漆海清
国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心
摘要：光掩膜板一般也称光罩，是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版，由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形，并通过曝光将图形转印到产品基板上。
关键词：光掩膜板；应用与研究
1、光掩膜板概述
光掩膜板一般也称光罩，是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版，由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形，并通过曝光将图形转印到产品基板上。光掩膜板主要由两部分组成：基板和不透光材料。作为半导体、液晶显示器制造过程中转移电路图形“底片”的高精密工具，光掩膜板是半导体制程中的一环。
2、光掩膜板的应用
光掩膜板主要应用于集成电路、平板显示（包括LCD、LED、OLED）、印刷电路板等领域，应用较为广泛。
2.1光掩膜板基板在光刻工艺中的应用示例
光掩膜板行业产业链，光掩膜板上游主要包括图形设计、光掩膜板设备及材料行业，下游主要包括IC制造、IC封装、平面显示和印制线路板等行业，应用于主流消费电子 （手机、平板、可穿戴设备）、笔记本电脑、车载电子、网络通信、家用电器、LED?照明、物联网、医疗电子等终端产品。目前全球范围内光刻掩膜版主要以生产商为主。由于下游应用领域厂商自建光刻掩膜版生产线的投入产出比很低，且光刻掩膜版行业具有一定的技术壁垒，所以光刻掩膜版都是由生产商进行生产。
2. 2光掩膜板产业链
光掩膜板版行业竞争格局：半导体光掩模市场集中度高，Photronics、大日本印刷株式会社DNP和日本凸版印刷株式会社Toppan三家占据80%以上的市场份额。我国的光掩膜板版行业仅能够满足国内中低档产品市场的需求，高光掩膜板版则由国外公司直接提供。目前，国内的光掩膜板版企业主要集中在上海、北京、深圳及江浙地区，它们的市场侧点各不相同。
3、20/20年我国光掩膜板版市场竞争结构分析
光掩膜板版行业市场概况：
3.1 市场供需情况
2011年我国光掩膜板版生产规模为0.87万平方米，2017年生产规模增长到1.69万平方米，复合增长率达到14.20%。从我国光掩膜板版的需求量来看，行业需求稳定增长，2016年需求量达到了7.98万平方米。2016年我国光掩膜板版国内总产量为1.69万平方米，年度消费量为7.98万平方米，国内光掩膜板版净进口量达到6.29万平方米。
3.2. 市场规模
2018年我国光掩膜板版需求市场规模为56.7亿元，2016年国内需求市场规模增长到59.5亿元，规模较上年同期增长4.9%。假设光掩膜板基板材料成本占比为30%并考虑整体市场规模的增长，则2016年我国光掩膜板基板的市场规模超过20亿元。
4、光掩膜板板案例分析
随着手机、电脑、液晶电视等市场需求的增长，以及穿戴式产品、智能家居等新型市场的兴起，全球LCD面板需求也快速增长。同时，在国家政策的扶持下，我国TFT-LCD行业快速发展。根据半导体协会EMI统计，2017年全球光掩膜板市场以 37.5亿 美元创下历史新高，预计2019年将超越 40亿 美元大关。而全球的光掩膜板市场是台湾地区，其次是韩国，而大陆在全球光掩模市场的份额现约个位数，市场预期在2020年有机会挑战20%份额。 在合成石英玻璃材料制备方面，国内企业已具备生产G8代大尺寸、高精度?TFT-LCD光掩膜板基板技术能力。在我国TFT-LCD全球市场份额持续增长，国产合成石英玻璃材料竞争优势进一步提升的情况下，光掩膜板基板业务有望快速成长，成为企业新的业绩增长点。
4.1 发展趋势
