專利名稱：改善接觸孔圖案化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種改善接觸孔圖案化(contact hole patterning)的方法，尤指一種包含有一表面處理工藝的接觸孔制作方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，已被廣泛地應(yīng)用在筆記型電腦(notebook)、個(gè)人數(shù)位助理(PDA)等便攜式信息產(chǎn)品上，甚至已有逐漸取代傳統(tǒng)臺式電腦的顯象管(cathode ray tube，CRT)監(jiān)視器的趨勢。在各式的液晶顯示器中，薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)型液晶顯示器由于可用陣列方式主動驅(qū)動液晶顯示面板上的各像素電極，因此格外受到各界的重視。
在現(xiàn)今的薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)工藝中，晶體管與其上的金屬導(dǎo)線層間設(shè)有內(nèi)層介電(inter-layer dielectric，ILD)層，用來隔離并保護(hù)液晶顯示器面板上的電路元件，且ILD層內(nèi)設(shè)有接觸孔(contact hole)，使該金屬導(dǎo)線層能填入該接觸孔而電連接至下方的晶體管。因此，數(shù)據(jù)信號可藉由該金屬導(dǎo)線層經(jīng)由該接觸孔內(nèi)的金屬導(dǎo)線層傳送到晶體管的源/漏極，以進(jìn)一步控制液晶顯示器面板中各像素電極的運(yùn)作。
請參考圖1至圖3，圖1至圖3為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在一液晶顯示面板(liquidcrystal display，LCD)10中制作一接觸孔的方法示意圖。如圖1所示，液晶顯示面板10上包含有一襯底12，一導(dǎo)電層14設(shè)于襯底12表面，以及一介電層16設(shè)于導(dǎo)電層14表面。液晶顯示面板10中另設(shè)有其他電路元件，例如在導(dǎo)電層14上方設(shè)有多個(gè)驅(qū)動晶體管的柵極結(jié)構(gòu)(未顯示)。其中導(dǎo)電層14是用來作為一驅(qū)動晶體管的源/漏極，介電層16用來隔絕驅(qū)動晶體管與其他顯示器元件，并使襯底12具有一約略平坦表面。在現(xiàn)有制作接觸孔的方法中，首先進(jìn)行一光刻工藝，以于介電層16上方形成一光致抗蝕劑層18，且光致抗蝕劑層18內(nèi)包含有一通達(dá)至介電層16表面的孔洞(opening)20，用來定義接觸孔的位置與圖案。
如圖2所示，接著進(jìn)行一蝕刻工藝，例如干蝕刻或濕蝕刻工藝，并利用光致抗蝕劑層18作為掩模層，以沿著孔洞20去除部分的介電層16，形成一通達(dá)至導(dǎo)電層14表面的接觸孔22。隨后如圖3所示，將光致抗蝕劑層18完全去除后，于接觸孔22內(nèi)填入一導(dǎo)電材料，例如已摻雜的多晶硅層或金屬層，形成一金屬導(dǎo)線層或一接觸插塞，以完成該驅(qū)動晶體管或顯示器元件的電路連接。
由于液晶顯示面板10內(nèi)的每一個(gè)驅(qū)動晶體管均是對應(yīng)至一像素電極，因此每一個(gè)驅(qū)動晶體管的電性能對于整個(gè)液晶顯示面板10是否能提供具有均勻亮度的影像均有極密切的關(guān)系。為了改善整個(gè)液晶顯示面板10的影像品質(zhì)，現(xiàn)有方法于去除光致抗蝕劑層18時(shí)，多是利用含氨的堿性溶液來作為光致抗蝕劑剝除溶液(PR stripper)，以均勻去除液晶顯示面板10上的光致抗蝕劑層18，避免光致抗蝕劑層18的殘余物于液晶顯示面板10上造成污染。然而在剝除光致抗蝕劑的過程中，暴露于接觸孔22底部的導(dǎo)電層14卻極容易與上述堿性溶液反應(yīng)，使得導(dǎo)電層14表面產(chǎn)生被侵蝕的狀態(tài)而生成一些缺陷(defect)，進(jìn)而降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的穩(wěn)定性，影響產(chǎn)品可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種于一液晶顯示面板上制作一接觸孔的方法，該方法包含有一表面處理工藝，以于接觸孔底部的導(dǎo)電層表面形成一保護(hù)層，避免產(chǎn)生上述問題。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該液晶顯示面板包含有一襯底，一導(dǎo)電層設(shè)于該襯底表面，以及一介電層設(shè)于該導(dǎo)電層表面。本發(fā)明方法是先于該介電層表面形成一光致抗蝕劑層，且該光致抗蝕劑層內(nèi)包含有一孔洞通達(dá)至該介電層表面，接著進(jìn)行一蝕刻工藝，沿著該孔洞去除部分的該介電層，以形成一通達(dá)至該導(dǎo)電層表面的接觸孔，然后再進(jìn)行一表面處理，以于該接觸孔底部的該導(dǎo)電層表面形成一保護(hù)層，最后于剝除該光致抗蝕劑層后，接著去除保護(hù)層并于該介電層上方形成一導(dǎo)線，使該導(dǎo)線經(jīng)由該接觸孔電連接至該導(dǎo)電層。
