CN110032043A - 光致抗蚀刻剂薄膜及应用其的光蚀刻方法 - Google Patents

光致抗蚀刻剂薄膜及应用其的光蚀刻方法 Download PDF

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Abstract

一种光蚀刻方法，提供一基板，基板为透明材料，基板包括相背的第一表面及第二表面，一材料层设置于第一表面，一第一光致抗蚀刻剂薄膜设置于材料层远离基板一侧；提供一第二光致抗蚀刻剂薄膜，将第二光致抗蚀刻剂薄膜设置于第二表面，所述隔光层设置于第二光致抗蚀刻剂薄膜靠近基板一侧，所述感光层设置于第二光致抗蚀刻剂薄膜远离基板一侧；将基板放置于一曝光机台上，对第一光致抗蚀刻剂薄膜及第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光；使用蚀刻液对曝光后的第一光致抗蚀刻剂薄膜以及材料层进行蚀刻，使材料层获得一第一图案，随后去除第一光致抗蚀刻剂薄膜；使用蚀刻液对曝光后的第二光致抗蚀刻剂薄膜进行蚀刻，使第二光致抗蚀刻剂薄膜获得一第二图案。

Description

光致抗蚀刻剂薄膜及应用其的光蚀刻方法
技术领域
本发明涉及光蚀刻工艺，尤其涉及光致抗蚀刻剂薄膜及应用该光致抗蚀刻剂薄膜的光蚀刻方法。
背景技术
光蚀刻是一种应用广泛的蚀刻工艺，其普遍应用于显示、触控等领域的元件制造。现有的光蚀刻方法在处理多层结构或单层复杂结构的蚀刻时，往往通过多次曝光蚀刻的方式对元件进行加工，多次蚀刻过程中往往需对元件进行多次定位，每次定位都需要重新抓取定位点进行定位，目前的对位精度难以保证每次定位的位置完全准确，多次定位必然导致位置偏差或出现公差叠加使得误差增大，如何解决该问题是本领域技术人员需要考虑的。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种精度高、误差小的光蚀刻方法及适用于该方法的光致抗蚀刻薄膜。
一种光致抗蚀刻剂薄膜，所述光致抗蚀刻剂薄膜为多层结构，至少包括一层隔光层和一层感光层，所述隔光层不透光，所述感光层为不透明材料，所述感光层包含感光材料，所述感光层的材料性质会因光照发生改变。
于一实施例中，所述感光层的吸光度大于或等于3。
一种光蚀刻的方法，包括如下步骤：
提供一基板，所述基板为透明材料，所述基板包括相背的第一表面及第二表面，将一材料层设置于所述第一表面，将一第一光致抗蚀刻剂薄膜设置于所述材料层远离所述基板一侧；
提供一第二光致抗蚀刻剂薄膜，所述第二光致抗蚀刻剂薄膜为前述的光致抗蚀刻剂薄膜，将所述第二光致抗蚀刻剂薄膜设置于所述第二表面，将所述隔光层设置于所述第二光致抗蚀刻剂薄膜靠近所述基板一侧，将所述感光层设置于所述第二光致抗蚀刻剂薄膜远离所述基板一侧；
将所述基板放置于一曝光机台上，对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜及所述第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光；
使用蚀刻液对曝光后的所述第一光致抗蚀刻剂薄膜以及所述材料层进行蚀刻，使所述材料层获得一第一图案，去除所述第一光致抗蚀刻剂薄膜；以及
使用蚀刻液对曝光后的所述第二光致抗蚀刻剂薄膜进行蚀刻，使所述第二光致抗蚀刻剂薄膜获得一第二图案。
于一实施例中，还包括如下步骤：提供一第三光致抗蚀刻剂薄膜，将所述第三光致抗蚀刻剂薄膜设置于所述材料层远离所述基板一侧，所述感光层具备所述第二图案，使所述感光层对应所述第二图案开设有贯穿所述感光层的第一开口，从所述第二光致抗蚀刻剂薄膜所在的方向对所述第三光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光，曝光过程中光线通过所述第一开口照射至所述第三光致抗蚀刻剂薄膜。
于一实施例中，还包括如下步骤：使用蚀刻液对所述第三光致抗蚀刻剂薄膜进行蚀刻使其获得所述第二图案，通过具备所述第二图案的所述第三光致抗蚀刻剂薄膜对所述材料层进行蚀刻将所述第二图案转移至所述材料层。
于一实施例中，还包括如下步骤：去除所述第二光致抗蚀刻剂薄膜及所述第三光致抗蚀刻剂薄膜。
于一实施例中，对第一光致抗蚀刻剂薄膜及第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光时，使用不同的光源对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜及第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光。
