专利名称：光刻胶组合物及用它形成薄膜图案的方法以及用它制备薄膜晶体管阵列板的方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻胶组合物，用它形成薄膜图案的方法，及用它制备薄膜晶体管阵列板的方法。
背景技术：
诸如有源矩阵(AM)液晶显示器(LCD)和有源矩阵有机发光二极管(OLED)显示器等有源型显示器包括多个以矩阵形式排列的像素，该像素具有切换元件和很多将信号传输至切换元件的信号线，如栅极线和数据线。像素的切换元件选择性地将数据信号从数据线传输到像素，以响应从栅极线接收的栅极信号。根据数据信号，LCD的像素调节入射光的透射率，及OLED显示器的像素调节光发射的亮度。
LCD显示器和OLED显示器包括具有TFT的面板、场发生电极、信号线等。面板具有分层结构，该分层结构包括若干个导电层和绝缘层。栅极线、数据线和场发生电极由不同的导电层形成并由绝缘层分开。
导电层和绝缘层通常通过平版印刷和蚀刻工艺形成图案，该工艺包括光刻胶薄膜的涂布、曝光和显影，以及利用显影的光刻胶薄膜湿法或干法蚀刻上述各层。
在湿法蚀刻过程中，光刻胶薄膜暴露于蚀刻剂。该蚀刻剂通常包含可以在光刻胶薄膜的表面形成裂缝或产生开口的强酸。因此，在裂缝或开口下面的部分层会被蚀刻出来，进而导致在已构图的层中产生缺陷。
发明内容
本发明减少了用于导电或绝缘薄膜构图的光刻胶薄膜中的裂缝。
在以下的说明中将示出本发明的其他特点，其中部分特点在所述说明中显而易见，也可以通过实施本发明来了解。
本发明公开了一种光刻胶组合物，其包含-具有下式的酚醛清漆树脂 式中R1、R2、R3和R4中的每个是氢原子或具有1～6个碳原子的烷基，并且n是0～3的整数；-具有Z1-SH或SH-Z2-SH的巯基化合物，其中每个Z1和Z2是含有1～20个碳原子的烷基或烯丙基；-感光剂；及-溶剂。
本发明还公开了一种形成薄膜图案的方法，该方法包括在基板上沉积导电或非导电薄膜；在基板上涂布光刻胶组合物；将光刻胶组合物曝光，以形成掩膜构件(masking member)；及利用该掩膜构件蚀刻所述薄膜，其中所述光刻胶组合物包含-具有下式的酚醛清漆树脂 式中R1、R2、R3和R4中的每个是氢原子或具有1～6个碳原子的烷基，并且n是0～3的整数；-具有Z1-SH或SH-Z2-SH的巯基化合物，其中每个Z1和Z2是含有1～20个碳原子的烷基或烯丙基；-感光剂；及-溶剂。
本发明还公开了制备薄膜晶体管阵列板的方法，该方法包括在基板上形成包括栅极的栅极线；在栅极线上形成栅极绝缘层；在栅极绝缘层上形成半导体层；在半导体层上形成包括源极和漏极的数据线；及形成与漏极连接的像素电极，其中所述形成步骤中至少有一个包括平版印刷和蚀刻工艺，该平版印刷和蚀刻工艺包括在基板上沉积导电或非导电薄膜；在薄膜上涂布光刻胶组合物；曝光该光刻胶组合物，以形成掩膜构件；及使用该掩膜构件蚀刻所述薄膜，其中该光刻胶组合物包含-具有下式的酚醛清漆树脂 式中R1、R2、R3和R4中的每个是氢原子或具有1～6个碳原子的烷基，并且n是0～3的整数；-具有Z1-SH或SH-Z2-SH的巯基化合物，其中每个Z1和Z2是含有1～20个碳原子的烷基或烯丙基；-感光剂；及-溶剂。
应当理解，前面的概述和下面的详述是示例性和解释性的，其目的是进一步地解释本发明。
为进一步理解本发明而引入的并构成本说明书一部分的附图，与说明书一起阐明本发明的具体实施方式
，以解释本发明的原理。
图1是根据本发明实施方案的TFT阵列板的布局图。
图2是图1所示TFT阵列板沿着线II-II’的截面图。
图3和图4是图1和图2所示TFT阵列板在其根据本发明实施方案的制备方法的开始两步操作中的截面图。
图5A、7A、10A和12A是在其制备方法的中间操作中图1和图2所示的TFT阵列板间的平面图。
图5B和图6是图5A所示的沿着线VB-VB’的TFT阵列板的截面图。
图7B是图7A所示的沿着线VIIB-VIIB’的TFT阵列板的截面图。
图8和图9是在图7B所示的操作之后的连续两步操作期间图7A所示的沿着线VIIB-VIIB’的TFT阵列板的截面图。
图10B和图11是图10A所示的沿着线XB-XB’的TFT阵列板的截面图。
图12B是图12A所示的沿着线XIIB-XIIB’的TFT阵列板的截面图。
图13是根据本发明的另一个实施方案的TFT阵列板的布局图。
图14是图13所示的沿着线XIV-XIV’的TFT阵列板的截面图。
图15和图16是图13和图14所示的TFT阵列板在其根据本发明实施方案的制备方法的前两步操作期间的截面图。
图17A、22A和23A是在其制备方法的中间操作中图1-2B所示的TFT阵列板的布局图。
图17B是图17A所示的沿着线XVIIB-XVIIB’的TFT阵列板的截面图。
图18、19、20和21是在图17B所示的操作之后的连续两步操作中图7A所示的沿着线XVIIB-XVIIB’的TFT阵列板的截面图。
图22B和图23B是图22A和图23A所示的分别沿着线XXIIB-XXIIB’和XXIIIB-XXIIIB’的TFT阵列板的截面图。
