光罩、阵列基板及其制作方法、显示面板及电子设备与流程

1.本发明涉及半导体制作技术领域，尤其涉及一种光罩、阵列基板及其制作方法、显示面板及电子设备。


背景技术：

2.半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的，大部分的电子产品计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都是和半导体有着极为密切的关联。半导体芯片为高精度产品制作，最关键的工艺为曝光机，俗称光刻机，多少纳米的芯片，取决于曝光机中一个重要的辅材光罩。申请人发现，曝光过程中，光线通过光罩会造成散射，造成形成基板上的光阻散射尺寸比实际光罩图案的尺寸宽，降低了制作精度。
3.鉴于此，有必要提供一种新的光罩、阵列基板及其制作方法、显示面板及电子设备，以解决或至少缓解上述技术缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种光罩、阵列基板及其制作方法、显示面板及电子设备，旨在解决现有技术中光线通过光罩发生散射，造成制作精度降低的技术问题。
5.为实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种光罩，包括基体和设置于所述基体上的图案层，所述基体为凸透镜。
6.在一实施例中，所述图案层包括不透光层和设置于所述不透光层上的透光孔，所述凸透镜暴露于所述透光孔。
7.在一实施例中，所述基体为石英玻璃基体。
8.在一实施例中，所述图案层为铬层。
9.根据本发明的又一个方面，本发明还提供一种阵列基板的制作方法，所述阵列基板的制作方法采用了上述所述的光罩，所述阵列基板的制作方法包括以下步骤：
10.在基板上设置负光阻层；
11.控制光线透过所述光罩对所述负光阻层进行曝光；
12.采用显影液对曝光后的所述负光阻层进行显影，以去除所述负光阻层中未曝光部分；
13.对所述基板未覆盖所述负光阻层的位置进行蚀刻；
14.去除剩余的经过爆光的所述负光阻层。
15.在一实施例中，所述去除剩余的经过爆光的负光阻层的步骤之后，还包括步骤：
16.对去除负光阻层后的基板进行清洗。
17.在一实施例中，所述采用显影液对曝光后的所述负光阻层进行显影的步骤包括：
18.采用碱性显影液对曝光后的所述负光阻层进行显影。
19.在一实施例中，所述对所述基板未覆盖所述负光阻层的位置进行蚀刻的步骤包括：
20.对所述基板未覆盖负所述光阻层的位置进行干法蚀刻或湿法蚀刻。
21.根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种阵列基板，所述阵列基板由上述阵列基板的制作方法制成。
22.根据本发明的还一个方面，本发明还提供一种显示面板，所述显示面板包括彩膜基板和上述所述的阵列基板，所述阵列基板和所述彩膜基板面向设置。
23.根据本发明的再一个方面，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述所述的阵列基板，或：包括上述所述的显示面板。
24.上述方案中，光罩包括基体和设置于基体上的图案层，图案层一般由不透光的材料制成，图案层形成有图形，经过曝光、显影、蚀刻等工序后能够将对应的图形转移到基板上。基体一般由透明材料制成，光线可以从图案层的孔隙和外边缘射入到基体上，并透过基体入射到光阻层上。当光线通过图案层的孔隙时会发生散射，造成实际入射到光阻层上的关键尺寸偏宽，降低了最终产品的精度。该发明通过将基体成设计为由凸透镜制成，光线通过图案层的间隙入射到凸透镜上，虽然同样会产生光的散射，但当光线穿过凸透镜时，由于凸透镜具有汇聚光线的作用，能够减小或抵消光的散射作用，使得穿过凸透镜后入射到光阻层上的光线与光罩的实际间隙大小相同或更相近，提高了制作精度。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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方式，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示出的结构获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例光罩的剖面结构示意图；
27.图2为本发明第一实施例阵列基板的制作方法的流程示意图；
28.图3为本发明第二实施例阵列基板的制作方法的流程示意图；
29.图4为本发明第一实施例阵列基板的制作方法的光线透过光罩照射到基板上示意图；
30.图5为本发明第一实施例阵列基板的制作方法的曝光后光阻层和基板的结构示意图；
31.图6为本发明第一实施例阵列基板的制作方法的显影后剩余光阻层和基板的结构示意图。
32.标号说明：
33.100、光罩；1、图案层；11、不透光层；12、透光孔；2、基体；21、凸透镜；3、基板；4、负光阻层；41、未曝光部分；42、曝光部分。
34.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清
楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
