CN108321078A - 剥离目标对象和形成薄膜图案的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种形成薄膜图案的方法，包括：在基板上提供薄膜，在薄膜上提供光刻胶，通过曝光和显影光刻胶来形成具有第一堆积密度的第一光刻胶图案，通过使用第一光刻胶图案作为掩膜来刻蚀薄膜，加工第一光刻胶图案以将第一光刻胶图案转化为具有第二堆积密度的第二光刻胶图案，第二堆积密度低于第一堆积密度，以及通过将蒸汽喷洒到第二光刻胶图案上来剥离第二光刻胶图案。本申请还提供了一种剥离基板上的剥离目标对象的方法。

Description

剥离目标对象和形成薄膜图案的方法
本申请要求于2017年1月16日提交的韩国专利申请第10-2017-0007112号的优先权以及由此产生的所有权益，其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开的示例性实施方式涉及光刻胶剥离设备，以及使用该光刻胶剥离设备剥离光刻胶并形成薄膜图案的方法。
背景技术
通常，形成薄膜图案的工艺用来制造电子元件，例如半导体元件。薄膜可通过光刻工艺形成。光刻是以如下形式进行的：在待加工的基板上形成薄膜和光刻胶，曝光并显影光刻胶，通过使用光刻胶作为掩膜来刻蚀变成目标的薄膜，并且剥离光刻胶。
发明内容
通常，当薄膜通过光刻工艺形成时，大量的化学剥离溶液被用来剥离光刻胶，使得环境污染和制造成本会增加。
本公开的一个示例性实施方式为提供形成薄膜图案的方法以制造电子元件。
本公开的另一示例性实施方式为提供当形成薄膜图案时剥离光刻胶的方法。
本公开的又一示例性实施方式为提供用于剥离光刻胶的光刻胶剥离装置。
根据本公开的实施方式，形成薄膜图案的方法包括在基板上提供薄膜，在所述薄膜上提供光刻胶，通过曝光和显影所述光刻胶来形成具有第一堆积密度的第一光刻胶图案，通过使用所述第一光刻胶图案作为掩膜来刻蚀所述薄膜，加工所述第一光刻胶图案以将所述第一光刻胶图案转化为具有第二堆积密度的第二光刻胶图案，所述第二堆积密度低于所述第一堆积密度，并且通过将蒸汽喷洒到所述第二光刻胶图案上来剥离所述第二光刻胶图案。
根据本公开的实施方式，加工所述第一光刻胶图案可包括在要转化为具有所述第二堆积密度的所述第二光刻胶图案的所述第一光刻胶图案中形成微腔。
根据本公开的实施方式，通过将所述蒸汽喷洒到所述第二光刻胶图案上来剥离所述第二光刻胶图案可包括提供所述蒸汽的湿颗粒进入所述第二光刻胶图案的微腔中，以这种方式使得所述第二光刻胶图案通过所述湿颗粒而膨胀，并且通过在所述第二光刻胶图案与所述基板之间制造空隙或者通过使所述第二光刻胶图案从所述基板脱离，而将所述第二光刻胶图案从所述基板剥离。
根据本公开的实施方式，加工所述第一光刻胶图案可包括进行大气等离子体加工。
根据本公开的实施方式，加工所述第一光刻胶图案可包括将所述第一光刻胶图案暴露于准分子紫外光。
根据本公开的实施方式，加工所述第一光刻胶图案可包括将所述第一光刻胶图案浸渍在臭氧水中。
根据本公开的实施方式，所述第二光刻胶图案的分子量可小于所述第一光刻胶图案的分子量。
根据本公开的实施方式，刻蚀所述薄膜可包括使用湿法刻蚀和干法刻蚀中的一种。
根据本公开的实施方式，剥离基板上的剥离目标对象的方法包括加工所述基板上的剥离目标对象，以这种方式使得所述剥离目标对象的堆积密度降低，并且通过将蒸汽喷洒到加工过的剥离目标对象上而将所述剥离目标对象从所述基板剥离。
根据本公开的实施方式，加工所述基板上的所述剥离目标对象可包括在所述剥离目标对象中形成微腔。
根据本公开的实施方式，将所述剥离目标对象从所述基板剥离可包括使湿颗粒渗透到所述加工过的剥离目标对象中的所述微腔中，通过使用所述湿颗粒使所述加工过的剥离目标对象膨胀，并且通过在其间制造空隙或者通过使所述剥离目标对象从所述基板脱离，而将所述加工过的剥离目标对象从所述基板剥离。
根据本公开的实施方式，加工所述基板上的所述剥离目标对象可包括进行大气等离子体加工。
根据本公开的实施方式，加工所述基板上的所述剥离目标对象可包括将所述剥离目标对象暴露于准分子紫外光。
根据本公开的实施方式，加工所述基板上的所述剥离目标对象可包括将所述剥离目标对象浸渍在臭氧水中。
根据本公开的实施方式，所述剥离目标对象可为光刻胶图案。
根据本公开的另一实施方式，用于从所述基板剥离基板上的光刻胶图案的剥离装置包括传送待加工的基板的传送单元、降低所述光刻胶图案的密度的密度降低单元、将蒸汽喷洒到具有降低的密度的光刻胶图案上以将所述光刻胶图案从所述基板剥离的蒸汽喷洒单元以及清洁所述基板的清洁单元。
根据本公开的实施方式，所述密度降低单元可包括大气等离子体装置。
根据本公开的实施方式，所述密度降低单元可包括准分子紫外光曝光装置。
根据本公开的实施方式，所述密度降低单元可包括要将所述基板浸渍在其中的臭氧水。
根据本公开的实施方式，所述蒸汽喷洒单元可包括加工所述基板的加工室、将蒸汽喷洒到所述基板上的蒸汽发生器以及过滤被所述蒸汽剥离的所述光刻胶图案的过滤单元。
本公开提供了在形成电子元件时有效形成薄膜图案的方法。本公开还提供了在形成薄膜图案时有效剥离光刻胶的方法。本公开还提供了有效剥离光刻胶的剥离装置。
附图说明
通过参考附图进一步详细地描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述和其它特征将变得更加明显，其中：
图1为示出根据本公开的实施方式的形成薄膜图案的方法的流程图；
图2A至2I为示出图1的形成薄膜图案的方法的截面图；