于一实施例中，对第一光致抗蚀刻剂薄膜及第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光时，先对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜或所述第二光致抗蚀刻剂薄膜中的一个进行曝光，再使用相同的光源对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜或所述第二光致抗蚀刻剂薄膜中的另一个进行曝光。
于一实施例中，对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光时，用于曝光的光线被所述隔光层遮挡且无法照射所述感光层。
于一实施例中，所述隔光层对应所述第二图案设置有贯穿所述隔光层的第二开口，所述第二开口的面积大于所述第一开口的面积。
本发明的光致抗蚀刻剂薄膜及应用该光致抗蚀刻剂薄膜的光蚀刻方法，一方面可以减少定位次数提高蚀刻精度，另一方面可以避免多次曝光过程中对由于光线过曝产生的图案失真。
附图说明
图1为本发明一实施例的光蚀刻方法的流程示意图。
图2为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
图3为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
图4为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
图5为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
图6为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
图7为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
图8为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
图9为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
图10为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。
主要元件符号说明
基板 10
第一表面 101
第二表面 102
材料层 11
第一光致抗蚀刻剂薄膜 12
第二光致抗蚀刻剂薄膜 13
隔光层 131
感光层 132
第一开口 1321
第二开口 1311
第三光致抗蚀刻剂薄膜 14
曝光机台 20
光源 21
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可以参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或者相似的元件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所覆盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其实际尺寸按比例进行绘制。
下面参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
如图1所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的流程示意图。
步骤S1：如图2所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。提供一基板10，基板10为透明材料，基板10包括相背的第一表面101及第二表面102，将一材料层11设置于第一表面101，将一第一光致抗蚀刻剂薄膜12设置于材料层11远离基板10一侧。
所述基板10的材料可以为有机物，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acidglycol ester，PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)以及环状烯烃共聚物(Cyclo-olefin polymer，COP)；所述基板10的材料也可以为无机物，如二氧化硅(SiO2)。
