JP2005300693A - Pattern-forming method by photolithography - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトリソグラフィによるパターン形成方法に関し、特に、液晶表示パネルの製造において、フォトリソグラフィ技術により層間接続用コンタクトホールのパターンを形成する方法に関する。 The present invention relates to a pattern formation method by photolithography, and more particularly, to a method for forming a pattern of contact holes for interlayer connection by a photolithography technique in the manufacture of a liquid crystal display panel.
液晶表示パネルの製造工程において、ガラス基板上に形成されたTFT(thin film transistor)のソースドレインの上に絶縁層が積層され、その絶縁層の上に液晶配向用の透明電極が積層される。前記絶縁層を介して離間された前記ソースドレインと前記透明電極とを層間接続するために、一般的には、フォトリソグラフィ技術により絶縁層にコンタクトホールを形成し、該コンタクトホール内で露出したソースドレインに異層の透明電極を接続している。詳しくは、絶縁層の上面に感光性有機絶縁膜をスピンコート等により塗布し、所定のホール形状が設けられたパターニングマスクを通して露光することで、感光性有機絶縁膜にコンタクトホールのパターニングを行う。 In the manufacturing process of a liquid crystal display panel, an insulating layer is stacked on the source and drain of a TFT (thin film transistor) formed on a glass substrate, and a transparent electrode for liquid crystal alignment is stacked on the insulating layer. In order to connect the source / drain and the transparent electrode separated via the insulating layer, generally, a contact hole is formed in the insulating layer by a photolithography technique, and the source exposed in the contact hole A transparent electrode of a different layer is connected to the drain. Specifically, a photosensitive organic insulating film is applied to the upper surface of the insulating layer by spin coating or the like, and exposed through a patterning mask provided with a predetermined hole shape, thereby patterning the contact hole in the photosensitive organic insulating film.
ここで、フォトリソグラフィ技術を用いて10μm×10μmの四角形状の層間接続用コンタクトホールを開口する場合を考える。
図6に示すように、ガラス基板5に積層されたソースドレイン4の上面に一定の厚さの感光材を含む有機絶縁膜3を塗布しており、ランプ1からの露光によりコンタクトホールパターンを有機絶縁膜3に投影するために、10μm×10μmの四角形状のホール6が穿設されたマスク2を介在させている。
Here, a case where a 10 μm × 10 μm square interlayer contact hole is opened using photolithography technology is considered.
As shown in FIG. 6, an organic
この状態でランプ1を一定量点灯すると、光束はマスク2の遮光されていないホール6を通過し、感光性の有機絶縁膜3を感光させる。そして、十分に感光された有機絶縁膜3を現像液に浸して、不必要な部分を取り除くことにより、コンタクトホールパターン7が形成された有機絶縁膜3が形成される。
When a certain amount of
しかしながら、図7に示すように、このとき形成されたコンタクトホールパターン7は、マスク2のホール6の四角隅での光散乱のため、所望する10um×10umの四角形状とはならずに四角隅が丸くなり、結果的に円形状に近いパターンが形成されてしまう問題がある。このように、パターン形成が設計通りにならないことは液晶表示パネルの製造においては重要な問題であり、根本的な解決が要求される。また、本現象は露光量が少ないほど顕著に現れるため、露光量すなわち露光時間を低減することができず、製造スループットが向上しない問題もある。
However, as shown in FIG. 7, the
なお、特開平9−213609号公報では、複数のマスクを用いて複数回露光を行うことにより所望の四角形状パターンを得る方法が開示されているが、複数のマスクが必要となると共に露光回数も増大するため、コスト高となり且つ作業工数も増大する問題がある。 Japanese Patent Laid-Open No. 9-213609 discloses a method of obtaining a desired rectangular pattern by performing a plurality of exposures using a plurality of masks. However, a plurality of masks are required and the number of exposures is also increased. Therefore, there is a problem that the cost increases and the number of work steps increases.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、作業工数およびコストの低減を図りながらも、フォトリソグラフィ技術により所望の多角形パターンを形成できるようにすることを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable a desired polygon pattern to be formed by a photolithography technique while reducing work man-hours and costs.
