JPH1010702A

JPH1010702A - 半導体装置の製法および該製法に用いられるフォトマスク

Info

Publication number: JPH1010702A
Application number: JP15793596A
Authority: JP
Inventors: Osamu Aoki; 理青木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-16
Anticipated expiration: 2016-06-19
Also published as: JP3375828B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の分割パターンが形成されたフォトマス
クを用いて投影露光処理を行うばあいにおいて、表示画
面の輝度の均一化を可能とし、表示品質などに関わる素
子の品質を向上させることができる。【解決手段】感光性を有する樹脂の膜が形成された薄
膜上に、所望の感光パターンが形成されたフォトマスク
を介して投影露光処理をして感光樹脂像を形成し、前記
薄膜をエッチングしたのち前記感光樹脂像を剥離して、
前記薄膜をパターニングする半導体装置の製法であっ
て、前記感光パターンが分割されてなる複数の分割パタ
ーンが形成されたフォトマスクを介して投影露光処理を
して感光樹脂像を形成する際に、１つの分割パターンと
他の分割パターンとの境界部分において、該２つの分割
パターンのそれぞれの一部分が互いに補完されるように
前記複数の分割パターンが形成されたフォトマスクを用
いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜をパターニン
グして形成される、カラーフィルタ、または半導体装置
など電子デバイスの製法およびそれに用いられるフォト
マスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体装置としてのＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）を含んでなる液晶表示装置をステ
ッパ露光装置（以下、単に「ステッパ」ともいう）を用
いて形成するばあいについて説明する。一般的に、前記
ＴＦＴは、基板上に薄膜を成膜したのち、該薄膜上に感
光性を有する樹脂からなる膜を形成し、所望の感光パタ
ーンが形成されたフォトマスクを介して、投影露光処理
して感光パターンを前記樹脂からなる膜に転写し、転写
された感光パターンを現像して感光樹脂像を形成し、該
感光樹脂像をエッチングマスクとして用いて前記薄膜を
エッチングしたのち、前記感光樹脂像を剥離することに
よって、該感光樹脂像の形状に対応した形状に前記薄膜
をパターニングして形成される。

【０００３】前記投影露光処理にはステッパが用いら
れ、たとえば、前記ステッパの投影レンズの最大露光領
域以上の大きさの感光パターンを前記基板上に形成する
ときは、１つの感光パターンが分割されてなる複数の分
割パターンを１枚または複数枚のフォトマスクに形成
し、前記１枚または複数枚のフォトマスクを介して複数
回投影露光処理を行う。このとき、ステッパの光路の途
中に設けられる可動なブラインドによって、所望の分割
パターンを選択しうるように、各分割パターン間の境界
部分に適当な幅の遮光帯を形成してフォトマスクを作成
する。つぎに、前記複数の分割パターンが形成されたフ
ォトマスクを用いて前記感光樹脂像を形成する方法につ
いて説明する。まず、金属または誘電体などからなる薄
膜をガラス基板上に形成し、感光性を有する樹脂として
のレジストを前記薄膜上に均一に塗布する。前記レジス
トに前記１枚または複数枚のフォトマスクに形成された
複数の分割パターンを転写するために、ステッパのブラ
インドによって分割パターンを選択しながら順次投影露
光処理して、１つの感光パターンをレジストに転写す
る。さらに、転写された感光パターンを現像し感光樹脂
像を形成し、前記薄膜をエッチングしたのちレジストを
剥離し、所望のパターンを有する薄膜をうる。同様の工
程を複数回繰り返して配線パターン、絶縁膜パターン、
および半導体層パターンなどを積層しＴＦＴを含んでな
る液晶表示装置を形成する。

【０００４】かかる従来の技術は、特開平４−３０５６
５１号公報の「従来の技術」の項にも記載されている。
図１０は、従来のフォトマスクの一例を示す説明図であ
る。図１０において、１１は第１のフォトマスクを示
し、１２は第２のフォトマスクを示し、１１ｂおよび１
２ｂはそれぞれ分割パターンが形成されている領域を示
す。１１ａおよび１２ａはそれぞれ第１のフォトマスク
１１および第２のフォトマスク１２に形成された遮光帯
を示す。また、１１ｃは、第１のフォトマスク１１に形
成される分割パターンの一部分と、遮光帯１１ａの一部
分とを含む領域であり、１２ｃは、第２のフォトマスク
１２に形成される分割パターンの一部分と、遮光帯１２
ａの一部分とを含む領域である。

【０００５】図１１は図１０に示される領域１１ｃおよ
び領域１２ｃの部分拡大説明図であり、図１１（ａ）は
領域１１ｃを示し、図１１（ｂ）は領域１２ｃを示す。
また、１１ｄおよび１２ｄは、それぞれ、後述する図１
７に示されるステッパのブラインド１７ｅの第１のフォ
トマスク上および第２のフォトマスク上での設定位置を
示す。１１ｅは、図１０に示される領域１１ｂに形成さ
れる分割パターンの一部分を示す。また、１２ｅは、図
１０に示される領域１２ｂに形成される分割パターンの
一部分を示す。

【０００６】図１２は、図１０に示される第１のフォト
マスク１１および第２のフォトマスク１２を用いて薄膜
をパターニングしたところを示す平面説明図である。図
１２において、１５はガラス基板を示し、１６ａは第１
のフォトマスクを用いてパターニングされた薄膜が形成
されている領域を示し、１６ｂは第２のフォトマスクを
用いてパターニングされた薄膜が形成されている領域を
示し、１６ｃは領域１６ａと領域１６ｂとの境界線を示
す。なお、ガラス基板１５と領域１６ａに形成される薄
膜とのあいだ、およびガラス基板１５と領域１６ｂに形
成される薄膜とのあいだには、既に所望の形状にパター
ニングされている薄膜が形成されている。また、１６ｄ
は境界線１６ｃ付近の一部分を示す領域である。

【０００７】図１３は、図１２に示される領域１６ｄに
形成される薄膜の一例を示す部分拡大説明図である。１
３ｂは第１のフォトマスクまたは第２のフォトマスクを
用いてパターニングされた薄膜であり、１３ａは薄膜１
３ｂの下部に既に形成されている薄膜である。１３ｃは
境界線１６ｃ付近の領域である。

【０００８】図１４は、図１３に示されるの領域１３ｃ
の部分拡大説明図である。図１４には、境界線１６ｃに
沿って隣接する２つのＴＦＴに関わる薄膜１３ａおよび
薄膜１３ｂが示されている。Ｌ₃₁およびＬ₃₅はそれぞれ
薄膜１３ａに関わる寸法を示し、Ｌ₃₉およびＬ₄₂はそれ
ぞれ薄膜１３ｂに関わる寸法を示し、Ｌ₃₂、Ｌ₃₆、
Ｌ₄₀、Ｌ₄₁、Ｌ₄₃およびＬ₄₄はそれぞれ薄膜１３ａおよ
び薄膜１３ｂに関わる寸法を示す。Ｌ₃₃は寸法Ｌ₃₁の中
線であり、Ｌ₃₄は寸法Ｌ₃₂の中線であり、Ｌ₃₇は寸法Ｌ
₃₅の中線であり、Ｌ₃₈は寸法Ｌ₃₆の中線である。図１４
においては、中線Ｌ₃₃と中線Ｌ₃₄とが重なっており、さ
らに中線Ｌ₃₇と中線Ｌ₃₈も重なっている。

【０００９】図１５は、図１２に示される領域１６ｄに
形成される薄膜の他の例を示す部分拡大説明図である。
１３ｅは第１のフォトマスクまたは第２のフォトマスク
を用いてパターニングされた薄膜であり、１３ｄは薄膜
１３ｅの下部に既に形成されている薄膜である。１３ｆ
は境界線１６ｃ付近の領域である。

