專利名稱：光致抗蝕劑組合物及利用它制備薄膜晶體管基底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種光致抗蝕劑組合物及利用該光致抗蝕劑組合物制備薄膜晶體管基底的方法。更具體地，本公開涉及一種能形成半色調(diào)(halftone)光致抗蝕劑薄膜的光致抗蝕劑組合物和利用該光致抗蝕劑組合物制備薄膜晶體管基底的方法。
背景技術(shù)：
利用四個掩膜，可以使用正性光致抗蝕劑組合物制備薄膜晶體管(TFT)基底。然而，當(dāng)光致抗蝕劑薄膜利用正性光致抗蝕劑組合物形成時，與溝道部分對應(yīng)的光致抗蝕劑薄膜的殘留均勻性(residual uniformity)會很差，從而導(dǎo)致短路或像素缺陷。而且，就上述常規(guī)正性光致抗蝕劑組合物而言，半導(dǎo)體層可能會過分伸至源極-漏極下方，減少顯示器件的孔徑比(aperture ratio)。結(jié)果，當(dāng)蝕刻工藝進行兩次或多次時，歪斜失真也會增加。
為了克服上述困難，已經(jīng)開發(fā)出使用負性光致抗蝕劑組合物制備TFT的方法，該方法包括形成具有構(gòu)圖角(pattern angle)較高的邊緣部分的光致抗蝕劑薄膜。然而，常規(guī)負性光致抗蝕劑組合物具有較高的對比度，以致會難于通過狹縫曝光形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜。
因而，需要能夠形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜的改進的光致抗蝕劑組合物，及利用該改進的光致抗蝕劑組合物制備薄膜晶體管基底的方法。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，提供一種光致抗蝕劑組合物。該光致抗蝕劑組合物包含約10～70％重量的含有苯酚-基聚合物的粘合劑樹脂、約0.5～10％重量的光-酸發(fā)生劑(photo-acid generator)、約1～20％重量的交聯(lián)劑、約0.1～5％重量的染料和約10～80％重量的溶劑。
粘合劑樹脂可以包括酚醛清漆樹脂。染料可以包括偶氮-基染料。在制備TFT基底的過程中，可以利用所述光致抗蝕劑組合物形成負性光致抗蝕劑薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，提供一種制備TFT基底的方法。該方法包括在基底上形成第一金屬層，通過光刻工藝由第一金屬層形成柵極圖案，在柵極圖案上沉積絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層和光致抗蝕劑薄膜，在光致抗蝕劑薄膜上布置掩膜和曝光光致抗蝕劑薄膜。掩膜包括狹縫曝光部分。該方法還包括顯影光致抗蝕劑薄膜以暴露第二金屬層，蝕刻暴露的第二金屬層和半導(dǎo)體層，首次剝離剩余的光致抗蝕劑薄膜以暴露剩余的第二金屬層的一部分，蝕刻剩余的第二金屬層的暴露部分以暴露剩余的半導(dǎo)體層的一部分并形成源極和漏極，蝕刻剩余的半導(dǎo)體層暴露在源極和漏極之間的一部分，及二次剝離剩余的光致抗蝕劑薄膜以完全除去剩余的光致抗蝕劑薄膜。
因此，利用所述光致抗蝕劑組合物，通過狹縫曝光工藝，可穩(wěn)定地形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜。因而，負性光致抗蝕劑薄膜可以有效地應(yīng)用于利用四個掩膜制備TFT基底的方法。
所以，就根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的制備TFT基底的方法而言，提供一種TFT基底的制備方法，在該方法中可以穩(wěn)定地形成TFT基底，并且該方法還具有利用負性光致抗蝕劑薄膜所帶來的好處。
從下面結(jié)合附圖的詳述中，能夠更詳細地理解本發(fā)明的示例性實施方案，在附圖中圖1至圖9是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的制備薄膜晶體管(TFT)基底的方法的剖視圖。
具體實施例方式
在下文中，參照給出了本發(fā)明示例性實施方案的附圖更加全面地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實施，而并不應(yīng)理解為限于本文中提及的示例性實施方案。
