掩膜材料层作为掩膜图形层；形成覆盖所述掩膜图形层的第一牺牲层，所述第一牺牲层还填充所述通孔；在所述遮挡区的第一牺牲层上形成保护层；形成所述保护层后，刻蚀所述衬底的第二表面，在所述衬底内形成贯穿所述衬底且露出所述图形区的多个开口，且每一开口与所述图...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟彬，罗海龙，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33