JP2943331B2 - 露光方法及び露光装置 - Google Patents

露光方法及び露光装置

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JP2943331B2 JP40559090A JP40559090A JP2943331B2 JP 2943331 B2 JP2943331 B2 JP 2943331B2 JP 40559090 A JP40559090 A JP 40559090A JP 40559090 A JP40559090 A JP 40559090A JP 2943331 B2 JP2943331 B2 JP 2943331B2
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四郎 廣田
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は露光方法及び露光装置に
係り,特に薄膜トランジスタ(TFT)の製造プロセス
で使用する露光方法及び露光装置に関する。
【0002】近年,液晶ディスプレイ,エレクトロルミ
ネッセンス等の駆動素子として,TFTマトリックスが
使用されるようになった。このようなTFTマトリック
スでは,数十万箇のTFTが配置されているが,非晶質
Si(a−Si)を活性層とする逆スタガード型TFT
では,ゲート電極に接近するチャネル部を位置合わせ精
度よく形成するため,ゲート電極を遮光膜とするセルフ
アライン露光が行われている。
【0003】
【従来の技術】従来,逆スタガード型TFTでは,a−
Si活性層上に絶縁層のチャネル保護膜を形成するの
に,透明基板上に形成されたゲート電極を遮光膜として
レジスト層にセルフアライン露光を行い,現像後絶縁層
をエッチングすることによりチャネル幅を精度よく抑え
たチャネル保護膜を形成している。
【0004】ゲート電極を遮光膜とするセルフアライン
露光は,マスク形成の必要がなく,アライメントを必要
とせず,位置合わせ精度のよいパターンを形成できる利
点を有するが,一方,遮光膜のパターンと同じパターン
しか形成することができないといった欠点がある。
【0005】そのパターンをさらに加工する場合は,再
びレジスト層を形成し,レチクルあるいはマスク上のパ
ターンをレジスト層に転写露光する。この場合,アライ
メント精度が問題となる。即ち,基板自体の歪みや装置
の能力によってアライメント精度が左右され,工程管理
が難しくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,位置合わせ精度の厳しいパターンは遮光膜パター
ンによるセルフアライン露光で形成し,それと同時に,
遮光膜パターンと異なるパターンも形成する露光方法及
び露光装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1〜図6は実施例を説
明するための図である。上記課題は,被露光層6の下部
に第1のマスクパターン2を配置し,該被露光層6の上
部に第2のマスクパターン8を配置し,該被露光層6の
下部から該第1のマスクパターン2をマスクにして該被
露光層6を露光するとともに,該被露光層6の上部から
該第2のマスクパターン8をマスクにして該被露光層6
を露光する露光方法によって解決される。
【0008】また,被露光層12の片側に複数のマスクパ
ターン2,14を重ねて配置し, 該複数のマスクパターン
2,14をマスクにして該被露光層12の片側から該被露光
層12を露光する露光方法によって解決される。
【0009】また,被露光層6の両側に配置されたマク
パターン2, 8をマスクにして,両側から該被露光層6
を露光する手段を備えた露光装置によって解決される。
【0010】
【作用】露光層6の下部に第1のマスクパターン2を配
置し,被露光層6の上部に第2のマスクパターン8を配
置し,被露光層6を上下から露光するようにすれば,第
1のマスクパターン2と第2のマスクパターン8のアラ
イメントを一回できめることができるから,2回に分け
て行う場合よりもアライメント精度がよくなる。さら
に,工程も簡略になる。
【0011】特に,第1のマスクパターン2をセルフア
ライン露光し,第1のマスクパターンで形成されるパタ
ーンを加工するために第2のマスクパターン8を用いる
時,本発明の露光方法のメリットは大きい。
【0012】また,露光層6の両側に配置されたマクパ
ターン2, 8をマスクにして,両側から被露光層6を露
光する手段を備えた露光装置によって上記の露光を効果
的に行うことができる。
【0013】また,露光層12の片側に複数のマスクパタ
ーン2,14を重ねて配置し, 被露光層12の片側から露光
する露光方法も,上記と同様のメリットがある。
【0014】
【実施例】図1〜図6は本発明によりスタガード型TF
Tを製造するプロセスの実施例を説明するための図であ
り,図1は第1の露光を説明するための断面図,図2は
第1,第2のマスクパターンの像,図3は第1の露光・
現像,エッチング後のTFTの断面図,図4は第2の露
光を説明するための断面図,図5は第1,第3のマスク
パターンの像,図6は第2の露光・現像,エッチング後
のTFTの断面図を示す。
【0015】以下,これらの図を参照しながら実施例に
ついて説明する。 図1参照 ガラス基板1上に幅が例えば20μm,厚さが例えば10
00ÅのAlのゲートバス2Aと,それに接続する幅が例え
ば5μm,厚さが例えば800ÅのTiのゲート電極2を
形成する。
【0016】次に,厚さが例えば3000Åのゲート絶縁膜
3を形成し,その上に活性層として厚さが例えば150 Å
のa−Si層4, その上に厚さが例えば1400ÅのSiO
2 の絶縁膜5を形成する。次いで,絶縁膜5上にポジ型
レジスト層6を形成する。
【0017】この状態のガラス基板を支持台9に載置す
る。一方,ゲート電極2に対して所定の位置関係を有す
る第2のマスクパターン8の形成されたマスク基板7を
ポジ型レジスト層6の上部に配置し,第2のマスクパタ
ーン8をゲート電極2の位置にフォーカスするようにす
る。この第2のマスクパターン8はポジ型レジスト層6
上に密着させて形成してもよい。
