JP2004214256A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステップ・アンド・リピート露光方法を用いて、１枚の加工基板上に複数同形の回路と、複数同形の回路を識別するための複数識別記号と、を効率的に形成する製造方法を提供する。
【解決手段】所望の回路を形成するための回路パターンと、識別記号を形成するための識別記号パターンと、が同一レチクル上に設けられたレチクルを使用する。ステップ・アンド・リピート露光方法により露光を行う際に、１回の露光で回路パターンと、隣接する回路の識別記号パターンと、を同時に露光する。露光毎にブラインドにより照射する位置を変え識別記号パターンを各回路毎に異なる形状にする。これにより、同形複数の回路と、各回路同士とを識別するための複数の識別記号と、効率的に形成することが可能となる。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造工程にかかる露光工程において、ステップ・アンド・リピート露光方法を用いて、１枚の加工基板上に同形複数の回路と、前記同形複数の回路を識別するための、複数の識別記号を効率的に形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、基板上に周辺回路を一体形成したアクティブマトリクス型の表示装置が開発されてきている。前記表示装置は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと表記する）を用いてなる表示部を有するアクティブマトリクス回路と、同様にＴＦＴを用いてなる周辺回路とを基板上に集積した構成を有する半導体装置である。
【０００３】
半導体装置の製造面においては、生産性向上のため、加工基板の大判化が進み、近年では６００ｍｍ×７２０ｍｍサイズのガラス基板が主流となってきている。今後もさらなる大判化が進むと考えられている。加工基板の大判化によって、加工基板１枚あたりで作製出来る表示装置の枚数が多く出来る（多面取り）ため、生産性、歩留まりともに大きく向上する。
【０００４】
前記表示装置におけるＴＦＴの断面図を図９に示す。図９に示されるとおり、ＴＦＴは、活性層、配線等の多層構造となっており、各層を加工基板上に成膜し、所望のパターンへの加工を繰り返すことによって形成される。
【０００５】
各層を所望のパターンへと加工するには、一般的にはフォトリソグラフィ法によって行われる。フォトリソグラフィ法においては、所望のパターンが描画されたレチクルを介して、各層の成膜ごとに被着されたフォトレジストに光を照射し、レチクル上のパターンをフォトレジストに露光し、不用なレジストを除去して、フォトレジストにてパターンを形成する。その後、レジストパターンを保護膜として、成膜された層のエッチングを行い、所望のパターンを得る。
【０００６】
ところで、１枚の大型加工基板上に、同形複数の回路を形成する方法として、ステップ・アンド・リピート露光方法がある。図１に、この露光方法の概略を示す。ここで用いる露光装置は、基板上に照射される光源１０１と、光源からの光を遮蔽することによって、レチクル上の露光領域を決定するためのブラインド１０３〜１０６と、レチクル１０２と、パターン１０７を投影する投影レンズ１０９と、加工基板１１０と、加工基板１１０を移動させる可動ステージ１１１からなる。
【０００７】
この露光装置を用いて、加工基板１１０の移動、ブラインド１０３〜１０６の制御による露光領域の決定、フォトレジスト１１２上への露光といった工程を繰り返すことにより、加工基板上に、同形複数の回路パターンを露光することが出来る。
【０００８】
例えば、図２（Ｂ）に示されるように、加工基板１１０上に、表示装置１０８を縦、横に複数配列（図２（Ｂ）では４行５列）して形成する場合には、図２（Ａ）に示されるように、パターン１０７が形成されたレチクル１０２を用い、各層を前述のステップ・アンド・リピート露光方法によって複数回の露光（図２（Ｂ）のような結果を得るには４×５＝２０回）が行われる。
【０００９】
つまり、大型の加工基板の露光を行うのに、サイズの小さいレチクルを用いて繰り返し露光を行うことにより、簡単な工程で多くの回路を作製することが出来るため、製造コストの低減が可能となる。
【００１０】
このように製造された同形複数の回路は、工程途中に形状検査、回路動作検査等の様々な検査が行われ、品質のランク付けが行われる。しかしながら、加工基板を分断し、個々の回路に分断された後は、同形であるがゆえ、識別が事実上不可能となり、以前に行われたランク付けとの対応が困難になる。つまり、工程途中ですでに不良と判断されたものが、分断後に識別不可能となってしまうため、再度検査が必要となってしまうことになる。