图3示出用于剥离基板上的光刻胶的装置；
图4A为示出根据本公开的实施方式的显示装置的像素的平面图；并且
图4B为沿着图4A的线I-I’截取的横截面图。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中更充分地描述本发明，在附图中显示各种实施方式。然而，本发明可具有许多不同形式，并且不应被解释为限于本文列出的实施方式。相反，提供这些实施方式以便本公开将是彻底和完整的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。相同的附图标记通篇是指相同的元件。
要理解的是，当一个元件被称为在另一个元件“之上”时，它可以直接在另一个元件上或者可以在其间存在中间元件。相对而言，当一个元件被称为“直接”在另一个元件“之上”时，则不存在中间元件。
要理解的是，虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、组件、区、层和/或部分，但是这些元件、组件、区、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用来区分一个元件、组件、区、层或部分与另一元件、组件、区、层或部分。因此，在不背离本文教导的情况下，以下讨论的“第一元件”、“第一组件”、“第一区”、“第一层”或“第一部分”可被命名为第二元件、第二组件、第二区、第二层或第二部分。
本文使用的术语仅为了描述特定实施方式的目的，而不是旨在限制。如本文所使用的，单数形式“一种(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在包括复数形式，包括“至少一个”，除非上下文另外明确指出。“或”意指“和/或”。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列出的项目的任意和全部组合。要进一步理解的是，术语“包含(comprises)”和/或“包括(comprising)”或者“包含(includes)”和/或“包括(including)”在用于本说明书中时限定所述特征、区、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、区、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
此外，相关的术语，例如“下”或“底”以及“上”或“顶”可在本文中用来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。要理解的是，相关的术语旨在涵盖除了附图中描绘的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，描述为在另一元件的“下”面的元件的则会位于另一元件的“上”面。因此，根据附图的特定方位，示例性术语“下”可包括“下”和“上”两个方位。类似地，如果一个附图中的装置翻转，描述为在另一元件之“下”或“下方”的元件则会位于另一元件“之上”。因此示例性术语“下”或“下方”可包括上和下两个方位。
考虑到测量的问题以及与具体数量的测量相关的误差(即，测量***的局限性)，如本文所使用的“约”或“大约”包括所述的值并且意指在如本领域普通技术人员之一所确定的具体值的可接受的偏差范围内。
除非另外定义，否则本文中使用的全部术语(包括技术和科学术语)都具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。要进一步理解的是，除非本文明确定义，否则诸如常用的字典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，而不应在理想化或过于正式的意义上解释。
参考横截面图(其为理想化的实施方式的示意图)本文中描述了示例性实施方式。如此，由于例如制造技术和/或公差而造成的图的形状的变化是意料之中的。因此，本文描述的实施方式不应被解释为限于本文所示的区域的特定形状，而是旨在包括由于例如制造引起的形状的偏差。例如，图示或描述为平坦的区域通常可具有粗糙和/或非线性特征。而且，图示的尖锐的角可以是圆的。因此，附图中所示的区域实际上是示意性的并且其形状并非旨显示区域的精确形状也非旨在限制本权利要求的范围。
下文将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。
本公开涉及形成用于制造各种类型的电子装置的薄膜图案的方法，并且涉及形成用于例如半导体装置和显示装置的各种类型的配置元件的图案的方法。
图1为示出根据本公开的实施方式的形成薄膜图案的方法的流程图。
图2A至2I为示出图1的形成薄膜图案的方法的截面图。
参见图1，在形成薄膜图案的方法的实施方式中，薄膜图案通过以下形成：在基板上提供薄膜(S10)，在薄膜上提供光刻胶(S20)，通过曝光和显影光刻胶来形成第一光刻胶图案(S30)，通过使用第一光刻胶图案作为掩膜来刻蚀薄膜(S40)，通过加工第一光刻胶图案来形成第二光刻胶图案(S50)，并且通过使用蒸汽来剥离第二光刻胶图案(S60)。
在下文将参考图1和2A至2I更详细地描述根据本公开的形成薄膜图案的方法的上述实施方式。
参见图2A，在该实施方式中，在基板SUB上顺序地提供或形成薄膜LR和光刻胶PR。
