半色调掩模及制造方法技术

公开了一种半色调掩模及制造方法，其中，通过层叠半透明材料提供能够调节光透过率的所述半色调掩模，其中，可以实现不是基于理论的行为特性而是基于实际过程通过数据库建立起来的光透过率，由此，可以提供透过率在范围很宽的区域内而不是在某特定区域内的所述半色调掩模。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在透明基底上形成有光中断区、半透明区和透明区的半色调掩模及其制造方法。
技术介绍
制造液晶显示器所使用的多配置需要多掩模方法。于是制造方法就变得复杂，从而产生了液晶显示装置的制造成本增加的问题。作为解决上述问题的一个方法，现在的趋势是减少掩模的加工数目。如图1所示，通过光刻过程进行图案化中所使用的普通光掩模包括透明基底11、 形成在透明基底11上能够完全透光的光透过单元13以及能够完全中断光线的光中断单元 15。传统掩模只能用于由曝光-显影-刻蚀构成的一轮光刻过程中，因为传统掩模只能完成一层图案。更具体地说，TFT(thin film transistor，薄膜晶体管)和 CF (color filter，滤色器)沉积/涂覆有许多层，每个沉积/涂覆的层通过光刻过程来图案化。其间，即使只减少一轮光刻过程，也会带来很大的经济效果。然而，常规掩模的结构只能完成一层图案，从而存在不必要的不经济的效率，即制造许多光掩模来实现单独的图案。为了避免上述不利，开发出了狭缝掩模(slit mask)、灰调掩模(gray tone mask) 和半色调掩模。狭缝掩模利用了整个光能量的散射特性，其中，当光通过一个狭缝(不是能保证光波的直线性的狭缝)时会散射到相邻的部分去。然而，在狭缝掩模的情形中，在狭缝中散射的光的分布不均勻，从而每个位置处的曝光能量就有差异，于是，由于在每个位置处的残留膜厚度上形成凹凸，所以残留膜很难获得均勻的厚度。灰阶色调掩模的结构具有光可以完全透过的透明部、将光完全中断的光中断部以及通过减少辐射光的量使光透过的狭缝图案。然而，灰阶色调掩模的不利之处在于，由于是利用透过精细图案的光的衍射现象调节透过光的量，所以在实现狭缝图案上有限制，从而限制了能够被调节的光的透过量，于是，在尺寸大于预定尺度的灰阶掩模的情形中，不能实现均勻的图案化。
技术实现思路
技术问题半色调掩模是这样一种掩模，它具有形成在透明基底上能够完全透光的透明部、 完全中断光线的光中断部以及能够调节透过率以允许光部分透过的半透明部。半色调掩模的优点在于，通过所述半透明部的光能够在每个位置上均勻地通过， 从而在每个位置处都形成均勻的残留膜厚度。然而，半色调掩模的不利之处在于，它需要额外的掩模制造过程，从而增加了制造成本和制造过程的数目。同时，在半色调掩模中，仍然存在减少多个掩模过程的问题。技术方案本专利技术为解决上述问题而公开，本专利技术的一个目标是，通过层叠半透明材料提供能够调节光透过率的半色调掩模，其中，可以实现不是基于理论的行为特性而是基于实际过程通过数据库建立起来的光透过率，由此，可以提供透过率在范围很宽的区域内而不是在某特定区域内的半色调掩模。另一个目标是，提供一种半色调掩模制造方法，该方法能够增加通过实现用半透明材料层叠半透明区所需要的光透过率而制造的半色调掩模的精度，从而在制造形成有半色调掩模和多个半透明区的多色调掩模中，减少制造过程的数目，并通过将相邻半透明区 (在此之上将形成半色调掩模)之间的光透过率的波动范围限制在4%-75%的范围内实现半透明区。在一些示例性实施例中，半色调掩模形成有多个(N个)半透明部，每个半透明部通过层叠至少一个或多个半透明材料而具有不同的光透过率。在一些示例性实施例中，考虑到能够在实际制造过程中精细调节的最大透过率的调节幅度，所述多个(N个)半透明部为，相邻半透明部的光透过率的差异在4%-75%的范围内。在一些示例性实施例中，透过率的调节形成了所述半透明部，其中，通过每个都由同一材料形成的半透明材料的层叠结构来调节所述透过率，或者通过每个都由不同材料形成的半透明材料的层叠结构来调节所述透过率，或者通过每个都由同一或不同材料复合成的半透明材料的层叠结构来调节所述透过率。