[发明专利]一种曝光图案形成的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种微影制程(Lithography Process)，特别是关于一种利用滤光片进行至少一次曝光以形成不同维度或尺寸图案的微影制程。 

背景技术

微影制程对于多种电子组件的制作而言是为一重要的制程步骤，例如半导体组件、液晶显示器等。微影制程一般是利用光线透过具有预先设计图案的光罩，照射至涂布光阻层的基板上，使对应于光罩上图案的位置的光阻层被曝光，再将基板浸入显影液中，移除未曝光的光阻层以形成与光罩上图案相对应的图案，或是移除被曝光的光阻层来形成，是以所使用的光阻材质来决定。 

以上述的微影制程所制造的图案于基板上时，由于光阻层于曝光时的环境相同，则在基板上所形成的图案亦具有相同的维度或尺寸。然，有些电子组件的结构被设计为需要不同维度或尺寸的图案结构，因此，于此类电子组件的制程中，则需要依照不同维度的图案进行多次微影制程步骤。举例而言，当电子组件具有两种不同维度的图案结构的时候，则制程步骤就需进行两次微影制程步骤，是包含于一基板上先旋转涂布一厚度的光阻层，接着，将具有图案的光罩对准放置于对应的光阻层的位置上方后进行曝光，其后，进行显影(Development)及硬烤(Post-bake)步骤后在基板上会形成第一种维度的图案。完成了第一种维度的图案的微影制程之后，才接着进行第二种维度的图案的微影制程，步骤是为于具有第一种维度的图案的基板上旋转涂布另一厚度的光阻层，接着，再将光罩对准放置于对应于此另一光阻层的位置上方后进行曝光，其后，在进行显影及硬烤步骤后，则此基板上就会包含第一种维度的图案及第二种维度的图案的结构于其中。 

然而，由上述的制程中可轻易发现制作第一种维度及第二种维度的图案的微影制程的步骤重复性相当地高，且由于进行了多次的微影制程步骤之故，不但需要很长的制作时间，亦会导致具有此种结构的组件的生产成本相对高昂。 

因此，为了解决上述的问题，便发展出利用灰阶光罩(Multi Tone Mask)来减少微影制程的步骤。灰阶光罩是为一种具有不同种穿透率的图案区域形成在同一光罩中。请参阅图1，是显示使用一灰阶光罩进行一次微影制程的示意图，其中灰阶光罩100中具有第一百分比透光率的图案区域101以及第二百分比透光率的图案区域103。例如，若第一百分比透光率的透光率为100%，第二百分比透光率的透光率为X%时，于微影制程的过程中，藉由此灰阶光罩100实行曝光的步骤时，则灰阶光罩100中具有100%透光率的图案区域101的部分，光线会百分的百穿透过去，而具有X%透光率的图案区域103的部分，则仅X%的光线穿透过去。由于所照射的光线强度不同的缘故，涂布于基板110上方的光阻层会因为光反应的程度不同，而于显影步骤之后则会产生出不同尺寸的图案结构，如图中所示的大尺寸图案111和小尺寸图案113。因此，当需要制造出多种不同尺寸的结构时，只需于灰阶光罩中设计出相对应的不同透光率的图案区域，则可仅使用一次微影制程来制造出具有多种不同尺寸的图案结构于基板上。 

此外，可参阅台湾省专利公告案第I245160号，专利名称为应用灰阶技术制作导光板模板的方法，其中揭露利用一灰阶光罩进行微影制程，于去除部分光阻层则可于导光板表面上形成复数个高度不一的光阻图案，再进行热流(flow)制程使各光阻图案表面呈现为平滑的球形镜面。亦可参阅台湾省专利公告案第I309089号，专利名称为主动组件数组基板的制造方法，其中揭露利用多重穿透式光罩(灰阶光罩的一种)于薄膜晶体管数组基板上制造闸极、信道层、源极、汲极、保护层以及画素电极等组件可有效地将原本需要五次微影制程缩减至仅需三次微影制程即可完成来降低制程时间及制造成本。再者，亦可参阅台湾省专利公开案第200907560号，专利名称为曝光制程、画素结构的制造方法及其使用的半调式光罩，其中提及由于在大面积玻璃基板进行微影制程时，会因为曝光不均匀所导致光阻图案尺寸不均匀的问题发生，因此，揭露利用半调式光罩(灰阶光罩的一种)进行微影制程则无须修改制程条件即可制造出均匀尺寸的光阻图案。如上所述，可得知灰阶光罩已渐渐广泛地被使用于微影制程中。 

然而，由于灰阶光罩需要在用以形成不同维度或尺寸的图案区域的部分制成具有不同透光率，因此，灰阶光罩制造价格非常昂贵，通常比一般光罩高出2~3倍的价钱。也因此，虽然使用灰阶光罩可以减少由于多次微影制程所导致的生产成本，但，因为灰阶光罩本身的价格高昂之故，对于降低生产成本的效果仍然相当有限。 

因此，亟需一种可以有效缩短制造时间亦可有效的降低生产成本的微影制程应用于基板上以形成具有不同维度图案的光阻结构。