CN1333306C - 应用于接触窗制程的光罩及其接触窗制程 - Google Patents
应用于接触窗制程的光罩及其接触窗制程 Download PDFInfo
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Abstract
一种应用于接触窗制程的光罩，此光罩上具有一接触窗图案，且于接触窗图案的边缘为一边缘图案，其中此边缘图案为一半曝光区。由于接触窗图案的边缘系为半曝光区的设计，因此经图案化制程后所形成的接触窗开口的侧壁与其底下的导电层之间的接触角便得以减小。
Description
技术领域
本发明是有关于一种光罩及其应用，且特别是有关于一种应用于接触窗制程的光罩及其接触窗制程。
背景技术
在液晶显示器的制程中，通常会使用非感光介电材料材料或有机感光来作为薄膜晶体管阵列的绝缘层，而为了要使绝缘层上方与下方的导电层能彼此电性连接，一般都会利用图案化制程(例如是微影制程与蚀刻制程或是单纯使用微影制程)而在绝缘层中形成接触窗开口，以使绝缘层上方与下方的导电层能导通。例如，画素结构中的画素电极与薄膜晶体管的汲极电性连接的方法，就是于形成画素电极之前，先进行图案化制程，以于绝缘层中形成一接触窗开口，暴露出底下的汲极之后，再于镀上画素电极，由此接触窗开口便能使汲极与画素电极电性连接。
而一般在高开口率的液晶显示器的制程中，经常是使用有机感光材料(例如光阻材料)来作为其绝缘材料。然而，由于有机感光材料的披覆厚度较高，因此往往会使所形成的接触窗开口的侧壁非常陡峭，换言之，接触窗开口的侧壁与其底下的导电层之间的接触角将近70度，如图1A所示。
在图1A中，基板100上方的导电层102上形成有一有机感光材料层104，且在有机感光材料层104中形成有一接触窗开口106。在液晶显示器的制程中，导电层102例如是薄膜晶体管的汲极，而接触窗开口106例如是用来使画素电极与汲极电性连接的接触窗开口。然而，因有机感光材料层104的厚度较大，因此所定义出的接触窗开口106的侧壁会过于陡峭，换言之，接触窗开口106的侧壁与其底下的导电层104之间的接触角108会接近70度。
请参照图1B，倘若接触窗开口106的侧壁过于陡峭，会造成后续于有机感光材料层104上与接触窗开口106内溅镀画素电极110时，容易发生画素电极110的阶梯覆盖不良，而产生断线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于接触窗制程的光罩及其接触窗制程，由减小接触窗开口侧壁与其底层之间的接触角角度，以避免后续形成于接触窗开口内的导电层产生断线。
本发明的再一目的在于提供一种应用于接触窗制程的光罩及其接触窗制程，在不需改变制程的状况下，而只由特殊的光罩设计，便能改善公知方法会发生的问题。
本发明提出的应用于接触窗制程的光罩，包括：
一接触窗图案，该接触窗图案为一曝光区；以及
一边缘图案，位于该接触窗图案的边缘，其中该边缘图案为一半曝光区，其中，该边缘图案与该接触窗图案的图案设计不同，该边缘图案本身用以产生半曝光效应，而该接触窗图案本身用以产生全曝光效应。
其中该边缘图案为一锯齿状边缘图案，该锯齿状边缘图案为一尖形锯齿状边缘图案或为一条形锯齿状边缘图案。
其中该边缘图案为一环形图案，该一环形图案为一同心环形图案或为一非同心环形图案或为一螺旋形图案。
其中该边缘图案为一多边形马赛克边缘图案，该多边形马赛克边缘图案为一四边形马赛克边缘图案。
本发明提供的接触窗制程，包括下列步骤：
提供一基板，该基板上已形成有一第一导电层，且该第一导电层上已形成有一介电层；
于该介电层的上方设置一光罩，其中该光罩上包括有：
一接触窗图案，该接触窗图案为一曝光区；
一边缘图案，位于该接触窗图案的边缘，其中该边缘图案为一半曝光区，其中，该边缘图案与该接触窗图案的图案设计不同，该边缘图案本身用以产生半曝光效应，而该接触窗图案本身用以产生全曝光效应；
进行一图案化制程，以于该介电层中形成一接触窗开口，暴露出该第一导电层；以及
在该接触窗开口内形成一第二导电层。
其中该接触窗开口的侧壁与该第一导电层之间的一接触角小于70度。
其中倘若该介电层为一有机感光材料，该图案化制程为一微影制程。
其中倘若该介电层为一非感光材料，则还包括下列步骤：
在该介电层上形成一光阻层；
