JP2003248329A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JP2003248329A
JP2003248329A JP2002049796A JP2002049796A JP2003248329A JP 2003248329 A JP2003248329 A JP 2003248329A JP 2002049796 A JP2002049796 A JP 2002049796A JP 2002049796 A JP2002049796 A JP 2002049796A JP 2003248329 A JP2003248329 A JP 2003248329A
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exposure
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Toshiko Koike
稔子 小池
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大面積で性能が高く、生産性の高い半導体装
置及びその製造方法を提供すること。 【構成】 複数分割して露光を行う半導体装置の製造
方法において、1枚目のマスクで一括露光にて形成した
位置合わせ用マークを用いて2枚目以降の複数マスクの
位置合わせを行い、分割露光を行う。ここで、前記位置
合わせ用マークは、Al、Cr、Al−Nd、Cuに代
表される金属膜やSi、SiO 、SiN膜の凹凸パ
ターンである。又、複数分割して露光を行う半導体装置
において、1枚目のマスクで一括露光にて形成した位置
合わせ用マークを用いて2枚目以降の複数マスクの位置
合わせを行い、分割露光を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレ
イ、プラズマディスプレイ、光検出装置、放射線検出装
置等に代表される半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光検出装置、放射線検出装置や大
型の液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等に代表
される半導体装置の製造で用いられる露光方式として
は、パターンを複数マスク及び複数領域に分割し、レン
ズを用い等倍又は拡大(1.25倍)露光を行うステッ
パー( ステップ・アンド・リピート) 方式と、パターン
を一括でミラーを用いて等倍で露光するミラープロジェ
クション方式が一般的である。
【0003】特に、ミラープロジェクション方式は大面
積を一括で露光でき、且つ、露光強度分布が小さいこと
から大きなシェアを占めている。
【0004】又、従来、ミラープロジェクション方式の
露光装置を用いても一括露光できない大面積半導体装置
に関しては分割露光を用いている。
【0005】図7は分割露光で作製した、従来の大面積
光検出装置基板の分割部分の模式的平面図である。
【0006】大面積光検出装置は、光検出素子001と
TFT002とが一対となった画素がマトリックス状に
配置されている。003はTFTの駆動電位を印加する
ためのゲート線、004はTFTより信号を不図示のア
ンプICへと送る信号線、005は光検出素子に共通電
位を印加するバイアス線である。ここでは、マスク上の
画素パターン部分を複数回露光し大面積光検出装置とし
ている。
【0007】従来のミラープロジェクション方式の大型
基板用露光装置では、分割露光パターン間の配列精度は
ステージの機械精度により決定し、3σ≦4.0um程
度と大きいため、配線の断線や画素間のショート等が発
生していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来例に
おいては次のような問題があった。
【0009】即ち、大面積ガラス基板に分割露光を用い
た大面積光検出装置では、分割部分の機械精度による配
列精度(3σ≦4.0um)が画素のパターンルール
(最小加工寸法3um)と比較し低いため、分割部分で
は図7の201のような配線のズレや、図8の202の
ような配線の断線や203のような画素間のショート等
の歩留まり問題が発生していた。
【0010】更に、実際に分割露光により得られる、上
述した配列精度は1回の露光により得られるものではな
く、一旦、露光、現像したテスト基板の配列精度をチェ
ックし、ステージ位置を機械的に補正し、数回の露光・
現像を行うことにより得られる。
【0011】以上のような作業を上述した精度内に入る
まで行うものであり、毎回の作業時間は露光装置の光学
調整状態やステージ位置の状態等で作業時間は大きく変
動する。このため、分割露光時には配線の断線や画素間
のショート等の歩留まり問題が頻繁に発生し、且つ、タ
クトを大きく低下させる原因となっていた。
【0012】以上のように露光装置及びフォトマスクの
一括露光領域よりも大きい大面積光検出装置の従来の作
製方法では、配線の断線や画素間のショートによる歩留
まりの低下や欠陥による画像不良が避けられなかった。
【0013】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、大面積で性能が高く、生産性
の高い半導体装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、複数分割して露光を行う半導体装置の製
造方法において、1枚目のマスクで一括露光にて形成し
た位置合わせ用マークを用いて2枚目以降の複数マスク
の位置合わせを行い、分割露光を行うことを特徴とす
る。
【0015】又、本発明は、複数分割して露光を行う半
導体装置において、1枚目のマスクで一括露光にて形成
した位置合わせ用マークを用いて2枚目以降の複数マス
クの位置合わせを行い、分割露光を行うことを特徴とす
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0017】<実施の形態1>本発明の実施の形態1と
して、ガラス基板上に成膜した第1層目(金属又はSi
膜)で位置合わせ用マークを作成し、第2層では既に形
成された位置合わせマークを用いて素子としての最下層
(基準層)を、良好な配列精度で形成する光検出装置の
