[发明专利]一种半导体平坦化层的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于平板显示技术领域中的半导体集成电路的制造工艺，尤其是涉及一种半导体平坦化层的制作方法。

背景技术

近年来，在平板显示技术领域中，例如在薄膜晶体管（TFT）的制造过程中，平坦化层（PLN：Planarization layer）已得到广泛应用。采用平坦化层能够平整显示器件的基板上因各种不同层图案所造成的面内段差。使用平坦化层的优点在于能够减少黑矩阵（black matrix）的面积、增加面板的开口率、增加光的透过率、降低产品功耗。

但是，在以往的平坦化层的制作过程中会出现如下问题。由于需要平整各种层图案所造成的段差，所形成的平坦化层需要有足够的厚度，大约在2μm～3.5μm（）的范围内。在制备平坦化层的过程中，需要去除平坦化层中的溶剂。通常是采用例如热板进行软烘的方法或者采用真空干燥装置进行低压冷凝干燥等方法来去除上述溶剂。但由于平坦化层的厚度较大，往往难以有效去除平坦化层中的溶剂，特别是难以有效去除平坦化层在底层部分中的溶剂。

以往，为了有效去除平坦化层中的溶剂，通过延长热板的软烘时间或调整真空干燥的时间和压力等方式来解决上述问题。但采用上述方式进行处理时，经常会使平坦化层的表层发生硬化而导致其底层的溶剂无法析出，从而影响了整体的干燥效果而达不到规定的要求。

如此一来，在后面的显影过程中，因平坦化层中所含溶剂量的分布差异会导致平坦化层的表层与底层的显影速率存在差异。这种差异会造成平坦化层出现锥度角（taper angle）不良的问题，从而影响平坦化层的上层、例如透明电极层的覆盖性。

同时，若平坦化层中的溶剂的去除效果不佳，则溶剂析出后会污染液晶或作为液晶取向膜的聚酰亚胺膜。进而，还会造成后续的可靠性分析（RA：reliability analysis）不及格的问题。

如图4所示，在基板（未图示）上配置的下层膜2上形成的平坦化层1的锥度角3在正常情况下一般要求在40°～60°的范围内。如图5所示，在下层膜2上形成的平坦化层1的锥度角超过上述范围时，产生平坦化层的锥度角不良的异常情况。

另外，平坦化层的锥度角（PLN taper）不良会引起平坦化层的凹割（undercut）现象。所谓凹割现象是指平坦化层锥度角超过90度时的现象，会导致平坦化层的上层膜发生断线。例如在液晶显示器件中，平坦化层的上层一般是由氧化铟锡材料形成的透明电极层，上述透明电极层的厚度约为0.04μm～0.08μm（），主要用来存储电荷、控制液晶的动作。若透明电极层出现断线，则数据线的信号就无法传输到透明电极上，从而也无法驱动液晶分子，导致显示器件发生故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体平坦化层的制作方法，其能够改善平坦化层的锥度角、降低平坦化层的凹割现象、防止导致平坦化层的上层膜断线，从而提升产品的可靠性。

为了克服上述以往存在的问题，本发明人经过反复研究，发现平坦化层中溶剂析出不充分的根本原因在于平坦化层的厚度过大，进而在烘烤过程中容易造成平坦化层的表面硬化、阻止后续的溶剂析出。基于上述发现，发明人提出了如下技术方案。

具体而言，本发明的实施方式提供了一种半导体平坦化层的制作方法，包括：涂布、烘烤和干燥步骤，是将用于形成平坦化层的光刻胶涂布于下层膜上，然后进行烘烤处理和干燥处理；曝光和显影步骤，是对通过所述涂布、烘烤和干燥步骤处理后的平坦化层实施曝光处理和显影处理；其特征在于，根据要制作的平坦化层所需的涂胶厚度，至少分两次实施所述涂布、烘烤和干燥步骤；并且，至少实施一次的所述曝光步骤和显影步骤。

并且，本发明的实施方式还提供了一种半导体平坦化层的制作方法，其特征在于，在上述半导体平坦化层的制作方法中，还包括：除渣灰化步骤，是继所述曝光和显影步骤后，使用干刻设备，对所述曝光和显影步骤处理后的平坦化层进行除渣和灰化处理。

基于本发明，根据要形成的平坦化层所需的涂胶厚度分多次实施涂布、烘烤和干燥步骤、实施曝光和显影步骤，能够防止因烘烤和真空干燥时间过长而造成的平坦化层表面硬化。由此能够使平坦化层中的溶剂、尤其是使平坦化层底层中的有机溶剂充分去除。如此一来，保证了显影过程中平坦化层的显影速度在平坦化层的表层和底层的一致性，能够使平坦化层锥度角得到优化。同时，通过使平坦化层中的溶剂充分去除，在后续的高温或者低压工序中不再从平坦化层中析出有机溶剂。由此能够确保平坦化层之上的液晶层或者聚酰亚胺膜不受污染，即消除了可靠性分析不及格的风险。