TWI355748B - A forming method of pixel - Google Patents

Description

1355748

* I · 、

' TW4155PA 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ，發明是有關於-種晝素之形成方法，且特別是有關於 種應用剝離製程之畫素形成方法。 【先前技術】 薄膜電晶體主要係經由數道繁瑣的微影 (ph〇_h〇graphy)以及顯影餘刻技術來形成，且此些二 於貫光室内進行’以確保光阻曝光圖案的正確性。由於二 程的成本相當昂貴，因此假若能有效地減少 内 進而降低製造L 减少光罩及黃光製程的使用， 目=少黃光製程步驟較為f見的方 程，請參照第1圖至第3圖，漏剛巾0ff)製 的晝素結難物導在書梓離製程 第1圖，當完成保護層1〇 作過財’首先請參照 案化光阻層性剝離液’用以剝離圖 於圖案化光阻層12上的**心、、極14。同時，沒有覆蓋 之步驟中同時完成書辛電二^極14則會留下，在剝離製程 示。這是由於圖案化光_ =案化步驟，如第3圖所 於鹼性剝離液但晝素電極9之聚合物(P〇丨ymer)材質會溶 並不溶於鹼性剝離液，故加入的 6 1355748

TW4I55PA 驗性剝離液將保護層1Q上之圖案化光 案化光阻層12與保護岸 命解，而使圖 層12上之書素電極14 : 4 一來，於圖案化光阻 -^極14自然會因圖案化 帶脫離。傳統上利用剥離製程來達成畫素電極圖幸t而順 而不需要多加一道製鞋杳一 ’、 /、匕的結果， 便能有效減少製程之時間，並降低成本。I驟。因此， 然而纟於液晶顯示器中之玻璃基板之尺寸逐步放大 騎使用的，化學藥劑的消耗量亦同步增高^^=化= 樂劑的消耗里，已成為了各界關切的問題二 能減，事業廢棄除可有效降低製造成本外，更 ®離製程巾之祕卿液必需只能溶解 ^ "，、法溶解畫素電極14，才能夠在不破壞 里素電極14的前提下進行此剝離製程。隨著光阻層12 —起 被初離的旦素電極14 JE因為無法溶解而於时射之驗性剝 離液形成為數眾多的固體顆粒，若是直接將其回收使用，以且 有顆粒騎性嶋㈣切洗_電晶縣板㈣基板造成 万染與損害。目前已有人提出一種回收化學品的方法：在收集 離製程之鹼性剝離液於儲存槽之後，加入約略2〇/_的硫代 苯西文(Thiobenzoic acid)或續酸(SU|fonic ac|d)用以溶解晝素 電極14材料的顆粒，再繼續做為下批薄膜電晶體剝離製程中 之驗f生離液。然而’就算加人2%wt的硫代苯酸及續酸處理 30分!里以上只能將部分的畫素電極14溶解，驗性剝離液中 仍然還會有些許晝素電極14的顆粒(partjc|e)。 7 1355748 • j

' TW4155PA 然而’原本便需使用大量的驗性剝離液於剝離製程中 今又為使驗性剝離液中之晝素電極14溶解， •射超過3◦分鐘。因此’用於儲存的驗性剝離液的儲存^ 疋需要龐大的體積。此外’畫素電極14於驗性剝離液中仍缺 會存有微小的驗，若在重覆使用難_液之㈣管路中加 •裝-組過濾H ’不但會減慢液體回流速度，更由於晝素電極 .14無法完全轉於祕㈣液巾，崎大量的獅容易堵塞 過，器’必須中斷流程來更換遽網，使整個驗性溶劑回收製程 的貫際應用效果不彰，也更加的複雜。 【發明内容】 林明係有關於-種畫素之形成方法，係藉由剝離⑽， 製程將位於_化光阻層上方之透明電極層聽，再經由酸性 ^翁已麟之剌電極層溶解，以加速製程侧溶解之速