光致抗蝕劑組合物光致抗蝕劑組合物包括粘合劑樹脂、光-酸發(fā)生劑、交聯(lián)劑、染料和溶劑。
例如，粘合劑樹脂可以包括溶于堿性溶液如堿性顯影液，而不溶于水的羥基芳香族聚合物。
粘合劑樹脂可以包括苯酚-基聚合物。粘合劑樹脂可以通過聚合醛-基化合物和苯酚-基化合物來合成。苯酚-基化合物的實例包括但不限于鄰-甲苯酚、間-甲苯酚、2，4-二甲苯酚、2，5-二甲苯酚、3，4-二甲苯酚、由此衍生的酚醛清漆或它們的混合物。粘合劑樹脂的實例包括但不限于聚(乙烯基苯酚)如聚(對-羥基苯乙烯)，聚(對-羥基-α-甲基苯乙烯)，由對-羥基苯乙烯、對-羥基-α-甲基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸聚合的共聚物，羥苯基羰基共聚物，或者酚醛清漆/聚(乙烯基苯酚)共聚物。例如，粘合劑樹脂可以包括含有下面化學(xué)式(1)所示的重復(fù)單元的酚醛清漆樹脂 其中R表示具有1～5個碳原子的烷基。
酚醛清漆樹脂的聚羥基苯乙烯-換算的重均分子量(polyhydroxystyrene-converted weight-average weight)可以為約3000～20000。例如，酚醛清漆樹脂的聚羥基苯乙烯-換算的重均分子量可以為約4000～12000。
基于光致抗蝕劑組合物的總重量，粘合劑樹脂的含量為約10～70％重量。
光-酸發(fā)生劑在曝光過程中吸收光產(chǎn)生酸。酸充當(dāng)由交聯(lián)劑引發(fā)的交聯(lián)反應(yīng)的催化劑。
光-酸發(fā)生劑的實例包括但不限于重氮鹽、碘鹽、锍鹽、重氮磺?；衔?、磺酰氧亞胺(sulfonyloxyimide)、硝基芐基磺酸酯、二苯基碘三氟甲磺酸鹽、二苯基碘九氟丁磺酸鹽、三苯基锍三氟甲磺酸鹽、三嗪、唑、二唑、噻唑、苯酚-基磺酸酯、雙磺酰甲烷、雙磺酰重氮甲烷、三苯基锍三(三氟甲基磺酰)甲基化物(triphenylsulfonium tris(trifluoromethylsulfonyl)methide)、二苯基碘二(三氟甲基磺酰)亞胺化物、它們的同系物及其混合物。
基于光致抗蝕劑組合物的總重量，光-酸發(fā)生劑的含量為約0.5～10％重量。
交聯(lián)劑包括低聚物以交聯(lián)粘合劑樹脂，該低聚物在由光-酸發(fā)生劑產(chǎn)生的酸存在的條件下產(chǎn)生碳鹽。在曝光區(qū)域的粘合劑樹脂因交聯(lián)劑而不溶于堿性溶液，所以形成了光致抗蝕劑薄膜圖案。
例如，交聯(lián)劑包括胺化合物和氨基塑料如脲、三聚氰胺或乙二醇脲。交聯(lián)劑的實例包括但不限于脲-甲醛低聚物、蜜脲-甲醛低聚物、苯基胍胺-甲醛低聚物、甘脲-甲醛低聚物或六(甲氧基甲基)三聚氰胺低聚物。例如，可以使用六(甲氧基甲基)三聚氰胺低聚物作為交聯(lián)劑。
基于光致抗蝕劑組合物的總重量，交聯(lián)劑的含量為約1～20％重量。
染料用于調(diào)整負性光致抗蝕劑薄膜的對比度。由于負性光致抗蝕劑薄膜具有較高的對比度，所以不會形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜。然而，當(dāng)光致抗蝕劑組合物包括染料時，染料適當(dāng)?shù)匚展饽?，使得含有染料的光致抗蝕劑組合物穩(wěn)定地形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜。因而，可以進行應(yīng)用于負性光致抗蝕劑薄膜的四-掩膜法。
染料的實例包括但不限于偶氮-基染料、三苯甲烷-基染料、蒽醌-基染料、蒽吡啶酮-基染料、苯亞甲基-基染料、氧雜菁(oxonol)-基染料、菁-基染料、吩噻嗪-基染料、吡咯并吡唑甲亞胺-基染料、夾氧雜蒽-基染料、酞菁-基染料、苯并吡喃-基染料、靛-基染料或它們的混合物。
例如，偶氮-基染料可以包括吡唑偶氮-基化合物、苯胺基偶氮-基化合物、芳基偶氮-基化合物或吡啶酮偶氮-基化合物。而且，偶氮-基染料包括例如下面化學(xué)式(2)所示的染料化合物 式中R表示鹵原子、具有1～5個碳原子的烷基、環(huán)己基、雙環(huán)己基、苯基、聯(lián)苯基、具有1～5個碳原子的鏈烯基。環(huán)己基、雙環(huán)己基、苯基和聯(lián)苯基可以各自包括烷氧基取代基。鏈烯基可以包括作為取代基的具有1～5個碳原子的烷氧基、鹵代腈、羥基、氫原子。而且，鏈烯基可以包括苯基取代基，該苯基取代基包括作為取代基的具有1～5個碳原子的烷基、氰基、鹵原子或氫原子。
