膜层图案化方法、阵列基板及其制作方法与流程

本公开至少一个实施例涉及一种膜层图案化方法、阵列基板及其制作方法。

背景技术：

在阵列基板的制作工艺中，图案化膜层的过程一般采用光刻胶作为掩模对待图案化的膜层进行图案化，因此，制作的光刻胶掩模的精度对于膜层上待形成的小尺寸图案具有很大影响。

技术实现要素：

本公开的至少一实施例提供一种膜层图案化方法、阵列基板及其制作方法。该膜层图案化方法利用热融性光刻胶在显影和后烘后发生高温融塌的特点，为待图案化的膜层形成曝光机精度以下的小尺寸图案提供可能，并且该方法工艺简单、成本低。

本公开的至少一实施例提供一种膜层图案化方法，包括：在待图案化的膜层上涂敷光刻胶；对光刻胶进行曝光以及显影，光刻胶经过曝光以及显影后被完全去除的部分对应的区域为第一区域；对光刻胶进行后烘，光刻胶发生高温融塌以使被完全去除的部分对应的区域变化为第二区域，经过后烘的光刻胶形成掩膜图案；以掩膜图案为掩模对膜层进行图案化。

例如，在本公开的一个实施例中，第一区域沿平行于膜层所在平面的方向的最小尺寸为第一尺寸，第二区域沿平行于膜层所在平面的方向的最小尺寸为第二尺寸，且第二尺寸小于第一尺寸。

例如，在本公开的一个实施例中，光刻胶为正性光刻胶。

例如，在本公开的一个实施例中，第二区域的平面形状包括圆形和线形的至少之一或组合。

例如，在本公开的一个实施例中，后烘过程中的后烘温度为150℃-300℃以使光刻胶发生高温融塌。

例如，在本公开的一个实施例中，后烘过程中的后烘时间为10s-500s。

例如，在本公开的一个实施例中，后烘过程中的后烘时间为10s-50s。

例如，在本公开的一个实施例中，第二尺寸为1μm-2.9μm。

例如，在本公开的一个实施例中，第一尺寸不小于3μm。

例如，在本公开的一个实施例中，光刻胶沿垂直于膜层方向的厚度为0.5μm-10μm。

例如，在本公开的一个实施例中，光刻胶沿垂直于膜层方向的厚度为1.5μm-2.2μm。

例如，在本公开的一个实施例中，在曝光的过程中采用的光照强度为10j/cm³-500j/cm³。

本公开的至少一实施例提供一种阵列基板的制作方法，包括：提供衬底基板；在衬底基板上形成待图案化的膜层；对膜层利用上述任一项实施例提供的膜层图案化方法进行图案化。

本公开的至少一实施例提供一种阵列基板，利用上述的阵列基板的制作方法制作而成。

例如，在本公开的一个实施例中，阵列基板包括的膜层的表面上具有与第二区域的平面形状相同的膜层图案。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1为本公开一实施例提供的膜层图案化方法的示意性流程图；

图2a-2d为图1示出的膜层图案化方法的制作工艺过程示意图；

图3a为本公开一实施例的一示例提供的膜层的局部平面示意图；

图3b为本公开一实施例的另一示例提供的膜层的局部平面示意图；

图4为本公开一实施例提供的阵列基板的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在研究中，本申请的发明人发现：在阵列基板的制作工艺中，对光刻胶掩模中开孔的显影的关键尺寸(dicd)要求非常高。用于制作光刻胶掩模中的小尺寸开孔图案的曝光设备一般都有一个极限精度，若需要制备极限精度以下的孔，正常掩模方式无法满足要求，而购置更高精度的曝光设备，并制备高精度的掩模会大大增加生产成本。

本公开的实施例提供一种膜层图案化方法、阵列基板及其制作方法。该膜层图案化方法包括：在待图案化的膜层上涂敷光刻胶；对光刻胶进行曝光以及显影，光刻胶经过曝光以及显影后被完全去除的部分对应的区域为第一区域；对光刻胶进行后烘，光刻胶发生高温融塌以使被完全去除的部分对应的区域变化为第二区域，经过后烘的光刻胶形成掩膜图案；以掩膜图案为掩模对膜层进行图案化。该膜层图案化方法利用热融性光刻胶在显影和后烘后发生高温融塌的特点，为待图案化的膜层形成曝光机精度以下的小尺寸图案提供可能，并且该方法工艺简单、成本低。