图24是在强焙烧条件下光刻胶薄膜的回流温度的扫描电子显微镜照片。
图25示出以巯基化合物的含量为函数的光刻胶薄膜不溶分数(％)的图表。
具体实施例方式
下文中将参照附图更详细地描述本发明，其中给出了本发明的优选实施方式。然而，本发明可以多种不同的方式来实施，不应当理解成本发明仅限于本文中所阐述的具体实施方式
。
根据本发明的光刻胶组合物包括具有化学式1的酚醛清漆树脂、具有化学式2的巯基化合物、感光剂(sensitizer)和溶剂。
酚醛清漆树脂可以通过苯酚单体和醛在酸催化剂下的反应获得。
苯酚单体可以是选自苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻乙基苯酚、间乙基苯酚、对乙基苯酚、邻丁基苯酚、间丁基苯酚、对丁基苯酚、2，3-二甲苯、2，4-二甲苯、2，5-二甲苯、2，6-二甲苯、3，4-二甲苯、3，5-二甲苯、3，6-二甲苯、2，3，5-三甲基苯酚、3，4，5-三甲基苯酚、对苯基苯酚、间苯二酚、对苯二酚、对苯二酚单甲基醚、连苯三酚、氯代葡萄糖醇(chloroglucinol)、羟基联苯、双酚-A、没食子酸、α-萘酚和β-萘酚中的一种或多种。
醛可以是选自甲醛、p-甲醛、苯甲醛、硝基苯甲醛和乙醛中的一种或多种。
酸催化剂可以是选自盐酸、硝酸、硫酸、甲酸和草酸中的一种或多种。
酚醛清漆树脂在光刻胶组合物中的重量百分比为约5～50wt％。
巯基化合物可以是选自2-巯基甲苯、3-巯基甲苯、4-巯基甲苯、3-巯基丙酸乙酯、3-巯基丙酸甲酯、3-巯基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙硫醚、2-巯基嘧啶、2-巯基-4-嘧啶酮、2-巯基-对二甲苯，4-巯基-间二甲苯和1-十二烷基硫醇中的至少一种化合物。
巯基化合物可以防止光刻胶薄膜被蚀刻剂导致裂缝、裂开、开口等(下文称为裂缝)。具体地，巯基化合物可以降低蚀刻剂对光刻胶薄膜的化学接触。从而，巯基化合物作为抗蚀刻添加剂以防止在光刻胶薄膜中形成裂缝。
巯基化合物在光刻胶组合物中的重量百分比为约0.5～15wt％。例如，当巯基化合物的量少于约0.5wt％时，抗蚀刻性降低。相反，当巯基化合物的含量大于15wt％时，会形成具有缺陷的薄膜图案，这是因为很难控制光刻胶薄膜的感光速度，而且不能辨别曝光部分和未曝光部分的边界。
光刻胶组合物中的感光剂与光反应并产生光化学产物。感光剂可以选自任何类型的常规感光剂。然而，依据本发明的实施方案，感光剂是选自具有如下结构的化合物
及 式中每个R和R’为氢原子、2，1-重氮基萘醌-4-磺酸酯或者2，1-重氮基萘醌-5-磺酸酯。R1～R5中的每个为氢原子、包括约1～6个碳原子的烷基、包括约1～6个碳原子的烷氧基或者包括约4～10个碳原子的环烷基。R6、R8、R10和R12各自为氢原子或者包括约1～6个碳原子的烷基。R7、R9、R11和R13各自为氢原子、包括约1～6个碳原子的烷基、包括约1～6个碳原子的烷氧基或者包括约4～10个碳原子的环烷基。
感光剂在光刻胶组合物中的重量百分比为约3～20wt％。例如，当感光剂的量少于大约3wt％时，感光性太低；而感光剂的量大于大约20wt％时，感光性太高。
光刻胶组合物还可以包含添加剂如含有环氧基或者氨基的硅氧烷化合物。例如，该硅氧烷化合物可以包括(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)三乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)二甲基甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷、3，4-环氧丁基三甲氧基硅烷、3，4-环氧丁基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷或氨丙基三甲氧基硅烷等。该添加剂改善了光刻胶组合物的固化和耐热性能。
光刻胶组合物还可以包括其他添加剂，例如增塑剂、稳定剂或表面活性剂。
酚醛清漆树脂、巯基化合物、感光剂和添加剂可以溶解在有机溶剂中。例如，有机溶剂可以包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲基乙基醚、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、乙酸甲基纤维素、乙酸乙基纤维素、二乙二醇乙酸甲酯、二乙二醇乙酸乙酯、丙酮、甲基异丁基酮、环己酮、二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、二乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、四氢呋喃、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲基纤维素、乙基纤维素、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、二丙二醇甲基醚、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷或辛烷等。
