CN108153109A - 光刻胶图案的制备方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种光刻胶图案的制备方法。所述制备方法包括：在基板上形成包括光引发剂颗粒的光刻胶层；将形成有光刻胶层的基板置于驻波场中，使得光引发剂颗粒聚集而在基板上形成预定图案；对形成有预定图案的基板执行真空干燥、前烘烤和紫外光照射，使驻波点处的光引发剂颗粒发生交联反应；通过显影去除未发生交联反应区域的光刻胶，然后进行后烘烤，得到预期的光刻胶图案。本发明依据驻波场原理制备光刻胶图案，可以省去光罩，节约成本，降低操作复杂程度，提高光刻胶图案的制备精度。

Description

光刻胶图案的制备方法
技术领域
本发明涉及光刻胶图案的制备技术领域，更具体地讲，涉及一种制备光刻胶图案的方法。
背景技术
目前，制备光刻胶图案的方法由涂布、前烘烤、曝光、显影和后烘烤五步完成。通常，在曝光过程中需要用到光罩来形成光刻胶的图案，然而，光罩价格昂贵，并且曝光操作复杂，精度不高。
发明内容
本发明的示例性实施例在于提供一种新型的制备光刻胶图案的方法，以克服现有技术中的问题。
本发明提供了一种光刻胶图案的制备方法。所述制备方法包括下述步骤：S1、在基板上形成包括光引发剂颗粒的光刻胶层；S2、将形成有光刻胶层的基板置于驻波场中，使得光引发剂颗粒聚集而在基板上形成预定图案；S3、对形成有预定图案的基板执行真空干燥、前烘烤和紫外光照射，使驻波点处的光引发剂颗粒发生交联反应；S4、通过显影去除未发生交联反应区域的光刻胶，后烘烤，得到预期的光刻胶图案。
优选地，所述光刻胶层采用的是正性光刻胶，在步骤S2中，所述光引发剂颗粒在非驻波点处聚集而形成所述预定图案。所述光刻胶层采用的是正性光刻胶，在步骤S2中，所述光引发剂颗粒在驻波点处聚集而形成所述预定图案。
优选地，所述制备方法还可以包括调整所述驻波场的频率以控制所述预定图案的线宽或者所述预定图案的间距。
优选地，所述驻波场的频率可以为20～500MHz。
优选地，所述制备方法还可以包括调整所述基板在所述驻波场中的角度以控制所述光刻胶图案的形状。
优选地，所述制备方法还可以包括重复所述步骤S1至步骤S4，其中，在重复所述步骤S2时，调整所述基板在所述驻波场中的角度。
优选地，所述光引发剂颗粒的粒径可以为0.01μm～0.1μm。
优选地，基于所述光刻胶的总质量，所述光引发剂颗粒的质量百分比含量可以为0.2～0.6％。
优选地，在所述步骤S1中，将光刻胶涂布在所述基板上，以形成所述包括光引发剂颗粒的光刻胶层。
优选地，所述光刻胶还可以包括溶剂。
优选地，基于所述光刻胶的总质量，所述溶剂的质量百分比含量可以为70～80％。
优选地，所述光刻胶还可包括粘合树脂、单体、颜料和分散剂。
本发明依据驻波场原理进行光刻胶图案的制备，可以省去光罩，节约成本，降低操作复杂程度，提高光刻胶图案的制备精度。
将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。
附图说明
图1A示出了驻波场中粒子受力运动的示意图，图1B示出了光引发剂驻波点的分布图。
图2示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法的流程图。
图3示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法在基板上形成光刻胶层的示意图。
图4示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法使引发剂颗粒聚集的示意图。
图5示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法对光刻胶进行交联化处理的示意图。
图6示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法得到的一种光刻胶图案的示意图。
图7示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法得到的另一种光刻胶图案的示意图。
图8示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法得到的又一种光刻胶图案的示意图。
1-驻波点，2-基板，3-光刻胶层，4-光引发剂颗粒，5-紫外光，6、7和8-光刻胶图案，v-速度，Fum-虚拟质量力，Fv-流体中的粘滞阻力，Fr-声辐射力(或称作“超声辐射力”)。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明实施例，以便解释本发明。
