专利名称：图案化工艺与接触窗的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图案化工艺与接触窗结构，且特别涉及一种应用于液晶显示器中的图案化工艺与接触窗结构。
背景技术：
显示器为人与信息的沟通界面，在诸多种类的显示器中，尤以液晶显示器的应用最为广泛。然而，随着液晶显示器技术的发展与快速前进，液晶显示器的工艺也不断地朝着高合格率以及工艺简化等方向发展。
图1A～1E所示为公知的应用在液晶显示器中的一种图案化工艺的流程剖面示意图。
请先参照图1A，首先，提供基板110，此基板110上已形成有材料层120与光刻胶材料层130。之后，在光刻胶材料层130上方设置光刻掩膜140，光刻掩膜140具有不透光的光刻掩膜图案142。接着，利用此光刻掩膜140对光刻胶材料层130进行曝光工艺150。
请继续参照图1B，接着对曝光后的光刻胶材料层130进行显影，以形成图案化光刻胶层132。而一般为了使后续所形成的图案具有较平缓的侧壁，因此会对此图案化光刻胶层132进行加热工艺160，以使图案化光刻胶层132的边缘发生回流(re-flow)，进而形成如图1C所示的具有较平缓的侧壁134a的图案化光刻胶层134。
请参照图1C，利用此具有较平缓的侧壁134a的图案化光刻胶层134作为蚀刻掩膜，对材料层120进行蚀刻工艺170，以形成如图1D所示的图案化材料层122，其具有较平缓的侧壁122a。之后，如图1E所示，再将图案化光刻胶层134去除。
如上所述，在上述公知工艺中是以加热方式使得图案化光刻胶层134产生回流，而让其边缘产生形变成平缓的侧壁134a。因此当继续以此具有平缓的侧壁134a的图案化光刻胶层134为蚀刻掩膜，以进行蚀刻工艺170时，即可以使得图案化材料层122也能具有较平缓的侧壁122a。然而，由于公知技术是采用加热的方式，因此必须多一道加热步骤，所以此种方式会使得工艺时间增加，且还需要额外的加热装置。
另外，在制造应用于液晶显示器中的接触窗时，由于填入接触窗开口的导电材料大多是使用金属氧化物(如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO))，所以此接触窗本身的接触阻抗与金属接触窗相比来说会较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种图案化工艺，适于制造具有平缓侧壁的图案化膜层，且此种方法不会增加工艺时间。
本发明的再一目的是提供一种接触窗，其具有较大的接触面积因而能降低其接触阻抗。
本发明提出一种图案化工艺，首先提供基板，此基板上已形成有介电层，且介电层上已形成有光刻胶材料层。接着，提供光刻掩膜，此光刻掩膜具有透光的光刻掩膜图案与位于透光的光刻掩膜图案周围的局部曝光图案。接下来，透过上述光刻掩膜对光刻胶材料层进行曝光。继之，对光刻胶材料层进行显影，以在光刻胶材料层中形成开口图案，且光刻胶材料层开口图案的侧壁具有小于90度的倾斜度。接下来，利用此光刻胶材料层对介电层进行蚀刻，以于介电层中形成接触窗开口。之后，移除光刻胶材料层。
在本发明之一较佳实施例中，上述的局部曝光图案例如是由多个条状遮光图案所构成，且条状遮光图案例如是间隔地沿着透光的光刻掩膜图案的内部而设置。
在本发明之一较佳实施例中，上述的局部曝光图案是由至少一个环状遮光图案所构成，且环状遮光图案设置于透光的光刻掩膜图案的内部。
在本发明之一较佳实施例中，上述的接触窗开口的侧壁具有小于90度的倾斜度。
在本发明之一较佳实施例中，上述的介电层的材质例如为氧化硅或氮化硅。
本发明又提出一种接触窗，包括介电层与导电层。此介电层中具有接触窗开口，且接触窗开口上端的轮廓为不规则状，而导电层覆盖于接触窗开口内。
在本发明之一较佳实施例中，上述的不规则状接触窗开口的侧壁具有小于90度的倾斜度。
