CN102455596A - 光刻胶、离地剥离的方法和tft阵列基板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光刻胶、离地剥离的方法和TFT阵列基板的制作方法,涉及微电子技术领域,为有效优化剥离效果而发明。所述离地剥离的方法,包括:对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理,其中,所述光刻胶中掺杂有发泡剂,所述发泡处理使所述光刻胶中掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构;利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离,在所述基板上形成需要的图形。本发明可用于半导体器件以及TFT阵列基板等制作工艺中。
Description
技术领域
本发明涉及微电子技术领域,尤其涉及一种光刻胶、离地剥离的方法和TFT阵列基板的制作方法。
背景技术
离地剥离(Lift Off)技术是用光刻胶(Photoresist,PR)掩膜进行图形制备的关键技术。Lift off技术是指,在光刻胶的剥离过程中,将光刻胶和光刻胶上所沉积薄膜一起剥离而不撕裂或损坏基板上的薄膜图形的剥离技术,在半导体微电子等领域中具有广泛的应用。
以TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,薄膜场效应晶体管液晶显示器)为例,TFT LCD由TFT阵列基板和彩膜基板对盒而形成,阵列基板和彩膜基板之间滴注有液晶。在TFT阵列基板的制作过程中,形成ITO(Indium Tin Oxides,铟锡氧化物)像素电极时,通常需要采用Lift off技术。具体的,在玻璃基板上沉积钝化层,形成包含钝化层过孔的钝化层图形后,保留非像素区域的光刻胶并沉积ITO像素电极层;通过Lift off工艺去除保留的光刻胶以及光刻胶上的ITO层,形成完整的像素电极图形。
现有的Lift off工艺,通常首先对基板上保留的光刻胶加热,使光刻胶收缩,进而造成光刻胶上附着的薄膜塌陷及龟裂以使薄膜下的光刻胶露出,然后采用剥离液浸泡超声或者是高压剥离液喷淋的方式,使露出的光刻胶与剥离液相接触,在剥离液的作用下,光刻胶被剥离的同时,也将其上附着的薄膜带走,达到Lift off的效果。然而,光刻胶的收缩程度有限,因此,由于薄膜塌陷及龟裂而露出的光刻胶较少,即与剥离液接触的光刻胶较少,因此,光刻胶与剥离液的作用力不足,剥离的效果较差。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于,提供一种光刻胶、Lift Off的方法和TFT阵列基板的制作方法,能够有效优化剥离效果。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种光刻胶,所述光刻胶中掺杂有发泡剂,所述发泡剂用于当对所述光刻胶进行发泡处理时放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构。
一种Lift Off的方法,包括:
对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理,其中,所述光刻胶中掺杂有发泡剂,所述发泡处理使所述光刻胶中掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构;
利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离,在所述基板上形成需要的图形。
一种TFT阵列基板的制作方法,包括:
在玻璃基板上沉积第一金属薄膜,通过构图工艺形成包含栅线和栅电极的图形;
依次沉积栅绝缘层、有源层和源漏金属薄膜,形成包含数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形;
沉积钝化层;
在所述钝化层上涂覆光刻胶,所述光刻胶中掺杂有发泡剂,通过构图工艺处理,形成钝化层过孔,形成钝化层过孔后,像素电极区域的光刻胶完全去除,所述玻璃基板上除像素电极区域和所述钝化层过孔区域之外的区域保留有光刻胶;
沉积像素电极薄膜,在形成有像素电极薄膜的基板上,对所述保留的光刻胶进行发泡处理;或者,对所述保留的光刻胶进行发泡处理后,沉积像素电极薄膜;其中,所述发泡处理使所述光刻胶中掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构;
利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的像素电极薄膜进行剥离。