【００１０】図１６は、図１５に示されるの領域１３ｆ
の部分拡大説明図である。図１４には、境界線１６ｃに
沿って隣接する２つのＴＦＴに関わる薄膜１３ｄおよび
薄膜１３ｅが示されている。Ｌ₅₁およびＬ₅₅はそれぞれ
薄膜１３ｄに関わる寸法を示し、Ｌ₅₉およびＬ₆₂はそれ
ぞれ薄膜１３ｅに関わる寸法を示し、Ｌ₅₂、Ｌ₅₆、
Ｌ₆₀、Ｌ₆₁、Ｌ₆₃およびＬ₆₄はそれぞれ薄膜１３ａおよ
び薄膜１３ｂに関わる寸法を示す。Ｌ₅₃は寸法Ｌ₅₁の中
線であり、Ｌ₅₄は寸法Ｌ₅₂の中線であり、Ｌ₅₇は寸法Ｌ
₅₅の中線であり、Ｌ₅₈は寸法Ｌ₅₆の中線である。Ｌ₆₅は
中線Ｌ₅₄の中線Ｌ₅₃に対する左右方向（該左右は図１６
が示されている紙面の左右と一致する）の重ね合わせず
れ量であり、Ｌ₆₆は中線Ｌ₅₈の中線Ｌ₅₇に対する左右方
向の重ね合わせずれ量である。Ｓ₁₁およびＳ₁₃は、境界
線１６ｃに対して左側の薄膜１３ｄと、境界線１６ｃに
対して左側の薄膜１３ｅとが互いに重なり合っている部
分の面積（以下、単に「重なり面積」ともいう）を示し
ている。重なり面積Ｓ₁₁は寸法Ｌ₅₉と寸法Ｌ₆₀との積に
等しく、重なり面積Ｓ₁₃は寸法Ｌ₅₉と寸法Ｌ₆₁との積に
等しい。また、Ｓ₁₂およびＳ₁₄は、境界線１６ｃに対し
て右側の薄膜１３ｄと、境界線１６ｃに対して右側の薄
膜１３ｅとが互いに重なり合っている部分の面積（以
下、単に「重なり面積」ともいう）を示している。重な
り面積Ｓ₁₂は寸法Ｌ₆₂と寸法Ｌ₆₃との積に等しく、重な
り面積Ｓ₁₄は寸法Ｌ₆₂と寸法Ｌ₆₄との積に等しい。

【００１１】図１７は、レジストパターンを形成するた
めのステッパの概略の構成を示す説明図である。１７ａ
は露光光源である水銀ランプ、１７ｂは楕円鏡、１７ｃ
はフライアイレンズ、１７ｄはシャッター、１７ｅはブ
ラインド、１７ｆ、１７ｇはミラー、１７ｈはコンデン
サレンズ、１７ｉはフォトマスク、１７ｊは投影レン
ズ、１５はガラス基板、１７ｋはガラス基板１５を移動
するためのＸ−Ｙ移動ステージ、１７ｏはレンズをそれ
ぞれ示す。図１７において、１７ｍで示される方向はＸ
方向を示し、１７ｎで示される方向はＹ方向を示す。

【００１２】図１８は、従来のステッパを用いてガラス
基板上に成膜された薄膜をパターニングする方法を示す
断面工程説明図である。図１８の右側には各工程を端的
に説明したブロックが示されている。１５はガラス基
板、１８ａはガラス基板１５上に成膜されたクロムなど
からなる薄膜、１８ｂはレジストなど感光性を有する樹
脂をそれぞれ示す。また、１７ｉは図１７に示されるフ
ォトマスクであり、フォトマスク１７ｉには１７ｐで示
される分割パターンが形成されてる。図１８（ｄ）にお
いて１８ｃで示される矢印はステッパの光が進む方向を
示す。

【００１３】図１９は、ＴＦＴを使用した液晶表示装置
の１画素分の等価回路を示す説明図である。一般的に、
液晶表示装置は、ゲート電極とソース電極とドレイン電
極と半導体の層とを含んでなるＴＦＴ、前記ゲート電極
に接続されるゲート電極配線、前記ソース電極に接続さ
れるソース電極配線、前記ドレイン電極に接続される画
素電極、および前記画素電極の電圧値の変化に対応して
駆動する液晶セルを含んでなる。なお、前記液晶セル
は、前記ＴＦＴが形成されている基板と、カラーフィル
タおよび対向電極が形成されている対向基板とにはさま
れており、ドレイン電極は、画素電極と液晶分子とを介
して、前記対向電極に接続されている。また、保持容量
（Ｃ_s）１９ｏも一般的に対向電極に接続されている。
図１９において、１９ａはＴＦＴ、１９ｂはＴＦＴ１９
ａのゲート電極、１９ｃはＴＦＴ１９ａのソース電極、
１９ｄはＴＦＴ１９ａのドレイン電極、１９ｅはソース
電極配線、１９ｆはゲート電極配線を示す。１９ｇはゲ
ート電極１９ｂおよびソース電極１９ｃ間の寄生容量
（Ｃ_gs）を等価的に示しており、１９ｈはゲート電極１
９ｂおよびドレイン電極１９ｄ間の寄生容量（Ｃ_gd）を
等価的に示しており、１９ｉはソース電極１９ｃおよび
ドレイン電極１９ｄ間のＯＦＦ抵抗（Ｒ_OFF）を等価的
に示している。１９ｊは液晶セル（図示せず）の容量成
分（Ｃ_LC）、１９ｋは液晶セルの抵抗成分（Ｒ_LC）、１
９ｏは保持容量（Ｃ_S）を示す。なお、前記ソース電極
配線１９ｅに印加される信号の電圧を駆動電圧（Ｖ_s）
とし、前記ゲート電極配線に印加される信号の電圧をゲ
ート電圧（Ｖ_G）とする。さらに、符号１９ｍ、１９ｎ
は、符号１９ｍ、１９ｎで示される部分の電位が、駆動
電圧（Ｖ_s）およびゲート電圧（Ｖ_G）の大きさおよび
（または）極性によって変化することを示している。

【００１４】図２０はステッパのフォトマスクの一例お
よびステッパのブラインドの一例を示す説明図である。
図２０において、２０はフォトマスク、２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは分割パターンが形成され
る領域、２０ｆはフォトマスク２０に形成された遮光
帯、２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊはステッパのブラ
インドの遮光板を示す。つぎにステッパのブラインドの
動作を説明する。たとえば、適当な幅の遮光帯２０ｆに
より互いに適当な間隔をもって形成された分割パターン
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅのうち、分割
パターン２０ａのみを選択して投影露光処理を行うばあ
い、ステッパのブラインド１７ｅ（図１７参照）の遮光
板２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊによって、分割パタ
ーン２０ａおよび遮光帯２０ｆのうち、前記分割パター
ン２０ａおよび遮光帯２０ｆの分割パターン２０ａを囲
む部分以外を覆って遮光し投影露光処理を行う。このと
き、ブラインドの遮光板は、該遮光板の端部がフォトマ
スクの遮光帯２０ｆ上に設定されたブラインドの設定位
置に重なるように配置される。

【００１５】つぎに従来の薄膜のパターニングの方法の
一例について図面を参照しつつ説明する。図１８（ａ）
に示されるガラス基板１５上に、まず、ＣＶＤ装置やス
パッタリング装置を用いて、金属膜や絶縁膜などからな
る薄膜１８ａを成膜する（図１８（ｂ）参照）。つぎ
に、薄膜１８ａ上に回転塗布などの方法でポジレジスト
など感光性を有する樹脂１８ｂを塗布する（図１８
（ｃ）参照）。つぎにレジストが塗布されたガラス基板
１５に対して図１７に示すステッパを用いて投影露光処
理を行う。該投影露光処理に使用するフォトマスク１７
ｉ（図１７参照）には、ガラス基板１５上に形成しよう
としている薄膜のパターンに対応する感光パターンが形
成されている。前記感光パターンは複数の分割パターン
に分割されている。ここでは、前記感光パターンが２分
割されてなる２つの分割パターンが形成されているフォ
トマスクを用いて投影露光処理を行うばあいについて説
明する。前記２つの分割パターンを、それぞれ図１０に
示される第１のフォトマスク１１に形成される分割パタ
ーンと図１０に示される第２のフォトマスク１２に形成
される分割パターンとする。図１２に示されるように、
たとえば、ガラス基板１５上の境界線１６ｃに対して左
側の領域１６ａに形成される薄膜に関わる投影露光処理
を行うばあい、前記フォトマスク１７ｉに形成される２
つの分割パターンのうち、図１０に示される第１のフォ
トマスク１１に形成される分割パターン１１ｅ（図１１
参照）を用いる。また、図１２に示されるガラス基板１
５上の境界線１６ｃに対して右側の領域１６ｂに形成さ
れる薄膜に関わる投影露光処理を行うばあい、前記フォ
トマスク１７ｉに形成される２つの分割パターンのう
ち、図１０に示される第２のフォトマスク１２に形成さ
れる分割パターン１２ｅ（図１１参照）を用いる。図１
０に示されるように、前記２つの分割パターンの周囲に
はそれぞれ遮光帯１１ａまたは遮光帯１２ａが形成され
る。さらに、図１０の領域１１ｃにおいて、図１１に示
すように、右側には遮光帯１１ａが形成され、左側には
分割パターン１１ｅが形成されている。同様に、図１０
の領域１２ｃには、左側には遮光帯１２ａが形成され、
右側には分割パターン１２ｅが形成されている。