配置或设计基板SUB以在其上提供(例如形成或布置)薄膜图案，并且没有特别限制基板SUB。基板SUB可包括绝缘材料或导电材料或者由绝缘材料或导电材料形成。在实施方式中，基板SUB可包括用于半导体元件的晶片、金属板、玻璃基板SUB或聚合物树脂基板SUB等。
根据要形成的图案的类型，薄膜LR可包括多种材料中的至少一种，或者由多种材料中的至少一种形成。在实施方式中，例如，薄膜LR可包括金属、金属氧化物、有机绝缘材料、无机绝缘材料、有机导电材料和无机导电材料中的至少一种。
在这样的实施方式中，可通过多种方法在基板SUB上形成薄膜LR。在一个实施方式中，例如可通过诸如化学气相沉积、物理气相沉积、涂布或印刷的方法在基板SUB上形成薄膜LR。
在基板SUB上提供的薄膜LR的整个表面上提供或形成光刻胶PR。光刻胶PR包括感光材料，并且可为其中基于曝光发生化学和/或物理变化的材料。
参见图2B，将光L通过掩膜MSK使光刻胶PR曝光或施加至光刻胶PR。
掩膜MSK包括阻挡光入射到其的第一区R1和允许施加的光穿过其的第二区R2。这里，基板SUB的上表面位于第一区R1和第二区R2的下方，并且被分为对应于第一和第二区R1和R2的区。下文中，基板SUB的每个对应区称为第一区R1或第二区R2。
当将曝光的光刻胶PR显影时，具有预定厚度的第一光刻胶图案PRP在光被阻挡的第一区R1中形成，而光刻胶PR在光穿过的第二区R2中被除去或剥离，从而将基板SUB的上表面曝光，如图2C中所示。
在实施方式中，如上所述，可使用正型光刻胶，其中曝光的光刻胶被剥离，但本公开并不限于此。或者，可使用负型光刻胶，其中未曝光的光刻胶被剥离。
参见图2D，通过使用第一光刻胶图案PRP作为掩膜将第一光刻胶图案PRP的下部中的薄膜LR选择性地图案化或除去。结果，形成薄膜图案TP。可通过湿法刻蚀或干法刻蚀选择性地除去薄膜LR。
参见图2E，进行降低第一光刻胶图案PRP的堆积密度的加工，使得具有低于第一光刻胶图案PRP的堆积密度的第二光刻胶图案PRP’形成。在实施方式中，第一光刻胶图案PRP具有第一堆积密度，在进行加工之后，第二光刻胶图案PRP’具有低于第一堆积密度的第二堆积密度。
上述加工相当于此后使用蒸汽容易地进行光刻胶的剥离的预备阶段(pre-stage)。在这样的实施方式中，光刻胶包括有机聚合物网络，使得经过上述工艺，通过切割主链和/或切割侧链、除去侧链、改变(例如碳化)化学官能团等，而在第一光刻胶图案PRP内形成微腔。结果，堆积密度可降低。
在本公开的实施方式中，通过上述工艺形成第一光刻胶图案PRP的聚合物可分解为相对小的分子，结果，第二光刻胶图案PRP’的分子量可变得小于第一光刻胶图案PRP的分子量。这里，第一光刻胶图案PRP和第二光刻胶图案PRP’的分子量不限于特定的分子量，但可以是彼此相关的值。在这样的实施方式中，第二光刻胶图案PRP’的分子量小于第一光刻胶图案PRP的分子量，并且可具有在将描述的蒸汽喷洒工艺中确定被有效剥离的预定的分子量。在一个实施方式中，例如，第一光刻胶图案PRP的分子量可在约10,000至约20,000的范围内，而第二光刻胶图案PRP’的分子量可在约1,000至约10,000的范围内，其小于第一光刻胶图案PRP的分子量。
在本公开的实施方式中，可对第一光刻胶图案PRP进行等离子体加工，以形成堆积密度低于第一光刻胶图案PRP的第二光刻胶图案PRP’。等离子体加工可以基于第一光刻胶图案PRP的类型确定的方式或在该工艺条件下进行。在本公开的实施方式中，可对第一光刻胶图案PRP进行大气等离子体加工。
当对第一光刻胶图案PRP进行大气等离子体加工时，可使用氮气(N2)和压缩干燥空气(“CDA”)作为用于大气等离子体加工的气体。在本公开的实施方式中，氮气的流速可在约15升/分钟(LPM)至约30LPM的范围内，而CDA的流速可在氮气流速的约0.1％至约0.3％的范围内。在实施方式中，在进行大气等离子体加工时，等离子体装置的可用电压范围可在约7千伏(kV)至约14kV的范围内。然而，大气等离子体的加工条件并不限于此，而是可以不同地设置以允许第一光刻胶图案PRP的堆积密度如所需降低。
当对第一光刻胶图案PRP进行等离子体加工时，聚合物的交联被破坏，从而聚合物变成小分子。在一个实施方式中，例如，当对平均分子量为约14,000的光刻胶图案进行大气等离子体加工时，加工过的光刻胶图案的平均分子量降低至约5,000。
在本公开另外的实施方式中，可进行第一光刻胶图案PRP的曝光处理以形成堆积密度低于第一光刻胶图案PRP的第二光刻胶图案PRP’。在一个实施方式中，例如，可通过使用准分子紫外光(“UV”)进行第一光刻胶图案PRP的曝光处理。
当对第一光刻胶图案PRP进行准分子UV处理时，UV光的波长可为约172纳米(nm)，UV灯的光照强度可在约100毫瓦/平方厘米(mW/cm2)至200mW/cm2的范围内，并且曝光时间可在约5秒(s)至约50s的范围内。然而，准分子UV的处理条件并不限于此，而是可以不同地设置以允许第一光刻胶图案PRP的堆积密度如所需降低。
当对第一光刻胶图案PRP进行准分子UV处理时，在第一光刻胶图案PRP的官能团中发生诸如键断裂的反应，结果，聚合物可变成小分子。
在本公开的可替换的实施方式中，第一光刻胶图案PRP可浸渍在臭氧水中以形成堆积密度低于第一光刻胶图案PRP的第二光刻胶图案PRP’。
当第一光刻胶图案PRP浸渍在臭氧水中时，臭氧水的流速可在约5LPM至约35LPM的范围内，并且臭氧水中臭氧的浓度可在约4ppm至约82ppm的范围内。
