CN101526738A - 光致抗蚀剂组合物和使用该组合物制造阵列基板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光致抗蚀剂组合物，其包含：由苯酚化合物制备的酚醛清漆树脂、双叠氮化合物和有机溶剂，其中间甲酚占所述苯酚化合物重量的约70重量％～约85重量％。

Description

光致抗蚀剂组合物和使用该组合物制造阵列基板的方法
本申请要求于2008年3月3日提交的韩国专利申请第2008-20109号的优先权，在此通过参考方式引入其全部内容。
技术领域
本发明涉及光致抗蚀剂组合物和使用该光致抗蚀剂组合物制造阵列基板的方法。更具体而言，本发明涉及用于制造液晶显示器(“LCD”)设备的光致抗蚀剂组合物和使用该光致抗蚀剂组合物制造阵列基板的方法。
背景技术
通常，液晶显示器(“LCD”)面板包括阵列基板，所述阵列基板具有用于驱动像素区(pixel area)的切换装置、面向阵列基板的对置基板和夹在阵列基板和对置基板之间的液晶层。所述LCD面板向液晶层施加电压以控制显示屏的单个像素的透光率，从而显示图像。
所述阵列基板通过使用光致抗蚀剂组合物的光刻工艺制造。所述阵列基板通过使用四层掩模的四层掩模工艺制造以简化制造工艺(相对五层或更多层掩模工艺而言)。根据四层掩模工艺，具有不同厚度的光致抗蚀剂图案通过使用具有狭缝部分或半色调部分的掩模形成。具有不同厚度的残存图案由所述光致抗蚀剂图案形成。于是，具有不同厚度的残存图案由所述光致抗蚀剂图案形成，从而由两层通过使用一层掩模的工艺而不是使用两层掩模的传统工艺形成不同的图案。用于该工艺的光致抗蚀剂组合物需要具有基于曝光部分和未曝光部分之间的显像速度差异的高显像对比度。对应于狭缝部分或半色调部分的半曝光部分的残留均匀度也很重要。另外，所述光致抗蚀剂组合物需要具有高粘附性以便改善选择性从而在光致抗蚀剂图案下的下层不会被蚀刻并且下层的不存在所述光致抗蚀剂图案的区域可以被蚀刻。
从制造效率方面来看，具有增强感光度的光致抗蚀剂组合物对于改善用于制造光致抗蚀剂图案的诸如曝光装置等传统装置(例如掩模)的效率是必需的。
然而，当所述光致抗蚀剂组合物的感光度改善后，所述半曝光部分的残留均匀度可能降低，从而降低制造工艺的可靠性。因此，需要能够改善上述性能而不恶化其它性能的用于制造LCD设备的光致抗蚀剂组合物。
发明内容
本发明提供了能够提高光致抗蚀剂图案的半曝光部分的感光度和残留均匀度的光致抗蚀剂组合物。
本发明还提供了使用上述光致抗蚀剂组合物制造阵列基板的方法。
在本发明的一个示例性实施方式中，光致抗蚀剂组合物包含：由苯酚化合物制成的酚醛清漆树脂、双叠氮化合物(diazide compound)和有机溶剂，其中间甲酚占所述苯酚化合物的重量的约70％～约85％。
在一个示例性实施方式中，所述酚醛清漆树脂可以包含：由苯酚化合物制成的第一酚醛清漆树脂，其中所述苯酚化合物包含重量比为约40∶60至约60∶40的间甲酚和对甲酚，和由苯酚化合物制成的第二酚醛清漆树脂，其中所述苯酚化合物包含重量比为约90∶10至约100∶0的间甲酚和对甲酚。
在一个示例性实施方式中，所述双叠氮化合物可以包含与苯酚化合物组合的双叠氮化合物。在一个示例性实施方式中，与所述双叠氮化合物组合的所述苯酚化合物的重均分子量可以为约500g/mol～1,500g/mol。
本发明的另一示例性实施方式提供了制造阵列基板的方法的示例性实施方式，所述方法包括：在具有栅极线和与所述栅极线连接的栅电极的基板上布置源金属层；在所述源金属层上布置光致抗蚀剂图案，所述光致抗蚀剂图案由光致抗蚀剂组合物形成，所述光致抗蚀剂组合物包含：由苯酚化合物制成的酚醛清漆树脂、双叠氮化合物和有机溶剂，其中间甲酚占所述苯酚化合物的重量的约70％～约85％；使用所述光致抗蚀剂图案由所述源金属层形成基本垂直于所述栅极线的数据线、与所述数据线连接的源电极、和与所述源电极间隔的漏电极；以及将像素电极电连接到所述漏电极。
如上所述，本发明的示例性实施方式所述的光致抗蚀剂组合物可以改善感光度、曝光部分和未曝光部分的显像对比度、以及半曝光部分的残留均匀度。另外，所述光致抗蚀剂组合物的所述示例性实施方式可以提高对基板的粘附性，从而增加金属图案的可靠性。因此，制造工艺的可靠性和效率都可以得到提高。
附图说明
通过结合附图并参考以下详细描述，本发明的上述优势和其它优势将变得易于理解，在所述附图中：
图1是说明根据本发明的一个示例性实施方式制造的阵列基板的一个示例性实施方式的平面布置顶视图；和
图2～7是说明制造根据本发明的阵列基板的一个示例性实施方式的方法的一个示例性实施方式的剖面图。
具体实施方式
下文将参考附图对本发明进行更充分的说明，附图中显示了本发明的实施方式。然而，本发明可以通过许多不同形式实施，不应理解为本发明局限于此处所列的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开内容全面而完整，并将本发明的范围完全展示于本领域技术人员。全文中，相同的数字表示相同的元件。
应当理解，当提及一个元件位于另一元件“上”时，所述一个元件可以直接在所述另一元件上，或者在所述一个元件和所述另一元件之间存在间隔元件。相反，当提及一个元件“直接”位于另一元件“上”时，它们之间不存在间隔元件。此处所用的术语“和/或”包括一种以上所列举的相关项目的任何组合和所有组合。
