TWI416249B - 光阻組成物、利用其以形成薄膜圖案之方法，與利用其以製造薄膜電晶體陣列面板之方法 - Google Patents

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Description

光阻組成物、利用其以形成薄膜圖案之方法，與利用其以製造薄膜電晶體陣列面板之方法 相關申請案之對照參考資料
本申請案請求韓國專利申請案第10－2005－0010038號案(2005年2月3日申請，在此如同全文被併入本案中以供所有目的參考之用)之優先權及利益。
發明領域
本發明係有關於一種光阻組成物，利用其以形成薄膜圖案之方法，及利用其以製造薄膜電晶體陣列面板之方法。
 相關技藝描述
主動型顯示裝置(諸如，主動矩陣(AM)液晶顯示器(LCD)及主動矩陣有機發光二極體(OLED)顯示器)包含複數個以具有切換元件之矩陣配置之像素，及複數個將訊號傳輸至切換元件之訊號線(諸如，閘線及資料線)。像素之切換元件選擇性地將資料訊號從資料線傳輸至像素，以回應自閘線接收之閘訊號。LCD之像素調整入射光之透射率，且OLED顯示器之像素調整光發射之光亮度。
LCD顯示器及OLED顯示器包含提供TFT、場產生電極、訊號件等之面板。面板具有包含數個導電層及絕緣層之層狀結構。閘線、資料線，及場產生電極係由不同導電層形成，且係藉由絕緣層分開。
導電層及絕緣層一般係藉由光微影術及蝕刻程序產生圖案，包含塗覆、曝光，及光阻薄膜之顯影，及藉由使用經顯影之光阻薄膜使此等層濕或乾蝕刻。
濕蝕刻期間，光阻薄膜被曝置於蝕刻劑。蝕刻劑一般含有強酸，其能於光阻薄膜表面破裂或產生開口。因此，此等層之於此等破裂或開口下之部份可被蝕刻掉，藉此，造成具圖案層內之缺失。
 發明概要
本發明係降低用於使導電或絕緣薄膜產生圖案之光阻薄膜內之破裂。
本發明之另外特徵係揭示於如下之描述內容，且部份將自此揭示內容而易見，或可藉由實施本發明而學習。
本發明揭露一種光阻組成物，包含具有下述之線型酚醛樹脂， 其中，R1 ,R2 ,R3 ，及R4 之每一者係含有氫原子或1至6個碳原子之烷基，且n係範圍為0至3之整數，及具有下述之巰基化合物Z1 -SH，或SH-Z2 -SH，其中，Z1 及Z2 之每一者係含有1至20個碳原子之烷基或烯丙基，敏化劑，及溶劑。
本發明亦揭露一種形成薄膜圖案之方法，此方法包含於基材上沈積導電性或非導電性之薄膜，於基材上塗覆光阻光阻組成物，使光阻組成物曝光而形成遮蔽元件，及使用遮蔽元件使薄膜蝕刻，其中，光阻物包含具下述之線型酚醛樹脂 其中，R1 ,R2 ,R3 ，及R4 之每一者係含有氫原子或1至6個碳原子之烷基，且n係範圍為0至3之整數，及具有下述之巰基化合物Z1 -SH，或SH-Z2 -SH，其中，Z1 及Z2 之每一者係含有1至20個碳原子之烷基或烯丙基，敏化劑，及溶劑。
本發明亦揭露一種製造薄膜電晶體陣列面板之方法，此方法包含於基材上形成包含閘電極之閘線，於閘線上形成閘絕緣層，於閘絕緣層上形成半導體層，於半導體層上形成包含源極與汲極之資料線，及形成與汲極連接之像素電極，其中，此等形成之至少一者包含光微影術及蝕刻，其包含使導電或非導電之薄膜沈積於基材上，使光阻組成物塗覆於薄膜上，使光阻組成物曝光及形成遮蔽元件，及使用遮蔽元件使薄膜蝕刻，且其中，光阻組成物包含具有下述之線型酚醛樹脂 其中，R1 ,R2 ,R3 ，及R4 之每一者係含有氫原子或1至6個之間之碳原子之烷基，且n係範圍為0至3之整數，及具有下述之巰基化合物Z1 -SH，或SH-Z2 -SH，其中，Z1 及Z2 之每一者係含有1至20個碳原子之烷基或烯丙基，敏化劑，及溶劑。
需瞭解前述一般描述及下列詳細描述皆係例示及解釋之用，且係用以提供如申請專利範圍界定之本發明之進一步解釋。
圖式簡單說明
被包含以提供進一步瞭解本發明及併納及構成此說明書之一部份之附圖係例示本發明之實施例，且與描述內容一起作為解釋本發明之原理。
第1圖係依據本發明之一實施例之TFT陣列面板之佈局圖。
第2圖係第1圖所示TFT陣列面板之沿II-II’線取得之截面圖。
第3及4圖係第1圖及第2圖所示之TFT陣列面板之於依據本發明之一實施例之其製造方法之前二操作之截面圖。
第5A,7A,10A，及12A圖係第1圖及第2圖所示之TFT陣列面板之於其製造方法之中間操作之佈局部。
第5B圖及第6圖係第5A圖所示之TFT陣列面板之沿VB－VB’線取得之截面圖。
第7B圖係第7A圖所示之TFT陣列面板之沿VIIB－VIIB’線取得之截面圖。
第8圖及第9圖係於第7B圖所示操作後之二連續操作期間之第7A圖所示之TFT陣列面板之沿VIIB－VIIB’線取得之截面圖。
第10B圖及第11圖係第10A圖所示之TFT陣列面板之沿XB－XB’線取得之截面圖。
第12B圖係第12A圖所示之TFT陣列面板之沿XIIB－XIIB’線取得之截面圖。
第13圖係依據本發明另一實施例之TFT陣列面板之佈局圖。
第14圖係第13圖所示之TFT陣列面板之沿XIV－XIV’線取得之截面圖。
第15圖及第16圖係第13圖及第14圖所示之TFT陣列面板之於依據本發明之一實施例之其製造方法之前二操作期間之截面圖。
第17A,22A及23A圖係第1－2B圖所示之TFT陣列面板之於其製造方法之中間操作期間之佈局圖。
第17B圖係第17A圖所示之TFT陣列面板之沿XVIIB－XVIIB’線取得之截面圖。
