1309089 QDI94110 19284twf.doc/e 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種主動元件陣列基板的製造方 法’且特別是有關於一種藉由多重穿透式光罩（multi tone mask)來製造主動元件陣列基板的方法。 【先前技術】 現今社會多媒體技術相當發達，多半受惠於半導體元 件或顯示裝置的進步。就顯示器而言，具有高晝質、空間 利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優越特性之薄膜電晶 體液晶顯示器已逐漸成為市場之主流。 薄膜電晶體液晶顯示器主要是由一薄膜電晶體陣列 基板、一彩色濾光基板與一夾於兩基板之間的液晶層所構 成。一般來說，傳統薄膜電晶體陣列基板之製造方法需透 過五道光罩製程才能完成，其中第一道光罩製程主要是將 閘極與掃描線（scan line)定義出來，第二道光罩製程主 要是將通道層（ehannel)定義出來，f三道光罩製程主要 是將源極（s_e)、汲極（dram)與資料線（d: 第四道光罩製程主妓將保護 _ 無不朝向縮減光罩製程的次數來笋展 豕錢廠商 (―)並降低製造成本輪薄嗅電:提體= 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e 板之製程實有改進之必要。 【發明内容】 本發明之目的是提供— 方法，以解決料之元件_基板之製造 造時間的問題。&方去無法有效降低製造成本與製 列基其:::下:;明提出一種主動元件陣 „ ^ ”包括下列步驟：首先，提供一其拓 透光式2 ’其中多重穿透式光罩具有至少四種 板上形成一問絕緣層，以成°接著’於基 形成一通道戶材料展 後盍閘極。之後，於閘絕緣層上 屬材料層。“金：卜科::道層材料層上形成-金 多重穿透式光罩對光开成:^層’並藉由 阻層。上述之圖案化光阻層:=二形芯圖案化光 上方，而突起位=層外，則對應於間極 ίίπ蓋之金屬材料層與通道層材料 蔣…*u 、層。接者，對圖案化光阻層進行一第— 移除U ’移除位於凹陷處之圖案化光阻層，以 口亚暴露出部分之金屬材料層 /幵 之今>1姑<俊私除由開口而暴露 道層。此外：對與—汲極並暴露出部分之通 接著，於餘使得突城位於汲極上。 开4保禮層，以覆蓋突起之頂部、部分 6 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e 層：源極、汲極與部分之通道層。然後，對突起 仃弟一移除製程，移除突起並同時移除其上方之保護 I後層中形成—接_σ，並暴露出部分之祕。 成一晝素電極’並填入接觸開口，以盘 及極電性連接。 /、 且有在Γ:ί「一實施例中，上述之多重穿透式光罩可以 1第-透先區、—第二透光區、—第 四透光區，其中多重穿锈彳氺罢+ @ ^ 弟 於H^ 透式先罩之弟一透光區之透光率大 ^弟一透先區之透光率，㈣二透絲之透光率大於第三 之透光率。+❿第—透Μ之透⑽大於第四透光區 光阻it發m施例中’上述藉由多重穿透式光罩對 ί應第一透光區之金屬材料會暴露 3 ir!外，而圖案化光阻層之凹陷會對應第二透 外之，，圖魏光阻層之突起會對應至第:透^ 光阻。I明之—貫施例中’上述之光阻層可以包括正型 且有之—實施例中，上述之多重穿透式光罩可以 ^透光一第二透光區、—第三透光區與一第 穿透^罩之第四透光區之透光率大 之透光率，而第三透光區之透絲大於第二 透光£之透光率，黛奉止 透光率。 一品之透光率大於第一透光區之 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e 在本發明之一實施例中，上述藉由多重穿透式光罩對 光阻層進行圖案化後，對應第一透光區之金屬材料會暴露 於圖案化光阻層外，而圖案化光阻層之凹陷會對應第二透 光區，而第三透光區會對應圖案化光阻層中凹陷與突起以 外之部分，且圖案化光阻層之突起會對應至第四透光區。 在本發明之一實施例中，上述之第四透光區豆有最大 透光率之多重穿透絲罩，與其搭配之光阻層材料可以包 括負型光阻。