【００１６】つぎにステッパを用いて行われる投影露光
処理についてさらに詳しく説明する。まず、図１１にそ
の一部分が示されている分割パターン１１ｅを用いて、
図１２の領域１６ａに形成される薄膜に関わる投影露光
処理を行うばあいについて説明する。はじめに、分割パ
ターン１１ｅのみを用いて投影露光処理を行うために、
フォトマスク１７ｉ、ガラス基板１５について、ステッ
パとのアライメントをそれぞれ実施する。こののち、ス
テッパ（図１７参照）のブラインド１７ｅによって、分
割パターン１１ｅが形成されている領域と該分割パター
ン１１ｅの周囲に形成される遮光帯とを残してフォトマ
スク１７ｉの他のすべての部分を覆う。さらに、ガラス
基板１５の所定の位置に分割パターン１１ｅが投影露光
されるように、ガラス基板１５を載せたＸ−Ｙ移動ステ
ージ１７ｋを移動させる。そののち過不足なくレジスト
を感光するために、露光量が適正になる秒数だけシャッ
ター１７ｄを開いて露光し（図１８（ｄ）参照）、レジ
ストに分割パターン１１ｅを転写する。続けて、分割パ
ターン１２ｅのみを用いて投影露光処理を行うために、
フォトマスク交換を行って分割パターン１１ｅと分割パ
ターン１２ｅとを交換し、フォトマスク１７ｉについ
て、ステッパとのアライメントを実施する。こののち、
ステッパ（図１７参照）のブラインド１７ｅによって、
分割パターン１２ｅが形成されている領域と該分割パタ
ーン１２ｅの周囲に形成される遮光帯とを残してフォト
マスク１７ｉの他のすべての部分を覆う。さらに、ガラ
ス基板１５の所定の位置に分割パターン１２ｅが投影露
光されるように、ガラス基板１５を載せたＸ−Ｙ移動ス
テージ１７ｋを移動させる。さらに、レジストに分割パ
ターン１１ｅを転写するばあいと同様にして露光し、レ
ジストに分割パターン１２ｅを転写する。このとき、分
割パターンの端部近傍の光の干渉による光強度の微少な
低下やステッパのＸ−Ｙ移動ステージ１７ｋの微少な移
動誤差やフォトマスク１７ｉの製造誤差などによって生
じる、分割パターンの継ぎ境界部分での不要なレジスト
パターンの残（ネガレジスト使用のばあいはいわゆる抜
け）を防止するために、境界部分で分割パターン１２ｅ
が分割パターン１１ｅに数μｍ重なるように露光する。
露光が完了したのち、レジストを現像液で現像処理し、
転写された分割パターンの形状に対応する形状のレジス
ト１８ｂ、すなわち感光樹脂像を薄膜上に形成し（図１
８（ｅ）参照）、つぎに、ガラス基板１５上に成膜され
た薄膜１８ａに対してエッチング処理を行い（図１８
（ｆ）参照）、そののち、レジスト１８ｂを剥離処理す
る（図１８（ｇ）参照）。さらに、図１８（ｂ）〜図１
８（ｇ）に示される工程を複数回くり返して、液晶表示
装置を形成する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前述のようにしてパタ
ーニングしたばあいにおける２つの分割パターンの重ね
合わせずれについて説明する。なお、本明細書において
は、紙面の横（左右）方向をＡ方向とも表し、紙面右側
を正の方向とも表す。さらに、説明を簡素化するために
Ａ方向の重ね合わせずれ成分のみが生じたばあいについ
て説明する。図１１にその部分拡大説明図が示されてい
る図１０の領域１１ｃおよび領域１２ｃは、図１２のガ
ラス基板１５上の領域１６ｄに形成される薄膜をパター
ニングする際に用いられる。図１３は、前記領域１６ｄ
が好ましい状態、すなわち設計どうりにパターニングさ
れたばあいの部分拡大説明図を示している。さらに、図
１４は、図１３の境界線１６ｃ（実際には認識されな
い）に隣接する２つのＴＦＴを含む領域１３ｃの部分拡
大説明図を示している。図１４に示される薄膜１３ａ
は、薄膜１３ｂの下部に存在し、かつ、薄膜１３ｂが成
膜される前に前記薄膜１３ｂと同様の方法でに既にパタ
ーニングされて形成されている。寸法Ｌ₄₀、Ｌ₄₁、
Ｌ₄₃、Ｌ₄₄は前記薄膜１３ａと薄膜１３ｂとが重なって
いる部分の寸法を示す。薄膜１３ｂに対して投影露光処
理する際に用いられる分割パターンは、境界線１６ｃに
対して左側のＴＦＴに関わる寸法Ｌ₄₀と、境界線１６ｃ
に対して右側のＴＦＴに関わる寸法Ｌ₄₃とが同じ大きさ
になるように分割パターンが設計されている。さらに、
境界線１６ｃに対して左側のＴＦＴに関わる寸法Ｌ
₄₁と、境界線１６ｃに対して右側のＴＦＴに関わる寸法
Ｌ₄₄とが同じ大きさになるように分割パターンが設計さ
れている。

【００１８】しかし、実際は、設計どうりにパターニン
グできず、前記薄膜１３ａが形成される位置と薄膜１３
ｂが形成される位置とのあいだにずれが生じ、図１６に
示すように重ね合わせずれ量Ｌ₆₅、Ｌ₆₆が生じ、設計上
のパターンとの差異が生じる。

【００１９】また、前記重ね合わせずれ量Ｌ₆₅、Ｌ₆₆の
相対的な方向および大きさが、境界線１６ｃを介して隣
り合う２つのＴＦＴ間において異なり、多くのばあい重
ね合わせずれ量Ｌ₆₅の大きさと、重ね合わせずれ量Ｌ₆₆
の大きさは等しくない（Ｌ₆₅≠Ｌ₆₆）。図１６におい
て、薄膜１３ｅのうち境界線１６ｃの左側の薄膜１３ｅ
は、薄膜１３ｄに対して負の方向にずれが生じており、
薄膜１３ｅのうち境界線１６ｃの右側の薄膜１３ｅは、
薄膜１３ｄに対して正の方向にずれが生じている。した
がって、境界線１６ｃの左側に形成されるＴＦＴと右側
に形成されるＴＦＴとのあいだに、相対的な重ね合わせ
ずれ量の差｜Ｌ₆₅−Ｌ₆₆｜が発生する。該重ね合わせず
れ量の差｜Ｌ₆₅−Ｌ₆₆｜は、図１６における重なり面積
Ｓ₁₁と重なり面積Ｓ₁₂との差、重なり面積Ｓ₁₃と重なり
面積Ｓ₁₄との差を生じさせる。たとえば前記薄膜１３ａ
と薄膜１３ｂとが重なっている部分で寄生容量が形成さ
れるばあいは、境界線１６ｃを境に左側に形成されるＴ
ＦＴの寄生容量と、右側に形成されるＴＦＴの寄生容量
とのあいだに差が生じる。つまり、ＴＦＴ完成後では、
図１９に示される寄生容量（Ｃ_gd）１９ｈと、寄生容量
（Ｃ_gs）１９ｇとの差に相当し、境界線１６ｃを介して
隣接する２つのＴＦＴおよび２つの液晶セル間の電気的
な特性に差が生じて、実際の表示画面上では輝度差が生
じる。

【００２０】つまり、感光パターンが分割されてなる分
割パターンをフォトマスクに形成し、該フォトマスクを
用いて液晶表示装置の表示画面部分を形成すると、分割
パターンの境界部分で重ね合わせずれ量の差｜Ｌ₆₅−Ｌ
₆₆｜に応じた輝度差が生じ、その程度によっては境界線
として認識され表示品質不良と判断される。先に形成さ
れる薄膜と後に形成される薄膜とのあいだの位置のずれ
は、先に形成される薄膜を形成するために投影露光処理
を行うときと、後に形成される薄膜を形成するために投
影露光処理を行うときとでガラス基板の熱膨張（収縮）
率に差が生じて分割パターンをレジストに転写する際の
倍率が変動することや、アライメントを行う際のローテ
ーションエラーや、ステッパのＸ−Ｙ移動ステージを移
動する際の移動誤差などが主な原因で発生するものであ
る。

