本發(fā)明涉及光刻工藝，更具體地講，本發(fā)明涉及一種形成圖案的方法以及光掩模。

背景技術(shù)：

在諸如顯示器、印刷電路板等的制造過(guò)程中，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出利用光刻的方法來(lái)使感光材料層圖案化，從而形成具有期望圖案的層和結(jié)構(gòu)。

在光刻過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)具有不同高度的圖案，通常需要控制感光材料層的曝光量，從而使最終獲得的光刻圖案由于曝光量的不同而具有不同的高度。

已有通過(guò)使用多次曝光工藝來(lái)使控制感光材料層的不同區(qū)域的曝光量的方法，這種方法需要多個(gè)光掩模并且需要重復(fù)進(jìn)行曝光操作，因此具有成本高、工藝時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

為此，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出使用半色調(diào)(HalfTone)掩模來(lái)進(jìn)行曝光的技術(shù)，從而利用一次曝光工藝獲得具有不同曝光量的多個(gè)曝光區(qū)域。該技術(shù)需要特殊的半色調(diào)掩模，并且工藝時(shí)間也比使用普通光掩模的時(shí)間長(zhǎng)，因此具有成本高、工藝時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的各方面提供了一種光掩模和一種用于形成圖案的方法。

本發(fā)明的第一方面提供了一種光掩模，包括：

第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域；以及

遮光圖案，形成在所述第二透光區(qū)域中以遮擋所述第二透光區(qū)域的一部分，其中所述遮光圖案不透光。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述遮光圖案位于所述第二透光區(qū)域的中心位置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述遮光圖案的尺寸小于所述第二透光區(qū)域的尺寸。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述遮光圖案具有相對(duì)于其中心對(duì)稱(chēng)的形狀。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述遮光圖案由穿過(guò)所述第二透光區(qū)域的中心的遮光條形成。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述遮光條包括在圓周上均勻分布的多個(gè)遮光條。

本發(fā)明的第二方面提供了一種形成圖案的方法，包括：

形成感光材料層；

利用光掩模對(duì)所述感光材料層進(jìn)行曝光；以及

對(duì)曝光后的感光材料層進(jìn)行顯影和蝕刻，以形成具有不同高度的圖案，

其中，所述光掩模具有第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域，所述第二透光區(qū)域中形成有遮光圖案，以及

其中，所述遮光圖案不透光。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述光掩模包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光掩模。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述具有不同高度的圖案包括主光阻間隔件和次光阻間隔件。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述感光材料包含負(fù)性光致抗蝕劑，所述第一透光區(qū)域?qū)?yīng)于主光阻間隔件，所述第二透光區(qū)域?qū)?yīng)于次光阻間隔件

在根據(jù)本發(fā)明的光掩模和用于形成圖案的方法中，利用具有第一透光區(qū)域、第二透光區(qū)域以及遮光圖案的光掩模，并且遮光圖案形成在所述第二透光區(qū)域中以遮擋所述第二透光區(qū)域的一部分，其中所述遮光圖案不透光。能夠使第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的透光量不同，因此使得感光材料的對(duì)應(yīng)于第二透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的不同區(qū)域具有不同的曝光量，從而能夠形成具有不同高度的圖案。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光掩模的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光掩模的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光掩模的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光掩模的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光掩模的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光掩模的示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光掩模的示意圖；

圖8是利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光掩模進(jìn)行曝光的工藝的示意圖；

圖9是利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光掩模形成的具有不同高度的圖案的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本公開(kāi)的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本公開(kāi)所提供的一種光掩模和用于形成圖案的方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光掩模的示意圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光掩模100(例如，用于形成具有不同高度的圖案的光掩模100)包括：第一透光區(qū)域110和第二透光區(qū)域120；以及遮光圖案140，形成在第二透光區(qū)域120中以遮擋第二透光區(qū)域120的一部分。遮光圖案140可由不透明的材料形成，從而使得遮光圖案140不透光。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在第二透光區(qū)域120中形成有遮光圖案140，使得在單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)第二透光區(qū)域120的光量能夠降低。因此，當(dāng)利用該光掩模100進(jìn)行光刻工藝時(shí)，對(duì)應(yīng)于第二透光區(qū)域120的光刻膠的曝光量低于對(duì)應(yīng)于第一透光區(qū)域110的光刻膠的曝光量。因此，由于曝光量的不同，使得光刻膠在顯影和蝕刻工藝后能夠形成具有不同高度的光刻膠圖案。