下面结合附图对本公开实施例提供的膜层图案化方法、阵列基板及其制作方法进行描述。

实施例一

本实施例提供一种膜层图案化方法，图1为本公开一实施例提供的膜层图案化方法的示意性流程图，图2a-2d为图1示出的膜层图案化方法的制作工艺过程示意图。如图1和图2a-2d所示，本实施例提供的膜层图案化方法的步骤及制作工艺过程包括：

s101：在待图案化的膜层上涂敷光刻胶。

例如，如图2a所示，在衬底基板100上可以通过沉积或者磁控溅射等方法形成待图案化的膜层110。图2a为示意性视图，例如，膜层也可以不设置在衬底基板上。

例如，衬底基板100可以由玻璃、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种材料制成，本实施例包括但不限于此。

例如，膜层110可以为绝缘层，例如，膜层110可以为栅绝缘层、层间绝缘层、钝化层或者刻蚀阻挡层等，本实施例对此不作限制。

例如，膜层110可以包括氧化物、硫化物或氮化物等无机材料，本实施对此不作限制。例如，氧化物可以包括氧化钙、氧化锌、氧化铜、二氧化钛、二氧化锡等；硫化物可以包括硫化铁、硫化铜、硫化锌、二硫化锡、二氧化硫等；氮化物可以包括氮化硅、氮化铝等，本实施例包括但不限于此。

例如，膜层110也可以选用有机材料，例如可以包括聚酰亚胺、聚酰胺、聚碳酸酯、环氧树脂等中的一种或几种的组合等，本实施例不限于此。

例如，膜层110还可以为金属层，例如，膜层110的材料可以选用铝、银、钼、钛、铂、金、铬等材料中的一种或几种，本实施例对此不作限制，膜层110也可以是其他膜层。

例如，如图2a所示，在待图案化的膜层110上涂敷光刻胶包括：采用旋转涂胶法在膜层110上涂敷一层薄而均匀，并且没有缺陷的光刻胶层120，本实施例不限于此，还可以采用其他涂敷方法。例如，光刻胶的涂布温度一般和室温相同，以最大限度的减少光刻胶的温度波动，从而减少工艺波动。

s102：对光刻胶进行曝光以及显影，光刻胶经过曝光以及显影后被完全去除的部分对应的区域为第一区域。

例如，在光刻胶层120上覆盖掩模板(图中未示出)，对覆盖有掩模板的光刻胶层120进行曝光。

例如，可以采用电子束、离子束、x射线和紫外线等照射光刻胶层120，本实施例不限于此，例如，紫外线可以为具有波长范围为200nm-400nm的普通紫外线，也可以为具有波长范围为10nm-14nm的极紫外线，本实施例对此不作限制。

本实施例以采用紫外光照射光刻胶层120的方式对光刻胶层120进行曝光为例进行描述，例如，光刻胶层120在曝光的过程中采用的光照强度为10j/cm³-500j/cm³。例如，光刻胶层120在曝光的过程中采用的光照强度可以为50j/cm³-80j/cm³以使光刻胶层120充分曝光，本实施例不限于此。例如，光刻胶层120在曝光的过程中采用的光照强度还可以为80j/cm³-200j/cm³，250j/cm³-500j/cm³或者10j/cm³-40j/cm³等，实际工艺中的光照强度可根据光刻胶层120的厚度而定。

例如，光刻胶由树脂、感光剂、溶剂以及添加剂组成，在曝光之前需对光刻胶层120进行前烘，使光刻胶层120中的溶剂充分蒸发，以使光刻胶层120干燥以增强其与膜层110表面的粘附性等，并且提高曝光后线条分辨率。一般前烘的温度可以设定约为90℃-120℃，本实施例不限于此，但是前烘的温度不能过高以防止光刻胶层120发生高温融塌，因此，本实施例中的前烘温度不超过140℃。经过前烘后的光刻胶层120可以与膜层110粘结的更加牢固。