【００２１】また、ＴＦＴの電気的な特性にも依存する
が、一般的に、重ね合わせずれ量の差｜Ｌ₆₅−Ｌ₆₆｜に
おいて問題とされる大きさは約０．２μｍ程度であるの
で、従来の技術では前記重ね合わせずれ量の差｜Ｌ₆₅−
Ｌ₆₆｜を問題のないレベルに制御することは困難であ
る。

【００２２】本発明は、前述のような問題点を解消する
ためになされたもので、複数の分割パターンが形成され
たフォトマスクを作成し、投影露光処理時にそれらの分
割パターンを継ぎ合わせて１つの感光パターンを形成す
るばあいでも、フォトマスクに形成される分割パターン
の一部分を変形させることにより、異なる分割パターン
を用いて形成されたＴＦＴ間の特性差を緩和することが
でき、表示画面の輝度の均一化を可能とし、表示品質な
どに関わる素子の品質を向上させることができる半導体
装置の製法および該製法に用いられるフォトマスクを提
供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明に関わる投影露光
処理の方法は、境界線を介して隣接する領域の素子を形
成する際に用いられる複数の分割パターンのそれぞれの
素子部分を互いに補完するように複数の分割パターンを
形成し、さらに互いに捕って形成する領域が設けられた
複数の分割パターンが形成されたフォトマスクを用いて
投影露光処理を行い、薄膜のパターニングを行うもので
ある。

【００２４】本発明の半導体装置の製法は、（ａ）基板
上に薄膜を成膜したのち、該薄膜上に感光性を有する樹
脂からなる膜を形成し、（ｂ）所望の感光パターンが形
成されたフォトマスクを介して、投影露光処理して感光
パターンを前記樹脂からなる膜に転写し、（ｃ）転写さ
れた感光パターンを現像して感光樹脂像を形成し、
（ｄ）該感光樹脂像をエッチングマスクとして用いて前
記薄膜をエッチングしたのち、前記感光樹脂像を剥離す
ることによって、該感光樹脂像の形状に対応した形状に
前記薄膜をパターニングする半導体装置の製法であっ
て、前記感光パターンが分割されてなる複数の分割パタ
ーンが少なくとも１つ形成された少なくとも１つのフォ
トマスクを介して投影露光処理をして、前記複数の分割
パターンを順次選択的に前記樹脂からなる膜に転写し、
前記薄膜の表面上に感光樹脂像を形成する際に、前記複
数の分割パターンのうち、１つの分割パターンと、該１
つの分割パターンに隣接する他の分割パターンとの境界
部分において、前記１つの分割パターンおよび前記他の
分割パターンのそれぞれの一部分が互いに補完されるよ
うに前記複数の分割パターンが形成された少なくとも１
つのフォトマスクを用いることを特徴とする。

【００２５】前記所望の感光パターンが２つの分割パタ
ーンにより形成される。

【００２６】前記所望の感光パターンが少なくとも３つ
の分割パターンにより形成される。

【００２７】前記１つの分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光処
理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターンの
一部分に重なるように、前記１つの分割パターンおよび
前記他の分割パターンが形成される。

【００２８】前記１つの分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光処
理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターンの
一部分に重なる幅が０．５〜５μｍである。

【００２９】本発明のフォトマスクは、請求項１記載の
半導体装置の製法に用いられるフォトマスクであって、
前記感光パターンが分割されてなる分割パターンが少な
くとも１つの前記フォトマスクにそれぞれ形成されてお
り、１つの分割パターンと、該１つの分割パターンに隣
接する他の分割パターンとの境界部分において、前記１
つの分割パターンおよび前記他の分割パターンのそれぞ
れの一部分が互いに補完されるように形成されてなるこ
とを特徴とする。

【００３０】前記１つの分割パターンの周囲には遮光帯
が形成されており、前記他の分割パターンの周囲には遮
光帯が形成されており、前記１つの分割パターンおよび
前記他の分割パターンのそれぞれの一部分が互いに補完
されてなるように、前記１つの分割パターンの一部分が
前記他の分割パターンの周囲に形成される遮光帯に形成
されており、前記他の分割パターンの一部分が前記一の
分割パターンの周囲に形成される遮光帯に形成されてな
る。

【００３１】前記所望の感光パターンが２つの分割パタ
ーンにより形成される。

【００３２】前記所望の感光パターンが少なくとも３つ
の分割パターンにより形成される。

【００３３】前記１つの分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光処
理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターンの
一部分に重なるように、前記１つの分割パターンおよび
前記他の分割パターンが形成されてなる。

【００３４】前記１つの分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光処
理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターンの
一部分に０．５〜５μｍ重なる。

【００３５】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しつつ、本発明
の半導体装置の製法および該製法に用いられるフォトマ
スクの実施の形態について説明する。

【００３６】実施の形態１本発明の半導体装置の製法および該製法に用いられるフ
ォトマスクの実施の形態１について説明する。図１は、
本発明の半導体装置の製法に用いられる一対のフォトマ
スクを示す説明図である。図１において、１は第１のフ
ォトマスク、２は第２のフォトマスク、１ｂ、２ｂはそ
れぞれ分割パターンが形成される領域を示す。本実施の
形態においては、１つの薄膜を投影露光処理する際に用
いられる感光パターンを２分割して２枚のフォトマスク
に形成するばあいについて説明する。１ａ、２ａは第１
のフォトマスク１および第２のフォトマスク２上に形成
された遮光帯を示す。１ｃは領域１ｂと遮光帯１ａの境
界部分の一部分を示す領域であり、２ｃは領域２ｂと遮
光帯２ａの境界部分の一部分を示す領域である。図２は
図１の領域１ｃ、２ｃを示す部分拡大説明図である。図
２（ａ）は領域１ｃに形成される分割パターンおよび遮
光帯１ａを示す部分拡大説明図であり、図２（ｂ）は領
域２ｃに形成される分割パターンおよび遮光帯２ａを示
す部分拡大説明図である。また、１ｄ、２ｄは、それぞ
れ、図１７に示すステッパのブラインド１７ｅのフォト
マスク上での設定位置である。１ｅ、１ｆ、２ｅ、２ｆ
は、従来の技術に関わる分割パターンおよび遮光帯（図
１１参照）と、本実施の形態に関わる分割パターンおよ
び遮光帯とのあいだにおいて変更を有している領域を示
す。１ｇ、２ｇは、図１に示される一対のフォトマスク
を用いて形成されるＴＦＴの１つ分に関わる領域を示
す。

【００３７】図３は、図１３に示される従来の分割パタ
ーン１３ｂのうちＴＦＴの１つ分に関わる部分の分割パ
ターンを示す部分拡大説明図である。図３において、３
ａおよび３ｂで示される領域がＴＦＴの一部分を構成す
る領域である。前述の従来の技術においては、感光パタ
ーンが左右に２分割されてなる分割パターンが形成され
たフォトマスクが示されていた。しかし、本実施の形態
においては、フォトマスクに感光パターンを分割して形
成するとともに、第１のフォトマスクと第２のフォトマ
スクとの境界部分に形成される分割パターンの一部分
が、さらに分割されて形成される。たとえば、第１のフ
ォトマスクに形成される分割パターンのうち領域１ｅ
（図２参照）に形成される分割パターンの領域３ｂ部分
は、第２のフォトマスクの遮光帯の領域２ｆ（図２参
照）に形成される。一方、第２のフォトマスクに形成さ
れる分割パターンのうち領域２ｅ（図２参照）に形成さ
れる分割パターンの領域３ａ部分は、第１のフォトマス
クの遮光帯の領域１ｆ（図２参照）に形成される。した
がって、第１のフォトマスクに形成される分割パターン
のうち領域１ｅ（図２参照）に形成される分割パターン
の領域３ｂ部分は、第２のフォトマスクを用いて投影露
光処理を行うことによりレジストに転写される。同様
に、第２のフォトマスクに形成される分割パターンのう
ち領域２ｅ（図２参照）に形成される分割パターンの領
域３ａ部分は、第１のフォトマスクを用いて投影露光処
理を行うことによりレジストに転写される。結果とし
て、図２に示されるように２つの分割パターンを形成す
ることにより、前記第１のフォトマスクに形成される分
割パターンの一部分と、前記第２のフォトマスクに形成
される分割パターンの一部分とは互いに補完されてい
る。