实施方案1光刻胶组合物的制备将重量比为约40∶60的间甲酚和对甲酚的甲酚混合物(Mw＝8000)与甲醛在草酸作为催化剂的条件下进行缩聚，得到酚醛清漆树脂。
大约30wt％所制得的酚醛清漆树脂、大约10wt％具有化学式9和10的感光剂和大约0～17wt％的1-十二烷基硫醇溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中，得到组成比例如表1所示的光刻胶组合物。
平版印刷和蚀刻在基本相同的工艺条件下，利用所制备的光刻胶组合物形成金属图案。
准备几个玻璃基板，并在每个基板上依次沉积下部的Mo薄膜、Al薄膜和上部的Mo薄膜。将光刻胶组合物分别旋涂在上部的Mo薄膜上，以形成光刻胶薄膜，并将光刻胶薄膜在大约100～110℃下预烘焙约90秒。
利用曝光器将光刻胶薄膜曝光，并且通过打桨显影技术(paddledevelopment)进行显影。
制备含有磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)和醋酸(CH3COOH)的蚀刻剂，并将其填充在蚀刻箱中。将带有已显影的光刻胶薄膜的基板浸泡在蚀刻箱中的蚀刻剂中，以蚀刻金属薄膜。
当在任何基板上的光刻胶薄膜的表面破裂时，立即将基板从蚀刻剂中取出。
对于每一个基板，监视是否产生裂缝，如果产生裂缝，记录产生该裂缝的时间。结果示于下面的表1中。
表1
◎在60秒内破裂○在60秒后破裂△在120秒内破裂×在180秒后没有破裂●在130℃回流▲在125℃回流×在120℃回流表1显示，添加巯基化合物可以显著地减少裂缝。
具体地，对于具有相同含量的酚醛清漆树脂和感光剂的组合物而言，当加入约0～0.4wt％量的巯基化合物(对比例(CE)5-9)时，在光刻胶薄膜浸泡在蚀刻剂后60秒内，可以观察到光刻胶薄膜表面出现裂缝。然而，当巯基化合物的加入量增加到约0.5wt％时，抗蚀性增加，使得在180秒之后也没有观察到裂缝。
然而，当巯基化合物的量大于约15wt％时，尽管没有观察到破裂，但是光刻胶薄膜的耐热性或不溶分数(insoluble fraction)降低了。
图24示出的扫描电子显微镜(SEM)照片显示了在强烘焙步骤下光刻胶薄膜的回流温度(reflow temperature)。(A)与表1中的符号●相对应和(B)与表1中的符号▲相对应。
图25示出以巯基化合物的含量为函数的光刻胶薄膜的不溶分数(％)的图表。该图表显示当巯基化合物的含量大于约15％时不溶分数低于约50％从而导致图案具有缺陷。
因此，巯基化合物的含量的范围大约为0.5～15wt％以维持光刻胶薄膜的性能并在阻止破裂在其中形成的同时防止破裂。
实施方案2部分地参照附图，现将说明用于具有由上述感光树脂组合物1制得的绝缘层的用于液晶显示器的薄膜晶体管(TFT)阵列板及其制备方法。
在附图中，为清楚起见，将各层、薄膜和区域的厚度放大。全文中相同的标记表示相同的元件。应当理解，当提到元件如层、薄膜、区域或基板“位于另一元件上”时，蚀刻剂可以直接位于另一元件上，也可以存在居间(intervening)元件。相反，当提及元件“直接位于另一元件上”时，则不存在居间元件。
首先，将参照图1和2描述根据本发明实施方案的TFT阵列板。
图1是TFT阵列板的布局图，及图2是图1所示的TFT阵列板沿着线II-II’的截面图。
多个栅极线121形成在绝缘层110上。绝缘层基板可以是透明材料如玻璃或塑料。
栅极线121传输栅极信号并基本上在横向上延伸。每个栅极线121包括多个栅极124、多个向下突出的突起127和具有大面积以用于与另一层或外部驱动电路连接的端部129。
用于产生栅极信号的栅极驱动电路(未示出)可以放置在柔性印刷电路(FPC)薄膜(未示出)上，该柔性印刷电路薄膜可以粘附在基板110上、直接安装在基板110上或与基板110集成在一起。该栅极线121可以连接与基板110集成在一起的驱动电路。
栅极线121包括两个导电薄膜下层薄膜和布置于其上的上层薄膜，其具有相互不同的物理特性。例如，下层薄膜可以由低电阻金属组成以减少信号延迟或电压下降，该低电阻金属包括诸如铝和铝合金的含铝金属、诸如银和银合金的含银和诸如铜和铜合金的含铜金属。上层薄膜可以由诸如含有Mo、Cr、Ta、或Ti的材料构成，其中含Mo的金属含有诸如钼和钼合金，上述材料与诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的其它材料具有充分的物理、化学和电接触性能。该两个薄膜的组合可以包括下层Al(合金)薄膜和上层Mo(合金)薄膜。
