專利名稱：形成圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成圖案的方法和一種制造電子設(shè)備的方法，特別是涉及一種使用活性自由基聚合來形成圖案的方法，以及一種包括使用活性聚合來形成圖案的過程來制造電子設(shè)備的方法。
本申請案是基于在2004年9月28日申請的先前日本專利申請案第2004-282553號，并主張該先前申請案的權(quán)利。該先前申請案以全文引用的方式并入本文。
背景技術(shù)：
常規(guī)藉由濺鍍(spurttering)或具空蒸發(fā)方法(vaccum evaporationmethod)在基板上形成一配線材料層(wiring material layer)并且隨后藉由在該配線材料層上形成一抗蝕劑圖案(resist pattern)，從而形成諸如半導體設(shè)備或顯示裝置等電子設(shè)備的配線。藉由在基板上涂覆一種抗蝕劑、圖案化該抗蝕劑并顯影該抗蝕劑，從而形成抗蝕劑圖案。在形成抗蝕劑圖案之后，使用諸如RIE(反應(yīng)性離子蝕刻)、CDE(化學干式刻蝕)等干式刻蝕技術(shù)或使用化學藥品的濕式刻蝕技術(shù)來選擇性地移除配線材料層，從而形成配線。
但是，這些用于形成配線的常規(guī)方式涉及使用光刻(photolithography)技術(shù)來形成抗蝕劑圖案的復雜程序。該復雜程序需要昂貴的圖案化裝置(patterning apparatus)和顯示劑(developer)，導致該程序較為昂貴。
同時，美國專利第6,919,158號公開了一種由高聚合物制成的配線的形成方法，該高聚合物是利用表面接枝聚合(surface graft polymerization)方法或其類似方法形成。但是，此方法可能較為繁瑣。因此，本發(fā)明的發(fā)明人在本文中公開了一種以最小化對昂貴的遮蔽和/或光刻技術(shù)的需要而獲得制造電子配線設(shè)備的效應(yīng)的過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是關(guān)于一種形成圖案的方法。該方法包括在基板的第二層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的第一層；藉由使用該聚合引發(fā)劑使一種有機單體經(jīng)歷活性聚合，在該第一層上選擇性地形成一個聚合物層；以及使用該聚合物層作為遮罩，選擇性地蝕刻該第二層。
上述方面強調(diào)本發(fā)明的特定方面。在下文對本發(fā)明的詳細描述中可找到本發(fā)明額外的目的、方面和實施例。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種形成圖案的方法，其包括以下步驟在基板的第二層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的第一層；藉由使用所述聚合引發(fā)劑使一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在所述第一層上選擇性地形成一個聚合物層；以及使用所述聚合物層作為遮罩，選擇性地蝕刻所述第二層。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的形成圖案的方法，在所述基板的第二層上選擇性地形成一個第一層包括在所述基板的第二層上選擇性地形成一個底部活性層。
前述的形成圖案的方法，選擇性地形成所述底部活性層包括藉由噴墨法在所述第二層上選擇性地涂覆包含所述聚合引發(fā)劑的材料，從而選擇性地形成所述底部活性層。
前述的形成圖案的方法，選擇性地形成所述底部活性層包括以包含所述聚合引發(fā)劑的材料涂布所述基板的第二層；以及選擇性地鈍化所述材料的聚合活性，以便選擇性地形成所述底部活性層。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種形成圖案的方法，其包括以下步驟在基板的第二層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的第一層；藉由使第一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在所述第一層上選擇性地形成一個第一聚合物層；藉由使第二有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在所述第一聚合物層上選擇性地形成一個第二聚合物層；以及使用所述第二聚合物層作為遮罩，選擇性地蝕刻所述第二層。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的形成圖案的方法，在所述第二層上選擇性地形成所述第一層包括在所述第二層的部分或整個表面上形成一個底部活性層。