采用上述技术方案后,本发明实施例提供的光刻胶、Lift Off的方法和TFT阵列基板的制作方法,通过在光刻胶中掺杂发泡剂,通过发泡剂的放气,使光刻胶形成多孔膨胀结构,光刻胶的这种结构,一方面薄膜难以附着其上,另一方面能够迫使光刻胶上附着的薄膜在光刻胶的膨胀过程中发生断裂,这样,利用剥离液进行剥离时,扩大了光刻胶与剥离液的接触面积,进而增大了光刻胶与剥离液的作用力,光刻胶之上附着的薄膜更易于随光刻胶一起剥离,且较好地避免对光刻胶以外区域的薄膜图形的影响,有效优化了剥离效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的Lift Off的方法的工艺流程图;
图2为本发明实施例的TFT阵列基板的制作方法的工艺流程图;
图3为与图2所示的工艺流程对应的工艺效果图;
图4为本发明实施例的TFT阵列基板的制作方法中发泡处理的原理示意图;
图5为本发明实施例的TFT阵列基板的制作方法中发泡处理的另一种原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种光刻胶,所述光刻胶中包括有发泡剂,所述发泡剂用于当对所述光刻胶进行发泡处理时放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构。
本发明实施例提供的光刻胶,能够利用发泡剂形成多孔膨胀结构,光刻胶的这种结构,一方面薄膜难以附着其上,另一方面能够迫使光刻胶上附着的薄膜在光刻胶的膨胀过程中发生断裂,因此,进行Lift Off时,明显扩大了光刻胶与剥离液的接触面积,进而增大了光刻胶与剥离液的作用力,光刻胶之上附着的薄膜更易于随光刻胶一起剥离,且较好地避免对光刻胶以外区域的薄膜图形的影响,有效优化了剥离效果。
其中,本发明实施例提供的光刻胶,所掺杂的发泡剂需控制在一定的比例范围内,如果,掺杂的发泡剂过量,光刻胶易产生结构塌陷现象,而如果掺杂的发泡剂较少,会导致发泡效果较差,进而影响剥离的效果。优选的,发泡剂在光刻胶中所占的比例为1%至5%。
其中,本发明实施例提供的光刻胶中包括的发泡剂有多种设置方式,所采用的发泡剂可以为单一种类的发泡主剂,例如,偶氮二甲酰胺(AC),偶氮二甲酸二异丙酯,对甲苯磺酰氨基脲等。
为了进一步发泡剂的发泡效果,可将前述发泡主剂中加入用于进行所述发泡处理时调整发泡剂的发气量和反应速率的助剂。也就是说,所述发泡剂可包括:
发泡主剂,用于进行所述发泡处理时放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构;例如,AC,偶氮二甲酸二异丙酯,对甲苯磺酰氨基脲等;
发泡助剂,用于进行所述发泡处理时调整所述发泡主剂的发气量和反应速率。
对于光刻胶来讲,AC是较理想的发泡主剂。现有数据表明,AC的分解温度很高,约200摄氏度左右,远高于光刻胶的熔点,发气量大,无毒。而氧化锌或硬酯酸锌是促进AC分解的首选发泡助剂,可以使其有较大的发气量和较快的分解速率。
其中,发泡处理的方式决定于光刻胶中所掺杂的发泡剂的化学和物理性质。具体的,无论发泡剂为单一种类的发泡主剂,还是发泡主剂和助剂的混合剂,通常情况下,通过光照,例如紫外光照射或特定射线辐射或者加热的条件下达到发泡剂的分解温度范围后,发泡剂均能够将放气,即进行发泡,进而促使光刻胶形成多孔膨胀结构。
本发明实施例还提供了一种Lift Off的方法,如图1所示,包括如下步骤:
S11,对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理。
本步骤中,所述光刻胶采用本发明实施例提供的光刻胶,所述光刻胶中掺杂有发泡剂,所述发泡处理将使所述光刻胶中掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构,光刻胶的这种结构,一方面薄膜难以附着其上,另一方面能够迫使光刻胶上附着的薄膜在光刻胶的膨胀过程中发生断裂。
发泡处理的方式决定于光刻胶中所掺杂的发泡剂的化学和物理性质。通常情况下,通过光照,例如紫外光照射或特定射线辐射或者加热的条件下达到发泡剂的分解温度范围后,发泡剂将放气,即进行发泡。而先对发泡剂进行光照,然后加热至发泡剂的分解温度以上时,发泡剂的发泡效果较好。因此,本步骤中,对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理可包括:
对基板表面保留的光刻胶进行光照或加热处理;或者
先对基板表面保留的光刻胶进行光照处理,再对所述基板表面保留的光刻胶进行加热处理,以使所述光刻胶掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构。
S12,利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离,在所述基板上形成需要的薄膜图形。