在现有的制备光刻胶图案的方法中，在曝光过程中会用到光罩来形成光刻胶图案，但是光罩价格昂贵并且曝光操作复杂。为此，本发明提出了一种无需使用光罩的新型的制备光刻胶图案的方法。根据本发明，提出了利用驻波场原理来进行光刻胶图案的制备，从而可以省去光罩，节约了制造成本，同时还能够提高光刻胶图案的精度。下面将参照附图详细地描述根据本发明的制备光刻胶图案的方法。
首先，下面将参照图1A和图1B来解释根据本发明的制备光刻胶图案的方法所依据的驻波场原理。图1A示出了驻波场中粒子受力运动的示意图，图1B示出了光引发剂驻波点的分布图。
驻波(standing wave)是指频率相同、传输方向相反的两种波，沿传输线形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。在波形上，波节和波腹的位置始终是不变的，给人“驻立不动”的印象。如果这两种波的幅值相等，则波节的幅值为零。图1A示出了驻波场中粒子受力运动的示意图。如图1A所示，驻波场中的粒子受到超声辐射力Fr以及流体中的粘滞阻力Fv的作用，由于沿相反方向传输的两种波具有相同的频率和幅值，所以粒子在驻波点处的声辐射力和驻波场压力最小，驻波点周围的粒子在声辐射力的作用下向驻波点运动，最后聚集在驻波点。
根据本发明的制备光刻胶图案的方法，利用超声波驻波场，使驻波点附近的光引发剂颗粒在声辐射力的作用下聚集在驻波点，经过紫外光照射，显影从而得到光刻胶图案。图1B示出了光引发剂驻波点的分布图。如图1B所示，光引发剂颗粒在驻波场的作用下在驻波点1处形成具有预期图案的形状。
下面将参照图2至图6详细地描述根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法。
图2示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法的流程图。图3示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法在基板上形成光刻胶层的示意图；图4示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法使引发剂颗粒聚集的示意图；图5示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法对光刻胶进行交联化处理的示意图；图6示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法得到的一种光刻胶图案的示意图。
参照图2，根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法包括以下步骤：在基板上形成包括光引发剂颗粒的光刻胶层(步骤S1)；将形成有光刻胶层的基板置于驻波场中，使得光引发剂颗粒聚集而在基板上形成预定图案(步骤S2)；对形成有预定图案的基板执行真空干燥、前烘烤和紫外光照射，使驻波点处的光引发颗粒发生交联反应(步骤S3)；通过显影去除未发生交联反应区域的光刻胶，然后烘烤，从而得到预期的光刻胶图案(步骤S4)。
参照图3，将光刻胶(或称作“光阻剂”)涂布在基板2上以形成光刻胶层(或称作“光阻剂层”)3。这里需要说明的是，在附图中示出的是以负性光刻胶为例来制备光刻胶图案，然而本发明不限于此。本发明可以采用正性光刻胶或负性光刻胶。为简便起见，这里不再对以正性光刻胶为例的情形进行示例说明。
根据本发明的示例性实施例，可以采用现有技术中常规的光刻胶。根据本发明的一个示例性实施例，光刻胶可以由粘合树脂、单体(或活性稀释剂)、光引发剂(或称作“光敏剂”)、颜料、溶剂和分散剂组成。为避免使本发明的发明点变得模糊，这里不再对光刻胶的具体组成进行详细的说明，本领域技术人员可以在本发明的教导下选用合适的光刻胶。
根据本发明的示例性实施例，光引发剂可以为颗粒状物质，粒径可以在0.01μm～0.1μm的范围内。根据本发明，考虑到驻波场震动时需要较大粒径的颗粒才能使得光引发剂颗粒在驻波点位置聚集，因此将光引发颗粒的粒径控制在0.01μm～0.1μm的范围内。
根据本发明的示例性实施例，基于光刻胶的总质量，光引发剂的质量百分比含量可以为0.2～0.6％，溶剂的质量百分比含量可以为70～80％，光刻胶中的除光引发剂和溶剂之外其它成分优选地为非颗粒状。
接着，参照图4，将形成有光刻胶层的基板置于驻波场中，使得光引发剂颗粒在驻波作用下在基板上形成预定的图案。根据本发明的示例性实施例，当使用正性光刻胶时，光引发剂颗粒在非驻波点处聚集而形成预定的图案；当使用负性光刻胶时，光引发剂颗粒在驻波点处聚集而形成预定的图案。图4示出的是负性光刻胶的光引发剂颗粒聚集在驻波点位置的示例；然而，本发明不限于此。