应当理解，作为选择，下层薄膜可以由优良的接触材料制得，上层薄膜可以由低电阻系数的材料制得。在这种情况下，可以清除栅极线121的端部129的上层薄膜129q以使得下层薄膜129p曝光。另外，栅极线121可以包括由上述材料制得的单层。该栅极线121可以由各种金属或导体制得，但不局限于由上述材料制得。
图2中，对于栅极124和突起127(124p、124q、127p和127q)来说，其中的下层薄膜和上层薄膜分别由附加的字符p和q表示。
栅极线121的侧面相对于基板110的表面倾斜。栅极线121的侧面相对于基板110的表面的倾斜角范围大约为30～80度。
可以由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制得的栅极绝缘层140形成在栅极线121上。
可以由氢化非晶硅(缩写为“a-Si”)或多晶硅制得的多个半导体条纹151形成在栅极绝缘层140上。每个半导体条纹151基本上在纵向延伸并且靠近栅极线121处加宽，从而半导体条纹151覆盖了栅极线121的大量面积。每个半导体条纹151包括朝向栅极124延伸的多个突起154。
多个欧姆接触条纹和孤岛161和165形成在半导体条纹151上。该欧姆接触条纹和孤岛161和165由大量掺杂诸如磷的n型杂质的n+氢化的a-Si制得。作为选择，该欧姆接触条纹和孤岛161和165可以由硅化物制得。每个欧姆接触条纹161具有多个突起163。该突起163和欧姆接触孤岛165成对安置在半导体条纹151的突起154上。
半导体条纹151和欧姆接触161和165的侧面相对于基板的表面倾斜。其倾斜角度范围大约为30至80度。
多个数据线171、多个漏极175和多个存储半导体177形成在欧姆接触161和165以及栅极绝缘层140上。
数据线171传输数据信号并基本上在纵向扩展以与栅极线121相交。每个数据线171包括多个朝向栅极124突起的源极173和具有用于连接另一层或外部驱动电路的面积的端部179。
产生数据信号的数据驱动电路(未示出)可以设置在FPC薄膜(未示出)上，FPC薄膜可以粘附在基板110上、直接安装在基板110上或与基板110集成在一起。数据线171可以连接与基板110集成的驱动电路连接。
漏极175与数据线171隔离放置并相对于栅极124与源极173相对放置。
栅极124、源极173、漏极175和半导体条纹151的突起154形成具有形成在突起154上的通道的TFT，该突起154设置在源极173和漏极175之间。
存储导体177设置在栅极线121的突起127上。
数据线171、漏极175和存储导体177可以具有三层结构，该三层结构包括下层薄膜171p、175p和177p，中间薄膜171q、175q和177q和上层薄膜171r、175r和177r。下层薄膜171p、175p和177p可以由诸如Cr、Mo、Ta、Ti或其合金的耐火金属制得。中间层薄膜171q、175q和177q可以由诸如含Al金属、含Ag金属和含Cu金属的低电阻金属制得。上层薄膜171r、175r和177r可以由与ITO或IZO具有充分接触性能的耐火金属或其合金制得。
数据线171、漏极175和存储导体177可以具有多层结构，该多层结构包括耐火金属下层薄膜(未示出)和低电阻上层薄膜(未示出)。作为选择，数据线171、漏极175和存储导体177可以具有由上述材料制得的单层结构。然而，数据线171、漏极175和存储导体177可以由多种金属或导体制得。
在图2中，源极173的下层、中间层和上层薄膜以及数据线171的端部179分别由附加字符p、q和r表示。
数据线171、漏极175和存储导体177具有倾斜的边缘侧面并且其倾斜角范围大约为30-80度。
欧姆接触161和165仅设置在下层半导体条纹151和设置在其上的导体171以及175之间并且减少它们之间的接触电阻。尽管半导体条纹151大部分比数据线171窄，但是如上所述半导体条纹151在靠近栅极线121处加宽，从而平滑表面的侧面并防止数据线171断开。
半导体条纹151的突起154可以包括某些暴露部分，其不被数据线171、漏极175和存储导体177覆盖，这样的部分位于源极173和漏极175之间。
钝化层180形成在数据线171、漏极175、存储导体177和半导体条纹151的暴露部分上。钝化层180可以由无机或有机绝缘体制得并且钝化层180可以具有水平面。无机绝缘体可以包括氮化硅和/或氧化硅。有机绝缘体可以是感光性的并且可以具有约小于4.0的介电常数。
钝化层180可以包括下层无机绝缘体薄膜和上层有机绝缘体薄膜，这样钝化层具有优秀的绝缘性能并且防止半导体条纹151的暴露部分被有机绝缘体破坏。
钝化层180具有分别暴露数据线171、漏极175和存储导体177的端部179的多个接触孔182、185和187。
钝化层180和栅极绝缘层140具有多个暴露栅极线121的端部129的多个连接孔181。
多个像素电极190和多个接触辅助件81和82形成在钝化层180上。多个像素电极190和多个接触辅助件81和82可以由诸如ITO或IZO的透明导体材料或诸如Ag、Al、Cr或其合金的反射导电材料制得。