义’备目短製程之時間，並可避免透明電極層顆粒堵塞過遽器， 且降低製程之成本。 本發明提供—種晝素之軸枝，此形成純包括下列步 4 ^/成閘極於基板上，形成間極絕緣層於閘極上以覆蓋間 形成通道層於閘極上方之閘極絕緣層上；形成源極及沒極 =極兩側之通道層上’且_、通、源極以舰極構成 ，膜電晶體；形成賴層於_電晶體上並曝露出部分之沒 f ’形成圖案化光阻層於保護層上；形成透明導電層於基板 ^案化絲層絲被圖#化轨層覆蓋之賴電晶體上； 形成第-金屬層於透明導電層上；㈣離製程將位於圖案化光 8 1355748

TW4155PA 阻層上之透日辑電層與第_金屬； 離之透明導電層及第—金屬層；以及移除殘留之已剝 裸露出未被圖案化光阻層覆蓋之薄膜電金屬層以 及位於基板上的透明導電層。、曰曰的透明導電層 本發明另提供-種晝素之形成方法此 步驟；提供基板，該基板具有數個畫素區，22=；!列 包括非透光區以及透光區；形成薄膜電晶體内 上;形成保護層於一部分之薄膜電晶體上;形成=二區 於保濩層上’形錢料電料基板之透絲 ^ 及未被圖案化紘層覆蓋之_電晶體上；料第:金=且= 透明導電層上；以-剝離製程將位於圖案化光阻層上之透日^導 電層與第-金屬層剝離；以酸性溶劑溶解已_之透明導電^ 及第-金屬層；移除殘留之第—金屬層以裸露出其下方之透； 導電層，以及以鹼性蝕刻液移除圖案化光阻層。 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施 例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 以下係提出第-及第二實施例作為本發明之說明。然而該 些實施例所提出的方法㈣及結構僅為舉_明之用，並非對 本發明欲保護之範圍做限縮。再者’圖式中已省略實施例中不 必要之元件，以利清楚顯示本發明之技術特點。 第一實施例 9 1355748

TW4155PA =參照第4A圖至第4E圖’其繪示依照本發明第一實施例 之里素形成方法之本實麵之畫素形成方法包括下列 步驟。如第4A圖所示’首先提供基板咖，减板2〇〇具有 數個畫素區卜各晝素區°内包括非透光區a以及透光區b。 接著’形成薄膜電晶體210於基板2〇〇之非透光區&。薄 =晶體21G之形成方法包括下列步驟，首先會先形成閘極 於基板200上接著’形成閘極絕緣層咖於間極伽 上，以覆蓋閉極⑽。然後，形成通道層110於問極上 ^之閉極絕緣膚102上。接著，形成源極120及汲極130於 閘極1〇以侧之通道層11Q上，且閘極⑽、通道層携、 源極120以及絲13Q構成_電晶體21〇。 ，著，，成保護層140於部分的薄膜電晶體21〇上，較佳 地曝露出薄膜電晶體210部分之汲極13〇。 ，著’請參照第4B圖。形成圖案化光阻層湖於保護層 :上。然後’形成透明導電層16〇於基板2〇〇之透光區匕、 阻層15Q及未被_化光阻層15()覆蓋之薄膜電晶 體二^。於本實施例中’透料電層⑽例如為—無機物， 杈佳地為氧化銦錫（Indium Tin 〇xjde，丨τ〇) 然，，形成第-金屬層170於透明導電層_上。於本實 =例中，第一金屬層170作為保護透明導電層⑽之緩衝功 ==其贼錢_程製程絲難程使得透光 =内的透明導電層16◦受到腐餘和破壞，而第-金屬層17。 之1質係為適用於濕触刻的金屬材質，較佳地選自於翻 (，enum)、顧氮化物， 1355748