在这样的实施方式中，由于臭氧水中的臭氧具有高反应性，因此臭氧可与第一光刻胶图案PRP的交联官能团反应以引起氧化反应。通过反应，第一光刻胶图案PRP的交联被反应切断，并且此后，交联官能团可转化为亲水官能团。在一个实施方式中，例如，在第一光刻胶图案PRP包括交联环氧官能团时，在进行臭氧处理之后，环氧官能团可转化为羧基官能团。在环氧官能团的交联部分被切断时，第一光刻胶图案PRP变成小分子，从而变成第二光刻胶图案PRP’。在这样的实施方式中，羧基官能团相当于亲水官能团，使得蒸汽可以很容易地渗透进第二光刻胶图案PRP’中。
在本公开的实施方式中，可选择性地进行大气等离子体加工、准分子UV处理或臭氧水处理，但本公开并不限于此。在实施方式中，两种类型或更多这样的加工可组合以进行复合加工。
在这样的实施方式中，从基板SUB和薄膜图案TP剥离第二光刻胶图案PRP’。下文将依次描述剥离第二光刻胶图案PRP’的过程。
参见图2F，将蒸汽喷洒到第二光刻胶图案PRP’上，并且喷洒的蒸汽渗透进第二光刻胶图案PRP’中。以这样的状态喷洒蒸汽，其中高温蒸汽和去离子水(即水的气态和液态)同时混合，并且通过喷嘴以蒸汽喷射的形式喷洒到基板SUB上。蒸汽包括直径在约数纳米至约几十微米的范围内的湿颗粒，并且湿颗粒通过第二光刻胶图案PRP’的表面的物理上易损的部分渗透进第二光刻胶图案PRP’中。随着时间流逝，湿颗粒通过其渗透进内部的距离延长，结果，湿颗粒到达第二光刻胶图案PRP’的整个区，例如，基板SUB与第二光刻胶图案PRP’之间的边界。
参见图2G，湿颗粒在第二光刻胶图案PRP’内扩散，因此第二光刻胶图案PRP’膨胀从而在第二光刻胶图案PRP’的内部形成多个微腔VD。
在高温和高压下注入湿颗粒，因此湿颗粒具有高动能。动能可转移到第二光刻胶图案PRP’中的颗粒，以切断第二光刻胶图案PRP’的交联。另外，通过分离基板SUB与第二光刻胶图案PRP’之间的粘附力微弱的部分，第二光刻胶与基板SUB之间会出现空隙。在这样的实施方式中，第二光刻胶图案PRP’中可发生热交换和相变，并且由于通过湿颗粒产生气泡，会产生冲击波。因此，在第二光刻胶图案PRP’中可形成微腔。
参见图2H，微腔的尺寸可通过不断膨胀和空隙产生而增大。结果，空隙产生和分离(detachment)发生在第二光刻胶图案PRP’与基板SUB之间的粘附力微弱的部分，使得第二光刻胶图案PRP’被剥离。
因此，在第一区R1中最终形成薄膜图案TP，如图2I中所示。
在这样的实施方式中，在第二光刻胶图案PRP’被剥离时和/或在第二光刻胶图案PRP’被剥离之后，当在基板SUB上喷洒蒸汽时，另外除去留在基板SUB上的薄膜图案TP的刻蚀残留物、第二光刻胶图案PRP’的残留物和粘性有机物等。
在实施方式中，如上所述，由于第一光刻胶图案PRP变成具有较低堆积密度的第二光刻胶图案PRP’，因此第一光刻胶图案PRP被蒸汽容易地除去。
通常，光刻胶是用在形成各种类型电子元件的薄膜图案时的物质，以及具有大分子量的聚合物有机材料。由于光刻胶通常具有高堆积密度，因此湿颗粒不会有效地渗透进光刻胶中。在光刻胶中形成具有强交联和大分子量的聚合物网络。因此，不使用特定的化学剥离溶液或溶解光刻胶图案的特定的化学气体，光刻胶不会被有效地剥离。通常，当对具有高堆积密度的光刻胶进行湿法刻蚀时，使用强酸或特定的化学溶剂，例如N-甲基吡咯烷酮、乙二醇醚、胺或二甲亚砜。另外，当对具有高堆积密度的光刻胶进行干法刻蚀时，可使用具有高反应性的强化学气体，例如气体混合物，如氟、硫酸或过氧化氢等。
在使用特定的化学溶剂或特定的化学气体的常规剥离方法中，可使用用于供应和加工原材料的分离工艺装置，但会很难再加工并且会造成环境污染。另外，由于刻蚀残留物、光刻胶残留物或粘性有机物等，这种常规剥离方法可造成电子元件失效。
然而，根据本公开的实施方式，由于在被转化为具有较低堆积密度的光刻胶之后进行剥离，因此细小的湿颗粒可以很容易地渗透进光刻胶中。随后，通过细小的湿颗粒的膨胀和粘附/分离进行剥离，而无需使用特定化学剥离溶液。因此，在这样的实施方式中，可有效地防止发生会由特定化学溶剂或特定化学气体引起的问题，例如成本增加、再加工困难或环境污染。在这样的实施方式中，使用细小的湿颗粒，通过除去刻蚀残留物、光刻胶残留物和粘性有机物等，可防止电子元件失效，并且可大幅降低加工成本。
在这样的实施方式中，描述了使用光刻形成薄膜的方法和在形成薄膜图案时剥离光刻胶的方法，但本公开的实施方式并不限于此。
在将具有高堆积密度的光刻胶转化为具有低堆积密度的光刻胶之后使用蒸汽剥离光刻胶的方法的这样的实施方式可应用于各种有机聚合物材料。
从基板剥离光刻胶的方法的这样的实施方式可应用于其中形成剥离目标对象的待加工的基板。在这样的实施方式中，待加工的基板意指在其上表面上具有剥离目标对象的基板。在这样的实施方式中，其中形成其它配置元件的一般的基板或指定的基板可在要被剥离的剥离目标对象的下部提供作为基板。在这样的实施方式中，通过降低剥离目标对象的堆积密度的工艺增加湿颗粒渗透的可能性之后，可通过将蒸汽施加至待加工的基板而将剥离目标对象从基板剥离。
图3示出根据本公开的实施方式进行形成薄膜图案的方法的装置。具体地，图3示出剥离装置或剥离基板上的光刻胶的装置的实施方式。
参见图3，剥离装置的实施方式可包括传送单元TRU、密度降低单元LPU、蒸汽喷洒单元SJU和清洁单元CLU。
传送单元TRU传送待加工的基板进入在其中进行加工的每个单元的室或离开在其中进行加工的每个单元的室。
密度降低单元LPU、蒸汽喷洒单元SJU和清洁单元CLU可分别具有在其中进行相应的加工的加工室，并且可顺序排列。
密度降低单元LPU将具有高堆积密度的光刻胶转化为具有低堆积密度的光刻胶。
