專利名稱：采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造薄膜晶體管基板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造薄膜晶體管(TFT)基板的方法。
背景技術(shù)：
通常，在諸如液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示面板(PDP)以及有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)等平板顯示器(FPD)中，采用TFT基板獨(dú)立驅(qū)動(dòng)各像素。以下將具有TFT基板的LCD作為實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
LCD通過(guò)利用液晶的電光特性顯示圖像。為了顯示圖像，LCD包括液晶面板、背光單元以及驅(qū)動(dòng)電路單元。背光單元向液晶面板提供光并且驅(qū)動(dòng)電路單元驅(qū)動(dòng)該液晶面板。
該液晶面板通過(guò)采用由背光單元提供的光顯示圖像。為此，液晶面板包括TFT基板和與其相對(duì)的濾色片基板，在二者之間插入有液晶。
在TFT基板上形成TFT陣列，其中該TFT陣列包括用于向液晶施加電壓的TFT、像素電極和公共電極。
在濾色片基板上形成濾色片陣列，該濾色片陣列包括用于表現(xiàn)各種顏色的紅、綠和藍(lán)濾色片。
現(xiàn)在將簡(jiǎn)單描述用于制造具有該結(jié)構(gòu)的液晶面板的工藝。首先，在由玻璃或者塑料等構(gòu)成的第一基板上形成TFT陣列，并且在也由玻璃或者塑料等構(gòu)成的第二基板上形成濾色片陣列。隨后，在第一和第二基板其中之一上滴注液晶，然后粘結(jié)第一和第二基板，然后進(jìn)行切割，從而完成液晶面板的制造。
在制造液晶面板的過(guò)程中，分別通過(guò)光刻工藝形成位于第一基板上的TFT陣列和位于第二基板上的濾色片陣列。這樣，通過(guò)采用使用掩模的曝光設(shè)備執(zhí)行曝光工藝。
例如，為了在第一基板上制造TFT陣列，使用了5片掩模，并且每一掩模用來(lái)執(zhí)行單一的曝光工藝。具體地，通過(guò)第一掩模工藝形成包括柵線、柵極和公共電極的柵圖案。通過(guò)第二掩模工藝形成柵絕緣層、有源層和歐姆接觸層。通過(guò)第三掩模工藝形成包括數(shù)據(jù)線、源極和漏極的數(shù)據(jù)圖案。通過(guò)第四掩模工藝形成鈍化層。并且通過(guò)第五掩模工藝形成包括像素電極的透明導(dǎo)電圖案。
在曝光工藝中掩模數(shù)量的增加使TFT制造工藝更加復(fù)雜并且延長(zhǎng)了制造TFT所花費(fèi)的時(shí)間，這導(dǎo)致TFT基板和具有該TFT基板的LCD的生產(chǎn)率下降。
因此，已經(jīng)研發(fā)并采用了制造TFT陣列的技術(shù)，在該技術(shù)中采用四輪掩模并且每一掩模執(zhí)行單一曝光工藝。詳細(xì)的說(shuō)，通過(guò)第一掩模工藝形成柵圖案。通過(guò)第二掩模工藝形成柵絕緣層、有源層、歐姆接觸層和數(shù)據(jù)圖案。通過(guò)第三掩模工藝形成鈍化層。并且通過(guò)第四掩模工藝形成透明導(dǎo)電層。這里，第二掩模工藝中采用的掩模為諸如狹縫掩?；蛘甙肷{(diào)掩模的局部曝光掩模。
用于現(xiàn)用的曝光設(shè)備的掩模價(jià)格昂貴。尤其是，與其他掩模相比，局部曝光掩模尤其昂貴。原因在于要在位于要形成TFT溝道的區(qū)域和曝光掩模重疊的區(qū)域的狹縫掩模上形成狹縫圖案，并且要對(duì)半色調(diào)掩模進(jìn)行表面處理以允許50％的光從其中通過(guò)。
此外，由于隨著掩模變大，制造掩模也越來(lái)越困難，掩模制造成本隨著LCD尺寸的增加而成幾何級(jí)數(shù)增加，并因此，制造TFT基板和具有該TFT基板的LCD的單位成本也隨之增加。
當(dāng)前的趨勢(shì)為正在采用大尺寸第一和第二基板以提高生產(chǎn)率并獲得大尺寸LCD。但是在這方面，由于曝光設(shè)備的技術(shù)局限性導(dǎo)致掩模的尺寸并不能適應(yīng)這種趨勢(shì)。
因此，采用了分區(qū)曝光(dividing and exposing)方法，即將第一和第二基板劃分為多個(gè)曝光區(qū)域，然后通過(guò)多次照射進(jìn)行曝光。這里，照射是指曝光單一曝光區(qū)域，并且根據(jù)照射的尺寸確定各曝光區(qū)域的尺寸。這里將參照?qǐng)D1和2對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1為用于說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的通過(guò)多次照射執(zhí)行曝光工藝的平面圖，并且圖2為在圖1的相鄰曝光區(qū)域之間產(chǎn)生的縫缺陷的平面圖。