应当理解，虽然此处可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、成分、区域、层和/或部分，但这些元件、成分、区域、层和/或部分不局限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件、成分、区域、层或部分与另一元件、成分、区域、层或部分。因此，在不背离本发明的教导的情况下，下面所讨论的第一元件、第一成分、第一区域、第一层或第一部分可以称为第二元件、第二成分、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，此处可使用与空间相关的术语，如“在...下方”、“在...下”、“低于”、“在...上”、“高于”等，以说明如附图所示的一个元件或特征相对于另外一个或多个元件或特征之间的关系。应当理解，所述与空间相关的术语旨在涵盖所示装置的除附图所示方位之外的不同的使用或操作方位。例如，如果图中的装置被翻转，则表述成“在另外元件或特征下”或“在另外元件或特征下方”的元件将定位为“在其它元件或特征上”。因此，示例性术语“在...下”可以涵盖上和下两种方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或处于其它方位)，且此处所用的与空间相关的描述应作相应的解释。
此处所用的术语仅仅是为了描述特定实施方式，而并非旨在限制本发明。此处所用的单数形式“一个”、“一种”或“所述”也应包含复数形式，除非上下文明确表示其它意思。还应当理解，当术语“包含”和/或“包括”在本说明书中使用时，其指明所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或成分的存在，但不排除存在或增加有一种以上的其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、成分和/或其构成的组。
此处参照剖面图说明本发明的示例性实施方式，该剖面图是本发明的理想实施方式的示意性图示。因此可以预见到的是，因例如制造技术和/或公差可导致图示形状的各种变化。因此，不应将本发明的实施方式解释为限定于此处所示区域的特定形状，而应包括例如因制造造成的形状偏差。例如，图示或描述为平面的区域通常会有粗糙和/或非线性特征。此外，图示为锐角的形状可为圆形。因此，图中所示的区域实际上是示意性的，而它们的形状并非旨在说明区域的准确形状，且并非旨在限制本发明的范围。
除非另外指出，否则此处所用的所有术语(包括科技术语)均具有与本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。还应理解，术语(诸如在常用字典中定义的那些术语)应当解释为具有与它们在相关领域的情况中的含义相一致的含义，而不应解释为理想化的字面含义或过度局限于字面含义，除非在本文中明确作了如此定义。
在下文中，将参考附图对本发明进行详细的说明。
<光致抗蚀剂组合物>
本发明的示例性实施方式的光致抗蚀剂组合物包含：a)酚醛清漆树脂，b)双叠氮化合物和c)有机溶剂，这些将在下文中详细讨论。
<a)酚醛清漆树脂>
用于本发明的酚醛清漆树脂的示例性实施方式可以通过将苯酚化合物与醛化合物或酮化合物在酸性催化剂的存在下反应来制备。
苯酚化合物的示例性实施方式可以包括苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、2，3-二甲基苯酚、3，4-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚、2，4-二甲基苯酚、2，6-二甲基苯酚、2，3，6-三甲基苯酚、2-叔丁基苯酚、3-叔丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、2-甲基间苯二酚、4-甲基间苯二酚、5-甲基间苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚、2-甲氧基苯酚、3-甲氧基苯酚、2-丙基苯酚、3-丙基苯酚、4-丙基苯酚、2-异丙基苯酚、2-甲氧基-5-甲基苯酚、2-叔丁基-5-甲基苯酚、百里酚、异百里酚、或者具有相似性质的其它材料。示例性实施方式包括可以单独或组合使用苯酚化合物的配置。
醛化合物的示例性实施方式可以包括甲醛、福尔马林、p-甲醛、三聚甲醛、乙醛、苯甲醛、苯乙醛、α-苯丙醛、β-苯丙醛、邻羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻氯苯甲醛、间氯苯甲醛、对氯苯甲醛、邻甲基苯甲醛、间甲基苯甲醛、对甲基苯甲醛、对乙基苯甲醛、对正丁基苯甲醛、对羧基苯甲醛(terephthalic acid aldehyde)、或者具有相似性质的其它材料。示例性实施方式包括可以单独或组合使用苯酚化合物的配置。
酮化合物的示例性实施方式可以包括丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二苯甲酮、或者具有相似性质的其它材料。示例性实施方式包括可以单独或组合使用苯酚化合物的配置。
在一个示例性实施方式中，所述酚醛清漆树脂可以由含有约70重量％～约85重量％的间甲酚的苯酚化合物制备。当间甲酚的含量小于约70重量％时，即使对光致抗蚀剂膜提供均匀光照，光致抗蚀剂膜对光的反应性差异也会增加。因此，通过曝光工艺形成的光致抗蚀剂图案的厚度可能不均匀。另外，半曝光部分的残留均匀度可能降低。当光致抗蚀剂图案的厚度不均匀时，使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模形成的下方金属图案的可靠性可能降低。
在其中间甲酚的含量大于约85重量％的示例性实施方式中，其它成分的含量，例如对甲酚的含量相对降低。因此，可能难以控制光致抗蚀剂组合物的感光度。因此，在一个示例性实施方式中，用于制备所述酚醛清漆树脂的苯酚化合物的间甲酚的含量可以为所述苯酚化合物的总重量的约70重量％～约85重量％。
