CN103197501A - 一种阵列基板及其制备方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的多膜层基板的制备方法包括：在衬底上形成第一膜层，并在第一膜层的对位区域中形成一组特定对位标识；在第一膜层上依次形成多层后续膜层和一顶层膜层。针对每一层后续膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与特定对位标识对位，进行曝光，且在构图过程中，清除在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形；针对顶层膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与特定对位标识进行对位，进行曝光。本发明提供的基板制备方法，所有后续膜层使用同一组对位标识进行对位，提高了形成的后续膜层图形之间的对位精度。本发明还提供了一种采用上述制备方法制备的阵列基板，和包括上述阵列基板的显示装置。

Description

一种阵列基板及其制备方法和显示装置
技术领域
本发明涉及半导体构图工艺技术领域，特别涉及一种阵列基板及其制备方法和显示装置。
背景技术
目前，在半导体加工中，一个产品的制作过程往往包括十几次甚至是几十次的光刻构图工艺，其中，除了第一次光刻构图以外，其余层次的光刻构图中，在曝光前都要将该层次的图形与以前层次留下的图形对准。
以液晶显示装置中的薄膜晶体管TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）阵列基板的曝光工艺为例，TFT阵列基板包括衬底和依次形成在衬底上的多个膜层，在多个膜层的光刻构图过程中，其曝光工艺中采用的传统的对位方法为：首先在直接生成于衬底上的第一膜层的对位区域A内形成多组对位标识（mark），作为后续膜层与第一膜层形成的图形对位的基准标尺；以其中一层后续膜层的对位曝光为例，如图1所示，图1中所示的一组对位mark1为该后续膜层的掩膜板的对位标识，在对第一膜层之上的第二膜层进行曝光对位时，掩膜板的一组对位mark2与第一膜层中的该组对位mark1进行对位，以实现对第二膜层形成的图形与第一膜层中图形的精确对位，掩膜板中具有的对位mark2如图2所示。
通过上述对位方法进行对位之后，对第二膜层进行曝光显影，其使用的掩膜板的mark2会在mark1中形成mark2的图形，进而使第一膜层形成的对位区域A中的图形变为mark1和mark2的组合图形，如图3所示；因此，在第二膜层光刻构图完成后，位于第二膜层之后的后续膜层在光刻构图中无法再次使用mark1进行对位，而必须使用其它位置的一组mark进行对位，从而导致第一膜层之后的每一层膜层在光刻构图时只能使用第一膜层中不同组的mark进行对位，会造成各膜层之间的对位偏移量和对位偏移方向不一致，从而造成层层之间曝光之后形成的图形之间的对位误差较大，增加了TFT阵列基板产品不良的产生。
发明内容
本发明提供了一种基板制备方法，在多层后续膜层的光刻构图工艺中，提高多层膜层形成的图形之间的对准精度，降低产品不良，提高产品质量。本发明还提供了一种通过上述基板制备方法制备的阵列基板以及具有上述阵列基板的显示装置。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种阵列基板的制备方法，包括：
在衬底上形成第一膜层，并在第一膜层的对位区域中形成一组特定对位标识；
在所述第一膜层上依次形成多层后续膜层和一顶层膜层，其中
针对每一层所述后续膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与所述第一膜层上的所述特定对位标识进行对位，对后续膜层上涂覆的光刻胶进行曝光；且在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形；
针对所述顶层膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与所述第一膜层上的所述特定对位标识进行对位，对顶层膜层上涂覆的光刻胶进行曝光。
优选地，所述针对顶层膜层的构图工艺的步骤中，还包括：
在构图工艺中，清除在对顶层膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形。
优选地，所述在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形，具体包括：
对所述第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形。
优选地，所述对所述第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形，具体包括：
使用曝光机的打标单元对所述第一膜层的对位区域进行单点曝光，并经过显影将该区域的光刻胶图形移除。
