專(zhuān)利名稱(chēng)：陣列基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種陣列基板的制造方法，特別是關(guān)于一種可減少接觸窗關(guān)鍵尺寸損
失的陣列基板的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著科技進(jìn)步，具有省電、無(wú)幅射、體積小、低耗電量、平面直角、高解析度、畫(huà)質(zhì)穩(wěn) 定等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)的液晶顯示器，為原先處獨(dú)占地位的傳統(tǒng)映像管屏幕(簡(jiǎn)稱(chēng)CRT)帶來(lái)了莫大 的沖擊，尤其是現(xiàn)今各式信息產(chǎn)品如手機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)、數(shù)字相機(jī)、PDA、液晶屏幕等產(chǎn)品 越來(lái)越普及，亦使得液晶顯示器(LCD)的需求量大大提升。 液晶顯示器主要包括一液晶顯示面板以及一背光模塊(backlightmodule)，其中 液晶顯示面板是由一彩色濾光片基板(color filter)、一薄膜晶體管陣列基板(TFT array substrate)以及配置于此兩基板之間的液晶層所構(gòu)成，而背光模塊是用以提供此液晶面板 所需的面光源，以使液晶顯示器達(dá)到顯示的效果。 請(qǐng)參閱圖1，為公知技術(shù)的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)俯視圖。液晶顯示器具有復(fù)數(shù)個(gè)排列 整齊的數(shù)組式像素單元，每一個(gè)像素單元由一像素電極10和一薄膜晶體管12所構(gòu)成，其中 薄膜晶體管12包含有一柵極(未圖標(biāo))、一信道層122、一源極124與一漏極126。其中，通 道層覆蓋于柵極上方，且源極124與漏極126之間具有一通道128。雖柵極未以圖標(biāo)顯示， 但其與掃瞄線(xiàn)14電性連接自不待言，而源極124電性連接數(shù)據(jù)線(xiàn)16，漏極126與像素電極 10做一電性連接。其中，薄膜晶體管12用來(lái)做為液晶顯示器像素單元的開(kāi)關(guān)組件。
但是，在薄膜晶體管制作過(guò)程中，常會(huì)因?yàn)槁O與源極通道(SD channel)制程殘 留等問(wèn)題，使得一些金屬微?；蛘呤菍?dǎo)電的污染物在完成蝕刻及清洗制程后，仍殘留在薄 膜晶體管的通道處，產(chǎn)生點(diǎn)缺陷，造成薄膜晶體管中源極與漏極之間的通道發(fā)生短路情況， 破壞薄膜晶體管控制開(kāi)關(guān)的作用。 請(qǐng)參閱圖2A至圖2H，為公知陣列基板對(duì)應(yīng)制程的流程圖。目前，于主動(dòng)式陣列基 板的制作，一般經(jīng)由五道或四道微影制程的制程，以下以薄膜晶體管區(qū)、像素區(qū)以及配置于 掃描線(xiàn)周邊電路的電極端子區(qū)的截面圖做為說(shuō)明。 首先，如圖2A所示，使用濺鍍(sputter)等鍍膜方式且使用第一道光罩(未圖示) 將鉻、鋇、巨、鋁、銅、鉬或其合金，選擇性形成復(fù)數(shù)個(gè)金屬區(qū)塊于玻璃基板2的表面上，作為 第一金屬層21，以做為掃描線(xiàn)與柵極。 接著使用等離子體化學(xué)汽相沉積(CVD)、濺鍍等鍍膜方式，如圖2B所示，依序形成 一絕緣層22、一半導(dǎo)體層23、一第二金屬層24以及一光阻層PR。然后，利用第二道光罩HM 將光阻層PR曝光以形成未曝光部分、完全曝光部分以及半色調(diào)曝光部分的不同膜厚的第 一光阻圖案PR"如圖2C所示。 接著，以第一光阻圖案PI^為屏蔽，利用等離子體進(jìn)行光阻的灰化(Ashing)及一 般的干式蝕刻方式以蝕刻半導(dǎo)體層，接著施以濕蝕刻制程蝕刻第二金屬層而依序形成源 極、漏極，亦即，進(jìn)行源極與漏極的分離。然后，除去第一光阻圖案P&，如圖2D所示。