像素电极190通过连接孔177物理连接并结合漏极175和存储导体177，这样像素电极190接收来自漏极175的数据电压并传输数据电压到存储导体177。被提供数据电压的像素电极190与被提供公共电压的相对显示板(未示出)的公共电极(未示出)一起产生电场，该电场决定了设置在两电极之间的液晶层(未示出)的液晶分子(未示出)的取向。像素电极190和公共电极形成称作“液晶电容器”的电容器，其在TFT关闭后存储施加的电压。
像素电极190与前述的栅极线121的突起127重叠。像素电极190和连接在其上的存储导体177以及突起127形成另外的电容器(称作存储电容器)，该电容器增加了液晶电容器的电压存储容量。
像素电极190与栅极线121和数据线171重叠以增加孔径比。
接触辅助件81和82分别通过连接孔181和182与栅极线121的端部129以及数据线171的端部179连接。接触辅助件81和82保护端部129和179并提高端部129和179与外部设备之间的粘附力。
参照图1至12B，将根据本发明的实施方案描述图1和图2示出的制备TFT阵列板的方法。
例如，图5A、7A、10A和12A是根据本发明的实施方案在其制备方法的中间操作中如图1和图2示出的TFT阵列板的布局图。图3和图4是在制备方法的开始两步操作中如图1和图2示出的TFT阵列板的截面图。图5B和图6是如图5A所示的沿着线VB-VB’的TFT阵列板的截面图。图7B是如图7A所示的沿着线VIIB-VIIB’的TFT阵列板的截面图。图8和图9是在图7B所示的操作之后的两步操作中如图7A所示的沿着线VIIB-VIIB’的TFT阵列板的截面图。图10B和图11是如图10A所示的沿着线XB-XB’的TFT阵列板的截面图。图12B是如图12A所示的沿着线XIIB-XIIB’的TFT阵列板的截面图。
参照图3，导电层120诸如通过溅射等沉积在绝缘基板110上。导电层120包括可以由Al或Al-Nd合金制得的且厚度可以大约为2500的下层薄膜120p和可以由Mo制得的上层薄膜120q。
下层薄膜120p和上层薄膜120q可以使用Al或Al-Nd靶和Mo靶一起溅射。当沉积下层薄膜120p时，给Al(-Nd)靶提供动力而不给Mo靶提供动力。在下层薄膜120p沉积后，Al(-Nd)没有提供动力而给Mo靶提供动力以沉积在上层薄膜120q上。
参照图4，光刻胶薄膜40可以旋涂在上层薄膜120q上。光刻胶薄膜40可以由光刻胶组合物制得，该光刻胶组合物包含具有下式的酚醛清漆树脂 式中R1、R2、R3和R4中的每个是氢原子或具有1～6个碳原子的烷基，并且n是0～3的整数。该光刻胶组合物还包含具有式Z1-SH或SH-Z2-SH结构的巯基化合物，其中每个Z1和Z2是含有约1～20个碳原子的烷基或烯丙基。该光刻胶组合物还包含感光剂和溶剂。
在光刻胶组合物中，酚醛清漆树脂的重量百分比可以为约5～50wt％。感光剂的重量百分比可以为约3～20wt％。巯基化合物的重量百分比可以为约0.5～15wt％。组合物的剩余部分可以是溶剂。
参照图4，光刻胶薄膜40可以通过掩膜50曝光。
参照图5A和图5B，光刻胶薄膜40进行显影以形成多个掩膜构件42。上层薄膜120q和下层薄膜120p通过普通蚀刻剂进行蚀刻以形成包括栅极124、突起127和端部129的多个栅极线121。
普通蚀刻剂可以包括合适比例的磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)、乙酸(CH3COOH)和去离子水。
参照图6，掩膜构件42被去除。掩膜构件42可以利用光刻胶剥离器去除。
参照图7A和图7B，厚度大约为2000～5000的栅极绝缘层140在大约250～500℃的温度范围内沉积。
内部的非晶硅层和外部的非晶硅层依次沉积在栅极绝缘层140上并通过平版印刷和蚀刻形成图案以形成多个外部半导体条纹164和多个包括突起154的内部半导体条纹151。
参照图8，导电层170可以通过诸如溅射等沉积在绝缘层上。该导电层170包括多个薄膜层，例如由Mo制得的下层薄膜170p、由Al制得的中间层薄膜170q和由Mo制得的上层薄膜170r。导电层170的厚度大约为3000并且在大约150℃的温度下进行溅射。
参照图9，光刻胶薄膜44沉积在导电层上。例如，光刻胶薄膜44可以旋涂在上层薄膜170r上。光刻胶薄膜44可以由与上述图4讨论和示出的光刻胶组合物相同的或基本上相同的光刻胶组合物制得。
在光刻胶组合物中，酚醛清漆树脂的重量百分比可以为约5～50wt％。感光剂的重量百分比可以为约3～20wt％。巯基化合物的重量百分比可以为约0.5～15wt％。组合物的剩余部分可以是溶剂。
参照图9，光刻胶薄膜44可以通过掩膜51曝光。
参照图10A和图10B，光刻胶薄膜44进行显影以形成多个掩膜构件46。上层、中间层和下层薄膜170r、170q和170p(示于图9)可以通过普通蚀刻剂蚀刻以形成包括源极173、端部179、漏极175和存储导体177的多个数据线171。普通蚀刻剂可以包括合适比例的磷酸、硝酸、乙酸和去离子水。