圖1中示出了第一透光區(qū)域110、第二透光區(qū)域120和遮光圖案140均具有圓形形狀，然而本發(fā)明不限于此。第一透光區(qū)域110和第二透光區(qū)域120的形狀可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)應(yīng)于將要形成的圖案的形狀，遮光圖案140可以被形成在第二透光區(qū)域120的中心位置。

通過(guò)將遮光圖案140形成在第二透光區(qū)域120的中心位置，可以使未被遮光圖案140遮擋的第二透光區(qū)域120的部分能夠均勻地分布，從而有利于被曝光的區(qū)域的均勻性。

在根據(jù)本發(fā)明的光掩模中，利用具有第一透光區(qū)域、第二透光區(qū)域以及遮光圖案的光掩模，并且遮光圖案形成在所述第二透光區(qū)域中以遮擋所述第二透光區(qū)域的一部分，其中所述遮光圖案不透光。能夠使第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的透光量不同，因此使得感光材料的對(duì)應(yīng)于第二透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的不同區(qū)域具有不同的曝光量，從而能夠形成具有不同高度的圖案。

例如，圖2至圖6示出了根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的光掩模100的示意圖。

參照?qǐng)D2，第一透光區(qū)域110和第二透光區(qū)域120具有橢圓形形狀，而遮光圖案140具有橢圓形形狀。遮光區(qū)域140位于第二透光區(qū)域120的中心部分，遮光區(qū)域140的形狀與第二透光區(qū)域120的形狀基本相同，并且遮光區(qū)域140的尺寸小于第二透光區(qū)域120的尺寸。在這種情況下，未被遮光圖案140的第二透光區(qū)域120的部分形成了均勻的橢圓環(huán)形狀，從而有利于光均勻地通過(guò)第二透光區(qū)域120，以提高被曝光區(qū)域的均勻性。

參照?qǐng)D3，第一透光區(qū)域110和第二透光區(qū)域120具有方形形狀，而遮光圖案140具有方形形狀。遮光區(qū)域140位于第二透光區(qū)域120的中心部分，遮光區(qū)域140的形狀與第二透光區(qū)域120的形狀基本相同，并且遮光區(qū)域140的尺寸小于第二透光區(qū)域120的尺寸。在這種情況下，未被遮光圖案140的第二透光區(qū)域120的部分形成了均勻的方形環(huán)的形狀，從而有利于光均勻地通過(guò)第二透光區(qū)域120，以提高被曝光區(qū)域的均勻性。

參照?qǐng)D4，第一透光區(qū)域110和第二透光區(qū)域120具有圓形形狀，而遮光圖案140具有六邊形形狀。遮光區(qū)域140位于第二透光區(qū)域120的中心部分，遮光區(qū)域140的形狀可以與第二透光區(qū)域120的形狀相同或相近似。例如，遮光區(qū)域140的形狀可以與第二透光區(qū)域120的形狀相同，例如均為圓形、均為矩形或均為多邊形。此外，遮光區(qū)域140的形狀可以與第二透光區(qū)域120的形狀相近似，例如，其中的一個(gè)為圓形，另一個(gè)為相似的正多邊形(例如正六邊形、正八邊形等)。遮光區(qū)域140的尺寸可以小于第二透光區(qū)域120的尺寸。在這種情況下，未被遮光圖案140的第二透光區(qū)域120的部分形成了均勻的環(huán)形的形狀，從而有利于光均勻地通過(guò)第二透光區(qū)域120，以提高被曝光區(qū)域的均勻性。

參照?qǐng)D5，第一透光區(qū)域110和第二透光區(qū)域120具有圓形形狀，而遮光圖案140由穿過(guò)第二透光區(qū)域120的遮光條形成。在這種情況下，未被遮光圖案140的第二透光區(qū)域120的部分形成了均勻分布的兩個(gè)半圓形形狀，從而有利于光均勻地通過(guò)第二透光區(qū)域120，以提高被曝光區(qū)域的均勻性。

