TWI410746B - 光阻組合物及使用彼製造薄膜電晶體基材之方法 - Google Patents

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Description

光阻組合物及使用彼製造薄膜電晶體基材之方法
本發明係關於一種光阻組合物及一種使用該光阻組合物製造薄膜電晶體基材之方法。更特定言之，本發明係關於一種光阻組合物及一種使用該光阻組合物製造薄膜電晶體基材之方法，該光阻組合物具有相對高耐熱性以減少加熱時使用該光阻組合物形成之光阻膜之剖面變化。
一般而言，藉由五層光罩製程來製造液晶顯示設備。然而，已發展四層光罩製程以便降低製造成本且改良製造效率。四層光罩製程包含雙蝕刻光阻膜。在四層光罩製程中，較佳使藉由在基材上塗覆光阻組合物而形成之光阻膜之剖面相對較大以便易於進行該四層光罩製程，該光阻膜係。當光阻膜具有較小剖面時(例如當使得光阻膜在基材上相對薄時)，因為第一次蝕刻必須精確進行以避免光阻膜之過量移除，所以四層光罩製程僅容許有較小誤差。當光阻膜之剖面相對較大時，設計裕度降低且可更易進行蝕刻處理。當自習知光阻組合物形成之光阻圖案在不少於約125℃之溫度下加熱時，該光阻圖案流動以致於光阻圖案之側面與基材(該光阻圖案形成於其上)之上表面之間的角度變為僅約40度。
圖1A至1D為掃瞄電子顯微鏡("SEM")圖片，其展示當烘烤時自習知光阻組合物流動形成之光阻圖案。
特定言之，圖1A為展示使光阻圖案顯影之處理之SEM圖片，且圖1B為展示光阻圖案在顯影之後的初始剖面之SEM圖片。光阻圖案之側面與基材(該光阻圖案形成於其上)之上表面之間的角度為約50度。
在顯影處理之後，光阻圖案經後烘烤及硬烤以便增加光阻圖案之耐蝕刻性。當加熱光阻圖案時，其流動以致於光阻圖案之側面與基材(該光阻圖案形成於其上)之上表面之間的角度減小。所得角度變為約30度至約35度。
圖1C為展示光阻圖案在硬烤處理後之SEM圖片，且圖1D為展示藉由硬烤處理回焊之光阻圖案之剖面的SEM圖片。
當光阻圖案回焊時，如圖1C中所示光阻中隆起之間的通道長度變得更窄。因此，蝕刻時間增加，且偏斜增加。
此外，自習知光阻組合物形成之光阻圖案對製造中所用之設備的溫度變化敏感，以致於光阻圖案之形狀視製造設備之溫度變化而定。因此，光阻圖案之厚度變化增加，以致於在光阻圖案相對厚之區域中會引起短路，且在光阻圖案相對薄之區域中會引起開口缺陷。
本發明提供一種光阻組合物，其具有相對高耐熱性以使得烘烤處理期間之回焊最小化。
本發明亦提供一種製造薄膜電晶體基材之方法，其使用上述光阻組合物以便改良圖案之蝕刻偏斜及均一性以降低由於電短路及開口造成之缺陷。
在本發明之一態樣中，光阻組合物之例示性實施例包括約100重量份之包括酚醛樹脂及丙烯酸樹脂之樹脂混合物，及約10重量份至約50重量份之重氮萘醌磺酸酯。
酚醛樹脂之重量平均分子量可為不少於約30,000。
丙烯酸樹脂可為共聚物，其藉由使選自由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸苄酯及丙烯酸組成之群之至少兩者聚合而獲得。
丙烯酸樹脂之重量平均分子量可不少於約20,000。
丙烯酸樹脂可構成樹脂混合物總重量之約1%至約15%。
光阻組合物亦可包括有機溶劑。
該有機溶劑可包括由丙二醇單甲醚乙酸酯及苄醇組成之群之至少一者。
在本發明之另一態樣中，提供製造薄膜電晶體基材之方法之例示性實施例。在方法之例示性實施例中，閘極線形成於底部基材上。隨後，閘極絕緣層、半導體層及資料層形成於閘極線及底部基材上。將光阻組合物塗覆於資料層上以形成光阻膜。光阻組合物包括約100重量份之包括酚醛樹脂及丙烯酸樹脂之樹脂混合物，及約10重量份至約50重量份之重氮萘醌磺酸酯。使光阻膜圖案化以形成光阻圖案。藉由使用光阻圖案作為光罩首先蝕刻資料層。藉由使用經蝕刻之資料層蝕刻半導體層。加熱該光阻圖案以形成經加熱之光阻圖案。藉由使用經加熱之光阻圖案作為光罩來第二次蝕刻資料層。
酚醛樹脂之重量平均分子量可不少於約30,000。
丙烯酸樹脂之重量平均分子量可不少於約20,000。