第18,19,20,及21圖係第7A圖所示之TFT陣列面板沿XVIIB－XVIIB’線取得之於第17B圖所示之操作後之二連續操作之截面圖。
第22B圖及第23B圖係第22A圖及23A圖所示之TFT陣列面板個別沿XXIIB－XXIIB’線及XXIIIB－XXIIIB’線取得之截面圖。
第24圖顯示例示於硬烘烤下之光阻薄膜之迴銲溫度之掃瞄電子顯微相片。
第25圖係例示為巰基化合物含量之函數之光阻薄膜之不可溶分率(%)之圖。
 例示實施例之詳細說明
本發明現將於其後參考附圖作更完整地說明，其中，本發明之較佳實施例被顯示。但是，本發明可以許多不同型式實施，且不應被解釋為限制於此間所示之實施例。
依據本發明之光阻組成物包含具有化學式1之線型酚醛樹脂、具有化學式2之巰基化合物、敏化劑，及溶劑。
線型酚醛樹脂可藉由酚單體及醛與酸催化劑反應而獲得。
酚單體可為選自酚、鄰－甲酚、間－甲酚、對－甲酚、鄰－乙基酚、間－乙基酚、對－乙基酚、鄰－丁基酚、間－丁基酚、對－丁基酚、2,3－二甲苯、2,4－二甲苯、2,5－二甲苯、2,6－二甲苯、3,4－二甲苯、3,5－二甲苯、3,6－二甲苯、2,3,5－三甲基酚、3,4,5－三甲基酚、對－苯基酚、間苯二酚、氫醌、氫醌單甲基醚、焦棓酚、氯亞糖精醇、羥基聯苯、雙酚－A、沒食子酸、α-萘酚，及β-萘酚所組成族群之一或多種。
醛可為選自甲醛、對-甲醛、苯甲醛、硝基苯甲醛，及乙醛所組成族群之一或多種。
酸催化劑可為選自氫氯酸、硝酸、硫酸、甲酸及草酸所組成族群之一或多種。
光阻組成物中之線型酚醛樹脂之重量百分率可為約5至50重量%間之範圍。
巰基化合物可為選自2-巰基甲苯、3-巰基甲苯、4-巰基甲苯、2-巰基-對-二甲苯、4-巰基-間-二甲苯，及1-十二烷基硫醇所組成族群之一或多種。
巰基化合物可避免光阻薄膜免於因蝕刻劑而破裂、分裂、打開等(其後稱為破裂)。特別地，巰基化合物可減少蝕刻劑對光阻薄膜之化學攻擊。因此，巰基化合物係作為耐蝕刻添加劑而操作，以避免破裂於光阻薄膜形成。
光阻組成物內之巰基化合物之重量百分率範圍可為約0.5至15重量%之間。例如，當巰基化合物之量少於約0.5重量%，耐蝕刻性減少。另外，當巰基化合物之量大於15重量%時，缺失之薄膜圖案因難以控制光阻薄膜之敏化速度且曝光部份及未曝光部份間之邊界無法區別而形成。
光阻組成物內之敏化劑因光而反應且產生光化學反應。敏化劑可選自任何型式之傳統敏化劑。但是，依據本發明之一實施例，敏化劑係選自具有如下之化合物
其中，R及R’之每一者係氫原子、2,1－重氮萘醌－4－磺酸酯，或2,1－重氮萘醌－5－磺酸酯。R1 至R5 之每一者係氫原子、包含約1－6個碳原子之烷基、包含約1－6個碳原子之烷氧基，或包含約4－10個碳原子之環烷基。R6 ,R8 ,R1 0 ,及R1 2 之每一者係氫原子或包含約1－6個碳原子之烷基。R7 ,R9 ,R1 1 ,及R1 3 之每一者係氫原子、包含約1－6個碳原子之烷基、包含約1－6個碳原子之烷氧基，或包含約4－10個碳原子之環烷基。
光阻組成物中之敏化劑之重量百分率範圍可為約3至20重量%之間。例如，當敏化劑之量少於約3重量%時，敏化性太低，且當敏化劑之量大於約20重量%時，敏化性太高。
光阻組成物可進一步包含添加劑，諸如，諸如，包含環氧基或胺基之矽酮化合物。例如，矽酮化合物可包含(3－縮水甘油氧丙基)三甲氧基矽烷、(3－縮水甘油氧丙基)三乙氧基矽烷、(3－縮水甘油氧丙基)甲基二甲氧基矽烷、(3－縮水甘油氧丙基)甲基二乙氧基矽烷、(3－縮水甘油氧丙基)二甲基甲氧基矽烷、(3－縮水甘油氧丙基)二甲基乙氧基矽烷、3,4－環氧丁基三甲氧基矽烷、3,4－環氧丁基三乙氧基矽烷、2－(3,4－環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2－(3,4－環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、胺基丙基三甲氧基矽烷等。添加劑改良光阻組成物之固化及耐熱性質。
光阻組成物可進一步包含其它添加劑，諸如，塑化劑、安定劑，或表面活性劑。
線型酚醛樹脂、巰基化合物、化敏化劑，及添加劑可溶於有機溶劑。例如，有機溶劑可包含乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甘醇二甲基醚、二甘醇二甲基乙基醚、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、乳酸乙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚、丙二醇丙基醚、甲基溶纖素乙酸酯、乙基溶纖素乙酸酯、二甘醇甲基乙酸酯、二甘醇乙基乙酸酯、丙酮、甲基異丁基酮、環己酮、二甲基甲醯胺(DMF)、N,N－二甲基乙醯胺(DMAC)、N－甲基－2－吡咯烷酮、γ－丁內酯、二乙基醚、乙二醇二甲基醚、二甘醇二甲醚、四氫呋喃、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、甲基溶纖素、乙基溶纖素、二甘醇甲基醚、二甘醇乙基醚、二丙甘醇甲基醚、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷等。
實施例1