上記課題を解決するため、本発明は、フォトリソグラフィ技術により、パターニングマスクに形成されているパターン形状のホールを通して露光を行い、感光性有機絶縁膜にパターン形状を転写する方法において、
前記パターン形状は角を有する形状であり、
前記パターンニングマスクのホールは、前記パターン形状のホールの角を外方に拡げるように切り欠いた形状とし、このパターンニングマスクを通して露光することで、前記感光性有機絶縁膜に前記パターン形状を転写することを特徴とするフォトリソグラフィによるパターン形成方法を提供している。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method of performing exposure through a pattern-shaped hole formed in a patterning mask by a photolithography technique and transferring the pattern shape to a photosensitive organic insulating film.
The pattern shape is a shape having corners,
The holes of the patterning mask are notched so as to widen the corners of the pattern shape outward, and the pattern shape is transferred to the photosensitive organic insulating film by exposing through the patterning mask. There is provided a pattern forming method using photolithography.
前記構成とすると、前記パターニングマスクのホールをパターン形状の角に切り欠きを設けた形状とし、光散乱する角領域を要求されるパターン形状の外に置くことによって、パターニングマスクを通して露光された前記感光性有機絶縁膜にパターニングされる形状を設計通りのパターン形状にすることが可能となる。また、従来例の公報のように、複数枚のマスクを用いることなく、1枚のパターニングマスクで多角形状を形成することができるので、コストおよび作業工数も削減することができる。 With this configuration, the holes of the patterning mask are formed with notches in the corners of the pattern shape, and the photosensitive regions exposed through the patterning mask are placed by placing the light scattering corner area outside the required pattern shape. The shape patterned on the conductive organic insulating film can be changed to the designed pattern shape. Further, as disclosed in the prior art publication, since a polygonal shape can be formed with a single patterning mask without using a plurality of masks, costs and man-hours can be reduced.
前記パターニングマスクの前記ホールの大きさより、前記感光性有機絶縁膜に形成される前記パターン形状の大きさの方が小さくなるように露光量を調整している。 The exposure amount is adjusted so that the size of the pattern shape formed in the photosensitive organic insulating film is smaller than the size of the hole of the patterning mask.
つまり、従来は多角形の角での光散乱によりパターン転写が不正確になる現象が露光量が少ないほど顕著に現れていたが、前記構成とすると、前記ホールを通した投影が所望のパターン形状に合致するように露光量を抑えながら調節するので、露光量つまり露光時間が低減され、その結果として製造スループットが向上する。 That is, in the past, the phenomenon that pattern transfer becomes inaccurate due to light scattering at the corners of a polygon appeared more conspicuously as the exposure amount is smaller, but with the above configuration, projection through the holes produces a desired pattern shape. Therefore, the exposure amount, that is, the exposure time is reduced, and as a result, the manufacturing throughput is improved.
液晶表示パネルのガラス基板上のTFT電極と液晶制御用の電極層とを前記感光性有機絶縁膜を介して層間接続するためのコンタクトホールを前記パターン形状としている。 A contact hole for interlayer connection between the TFT electrode on the glass substrate of the liquid crystal display panel and the electrode layer for controlling the liquid crystal through the photosensitive organic insulating film has the pattern shape.
前記構成とすると、液晶表示パネルのコンタクトホール形成において、パターニングマスクの光散乱領域をパターン外へ置くことにより、コンタクトホールが開かずに、TFT電極と電極層との層間が絶縁されてしまう不良を防止することができる。 With the above-described configuration, in the formation of the contact hole of the liquid crystal display panel, the defect that the interlayer between the TFT electrode and the electrode layer is insulated without opening the contact hole by placing the light scattering region of the patterning mask outside the pattern. Can be prevented.
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、パターニングマスクのホールをパターン形状の角に切欠部を設けた形状とし、光散乱する角領域をパターン外に配置しているので、パターニングマスクのホールを通して露光された感光性有機絶縁膜に角が丸くならない設計通りのパターン形状を形成することができ、作業工数およびコストを増加させることもない。 As is apparent from the above description, according to the present invention, the hole of the patterning mask has a shape in which a notch is provided at the corner of the pattern shape, and the corner region for light scattering is arranged outside the pattern. The pattern shape as designed without rounded corners can be formed on the photosensitive organic insulating film exposed through the holes, and the man-hours and costs are not increased.
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
本実施形態ではポジティブタイプの感光性有機絶縁膜に四角形状の層間コンタクトホールをフォトリソグラフィ技術によりパターニングする工程について説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a process of patterning a rectangular interlayer contact hole in a positive type photosensitive organic insulating film by a photolithography technique will be described.