丙烯酸樹脂可構成樹脂混合物之總重量之約1%至約15%。
根據上文所述，光阻組合物具有相對高耐熱性。因此，當加熱使用光阻組合物形成之光阻膜時，該光阻膜之剖面變化相對較小。此外，可減少TFT基材中之短路及/或開口缺陷。
下文參看附圖更完全地描述本發明，在該等附圖中展示本發明之例示性實施例。然而，本發明可以多種不同形式體現，且不應受限於本文所述之實施例解釋。相反地，提供此等實施例以使得此揭示案徹底且完全，且可向熟習此項技術者完全地傳達本發明之範疇。
應瞭解當元件或層稱作"在...上"、"連接至"或"耦合至"另一元件或層時，其可直接在另一元件或層上、連接至或耦合至另一元件或層或可存在介入元件或層。與此相反，當元件稱作"直接在...上"、"直接連接至"或"直接耦合至"另一元件或層時，則不存在介入元件或層。全文中相同編號係指相同元件。如本文所用，術語"及/或"包括一或多個相關所列條目之任何及所有組合。
應瞭解儘管本文可使用術語第一、第二、第三等來描述多個元件、組件、區域、層及/或部分，但此等元件、組件、區域、層及/或部分不應受限於此等術語。此等術語僅用於將一個元件、組件、區域、層或部分區分於另一元件、組件、區域、層或部分。因此，在不悖離本發明之教示的情況下，下文所論述之第一元件、組件、區域、層或部分可稱為第二元件、組件、區域、層或部分。
空間相對術語，諸如"在...之下"、"在...下面"、"下部"、"在...上面"、"上部"及其類似術語，可為簡化描述而用於本文中，以描述如圖中所說明之一個元件或零件與另一元件或零件之相互關係。應瞭解該等空間相對術語意欲涵蓋除圖中所述之方位外之使用或操作中之裝置之不同方位。舉例而言，若圖中之裝置翻轉，則描述為"在其他元件或零件之下"或"在其他元件或零件下面"之元件接著可定向為"在其他元件或零件之上"。因此例示性術語"在...下面"可涵蓋在上面及在下面之方位之兩者。裝置可另外定向(旋轉90度或在其他方位上)，且本文所用之空間相對描述詞可相應地解釋。
本文所用之術語僅出於描述特定實施例之目的，並非意欲限制本發明。除非本文另有明確規定，否則本文所用之單數形式"一"及"該"意欲同樣包括複數形式。應進一步瞭解術語"包含"(當在本說明書中使用時)確定所述之零件、整體、步驟、操作、元件及/或組件，但不排除一或多個其他零件、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群之存在或添加。
本文參看橫截面說明描述本發明之例示性實施例，該等橫截面說明為本發明之理想化實施例(及中間結構)之圖解說明。同樣，預期由於(例如)製造技術及/或容許誤差造成的說明之形狀之變化。因此，本發明之例示性實施例應不理解為限於本文所說明之區域之特定形狀，但將包括由(例如)製造產生之形狀上的偏差。舉例而言，說明為長方形之植入區域通常可具有圓形或彎曲形態及/或在其邊緣具有梯度之植入濃度而非自植入區至非植入區之二元變化。同樣地，由植入形成之內埋式區域可在內埋式區域與發生植入之表面之間的區域中導致某些植入。因此圖中所說明之區域為性質上示意性的，且其形狀並非意欲說明裝置之區域之實際形狀，且並非意欲限制本發明之範疇。
除非另有界定，否則本文所用之所有術語(包括技術及科學術語)具有如本發明所屬之技術中一般技術人員普遍理解的相同意義。應進一步瞭解該等術語(諸如普遍使用之字典中所定義之彼等)應解釋為具有一意義，該意義與其在相關技術之上下文中之意義一致，且除非本文如此明顯地定義，否則不可以理想或過度正式之意義來解釋。
光阻組合物
本發明之光阻組合物之例示性實施例為正性光阻組合物且具有相對高耐熱性。該光阻組合物包括約100重量份之樹脂混合物及約10重量份至約50重量份之重氮萘醌磺酸酯。
樹脂混合物包括酚醛樹脂及丙烯酸樹脂。
藉由使酚基化合物與醛基化合物反應可合成酚醛樹脂。酚基化合物之例示性實施例包括酚、對甲酚、間甲酚或其他具有類似特性之物質。此等可單獨或以其混合物使用。醛基化合物之例示性實施例包括甲醛、苯甲醛、乙醛或其他具有類似特性之物質。使用酸催化劑以使得酚基化合物與醛基化合物反應。在一個例示性實施例中，該酸催化劑為草酸。酚醛樹脂可包括複數個彼此不同之酚醛樹脂以改良光阻組合物之殘餘比率及敏感性。