光阻組成物之形成包含以約40：60之重量比例混合之間－甲及對－甲酚之甲酚混合物(Mw＝8,000)及甲醛於作為酸催化劑之草酸下縮合聚合而獲得線型酚醛樹脂。
約30重量%之獲得的線型酚醛樹脂、約10重量%之具有化學式9及10之敏化劑，及約0至17重量%間之1－十二烷基硫醇溶於二甲基甲醯胺(DMF)而獲得具有第1表所示組成比例之光阻組成物。
光微影術及蝕刻金屬圖案係藉由使用獲得之光阻組成物於實質上相同加工條件下形成。
數個玻璃基材被準備，且下Mo膜、Al膜，及上Mo膜被依序沈積於每一基材上。光阻組成物被旋轉塗覆於個別之上Mo膜而獲得光阻膜，且光阻膜於約100－110℃預烘烤約90分鐘。
使用曝光器使光阻膜曝光且藉由攪煉顯影進行顯影。
含有磷酸(H3 PO4 )、硝酸(HNO3 )，及乙酸(CH3 COOH)之蝕刻劑被製備且填充於蝕刻室內。具有經顯影之光阻膜之基材浸漬於蝕刻室內之蝕刻劑內而使金屬膜進行蝕刻。
當任何基材上之光阻膜表面破裂時，基材立即自蝕刻劑取出。
對於每一基材，其被監測破裂是否產生且，若是的話，破裂產生之時間被記錄。
不具破裂之基材之蝕刻金屬膜於其上之光阻膜被移除時作觀察。
結果係顯示於第1表。
◎：於60分鐘時破裂O：於60分鐘後破裂△：於120分鐘時破裂×：於180分鐘後無破裂●：於130℃時迴銲▲：於125℃時迴銲X：於低於120℃時迴銲
第1表顯示添加巰基化合物顯著降低破裂。
特別地，對於具有相同量之線型酚醛樹脂及敏化劑之組成物，當約0至0.4重量%之巰基化合物係添加量時(比較例(CE)5－9)，破裂係於光阻膜浸漬於蝕刻劑內之後60分鐘內於光阻膜表面上觀察到。但是，當巰基化合物之添加量從約0.5重量%增加時，耐蝕刻性增加，如此，於180秒後未觀察到破裂。
但是，當巰基化合物之量大於約15重量%時，即使未觀察到破裂，光阻膜之不可溶部份之耐熱性被降解。
第24圖顯示掃瞄電子顯微(SEM)相片顯示於硬烘烤處理下之光阻膜之迴銲溫度。(A)係相對應於第1表中之符號●，且(B)係相對應於第1表中之符號▲。
第25圖係圖示為巰基化合物含量之函數之光阻膜之不可溶分率(%)。此圖顯示當巰基化合物之量大於約15%時，不可溶分率低於約50%造成具缺失之圖案。
因此，巰基化合物之量範圍可為約0.5至15重量%以維持光阻膜特性且避免破裂於其間形成。
實施例2
具有自上述光敏性樹脂組成物1製成之絕緣層之用於液晶顯示器(LCD)之薄膜電晶體(TFT)陣列面板，及其製造方法，係部份參考附圖而描述。
於圖式中，層、膜及區域之厚度為了清楚而被增大。全部內容中，相同之數字係指相同之元件。需瞭解當一元件(諸如，層、膜、區域或基材)被稱為係於另一元件之”上”時，蝕刻劑可直接於此另一元件上或介於其間之元素亦可存在。相反地，當一元件被稱為係”直接於”另一元件上時，則無介於其間之元件存在。
首先，依據本發明實施例之TFT陣列面板係參考第1圖及第2圖而描述。
第1圖係TFT陣列面板之佈局圖，且第2圖係第1圖所示之TFT陣列面板沿II－II’線取得之截面圖。
複數個閘線121於絕緣基材110上形成。絕緣基材可為透明材料，諸如，玻璃或塑膠。
閘線121傳輸閘訊號，且實質上以橫向延伸。每一閘線121包含複數個閘極124、複數個向下突伸之突部127，及具有用於與另一層或外部趨動電路接觸之大面積之端部129。
用於產生閘訊號之閘趨動電路(未示出)可設於可撓性印刷電路(FPC)膜(未示出)上，其可附接至基材110，直接置於基材110上，或與基材110呈一體。閘線121可與趨動電路(其可與基材110呈一體)連接。
閘線121包含二導電膜，上膜及置於其上之上膜，其等具有彼此不同之物理特性。例如，下膜可由包含含Al之金屬(諸如，Al及Al合金)、含Ag之金屬(諸如，Ag及Ag合金)，及含Cu之金屬(諸如，Cu及Cu合金)之低電阻金屬製成，以降低訊號延遲或電壓降。上膜可由諸如含Mo之金屬(諸如，Mo及Mo合金)、Cr、Ta或Ti之材料(其具有與其它材料(諸如，銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO))之足夠的物理、化學及電接觸特性)製成。此二膜之結合物可包含下Al(合金)膜及上Mo(合金)膜。
另外，需瞭解下膜可由良好接觸之材料製成，且上膜可由低電阻材料製成。於此一情況，閘線121之端部129之上膜129q可被移除而曝露出下膜129p。再者，閘線121可包含由上述材料製成之單一層。閘線121不限於以上述材料製成，且可由各種金屬或導體製成。
於第2圖，對於閘極124及突部127，其下膜及上膜係個別以額外之文字p及q表示((124p,124q,127p,及127q)。
閘線121之側面相對於基材10之表面係呈傾斜。閘線121之側面相對於基材10之表面之傾斜角範圍係約30至80度。
閘絕緣層140(可由氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)製成)係於閘線121上形成。
複數個半導體帶材151(其可由氫化之非結晶矽(縮寫成“a－Si”)或聚矽製成)係於閘絕緣層140上形成。每一半導體帶材151實質上係以縱向延伸，且接近閘線121處變寬，如此，半導體帶材151覆蓋閘線121之大面積。每一半導體帶材151包含複數個突部154，其係向閘極124延伸。