図1に示すように、ガラス基板13上に蒸着装置等によって成膜されたTFT電極膜となるアルミニウム膜12を積層し、アルミニウム膜12の上面にスピンコート等により感光性有機絶縁膜11を塗布している。
パターニングマスク10は、図1および図2に示すように、四角形のパターン形状14の四隅14aの周囲をパターン外方に切り欠いた切欠部15を有するホール16を穿設している。即ち、四隅14aでの光散乱を考慮して、切欠部15を四隅14a近傍を包囲するようにL型に設け、10μm×10μmのパターン形状14より局所的に大きいサイズのホール16を形成している。なお、本実施形態では、切欠部15の幅は、図2に示すL字状の一方の幅aを0.5μm、他方の幅bを1.5μmとしているが、これらの値は露光量やパターン角の形状等に応じて適宜調整しうるものである。
As shown in FIG. 1, an
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記構成のパターニングマスク10をランプ1と感光性有機絶縁膜11との間に介在させた状態でランプ1を点灯させ、感光性有機絶縁膜11を露光する。
このときパターニングマスク10のホール16の四隅の切欠部15は光散乱により、有機絶縁膜11を感光する際において本来の露光量より少ない露光量になり、有機絶縁膜11には切欠形状が投影されず、結果として四角形状のコンタクトホール17のパターンが設計通りに投影される。
The
At this time, the
つまり、従来はパターニングマスクのホールの方が転写パターンよりも小さいパターニングマスクを利用して大きな露光量でパターン形状に感光させていたが、本発明では逆にパターニングマスク10のホール16を転写パターンより大きくして、少ない露光量で所望のパターン形状を得るようにしている。なお、この時の露光量は、パターニングマスク10のホール16の大きさより、感光性有機絶縁膜11に形成されるパターン形状の大きさの方が小さくなるように感光性有機絶縁膜11の膜厚等の条件を考慮して露光時間を適宜調節するようにしている。
In other words, the patterning mask hole is conventionally exposed to a pattern shape with a large exposure amount using a patterning mask that is smaller than the transfer pattern. The desired pattern shape is obtained with a small exposure amount. The exposure amount at this time is such that the film thickness of the photosensitive organic
次いで、上記露光された感光性有機絶縁膜11を現像液に浸せば、露光された部分が除去され、図3に示すような所望の四角形状のコンタクトホール17が形成される。
次に、図4および図5に示すように、コンタクトホール17を有する感光性有機絶縁膜11の上から電極層となるITO膜18を蒸着装置等により成膜することで、コンタクトホール17を通してITO膜18とアルミニウム膜12とが導通接続される。
Next, when the exposed photosensitive organic
Next, as shown in FIGS. 4 and 5, an ITO
以上説明したように、本発明による製造方法を用いればパターニングマスク10のホール16角での光散乱による影響を受けず、換言すれば、切欠部15での光散乱を利用して所望の四角形のコンタクトホール17のパターンを形成することが可能となる。
また、パターニングマスク10は切欠部15により要求されるパターン形状より大きく形成されているので、ランプ1の露光量を従来必要であった露光量より減少させて行うことができ、結果として露光時間が短縮され、製造スループットが向上する。
なお、形成するコンタクトホール17のパターン形状は四角形状に限定されず、角を有する多角形状であればいずれでも構わない。
As described above, if the manufacturing method according to the present invention is used, it is not affected by light scattering at the
Further, since the
Note that the pattern shape of the
10 パターニングマスク
11 感光性有機絶縁膜
12 アルミニウム膜(TFT電極)
13 ガラス基板
14 パターン形状
14a 四隅
15 切欠部
16 ホール
17 コンタクトホール
18 ITO膜(電極層)
10
13
Claims (3)
前記パターン形状は角を有する形状であり、
前記パターンニングマスクのホールは、前記パターン形状のホールの角を外方に拡げるように切り欠いた形状とし、このパターンニングマスクを通して露光することで、前記感光性有機絶縁膜に前記パターン形状を転写することを特徴とするフォトリソグラフィによるパターン形成方法。 In a method of transferring the pattern shape to the photosensitive organic insulating film by performing exposure through a pattern shape hole formed in the patterning mask by photolithography technology,
The pattern shape is a shape having corners,
The holes of the patterning mask are notched so as to widen the corners of the pattern shape outward, and the pattern shape is transferred to the photosensitive organic insulating film by exposing through the patterning mask. A pattern forming method using photolithography.
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