$發明之—實施射，上述之主動元件陣列基板的 Ik方去，更包括於通道層上形成一歐姆接觸層。 遠離關巾，上述之突起可㈣於汲極上 括灰iir之—實施例+，上述之第-移除製程可以包 括灰ίίί明之—實施例中’上述之第二移除製程可以包 括剝iii明之—實施例中，上述之第三移除製程可以包 穿透㈣縣板之製造方法因採用多重 可以具有三種不同之C丁圖案化，這會使圖案化光阻層 化各個膜層之罩幕，此圖案化光阻層來作為圖案 製造方法^之絲元件_基板之 成本或是製程時可完成。因此，不論是製造 能。 πτ以有效地降低，進而可以大幅提升產 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e “為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 第一實施例 圖1A〜1L是本發明之第一實施例之主動元件陣列基 板之製造流程剖面示意圖。請先參考圖1A，首先，提供一 基板210 ’然後於基板21〇上形成一閘極212。詳細地說， 閘極212可以透過例如是物理氣相沈積法（pvD)沈積金 屬材料於基板21〇上，再藉由—道光罩製程對此金屬材料 進行圖案化’即可完成閘極212之製作。上述之金屬材料 可以選用铭、金、銅、錮、鉻、鈦、銘合金或銦合金等低 阻值材料。一般而言，掃描線（Scan line)(未繪示）可 以與閘極212藉由同一道光罩製程而一併形成。 接著請參考圖1B，於基板21〇上形成一閘絕緣層 214，以復盍閘極212與掃描線（未繪示）。詳細地說，閘 絕緣層214之材料可以選用氮切（隨）或是以四乙氧 基石夕燒（TEOS)為反應氣體源而形成之氧化碎（si〇)。 然後，於_緣層214上形成-通道層材料層216，而此 通道層材料層216可以透過例如是化學氣相沈積法（CVD) 沈積非晶矽（amorphous silicon)於閘絕緣層214上。一般 來龙，為了使通道層材料層216與金屬材料之間的接觸阻 抗下降，在實務上更可以選擇於通道層材料層216上形成 摻雜半導體層217，其材料例如是N型摻雜非晶石夕。之 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e 後’再於通道層材料216上形成一金屬材料層218。 然後請參考圖1C，於金屬材料層218上形成一光阻 層220，在本實施例中光阻層22〇為正型光阻。當然，光 阻層22〇也可以為負型光阻，而此種情形將會在第三實施 例中作詳細地說明。接著請參考圖1D，提供一多重穿透式 光罩Ml (multitcmemask)，其中多重穿透式光罩M1具 有至少二種透光率之區域。舉例而言，本發明之多重穿透 式光罩Ml可以具有一第一透光區T1、一第二透光區丁2、 一第三透光區Τ3與一第四透光區Τ4。其中，多重穿透式 光罩Ml之第一透光區T1之透光率（transmittance)大於 ，二透光區T2之透光率，而第二透光區T2之透光率大於 第二透光區Τ3之透光率，而第三透光區Τ3之透光率大於 第四透光區Τ4之透光率。在本實施例中第四透光區以可 以是不透光區。 Λ,傻’錯由夕重穿透式光罩M1對光阻層22〇進行圖 案化，以形成一圖案化光阻層222。值得留意的是，由於 多重穿透式光罩Ml具有四種不同的透光率，因此光阻層 220在圖案化後所形成的圖案化光阻層222也會 ^ : = = 22於第—透光區T1之透光率最強了且 Μ層220為正型光阻，因此對應第_透光區τ 層220在經過圖案化後會被移除，而使對岸第 = 之金屬材料層218會暴露於圖案化光阻層拉外。方 面，由於在本實_中第四透統τ 對應第四透光區Τ4之光阻層⑽不不透；^，因此 10 1309089 QDI94110 19284twf.d〇c/e 突起Μ 222具有—凹陷2223與一 起通位於凹突 透光區T2會對應至圖# 清楚得知’第= 二诱w必 尤阻層222之凹陷222a，而第 起2221^外_^應至圖案化光阻層222中凹陷222a與突 之 外之邛分，且 對應至第四透光區T4。㈣化先阻層222之突起皿會 Φ 然後請參考圖1Ε，以圖案化光阻層22 皮圖案化光阻層222覆蓋之金屬材料層 217,以及‘二未化光阻層222覆蓋之摻雜半導體層 2!6，以m/化光阻層222覆蓋之通道層材料層 光阻層奶進;t曰第請參^01F，對圖案化 m· 多除製程，其例如是採用灰化 (S mg)衣程’以移除位於凹陷222 :進而形成-開ww會暴露 二去光阻與濕式去光阻。本發明之第一移除 = 灰化（Ashing)製程，即為乾式去光阻，其主要是= 碳-氟（C-Fbased)氣體為反應氣體源並施以一偏壓$ 成電漿（Plasma)來對圖案化光阻層222進行 ^ 移除。 