38.并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
39.参照图1，根据本发明的一个方面，本发明提供一种传感器，包括光罩100，包括基体2和设置于基体2上的图案层1，基体2为凸透镜21。
40.光罩100，又称掩膜版或掩模版。制作半导体芯片时，首先在基板3上设置一层光阻层，光线通过光罩100照射到光阻层上，称为曝光。曝光过程中，由于光线通过光罩100会发生散射，造成照射到光阻层上的光线比实际光线宽，影响后续显影和蚀刻的精度，最终导致制作的半导体芯片精度低。上述实施例中，光罩100包括基体2和设置于基体2上的图案层1，图案层1一般由不透光的材料制成，图案层1形成有图形，经过曝光、显影、蚀刻等工序后能够将对应的图形转移到基板3上。基体2一般由透明材料制成，光线可以从图案层1的孔隙和外边缘射入到基体2上，并透过基体2入射到光阻层上。当光线通过图案层1的孔隙时会发生散射，造成实际入射到光阻层上的关键尺寸(关键尺寸，英文全称：critical dimension，简称cd，是指在集成电路光掩模制造及光刻工艺中为评估及控制工艺的图形处理精度，特设计一种反映集成电路特征线条宽度的专用线条图形偏宽)，降低了最终产品的精度。该实施例通过将基体2成设计为由凸透镜21制成，光线通过图案层1的间隙入射到凸透镜21上，虽然同样会产生光的散射，但当光线穿过凸透镜21时，由于凸透镜21具有汇聚光线的作用，能够减小或抵消光的散射作用，使得穿过凸透镜21后入射到光阻层上的光线与光罩100的实际间隙大小相同或更相近，提高了制作精度。
41.另外需要说明的是，本技术的技术方案是采用凸透镜21作为光罩100的基体2，在另一些实施例中，还可以采用常规的玻璃(如平面玻璃)作为基体2，然后在基体2背离图案层1的一侧设置凸透镜21，凸透镜21同样起到汇聚光线的作用。但此种方案做出的光罩100厚度较大，相当于增加了一个常规玻璃的厚度；并且，光线在常规的玻璃中同样会发生折射，可能导致光线的散射更加严重。再者，多设置一层常规玻璃，光线在玻璃中传播会存在能量损失，不利于光能利用率的提高。
42.参照图1，在一实施例中，图案层1包括不透光层11和设置于不透光层11上的透光孔12，凸透镜21暴露于透光孔12。透光孔12也就是上文中所提到的孔隙，由于光罩100上要设计成需要的图形，图形上会形成有供光线透光的透光孔12。一般地，基体2一般采用透明的石英玻璃制成，可以硅材质，石英玻璃具有高纯度、低反射率和低热膨胀系数的优点，然后在石英玻璃上设置一层不透光的铬层作为图案层1，还可以在石英玻璃与铬层之间设置
一层铬的氮化物形成的薄膜增加铬层与石英玻璃之间的粘附力。
43.参照图3，根据本发明的又一个方面，本发明还提供一种阵列基板的制作方法，阵列基板的制作方法采用了上述的光罩100，阵列基板的制作方法包括以下步骤：
44.s10，在基板3上设置负光阻层4；
45.光阻层作为光敏感材料，包括正光阻和负光阻，正光阻又称为正性光阻或正型光阻，负光阻又称为负性光阻或负型光阻。负光阻层在紫外光线的照射下会发生聚合反应，使得被紫外光线照射的曝光部分42在显影液的作用下不会被溶解，而未被紫外光线照射的负光阻层4的未曝光部分41会在显影液的作用下溶解。
46.s20，控制光线透过光罩100对负光阻层4进行曝光；
47.参照图4和图5，这里的光线一般采用紫外光线，也即uv光，一般通过曝光机发出紫外光线。紫外光线透过光罩100入射到负光阻层4上，光罩100包括基体2和设置于基体2上的图案层1，基体2为凸透镜21。通过将基体2成设计为由凸透镜21制成，光线通过图案层1的间隙入射到凸透镜21上，虽然同样会产生光的散射，当穿过凸透镜21时，由于凸透镜21具有汇聚光线的作用，能够减小或抵消光的散射作用，使得穿过凸透镜21后入射到光阻层上的光线与光罩100的实际间隙大小相同或更相近，提高了后续显影、蚀刻以及最终产品的制作精度。这里我们定义接收了紫外线曝光的负光阻层4为曝光部分42，未接收紫外线曝光的负光阻层4为未曝光部分41。
48.s30，采用显影液对曝光后的负光阻层4进行显影，以去除负光阻层4中未曝光部分41；
49.参照图6，这里的显影液可以采用碱性显影液，碱性显影液与未接收光线照射的负光阻层4的未曝光部分41发生反应，使得未接收光线照射的未曝光部分41溶解，留下被光线曝光的曝光部分42。
50.s40，对基板3未覆盖负光阻层4的位置进行蚀刻；
51.显影过后，未接收光线部分的负光阻层4被反应掉，暴露出基板3，然后对暴露出的基板3进行蚀刻，这里的蚀刻可以采用干法蚀刻或湿法蚀刻；同时，由于负光阻层4的保护，被负光阻层4覆盖的部分基板3不会被蚀刻。
52.s50，去除剩余的经过爆光的负光阻层4。
53.蚀刻完成后，去除负光阻层4的曝光部分42，将未被蚀刻部分的基板3暴露出来，就是所需要得到的图形。
54.需要说明的是，由于采用的是负光阻，最后在基板3上得到的图形是光罩100的透光孔12形成的图形。另，实际操作中，可能需要在基板3上设置多层图形，此时可以现在已经制作完成的图形上设置一层绝缘层和金属层，然后再依次按s10～s50的步骤进行即可。
