一種接觸孔刻蝕工藝、有機發光顯示器件及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種接觸孔刻蝕工藝、有機發光顯示器件及顯示裝置，刻蝕工藝包括：在柵極層上涂布光刻膠層，曝出通孔圖案和柵極圖案；根據通孔圖案，沿襯底厚度方向依次對柵極層和第一絕緣層進行刻蝕形成接觸孔圖形，去除光刻膠層通孔圖案刻出柵極圖形；在成型的柵極圖形和接觸孔圖形中布膜形成層間介質層，對層間介質層進行光刻處理，曝出接觸孔圖形；對接觸孔圖形中的層間介質層和剩余第一絕緣層進行刻蝕，即得完整的接觸孔圖形。本發明僅通過干法刻蝕即可完成對接觸孔的刻蝕成型，首先對下層的第一絕緣層進行刻蝕，然后再對上面的層間介質層進行刻蝕，本發明在不增加工藝步驟的前提下，避免了接觸孔刻蝕工藝孔深難刻、刻蝕終點難以偵測的困難。
【專利說明】一種接觸孔刻蝕工藝、有機發光顯示器件及顯示裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及平板顯示裝置制造領域，具體涉及一種接觸孔刻蝕工藝、有機發光顯 示器件及顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 目前在低溫多晶娃技術LTPS(Low Temperature Poly-silicon)流程中接觸孔的 刻蝕工藝存在如下技術問題：
[0003] 1)需要刻蝕的膜層很厚（層間介質層：6000A ,第一絕緣層1200人），孔深且越 往下孔徑越小，反應過程中容易出現反應物不能及時排出而發生刻蝕停止現象；若通過延 長刻蝕時間或增大偏置電源（Bias Power)來避免刻蝕停止，則會導致線寬損失（CD Loss) 比較大，影響器件電學性能；
[0004] 2)刻蝕終點不易偵測，導致多晶硅層過刻，多晶硅層過刻較大會影響器件電學性 能。
[0005] 為解決上述技術問題，現有技術中對接觸孔采用濕刻和干刻工藝相結合的方式， 即先在干刻區進行干法刻蝕，刻蝕掉層間介質層和部分第一絕緣層，然后再將刻蝕器件運 送到濕刻區進行濕法刻蝕，刻蝕掉剩余的第一絕緣層。由于濕法刻蝕能有效避免多晶硅層 過刻，但需要增加待刻蝕器件在干刻區和濕刻區之間的運送工藝，工藝較繁瑣。
【發明內容】
[0006] 為此，本發明為了優化干法刻蝕接觸通孔工藝，降低刻蝕工藝難度，避免產生過刻 現象而影響器件電學性能，本發明提供了一種接觸孔刻蝕工藝、有機發光顯示器件及顯示 裝置。
[0007] 所采用技術方案如下所述：
[0008] 一方面，本發明提供了一種接觸孔刻蝕工藝，包括如下步驟：
[0009] 步驟一：在待刻蝕襯底的柵極層上涂布光刻膠層，通過光刻工藝在光刻膠層上曝 出通孔圖案和柵極圖案；
[0010] 步驟二：根據通孔圖案，采用干法刻蝕方法沿襯底厚度方向依次對柵極層和第一 絕緣層進行刻蝕，并形成接觸孔圖形，其中對第一絕緣層的刻蝕深度為小于第一絕緣層的 厚度；
[0011] 步驟三：去除步驟二中的光刻膠層通孔圖案，得到柵極圖案，干法刻出柵極圖形， 在所成型的柵極圖形和接觸孔圖形中布膜形成層間介質層，采用光刻工藝對層間介質層進 行光刻處理，曝出接觸孔圖形；
[0012] 步驟四：采用干法刻蝕方法對接觸孔圖形中的層間介質層和剩余第一絕緣層進行 刻蝕，即得完整的接觸孔圖形。
[0013] 所述步驟一中通過半色調影像光刻工藝在所述光刻膠層上一次曝出通孔圖案和 柵極圖案。