TW4155PA (tantalum)、紐氮化物、紹及銅群組或是以上之合金或至小― 種金屬以上之疊層。 ^ ，者晴參照第4C圖。於此步驟中’以剝離製程將位於 ”化光阻層150上之透明導電層_與第—金屬層口 離。於本實施例中，剝離製程例如為加熱圖案化光阻層15 或以雷射處理圖宰化井jj且@ 1c;n 士巷^ θ 之㈣彳W 實施之_化光阻層15〇 材質為两勿子有機物(通常為碳氫氧化合物）’而碳氫氣化 合物如加祕理歧魏纽時，會產生㈣ 化光阻層伽受到加熱或是雷射處理而產生氣體時，二= :::案化光阻層150上之透明導電層·⑴ 案化光阻層150之間的邊際破裂，如此-來，位於圖宰化^ 阻層伽上之透明導電層⑴、16G(2)及第—金屬^ 17〇(1)、17Q(2)從職化光阻層15Q上被剝離下來。由於口 2分子錢物受到加熱或能處理時會產生纽，故此步驟 中係僅有形成於圖案化光阻層15◦上的透明導電層⑽⑴、 (2)及第—金屬層17Q⑴、17Q(2)會被剝離 ’而其餘部分 日電層160(3)及第一金屬層17〇(3)則會繼續留在基板 200上以及部分的薄膜電晶體21〇上。 接著’以酸性溶劑溶解已剝離之透明導電層16〇(1)、16〇(幻 第金屬層170⑴、170(2)。酸性溶劑可以同時溶解透明 電層以及帛金屬層，但酸性溶劑較佳地對於透明導電層的 溶解能力優於對於第—金屬相溶解能力。因此，當直接施加 酸性溶劑於晝素表_以溶解已剝離之透明導電層160(1)、 ()以及第金屬層17〇⑴、17〇(2)時酸性溶劑所不易 1355748

TW4155PA 溶解的第一金屬層170(3)覆蓋於透明導電層16〇(3)上，便能 有效地保護透明導電層160(3)，避免透明導電層160(3)被酸 性溶劑所蝕刻。或者，於溶解已剝離之透明導電層之步驟中， 較佳地亦可先以酸性溶劑將已剝離之透明導電層16〇(1)、 160(2)及第-金屬層170⑴、17〇(2)沖刷至具有酸性溶劑之 溶解槽中，再於溶解槽中以酸性溶劑溶解透明導電層 160(1)、160(2)及第一金屬層17〇⑴、17〇(2)，不僅可以解 決傳統上用以移除光阻層的鹼性溶劑中具有顆粒而不易回收 =用的，’並可避免透明電極層⑽⑴、卿)之顆粒堵 土過渡器’更可以減少酸性溶劑使用量，縮短溶解時間。 接著，請同時參照第4Cffl及第4[)圖，移除殘留之第一金 f層17〇(3)以裸露出未被圖案化光阻層15〇覆蓋之沒極13〇 日W(3)及位於基板咖上的透明導電層 優於驟較佳的是制對於第—金屬層的溶解能力 透料制的溶解能力的魏溶劑。如此—來便可快 解已t離金屬層170(3)移除。也就是說，於本實施例中，溶 170^ 1之透明導電層16〇(1 )、160(2)及第一金屬声 進行’於不===屬用層17。(3)的步驟係為心 度，有效地間別適备W刻液加速反應速 再者，請同時參照第40圖及第4 :娜溶咖，，需=::: 及弟—金制，可以直接回收再利用。相較於傳Ϊ方 12 1355748 擊 ·

- TW4155PA 法在鹼性溶劑回收槽中加入酸性液體來溶解顆粒的作法，本實 施例將酸性溶劑與鹼性溶劑分開收集處理回收再利用，不僅在 驗性溶劑中不會產生固體顆粒’且完全溶解透明導電層及第一 金屬層所需的酸性溶劑體積也可大幅度的降低。 於本實施例中，藉由圖案化光阻層15〇接收雷射或熱源會 產生氣體的特性，只有位於圖案化光阻層15〇上之透明導電 層160(1)、160(2)才會因界面之破離而被剝離(如第4c圖）， 其餘的透明導電層160(3)則會留下，藉此達成對透明導電層 160圖案化的目的。 ^此外’於本實施例中，亦可選擇性地於形成第一金屬層16〇

後再添加一製程步驟。請同時參照第4B圖及第5A圖，第5A 圖係緣示形成第二金屬層於第4A圖中之示意圖。於本實施例 :’較佳地可於形成第—金屬層17Q之步驟後，覆蓋第二金 .層19〇於第—金屬層仍上。於本實施例中第二金屬層 0之材貝選自於鉬（m〇|ybdenum)、鉬氮化物鈦