參照?qǐng)D6，第一透光區(qū)域110和第二透光區(qū)域120具有圓形形狀，而遮光圖案140由兩個(gè)穿過(guò)第二透光區(qū)域120的遮光條形成。在這種情況下，未被遮光圖案140的第二透光區(qū)域120的部分形成了均勻分布的四個(gè)四分之一圓形形狀，從而有利于光均勻地通過(guò)第二透光區(qū)域120，以提高被曝光區(qū)域的均勻性。

以上示例分別示出了由一個(gè)或兩個(gè)遮光條組成遮光圖案140的示例，然而本發(fā)明不限于此，根據(jù)其他實(shí)施例，可以使用更多個(gè)遮光條組成遮光圖案140，只要遮光條穿過(guò)第二透光區(qū)域120的中心并且沿圓周角度均勻分布即可。例如，可以使用四個(gè)遮光條形成米字型的遮光圖案140。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以看出，當(dāng)遮光圖案140具有相對(duì)于其中心對(duì)稱(chēng)的形狀時(shí)，能夠使遮光圖案140與第二透光區(qū)域之間形成均勻分布的透光區(qū)域，從而有利于光的均勻分布，進(jìn)而能夠有利于進(jìn)行均勻地曝光操作。

另外，可選地，當(dāng)?shù)诙腹鈪^(qū)域120具有不規(guī)則形狀時(shí)，遮光圖案140可以形成為具有類(lèi)似的不規(guī)則形狀，從而在遮光圖案140與第二透光區(qū)域120之間形成均勻分布的透光區(qū)域。

在根據(jù)本發(fā)明的用于形成具有不同高度的圖案的光掩模中，利用具有第一透光區(qū)域、第二透光區(qū)域以及遮光圖案的光掩模，并且遮光圖案形成在所述第二透光區(qū)域中以遮擋所述第二透光區(qū)域的一部分，其中所述遮光圖案不透光。能夠使第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的透光量不同，因此使得感光材料的對(duì)應(yīng)于第二透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的不同區(qū)域具有不同的曝光量，從而能夠形成具有不同高度的圖案。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光掩模。參照?qǐng)D7，在遮光圖案140中形成有子透光區(qū)域142。子透光區(qū)域142能夠透光，從而有利于光的均勻分布。根據(jù)本實(shí)施例，子透光區(qū)域142形成在遮光圖案140的中心區(qū)域，然而本發(fā)明不限于此，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，子透光區(qū)域142可以均勻地分布在遮光圖案140中。另外，在本實(shí)施例中，遮光圖案140由具有十字形圖案的遮光條組成，然而本發(fā)明不限于此，遮光圖案140也可以具有其它形狀。

在根據(jù)本發(fā)明的用于形成具有不同高度的圖案的光掩模中，利用具有第一透光區(qū)域、第二透光區(qū)域以及遮光圖案的光掩模，并且遮光圖案形成在所述第二透光區(qū)域中以遮擋所述第二透光區(qū)域的一部分，其中所述遮光圖案不透光。能夠使第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的透光量不同，因此使得感光材料的對(duì)應(yīng)于第二透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的不同區(qū)域具有不同的曝光量，從而能夠形成具有不同高度的圖案。

此外，由于第一透光區(qū)域110和第二透光區(qū)域120具有基本相同的性質(zhì)，因此利用根據(jù)本發(fā)明的光掩模100來(lái)進(jìn)行的曝光工藝與傳統(tǒng)曝光工藝需要的時(shí)間基本相同，因而能夠在一次曝光工藝中形成具有不同高度的圖案，從而有利于改善工藝速度并提高生產(chǎn)效率。

另外，由于不需要使用昂貴的半色調(diào)掩模，因此利用本發(fā)明的光掩模和方法有利于降低成本。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種形成圖案的方法(例如，用于形成具有不同高度的圖案的方法)。圖8是利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光掩模進(jìn)行曝光的工藝的示意圖，圖9是利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光掩模形成的具有不同高度的圖案的示意圖。