前述的形成圖案的方法，其中所述的第一聚合物層能夠溶解于一溶劑中。
前述的形成圖案的方法，選擇性地形成所述底部活性層包括藉由噴墨法在所述第二層上選擇性地涂覆包含所述聚合引發(fā)劑的材料，以便選擇性地形成所述底部活性層。
前述的形成圖案的方法，選擇性地形成所述底部活性層包括以包含所述聚合引發(fā)劑的材料涂布所述第二層的整個表面；以及選擇性地鈍化所述材料的聚合活性，以便選擇性地形成所述底部活性層。
前述的形成圖案的方法，選擇性地鈍化所述材料的聚合活性包括遮蔽并照射所述材料。
前述的形成圖案的方法，選擇性地鈍化所述材料的聚合活性包括以激光束、電子束或UV燈選擇性地照射所述材料。
前述的形成圖案的方法，其中所述的第二聚合物層具有反應(yīng)性離子蝕刻抗性，及選擇性地蝕刻所述第二層包括藉由反應(yīng)性離子蝕刻來蝕刻所述第二層。
前述的形成圖案的方法，選擇性地形成一個底部活性層包括藉由噴墨法在所述第二層上選擇性地涂覆包含所述聚合引發(fā)劑的材料，以便選擇性地形成所述底部活性層。
前述的形成圖案的方法，選擇性地形成一個底部活性層包括以包含所述聚合引發(fā)劑的材料涂布所述第二層；以及選擇性地鈍化所述材料的聚合活性，以便選擇性地形成所述底部活性層。
前述的形成圖案的方法，選擇性地鈍化所述材料的聚合活性包括遮蔽并照射所述材料。
前述的形成圖案的方法，選擇性地鈍化所述材料的聚合活性包括以激光束、電子束或以UV燈選擇性地照射所述材料。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種制造電子設(shè)備的方法，其包括以下步驟在基板的配線材料層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的底部活性層；藉由使用所述聚合引發(fā)劑使一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在所述底部活性層上選擇性地形成一個聚合物層；以及使用所述聚合物層作為遮罩，選擇性地蝕刻所述配線材料層以便形成所述電子設(shè)備的配線。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的制造電子設(shè)備的方法，進一步包括藉由將包含所述聚合物層的所述配線材料層浸入一溶劑，從所述配線材料層移除所述聚合物層。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1A至1D展示在基板的SiOx薄膜上形成圖案的示意性過程。
圖2A至2D展示形成液晶顯示器陣列基板配線的過程的前部分。
圖3E至3H展示形成液晶顯示器陣列基板配線的過程的后部分。
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的形成圖案的方法其具體實施方式
、方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。
除非明確定義，否則本文所使用的所有技術(shù)和科學術(shù)語具有相同于聚合物和材料化學中熟練技術(shù)人員通常所理解的含義。
盡管本文描述了合適的方法和材料，但是與本文所描述的方法和材料類似或等價的所有方法和材料均可用于實踐或測試本發(fā)明。本文所提及的美國專利是以全文引用的方式并入本文。在沖突之處，將以本說明書(包括定義)為準。此外，除非另外之處，否則所有材料、方法及實例均為說明性而非意欲為限制性。
第一實施例在考慮下列各項時可更好地理解該第一實施例。首先，在基板的第二層的表面上選擇性地形成一個包含一種聚合引發(fā)劑(polymerizationinitiator)的底部活性層(underlying active layer)，其中該第二層能夠藉由常規(guī)方式來蝕刻。
可將硅基板或玻璃基板用作該基板。
可將諸如金屬層或絕緣材料層(SiOx、SiN、TEOS(四乙氧基硅烷)或多孔有機材料層)等配線材料層涂覆于該第一層上以作為第二層。例如ITO(銦錫氧化物)層等透明導電材料層也可用作該第二層。也可將用于MOS(金屬氧化物半導體)晶體管活性層的多晶硅層用作該第二層。
對聚合引發(fā)劑的選擇取決于將被聚合的單體和聚合條件。
可用于活性聚合的單體為乙烯、1-丙烯、1-丁烯、1-戊烯，1-己烯、苯乙烯和苯乙烯衍生物、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯)。優(yōu)選的單體為苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯。