複數個歐姆接觸帶材及島161及165係於半導體帶材151上形成。歐姆接觸帶材及島161及165可由以n型雜質(諸如，磷)重度摻雜之n＋之氫化a－Si製成。另外，歐姆接觸帶材及島161及165可由矽化物製成。每一歐姆接觸帶材161具有複數個突部163。突部163及歐姆接觸島165係成對地位於半導體帶材151之突部154上。
半導體帶材151及歐姆接觸161及165之側面相對於基材表面係呈傾斜。其傾斜角範圍可為約30至80度。
複數個資料線171、複數個汲極175，及複數個貯存導體177可於歐姆接觸161及165及閘絕緣層140上形成。
資料線171傳輸資料訊號，且實質上係以縱向延伸而與閘線121交叉。每一資料線171包含複數個係突向閘極124之源極173，及具有用於與另一層或外部趨動電路接觸之面積之端部179。
產生資料訊號之資料趨動電路(未示出)可設於FPC膜(未示出，其可與基材10附接，直接置於基材10上，或與基材10呈一體)上。資料線171可與趨動電路(其可與基材10呈一體)接觸。
汲極175係與資料線171分開且關於閘極124係相對於源極173而置放。
閘極124、源極173、汲極175，及半導體帶材151之突部154形成具有於設於源極173及汲極175間之突部154處形成之通道之TFT。
貯存導體177係設於閘線121之突部127上。
資料線171、汲極175，及貯存導體177可具有包含下膜171p,175p及177p、中間膜171q,175q及177q，及上膜171r,175r及177r之三層結構。下膜171p,175p及177p可由耐火性材料(諸如，Cr,Mo,Ta,Ti,或其等之合金)製成。中間膜171q,175q及177q可由低電阻金屬(諸如，含Al之金屬、含Ag之金屬，及含Cu之金屬)製成。上膜171r,175r及177r可由具有與ITO或IZO之足夠接觸特性之耐火性金屬或其合金製成。
資料線171、汲極175，及貯存導體177可具有包含耐火性金屬之下膜(未示出)及低電阻之上膜(未示出)之多層結構。另外。資料線171、汲極175，及貯存導體177可具有可由上述材料製成之單層結構。但是，資料線171、汲極175，及貯存導體177可由各種金屬或導體製成。
於第2圖，源極173及資料線171之端部179之之下、中及上膜係個別以額外之文字p,q及r表示。
資料線171、汲極175，及貯存電極177具有傾斜之端緣輪廓，且其傾斜角範圍約30－80度。
歐姆接觸161及165僅設於底半導體帶材151及其上之覆蓋導體171及175之間，且降低其間之接觸電阻。雖然半導體帶材151大部份係比資料線171更窄，但如上所述，半導體帶材151於接近閘線121時變寬，以使表面輪廓平滑且避免資料線171中斷。
半導體帶材151之突部154可包含某些未以資料線71、汲極175及貯存導體177覆蓋之露出部，諸如，位於源極173及汲極175間之部份。
鈍化層180係於資料線171、汲極175、貯存導體177，及半導體帶材之露出部上形成。鈍化層180可由無機或有機之絕緣體製成，且鈍化層可具有平表面。無機絕緣體可包含氮化矽及/或氧化矽。有機絕緣體可為光敏性且可具有少於約4.0之介電常數。
鈍化層180可包含下無機或有機絕緣體膜及上有機絕緣體膜，如此，鈍化層具有優異之絕緣特性且避免半導體帶材151之露出部因有機絕緣體而受損。
鈍化層180具有數個接觸孔182,185及187，其係個別露出資料線171之端部179、汲極175，及貯存導體177。
鈍化層180及鉀絕緣層140具有數個接觸孔181，其露出閘線121之端部129。
複數個像素電極190及複數個接觸輔助部81及82係於鈍化層180上形成。複數個像素電極190及複數個接觸輔助器81及82可由透明導體材料(諸如，ITO或IZO)，或反射性導體材料(諸如，Ag,Al,Cr,或其等之合金)製成。
像素電極190係經由接觸孔177與汲極175及貯存導體177物理性接觸及偶合，如此，像素電極190接收來自汲極175之資料電壓，且將資料電壓傳輸至貯存導體177。供以資料電壓之像素電極190與供以共同電壓之相對的顯示面板(未示出)之共同電極(未示出)合作而產生電場，決定設於此二電極間之液晶層(未示出)之液晶分子(未示出)之位向。像素電極190及共同電極形成稱為”液晶電容器”之電容器，其於TFT關閉後貯存施用之電壓。
像素電極190與先前之閘線121之突部127重疊。連接之像素電極190及貯存導體177與突部127形成額外之電容器(稱為貯存電容器)，其增加液晶電容器之電壓貯存能力。
像素電極190與閘線121及資料線171重疊而增加孔徑比。
接觸輔助部81及82係個別經由接觸孔181及182與閘線121之端部129及資料線171之端部179連接。接觸輔助部81及82保護端部129及179並改良端部129及179與外部裝置之黏著。
一種依據本發明實施例製造如第1圖及第2圖所示之TFT陣列面板之方法係於下參考第1至12B圖而描述。
例如，第5A,7A,10A及12A圖係於依據本發明實施例之其製造方法之中間操作期間之第1圖及第2圖所示之TFT陣列面板之佈局部。第2圖及第4圖係於此製造方法之前二操作期間之第1圖及第2圖所示之TFT陣列面板之截面圖。第5B圖及第6圖係第5A圖所示之TFT陣列面板沿VB-VB’線取得之截面圖。第7B圖係第7A圖所示之TFT陣列面板沿VIIB-VIIB’線取得之截面圖。第8圖及第9圖係於第7B圖所示之操作後之二操作期間之第7A圖所示之TFT陣列面板沿VIIB-VIIB’線取得之截面圖。第10B圖及第11圖係第10A圖所示之TFT陣列面板沿XB-XB’線取得之截面圖。第12B圖係第12A圖所示之TFT陣列面板沿XIIB-XIIB’線取得之截面圖。