根据本发明的示例性实施例，驻波场的频率可以为20～500MHz。这里，通过控制驻波场的频率，可以控制光刻胶线的线宽(预定图案的宽度)或者光刻胶线的间距(波长＝波速/频率)。另外，通过调整基板在驻波场中的角度可以控制形成的光刻胶图案的形状。下文将对形成的光刻胶图案的形状进行详细的说明。
然后，参照图5，在真空干燥条件下去除光刻胶层中的溶剂，然后进行前烘烤制程，接着在均匀紫外光照射下对光刻胶层进行曝光处理，使聚集的光引发剂颗粒发生交联反应。
接着，参照图6，通过显影去除未发生交联反应区域的光刻胶，然后通过后烘烤得到期望的光刻胶图案6。根据本发明的示例性实施例，正性光刻胶在非驻波点处形成图案；负性光刻胶在驻波点处形成图案。
图6示出了根据本发明的一个示例性实施例形成的以预定间隔规则布置的线性图案。然而，如前所述，可以通过调整基板在驻波场中的角度来控制形成的光刻胶图案的形状。例如，可以在基板上形成如图7所示的“田”字形的光刻胶图案，也可以在基板上形成图8所示的斜线状的光刻胶图案。然而，本发明不限于此，本领域技术人员可以在本发明的教导下在基板上形成具有各种期望形状的光刻胶图案。
图7示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法得到的另一种光刻胶图案的示意图。在通过前述方法形成如图6所示的线性的光刻胶图案6之后，再次重复步骤S1至S4，不同之处在于，在步骤S2中将基板置于驻波场中时，将基板在原来基础上旋转90°，从而可以得到如图7所示的“田”字形的光刻胶图案7。
图8示出了根据本发明示例性实施例的制备光刻胶图案的方法得到的又一种光刻胶图案的示意图。根据上面描述的制备光刻胶图案的方法，除了在步骤S2中将基板在驻波场中旋转一定角度(例如，θ角)以得到斜线状的光刻胶图案之外，其它步骤与参照图3至图6所描述的步骤相同，从而可以得到如图8所示的与竖直方向呈θ角的斜线状的光刻胶图案8。
根据本发明，制备光刻胶图案时，可以省去光罩，节约成本，降低操作复杂程度，提高光刻胶图案的制备精度。具有简单易行、性价比高、利于工业化生产等优点。主要应用于彩色滤光片的制备。
虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (10)

1.一种光刻胶图案的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：
S1、在基板上形成包括光引发剂颗粒的光刻胶层；
S2、将形成有光刻胶层的基板置于驻波场中，使得光引发剂颗粒聚集而在基板上形成预定图案；
S3、对形成有预定图案的基板执行真空干燥、前烘烤和紫外光照射，使驻波点处的光引发剂颗粒发生交联反应；
S4、通过显影去除未发生交联反应区域的光刻胶，然后进行后烘烤，得到预期的光刻胶图案。
2.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，所述光刻胶层采用的是正性光刻胶，在步骤S2中，所述光引发剂颗粒在非驻波点处聚集而形成所述预定图案。
3.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，所述光刻胶层采用的是负性光刻胶，在步骤S2中，所述光引发剂颗粒在驻波点处聚集而形成所述预定图案。
4.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，所述光引发剂颗粒的粒径为0.01μm～0.1μm。
5.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：调整所述驻波场的频率以控制所述预定图案的线宽或者所述预定图案的间距。
6.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，所述驻波场的频率为20～500MHz。
7.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：调整所述基板在所述驻波场中的角度以控制所述光刻胶图案的形状。
8.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括重复所述步骤S1至步骤S4，其中，当重复所述步骤S2时，调整所述基板在所述驻波场中的角度。
9.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，基于所述光刻胶的总质量，所述光引发剂颗粒的质量百分比含量为0.2～0.6％。
10.根据权利要求1所述的光刻胶图案的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，将光刻胶涂布在所述基板上，以形成所述包括光引发剂颗粒的光刻胶层。
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