【００１１】
したがって、このような場合には、分断後にもそれぞれの識別が可能となるように、何らかの識別記号が必要となる。
【００１２】
識別記号を形成する方法の一例としては、レーザーによるマーキング等が挙げられるが、描画時にゴミの発生が避けられず、製品の歩留まりを低下させるといった問題があった。
【００１３】
この問題を解決する方法として、前述の露光工程において、回路を構成する際に形成される複数の層のうちいずれか１つのパターニングを行う際に、識別記号もパターニングによって形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１４】
図３に一例を示す。図３（Ａ）に示すように、レチクル３０１上に、回路（ここでは表示装置とする）を形成するパターン３０２と、その周辺部に識別記号を形成するためのパターン３０３が描画されている。この識別記号用のパターン３０３は、前述の複数の層のパターニングに用いるいずれか１つのレチクルに設けられていれば良い。
【００１５】
前述のステップ・アンド・リピート露光方法により、図３（Ｂ）に示すように、加工基板３０４上に、表示装置３０５を縦、横に複数配列して形成する。このとき、識別記号用のパターン３０３を用いて露光、パターニングを行い、表示装置３０５のそれぞれの周辺に、識別記号３０６を形成する。表示装置３０５の分断後も、この識別記号３０６によって、加工基板上のどの位置に形成されていたものかが容易に識別出来る。さらに、前述のレーザーによるマーキング等において生じていたゴミの問題も回避出来る。
【００１６】
【特許文献１】
特開平７−２１９２０９号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この方法によると、回路を形成するパターンの露光工程に加え、識別記号パターンの露光工程が追加される。一般にステップ・アンド・リピート露光方法においては、露光回数に比例して、工程に要する時間が長くなるため、生産性の低下を招く原因となっている。
【００１８】
本発明はかかる問題点に鑑み、生産性を低下させることなく、ステップ・アンド・リピート露光方法を用いて所望の回路パターンおよび識別記号を効率的に形成する半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回路を構成する際に形成される複数の層のうち、少なくとも１層のフォトリソグラフィ工程において、所望の回路を形成するパターンと、識別記号を形成するためのパターンとが同一レチクル上に描画されたレチクルを用い、ステップ・アンド・リピート露光方法による露光の際、一度の露光で、所望の回路パターンと、識別記号を形成するパターンの一部もしくは全体を同時に露光する。識別記号を形成するパターンが露光される際、ブラインドによって識別記号を形成するパターンの一部もしくは全体を遮蔽し、その遮蔽パターンを各露光座標ごとに変えることにより、複数の異なる識別記号を容易に形成することが出来る。
【００２０】
上記方法によって、回路パターンを形成するための露光工程と、識別記号を形成するための露光工程とを同時にこなすことが出来るため、生産性を低下させることなく、効率的に所望の回路と識別記号とを形成することが出来る。
【００２１】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、加工基板上に薄膜を形成する第１の工程と、前記薄膜上に同形複数のパターンの繰り返し露光を行う第２の工程とを有し、前記第１および第２の工程の複数回の繰り返しを含む半導体装置の製造方法であって、前記加工基板上には、前記同形複数のパターンの露光によってパターニングされ形成された同形複数の回路と、前記同形複数の回路を識別するための、複数の識別記号とが形成され、前記第２の工程において、１度の露光により、前記同形複数のパターンのうちいずれか１つと、前記識別記号を形成するパターンの少なくとも一部が露光されることを特徴とする。
【００２２】
また、前記識別記号は、前記レチクル上に設けられた、前記回路を形成するパターンの周辺部に設けられた複数の識別記号パターンのいずれか１つ、もしくは２つ以上の重複露光によって形成されることを特徴とする。
【００２３】
また、前記識別記号パターンのうち、それぞれ異なる一部の領域、もしくは前記識別記号パターン全体を遮蔽して露光することにより、前記識別記号パターンを用いて、異なる複数の識別記号を形成することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
[実施形態１]
図４に示すように、加工基板４２１上に、周辺回路４２２と画素部４２３とを一体形成したアクティブマトリクス型の表示装置４０１〜４２０と、識別記号４２４とを形成する。