參照?qǐng)D1和圖2，進(jìn)行多次照射以在第一基板10上形成TFT陣列14。當(dāng)正在進(jìn)行照射時(shí)，發(fā)生諸如平移、旋轉(zhuǎn)以及扭曲等失真，這會(huì)導(dǎo)致每次照射不能準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)并因此在相鄰照射之間，即在相鄰曝光區(qū)域18a、18b、18c和18d之間產(chǎn)生斷續(xù)。
因此，在相鄰曝光區(qū)域18a、18b、18c和18d之間的邊緣會(huì)產(chǎn)生亮度差異。這里，所述縫缺陷是指相鄰曝光區(qū)域18a、18b、18c和18d之間的邊緣區(qū)域在人眼中呈現(xiàn)帶狀。該縫缺陷導(dǎo)致LCD的圖像質(zhì)量變差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提出了一種采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造薄膜晶體管(TFT)基板的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)執(zhí)行采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的曝光工藝提供TFT基板和具有該TFT基板的平板顯示裝置的生產(chǎn)率并降低制造成本。
本發(fā)明提出了一種采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造薄膜晶體管(TFT)基板的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)執(zhí)行采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的曝光工藝防止縫缺陷。
本發(fā)明的前述和其他目的、特征、實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)不限于上述的技術(shù)方案并且對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)通過(guò)如下詳細(xì)描述可以使本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的修改和改進(jìn)更加顯而易見(jiàn)。
本發(fā)明的示例性實(shí)施方式提供了一種采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造TFT基板的方法，該方法包括在基板上形成要用于形成數(shù)據(jù)圖案的數(shù)據(jù)金屬層，該數(shù)據(jù)圖案包括數(shù)據(jù)線和TFT的源極和漏極，該基板上形成有包括柵線和薄膜晶體管的柵極和公共電極的柵圖案以及在所述柵極和公共電極上的柵絕緣層、有源層和歐姆接觸層；在數(shù)據(jù)金屬層上形成光刻膠；通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備第一次曝光位于除了要形成數(shù)據(jù)線和TFT的區(qū)域以外的區(qū)域的光刻膠；通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備第二次曝光位于要形成TFT溝道區(qū)域的光刻膠，所采用的光量比第一次曝光工藝的光量少；并且顯影所述第一次和第二次曝光后的光刻膠。
本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供一種采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造TFT基板的方法，該方法包括通過(guò)第一工藝在基板上形成柵圖案，該柵圖案包括柵線、TFT的柵極和公共電極，所述第一工藝包括采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的單一曝光工藝；通過(guò)第二工藝形成柵絕緣層、有源層和歐姆接觸層，以及包括數(shù)據(jù)線、TFT的源極和漏極的數(shù)據(jù)圖案，所述第二工藝包括采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的兩次曝光工藝；通過(guò)第三工藝形成鈍化層，所述第三工藝包括采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的單一曝光工藝；并通過(guò)第四工藝形成包括像素電極的透明導(dǎo)電圖案，所述第四工藝包括采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的單一曝光工藝。
在根據(jù)本發(fā)明的采用無(wú)掩模曝光設(shè)備用于制造TFT基板的方法中，在曝光工藝中不必采用價(jià)格昂貴的掩模。
因此，可以降低TFT以及具有該TFT的平板顯示裝置的制造單位成本。此外，由于通過(guò)包括兩次曝光工藝的第二工藝形成柵絕緣層、有源層和數(shù)據(jù)圖案，因此可以提高TFT以及具有該TFT的平板顯示裝置的生產(chǎn)率。
而且，要通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備曝光的相鄰的曝光區(qū)域重疊，因此可以防止產(chǎn)生縫缺陷。