由于本發(fā)明在進(jìn)行光致抗蝕劑剝除前，是先利用一表面處理工藝于接觸孔底部的導(dǎo)電層表面形成一保護(hù)層，因此能避免暴露于接觸孔底部的導(dǎo)電層表面于光致抗蝕劑剝除工藝中受到光致抗蝕劑剝除溶液的侵蝕，故能有效提升產(chǎn)品的可靠度。


圖1至圖3為現(xiàn)有技術(shù)制作一接觸孔的方法示意圖；以及圖4至圖7為本發(fā)明制作一接觸孔的方法示意圖。
附圖中的附圖標(biāo)記說明如下10液晶顯示面板 12襯底14導(dǎo)電層 16介電層18光致抗蝕劑層 20孔洞22接觸孔 110液晶顯示面板112襯底 114導(dǎo)電層116柵極氧化層118晶體管120金屬柵極 122內(nèi)層介電層124光致抗蝕劑層 126孔洞128接觸孔130保護(hù)層132導(dǎo)線 134接觸插塞具體實(shí)施方式
請參考圖4至圖7，圖4至圖7為依據(jù)本發(fā)明在一液晶顯示面板110中制作一接觸孔128的方法示意圖。如圖4所示，液晶顯示面板110包含有一襯底112，多個(gè)晶體管118設(shè)于襯底112表面，以及一內(nèi)層介電層(inter layerdielectric，ILD)122覆蓋于晶體管118表面。其中每一個(gè)晶體管118均是用來作為液晶顯示面板110的驅(qū)動晶體管，且每一個(gè)晶體管118均包含一金屬柵極120設(shè)于襯底112表面，一用來作為源極或漏極的導(dǎo)電層114設(shè)于金屬柵極120下方，以及一柵極氧化層116設(shè)于導(dǎo)電層114與金屬柵極120之間。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，襯底112可為一硅襯底或一玻璃基材，導(dǎo)電層114由多晶硅層或已摻雜的多晶硅層所構(gòu)成，內(nèi)層介電層122可由氮化硅或二氧化硅等介電材料所構(gòu)成。在本發(fā)明方法中，首先是進(jìn)行一光刻工藝，以于內(nèi)層介電層122表面形成一光致抗蝕劑層124，且光致抗蝕劑層124中包含有一通達(dá)至介電層122表面的孔洞(opening)126，用來定義接觸孔的位置與圖案。
請參考圖5，接著進(jìn)行一蝕刻工藝，例如一干蝕刻工藝或一濕蝕刻工藝，并利用光致抗蝕劑層124作為掩模層，以沿著孔洞126去除下方的內(nèi)層介電層122，形成一通達(dá)至導(dǎo)電層114表面的接觸孔128。隨后對接觸孔128底部的導(dǎo)電層114表面進(jìn)行一表面處理，以于接觸孔128底部生成一保護(hù)層130，覆蓋于接觸孔128底部的導(dǎo)電層114上方。其中，保護(hù)層130的厚度小于100埃，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，其厚度約為50埃。
為了于導(dǎo)電層114表面形成保護(hù)層130，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，上述表面處理于完成制作接觸孔130的蝕刻工藝之后，利用紫外光或準(zhǔn)分子紫外光(excimer UV)照射液晶顯示器面板110，以氧化暴露于接觸孔128底部的導(dǎo)電層114表面，形成一硅氧層，用來作為保護(hù)層130。值得注意的是，由于此表面處理的目的在于形成保護(hù)層130以避免導(dǎo)電層114直接暴露于后續(xù)工藝環(huán)境中，因此在本發(fā)明其他實(shí)施例中亦可根據(jù)不同的工藝需求，選擇適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚矸绞絹碛诮佑|孔128底部的導(dǎo)電層114表面形成保護(hù)層130，而不限于上述紫外光照射的方式。例如，利用一含臭氧(ozone)的水溶液清洗導(dǎo)電層114表面，或是利用一熱氧化工藝或是一含氧等離子體來將導(dǎo)電層114表面氧化，亦可直接將該導(dǎo)電層114暴露于外界環(huán)境中，靜置約6至12小時(shí)以上，使導(dǎo)電層114表面產(chǎn)生氧化，以形成保護(hù)層130。
此外，此一表面處理工藝并可進(jìn)一步與其他工藝進(jìn)行整合，以簡化工藝，降低制作成本。例如當(dāng)以干蝕刻的方式來進(jìn)行接觸孔蝕刻時(shí)，可在所使用的蝕刻等離子體內(nèi)添加含氧等離子體再進(jìn)行蝕刻，則能夠在同一工藝中，一并生成接觸孔128與保護(hù)層130。
請參考圖6，接著以一堿性溶液，例如一含有氨的堿性溶液，浸泡并清洗液晶顯示面板110，以將液晶顯示面板110表面的光致抗蝕劑層124剝除。之后會去除接觸孔128底部的保護(hù)層130，再于接觸孔128內(nèi)形成一導(dǎo)電層以電連接至導(dǎo)電層114。如圖6所示，可于內(nèi)層介電層122上方沉積一導(dǎo)電材料以形成一導(dǎo)線132，其中導(dǎo)線132是一數(shù)據(jù)匯流排線(data bus line)，且部分填入接觸孔128內(nèi)，以電連接至晶體管118?；蛘咭嗫扇鐖D7所示，利用化學(xué)氣相沉積(CVD)的方式于接觸孔128內(nèi)填入一導(dǎo)電材料以形成一接觸插塞(contact plug)134，再藉由接觸插塞134與外部電路進(jìn)行電連接。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，是利用稀釋的氟化氫溶液(DHF)來去除保護(hù)層130并藉由一化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝來形成導(dǎo)線132，然而亦可視工藝的需要改用其他的方法來去除保護(hù)層130與制作導(dǎo)線132或接觸插塞134，例如可藉由一濺鍍工藝直接去除保護(hù)層130，并于接觸孔128內(nèi)形成導(dǎo)線132或接觸插塞134。