可藉由促進活性自由基、陽離子和陰離子聚合的引發(fā)劑來引發(fā)活性聚合。其中，優(yōu)選為促進活性自由基聚合的引發(fā)劑。
通常，可將具有聚合引發(fā)基團的硅烷偶合劑用作聚合引發(fā)劑。例如，為了聚合甲基丙烯酸甲酯，可使用2-(4-氯磺?；交?乙基三氯硅烷(″CTS″)。
可使用下文將解釋的兩種方法中的任一種來形成包含聚合引發(fā)劑的底部活性層。
一種方法是藉由噴墨方法在該第二層的表面上選擇性地涂覆用于底部活性層的材料。另一種方法是在基板的第二層的整個表面上涂布用于底部活性層的材料，并且隨后使所涂布的材料的一個必要部分的聚合活性鈍化。鈍化包括使用遮罩以從(例如)UV燈(紫外線燈)獲得的光束暴光該必要部分，或以激光束選擇性地照射該必要部分，或者可使用電子束。
由于底部活性層可在較短時期內(nèi)僅形成于第二層的所選部分，因此前一種方法較為簡便。但是，可使用其它方式來選擇性地形成該底部活性層。
其次，藉由使一種有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在底部活性層上形成一個聚合物層。隨后使用該聚合物層作為遮罩來選擇性地蝕刻該第二層，從而形成所需的圖案。
如前述，甲基丙烯酸甲酯(下文稱為MMA)或苯乙烯可用作單體。以有機溶液的形式使用這些有機單體，其中這些有機單體溶解于有機溶劑中。適合的溶劑包括苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、二甲苯混合物、茴香醚、氯苯、鄰二氯苯或二氯苯混合物，以及這些溶劑的任意組合。可向有機溶液中添加各種添加劑。
藉由將基板浸入有機單體溶液中來執(zhí)行活性自由基聚合，因為可保持底部活性層與含有該有機單體的有機溶液接觸。
在執(zhí)行活性自由基聚合時，較佳最小化反應(yīng)場中的氧，且最佳排出反應(yīng)場中的氧。最小化反應(yīng)場中的氧含量可促進活性自由基聚合，結(jié)果形成較厚的聚合物層。聚合物層的厚度可從約10nm變化到約450nm，其包括約50nm、約100nm、約150nm、約200nm、約250nm、約300nm、約350nm以及約400nm。聚合物層的優(yōu)選厚度是從約250nm變化到約350nm。聚合物層更為優(yōu)選的厚度是約300nm。
可將反應(yīng)性離子蝕刻(″RIE″)、化學干式刻蝕(″CDE″)或藉由化學材料的濕式刻蝕用于蝕刻該蝕刻層。
如前述，可藉由在基板的蝕刻層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的底部活性層并且隨后使用該聚合引發(fā)劑使有機聚合物經(jīng)歷活性自由基聚合以便在底部活性層上形成一個聚合物層，從而形成用作遮罩的聚合物層。因此，相對于要求昂貴的暴光裝置和顯示劑的常規(guī)方法，形成抗蝕劑圖案的過程變得較為簡單和廉價，其中這些常規(guī)方法涉及昂貴的暴光和顯影過程以便使用光刻技術(shù)來形成抗蝕劑圖案。
活性自由基聚合在大體上正交于底部活性層表面的方向上依次地聚合。因此，聚合物層具有緊密遵循底部活性層的形狀。此外，聚合物層具有陡峭側(cè)面。因此，藉由使用從活性自由基聚合獲得的聚合物層作為遮罩來蝕刻該第二層，可形成緊密遵循聚合物層圖案的精確圖案。
精確圖案可形成在基板上，無需采用常規(guī)形成抗蝕劑圖案所必須的復雜的程序。
第二實施例首先，在基板的蝕刻層的表面上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的底部活性層。
基板和將被蝕刻的蝕刻層可使用相同的材料。
對聚合引發(fā)劑的選擇取決于將要聚合的有機聚合物的種類。通常將具有聚合引發(fā)基團的硅烷偶合劑(coupling agent)用于聚合引發(fā)劑。
可藉由大體上相同于第一實施例中所示的方法來形成底部活性層。
藉由使第一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在底部活性層上選擇性地形成一個能夠溶解于溶劑中的第一聚合物層。藉由使第二有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在該第一聚合物層上形成一個具有反應(yīng)性離子蝕刻抗性(″RIE抗性″)的第二聚合物層。
可分別將苯乙烯和MMA用作第一和第二有機單體。以有機溶液的形式使用這些有機單體，其中這些有機單體溶解于有機溶劑中。苯乙烯和MMA的濃度是其中將發(fā)生活性聚合的濃度?？稍谟袡C溶液中添加各種添加劑。