在一个示例性实施方式中，所述光致抗蚀剂组合物的酚醛清漆树脂可以包含彼此不同的第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂。在此示例性实施方式中，所述第一酚醛清漆树脂或第二酚醛清漆树脂可以由间甲酚含量小于约70重量％或大于约85重量％的苯酚化合物制备，从而使得第一苯酚化合物和第二苯酚化合物中所含的间甲酚的平均含量为包含第一苯酚化合物和第二苯酚化合物的苯酚化合物的总重量的约70重量％～约85重量％，其中所述第一苯酚化合物和第二苯酚化合物分别用于制备所述第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂。在一个示例性实施方式中，所述第一苯酚化合物可以包含重量比为约40∶60至约60∶40的间甲酚和对甲酚，而所述第二苯酚化合物可以包含重量比为约80∶20至约100∶0的间甲酚和对甲酚。在一个示例性实施方式中，所述第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂的重量比可以为约10∶90至约60∶40。
如上所述，在一个示例性实施方式中，所述光致抗蚀剂组合物的酚醛清漆树脂可以包含第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂。所述第一酚醛清漆树脂可以由包含重量比为约40∶60的间甲酚和对甲酚的第一苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂可以由仅包含间甲酚的第二苯酚化合物制备。在此示例性实施方式中，所述第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂的重量比可以为约40∶60，且间甲酚的平均含量可以为所述第一苯酚化合物和第二苯酚化合物的总重量的约76重量％。
在一个替代性示例性实施方式中，所述酚醛清漆树脂可以包括第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂，所述第一酚醛清漆树脂由包含重量比为约50∶50的间甲酚和对甲酚的第一苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂由包含重量比为约90∶10的间甲酚和对甲酚的第二苯酚化合物制备。在此示例性实施方式中，所述第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂的重量比可以为约40∶60至约50∶50，且间甲酚的平均含量可以为包含所述第一苯酚化合物和第二苯酚化合物的苯酚化合物的总重量的约70重量％～约74重量％。
在一个替代性示例性实施方式中，所述酚醛清漆树脂可以包括第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂，所述第一酚醛清漆树脂由包含重量比为约60∶40的间甲酚和对甲酚的第一苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂由包含重量比为约80∶20的间甲酚和对甲酚的第二酚化合物制备。在此示例性实施方式中，所述第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂的重量比可以为约40∶60至约50∶50，且间甲酚的平均含量可以为包含所述第一苯酚化合物和第二苯酚化合物的苯酚化合物的总重量的约70重量％～约72重量％。
在一个示例性实施方式中，所述酚醛清漆树脂可以包括第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂，所述第一酚醛清漆树脂由包含重量比为约60∶40的间甲酚和对甲酚的第一苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂由仅包含间甲酚的第二苯酚化合物制备。在此示例性实施方式中，所述第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂的重量比可以为约40∶60至约60∶40，且间甲酚的平均含量可以为包含所述第一苯酚化合物和第二苯酚化合物的苯酚化合物的总重量的约76重量％～约84重量％。
在一个示例性实施方式中，当所述酚醛清漆树脂包括彼此不同的第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂时，所述第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂的重量比可以为约10∶90至约60∶40。可以选择特定的第一酚醛清漆树脂和第二酚醛清漆树脂的比例，以使得间甲酚的平均含量可以为包含所述第一苯酚化合物和第二苯酚化合物的苯酚化合物的总重量的约70重量％～约85重量％。
当所述酚醛清漆树脂的重均分子量小于4,000g/mol时，所述酚醛清漆树脂在显影液中的溶解速度将增加。因此，控制光致抗蚀剂组合物的感光度会很难，且曝光部分与非曝光部分之间的溶解度差异将降低。因此，可能难以形成精细的光致抗蚀剂图案。当所述酚醛清漆树脂的重均分子量大于15,000g/mol时，所述酚醛清漆树脂在显影液中的溶解速度将降低。因此，难以形成所需感光度的光致抗蚀剂图案。因此，在一个示例性实施方式中，所述酚醛清漆树脂的重均分子量可以为约4,000g/mol～约15,000g/mol。在一个示例性实施方式中，所述重均分子量由凝胶渗透色谱(“GPC”)测量的聚苯乙烯还原重均分子量表示。
当所述酚醛清漆树脂的含量小于所述光致抗蚀剂组合物的总重量的约5重量％时，所述光致抗蚀剂组合物的粘度可能过度降低。因此，会难以形成具有所需厚度的光致抗蚀剂膜。当所述酚醛清漆树脂的含量大于约30重量％时，所述光致抗蚀剂组合物的粘度可能过度增加。因此，可能会难以在基体上涂敷所述光致抗蚀剂组合物。因此，在一个示例性实施方式中，所述酚醛清漆树脂的含量可以为所述光致抗蚀剂组合物的总重量的约5重量％～约30重量％。
<b)双叠氮化合物>