酚醛樹脂之重量平均分子量可不少於約30,000 g/mol。除非另外說明，否則自此點向前之所有重量平均分子量均以g/mol為單位。
丙烯酸樹脂為經單體合成之共聚物。該等單體之例示性實施例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸苄酯、丙烯酸或其他具有類似特性之物質。舉例而言，丙烯酸樹脂可由至少兩種上述單體合成。
丙烯酸樹脂之重量平均分子量可不少於約20,000。
丙烯酸樹脂可占樹脂混合物總重量之約1%至約15%。一例示性實施例具有占樹脂混合物總重量之約5%至約12%之丙烯酸樹脂。
重氮萘醌磺酸酯之例示性實施例可包括萘醌1,2－重氮－5－磺酸之2,3,4－三羥基二苯甲酮酯、萘醌1,2－重氮－5－磺酸之2,3,4,4'－四羥基二苯甲酮酯或其他具有類似特性之物質。
重氮萘醌磺酸酯可占約10重量份至約50重量份(相對於約100重量份之樹脂混合物)，例如重氮萘醌磺酸酯可多達約1/3或少至約1/11之光阻組合物之總重量。當光阻組合物之重氮萘醌磺酸酯含量小於約10重量份時，未曝光且因此在顯影處理之剩餘之光阻部分的厚度可非常薄。當重氮萘醌磺酸酯之含量大於約50重量份時，可降低光阻化合物之敏感性，且光阻殘餘物在顯影之後可保持。在一例示性實施例中，重氮萘醌磺酸酯之含量可為約20重量份至約40重量份(相對於約100重量份之樹脂混合物)。
可將光阻組合物與有機溶劑混合。該有機溶劑之例示性實施例可包括酮、丙二醇單甲醚乙酸酯、苄醇、γ－丁內酯、乳酸乙酯、乙酸正丁酯、甲氧基丙酸甲酯、醇及其衍生物及其他具有類似特性之物質。酮之例示性實施例包括2－庚酮(hepanone)、氯己酮等。醇及其衍生物之例示性實施例包括乙二醇、乙二醇單烷基醚、單丙基醚、單丁基醚、二乙二醇、單乙酸之單丙基醚及其他具有類似特性之物質。此等可單獨使用或以其混合物使用。
光阻組合物可進一步包括諸如界面活性劑或其他另類似物質之添加劑。
下文參看伴隨之實例更完全地描述光阻組合物。然而，本發明可以多種不同形式體現且不應受限於本文所列之實例來解釋。
實例1
使包括甲醛、間甲酚(metha－cresol)及對甲酚之混合物在草酸催化劑存在下聚合以製備酚醛樹脂。在酚醛樹脂中間甲酚與對甲酚之比率為約60重量份比約40重量份。酚醛樹脂之重量平均分子量為約38,000。
使酚醛樹脂與丙烯酸樹脂混合，丙烯酸樹脂之重量平均分子量為約28,000，以致於丙烯酸樹脂含量以樹脂混合物之總重量計為約10重量%。
使樹脂混合物與約20重量份之萘醌1,2－重氮－5－磺酸之2,3,4,4'－四羥基二苯甲酮酯(相對於約100重量份之樹脂混合物)混合以製備最終混合物。該最終混合物在約200重量份溶劑中溶解以製備溶液。該溶劑包括丙二醇單甲醚乙酸酯及苄醇。將該溶液經直徑為約0.2 μm之過濾器過濾以製備光阻組合物。
比較實例1
使包括甲醛、間甲酚及對甲酚之混合物在草酸催化劑存在下聚合以製備酚醛樹脂。在酚醛樹脂中間甲酚與對甲酚之比率為約60重量份比約40重量份。酚醛樹脂之重量平均分子量為約12,000。將100重量份之酚醛樹脂與約20重量份之萘醌1,2－重氮－5－磺酸之2,3,4,4'－四羥基二苯甲酮酯混合以獲得最終混合物。使該最終混合物在約200重量份之溶劑中溶解以製備溶液。該溶劑包括丙二醇單甲醚乙酸酯及苄醇。將該溶液經直徑為約0.2 μm之過濾器過濾以製備光阻組合物。
比較實例2
使包括甲醛、間甲酚及對甲酚之混合物在草酸催化劑存在下聚合以製備酚醛樹脂。在酚醛樹脂中間甲酚與對甲酚之比率為約60重量份比約40重量份。酚醛樹脂之重量平均分子量為約27,000。將100重量份之酚醛樹脂與約20重量份之萘醌1,2－重氮－5－磺酸之2,3,4,4'－四羥基二苯甲酮酯混合以獲得最終混合物。使該最終混合物在約200重量份之溶劑中溶解以製備溶液。該溶劑包括丙二醇單甲醚乙酸酯及苄醇。將該溶液經直徑為約0.2 μm之過濾器過濾以製備光阻組合物。
評估光阻圖案之實驗