本發(fā)明是在形成接觸孔128后，進(jìn)行一表面處理工藝，以于接觸孔128底部的導(dǎo)電層114上方形成一保護(hù)層130，因此在后續(xù)的光致抗蝕劑剝除過程中，將能有效避免所用來剝除光致抗蝕劑的堿性溶液對導(dǎo)電層114造成侵害。此外，以上所述雖然是以一液晶顯示器面板作為一優(yōu)選實(shí)施例，然而本發(fā)明的接觸孔的制作方法并不局限于液晶顯示器面板的制作，凡是各種會利用到接觸孔作為內(nèi)部連接通道的設(shè)計(jì)，皆為本發(fā)明的應(yīng)用范圍，例如各種半導(dǎo)體芯片中接觸孔的制作，尤其是在半導(dǎo)體芯片表面已包含有金屬結(jié)構(gòu)而需用堿性溶液來去除定義接觸孔的光致抗蝕劑層時(shí)，均可利用本發(fā)明的方法來進(jìn)行。
與現(xiàn)有接觸插塞的制作方法相比，本發(fā)明的接觸插塞制作方法包含有一表面處理工藝，亦即于形成接觸孔后，先藉由該表面處理工藝來形成一保護(hù)層，之后才利用堿性溶液剝除光致抗蝕劑層，因此能克服現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)電層受到堿性溶液傷害的問題，有效提升產(chǎn)品的可靠度以及利用接觸插塞進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定度。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種改善一液晶顯示面板中接觸孔圖案化的方法，該液晶顯示器面板包含有一襯底，一導(dǎo)電層設(shè)于該襯底表面，以及一介電層設(shè)于該導(dǎo)電層表面，該方法包含有下列步驟于該介電層表面形成一光致抗蝕劑層，且該光致抗蝕劑層內(nèi)包含有一孔洞通達(dá)至該介電層表面；進(jìn)行一蝕刻工藝，沿著該孔洞去除部分的該介電層，以形成一通達(dá)至該導(dǎo)電層表面的接觸孔；進(jìn)行一表面處理，以于該接觸孔底部的該導(dǎo)電層表面形成一保護(hù)層；以及去除該光致抗蝕劑層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法于去除該光致抗蝕劑層后另包含一去除該保護(hù)層的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法于去除該光致抗蝕劑層后會再于該介電層表面形成一數(shù)據(jù)匯流線，且該數(shù)據(jù)匯流線部分填入該接觸孔以電連接至該導(dǎo)電層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法于去除該光致抗蝕劑層后會再于該接觸孔內(nèi)形成一接觸插塞。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該接觸插塞作為該液晶顯示面板的一驅(qū)動晶體管以及一數(shù)據(jù)匯流線之間的電連接。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該蝕刻工藝是一干蝕刻工藝。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該蝕刻工藝是一濕蝕刻工藝。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該表面處理利用一紫外光照射該導(dǎo)電層表面，以形成該保護(hù)層。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該表面處理利用一含臭氧的水溶液清洗該導(dǎo)電層表面，以形成該保護(hù)層。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該表面處理是一熱氧化工藝。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該表面處理是直接將該導(dǎo)電層暴露于外界環(huán)境中，靜置約6至12小時(shí)以上，使該導(dǎo)電層表面發(fā)生氧化，以形成該保護(hù)層。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該表面處理利用一含氧等離子體氧化該導(dǎo)電層表面，以形成該保護(hù)層。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該導(dǎo)電層是一多晶硅層。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該導(dǎo)電層是一非晶硅層。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該保護(hù)層是一個(gè)硅氧層。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法利用一堿性溶液去除該光致抗蝕劑層。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該保護(hù)層用來避免該導(dǎo)電層于去除該光致抗蝕劑層時(shí)受到損害。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該導(dǎo)電層作為該液晶顯示器面板的一驅(qū)動晶體管的漏極或源極。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該保護(hù)層的厚度約小于100埃。