所包括的附圖用于提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并包含在說(shuō)明書中構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式并且與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1所示為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)多次照射的曝光工藝的平面圖；圖2所示為在相鄰曝光區(qū)域之間產(chǎn)生縫缺陷的平面圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式按照采用無(wú)掩模曝光設(shè)備和隨后顯影工藝以多級(jí)形式形成光刻膠的結(jié)構(gòu)截面圖；圖4a到4m為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式采用無(wú)掩模曝光設(shè)備用于制造TFT的方法的連續(xù)工藝的截面圖；圖5所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式采用無(wú)掩模曝光設(shè)備用于制造TFT的方法的平面圖；圖6所示為用于說(shuō)明圖5的區(qū)域‘I’的曝光方法的平面圖；圖7所示為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的無(wú)掩模曝光設(shè)備的平面圖；圖8為圖7的數(shù)字微鏡設(shè)備的透視圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖通過(guò)如下詳細(xì)說(shuō)明將使本發(fā)明的上述和其他目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)更加顯而易見(jiàn)。
參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造薄膜晶體管的方法。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式按照采用無(wú)掩模曝光設(shè)備和隨后顯影工藝以多級(jí)形式形成光刻膠的結(jié)構(gòu)的截面圖。
參照?qǐng)D3，在由諸如玻璃或者塑料等材料構(gòu)成的基板100上形成柵圖案，該柵圖案包括柵線以及TFT的柵極112和公共電極114。此外，在基板100和柵圖案上形成柵絕緣層120、有源層130和歐姆接觸層140。在歐姆接觸層140上形成數(shù)據(jù)金屬層150，其中該數(shù)據(jù)金屬層150用于形成包括數(shù)據(jù)線和TFT的源極和漏極的數(shù)據(jù)圖案。在數(shù)據(jù)金屬層上形成在蝕刻數(shù)據(jù)金屬層150時(shí)用作掩模的光刻膠200。這里，該光刻膠200可以具有正或負(fù)感光性，并且在本發(fā)明中，以具有正感光性的光刻膠200作為實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
僅在要形成數(shù)據(jù)線和TFT的區(qū)域(C)形成光刻膠200。原因在于除了要形成數(shù)據(jù)線和TFT的區(qū)域(C)以外，已經(jīng)通過(guò)無(wú)掩模曝光設(shè)備對(duì)區(qū)域(D)處的光刻膠200首先進(jìn)行了曝光。
要形成數(shù)據(jù)線和TFT的區(qū)域(C)處形成的光刻膠200具有多層形式。換句話說(shuō)，要形成TFT溝道的區(qū)域(C1)的光刻膠厚度(T1)小于要形成數(shù)據(jù)線和TFT的源極和漏極的區(qū)域(C2)的厚度(T2)。
這樣做的原因在于采用比無(wú)掩模曝光設(shè)備進(jìn)行首次曝光的光量小的光量對(duì)要形成TFT溝道的區(qū)域(C1)的光刻膠200進(jìn)行第二次曝光。例如，采用無(wú)掩模曝光設(shè)備進(jìn)行首次曝光的光量50％的光量對(duì)要形成TFT溝道的區(qū)域(C1)的光刻膠進(jìn)行第二次曝光。
圖4a到4m為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式采用無(wú)掩模曝光設(shè)備用于制造TFT方法的連續(xù)工藝的截面圖。具體地，圖4a和4b為表示第一工藝的截面圖，圖4c到4i為表示第二工藝的截面圖，圖4j到4k為表示第三工藝的截面圖，并且圖4l和4m為表示第四工藝的截面圖。
為了制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的TFT基板，首先，如圖4a所示，在基板100上形成要形成柵圖案的至少一種柵金屬層110，然后通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備在其上執(zhí)行單一曝光工藝。