优选地，对所述第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形，具体包括：
后续膜层中顺序相邻的两个与曝光机的镜头区域对应的曝光区中，前曝光区完成曝光，对后曝光区进行曝光时，曝光机将前曝光区内的对位区域中靠近后曝光区的区域进行曝光；
采用曝光机的打标单元对所述第一膜层的对位区域剩余的区域进行单点曝光；
对所述第一膜层的对位区域进行显影，移除对位区域内的光刻胶图形。
优选地，所述对所述第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形过程中：
完成对一层后续膜层的曝光步骤之后，再进行所述采用曝光机的打标单元对所述第一膜层的对位区域剩余的区域进行单点曝光的步骤。
优选地，对后曝光区进行曝光时，前曝光区的遮光区域靠近后曝光区的一侧具有开口，将前曝光区的对位区域靠近后曝光区的对位标识区域露出，在对后曝光区进行曝光时，对前曝光区露出的对位标识区域进行曝光。
优选地，所述在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形，具体包括：
后续膜层曝光显影时在对位区域内形成的光刻胶图形的宽度小于其刻蚀中刻蚀液对光刻胶的刻蚀偏量；
后续膜层进行刻蚀时将该后续膜层曝光之后在对位区域形成的光刻胶图形移除。
本发明还提供了一种阵列基板，该阵列基板采用上述技术方案中提供的任一种阵列基板制备方法制造。
本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述技术方案中提供的阵列基板。
本发明提供的多膜层基板的制备方法，包括：
在衬底上形成第一膜层，并在第一膜层的对位区域中形成一组特定对位标识；
在所述第一膜层上依次形成多层后续膜层和一顶层膜层，其中
针对每一层所述后续膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与所述第一膜层上的所述特定对位标识进行对位，对后续膜层上涂覆的光刻胶进行曝光；且在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形；
针对所述顶层膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与所述第一膜层上的所述特定对位标识进行对位，对顶层膜层上涂覆的光刻胶进行曝光。
本发明提供的基板制备方法，在后续膜层的构图过程中，每一层后续膜层在构图时，均将在第一膜层形成的一组特定对位标识中形成的光刻胶图形清除，从而使每一层后续膜层以及顶层膜层在构图时均可以采用这一组特定对位标识进行对位；所有后续膜层以及顶层膜层使用上述的一组特定对位标识进行对位，可以使这些后续膜层以及顶层膜层形成的图形之间的对位偏移量和对位偏移方向一致，提高了后续膜层以及顶层膜层形成的图形之间的对位精度。
因此，本发明提供的基板制备方法能够提高多层膜层形成的图形之间的对准精度，降低产品不良，提高产品质量。
附图说明
图1为现有技术基板中衬底上生成的第一膜层形成的对位区域中一组对位标识的一种示意图；
图2为与图1中所示的一组对位标识对应的掩膜板及其对位标识的示意图；
图3为使用图2所示的掩膜板对覆盖在图1所示的第一膜层曝光后对位区域内的图形示意图；
图4为本发明提供的阵列基板基板制备方法的流程图；
图5为本发明提供的基板中衬底上生成的第一膜层中特定对位标识的一种示意图；
图6为图5所示的第一膜层中相邻两个曝光区中前曝光区曝光后的示意图；
图7为图6所示的第一膜层中相邻两个曝光区中后曝光区曝光后的示意图。
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。
实施例一
在阵列基板制备过程中，需要在衬底上制备第一膜层，且在第一膜层上依次制备多层后续膜层和一层顶层膜层；如图4所示，本实施例提供的阵列基板的制备方法包括：
步骤S401：在衬底上生成第一膜层，并在第一膜层的对位区域中形成一组特定对位标识；在第一膜层的对为区域形成的一组特定对位标识为在第一膜层上依次形成的多个后续膜层以及一个顶层膜层的对位标识。
步骤S402：制备后续膜层，针对每一层后续膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与第一膜层上的特定对位标识进行对位，对后续膜层上涂覆的光刻胶进行曝光；且在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形；在每一层后续膜层构图过程中，将在对该后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在第一膜层上的特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形，从而可以使该后续膜层之后的膜层在对位时可以采用特定对位标识进行对位。