在本公开的实施方式中，密度降低单元LPU可为大气等离子体装置。
在本公开的可替换的实施方式中，密度降低单元LPU可为准分子UV曝光装置。
在本公开的另一可替换的实施方式中，密度降低单元LPU可包括臭氧水，基板和基板上的光刻胶可被浸渍在臭氧水中。
蒸汽喷洒单元SJU将蒸汽喷洒至具有低堆积密度的光刻胶图案上。通过喷洒的蒸汽将光刻胶图案从待加工的基板剥离。
在本公开的实施方式中，蒸汽喷洒单元SJU可包括其中加工待加工的基板的加工室，以及将蒸汽喷洒至基板上的蒸汽发生器。
在本公开的实施方式中，蒸汽喷洒单元SJU可包括过滤单元FTU，其过滤被蒸汽剥离的光刻胶。
清洁单元CLU清洁基板。清洁单元CLU除去基板上的光刻胶图案的残留物，并且除去由各种污染产生的外来物质或杂质，例如加工期间产生的外来物质、来自设备的污染或由于加工期间的反应物或产物引起的污染。
在本公开的实施方式中，清洁单元CLU可包括冲洗单元(未显示)和气刀单元(未显示)，用于用水或其它清洁液体清洁待加工的基板。
在本公开的实施方式中，蒸汽喷洒单元SJU和清洁单元CLU可在分开的加工室中分别提供。或者，蒸汽喷洒单元SJU和清洁单元CLU可在单一的加工室中提供。因此，在通过蒸汽喷洒单元SJU完成蒸汽喷洒至待加工的基板上之后，清洁单元CLU清洁待加工的基板以简单进行剥离光刻胶图案和残留/外来物质等。
下文将详细描述使用剥离装置从待加工的基板剥离光刻胶的方法的实施方式。
在这样的实施方式中，在待加工的基板通过入口EX1移动到密度降低单元LPU之后，进行密度降低处理。随后，对其进行密度降低处理的待加工的基板被传送到蒸汽喷洒单元SJU，并且通过蒸汽剥离光刻胶图案。待加工的基板(其光刻胶图案已经被剥离)被传送到清洁单元CLU以被清洁，并通过出口EX2被传送出来。传送单元TRU可将待加工的基板从入口EX1顺序地通过密度降低单元LPU、蒸汽喷洒单元SJU和清洁单元CLU传送到出口EX2。
在这样的实施方式中，与常规清洁工艺相比，剥离装置以高清洁效率和降低的成本操作，无需使用单独的用于剥离光刻胶图案的化学剥离溶液。
根据本公开的实施方式，可通过上述形成薄膜图案的方法制造显示装置。下文中，将更详细地描述显示装置的实施方式以及制造显示装置的方法的实施方式。
图4A为示出根据本公开的实施方式的显示装置的像素的平面图。图4B为沿着图4A的线I-I’截取的横截面图。
参见图4A和图4B，显示装置的实施方式包括基板SUB、设置在基板上的像素以及密封膜CPL。
每个像素显示一个图像。多个像素被设置在基板上，并且可以以矩阵形式排列。在实施方式中，如图4A所示，每个像素可具有矩形形状，但不限于此。或者，每个像素可被调整为具有各种形状中的一种。在实施方式中，例如，像素具有彼此不同的颜色，并且具有不同颜色的像素可具有彼此不同的区域或不同的形状。
每个像素包括接线部分、连接至接线部分的薄膜晶体管、连接至薄膜晶体管的有机发光元件OLED以及电容器Cst。
接线部分提供信号到每个像素，并且包括扫描线SL、数据线DL和驱动电压线VL。
扫描线SL在一个方向或第一方向上延伸。数据线DL在与扫描线SL交叉的另一个方向或第二方向上延伸。驱动电压线VL可在与扫描线SL和数据线DL中的一个(例如数据线DL)基本相同的方向上延伸。扫描线SL发送扫描信号到薄膜晶体管，数据线DL发送数据信号到薄膜晶体管，而驱动电压线VL提供驱动电压到薄膜晶体管。
在这样的实施方式中，在显示装置中提供多个扫描线SL、多个数据线DL和多个驱动电压线VL。
在实施方式中，如上所述，像素包括连接至接线部分的薄膜晶体管、连接至薄膜晶体管的有机发光元件OLED以及电容器Cst。
薄膜晶体管可包括用于控制有机发光元件OLED的驱动薄膜晶体管T2以及用于转换驱动薄膜晶体管T2的转换薄膜晶体管T1。在本公开的实施方式中，每个像素包括两个薄膜晶体管T1和T2以及单一电容器Cst，但本公开并不限于此。在本公开的可替换的实施方式中，一个像素可包括单一薄膜晶体管，或者三个或更多个薄膜晶体管，例如，六个薄膜晶体管，并且电容器的数量也可改变。
转换薄膜晶体管T1包括第一栅极GE1、第一源极SE1和第一漏极DE1。第一栅极GE1连接至扫描线SL，并且第一源极SE1连接至数据线DL。第一漏极DE1连接至驱动薄膜晶体管T2的栅极(即，第二栅极GE2)。转换薄膜晶体管T1发送用于数据线DL的数据信号到驱动薄膜晶体管T2，对用于扫描线SL的扫描信号做出响应。
驱动薄膜晶体管T2包括第二栅极GE2、第二源极SE2和第二漏极DE2。第二栅极GE2连接至转换薄膜晶体管T1，第二源极SE2连接至驱动电压线VL，并且第二漏极DE2连接至有机发光元件OLED。
有机发光元件OLED包括有机发光层OL、第一电极EL1以及对着第一电极EL1设置的第二电极EL2，从而将有机发光层OL***其间。
有机发光层OL可具有包括至少一个发光层的多层薄膜结构。在一个实施方式中，例如，有机发光层OL可进一步包括空穴注入层(其注入空穴)、空穴传输层(其具有高的空穴传输能力，并且通过抑制发光层中没有结合的电子的运动来增加空穴与电子复合的机会)、发光层(其在注入的电子和空穴彼此复合时发光)、电子传输层(其将电子顺利地传输到发光层)以及电子注入层(其注入电子)中的至少一层。
在实施方式中，有机发光层OL可进一步包括电子阻挡层和空穴阻挡层。在这样的实施方式中，空穴阻挡层可设置在发光层与电子传输层之间，而电子阻挡层可设置在发光层与空穴传输层之间。在这样的实施方式中，有机发光层OL可具有其中空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层彼此顺序堆叠的堆叠结构。
