201003730 ^ ινι.^ι_-*-^.ν07-05 86 27338twf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種半導㈣ 於一種圖案化多層感光層的方法。 且扣别是有關 【先前技術】
=:二;知::，為矩形的光 ===;:近年來’也常會面臨客戶提㈣作 【發明内容】 圖 —本發明提供—_案化多層感光層的方法，可以利用 間單的製程來製作具有特殊剖面的光阻圖案。 本發明提供一種圖案化多層感光層的方法。首先，在 土板^形成第—感光層。接著，使用第一光罩對第一感光 層進订曝光。然後，在第-感光層上形成第二感光層。之 後’使用第二光罩對第二感光層進行曝光，其中第一光罩 201003730 uivxuu-zw07-0586 27338twf.doc/n 與第二光罩不同。繼之，對曝光後的第一感光層與第二感 光層進行第一顯影製程’以在基板上形成多數個圖案。 依照本發明的實施例所述，上述之第一感光層以及第 二感光層的材質為同型光阻。 依照本發明的實施例所述’上述之第一感光層以及第 二感光層的材質為正光阻。 依照本發明的實施例所述，上述之第一感光層以及第 二感光層的材質為負光阻。 依照本發明的貫施例所述’上述之第一感光層以及第 二感光層的材質為彩色光阻。 依照本發明的實施例所述’上述之第一感光層以及第 二感光層的材質為選自紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)、青色 (C)、品紅色(M)、黃色⑺以及黑色(K)之彩色光阻之任兩種。 依照本發明的實施例所述，上述之圖案化多層感光層 的方法，在對第二感光層進行曝光之後以及進行第一顯影 製程之前’更包括在第二感光層上形成第三感光層，以及 G 使用第三光罩對第三感光層進行曝光，其中第三光罩與第 一光罩以及第二光罩不同。 依照本發明的實施例所述，上述之圖案化多層感光層 的方法，更包括對曝光後的第三感光層進行第一顯影製程。 依照本發明的實施例所述，上述之第一感光層、第二 感光層以及第三感光層的材質為同型光阻。 依照本發明的實施例所述，上述之第一感光層、第二 感光層以及第三感光層的材質為正光阻。 201003730 ^m^-^07-0586 27338twf.doc/n 依照本發明的實施例所述’上述之第一感光層、第二 感光層以及第三感光層的材質為負光阻。 依照本發明的實施例所遂’上述之第一感光層、第二 感光層以及第三感光層的材質為彩色光阻。 依照本發明的實施例所述，上述之第—感光層、第二 感光層以及第三感光層分別選自紅色(R)、綠色(G)、藍色 (B)、月色(C)、品紅色(μ)、黃色(Y)以及黑色(κ)之彩色光阻 的其中一種。 ('] 一立依照本發明的實施例所述，上述之多數個圖案的至少 一部分之剖面的底部寬度大於頂部寬度。 依照本發_實關所述，上述之多數烟案的至少 4伤之剖面的底部寬度等於頂部寬度。 一部實關所述’上述之紐_案的至少 丨知之剖面的底部寬度小於頂部寬度。 本發明提供之圖案化多層感光層的^ 光阻的多攻涂枕m ^ . 方法’可以利用同型 的方式，輕易製作出用多次曝光’以及-次顯 *阻，以及=;===法中的剖面呈τ型的 將可大量節省成本，提升競爭力。車和客製化光阻顏色， 舉特徵和優點能下文特 [實igr並配合所附圖式，作詳細說明如下 第一實施例 圖1為依照本發明的第—實施例崎示之圖案化多層 201003730 υινιν^ι^-ζυ07-0586 2733 8twf. doc/π 感光層的方去之流程示意圖。圖ΙΑ至圖1£為依照本發明 的第一實施例所繪示之圖案化多層感光層的方法之流程剖 面圖。 首先，請參照圖1與1Α，進行步驟si〇〇,在基板1〇〇 上形成第一感光層102。第一感光層1〇2的材質例如為正 光阻(positive photoresist)，且其形成方法例如為塗佈法(spin coating)。 接著，請參照圖1與1B，進行步驟S110，使用第一 光罩103對第一感光層1〇2進行第一次的曝光，以在第一 感光層102中形成曝光區域(哪0^哪丨〇11)1〇2&與未曝光 區域(unexposed region) 102b ° 然後，請參照圖1與1C，進行步驟S120，在第一感 光層102上形成第二感光層1〇4。