基于光致抗蝕劑組合物的總重量，染料的含量為約0.1～5％重量。例如，基于光致抗蝕劑組合物的總重量，染料的含量可以為約0.5～3％重量。在上述的染料含量范圍內(nèi)，較容易形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜，并且不需要過量的曝光。
溶劑的實例包括但不限于醇如甲醇和乙醇；醚如四氫呋喃；乙二醇醚如乙二醇一甲醚和乙二醇一乙醚；乙二醇烷基醚乙酸酯如甲基溶纖劑乙酸酯和乙基溶纖劑乙酸酯；二乙二醇如二乙二醇一甲醚、二乙二醇一乙醚和二乙二醇二甲醚；丙二醇一烷基醚如丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚和丙二醇丁醚；丙二醇烷基醚乙酸酯如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯和丙二醇丁醚乙酸酯；丙二醇烷基醚丙酸酯如丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯和丙二醇丁醚丙酸酯；芳香族化合物如甲苯和二甲苯；酮如甲乙酮、環(huán)己酮和4-羥基-4-甲基-2-戊酮；及酯化合物如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯硫酸酯、乳酸丁酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯、3-羥基丙酸丙酯、3-羥基丙酸丁酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯或3-丁氧基丙酸丁酯。
例如，基于諸如溶解性、光致抗蝕劑組合物的組分的反應(yīng)性和涂層的制備條件等因素，可以采用乙二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯和二乙二醇。
基于光致抗蝕劑組合物的總重量，溶劑的含量為約10～80％重量。
光致抗蝕劑組合物還可以包含例如增粘劑(adhesion increaser)、表面活性劑、感光劑和/或T形頂部形成抑制劑(T-top-forming suppressant)。
T形頂部形成抑制劑可以抑制形成于圖案表面的T形頂部。T形頂部形成抑制劑包含堿性材料。T形頂部形成抑制劑的實例包括氫氧化四丁基銨、三乙醇胺、二乙醇胺、三辛胺、正辛胺、氫氧化三甲基锍、氫氧化三苯基锍及其混合物。
例如，利用涂布方法如噴涂方法、輥涂方法或旋涂方法，將光致抗蝕劑組合物涂布到基底上，以通過預(yù)烘焙工藝形成涂層。
盡管光致抗蝕劑組合物是用來形成負性光致抗蝕劑薄膜，但是光致抗蝕劑組合物可以穩(wěn)定地形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜。而且，光致抗蝕劑組合物對耐熱性和顯影特性也有益處，并且能形成具有不小于約90°的尖角(taperangle)的光致抗蝕劑薄膜，使得光致抗蝕劑薄膜因若干蝕刻工藝而引起的消耗變得最小。因而，形成于源極-漏極金屬層下面的半導(dǎo)體層的突出部分會變?yōu)樽钚 ?br>
在下文中，參照下面的實施例更全面地描述本發(fā)明示例性實施方案的光致抗蝕劑組合物。然而，本發(fā)明的示例性實施方案并不限于這些實施例。
實施例1混合約400g作為溶劑的丙二醇甲醚丙酸酯、約100g作為酚醛清漆樹脂的間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂、約10g作為交聯(lián)劑的六羥甲基蜜胺六甲醚、約3.0g作為光-酸發(fā)生劑的二苯基碘三氟甲磺酸鹽、約0.6g作為偶氮-基染料的UV黃1549和約1.0g作為胺添加劑的三辛胺，制備光致抗蝕劑組合物，所述間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂的分子量為約6000[重均分子量(Mw)/數(shù)均分子量(Mn)＝1.69]。
實施例2混合約400g作為溶劑的丙二醇甲醚丙酸酯、約100g作為酚醛清漆樹脂的間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂、約8.0g作為交聯(lián)劑的六羥甲基蜜胺六甲醚、約4.0g作為光-酸發(fā)生劑的三嗪、約1.0g作為偶氮-基染料的UV黃1549和約1.0g作為胺添加劑的三辛胺，制備光致抗蝕劑組合物，所述間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂的分子量為約7000[重均分子量(Mw)/數(shù)均分子量(Mn)＝1.71]。