步骤S403：制备顶层膜层，针对顶层膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与第一膜层上的特定对位标识进行对位，对顶层膜层上涂覆的光刻胶进行曝光。
本发明提供的基板制备方法，首先在衬底上形成第一膜层，并在第一膜层的对为区域形成一组特定对位标识，该组特定对位标识为后续膜层以及顶层膜层构图过程中曝光时掩膜板的对位标识，即所有后续膜层以及顶层膜层在曝光时均采用同一位置的该组特定对位标识进行对位，具体操作中，针对每一层后续膜层在构图时，均将其曝光时在特定对位标识的图形中形成的光刻胶图形清除，从而使位于该后续膜层上方的一层膜层可以继续使用该特定对位标识进行对位；所有后续膜层使用同一组对位标识进行对位，可以使这些后续膜层形成的图形之间的对位偏移量和对位偏移方向一致，提高了后续膜层形成的图形之间的对位精度。
因此，本发明提供的基板制备方法能够提高多层膜层形成的图形之间的对准精度，降低产品不良，提高产品质量。
一种具体实施方式中，为便于后续工序的进行，步骤S403中，在顶层膜层的构图工艺中，清除在对顶层膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形。
实施例二
在实施例一及其优选实施方式的基础上，本实施例提供了上述步骤S402中在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形的一种方式，步骤S402中，在构图过程中，可以对第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形。
具体实施方式一中，上述对第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形，具体包括：
使用曝光机的打标单元对第一膜层的对位区域进行单点曝光，并经过显影将该区域的光刻胶图形移除。
在后续膜层的构图过程中，使用曝光机的打标单元对第一膜层的对位区域进行单点曝光，并经过显影可以将特定对位标识中的光刻胶图形清除，从而可以保证其他膜层构图时采用特定对位标识进行对位，实现对该组特定对位标识的重复使用。
具体实施方式二中，上述对第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形，具体包括：
后续膜层中顺序相邻的两个与曝光机的镜头区域对应的曝光区中，前曝光区完成曝光，对后曝光区进行曝光时，曝光机将前曝光区内的对位区域中靠近后曝光区的区域进行曝光；
采用曝光机的打标单元对第一膜层的对位区域剩余的区域进行单点曝光；
对第一膜层的对位区域进行显影，移除对位区域内的光刻胶图形。
具体实施方式二可以提高对第一膜层的对位区域内光刻胶图形的移除速率；如图5所示，每一层后续膜层在使用曝光机进行曝光时，需要将后续膜层划分为多个与曝光机的镜头区域对应的曝光区C依次进行曝光；其中，如图6和图7所示，顺序相邻的两个曝光区中，前曝光区C1完成曝光，对后曝光区C2进行曝光时，曝光机将前曝光区C1内的对位区域E中靠近后曝光区C2的区域A2进行曝光，如图6所示；同时，前曝光区C1中，对位区域E中剩余的区域A1中特定对位标识01中的光刻胶图形02采用曝光机的打标单元进行单点曝光；然后，通过对第一膜层的对位区域进行显影，移除对位区域内的光刻胶图形02。
由于具体实施方式二中，在对后曝光区C2进行曝光的同时可以对前曝光区C1内区域A2的光刻胶进行曝光，因此，再使用打标单元进行单点曝光时的工作量减少，从而提高对第一膜层的对位区域内光刻胶图形的移除速率。
在具体实施方式二的基础上，步骤S402中对第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形的过程中，完成对一层后续膜层的曝光步骤之后，再进行上述采用曝光机的打标单元对所述第一膜层的对位区域剩余的区域进行单点曝光的步骤。即，在完成对一层后续膜层中各个曝光区C的曝光步骤之后，在使用曝光机的打标单元对第一膜层的对位区域中剩余区域的单点曝光，从而提高打标单元的单点曝光速率，进一步提高对第一膜层的对位区域内光刻胶图形的移除速率。
具体地，在具体实施方式二及其优选实施方式中，对后曝光区进行曝光时，前曝光区的遮光区域靠近后曝光区的一侧具有开口，将前曝光区的对位区域靠近后曝光区的对位标识区域露出，在对后曝光区进行曝光时，对前曝光区露出的对位标识区域进行曝光。如图7所示，对后曝光区C2进行曝光时，前曝光区C1的遮光区域（如图6中所示阴影区域）靠近后曝光区C2的一侧具有开口D，将前曝光区C1的对位区域靠近后曝光区C2的对位标识区域A2露出，在对后曝光区C2进行曝光时，对前曝光区C1露出的对位标识区域A2进行曝光。在前曝光区C1完成曝光、对后曝光区C2进行曝光时，前曝光区C1的遮光区域将前曝光区C1采用的特定对位标识区域中的区域A1遮挡，而靠近后曝光区C2的区域A2露出，因此，后曝光区C2曝光时，后曝光区C2采用的特定对位标识的区域B1和区域B2中的特定对位标识中会形成光刻胶图形，但是，前曝光区C1采用的特定对位标识中的区域A2中的光刻胶图形会被曝光，从而可以减少打标单元的单点曝光的工作量。