[0014] 所述步驟二中所述的根據通孔圖案，采用干法刻蝕方法沿襯底厚度方向依次對柵 極層和第一絕緣層進行刻蝕，并形成接觸孔圖形，其具體方法是：首先采用硫氟化合物首先 對柵極層進行刻蝕，刻蝕深度為柵極層的厚度；然后采用碳氟化合物對第一絕緣層進行刻 蝕。
[0015] 所述步驟二中采用干法刻蝕對柵極層進行接觸孔圖形的刻蝕，然后采用終點檢測 裝置對柵極層上所刻蝕的接觸孔圖形進行刻蝕終點偵測。
[0016] 所述的終點檢測裝置為電泳沉積、激光干涉、反射圖譜或發射光譜終點檢測裝置 中的一種。
[0017] 所述步驟二中第一絕緣層刻蝕深度為第一絕緣層總厚度的2/3?4/5。
[0018] 所述步驟四中所述的采用干法刻蝕方法對接觸孔圖形中的層間介質層和剩余第 一絕緣層進行刻蝕，其具體方法是，采用碳氟化合物刻蝕氣體對層間介質層及第一絕緣層 進行刻蝕。
[0019] 所述接觸孔的孔徑為2?5 y m。
[0020] 所述接觸孔的深度為500?800nm。
[0021] 另一方面，本發明還提供了一種有機發光顯示器件，包括襯底和依次在所述襯底 上疊加形成的氮化硅層、第二絕緣層、多晶硅層、第一絕緣層、柵極層和層間介質層，所述柵 極層和層間介質層上設有接觸孔，所述接觸孔由上述的接觸孔刻蝕工藝制成。
[0022] 此外，還提供了一種顯示裝置，其包含有上述的有機發光顯示器件。
[0023] 本發明相對于現有技術具有如下有益效果：
[0024] A.本發明所述的接觸孔刻蝕工藝，利用Halftone半色調影像方法在光刻膠層上 一次性曝出通孔圖案和柵極圖案，從而實現在一道工藝中同時刻蝕第一絕緣層與柵極層； 簡化了工藝步驟。在對接觸孔刻蝕時首先采用干法刻蝕方法對柵極層和第一絕緣層進行刻 蝕，使第一絕緣層未達到完全刻蝕，從而避免對多晶硅層產生過刻現象，通過在刻蝕后所形 成的接觸孔圖形及柵極層上涂布層間介質層，然后進一步通過干法刻蝕對層間介質層進行 完全刻蝕，同時刻蝕掉剩余的第一絕緣層，形成最終的接觸孔圖形。由于在最后刻蝕過程中 只需刻蝕層間介質層和少量的第一絕緣層，接觸孔較淺，使得接觸孔孔徑與錐度易于控制， 從而降低了接觸孔的刻蝕難度。
[0025] B.本發明僅通過干法刻蝕即可完成對接觸孔的刻蝕成型，通過干法刻蝕將第一絕 緣層進行提前刻蝕，然后再通過層間介質層的布膜，進一步通過干法刻蝕對層間介質層進 行完全刻蝕。本發明在不增加工藝步驟的前提下，避免了接觸孔刻蝕工藝孔深難刻、刻蝕終 點難以偵測的困難。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合 附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0027] 圖1是本發明提供的接觸孔刻蝕流程圖；
[0028] 圖2至圖9是本發明提供的接觸孔刻蝕工藝圖。
[0029] 圖中：1-玻璃基板；2-氮化硅層；3-第二絕緣層；4-多晶硅層；5-第一絕緣層； 6_柵極層；7-光刻膠層；8-層間介質層；9-接觸孔。
【具體實施方式】
[0030] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0031] 本發明提供了一種接觸孔刻蝕工藝，如圖1所示，具體包括如下步驟：
[0032] 步驟一：如圖2所示，在待刻蝕襯底1的柵極層6上涂布光刻膠層7,通過光刻工 藝在光刻膠層7上曝出通孔圖案和柵極圖案。