于该光阻层的上方设置该光罩；
进行一微影制程以及一蚀刻制程，以在该介电层中形成该接触窗开口；以及
移除该光阻层。
其中该光罩上的该边缘图案为一锯齿状边缘图案。
其中该光罩上的该边缘图案为一环形图案。
其中该光罩上的该边缘图案为一多边形马赛克边缘图案。
详细地说，本发明提供的此光罩上具有一接触窗图案，且在接触窗图案的边缘为一边缘图案，此边缘图案为一半曝光区。其中，接触窗图案可以是圆形、多边形或是不规则形。而位于接触窗边缘的边缘图案有数种图案设计，在一较佳实施例中，边缘图案为一锯齿状边缘图案，其中锯齿状边缘图案例如是一尖形锯齿状边缘图案或是一条形锯齿状边缘图案。在另一较佳实施例中，边缘图案是至少一环形图案，意即于接触窗图案的外围设计至少一环形图案，其中环形图案例如是同心环形图案、非同心环形图案或是螺旋形图案。在另一较佳实施例中，边缘图案为一多边形马赛克边缘图案，其中多边形马赛克边缘图案例如是一四边形马赛克边缘图案。
本发明提出的接触窗制程，其首先提供一基板，其中基板上已形成有一第一导电层，且第一导电层上已形成有一介电层。接著，在介电层的上方设置一光罩，其中此光罩上具有一接触窗图案，且在接触窗图案的边缘为一边缘图案，此边缘图案为一半曝光区，而接触窗图案以及其边缘图案的的图案设计如以上所述。之后，进行一图案化制程，以在介电层中形成一接触窗开口，暴露出第一导电层。其中，倘若此介电层为一有机感光材料，则图案化制程为一微影制程，倘若此介电层为一非感光材料，则在进行图案化制程之前，还包括先于介电层上形成一光阻层，之后，才进行一微影制程以及一蚀刻制程，以于介电层中形成接触窗开口。其中，接触窗开口的侧壁与导电层之间的一接触角小于70度。
在本发明中，因光罩上位于接触窗图案边缘的边缘图案为半曝光区，因此经图案化制程之后，转移至介电层中的接触窗开口的侧壁会呈现缓坡状，因此，接触窗开口的侧壁与其底部的导电层的接触角便得以减小。
由于本发明所形成的接触窗开口的侧壁与其底层之间的接触角角度可以减小，因此后续于接触窗开口内镀上导电层时，就不会产生阶梯覆盖不良，而导致断线的问题。
本发明利用于接触窗光罩上作特殊图案的设计，就可以解决公知技术存在的问题，因此本发明不需更改既有的制程条件，且不会增加制程的复杂度。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
图1A至图1B是公知形成接触窗的流程剖面示意图；
图2A至图2E是依照本发明一较佳实施例的接触窗的制造流程剖面示意图；
图3是依照本发明一较佳实施例的接触窗的光罩设计的俯视图；
图4是依照本发明一较佳实施例的接触窗的光罩设计的俯视图；
图5是依照本发明另一较佳实施例的接触窗的光罩设计的俯视图；
图6是依照本发明另一较佳实施例的接触窗的光罩设计的俯视图；以及
图7是依照本发明另一较佳实施例的接触窗的光罩设计的俯视图。
具体实施方式
如图2A至图2E所示，其显示是依照本发明一较佳实施例的接触窗的制造流程剖面示意图。
请参照图2A，提供一基板100，基板100上已形成有一导电层102，且导电层102上已形成有一介电层104。
倘若此接触窗制程是应用在液晶显示器的制程中，导电层102例如是薄膜晶体管制程中的第二金属层(M2)，其可以是薄膜晶体管的汲极或是画素储存电容器的上电极。介电层104例如是氮化硅或氧化硅等非感光无机介电材料，而在高开口率的液晶显示器制程中，介电层104通常会使用有机感光材料(例如是光阻材料等等)。
请参照图2B，倘若介电层104使用非感光无机介电材料，则接著在介电层104上形成一光阻层200，并且在光阻层200的上方设置一光罩202。其中，光罩202上具有一曝光区208、一半曝光区206以及一非曝光区204。在此，曝光区208为接触窗图案所在之处，而位于接触窗图案208边缘为半曝光区206，而其余部分则是非曝光区204。在本发明中，半曝光区206中以数种特殊的边缘图案来达到半曝光(Half-Tone Exposure)的效果。
倘若介电层104为有机感光材料，则不需在介电层104上形成光阻层200，而直接在介电层104的上方设置此光罩202即可。
以下举数个实例来说明本发明的接触窗的光罩设计，在图3至图7中显示数个接触窗光罩设计的实例，但本发明的接触窗的光罩设计并非仅限定在图3至图7所举之例。