才丨U生地 之後請參考圖1G，採用餘刻製程，以移除由開 而暴露之金屬材料層218以及部分之掺雜半導體層 進而形成-源極218a、-没極⑽與—歐姆接觸日層’ 11 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e (Ohm contact layer)。一般來說’資料線（Data line)(未 繪示）可以與源極218a以及汲極218b —併製成。此外， 開口 A可以暴露出部分之通道層216a。 接著請參考圖1H，對圖案化光阻層222進行一第二 移除製程，以移除突起222b以外之圖案化光阻層222，進 而使突起222b可以形成於汲極218b上。上述之第二移除 製程可以選用灰化製程。這裡要特別說明的是，提高灰化 製程之偏壓可以使突起222b之側壁趨於垂直。然後請參考 圖1J，於基板210上形成一保護層230，以覆蓋突起222b 之頂部、部分之閘絕緣層214、源極218a、汲極218b與部 分之通道層216a。這裡要特別說明的是，由於突起222b 之侧壁趨於垂直，且具有相當之高度。因此，保護層23〇 不易形成於突起222b之側壁上。 之後請參考圖1K,對突起222b進行一第三移除製程 製程，以移除突起222b並同時移除突起222b上方之保護 層230 ’以於保護層230中形成一接觸開口 c卜並暴露出 部分之没極鳥。上述之第三移除製程可以選用剝離⑽ off)製程。值得留意的是’由於保護層23〇不易形成於突 起㈣之側壁上’因此突起222b之側壁可以暴露於外， 只要選用適當的光阻去除劑，即可有效地將突起222 除。換言之，接_口 C1内不㈣留光阻，這會使得後 績欲形成之畫素電極能有效地填人闕開口 C1内，以避 免錢電極與汲極218b有_不良的情況發生。 這裡要說明的是，由於本發明之主動元件陣列基板之 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e
. ®造方法藉由多重穿透式光罩Ml來進行，因此圖1B〜1K 所示之步驟中，僅透過一道光罩製程即可以將通道層 216a、源極218a、汲極218b與保護層230製作完成。相 較於習知技術需要三道光罩製程才能完成通道層21如、源 極218a、汲極218b與保護層230，本發明之主動元件陣列 基板之製造方法可以有效地降低製造成本，並且縮短製程 時間’進而可以大幅提升產能（Thr〇ughput)。 • 接著請參考圖1L，於基板210上形成一晝素電極 240，以覆蓋住保護層230。此外，晝素電極240會填入接 觸開口 C1而與汲極218b電性連接。詳細地說，晝素電極 240可以透過沈積例如是銦錫氧化物（IT〇)、銦鋅氧化物 • (ΙΖ〇)或鋁鋅氧化物（ΑΖΟ)於保護層230上，並填入 接觸開口 C1。之後，再對上述沈積之材料進行一道光罩製 程，即可完成晝素電極240之製作。上述至此，本發明: 主動元件陣列基板200之製造流程僅透過三道光罩製程， 並配合適當的移除製程，即可製作完成。 • 第二實施例 第二實施例與第一實施例類似，兩者主要不同之處在 於：本實施例所採用之多重穿透式光罩，其透光區之排列 方式會與多重穿透式光罩Ml (如圖1D所示）上之排列方 式不同。首先凊參考圖1A〜1C，本實施例的初始製作步驟 皆與圖1A〜1C所示之步驟類似，於此不多加贅述。 接著請參考圖2A，提供一多重穿透式光罩M2，其中 多重穿透式光罩M2中透光率最低的第四透光區T4會位於 13 1309089 QD1941J 0 I9284twf.doc/e 第二透光區丁3之最外制，g窜 高之第-透光區T1相鄰。0=、^區τ4會與透光率最 化後，突起2孤會形成於圖U吏;^阻層220經由圖案 然後請參考圖犯以^宰
= :=Ϊ被圖案化光阻層222覆蓋之摻雜半侧 :，= :案化光阻層222覆蓋之通道層材料層 移除的過針，可1^通=2°這裡要特別說明的是，在 金屬㈣層218 ^ Ϊ 雜半導體層217與 a A L '一層、·，。構有過度蝕刻（Over etching)的 i古縣^n2B可以清楚得知’圖案化光阻層222之側緣 έ有w工（Overhead )的現象。