例如，正性光刻胶可以在空气中进行前烘，而负性光刻胶需在氮气环境中进行前烘。

例如，本实施例提供的光刻胶层120包括的光刻胶为正性光刻胶，正性光刻胶中例如包括线性酚醛树脂，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中；正性光刻胶中的感光剂包括光敏化合物(pac，photoactivecompound)，例如光敏化合物可以包括重氮萘醌(dnq)等，本实施例对此不作限制。在曝光前，重氮萘醌是一种强烈的溶解抑制剂，可以降低树脂的溶解速度。

例如，在紫外曝光过程中，光敏化合物，例如重氮萘醌在正性光刻胶中通过感光化学反应发生化学分解，切断树脂聚合体主链和从链之间的联系，达到削弱聚合体的目的，从而成为溶解度增强剂。重氮萘醌在这种曝光反应中会产生羧酸，它在显影液中溶解度很高，所以曝光后的光刻胶在随后显影处理过程中溶解度升高，并且曝光后的正性光刻胶的溶解速度几乎是未曝光的光刻胶溶解速度的10倍。因此，正性光刻胶层120在曝光后，被曝光的区域上的正性光刻胶层120被完全去除以形成空白区(第一区域121)，未被曝光的区域上的光刻胶层120保留在膜层110上作为后续保护膜层，这种方法复制到膜层110表面上的图形与光刻胶层120上的掩模板上的图形相同。

例如，由于显影时间不足会导致被曝光的区域上的光刻胶层120不能在显影时完全溶解；显影时间过长会使显影时未被曝光的区域上的光刻胶层120也会被从边缘钻溶以使图案的边缘变差等，因此本实施例对光刻胶层120进行显影的时间可选为10s-500s，本实施例包括但不限于此。

例如，本实施例提供的显影液可以为中型碱溶液，例如，显影液可以包括氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、酮或者乙酰唑胺等，本实施例对此不作限制。

例如，如图2b所示，光刻胶层120经过曝光以及显影后被完全去除的部分对应的区域为第一区域121，该第一区域121即为被曝光的区域上的正性光刻胶层120被显影液溶解去除后留下的空白区域。

例如，如图2b所示，第一区域121沿平行于膜层110所在平面的方向的最小尺寸为第一尺寸l1。需要说明的是，本实施例以第一区域121的平面图形的最小尺寸l1为第一区域121与膜层110接触面上的最小尺寸l1为例进行说明。

例如，第一尺寸l1不小于3μm。需要说明的是，第一尺寸l1的尺寸也不能太大，一般在微米量级，例如，第一尺寸l1可以为6-10μm，本实施例包括但不限于此。

例如，第一区域121具有第一尺寸l1的平面在膜层110上的正投影的形状可以包括圆形和线形的至少之一或组合等，即，第一区域121的平面图形可以包括圆形和线形的至少之一或组合等，本实施例包括但不限于此。

s103：对光刻胶进行后烘，光刻胶发生高温融塌以使被完全去除的部分对应的区域变化为第二区域，经过后烘的光刻胶形成掩膜图案。

本实施例在图案化的膜层上涂敷的光刻胶为热融性光刻胶，热融性光刻胶的耐热性组分相比于普通光刻胶要低，因此在后烘时会发生高温融塌，但不会影响光刻胶的性能。

例如，如图2c所示，对具有第一区域121的光刻胶层120进行后烘，后烘过程采用的温度为150℃-300℃以使光刻胶层120发生高温融塌，即位于第一区域121四周的光刻胶层120在后烘时下发生融塌以使光刻胶层120的接触膜层110的一侧向第一区域121聚拢，而光刻胶层120的远离膜层110的一侧发生融塌塌陷，因此，第一区域121周围的光刻胶经过高温融塌后向第一区域121内流动以使被完全去除的光刻胶部分对应的区域变成第二区域122。

例如，对具有第一区域121的光刻胶层120进行后烘，后烘过程采用的温度可以为150℃-200℃，也可以为250℃-300℃等，本实施例对此不作限制。

例如，如图2c所示，第二区域122沿平行于膜层110所在平面的方向的最小尺寸为第二尺寸l2，即第二区域122与膜层110接触的一侧具有的最小尺寸为第二尺寸l2，且第二尺寸l2小于第一尺寸l1。

