[实用新型]掩膜板

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别地涉及掩膜板。

背景技术

随着有机发光二极管（OrganicLightEmittingDiode，OLED）技术的发展，特别是有源矩阵有机发光二极管（ActiveMatrixOLED，AMOLED）技术的出现，OLED产品的尺寸以及玻璃基板的尺寸都在不断增大，因而要求不断增大在制作OLED产品中使用的成膜用掩膜板的尺寸。

通常用于制作典型地用Invar材料制成的高精度金属掩膜板（FineMetalMask，FMM）的光刻工艺需要用到涂胶机、高精度曝光机、化学蚀刻机等设备，其中最好的开口精度可以达到±3μm。但是，这样的精度仅能够在小尺寸基板上实现。随着越来越大的AMOLED生产线投入使用，用于制作掩膜板的相关设备严重滞后，其主要原因在于相关设备的研发和制造成本高昂，投入过大。而且，采用光刻工艺制作掩膜板需要预先制作光罩，一旦基板布局改变，光罩也就随之废弃。因此，采用光刻工艺制作FMM掩膜板目前仅适用于小尺寸产线，而且制作周期长、生产成本高。

另一方面，如果对掩膜板的精度要求不高，则可以使用激光切割机来制作掩膜板。实际上，激光切割机本身加工精度很高，最好可以达到±2-3μm，但是由于激光热切割金属片时极易造成热形变，导致在金属中堆积的应力不能释放，因此金属片在被拉伸成掩膜板时很容易翘曲和出现褶皱，使得掩膜板的平整度和直线度受到不良影响。结果，诸如G8.5之类的大尺寸基板实际上可以达到的精度往往大于50μm，甚至更差。

可见，现有高精度成膜用掩膜板受限于其金属材质（例如Invar），成本高昂，采用光刻工艺加工成本高，且不适用于大尺寸生产线；直接用激光切割容易发生热形变，因而无法保证精度，很难符合高精度掩膜板的要求。

通常，在对掩膜板进行加工之后，需要通过拉伸机对掩膜板进行拉伸以保证掩膜板的直线度和平坦度。在加工精度有限的情况下，拉力过小可能不能达到所要求的直线度和平坦度，拉力过大可能损坏掩膜板，使掩膜板良品率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种成膜用掩膜板及其制作方法，其优选地消除或至少缓解以上所提及的现有技术中的各种缺陷中的一个或多个。

申请人已经发现，许多非金属材料具有热膨胀系数低、抗拉伸力/杨氏模量高、化学性能稳定等优点，在性能上能够替代常规的金属材料作为掩膜板。同时，非金属材料在激光切割中不会因为高温而发生热形变并且产生应力，因此加工精度直接由激光切割机决定。

特别地，碳纤维（聚丙烯腈碳化拉丝）布不仅具有碳材料的固有特性（例如，热膨胀系数低）的优点，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代的增强纤维。与传统的玻璃纤维（GlassFiber，GF）相比，碳纤维布的杨氏模量是其3倍多；与凯芙拉纤维（KF-49）相比，碳纤维布不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中均不溶不胀，耐蚀性非常优异。此外，碳纤维布的厚度从30μm到1000μm不等，可应用范围广。典型的碳纤维布（例如预氧化无托碳纤维布）可以耐200-300℃的高温，因此完全可以承受成膜的工艺温度（通常不高于80℃）。另外，由于碳纤维布在被激光切割时产生的形变小且不产生碎屑，因此相比于金属材质更适于激光切割。

在本实用新型的第一方面中，提供了一种掩膜板，其可以包括非金属层和贯穿非金属层的镂空图案。镂空图案与成膜工艺所需图案对应。相比于现有Invar材质，该非金属材料热膨胀系数低、抗拉伸力/杨氏模量高、化学性能稳定，同时在激光切割时不会因为高温而发生热形变并且产生应力，因此加工精度直接由激光切割机决定，即最好可以达到±2-3μm，这与光刻工艺的加工精度基本上相同。此外，掩膜板加工精度的提高可以极大减小拉伸的难度，即只要很小的拉力就可以保证掩膜板的直线度和平坦度达标，从而提高拉伸良品率。

根据本实用新型的实施例，非金属层可以是预拉伸的。预拉伸的非金属层的平坦度可以小于50μm或者更好。

根据本实用新型的实施例，非金属层可以为碳纤维布。碳纤维布不仅具有碳材料的固有特性（例如，热膨胀系数低）的优点，又具有纺织纤维的柔软可加工性。碳纤维布的杨氏模量是传统的玻璃纤维的3倍多，是凯芙拉纤维的2倍左右，而且耐蚀性非常优异。此外，碳纤维布的厚度可控，在被激光切割时产生的形变小且不产生碎屑。

根据本实用新型的实施例，碳纤维布可以为预氧化无托碳纤维布。预氧化无托碳纤维布是常见的碳纤维布类型，其可以耐200-300℃的高温，因此完全可以承受成膜的工艺温度。