双叠氮化合物可以用作控制光敏化速度的光敏剂。双叠氮化合物的示例性实施方式可以包括1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯、2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯、2，3，4，4’-四羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯、或者具有相似性质的其它材料。其示例性实施方式包括单独或组合使用双叠氮化合物的配置。在一个示例性实施方式中，所述双叠氮化合物可以包括2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯。
在一个示例性实施方式中，所述双叠氮化合物还可以包含增加基板与所述酚醛清漆树脂之间粘附性的粘附性增强剂。所述粘附性增强剂的示例性实施方式可以包含与作为稳定物质(ballast)的苯酚化合物组合的双叠氮化合物。在此示例性实施方式中，与所述双叠氮化合物组合的苯酚化合物可以作为稳定物质从而稳定所述双叠氮化合物。所述粘附性增强剂可以增加基板与所述酚醛清漆树脂之间的吸引力，且可将所述酚醛清漆树脂均匀分散在所述光致抗蚀剂组合物的有机溶剂中，从而增加光致抗蚀剂图案和基板之间的粘附性。在一个示例性实施方式中，所述苯酚化合物可以包含与由如下化学式1表示的作为稳定物质的苯酚化合物组合的1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯。
<化学式1>
Figure A20091000448500131
当与双叠氮化合物组合的苯酚化合物的重均分子量小于约500g/mol时，所述粘附性增强剂可能无法充分增加基板与所述酚醛清漆树脂之间的吸引力。当与双叠氮化合物组合的苯酚化合物的重均分子量大于1,500g/mol时，所述苯酚化合物的大小可能过大从而使基板与所述酚醛清漆树脂之间的吸引力降低。因此，在一个示例性实施方式中，与双叠氮化合物组合的苯酚化合物的重均分子量可以为约500g/mol～约1,500g/mol。
当作为光敏剂的双叠氮化合物和所述粘附性增强剂的重量比小于约40∶60时，例如约30∶70时，所述光致抗蚀剂组合物的感光度可能降低，且所述光致抗蚀剂组合物对于基板的粘附性可能会降低。因此，由所述光致抗蚀剂组合物形成的光致抗蚀剂图案覆盖的下方金属层可能更容易被腐蚀。当作为光敏剂的双叠氮化合物和所述粘附性增强剂的重量比大于约60∶40时，例如约80∶20时，可能难以将所述光致抗蚀剂组合物从基板上去除。因此，在一个示例性实施方式中，作为光敏剂的双叠氮化合物和所述粘附性增强剂的重量比可以为约40∶60至约60∶40。
当包含光敏剂和粘附性增强剂的双叠氮化合物的含量小于所述光致抗蚀剂组合物的总重量的约2重量％时，所述光致抗蚀剂组合物的感光度可能过度降低，且光致抗蚀剂膜与基板之间的粘附性可能降低。当包含光敏剂和粘附性增强剂的双叠氮化合物的含量大于约10重量％时，所述光致抗蚀剂组合物的感光度可能过度增加，从而会难以控制光敏化速度。因此，在一个示例性实施方式中，包含光敏剂和粘附性增强剂的双叠氮化合物的含量可以为所述光致抗蚀剂组合物的总重量的约2重量％～约10重量％。
<c)有机溶剂>
所述溶剂的示例性实施方式包括醇类，其示例性实施方式包括甲醇和乙醇；醚类，其示例性实施方式包括四氢呋喃；乙二醇醚类，如乙二醇一甲醚和乙二醇一乙醚；乙二醇烷基醚乙酸酯类，如甲基溶纤剂乙酸酯和乙基溶纤剂乙酸酯；二乙二醇类，如二乙二醇一甲醚、二乙二醇一乙醚和二乙二醇二甲醚；丙二醇一烷基醚类诸如丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚和丙二醇丁醚；丙二醇烷基醚乙酸酯类，如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯和丙二醇丁醚乙酸酯；丙二醇烷基醚丙酸酯类，如丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯和丙二醇丁醚丙酸酯；芳香族化合物类，如甲苯和二甲苯；酮类，如甲基乙基酮、环己酮和4-羟基-4-甲基-2-戊酮；以及酯类化合物，如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、硫酸乳酸丙酯(propyllactate sulfate)、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯；或者具有相似性质的其它材料。
在一个示例性实施方式中，鉴于组成所述光致抗蚀剂组合物的每个成分的溶解性和反应性以及涂层的制造条件，使用了乙二醇醚类、乙二醇烷基醚乙酸酯类和二乙二醇类。在一个示例性实施方式中，可以使用丙二醇甲醚乙酸酯。
<d)添加剂>
本发明的光致抗蚀剂组合物的示例性实施方式还可以包含添加剂以便调节或改善所述光致抗蚀剂组合物的性质来适应制造工艺，所述添加剂例如为着色剂、染料、划痕抑制剂、增塑剂、表面活性剂、或者本领域的普通技术人员已知的其它添加剂。
下文将参照实施例和比较例对本发明的光致抗蚀剂组合物的示例性实施方式进行更充分的说明。
<实施例1>
将下列物质均匀混合以制备光致抗蚀剂组合物的第一示例性实施方式：约12g重均分子量约为5,000的第一酚醛清漆树脂和约8g重均分子量约为6,000的第二酚醛清漆树脂；约4g与由如下化学式1表示的作为稳定物质的苯酚化合物组合的双叠氮化合物，该双叠氮化合物包含约2g的2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯和约2g的1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯；以及约60g丙二醇甲醚乙酸酯。所述第一酚醛清漆树脂由含有重量比约为60∶40的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂由含有重量比约为90∶10的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备。所述光致抗蚀剂组合物的粘度约为15cP。