例如，如图2c所示，第二区域122具有的第二尺寸l2为1μm-2.9μm，该尺寸小于图2b所示的第一区域121的第一尺寸l1。

例如，第二区域122具有的第二尺寸l2可以为1μm-2.5μm，或者也可以为1.5μm-2μm，本实施例对此不作限制。

例如，第二区域122的具有第二尺寸l2的平面的形状可以包括圆形和线形的至少之一或组合等，即第二区域122的平面形状可以包括圆形和线形的至少之一或组合等。需要说明的是，这里的圆形指近似圆形，例如，第二区域122的具有第二尺寸l2的平面的形状也可以为椭圆形等。

例如，如图2c所示，光刻胶层120沿垂直于膜层110方向，即沿x方向的厚度为0.5μm-10μm。例如，光刻胶层120沿垂直于膜层110方向的厚度可以为1.5μm-2.2μm以使光刻胶层120围绕第一区域121的部分光刻胶向第一区域121内融塌流动结束后形成具有所需第二尺寸l2的第二区域122。

例如，光刻胶层120沿x方向的厚度可以为3μm-5μm，或者光刻胶层120沿x方向的厚度也可以为7μm-10μm，本实施例对此不作限制。

例如，本实施例对光刻胶层120进行后烘的时间为10s-500s。例如，对光刻胶层120进行后烘的时间为10s-50s以使第一区域121周围的光刻胶层120发生融塌塌陷后形成具有所需第二尺寸l2的第二区域122。

例如，本实施例对光刻胶层120进行后烘的时间还可以为100s-200s或者300s-500s，本实施例对此不作限制。

例如，本实施例的一示例以对膜层110进行图案化以形成开孔图案为例进行描述，本实施例中在膜层110上制作具有1μm-2.9μm孔径的图案之前采用的用于曝光光刻胶层120的曝光机的极限精度一般为3μm，形成具有第二区域122的光刻胶层120的部分步骤包括：使用具有孔径尺寸为5μm的掩模板作为厚度为0.5μm-10μm，例如，厚度为1.5μm-2.2μm的光刻胶层120的掩模，对光刻胶层120进行曝光，曝光过程中的光照强度可选为10j/cm³-500j/cm³，例如，曝光过程中的光照强度可选为50j/cm³-80j/cm³。曝光后，对光刻胶层120进行显影，显影过程中的时间可选为10s-500s。对显影后的光刻胶层120进行后烘，后烘过程中的温度可选为150℃-300℃，后烘时间可选为10s-500s，例如，后烘的时间为10s-50s。在经过上述曝光、显影以及后烘后，在光刻胶层120上形成了具有第二尺寸l2为1μm-2.9μm的第二区域122。因此，该膜层图案化方法利用热融性光刻胶在显影和后烘后发生高温融塌的特点，为待图案化的膜层形成曝光机精度以下的小尺寸图案提供可能，并且该方法工艺简单、成本低。

s104：以掩膜图案为掩模对膜层进行图案化。

例如，如图2d所示，以具有第二区域122的光刻胶层120为掩模对膜层110进行图案化后形成了小尺寸的图案111/112。例如，对膜层110进行图案化可以形成孔径为第二尺寸l2的开孔111，即开孔111的孔径为1μm-2.9μm，本实施例包括但不限于此。

例如，对膜层110进行图案化还可以形成最小尺寸为第二尺寸l2的线形112，即线形112的短边尺寸(沿y方向延伸的边长)为1μm-2.9μm，本实施例包括但不限于此。需要说明的是，图2a-2d示意性的示出形成一个小尺寸的图案111/112，本实施例不限于此，还可以是多个小尺寸的图案111/112。

例如，图3a为本公开一实施例的一示例提供的膜层的局部平面示意图，图3b为本公开一实施例的另一示例提供的膜层的局部平面示意图。如图3a所示，利用具有第二区域122的掩模图案为掩模在膜层110上形成的图案为开孔111。

