[發明專利]薄膜晶體管的制造方法和使用了網目調型掩模的曝光方法

無效

• 申請號: 200810175143.0
• 申請日: 2006-04-03
• 公開（公告）號: CN101452858A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 山口弘高;松村正清;谷口幸夫
• 申請（專利權）人: 株式會社液晶先端技術開發中心
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/027;G03F7/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

本申請是于2006年4月3日提交的、申請號為200610071921.2的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及在玻璃基板上形成薄膜晶體管用的方法和使用網目調型掩模(half-tone?mask)對玻璃基板上的光刻膠進行曝光的方法。

背景技術

在液晶顯示面板那樣的顯示面板用的玻璃基板上形成的結晶性薄膜晶體管(以下稱為「TFT」)中為了提高工作性能研究了使TFT實現微細化的方法。

形成TFT的玻璃基板在面內其板厚偏差與半導體晶片的板厚偏差相比顯著地大。該玻璃基板在每一邊為100mm的正方形的面積中存在約9μm(約9μm/100mm□)這樣的大的板厚偏差(起因于表面粗糙度或基板本身的板厚分布)。

在上述那樣的玻璃基板上形成TFT時，在該玻璃基板上的光刻膠的曝光中，與對半導體晶片基板上的半導體器件制造用的曝光相比，需要深的焦深。即，在使TFT實現微細化來制造時，如果提高此時使用的曝光裝置的解像度，則同時必須使焦深不變淺、TFT用的曝光裝置的解像度現在約為1.5μm或3μm。如果該曝光裝置打算使解像度比上述值高，則焦深變淺。

如果解像度成為例如超過0.8μm的高解像度，則其焦深比作為形成TFT的基板的玻璃的板厚偏差、即9μm/100mm□淺，不能用玻璃基板上的光刻膠形成所希望的抗蝕劑圖案。在對具有大的板厚偏差的玻璃基板上的光刻膠進行曝光的情況下，由于該光刻膠面的高低差大，故對曝光裝置的光學系統要求更深的焦點。在制造TFT的曝光工序中，有需要深的焦深的接觸孔的形成工序。在該情況下的光刻膠的膜厚中，由于通常曝光時的焦深比線類圖案的情況淺，故必須在不使其變淺的方面下工夫。

例如，形成0.5μm□的接觸孔的情況的焦深為±0.9μm，非常淺。如果為了利用曝光裝置進行在玻璃基板上形成的TFT的制造而形成這樣的接觸孔，則由于不符合焦深的區域寬，故在接觸孔的底部留下光刻膠，開不出貫通光刻膠的孔。其結果，不能取得例如與源區或漏區的接觸。

此外，形成TFT時的曝光用的接觸孔一般具有正方形的形狀。通過經這樣的掩模對光刻膠進行曝光在光刻膠中形成的TFT用的接觸孔的角部變圓，成為大致圓形。其結果，在上述的曝光方法中，難以形成貫通光刻膠的孔。

在曝光技術中，在非專利文獻1的第39頁至40頁中記載了網目調型的移相掩模(在本說明書中，簡單稱為「網目調型掩模」)使解像度和焦深提高的情況。

此外，在專利文獻1記載了使用網目調型掩模對半導體元件用的半導體晶片或在顯示面板用的玻璃基板上形成的半導體薄膜等的加工工序中被使用的抗蝕劑進行曝光的技術。

【非專利文獻1】平成9年2月25日オ-ム社發行「超微細加工技術」

【專利文獻1】特開2003-234285號公報

在非專利文獻1的第40頁中記載了曝光裝置的數值孔徑NA是0.5，相干因子σ是0.2。這些值如非專利文獻1中記載的那樣，是集成電路(LSI)用的值。

在顯示基板用的玻璃基板上形成TFT的情況下，考慮單位時間的產量來決定對玻璃基板上的光刻膠的每1次的曝光面積，由于該曝光面積大，故雖然解像度也是重要的，但更重視的是焦深。這是因為，如上所述，玻璃基板的板厚偏差比LSI用Si晶片的板厚偏差大很多。

但是，在非專利文獻1中未記載在顯示基板用的玻璃基板上形成TFT時的曝光中使焦深變得更深用的曝光光學系統的種類、數值孔徑NA、相干因子σ等的具體數值。

專利文獻1中也主要有關于LSI用Si晶片的記載，但未記載在顯示基板用的玻璃基板上形成TFT時的曝光中得到必要的焦深用的曝光光學系統的種類、數值孔徑NA或相干因子σ等的具體數值。

如上所述，還不知道為了進行在顯示基板用的玻璃基板上形成的抗蝕劑的曝光、特別是為了進行結晶性TFT用的接觸孔的制造而得到更深的焦深那樣的曝光用光源的種類、相干因子σ、所使用的曝光光學系統的種類和數值孔徑NA等。

發明內容

本發明的目的在于提供能形成完全貫通抗蝕劑的接觸孔的薄膜晶體管的制造方法。

本發明的另一目的在于提供使用了在制造在顯示基板用的玻璃基板那樣板厚偏差大的基板上形成的TFT用的曝光中得到合適深度的焦深的網目調型的移相掩模的曝光方法。

與本發明有關的薄膜晶體管的第1至第3制造方法都包含經掩模將來自光源的光線照射到在玻璃基板上形成的未完成的TFT上的感光材料膜即光刻膠上在該光刻膠上形成接觸孔的工序，使用i線作為上述光線。