参照图11，去除每个掩膜构件46。例如，每个掩膜构件46可以利用光刻胶剥离器进行去除。
去除没有被数据线171、漏极175和存储导体177覆盖的外部半导体条纹164的暴露部分，以完成包括突起163的多个欧姆接触条纹161和多个欧姆接触孤岛165，并暴露部分内部半导体条纹151。然后可以进行氧等离子体处理以稳定半导体条纹151的暴露的表面。
参照图12A和图12B，然后将钝化层180沉积在基板上。钝化层180和栅极绝缘层140可以通过平版印刷和蚀刻工艺形成图案以形成多个连接孔181、182、185和187。作为选择，钝化层180可以是感光的并且连接孔181、182、185和187可以通过平版印刷形成而没有进行蚀刻。
如图1和图2所示，然后多个像素电极190和多个接触辅助件81和82通过溅射、平版印刷和蚀刻IZO和ITO层形成在钝化层180上和漏极175的暴露部分、栅极线121的端部129以及数据线171的端部179上。
应当理解上述的光刻胶组合物可以用于基板的任何层或薄膜的构图，例如半导体条纹151、欧姆接触161和165、钝化层180、栅极绝缘层140和像素电极190以及接触辅助件81和82。此外，上述光刻胶组合物可以应用于任何薄膜，尤其是任何金属薄膜。
实施方案3参照图13和图14描述了根据本发明的实施方案的TFT阵列板。
图13是TFT阵列板的布局图以及图14是如图13所示的沿着线XIV-XIV’的阵列板的截面图。
依据本实施方案的TFT阵列板的层结构基本上与图1和图2所示的结构相似。
例如，包括栅极124的多个栅极线121形成在基板110上。栅极线121具有下层薄膜121p和上层薄膜121q。类似地，栅极124具有下层薄膜124p和上层薄膜124q。
栅极绝缘层140、包括突起154的多个半导体条纹151和包括突起163的多个欧姆接触条纹161以及多个欧姆接触孤岛165优选依次形成在栅极线121和基板110上。
包括源极173、端部179和多个漏极175的多个数据线171形成在欧姆接触161和165上。数据线171和漏极175可以具有多个薄膜层，例如下层薄膜171p和175p、中间层薄膜171q和175q、以及上层薄膜171r和175r。附图标记173p、173q和173r分别指的是源极173的下层、中间层和上层薄膜，而附图标记179p、179q和179r分别指的是数据线171的端部179的下层、中间层和上层薄膜。
钝化层180形成在数据线171、漏极175、半导体条纹151和栅极绝缘层140上，多个连接孔182、185和187设置在钝化层180上。多个像素电极190和多个连接辅助件82形成在钝化层180上。
然而，不像图1和图2所示的TFT阵列板，根据示于图13和14中的实施方案的TFT阵列板在与栅极线121相同层上设置了多个与栅极线121分隔开的存储电极线131，而没有在栅极线121上设置突起。存储电极线131具有预定的电压并基本上与栅极线121平行扩展。每个存储电极线131设置在两个相邻的栅极线121之间并接近两个相邻栅极线121的其中一个。依据本发明的实施方案，每个存储电极线131与两个相邻的栅极线121是等距的。此外，存储电极线131可以是具有下层薄膜131p和上层薄膜131q的双层结构。
没有设置图1和2中所示的存储电容器导体177，漏极175扩展以与存储电极线131重叠以形成存储电容器。如果通过重叠栅极线121和像素电极190产生的存储电容量足够，那么省略存储电极线131。
此外，半导体条纹151与数据线171、漏极175和在下面的欧姆接触161和165具有基本相同的平面形状。然而，半导体条纹151的突起154包括没有被数据线171和漏极175覆盖的暴露部分，诸如位于源极173和漏极175之间的部分。
参照图13至23B，依据本发明的实施方案描述如图13和图14示出的制备TFT阵列板的方法。
依据本发明的实施方案，图17A、22A和23A是在其制备方法的中间操作中如图1、2A和2B所示的TFT阵列板的布局图。图15和图16是在制备方法的前两步操作中图13和图14所示的TFT阵列板的截面图。图17B是图17A所示的沿着线XVIIB-XVIIB’的TFT阵列板的截面图。图18、19、20和21是在图17B所示的操作之后的两步操作中如图7A所示的沿着线XVIIB-XVIIB’的TFT阵列板的截面图。图22B和图23B是图22A和图23A所示的分别沿着线XXIIB-XXIIB’和XXIIIB-XXIIIB’的TFT阵列板的截面图。
参照图15，导电层120诸如通过溅射沉积在绝缘基板110上。导电层120可以具有由Al或Al-Nd合金制得的并且厚约2500的下层薄膜120p和由Mo制得的上层薄膜120q。
参照图16，光刻胶薄膜60可以旋涂在上层薄膜120q上。光刻胶薄膜60可以由与关于图4和图9讨论和示出的光刻胶组合物相同的或基本上相同的光刻胶组合物制得。
在光刻胶组合物中，酚醛清漆树脂的重量百分比可以约为5～50wt％。感光剂的重量百分比可以约为3～20wt％。巯基化合物的重量百分比可以约为0.5～15wt％。光刻胶组合物的剩余部分可以是溶剂。