藉由將基板浸入第一有機單體溶液來執(zhí)行形成第一聚合物層的活性自由基聚合，因為可保持底部活性層與第一有機單體溶液接觸。
藉由將其上形成有該第一聚合物層的基板浸入第二有機單體來執(zhí)行形成第二聚合物層的活性自由基聚合，因為可保持該第一聚合物層與第二有機單體溶液接觸。因為第一聚合物層的表面歸因于氧的存在而仍具有活性，因此當?shù)谝痪酆衔锏幕罨砻娼佑|第二有機單體溶液時，發(fā)生活性自由基聚合。因此，在第一聚合物層上形成所需的第二聚合物層。
隨后執(zhí)行反應(yīng)性離子蝕刻以便使用該第二聚合物層作為遮罩來蝕刻該第二層，從而形成所需的圖案。
如前述，藉由在基板的第二層上選擇性地形成包含聚合引發(fā)劑的底部活性層，隨后藉由使用該聚合引發(fā)劑使第一有機聚合物經(jīng)歷活性自由基聚合，從而形成第一聚合物層；并且藉由使第二有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，形成第二聚合物層。
因此，相對于要求昂貴的暴光裝置和顯示劑的常規(guī)方法，形成抗蝕劑圖案的過程變得較為簡單和廉價，其中這些常規(guī)方法涉及復雜的暴光和顯影過程以便使用光刻技術(shù)來形成抗蝕劑圖案。
活性自由基聚合在大體上正交于底部活性層表面的方向上依次地聚合。因此，第一和第二聚合物層具有緊密遵循底部活性層的形狀。此外，這些聚合物層具有陡峭側(cè)面。因此，藉由使用第二聚合物層作為遮罩來蝕刻該蝕刻層，可形成緊密遵循聚合物層的圖案的精確圖案。
由于第二聚合物層具有RIE抗性，因此當使用第二聚合物作為遮罩來蝕刻該蝕刻層時，可避免該第二聚合物快速損耗。同時，第一和第二聚合物層可易于從蝕刻后的基板上移除，因為對一種溶劑具有溶解性的第一聚合物層可易于從基板上移除并且溶解于該特定溶劑。二甲苯可用作移除第一和第二聚合物層的溶劑。
精確圖案可形成在基板上，無需采用常規(guī)形成抗蝕劑圖案所必須的復雜的程序。此外，在形成圖案之后可易于從基板移除遮罩，與藉由常規(guī)方式產(chǎn)生的圖案相比，其可使形成抗蝕劑圖案的過程更為簡單且更為廉價。
第三實施例此第三實施例中所示的制造電子設(shè)備的方法包括使用大體上相同于第一實施例中所示的遮罩來蝕刻配線材料層的過程。換句話說，此方法提供在基板的配線材料層表面上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的底部活性層的過程；藉由使有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合在底部活性層上形成一個聚合物層的過程；以及藉由使用該聚合物層作為遮罩來選擇性地蝕刻該配線材料層從而形成配線的過程。
可將Al、Al合金(諸如Al-Cu或Al-Cu-Si)、多晶硅、高熔點金屬(諸如W、Mo或Ti)、這些高熔點金屬的硅化物或TiN用于配線材料。
將制造的配線可用于門電極(gate electrode)、第一或其它層的一或多個配線等等。
如前述，藉由在基板的蝕刻層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的底部活性層，隨后藉由使用該聚合引發(fā)劑使有機聚合物經(jīng)歷活性自由基聚合以便形成聚合物層，從而形成用于蝕刻遮罩的該聚合物層。因此，相對于要求昂貴的暴光裝置和顯示劑的常規(guī)方法，形成抗蝕劑圖案的過程變得較為簡單和廉價，其中這些常規(guī)方法涉及使用光刻技術(shù)的復雜的暴光和顯影過程。
因為活性自由基聚合大體上在正交于底部活性層表面的方向上依次地聚合，因此聚合物層具有緊密遵循底部活性層的形狀。此外，聚合物層具有陡峭側(cè)面。因此，藉由使用聚合物層作為遮罩來蝕刻該蝕刻層，可提供緊密遵循聚合物層的圖案的精確圖案。
因此，無需實行復雜的過程來形成精確抗蝕劑圖案即可容易地且廉價地制造具有精確配線的電子設(shè)備。
第四實施例對應(yīng)于第四實施例的制造電子設(shè)備的方法包括使用大體上相同于第二實施例中所示的遮罩來蝕刻配線材料層的過程。換句話說，此方法包括在基板的第二層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的底部活性層；藉由使用該聚合引發(fā)劑使第一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在該底部活性層上選擇性地形成第一聚合物層；藉由使第一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合在該第一聚合物層上選擇性地形成第二聚合物層；以及使用該第二聚合物層作為遮罩來選擇性地蝕刻該第二層。