接著，如圖2E所示，利用涂布感光性丙烯酸系有機(jī)光阻25，為一平坦層，用以使陣 列基板的表面變成平坦。 如圖2F所示，然后，使用第三道光罩(未圖示)，灰化(ashing)部分感光性丙烯酸 系有機(jī)光阻25與絕緣層22以到達(dá)第一金屬層21、第二金屬層24，令第一金屬層21和第二 金屬層24部分露出。接著，利用濺鍍法或涂布法等在玻璃基板的整面被覆形成透明導(dǎo)電膜 26。透明導(dǎo)電膜26—般是使用氧化銦錫(IT0)等金屬氧化膜。 然后，使用第四光罩(未圖示)，形成如圖2G所示，第二光阻圖案P&為屏蔽選擇 性蝕刻透明導(dǎo)電膜26，進(jìn)行像素電極的圖案化。然后，如圖2H所示，除去不要的第二光阻圖 案PR2，玻璃基板2就成為主動(dòng)式陣列基板。 將依此方式得到的陣列基板和彩色濾光片基板貼合而制作成液晶面板，接著組裝 背光模塊以及驅(qū)動(dòng)電路以構(gòu)成各種液晶顯示裝置。 為了制作主動(dòng)式陣列基板，上述的制作方法需要四道光罩，使得制程前置時(shí)間 (lead time)拉長(zhǎng)，又因作為像素電極的底層的平坦化膜曝露灰化反應(yīng)中，會(huì)有較大的膜厚 損失，所以接觸窗會(huì)有較大的關(guān)鍵尺寸損失，且在制作接觸孔洞時(shí)，由于第二金屬層在平坦 層的微影制程中，于顯影完成后已經(jīng)露出，再覆蓋透明導(dǎo)電膜之前若在經(jīng)歷一干蝕刻制程， 漏極與源極表面將遭受長(zhǎng)時(shí)間的等離子體轟擊，而容易造成漏極與源極(第二金屬層)的 表面缺陷，將影響第二金屬層與透明導(dǎo)電膜的接觸阻抗與附著性，使成為良率降低的要因。
因此本發(fā)明提供一陣列基板的制作方法，利用一半色調(diào)光罩制程并相對(duì)應(yīng)改變制 作流程，使陣列基板可以減少制程時(shí)間，并減低接觸窗關(guān)鍵尺寸的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種陣列基板的制作方法，利用一半色調(diào)光罩制程并 相對(duì)應(yīng)改變制作流程，以減少制程時(shí)間，并減低接觸窗關(guān)鍵尺寸的損失。 本發(fā)明提供了一種陣列基板的制造方法，其步驟至少包括形成復(fù)數(shù)個(gè)金屬區(qū)塊 于一基底上的第一區(qū)域以及第二區(qū)域內(nèi)；在基底上依序形成一絕緣層以及一半導(dǎo)體層，并 覆蓋于上述的復(fù)數(shù)個(gè)金屬區(qū)塊上；涂布一第一光阻層于基底上，并覆蓋半導(dǎo)體層及其下方 的金屬區(qū)塊上；利用一半色調(diào)光罩在金屬區(qū)塊上方形成一第一光阻圖案與一第二光阻圖 案；移除第二光阻圖案及其下方的半導(dǎo)體層與絕緣層，用以曝露出第二區(qū)域內(nèi)的金屬區(qū)塊； 保留第一光阻圖案，并移除剩余的第一光阻層；移除未被第一光阻圖案覆蓋而曝露的半導(dǎo) 體層；以及在第一區(qū)域的半導(dǎo)體層上形成一源極與一漏極。 因此，本發(fā)明所提供的液晶顯示器的陣列基板制造方法，是將制作流程做一變更 且利用半色調(diào)光罩進(jìn)行曝光蝕刻，使第二金屬層不需再經(jīng)過(guò)蝕刻，及可直接鍍上透明導(dǎo)電 膜，使良率提高；另外，本發(fā)明的制程皆在同一個(gè)真空腔體中進(jìn)行，不需破真空移至另一真 空腔體中進(jìn)行反應(yīng)，故減少搬運(yùn)時(shí)間可縮短整體制程時(shí)間。


圖1為公知技術(shù)的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2A至圖2H為公知陣列基板截面的制程流程圖；以及 圖3A至圖31為本發(fā)明一實(shí)施例陣列基板截面的制程流程圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明10像素電極12薄膜晶體管14掃瞄線(xiàn)16數(shù)據(jù)線(xiàn)312柵極122、331 通道層124、341 源極126 、342漏極128 通道2玻璃基板21、31第一金屬層22 、32絕緣層23、33半導(dǎo)體層24、34第二金屬層25感光性丙烯酸系有機(jī)光阻26透明導(dǎo)電膜
