一種掩膜板的制作方法

一種掩膜板的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種掩膜板結構及其制造方法。所述掩膜板包括第一區域和第二區域，所述第一區域用于定位，在第一區域內背向襯底的一側，所述掩膜板邊緣與掩膜板框架（或支架）焊接定位處設置有第二凹槽，所述第二凹槽內可容納一個或多個焊接定位裝置；所述第二區域又包含遮擋部分和開口部分，所述開口部分與遮擋部分間隔均勻平行排列，在所述遮擋部分面向襯底的一側設置有第一凹槽，所述第一凹槽在縱向或橫向平行于所述開口部分。本發明同時還公開了一種將所述第一凹槽、第二凹槽設置在掩膜板上的制程方法，采用濕法蝕刻法。本發明的掩膜板結構具有質量輕、強度好、減少襯底損傷等優點。
【專利說明】一種掩膜板
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種掩膜板，尤其是用于真空蒸鍍的掩膜板結構【背景技術】
[0002]在一些半導體制造工藝中，為了將物質(有機或無機物質)沉積到襯底上，需要氣相沉積步驟。在一些工藝中，必須將物質沉積在襯底上精確限定的區域內。為了簡化沉積工藝，通常將掩膜板施加到襯底的一側，掩膜板中的切口或開口限定了沉積物質的區域。通常需要將材料精確沉積到與開口對應的區域中，使得這些區域的邊界清晰。例如，在意圖用于顯示或其他發光應用的有機發光二極管(Organic Light Emitting Diode)的制造期間，必須將有機物質沉積在精確限定的區域中。
現有技術的掩膜板，如圖1、圖2、和圖3所示，掩膜板包括掩膜板基板I,在掩膜板基板上形成的相互平行的均勻分布的條狀開口 2，遮擋部分3的斜面為圓弧形、U形或梯形等形狀，及均勻分布在掩膜板I邊緣之上的焊點4。長條形開口貫穿覆蓋一列同色子像素單元。由于長條形開口過于狹長，在將掩膜板安裝并向四方張緊受力后，掩膜板易變形，不容易控制，為了防止掩膜板變形，就需要保證其機械強度，這就需要使掩膜板保持足夠厚度，例如RGB子像素單元在蒸鍍有機覆蓋材料過程中會因為掩膜板的厚度影響存在陰影現象，即每個子像素單元的邊緣蒸鍍厚度會明顯低于子像素中間的蒸鍍厚度，從而影響顯示效果。
[0003]考慮到微結構的小尺寸，特別是當制造所謂的RGB顯示器時，掩膜板必須非常精確地定位，在這種顯示器中，為了在顯示器上進行彩色顯示，用于紅、綠、和藍光的像素區域，掩膜板與襯底必須彼此緊密靠近。然而，沉積過程中當掩膜板不與襯底保持令人滿意的緊密接觸時會出現問題。因為襯底和掩膜板是薄的，并且具有相對于其厚度為大的面積，所以當保持在水平位置時它們傾向于在其自身重量下下垂。如本領域技術人員所公知的，材料沉積通常在真空室中進行，其中待氣化的材料包含在與“蓮蓬式噴頭”連接或不連接的稱為“舟”或“坩堝”的蒸發源中。這些以一些合適的方式，例如電進行加熱，以使材料氣化。在該氣化期間，所述室中可達到高溫。結果，掩膜板的材料可能熱膨脹，并最終與襯底分離。此外，被沉積的材料不僅到達襯底，而且有一些量還會到達掩膜板并附著于其上，則附著至開口之間區域中的遮蔽掩膜的多余材料可附加地促進掩膜板的下垂。當掩膜板不再在整個區域內附著至襯底時，在開口中沉積的材料的邊界不再精確限定，可導致不良的產品品質。
[0004]不均勻的或玷污的沉積區域邊緣在諸如OLED顯示的產品中是不可接受的，并且這種不良的品質可導致高成本。

【發明內容】

[0005]為了克服現有技術的上述技術問題，有必要提供一種質量輕、強度好、襯底損傷減少的蒸鍍掩膜板。