用于配線層的材料可相同于或類似于上文實施例中所示的材料。將要制造的配線可用于門電極、第一或其它層的一或多個配線等等。
第四實施例實現(xiàn)對涉及暴光和顯影過程以使用光刻技術(shù)來形成抗蝕劑圖案的昂貴的暴光裝置和顯示劑的省略，因為可藉由在基板的蝕刻層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的底部活性層，隨后藉由使用該聚合引發(fā)劑使第一有機聚合物經(jīng)歷活性自由基聚合以形成第一聚合物層，且隨后藉由使第二有機聚合物經(jīng)歷活性自由基聚合以形成第二聚合物層，從而可獲得用作遮罩的聚合物層。
因為活性自由基聚合在大體上正交于底部活性層表面的方向上依次地聚合，因此第一和第二聚合物層具有緊密遵循底部活性層的形狀。此外，聚合物層具有陡峭側(cè)面。因此，藉由使用第二聚合物層作為遮罩來蝕刻該蝕刻層，可形成緊密遵循聚合物層的圖案的精確圖案。
由于第二聚合物層具有RIE抗性，因此在使用第二聚合物作為遮罩來蝕刻配線材料層時，可避免該第二聚合物快速損耗。因此，可獲得精確配線。同時，在蝕刻過程之后可易于從基板上移除第一和第二聚合物層，因為在一種溶劑中具有溶解性的第一聚合物層可易于從基板基礎(chǔ)并且溶解于該特定溶劑。因此，可獲得相對于常規(guī)配線具有高可靠性的配線，因為藉由氧灰化可移除抗蝕劑圖案，其中氧灰化對配線可產(chǎn)生負面影響。
因此，無需實行復雜的過程來形成精確抗蝕劑圖案即可容易地且廉價地制造具有精確配線的電子設(shè)備。此外，由于可易于從基板移除遮罩，因此制造電子設(shè)備的過程變得更為簡單。
現(xiàn)在參照附圖，其中在所有的幾個圖式中相同的參考數(shù)字表示相同或?qū)?yīng)部分，下文將解釋實用實例。
實例1如圖1A中所示，首先在硅基板1的表面上沉積SiOx薄膜2。進一步將Al-Si合金層3蒸發(fā)到SiOx薄膜2上。
在藉由純水清潔Al-Si合金層3并干燥之后，藉由噴墨方法將溶解于甲苯中的CTS的溶液以具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案(line and spacepattern)涂覆到Al-Si合金層3的表面上。在干燥涂覆的溶液之后，如圖1B所示，在Al-Si合金層3的表面上形成一個帶狀(zonal)底部活性層4，其形成具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案。
隨后，將該硅基板浸入處于在約60℃到約80℃之間變化的反應(yīng)溫度下的混合溶液中，其包含約50體積％的茴香醚、溴化銅(I)、鷹爪豆堿、2-溴基異丁酸乙酯以及MMA(溴化銅(I)∶鷹爪豆堿∶2-溴基異丁酸乙酯∶MMA的摩爾比為約10∶20∶1∶3000)。
還可能藉由每分鐘預定數(shù)量向硅基板提供振動以防止在聚合物中產(chǎn)生任何分層。
攪動混合溶液60分鐘以使MMA在選擇性地形成于Al-Si合金層3上的底部活性層4上經(jīng)歷活性自由基聚合。因此，如圖1C中所示，選擇性地形成聚(甲基丙烯酸甲酯)(下文稱為″PMMA″)的帶狀聚合物層5。在此實用實施例中，聚合物層的厚度為約15nm。在無底部活性層4的Al-Si合金層3之處不會形成聚合物層5。
在形成聚合物層5之后，將硅基板1從混合溶液中移除，隨后以純水清潔并干燥。使用聚合物層5作為遮罩，以氯化蝕刻劑進行化學干式刻蝕從而選擇性地蝕刻Al-Si合金層3。因此，如圖ID中所示，提供一個形成具有5-μm節(jié)距的線條和間隔的Al-Si合金圖案6，其緊密遵循聚合物層5的線條和間隔圖案。
實例2現(xiàn)將解釋用以形成底部活性層和聚合物層的過程。用以形成Al-Si合金圖案的其它過程可相同于其它實用實例中所示的過程。
在以純水清潔硅基板并干燥之后，藉由旋涂法在Al-Si合金層的整個表面上涂布CTS溶液。干燥旋涂的CTS溶液以便形成底部活性層。
從低壓汞燈發(fā)射的紫外線(其電功率為50mW)通過具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案的Cr遮罩照射底部活性層，從而鈍化底部活性層的不必要部分的聚合活性。將硅基板浸入處于在約60℃到約80℃之間變化的反應(yīng)溫度下的混合溶液中，其包含約50體積％的茴香醚、溴化銅(I)、鷹爪豆堿、2-溴基異丁酸乙酯和MMA(溴化銅(I)∶鷹爪豆堿∶2-溴基異丁酸乙酯∶MMA的摩爾比為約10∶20∶1∶3000)。還可能以每分鐘預定的數(shù)量向硅基板提供振動，從而防止在聚合物中產(chǎn)生任何分層。