3 基底35平坦層36像素電極310共通電極332奧姆接觸層HMi半色調(diào)光罩M3第三光罩PR光阻層PR第一光阻圖案PR2第二光阻圖案PR3第三光阻圖案
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容結(jié)合組件的相對(duì)位置關(guān)系與顯示面板的結(jié)構(gòu)特征，以陣列基板上其薄膜晶體管區(qū)與其端子區(qū)的截面圖來(lái)做介紹如下，其余乃與現(xiàn)有技術(shù)相同，故不多加贅述。 請(qǐng)參照?qǐng)D3A至圖31，為本發(fā)明一實(shí)施例陣列基板橫截面的制程流程圖。首先，如圖3A所示，先提供一基底3，其基底為一透明絕緣基板，其材質(zhì)可為玻璃、石英或塑料等。接著濺鍍一金屬材料于基底3上，形成一第一金屬層31于基底3上表面，然后，涂布一光阻層并利用一第一光罩做曝光、蝕刻，以圖案化第一金屬層31，形成一共通電極310與一柵極312等復(fù)數(shù)個(gè)金屬區(qū)塊于基底3的上表面。 而共通電極310與柵極312的材質(zhì)可為導(dǎo)電單層或多層金屬或其合金，如鋁(A1)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉬鎢(MoW)或其合金等。如圖中所示，以下將以第一區(qū)域?yàn)楸∧ぞw管區(qū)，第二區(qū)域?yàn)槎俗訁^(qū)做為說(shuō)明；其中第二區(qū)域更可以包含電容結(jié)構(gòu)、I內(nèi)部靜電防護(hù)環(huán)(inner short-ring)或是一外部防護(hù)靜電環(huán)(outer short-ring)結(jié)構(gòu)，即第二區(qū)域中的金屬區(qū)塊共通電極310(第一金屬層31)可以利用后續(xù)制程以形成不同組件達(dá)到各自功效。
如圖3B所示， 一絕緣層32形成于共通電極310與柵極線(xiàn)312等復(fù)數(shù)金屬區(qū)塊上。接著，一通道層331沉積于絕緣層32上，一奧姆接觸層332沉積于通道層331上；其中，通道層331與奧姆接觸層332可視為一半導(dǎo)體層33，設(shè)置于絕緣層32上方。
接著，如圖3C所示，一光阻層PR形成于半導(dǎo)體層33上。其中，光阻層PR可藉由旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)或非旋轉(zhuǎn)涂布(Spinless coating)等方式形成。隨后，以一半色調(diào)光罩HMi (亦可稱(chēng)為半透膜光罩)進(jìn)行曝光、蝕刻，以圖案化光阻層PR，依半色調(diào)光罩HMi的特性可將曝光區(qū)分為第一曝光區(qū)、第二曝光區(qū)與第三曝光區(qū)。 依照上述所區(qū)分的第一曝光區(qū)、第二曝光區(qū)與第三曝光區(qū)，對(duì)照?qǐng)D3D所示，其中第一曝光區(qū)泛指薄膜晶體管區(qū)域，其所對(duì)應(yīng)的半色調(diào)光罩H^為遮避區(qū)，故圖案化后所形成的第一光阻圖案P&為未曝光部分，具有突起較厚的光阻層PR。 第二曝光區(qū)泛指第二區(qū)域，即端子部、電容結(jié)構(gòu)、內(nèi)部靜電防護(hù)環(huán)或是外部防護(hù)靜 電環(huán)區(qū)域結(jié)構(gòu)，其所對(duì)應(yīng)的半色調(diào)光罩HMi為穿透區(qū)，故圖案化后所形成的第二光阻圖案 PR2為完全曝光部份，形成一下凹且較薄的光阻層PR。 第三曝光區(qū)泛指第一區(qū)域及第二區(qū)域以外之處，即像素區(qū)域，其所對(duì)應(yīng)的半色調(diào)
光罩HMi為半穿透區(qū)，故圖案化后所形成的第三光阻圖案為一半色調(diào)曝光部分，形成一中間
厚度(相較于第一光阻圖案及第二光阻圖案PR2的厚度)的光阻層PR。 如圖3E所示，于后續(xù)制程中蝕刻已曝光的光阻層PR，并移除第二光阻圖案PR2及
其下方部分的半導(dǎo)體層33及絕緣層32，以露出第二區(qū)域中的共通電極310。 接著，如圖3F所示，利用灰化制程，將第一光阻圖案P&之外的剩余光阻層PR移
