薄膜构图方法及制造平板显示器件的方法和设备 本申请要求2003年12月27日提交的韩国专利申请P2003-98129的优先权，在此以引用的方式将其引入。
【技术领域】
本发明涉及平板显示器件，更具体地，涉及对薄膜进行构图的方法，以及制造平板显示器件的方法和设备，其可以无需利用光处理(photoprocess)而进行构图处理，从而缩短处理时间并减少图案缺陷。
背景技术
在目前的信息社会中，显示设备作为重要的视觉信息通信媒介得到了前所未有的重视。作为当前主流的阴极射线管或布劳恩管(Brauntube)，存在重量重和尺寸大的问题。
在平板显示器件中，有液晶显示器LCD、场致发光显示器FED、等离子显示板PDP和电致发光显示器EL等等，它们大多已得以实用并有销售。
液晶显示器可以满足电子设备轻、薄、小和短的要求，并且其大规模生产正在得到改进，从而它可以很快在很多应用领域取代阴极射线管。
特别地，有源矩阵型液晶显示器(其利用薄膜晶体管(以下称为“TFT”)来驱动液晶单元)具有优异的图像质量并且功耗很低，随着大规模制造技术的进展并且作为研发工作的结果，有源矩阵型液晶显示器正在快速向大尺寸和高分辨率发展。
如图1所示，有源矩阵型液晶显示器件包括接合在一起的滤色器阵列基板22和TFT阵列基板23，以及位于它们之间的液晶层15。图1所示地液晶显示器表示了整个有效屏幕区域的一部分。
滤色器阵列基板22具有形成在上玻璃基板12的后表面上的黑底(black matrix)(未示出)、滤色器13和公共电极14。偏振片11粘在上玻璃基板12的前表面上。滤色器13包括红R、绿G和蓝B滤色器，以透过特定波段的可见光，从而实现彩色显示。
在TFT阵列基板23的下玻璃基板16的前表面上，多条数据线19和多条选通线18相互交叉，在它们的交叉点处形成TFT。并且，在下玻璃基板16的前表面上，在数据线19与选通线18之间的单元区域处形成有像素电极21。TFT 20响应于来自选通线18的扫描信号，通过对数据线19与像素电极21之间的数据传输通路进行开关，来驱动像素电极21。在TFT阵列基板23的后表面上粘有偏振片17。
液晶层15通过施加在其上的电场而控制透过TFT阵列基板23射入的光的透射量。
粘在滤色器阵列基板22和TFT基板23上的偏振片11和17透射一个方向上的偏振光，当液晶15是90°TN模式时，它们的偏振方向相互垂直。
在滤色器阵列基板22和TFT阵列基板23的与液晶相对的表面上形成有配向膜(未示出)。
制造有源矩阵型液晶显示器件的制造工艺分为：基板清洁工序、基板构图工序、配向膜形成/摩擦工序、基板接合/液晶注入工序、安装工序、检查工序和修复工序等。
基板清洁工序去除污染液晶显示器件的基板表面的杂质。基板构图工序分为滤色器基板构图工序和TFT阵列基板构图工序而进行。配向膜形成/摩擦工序在滤色器基板和TFT阵列基板上涂布配向膜，并用摩擦布对配向膜进行摩擦。基板接合/液晶注入工序利用密封剂将滤色器基板和TFT阵列基板接合在一起，并通过液晶注入孔注入液晶和间隔体(spacer)，然后封住液晶注入孔。安装工序将带载封装TCP(tape carrierpackage)连接到基板的焊盘部分，其中TCP上安装有选通驱动IC和数据驱动IC等的集成电路。也可以通过玻载芯片COG(chip-on-glass)，而不是利用上述TCP的载带自动接合(tape automated bonding)TAB，直接将驱动集成电路安装到基板上。检查工序包括在TFT阵列基板上形成诸如数据线和选通线的信号线以及像素电极之后进行的电气检查，以及在基板接合/液晶注入工序之后进行的电气检查和肉眼检查。修复工序对由检查工序判断为可修复的基板进行修复。在检查工序中判断为不可修复的基板被废弃。
在包括液晶显示器件在内的大多数平板显示器件的制造方法中，通过光刻工艺对淀积在基板上的薄膜材料进行构图。光刻法是一系列的光处理，通常包括涂布光刻胶、掩模对准、曝光、显影和清洁。但是，在光刻法中，存在以下问题：处理所需时间太长，光刻胶材料和剥离溶液浪费太多，以及需要诸如曝光设备的昂贵设备。
【发明内容】