接著明參考圖2C，對圖案化光阻層222進行-第-，除製程’其例如是採用灰化製程，以移除位於凹陷222a 處之圖^化光阻層222,進而形成一開口 A。此外，開口 / S *蕗出邛刀之金屬材料層218。之後請參考圖2d，進 行一1虫刻製程’以移除由開口 A而暴露之金屬材料層218 以及心之摻雜半導體層217，進而形成一源極m 一 汲極218b與一歐姆接觸層217a。一般來說，資料線（未 繪不）可以與源極218a以及汲極218b 一併製成。此外， 開口 A可以暴露出部分之通道層216a。 然後請參考圖2E，對圖案化光阻層222進行一第二移 除製程，其例如是採用灰化製程，以移除突起222c以外之 圖案化光阻層222，進而可使突起222c形成於汲極21肋 14 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e 上遠離閘極212之一端。這裡要特別說明的是，提高灰化 製程中之偏壓可以使突起222c之側壁接近於垂直。冋 接著請參考圖2F，於基板21〇上形成—保護層⑽， 以覆蓋突起222c之頂部、部分之間絕緣層214、源^論、 汲極218b與部分之通道層2I6a。這裡要特別說明的是， 由於突起222c之側壁相當垂直，且由於突起22以會形成 於沒極通之最外侧。這會使得突起222c與位於&絕緣 層214上之保護層230會有較大的落差。因此，保護層230 =附著於突起222c之側壁上，這有利於後續隨 off)製程的進行。 •之後請參考圖2G ’對突起222C進行一第三移除製程 衣私，以移除突起222C並同時移除突起施上方之保 層230 ’以於保護層23〇中形成一接露出 ^之沒極_。上述之第三移除製程可以選用剝= 私。由於保護層230不易附著於突起处之侧壁上，^ Ξ起二2c右之側壁會暴露於外，只要選用適當的光阻去除
較起222e絲H C2内便不易殘留光阻。 ㈣開口 ，於基板21Q上形成一晝素電極 電性連接。由於杏阳又觸開口 C2,以與及極 此書辛命故〇 於先阻不易殘遠於接觸開口 C2内。因 避免效地填人接_^2内，以進—步 細地說，晝素電極、2=Γ透良的情況發生。詳 了 乂透過沈積例如是銦錫氧化物 15 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e UT〇)、銦鋅氧化物（IZq)或轉氧化物（az〇)於保 遵層230上。之後，再對上述沈積之材料進行—道光罩製 程’即可完成晝素電極240之製作。 第三實施例 本實施例與第—實施例非常類似，兩者主要不同之處 在於：本實施例所採用之光阻層22()材料為負型光阻，而 與其格配之夕重穿透式光罩巾各個透光區之透光率也作了 適田地5周整。首先睛參考圖1A〜1C，本實施例的初始製作 步驟皆，圖1A〜1C所示之步驟類似，於此不多加贅述。 接著請參考圖3A，提供一多重穿透式光罩M3，其中 多重穿透^光罩M3具有-第一透光區m、一第二透紐 U2、一第二透光區U3與一第四透光區U4。其中，多重穿 透式光罩M3之第四透光區U4之透光率大於第三透光區 U3之透光率’而第三透光區m之透光率大於第二透光區 U2之透光率，而第二透光區m之透光率大於第一透光區 U1之透光率。在本實施例中第一透光區可以是不透光 區。 接著藉由多重穿透式光罩M3來對光阻層22〇進行圖 案=，這會使得對應於第一透光區m之金屬材料218會 暴路於圖案化光阻層222外，而圖案化光阻層222之凹陷 a ^對應於第二透光區U2，而第三透光區U3會對應於 圖案化光阻層222中凹陷222a與突起222d以外之部分， 且圖案化光阻層222之突起222d會對應於第四透光區U4。 由圖3A可清楚得知，圖案化光阻層222之突起222d 16 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e ，呈現倒角狀，這是由於圖案化光阻層222所採 =負型光阻，且絲層220在進行_化製程巾受^ ^ ^見象的影響而造成的。織請參相3B，以圖宰= =22為罩幕，使用則製程移除未被圖案化光阻 ^之金屬材料層218，以及移除未被圖案化光“ 222 =之摻雜半導體層217,以及移除未被圖案化光阻層222 復I之通道層材料層216，以形成一通道層216&。 接著請參考圖3C，對圖案化光阻層222進行— 私除‘私，其例如疋灰化製程，以移除位於凹陷η] 圖=化光阻層222，進而形成一開口 A。