參考第3圖，導體層120係藉由，例如，噴濺等沈積於絕緣基材110上。導電層120包含下膜120p(其係由Al或Al-Nd合金製成且可為約2,500Å厚)，及上膜120q(其可由Mo製成)。
下膜120p及上膜120q可使用Al或Al-Nd靶及Mo靶噴濺在一起。當下膜120p被沈積時，Al(-Nd)靶被起動，而Mo靶未被起動。於下膜120p被沈積後，Al(-Nd)靶未被起動，且Mo靶被起動而沈積上膜120q。
參考第4圖，光阻膜40可旋轉塗覆於上膜120q上。光阻膜40可由光阻組成物製成，其包含具下述之線型酚醛樹脂
其中，R1 ,R2 ,R3 ，及R4 之每一者係含有氫原子或約1至6個碳原子之烷基，且n係範圍為0至3之整數。光阻組成物進一步包含具有下列結構之巰基化合物：Z1 -SH，或SH-Z2 -SH，其中，Z1 及Z2 之每一者含有約1至20個碳原子之烷基或烯丙基。光阻組成物進一步包含敏化劑，及溶劑。
於光阻組成物，線型酚醛樹脂之重量百分率範圍可為約5至50重量%。敏化劑之重量百分率範圍可為約3至20重量%。巰基化合物之重量分率範圍可為約0.5至15重量%。組成物之剩餘部份可為溶劑。
參考第4圖，光阻膜40可曝置於經過遮罩50之光線。
參考第5A圖及第5B圖，光阻膜40被顯影而形成複數個遮蔽元件42。上膜120q及下膜120p係藉由共同蝕刻劑蝕刻形成複數個閘線121，其包含閘極124、突部127，及端部 129。
共同蝕刻劑可包含適當比例之磷酸(H3 PO4 )、硝酸(HNO3 )、乙酸(CH3 COOH)，及去離子水。
參考第6圖，遮蔽元件42被移除。遮蔽元件42可藉由使用光阻物剝離劑而移除。
參考第7A圖及第7B圖，約2,000Å至5,000Å厚之閘絕緣層140係於範圍為約250℃至500℃之溫度沈積。
然後，內非結晶矽層及外非結晶矽層被依序沈積於閘絕緣層140上，且藉由微影術及蝕刻形成圖案，而形成複數個外半導體帶材164及複數個內半導體帶材151，其包含突部154。
參考第8圖，導體層170可藉由，例如，噴濺等沈積於閘緣緣層上。導電層170包含複數個膜層，例如，下膜170p(其可由Mo製成)、中間膜170q(其可由Al製成)，及上膜170r(其可由Mo製成)。導電層170係約3,000Å厚，且噴濺係於約150℃之溫度實施。
參考第9圖，光阻膜44係沈積於導電層上。例如，光阻膜44可旋轉塗覆於上膜170r上。光阻膜44可由與如上關於第4圖而探討及顯示之光阻組成物相同或實質上相同之光阻組成物製成。
於光阻組成物，線型酚醛樹脂之重量百分率範圍可為約5至50重量%。敏化劑之重量百分率範圍可為約3至20重量%。巰基化合物之重量百分率範圍可為約0.5至15重量%。光阻組成物之剩餘百分率係溶劑。
參考第9圖，光阻膜44可曝置於經過遮罩51之光線。
參考第10A圖及第10B圖，光阻膜44被顯影形成複數個遮蔽元件46。上、中，及下膜170r,170q及170p(如第9圖所示)可藉由共同蝕刻劑蝕刻形成複數個資料線171，其包含源極173及端部179，汲極175，及貯存導體177。共同蝕刻劑包含適當比例之磷酸、硝酸、乙酸，及去離子水。
參考第11圖，每一遮蔽元件46被移除。例如，每一遮蔽元件46可使用光阻物剝離劑移除。
未以資料線171、汲極175，及貯存導體177覆蓋之外半導體帶材164之露出部份被移除以完成複數個包含突部163及複數個歐姆接觸島165之歐姆接觸帶材161，及露出內半導體帶材151之部份。然後，氧電漿處理可被實施以使半導體帶材151之露出表面安定。
參考第12A圖及第12B圖，然後，鈍化層180可被沈積於基材上。鈍化層180及閘絕緣層140可藉由微影術及蝕刻方法形成圖案，而形成複數個接觸孔181,182,185及187。另外，鈍化層180可為光敏性，且接觸孔181,182,185及187可藉由微影術且無蝕刻方法而形成。
然後，複數個像素電極190及複數個接觸輔助部81及82藉由噴濺、微影術，及蝕刻IZO或ITO層而於鈍化層180上及於汲極175之露出部、閘線121之端部192，及資料線171之端部179上形成，如第1圖及第2圖所示。
需瞭解上述光阻組成物可用於使基材之任何層或膜形成圖案，諸如，半導體帶材151、歐姆接觸161及165、鈍化層180、閘絕緣層140，及像素電極190，與接觸輔助部81及82。再者，上述光阻組成物可被塗敷至任何薄膜，且特別是任何金屬薄膜。
實施例3
依據本發明實施例之TFT陣列面板係參考第13圖及第14圖描述。
第13圖係TFT陣列面板之佈局圖，且第14圖係第13圖所示之TFT陣列面板沿XIV－XIV’線取得之截面圖。
依據此實施例之TFT陣列面板之層狀結構係實質上相似於第1圖及第2圖所示之結構。
例如，複數個包含閘極124之閘線121係於基材110上形成。閘線121具有下膜121p及上膜121q。相似地，閘極124具有下膜124p及上膜124q。
閘絕緣層140、複數個包含突部154之半導體帶材151，及複數個包含突部163及複數個歐姆接觸島165之歐姆接觸帶材161係於閘線121及基材110上形成，較佳係依序地。