實施例3混合約400g作為溶劑的丙二醇甲醚丙酸酯、約100g作為酚醛清漆樹脂的間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂、約12g作為交聯(lián)劑的六羥甲基蜜胺六甲醚、約5.0g作為光-酸發(fā)生劑的三嗪、約1.5g作為偶氮-基染料的UV黃1549和約1.0g作為胺添加劑的三辛胺，制備光致抗蝕劑組合物，所述間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂的分子量為約8000[重均分子量(Mw)/數(shù)均分子量(Mn)＝1.74]。
實施例4混合約400g作為溶劑的丙二醇甲醚丙酸酯、約100g作為酚醛清漆樹脂的間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂、約10g作為交聯(lián)劑的六羥甲基蜜胺六甲醚、約4.0g作為光-酸發(fā)生劑的三嗪、約2.0g作為偶氮-基染料的UV黃1549和約1.0g作為胺添加劑的三辛胺，制備光致抗蝕劑組合物，所述間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂的分子量為約9000[重均分子量(Mw)/數(shù)均分子量(Mn)＝1.83]。
對比例混合約400g作為溶劑的丙二醇甲醚丙酸酯、約100g作為酚醛清漆樹脂的間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂、約10g作為交聯(lián)劑的六羥甲基蜜胺六甲醚、約3.0g作為光-酸發(fā)生劑的二苯基碘三氟甲磺酸鹽和約1.0g作為胺添加劑的三辛胺，制備光致抗蝕劑組合物，所述間甲酚/甲醛酚醛清漆樹脂的分子量為約6000[重均分子量(Mw)/數(shù)均分子量(Mn)＝1.69]。
涂布并干燥實施例1～4和對比例的光致抗蝕劑組合物，形成光致抗蝕劑薄膜。測量各光致抗蝕劑薄膜的感光度、顯影速度、熱流溫度、對比度以及邊緣部分和中心部分的角度。在顯影之后，測量邊緣部分和中心部分的角度。所得到的結(jié)果示于下表1中。
表1
參照表1，應(yīng)當(dāng)指出，與對比例的光致抗蝕劑薄膜相比，實施例1～4的光致抗蝕劑薄膜具有較高的感光度和分辨率，以及較低的對比度。而且，應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)通過狹縫曝光形成半色調(diào)時，實施例1～4的中心部分的角度不小于約55°。此外，實施例1～4的邊緣部分的角度保持較大。實施例1～4的光致抗蝕劑薄膜具有相對改善的顯影特性，使得顯影之后未剩余殘留物。
在下文中，參照附圖更全面地描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的制備薄膜晶體管基底的方法。
制備TFT基底的方法圖1是形成在基底上的柵極圖案的剖視圖。
參照圖1，在基底100上形成用于柵極圖案110的第一金屬層。第一金屬層可以包括單一金屬層或含有彼此不同的金屬的兩層金屬層。例如，第一金屬層可以包含諸如鉬、鉻、銅或它們的合金的導(dǎo)電金屬。
通過光刻工藝構(gòu)圖形成在基底100上的第一金屬層，形成柵極圖案110。
圖2是依次形成在圖1所示的柵極圖案上的絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層和光致抗蝕劑薄膜的剖視圖。
參照圖2，在柵極圖案110上形成絕緣層120。絕緣層120可以包含例如氮化硅(SiNx)。在絕緣層120上形成半導(dǎo)體層130。半導(dǎo)體層130可以包括第一半導(dǎo)體層和形成在第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層。第一半導(dǎo)體層可以包含例如非晶硅。第一半導(dǎo)體層的表面可以高度離子摻雜，以形成第二半導(dǎo)體層。第二半導(dǎo)體層可以包含例如n+非晶硅。在半導(dǎo)體層130上形成第二金屬層140。例如，第二金屬層140可以包含導(dǎo)電金屬如鉬、鉻、銅或它們的合金。在第二金屬層140上形成光致抗蝕劑薄膜200。