【００３８】図４は、図２の領域２ｇに形成される分割
パターンを示す部分拡大説明図であり、図４に示される
分割パターンを２ｈとする。図５は、図２の領域１ｇに
形成される分割パターンを示す部分拡大説明図であり、
図５に示される分割パターンを１ｈとする。図６は、図
４に示される分割パターン２ｈと図５に示される分割パ
ターン１ｈの関係を示すために、分割パターン１ｈと分
割パターン２ｈとを重ね合わせた状態を示す説明図であ
る。図６において、Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌ₄、Ｌ₅、Ｌ
₆、Ｌ₇、Ｌ₈、Ｌ₉、Ｌ₁₀、Ｌ₁₁は図示された各箇所
の寸法を示す。

【００３９】図７は、図１に示される第１のフォトマス
ク１および第２のフォトマスク２を用いて薄膜をパター
ニングしたところを示す平面説明図である。図７におい
て、５はガラス基板を示し、６ａは第１のフォトマスク
に形成される分割パターンを用いてパターニングされた
薄膜が形成されている領域を示し、６ｂは第２のフォト
マスクに形成される分割パターンを用いてパターニング
された薄膜が形成されている領域を示し、６ｃは領域６
ａと領域６ｂとの境界線を示す。なお、ガラス基板５と
領域６ａに形成された薄膜とのあいだ、およびガラス基
板５と領域６ａに形成された薄膜とのあいだには、既に
所望の形状にパターニングされている薄膜が形成されて
いる。また、６ｄは境界線６ｃ付近の一部分を示す領域
である。

【００４０】図８は、図７に示される領域６ｄに形成さ
れる薄膜の一例を示す部分拡大説明図である。８ｂは第
１のフォトマスクまたは第２のフォトマスクを用いてパ
ターニングされた薄膜であり、８ａは薄膜８ｂの下部に
既に形成されている薄膜である。８ｃは境界線６ｃ付近
の領域である。Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃、Ｓ₄、Ｓ₅、Ｓ₆、
Ｓ₇、Ｓ₈は、薄膜８ｂのＴＦＴに関わる領域のうち、
薄膜８ａに重なっている部分の面積、すなわち重なり面
積を示す。なお、図８において、薄膜８ｂのうち第１の
フォトマスクを用いてパターニングされた薄膜８ｂは、
薄膜８ａに対して負の方向にずれが生じており、薄膜８
ｂのうち第２のフォトマスクを用いてパターニングされ
た薄膜８ｂは、薄膜８ａに対して正の方向にずれが生じ
ている。図９は、図８に示されるの領域８ｃの部分拡大
説明図である。図９には、境界線６ｃに沿って隣接する
２つのＴＦＴに関わる薄膜８ａおよび薄膜８ｂが示され
ている。Ｌ₁₂、Ｌ₁₃、Ｌ₁₄およびＬ₁₅は、第１のフォト
マスクを用いて形成された薄膜８ｂと、該薄膜８ｂの下
部に形成されている薄膜８ａとが重なっている部分の長
さ（以下、単に「重なり長」という）を示す。一方、Ｌ
₁₆、Ｌ₁₇、Ｌ₁₈およびＬ₁₉は第２のフォトマスクを用い
て形成された薄膜８ｂと、該薄膜８ｂの下部に形成され
ている薄膜８ａとの重なり長を示す。また、Ｌ₂₀、
Ｌ₂₁、Ｌ₂₂およびＬ₂₃は図示された部分の寸法をそれぞ
れあらわす。Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃、Ｓ₄は図８にも示され
ている重なり面積をそれぞれ示す。

【００４１】つぎに、第１のフォトマスクに形成される
分割パターンおよび第２のフォトマスクに形成される分
割パターンについて詳しく説明する。図２（ａ）に示さ
れる領域１ｅの分割パターンによりパターニングされる
薄膜と、図２（ｂ）に示される領域２ｅの分割パターン
によりパターニングされる薄膜とは隣接して形成され
る。なお、前記第１のフォトマスクに形成される分割パ
ターンの一部分と、第２のフォトマスクに形成される分
割パターンの一部分とが互いに補完されるように、１つ
の感光パターンが分割され前記２つの分割パターンが形
成される。

【００４２】具体的には、分割パターンのうちＴＦＴに
関わる部分を図３に示すように領域３ａと３ｂとに上下
に２分割し、第１のフォトマスクに形成される分割パタ
ーンのうち領域１ｅに形成される分割パターンを用いて
領域３ｂ以外の領域を形成するようにし、領域３ｂは露
光しないように遮光パターンにする。一方、第２のフォ
トマスクに形成される分割パターンのうち領域２ｅに形
成される分割パターンを用いて領域３ａ以外の領域を形
成するようにし、領域３ａは露光しないように遮光パタ
ーンにする。また、第１のフォトマスクに形成される遮
光帯を用いて分割パターンのＴＦＴ部分のうち領域３ａ
のみを形成するようにし、他の領域は露光しないよう遮
光パターンにする。一方、第２のフォトマスクに形成さ
れる遮光帯を用いて分割パターンのＴＦＴ部分のうち領
域３ｂのみを形成するようにし、他の領域は露光しない
よう遮光パターンにする。

【００４３】つぎに、第１のフォトマスクに形成される
分割パターンと第２のフォトマスクに形成される分割パ
ターンとの詳細な重なりについて、図４〜図６を用いて
説明する。従来の技術において記載されるようにレジス
トパターンの不要な残を防止するために、図６に示され
るように、分割パターン２ｈおよび分割パターン１ｈ
は、分割パターン２ｈと分割パターン１ｈとが互いに重
なり合うように形成される。たとえば、図６に示される
寸法Ｌ₄、Ｌ₅、Ｌ₆、Ｌ₇、Ｌ₈、Ｌ₉、Ｌ₁₀はたと
えば０．５〜５μｍ程度であり、とくに好ましくは３μ
ｍ程度である。また、寸法Ｌ₂が寸法Ｌ₁の寸法１／２
となるように、かつ、寸法Ｌ₃が寸法Ｌ₁₁の１／２とな
るように分割パターン２ｈおよび分割パターン１ｈが形
成される。なお、領域２ｅ（図２参照）に形成される分
割パターン、および領域１ｆ（図２参照）に形成される
分割パターンについても同様に重なり合う領域を設けて
作成する。

【００４４】つぎに、前記第１のフォトマスクおよび第
２のフォトマスクを用いて行われる半導体装置の製法の
一実施の形態について説明する。まず、基板上に金属
膜、半導体の層または絶縁膜などからなる薄膜を成膜
し、該薄膜上に感光性を有する樹脂を塗布する。つぎに
ステッパを用いて投影露光処理を行う。

【００４５】前記投影露光処理を行う際、前記第１のフ
ォトマスクおよび第２のフォトマスクをステッパのフォ
トマスクとして用いる。まずはじめに、第１のフォトマ
スクおよび基板について、ステッパとのアライメントを
それぞれ実施する。そののち、第１のフォトマスクに形
成された分割パターンのみを前記感光性を有する樹脂に
転写するために、第１のフォトマスクに形成された分割
パターンおよび遮光帯のうち、分割パターンおよび遮光
帯の分割パターンを囲む部分以外をステッパのブライン
ドの遮光板で覆う。このとき、ステッパのブラインドの
遮光板の端部を第１のフォトマスクの遮光帯の設定位置
に合わせる。さらに、ステッパのＸ−Ｙ移動ステージを
移動させて前記基板を所望の位置まで移動させたのち、
ステッパのシャッタを開いて露光し、前記感光性を有す
る樹脂に第１のフォトマスクに形成された分割パターン
を転写する。続けて、第１のフォトマスクに形成された
分割パターンと同様の方法で、第２のフォトマスクに形
成された分割パターンを前記感光性を有する樹脂に転写
し、一つの感光パターンを前記感光性を有する樹脂に転
写する。