因此，本发明的一个目的是提供一种薄膜构图方法、一种制造平板显示器件的方法和设备，其适于按不使用光工艺的方式进行构图处理，从而缩短处理时间并使图案缺陷最少化。
为了实现本发明的这些和其它目的，根据本发明一方面的平板显示器件制造方法包括以下步骤：在形成有薄膜的基板上涂布含有溶剂的抗蚀剂溶液；通过所述溶剂的气化温度以下的第一热处理对所述抗蚀剂进行处理，同时对所述抗蚀剂溶液上的软模施压，从而在所述薄膜上形成抗蚀剂图案；将所述软模与所述抗蚀剂图案分离，并且通过第二热处理使所述抗蚀剂图案固化；以及利用所述抗蚀剂图案作为掩模对所述薄膜进行构图。
在该制造方法中，所述抗蚀剂溶液包括40％～60％重量百分比的溶剂、30％～50％重量百分比的可交联聚合物树脂以及1％～5％重量百分比的交联剂。
在该制造方法中，所述可交联聚合物树脂是酚醛树脂(phenol-novolac resin)。
在该制造方法中，所述交联剂包括胺族交联剂、蜜胺族交联剂和脲族交联剂中的至少一种。
在该制造方法中，所述第一热处理温度约为40℃～60℃/10分钟。
在该制造方法中，所述第二热处理温度不低于所述溶剂的气化温度。
在该制造方法中，所述第二热处理温度约为70℃～120℃/2分钟。
在该制造方法中，所述平板显示器件是液晶显示器LCD、场发射显示器FED、等离子显示板PDP或电致发光显示器EL中的任何一种。
根据本发明另一个方面的制造平板显示器件的设备包括：涂布机，用于在形成有薄膜的基板上涂布含有溶剂的抗蚀剂溶液；位于所述抗蚀剂溶液上被施加压力的软模；加热器，用于在所述抗蚀剂溶液与所述软模接触的同时，在所述溶剂的气化温度以下，向所述基板加热并持续第一时间，并在将所述软模与所述抗蚀剂图案分离之后向所述基板加热并持续第二时间；以及刻蚀装置，用于以所述抗蚀剂图案作为掩模对所述薄膜进行刻蚀。
在该设备中，所述第一热处理温度约为40℃～60℃/10分钟。
在该设备中，所述第二热处理温度约为70℃～120℃/2分钟。
在该设备中，所述平板显示器件是液晶显示器LCD、场发射显示器FED、等离子显示板PDP或电致发光显示器EL中的任何一种。
【附图说明】
由以下详细说明，结合附图，可以更清楚地理解本发明的这些和其它目的，在附图中：
图1是有源矩阵型液晶显示器件的透视图；
图2解释了根据本发明一个实施例的平板显示器件制造方法；
图3解释了图2中基板与软模接触时抗蚀剂溶液的运动；
图4是剖面图，解释了在图2所示处理中生成的气泡，以及由于气泡产生的抗蚀剂图案缺陷；
图5示出了酚醛树脂的结构；以及
图6解释了根据本发明的形成抗蚀剂的详细处理。
【具体实施方式】
以下对附图所示的本发明优选实施例进行详细说明。
下面参照图2到6对本发明的优选实施例进行详细说明。
参照图2，根据本发明一个实施例的平板显示器件制造方法包括：抗蚀剂涂布工序，其中利用涂布设备，在形成有像素阵列的薄膜32a的玻璃基板31上涂布抗蚀剂溶液33a；利用软模34对抗蚀剂溶液33a进行构图的工序；对薄膜32a进行构图的刻蚀工序；利用剥离溶液去除抗蚀剂图案33b的剥离工序；以及对薄膜图案32b的检查工序。
形成在玻璃基板31上的像素阵列薄膜32a是用于平板显示器件的像素阵列中的金属图案、有机图案和无机图案的基本材料，其通过公知的涂布工艺或淀积工艺形成在玻璃基板31上。
抗蚀剂溶液33a是具有耐热性和耐化学腐蚀性的材料。抗蚀剂溶液33a被形成了抗蚀剂图案33b，然后作为掩模，使得在薄膜32a的刻蚀处理中可以对薄膜32a进行选择性的构图。
在软模34中形成有与要在玻璃基板31上形成的图案相对应的凹型图案或凹槽34a。把软模34在抗蚀剂溶液33a上对准，然后向抗蚀剂溶液施加压力，施压程度使得可以与薄膜32a接触，即其自身重量的程度。同时，通过热处理对玻璃基板31进行烘烤。然后，通过由软模34与玻璃基板31之间的压力产生的毛细力以及软模34与抗蚀剂溶液33a之间的斥力，使抗蚀剂溶液33a运动到软模34的凹槽34a中，如图3所示，其固化也在进行中。结果，按照逆转印图案，在薄膜32a上形成了抗蚀剂图案33b。