[0006]本發明提供了一種掩膜板，所述掩膜板為鐵鎳金屬掩膜板，包括第一區域和第二區域，所述第一區域圍 繞所述第二區域四周設置，用于定位，區域內在掩膜板邊緣處有與掩膜板支架(或框架)進行固定的定位孔或焊點，所述第二區域包含遮擋部分和開口部分，所述開口部分為平行設置的條形開口或矩陣型分布的點狀開口，開口之外的區域為遮擋部分，所述遮擋部分與所述開口部分間隔平行排列，所述第二區域的遮擋部分面向襯底的一側設置有第一凹槽，所述第一凹槽在橫向或縱向平行于所述開口部分，所述第一凹槽的形狀為U形或梯形，其短邊長度小于相鄰開口部分間距離，其長邊長度小于掩膜板邊長，其深度小于掩膜板厚度的1/2,—般在15um-25um之間。
[0007]上述提到的掩膜板，在所述第一區域內，掩膜板邊緣與掩膜板支架(或框架)焊接處設置有第二凹槽，用于容納焊點。所述第二凹槽的形狀為梯形或U形，所述第二凹槽能容納一個或多個焊點，其短邊長度略大于焊點直徑，其長邊長度大于或等于一個或多個焊點直徑的總和，其深度大于焊點的高度，一般在10um-20um的范圍內。
[0008]本發明還提供了一種掩膜板的制造方法，采用濕法蝕刻法來制作。首先，提供一掩膜板，所述掩膜板包括第一區域和第二區域，在所述第二區域形成遮擋部分和開口部分，所述開口部分與所述遮擋部分間隔排列。為了在所述第二區域的所述遮擋部分面向襯底的一側形成第一凹槽，在所述第一區域內背向襯底一側的焊接定位處形成用于容納焊點的第二凹槽，需要在部分所述第一區域或第二區域涂布抗蝕劑，然后放入腐蝕液中(這里采用的是酸性腐蝕液)，經過一定時間，需要腐蝕的區域被腐蝕去除，再傳送到沖洗設備中除去殘余的酸，最后進行沖洗和甩干，形成所述第一凹槽和所述第二凹槽。由于濕法刻蝕是各向同性，則所述第一凹槽和所述第二凹槽的側邊會出現底切，即所述第一凹槽和所述第二凹槽側邊不會是垂直的，而是斜邊，且一般為圓弧形。采用濕法刻蝕的優勢在于所述掩膜板上的所述第一凹槽和所述第二凹槽不需要精確的刻蝕，且選擇性強，易于抗蝕劑的掩蔽和刻蝕終點的選擇，同時簡單易行，成本低，適宜于大批量加工。
[0009]根據本發明的掩膜板結構的優勢在于，所述掩膜板上存在所述第一凹槽，則在不影響其強度的條件下，掩膜板的重量減輕，掩膜板在其自身重力下的下垂量減少，因此所述掩膜板與襯底的附著更緊密，沉積材料的邊界會更加清晰，并且所述掩膜板與襯底附著時，由于有所述第一凹槽，則襯底上附著的小顆粒會進入凹槽內，這就防止了所述掩膜板與襯底附著時，襯底上未被處理掉的小顆粒會破壞襯底上的膜層，更甚者，這些小顆粒還會劃傷襯底，所述第一凹槽防止了這類情況的發生。設置所述第二凹槽優勢在于，既具有所述第一凹槽的優點，又降低了焊點的高度，使得襯底與所述掩膜板的附著更加緊密。
[0010]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是現有技術掩膜板結構的俯視示意圖；
圖2是圖1所示1-1 '結構的剖面示意圖；
圖3是圖1所示I1-1I'結構的剖面示意圖；
圖4是本發明實施例一掩膜板的俯視示意圖；
圖5是圖4所示III- III結構的剖面示意圖。
[0012]圖6a_6d是本發明實施例一掩膜板實現的工藝過程。
[0013]圖7是本發明實施例二掩膜板的俯視示意圖；
圖8是圖4所示IV -IV'結構的剖面示意圖。[0014]附圖標記說明:1、掩膜板；2、開口部分(或開口)；3、遮擋部分；4、焊點；5、第二凹槽；6、第一凹槽；7、抗蝕劑層；8、第一區域；9、第二區域。
[0015]
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0017]圖4所示為本發明一實施例的俯視示意圖，所述掩膜板I包括第一區域8和第二區域9，所述第一區域8圍繞所述第二區域9四周設置，在掩膜板I邊緣第一區域8內有與掩膜板支架(或框架)進行固定的定位孔或焊點4，用于在掩膜制造過程中定位；所述第二區域9包含遮擋部分3和開口部分2，所述開口部分2為平行設置的條形開口或矩陣型分布的點狀開口，開口之外的區域為遮擋部分3，所述開口部分2與遮擋部分3間隔平行排列；所述第二區域9的遮擋部分3面向襯底的一側設置有第一凹槽6，所述第一凹槽6在橫向或縱向平行于所述開口部分2，所述第一凹槽6的形狀為多邊形。所述掩模板I的材料為金屬，如鐵鎳合金材料