詳細(xì)的說(shuō)，例如，在基板100上采用諸如鉻或者鉻合金、鋁或者鋁合金、鉬或者鉬合金、銀或者銀合金、銅或者銅合金、鈦或者鈦合金、鉭或者鉭合金等材料形成至少一種柵金屬層110。這里，可以通過(guò)采用諸如濺射等方法形成柵金屬層。
隨后，在柵金屬層110上形成光刻膠200。這里，為了形成光刻膠200，可以采用旋轉(zhuǎn)涂敷、狹縫涂敷、旋轉(zhuǎn)和狹縫涂敷、無(wú)旋轉(zhuǎn)涂敷和印刷方法其中之一。通過(guò)采用所述方法其中之一形成光刻膠200。
然后，對(duì)于除了要形成柵圖案的區(qū)域(A)以外的區(qū)域(B)的光刻膠進(jìn)行一次曝光。
隨后，通過(guò)采用顯影劑對(duì)該光刻膠200進(jìn)行顯影，然后進(jìn)行蝕刻以及剝離從而形成如圖4b所示的包括柵線、柵極112和公共電極114的柵圖案(第一工藝)。
接下來(lái)，如圖4c所示，在基板100和柵圖案上順序形成柵絕緣層120、有源層130和歐姆接觸層140，在這些層上面，在要形成數(shù)據(jù)圖案的區(qū)域處以一層或者多層的形式形成數(shù)據(jù)金屬層150，并且在數(shù)據(jù)金屬層150上形成光刻膠200。
詳細(xì)地說(shuō)，例如，在基板100和柵圖案上采用諸如SiNX、Si0X等無(wú)機(jī)材料形成至少一層(或者多層)柵絕緣層120。然后，在該柵絕緣層120上采用諸如非晶硅的材料形成有源層130，并且隨后在該有源層130上形成諸如由包括n+摻雜的非晶硅材料構(gòu)成的歐姆接觸層140。這里，為了形成柵絕緣層120、有源層130和歐姆接觸層140，可以采用諸如化學(xué)汽相沉積(CVD)等方法。
此后，采用諸如鉻或者鉻合金、鋁或者鋁合金、鉬或者鉬合金、銀或者銀合金、銅或者銅合金、鈦或者鈦合金、鉭或者鉭合金等材料在歐姆接觸層140上形成一層(或者多層)數(shù)據(jù)金屬層150。這里，為了形成數(shù)據(jù)金屬層150，可以采用諸如濺射的方法?？梢赃B續(xù)形成柵絕緣層120、有源層130、歐姆接觸層140和數(shù)據(jù)金屬層150。
隨后，在數(shù)據(jù)金屬層150上形成光刻膠200。
然后，如圖4d所示，通過(guò)采用非掩模曝光設(shè)備對(duì)于位于除了要形成數(shù)據(jù)線和TFT的區(qū)域(C)以外的區(qū)域(D)的光刻膠200進(jìn)行一次曝光(第一曝光工藝)。
接下來(lái)，如圖4e所示，通過(guò)采用非掩模曝光設(shè)備對(duì)于要形成TFT的溝道區(qū)域(C1)處的光刻膠200進(jìn)行一次曝光。這里，采用比第一曝光工藝少的光量進(jìn)行第二次曝光(第二曝光工藝)。
此后，如圖4f所示，通過(guò)采用顯影劑對(duì)該光刻膠200進(jìn)行顯影以使該光刻膠200具有多層。
并且，如圖4g所示，一起蝕刻數(shù)據(jù)金屬層150、歐姆接觸層140和有源層130從而暴露在除了要形成數(shù)據(jù)線和TFT的區(qū)域(C)以外的區(qū)域(D)的柵絕緣層120。
然后，如圖4h所示，通過(guò)灰化工藝去除位于要形成TFT的溝道區(qū)域(C1)處的光刻膠。這里，可以局部去除要形成數(shù)據(jù)線和TFT的源極和漏極的區(qū)域(C2)的光刻膠200。
隨后，如圖4i所示，在蝕刻并剝離位于要形成TFT的溝道區(qū)域(C1)的數(shù)據(jù)金屬層150和歐姆接觸層140時(shí)，形成包括數(shù)據(jù)線152、源極154和漏極156的數(shù)據(jù)圖案。因此，形成TFT的溝道CH并暴露已經(jīng)形成有TFT的溝道CH的區(qū)域(C1)的有源層130(第二工藝)。
此后，如圖4j所示，形成鈍化層160以覆蓋數(shù)據(jù)圖案、有源層130和柵絕緣層120，在該鈍化層上通過(guò)使用無(wú)掩模曝光工藝執(zhí)行單一曝光工藝。
詳細(xì)地說(shuō)，例如，采用具有負(fù)光敏特性的丙烯基材料形成鈍化層160以覆蓋數(shù)據(jù)圖案、有源層130和柵絕緣層120。這里，為了形成鈍化層160，可以采用旋轉(zhuǎn)涂敷、狹縫涂敷、旋轉(zhuǎn)和狹縫涂敷、無(wú)旋轉(zhuǎn)涂敷和印刷方法其中之一。可選地，除了負(fù)光敏特性的有機(jī)材料以外，還可以采用正光敏特性的有機(jī)材料?；蛘撸€可以采用諸如SiNx或者SiOx的無(wú)機(jī)材料替代有機(jī)材料而將鈍化層160形成為一層或者多層?？蛇x地，可以通過(guò)混合有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料而將鈍化層160形成為一層或者多層。
此后，在位于除了要形成暴露部分漏極156的接觸孔區(qū)域(E)以外的區(qū)域(F)通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備對(duì)鈍化層160進(jìn)行曝光一次。
然后，如圖4k所示，對(duì)鈍化層160進(jìn)行顯影以形成接觸孔162和鈍化層160(第三工藝)。