<化学式1>
Figure A20091000448500161
<实施例2>
将下列物质均匀混合以制备光致抗蚀剂组合物的第二实例：约10g重均分子量约为6,000g/mol的第一酚醛清漆树脂和约10g重均分子量约为6,000g/mol的第二酚醛清漆树脂；约4g与由化学式1表示的作为稳定物质的苯酚化合物组合的双叠氮化合物，该双叠氮化合物包含约2g的2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯和约2g的1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯；以及约60g丙二醇甲醚乙酸酯。所述第一酚醛清漆树脂由含有重量比约为50∶50的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂由含有重量比约为90∶10的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备。所述光致抗蚀剂组合物的粘度约为15cP。
<实施例3>
将下列物质充分均匀混合以制备光致抗蚀剂组合物的第三示例性实施方式：约12g重均分子量约为8,000g/mol的第一酚醛清漆树脂和约8g重均分子量约为6,000g/mol的第二酚醛清漆树脂；约4g与由化学式1表示的作为稳定物质的苯酚化合物组合的双叠氮化合物，该双叠氮化合物包含约2g的2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯和约2g的1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯；以及约60g丙二醇甲醚乙酸酯。所述第一酚醛清漆树脂由含有重量比约为60∶40的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂由含有重量比约为90∶10的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备。所述光致抗蚀剂组合物的粘度约为15cP。
<实施例4>
将下列物质均匀混合以制备光致抗蚀剂组合物的第四示例性实施方式：约10g重均分子量约为8,000g/mol的第一酚醛清漆树脂和约10g重均分子量约为6,000g/mol的第二酚醛清漆树脂；约4g与由化学式1表示的作为稳定物质的苯酚化合物组合的双叠氮化合物，该双叠氮化合物包含约2g的2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯和约2g的1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯；以及约60g丙二醇甲醚乙酸酯。所述第一酚醛清漆树脂由含有重量比约为60∶40的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂由含有重量比约为90∶10的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备。所述光致抗蚀剂组合物的粘度约为15cP。
<比较例1>
将约20g重均分子量约为5,000的酚醛清漆树脂、包含约2g的2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯和2g的2，3，4，4’-四羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯的约4g的双叠氮化合物、以及约60g丙二醇甲醚乙酸酯均匀混合，以制备光致抗蚀剂组合物的第一比较实施方式。所述酚醛清漆树脂由含有重量比约为60∶40的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备。所述光致抗蚀剂组合物的粘度约为15cP。
<比较例2>
将约12g重均分子量约为5,000的第一酚醛清漆树脂和约8g重均分子量约为6,000g/mol的第二酚醛清漆树脂、包含约2g的2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯和2g的2，3，4，4’-四羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯的约4g的双叠氮化合物、以及约60g丙二醇甲醚乙酸酯均匀混合，以制备光致抗蚀剂组合物的第二比较实施方式。所述第一酚醛清漆树脂由含有重量比约为60∶40的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备，而所述第二酚醛清漆树脂由含有重量比约为90∶10的间甲酚和对甲酚的苯酚化合物制备。所述光致抗蚀剂组合物的粘度约为15cP。
<光致抗蚀剂组合物的评估>
将实施例1～4中的光致抗蚀剂组合物和比较例1～2中的比较光致抗制剂组合物的示例性实施方式各自滴加于厚度约为0.7mm的玻璃基板上，然后以预定速度进行旋涂，接着在约0.1托的压力下在减压的同时干燥约60秒。其后，在约110℃的温度下加热所述玻璃基板约90秒以干燥光致抗蚀剂组合物，从而形成厚度约为1.90μm的光致抗蚀剂膜。将所述光致抗蚀剂膜在波长为约365nm～约435nm的紫外(“UV”)光下曝光，然后由含氧化四甲铵的水溶液显影约60秒，以形成光致抗蚀剂图案。对所述光致抗蚀剂图案的感光度和残留比进行测量，由此所得结果如下表1中所示。其后，将所述光致抗蚀剂图案在约130℃的温度下硬烤。