【００４６】最後に、前記感光性を有する樹脂を現像処
理し、前記一つの感光パターンの形状に対応する形状の
感光樹脂像を薄膜上に形成し、該薄膜に対してエッチン
グ処理を行い、前記感光樹脂像を剥離処理する。さら
に、前述の処理を繰り返すことにより、所望の形状を有
する複数の薄膜を前記基板上に順次形成し半導体装置を
うる。

【００４７】本実施の形態においては、第１のフォトマ
スクの分割パターンと、該分割パターンに隣接する第２
のフォトマスクの分割パターンとの境界部分において、
前記２つの分割パターンのそれぞれの一部分が互いに補
完されるように、第１のフォトマスクまたは第２のフォ
トマスクにそれぞれ前記２つの分割パターンが形成され
る。したがって、図８および図９に示すように、境界線
６ｃに対して左側の薄膜８ｂのうち、境界線６ｃに最も
隣接する２つの薄膜８ｂの領域３ａ（図３参照）の部分
と、境界線６ｃに対して右側の薄膜８ｂのうち、境界線
６ｃに最も隣接する２つの薄膜８ｂの領域３ａ（図３参
照）の部分とが、同じフォトマスクすなわち第１のフォ
トマスクを用いて投影露光処理される。その結果、境界
線６ｃに対して左右両側の４つの薄膜８ｂの領域３ａ
（図３参照）の部分と、前記薄膜８ａとのあいだの重ね
合わせずれ量は等しくなる。同様に、境界線６ｃに対し
て左右両側の４つの薄膜８ｂの領域３ｂ（図３参照）の
部分と、前記薄膜８ａとのあいだの重ね合わせずれ量も
等しくなる。

【００４８】つまり、図９に示される重なり長Ｌ₁₆と重
なり長Ｌ₁₈、重なり長Ｌ₁₇と重なり長Ｌ₁₉、重なり長Ｌ
₁₂と重なり長Ｌ₁₄、重なり長Ｌ₁₃と重なり長Ｌ₁₅、重な
り長Ｌ₂₀と重なり長Ｌ₂₂、重なり長Ｌ₂₁と重なり長Ｌ₂₃
とがそれぞれ等しくなる。ここで、重なり長Ｌ₁₂と重な
り長Ｌ₁₄とをα₁、重なり長Ｌ₁₆と重なり長Ｌ₁₈とをβ
₁、重なり長Ｌ₁₃と重なり長Ｌ₁₅とをα₂、重なり長Ｌ
₁₇と重なり長Ｌ₁₉とをβ₂、重なり長Ｌ₂₀と重なり長Ｌ
₂₂とをＷ、さらに重なり長Ｌ₂₁と重なり長Ｌ₂₃とを２Ｗ
とそれぞれ表す。また、重なり面積Ｓ₁と重なり面積Ｓ
₂とが等しくなり、重なり面積Ｓ₃と重なり面積Ｓ₄と
が等しくなる。ここで、前記重なり長を用いて重なり面
積を表すと、重なり面積Ｓ₁と重なり面積Ｓ₂はＷ（α
₁＋β₁）、さらに重なり面積Ｓ₃と重なり面積Ｓ₄は
Ｗ（α₂＋β₂）と表しうる。

【００４９】一方、重なり面積Ｓ₅および重なり面積Ｓ
₇を前記重なり長で表すと、重なり面積Ｓ₅は２Ｗ
α₁、重なり面積Ｓ₇は２Ｗα₂と表しうる。また、重
なり面積Ｓ₆および重なり面積Ｓ₈を前記重なり長で表
すと、重なり面積Ｓ₆は２Ｗβ₁、重なり面積Ｓ₈は２
Ｗβ₂と表しうる。

【００５０】したがって、重なり面積Ｓ₁、Ｓ₂と重な
り面積Ｓ₅との差（Ｓ₁−Ｓ₅＝Ｓ₂−Ｓ₅）はＷ（α
₁−β₁）、重なり面積Ｓ₁、Ｓ₂と重なり面積Ｓ₆と
の差（Ｓ₁−Ｓ₆＝Ｓ₂−Ｓ₆）はＷ（α₁−β₁）と
表しうる。同様に、重なり面積Ｓ₃、Ｓ₄と重なり面積
Ｓ₇との差（Ｓ₇−Ｓ₃＝Ｓ₇−Ｓ₄）はＷ（α₂−β
₂）、重なり面積Ｓ₃、Ｓ₄と重なり面積Ｓ₈との差
（Ｓ₈−Ｓ₃＝Ｓ₈−Ｓ₄）はＷ（α₂−β₂）と表し
うる。

【００５１】一方、従来のフォトマスクにおいては、か
かる本実施の形態のように２つの分割パターンが互いに
補完するように形成されていない。たとえば図１６に示
される薄膜１３ｅのうち、境界線１６に対して左側の薄
膜１３ｅは第１のフォトマスクを用いて形成されてお
り、さらに境界線１６に対して右側の薄膜１３ｅは第２
のフォトマスクを用いて形成されている。ここで、投影
露光処理の際に生じる薄膜１３ｄに対する第１のフォト
マスクおよび第２のフォトマスクの配置のずれが、本実
施の形態と同じ大きさだけ生じたと仮定して、図９に示
される重なり長と同様に図１６に示される重なり長をα
₁、α₂、β₁、β₂またはＷを用いて表すと、重なり
長Ｌ₆₀はα₁、重なり長Ｌ₆₁はα₂、重なり長Ｌ₆₃はβ
₁、重なり長Ｌ₆₄はβ₂、重なり長Ｌ₅₉は２Ｗ、重なり
長Ｌ₆₂は２Ｗと表しうる。さらに、重なり面積Ｓ₁₁は２
Ｗα₁、重なり面積Ｓ₁₂は２Ｗβ₁、重なり面積Ｓ₁₃は
２Ｗα₂、さらに重なり面積Ｓ₁₄は２Ｗβ₂と表しう
る。したがって、重なり面積Ｓ₁₁と重なり面積Ｓ₁₂との
差（Ｓ₁₁−Ｓ₁₂）は２Ｗ（α₁−β₁）、重なり面積Ｓ
₁₃と重なり面積Ｓ₁₄との差（Ｓ₁₃−Ｓ₁₄）は２Ｗ（α₂
−β₂）と表しうる。

【００５２】つまり、従来のフォトマスクを用いて薄膜
を形成をしたばあいに生じる重なり面積の差の大きさに
対して、本実施の形態のフォトマスクを用いて薄膜を形
成をしたばあいに生じる重なり面積の差の大きさは１／
２となる。なお、前記重なり面積は、図１９に示される
寄生容量（Ｃ_gd）１９ｈおよび寄生容量（Ｃ_gs）１９ｇ
に影響を与えるため、前記重なり面積の差を小さくする
ことにより、液晶表示装置の表示画面上に生じる輝度差
を減少させることができる。

【００５３】本実施の形態のフォトマスクを用いて半導
体装置を形成することで、重なり面積の差を１／２に減
少させることができ、用いられる分割パターンが変わる
部分、すなわち境界部分を介する左右のＴＦＴ間の電気
的な特性の差が緩和され、表示不良の発生が解消され
る。また、分割パターンの重ね合わせ精度管理について
も、従来と同じ管理方法で従来の１／２に減少させるこ
とができたので、管理方法および頻度の簡素化が達成さ
れた。なお、本明細書においては説明を簡素にする目的
で、図８および図９などに示される重ね合わせずれ量を
分割パターンの各寸法に対して大きめに示したが、実際
は図示した比率よりも小さく、分割パターンをさらに分
割してフォトマスクに形成したことによりＴＦＴなど素
子の電気的な特性に重大な悪影響を与えることはない。

【００５４】実施の形態２前述の実施の形態１では、１つの感光パターンを左右に
２分割して２つの分割パターンとし、２枚のフォトマス
クにそれぞれ形成したばあいを説明したが、感光パター
ンの分割数は２以上であってもよく、そのばあいフォト
マスクの枚数は１枚でもよく、２枚以上であってもよ
い。たとえば、感光パターンを縦に平行に３分割し、３
つの分割パターンを３枚のフォトマスクにそれぞれ形成
してもよい。かかるばあいにおいて、３つの分割パター
ンは、左側の分割パターンと中央の分割パターンとが互
いに補完され、右側の分割パターンと中央の分割パター
ンとが互いに補完されるようにそれぞれ形成される。な
お、前記３つの分割パターンを用いて投影露光処理を行
うばあいは、露光を３回行うことにより一つの感光パタ
ーンが感光性を有する樹脂に転写される。また、実施の
形態１では、２つの分割パターンの境界線に沿う２ライ
ン分、すなわち境界線の左右で計４ライン分の分割パタ
ーンが互いのフォトマスクで補完されるように、各分割
パターンを形成しているが、補完される部分を広げても
よく、逆に狭めてもよい。