隨后，如圖4l所示，在鈍化層160和通過(guò)接觸孔162暴露的漏極156上形成要形成透明導(dǎo)電圖案的透明導(dǎo)電層170。并且在透明導(dǎo)電層170上形成光刻膠200，通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備在光刻膠200上執(zhí)行一次曝光工藝。
具體地，例如，采用諸如ITO或者IZO的材料在鈍化層160和通過(guò)接觸孔162暴露的漏極156上形成透明導(dǎo)電層170。這里，可以采用濺射方法形成透明導(dǎo)電層170。
然后，通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備對(duì)于位于除了要形成透明導(dǎo)電圖案的區(qū)域(G)以外的區(qū)域(H)的光刻膠200進(jìn)行一次曝光。
隨后，如圖4m所示，通過(guò)顯影劑對(duì)光刻膠200進(jìn)行顯影然后進(jìn)行蝕刻和剝離以形成包括像素電極172的透明導(dǎo)電圖案(第四工藝)。
圖5所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式采用無(wú)掩模曝光設(shè)備用于制造TFT的方法的平面圖，并且圖6所示為用于說(shuō)明圖5的區(qū)域‘I’曝光方法的平面圖，參照?qǐng)D5和圖6，在基板100上形成用于通過(guò)第一工藝形成柵圖案、通過(guò)第二工藝形成柵絕緣層120、有源層130、歐姆接觸層140和數(shù)據(jù)圖案并且通過(guò)第四工藝形成透明導(dǎo)電圖案其中之一的光刻膠，將基板100劃分為多個(gè)曝光區(qū)域180a、180b、180c和180d。或者，在基板100上形成鈍化層160。這里，為了對(duì)光刻膠200或者鈍化層160曝光，采用無(wú)掩模曝光設(shè)備。
為了避免在劃分為多個(gè)曝光區(qū)域180a、180b、180c和180d的基板上曝光光刻膠200或者鈍化層160時(shí)可能產(chǎn)生的縫缺陷，將相鄰的曝光區(qū)域180a、180b、180c和180d相互重疊的區(qū)域設(shè)計(jì)為壘高拼裝(lego)圖案L1和L2。這里，壘高拼裝圖案L1和L2是指在彼此重疊時(shí)可以作為整體具有連續(xù)性的拼案。
例如，對(duì)于曝光區(qū)域180a和180b重疊的區(qū)域(I)，在曝光區(qū)域180a處形成壘高拼裝圖案L1并在曝光區(qū)域180b處形成壘高拼裝圖案L2。然后，在曝光工藝期間通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備使壘高拼裝圖案L1和L2重疊從而具有連續(xù)性，因此防止產(chǎn)生縫缺陷。
圖7所示為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的無(wú)掩模曝光設(shè)備的平面圖，并且圖8為圖7的數(shù)字微鏡設(shè)備的透視圖。
參照?qǐng)D7，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的無(wú)掩模曝光設(shè)備300包括工作臺(tái)310、光源單元320、光收集單元330、圖像形成單元340和數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)350。
工作臺(tái)310可以形成為沿導(dǎo)軌移動(dòng)?；?00真空吸附在工作臺(tái)310上。這里，為了通過(guò)第一工藝形成柵圖案、通過(guò)第二工藝形成柵絕緣層120、有源層130、歐姆接觸層140和數(shù)據(jù)圖案并且通過(guò)第四工藝形成透明導(dǎo)電圖案其中之一，在基板100上已經(jīng)形成有光刻膠200或者鈍化層160。以下，將采用在基板100上形成光刻膠200的情況作為實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
光源單元320包括至少一用于發(fā)光的燈。這里，燈具有光學(xué)光纖陣列。
光收集單元330包括用于收集來(lái)自光源單元320發(fā)出的光的透鏡331，在經(jīng)過(guò)透鏡331的光的光路上形成的棒狀光學(xué)合成器(integrator)334，以及與透鏡331相對(duì)設(shè)置的透鏡332，其中所述棒狀光學(xué)合成器334設(shè)置于兩透鏡之間。
圖像形成單元340包括包含透鏡341和342的第一圖像形成光學(xué)系統(tǒng)、包括透鏡343和344的第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)以及位于第一和第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)之間的微鏡陣列346和掩模板348。
如圖8所示，DMD 350包括微鏡351和352以及形成在微鏡351和352下側(cè)的存儲(chǔ)器單元358。
微鏡351和352分別形成單一像素。該微鏡351和352可以按照柵(柵格)形狀排列。例如，將1024×768個(gè)微鏡以柵格形狀排列。這里，微鏡351和352在垂直方向和水平方向的排列間距為幾微米到幾十微米。
