JPH0619118A

JPH0619118A - 露光マスク及びパターン形成方法

Info

Publication number: JPH0619118A
Application number: JP17686292A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Inoue; 淳井上; Shinya Kato; 真也加藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】ＴＦＴアクティブマトリクスＬＣＤなどにおい
て、ＴＦＴをマトリクス状に接続するためのバスライン
のパターニングに用いられる露光マスク及びパターン形
成方法に関し、異物の付着などにより部分的に膜厚が厚
くなった領域の透光領域の感光性膜を確実に除去すると
ともに、正常な膜厚の領域の感光性膜から形成される感
光性マスクの線幅を確保することが可能な露光マスク及
びパターン形成方法の提供を目的とする。【構成】透明基板11上にマスクパターン12ａ〜12ｃが設
けられて成る露光マスクにおいて、マスクパターン12ａ
〜12ｃは、遮光領域10ａと該遮光領域10ａの周辺部に隣
接する半透光領域10ｂとを有することを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は露光用マスク及びパター
ン形成方法に関し、更に詳しく言えば、薄膜トランジス
タアクティブマトリクス液晶表示装置（以下ＴＦＴアク
ティブマトリクスＬＣＤと称す。）などにおいて、薄膜
トランジスタ（Thin Film Transistor: 以下、ＴＦＴと
称す。）をマトリクス状に接続するためのバスラインの
パターニングに用いられる露光マスク及びパターン形成
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＦＴアクティブマトリクスＬＣＤを製
造する際に、配線間の短絡は致命的な欠陥となる。そこ
で、この配線間の短絡を減少させて歩留りを向上しよう
とする試みがなされている。

【０００３】以下に、従来例に係るバスラインのパター
ニング方法について図を参照しながら説明する。図４
（ａ）, （ｂ）は従来例に係るバスラインのパターニン
グ方法に用いられる露光マスクの説明図であり、図４
（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断
面図である。図４において、１は透明基板、２ａ〜２ｃ
はマスクパターンで、それぞれ左右のゲートバスライ
ン，Ｃｓ電極に対応するもので、共に露光光を遮光でき
るように膜厚一定のクロム膜などからなる遮光膜により
形成されている。マスクパターン２ａ〜２ｃの形成領域
以外の領域が透光領域７ｂとなる。

【０００４】また、図５（ａ）〜（ｃ）は従来例に係る
パターン形成方法について説明する断面図である。ま
ず、ガラス基板３上にチタン膜４，レジスト膜５を順次
形成する。

【０００５】続いて、レジスト膜５に、上記のフォトマ
スクを介して紫外線を照射することでレジスト膜５を露
光する（図５（ａ））。次に、レジスト膜５を現像する
ことで透光領域７ｂに対応する露光領域のレジスト膜５
を除去し、レジストパターン５ｂ，５ｃを形成する（図
５（ｂ））。

【０００６】次いで、形成されたレジストパターン５
ｂ，５ｃをマスクにしてチタン膜４をエッチングした
後、剥離液でレジストパターン５ｂ，５ｃを剥離して、
チタン膜４からなるゲートバスライン４ｂとＣｓ配線層
４ｃとを形成する（図５（ｃ））。なお、他の領域に
は、ゲートバスライン４ｂと所定の間隔をおいて隣接す
る、マスクパターン２ｂに対応するゲートバスラインも
形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レジスト塗
布の前にガラス基板３上のチタン膜４の上に異物等が付
着した場合、以下に示すような問題が生じる。図６
（ａ）〜（ｃ），図７（ａ），（ｂ）は従来例の問題点
についての説明図である。図６（ｂ）は図７（ａ）のＢ
−Ｂ線断面図、図６（ｃ）は図７（ｂ）のＣ−Ｃ線断面
図である。

【０００８】即ち、異物が付着しているままレジストを
塗布すると、図６（ａ）に示すように、異物６周辺に形
成されたレジスト膜５が盛り上がり、その領域で膜厚が
厚くなる。

【０００９】そこで、従来の露光マスクを用いて、通常
の露光量で露光すると、膜厚が厚くなった領域でのレジ
スト膜５は十分に露光されず、現像工程でも残存する
（図６（ｂ））。