在本发明之一较佳实施例中，上述的介电层的材质例如为氧化硅或氮化硅。
在本发明之一较佳实施例中，上述的导电层的材质例如为金属或金属氧化物。
本发明因采用具有局部曝光图案的光刻掩膜，使得在曝光工艺中直接可形成具有倾斜度侧壁的图案化光刻胶层，并以此图案化光刻胶层为蚀刻罩幕，而可进一步蚀刻形成具有倾斜度侧壁的图案化膜层。如此一来，将可提升后续沉积的薄膜的膜厚均匀性，并提升产品制造的合格率。而本发明的接触窗，其开口上端的轮廓为不规则状，因此可提升接触窗的面积，进而降低接触阻抗。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1A～1E为公知的应用在液晶显示器中的一种图案化工艺的流程剖面示意图。
图2A～2E为本发明之一较佳实施例的一种图案化工艺的流程剖面示意图。
图3A～3B为本发明一较佳实施例中两种具有遮光图案的光刻掩膜的俯视示意图。
图4A～4E为本发明另一较佳实施例中的一种图案化工艺的步骤流程剖面示意图。
图5A～5B为本发明一较佳实施例中制造接触窗开口图案的光刻掩膜的俯视示意图。
图6A是依照本发明一较佳实施例的接触窗结构的俯视图。
图6B为图6A中沿I-I’剖面线的剖面示意图。
主要元件标记说明110基板120材料层122图案化材料层122a侧壁130光刻胶材料层132、134图案化光刻胶层134a侧壁140光刻掩膜142不透光之光刻掩膜图案150曝光工艺160加热工艺170蚀刻工艺
210、310基板220材料层222图案化材料层222a侧壁230光刻胶材料层232图案化光刻胶层232a侧壁240光刻掩膜242不透光之光刻掩膜图案244局部曝光图案246a条状遮光图案246b块状遮光图案250、350曝光工艺260、360蚀刻工艺320介电层330光刻胶材料层332接触窗开口图案340光刻掩膜342透光之光刻掩膜图案344局部曝光图案346a条状遮光图案346b环状遮光图案400接触窗410介电层
420导电层430接触窗开口I-I’剖面线具体实施方式
图2A～2E为本发明之一较佳实施例的一种图案化工艺的流程剖面示意图。
请先参照图2A，首先，提供基板210，此基板210上已形成有材料层220与光刻胶材料层230。在一较佳实施例中，基板210例如为玻璃基板，且材料层220的材质例如为金属、金属氧化物或半导体材料。倘若本发明的图案化工艺是应用于液晶显示器的工艺中，材料层220例如是预定形成栅极的膜层，或是预定形成源极/漏极的膜层，或是预定形成通道层的膜层，或是预定形成像素电极的膜层。
请参照图2B，接着，提供光刻掩膜240，此光刻掩膜240具有不透光的光刻掩膜图案242与位于此不透光的光刻掩膜图案242周围的局部曝光图案244。透过光刻掩膜240对光刻胶材料层230进行曝光工艺250。
请参照图2C，继续再对曝光后的光刻胶材料层230进行显影，以形成图案化光刻胶层232，其中图案化光刻胶层232的侧壁232a具有小于90度的倾斜度。之后，再利用此图案化光刻胶层232为蚀刻掩膜，对材料层220进行蚀刻工艺260，进而形成如图2D所示的图案化材料层222。继之，请参照图2E，移除图案化光刻胶层232。
值得注意的是，上述图案化光刻胶层232是在曝光工艺250的时候，通过局部曝光图案244以改变不透光的光刻掩膜图案242周围的曝光量，因而使得光刻胶材料层232产生局部曝光，而产生具有侧壁232a的图案化光刻胶层232。
在本发明之一较佳实施例中，上述的局部曝光图案244例如是由至少一个条状遮光图案所构成。图3A～3B所示为本发明一较佳实施例中两种具有遮光图案的光刻掩膜的俯视示意图。