微鏡351和352分別反射從光源單元320發(fā)射的光，為此分別在微鏡351和352的各表面上形成具有高反射率的材料，諸如鋁。這里，該反射率可以達(dá)到90％或者更多。
通過(guò)分別形成在其下側(cè)的包括樞軸354和卡箍356的支架來(lái)支撐微鏡351和352。該微鏡351和352可以分別圍繞對(duì)角線相對(duì)于存儲(chǔ)器單元358在±α°，即，±10°的范圍內(nèi)移動(dòng)。通過(guò)施加存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元358中的曝光數(shù)據(jù)來(lái)控制該微鏡351和352的移動(dòng)。
詳細(xì)地說(shuō)，例如，當(dāng)微鏡351根據(jù)施加于其上的曝光數(shù)據(jù)開(kāi)啟時(shí)，其相對(duì)于存儲(chǔ)器單元358呈+α°角移動(dòng)，并且隨著微鏡351反射光，光照射到光刻膠200上。
這樣，可以控制微鏡351的開(kāi)啟時(shí)間來(lái)控制曝光量，但是，本發(fā)明并不限于此。例如，可以縮短微鏡351的開(kāi)啟時(shí)間以減少曝光量，或者可以延長(zhǎng)微鏡351的開(kāi)啟時(shí)間以增加曝光量。
當(dāng)微鏡352根據(jù)施加于其上的曝光數(shù)據(jù)關(guān)閉時(shí)，其相對(duì)于存儲(chǔ)器單元358呈-α°角移動(dòng)，并且由于關(guān)閉了微鏡352而沒(méi)有光照射到光刻膠200上。即，通過(guò)光吸收單元吸收由關(guān)閉的微鏡352反射的光。
存儲(chǔ)器單元358存儲(chǔ)曝光數(shù)據(jù)。例如，該存儲(chǔ)器單元358可以是CMOS。
存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元358中的曝光數(shù)據(jù)為用于控制各微鏡351和352運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)。隨著通過(guò)曝光數(shù)據(jù)控制微鏡351和352的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)受控的微鏡351和352執(zhí)行曝光工藝和隨后的顯影工藝使得光刻膠200具有所需的圖案。這里，例如，曝光數(shù)據(jù)可以是例如用于通過(guò)第一工藝形成柵圖案、通過(guò)第二工藝形成柵絕緣層120、有源層130、歐姆接觸層140和數(shù)據(jù)圖案以及通過(guò)第四工藝形成透明導(dǎo)電圖案的數(shù)據(jù)。此外，曝光數(shù)據(jù)可以是對(duì)應(yīng)于壘高拼裝圖案L1和L2的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在將對(duì)于如上所述構(gòu)造的無(wú)掩模曝光設(shè)備300的操作進(jìn)行說(shuō)明。首先，來(lái)自光源單元320的光經(jīng)過(guò)透鏡331從而被收集到棒狀光學(xué)合成器334中。光在棒狀光學(xué)合成器334中行進(jìn)并實(shí)現(xiàn)全反射。此時(shí)，轉(zhuǎn)變光的方向使其與棒狀光學(xué)合成器334的縱向平行并且光的截面強(qiáng)度變得很均勻。隨后，光經(jīng)過(guò)透鏡332，通過(guò)鏡面360反射然后經(jīng)過(guò)全反射棱鏡370照射在DMD 350上。
當(dāng)將存儲(chǔ)在DMD 350的存儲(chǔ)器單元358中的曝光數(shù)據(jù)施加到微鏡351和352時(shí)，微鏡351和352分別圍繞對(duì)角線相對(duì)于存儲(chǔ)器單元358呈±α°范圍傾斜。此時(shí)，已經(jīng)通過(guò)全反射棱鏡370照射在DMD 350上的光通過(guò)微鏡351和352相對(duì)于存儲(chǔ)器單元358呈±α°范圍被反射。
通過(guò)光吸收單元吸收由微鏡351反射的光，其中該微鏡351相對(duì)于存儲(chǔ)器單元358呈-α°傾斜，同時(shí)通過(guò)微鏡352反射的光沿第一圖像形成光學(xué)系統(tǒng)的方向前進(jìn)，其中所述微鏡352相對(duì)于存儲(chǔ)器單元358呈+α°傾斜。
通過(guò)第一圖像形成光學(xué)系統(tǒng)將已經(jīng)通過(guò)DMD 350進(jìn)入第一圖像形成光學(xué)系統(tǒng)的光放大幾倍，然后成像到微透鏡陣列346上。在從成像到微透鏡陣列346上的光中去除微弱的光以后，使其進(jìn)入第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)。第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)將已經(jīng)經(jīng)過(guò)微鏡陣列346以后到來(lái)的光放大幾倍。