需要說明的是，以上第一凹槽6的形狀僅為實施例的一種，還可以是梯形、三角形、半弧形等其他形狀。
圖5所示為圖4中II1-III'結構的剖面示意圖。結合圖4及圖5可知，所述第一凹槽6設置在掩膜板I面向襯底的一側，其短邊長度小于相鄰兩開口部分的間距，其長邊長度小于掩膜板I的邊長，為保證掩模板的機械強度，通常所述第一凹槽6的深度小于掩膜板I厚度的1/2,—般在15um-25um之間,優選為20um。掩膜板I上存在所述第一凹槽6,則掩膜板I的重量減輕，掩膜板I在其自身重力下的下垂量減少，則掩膜板I與襯底的附著更緊密，沉積材料的邊界會更加清晰，并且掩膜板I與襯底附著時，由于有第一凹槽6，則襯底上附著的小顆粒會進入第一凹槽6內，這就防止了掩膜板I與襯底附著時，襯底上未被處理掉的小顆粒會破壞襯底上的膜層，更甚者，這些小顆粒還會劃傷襯底，所述第一凹槽6防止了這類情況的發生。
[0018]圖6a, 6b, 6c及6d所不為所述掩模板I的制造方法不意圖。提供一掩模板I,所述掩模板I包括第一區域8和第二區域9 ;在所述第二區域9形成遮擋部分3和開口部分2，所述開口部分2與遮擋部分3間隔排列；在所述第二區域9的遮擋部分3面向襯底的一側形成第一凹槽6。
[0019]在掩膜板I上形成所述第一凹槽6的具體工藝過程包括:如圖6a所示，在掩膜板I的部分第二區域9涂布抗蝕劑層7，得到如圖6b所示的圖形，然后將掩膜板I及其上的抗蝕劑7放入腐蝕液中(這里采用的是酸性腐蝕液)，經過一定時間，如圖6c所示，第一凹槽6對應的圖形區域被腐蝕去除，再傳送到沖洗設備中除去殘余的酸，最后進行沖洗和甩干，最終形成第一凹槽6，如圖6d所示。由于濕法刻蝕是各向同性，則側邊會出現底切，即側邊不會是垂直的，而是斜邊，且一般為圓弧形。采用濕法刻蝕的優勢在于掩膜板上的凹槽不需要精確的刻蝕，且選擇性強，易于抗蝕劑的掩蔽和刻蝕終點的選擇，同時簡單易行，成本低，適宜于大批量加工。
[0020]圖7所示為本發明另一實施例的俯視示意圖，第二實施例是在第一實施例的結構基礎上作出的改進。[0021]圖7所示為本發明實施例二掩膜板的俯視示意圖，所述掩膜板I包括第一區域8和第二區域9，所述第一區域8圍繞所述第二區域9四周設置，在掩膜板I邊緣第一區域8內有與掩膜板支架(或框架)進行固定的定位孔或焊點4，用于在掩膜制造過程中定位；所述第二區域9包含遮擋部分3和開口部分2，所述開口部分2為平行設置的條形開口或矩陣型分布的點狀開口，開口之外的區域為遮擋部分3，所述開口部分2與遮擋部分3間隔平行排列；所述第一區域8內，掩膜板I邊緣與掩膜板支架(或框架)焊接處的背向襯底的一側設置有第二凹槽5，用于容納焊點4。所述第二凹槽5的形狀為多邊形。所述掩模板I的材料為金屬，如鐵鎳合金材料
需要說明的是，以上第二凹槽5的形狀僅為實施例的一種，還可以是梯形、三角形、半弧形等其他形狀。
實施例二中掩膜板I為鐵鎳合金材料，其包括:開口部分(或開口)2，；遮擋部分3，；焊點4 ;第一凹槽6 ;第二凹槽5。圖8所示為圖4中IV -1V結構的剖面示意圖。結合圖7及圖8可知，所述第二凹槽5設置在掩膜板I背向襯底的一側，其設置在掩膜板I邊緣焊點4處，焊點4位于第二凹槽5內。所述第二凹槽5可容納一個或多個焊點，其短邊長度略大于焊點4直徑，其長邊長度大于一個或多個焊點4直徑的總和，其深度大于焊點4的高度，一般在10um-20um的范圍內，優選為15um。掩膜板I上存在所述第二凹槽5，則既能夠減輕掩膜板I的重量，使掩膜板I在自身重力下減少下垂量，又降低了焊點4的高度，使得襯底與掩膜板I的附著更加緊密。
