JPS61100754A - 適正露光時間の検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフォトリソグラフィに必要な感光性樹脂膜の適
正露光時間の検出方法に係り、特に、露光時間が試料毎
に大幅に異なる場合でも、試料毎の露光状態をモニター
して適正露光を行う方法に関するものである。

半導体の製造工程ではフォトリソグラフィの技術を使用
して微細加工を行っているが、感光性樹脂膜の露光時間
が適正でないと、後工程でパターニング精度やマスキン
グ性能に悪影響が生ずるので、感光性樹脂膜に対して適
正な露光時間を決める必要がある。

アモルファスシリコン薄膜トランジスタ製造工程ではパ
ターニング精度を上げるために、予め形成された下部電
極をマスクとして使用し、下部電極と上部電極のマスク
合わせが不要となるセルフアライメント背面露光法が採
用されている。

第５図はアモルファス薄膜シリコントランジスタのパタ
ーニング工程を説明するための図である。

第５図（３）は露光工程を示す図で、ガラス基板ｌ上に
クロムの下部電極２およびこのトランジスタで駆動され
る表示デバイスの表示電極１２が形成され、その上に窒
化シリコンの絶縁膜３、アモルファスシリコン薄膜４お
よび酸化シリコンの保護膜５が連続して成膜され、その
上に感光性樹脂膜６が形成され、ガラス戸板１側より光
が照射されている。この時、下部電極２が光を遮断して
マスクの作用をするので、下部電極２に一致した位置ず
れのないパターニングがなされる。この感光性樹脂膜６
は紫外線の領域に感度があり、光の照射により分解する
。

第５図（ｂｌは現像および保護膜除去工程を示す図で、
光照射された部分の感光性樹脂膜６が分解して現像剤で
除去され、続いて、酸化シリコンの保護膜５がエソチン
ダされる。

第５図（Ｃ）は上部電極形成工程を示す図で、オーミッ
クコンタクトのためのｎ“アモルファスシリコン膜７お
よびアルミニウムの上部電極８が蒸着される。

第５図（ｄ）はリフトオフおよび素子分離工程を示す図
で、光の照射されなかった部分の感光性樹脂膜６がＡＺ
１３５０のリフトオフ剤によってｎ゛ア７モルフアスシ
リコン膜７びアルミニウムの上部電極８と共に剥離され
引き続いて、複数のトランジスタに分離するための素子
分離がなされる。

第５図（ｅ）は遮光膜およびコンタクト形成工程を示す
図で、ポリイミドの眉間絶縁層９．アルミニウムの遮光
膜１０および上部電極と表示電極１２を接１、・　　　
　　　続するためのコンタクト電極１１が形成されて薄
膜トランジスタが完成される。

この背面露光法はマスクを使用する露光方法に比べ、位
置精度が著しく向上する反面、光吸収の大きなアモルフ
ァスシリコン薄膜４を通して（き光性樹脂膜６に光が照
射されるので、アモルファスシリコン薄膜４の膜厚や膜
質の僅かな差異が光通過率の大きな差となり、４正な露
光時間を決めることが非常に困難で、容易に露光時間の
決められる方法が要望されている。

〔従来の技術〕

アモルファスシリコン薄膜は光吸収係数が大きいために
、成膜条件の異なる試料間の光透過率のばらつきが大き
くなり、一度適正な露光時間を決定しても、別の試料に
はその露光時間は適用できない。

そこで、従来は露光条件決定用のモニター試料を、トラ
ンジスタ製作用のアモルファスシリコン膜と同時に作り
、このモニター試料をトランジスタ製作用の本試料の前
に、アモルファスシリコン股上に感光性樹脂膜を形成し
て時間を種々変えて露光し、続いて現像してその中から
パターニング状態の最も良い試料を探し、その試料の露
光時間をトランジスタ製作用の適正露光時間と見做して
成膜毎にテスト露光を行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の適正露光時間の決定にあっては、成膜毎にモ
ニター試料で露光、現像する必要があり、露光条件決定
が即時にできないという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解消した適正露光時間の検出方
法を提供するもので、その手段は、感光性樹脂膜を透過
した光を測定し、その透過光の時間変化が所定値以下に
なった時を露光完了とする適正露光時間の検出方圧によ
って解決される。

〔作用〕

上記適正露光時間の検出方法においては、感光性樹脂膜
に光が照射されると、特定の波長領域の光を吸収して光
化学反応を起こす。光化学反応が進むと光の吸収は次第
に少な（なり、感光性樹脂膜を透過する光が増加する。