【００１０】よって、レジストパターン５ｄをマスクに
してチタン膜４をエッチングすると、図６（ｃ）に示す
ように、異物６周辺のチタン膜４ｄが残存してしまう。
このため、図６（ｃ）及び図７（ｂ）に示すように、ゲ
ートバスライン４ｂとＣｓ（Storage Capacity: 蓄積容
量）電極４ｃとが短絡してしまい、ＴＦＴアクティブマ
トリクスＬＣＤの製造歩留りが低下するといった問題が
生じる。

【００１１】これを解決するために、膜厚の厚い領域の
レジスト膜５を除去すべく、露光量を増やして露光する
ことが考えられる。しかし、露光量を増やすことによっ
て、光の回折の影響が無視できなくなり、回折した光が
形成されるべき所望のパターンと対応する遮光領域内側
のレジスト膜５にまで照射される。このため、現像によ
り、遮光領域内側の残すべきレジスト膜５にまで除去さ
れてしまうので、形成されたレジストパターンの線幅が
細くなるという問題が生じる。

【００１２】更に、この問題を解決するため、所望のパ
ターンの線幅よりも広い幅のマスクパターンを有する露
光マスクを使用して、光の回折を利用することによっ
て、所望のパターンの線幅を確保しつつ、膜厚の厚い領
域のレジスト膜５を除去することが考えられる。しか
し、この方法も、所望のパターンの線幅を確保するた
め、回折の幅を考慮しつつ、マスクパターンの幅や露光
量を制御することは大変困難である。

【００１３】本発明はかかる従来例の問題点に鑑みて創
作されたものであり、異物の付着などにより部分的に膜
厚が厚くなった領域の透光領域の感光性膜を確実に除去
するとともに、正常な膜厚の領域の感光性膜から形成さ
れる感光性マスクの線幅を確保することが可能な露光マ
スク及びパターン形成方法の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る露光マスク
は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、透明基板11上に
マスクパターン12ａ〜12ｃが設けられて成る露光用マス
クにおいて、前記マスクパターン12ａ〜12ｃは、遮光領
域10ａと該遮光領域10ａの周辺部に隣接し、零を越え、
１００％未満の透過率を有する半透光領域10ｂとを特徴
とする露光マスクによって達成され、第２に、前記マス
クパターン12ａ〜12ｃは、前記遮光領域10ａに形成され
た第１の膜12Ａと、該第１の膜12Ａを被覆し、前記遮光
領域10ａの周辺部に延在して前記半透光領域10ｂを被覆
する第２の膜12Ｂとからなることを特徴とする第１の発
明に記載の露光マスクによって達成され、第３に、図２
（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板13上に、被パターニ
ング膜14及び感光性膜15を順次形成する工程と、第１又
は第２の発明に記載の露光マスクを用いて前記感光性膜
15を選択露光する工程と、前記感光性膜15を現像し、感
光性マスク16を形成する工程と、前記感光性マスク16に
基づいて、前記被パターニング膜14を選択的にエッチン
グ・除去し、前記被形成パターンに対応するパターン膜
14ａ，14ｂを形成する工程とを有することを特徴とする
パターン形成方法によって達成される。

【００１５】

【作用】本発明に係る露光用マスクによれば、図１
（ａ）〜（ｃ）に示すように、マスクパターン12ａ〜12
ｃは、被形成パターンと対応する内側の遮光領域10ａと
該遮光領域10ａの周辺部に隣接する半透光領域10ｂとを
有している。

【００１６】例えば、被形成パターンと対応する遮光領
域10ａに形成された第１の遮光性膜12Ａと、該第１の遮
光性膜12Ａを被覆し、前記遮光領域10ａの周辺部に延在
して半透光領域10ｂを被覆する第２の遮光性膜12Ｂとに
より構成することができる。このような半透光領域10ｂ
は、第１の遮光性膜12Ａ又は第２の遮光性膜12Ｂの膜厚
を適当に選ぶことにより、例えば、零を越え、１００％
未満の透過率を有するようにすることができる。