= mum)、鈦氮化物、纽(ianta|_)、组氛化物、銘及銅群 以上之合金或—種金屬以上之疊層。但必需注意的是， 對於第二金屬層19Q之侧速率需低於對於第一金 料1左170被敍刻的速率。舉例來說，若第一金屬層170之材 溶劑f:於：第二金屬層190之材料較佳地係為鋁，則此酸性 •"劑對；^之關速率需低於對於!目之㈣速率。 之示音^月參’展第5B圖’其繪示實施一剝離製程於第5A圖 150:/相同地，當加熱處理或雷射處理此圖案化光阻層 150’位於圖案化光阻層咖之透明導電層_⑴、16〇(2)曰、 13 1355748

丁 W4J55PA 第^金屬層17。⑴、 便與圖案化光阻層15〇脫離。 Μ⑽⑴、咖⑺ 相同地，再η —知 透明導電層二 ⑽離之 =r— ^隹屬層170之被蝕刻速率，® μ_ + =導，。(3)除了具有殘留之第一金屬層 。卜更夕了第一金屬層190(3)之保護。 ）之保 接著’請同時參照第5Β -圖中殘留之第-金屬層及至第::屬 騎:移除第5C圖,圖案化光阻層之;意 盍於第金屬層17〇(3)之第二金屬層 除覆 溶劑進行此步驟。接“相_或不__^^以酸性 屬層i。然後’再叫__除圖案^二第-金 於本實施例中，若透明導電芦 7^阻層15〇。 已剝離之透明導電層160⑴二3力解 時，便可選擇性地於形成第—金屬層力口長 金屬層⑽’以增加透明導電層l6o(3n 來，便可有效地避免長時問t、，、濩政果。如此一 16〇Mx 16〇/2yBiLt+ . , 0 ^ ’合甽溶解已剝離透明導電層 、16〇(^__明導電層 =實施例之第二金屬層190之施用與否則依據實際;況調 第二實施例 14 1355748 • « - TW4155PA „ 第二實施例與第一實施例兩者形成方法其差別在於：溶解 已剝離之透明電極層160(1)、160(2)及第一金屬層170(1)、 170(2)與移除第一金屬層170(3)之步驟係同時進行。因此， 其形成方法之示意圖相同地均為第4A圖至第4E圖，因此其 結構、相關之材料及設計條件在此不再贅述。 於本實施例t係僅採用一種酸性溶劑，可用以溶解已剝離 之透明電極層，如第4C圖之160(1)、160(2)及第一金屬層 170(1)、170(2)，也可以用作移除第一金屬層17〇(3)之溶劑。 因此，只要’將酸性溶劑直接施加於畫素表面，便可同時移除全 部需要移除或溶解之金屬層，例如第5B圖之第一金屬層 170(3)以及第二金屬層19〇(3)以及溶解已剝離的透明導電層 160(1)、160(2)、第一金屬層 17〇(1)、17〇(2)以及第二金屬 層190(1)、19G(2)，將二個步額時完成，減帽性溶劑使 用種類’降低製程的複雜度。 本發明上述實施例所揭露之畫素結構之形成方法，係藉由 •剝離製程將位於圖案化光阻層之透明電極層剝離，以進行圖案 :匕之步驟。接著’則紐溶劑將已剝離之透明電極層及作為保 蒦作用之第-金屬層及第二金屬層钱刻溶解，再以驗性餘刻液 將圖案化光阻層移除。藉由針對透明電極層、圖案化光阻層採 用不同之餘刻液’以及使用酸性餘刻液來溶解透明導電層，可 加速飯刻之速率以減少儲存溶劑之儲存槽容量，避免溶劑中殘 =未溶解之_，以__之时再湘的目的。如此一 來’便能加速製程時間、降低儲存溶劑的儲存槽容量，並且達 到回從再彻溶劑的目的，有效地降低製程的成本。 15 1355748

* I

- TW4155PA 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發 明，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本 發明之精神和範圍内，當可作各種更動與潤飾，並可思揣其他 不同的實施例，因此本發明之保護範圍當視後附申請專利範圍 所界定者為準。 1355748 釦