在將混合溶液攪動60分鐘的同時，在底部活性層的聚合活性未被鈍化的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)MMA的活性自由基聚合。因此，以具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案選擇性地形成厚度約15nm的PMMA聚合物層。
此外，替代低壓汞燈，具有40mW電功率的準分子紫外線燈也可鈍化底部活性層的聚合活性。藉由類似方式以具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案選擇性地形成復數(shù)個包含PMMA的厚度約為15nm的聚合物層。
實例3下文將解釋用以形成底部活性層和聚合物層的過程。用以形成Al-Si合金圖案的其它過程可相同于其它實用實例中所示的過程。
首先以純水清潔形成于硅基板上的Al-Si合金層，隨后進行干燥。藉由旋涂法在Al-Si合金層的整個表面涂布CTS溶液，隨后干燥以形成底部活性層。電子束以具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案照射底部活性層從而鈍化底部活性層的不必要部分的聚合活性。
將硅基板浸入處于在約60℃到約80℃之間變化的反應(yīng)溫度下的混合溶液中，其包含約50體積％的茴香醚、溴化銅(I)、鷹爪豆堿、2-溴基異丁酸乙酯和MMA(溴化銅(I)∶鷹爪豆堿∶2-溴基異丁酸乙酯∶MMA的摩爾比為約10∶20∶1∶3000)。還可能以每分鐘預定的數(shù)量向硅基板提供振動以防止聚合物中產(chǎn)生任何分層。
在將混合溶液攪動60分鐘的同時，在底部活性層的聚合活性未被鈍化的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)MMA的活性自由基聚合。因此，以具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案選擇性地形成厚度約15nm的PMMA聚合物層。
此外，替代電子束，可將YAG激光束用于以具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案照射底部活性層，從而鈍化底部活性層的不必要部分的聚合活性。
在這些實用實例中，可在氧濃度大體上小于空氣中氧濃度的大氣下執(zhí)行活性自由基聚合。許多方式可在反應(yīng)場中實現(xiàn)減小的氧濃度，且下列實例是對此過程的說明。例如，在將硅基板浸入混合溶液之后，可藉由一個覆蓋反應(yīng)容器開口的蓋子來密封包含該混合溶液和硅基板的反應(yīng)容器。隨后使用空心纖維模組和脫氣泵來對反應(yīng)容器進行脫氣，同時攪動反應(yīng)容器中的混合溶液。因此，聚合物層的厚度從15nm顯著地增加到25nm?；蛘?，反應(yīng)容器中可充滿不會抑制活性自由基聚合的氣體，例如氮、氬、氦、二氧化碳或其任意組合。
實例4藉由相同或類似于這些三個實用實例中所示的方法以具有5-μm節(jié)距的線條和間隔圖案形成厚度為約15nm的PMMA聚合物層，隨后將該硅基板浸入處于在約90℃到約120℃變化的反應(yīng)溫度下的混合溶液中，其包含約50體積％的茴香醚、溴化銅(I)、鷹爪豆堿、2-溴基異丁酸乙酯和MMA(溴化銅(I)∶鷹爪豆堿∶2-溴基異丁酸乙酯∶MMA的摩爾比為約10∶20∶1∶3000)。還可能以每分鐘預定的數(shù)量向硅基板提供振動以防止聚合物中產(chǎn)生任何分層。
隨后將混合溶液攪動60分鐘以便在所形成的PMMA層頂部進一步形成一個聚苯乙烯的第二聚合物層，其厚度為約10nm。
實例5提供一個尺寸為500mm*600mm的玻璃基板11(圖2A)以作為基板，其涂布有SiO2以防止表面污染。在420℃的基板溫度下，藉由低壓CVD方法在玻璃基板的表面上沉積厚度為50nm的非晶硅(″a-Si″)薄膜。替代SiO2薄膜，可沉積氮化硅(″SiNx″)或SiNx與氧化硅的組合物以形成薄膜。
可將摻雜劑(例如硼)引入a-Si薄膜以便對TFT(薄膜晶體管)進行閾值控制。藉由準分子激光退火過程來使該a-Si-硼摻雜的薄膜結(jié)晶。因此，形成一個硼-摻雜的多晶硅薄膜(″p-Si薄膜″)。或者，藉由燈退火可獲得硼-摻雜的多晶硅薄膜，p-Si薄膜。
藉由旋涂法在p-Si薄膜上涂布抗蝕劑。隨后藉由干燥、圖案化和顯影該抗蝕劑形成抗蝕劑圖案(未圖示)。