【0018】第1の露光:ゲート電極2を第1のマスク
パターンとし,その第1のマスクパターンをマスクにし
て,セルフアラインでもって下部からポジ型レジスト層
6を露光し,同時に第2のマスクパターン8をマスクに
して,上部からポジ型レジスト層6を露光する。
【0019】図2参照 この図は第1,第2のマスクパターンの像で,ゲート電
極位置での像であり,第1のマスクパターン(ゲート電
極2,ゲートバス2A)と第2のマスクパターン8の重な
った状態を示している。露光後ポジ型レジスト層6を現
像すると,全く露光されない部分,即ち,第1,第2の
マスクパターンの重なった部分(長さl1 ,幅d1 )の
ポジ型レジスト層6のみが残る。
【0020】長さl1 はチャネル長さを決定するから高
い精度を要するが,幅d1 は高い精度は要しない。残っ
たポジ型レジスト層6をマスクにして絶縁膜5をエッチ
ングし,チャネル保護膜5Aを形成する。
【0021】なおこの露光法は,下から見た時支持台9
の陰になるポジ型レジスト層6の部分は,下からの露光
は受けないが,上からの露光をうけるので,レジスト残
りが生じないという利点がある。
【0022】図3参照 この図は第1の露光・現像,エッチング後のFETの断
面図を示す。 図4参照 その後,チャネル保護膜5Aおよびその両側のa−Si層
4上に,厚さが例えば500 Åのn+ - a−Si層の接合
層10,厚さが例えば1000ÅのITO層11を形成する。次
いで,ITO層11上にネガ型レジスト層12を形成する。
【0023】一方,ゲート電極2に対して所定の位置関
係を有する第3のマスクパターン14の形成されたマスク
基板13をガラス基板1の下に配置し,ゲート電極2と第
3のマスクパターン14の位置合わせを行い,第3のマス
クパターン14をゲート電極2の位置にフォーカスするよ
うにする。
【0024】第2の露光:ゲート電極2(第1のマスク
パターン)と第3のマスクパターン14を同時にマスクに
して,下部からネガ型レジスト層12を露光する。 図5参照 この図は第1,第3のマスクパターンの像で,ゲート電
極位置での像であり,第1のマスクパターン(ゲート電
極2)と第3のマスクパターン14の重なった状態を示し
ている。第3のマスクパターン14は光の通る部分が矩形
のパターンである。
【0025】露光後ネガ型レジスト層12を現像すると,
露光された部分,即ち,第1,第2のマスクパターンの
いずれにも属さない部分(幅d1 ,d2 の二つの矩形)
のネガ型レジスト層12のみが残る。幅d1 ,d2 は精度
を要しないが,二つの矩形の間隔l1 は精度を要する。
この部分はゲート電極2をマスクとするセルフアライン
露光であるから精度が保たれる。
【0026】残ったネガ型レジスト層12をマスクにして
接合層10およびITO層11をエッチングし,接合層10同
志およびITO層11同志を間隔l1 で隔てて,ソース電
極15, ドレイン電極16を形成する。
【0027】図6参照 この図は第2の露光・現像,エッチング後のFETの断
面図を示す。このようにして,位置合わせ精度の厳しい
パターンはセルフアライン露光すると同時に,それと異
なる精度を要しないパターンも露光することによりFE
T素子を形成することができた。
【0028】なお,図1に示した第1の露光を行うため
に,光学系(レンズ系)を被露光層(ポジ型レジスト層
6)に対して上下に配置した露光装置を用いる。光源は
上下に別々に持ってもよいし,また一つの光源を用いて
光を二つに分岐し,上下の光学系に導くようにしてもよ
い。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
位置合わせ精度の厳しいパターンと,それと異なる精度
を要しないパターンを同時に形成することができ,マス
クアライメントが容易になり,工程が簡略化される。そ
の結果,スループットの向上,歩留りの向上,コストダ
ウンという効果を奏し,露光装置数の節約,省スペー
ス,メンテナンスの省力化といった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の露光を説明するための断面図である。
【図2】第1,第2のマスクパターンの像である。
【図3】第1の露光・現像,エッチング後のFETの断
面図である。
【図4】第2の露光を説明するための断面図である。
【図5】第1,第3のマスクパターンの像である。
【図6】第2の露光・現像,エッチング後のFETの断
面図である。
【符号の説明】
1はガラス基板 2はゲート電極であって第1のマスクパターン 2Aはゲートバスであって第1のマスクパターン 3はゲート絶縁膜 4はa−Si層 5は絶縁膜 5Aはチャネル保護膜 6は被露光層であってポジ型レジスト層 7はマスク基板 8は第2のマスクパターン 9は支持台 10は接合層 11はITO層 12は被露光層であってネガ型レジスト層 13はマスク基板 14は第3のマスクパターン 15はソース電極 16はドレイン電極

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被露光層(6) の下部に第1のマスクパタ
    ーン(2) を配置し,該被露光層(6) の上部に第2のマス
    クパターン(8) を配置し,該被露光層(6) の下部から該
    第1のマスクパターン(2) をマスクにして該被露光層
    (6) を露光するとともに,該被露光層(6) の上部から該
    第2のマスクパターン(8) をマスクにして該被露光層
    (6) を露光することを特徴とする露光方法。
  2. 【請求項2】 被露光層(12)の片側に複数のマスクパタ
    ーン(2, 14) を重ねて配置し, 該複数のマスクパターン
    (2, 14) をマスクにして該被露光層(12)の片側から該被
    露光層(12)を露光することを特徴とする露光方法。
  3. 【請求項3】 被露光層(6) の両側に配置されたマクパ
    ターン(2,8)をマスクにして,両側から該被露光層(6)
    を露光する手段を備えたことを特徴とする露光装置。
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