將光致抗蝕劑組合物涂布在第二金屬層140上，并在約70～110℃的溫度下預(yù)烘焙約1～15分鐘，以形成光致抗蝕劑薄膜200。
光致抗蝕劑組合物為負性光致抗蝕劑組合物。因而，由顯影液顯影光致抗蝕劑薄膜的曝光部分。
光致抗蝕劑組合物包含約10～70％重量的含有苯酚-基聚合物的粘合劑樹脂，約0.5～10％重量的光-酸發(fā)生劑，約1～20％重量的交聯(lián)劑，約0.1～5％重量的偶氮-基染料和約10～80％重量的溶劑。
在狹縫曝光期間，偶氮-基染料吸收光能，減小光致抗蝕劑薄膜的對比度，使得半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜穩(wěn)定地形成。例如，偶氮-基染料可以包括下面化學(xué)式(2)所示的偶氮-基化合物 式中R表示鹵原子、具有1～5個碳原子的烷基、環(huán)己基、雙環(huán)己基、苯基、聯(lián)苯基、具有1～5個碳原子的鏈烯基。環(huán)己基、雙環(huán)己基、苯基、聯(lián)苯基可以各自包括烷氧基取代基。鏈烯基可以包括作為取代基的具有1～5個碳原子的烷氧基、鹵代腈、羥基或氫原子。而且，鏈烯基可以包括苯基取代基，該苯基取代基包括作為取代基的具有1～5個碳原子的烷基、氰基、鹵原子或氫原子。
圖3是在圖2所示的光致抗蝕劑薄膜上布置掩膜并將光致抗蝕劑薄膜曝光的工藝的剖視圖。圖4是曝光工藝和顯影工藝之后蝕刻的第二金屬層的剖視圖。
參照圖3，掩膜300包括具有多條狹縫并形成在掩膜300中心部分的狹縫曝光部分310，該狹縫曝光部分310與柵極圖案110對應(yīng)。掩膜300還包括與狹縫曝光部分310相鄰的開口320。開口分別與源極-漏極對應(yīng)。
參照圖4，由顯影液除去光致抗蝕劑薄膜200的未曝光的部分。剩余的光致抗蝕劑薄膜201包括與狹縫曝光部分310對應(yīng)的第一區(qū)域210以及與開口320對應(yīng)的第二區(qū)域220。通過狹縫曝光第一區(qū)域210的光致抗蝕劑薄膜，形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜。因而，通過顯影工藝除去光致抗蝕劑薄膜200的一部分。除去光致抗蝕劑薄膜200的那部分之后，第一區(qū)域210的剩余的光致抗蝕劑薄膜具有平整表面。
剩余的光致抗蝕劑薄膜201的邊緣部分具有不小于約90°的尖角。第一區(qū)域210的光致抗蝕劑薄膜的高度比第二區(qū)域220的光致抗蝕劑薄膜的高度低。例如，第一區(qū)域210的光致抗蝕劑薄膜的高度可以為第二區(qū)域220的光致抗蝕劑薄膜的高度的約40～60％。
利用剩余的光致抗蝕劑薄膜201作掩膜，蝕刻位于完全除去的光致抗蝕劑薄膜下方的第二金屬層140。圖5是通過蝕刻第二金屬層而暴露的半導(dǎo)體層的剖視圖。
參照圖5，蝕刻第二金屬層140，暴露出半導(dǎo)體層130。由例如蝕刻液完全蝕刻所暴露的半導(dǎo)體層130。在蝕刻半導(dǎo)體層130的同時，失去剩余的光致抗蝕劑薄膜201的‘A’部分。然而，光致抗蝕劑薄膜是負性光致抗蝕劑薄膜并具有較大的尖角。因而，與正性光致抗蝕劑薄膜相比，光致抗蝕劑薄膜201的損失量較小。
圖6是首次剝離的剩余光致抗蝕劑薄膜的剖視圖。
參照圖6，通過例如利用氧等離子體的灰化工藝，首次剝離剩余的光致抗蝕劑薄膜201。當(dāng)灰化剩余的光致抗蝕劑薄膜201時，除去第一區(qū)域210的光致抗蝕劑薄膜。第二區(qū)域220的光致抗蝕劑薄膜202的高度變得與第一區(qū)域210的已除去的光致抗蝕劑薄膜的高度基本相同。而且，失去了第二區(qū)域220的剩余的光致抗蝕劑薄膜202的周邊部分的‘B’部分。然而，與正性光致抗蝕劑薄膜的損失量相比，光致抗蝕劑薄膜201的損失量較小。
除去第一區(qū)域210的光致抗蝕劑薄膜201，暴露與第一區(qū)域210對應(yīng)的第二金屬層140。
半導(dǎo)體層130包括含有例如非晶硅的第一半導(dǎo)體層132和含有例如n+非晶硅的第二半導(dǎo)體層134。
圖7是與第一區(qū)域?qū)?yīng)的第二金屬層和其一部分被蝕刻的半導(dǎo)體層的剖視圖。
參照圖7，例如由蝕刻劑蝕刻通過除去第一區(qū)域210的光致抗蝕劑薄膜201而暴露的第二金屬層140，以在半導(dǎo)體層130上形成源極142和漏極144。當(dāng)蝕刻源極142和漏極144之間的第二金屬層140時，暴露出與第一區(qū)域210對應(yīng)的第二半導(dǎo)體層134。例如，通過蝕刻劑蝕刻暴露的第二半導(dǎo)體層134。在這一工藝中，可能會蝕刻第一半導(dǎo)體層132的一部分。在蝕刻第二金屬層140和第二半導(dǎo)體層134的同時，失去剩余的光致抗蝕劑薄膜202的‘C’部分。