藉由CDE(化學干式刻蝕)方法使用該抗蝕劑圖案作為遮罩，以CF4和O2氣體選擇性地蝕刻p-Si薄膜以形成島狀p-Si薄膜12。在藉由灰化過程移除抗蝕劑圖案之后，藉由低壓等離子體CVD方法沉積一個SiO2薄膜，以用于使用TEOS作為材料氣體來形成門絕緣薄膜(gate insulating film)。SiO2薄膜13沉積在玻璃基板11上，且如圖2A所示，p-Si薄膜12具有為20nm的厚度。隨后藉由汽相沉積方法在SiO2薄膜13上沉積鋁。隨后使用抗蝕劑圖案(未圖示)作為遮罩來選擇性地蝕刻鋁，以便形成門電極14。
參照圖2B，使用門電極14作為遮罩，將例如磷等雜質(zhì)選擇性地摻雜入島狀p-Si薄膜12。因此，在p-Si薄膜12中形成n-型源極區(qū)域15和漏極區(qū)域16、以及p-型通道區(qū)域17。
如圖2C中所示，藉由低壓CVD方法在整個面積上沉積氮化硅(SiNx)薄膜18，以用于形成層間絕緣薄膜。隨后在SiNx薄膜18上形成抗蝕劑圖案(未圖示)以作為遮罩。藉由濕式刻蝕方法使用抗蝕劑圖案作為遮罩，選擇性地蝕刻SiNx薄膜18和SiO2薄膜13。因此，如圖2D所示，打開接觸孔19，其底部分別達到源極區(qū)域15和漏極區(qū)域16。
如圖3E所示，藉由濺鍍法將作為配線材料層的Al-Si-Cu合金層20沉積到SiNx薄膜18和接觸孔19上。
以純水清潔Al-Si-Cu合金層20，隨后干燥。藉由噴墨方法將相同或類似于第一實用實例中所示的CTS溶液涂覆到Al-Si-Cu合金層20上可形成配線的部分。在干燥所涂覆的CTS溶液之后，如圖3F所示，在Al-Si-Cu合金層20的表面上選擇性地形成底部活性層21。
隨后將玻璃基板11浸入處于在約60℃到約80℃之間變化的反應(yīng)溫度下的混合溶液中，其包含約50體積％的茴香醚、溴化銅(I)、鷹爪豆堿、2-溴基異丁酸乙酯以及MMA(溴化銅(I)∶鷹爪豆堿∶2-溴基異丁酸乙酯∶MMA的摩爾比為約10∶20∶1∶3000)。還可能藉由每分鐘預定數(shù)量向硅基板提供振動以防止在聚合物中產(chǎn)生任何分層。
在將混合溶液攪動60分鐘的同時，在選擇性形成的底部活性層21上使混合溶液中的MMA經(jīng)歷活性自由基聚合。因此，如圖3G中所示，在Al-Si-Cu合金層20的表面上選擇性地形成厚度為約15nm的PMMA聚合物層22。在Al-Si-Cu合金層20上未形成底部活性層21之處，觀察到無聚合物層22形成。
在活性自由基聚合之后，將玻璃基板11從混合溶液拉出，隨后以純水洗滌并干燥。藉由CDE方法使用聚合物層22作為遮罩，以氯化蝕刻劑選擇性地蝕刻Al-Si-Cu合金層20。因此，最終形成源極配線23和漏極配線24，其經(jīng)由接觸孔19分別連接到源極區(qū)域15和漏極區(qū)域16。配線23和24具有緊密遵循聚合物層22的圖案的形狀。
隨后以有機溶劑移除聚合物層22。隨后藉由常規(guī)方法制造具有TFT和伴隨的液晶顯示器的陣列基板。
顯而易見，根據(jù)上述技術(shù)可對本發(fā)明進行各種修改和變化。因此應(yīng)理解，在本發(fā)明的范圍和隨附權(quán)利要求書的范疇內(nèi)，可以通過不同于本文所具體描述的方法來實施本發(fā)明。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種形成圖案的方法，其特征在于其包括以下步驟在基板的第二層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的第一層；藉由使用所述聚合引發(fā)劑使一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在所述第一層上選擇性地形成一個聚合物層；以及使用所述聚合物層作為遮罩，選擇性地蝕刻所述第二層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成圖案的方法，其特征在于在所述基板的第二層上選擇性地形成一個第一層包括在所述基板的第二層上選擇性地形成一個底部活性層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地形成所述底部活性層包括藉由噴墨法在所述第二層上選擇性地涂覆包含所述聚合引發(fā)劑的材料，從而選擇性地形成所述底部活性層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地形成所述底部活性層包括以包含所述聚合引發(fā)劑的材料涂布所述基板的第二層；以及選擇性地鈍化所述材料的聚合活性，以便選擇性地形成所述底部活性層。