例如，该开孔111在yz面的平面形状可以为标准圆形，也可以为近似圆形，本实施例包括但不限于此。例如，开孔111在yz面的平面形状还可以为非规则形状等。需要说明的是，图3a示意性的示出一个开孔111，本实施例不限于此，还可以是多个开孔111。

例如，膜层110为栅绝缘层和/或层间绝缘层时，利用具有第二区域122的光刻胶层120，即掩模图案为掩模可以形成用于连接薄膜晶体管的源极和漏极与有源层的接触孔111。这里的薄膜晶体管为顶栅型。

例如，膜层110为刻蚀阻挡层时，利用具有第二区域122的光刻胶层120为掩模可以形成用于连接薄膜晶体管的源极和漏极与有源层的接触孔111。

例如，膜层110为钝化层时，利用具有第二区域122的光刻胶层120为掩模形成过孔111以露出薄膜晶体管的漏极和公共电极线，露出的漏极可以通过过孔111与后续形成的像素电极电连接，露出的公共电极线以通过过孔111与后续形成的公共电极电连接，本实施例包括但不限于此。

例如，膜层110还可以为其他绝缘层或者金属层等，本实施例对此不作限制。

例如，如图3b所示，利用具有第二区域122的光刻胶层120为掩模在膜层110上形成的平面图案还可以为线形112，即在膜层110上可以形成沟槽等。需要说明的是，图3b示意性的示出一个线形112，本实施例不限于此，还可以是多个线形112。

实施例二

本实施例提供一种阵列基板的制作方法，图4为本公开一实施例提供的阵列基板的制作方法的流程示意图，如图4所示，制作方法包括：

s201：提供衬底基板。

例如，衬底基板可以由玻璃、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种材料制成，本实施例包括但不限于此。

s202：在衬底基板上形成待图案化的膜层。

例如，在衬底基板上可以通过沉积或者磁控溅射等方法形成待图案化的膜层。

例如，膜层可以为绝缘层，例如，膜层可以为栅绝缘层、层间绝缘层、钝化层或者刻蚀阻挡层等，本实施例对此不作限制。例如，膜层可以包括金属氧化物、金属硫化物或金属氮化物等无机材料，本实施对此不作限制。

例如，膜层也可以选用有机材料，例如可以包括聚酰亚胺、聚酰胺、聚碳酸酯、环氧树脂等中的一种或几种的组合等，本实施例不限于此。

例如，膜层也可以为金属层，例如，膜层的材料可以选用铝、银、钼、钛、铂、金、铬等材料中的一种或几种，本实施例对此不作限制，例如，膜层也可以是其他膜层。

s203：对膜层利用膜层图案化方法进行图案化。

本实施例对膜层利用实施例一提供的任一项膜层图案化方法进行图案化，且具体的图案化步骤以及对膜层图案化后的得到的小尺寸图案的形状及尺寸等参数这里不再赘述。

该阵列基板的制作方法利用热融性光刻胶在显影和后烘后发生高温融塌的特点，为待图案化的膜层形成曝光机精度以下的小尺寸图案提供可能，并且该方法工艺简单、成本低。

实施例三

本实施例提供一种阵列基板，该阵列基板由实施例二提供的阵列基板的制作方法制作而成。

例如，阵列基板包括的膜层的表面上具有与光刻胶层的第二区域的平面形状大致相同的膜层图案，并且该膜层图案沿平行于膜层所在平面的方向的最小尺寸为第二尺寸，即第二区域沿平行于膜层所在平面的方向的最小尺寸。

例如，膜层图案沿平行于膜层所在平面的方向的最小尺寸为1μm-2.9μm。例如，膜层图案沿平行于膜层所在平面的方向的最小尺寸可以为1μm-2.5μm，或者也可以为1.5μm-2μm，本实施例对此不作限制。

例如，该阵列基板可以应用于液晶显示装置、oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)显示装置等显示器件以及包括该显示装置的电视、数码相机、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示功能的产品或者部件，本实施例不限于此。

有以下几点需要说明：

(1)除非另作定义，本公开实施例以及附图中，同一标号代表同一含义。

(2)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(3)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域被放大。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。