请参照图3与图4，在一较佳实施例中，此接触窗的光罩202上具有一接触窗图案208，其为曝光区，其中接触窗图案208可以是圆形、多边形或是不规则形，在图中接触窗图案208以圆形为例来说明，但并非用以限定本发明的范围。
另外，为了使接触窗图案208的边缘能达到半曝光的效果，因此将接触窗图案208边缘设计成锯齿状边缘图案，其中锯齿状边缘图案可以是尖形锯齿状边缘图案206a(如图3所示)、条形锯齿状边缘图案206b(如图4所示)或者是其他形的锯齿状边缘图案。
请参照图5与图6，在一另较佳实施例中，接触窗的光罩202上具有一接触窗图案208，其为曝光区，且接触窗图案208可以是圆形、多边形或是不规则形。同样的，在图中接触窗图案208以圆形为例来说明，但并非用以限定本发明的范围。
为了使接触窗图案208的边缘能达到半曝光的效果，因此于接触窗图案208的外围设计有至少一环形图案。其中，环形图案的设计的设计可以是同心环形图案206c(如图5所示)、螺旋形图案206d(如图6所示)或者是非同心环形图案。
请参照图7，在一另较佳实施例中，接触窗的光罩202上具有一接触窗图案208，其为曝光区，且接触窗图案208可以是圆形、多边形或是不规则形。同样的，在图中接触窗图案208以圆形为例来说明，但并非用以限定本发明的范围。
为了使接触窗图案208的边缘能达到半曝光的效果，因此将接触窗图案208的边缘设计成多边形马赛克边缘图案，其中多边形马赛克边缘图案例如是四边形马赛克边缘206e(如图7所示)或是其他形的马赛克边缘图案。
在以上所举的光罩实例中，是将接触窗图案的边缘设计成特殊的图案，以使其于后续的曝光制程中能达到半曝光的效果，在边缘所设计的图案可以是锯齿状、环形图案或是多边形马赛克等等。
请继续参照图2B，将光罩202设置在光阻层200的上方之后，进行一曝光制程，然后再进行一显影制程，以图案化光阻层200，而于光阻层200中形成一开口209，暴露出介电层104，如图2C所示。
特别值得一提的是，在此曝光制程中时，由于光罩202上的接触窗图案208边缘的边缘图案206为数种特殊图案的设计(例如是图3至图7的图案设计)，因此在曝光制程时因边缘图案206会超出曝光解析能力以及光学邻近效应的作用，边缘图案206会呈现半曝光的效果。如此一来，在进行显影制程之后，光阻层200中的开口209的侧壁会呈现缓坡状，意即开口209的侧壁与其底下的介电层104之间的接触角211会小于70度。
之后，以光阻层200为一蚀刻罩幕进行一蚀刻制程，以图案化介电层104，而于介电层104中形成一接触窗开口210，暴露出导电层102，并将光阻层200移除，如图2D所示。而所形成的接触窗开口210的侧壁也同样的呈现缓坡状，意即接触窗开口210的侧壁与其底下的导电层102之间的接触角212会小于70度。
特别值得一提的是，倘若介电层104是使用有机感光材料，则在介电层104的上方设置光罩202之后，则可以直接进行一曝光制程以及一显影制程，以在介电层104中形成接触窗开口210，暴露出导电层102。同样的，所形成的接触窗开口210的侧壁也会呈现缓坡状，意即接触窗开口210的侧壁与其底下的导电层102之间的接触角212会小于70度。
随后，请参照图2E，在介电层104上与开口210内形成一层导电层110，其中导电层110由接触窗开口210而与导电层102电性连接。在液晶显示器的制程中，导电层110例如是透明氧化铟锡画素电极。
由于本发明在接触窗光罩的设计上，是将接触窗图案边缘的边缘图案设计成半曝光区，因此经图案化制程之后，转移至介电层中的接触窗开口的侧壁会呈现缓坡状，因此，接触窗开口的侧壁与其底部的导电层的接触角便得以减小。
另外，由于本发明所形成的接触窗开口的侧壁与其底层间的接触角角度可以有效的减小，因此后续于接触窗开口内镀上导电层时，就不会产生阶梯覆盖不良，而导致断线的问题。
再者，本发明利用于接触窗光罩上作特殊图案的设计，就可以解决公知技术存在的问题，因此本发明不需更改既有的制程条件，且不会增加制程的复杂度。
虽然本发明已以较佳实施例描述如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定为准。
Claims (17)
1、一种应用于接触窗制程的光罩，包括：
一接触窗图案，该接触窗图案为一曝光区；以及