为了评估所述光致抗蚀剂图案的粘附性，在玻璃基板上形成含钼(Mo)金属层，然后根据与上述光致抗蚀剂图案基本相同的方法在所述金属层上形成光致抗蚀剂图案。将蚀刻溶液提供在所述光致抗蚀剂图案上。其后，测量未曝光部分，例如金属层的布置于光致抗蚀剂图案下的部分的厚度，如此得到的结果如下表1中所示。
<表1>
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   比较例1   比较例2
  感光度(mJ/cm2)   30   24   40   32   50   32
  残留比(％)   93   92   95   94   94   94
  半色调梯度   0.60   0.57   0.65   0.60   0.72   0.61
  粘附性(μm)   0.8   0.9   0.7   0.6   1.25   1.15
在表1中，感光度代表了将光致抗蚀剂膜完全溶解于显影液中所需的能量水平，而残留比代表了由下面等式所计算出的值：
光致抗蚀剂膜的初始厚度＝通过蚀刻减少的厚度+蚀刻后的剩余厚度——(方程：1)
残留比＝(剩余厚度/初始厚度)——(等式：2)
当光致抗蚀剂膜被蚀刻溶液完全去除时，将完全曝光部分的光量定为100，而将半曝光部分的光量定为50。在光致抗蚀剂膜上分别照射占半曝光部分的光量的约30％、约40％、约50％和约60％的光量。其后，将光致抗蚀剂膜显影，测量残留膜的厚度。以x轴表示光量并以y轴表示残留膜的厚度作图。所述半色调梯度代表图中的梯度值。
参照表1，可以注意到实施例1～4的光致抗蚀剂组合物的半色调梯度小于比较例1和2的光致抗蚀剂组合物的半色调梯度(例外的是实施例3的示例性实施方式和比较例2的示例性实施方式)。随着半色调梯度的降低，随半曝光部分的光量而变化的厚度差异可能降低。因此，由实施例1～4的光致抗蚀剂组合物的示例性实施方式形成的半曝光部分的残留均匀度大于由比较例1和2的光致抗蚀剂组合物形成的半曝光部分的残留均匀度。
另外，表1中的粘附性代表了光致抗蚀剂图案下的未曝光部分的蚀刻厚度。因此，由实施例1～4的光致抗蚀剂组合物的示例性实施方式形成的光致抗蚀剂图案的粘附性大于由比较例1和2的光致抗蚀剂组合物形成的光致抗蚀剂图案的粘附性。
对比比较例1和2的光致抗蚀剂组合物，可以注意到实施例1～4的光致抗蚀剂组合物的示例性实施方式可以改善半曝光部分的残留均匀度和光致抗蚀剂图案的粘附性，同时保持与比较例1和2的光致抗蚀剂组合物相当的感光度水平和残留比。
下文将参考附图对制造根据本发明的阵列基板的方法的示例性实施方式进行更充分的说明。
<制造薄膜晶体管(“TFT”)基板的方法>
图1是说明根据本发明的一个示例性实施方式制造的阵列基板的一个示例性实施方式的顶视平面图。图2～7是说明根据本发明的阵列基板的一个示例性实施方式的制造方法的一个示例性实施方式的剖面图。具体而言，图2～7分别展示了沿图1的线I-I’剖取的剖面图。
参照图1和图2，当在基板110上形成栅金属层后，所述栅金属层通过光刻工艺使用第一掩模进行图案化以形成栅图案120。所述栅图案120包含栅极线122和与栅极线122电连接的栅电极124。所述栅极线122按第一方向D1延伸，且可以安排多个栅电极124从所述栅极线122按不同于所述第一方向D1的第二方向D2延伸。在一个示例性实施方式中，所述第一方向D1可以与所述第二方向D2基本垂直。所述栅电极124与所述栅极线122相连，并充当在像素P中形成的薄膜晶体管(“TFT”)的栅端子。
在一个示例性实施方式中，所述基板110可以是透明绝缘基板。在一个示例性实施方式中，所述基板110可以包括玻璃或者具有相似性质的其它材料。
在一个示例性实施方式中，所述栅金属层可以通过溅射法在所述基板110上形成。所述栅金属层可以通过湿法蚀刻工艺蚀刻。在一个示例性实施方式中，所述栅图案120可以包含铝(Al)、钼(Mo)、钕(Nd)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、银(Ag)、上述金属的合金、以及具有相似性质的其它材料。在一个示例性实施方式中，所述栅图案120可以具有双层结构，该双层结构包含至少两层具有不同物理性质的金属层。在一个示例性实施方式中，所述栅图案120可以具有包含铝(Al)层和钼(Mo)层以降低阻抗的铝/钼(Al/Mo)双层结构。
图3～7是说明形成源图案和通道部分的工艺的剖面图。参照图3，在具有所述栅图案120的所述基板110上先后形成栅绝缘层130和有源层140。所述栅绝缘层130和有源层140可以通过等离子增强化学气相沉积(“PECVD”)法形成。
所述栅绝缘层130可以保护所述栅图案120并使之绝缘。在一个示例性实施方式中，所述栅绝缘层130可以包含氮化硅、氧化硅、以及具有相似性质的其它材料。在一个示例性实施方式中，所述栅绝缘层130的厚度可以约为4,500
Figure A20091000448500201
在该示例性实施方式中，所述有源层140包括半导体层142和欧姆接触层144。在一个示例性实施方式中，所述半导体层142可以包含无定形硅(a-Si)，且可用于欧姆接触层144的材料的实例可以包括植入有高浓度的n+杂质的a-Si。
在所述有源层140上形成源金属层150。在一个示例性实施方式中，所述源金属层150可以具有钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)三层结构以便降低所述源金属层150的阻抗。在另外一个示例性实施方式中，所述源金属层150可以具有单层，该单层包含钼(Mo)、铝(Al)、它们的合金或者具有相似性质的其它材料。
参照图4，在所述源金属层150上涂覆光致抗蚀剂组合物以形成光致抗蚀剂膜。将所述光致抗蚀剂膜由第二掩模在光下曝光，所述第二掩模的示例性实施方式包括狭缝掩模或半色调掩模，然后显影以形成第一光致抗蚀剂图案160。
根据此示例性实施方式，所述光致抗蚀剂组合物包含：a)由含有约70重量％～约85重量％间甲酚的苯酚化合物制备的酚醛清漆树脂；b)双叠氮化合物；和c)有机溶剂。所述光致抗蚀剂组合物与前文所述光致抗蚀剂组合物基本相同。因此，此处略去更进一步的说明。