第二感光層1〇4的材質 及形成方法和第一感光層102的相同，例如均為正光阻， 且其形成方法例如均為塗佈法。 之後，請I照圖1與1D，進行步驟§i3〇，使用第二 (,/ 光罩1〇5對第二感光層1〇4進行第二次的曝光，以在第二 感光層104中形成曝光區域i〇4a與未曝光區域1〇仙，其 中第一光罩103與第二光罩105上的圖案不同。 在此實施例中，第二感光層1〇4中的曝光區域1〇4a 形成於第一感光層102中的曝光區域1〇2&上，且曝光區域 104a小於曝光區域l〇2a，因此，在進行第二次的曝光時， 曝光區域104a下方的曝光區域1〇2&的大小不會改變，而 使得曝光區域l〇2a與l〇4a形成的光阻剖面大致呈倒丁型 201003730 um^^u〇7-〇5B6 27338twf.doc/n (inverted T-shape)。而未曝光區域i〇4b形成於未曝光區域 102b上，且第二感光層1〇4中的未曝光區域1〇牝大於第 感光層102中的未曝光區域l〇2b，因此，在進行第二次 的曝光時，未曝光區域l〇2b可以受到未曝光區域1〇仆的 遮蔽，使得未曝光區域102b與l〇4b形成的光阻剖面大致 呈 T 型(T-shape)。 繼之，請參照圖1與1E，進行步驟S140，對曝光後 的第一感光層102與第二感光層1〇4進行第一顯影製程 15〇(未緣示）’以在基板100上形成多數個圖案1〇8。在此 實施例中，由於第一感光層1〇2和第二感光層1〇4的材質 均為正光阻’因此曝光區域l〇2a與l〇4a會溶於光阻顯影 液’而未曝光區域l〇2b與104b不會溶於光阻顯影液。也就 疋說’進行第一顯影製程150後，未曝光區域i〇2b與104b 所形成的圖案108會留下，且圖案1〇8的光阻剖面大致呈 τ型’也就是說’圖案108之剖面的底部寬度小於頂部寬 度。 當然’熟知本技藝者應了解，本發明之圖案化多層感 光層的方法，可以與一般微影製程常用的軟烤（S0ft baking ; SB)、曝光後烘烤(post_exposure baking ; PEB)以及 硬烤(hard baking ; HB)製程，在不脫離本發明的精神或應 用範圍内，適當地被結合運用。舉例來說，在一實施例中， 於步驟S100之後，可以對第一感光層1〇2選擇性地進行 軟烤製程’如圖1的步驟S105所示。在另一實施例中， 於步驟S120之後，可以對第二感光層104選擇性地進行 8 201003730 UMCU-2U07-0586 27338twf.doc/n 軟烤製程’如圖1的步驟S125所示。在又一實施例中， 於步驟S130之後’可以對曝光後的第—感光層1〇2與第 二感光層104選擇性地進行曝光後烘烤製程，如圖1的步 驟S135所示。在另一實施例中，於步驟si4〇之後，可以 對圖案108選擇性地進行硬烤製程，如圖1的步驟S145 所示。 在一實施例中，本發明之圖案化方法所形成的τ型光 () 阻圖案108適用於製作微機電元件後段金屬内連線的剝除 法，製程相當簡單，不需要習知的特殊的曝光能量或是曝 光後烘烤的溫度。 在另一實施例中，此種T型光阻圖案108適用於離子 植入製程中的梯度植入(gradient implant)，可藉由τ型光阻 圖案108的特殊結構’控制離子植入的濃度分佈 concentration profile) ° 與習知使用負光阻所形成的T型光阻圖案概，本發明 提供之圖案化？層感光膜的方法是利用正光阻得到光阻剖面 u 為了型的®案’為-較佳的作法。由於正光阻具有較佳續 析度（resolution)及較明顯的對比（c〇ntrast)，因而可得到較 小的關鍵尺寸（critical dimension)，有助於提升元件的隼穑许 與效能。 ’及 第二實施例 圖2為依照本發明的第二實施例所緣示之圖案化多芦 感光層的方法之剖面圖。 θ 首先，請參照圖1，進行步驟S100、sn〇、sl2〇以 9 201003730 …一〜抓0586 27338twf.doc/n 及S130，形成如圖id的中間結構。