圖8是圖7所示的‘D’部分的局部放大圖。
參照圖8，當(dāng)蝕刻第二半導(dǎo)體層134的一部分和第一半導(dǎo)體層132的一部分時，第一半導(dǎo)體層132包括沿側(cè)向突出的突起‘E’。由于在蝕刻工藝中剩余的光致抗蝕劑薄膜202的損失量較小，所以與使用正性光致抗蝕劑薄膜時相比，第一半導(dǎo)體層132的突起‘E’的突出長度較小。因而，防止了像素的孔徑比減小。
圖9是其中完全除去剩余的光致抗蝕劑薄膜的基底的剖視圖。
參照圖9，通過利用氧等離子體的灰化工藝，完全除去剩余的光致抗蝕劑薄膜202。由于半導(dǎo)體層130對于氧等離子體的蝕刻選擇性高，所以幾乎沒有蝕刻半導(dǎo)體層130。
因而，TFT基底完全形成。
而且，可以在基底100上形成覆蓋源極142和漏極144的保護層。并且，通過曝光工藝和顯影工藝，可以在與漏極144對應(yīng)的保護層中形成接觸孔。
可以在保護層上形成第三金屬層。第三金屬層可以充當(dāng)TFT基底中的像素電極并通過接觸孔與漏極電連接。
由于根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的制備TFT基底的方法使用包含染料的負性光致抗蝕劑組合物，形成負性光致抗蝕劑薄膜，所以制備TFT基底的方法可以穩(wěn)定地形成TFT基底，同時還具有與使用負性光致抗蝕劑薄膜相關(guān)的好處。
況且，采用本發(fā)明示例性實施方案的光致抗蝕劑組合物形成的負性光致抗蝕劑薄膜具有較大的尖角，使得與正性光致抗蝕劑薄膜相比，負性光致抗蝕劑薄膜在蝕刻工藝中的損失量較小。因而，縮小了半導(dǎo)體層的突出長度，使得防止像素的孔徑比減小。
而且，本發(fā)明示例性實施方案的光致抗蝕劑組合物降低了負性光致抗蝕劑薄膜的對比度，而穩(wěn)定地形成半色調(diào)光致抗蝕劑薄膜。此外，利用所述光致抗蝕劑組合物的四-掩膜工藝可以穩(wěn)定地形成TFT基底。
此外，就耐熱性和顯影特性而言，根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的光致抗蝕劑組合物也有益處。
本發(fā)明示例性實施方案的制備TFT基底的方法還提高了源極和漏極之間光致抗蝕劑薄膜的殘留均勻性，防止短路和像素缺陷。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實施方案，但是應(yīng)當(dāng)進一步指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離所附權(quán)利要求書的界限所定義的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下，顯然可以做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種光致抗蝕劑組合物，包含約10～70％重量的含有苯酚-基聚合物的粘合劑樹脂；約0.5～10％重量的光-酸發(fā)生劑；約1～20％重量的交聯(lián)劑；約0.1～5％重量的染料；及約10～80％重量的溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其中所述粘合劑樹脂包括酚醛清漆樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光致抗蝕劑組合物，其中所述酚醛清漆樹脂包含下面化學(xué)式(1)所示的重復(fù)單元 式中R表示具有1～5個碳原子的烷基。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的光致抗蝕劑組合物，其中所述酚醛清漆樹脂的聚羥基苯乙烯換算的重均分子量為約3000～20000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其中所述光-酸發(fā)生劑通過曝光產(chǎn)生酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光致抗蝕劑組合物，其中所述光-酸發(fā)生劑包括選自重氮鹽、碘鹽、锍鹽、重氮磺?