请先参照图3A，光刻掩膜240具有不透光的光刻掩膜图案242与位于此不透光的光刻掩膜图案242周围的两个局部曝光图案244。其中，每一个局部曝光图案244例如具有条状遮光图案246a，通过此局部曝光图案244可以改变不透光的光刻掩膜图案242边缘的曝光量，进而可以将光刻胶材料层230的边缘局部曝光，而形成侧壁具有倾斜度的图案化光刻胶层232(如图2B所示)。当然，每一个局部曝光图案244中，也可以设置多个条状遮光图案246a，而并非限定在如图中所示的单一个条状遮光图案246a的情形。
请再参照图3B，光刻掩膜240上的局部曝光图案244也可以是由多个块状遮光图案246b所构成，其排列于局部曝光图案244中，以控制曝光量而形成局部曝光的效果。值得一提的是，上述条状遮光图案246a或块状遮光图案246b也可以是其它的任意形状，只要能够使不透光的遮光图案242周围具有局部曝光效果即可。
请继续参照图2E，在本发明之一较佳实施例中，利用上述侧壁具有倾斜度的图案化光刻胶层232，进而对材料层220进行蚀刻而制造出图案化材料层222。此图案化材料层222的侧壁222a具有小于90度的倾斜度。因此在后续利用溅镀的方式于图案化材料层222上制造膜层时，因为图案化材料层222具有较为平缓的侧壁222a，使得后续在此图案化材料层222上所沉积的膜层具有较佳的膜厚均匀性。与公知在侧壁为90度的图案化材料层132(如图1B所示)上沉积膜层相比，可解决所沉积的膜层经常会在图案化材料层132侧壁会有较薄厚度或整体膜厚均匀性不佳等问题。
图4A～4E为本发明另一较佳实施例中的图案化工艺的流程剖面示意图，此图案化工艺适用于定义出接触窗开口。
请先参照图4A，首先提供基板310，此基板310上已形成有介电层320，且介电层320上已形成有光刻胶材料层330。在一较佳实施例中，此介电层320的材质例如为氧化硅、氮化硅或是其它公知的介电材料。
请继续参照图4B，接着，提供光刻掩膜340，此光刻掩膜340具有透光的光刻掩膜图案342与位于透光的光刻掩膜图案342周围的局部曝光图案344。接下来，透过光刻掩膜340对光刻胶材料层330进行曝光工艺350。
请继续参照图4C，对光刻胶材料层330进行显影，以在光刻胶材料层330中形成接触窗开口图案332，且光刻胶材料层330的接触窗开口图案332的侧壁具有小于90度的倾斜度。接下来，利用此光刻胶材料层330的接触窗开口图案332，以对介电层320进行蚀刻工艺360，以于介电层320中形成如图4D所示的接触窗开口322。在本发明之一较佳实施例中，此接触窗开口322的侧壁具有小于90度的倾斜度。请继续参照图4E，之后，移除光刻胶材料层330。后续，在接触窗开口322内形成导电层(图中未示)，即可形成接触窗结构。
值得注意的是，上述的接触窗开口图案332是通过光刻掩膜340上的局部曝光图案344，以改变透光的光刻掩膜图案342周围的曝光量。所以光刻胶材料层330将产生局部曝光，而产生侧壁具有小于90度的倾斜度的接触窗开口图案332。
图5A～5B为本发明一较佳实施例中制造接触窗开口图案的光刻掩膜的俯视示意图。
请参照图5A，此光刻掩膜340具有透光的光刻掩膜图案342与局部曝光图案344，值得注意的是，上述的局部曝光图案344例如是由多个条状遮光图案346a所构成，且条状遮光图案346a例如是间隔地沿着透光的光刻掩膜图案342的内部而设置，以使得如图4B所示的接触窗开口图案332周围能产生局部曝光的效果。
请参照图5B，上述的局部曝光图案344也可由至少一个环状遮光图案346b所构成，且环状遮光图案346b是设置于透光的光刻掩膜图案342的内部，以使图4B所示的接触窗开口图案332能产生局部曝光效果。
倘若上述接触窗开口是以图5A的光刻掩膜来形成，则所形成的接触窗开口的上端轮廓会呈现不规则状，如图6A所示。图6A是依照本发明一较佳实施例的接触窗结构的俯视图，图6B为图6A中沿I-I’剖面线的剖面示意图。
请同时参照图6A与图6B，此接触窗400包括介电层410与导电层420，此介电层410中具有接触窗开口430，且接触窗开口430上端的轮廓为不规则状。而导电层420覆盖于接触窗开口430内。