第二實施例與第一實 鈀例不同的是，第一感光層102和第二感光層104的材質 例如均為負光阻。 然後，請參照圖1與2，進行步驟sl4〇，對曝光後的 弟感光層與第二感光層1〇4進行第一顯影製程 150(未繪示）’以在基板1〇〇上形成多數個圖案1〇9。在此 實施例中，由於第一感光層102和第二感光層1〇4的材質 均為負光阻，因此曝光區域l〇2a與i〇4a不會溶於光阻顯 影液，而未曝光區域l〇2b與l〇4b會溶於光阻顯影液。也就 是說，進行第一顯影製程150後，曝光區域102a與1〇4a 所形成的圖案109會留下，且圖案1〇9的光阻剖面為倒τ 型，也就疋說，圖案108之剖面的底部寬度大於頂部寬度。 此種倒T型光阻圖案109適用於製作彩色濾光片，將在第 三實施例中一併說明之。 第一實施例和第二實施例是由塗佈二層感光層為例來 矹明之，當然，本發明並不以此為限，熟知本技藝者應了 L/ 解，可以依製程需要，塗佈大於二層的感光層。以下，將 以塗佈三層感光層為例來說明之。 第三實施例 圖3為依照本發明的第三實施例所繪示之圖案化多層 感光層的方法之流程示意圖。圖3八到3(3為依照本發明的 第二貫施例所繪示之圖案化多層感光層的方法之剖面圖。 首先，請參照圖3與3A，進行步驟S100，在基板3〇〇 上形成第一感光層302，其中第一感光層302的材質例如 201003730 υινι^-ζυ07-0586 27338twf.doc/n 為負光阻。 接著’請參照圖3與3B，進行步驟S110，使用第一 光罩303對第一感光層302進行曝光，以在第一感光層302 中形成曝光區域302a與未曝光區域302b。 然後’請參照圖3與3C，進行步驟S120，在第一感 光層302上形成第二感光層304，其中第二感光層304的 材質例如為負光阻。 之後’請參照圖3與3D，進行步驟S130，使用第二 光罩305對第二感光層304進行曝光，以在第二感光層304 中形成曝光區域304a與未曝光區域304b，其中第一光罩 303與第二光罩305不同。 接下來’請參照圖3與3E，進行步驟S132，在第二 感光層304上形成第三感光層306，其中第三感光層306 的材質例如為負光阻。 繼之’請參照圖3與3F，進行步驟S134，使用第三 光罩307對第三感光層306進行曝光，以在第三感光層306 U 中形成曝光區域306a與未曝光區域306b。 之後’請參照圖3與3G，進行步驟S140 ’對曝光後 的第一感光層302、第二感光層304與第三感光層306進 行第一顯影製程150(未繪示），以在基板3〇〇上形成多數個 圖案 310a、310b 與 310c。 在此實施例中’由於第一感光層302、第二感光層304 與第三感光層306的材質均為負光阻，因此曝光區域 302a、304a與306a不會溶於光阻顯影液，而未曝光區域 11 201003730 ujvlcjl>-zu07-0586 27338twf.doc/n 302b、304b與306b會溶於光阻顯影液。也就是說，進行第 顯衫I私150後，曝光區域302a、304a與306a所形成 的圖案310a、310b、31〇c會留下。如圖3G所示，所形成 的圖案310a、310b之剖面是底部寬度大於頂部寬度，圖案 310c則是底部寬度等於頂部寬度。 本發明供之圖案化多層感光層的方法可以應用在 製作彩色濾光片上，以下將以圖案31〇a來說明之。在圖案 310a中，可因堆疊方式的不同分成多個區塊3〇u、3(nb 及301c。區塊301a為單層結構，由部分第一感光層3〇2 之曝光區域302a所組成；區塊3〇lb為雙層結構，由部分 第一感光層302之曝光區域302a及部分第二感光層3〇4 之曝光區域304a所組成；區塊301c為三層結構，由部分 第一感光層302之曝光區域3〇2a、部分第二感光層304之 曝光區域304a及部分第三感光層3〇6之曝光區域3〇如所 組成。 當第一感光層302、第二感光層304及第三感光層3〇6 為負型的彩色光阻時，所形成的圖案31〇可當作液晶顯示 ^件或，補金氧半導縣卿(CIS)巾的彩色縣片。詳而 的材質可以分別選自紅色(R)、綠色⑹、藍 品紅色(M)、黃色(Y)以及黑色(κ)之彩色光阻之一種。如此 來將可利用堆豐二原色RGB、三原色之互補色CMY 或…、色之彩色光阻的方式，微調各層的彩色光阻之厚度及 形成順序，崎到不同於三原色或三原色之互補色之外的 12 201003730 υχνι^-ζυυ7-0586 27338twf.doc/n 顏色。 Γ