- TW4155PA 【圖式簡單說明】 第1圖至第3圖繪示一種傳統應用剝離製程的晝素結構製 造流程圖； 第4A圖至第4E圖繪示依照本發明第一實施例之晝素形成 方法之示意圖； 第5A圖係繪示形成第二金屬層於第4A圖中之示意圖； 第5B圖繪示實施一剝離製程於第5A圖之示意圖； 第5C圖係繪示移除第5B圖中殘留之第一金屬層及第二金 •屬層之示意圖；以及 第5D圖係繪示移除第5C圖中圖案化光阻層之示意圖。 【主要元件符號說明】

a:非透光區 b :透光區 c :晝素區 10、140 ::保護層 12、150 :圖案化光阻層 14 :晝素電極 1 0 0 :閘極 102 :閘極絕緣層 110 :通道層 120 :源極 1 30 :汲極 160、160(1)、160(2)、160(3):透明導電層 170、170(1)、170(2)、170(3):第一金屬層 17 1355748 * l

- TW4155PA 190、190(1)、190(2)、190(3):第二金屬層 200 :基板 210 :薄膜電晶體

Claims (1)

1355748 TW4I55PA 、申請專利範圍·· 1. 一種畫素之形成方法，包括： 形成一閘極於一基板上； 形成m緣層於該酿上，覆蓋該間極； 形成一通道層於該閘極上方之該間極絕緣層上； 極开源減Γ汲極於關極兩敎該通道層上，且該閘 ° -八道層、該源極以及該祕構成—薄膜電晶體； =二保護層於該薄膜電晶體上並曝露出部分之該汲極； v成圖案化光阻層於該保護層上； 圖導電細編上、該圖案化歧層及未被該 囷案化先阻層覆蓋之該薄膜電晶體上； 形成一第一金屬層於該透明導電層上.

該層與 層；^^性溶龜解已_之該透明導電層及該第一金屬 蓋r裸露出未被該圖案化光阻層覆 明導電層透明導電層及位於該基板上的該透 月專利範圍第1項所述之形成方法，其中於以外 :;谷劑溶解已_之該透明導電層及該第-金屬層之;： 刷—金屬層冲 丄扣748 TW4155PA 於該溶解槽_以言亥 醆 屬層 ’生么劍溶解該透明導 電層及該第一金 3.如申請專利範園第 , 留之該第一金屬層之步、边之形成方法，其中於移除殘 乂如申請專利範恤刻。 於覆蓋該第一金屬居夕止、之形成方法，另包括： 之前，覆蓋-第二金屬二=屬r·一^ =_解_之該 轉曝剩溶解。 .申明專利範圍第5項所述之之形成方法，盆中於以該 酉文性蝕刻液溶解之步驟包括： 、、^ = 亥酸性溶創將已剝離之該第二金屬層沖刷至具有該酸性 蝕刻液之一溶解槽；以及 φ於該溶解槽令以該酸性蝕刻液溶解該第二金屬層。 、7.如申請專利範圍第6項所述之形成方法，其中該形成方 法於蝕刻殘留之該第一金屬層之步驟前包括移除覆蓋於該第 一金屬層之該第二金屬層。 8. 如申請專利範圍第4項所述之形成方法，其中該第二金 屬層之材質為鉬（molybdenum)、鉬氮化物、鈦(t丨tan|um)、 欽氮化物、纽(tantalum)、组氣化物、銘或銅。 9. 如申請專利範圍第8項所述之形成方法，其中該酸性溶 劑對於該第二金屬層之蝕刻速率實質上較低於對於該第一金 20 055748 TW4155PA 屬層之餘刻速率。 10·如申請專利範圍第1項所述之形成方法，另包括：在 :刻殘留之·—金屬層之該步驟之後，移除該圖案化光阻 增0 其中該圖案 其中該透明 其中該第一 11. 如申請專利範圍第】項所述之形成方法 化光阻層之材質係為高分子有機物。 12. 如申請專利範圍第彳項所述之形成方法 導電層以及該第一金屬層之材質係為無機物。 13’如中請專利範圍第彳項所述之形成方法其中該第-j層之材質為鉬（m〇|ybdenum)、铜氮化物鈦） 、虱化物、紐(tantalum)、鈕氮化物、紹或鋼。 制二Γ請專利範㈣1項所述之形成方法，其中該剝離 表私係為加熱該圖案化光阻層。 製2 H專利範圍第1項所述之形成方法，其中該剝離 版耘係以雷射處理該圖案化光阻層。 16. —種晝素之形成方法，包括： 目㈣，恤畫素區内 形成一薄膜電晶體於該基板之該非透光區上； 形成-保護層於-部分之該軸電晶體上； 形成一圖案化光阻層於該保護層上； ，成透明導電層於該基板之該透光區、該圖案化光阻 未被該酸化光阻層覆蓋之該_電晶體上； 形成一第一金屬層於該透明導電層上； 21 1355748