然后，通過(guò)移動(dòng)位于第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)和基板100之間的棱鏡對(duì)380控制光的焦點(diǎn)。隨后，將受控焦點(diǎn)的光照射在基板100的所有曝光區(qū)域180a、180b、180c和180d中的局部曝光區(qū)域180a、180b、180c和180d的光刻膠200上。
隨后，隨著工作臺(tái)310的移動(dòng)，以光掃描位于基板100上的光刻膠的方式將光順序照射在所有曝光區(qū)域180a、180b、180c和180d的光刻膠200上。
通過(guò)一系列如上所述的掃描工藝，可以對(duì)基板100上的光刻膠進(jìn)行一次曝光。這樣，通過(guò)增加掃描的次數(shù)，在顯影以后，光刻膠可以形成為多層。
為了描述和說(shuō)明目的，提供了對(duì)于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的上述描述，并且本發(fā)明不希望窮盡于或者限制于所述公開(kāi)的簡(jiǎn)單形式，根據(jù)上述的啟示或者從實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程中可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和變形。
因此，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明希望覆蓋包括在本發(fā)明所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種變形和等效結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造薄膜晶體管基板的方法，該方法包括在基板上形成用于形成數(shù)據(jù)圖案的數(shù)據(jù)金屬層，該數(shù)據(jù)圖案包括數(shù)據(jù)線和TFT的源極和漏極，該基板上形成有包括柵線和薄膜晶體管的柵極和公共電極的柵圖案以及形成于所述柵線、柵極和公共電極上的柵絕緣層、有源層和歐姆接觸層；在數(shù)據(jù)金屬層上形成光刻膠；通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備第一次曝光位于除了要形成數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管的區(qū)域以外的區(qū)域的光刻膠；通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備第二次曝光位于要形成薄膜晶體管溝道區(qū)域的光刻膠，所采用的光量比第一次曝光工藝的光量少；并且顯影所述第一次和第二次曝光后的光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將其上形成有所述數(shù)據(jù)金屬層的基板劃分為多個(gè)曝光區(qū)域，并且所述多個(gè)曝光區(qū)域中相鄰曝光區(qū)域以壘高拼裝圖案的形狀彼此重疊并且進(jìn)行曝光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)顯影所述光刻膠時(shí)，要形成薄膜晶體管溝道區(qū)域的光刻膠厚度小于要形成薄膜晶體管的源極和漏極區(qū)域的光刻膠厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用數(shù)字微鏡設(shè)備作為所述第一次和第二次曝光工藝中的無(wú)掩模曝光設(shè)備以執(zhí)行無(wú)掩模曝光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述數(shù)字微鏡設(shè)備包括存儲(chǔ)器單元，用來(lái)存儲(chǔ)用于第一次和第二次曝光光刻膠的曝光數(shù)據(jù)；以及微鏡，根據(jù)施加的曝光數(shù)據(jù)控制該微鏡的開(kāi)啟和關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將所述基板分為多個(gè)曝光區(qū)域，并且所述曝光數(shù)據(jù)包括對(duì)應(yīng)于將多個(gè)曝光區(qū)域中彼此重疊的相鄰曝光區(qū)域結(jié)合為整體的壘高拼裝圖案的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第一次和第二次曝光工藝中，在向微鏡施加曝光數(shù)據(jù)時(shí)，采用通過(guò)所述開(kāi)啟的微鏡反射的光。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其特征在于，在第二次曝光中對(duì)于曝光量的微鏡開(kāi)啟時(shí)間比第一次曝光工藝微鏡開(kāi)啟的時(shí)間要短。