參照?qǐng)D8和圖9，形成具有不同高度的圖案的方法可以包括：在襯底870上形成感光材料層880；利用光掩模800對(duì)感光材料層880進(jìn)行曝光；以及對(duì)曝光后的感光材料層880進(jìn)行顯影和蝕刻，以形成具有不同高度的圖案890。其中，光掩模800具有第一透光區(qū)域810和第二透光區(qū)域820，在第二透光區(qū)域820中形成有遮光圖案840。遮光圖案840可由不透明的材料形成，從而使得遮光圖案840不透光。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在第二透光區(qū)域820中形成有遮光圖案840，使得在單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)第二透光區(qū)域820的光量能夠降低。因此，利用根據(jù)本實(shí)施例的方法，對(duì)應(yīng)于第二透光區(qū)域820的光刻膠的曝光量低于對(duì)應(yīng)于第一透光區(qū)域810的光刻膠的曝光量。因此，由于曝光量的不同，使得光刻膠在顯影和蝕刻工藝后能夠形成具有不同高度的光刻膠圖案890。

光掩模800可以具有與根據(jù)前述實(shí)施例描述的光掩模100具有基本相同的構(gòu)造，具體構(gòu)造可參考前述實(shí)施例，因此在這里將不再贅述。

在根據(jù)本發(fā)明的用于形成具有不同高度的圖案的方法中，利用具有第一透光區(qū)域、第二透光區(qū)域以及遮光圖案的光掩模，并且遮光圖案形成在所述第二透光區(qū)域中以遮擋所述第二透光區(qū)域的一部分，其中所述遮光圖案不透光。能夠使第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的透光量不同，因此使得感光材料的對(duì)應(yīng)于第二透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的不同區(qū)域具有不同的曝光量，從而能夠形成具有不同高度的圖案。

此外，由于第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域具有基本相同的性質(zhì)，因此利用根據(jù)本發(fā)明的光掩模來(lái)進(jìn)行的曝光工藝與傳統(tǒng)曝光工藝需要的時(shí)間基本相同，因而能夠在一次曝光工藝中形成具有不同高度的圖案，從而有利于改善工藝速度并提高生產(chǎn)效率。

另外，由于不需要使用昂貴的半色調(diào)掩模，因此利用本發(fā)明的光掩模和方法有利于降低成本。

下面將參照具體的示例更進(jìn)一步地描述本發(fā)明。

例如，在液晶顯示器中，通常利用感光材料形成光阻間隔件(Photo spacer，即PS)。其中，光阻間隔件通常包括主光阻間隔件和次光阻間隔件，通常主光阻間隔件具有比次光阻間隔件高的高度。例如，主光阻間隔件通常用于支撐襯底，以確保足夠的用于形成液晶盒的空間，而次光阻間隔件被形成為提升液晶面板的抗壓性，防止出現(xiàn)通常被稱(chēng)作“Mura”液晶斑紋。為此，為了形成具有不同高度的主光阻間隔件和次光阻間隔件，可以使用根據(jù)本發(fā)明的光掩模進(jìn)行一次曝光形成。

具體地，以使用負(fù)性感光材料來(lái)形成光阻間隔件為例，在這樣的實(shí)施例中，首先設(shè)計(jì)掩模圖案，使得光掩模具有第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域。其中，第一透光區(qū)域?qū)?yīng)于主光阻間隔件的位置，第二透光區(qū)域?qū)?yīng)于次光阻間隔件的位置。在第二透光區(qū)域中形成遮光圖案，以遮擋第二透光區(qū)域的一部分，其中，遮光圖案不透光。

接下來(lái)，利用該光掩模對(duì)負(fù)性感光材料層進(jìn)行曝光，并然后進(jìn)行顯影和蝕刻，從而獲得具有不同高度的主光阻間隔件和次光阻間隔件。

在根據(jù)本發(fā)明的用于形成具有不同高度的圖案的光掩模和用于形成具有不同高度的圖案的方法中，利用具有第一透光區(qū)域、第二透光區(qū)域以及遮光圖案的光掩模，并且遮光圖案形成在所述第二透光區(qū)域中以遮擋所述第二透光區(qū)域的一部分，其中所述遮光圖案不透光。能夠使第一透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的透光量不同，因此使得感光材料的對(duì)應(yīng)于第二透光區(qū)域和第二透光區(qū)域的不同區(qū)域具有不同的曝光量，從而能夠形成具有不同高度的圖案。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。