【００１７】従って、本発明のパターン形成方法に示す
ように、この露光マスクを用いて、異物などにより部分
的に感光性膜15の膜厚が厚くなっている領域の透光領域
の観光性膜15が完全に露光されるように通常よりも強い
露光光を照射し、現像すると、透光領域の感光性膜15は
除去される。このとき、半透光領域10ｂの感光性膜15に
は不十分な強さの露光光が照射されるので、現像を行う
と、半透光領域10ｂの感光性膜15は残る。しかし、半透
光領域10ｂの幅を適当にしておけば、感光性マスクの幅
が広がっても実用上差し支えない。

【００１８】一方、正常な膜厚を有する領域の透光領域
の感光性膜15は完全に露光される。また、半透光領域10
ｂを通過する露光光は、強度が弱くなるが、半透光領域
10ｂの透過率を適度にしておくことにより正常な膜厚を
有する領域の半透光領域10ｂの感光性膜15を完全に露光
するには十分である。しかも、半透光領域10ｂを通過す
る露光光は弱くなる。従って、被形成パターンと対応す
る遮光領域10ａの内側の感光性膜には弱い回折光が照射
されることになるため、現像により形成される感光性マ
スク15ａ〜15ｃは、半透光領域10ｂがない場合と比較し
て、その幅の細りが小さい。

【００１９】これにより、異物等により部分的に膜厚が
厚くなっている感光性膜15を十分な露光量で露光し、現
像して確実にパターニングするとともに、正常な膜厚の
領域には、細りが小さく、精度のよい感光性マスク15ａ
〜15ｃを形成することが可能になる。

【００２０】

【実施例】以下で本発明の実施例に係る露光用マスクと
パターン形成方法について図１（ａ）〜（ｃ），図２
（ａ）〜（ｃ），図３（ａ），（ｂ）を参照しながら説
明する。

【００２１】図１（ａ）は本発明の実施例に係るＴＦＴ
アクティブマトリクスＬＣＤのゲートバスラインの形成
に用いられる露光用マスクの平面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図１（ｃ）は一つのマスクパ
ターン12ａ，12ｂ又は12ｃの詳細断面図である。

【００２２】図１（ａ），（ｂ）において、１１は透明
基板、12ａ〜12ｃはそれぞれ２つのゲートバスライン及
びＣｓ（Storage Capacity: 蓄積容量）電極と対応する
マスクパターンである。マスクパターン12ａ〜12ｃは、
詳細を図１（ｃ）に示すように、被形成パターンと対応
する遮光領域10ａに形成された膜厚６０nmのクロム膜か
らなる第１の遮光性膜12Ａと、この第１の遮光性膜12Ａ
を被覆し、更に第１の遮光性膜12Ａの周縁部から約３μ
ｍ延在する膜厚１０nmのクロム膜からなる第２の遮光性
膜12Ｂとで構成される。これにより、第１の遮光性膜12
Ａと第２の遮光性膜12Ｂとが重なっている領域はクロム
膜が厚いため、遮光領域10ａとなり、第２の遮光性膜12
Ｂだけの領域は露光光の約５０％が透過する半透光領域
10ｂとなる。また、マスクパターン12ａ〜12ｃの形成領
域以外の領域は露光光をほぼ１００％透過する透光領域
10ｃとなる。

【００２３】以下に、上記の露光用マスクを用いてゲー
トバスライン等のパターン形成方法について図２（ａ）
〜（ｃ），図３（ａ），（ｂ）を参照しながら説明す
る。図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例に係るパター
ン形成方法について説明する断面図、図３（ａ），
（ｂ）は平面図で、図２（ｂ）は図３（ａ）のＥ−Ｅ線
断面図、図２（ｃ）は図３（ｂ）のＦ−Ｆ線断面図であ
る。