藉由使用實例1及比較實例1及2之光阻組合物形成複數個光阻圖案。量測每一光阻圖案之厚度偏差(A)、剖面及偏斜。特定言之，量測加熱前光阻圖案之傾斜度(B)、光阻圖案加熱至約130℃之溫度之傾斜度(C)及光阻圖案加熱至135℃之溫度之傾斜度(D)。此外，量測第一次蝕刻後之偏斜(E)及第一次蝕刻、活性蝕刻及回蝕後之偏斜(F)。所得結果在下表1中說明。
參看表1，使用實例1之光阻組合物形成之光阻圖案的傾斜度變化在加熱之前及之後相對較小。因此，相較於比較實例1及2偏斜係降低的。
圖2A、2B及2C為說明使用實例1之光阻組合物形成的光阻圖案之SEM圖片。特定言之，圖2A為說明在硬烤前之光阻圖案之SEM圖片，且圖2B為說明在硬烤後之光阻圖案之SEM圖片，且圖2C為說明在乾式蝕刻後之光阻圖案之SEM圖片。圖3A、3B及3C為說明經歷相同處理之使用比較實例1之光阻組合物形成之光阻圖案的SEM圖片。圖4A、4B及4C為說明經歷相同處理之使用比較實例2之光阻組合物形成之光阻圖案的SEM圖片。
參看圖2A至4C，應注意使用實例1之光阻組合物形成之光阻圖案具有相對較大之耐熱性，以致於當加熱時光阻圖案之形狀變化相對較小。
下文參看附圖更完全地描述根據本發明之例示性實施例製造薄膜電晶體("TFT")基材之方法。
製造薄膜電晶體基材之方法
參看圖5、6及7描述TFT基材之例示性實施例及製造TFT基材之方法的例示性實施例。
圖5為說明本發明之TFT基材之例示性實施例的俯視圖。圖6為沿圖5之線VI－VI'所取之橫截面圖。圖7為沿圖5之線VII－VII'所取之橫截面圖。
參看圖5至7，複數個閘極線121及複數個儲存電極線131形成於底部基材110上。底部基材110之例示性實施例包括玻璃、聚合物及其他具有類似特性之物質。
閘極線112傳遞閘極信號且在列方向上延伸。各閘極線121包括複數個閘電極124及一端129，該端129電性連接至形成於閘極線121之上或之下的外部驅動電路或層。產生閘極信號之閘極驅動電路(未圖示)可形成於耦合至底部基材110之可撓性印刷電路薄膜(未圖示)上。替代性實施例包括閘極驅動電路可直接形成於底部基材110上或可與底部基材110整體形成之組態。當閘極驅動電路與底部基材110整體形成時，該閘極驅動電路可直接連接至閘極線121。
將預定電壓施用至儲存電極線131。儲存電極線131包括與閘極線121大體上平行之分枝、自該分枝延伸之第一儲存電極133a及第二儲存電極133b。將各儲存電極線131放置於兩個相鄰閘極線121之間。儲存電極133a及133b之每一者包括連接至分枝之固定端及相對於該固定端之自由端。第一儲存電極133a之自由端具有大於第二儲存電極133b之自由端之尺寸，且具有一分枝端，該分枝端具有自其筆直延伸之第一分枝及自其以稍微彎曲之方式延伸的第二分枝。然而，儲存電極線131之替代性實施例可具有不同形狀。
閘極線121及儲存電極線131之每一者之例示性實施例可包括鋁(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、其合金或其他類似物質。替代性組態包括例示性實施例，在該例示性實施例中閘極線121及儲存電極線131之每一者包括一多層結構，該多層結構包括第一層及具有區別於該第一層之物理特性之第二層。此替代性組態之一例示性實施例包括第一層及第二層，該第一層可包括鋁、銀、銅、其合金或類似物質以便降低信號延遲及/或電壓降，該第二層可包括諸如鉻、鉭、鈦、鉬、其合金或其他類似物質之金屬，該金屬與諸如氧化銦錫("ITO")、氧化銦鋅("IZO")等之透明導電材料之接觸特性係有利地。特定言之，閘極線121及儲存電極線131之每一者可包括如上文所建議之諸如鉻/鋁層、鋁/鉬層等之多層。閘極線121及儲存電極線131之每一者可包括除上述外之多種導電材料。
閘極線121及儲存電極線131之每一者的側面相對於底部基材110之上表面傾斜。在一例示性實施例中，傾斜角度為約30度至約80度。
閘極絕緣層140形成於基材110、閘極線121及儲存電極線131上。閘極絕緣層140之例示性實施例包括氮化矽("SiNx")、氧化矽("SiOx")或其他類似物質。