本步骤中,将光刻胶和光刻胶上所沉积薄膜一起剥离,但基板上除光刻胶之外区域上的该薄膜保持不变,因此,将在基板上形成需要的薄膜图形。
本步骤中所采用的剥离液一般为能够溶解光刻胶的化学制剂,通常采用光刻胶显影液。剥离液通常使用去离子水稀释,剥离液与去离子水的比例可根据光刻胶厚度以及其上沉积的薄膜厚度等实际情况设置。
需要指出的是,S12步骤可采用现有技术完成,例如:
可采用将所述基板浸入剥离液中并进行超声振荡的方式对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离;或者
采用向所述基板的表面高压喷淋所述剥离液的方式对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离。
需要指出的是,众所周知,Lift off是指,在光刻胶的去胶过程中,将光刻胶和光刻胶上所沉积薄膜一起剥离而不撕裂或损坏基板上的薄膜图形的剥离技术。即:进行Lift off的场合,基板表面保留的光刻胶上附着有薄膜。
本发明实施例的Lift Off的方法,基板表面保留的光刻胶上附着的薄膜的沉积可进行在S11步骤之后S12步骤之前或者S11步骤之前。即,在S11步骤前,本发明实施例的Lift Off的方法还包括:
进行薄膜沉积。
薄膜的沉积进行在S11步骤之前,即在对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理之前,已经进行了薄膜的沉积,在进行S11步骤时,基板表面保留的光刻胶上附着有薄膜,发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构,将迫使光刻胶上附着的薄膜在光刻胶的膨胀过程中发生断裂,薄膜下的光刻胶能够穿透像素电极薄膜进行延展,因此,利用剥离液进行剥离时,扩大了光刻胶与剥离液的接触面积,增大了光刻胶与剥离液的作用力,有效优化了剥离效果。
或者,在S11步骤之后,S12步骤之前,本发明实施例的Lift Off的方法还包括:
进行薄膜沉积。
薄膜的沉积进行在S11步骤之后,S12步骤之前,即在对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理之后,进行薄膜的沉积,此时,由于所述光刻胶形成了多孔膨胀结构,薄膜难以附着,而且,即使附着上薄膜,薄膜可延展的面积较小,难以覆盖住光刻胶,因此,S12步骤利用剥离液进行剥离时,扩大了光刻胶与剥离液的接触面积,增大了光刻胶与剥离液的作用力,降低了后续剥离光刻胶和其上附着的薄膜的难度,有效优化了剥离效果。
需要注意的是,为了防止光刻胶的过度膨胀而遮挡基板上本应沉积薄膜的区域,可通过控制发泡剂的剂量和浓度分布、发泡时间以及发泡处理方式或者局限光刻胶的膨胀空间等方式,抑制光刻胶的水平方向的膨胀,使光刻胶趋向于沿垂直于基板的方向膨胀。
本发明实施例提供的Lift Off的方法,通过在光刻胶中掺杂发泡剂,通过发泡剂的放气,使光刻胶形成多孔膨胀结构,光刻胶的这种结构,一方面薄膜难以附着其上,另一方面能够迫使光刻胶上附着的薄膜在光刻胶的膨胀过程中发生断裂,这样,利用剥离液进行剥离时,扩大了光刻胶与剥离液的接触面积,进而增大了光刻胶与剥离液的作用力,光刻胶之上附着的薄膜更易于随光刻胶一起剥离,且较好地避免对光刻胶以外区域的薄膜图形的影响,有效优化了剥离效果。
本发明的实施例还提供了一种TFT阵列基板的制作方法,结合图2和图3,包括:
S21,在玻璃基板上沉积第一金属薄膜,通过构图工艺形成包含栅线和栅电极的图形;
具体的,可以使用磁控溅射方法,在玻璃基板上制备一层厚度在至的金属薄膜。金属材料通常可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属,也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。然后,通过构图工艺在玻璃基板的一定区域上形成包含栅线和栅电极的图形,其中,所采用的构图工艺包括曝光、显影、刻蚀、剥离等。
S22,依次沉积栅绝缘层、有源层和源漏金属薄膜,形成包含数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形;
具体的,本步骤中,可以首先利用化学气相沉积法在玻璃基板上连续沉积到的栅绝缘层和到的非晶硅薄膜。栅极绝缘层的材料通常是氮化硅,也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。用有源层的掩模版对非晶硅薄膜进行曝光,之后对该非晶硅薄膜进行干法刻蚀,形成有源层;然后,可以采用和制备栅线类似的方法,在玻璃基板上沉积一层到金属薄膜。通过构图工艺形成包含数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形。
S23,沉积钝化层;