【００２４】まず、ガラス基板（基板）13上に膜厚５０
０Åのチタン膜14をスパッタ法などで形成した後、レジ
ストを塗布して膜厚1.5 μｍのレジスト膜15を形成す
る。このとき、図２（ａ）に示すように、レジスト塗布
前のチタン膜14の上であって、ゲートバスラインを形成
すべき領域とＣｓ電極を形成すべき領域との間の領域に
異物16が付着しているとする。従って、レジストを塗布
し、レジスト膜を形成すると、異物16周辺のレジスト膜
15の膜厚は厚くなる。この場合、例えば通常の２倍程度
の膜厚３μｍになっているとする。

【００２５】次いで、図１（ａ）〜（ｃ）に示す露光マ
スクを介して紫外線をレジスト膜15に照射する（図２
（ａ））。このとき、膜厚の厚くなった部分のレジスト
膜15を除去するために十分な露光量、即ち膜厚１．５μ
ｍのレジスト膜を除去するのに必要な露光量の約２倍の
露光量で紫外線（露光光）照射を行う。すると、遮光領
域10ａでは紫外線の透過率がほぼ０％となり、その周縁
部の半透光領域10ｂでは透光領域10ｃの露光量の約５０
％の露光量で露光される。

【００２６】次に、レジスト膜15の現像を行うと、半透
光領域10ｂのレジスト膜15は残るが、透光領域10ｃのレ
ジスト膜15は除去される。いま、半透光領域10ｂの幅を
適当にしておけば、半透光領域10ｂの感光性マスクが幅
広に残っても差し支えない（図２（ｂ））。一方、正常
な膜厚を有する領域のレジスト膜15に対しては、透光領
域10ｃのレジスト膜15は完全に露光される。また、半透
光領域10ｂを通過する露光光は、露光量が少なくなる
が、半透光領域10ｂの透過率が５０％となっているの
で、半透光領域10ｂのレジスト膜15を完全に露光するに
は十分である。ところで、半透光領域10ｂを通過する露
光光は強度が弱くなるため、回折光も弱くなる。従っ
て、被形成パターンと対応する遮光領域10ａの内側のレ
ジスト膜15にも弱い回折光が照射されることになるた
め、半透光領域10ｂが無い場合と比較して、形成される
レジストパターン（感光性マスク）15ａ〜15ｃの細りは
小さい。

【００２７】次いで、レジストパターン15ａ〜15ｃをマ
スクにして、チタン膜14をＲＩＥ（Reactive Ion Etchi
ng）などでエッチングする（図２（ｃ））。これによ
り、異物16の存在しない領域で、所望の線幅ｄ１，ｄ２
を確保したゲートバスライン（パターン膜）14ａ，14ｂ
及びＣｓ電極（パターン膜）14ｃが形成されるととも
に、異物16の存在していた領域で半透光領域10ｂの幅分
ｄ３，ｄ４ほど幅が広がっているが、ゲートバスライン
14ｂ及びＣｓ電極14ｃ間は完全に分離されて電気的に絶
縁される。なお、このような幅広ｄ３，ｄ４は実用上問
題はない。

【００２８】以上のように、本発明の実施例に係る露光
マスクにおいては、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、
マスクパターン12ａ〜12ｃは、被形成パターンと対応す
る内側の遮光領域10ａと該遮光領域10ａの周辺部に隣接
し、零を越え、１００％未満の透過率を有する半透光領
域10ｂとを有している。

【００２９】また、上記の露光マスクを用いた本発明の
実施例のパターン形成方法に示すように、異物等により
部分的にレジスト膜15の膜厚が厚くなっている領域のレ
ジスト膜15を通常よりも強い露光光により露光し、現像
すると、半透光領域10ｂのレジスト膜15は残るが、透光
領域10ｃのレジスト膜15は除去される。一方、正常な膜
厚を有する領域の透光領域10ｃのレジスト膜15は完全に
露光され、かつ、半透光領域10ｂのレジスト膜15にも十
分な露光量の露光光を照射することができる。しかも、
半透光領域10ｂを通過することにより弱められた露光光
による遮光領域10ａの内側への回折光は弱められるた
め、現像により形成される感光性マスク15ａ〜15ｃは、
半透光領域10ｂが無い場合と比較して、その幅の細りが
小さい。