複數個半導體層151形成於閘極絕緣層140上。在一例示性實施例中，半導體層151包括氫化非晶矽。半導體層151在行方向上延伸，且具有覆蓋閘電極124之突起層154。半導體層151覆蓋閘極線121及儲存電極線131。
具有襯墊形狀之第一歐姆接觸層161及具有島形之第二歐姆接觸層165形成於各半導體層151上。第一及第二歐姆接觸層161及165之例示性實施例可包括矽化物、將諸如磷(P)之n＋ 雜質植入其中之n＋ 氫化非晶矽或其他類似物質。第一歐姆接觸層161具有突起層163。將第一歐姆接觸層161之突起層163及第二歐姆接觸層165兩者放置於半導體層151之突起層154上。
各半導體層151之側面及第一及第二歐姆接觸層161及165相對於底部基材110之上表面傾斜。在一例示性實施例中，傾斜角度為約30度至約80度。
複數個資料線171及複數個汲電極175形成於第一及第二歐姆接觸層161及165上。
資料線171傳遞資料信號且在行方向上延伸以穿過閘極線121。各資料線171穿過儲存電極線131且放置於第一及第二儲存電極133a及133b之間。各資料線171包括源電極173及端179，該端179電性連接至形成於該資料線171之上或之下的外部驅動電路或層。產生資料信號之資料驅動電路(未圖示)可形成於耦合至底部基材110之可撓性印刷電路薄膜(未圖示)上。替代性實施例包括其中資料驅動電路可直接形成於底部基材110上或可與底部基材110整體形成之組態。當資料驅動電路與底部基材110整體形成時，該資料驅動電路可直接連接至資料線171。
將汲電極175遠離資料線171且面向源電極173間隔。各汲電極175具有第一端及第二端，該第一端具棒形，且該第二端具有大於該第一端之尺寸。第一端經源電極173圍繞，且第二端經儲存電極線131重疊。具有多種形狀之替代性組態在本發明之範疇內。
TFT包括閘電極124、源電極173、汲電極175及半導體層151之突起層154。通道層形成於源電極173與汲電極175之間的半導體層151之突起層154處。
資料線171及汲電極175之例示性實施例可包括耐火金屬或其合金或其他類似物質。替代性實施例包括其中資料線171及汲電極175之每一者可包括具有耐火金屬層及低電阻金屬層之多層之組態。特定言之，該多層可包括一包括鉻及/或鉬之下層及一包括鋁之上層。其他替代性組態包括一多層結構，該多層結構可包括一包括鉬之下層、包括鋁之中間層及包括鉬之上層。資料線171及汲電極175之每一者可包括除上述外之多種導電材料。
資料線171及汲電極175之每一者之側面相對於底部基材110之上表面傾斜。在一例示性實施例中，傾斜角度為約30度至約80度。
將第一歐姆接觸層161放置於半導體層151與資料線171之間以降低其間之接觸抗性，且將第二歐姆接觸層165放置於半導體層151與汲電極175之間以降低其間之接觸抗性。
當自俯視圖觀察時，除突起層154之外的半導體層151具有與資料線171、汲電極175及第一及第二歐姆接觸層161及165大體上相同之形狀。特定言之，半導體層151經資料線171、汲電極175及第一及第二歐姆接觸層161及165重疊。使源電極173及汲電極175之間的半導體層151之一部分曝露。鑒於製造需要，半導體層151可具有(若需要)大於資料線171及汲電極175之尺寸。
將鈍化層180放置於資料線171、汲電極175及半導體層151之曝露部分上。
可用於鈍化層180之材料之例示性實施例包括有機絕緣材料、低介電絕緣材料、諸如氮化矽、氧化矽或其他類似物質之陶瓷絕緣材料。根據一例示性實施例，有機絕緣材料及低介電絕緣材料之每一者的介電常數可高達約4.0。根據一例示性實施例，低介電絕緣材料可包括藉由電漿加強化學蒸氣沈積("PECVD")方法形成之非晶矽。有機絕緣材料可具有感光性特性。鈍化層180之表面可大體上平坦。替代性例示性實施例包括其中鈍化層180包括一陶瓷下層及一有機上層以具有良好絕緣特性而不損害底層半導體層151之曝露部分之組態。