于一实施例中，所述基板10大致为一立方体结构，第一表面101及第二表面102为立方体相背的两个表面。于一实施例中，所述材料层11由具备导电能力且不透光的材料形成，可以为金属材料或具备导电能力的非金属材料，还可以为以非导电材料为基质但掺杂有导电材料的复合型导电材料。在本实施例中，材料层11为金属材料。可通过物理气相沉积(PVD)或者化学气相沉积(CVD)的方式在第一表面101制备该材料层11。在其他实施例中，所述材料层11可选用掺杂有导电材料的有机材料，如掺杂有金属颗粒的酚醛树脂，并根据具体需要选取合适的制备方式以使所述材料层11的厚度达到预期要求。
一第一光致抗蚀刻剂薄膜12设置于材料层11远离基板10一侧，第一光致抗蚀刻剂薄膜12覆盖所述材料层11。所述第一光致抗蚀刻剂薄膜12为光致抗蚀刻剂材料，所述第一光致抗蚀刻剂薄膜12包含感光成分，感光成分可以为正向感光剂也或负向感光剂，第一光致抗蚀刻剂薄膜12被曝光后其材料性质可发生变化，使用蚀刻液对曝光后的第一光致抗蚀刻剂薄膜12进行蚀刻可去除第一光致抗蚀刻剂薄膜12的部分。
步骤S2：如图3所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。提供一第二光致抗蚀刻剂薄膜13，将第二光致抗蚀刻剂薄膜13设置于第二表面102，将隔光层131设置于第二光致抗蚀刻剂薄膜13靠近基板10一侧，将感光层132设置于第二光致抗蚀刻剂薄膜13远离基板10一侧。
第二光致抗蚀刻剂薄膜13为一多层结构，其至少包括两层。于一实施例中，第二光致抗蚀刻剂薄膜13包括一隔光层131及一感光层132，隔光层131设置于第二光致抗蚀刻剂薄膜13靠近基板10一侧，感光层132设置于第二光致抗蚀刻剂薄膜13远离基板10一侧。隔光层131为不透明材料，隔光层131具有较高的光吸收度，其可以吸收光线并阻隔光线从隔光层131通过，隔光层131中不包含感光成分，隔光层131受到光线照射后其材料性质不会发生明显变化。感光层132包含感光成分，感光成分可以为正向感光剂也或负向感光剂，感光层132被曝光后其材料性质可发生变化，感光层132被光照射的部分和未被光照射的部分对于同一种溶剂的溶解度不相同，或者，感光层132被光照射的部分可与一种不与未被光照射的部分发生反应的化学物质发生反应。使用蚀刻液对曝光后的感光层132进行蚀刻可去除感光层132的部分；感光层132为半透明材料，其材料的吸光度(OD)至少大于或等于3。
步骤S3：如图4所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。将基板10放置于一曝光机台20上，对第一光致抗蚀刻剂薄膜12及第二光致抗蚀刻剂薄膜13进行曝光。
将基板10放置于曝光机台20上，曝光机台的对位单元(图未示)通过抓取基板10上的定位点对基板10进行定位，完成定位后，移动光源21对基板10上的第一光致抗蚀刻剂薄膜12及第二光致抗蚀刻剂薄膜13进行曝光。于一实施例中，光源21的数量为多个，使用不同的光源21对第一光致抗蚀刻剂薄膜12及第二光致抗蚀刻剂薄膜13进行曝光；在其他实施例中，光源21的数量为1个，先使用光源21对第一光致抗蚀刻剂薄膜12或第二光致抗蚀刻剂薄膜13中的一个进行曝光，再移动光源21的位置并对第一光致抗蚀刻剂薄膜12或第二光致抗蚀刻剂薄膜13中的另一个进行曝光。对第一光致抗蚀刻剂薄膜12和第二光致抗蚀刻剂薄膜13进行曝光时，无需多次对基板10进行对位，通过一次对位即可实现对第一光致抗蚀刻剂薄膜12和第二光致抗蚀刻剂薄膜13的对位，避免因为分别对第一光致抗蚀刻剂薄膜12和第二光致抗蚀刻剂薄膜13进行多次对位使至少两次曝光过程存在位置偏差而影响精度。
步骤S4：如图5所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。使用蚀刻液对曝光后的第一光致抗蚀刻剂薄膜12以及材料层11进行蚀刻，使材料层11获得一第一图案，随后去除第一光致抗蚀刻剂薄膜12。
使用蚀刻液对曝光后的第一光致抗蚀刻剂薄膜12及材料层11进行蚀刻，可使用同种蚀刻液蚀刻第一光致抗蚀刻剂薄膜12及材料层11，蚀刻液蚀刻第一光致抗蚀刻剂薄膜12后使材料层11的部分表面裸露并进一步对裸露的区域进行第一次蚀刻使材料层11获得一第一图案；也可使用不同的蚀刻液对第一光致抗蚀刻剂薄膜12及材料层11分别进行蚀刻，先使用一种蚀刻液蚀刻第一光致抗蚀刻剂薄膜12并使材料层11的部分表面裸露，再使用另一种蚀刻液对裸露的材料层11进行第一次蚀刻使材料层11获得一第一图案。完成对材料层11的第一次蚀刻后去除第一光致抗蚀刻剂薄膜12，可使用物理方法如剥离、铲削、超声清洗、激光等方式去除第一光致抗蚀刻剂薄膜12，或使用化学方法如蚀刻、清洗等等方式去除第一光致抗蚀刻剂薄膜12。