所述第一光致抗蚀剂图案160包括具有第一厚度d1的第一部分和具有第二厚度d2的第二部分。所述第一部分形成于源电极/线部分和漏电极部分上。所述第二部分形成于通道部分之上。第二厚度d2小于第一厚度d1。在此示例性实施方式中，所述第二部分通过所述第二掩模的狭缝部分或半透光部分在光下进行半曝光。
根据本发明的一个示例性实施方式，所述光致抗蚀剂膜可均匀地涂覆在所述基板110上，且所述光致抗蚀剂图案的第二部分，例如半曝光部分，可以增加残留均匀度。另外，所述光致抗蚀剂膜可以具有改善的曝光部分与未曝光部分之间的显影对比度，且可以具有改善的对于下方金属层的粘附性。因此，可以增大所述光致抗蚀剂图案160的侧壁和所述基板110的上表面之间形成的角度。在一个示例性实施方式中，所述光致抗蚀剂图案160的侧壁和所述基板110的上表面之间形成的角θ1可以为约80°～约90°。
参照图1和图5，使用第一光致抗蚀剂图案160作为蚀刻掩模对所述源金属层150进行蚀刻，以形成数据线155和切换图案156。在一个示例性实施方式中，所述源金属层150可以通过湿法蚀刻工艺进行蚀刻。可以将所述数据线155布置成与所述栅极线122基本垂直，且所述切换图案156与所述数据线155相连。在此示例性实施方式中，所述数据线155按所述第二方向D2延伸，且多个数据线155按所述第一方向安排。
其后，使用第一光致抗蚀剂图案160、所述数据线155和所述切换图案156作为蚀刻掩模对有源层140进行蚀刻。在此示例性实施方式中，所述有源层150可以通过干法蚀刻工艺进行蚀刻。由于所述光致抗蚀剂图案160的侧壁和所述基板110的上表面之间形成的角θ1相对接近90°，例如，所述光致抗蚀剂图案160的侧壁基本垂直于所述基板110，所述有源层140经蚀刻的侧表面可以与所述数据线155和所述切换图案156的经蚀刻的侧表面基本重合。因此，可以减少或者有效防止所述有源图案140沿所述数据线155和所述切换图案156侧向突出的突起。
参照图6，第一光致抗蚀剂图案160的第二部分被去除，而第一部分保留下来但其厚度降低。下文中，在去除所述第二部分后，包含残留第一部分的所述第一光致抗蚀剂图案160将被称作“残留光致抗蚀剂图案”162。
所述残留光致抗蚀剂图案162暴露了形成于所述第一部分下方的切换图案156。在一个示例性实施方式中，所述残留光致抗蚀剂图案162可以通过用等离子对所述第一光致抗蚀剂图案160灰化而形成。
使用所述残留光致抗蚀剂图案162作为蚀刻掩模对所述切换图案156进行蚀刻，以形成与所述数据线155相连的源电极157和与所述源电极157间隔的漏电极158。所述源电极157与所述数据线155相连以用作所述TFT的源端子。所述漏电极158与所述源电极157间隔，以用作所述TFT的漏端子。在一个示例性实施方式中，所述切换图案156可以通过干法蚀刻工艺来蚀刻。替代性示例性实施方式包括其中所述切换图案156可通过湿法蚀刻工艺蚀刻的配置。
其后，使用所述源电极157、所述漏电极158和所述残留光致抗蚀剂图案162作为蚀刻掩模对所述欧姆接触层144的曝光部分进行蚀刻，以去除所述曝光部分，从而形成通道部分CH。其后，所述基板110上残留的所述残留光致抗蚀剂图案162可以使用剥膜液通过剥离工艺去除。
根据本发明的一个示例性实施方式，可以增大所述残留光致抗蚀剂图案162的侧壁与所述基板110的上表面之间形成的角θ2和θ3。因此，所述欧姆接触层144的经蚀刻的侧表面可以与所述源电极157和所述漏电极158的与所述通道部分CH相邻的经蚀刻的侧表面基本重合。因此，可以减少或有效防止所述欧姆接触层144从所述源电极157和所述漏电极158横向突出的突起。因此，可以增加所述通道部分CH的开口率，且可以改善所述TFT的电学性质。
参照图7，在具有所述TFT的基板110上形成钝化层170。所述钝化层170保护所述TFT和所述数据线155并使之绝缘。在一个示例性实施方式中，所述钝化层170可以包含氮化硅、氧化硅、或者具有相似性质的其它材料。在一个示例性实施方式中，所述钝化层170可以通过化学气相沉积(“CVD”)方法形成，且该钝化层170的厚度可以为约500
Figure A20091000448500221
～约2,000
Figure A20091000448500231
在一个示例性实施方式中，所述钝化层170可以使用第三掩模通过光刻工艺进行图案化，以形成接触孔172，该接触孔172暴露了所述漏电极158的一部分。
在所述钝化层170上形成透明导电层。所述透明导电层使用第四掩模通过光刻工艺进行图案化，以形成像素电极180。在一个示例性实施方式中，所述像素电极180可以包含氧化铟锌、氧化铟锡、以及具有相似性质的其它材料。所述像素电极180可处于被相邻栅极线122和相邻数据线155围绕的区域内。在一个示例性实施方式中，所述像素电极180可以经过由所述钝化层170形成的接触孔172与所述漏电极158电连接。
在一个替代性示例性实施方式中，在形成所述像素电极180之前，可以在所述钝化层170上形成有机绝缘层(未显示)，以便使所述基板110平面化。
根据上述示例性实施方式，按照本发明的一个示例性实施方式的光致抗蚀剂组合物可以改善感光度、曝光部分与未曝光部分之间的显影对比度以及半曝光部分的残留均匀度。另外，所述光致抗蚀剂组合物可以增加对基板的粘附性，从而提高金属图案的可靠性。因此，制造工艺的可靠性和效率可以得到提高。
应当理解的是，尽管已经对本发明的示例性实施方式进行了说明，但是本发明并不应该局限于这些示例性实施方式，而是可以由本领域的普通技术人员在如上文所要求保护的本发明的实质和范围进行各种变化和修改。

Claims (16)

1.一种光致抗蚀剂组合物，所述光致抗蚀剂组合物包含：
由苯酚化合物制成的酚醛清漆树脂，其中间甲酚占所述苯酚化合物重量的约70％～约85％；
双叠氮化合物；和