【００２６】
表示装置４０１〜４２０は、ＴＦＴを始めとした能動素子群、配線パターン等を有する。これらは、多層の積層構造となるのが集積度の点からも望ましく、各層の成膜と、フォトリソグラフィ工程による所望のパターンへの加工とを繰り返すことによって形成される。
【００２７】
識別記号４２４は、スポット４２５を有する。図４に示す例においては、識別記号４２４は、スポット４２５の形成される位置および数が全て異なっており、これによって加工基板４２１上に形成される表示装置４０１〜４２０の全ての識別が可能となっている。
【００２８】
識別記号４２４は、表示装置４０１〜４２０を形成する複数の層のうち、少なくとも１層の形成、加工と同時に行われる。特に識別記号４２４を形成する層に限定はなく、ＴＦＴの活性層を形成するためのシリコン層、主にＴＦＴのゲート電極等を形成する層、配線を形成する層等、いずれの層を用いて形成されても良い。例えば、図１０は、識別記号１００１は、配線９０４を形成している層と同時に露光、パターニングされている。これ以外にも。ＴＦＴ９０５の活性層を形成しているシリコン９０２と同時に形成されても良いし、ゲート電極９０１と同時に形成されても良い。
【００２９】
図５（Ａ）に、本実施形態にて用いられるレチクルの概要を示す。レチクル５０２上には、表示装置を形成するためのパターン５０１が形成されている。パターン５０１には、周辺回路を形成するためのパターン５０３と、画素部を形成するためのパターン５０４が含まれる。表示装置を形成するためのパターン５０１の周辺には、第１の遮光パターン５０７が形成され、その一部に、スポットを形成するためのパターン５０６、５１６、５２６が形成されている。さらに、後に表示装置の一部となる領域、すなわち表示装置を形成するパターン５０１が形成されている領域の一部に、第２の遮光パターンによって、後に識別記号の一部となるパターン５０８が形成されている。パターン５０８は、共通のスポットパターン５１０を有する。
【００３０】
加工基板上に、図５（Ａ）に示したレチクルを用いて、ステップ・アンド・リピート露光方法によって、繰り返し露光を行う。図５（Ｂ）に、２行２列に露光した例を示す。ここで、１〜４で示されているのが、繰り返し露光によって形成された表示装置のパターンである。表示装置１を露光したとき、同時に識別記号５７０と、識別記号５５０、５６０、５８０に含まれるスポットの一部が形成される。これは、図５（Ａ）に示したレチクルのうち、第２の遮光パターン５０８と、スポットパターン５０６、５１６、５２６によって形成されたものである。
【００３１】
続いて表示装置２が露光される。このとき、先に形成されたスポットの一部に重なるように、第２の遮光パターン５０８が露光され、識別記号５８０が形成される。
【００３２】
同様に、表示装置３が露光され、同時に、先に形成されたスポットの一部に重なるように、第２の遮光パターン５０８が露光され、識別記号５５０が形成される。同様の動作で、表示装置４が露光される際には、識別記号５６０が形成される。
【００３３】
ここで、識別記号を構成するスポットは、識別記号５５０〜５８０のいずれにおいても、それぞれ異なる位置に形成される。これによって各表示装置の識別を可能としている。これは、表示装置１〜４を露光する際、そのそれぞれにおいて、ブラインドを用いて、スポットパターン５０６、５１６、５２６の一部もしくは全体を遮蔽することによって、位置、数の異なるスポットを形成している。
【００３４】
図６は各ブラインドのブラインド位置によって、表示装置パターンと同時に位置、数の異なるスポットを露光することが出来ることを示した図である。
【００３５】
例えば、第１のブラインド６０１をブラインド位置６０５に設定し、第２のブラインド６０２をブラインド位置６１０に設定し、第３のブラインド６０３をブラインド位置６１５に設定し、第４のブラインド６０４をブラインド位置６１４に設定し、露光を行った場合、図７に示されるように、加工基板上に被着されたフォトレジスト７０１には表示装置パターン４２０のみが露光される。これに対し、第１のブラインド６０１をブラインド位置６０６に設定し、第２のブラインド６０２をブラインド位置６１１に設定し、第３のブラインド６０３をブラインド位置６１５に設定し、第４のブラインド６０４をブラインド位置６１４に設定し露光を行った場合、加工基板上に被着されたフォトレジスト７０１には表示装置パターン４０１とスポットパターン４２５が図７の様に露光される。
【００３６】
上記のように露光毎に位置、数の異なるスポットパターン５０６と識別記号領域４２４とを重ねるように露光を行うことにより各表示装置固有の識別記号を形成することが出来る。
【００３７】