55.本发明的上述实施例中，通过在基板3上设置负光阻层4，控制光线透过光罩100对负光阻层4进行曝光；光罩100包括基体2和设置于基体2上的图案层1，基体2为凸透镜21。通过将基体2成设计为由凸透镜21制成，光线通过图案层1的间隙入射到凸透镜21上，虽然同样会产生光的散射，当穿过凸透镜21时，由于凸透镜21具有汇聚光线的作用，能够减小或抵消光的散射作用，使得穿过凸透镜21后入射到光阻层上的光线与光罩100的实际间隙大小相同或更相近，提高了后续显影、蚀刻以及最终产品的制作精度。
56.在一实施例中，s50的步骤之后，还包括步骤：
57.s60，对去除负光阻层4后的基板3进行清洗。
58.对制作完成的基板3进行清洗和红开，进入到下一个工序。
59.根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种阵列基板，阵列基板由上述阵列基板的制作方法制成。基板3可以是一个晶圆，可以采用上述方法同时在晶圆上制作成千上万的半导体芯片，形成阵列基板。由于采用了上述阵列基板的制作方法，制作的阵列基板具有精度高的优点。
60.根据本发明的还一个方面，本发明还提供一种显示面板，显示面板包括彩膜基板和上述的阵列基板，阵列基板和彩膜基板面向设置。由于显示面板包括了上述的阵列基板，因此具有上述阵列基板的所有有益效果，在此不在一一赘述。
61.根据本发明的再一个方面，本发明还提供一种电子设备，电子设备包括上述的阵列基板，或：包括上述的显示面板。由于电子设备包括了上述的显示面板，因此具有上述阵列基板的所有有益效果，在此不在一一赘述。电子设备可以是计算机、移动电话或数字录音机等。
62.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，并非因此限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的技术构思下，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；或直接/间接运用在其他相关的技术领域，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种光罩，其特征在于，包括基体和设置于所述基体上的图案层，所述基体为凸透镜。2.根据权利要求1所述的光罩，其特征在于，所述图案层包括不透光层和设置于所述不透光层上的透光孔，所述凸透镜暴露于所述透光孔。3.根据权利要求1所述的光罩，其特征在于，所述基体为石英玻璃基体，所述图案层为铬层。4.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，所述阵列基板的制作方法采用了权利要求1～3中任一项所述的光罩，所述阵列基板的制作方法包括以下步骤：在基板上设置负光阻层；控制光线透过所述光罩对所述负光阻层进行曝光；采用显影液对曝光后的所述负光阻层进行显影，以去除所述负光阻层中未曝光部分；对所述基板未覆盖所述负光阻层的位置进行蚀刻；去除剩余的经过爆光的所述负光阻层。5.根据权利要求4所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述去除剩余的经过爆光的负光阻层的步骤之后，还包括步骤：对去除负光阻层后的基板进行清洗。6.根据权利要求4所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述采用显影液对曝光后的所述负光阻层进行显影的步骤包括：采用碱性显影液对曝光后的所述负光阻层进行显影。7.根据权利要求4所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述对所述基板未覆盖所述负光阻层的位置进行蚀刻的步骤包括：对所述基板未覆盖负所述光阻层的位置进行干法蚀刻或湿法蚀刻。8.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板由权利要求4～7中任一阵列基板的制作方法制成。9.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括彩膜基板和权利要求8所述的阵列基板，所述阵列基板和所述彩膜基板面向设置。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求8所述的阵列基板，或：包括权利要求9所述的显示面板。

技术总结
本发明提供一种光罩、阵列基板及其制作方法、显示面板及电子设备，光罩包括基体和设置于基体上的图案层，基体为凸透镜。图案层一般由不透光的材料制成，图案层形成有图形，经过曝光、显影、蚀刻等工序后能够将对应的图形转移到基板上。当光线通过图案层的孔隙时会发生散射，造成实际入射到光阻层上的关键尺寸偏宽，降低了最终产品的精度。该光罩通过将基体成设计为由凸透镜制成，光线通过图案层的间隙入射到凸透镜上，虽然同样会产生光的散射，但当光线穿过凸透镜时，由于凸透镜具有汇聚光线的作用，能够减小或抵消光的散射作用，使得穿过凸透镜后入射到光阻层上的光线与光罩的实际间隙大小相同或更相近，提高了制作精度。提高了制作精度。提高了制作精度。


技术研发人员：王邦水
受保护的技术使用者：潍坊歌尔微电子有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/9