複數個包含源極173、端部179，及複數個汲極175之資料線171，係於歐姆接觸161及165上形成。資料線171及汲極175可具有複數個膜層，諸如，下膜171p及175p、中間膜171q及175q，及上膜171r及175r。參考編號173p,173q及173r係個別指源極173之下、中及上膜，且參考編號179p,179q及179r係個別指資料線171之端部179之下、中及上膜。
鈍化層180係於資料線171、汲極175、半導體帶材151，及閘絕緣層140上形成，且複數個接觸孔182,185及187係設於於鈍化層180。複數個像素電極190及複數個接觸輔助部82係於鈍化層180上形成。
但是，不同於第1圖及第2圖所示之TFT陣列面板，第13及14圖所示之依據本發明實施例之TFT陣列面板係於與閘線121相同之層上提供複數個與閘線121分開之貯存電極線131，而未閘線121提供突部。貯存電極線係被供以預定電壓，且實質上與閘線121呈平行而延伸。每一貯存電極線131係置於二相鄰閘線121之間，且接近此二相鄰閘線121之一。依據本發明之一實施例，每一貯存電極線131係與此二相鄰閘線121等距。再者，貯存電極線131可為具有下膜131p及上膜131q之雙層結構。
未設有第1及2圖所示之貯存電容器導體177，汲極175延伸與貯存電極線131重疊而形成貯存電容器。若藉由閘線121及像素電極重疊而產生之貯存電容足夠時，貯存電極線131可被省略。
此外，半導體帶材151具有與資料線171、汲極175，及底歐姆接觸161及165實質上相同之平面形狀。但是，半導體帶材151之突部154包含未以資料線171及汲極175覆蓋之露出部，諸如，位於源極173及汲極175間之部份。
一種製造依據本發明一實施例之如第13圖及第14圖所示之TFT陣列面板之方法係參考第13至23B圖而描述。
第17A,22A及23A圖係第1、2A及2B圖所示之TFT陣列面板於依據本發明實施例之其製造方法之中間操期間之佈局圖。第15圖及第16圖係第13圖及第14圖所示之TFT陣列面板於製造方法之前二操作期間之截面圖。第17B圖係第17A圖所示之TFT陣列面板沿XVIIB－XVIIB取得之截面圖。第18,19,20,及21圖係於第17B圖所示之操作後之二操作期間之於第7A圖所示之TFT陣列面板沿XVIIB－XVIIB’線取得之截面圖。第22B圖及第23B圖個別係第22A圖及第23A圖所示之TFT陣列面板沿XXIIB－XXIIB’線及XXIIIB－XXIIIB’線取得之截面圖。
參考第15圖，導電層120係藉由，例如，噴濺沈積於絕緣基材110上。導體層120具有下膜120p(其係由Al或Al－Nd合金製成，且可為約2,500厚)，及上膜120q(其係由Mo製成)。
參考第16圖，光阻膜60可旋轉塗覆於上膜120q上。光阻膜60可由與上述關於第4圖及第9圖所探討及顯示之光阻組成物相同或實質上相同之光阻組成物製成。
於此光阻組成物，線型酚醛樹脂之重量百分率範圍可為約5至50重量%。敏化劑之重量百分率範圍可為約3至20重量%。巰基化合物之重量百分率範圍可為約0.5至15wt%。光阻組成物之剩餘部份包含溶劑。
參考第16圖，光阻膜60係曝置於經過遮罩52之光線。
參考第17A圖及第17B圖，光阻膜60被顯影形成複數個遮蔽元件62。上膜120q及下膜120p可藉由共同蝕刻劑蝕刻形成複數個閘線121、閘極124、端部129，及複數個貯存電極線131。
共同蝕刻劑可包含適當比例之磷酸(H3 PO4 )、硝酸(HNO3 )、乙酸(CH3 COOH)，及去離子水。
參考第18圖，遮蔽元件62可藉由使用光阻物剝離劑而移除。
參考第19圖，閘絕緣層140、內a－Si層150，及外a－Si層藉由CVD等依序沈積。然後，導電層170藉由噴濺等沈積。導電層170可包含數個膜層，例如，下膜170p(其可由Mo製造)、中間膜170q(可由Al製造)，及上膜(可由Mo製造)。
光阻膜係旋轉塗覆於上膜170r上。光阻膜可由與上述關於第4、9及16圖所探討及顯示之光阻組成物相同或實質上相同之光阻組成物製造。
於此光阻組成物，線型酚醛樹脂之重量百分率範圍係約5至50重量%。敏化劑之重量百分率範圍約3至20重量%。巰基化合物之重量百分率範圍約0.5至15重量%。光阻組成物之剩除部份可為溶劑。
光阻膜被曝置於通過光罩(未示出)之光線，且顯影形成複數個遮蔽元件64及66，如此，遮蔽元件64及66具有依位置而定之厚度。第20圖所示之遮蔽元件64及66可包含複數個部份；每一者係具有不同厚度。例如，如第20圖所示，第一部份係位於線區域A，其係以參考編號64表示，且第二部份係位於通道區域B，其係以參考編號66表示。第三部份未以參考編號指定，其係位於剩餘區域C，因為第三部份具有實質上為0之厚度，且曝置於導電層70之底部。
第二部份66對第一部份64之厚度比係依下列處理操作之處理條件而調整。依據本發明之實施例，第二部份66之厚度係等於或少於第一部份64厚度之一半。
遮蔽元件64及66之依位置而定之厚度係藉由數種技術獲得。例如，遮蔽元件64及66之依位置而定之厚度可藉由於曝光遮罩上提供半透明區域，及/或透光區域，及/或阻光之不透明區域而獲得。半透明區域可具有各種圖案，諸如，槽縫圖案、晶格圖案、具有中間透光度或中間厚度之薄膜等。當使用槽縫圖案時，槽縫之寬度或槽縫間之距離係依用於光微影術之曝光器之解析度而定。