5.一種形成圖案的方法，其特征在于其包括以下步驟在基板的第二層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的第一層；藉由使第一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在所述第一層上選擇性地形成一個第一聚合物層；藉由使第二有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在所述第一聚合物層上選擇性地形成一個第二聚合物層；以及使用所述第二聚合物層作為遮罩，選擇性地蝕刻所述第二層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的形成圖案的方法，其特征在于在所述第二層上選擇性地形成所述第一層包括在所述第二層的部分或整個表面上形成一個底部活性層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形成圖案的方法，其特征在于其中所述的第一聚合物層能夠溶解于一溶劑中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地形成所述底部活性層包括藉由噴墨法在所述第二層上選擇性地涂覆包含所述聚合引發(fā)劑的材料，以便選擇性地形成所述底部活性層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地形成所述底部活性層包括以包含所述聚合引發(fā)劑的材料涂布所述第二層的整個表面；以及選擇性地鈍化所述材料的聚合活性，以便選擇性地形成所述底部活性層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地鈍化所述材料的聚合活性包括遮蔽并照射所述材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地鈍化所述材料的聚合活性包括以激光束、電子束或UV燈選擇性地照射所述材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形成圖案的方法，其特征在于其中所述的第二聚合物層具有反應(yīng)性離子蝕刻抗性，及選擇性地蝕刻所述第二層包括藉由反應(yīng)性離子蝕刻來蝕刻所述第二層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地形成一個底部活性層包括藉由噴墨法在所述第二層上選擇性地涂覆包含所述聚合引發(fā)劑的材料，以便選擇性地形成所述底部活性層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地形成一個底部活性層包括以包含所述聚合引發(fā)劑的材料涂布所述第二層；以及選擇性地鈍化所述材料的聚合活性，以便選擇性地形成所述底部活性層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地鈍化所述材料的聚合活性包括遮蔽并照射所述材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的形成圖案的方法，其特征在于選擇性地鈍化所述材料的聚合活性包括以激光束、電子束或以UV燈選擇性地照射所述材料。
17.一種制造電子設(shè)備的方法，其特征在于其包括以下步驟在基板的配線材料層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的底部活性層；藉由使用所述聚合引發(fā)劑使一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在所述底部活性層上選擇性地形成一個聚合物層；以及使用所述聚合物層作為遮罩，選擇性地蝕刻所述配線材料層以便形成所述電子設(shè)備的配線。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造電子設(shè)備的方法，其特征在于進一步包括藉由將包含所述聚合物層的所述配線材料層浸入一溶劑，從所述配線材料層移除所述聚合物層。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種形成圖案的方法，一個方面是針對于一種形成圖案的方法。在基板的第二層上選擇性地形成一個包含聚合引發(fā)劑的第一層。藉由使用該聚合引發(fā)劑使一有機單體經(jīng)歷活性自由基聚合，在該第一層上選擇性地形成使一個聚合物層。使用該聚合物層作為遮罩，選擇性地蝕刻該第二層。
文檔編號G03F7/00GK1780529SQ20051010560
公開日2006年5月31日 申請日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者桜井直明 申請人:株式會社東芝