步骤S5：如图6所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。使用蚀刻液对曝光后的第二光致抗蚀刻剂薄膜13进行蚀刻，使第二光致抗蚀刻剂薄膜13获得一第二图案。
使用蚀刻液对第二光致抗蚀刻剂薄膜13进行蚀刻，蚀刻液去除感光层132的部分使得感光层132获得一第二图案，蚀刻液进一步通过感光层132被去除的部分蚀刻隔光层131，隔光层131不包含感光材料，无法通过曝光使隔光层131具备预定图案，可选用对隔光层131具有较强蚀刻能力的蚀刻液对隔光层131进行蚀刻。
步骤S6：如图7所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。如图8所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。提供一第三光致抗蚀刻剂薄膜14，将第三光致抗蚀刻剂薄膜14设置于材料层11远离基板10一侧，感光层132具备第二图案，在感光层132对应第二图案开设有贯穿感光层132的第一开口1321，从第二光致抗蚀刻剂薄膜13所在的方向对第三光致抗蚀刻剂薄膜14进行曝光，曝光过程中光线通过第一开口1321照射至第三光致抗蚀刻剂薄膜14。
提供一第三光致抗蚀刻剂薄膜14，第三光致抗蚀刻剂薄膜14为光致抗蚀刻剂材料，第三光致抗蚀刻剂薄膜14包含感光成分，感光成分可以为正向感光剂也或负向感光剂，使用光源21由第二光致抗蚀刻剂薄膜13的方向向第三光致抗蚀刻剂薄膜14进行曝光，基板10为透明材料可使光线通过，感光层132具备第二图案，感光层132对应第二图案设置有贯穿感光层132的第一开口1321，从第二光致抗蚀刻剂薄膜13所在的方向对第三光致抗蚀刻剂薄膜14进行曝光，曝光过程中光线通过第一开口1321照射至第三光致抗蚀刻剂薄膜14，照射至第三光致抗蚀刻剂薄膜14的光线图案与第二图案相同。隔光层131对应第二图案设置有贯穿隔光层131的第二开口1311，第二开口1311的面积大于第一开口1321的面积，避免因第二开口1311的面积小于第一开口1321的面积导致的第二光致抗蚀刻剂薄膜13获得的图案实际面积小于第二图案，避免第三光致抗蚀刻剂薄膜14获得的图案失真。感光层132的吸光度大于或等于3，感光层132未被蚀刻液去除的区域可阻挡光线，在第一开口1321小于第二开口1311的情况下，感光层132具备较高的阻光能力，可有效避免因光线透过第一开口1321及第二开口1311未重叠的区域照射至第三光致抗蚀刻剂薄膜14造成的图案失真。
步骤S7：如图9所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。使用蚀刻液对第三光致抗蚀刻剂薄膜14进行蚀刻使其获得第二图案，通过具备第二图案的第三光致抗蚀刻剂薄膜14对材料层11进行蚀刻将第二图案转移至所述材料层11。
第三光致抗蚀刻剂薄膜14被曝光后其材料性质可发生变化，使用蚀刻液对曝光后的第一光致抗蚀刻剂薄膜12进行蚀刻可去除第三光致抗蚀刻剂薄膜14的部分。使用蚀刻液对曝光后的第三光致抗蚀刻剂薄膜14及材料层11进行蚀刻，可使用同种蚀刻液蚀刻第三光致抗蚀刻剂薄膜14及材料层11，蚀刻液蚀刻第三光致抗蚀刻剂薄膜14后使材料层11的部分表面裸露并进一步对裸露的区域进行第二次蚀刻将第二图案转移至所述材料层11；也可使用不同的蚀刻液对第三光致抗蚀刻剂薄膜14及材料层11分别进行蚀刻，先使用一种蚀刻液蚀刻第三光致抗蚀刻剂薄膜14并使材料层11的部分表面裸露，再使用另一种蚀刻液对裸露的材料层11进行第二次蚀刻将第二图案转移至所述材料层11。
步骤S8：如图10所示，为本发明一实施例的光蚀刻方法的局部流程示意图。去除第二光致抗蚀刻剂薄膜13及第三光致抗蚀刻剂薄膜14。
完成对材料层11的第二次蚀刻后去除第二光致抗蚀刻剂薄膜13及第三光致抗蚀刻剂薄膜14并保留基板10及材料层11，可使用物理方法如剥离、铲削、超声清洗、激光等方式去除第二光致抗蚀刻剂薄膜13及第三光致抗蚀刻剂薄膜14，或使用化学方法如蚀刻、清洗等等方式去除第二光致抗蚀刻剂薄膜13及第三光致抗蚀刻剂薄膜14。