當使用適當處理條件時，遮蔽元件64及66之不同厚度能使底層被選擇性地蝕刻。因此，複數個包含源極173及端部179之資料線171、複數個汲極175、複數個包含突部163之歐姆接觸帶材161、複數個歐姆接觸島165，複數個包含突部154之半導體帶材151係藉由一系列之蝕刻操作以第22A及22B圖所示般獲得。
為了說明之目的，線區域A上之導電層170、外a－Si層160，及內a－Si層150部份被稱為第一部份。通道區域B上之導電層170、外a－Si層160，及內a－Si層150部份被稱為第二部份。於剩餘區域C上之導電層170、外a－Si層160，及內a－Si層150被稱為第三部份。
依據本發明實施例之一種形成如上所描述及顯示之結構之方法係於下描述。
於剩餘區域C上之導電層170、外a－Si層160，及內a－Si層150被稱為第三部份被移除。
然後，遮蔽元件之第二部份66被移除。
然後，通道區域B上之導電層170及外a－Si層160之第二部份被移除。
然後，遮蔽元件之第一部份64被移除。
第21圖顯示於剩餘區域C上之導電層170、外a－Si層160，及內a－Si層150之第三部份被移除後之TFT陣列面板。參考編號174係指藉由移除導電層170之第二部份而形成之導體，且參考編號174p,174q及174r個別係導體174之下、中及上膜。
導電層170之第三部份可藉由濕蝕刻方法移除。外a－Si層160及內a－Si層150之第三部份可藉由乾蝕刻方法移除。需瞭解第三部份之每一者不限於上述處理方法。
外a－Si層160及內a－Si層150之第三部份及光阻物之第二部份66可同時被移除。
遮蔽元件之第二部份66之移除可減少遮蔽元件之第一部份64之厚度。於遮蔽元件之第二部份66被移除後可留於導電層170之第二部份上之剩餘光阻物可藉由灰化等而移除。
遮蔽元件之第一部份64之移除可使用光阻物剝離劑而實施。
依據本發明另一實施例之一種形成如上所述及顯示之結構之方法係描述於下。
導電層170之第三部份被移除。
然後，遮蔽元件之第二部份66被移除。
然後，外a－Si層160及內a－Si層150之第三部份被移除。
導電層170之第二部份被移除。
然後，遮蔽元件之第一部份64被移除。
然後，外a－Si層160之第二部份被移除。
參考第23A圖及第23B圖，鈍化層180被沈積，且鈍化層180及閘絕緣層140藉由微影術及蝕刻方法形成圖案而形成數個接觸孔181,182,185及187。另外，鈍化層180可為光敏性，且接觸孔181,182,185及187可藉由微影術且無蝕刻處理而形成。
然後，藉由噴濺、微影術及蝕刻IZO或ITO層，複數個像素電極190及複數個接觸輔助部81及82於鈍化層180上及於汲極175之曝出部份、閘線121之端部129，及資料線之端部179上形成，如第1圖及第2圖所示。
上述光阻組成物可用於使任何層或膜(諸如，半導體帶材151、歐姆接觸161及165、鈍化層180、閘絕緣層140，及像素電極190及接觸輔助部81及82)形成圖案。再者，上述光阻組成物可被施用於任何薄膜，特別是任何金屬薄膜。
對熟習此項技藝者易見地係各種改質及變化可於本發明中在未偏離本發明之精神及範圍下為之。因此，欲使本發明涵蓋本發明之此等改質及變化，只要其等係於所付申請專利範圍及其等化物之範圍內。
40,44,60．．．光阻膜
42,46,62,64,66．．．遮蔽元件
50,51,52．．．遮罩
81,82．．．接觸輔助部
110．．．絕緣基材
121,127,129．．．閘線
124．．．閘極
140．．．閘絕緣層
150．．．內非結晶性矽層
151,154．．．半導體
160．．．外非結晶性矽層
164．．．外半導體帶材
161,163,165．．．歐姆接觸
170．．．導電層
171,179．．．資料線
173．．．源極
174．．．導體
175．．．汲極
177．．．貯存導體
180．．．鈍化層
181,182,185,187．．．接觸孔
190．．．像素電極
第1圖係依據本發明之一實施例之TFT陣列面板之佈局圖。
第2圖係第1圖所示TFT陣列面板之沿II－II’線取得之截面圖。
第3及4圖係第1圖及第2圖所示之TFT陣列面板之於依據本發明之一實施例之其製造方法之前二操作之截面圖。
第5A,7A,10A,及12A圖係第1圖及第2圖所示之TFT陣列面板之於其製造方法之中間操作之佈局部。
第5B圖及第6圖係第5A圖所示之TFT陣列面板之沿VB－VB’線取得之截面圖。
第7B圖係第7A圖所示之TFT陣列面板之沿VIIB－VIIB’線取得之截面圖。
第8圖及第9圖係於第7B圖所示操作後之二連續操作期間之第7A圖所示之TFT陣列面板之沿VIIB－VIIB’線取得之截面圖。
第10B圖及第11圖係第10A圖所示之TFT陣列面板之沿XB－XB’線取得之截面圖。
第12B圖係第12A圖所示之TFT陣列面板之沿XIIB－XIIB’線取得之截面圖。
第13圖係依據本發明另一實施例之TFT陣列面板之佈局圖。
第14圖係第13圖所示之TFT陣列面板之沿XIV－XIV’線取得之截面圖。
第15圖及第16圖係第13圖及第14圖所示之TFT陣列面板之於依據本發明之一實施例之其製造方法之前二操作期間之截面圖。
第17A,22A及23A圖係第1－2B圖所示之TFT陣列面板之於其製造方法之中間操作期間之佈局圖。