TW4155PA 化光阻層上之該透明導電層與 以一剝離製程將位於該圖案 該第一金屬層剥離； 以一醆 層； 性溶劑溶解已剝離之該透明導電層及該第一金 屬 移T留之該第-金屬層以裸露出其下方之該透明導電 償，以及 以一鹼性蝕刻液移除該圖案化光阻層。 如申明專利範圍第16項所述之形成方法，其中於以該 酉夂性溶劑溶解已_之該透明㈣層及該第—金屬層之步驟 包括： 以該酸性溶劑將已剝離之該透明導電層及該第一金屬層沖 刷至具有該酸性溶劑之一溶解槽；以及 於該溶解槽令以該酸性蝕刻液溶解該透明導電層及該第一 金屬層。 18.如申請專利範圍第16項所述之形成方法，其中於移除 •殘留之該第一金屬層之步驟係以該酸性溶劑進行蝕刻。 19·如申請專利範圍第16項所述之形成方法，另包括：於 覆蓋該第一金屬層之後及進行該剝離製程之前’覆蓋—第二金 屬層於該第一金屬層上。 ， 20. 如申請專利範圍第19項所述之形成方法，其中於以該 酸性溶劑溶解已剝離之該透明導電層及該第一金屬層之步‘ 包括： 以該酸性溶剞溶解已剝離之該第二金屬層。 21. 如申請專利範圍第2〇頊所述之形成方法，其中以該酸 22 ' TW4155PA =劑溶解_之該透明軸及該卜金屬層之步驟包 溶:編繼具有該酸性 =該命解槽t以紐性溶劑溶解該第二金屬層。 移r殘t申請專利範圍第21項所述之形成方法，另包括:於 ==ΐΓ—金屬層之前，以該酸性溶劑軸刻覆蓋於 第金屬層之該第二金屬層。 ^如申請專利第則所述之賴方法，其中 钱备層之材質為錮(mQlybdenum)、喊化物、鈦Wanium)、 鈦氤化物、钽(ta_um)、鈕氮化物、鋁或銅。 溶劍斜你^專利㈣第19項所述之形成方法，其中該酸性 a® ;该第二金屬層之蝕刻速率實質上較低於對於該第一 金屬層之飯刻速率。 25_如申請專利範圍第16項所述之形成方法’其中該圖案 #化光阻層之材質係為高分子有機物。 〃 26·如申請專利範圍第16項所述之形成方法，其中該透明 金屬層以及該第一金屬層之材質係為無機物。 之7’如申請專利範圍第16項所述之形成方法，其中該第一 金屬層之材質為鉬（molybdenum)、鉬氮化物、鈦(titanium)、 欽氮化物、鈕(tantalum)、鈕氮化物、鋁或銅。 ,28_如申請專利範圍第16項所述之形成方法，其中該剝離 氣程係為加熱處理該 圖案化光阻層。 29.如申請專利範圍第16項所述之形成方法，其中該剝離 23 1355748 I ( - TW4155PA 製程係以雷射處理該圖案化光阻層。 30.如申請專利範圍第16項所述之形成方法，其中形成該 薄膜電晶體之步驟包括： 形成一閘極於該基板之該非透光區上； 形成一閘極絕緣層於該閘極上； 形成一通道層於該閘極上方的該閘極絕緣層上；以及 形成一源極以及一汲極於該閘極之兩側的該通道層上。