除，即將第三光阻圖案PR3利用灰化反應(yīng)將其移除。并繼續(xù)將未被光阻圖案所覆蓋的部分
半導(dǎo)體層33蝕刻移除，形成如圖3G所示。 隨后，將光阻圖案移除，并于第一區(qū)域中沉積一第二金屬層34，利用一第二光罩 (未圖示)將其第二金屬層34圖案化，以形成一源極341與一漏極342 ;其中，在形成源極 341以及漏極342時(shí)，位于源極341與漏極342之間的奧姆接觸層332會(huì)被移除。
如圖3H所示，于基底3涂布一平坦層35，其中平坦層35可用丙烯酸系有機(jī)材料制 成。再利用一第三光罩M3將其平坦層35圖案化，并利用微影制成以形成復(fù)數(shù)個(gè)接觸孔貫 穿平坦層35，以暴露出共通電極310與漏極342 ;其中，在微影制成中更依序進(jìn)行一漂白步 驟(I-line bleaching)以及一交聯(lián)反應(yīng)(Curing)，可使得平坦層35內(nèi)部形成三維網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，可大幅提升其機(jī)械強(qiáng)度、耐酸堿能力及耐候性等。 再者，如圖31所示，在此平坦層35凹凸的表面結(jié)構(gòu)上，涂布一透明導(dǎo)電膜，例如 氧化銦等金屬氧化物，并利用一第四光罩將透明導(dǎo)電膜圖案化，形成像素電極36;其中，像 素電極36藉由接觸孔與共通電極310與漏極342電性連接。至此為止，液晶顯示器的陣列 基板的基本組件已大致構(gòu)筑完成。 隨后，透過(guò)與彩色濾光片基板貼合而制作成液晶面板，接著組裝背光模塊以及驅(qū) 動(dòng)電路以構(gòu)成各種液晶顯示裝置。 根據(jù)上述的說(shuō)明，可以了解本發(fā)明的技術(shù)特征在于 (1)因本發(fā)明的平坦層不需長(zhǎng)時(shí)間曝露灰化反應(yīng)中，且其不需在經(jīng)過(guò)一道干蝕刻 制程，故可以減少平坦膜的膜厚損失，可減少接觸窗的關(guān)鍵尺寸損失以及影響鄰近區(qū)域亮 度的現(xiàn)象發(fā)生(crosstalk)。 (2)另外，可以避免第二金屬層被離子轟擊而造成的表面缺陷，使得第二金屬層與 透明導(dǎo)電膜之間的接觸阻抗與附著性可有效控制。 (3)對(duì)于整體陣列基板制程而言，可以減少制作接觸孔的蝕刻制程，縮短產(chǎn)出時(shí) 間。本發(fā)明的制程皆在同一個(gè)真空腔體中進(jìn)行，不需破真空移至另一真空腔體中進(jìn)行反應(yīng)， 故減少搬運(yùn)時(shí)間可縮短整體制程時(shí)間。 本發(fā)明雖以較佳實(shí)例闡明如上，然其并非用以限定本發(fā)明精神與發(fā)明實(shí)體僅止于 上述實(shí)施例。對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，當(dāng)可輕易了解并利用其它組件或方式來(lái) 產(chǎn)生相同的功效。是以，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均應(yīng)包含在權(quán)利要求 書(shū)內(nèi)。
權(quán)利要求
一種陣列基板的制造方法，其特征在于，至少包括形成復(fù)數(shù)個(gè)金屬區(qū)塊于一基底上的第一區(qū)域以及第二區(qū)域內(nèi)；在該基底上依序形成一絕緣層以及一半導(dǎo)體層，并覆蓋于該些金屬區(qū)塊上；涂布一光阻層于該基底上，并覆蓋于該半導(dǎo)體層及其下方的該些金屬區(qū)塊上；利用一半色調(diào)光罩在該些金屬區(qū)塊上方形成一第一光阻圖案與一第二光阻圖案；移除該第二光阻圖案及其下方的該半導(dǎo)體層與該絕緣層，用以曝露出該第二區(qū)域內(nèi)的該些金屬區(qū)塊；保留該光阻圖案，并移除剩余的該光阻層；移除未被該光阻圖案覆蓋而曝露的該半導(dǎo)體層；以及在該第一區(qū)域的該半導(dǎo)體層上形成一源極與一漏極。
2. 如權(quán)利要求l的陣列基板的制造方法，其特征在于，該第一光阻圖案與該第二光阻 圖案分別透過(guò)該第一區(qū)域以及該第二區(qū)域中的一第一曝光區(qū)域與一第二曝光區(qū)域形成。。