；衔?、磺酰氧亞胺、硝基芐基磺酸酯、二苯基碘三氟甲磺酸鹽、二苯基碘九氟丁磺酸鹽、三苯基锍三氟甲磺酸鹽、三嗪、唑、二唑、噻唑、苯酚-基磺酸酯、雙磺酰甲烷、雙磺酰重氮甲烷、三苯基锍三(三氟甲基磺酰)甲基化物、二苯基碘二(三氟甲基磺酰)亞胺化物和它們的同系物中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其中所述交聯(lián)劑包括選自脲-基化合物、蜜胺-基化合物和乙二醇脲化合物中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其中所述交聯(lián)劑包括六(甲氧基甲基)蜜胺低聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其中所述染料包括選自偶氮-基染料、三苯甲烷-基染料、蒽醌-基染料、蒽吡啶酮-基染料、苯亞甲基-基染料、氧雜菁-基染料、菁-基染料、吩噻嗪-基染料、吡咯并吡唑甲亞胺-基染料、夾氧雜蒽-基染料、酞菁-基染料、苯并吡喃-基染料和靛-基染料中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的光致抗蝕劑組合物，其中所述偶氮-基染料包括選自吡唑偶氮-基化合物、苯胺偶氮-基化合物、芳基偶氮-基化合物和吡啶酮偶氮-基化合物中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的光致抗蝕劑組合物，其中所述偶氮-基染料包括下面化學(xué)式(2)所示的化合物 式中R表示選自鹵原子、具有1～5個碳原子的烷基、環(huán)己基、雙環(huán)己基、苯基、聯(lián)苯基和具有1～5個碳原子的鏈烯基中的一種，其中該環(huán)己基、雙環(huán)己基、苯基和聯(lián)苯基各自包括烷氧基取代基，其中所述具有1～5個碳原子的鏈烯基包括至少一種選自具有1～5個碳原子的烷氧基、鹵代腈、羥基和氫原子中的取代基，及所述苯基取代基包括選自具有1～5個碳原子的烷基、氰基、鹵原子和氫原子中的一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，還包括至少一種選自增粘劑、表面活性劑和T形頂部形成抑制劑中的添加劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的光致抗蝕劑組合物，其中所述T形頂部形成抑制劑包括選自氫氧化四丁基銨、三乙醇胺、二乙醇胺、三辛胺、正辛胺、氫氧化三甲基锍和氫氧化三苯基锍中的至少一種。
14.一種制備薄膜晶體管(TFT)基底的方法，該方法包括在基底上形成第一金屬層，并通過光刻工藝由第一金屬層形成柵極圖案；在柵極圖案上沉積絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層和光致抗蝕劑薄膜；在光致抗蝕劑薄膜上布置具有狹縫曝光部分的掩膜，并曝光光致抗蝕劑薄膜；顯影光致抗蝕劑薄膜以暴露第二金屬層，并蝕刻所暴露的第二金屬層和半導(dǎo)體層；首次剝離剩余的光致抗蝕劑薄膜，以暴露剩余的第二金屬層的一部分；蝕刻剩余的第二金屬層的暴露部分，以暴露剩余的半導(dǎo)體層的一部分并形成源極和漏極；蝕刻暴露在源極和漏極之間的剩余的半導(dǎo)體層的一部分；及二次剝離剩余的光致抗蝕劑薄膜，以完全除去剩余的光致抗蝕劑薄膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的制備TFT基底的方法，還包括形成覆蓋源極和漏極的保護層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的制備TFT基底的方法，還包括曝光所述保護層的一部分，及顯影保護層以暴露漏極的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的制備TFT基底的方法，還包括在所述保護層上形成第三金屬層，及構(gòu)圖該第三金屬層。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的制備TFT基底的方法，其中所述第一金屬層包括分別具有彼此不同的金屬的兩層金屬層。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的制備TFT基底的方法，其中所述半導(dǎo)體層包括含有非晶硅的第一半導(dǎo)體層和形成在該第一半導(dǎo)體層上并含有n+非晶硅的第二半導(dǎo)體層。