[发明专利]制备显示器用阵列板的方法

说明书

技术领域

一种制备显示器用阵列板的方法以及正性型光致抗蚀剂树脂在制备显示器用阵列板中的应用。

背景技术

平板显示器正在日益发展，以代替阴极射线管(CRT)显示器。它们中，液晶显示器(LCD)、有机电致发光显示器(ELD)等已经特别得到了关注，它们具有比如轻重量、薄膜性质或低功率消耗等的优点。

例如，光透射有源矩阵式液晶显示器可以包含每一个都具有开关元件的多个显示像素的阵列。有源矩阵式液晶显示器具有通过对齐层(alignmentlayer)在阵列衬底和相反衬底之间设置的液晶层。

阵列衬底在形成于由玻璃、石英等制备的透明板上的格子内排列有多根信号线和扫描线。在格子的交点上使用无定形硅半导体薄膜，将每一个格子与薄膜晶体管(下文中，简写为TFT)连接。

TFT的栅极电极和漏极电极分别电连接扫描线和信号线，同时TFT的漏极电极电连接用于制备像素电极的透明导电材料例如铟-锡-氧化物(ITO)。

TFT的可能结构包括正交错式(顶部栅极式)和负交错式(底部栅极式)结构。

光致抗蚀剂和光致抗蚀剂膜被用于制备这些LCD，并且还用于制备其它高度集成的半导体比如集成电路(IC)、印刷电路版(PCB)和电子显示器如阴极射线管(CRT)和有机电致发光显示(EL或ELD)。用于这些器件的制备方法采用了光刻法和光制备技术。光致抗蚀剂膜需要足以形成具有非常细的线和不大于7μm的小空间区域的图案的分辨率。

通过化学改性光致抗蚀剂树脂或光致抗蚀剂的分子结构，可以使光致抗蚀剂的物理性质在比如在某些溶剂中的溶解性、着色性、固化等性质上不同。

近年来，采用液体光致抗蚀剂组合物制备TFT-LCD的方法由于衬底尺寸的增大已经变得日益复杂和困难，因此与液体光致抗蚀剂组合物相关的问题已经变得更加突出。正性液体光致抗蚀剂表现出一些问题，比如由于在储存过程中的沉降而导致分辨率和灵敏度降低、由于在涂布表面上的残留物而导致图案设计较差等。因此，存在研发新的光致抗蚀剂以解决这些问题的需要。

对正性干抗蚀剂技术的需要起因于与常规液体正性光致抗蚀剂相关的缺点。这些缺点导致生产成本升高。例如，将光致抗蚀剂旋涂到半导体晶片上导致昂贵光致抗蚀剂材料的损失。旋涂抗蚀剂的机器体现主要的资本费用，并且与旋涂相关的时间和处理产生另外的生产成本。与光致抗蚀剂的定点使用(point-of-use)的应用相关的过滤也是成本高昂的。光致抗蚀剂在旋涂处理中的所有点上的浪费也体现出光致抗蚀剂成本的主要部分。而且，正性液体光致抗蚀剂组合物在储存过程中通常产生不溶性材料(即，经历沉降)，从而导致分辨率和灵敏度的降低。因此，实用的干膜正性光致抗蚀剂技术变得高度需要。

在二十世纪六十年代期间，传统的干膜光致抗蚀剂技术开始发展，在那时液体负性光致抗蚀剂适合用于制备大特征、低分辨率器件比如印刷电路版(PCB)图案的干膜技术。然而，这些干膜抗蚀剂的差的分辨率抑制了干膜技术对高分辨率器件比如IC、LCD等的应用。

正性干膜抗蚀剂首先在二十世纪八十年代出现，此时，技术发展开发出了热塑性树脂的一些性质。例如，采用纤维素树脂作为干膜正性抗蚀剂的基底(美国专利5,981,135)。DuPont开发出了另外的干膜正性抗蚀剂(美国专利4,193,797和美国专利5,077,174)，这些干膜正性抗蚀剂都是基于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯树脂的。因此，这些相关领域的热塑性正性干膜光致抗蚀剂同样具有负性抗蚀剂的缺点，原因是采用纤维素或丙烯酸类树脂产生具有低分辨率的厚干膜光致抗蚀剂。

因此，这些相关领域的干膜正性光致抗蚀剂的应用已经证实了关于高级半导体制备应用需要薄膜的问题。即，由于高分辨率光刻法需要光致抗蚀剂层的宽度变得更薄，因此增加了对均匀薄膜的需要。例如，光致抗蚀剂的薄膜对比如衬底粗糙度之类的外部现象更灵敏。十分不均匀的衬底可能在光致抗蚀剂层产生比如“鱼眼”的缺陷。

另外，通过光学器件在短时间内导致的光致抗蚀剂树脂或光致抗蚀剂的分子结构的化学改性，可以使得光致抗蚀剂树脂或光致抗蚀剂的物理性质变化，比如在某些溶剂中的溶解性(即，溶解性的增加或降低)、着色、固化等的变化。

另外地，已经开发出了各种用于改善光致抗蚀剂树脂组合物的物理性质和加工稳定性的溶剂，这些溶剂包括例如乙二醇单乙基醚乙酸酯(EGMEA)、丙二醇单乙基醚乙酸酯(PGMEA)、乙酸乙酯(EA)等。