[0033] 具體的，通過物理氣相沉積（PVD(Physical Vapor Deposition))在第一絕緣層 5上涂布Mo膜層，形成柵極層6,見圖2所示。在柵極層6上涂布光刻膠層7,然后利用 Halftone (半色調影像）方法采用黃光在光刻膠層7上一次性曝出柵極圖形和通孔圖案，見 圖3所示。
[0034] 本發明所采用的Halftone (半色調影像）方法，即為一種曝光技術，不同的光亮強 度作用在光刻膠上，顯影的程度也是不同的：完全曝光對應完全顯影，光刻膠會全部被清洗 掉；半曝光對應部分顯影，還會殘留部分光刻膠；若不曝光，所有的光刻膠都會保留。利用 光刻膠的這種特性，使掩膜板的不同區域透光度不一樣，這樣就能夠曝出不同厚度的光刻 顯影圖。
[0035] 步驟二：根據通孔圖案，采用干法刻蝕方法沿襯底厚度方向依次對柵極層6和第 一絕緣層5進行刻蝕，并形成接觸孔9圖形，其中對第一絕緣層5的刻蝕深度為小于第一絕 緣層5的厚度。
[0036] 詳細的，見圖4所示，首先采用硫氟化合物（比如SF6)對柵極層6進行完全刻蝕， 刻蝕深度為柵極層6的厚度，且利用終點檢測裝置（EPD)可以偵測到終點；然后采用碳氟化 合物（比如CF4)對第一絕緣層5進行部分刻蝕，這里對接觸孔9孔徑及側壁角的要求并不 嚴格，刻蝕深度優選為第一絕緣層5總厚度的2/3?4/5,見圖5所示。其中的終點檢測裝 置（EPD)為電泳沉積、激光干涉、反射圖譜或發射光譜終點檢測裝置中的一種。
[0037] 步驟三：去除步驟二中的光刻膠層7通孔圖案，得到柵極圖案，干法刻出柵極圖 形，在所成型的柵極圖形和接觸孔圖形中布膜形成層間介質層8,采用光刻工藝對層間介質 層8進行光刻處理，曝出接觸孔9圖形。
[0038] 具體的，見圖6所示，干刻完大部分的第一絕緣層5后，用干刻的灰化方法（Half Ashing)去除部分光刻膠層，得到柵極圖案；見圖7所示，干刻用Cl2氣對柵極圖案進行刻 蝕，采用（：12對柵極圖案進行刻蝕時，第一絕緣層5不會受到影響，刻完柵極層后再將光刻 膠層7剝離，然后注入源極和漏極。
[0039] 步驟四：采用干法刻蝕方法對接觸孔9圖形中的層間介質層8和剩余第一絕緣層 5進行刻蝕，即得完整的接觸孔9圖形。
[0040] 具體的，見圖8所示，通過CVD (Chemical Vapor Deposition,化學氣相沉積），進 行層間介質層8布膜，黃光曝出接觸孔9圖案；然后采用干刻方法對層間介質層8進行完全 刻蝕，同時刻蝕掉剩余的第一絕緣層5,見圖9所示，由于接觸孔9沒有原來那么深，使得孔 徑與Taper(側壁角）比較好控制，降低了接觸孔工藝孔深難刻的難度。在本發明中接觸孔 9的孔徑優選采用2?5 ym ;接觸孔9的深度優選為500?800nm。
[0041] 本發明在接觸孔的刻蝕工藝中僅通過干法刻蝕即可完成對接觸孔9的刻蝕成型， 通過干法刻蝕將柵極層6和第一絕緣層5 -起刻蝕，即對第一絕緣層5進行提前刻蝕，然后 再通過層間介質層8的布膜，進一步通過干法刻蝕對層間介質層8進行完全刻蝕，同時又不 會增加Mask與工藝數量；最后接觸孔工藝就只要刻層間介質層8 -層，避免了接觸孔9刻 蝕工藝孔深難刻、刻蝕終點難以偵測的困難。
[0042] 圖9是本發明所提供的有機發光顯示器件的結構圖，包括襯底1和依次在襯底1 上疊加形成的氮化硅層2、第二絕緣層3、多晶硅層4、第一絕緣層5、柵極層6和層間介質層 8,柵極層6和層間介質層8上設有接觸孔9,接觸孔9是通過上述的接觸孔刻蝕工藝制成， 詳見上述刻蝕工藝，這里不再贅述。其中的襯底1優選玻璃襯底。
[0043] 此外，本發明還提供了具有上述有機發光顯示器件的顯示裝置，其包含有上述的 有機發光顯示器件。
