WO2018141121A1 - 液晶面板及其光阻图案形成方法 - Google Patents

液晶面板及其光阻图案形成方法 Download PDF

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龚成波
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武汉华星光电技术有限公司
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices

Definitions

  • the invention relates to the technical field of a liquid crystal panel manufacturing process, and in particular to a liquid crystal panel and a photoresist pattern forming method thereof.
  • the photoresist layer is generally irradiated with light through the shielding layer to form a pattern on the shielding layer on the photoresist layer.
  • the pattern line widths of the mask layers are generally uniform, but in many cases, the photoresist layer is removed during the solvent removal process due to the entire substrate.
  • the solvent removal in different positions of the resistive material layer is different, and the content of the residual solvent in the photoresist layer is inconsistent.
  • the shielding layer is uniformly shielded by the same width of the line width, the developing solution is caused.
  • the dissolution rate in the film is different, which in turn causes a difference in the line width of the finally formed photoresist pattern.
  • the difference in line width of the photoresist pattern at a fixed position is difficult to be improved by equipment and processes, because the equipment and the process are both full-surface and cannot be treated differently.
  • the embodiments of the present invention provide a liquid crystal panel and a photoresist pattern forming method thereof, which solve the technical problem that the line width of the photoresist pattern formed at different positions of the substrate in the prior art is different.
  • an embodiment of the present invention provides a method for forming a photoresist pattern on a liquid crystal panel, the method comprising:
  • the line width of the local position pattern on the shielding layer is larger than the line width of the other position patterns.
  • the line width of the middle position pattern of the occlusion layer is greater than the line width of the surrounding position pattern.
  • the substrate is provided with a contact hole.
  • the contact holes on the substrate have a diameter of 4 um.
  • the line width of the middle position pattern of the occlusion layer is 0.2-1 um larger than the line width of the surrounding position pattern.
  • the line width of the middle position pattern of the occlusion layer is 0.3-0.6 um larger than the line width of the surrounding position pattern.
  • the line width of the middle position pattern of the occlusion layer is 0.5 um larger than the line width of the surrounding position pattern.
  • the step of providing the patterned shielding layer on the photoresist layer further comprises removing the solvent in the photoresist material layer by a vacuum drying method.
  • the step of removing the solvent in the photoresist layer by the vacuum drying method is specifically: providing an evacuation drying pump around the substrate coated on the photoresist layer.
  • an embodiment of the present invention further provides a liquid crystal panel, wherein the photoresist pattern on the liquid crystal panel is formed by the method described in any of the above embodiments.
  • the liquid crystal panel and the photoresist pattern forming method thereof are provided by setting the line width of the occlusion layer pattern corresponding to different positions of the photoresist material layer on the panel to be different, specifically, the middle position pattern of the occlusion layer.
  • the line width is larger than the line width of the surrounding position pattern to overcome the difference in solvent residual amount in different positions of the photoresist layer on the entire substrate in the prior art, and the final photoresist formed by using the same line width shielding layer for illumination.
  • FIG. 1 is a schematic flow chart of a preferred embodiment of a photoresist pattern forming method for a liquid crystal panel according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic view showing the positional distribution of the air vent holes in the substrate
  • FIG. 3 is a schematic view showing an exposure position before exposure of a substrate
  • FIG. 4 is a schematic view of the substrate after exposure.
  • FIG. 1 is a schematic flow chart of a preferred embodiment of a photoresist pattern forming method for a liquid crystal panel according to the present invention. The method includes, but is not limited to, the following steps.
  • step S100 a photoresist material layer is coated on the substrate.
  • a contact hole ie, a wire connection hole
  • a contact hole having a 4 um aperture is taken as an example.
  • the contact hole may have other aperture values.
  • the photoresist material generally comprises a mixture of a resin, a sensitizer and a solvent.
  • the specific material type and mixing ratio are within the understanding of those skilled in the art, and are no longer here. List one by one.
  • step S200 the solvent in the photoresist layer is removed by a vacuum drying method.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the position distribution of the air vent holes in the substrate.