9.一種采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造薄膜晶體管基板的方法，該方法包括通過(guò)第一工藝在基板上形成柵圖案，該柵圖案包括柵線、薄膜晶體管的柵極和公共電極，所述第一工藝包括采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的單一曝光工藝；通過(guò)第二工藝形成柵絕緣層、有源層和歐姆接觸層以及包括數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管的源極和漏極的數(shù)據(jù)圖案，所述第二工藝包括采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的兩次曝光工藝；通過(guò)第三工藝形成鈍化層，所述第三工藝包括采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的單一曝光工藝；并且通過(guò)第四工藝形成包括像素電極的透明導(dǎo)電圖案，所述第四工藝包括采用無(wú)掩模曝光設(shè)備的單一曝光工藝。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，將其上形成有所述數(shù)據(jù)金屬層的基板劃分為多個(gè)曝光區(qū)域，并且所述多個(gè)曝光區(qū)域中相鄰曝光區(qū)域以壘高拼裝圖案的形式彼此重疊并且進(jìn)行曝光。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述兩次曝光工藝中的每次分別采用不同的曝光量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述兩次曝光工藝包括通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備對(duì)于位于除了要形成數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管的區(qū)域以外的區(qū)域的光刻膠執(zhí)行第一次曝光；通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備對(duì)位于要形成薄膜晶體管溝道區(qū)域的光刻膠執(zhí)行第二次曝光，該第二次曝光所采用的光量比第一次曝光工藝的光量少。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述無(wú)掩模曝光設(shè)備通過(guò)采用電子微鏡設(shè)備執(zhí)行無(wú)掩模曝光。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述電子微鏡設(shè)備包括存儲(chǔ)器單元，用來(lái)存儲(chǔ)用于第一次和第二次曝光光刻膠的曝光數(shù)據(jù)；以及微鏡，根據(jù)施加的曝光數(shù)據(jù)控制該微鏡的開(kāi)啟和關(guān)閉。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，將所述基板劃分為多個(gè)曝光區(qū)域，并且所述曝光數(shù)據(jù)包括對(duì)應(yīng)于將多個(gè)曝光區(qū)域中彼此重疊的相鄰曝光區(qū)域結(jié)合為整體的壘高拼裝圖案的數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在所述曝光工藝中，在向微鏡施加曝光數(shù)據(jù)時(shí)，采用通過(guò)所述開(kāi)啟的微鏡反射的光。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在所述第二次曝光中對(duì)于曝光量的微鏡開(kāi)啟時(shí)間比第一次曝光工藝中微鏡開(kāi)啟的時(shí)間短。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造薄膜晶體管(TFT)的方法。一種采用無(wú)掩模曝光設(shè)備制造TFT基板的方法包括在基板上形成用于形成數(shù)據(jù)圖案的數(shù)據(jù)金屬層，該數(shù)據(jù)圖案包括數(shù)據(jù)線和TFT的源極和漏極，該基板上形成有包括柵線和薄膜晶體管的柵極和公共電極的柵圖案以及形成于所述柵線、柵極和公共電極上的柵絕緣層、有源層和歐姆接觸層；在數(shù)據(jù)金屬層上形成光刻膠；通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備第一次曝光位于除了要形成數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管的區(qū)域以外的區(qū)域的光刻膠；通過(guò)采用無(wú)掩模曝光設(shè)備第二次曝光位于要形成薄膜晶體管溝道區(qū)域的光刻膠，所采用的光量比第一次曝光工藝的光量少；并且顯影所述第一次和第二次曝光后的光刻膠。
文檔編號(hào)G03F7/00GK101078883SQ200610145450
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
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