本发明的光致抗蚀刻剂薄膜及应用该光致抗蚀刻剂薄膜的光蚀刻方法，一方面可以通过减少定位次数提高蚀刻精度，另一方面可以通过采用如第二光致抗蚀刻剂薄膜13的多层光致抗蚀刻剂薄膜结构，避免多次曝光过程中不同的光线对不同光致抗蚀刻剂薄膜造成的影响，避免图案失真。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种光致抗蚀刻剂薄膜，其特征在于：所述光致抗蚀刻剂薄膜为多层结构，至少包括一层隔光层和一层感光层，所述隔光层不透光，所述感光层为不透明材料，所述感光层包含感光材料，所述感光层的材料性质会因光照发生改变，所述感光层被光照射的部分和未被光照射的部分对于同一种溶剂的溶解度不相同。
2.如权利要求1所述的光致抗蚀刻剂薄膜，其特征在于：所述感光层的吸光度大于或等于3。
3.一种光蚀刻方法，包括如下步骤：
提供一基板，所述基板为透明材料，所述基板包括相背的第一表面及第二表面，将一材料层设置于所述第一表面，将一第一光致抗蚀刻剂薄膜设置于所述材料层远离所述基板一侧；
提供一第二光致抗蚀刻剂薄膜，所述第二光致抗蚀刻剂薄膜为权利要求1-2任意一项所述的光致抗蚀刻剂薄膜，将所述第二光致抗蚀刻剂薄膜设置于所述第二表面，将所述隔光层设置于所述第二光致抗蚀刻剂薄膜靠近所述基板一侧，将所述感光层设置于所述第二光致抗蚀刻剂薄膜远离所述基板一侧；
将所述基板放置于一曝光机台上，对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜及所述第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光；
使用蚀刻液对曝光后的所述第一光致抗蚀刻剂薄膜以及所述材料层进行蚀刻，使所述材料层获得一第一图案，去除所述第一光致抗蚀刻剂薄膜；以及
使用蚀刻液对曝光后的所述第二光致抗蚀刻剂薄膜进行蚀刻，使所述第二光致抗蚀刻剂薄膜获得一第二图案。
4.如权利要求3所述的光蚀刻方法，其特征在于，还包括如下步骤：提供一第三光致抗蚀刻剂薄膜，将所述第三光致抗蚀刻剂薄膜设置于所述材料层远离所述基板一侧，所述感光层具备所述第二图案，使所述感光层对应所述第二图案开设有贯穿所述感光层的第一开口，从所述第二光致抗蚀刻剂薄膜所在的方向对所述第三光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光，曝光过程中光线通过所述第一开口照射至所述第三光致抗蚀刻剂薄膜。
5.如权利要求4所述的光蚀刻方法，其特征在于，还包括如下步骤：使用蚀刻液对所述第三光致抗蚀刻剂薄膜进行蚀刻使其获得所述第二图案，通过具备所述第二图案的所述第三光致抗蚀刻剂薄膜对所述材料层进行蚀刻将所述第二图案转移至所述材料层。
6.如权利要求5所述的光蚀刻方法，其特征在于，还包括如下步骤：去除所述第二光致抗蚀刻剂薄膜及所述第三光致抗蚀刻剂薄膜。
7.如权利要求3所述的光蚀刻方法，其特征在于：对第一光致抗蚀刻剂薄膜及第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光时，使用不同的光源对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜及第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光。
8.如权利要求3所述的光蚀刻方法，其特征在于：对第一光致抗蚀刻剂薄膜及第二光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光时，先对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜或所述第二光致抗蚀刻剂薄膜中的一个进行曝光，再使用相同的光源对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜或所述第二光致抗蚀刻剂薄膜中的另一个进行曝光。
9.如权利要求4至5任意一项所述的光蚀刻方法，其特征在于：对所述第一光致抗蚀刻剂薄膜进行曝光时，用于曝光的光线被所述隔光层遮挡且无法照射所述感光层。
10.如权利要求4所述的光蚀刻方法，其特征在于：所述隔光层对应所述第二图案设置有贯穿所述隔光层的第二开口，所述第二开口的面积大于所述第一开口的面积。
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