  • the air venting holes 110 are distributed around the circumference of the substrate 100. The embodiments in the figure are disposed at four corners of the substrate 100. Each of the air venting holes 110 is generally disposed corresponding to an air suction drying pump.
  • the solvent content of the surrounding area and the intermediate area of the substrate 100 may be different due to the difference in the degree of pumping, and the result is the CD of the two areas (line width, Critical). Dimension) is also different in size (the solvent content is inconsistent, resulting in different dissolution rates in the developer, which in turn leads to differences in CD).
  • the difference in CD is fixed on the large-area substrate and is reflected in various products.
  • step S300 a patterned shielding layer is disposed on the photoresist layer.
  • the technical solution adopted in the embodiment of the present invention is that the line widths of the photoresist layers corresponding to different positions on the shielding layer are different, specifically Ground, the line width of the local position pattern on the occlusion layer is greater than the line width of the other position patterns.
  • the line width of the central position pattern of the shielding layer is set to be larger than the line width of the surrounding position pattern, because the prior art method of providing the air vent 110 generally results in more solvent residue in the intermediate position photoresist layer, and four weeks. There is less solvent residue in the layer of the photoresist layer, and eventually the middle line width is narrower.
  • the difference between the intermediate position and the surrounding position CD is determined based on the data collected by the existing products. 4um Taking Hole as an example, preferably, the line width of the middle position pattern of the occlusion layer is 0.2-1 um larger than the line width of the surrounding position pattern; further preferably, the line width of the middle position pattern of the occlusion layer is 0.3-0.6 larger than the line width of the surrounding position pattern. Um; most preferably, the line width of the central position pattern of the occlusion layer is 0.5 um larger than the line width of the surrounding position pattern.
  • step S400 the occlusion layer is illuminated to form a photoresist pattern on the photoresist layer.
  • the mask (obscuring layer) is designed to break the original design rules, the same Pattern, and the entire mask area CD size is the same.
  • the CD in the middle of the mask is 0.5 um larger than the CD at the surrounding position, and the width of the 0.5 um area is determined by the specific width value on the substrate.
  • FIG. 3 is a schematic view of the exposure position before the substrate is exposed
  • FIG. 4 is a schematic view after the substrate is exposed.
  • the position other than the dotted line in the browsing area 1-4 is an occlusion area, and no exposure is performed; the position inside the dotted line frame is an unoccluded area, and exposure is performed; wherein, the opaque layer corresponding to the photoresist layer in the central portion of the substrate is disposed on the occlusion layer.
  • the dotted line and the edge position of the browsing area are respectively widened by a certain distance (the position indicating L in the figure) with respect to the existing design.
  • the CD size difference on the occlusion layer (mask) is used to eliminate the CD difference caused by the machine.
  • the prior art generally causes the CD to be 0.5 um smaller, so the occlusion layer
  • the CD value (L) in a small area (close to the middle of the substrate) is deliberately enlarged by 0.5 ⁇ m.
  • those skilled in the art can adjust the line width value of the occlusion layer (mask) according to the actual line width variation.
  • the method in the embodiment of the present invention utilizes a combination of a Mask design and an exposure range of an exposure machine to optimize the apparent difference in CD between different positions of the substrate, and breaks the situation in which the mask design and the process are independent from each other, thereby achieving overall optimization. .
  • the embodiment of the present invention further provides a liquid crystal panel.
  • the photoresist pattern on the liquid crystal panel is formed by the method described in the foregoing embodiment.
  • the method described in the foregoing embodiment For details, refer to the detailed description in the above embodiment, and other parts of the liquid crystal panel are configured. The technical features are within the scope of those skilled in the art and will not be described herein.
  • the liquid crystal panel and the photoresist pattern forming method thereof are provided by setting the line width of the occlusion layer pattern corresponding to different positions of the photoresist material layer on the panel to be different, specifically, the middle position pattern of the occlusion layer.
  • the line width is larger than the line width of the surrounding position pattern to overcome the difference in solvent residual amount in different positions of the photoresist layer on the entire substrate in the prior art, and the final photoresist formed by using the same line width shielding layer for illumination.