实施例三
在实施例一及其优选实施方式的基础上，本实施例提供了上述步骤S402中在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形的另一种方式，步骤S402中，在后续膜层在构图时，将该组特定对位标识中形成的光刻胶图形清除的步骤还可以在曝光显影之后进行，上述在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形，具体包括：
后续膜层曝光显影时在对位区域内形成的光刻胶图形的宽度小于其刻蚀中刻蚀液对光刻胶的刻蚀偏量；
后续膜层进行刻蚀时将该后续膜层曝光之后在对位区域形成的光刻胶图形移除。
刻蚀液刻蚀时会对光刻胶产生一定的刻蚀偏量，采用刻蚀液对第一膜层的特定对位标识中的光刻胶图形进行刻蚀去除，无需采用曝光机的打标单元进行单点曝光，在满足每一层后续膜层均可以采用同一组特定对位标识进行对位的同时，可以进一步提高产能。
实施例四
本实施例提供了一种阵列基板，该阵列基板采用实施例一、实施例二以及实施例三中提供的任一种制备方法制备。
该阵列基板的结构精确，产品良率较高。
实施例五
本实施例还提供了一种显示装置，其包括实施例四提供的阵列基板。上述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
其中，在上述各个实施例中涉及的薄膜的形成包括：沉积、涂覆、溅射、打印等方法；所涉及的构图工艺包括：涂覆光刻胶、溅射、蒸镀、曝光显影、刻蚀、灰化和去除光刻胶等操作。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成第一膜层，并在第一膜层的对位区域中形成一组特定对位标识；
在所述第一膜层上依次形成多层后续膜层和一顶层膜层，其中
针对每一层所述后续膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与所述第一膜层上的所述特定对位标识进行对位，对后续膜层上涂覆的光刻胶进行曝光；且在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形；
针对所述顶层膜层的构图工艺：将掩膜板中的对位标识与所述第一膜层上的所述特定对位标识进行对位，对顶层膜层上涂覆的光刻胶进行曝光。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述针对顶层膜层的构图工艺的步骤中，还包括：
在构图工艺中，清除在对顶层膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形，具体包括：
对所述第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形，具体包括：
使用曝光机的打标单元对所述第一膜层的对位区域进行单点曝光，并经过显影将该区域的光刻胶图形移除。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形，具体包括：
后续膜层中顺序相邻的两个与曝光机的镜头区域对应的曝光区中，前曝光区完成曝光，对后曝光区进行曝光时，曝光机将前曝光区内的对位区域中靠近后曝光区的区域进行曝光；
采用曝光机的打标单元对所述第一膜层的对位区域剩余的区域进行单点曝光；
对所述第一膜层的对位区域进行显影，移除对位区域内的光刻胶图形。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第一膜层的对位区域内的光刻胶图形进行曝光显影，移除光刻胶图形过程中：
完成对一层后续膜层的曝光步骤之后，再进行所述采用曝光机的打标单元对所述第一膜层的对位区域剩余的区域进行单点曝光的步骤。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，对后曝光区进行曝光时，前曝光区的遮光区域靠近后曝光区的一侧具有开口，将前曝光区的对位区域靠近后曝光区的对位标识区域露出，在对后曝光区进行曝光时，对前曝光区露出的对位标识区域进行曝光。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述在构图过程中，清除在对后续膜层进行曝光时掩膜板中的对位标识在特定对位标识的图形位置形成的光刻胶图形，具体包括：
后续膜层曝光显影时在对位区域内形成的光刻胶图形的宽度小于其刻蚀中刻蚀液对光刻胶的刻蚀偏量；
后续膜层进行刻蚀时将该后续膜层曝光之后在对位区域形成的光刻胶图形移除。
9.一种阵列基板，其特征在于，该阵列基板采用权利要求1~8任一项所述的阵列基板制备方法制造。
10.一种显示装置，其特征在于，该显示装置包括权9所述阵列基板。
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