在一些示例性实施例中，构成用于形成所述半透明部的所述半透明材料的材料为具有 Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al、Zr、Sn、Zn、In、Mg、Hf、V、Nd、Ge、MgO-Al2O3 或 Si3N4 之一作为主要成分的材料，或者为混合有至少两种或多种所述元素的复合材料，或者为在所述单个主要成分材料或所述复合材料中添加有Cox、0X、Nx、Cx、Fx、或Bx中的至少一种的材料。显然，本专利技术能够执行用于制造上述半色调掩模的制造方法。更具体地说，在形成有至少一个或多个半透明部的半色调掩模的制造方法中，每个半透明部层叠有多个半透明材料以调节光透过率。在一些示例性实施例中，通过层叠所述半透明材料调节所述光透过率的步骤可以包括在顺序层叠所述半透明材料之后去除不需要的图案的顺序去除步骤。在一些示例性实施例中，通过层叠所述半透明材料调节所述光透过率的步骤可以包括在顺序层叠所述半透明材料，去除不需要的图案，在所述半色调掩模的特定数目的位置处形成半透明部(顺序去除步骤)。就是说，调节所述透过率所需要的半透明材料被顺序地层叠，然后被顺序地去除， 由此，通过非常简单的过程，留下必须的半透明材料以形成具有多个光透过率的半透明部， 可以调节光透过率。在一些示例性实施例中，通过层叠所述半透明材料调节所述光透过率的步骤可以包括顺序地层叠所述半透明材料，去除不需要的图案，在所述半色调掩模上的特定数目的位置处形成半透明部；以及独立地形成特定的半透明层，由此，可以形成具有不同光透过率的半透明部。另外，很显然，通过层叠所述半透明材料调节所述光透过率的步骤可以包括独立进行所述顺序去除步骤的步骤，或者在所述半色调掩模的至少一个或多个位置处独立进行所述独立形成步骤，以形成所述半透明部。如上所述，在所述半色调掩模中，形成多个所述半透明部，并且，相邻半透明部之间的光透过率的差异优选在4% -75%的范围内。在一些示例性实施例中，在整个过程中去除具体层叠的半透明材料的步骤可以使用光刻的方法。有益效果本专利技术的优点在于，通过层叠半透明材料可以提供能够调节光透过率的半色调掩模，其中，可以实现不是基于理论的行为特性而是基于实际过程通过数据库建立起来的光透过率，由此，可以提供透过率在范围很宽的区域内而不是在某特定区域内的半色调掩模。另一个优点在于，在制造形成有半色调掩模和多个半透明区域的多色调掩模时， 通过在所述半透明部中层叠半透明材料可以实现所需要的光透过率，从而减少了制造过程。再一个优点在于，可以将相邻半透明区之间的光透过率的波动范围限制在 4% -75 %的范围内，从而增加所制造的半色调掩模的精度。还有一个优点是，通过精确限制透过率可以显著地区分相邻的半透明部，从而使刻录图案(使用所述掩模所形成的产品的图案)的控制变容易，以允许使用一个掩模形成多个层以及便于容易地形成刻录图案。附图说明图1是概念图，示出了常规的光掩模；图2是示意图，说明了半色调掩模的层叠结构中的透过率的行为特性；图3和图4是示意图，示出了本专利技术所述的半透明部的示例性实施例；图如和恥是概念图，说明了本专利技术所述的半透明部的透过率调节及其层叠过程；图6a和6b是示意图，示出了本专利技术的另一个示例性实施例所述的半透明部的结构及其制造方法；图7a、7b和7c是示意图，示出了本专利技术的又一个示例性实施例所述的半透明部的结构及其制造方法。具体实施例方式下面将参考附图详细描述本专利技术所述的结构及制造方法。本专利技术的主旨是提供一种半色本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半色调掩模，形成有多个半透明部，每个半透明部通过层叠有至少一个或多个半透明材料而具有不同的光透过率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：白承浩，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：KR