光化学反応が完了する（適正露光の状態）と光の吸収は
最小になり、それ以降は透過光は一定となり増加しない
。従−２て、透過光を測定してその増加量の時間変化が
零、または、零に非常に近くなると露光が完了したこと
が判明する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図および第２図は本発明の詳細な説明するための図
である。

第１図はポジ型感光性樹脂の露光による光吸収特性の変
化を示す図で、曲線■は未露光の感光性樹脂の光吸収を
示し、３４０ｎｍ〜４００ｎｍ付近の感度ビークに対応
して光吸収を示している。曲線■は露光が完了した感光
性樹脂の光吸収を示し、３４０ｎｍ〜４００ｎｍ付近で
は僅かな光吸収しか示さず、曲線■に示した露光前後の
光吸収の差のグラフから判るように未露光と露光完了の
感光性樹脂では大きな差異が認められる。

第２図は横軸に露光時間を、縦軸に透過光の強度をとっ
た時の感光性樹脂の透過光の変化を示す図で、露光時間
とともに透過光が増加し、遂には飽和する。この飽和点
が光化学反応の終了点、即ち、露光完了点である。

なお、感光性樹脂には適正露光量に多少マージンがある
ので、試料内の光の分布、膜質、膜厚の分布等を考慮し
、このようにして求めた露光時間Ｔを基準にして一定の
係数（１＋α）（但し、αは０．１〜２．０）を乗じ、
Ｔ（１＋α）を適正露光時間とするのが望ましい。一実
施例ではα−０，３が適当であった。

第３図は本発明の一実施例である適正露光時間の検出方
法を示す図で、ガラス基板２１への照射光２４はマスク
２２を通り、感光性樹脂膜２３で光化学反応に寄与して
一部が吸収され、透過光２５が光検出器２６に入る。光
ディテクタ２６はレコーダ２７に接続されて、時間と共
に透過光２５の変化が記録され、グラフより透過光２５
の飽和点を知ることができる。

第４図は本発明の一実施例である適正露光時間７　　　
　の検出方法を使用した自動適正露光システムを示す図
で、試料３２は光源３１により照射され、その透過光が
光検出器３３で電気信号に変換されて増幅器３４に入り
、その出力が微分回路３５で微分されてコンパレータ３
６で予め設定された透過光の時間変化量と比較され、そ
れ以−下になると露光完了として光源制御信号を露光機
電源３７に送り、光源３１を遮断する。

なお、ここで用いられる光検出器の波長感度を感光性樹
脂の光吸収特性の変化の波長依存性に合わせるために、
光検出器の前にカラーフィルタを入れることが望ましい
。また、コンパレータ３６で予め設定される透過光の時
間変化量は理想的には零であるが、試料内の照射光分布
、膜質、膜厚分布等により零に近い値に設定し、コンパ
レータ３６で決定された露光時間に前記試料内の照射光
分布。

膜質、膜厚分布等を考慮した補正係数（ｌ＋α）を乗じ
た時間後に光源制御信号を露光機型＃３７に送り、光源
３１を遮断することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、透過光の時間変化
を検出して、その時間変化量が所定値以下になる時を露
光完了とするために、試料間の透過率のばらつきに関係
なく、常に適正な露光時間が決定できるといった効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の詳細な説明するための図
、 第３図は本発明の一実施例である適正露光時間の検出方
法を示す図、 第４図は本発明の一実施例である適正露光時間の検出方
法を使用した自動適正露光システムを示す図、 第５図はアモルファス薄膜シリコントランジスタのバタ
ーニング工程を説明するための図である。 図において、 １．２１はガラス基板、　２は下部電極、３は絶縁膜、 ４はアモルファスシリコン薄膜、 ５ば保護膜、　　　　　６．２３は感光性樹脂膜、７は
ｎ“アモルファスシリコン膜、 ８は上部電極、　　　　　９は眉間絶縁層、１０は遮光
膜、　　　　　１１はコンタクト電極、１２は表示電極
、　　　　２２はマスク、２４は照射光、　　　　　２
５は透過光、２６、３３は光検出器、　　２７はレコー
ダ、３１は光源、　　　　　　３２は試料、３４は増幅
器、　　　　　３５は微分回路、３６はコンパレータ、
　　３７は露光機電源、をそれぞれ示す。 第１図 遥４　（ｎ、ｍ） 第２図 ｆＡ　３図 ％

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 感光性樹脂膜に光を照射して該感光性樹脂膜からの透過
   光強度を測定し、該透過光強度の時間変化量を検知して
   露光完了とすることを特徴とする適正露光時間の検出方
   法。