[0022]實施例二所述第二凹槽5的制造方法與第一實施例所述第一凹槽6的制造方法相近。提供一掩模板1，所述掩模板I包括第一區域8和第二區域9 ;在所述第二區域9形成遮擋部分3和開口部分2，所述開口部分2與遮擋部分3間隔排列；在所述第一區域8內，掩膜板I邊緣與掩膜板 支架(或框架)焊接處的背向襯底的一側形成有第二凹槽5。
[0023]在掩膜板I上形成所述第二凹槽5的具體工藝過程包括:在掩膜板I的部分第一區域8涂布抗蝕劑層7，然后將掩膜板I及其上的抗蝕劑7放入腐蝕液中(這里采用的是酸性腐蝕液)，經過一定時間，第二凹槽5對應的圖形區域被腐蝕去除，再傳送到沖洗設備中除去殘余的酸，最后進行沖洗和甩干，最終形成第二凹槽5。由于濕法刻蝕是各向同性，則側邊會出現底切，即側邊不會是垂直的，而是斜邊，且一般為圓弧形。采用濕法刻蝕的優勢在于掩膜板上的凹槽不需要精確的刻蝕，且選擇性強，易于抗蝕劑的掩蔽和刻蝕終點的選擇，同時簡單易行，成本低，適宜于大批量加工。
[0024]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種掩膜板，包含第一區域和第二區域，所述第一區域圍繞所述第二區域四周設置；所述第二區域又包含遮擋部分和開口部分，所述開口部分與所述遮擋部分間隔排列，其特征在于:所述第二區域的遮擋部分面向襯底的一側設置有第一凹槽。
2.如權利要求1所述的掩膜板，其特征在于:所述掩膜板的材料為金屬， 如鐵鎳合金。
3. 如權利要求1所述的掩膜板，其特征在于:所述第二區域的所述開口部分呈平行設置的條形或矩陣型分布的點狀。
4.如權利要求1所述的掩膜板，其特征在于:所述遮擋部分的所述第一凹槽沿縱向或橫向平行于所述開口部分。
5.如權利要求1所述的掩膜板，其特征在于:所述第一凹槽的短邊長度小于相鄰開口部分間距尚，長邊長度小于掩膜板邊長。
6.如權利要求1所述的掩膜板，其特征在于:所述第一凹槽的深度小于所述掩膜板的厚度。
7.如權利要求6所述的掩膜板,其特征在于:第一凹槽的深度小于掩膜板厚度的1/2。
8.如權利要求1所述的掩膜板，其特征在于:所述第一區域內背向襯底的一側的焊接定位處設置有第二凹槽，用于容納焊點。
9.如權利要求8所述的掩膜板，其特征在于:所述第二凹槽的短邊長度大于所述焊點的直徑。
10.如權利要求9所述的掩膜板，其特征在于:所述第二凹槽的長邊長度大于一個或多個所述焊點直徑的總和。
11.如權利要求10所述的掩膜板，其特征在于:所述第二凹槽的深度大于所述焊點的高度。
12.一種掩膜板的制造方法，包括: 提供一掩膜板，所述掩膜板包括第一區域和第二區域； 在所述第二區域形成遮擋部分和開口部分，所述開口部分與所述遮擋部分間隔排列； 在所述第二區域的所述遮擋部分面向襯底的一側形成第一凹槽。
13.如權利要求12所述的一種掩膜板的制造方法，其特征在于，還包括: 在所述第一區域內背向襯底一側的焊接定位處設置有第二凹槽，用于容納焊點。
14.如權利要求12或13所述的一種掩膜板的制造方法，其特征在于，在所述第二區域的所述遮擋部分形成所述第一凹槽或在所述掩膜板所述第一區域內背向襯底一側的焊接定位處設置有所述第二凹槽包括:在部分所述第一區域或第二區域涂布抗蝕劑，刻蝕形成所述第一凹槽或第二凹槽，之后去除所述第一區域或第二區域的表面抗蝕劑。
【文檔編號】C23C16/04GK103911584SQ201210594652
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月31日 優先權日:2012年12月31日
【發明者】畢德鋒, 葉添昇 申請人:上海天馬微電子有限公司