在实施方式中，空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和电子阻挡层可根据一般的分离方法定义，并且每层可进行不以其名称表明的另一作用。在一个实施方式中，例如，除了传输空穴的作用之外，根据所选化合物的类型，空穴传输层可进行电子阻挡层(其防止由发光层产生的电子扩散)的作用。在实施方式中，除了传输电子的作用之外，根据所选化合物的类型，电子传输层可进行空穴阻挡层(其防止由发光层产生的空穴扩散)的作用。
在实施方式中，由发光层发射的光的颜色可为红色、绿色、蓝色和白色中的一种，但本公开并不限于此。在一个可替换的实施方式中，例如，由有机发光层OL的发光层发射的光的颜色可为品红色、青色和黄色中的一种。
在实施方式中，第一电极EL1连接至驱动薄膜晶体管T2的第二漏极DE2。可将常用电压施加至第二电极EL2。
有机发光层OL控制光发射，即，发光或不发光，对驱动薄膜晶体管T2的输出信号响应，以显示图像。在这样的实施方式中，由有机发光层OL发射的光的频率或颜色可基于发光层的材料确定。在实施方式中，由有机发光层OL发射的光可为彩色光或白色光。
电容器Cst连接在驱动薄膜晶体管T2的第二栅极GE2与第二源极SE2之间。电容器Cst用输入到驱动薄膜晶体管T2的第二栅极GE2的数据信号充电，并且维持数据信号。
在实施方式中，驱动薄膜晶体管T2和转换薄膜晶体管T1可各自具有如所描述的顶栅结构，但本公开并不限于此。在一个可替换的实施方式中，例如，驱动薄膜晶体管T2和转换薄膜晶体管T1中的至少一个可具有底栅结构。
下文，将根据堆叠顺序描述制造显示装置的方法的实施方式。
在实施方式中，显示装置包括基板SUB，薄膜晶体管和有机发光元件OLED堆叠在基板SUB上。
基板SUB由绝缘材料形成。在实施方式中，基板SUB可为刚性基板。在一个实施方式中，例如，基板SUB可为玻璃基底基板、石英基底基板、玻璃陶瓷基底基板和晶质玻璃基底基板中的一种。
在可替换的实施方式中，基板SUB可为挠性基板。在这样的实施方式中，基板SUB可为包含聚合物有机材料的膜基底基板和塑料基底基板中的一种。在一个实施方式中，例如，基板SUB可包括聚醚砜(“PES”)、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺(“PEI”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、聚苯硫醚(“PPS”)、聚芳酯(“PAR”)、聚酰亚胺(“PI”)、聚碳酸酯(“PC”)、三醋酸纤维素(“TAC”)和醋酸丙酸纤维素(“CAP”)中的至少一种。在这样的实施方式中，基板SUB可包括玻璃纤维增强塑料(“FRP”)。
在基板SUB上提供或形成缓冲层BUL。缓冲层BUL有效防止杂质扩散到转换薄膜晶体管T1和驱动薄膜晶体管T2中。缓冲层BUL可通过沉积法由诸如氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiOxNy)的材料形成。或者，根据基板SUB的材料和工艺条件，可省略缓冲层BUL。
通过第一光刻工艺在缓冲层BUL上提供或形成第一半导体图案SA1和第二半导体图案SA2。
第一半导体图案SA1和第二半导体图案SA2可通过以下形成：顺序形成半导体膜和光刻胶，曝光并显影光刻胶，通过使用光刻胶作为掩膜来刻蚀半导体膜，将光刻胶转化为具有较低堆积密度的光刻胶，并且通过使用蒸汽来将具有低堆积密度的光刻胶从图案化的半导体膜剥离。
第一半导体图案SA1和第二半导体图案SA2各自包括源区、漏区以及源区与漏区之间提供的沟道区。第一半导体图案SA1和第二半导体图案SA2可由掺杂或未掺杂例如多晶硅(polysilicon)或非晶硅的硅形成，或者可由氧化物半导体等形成。
在第一半导体图案SA1和第二半导体图案SA2上提供栅绝缘膜GI。栅绝缘膜GI可由有机或无机绝缘材料形成。在一个实施方式中，例如，栅绝缘膜GI可包括氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)中的至少一种。栅绝缘膜GI可通过沉积法由上述材料形成。
通过第二光刻工艺在栅绝缘膜GI上形成扫描线SL以及连接至扫描线SL的第一栅极GE1和第二栅极GE2。
扫描线SL、第一栅极GE1和第二栅极GE2可通过以下形成：顺序形成导电膜和光刻胶，曝光并显影光刻胶，通过使用光刻胶作为掩膜来刻蚀导电膜，将光刻胶转化为具有低堆积密度的光刻胶，并且通过使用蒸汽来将具有低堆积密度的光刻胶从图案化的导电膜剥离。
导电膜可包括导电材料。在一个实施方式中，例如，导电膜可包括金属、金属的合金、导电聚合物或导电金属氧化物等。在这样的实施方式中，金属可包括铜、银、金、铂、钯、镍、锡、铝、钴、铑、铱、铁、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑和铅等。在这样的实施方式中，导电金属氧化物可包括氧化铟锡(“ITO”)、氧化铟锌(“IZO”)、氧化锑锌(“AZO”)、氧化铟锡锌(“ITZO”)、氧化锌(ZnO)和氧化锡(SnO2)等。在本公开的实施方式中，导电膜可由单一膜或多个膜形成。导电聚合物可包括聚噻吩基化合物、聚吡咯基化合物、聚苯胺基化合物、聚乙炔基化合物、聚亚苯基化合物及其组合中的至少一种。在一个实施方式中，例如，可使用聚噻吩基的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(“PEDOT:PSS”)化合物作为导电聚合物。