表１は図６に示した各ブラインドのブラインド位置を露光毎に変え、１回の露光で表示装置パターンと隣接する表示装置のスポットパターンとを同時に加工基板上に被着されたフォトレジストに露光し、露光を繰り返すごとに各ブラインド位置を変化させ図４に示した加工基板上４２１に被着されたフォトレジストに表示装置と識別記号とを形成するための各ブラインドの位置設定の一例を示したものである。
【００３８】
また、表１に示す設定で所定の場所に露光を行えば、露光の順序はどのようなものであっても良い。
【００３９】
【表１】

【００４０】
例えば、図４に示される表示装置４０１と、表示装置４２０とを含む露光の際には表１のブラインド設定に従い露光をすると、加工基板に被着されたフォトレジスト７０１に露光されるパターンは図７のようになる。すなわち、加工基板４２１上には識別記号領域４２４を含む表示装置４０１が形成される。
【００４１】
続いて図４に示す表示装置パターン４０２を含む露光と、表示装置パターン４０６を含む露光と、表示装置４０７を含む露光と、を表１のブラインド設定に従い、スポット４２５と識別記号領域パターン５０５とを重なるように露光をすると、加工基板に被着されたフォトレジスト７０１に転写されるパターンは図８のようになる。すなわち、加工基板４２１上に表示装置４０２、４０６、４０７が形成される。
【００４２】
このように表１に示すブラインド設定で露光を表示装置数分繰り返すことによって、図４示す複数同形の表示装置と複数の識別記号とを加工基板上のフォトレジストにパターンを形成できる。続いて、このフォトレジストを保護膜として、成膜された層のエッチングを行い所望の回路パターン及び識別記号を効率的に形成することが出来る。
【００４３】
本実施形態ではＴＦＴを用いた半導体装置として表示装置の製造方法を説明したが、同様の方法を用いてＣＰＵやメモリ等を製造しても良い。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に開示する発明を利用することにより、一つの基板上に所望の同形複数の回路と回路同士を識別するための複数の識別記号とを効率的に形成することが可能となり、生産性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】加工基板上に同形複数の回路を形成する工程を示す図。
【図２】加工基板上に同形複数の回路を形成する工程を示す図。
【図３】加工基板上に同形複数の回路と複数の識別記号とを別々に露光することによって形成する工程を示す図。
【図４】本発明に従った露光により形成される同形複数の回路と、複数の識別記号の形成方法を示す図。
【図５】本発明に従った露光により形成される同形複数の回路と、複数の識別記号の形成方法を示す図。
【図６】本発明に従った露光により形成される同形複数の回路と、複数の識別記号の形成方法を示す図。
【図７】本発明に従った露光により形成される同形複数の回路と、複数の識別記号の形成方法を示す図。
【図８】本発明に従った露光により形成される同形複数の回路と、複数の識別記号の形成方法を示す図。
【図９】回路の断面を示す図。
【図１０】本発明に従った露光により形成される回路と、識別記号の断面図を示す図。

Claims (3)

1. 加工基板上に、薄膜を形成する第１の工程と、
   前記薄膜上に、同形複数のパターンの繰り返し露光を行う第２の工程とを有し、
   前記第１および第２の工程の複数回の繰り返しを含む半導体装置の製造方法であって、
   前記加工基板上には、前記同形複数のパターンの露光によってパターニングされ形成された同形複数の回路と、前記同形複数の回路を識別するための、複数の識別記号とが形成され、
   前記第２の工程において、１度の露光により、前記同形複数のパターンのうちいずれか１つと、前記識別記号を形成するパターンの少なくとも一部が露光されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 請求項１において、
   前記識別記号は、前記レチクル上に設けられた、前記回路を形成するパターンの周辺部に設けられた複数の識別記号パターンのいずれか１つ、もしくは２つ以上の重複露光によって形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項２において、
   前記識別記号パターンのうち、それぞれ異なる一部の領域、もしくは前記識別記号パターン全体を遮蔽して露光することにより、前記識別記号パターンを用いて、異なる複数の識別記号を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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