一边缘图案，位于该接触窗图案的边缘，该边缘图案为一半曝光区；其中，该边缘图案与该接触窗图案的图案设计不同，该边缘图案本身用以产生半曝光效应，而该接触窗图案本身用以产生全曝光效应。
2、如权利要求1所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该边缘图案为一锯齿状边缘图案。
3、如权利要求2所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该锯齿状边缘图案为一尖形锯齿状边缘图案。
4、如权利要求2所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该锯齿状边缘图案为一条形锯齿状边缘图案。
5、如权利要求1所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该边缘图案为一环形图案。
6、如权利要求5所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该一环形图案为一同心环形图案。
7、如权利要求5所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该一环形图案为一非同心环形图案。
8、如权利要求5所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该一环形图案为一螺旋形图案。
9、如权利要求1所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该边缘图案为一多边形马赛克边缘图案。
10、如权利要求9所述的应用于接触窗制程的光罩，其特征在于，其中该多边形马赛克边缘图案为一四边形马赛克边缘图案。
11、一种接触窗制程，包括下列步骤：
提供一基板，该基板上已形成有一第一导电层，且该第一导电层上已形成有一介电层；
于该介电层的上方设置一光罩，其中该光罩上包括有：
一接触窗图案，该接触窗图案为一曝光区；
一边缘图案，位于该接触窗图案的边缘，该边缘图案为一半曝光区；其中，该边缘图案与该接触窗图案的图案设计不同，该边缘图案本身用以产生半曝光效应，而该接触窗图案本身用以产生全曝光效应；
进行一图案化制程，以于该介电层中形成一接触窗开口，暴露出该第一导电层；以及
在该接触窗开口内形成一第二导电层。
12、如权利要求11所述的接触窗制程，其特征在于，其中该接触窗开口的侧壁与该第一导电层之间的一接触角小于70度。
13、如权利要求11所述的接触窗制程，其特征在于，其中倘若该介电层为一有机感光材料，该图案化制程为一微影制程。
14、如权利要求11所述的接触窗制程，其特征在于，其中倘若该介电层为一非感光材料，则还包括下列步骤：
在该介电层上形成一光阻层；
于该光阻层的上方设置该光罩；
进行一微影制程以及一蚀刻制程，以在该介电层中形成该接触窗开口；以及
移除该光阻层。
15、如权利要求11所述的接触窗制程，其特征在于，其中该光罩上的该边缘图案为一锯齿状边缘图案。
16、如权利要求11所述的接触窗制程，其特征在于，其中该光罩上的该边缘图案为一环形图案。
17、如权利要求11所述的接触窗制程，其特征在于，其中该光罩上的该边缘图案为一多边形马赛克边缘图案。
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| CNB031037712A CN1333306C (zh) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | 应用于接触窗制程的光罩及其接触窗制程 |
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| CN1523445A CN1523445A (zh) | 2004-08-25 |
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2003
- 2003-02-19 CN CNB031037712A patent/CN1333306C/zh not_active Expired - Lifetime
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