第17B圖係第17A圖所示之TFT陣列面板之沿XVIIB－XVIIB’線取得之截面圖。
第18,19,20,及21圖係第7A圖所示之TFT陣列面板沿XVIIB－XVIIB’線取得之於第17B圖所示之操作後之二連續操作之截面圖。
第22B圖及第23B圖係第22A圖及23A圖所示之TFT陣列面板個別沿XXIIB－XXIIB’線及XXIIIB－XXIIIB’線取得之截面圖。
第24圖顯示例示於硬烘烤下之光阻薄膜之迴銲溫度之掃瞄電子顯微相片。
第25圖係例示為巰基化合物含量之函數之光阻薄膜之不可溶分率(%)之圖。

Claims (12)

  1. 一種光阻組成物，包含：線型酚醛樹脂，其具有 其中，R1 ,R2 ,R3 ，及R4 之每一者係含有氫原子或1至6個碳原子之烷基，且n係範圍為0至3之整數；及巰基化合物，其具有Z1 -SH，或SH-Z2 -SH，其中，Z1 及Z2 之每一者係含有1至20個碳原子之烷基，敏化劑，及溶劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中，該線型酚醛樹脂之重量百分率範圍係約5至50重量%，該敏化劑之重量百分率範圍係約3至20重量%，且該巰基化合物之重量百分率範圍係約0.5至15重量%，且該光阻組成物之剩餘百分率係該溶劑。
  3. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中，該巰基化合物係1-十二烷基硫醇。
  4. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中，該光阻組成物進一步包含：含有環氧基及/或胺基之矽酮化合物。
  5. 如申請專利範圍第4項之組成物，其中，該矽酮化合物係至少一選自(3-縮水甘油氧丙基)三甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧丙基)三乙氧基矽烷、(3-縮水甘油氧丙基)甲基二甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧丙基)甲基二乙氧基矽烷、(3-縮水甘油氧丙基)二甲基甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧丙基)二甲基乙氧基矽烷、3,4-環氧丁基三甲氧基矽烷、3,4-環氧丁基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷，及胺基丙基三甲氧基矽烷所組成族群之化合物。
  6. 一種形成薄膜圖案之方法，包含：使導電性或非導電性之薄膜沈積於基材上；使光阻組成物塗覆於該基材上；使該光阻組成物曝光而形成遮蔽元件；及使用該遮蔽元件使該薄膜蝕刻，其中，該光阻組成物包含：線型酚醛樹脂，其具有 其中，R1 ,R2 ,R3 ，及R4 之每一者係含有氫原子或1至6個碳原子之烷基，且n係範圍為0至3之整數；巰基化合物，其具有Z1 -SH，或SH-Z2 -SH， 其中，Z1 及Z2 之每一者係含有1至20個碳原子之烷基，敏化劑，及溶劑。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中，該線型酚醛樹脂之重量百分率範圍係約5至50重量%，該敏化劑之重量百分率範圍係約3至20重量%，且該巰基化合物之重量百分率範圍係約0.5至15重量%，且該光阻組成物之剩餘百分率係該溶劑。
  8. 一種製造薄膜電晶體陣列面板之方法，包含：於基材上形成包含閘極之閘線；於該閘線上形成閘絕緣層；於該閘絕緣層上形成半導體層；於該半導體層上形成包含源極及汲極之資料線；及形成與該汲極連接之像素電極，其中，該等形成之至少一者包含微影術及蝕刻，其係包含：使導電性或非導電性之薄膜沈積於基材上；使光阻組成物塗覆於該薄膜上；使該光阻組成物曝光且形成遮蔽元件；及使用該遮蔽元件使該薄膜蝕刻，且其中，該光阻組成物包含：線型酚醛樹脂，其具有 其中，R1 ,R2 ,R3 ，及R4 之每一者係含有氫原子或1至6個碳原子之烷基，且n係範圍為0至3之整數；巰基化合物，其具有Z1 -SH，或SH-Z2 -SH，其中，Z1 及Z2 之每一者係含有1至20個碳原子之烷基，敏化劑，及溶劑。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，該線型酚醛樹脂之重量百分率範圍係約5至50重量%，該敏化劑之重量百分率範圍係約3至20重量%，且該巰基化合物之重量百分率範圍係約0.5至15重量%，且該光阻組成物之剩餘百分率係該溶劑。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，進一步包含：實施單一微影術方法以形成該半導體層、該資料線，及該汲極。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，該單一微影術方法係使用一包含第一部份及比該第一部份更薄之第二部份之光阻物而實施。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，進一步包含：使該光阻物之該第一部份置於該資料線及該汲極 上；及使該光阻物之該第二部份置於該源極及該汲極上。
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