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Abstract

一种液晶面板及其光阻图案形成方法，该方法包括：在基板(100)上涂布光阻材料层（S100）；在光阻材料层上设置带有图案的遮挡层(S300)；对遮挡层进行光照，以在光阻材料层上形成光阻图案(S400)；其中，遮挡层上的局部位置图案的线宽大于其他位置图案的线宽。液晶面板及其光阻图案形成方法，通过将面板上光阻材料层不同位置对应的遮挡层图案线宽设置为不同，以克服现有技术中由于整个基板(100)上光阻材料层不同位置的溶剂残留量不同，还利用相同线宽的遮挡层进行光照而产生的最终形成光阻图案线宽存在差异的技术问题。

Description

液晶面板及其光阻图案形成方法
【技术领域】
本发明涉及液晶面板制作工艺的技术领域，具体是涉及一种液晶面板及其光阻图案形成方法。
【背景技术】
液晶面板的光阻层形成过程中，一般是利用光照透过遮挡层照射光阻材料层，以将遮挡层上的图案形成于光阻材料层上。
然而现有技术中，在制作同一块基板上的光阻图案时，遮挡层的图案线宽一般都是均匀相同的，但是很多时候光阻材料层在去除溶剂的过程中，由于整个基板上光阻材料层不同位置的溶剂去除情况不尽相同，光阻材料层中残留溶剂的含量不一致，这种情况下，如果还是利用线宽均匀相同的遮挡层进行遮挡照射时，就会导致在显影液中的溶解速度不一样，进而会导致最终形成的光阻图案的线宽有差异。固定位置的光阻图案的线宽差异很难通过设备和工艺改善，因为设备和工艺方式都是基板整面性的，无法对局部进行区别对待。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供一种液晶面板及其光阻图案形成方法，以解决现有技术中基板不同位置形成的光阻图案线宽存在差异的技术问题。
为解决上述问题，本发明实施例一方面提供了一种用于液晶面板上的光阻图案形成方法，所述方法包括：
在基板上涂布光阻材料层；
在所述光阻材料层上设置带有图案的遮挡层；
对所述遮挡层进行光照，以在所述光阻材料层上形成光阻图案；
其中，所述遮挡层上的局部位置图案的线宽大于其他位置图案的线宽。
根据本发明一优选实施例，所述遮挡层的中部位置图案的线宽大于四周位置图案的线宽。
根据本发明一优选实施例，所述基板上设有接触孔。
根据本发明一优选实施例，基板上接触孔的直径为4um。
根据本发明一优选实施例，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.2-1um。
根据本发明一优选实施例，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.3-0.6um。
根据本发明一优选实施例，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.5um。
根据本发明一优选实施例，所述在光阻材料层上设置带有图案的遮挡层的步骤之前还包括利用减压干燥法去除所述光阻材料层中的溶剂。
根据本发明一优选实施例，所述利用减压干燥法去除所述光阻材料层中的溶剂的步骤具体为：在涂布有光阻材料层上的基板环周设置抽气干燥泵。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种液晶面板，所述液晶面板上的光阻图案通过上述实施例中任一项所述的方法形成。
相对于现有技术，本发明提供的液晶面板及其光阻图案形成方法，通过通过将面板上光阻材料层不同位置对应的遮挡层图案线宽设置为不同，具体为遮挡层的中部位置图案的线宽大于四周位置图案的线宽，以克服现有技术中由于整个基板上光阻材料层不同位置的溶剂残留量不同，还利用相同线宽的遮挡层进行光照而产生的最终形成光阻图案线宽存在差异的技术问题。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明用于液晶面板上的光阻图案形成方法一优选实施例的流程示意图；
图2是抽气孔在基板中位置分布的示意图；
图3是基板曝光前的曝光位置示意图；
图4是基板曝光后的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明用于液晶面板上的光阻图案形成方法一优选实施例的流程示意图，该方法包括但不限于以下步骤。
步骤S100，在基板上涂布光阻材料层。
基板上设有接触孔（即导线连接孔），本实施例中以4um孔径的接触孔为例，当然，在其他实施例中接触孔还可以为其他的孔径数值。