複數個接觸孔182及185分別形成於鈍化層180中以曝露資料線171之端179及汲電極175。此外，複數個接觸孔181藉由鈍化層180及閘極絕緣層140形成以曝露閘極線121之端129，且複數個接觸孔183a及183b藉由鈍化層180及閘極絕緣層140形成以曝露儲存電極133a及133b之一部分及儲存電極線131之一部分。
複數個像素電極191、複數個天橋83及複數個接觸輔助元件81及82形成於鈍化層180上。像素電極191、天橋83及接觸輔助元件81及82之每一者可包括諸如ITO、IZO或其他類似物質之透明導電材料，及/或諸如鋁、銀或其合金或其他類似物質之反射金屬。
將像素電極191藉由接觸孔185電性連接至汲電極175，且藉由汲電極175施加一資料電壓至像素電極。施加資料電壓之像素電極191與施加普通電壓之普通電極(未圖示)形成電場。與普通電極組合之像素電極191控制像素電極191與普通電極之間的液晶層(未圖示)中液晶分子之對準。特定言之，像素電極191與普通電極形成一液晶電容器以維持TFT關閉後電場之電壓位準。
像素電極191經儲存電極133a及133b及儲存電極線131重疊。像素電極191、汲電極171及儲存電極線131形成一儲存電容器以維持電場之電壓位準。雖然該儲存電容器自液晶電容器分離，但達到類似目的。
接觸輔助元件81及82藉由接觸孔181及182分別連接至閘極線121之端129及資料線171之端179。接觸輔助元件81及82增強外部設備(未圖示)與閘極線121之端129及資料線171之端179之每一者之間的附著力，且保護閘極線121之端129及資料線171之端179。
天橋83穿過閘極線121，且藉由接觸孔183a及183b電性連接至儲存電極線131及第二儲存電極133b。
圖8、19及22為說明製造本發明之TFT基材之方法的例示性實施例的俯視圖。圖9為沿圖8之線IX－IX'所取之橫截面圖，且圖10為沿圖8之線X－X'所取之橫截面圖。圖11、12、13、14、15、16、17及18為說明製造本發明之TFT基材之方法的例示性實施例的橫截面圖。圖20為沿圖19之線XX－XX'所取之橫截面圖。圖21為沿圖19之線XXI－XXI'所取之橫截面圖。圖23為沿圖22之線XXIII－XXIII'所取之橫截面圖。圖24為沿圖22之線XXIV－XXIV'所取之橫截面圖。
參看圖8至10，包括鉬之金屬層形成於底部基材上。藉由濕式蝕刻處理蝕刻該金屬層以形成複數個閘極線121及複數個儲存電極線131。各閘極線121具有閘電極124，且各儲存電極線131具有第一儲存電極133a及第二儲存電極133b。
參看圖11，閘極絕緣層140、非晶矽層150及將諸如磷之n＋ 雜質以高濃度植入其中之n＋ 非晶矽層160藉由PECVD方法形成於閘極線121及儲存電極線131上。非晶矽層150可包括氫化非晶矽，且n＋ 非晶矽層160可包括矽化物、將諸如磷之n＋ 雜質以高濃度植入其中之n＋ 非晶矽或其他類似物質。
包括鉬之資料層170藉由濺鍍處理形成於n＋ 非晶矽層160上。
將光阻組合物塗覆於資料層170上以形成光阻膜。在一例示性實施例中，光阻組合物可藉由旋塗法沈積。該光阻組合物包括約100重量份之樹脂混合物及約10重量份至約50重量份之重氮萘醌磺酸酯。該樹脂混合物包括酚醛樹脂及丙烯酸樹脂。該丙烯酸樹脂可占樹脂混合物總重量之約1%至約15%。酚醛樹脂之重量平均分子量可不少於約30,000。丙烯酸樹脂之重量平均分子量可不少於約20,000。光阻組合物可進一步包括有機溶劑。
參看圖12及13，使光阻膜曝光且顯影以形成第一光阻圖案52及比該第一光阻圖案52薄之第二光阻圖案54。
在光阻圖案顯影後，第一及第二光阻圖案52及54未經後烘烤處理加熱。該後烘烤處理可回焊第一及第二光阻圖案52及54從而改變其各自剖面。當光阻之剖面改變時，蝕刻處理可受阻且可在TFT中出現故障。
因此，在無加熱處理下進行以下蝕刻處理。
下文如橫截面圖中所示，區域'A'對應於資料線、儲存電極、儲存電極線、源電極及汲電極。此外，區域'B'對應於通道層且區域'C'對應於已移除光阻圖案52及54之區域。