形成第一栅极GE1和第二栅极GE2以分别覆盖对应于第一半导体图案SA1和第二半导体图案SA2的沟道区的区。
在第一栅极GE1和第二栅极GE2上形成层间绝缘膜ILD以覆盖第一栅极GE1和第二栅极GE2。层间绝缘膜可通过沉积法、涂布法或印刷法等由有机或无机绝缘材料形成。
在实施方式中，无机绝缘材料可包括氧化硅和氮化硅中的至少一种。在实施方式中，有机绝缘材料可包括聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚亚苯基醚树脂、聚亚苯基硫化物树脂和苯并环丁烯树脂中的至少一种。
通过第三光刻工艺在层间绝缘膜ILD中形成曝光第一半导体图案SA1和第二半导体图案SA2的一部分的接触孔(contact hole)。
接触孔可通过以下形成：在层间绝缘膜ILD上形成光刻胶，曝光和显影光刻胶，通过使用光刻胶作为掩膜来刻蚀层间绝缘膜ILD，将光刻胶转化为具有低堆积密度的光刻胶，并且通过使用蒸汽从层间绝缘膜ILD剥离具有低堆积密度的光刻胶。
通过第四光刻工艺在层间绝缘膜ILD上形成数据线DL、第一源极SE1、第一漏极DE1、第二源极SE2和第二漏极DE2。
数据线DL、第一源极SE1、第一漏极DE1、第二源极SE2和第二漏极DE2可通过以下形成：形成导电膜和光刻胶，曝光并显影光刻胶，通过使用光刻胶作为掩膜来刻蚀导电膜，将光刻胶转化为具有低堆积密度的光刻胶，并且通过使用蒸汽从图案化的导电膜剥离具有低堆积密度的光刻胶。
导电膜可包括导电材料。在一个实施方式中，例如，导电膜可包括金属、金属的合金、导电聚合物和导电金属中的至少一种。在这样的实施方式中，金属可包括铜、银、金、铂、钯、镍、锡、铝、钴、铑、铱、铁、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑和铅等。在这样的实施方式中，导电金属氧化物可包括ITO、IZO、AZO、ITZO、氧化锌(ZnO)和氧化锡(SnO2)等。在本公开的实施方式中，导电膜可由单个膜或多个膜形成。导电聚合物可包括聚噻吩基化合物、聚吡咯基化合物、聚苯胺基化合物、聚乙炔基化合物、聚亚苯基化合物及其组合(或混合物)中的至少一种。在一个实施方式中，例如，可使用聚噻吩基的PEDOT:PSS化合物作为导电聚合物。
因此，通过栅绝缘膜GI和层间绝缘膜ILD中形成的接触孔，第一源极SE1和第一漏极DE1分别与第一半导体图案SA1的源区和漏区接触。通过栅绝缘膜GI和层间绝缘膜ILD中形成的接触孔，第二源极SE2和第二漏极DE2分别与第二半导体图案SA2的源区和漏区接触。
在这样的实施方式中，第二栅极GE2的一部分和驱动电压线VL的一部分分别限定第一电容器电极C1和第二电容器电极C2，并且通过在其间***层间绝缘膜ILD而限定电容器Cst。
在第一源极SE1、第一漏极DE1、第二源极SE2和第二漏极DE2上提供或形成保护膜PSV。
通过第五光刻工艺在保护膜PSV中形成曝光第二漏极DE2的一部分的接触孔。
在本公开的实施方式中，接触孔可通过以下形成：在保护膜PSV上形成光刻胶，曝光并显影光刻胶，通过使用光刻胶作为掩膜来刻蚀保护膜PSV，将光刻胶转化为具有低堆积密度的光刻胶，并且通过使用蒸汽从保护膜PSV剥离具有低堆积密度的光刻胶。
在本公开的实施方式中，保护膜PSV可包括感光材料或由感光材料形成。在这样的实施方式中，保护膜PSV可通过曝光和显影保护膜来形成，而无需使用单独的光刻胶。
保护膜PSV可进行保护转换薄膜晶体管T1和驱动薄膜晶体管T2的保护膜的作用，并且可通过具有平坦或平坦化的上表面而进行平坦化膜的作用。
在实施方式中，保护膜可通过沉积法、涂布法或印刷法等包括有机或无机绝缘材料，或由有机或无机绝缘材料形成。
在这样的实施方式中，例如，无机绝缘材料可包括氧化硅和氮化硅中的至少一种。在这样的实施方式中，例如，有机绝缘材料可包括聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚亚苯基醚树脂、聚亚苯基硫化物树脂和苯并环丁烯树脂中的至少一种。
通过第五光刻工艺，在保护膜PSV上提供或形成第一电极EL1作为有机发光元件OLED的阳极。
第一电极EL1可通过以下形成：顺序形成导电膜和光刻胶，曝光并显影光刻胶，使用光刻胶作为掩膜来刻蚀导电膜，将光刻胶转化为具有低堆积密度的光刻胶，并且通过使用蒸汽从图案化的导电膜剥离具有低堆积密度的光刻胶。
导电膜可通过沉积法由具有高功函的材料形成。在实施方式中，在想要将图像显示在基板SUB的朝下的方向上时，导电膜可由诸如ITO、IZO、氧化锌(ZnO)和ITZO的透明导电膜形成。在可替换的实施方式中，在想要将图像显示在基板SUB的朝上的方向上时，第一电极EL1可由金属反射膜(例如Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir或Cr等)和透明导电膜(例如ITO、IZO、氧化锌(ZnO)和ITZO)形成。
第一电极EL1通过形成在保护膜PSV中的接触孔连接至驱动薄膜晶体管T2的第二漏极DE2。在实施方式中，第一电极EL1可为阳极或阴极。下文，为了便于描述，将详细描述第一电极EL1为阳极的实施方式。
在基板SUB(第一电极EL1等形成在其上)上形成像素限定膜PDL(其划分对应于每个像素的像素区)。像素限定膜PDL曝光第一电极EL1的上表面，并且沿着像素的***从基板SUB突出。