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的制備TFT基底的方法，其中所述光致抗蝕劑薄膜是通過下列步驟形成的在第二金屬層上涂布光致抗蝕劑組合物，及在約70～110℃的溫度下預(yù)烘焙光致抗蝕劑組合物約1～15分鐘。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的制備TFT基底的方法，其中所述光致抗蝕劑組合物是負性光致抗蝕劑組合物。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的制備TFT基底的方法，其中所述光致抗蝕劑組合物包含約10～70％重量的酚醛清漆樹脂；約0.5～10％重量的光-酸發(fā)生劑；約1～20％重量的交聯(lián)劑；約0.1～5％重量的偶氮-基染料；及約10～80％重量的溶劑。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的制備TFT基底的方法，其中所述偶氮-基染料包括下面化學(xué)式(2)所示的化合物 式中R表示選自鹵原子、具有1～5個碳原子的烷基、環(huán)己基、雙環(huán)己基、苯基、聯(lián)苯基和具有1～5個碳原子的鏈烯基中的一種，其中該環(huán)己基、雙環(huán)己基、苯基和聯(lián)苯基各自包括烷氧基取代基，其中所述具有1～5個碳原子的鏈烯基包括至少一種選自具有1～5個碳原子的烷氧基、鹵代腈、羥基和氫原子中的取代基，及所述苯基取代基包括選自具有1～5個碳原子的烷基、氰基、鹵原子和氫原子中的一種。
24.根據(jù)權(quán)利要求14的制備TFT基底的方法，其中所述狹縫曝光部分與源極和漏極之間的區(qū)域?qū)?yīng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的制備TFT基底的方法，其中所述掩膜具有開口，該開口與狹縫曝光部分相鄰并分別與源極和漏極對應(yīng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求14的制備TFT基底的方法，其中顯影的光致抗蝕劑薄膜包括與狹縫曝光部分對應(yīng)的第一區(qū)域及與源極和漏極對應(yīng)的第二區(qū)域。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的制備TFT基底的方法，其中所述第一區(qū)域的光致抗蝕劑薄膜的高度小于第二區(qū)域的光致抗蝕劑薄膜的高度。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的制備TFT基底的方法，其中所述第一區(qū)域的光致抗蝕劑薄膜的高度為第二區(qū)域的光致抗蝕劑薄膜的高度的約40～60％。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的制備TFT基底的方法，其中所述第一區(qū)域的光致抗蝕劑薄膜具有平整表面。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的制備TFT基底的方法，其中在首次剝離剩余的光致抗蝕劑薄膜之后，僅第二區(qū)域的光致抗蝕劑薄膜保留下來。
31.根據(jù)權(quán)利要求19的制備TFT基底的方法，其中暴露在源極和漏極之間的剩余半導(dǎo)體層的第二半導(dǎo)體層被除去，以暴露出第一半導(dǎo)體層。
32.根據(jù)權(quán)利要求14的制備TFT基底的方法，其中所述剩余的光致抗蝕劑薄膜的首次剝離和二次剝離是利用氧等離子體通過灰化工藝進行的。
全文摘要
光致抗蝕劑組合物包含約10～70％重量的含有苯酚－基聚合物的粘合劑樹脂、約0.5～10％重量的光－酸發(fā)生劑、約1～20％重量的交聯(lián)劑、約0.1～5％重量的染料和約10～80％重量的溶劑。該光致抗蝕劑組合物可以應(yīng)用于例如制備TFT基底的方法。
文檔編號G03F7/26GK1936705SQ20061014477
公開日2007年3月28日 申請日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者樸廷敏, 李羲國, 尹赫敏, 丘翼赫, 金柄郁 申請人:三星電子株式會社, 東進瑟彌侃株式會社