蝕刻光阻膜以在區域'A'中形成第一光阻圖案52及在區域'B'中形成第二光阻圖案54，且在區域'C'中移除光阻膜之一部分。第一光阻圖案52比第二光阻圖案54厚。第一光阻圖案52與第二光阻圖案54之厚度比鑒於製造過程而變化。然而，第二光阻圖案54之厚度可僅為第一光阻圖案52之厚度的約50%。
在一例示性實施例中，第一光阻圖案52及第二光阻圖案54可使用一光罩形成，該光罩具有透明區域、光受阻區域及半透明區域。該半透明區域可具有狹縫圖案、晶格圖案或其他類似圖案。當半透明區域具有複數個狹縫時，狹縫之間的距離及各狹縫之寬度可小於用於蝕刻處理之曝露量之解析度，例如僅用於部分移除光阻圖案之狹縫可小於用於完全移除光阻圖案之曝露量。
參看圖13及14，藉由濕式蝕刻處理使用第一光阻圖案作為光罩將區域'C'中之資料層移除，以形成對應於資料線171之第一資料圖案172、對應於汲電極175及源電極173之第二資料圖案174及對應於資料線之端179之第三資料圖案177。將未經光阻圖案覆蓋之資料圖案170之部分移除。
參看圖15及16，使用第一、第二及第三資料圖案172、174及177作為光罩將區域'C'中之非晶矽層150及n＋ 非晶矽層160乾式蝕刻，以形成第一非晶矽層151、第二非晶矽層154、第一n＋ 非晶矽層161及第二n＋ 非晶矽層164。
再次參看圖15及16，藉由回蝕處理移除區域'B'中之第二光阻圖案54。將第一光阻圖案52之厚度減少至少第二光阻圖案54之厚度。此外，第一、第二及第三資料圖案172、174及177之每一者之端藉由回蝕處理曝露。
參看圖17及18，使第一光阻圖案52在約100℃至約150℃之溫度下加熱引起其流動。
光阻組合物具有相對高之耐熱性以致於使用該光阻組合物形成之光阻圖案52及54之每一者的剖面在加熱之前及之後大體上未變化。
參看圖19至21，藉由使用第一光阻圖案52作為光罩蝕刻第一資料圖案172以形成資料線171。藉由使用第一光阻圖案52作為光罩蝕刻第二資料圖案174。將未經光阻圖案52覆蓋之第二資料圖案174之部分移除以形成源電極173及汲電極175，且使源電極173與汲電極175之間的第二n＋ 非晶矽層164曝露。藉由使用第一光阻圖案52作為光罩蝕刻第三資料圖案177以形成資料線179之端。
本文中，第二資料圖案174可經乾式蝕刻處理或濕式蝕刻處理進行蝕刻。
第一至第三資料圖案172、174及177之每一者之端對應於第一光阻圖案52之端。因此，當第二資料圖案174經乾式蝕刻處理蝕刻時，過度蝕刻之第一至第三資料圖案172、174及177之每一者的部分可相對較小。因此，已藉由蝕刻處理曝露之第一及第二n＋ 非晶矽層161及164之每一者之部分可相對較小。
第一光阻圖案52與第一至第三資料圖案172、174及177之每一者的端之間的附著力相對較強。光阻圖案自具有相對高耐熱性之組合物形成，且並未展現實質流動，因此由第一光阻圖案52及第二光阻圖案之流動引起之應力減小。因此，當第二資料圖案174經乾式蝕刻處理蝕刻時，過度蝕刻之第一至第三資料圖案172、174及177之每一者之一部分可相對較小。因此，已曝露之第一及第二n＋ 非晶矽層161及164之每一者之部分可相對較小。
移除第一光阻圖案52，且藉由乾式蝕刻處理移除第二n＋ 非晶矽層164之曝露部分。
參看圖22至24，形成一鈍化層180以覆蓋資料線171、汲電極175及閘極絕緣層140。
鈍化層180經光微影處理蝕刻形成複數個接觸孔181、182、183a、183b及185。
參看圖5至7，將諸如ITO、IZO或具有類似特性之另一物質之透明導電材料藉由濺鍍處理沈積於鈍化層180上且使其圖案化為像素電極191、接觸輔助元件81及82及天橋83。
根據上文所述，光阻組合物具有相對高耐熱性。因此，當加熱使用光阻組合物形成之光阻膜時，光阻膜之剖面變量相對較小。因此，可增加設計裕度且可降低偏斜。
此外，殘餘光阻膜具有均一厚度。因此，可減少TFT基材中之短路及/或開口缺陷。
儘管已描述本發明之例示性實施例，應瞭解本發明不應限於此等例示性實施例，一般熟習此項技術者在如下文所主張之本發明之精神及範疇內可作出多種變化及修改。
52．．．第一光阻圖案
54．．．第二光阻圖案
81．．．接觸輔助元件
82．．．接觸輔助元件
83．．．天橋