在本公开的实施方式中，像素限定膜PDL可通过以下形成：顺序形成绝缘膜和光刻胶，曝光并显影光刻胶，通过使用光刻胶作为掩膜来刻蚀绝缘膜，将光刻胶转化为具有低堆积密度的光刻胶，并且通过使用蒸汽从图案化的绝缘膜剥离具有低堆积密度的光刻胶。
在本公开的可替换的实施方式中，像素限定膜PDL可由感光材料形成，并且可通过曝光和显影像素限定膜PDL形成，而无需使用单独的光刻胶。
用于像素限定膜PDL的绝缘膜可通过沉积法、涂布法或印刷法等由有机或无机绝缘材料形成。在实施方式中，在绝缘膜为有机绝缘膜时，绝缘膜可包括丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚亚苯基醚树脂、聚亚苯基硫化物树脂和苯并环丁烯树脂中的至少一种。
在被像素限定膜PDL包围的像素区中提供或形成有机发光层OL。可通过沉积法或涂布法等形成有机发光层OL。
在有机发光层OL上提供或形成第二电极EL2。第二电极EL2可包括功函低于第一电极EL1的透明导电膜的材料。在一个实施方式中，例如，第二电极EL2可包括钼(Mo)、钨(W)、银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、锂(Li)、钙(Ca)和它们的合金中的至少一种。
通过沉积法等在第二电极EL2上提供或形成覆盖第二电极EL2的密封膜CPL。密封膜CPL可包括多个无机膜和多个有机膜。在一个实施方式中，例如，密封膜CPL可具有其中无机膜和有机膜彼此交替堆叠的结构。在这样的实施方式中，密封膜CPL的顶层可为无机膜。无机膜的无机材料可包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrOx)、氧化锌(ZnO)和氧化锡(SnO2)中的至少一种。有机膜的有机材料可包括聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚亚苯基醚树脂、聚亚苯基硫化物树脂和苯并环丁烯树脂中的至少一种。
在实施方式中，如上所述，可通过多种光刻工艺制造显示装置，并且可基于根据本公开的实施方式的形成薄膜图案的方法进行多种光刻工艺中的至少一种。然而，根据本公开的实施方式的制造显示装置的方法并不限于以上描述的那些，而形成图案的已知方法和根据本公开的形成薄膜图案的方法也可以以各种方式互相组合。在一个实施方式中，例如，可通过根据本公开的形成薄膜图案的方法形成接线部分，并且可通过形成薄膜图案的已知方法形成栅绝缘膜、层间绝缘膜或保护膜。
在实施方式中，如上所述，可通过五种光刻工艺制造显示装置，但也可通过光刻法另外图案化其它配置元件。在一个实施方式中，例如，在本公开的实施方式中没有描述第二电极的图案化工艺，但未图示的部分可能需要图案化。在这样的实施方式中，可使用根据本公开的形成薄膜图案的方法。
由上述方法制造的显示装置以及其它实施方式可用于各种应用。在一个实施方式中，例如，显示装置可用于移动装置、智能手机、电子书、手提电脑、笔记本电脑、平板电脑、个人电脑和广告牌等，并不受其限制。
参考本公开的优选实施方式做出以上描述，但在不背离本公开的精神和技术范围的情况下，本领域技术人员或具有本领域普通知识的人员将能够理解，将在以下描述的权利要求的范围内描述的本公开可在一定范围内进行各种修改和改变。
因此，本公开的技术范围不限于申请的说明书的描述，而应由权利要求的范围所确定。

Claims (9)

1.一种形成薄膜图案的方法，所述方法包括：
在基板上提供薄膜：
在所述薄膜上提供光刻胶；
通过曝光和显影所述光刻胶来形成具有第一堆积密度的第一光刻胶图案；
通过使用所述第一光刻胶图案作为掩膜来刻蚀所述薄膜；
加工所述第一光刻胶图案以将所述第一光刻胶图案转化为具有第二堆积密度的第二光刻胶图案，所述第二堆积密度低于所述第一堆积密度；并且
通过将蒸汽喷洒到所述第二光刻胶图案上来剥离所述第二光刻胶图案。
2.根据权利要求1所述的形成薄膜图案的方法，其中，所述加工所述第一光刻胶图案包括在所述第一光刻胶图案中形成微腔。
3.根据权利要求2所述的形成薄膜图案的方法，其中，所述通过将所述蒸汽喷洒到所述第二光刻胶图案上来剥离所述第二光刻胶图案包括：
提供所述蒸汽的湿颗粒进入所述第二光刻胶图案的所述微腔中，以这种方式使得所述第二光刻胶图案通过所述湿颗粒而膨胀；和
通过在所述第二光刻胶图案与所述基板之间制造空隙或者通过使所述第二光刻胶图案从所述基板脱离，而将所述第二光刻胶图案从所述基板剥离。
4.根据权利要求2所述的形成薄膜图案的方法，其中，所述加工所述第一光刻胶图案包括进行大气等离子体加工。
5.根据权利要求2所述的形成薄膜图案的方法，其中，所述加工所述第一光刻胶图案包括将所述第一光刻胶图案暴露于准分子紫外光。
6.根据权利要求2所述的形成薄膜图案的方法，其中，所述加工所述第一光刻胶图案包括将所述第一光刻胶图案浸渍在臭氧水中。
7.根据权利要求1所述的形成薄膜图案的方法，其中，所述第二光刻胶图案的分子量小于所述第一光刻胶图案的分子量。
8.根据权利要求1所述的形成薄膜图案的方法，其中，所述刻蚀所述薄膜包括使用湿法刻蚀和干法刻蚀中的一种。
9.一种剥离基板上的剥离目标对象的方法，所述方法包括：
以使得所述剥离目标对象的堆积密度降低的方式加工所述基板上的所述剥离目标对象；并且
通过将蒸汽喷洒到所加工的剥离目标对象上而将所述剥离目标对象从所述基板剥离。
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