【００５５】さらに、実施の形態１では、分割パターン
のうち１つのＴＦＴに関わる部分を上下に均等に２分割
した（図３に示される領域３ａと領域３ｂとに分割し
た）が、素子の特性を調整するなどの目的で、互いに補
完される部分において不均一に２分割しても構わない
し、分割する数を２つ以上にしてもよい。また、実施の
形態１では、説明を簡素化するために紙面の左右方向の
重ね合わせずれについてのみ説明したが、当然、紙面の
上下方向に対しても同様に適用できる。さらに、とくに
左右方向および上下方向の直交座標系でなくとも、方向
は自由に設定でき限定されるものではない。

【００５６】また、実施の形態１では、図２に示される
ように、第１のフォトマスクに形成される分割パターン
のうち、領域１ｅの分割パターンの図３に示される領域
３ｂの部分を、第２のフォトマスクに形成される遮光帯
２ａの領域２ｆに形成し、さらに第２のフォトマスクに
形成される分割パターンのうち領域２ｅの分割パターン
の図３に示される領域３ａの部分を、第１のフォトマス
クに形成される遮光帯１ａの領域２ｆに形成している
が、互いに補完されるように２つの分割パターンを形成
すればよくこの限りではない。

【００５７】また、実施の形態１では、ステッパ露光装
置を用いて投影露光処理するばあいについて説明した
が、ミラープロジェクション露光装置を用いたばあいに
おいても同様に適用できる。また、実施の形態１におい
ては、液晶表示装置に含まれるＴＦＴの製造工程につい
て説明したが、他の素子に適応したばあいにおいても、
異なる分割パターンを用いてパターニングされた素子間
の特性変化の緩和効果は同様であり、ＴＦＴ以外の、た
とえばポリシリコンＴＦＴ、ＭＩＭ（ｍｅｔａｌｉｎｓ
ｕｌａｔｏｒｍｅｔａｌ）型液晶ディスプレイ素子、
イメージセンサまたはＬＳＩ（ｌａｒｇｅｓｃａｌｅ
ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）、ＩＣ（ｉ
ｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）またはＣＣＤ
（ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）など
にも適応しうる。また、実施の形態１では、感光性を有
する樹脂として、ポジレジストを使用した例について説
明したが、ネガレジストなど他の感光性を有する樹脂を
使用したばあいにも適応しうる。

【００５８】前述の実施の形態１および２において、フ
ォトマスクとしては、熱膨張が少ないため厚さが３〜６
ｍｍ程度の石英基板を使用することが好ましく、感光性
を有する樹脂として、たとえばポジレジストを用いるば
あい、ノボラック樹脂を使用することが好ましい。前記
感光性を有する樹脂を塗布するために用いられる装置と
しては、スピン回転を利用して感光性を有する樹脂を塗
布するスピナーを用いることが好ましい。なお、前記感
光性を有する樹脂を塗布する前に、あらかじめフォトマ
スクの表面を洗浄しておく（以下、単に「洗浄工程」と
いう）ことが好ましく、洗浄工程と感光性を有する樹脂
を塗布する塗布工程とを続けて行いうる装置を用いるば
あいもあり、かかるばあいにおいてはスクラバーコータ
ー、またはスクラバーコーターディベロッパなどを用い
ることが好ましい。また、感光性を有する樹脂を塗布す
る条件としては、感光性を有する樹脂の膜厚が１．０〜
２．０μｍ程度であることが好ましく、さらに１．５〜
１．６μｍ程度であることが最も好ましい。また、前記
スピナーを用いて感光性を有する樹脂を塗布するばあ
い、スピナーの回転数は６００〜２０００rpm （回転数
／分）程度であることが好ましく、さらに１０００rpm
程度であることが最も好ましい。また、分割パターンを
感光性を有する樹脂に転写するばあいにおいて、露光の
条件はエネルギ量で示すと２０〜５０ｍＪ／cm²である
ことが好ましい。なお、前記エネルギ量は、一般的に露
光に用いられる光の光量（ｍＷ／cm²）とステッパのシ
ャッタを開く時間（秒）の積に等しい。さらに、前記フ
ォトマスクの表面上に分割パターンを形成する方法とし
ては、前記石英基板などのフォトマスクの母材表面上に
クロムなどからなる金属膜を成膜し、該金属膜の表面上
に、前記分割パターンを形成するための感光性を有する
樹脂を塗布し、ＥＢ（電子ビーム描画装置）またはレー
ザ描画装置を用いて、前記分割パターンを形成するため
の感光性を有する樹脂を露光し、前記金属膜をエッチン
グし、さらに前記金属膜表面上の感光性を有する樹脂を
剥離することにより、前記フォトマスクの表面上に所望
の形状の分割パターンを形成することが好ましい。

【００５９】

【発明の効果】前述のように、本発明によれば、ＴＦＴ
などの素子を形成するための感光パターンを分割してフ
ォトマスクに形成し、投影露光処理時に継ぎ合わせて１
つの感光パターンとして合成する際に、感光パターンが
分割されてなる分割パターンの一部分を該分割パターン
に隣接する分割パターンの一部分で互いに補完するよう
にフォトマスクに分割パターンを形成したため、前記境
界部分の左右それぞれに隣接する両分割パターン間の重
ね合わせずれ量の差を減少させることができ、素子特性
の変化およびそれによる弊害が緩和されるという効果を
うる。また、従来の同じ重ね合わせずれ量の許容値と同
じ重ね合わせずれ量の許容値にしたがって投影露光処理
を行うばあいであっても、重ね合わせずれ量を管理する
方法をより簡素化でき、同時に重ね合わせずれ量を管理
する頻度を低減することができるという効果をうる。ま
た、素子の設計においても、異なる分割パターンを用い
て形成される素子間の電気的な特性の差を防止するため
に特別に素子の構造を変更する必要がなく、本明細書の
実施の形態に示されるように、境界部分を互いに補完す
るように分割パターンを形成するばあいにおいても、従
来の素子と同じ構造の素子を形成しうるようにフォトマ
スクに分割パターンを作成すればいいので、素子の設計
に自由度をもたせられる効果がある。

【００６０】本発明の半導体装置の製法は、（ａ）基板
上に薄膜を成膜したのち、該薄膜上に感光性を有する樹
脂からなる膜を形成し、（ｂ）所望の感光パターンが形
成されたフォトマスクを介して、投影露光処理して感光
パターンを前記樹脂からなる膜に転写し、（ｃ）転写さ
れた感光パターンを現像して感光樹脂像を形成し、
（ｄ）該感光樹脂像をエッチングマスクとして用いて前
記薄膜をエッチングしたのち、前記感光樹脂像を剥離す
ることによって、該感光樹脂像の形状に対応した形状に
前記薄膜をパターニングする半導体装置の製法であっ
て、前記感光パターンが分割されてなる複数の分割パタ
ーンが少なくとも１つ形成された少なくとも１つのフォ
トマスクを介して投影露光処理をして、前記複数の分割
パターンを順次選択的に前記樹脂からなる膜に転写し、
前記薄膜の表面上に感光樹脂像を形成する際に、前記複
数の分割パターンのうち、１つの分割パターンと、該１
つの分割パターンに隣接する他の分割パターンとの境界
部分において、前記１つの分割パターンおよび前記他の
分割パターンのそれぞれの一部分が互いに補完されるよ
うに前記複数の分割パターンが形成された少なくとも１
つのフォトマスクを用いることを特徴とするため、異な
る分割パターンを用いて形成された半導体装置間の電気
的な特性に差が生じることを緩和または防止できる。

【００６１】前記所望の感光パターンが２つの分割パタ
ーンにより形成されるため、異なる分割パターンを用い
て形成された半導体装置間の電気的な特性に差が生じる
ことを緩和または防止できる。

【００６２】前記所望の感光パターンが少なくとも３つ
の分割パターンにより形成されるため、異なる分割パタ
ーンを用いて形成された半導体装置間の電気的な特性に
差が生じることを緩和または防止できる。