参照图16，光刻胶薄膜60通过掩膜52曝光。
参照图17A和图17B，光刻胶薄膜60进行显影形成多个掩膜构件62。上层薄膜120q和下层薄膜120p可以通过普通蚀刻剂进行蚀刻以形成多个栅极线121、栅极124、端部129和多个存储电极线131。
普通蚀刻剂可以包括合适比例的磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)、乙酸(CH3COOH)和去离子水。
参照图18，掩膜构件62可以通过光刻胶剥离器去除。
参照图19，栅极绝缘层140、内部a-Si层150和外部a-Si层160通过CVD等依次沉积。然后导电层170通过溅射等进行沉积。导电层170可以包括多个薄膜层，例如由Mo制得的下层薄膜170p、由Al制得的中间层薄膜170q和由Mo制得的上层薄膜170r。
光刻胶薄膜旋涂在上层薄膜170r上。光刻胶薄膜可以由与关于图4、9和16讨论和示出的光刻胶组合物相同的或基本上相同的光刻胶组合物制得。
在光刻胶组合物中，酚醛清漆树脂的重量百分比可以为约5～50wt％。感光剂的重量百分比可以为约3～20wt％。巯基化合物的重量百分比可以为约0.5～15wt％。光刻胶组合物的剩余部分可以是溶剂。
光刻胶薄膜通过光掩膜(未示出)曝光并进行显影以形成多个掩膜构件64和66，这样掩膜构件64和66具有位置依赖的厚度。示于图20中的掩膜构件64和66可以包含多个部分，每个部分具有不同的厚度。例如，如图20中所示，第一个部分位于如附图标记64所示的导线区域A上，以及第二个部分位于通过附图标记66所示的通道区域B上。因为第三部分具有基本上为零的厚度并暴露在部分导电层170的下面，所以没有附图标记指定给第三部分，该部分位于剩余区域C。
第二部分66和第一部分64的厚度比根据下列操作过程条件进行调整。依据本发明的实施方案，第二部分66的厚度等于或小于第一部分64的厚度的一半。
通过几种技术来获得掩膜构件64和66的位置依赖厚度。例如，可以通过在曝光掩膜上设置半透明区域、和/或透明区域、和/或不透明区域来获得掩膜构件64和66的位置依赖厚度。半透明区域可以具有多种图案，诸如狭缝图案、网状图案和具有中间透明或中间厚度的薄膜等。当使用狭缝图案时，狭缝的宽度或者狭缝之间的间距依赖于用于平版印刷术的曝光分辨率。
掩膜构件64和66的不同厚度使得在使用适当的工艺条件时底层可被选择性地的蚀刻。因此，如图22A和22B所示的包括源极173和端部179的多个数据线171、多个漏极175、包括突起163的多个欧姆接触条纹161、多个欧姆接触孤岛165和包括突起154的多个半导体条纹151通过一系列蚀刻操作而获得。
为描述起见，将在导线区域A上的部分导电层170、外部的a-Si层160和内部的a-Si层150指定为第一部分。将在通道区域B上的部分导电层170、外部的a-Si层160和内部的a-Si层150指定为第二部分。将在剩余的区域C上的部分导电层170、外部的a-Si层160和内部的a-Si层150指定为第三部分。
依据本发明的实施方案，以下描述制备上述和所示的结构的方法。
去除在剩余的区域C上的导电层170、外部的a-Si层160和内部的a-Si层150的第三部分。
然后去除掩膜构件的第二部分66。
然后去除在通道区域B上的导电层170和外部的a-Si层160的第二部分。
然后去除掩膜构件的第一部分64。
图21示出将在剩余的区域C上的导电层170、外部的a-Si层160和内部的a-Si层150的第三部分去除之后的TFT阵列板。附图标记174指的是通过去除导电层170的第二部分而形成的导体而附图标记174p、174q和174r分别是导体174的下层、中间层和上层薄膜。
导电层170的第三部分可以通过湿法蚀刻过程去除。外部的a-Si层160和内部的a-Si层150的第三部分可以通过干燥蚀刻过程去除。应当理解每个第三部分不局限于上述工艺。
可以同时去除外部的a-Si层160和内部的a-Si层150的第三部分以及光刻胶的第二部分66。
去除掩膜构件的第二部分66可以降低掩膜构件的第一部分64的厚度。在去除掩膜构件的第二部分66之后，会保留在导电层170的第二部分上的光刻胶残余物可以通过打磨等去除。
可以通过光刻胶剥离器去除掩膜构件的第一部分64。
以下描述根据本发明另一实施方案制备上述和所示结构的方法。
去除导电层170的第三部分。
然后去除掩膜构件的第二部分66。
然后去除外部的a-Si层160和内部的a-Si层150的第三部分。
去除导电层170的第二部分。
然后去除掩膜构件的第一部分64。
然后去除外部的a-Si层160的第二部分。
参照图23A和23B，沉积钝化层180并且钝化层180和栅极绝缘层140通过平版印刷和蚀刻过程形成图案以形成多个连接孔181、182、185和187。作为选择，钝化层180可以是感光的并且连接孔181、182、185和187可以在没有蚀刻工艺的情况下通过平版印刷形成。