【００３０】これにより、異物等により部分的に膜厚が
厚くなっているレジスト膜15を十分な露光量で露光し、
現像して確実にパターニングするとともに、正常な膜厚
の領域には、細りが小さく、精度のよいレジストパター
ン15ａ〜15ｃを形成することが可能になる。

【００３１】なお、本実施例において、ガラス基板13は
基板の一例であり、チタン膜14は被パターニング膜の一
例であり、レジスト膜15は感光性膜の一例であり、本発
明の適用はこれらに限られない。

【００３２】また、異なる透過率の領域を有するマスク
パターン12ａ〜12ｃを幅の異なる遮光性膜を重ねること
により構成しているが、このような構成に限るものでは
ない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る露光
マスクによれば、マスクパターン12ａ〜12ｃは、被形成
パターンと対応する内側の遮光領域10ａと該遮光領域10
ａの周辺部に隣接し、零を越え、１００％未満の透過率
を有する半透光領域10ｂとを有している。

【００３４】また、上記の露光マスクを用いた本発明の
パターン形成方法に示すように、異物等により部分的に
感光性膜の膜厚が厚くなっている領域の感光性膜を通常
よりも強い露光光により露光し、現像すると、透光領域
の感光性膜は除去される。一方、正常な膜厚を有する領
域の透光領域の感光性膜は完全に露光され、かつ、半透
光領域の感光性膜にも十分な露光量の露光光を照射する
ことができる。しかも、半透光領域を通過することによ
り弱められた露光光による遮光領域の内側への回折光は
弱められるため、現像により形成される感光性マスク
は、半透光領域が無い場合と比較して、その幅の細りが
小さい。

【００３５】これにより、異物等により部分的に膜厚が
厚くなっている感光性膜を十分な露光量で露光し、現像
して確実にパターニングするとともに、正常な膜厚の領
域には、細りが小さく、精度のよい感光性マスクを形成
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る露光マスクの説明図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係るパターン形成方法につい
て説明する断面図である。

【図３】本発明の実施例に係るパターン形成方法につい
て説明する上面図である。

【図４】従来例に係る露光用マスクの説明図である。

【図５】従来例に係るパターン形成方法について説明す
る断面図である。

【図６】従来例の問題点の説明図（その１）である。

【図７】従来例の問題点の説明図（その２）である。

【符号の説明】

１０ａ遮光領域、１０ｂ半透光領域、１０ｃ透光領域、１１透明基板、１２ａ〜１２ｃマスクパターン、１３ガラス基板（基板）、１４チタン膜（被パターニング膜）、１４ａ，１４ｂゲートバスライン、１４ｃＣｓ電極（パターン膜）、１５レジスト膜（感光性膜）、１５ａ〜１５ｃレジストパターン（感光性マスク）、１６異物。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板（11）上にマスクパターン（12
ａ〜12ｃ）が設けられて成る露光用マスクにおいて、前記マスクパターン（12ａ〜12ｃ）は、遮光領域（10
ａ）と該遮光領域（10ａ）の周辺部に隣接し、零を越
え、１００％未満の透過率を有する半透光領域（10ｂ）
とを有することを特徴とする露光マスク。
【請求項２】前記マスクパターン（12ａ〜12ｃ）は、
前記遮光領域（10ａ）に形成された第１の膜（12Ａ）
と、該第１の膜（12Ａ）を被覆し、前記遮光領域（10
ａ）の周辺部に延在して前記半透光領域（10ｂ）を被覆
する第２の膜（12Ｂ）とからなることを特徴とする請求
項１記載の露光マスク。
【請求項３】基板（13）上に、被パターニング膜（1
4）及び感光性膜（15）を順次形成する工程と、請求項１又は請求項２記載の露光マスクを用いて前記感
光性膜（15）を選択露光する工程と、前記感光性膜（15）を現像し、感光性マスク（16）を形
成する工程と、前記感光性マスク（16）に基づいて、前記被パターニン
グ膜（14）を選択的にエッチング・除去し、前記被形成
パターンに対応するパターン膜（14ａ，14ｂ）を形成す
る工程とを有することを特徴とするパターン形成方法。