具体的,钝化层材料通常是氮化硅或透明的有机树脂材料。
需要指出的是,上述步骤可采用现有技术完成。
S24,在所述钝化层上涂覆光刻胶,所述光刻胶中掺杂有发泡剂,通过构图工艺处理,形成钝化层过孔;
形成钝化层过孔后,像素电极区域的光刻胶完全去除,所述玻璃基板上除像素电极区域和所述钝化层过孔区域之外的区域保留有光刻胶。
具体的,本步骤包括:
使用双色调掩模版对涂覆有光刻胶的玻璃基板进行曝光显影,形成光刻胶完全去除区域、光刻胶完全保留区域和光刻胶部分保留区域,其中光刻胶完全去除区域对应钝化层过孔区域,光刻胶部分保留区域对应像素电极区域,光刻胶完全保留区域对应基板的其他区域;
刻蚀光刻胶完全去除区域对应的钝化层,形成钝化层过孔;
灰化,光刻胶部分保留区域的光刻胶被去除,光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度变小。
S25,沉积像素电极薄膜,在形成有像素电极薄膜的基板上,对保留的光刻胶进行发泡处理,即对原光刻胶完全保留区域的光刻胶进行发泡处理。
需要指出的是,本步骤还包括另一种实施方式,即:
先对光刻胶完全保留区域的光刻胶进行发泡处理;
然后沉积像素电极薄膜。
本步骤中,所述像素电极薄膜可为ITO透明导电膜。
所述发泡处理使所述光刻胶中掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构。
通常情况下,通过光照,例如紫外光照射或特定射线辐射或者加热的条件下达到发泡剂的分解温度范围后,发泡剂将放气,即进行发泡。当先对发泡剂进行光照,然后加热至发泡剂的分解温度以上时,发泡剂的发泡效果较好。因此,具体的,本步骤中对所述光刻胶进行发泡处理可包括:
对所述光刻胶进行光照或加热处理;或者
先对所述光刻胶进行光照处理,再对所述光刻胶进行加热处理。以使所述光刻胶掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构。
当S25步骤中,对所述光刻胶进行发泡处理后沉积像素电极薄膜时,如图4所示的原理示意图,所述发泡处理能够使发泡剂分解放气,将促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构,该结构难以附着所述像素电极薄膜,而且,即使附着像素电极薄膜,像素电极薄膜可延展的面积较小,难以覆盖住光刻胶,因此,利用剥离液进行剥离时,扩大了光刻胶与剥离液的接触面积,增大了光刻胶与剥离液的作用力,降低了后续剥离光刻胶和其上附着的薄膜的难度,有效优化了剥离效果。
当S25步骤中,当沉积像素电极薄膜后对所述光刻胶进行发泡处理时,如图5所示的原理示意图,所述发泡处理能够使发泡剂分解放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构,该结构的形成将迫使光刻胶上附着的像素电极薄膜在光刻胶的膨胀过程中发生断裂,像素电极薄膜下的光刻胶能够穿透像素电极薄膜进行延展,因此,利用剥离液进行剥离时,扩大了光刻胶与剥离液的接触面积,增大了光刻胶与剥离液的作用力,有效优化了剥离效果。
S26,利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的像素电极薄膜进行剥离。
本步骤中所采用的剥离液一般为能够溶解光刻胶的化学制剂,通常采用光刻胶显影液。剥离液通常使用去离子水稀释,剥离液与去离子水的比例可根据光刻胶厚度以及其上沉积的薄膜厚度等实际情况设置。
需要指出的是,S26步骤可采用现有技术完成,例如:
采用将所述玻璃基板浸入剥离液中并进行超声振荡的方式对进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的像素电极薄膜进行剥离;或者
采用向所述玻璃基板的表面高压喷淋所述剥离液的方式对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的像素电极薄膜进行剥离。
S26步骤之后,可以继续进行TFT阵列基本制造的其他工艺流程,由于与现有技术相同,这里不在赘述。
本发明实施例提供的TFT阵列基板的制作方法,通过发泡剂的放气,使光刻胶形成多孔膨胀结构,光刻胶的这种结构,一方面像素电极薄膜难以附着其上,另一方面能够迫使光刻胶上附着的像素电极薄膜在光刻胶的膨胀过程中发生断裂,这样,利用剥离液进行剥离时,扩大了光刻胶与剥离液的接触面积,增大了光刻胶与剥离液的作用力,有效优化了剥离效果。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种光刻胶,其特征在于,所述光刻胶中包括有发泡剂,所述发泡剂用于当对所述光刻胶进行发泡处理时放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构。