在将软模34从玻璃基板31分开后，进行使用湿法刻蚀设备的湿法刻蚀处理或者使用干法刻蚀设备的干法刻蚀处理。此时，抗蚀剂图案34b作为掩膜，从而在玻璃基板31上只留下位于抗蚀剂图案34下面的一部分薄膜，而去除了薄膜32a的其余部分。随后，通过剥离处理去除抗蚀剂图案34c，并通过薄膜图案32b的电学和光学检查判断薄膜图案32b的好坏。
在与玻璃基板31分开之后，利用紫外线UV和臭氧O3对软模34进行清洁，然后重复用于另一个薄膜32a的构图处理。
另一方面，在抗蚀剂构图处理中，可能会由于抗蚀剂溶液33a中的易挥发溶剂产生的气体以及进入抗蚀剂溶液33a中的外部空气而在抗蚀剂溶液33a中形成气泡。这些气泡是由于溶剂的气化速度快于软模34在吸收抗蚀剂溶液33a的溶剂的同时使抗蚀剂溶液33a固化的速度而造成的。在烘烤处理中，如图4所示的这些气泡41由于施加在软模34上的压力而增多并聚集，它们是抗蚀剂图案33b产生漏洞和缺损的原因。根据一些实验，在常温下也会产生这样的气泡。
为了减少在抗蚀剂构图处理中产生的气泡，根据本发明的平板显示器件制造方法在抗蚀剂溶液33a中混入交联剂，通过热处理使抗蚀剂溶液33a发生交联，从而抑制溶剂的气化并防止产生气泡。
为此，根据本发明，按照指定的成分比在抗蚀剂溶液33a中混入可交联聚合物树脂、交联剂和溶剂。表1示出了抗蚀剂溶液33a的一个示例。
表1可交联聚合物 交联剂 溶剂例1酚醛树脂(30～50wt％) 胺族交联剂 (1～5wt％) 异丙醇 (40～60wt％)例2酚醛树脂(30～50wt％) 蜜胺族交联剂 (1～5wt％) 异丙醇 (40～60wt％)例3酚醛树脂(30～50wt％) 脲族交联剂 (1～5wt％) 异丙醇 (40～60wt％)
在表1中，括符‘()’中的数表示成分比(wt％，即重量百分比)。
酚醛树脂具有图5所示的结构，并且是众所周知的具有优异的耐热和耐化学腐蚀性能的聚合物。胺族交联剂、蜜胺族交联剂和脲族交联剂可以用作交联剂。例如，N，N’-双(2-甲基-2-硝基丙基)1，6-己二胺可以选作为胺族交联剂。
为了在这种成分的抗蚀剂溶液33a中引发交联，根据本发明一个实施例的平板显示器件制造方法进行第一热处理，此时如图6所示对抗蚀剂溶液33a上的软模34加热。如图6所示，在将软模34从抗蚀剂溶液33a上分开之后，根据本发明实施例的平板显示器件制造方法进行第二热处理。
参照图6，软模34与抗蚀剂溶液33a接触，并且由加热器按约40℃～60℃/10分钟的温度对基板31进行加热，此时抗蚀剂溶液33a不会气化，并且在依靠软模34自身重量向软模34施压时产生交联。此时，抗蚀剂溶液33a中的交联剂加速了抗蚀剂的光聚合反应，引起抗蚀剂溶液33a的固化，从而按照预期的形状形成了抗蚀剂。第一热处理温度低于抗蚀剂溶液33a中包含的溶剂的气化温度。因此，由于在通过软模34对抗蚀剂溶液33a进行处理的过程中溶剂不会气化，所以不会产生气泡。也就是说，在通过第一热处理对抗蚀剂溶液33a进行处理的时候溶剂几乎不会产生气泡。
在把软模34与抗蚀剂图案33b分开之后，由加热器按约70℃～120℃/分钟的温度(高于溶剂的气化温度)对基板31进行加热。第二热处理使抗蚀剂图案33b中的溶剂气化。因此，通过第二热处理使抗蚀剂图案33b完全固化。第二热处理增强了抗蚀剂图案33b的致密程度，从而增强了对刻蚀剂的耐化学腐蚀性能。
根据本发明的平板显示器件制造方法可以应用于LCD、FED、PDP、EL等平板显示器件的电极层、有机材料层和无机材料层、以及半导体器件的构图处理。
如上所述，根据本发明的平板显示器件制造方法和设备可以利用软模和抗蚀剂对显示器件的薄膜进行构图，而无需使用光处理，并且可以缩短处理时间。另外，根据本发明的平板显示器件制造方法由可交联聚合物树脂+交联剂+溶剂构成抗蚀剂溶液，并且通过在形成抗蚀剂的过程中在溶剂的气化温度以下进行第一热处理，从而可以形成抗蚀剂而不产生气泡，由此可以使由气泡引起的抗蚀剂图案缺陷最少化。
尽管已通过上述附图所示的实施例对本发明进行了解释，但本领域技术人员应该理解，本发明不限于这些实施例，而是可以在不脱离本发明精神的情况下进行各种变化或改进。因此，本发明的范围应该仅由所附权利要求及其等同物确定。