光掩膜板版行业的发展主要受下游平板显示行业、触控行业、半导体行业和电路板行业的影响，与下游终端行业的发展趋势密切相关。在光刻掩膜版领域，国内厂商与国外技术存在一定差距。目前，光罩的核心技术主要掌握在日本的HOYA、SKE，韩国的LG Micron、PKL以及我国台湾地区的AIPC等企业手中，由于其对于光掩膜板版的关键技术与设备进行了较为严格的封锁，所以导致国内厂商在技术上与国外厂商相比存在一定的差距。未来几年我国掩膜版行业将向大尺寸、精细化、全产业链方向发展，因此在需求持续增加的情况下，影响光掩膜板行业发展的因素还是技术的研究情况。本发明专利技术涉及一种掩膜板及其制造方法，其中，所述掩膜板的制造方法包括：提供一衬底；将所述衬底的一个表面加工成凹面；以及在所述凹面上制作掩膜图形。在本发明专利技术提供的掩膜板及其制造方法中，通过将掩膜板的掩膜面加工成凹面，使得所述掩膜板因自重弯曲时其掩膜面接近于平面，由此确保曝光间距的一致性，进而保证曝光后的图形尺寸的均一性。
4.2掩膜板及其制造方法
在平板显示器件的制造过程中，光刻工艺是最重要的工艺步骤之一。光刻工艺是将掩膜板上的图形转移到玻璃基板或柔性基板上的过程。其中，掩膜板(也称为光罩)是一种对于曝光光线具有透光性的透光基板，其上具有对于曝光光线具有遮光性的至少一个图形(即掩膜图形)。在实际生产过程中发现，掩膜板由于自身重量会产生弯曲，导致曝光出的图形尺寸的均一度较差。，其为采用现有技术的掩膜板进行曝光的结构示意图。现有的掩膜板100包括一掩膜面10a及与所述掩膜面10a相对的非掩膜面10b，所述掩膜面10a和非掩膜面10b均是平面，在所述掩膜面10a上具有掩膜图形12，所述掩膜板100安装在曝光设备上其掩膜面10a朝向基板101，由于自重发生弯曲使得所述掩膜板100与基板101的曝光间距不一致，例如所述掩膜板100的中心区域与基板101之间的曝光间距G2小于所述掩膜板100的边缘区域与基板101之间的曝光间距G1。通常的，曝光出的图形尺寸(CD)随着曝光间距的增大而增大。在曝光量相同的情况下，若中心区域的曝光间距小，边缘区域的曝光间距大，会造成中心区域曝光出的图形的尺寸较小，边缘区域曝光出的图形尺寸较大，即曝光出的图形尺寸大小不均一(例如CD2＜CD1)。也就是说，使用现有的掩膜板100曝光出的图形尺寸的均一性较差。基此，如何解决现有的掩膜板由于弯曲导致曝光间距不一致，致使曝光后的图形尺寸的均一性较差的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。本专利技术的目的在于提供一种掩膜板及其制造方法，以解决现有的掩膜板由于弯曲导致曝光间距不一致，致使曝光后的图形尺寸的均一度较差的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种掩膜板的制造方法，所述掩膜板的制造方法包括：提供一衬底；将所述衬底的一个表面加工成凹面；以及在所述凹面上制作掩膜图形。可选的，在所述的掩膜板的制造方法中，将所述衬底的一个表面加工成凹面的过程包括：测量所述衬底的外形尺寸和重量；根据所述衬底的外形尺寸和重量对掩膜板进行形变模拟；以及根据形变模拟结果对所述衬底的一个表面进行加工，以形成凹面。可选的，在所述的掩膜板的制造方法中，所述衬底为透明衬底。可选的，在所述的掩膜板的制造方法中，所述透明衬底采用的材料为石英。可选的，在所述的掩膜板的制造方法中，所述掩膜图形采用遮光材料制作。相应的，本专利技术还提供了一种采用如上所述的掩膜板的制造方法制作的掩膜板，所述掩膜板包括：衬底以及形成于所述衬底上的掩膜图形，所述衬底上具有掩膜图形的一个表面为掩膜面，所述掩膜面为凹面。可选的，在所述的掩膜板中，所述凹面是根据所述掩膜板的形变模拟结果加工而成的。可选的，在所述的掩膜板中，所述衬底为透明衬底。可选的，在所述的掩膜板中，所述透明衬底采用的材料为石英。可选的，在所述的掩膜板中，还包括：非掩膜面，所述非掩膜面为平面，且与所述掩膜面位置相对。在本专利技术提供的掩膜板及其制造方法中，通过将掩膜板的掩膜面加工成凹面，使得所述掩膜板因自重弯曲时其掩膜面接近于平面，由此确保曝光间距的一致性，进而保证曝光后的图形尺寸的均一性。
参考文献
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