在一實施例中，第一感光層302為青色(C)之彩色光阻 層’第一感光層304為σσ紅色(M)之彩色光阻層，第三感光 層306為黃色(Υ)之彩色光阻層，當將此三原色之互補色 CMY等量混合時’區塊301c的三層結構會呈現黑色，區塊 301b的雙層結構會呈現藍色，而區塊3〇la的單層結構則呈 現青色。也就是說’應用青色(C)、品紅色(M)以及黃色⑺的 堆疊而得到具有青色、黑色及藍色的彩色濾光片，其中黑色可 以用作黑色矩陣。另外，圖案310b及310c，以及第二實施 例中的圖案109，其結構與應用方式與圖案31〇a類似，於 此不再贅述。 根據本發明圖案化多層感光層的方法而製作出來的黑色 矩陣，不會有光穿透的問題，而且製程簡單，利用現有= 色f W彩色仙互稀，即可完成包 之彩色濾光片的製作，不需額外購買黑色之彩色光阻，也 不:增加對黑色之彩色光阻塗佈、曝光及顯影的步驟，可 大量節省製作成本，提升競爭力。 、'仇体明不杉一像，乜'以微調三原色之互補色 制的之混合的數量’則可以客製化出各種不同的顏色。在 客i if調三種彩色光阻之形成順序及厚度，而達 =作各t化顏色的目的’如此—來，不但可以大省 ^的巧制㈣客製化齡之耗触g阿輕易滿足 製作H。囉地，本發明也可以仙三原色咖來 出各種不同的顏色，如同前述的三原色之互補色 13 07-0586 27338twf.doc/n 201003730 CMY，於此不再贅述。 需求：製，色二本發明也可應用在客戶的特殊 ^丄I末同一位置上堆疊綠色與红色之 形色光阻層’_路運算將兩者軌麵縣扣旦 外線(IR)訊號，而得到模擬人眼之彩色濾光片。、/Κ、、·工 '此外，熟知本技藝者應了解，雖然第三實施例是 光阻為例來說明之’但本發明並不以料限，也可以依客 戶需求，以正光阻來製作具特殊剖面的光阻圖案。 综上所述，本發明提供之圖案化多層感光層的方法，可 以應用在所有，求特殊光阻剖面的製程。舉例來說，如正型的 感光層相互堆疊卿成的光㈣面為τ型的職，可用於製 作微機電元件之後段金屬結構的剝除法，或離子植入製程 =的梯型植人；而負型的感光層（如彩色光阻層）相互堆 «所形成的具有上窄下寬的光阻剖面之圖案（如圖3G所 不）’可用於製作彩色濾光片中的黑色矩陣或客製化顏色。 另外，本發明提供之圖案化多層感光層的方法，其製程非常 簡單，可大量節省成本，提升競爭力。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明’任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】 圖1為依照本發明的第一實施例所繪示之圖案化多層 14
感光層的方法之流程示意圖。 圖1A至圖1E為依照本發明的第 案化夕層感光層的方法之流程剖面圖。 圖2為依照本發明的第二實施 —實施例所繪示之圖 感光層的方法之剖面圖。 實施例所繪示之圖案化多層 圖3為依照本發明的第三實施例崎示之圖案化多層 感光層的方法之流程示意圖。 圖3A到3G為依照本發明的第三實施例所繪示之圖案 化多層感光層的方法之剖面圖。 【主要元件符號說明】 100、300 :基底 102、 104、302、304、306 :感光層 102a、104a、302a、304a、306a :曝光區域 102b、104b、302b、304b、306b :未曝光區域 103、 105、303、305、307 :光罩 108、109、310a、310b、310c :圖案 301a、301b、301c :區塊 S100、S105、S110、S120、S125、S130、S132、S134、 S135、S140、S145 :步驟 15