有机溶剂。
2.如权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述酚醛清漆树脂包含：
由苯酚化合物制成的第一酚醛清漆树脂，其中所述苯酚化合物包含重量比为约40∶60至约60∶40的间甲酚和对甲酚；和
由苯酚化合物制成的第二酚醛清漆树脂，其中所述苯酚化合物包含重量比为约90∶10至约100∶0的间甲酚和对甲酚。
3.如权利要求2所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述酚醛清漆树脂包含重量比为约60∶40至约40∶60的所述第一酚醛清漆树脂和所述第二酚醛清漆树脂。
4.如权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述酚醛清漆树脂包含：
由苯酚化合物制成的第一酚醛清漆树脂，其中所述苯酚化合物包含重量比为约50∶50至约60∶40的间甲酚和对甲酚；和
由苯酚化合物制成的第二酚醛清漆树脂，其中所述苯酚化合物包含重量比为约80∶20至约100∶0的间甲酚和对甲酚。
5.如权利要求4所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述酚醛清漆树脂包含重量比为约60∶40至约40∶60的所述第一酚醛清漆树脂和所述第二酚醛清漆树脂。
6.如权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述酚醛清漆树脂的重均分子量为约4,000g/mol～约15,000g/mol。
7.如权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述双叠氮化合物包含与苯酚化合物组合的双叠氮化合物。
8.如权利要求7所述的光致抗蚀剂组合物，其中与所述双叠氮化合物组合的所述苯酚化合物的重均分子量为约500g/mol～约1,500g/mol。
9.如权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述双叠氮化合物包含：
与苯酚化合物组合的1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯；和
2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯。
10.如权利要求9所述的光致抗蚀剂组合物，其中与所述苯酚化合物组合的所述1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯和所述2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯的重量比为约40∶60至约60∶40。
11.如权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述光致抗蚀剂组合物包含：
约5重量％～约30重量％的所述酚醛清漆树脂；
约2重量％～约10重量％的所述双叠氮化合物；和
所述组合物的剩余重量为所述有机溶剂。
12.一种制造阵列基板的方法，所述方法包括：
在具有栅极线和与所述栅极线连接的栅电极的基板上布置源金属层；
在所述源金属层上布置光致抗蚀剂图案，所述光致抗蚀剂图案由光致抗蚀剂组合物形成，所述光致抗蚀剂组合物包含：
由苯酚化合物制成的酚醛清漆树脂，其中间甲酚占所述苯酚化合物的重量的约70％～约85％；
双叠氮化合物；和
有机溶剂；
使用所述光致抗蚀剂图案形成与所述栅极线交叉的数据线、与所述数据线连接的源电极、和与所述源电极间隔的漏电极；和
将像素电极电连接到所述漏电极。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述漏电极的形成包括：
使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模蚀刻所述源金属层，所述光致抗蚀剂图案包含：
具有第一厚度且叠盖所述数据线、所述源电极和所述漏电极的第一部分；和
具有小于所述第一厚度的第二厚度且叠盖所述源电极和漏电极之间的间隙的第二部分；
去除所述第二部分以使所述源金属层对应于所述源电极和漏电极之间的间隙的部分暴露，同时留下所述第一部分的残留部分；和
使用所述第一部分来蚀刻所述源金属层的暴露部分，以形成所述源电极和所述漏电极。
14.如权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括：
在所述栅电极和所述源金属层之间以及所述栅极线和所述源金属层之间形成有源层；
使用包含所述第一部分和所述第二部分的所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模蚀刻所述有源层；和
使用所述第一部分的残留部分作为蚀刻掩模形成通道部分。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述酚醛清漆树脂包含：
由苯酚化合物制成的第一酚醛清漆树脂，其中所述苯酚化合物包含重量比为约40∶60至约60∶40的间甲酚和对甲酚；和
由苯酚化合物制成的第二酚醛清漆树脂，其中所述苯酚化合物包含重量比为约90∶10至约100∶0的间甲酚和对甲酚。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述双叠氮化合物包含：
与苯酚化合物组合的1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯；和
2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-萘醌双叠氮-5-磺酸酯。
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