JPH0619118A - 露光マスク及びパターン形成方法 - Google Patents

露光マスク及びパターン形成方法

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JPH0619118A
JPH0619118A JP17686292A JP17686292A JPH0619118A JP H0619118 A JPH0619118 A JP H0619118A JP 17686292 A JP17686292 A JP 17686292A JP 17686292 A JP17686292 A JP 17686292A JP H0619118 A JPH0619118 A JP H0619118A
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JP
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light
film
mask
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photosensitive
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JP17686292A
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Atsushi Inoue
淳 井上
Shinya Kato
真也 加藤
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Fujitsu Ltd
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

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、 14c Cs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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257712A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Hoya Corp グレートーンマスク及びその製造方法
JP2017514164A (ja) * 2014-04-22 2017-06-01 イントリー株式会社Intree Co., Ltd. ナノ構造のパターンを備えた光透過性導電体を製造するためのフォトマスク及びその製造方法

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