[0044] 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對 于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或 變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動仍處于本發明的保護范圍之中。
【權利要求】
1. 一種接觸孔刻蝕工藝，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一：在待刻蝕襯底的柵極層上涂布光刻膠層，通過光刻工藝在光刻膠層上曝出通 孔圖案和柵極圖案； 步驟二：根據通孔圖案，采用干法刻蝕方法沿襯底厚度方向依次對柵極層和第一絕 緣層進行刻蝕，并形成接觸孔圖形，其中對第一絕緣層的刻蝕深度為小于第一絕緣層的厚 度； 步驟三：去除步驟二中的光刻膠層通孔圖案，得到柵極圖案，干法刻出柵極圖形，在所 成型的柵極圖形和接觸孔圖形中布膜形成層間介質層，采用光刻工藝對層間介質層進行光 刻處理，曝出接觸孔圖形； 步驟四：采用干法刻蝕方法對接觸孔圖形中的層間介質層和剩余第一絕緣層進行刻 蝕，即得完整的接觸孔圖形。
2. 根據權利要求1所述的接觸孔刻蝕工藝，其特征在于，所述步驟一中通過半色調影 像光刻工藝在所述光刻膠層上一次曝出通孔圖案和柵極圖案。
3. 根據權利要求1所述的接觸孔刻蝕工藝，其特征在于，所述步驟二中所述的根據通 孔圖案，采用干法刻蝕方法沿襯底厚度方向依次對柵極層和第一絕緣層進行刻蝕，并形成 接觸孔圖形，其具體方法是：首先采用硫氟化合物首先對柵極層進行刻蝕，刻蝕深度為柵極 層的厚度；然后采用碳氟化合物對第一絕緣層進行刻蝕。
4. 根據權利要求3所述的接觸孔刻蝕工藝，其特征在于，所述步驟二中采用干法刻蝕 對柵極層進行接觸孔圖形的刻蝕，然后采用終點檢測裝置對柵極層上所刻蝕的接觸孔圖形 進行刻蝕終點偵測。
5. 根據權利要求4所述的接觸孔刻蝕工藝，其特征在于，所述的終點檢測裝置為電泳 沉積、激光干涉、反射圖譜或發射光譜終點檢測裝置中的一種。
6. 根據權利要求5所述的接觸孔刻蝕工藝，其特征在于，所述步驟二中第一絕緣層刻 蝕深度為第一絕緣層總厚度的2/3?4/5。
7. 根據權利要求1-6任一所述的接觸孔刻蝕工藝，其特征在于，所述步驟四中所述的 采用干法刻蝕方法對接觸孔圖形中的層間介質層和剩余第一絕緣層進行刻蝕，其具體方法 是，采用碳氟化合物刻蝕氣體對層間介質層及第一絕緣層進行刻蝕。
8. 根據權利要求7所述的接觸孔刻蝕工藝，其特征在于，所述接觸孔的孔徑為2? 5 y m，所述接觸孔的深度為500?800nm。
9. 一種有機發光顯示器件，包括襯底和依次在所述襯底上疊加形成的氮化硅層、第二 絕緣層、多晶硅層、第一絕緣層、柵極層和層間介質層，所述柵極層和層間介質層上設有接 觸孔，其特征在于，所述接觸孔由權利要求1-8任一所述的接觸孔刻蝕工藝制成。
10. -種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包含有權利要求9所述的有機發光顯示 器件。
【文檔編號】H01L21/28GK104505368SQ201410817320
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月24日 優先權日:2014年12月24日
【發明者】吳夢琳, 徐巖, 王冰 申請人:昆山國顯光電有限公司