3. 如權(quán)利要求2的陣列基板的制造方法，其特征在于，還包含形成一第三曝光區(qū)域于 該第一曝光區(qū)域與該第二曝光區(qū)域之間的該半導(dǎo)體層上方，用以形成第三光阻圖案。
4. 如權(quán)利要求3的陣列基板的制造方法，其特征在于，該第一曝光區(qū)域?yàn)橐晃雌毓獠?分，而該第二曝光區(qū)域?yàn)橐煌耆毓獠糠忠约霸摰谌毓鈪^(qū)域?yàn)橐话肷{(diào)曝光部分。
5. 如權(quán)利要求3的陣列基板的制造方法，其特征在于，該半色調(diào)光罩用以使該些曝光 區(qū)域所對(duì)應(yīng)的光阻圖案具有不同的厚度，其中該第一光阻圖案的厚度大于該第三光阻圖 案，而該第二光阻圖案小于該第三光阻圖案。
6. 如權(quán)利要求3的陣列基板的制造方法，其特征在于在，移除該第二光阻圖案的步驟之后，所移除的剩余的該光阻層為該第三光阻圖案，其所使用的方法為一灰化制程。
7. 如權(quán)利要求l的陣列基板的制造方法，其特征在于，該第二區(qū)域利用該金屬區(qū)塊與 一像素電極接觸。
8. 如權(quán)利要求l的陣列基板的制造方法，其特征在于，該第二區(qū)域的該金屬區(qū)塊形成 一電容結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求1的陣列基板的制造方法，其特征在于，在形成該源極與漏極之后，還包 含下列步驟在該基板上形成一包含復(fù)數(shù)個(gè)接觸孔的平坦層；以及形成一像素電極于該平坦層上，其中該像素電極與該漏極或是該第二區(qū)域的該金屬區(qū) 塊可經(jīng)由該接觸孔電性連接。
10. 如權(quán)利要求9的陣列基板的制造方法，其特征在于，形成包含有該些接觸孔的平坦 層的方法為一微影制程。
11. 如權(quán)利要求10的陣列基板的制造方法，其特征在于，在形成該平坦層之后，還依序 包含有一漂白步驟以及交聯(lián)反應(yīng)。
12. 如權(quán)利要求l的陣列基板的制造方法，其特征在于，上述形成該些金屬區(qū)塊于該基 底上表面的步驟，包含下列步驟濺鍍一金屬材料層于該基底上； 涂布另一光阻層于該金屬材料層上表面；以及使用一光罩對(duì)該金屬材料層進(jìn)行微影蝕刻程序，而形成該些金屬區(qū)塊。
13. 如權(quán)利要求l的陣列基板的制造方法，其特征在于，形成該半導(dǎo)體層的步驟，包含 下列步驟形成一通道層于該絕緣層上；以及 在該通道層上方形成奧姆接觸層。
14. 如權(quán)利要求13的陣列基板的制造方法，其特征在于，在該半導(dǎo)體層上形成該源極 以及該漏極時(shí)，位于該源極與該漏極之間的該奧姆接觸層會(huì)被移除。
15. 如權(quán)利要求1的陣列基板的制造方法，其特征在于，在形成該源極與該漏極的步驟 之前，還包含移除該第一光阻圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種陣列基板的制造方法，其步驟至少包括形成復(fù)數(shù)個(gè)金屬區(qū)塊于一基底上的第一區(qū)域以及第二區(qū)域內(nèi)；在基底上依序形成一絕緣層以及一半導(dǎo)體層，并覆蓋于上述的復(fù)數(shù)個(gè)金屬區(qū)塊上；涂布一第一光阻層于基底上，并覆蓋半導(dǎo)體層及其下方的金屬區(qū)塊上；利用一半色調(diào)光罩在金屬區(qū)塊上方形成一第一光阻圖案與一第二光阻圖案；移除第二光阻圖案及其下方的半導(dǎo)體層與絕緣層，用以曝露出第二區(qū)域內(nèi)的金屬區(qū)塊；保留第一光阻圖案，并移除剩余的第一光阻層；移除未被第一光阻圖案覆蓋而曝露的半導(dǎo)體層；以及在第一區(qū)域的半導(dǎo)體層上形成一源極與一漏極。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101728333SQ20081016752
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者陸文正 申請(qǐng)人:華映視訊(吳江)有限公司;中華映管股份有限公司