如图1和图2所示的通过溅射、平版印刷和蚀刻IZO和ITO层，多个像素电极190和多个接触辅助件81和82然后形成在钝化层180上和漏极175的暴露部分、栅极线121的端部129以及数据线171的端部179上。
上述的光刻胶组合物可以用于任何层或薄膜形成图案，例如半导体条纹151、欧姆接触161和165、钝化层180、栅极绝缘层140和像素电极190以及接触辅助件81和82。此外，上述光刻胶组合物可以应用于任何薄膜，尤其是任何金属薄膜。
对本领域技术人员来说，在本发明中所做的各种修改和变更都不会超出本发明的精神和范围是显而易见的。因此，本发明倾向于覆盖在附加的权利要求和其等同物的范围内的对本发明所做的修改和变更。
权利要求
1.一种光刻胶组合物，其包含-具有下式的酚醛清漆树脂 式中R1、R2、R3和R4中的每个是氢原子或具有1～6个碳原子的烷基，并且n是0～3的整数；-具有Z1-SH或SH-Z2-SH的巯基化合物，其中每个Z1和Z2是含有1～20个碳原子的烷基或烯丙基；-感光剂；及-溶剂。
2.根据权利要求1的光刻胶组合物，其中所述酚醛清漆树脂的重量百分比为约5～50％重量，所述感光剂的重量百分比为约3～20％重量，所述巯基化合物的重量百分比为约0.5～15％重量，及该光刻胶组合物的剩余部分是溶剂。
3.根据权利要求1的光刻胶组合物，其中所述巯基化合物为至少一种选自2-巯基甲苯、3-巯基甲苯、4-巯基甲苯、3-巯基丙酸乙酯、3-巯基丙酸甲酯、3-巯基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙硫醚、2-巯基嘧啶、2-巯基-4-嘧啶酮、2-巯基-对二甲苯，4-巯基-间二甲苯和1-十二烷基硫醇中的化合物。
4.根据权利要求1的光刻胶组合物，其中该光刻胶组合物还包含含有环氧基和/或氨基的硅氧烷化合物。
5.根据权利要求4的光刻胶组合物，其中该硅氧烷化合物为至少一种选自(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)三乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)二甲基甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷、3，4-环氧丁基三甲氧基硅烷、3，4-环氧丁基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷和氨基丙基三甲氧基硅烷中的化合物。
6.一种形成薄膜图案的方法，包括在基板上沉积导电或非导电薄膜；在基板上涂布光刻胶组合物；曝光光刻胶组合物，以形成掩膜构件；及使用该掩膜构件蚀刻所述薄膜，其中所述光刻胶组合物包含-具有下式的酚醛清漆树脂 式中R1、R2、R3和R4中的每个是氢原子或具有1～6个碳原子的烷基，并且n是0～3的整数；-具有Z1-SH或SH-Z2-SH的巯基化合物，其中每个Z1和Z2是含有1～20个碳原子的烷基或烯丙基；-感光剂；及-溶剂。
7.根据权利要求6的方法，其中所述酚醛清漆树脂的重量百分比为约5～50％重量，所述感光剂的重量百分比为约3～20％重量，所述巯基化合物的重量百分比为约0.5～15％重量，及该光刻胶组合物的剩余部分是溶剂。
8.一种制备薄膜晶体管阵列板的方法，包括在基板上形成包括栅极的栅极线；在栅极线上形成栅极绝缘层；在栅极绝缘层上形成半导体层；在半导体层上形成包括源极和漏极的数据线；及形成与漏极连接的像素电极，其中上述各形成步骤中至少有一个包括平版印刷和蚀刻，该平版印刷和蚀刻包括在基板上沉积导电或非导电薄膜；在薄膜上涂布光刻胶组合物；曝光光刻胶组合物，以形成掩膜构件；及使用该掩膜构件蚀刻所述薄膜，其中所述光刻胶组合物包含-具有下式的酚醛清漆树脂 式中R1、R2、R3和R4中的每个是氢原子或具有1～6个碳原子的烷基，并且n是0～3的整数；-具有Z1-SH或SH-Z2-SH的巯基化合物，其中每个Z1和Z2是含有1～20个碳原子的烷基或烯丙基；-感光剂；及-溶剂。
9.根据权利要求8的方法，其中所述酚醛清漆树脂的重量百分比为约5～50％重量，所述感光剂的重量百分比为约3～20％重量，所述巯基化合物的重量百分比为约0.5～15％重量，及该光刻胶组合物的剩余部分是溶剂。
10.根据权利要求9的方法，还包括进行单一的平版印刷过程，以形成半导体层、数据线和漏极。
11.根据权利要求10的方法，其中该单一的平板印刷过程是利用光刻胶进行的，该光刻胶包括第一部分和比第一部分薄的第二部分。
12.根据权利要求11的方法，还包括在数据线和漏极上布置光刻胶的第一部分；及在源极和漏极之间布置光刻胶的第二部分。
全文摘要
一种光刻胶组合物，其包含下式所示的酚醛清漆树脂；具有式Z
文档编号H01L21/027GK1815366SQ200610007140
公开日2006年8月9日 申请日期2006年2月5日 优先权日2005年2月3日
发明者朴廷敏, 柳美善, 李羲国, 全佑奭 申请人:三星电子株式会社, 株式会社三养Ems