110．．．底部基材
121．．．閘極線
124．．．閘電極
129．．．端
131．．．儲存電極線
133a．．．第一儲存電極
133b．．．第二儲存電極
140．．．閘極絕緣層
150．．．非晶矽層
151．．．半導體層
154．．．突起層
160．．．n＋非晶矽層
161．．．第一歐姆接觸層
163．．．突起層
164．．．第二n＋非晶矽層
165．．．第二歐姆接觸層
170．．．資料層/資料圖案
171．．．資料線
172．．．第一資料圖案
173．．．源電極
174．．．第二資料圖案
175．．．汲電極
177．．．第三資料圖案
179．．．端
180．．．鈍化層
181．．．接觸孔
182．．．接觸孔
183a．．．接觸孔
183b．．．接觸孔
185．．．接觸孔
圖1A至1D為展示當烘烤時自習知光阻組合物流動而形成之光阻圖案之SEM圖片；圖2A、2B及2C為說明使用實例1之光阻組合物形成之光阻圖案之例示性實施例的SEM圖片；圖3A、3B及3C為說明使用比較實例1之光阻組合物形成之光阻圖案的SEM圖片；圖4A、4B及4C為說明使用比較實例2之光阻組合物形成之光阻圖案的SEM圖片；圖5為說明本發明之TFT基材之例示性實施例的俯視圖；圖6為沿圖5之線VI－VI'所取之橫截面圖；圖7為沿圖5之線VII－VII'所取之橫截面圖；圖8為說明製造本發明之TFT基材之方法的例示性實施例的俯視圖；圖9為沿圖8之線IX－IX'所取之橫截面圖；圖10為沿圖8之線X－X'所取之橫截面圖；圖11、12、13、14、15、16、17及18為說明製造本發明之TFT基材之方法的例示性實施例的橫截面圖；圖19為說明製造本發明之TFT基材之方法的例示性實施例的俯視圖；圖20為沿圖19之線XX－XX'所取之橫截面圖；圖21為沿圖19之線XXI－XXI'所取之橫截面圖；圖22為說明製造本發明之TFT基材之方法的例示性實施例的俯視圖；圖23為沿圖22之線XXIII－XXIII'所取之橫截面圖；及圖24為沿圖22之線XXIV－XXIV'所取之橫截面圖。
81．．．接觸輔助元件
82．．．接觸輔助元件
83．．．天橋
121．．．閘極線
124．．．閘電極
129．．．端
131．．．儲存電極線
133a．．．第一儲存電極
133b．．．第二儲存電極
154．．．突起層
171．．．資料線
173．．．源電極
175．．．汲電極
179．．．端
181．．．接觸孔
182．．．接觸孔
183a．．．接觸孔
183b．．．接觸孔
185．．．接觸孔
191．．．像素電極

Claims (7)

  1. 一種製造薄膜電晶體基材之方法，該方法包含：在底部基材上形成閘極線；隨後在該閘極線及該底部基材上形成閘極絕緣層、半導體層及資料層；將光阻組合物塗覆於該資料層上以形成光阻膜，該光阻組合物包含約100重量份之包括酚醛樹脂及丙烯酸樹脂之樹脂混合物及約10重量份至約50重量份之重氮萘醌磺酸酯；使該光阻膜圖案化以形成光阻圖案；首先藉由使用該光阻圖案作為光罩來蝕刻該資料層；藉由使用經蝕刻之資料層蝕刻該半導體層；在使用經蝕刻之資料層蝕刻半導體層後加熱該光阻圖案以形成經加熱之光阻圖案；及其次藉由使用該經加熱之光阻圖案作為光罩來蝕刻該資料層。
  2. 如請求項1之方法，其中該酚醛樹脂之重量平均分子量不少於約30,000。
  3. 如請求項1之方法，其中該丙烯酸樹脂為共聚物，該共聚物藉由使選自由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸苄酯及丙烯酸組成之群之至少兩者聚合而獲得。
  4. 如請求項3之方法，其中該丙烯酸樹脂之重量平均分子量不少於約20,000。
  5. 如請求項4之方法，其中該丙烯酸樹脂占該樹脂混合物總重量之約1%至約15%。
  6. 如請求項1之方法，其中該光阻組合物進一步包含有機溶劑。
  7. 如請求項6之方法，其中該有機溶劑包含選自由丙二醇單甲醚乙酸酯及苄醇組成之群之至少一者。
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