2.根据权利要求1所述的光刻胶,其特征在于,所述发泡剂在所述光刻胶中所占的比例为1%至5%。
3.根据权利要求1或2所述的光刻胶,其特征在于,
所述发泡剂包括:
发泡主剂,用于进行所述发泡处理时放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构;
发泡助剂,用于进行所述发泡处理时调整所述发泡主剂的发气量和反应速率。
4.根据权利要求3所述的光刻胶,其特征在于,所述发泡主剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯或对甲苯磺酰氨基脲。
5.根据权利要求3所述的光刻胶,其特征在于,所述发泡主剂为偶氮二甲酰胺,所述发泡助剂为氧化锌或硬脂酸锌。
6.一种离地剥离的方法,其特征在于,包括:
对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理,其中,所述光刻胶采用权利要求1至权利要求5任一项所述的光刻胶,所述发泡处理使所述光刻胶中掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构;
利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离,在所述基板上形成需要的薄膜图形。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理之前,所述方法还包括:
进行薄膜沉积。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理之后,所述利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离,在所述基板上形成需要的图形之前,所述方法还包括:
进行薄膜沉积。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述对基板表面保留的光刻胶进行发泡处理包括:
对基板表面保留的光刻胶进行光照或加热处理;或者
先对基板表面保留的光刻胶进行光照处理,再对所述基板表面保留的光刻胶进行加热处理。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离包括:
采用将所述基板浸入剥离液中并进行超声振荡的方式对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离;或者
采用向所述基板的表面高压喷淋所述剥离液的方式对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的薄膜进行剥离。
11.一种TFT阵列基板的制作方法,包括:
在玻璃基板上沉积第一金属薄膜,通过构图工艺形成包含栅线和栅电极的图形;
依次沉积栅绝缘层、有源层和源漏金属薄膜,形成包含数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形;
沉积钝化层;
其特征在于,所述方法还包括:
在所述钝化层上涂覆光刻胶,所述光刻胶采用权利要求1至权利要求5任一项所述的光刻胶,通过构图工艺处理,形成钝化层过孔,形成钝化层过孔后,像素电极区域的光刻胶完全去除,所述玻璃基板上除像素电极区域和所述钝化层过孔区域之外的区域保留有光刻胶;
沉积像素电极薄膜,在形成有像素电极薄膜的基板上,对所述保留的光刻胶进行发泡处理;或者,对所述保留的光刻胶进行发泡处理后,沉积像素电极薄膜;其中,所述发泡处理使所述光刻胶中掺杂的发泡剂放气,促使所述光刻胶形成多孔膨胀结构;
利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的像素电极薄膜进行剥离。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述对所述保留的光刻胶进行发泡处理包括:
对所述保留的光刻胶进行光照或加热处理;或者
先对所述保留的光刻胶进行光照处理,再对所述保留的光刻胶进行加热处理。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述利用剥离液对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的像素电极薄膜进行剥离包括:
采用将所述玻璃基板浸入剥离液中并进行超声振荡的方式对进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的像素电极薄膜进行剥离;或者
采用向所述玻璃基板的表面高压喷淋所述剥离液的方式对所述进行发泡处理的光刻胶以及附着其上的像素电极薄膜进行剥离。
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