在本发明之一较佳实施例中，介电层410的材质例如为氧化硅或氮化硅或是其它公知的常用介电材料，且导电层420的材质例如为金属或是金属氧化物。
请继续参照图6B，在本发明之一较佳实施例中，上述不规则状的接触窗开口430的侧壁具有小于90度的倾斜度，以使导电层420沉积于此接触窗开口430内时，能均匀的覆盖在接触窗开口430的表面。此外，因为接触窗开口430上端的轮廓为不规则状，所以可增加接触窗400的面积，因而使得接触阻抗能够降低。
综上所述，本发明的图案化工艺与接触窗具有下列优点(1)本发明的图案化工艺可省略公知的加热使光刻胶的边缘回流的步骤，且直接以局部曝光的光刻工艺制造出具有平缓侧壁的图案化膜层，因此可简化工艺步骤。
(2)利用本发明的局部曝光图案可以制造出具有平缓侧壁的图案化膜层与接触窗开口，其有利于后续制造于其上沉积膜层时能具有较佳的膜厚均匀度，进而提升后续工艺中膜层制造的合格率。
(3)本发明的接触窗的上端的轮廓具有不规则形状，因此可增加接触窗的面积，进而降低接触阻抗。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种图案化工艺，其特征在于包括提供基板，该基板上已形成有介电层，且该介电层上已形成有光刻胶材料层；提供光刻掩膜，该光刻掩膜具有透光的光刻掩膜图案与位于该透光的光刻掩膜图案周围的局部曝光图案；透过该光刻掩膜对该光刻胶材料层进行曝光；对该光刻胶材料层进行显影，以在该光刻胶材料层中形成开口图案，且该光刻胶材料层的该开口图案的侧壁具有小于90度的倾斜度；利用该光刻胶材料层对该介电层进行蚀刻，以于该介电层中形成接触窗开口；以及移除该光刻胶材料层。
2.根据权利要求1所述的图案化工艺，其特征在于该局部曝光图案由多个条状遮光图案所构成。
3.根据权利要求2所述的图案化工艺，其特征在于上述这些条状遮光图案间隔地沿着该透光的光刻掩膜图案的内部而设置。
4.根据权利要求1所述的图案化工艺，其特征在于该局部曝光图案是由至少一个环状遮光图案所构成。
5.根据权利要求4所述的图案化工艺，其特征在于该环状遮光图案设置于该透光的光刻掩膜图案的内部。
6.根据权利要求1所述的图案化工艺，其特征在于该接触窗开口的侧壁具有小于90度的倾斜度。
7.根据权利要求1所述的图案化工艺，其特征在于该介电层的材质包括氧化硅或氮化硅。
8.一种接触窗，其特征在于包括介电层，该介电层中具有接触窗开口，且该接触窗开口上端的轮廓为不规则状；以及导电层，覆盖于该接触窗开口内。
9.根据权利要求8所述的接触窗，其特征在于该不规则状的接触窗开口的侧壁具有小于90度的倾斜度。
10.根据权利要求8所述的接触窗，其特征在于该介电层的材质包括氧化硅或氮化硅。
11.根据权利要求8所述的接触窗，其特征在于该导电层的材质包括金属或金属氧化物。
全文摘要
一种图案化工艺，首先提供基板，此基板上已形成有介电层，且介电层上已形成有光刻胶材料层。接着，提供光刻掩膜，此光刻掩膜具有透光的光刻掩膜图案与位于透光的光刻掩膜图案周围的局部曝光图案。接下来，透过上述光刻掩膜对光刻胶材料层进行曝光。继之，对光刻胶材料层进行显影，以在光刻胶材料层中形成开口图案，且光刻胶材料层的开口图案的侧壁具有小于90度的倾斜度。接下来，利用此光刻胶材料层对介电层进行蚀刻，以于介电层中形成接触窗开口。之后，移除光刻胶材料层。通过上述的局部曝光图案，可改变光刻掩膜图案边缘的曝光量，进而能够蚀刻出具有小于90度的倾斜度的侧壁的图案，以改善后续沉积的薄膜的膜厚均匀性。
文档编号G02F1/13GK1916714SQ20051009074
公开日2007年2月21日 申请日期2005年8月15日 优先权日2005年8月15日
发明者刘志鸿 申请人:中华映管股份有限公司