【００６３】前記１つの分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光処
理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターンの
一部分に重なるように、前記１つの分割パターンおよび
前記他の分割パターンが形成されるため、前記投影露光
処理を行ったのちの薄膜上に不要なレジストが残ること
を防ぎうる。

【００６４】前記１つの分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光処
理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターンの
一部分に重なる幅が０．５〜５μｍであるため、前記投
影露光処理を行ったのちの薄膜上に不要なレジストが残
ることを防ぎうる。

【００６５】本発明のフォトマスクは、請求項１記載の
半導体装置の製法に用いられるフォトマスクであって、
前記感光パターンが分割されてなる分割パターンが少な
くとも１つの前記フォトマスクにそれぞれ形成されてお
り、１つの分割パターンと、該１つの分割パターンに隣
接する他の分割パターンとの境界部分において、前記１
つの分割パターンおよび前記他の分割パターンのそれぞ
れの一部分が互いに補完されるように形成されてなるこ
とを特徴とするため、異なる分割パターンを用いて形成
された半導体装置間の電気的な特性に差が生じることを
緩和または防止できる。

【００６６】前記１つの分割パターンの周囲には遮光帯
が形成されており、前記他の分割パターンの周囲には遮
光帯が形成されており、前記１つの分割パターンおよび
前記他の分割パターンのそれぞれの一部分が互いに補完
されてなるように、前記１つの分割パターンの一部分が
前記他の分割パターンの周囲に形成される遮光帯に形成
されており、前記他の分割パターンの一部分が前記一の
分割パターンの周囲に形成される遮光帯に形成されてな
るため、異なる分割パターンを用いて形成された半導体
装置間の電気的な特性に差が生じることを緩和または防
止できる。

【００６７】前記所望の感光パターンが２つの分割パタ
ーンにより形成されるため、異なる分割パターンを用い
て形成された半導体装置間の電気的な特性に差が生じる
ことを緩和または防止できる。

【００６８】前記所望の感光パターンが少なくとも３つ
の分割パターンにより形成されるため、異なる分割パタ
ーンを用いて形成された半導体装置間の電気的な特性に
差が生じることを緩和または防止できる。

【００６９】前記１つの分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光処
理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターンの
一部分に重なるように、前記１つの分割パターンおよび
前記他の分割パターンが形成されてなるため、前記投影
露光処理を行ったのちの薄膜上に不要なレジストが残る
ことを防ぎうる。

【００７０】前記１つの分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光処
理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターンの
一部分に０．５〜５μｍ重なるため、前記投影露光処理
を行ったのちの薄膜上に不要なレジストが残ることを防
ぎうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の製法に用いられる一対
のフォトマスクを示す説明図である。

【図２】図１の部分拡大説明図である。

【図３】従来の分割パターンのうちＴＦＴの１つ分に
関わる部分の分割パターンを示す部分拡大説明図であ
る。

【図４】図２の部分拡大説明図である。

【図５】図２の部分拡大説明図である。

【図６】図４に示される分割パターンと図５に示され
る分割パターンとを重ね合わせた状態を示す説明図であ
る。

【図７】図１に示される第１のフォトマスクおよび第
２のフォトマスクを用いて薄膜をパターニングしたとこ
ろを示す平面説明図である。

【図８】図７の部分拡大説明図である。

【図９】図８の部分拡大説明図である。

【図１０】従来のマスクの一例を示す説明図である。

【図１１】図１０の部分拡大説明図である。

【図１２】図１０に示される第１のフォトマスクおよ
び第２のフォトマスクを用いて薄膜をパターニングした
ところを示す平面説明図である。

【図１３】図１２の部分拡大説明図である。

【図１４】図１３の部分拡大説明図である。

【図１５】図１２の部分拡大説明図である。

【図１６】図１５の部分拡大説明図である。

【図１７】レジストパターンを形成するためのステッ
パの概略の構成を示す説明図である。

【図１８】従来のステッパを用いてガラス基板上に成
膜された薄膜をパターニングする方法を示す断面工程説
明図である。

【図１９】ＴＦＴを使用した液晶表示装置の１画素分
の等価回路を示す説明図である。

【図２０】ステッパのフォトマスクの一例およびステ
ッパのブラインドの一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１第１のフォトマスク、１ａ遮光帯、１ｂ、１ｃ、
１ｅ、１ｆ、１ｇ領域、１ｄ設定位置、２第２の
フォトマスク、２ａ遮光帯、２ｂ、２ｃ、２ｅ、２
ｆ、２ｇ領域、２ｄ設定位置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）基板上に薄膜を成膜したのち、該
薄膜上に感光性を有する樹脂からなる膜を形成し、
（ｂ）所望の感光パターンが形成されたフォトマスクを
介して、投影露光処理して感光パターンを前記樹脂から
なる膜に転写し、（ｃ）転写された感光パターンを現像
して感光樹脂像を形成し、（ｄ）該感光樹脂像をエッチ
ングマスクとして用いて前記薄膜をエッチングしたの
ち、前記感光樹脂像を剥離することによって、該感光樹
脂像の形状に対応した形状に前記薄膜をパターニングす
る半導体装置の製法であって、前記感光パターンが分割
されてなる複数の分割パターンが少なくとも１つ形成さ
れた少なくとも１つのフォトマスクを介して投影露光処
理をして、前記複数の分割パターンを順次選択的に前記
樹脂からなる膜に転写し、前記薄膜の表面上に感光樹脂
像を形成する際に、前記複数の分割パターンのうち、１
つの分割パターンと、該１つの分割パターンに隣接する
他の分割パターンとの境界部分において、前記１つの分
割パターンおよび前記他の分割パターンのそれぞれの一
部分が互いに補完されるように前記複数の分割パターン
が形成された少なくとも１つのフォトマスクを用いるこ
とを特徴とする半導体装置の製法。
【請求項２】前記所望の感光パターンが２つの分割パ
ターンにより形成される請求項１記載の半導体装置の製
法。
【請求項３】前記所望の感光パターンが少なくとも３
つの分割パターンにより形成される請求項１記載の半導
体装置の製法。
【請求項４】前記１つの分割パターンを用いて投影露
光処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パター
ンの一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分に重なるように、前記１つの分割パターンおよ
び前記他の分割パターンが形成される請求項１記載の半
導体装置の製法。
【請求項５】前記１つの分割パターンを用いて投影露
光処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パター
ンの一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露光
処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パターン
の一部分に重なる幅が０．５〜５μｍである請求項４記
載の半導体装置の製法。
【請求項６】請求項１記載の半導体装置の製法に用い
られるフォトマスクであって、前記感光パターンが分割
されてなる分割パターンが少なくとも１つの前記フォト
マスクにそれぞれ形成されており、１つの分割パターン
と、該１つの分割パターンに隣接する他の分割パターン
との境界部分において、前記１つの分割パターンおよび
前記他の分割パターンのそれぞれの一部分が互いに補完
されるように形成されてなることを特徴とするフォトマ
スク。
【請求項７】前記１つの分割パターンの周囲には遮光
帯が形成されており、前記他の分割パターンの周囲には
遮光帯が形成されており、前記１つの分割パターンおよ
び前記他の分割パターンのそれぞれの一部分が互いに補
完されてなるように、前記１つの分割パターンの一部分
が前記他の分割パターンの周囲に形成される遮光帯に形
成されており、前記他の分割パターンの一部分が前記一
の分割パターンの周囲に形成される遮光帯に形成されて
なる請求項６記載のフォトマスク。
【請求項８】前記所望の感光パターンが２つの分割パ
ターンにより形成される請求項６記載のフォトマスク。
【請求項９】前記所望の感光パターンが少なくとも３
つの分割パターンにより形成される請求項６記載のフォ
トマスク。
【請求項１０】前記１つの分割パターンを用いて投影
露光処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パタ
ーンの一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露
光処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パター
ンの一部分に重なるように、前記１つの分割パターンお
よび前記他の分割パターンが形成されてなる請求項６記
載のフォトマスク。
【請求項１１】前記１つの分割パターンを用いて投影
露光処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パタ
ーンの一部分が、前記他の分割パターンを用いて投影露
光処理して前記樹脂からなる膜に転写された分割パター
ンの一部分に０．５〜５μｍ重なる請求項１０記載のフ
ォトマスク。