20.一種改善一半導(dǎo)體芯片中接觸孔圖案化的方法，該半導(dǎo)體芯片包含有一襯底，一導(dǎo)電層設(shè)于該襯底表面，以及一介電層設(shè)于該導(dǎo)電層表面，該方法包含有下列步驟于該介電層表面形成一光致抗蝕劑層，且該光致抗蝕劑層內(nèi)包含有一孔洞通達(dá)至該介電層表面；進(jìn)行一蝕刻工藝，沿著該孔洞去除部分的該介電層中以形成一通達(dá)至該導(dǎo)電層表面的接觸孔；進(jìn)行一表面處理，以于該接觸孔底部的該導(dǎo)電層表面形成一保護(hù)層；以及去除該光致抗蝕劑層。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中于去除該光致抗蝕劑層后該方法另包含一去除該保護(hù)層的步驟。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該方法于去除該光致抗蝕劑層后再于該介電層表面形成一數(shù)據(jù)匯流線，且該數(shù)據(jù)匯流線部分填入該接觸孔以電連接至該導(dǎo)電層。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該方法于去除該光致抗蝕劑層后會再于該接觸孔內(nèi)形成一接觸插塞。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中于形成該光致抗蝕劑層前該方法另包含一柵極工藝，以于該半導(dǎo)體芯片表面形成一柵極。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該柵極是一金屬柵極。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該蝕刻工藝是一干蝕刻工藝。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該蝕刻工藝是一濕蝕刻工藝。
28.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該表面處理利用一紫外光照射該導(dǎo)電層表面，以形成該保護(hù)層。
29.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該表面處理利用一含臭氧的水溶液清洗該導(dǎo)電層表面，以形成該保護(hù)層。
30.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該表面處理是一熱氧化工藝。
31.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該表面處理利用一含氧等離子體氧化該導(dǎo)電層表面，以形成該保護(hù)層。
32.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該表面處理直接將該導(dǎo)電層暴露于外界環(huán)境中，靜置約6至12小時(shí)以上，使該導(dǎo)電層表面發(fā)生氧化，以形成該保護(hù)層。
33.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該導(dǎo)電層是一多晶硅層。
34.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該保護(hù)層是一個(gè)硅氧層。
35.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該方法利用一堿性溶液去除該光致抗蝕劑層。
36.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該導(dǎo)電層用來作為一漏極或一源極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種改善接觸孔圖案化的方法，該方法中采用的液晶顯示面板包含有一襯底，一導(dǎo)電層設(shè)于該襯底表面，以及一介電層設(shè)于該導(dǎo)電層表面。本發(fā)明首先于該介電層表面形成一光致抗蝕劑層，且該光致抗蝕劑層內(nèi)包含有一孔洞通達(dá)至該介電層表面，接著進(jìn)行一蝕刻工藝，沿著該孔洞去除部分的該介電層，以形成一通達(dá)至該導(dǎo)電層表面的接觸孔，隨后再進(jìn)行一表面處理，于該接觸孔底部的該導(dǎo)電層表面形成一保護(hù)層，以避免去除該光致抗蝕劑層時(shí)對下方的該導(dǎo)電層造成傷害。
文檔編號G03F7/00GK1501151SQ02150449
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月12日
發(fā)明者蔡耀銘 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司