光阻材料一般包括树脂(resin)，感光剂(sensitizer)，溶剂(solvent)三种成分混合而成，关于具体的材料种类以及混合比例，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再一一列举。
步骤S200，利用减压干燥法去除光阻材料层中的溶剂。
该步骤用于挥发掉光阻材料层中的溶剂（溶剂一般占光阻总量的80%），优选采用减压干燥法进行，减压干燥法的工作方式就是通过Dry Pump（抽气干燥泵）来抽取VCD Chamber（减压干燥腔），使腔内减小压力而增大挥发来实现目的。请参阅图2，图2是抽气孔在基板中位置分布的示意图。其中抽气孔110分布在基板100的环周，图示中实施例为设置在基板100的四个角落，每一抽气孔110一般对应设置一抽气干燥泵。
实际使用中发现，离抽气孔110越近的区域溶剂挥发的越快越多；越远的区域挥发的相对较少。这样就会出现由于抽气程度的不同而导致的基板100的周围区域和中间区域溶剂含量不相同的情况，带来的结果就是两个区域的CD（线宽，Critical Dimension）大小也不相同（溶剂的含量不一致，导致在显影液中的溶解速度不一样，进而导致CD有差异）。CD的差异在大面积基板上的位置是固定，在各种产品上都有体现。
步骤S300，在光阻材料层上设置带有图案的遮挡层。
为解决基板上最终形成的光阻图案线宽在不同位置存在差异的问题，本发明实施例采用的技术方案为：在遮挡层上对应不同位置光阻材料层的线宽设置为不相同，具体地，遮挡层上的局部位置图案的线宽大于其他位置图案的线宽。
进一步优选地，设置遮挡层的中部位置图案的线宽大于四周位置图案的线宽，因为现有技术的设置抽气孔110方式，一般会导致中间位置光阻材料层的中溶剂残留多，而四周位置光阻材料层的中溶剂残留少，最终产生中部线宽会比较窄的情况。
根据已经有的产品收集数据，确定中间位置和四周位置CD的差值。以4um Hole为例，优选地，遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.2-1um；进一步优选地，遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.3-0.6um；最优选地，遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.5um。
步骤S400，对遮挡层进行光照，以在光阻材料层上形成光阻图案。
光罩（遮挡层）设计时打破原来的设计规则，相同的Pattern（图样），整个光罩区域CD大小一致。光罩中部的CD比四周位置的CD大0.5um，偏大0.5um区域宽度由基板上偏小的具体宽度值决定。
利用曝光过程中Mask Blade（遮挡层）不同Scan（扫描区）遮蔽来实现拼接，实现将光罩的Pattern转移到基板上的光阻材料层，同时不改变不需要改变区域的CD传统光罩设计。请一并参阅图3和图4，图3是基板曝光前的曝光位置示意图，图4是基板曝光后的示意图。
图中浏览区1-4虚线框以外的位置为遮挡区，不进行曝光；虚线框以内的位置为非遮挡区，进行曝光；其中，位于基板中部位置区域的光阻材料层对应的遮挡层上，虚线与浏览区边沿位置分别相对于现有设计的情况来讲加宽了一定的距离（图中表示L的位置）。
以4um连接孔为例，利用遮挡层（光罩）上的CD大小不一致来消除因为机台造成的CD差异，根据数据监测，现有技术的情况一般会导致CD偏小0.5um，因此遮挡层（光罩）设计时，在偏小的区域（靠近基板中部位置）的CD值（L）故意做大0.5um。而在其他线宽结构的面板制作过程中，本领域技术人员可以根据实际的线宽的变化来调整遮挡层（光罩）的线宽值。
本发明实施例中的方法，利用Mask设计和曝光机曝光范围相结合的手段来优化基板不同位置之间出现的CD明显差异，打破光罩设计和工艺相相互独立的局面，实现整体的最优化。
进一步地，本发明实施例还提供一种液晶面板，该液晶面板上的光阻图案通过上述实施例中所述的方法形成，具体请参阅上述实施例中的详细描述，而液晶面板其他部分结构的技术特征，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再赘述。
相对于现有技术，本发明提供的液晶面板及其光阻图案形成方法，通过通过将面板上光阻材料层不同位置对应的遮挡层图案线宽设置为不同，具体为遮挡层的中部位置图案的线宽大于四周位置图案的线宽，以克服现有技术中由于整个基板上光阻材料层不同位置的溶剂残留量不同，还利用相同线宽的遮挡层进行光照而产生的最终形成光阻图案线宽存在差异的技术问题。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (19)