此外，開口 ^會 暴路出部分之金屬材料層218。之後請參考圖3d，採用触 刻製程，以移除由開口 A而暴露之金屬材料層218以及 分之摻雜半導體層217，進而可形成—源極218&、一汲極 218b與一歐姆接觸層217a。一般來說，資料線（未繪示） 可以與源極218a以及汲極218b —併製成。此外，開胃口 a 了以暴疼出部分之通道層216a。 然後請參考圖3E’對圖案化光阻層222進行一第二移 除製程，以移除突起222d以外之圖案化光阻層222，進而 可使突起222d形成於汲極218b上。上述之第二移除製程 可以選用灰化製程。這裡要特別說明的是，在進行灰化製 程中採用較低的偏壓可以維持突起222d之倒角狀。當然， 本實施例之主動元件陣列基板之製造方法也可以藉著調整 夕重牙透式光罩M3之各個透光區的位置，以使突起222d 可以形成於汲極218b上遠離閘極212之一端。 17 J309089 QDI94110 19284twf.doc/e 接者清參考圖3F，於基板上形成一保護声230， 以覆蓋突起222d之頂部、部分之閘絕緣層214、源極218a、 汲極218b與部分之通道層216a。這裡要特別說明的是， 由於突起222d為倒角狀。這會使得保護層23〇極不易附著 於突起222d之側壁上，這有利於後續剝離的進行。 之後請參考圖3G ’對突起222d進行—第三移除製程 製程，其可以採用剝離製程，以移除突起222d並同時移除 突起222d上方之保護層230,以於保護層23〇中形成一接 觸開口 C2,並可暴露出部分之汲極218b。由於，突起222d 之外形為倒角狀，這會導致保護層23〇不易形成於突起 222d之側壁上。因此，突起222d之側壁會暴露於外，只 要選用適當的光阻去除劑，即可有效地將 而使接觸開DC2内不易㈣光阻。 牙' 然^青參考圖3H ’於基板21〇上形成一晝素電極 接保護層23G。此外，晝素電極可以填入 C2肉开口pC2 ’以與汲極218b電性連接。由於，接觸開口 入接角Γ門殘留光阻，這會可以使晝素電極施能有效地填 有==兄:Γ步避免晝素電極240獅 過沈積例如是二=物=也)說晝素電極240可以透 (AZO^ ^i ™ 〇\ (IZ〇) 之材料進行-道μ制1 上，之後再對上述沈積 罩衣％，即可完成晝素電極240之製作。 採用^重穿透;，明之主動元件陣列基板之製造方法因 用夕重穿透式«來對級騎行_化，這會使圖案 18 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e 化光阻層可以具有三種不同之厚度。以此圖案化光阻層來 作為圖案化各個臈層之罩幕，且搭配適當的移除製程便可 以透過-道光罩製程而製作出通道層、源極、没極愈保護 層。因此，本發明之主動元件陣列基板之製造方法 道光罩製程即可完成。這不但可以有效縮減製程時間，: 能有效降低製造成本，進而相提升產能的目的。 ^然本發明已以較佳實_揭露如上， 限Ϊ本發明，任域習此技藝者，在不_本發明 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾 ：：:砷 範圍當視後附之中請專利範圍所界定者 U之保護 【圖式簡單說明】 ‘、、〇 圖1Α〜1L是本發明之第一實施例之 板之製造流程剖面示意圖。 件陣列基 圖2Α〜2Η是本發明之第二實施例之主 板之製造流程剖面示意圖。 件陣列基 圖3Α〜3Η是本發明之第二實施 板之製造流程剖面示意圖。 動疋件陣列基 【主要元件符號說明】 212 ： 閘極 216 ： 通道層材料層 217 ： 摻雜半導體層 218 ： 金屬材料層 218b •汲極 200、300 :主動元件陣列基板 210 .基板 214 :閘絕緣層 216a :通道層 217a :歐姆接觸層 218a :源極 19 1309089 QDI94110 19284twf.doc/e 220 :光阻層 222a :凹陷 230 :保護層 A :開口 T1、U1 :第一透光區 T3、U3 :第三透光區 222 :圖案化光阻層 222b、222c、222d :突起 240 :晝素電極 Cl、C2 :接觸開口 T2、U2 :第二透光區 T4、U4 :第四透光區
Ml、M2、M3 :多重穿透式光罩
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