  1. 一种用于液晶面板上的光阻图案形成方法，其中，所述方法包括：
    在基板上涂布光阻材料层；
    利用减压干燥法去除所述光阻材料层中的溶剂；
    在所述光阻材料层上设置带有图案的遮挡层；
    对所述遮挡层进行光照，以在所述光阻材料层上形成光阻图案；
    其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽大于四周位置图案的线宽。
  2. 一种用于液晶面板上的光阻图案形成方法，其中，所述方法包括：
    在基板上涂布光阻材料层；
    在所述光阻材料层上设置带有图案的遮挡层；
    对所述遮挡层进行光照，以在所述光阻材料层上形成光阻图案；
    其中，所述遮挡层上的局部位置图案的线宽大于其他位置图案的线宽。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽大于四周位置图案的线宽。
  4. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述基板上设有接触孔。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其中，基板上接触孔的直径为4um。
  6. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.2-1um。
  7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.3-0.6um。
  8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.5um。
  9. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述在光阻材料层上设置带有图案的遮挡层的步骤之前还包括利用减压干燥法去除所述光阻材料层中的溶剂。
  10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述利用减压干燥法去除所述光阻材料层中的溶剂的步骤具体为：在涂布有光阻材料层上的基板环周设置抽气干燥泵。
  11. 一种液晶面板，其中，所述液晶面板上的光阻图案通过如下方法形成：
    在基板上涂布光阻材料层；
    在所述光阻材料层上设置带有图案的遮挡层；
    对所述遮挡层进行光照，以在所述光阻材料层上形成光阻图案；
    其中，所述遮挡层上的局部位置图案的线宽大于其他位置图案的线宽。
  12. 根据权利要求11所述的液晶面板，其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽大于四周位置图案的线宽。
  13. 根据权利要求11所述的液晶面板，其中，所述基板上设有接触孔。
  14. 根据权利要求13所述的液晶面板，其中，基板上接触孔的直径为4um。
  15. 根据权利要求14所述的液晶面板，其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.2-1um。
  16. 根据权利要求15所述的液晶面板，其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.3-0.6um。
  17. 根据权利要求16所述的液晶面板，其中，所述遮挡层的中部位置图案的线宽比四周位置图案的线宽大0.5um。
  18. 根据权利要求11所述的液晶面板，其中，所述在光阻材料层上设置带有图案的遮挡层的步骤之前还包括利用减压干燥法去除所述光阻材料层中的溶剂。
  19. 根据权利要求18所述的液晶面板，其中，所述利用减压干燥法去除所述光阻材料层中的溶剂的步骤具体为：在涂布有光阻材料层上的基板环周设置抽气干燥泵。
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