製造方法について説明する。 (1)第1層目(位置合わせ用マーク)の形成 ガラス基板上に位置合わせ用親マークとして例えばCr
をスパッタリング法により500A成膜し、図1のフォ
トマスクを用いて一括露光・エッチングを行い、図2の
ような位置合わせようマークを大型ガラス基板103上
に形成する。 (2)第2層目(素子の最下層)の形成 図3は第2層を形成するのに使用するフォトマスクの模
式的平面図である。
【0018】素子としての最下層(基準層)を形成する
ために、例えばAl−Ndをスパッタリング法により1
500A成膜し、TAB接続部A(図4a)、画素部1
(図4b)、画素部2(図4c)、TAB接続部B(図
4d)の4回の分割露光を行う。
【0019】マスク内は大きく3つ(TAB接続部A、
画素部、TAB接続部B)のパターンが数mm間隔で配
置されており、各分割露光時に不必要なパターンは機械
的に遮光される。
【0020】又、マスクよりも大面積の素子をガラス上
に形成するために、本実施の形態では画素部は1つのマ
スクパターンを2個繋げて形成している。
【0021】各露光時の露光位置合わせは、第1層目に
一括露光を用いてCrで形成した位置合わせ用マークを
用いて位置合わせを行う。
【0022】ここで、図5を用いて位置合わせマークを
用いた位置合わせ方法に関して説明する。
【0023】図5aは第1層目で形成した位置合わせマ
ークであり、図5bは第2層目用のフォトマスクに配置
した位置合わせマークである。ここで、図5aは位置合
わせの基準となる親マークと呼び、図5bは子マークと
呼ぶ。位置合わせは基板上に形成された4つの親マーク
とマスクに配置された4つの子マークを重ねて観察し、
X,Yの各2本の子マークの中心に親マークの1本が配
置されるように(図5c参照)オフセット(X,Y)方
向や回転方向の位置補正を行うものである。
【0024】4分割して露光を行った後、現像を行うこ
とでガラス基板上には図4eのような大面積素子が形成
される。 (3)第3層目以降(素子)の形成 第2層目では第1層目との位置合わせ用子マークとは別
に、第3層目以降の位置合わせ(重ね合わせ)用親マー
ク(図4eの107)を形成しておく。
【0025】従って、第3層目以降の露光は従来の重ね
合わせ時と同様に第2層目(基準層)に形成された親マ
ークを用いて位置合わせを行う。
【0026】以上のように形成された光検出装置の画素
の繋ぎ部分の模式的平面図を図6に示す。従来例と異な
り、本実施の形態によると分割部分の配列精度が向上
し、配線の断線及び画素間のショートが発生しない。
【0027】ここでは、画素部分を同じパターンで2回
露光したが、更に大面積化する場合には同様の方法で
3,4,5,…回と露光回数を増やすことで容易に大面
積化ができる。
【0028】以上のような製造方法によって、配線等の
パターン配列精度を3σ≦0.5um程度と従来の1/
8以下に向上させることができ、配線の断線や出力ム
ラ、ライン欠陥が発生することなく大面積化が可能とな
った。
【0029】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形
態2について図面を参照して説明する。
【0030】本発明の実施の形態2として、現像によっ
て形成されたレジスト像による位置合わせ用マークを用
いて、素子としての最下層(基準層)を良好な配列精度
で形成する光検出装置の製造方法について説明する。 (1)レジスト像による位置合わせ用マークの形成 ガラス基板上に素子としての最下層(基準層)を形成す
るために、例えばAl−Ndをスパッタリング法により
1500A成膜する。フォトレジストを塗布し、図1の
フォトマスクを用いて一括露光・現像・ポストベーク行
い、図2のような位置合わせパターンのレジスト像を大
型ガラス基板103上に形成する。 (2)第1層目(素子の最下層)の形成 図3は第1層目(素子の最下層)を形成するのに使用す
るフォトマスクの模式的平面図である。
【0031】(1)でAl−Ndが成膜され、その上に
位置合わせマークがレジスト像にて形成された基板に、
再度レジストを塗布する。
【0032】素子としての最下層(基準層)を形成する
ために、(1)で一括露光で形成した位置あわせマーク
(レジスト像)を用い、TAB接続部A(図4a)、画
素部1(図4b)、画素部2(図4c)、TAB接続部
B(図4d)の4回の分割露光を行う。
【0033】4分割して露光を行った後、現像を行うこ
とでガラス基板上には図4eのような大面積素子が形成
される。
【0034】又、一括露光で形成したレジスト像はこの
後の剥離工程でなくなる。 (3)第2層目以降(素子)の形成 第1層目ではレジスト像親マークとの位置合わせ用子マ
ークとは別に、第2層目以降の位置合わせ(重ね合わ
せ)用親マーク(図4eの107)を形成しておく。
【0035】従って、第2層目以降の露光は従来の重ね
合わせ時と同様に第1層目に形成された親マークを用い
て位置合わせを行う。
【0036】以上のように形成された光検出装置の画素
の繋ぎ部分の模式的平面図を図6に示す。従来例と異な
り、本実施の形態によると分割部分の配列精度が向上
し、配線の断線及び画素間のショートが発生しない。
【0037】ここでは、画素部分を同じパターンで2回
露光したが、更に大面積化する場合には同様の方法で
3,4,5,…回と露光回数を増やすことで容易に大面
積化ができる。
【0038】以上のような製造方法によって、配線等の
パターン配列精度を3σ≦0.5um程度と従来の1/
8以下に向上させることができ、配線の断線や出力ム
ラ、ライン欠陥が発生することなく大面積化が可能とな
った。
【0039】<実施の形態3>次に、本発明の実施の形
態3について図面を参照して説明する。
【0040】本発明の実施の形態3として、ガラス基板
をエッチングして形成した位置合わせ用マークを用い
て、素子としての最下層(基準層)を良好な配列精度で
形成する光検出装置の製造方法について説明する。 (1)ガラス基板のエッチングによる位置合わせ用マー
クの形成 ガラス基板上にフォトレジストを塗布し、図1のフォト
マスクを用いて一括露光・現像・ポストベークを行う。
RIEを用いてガラスのエッチングを行い、図2のよう
な位置合わせパターンを大型ガラス基板103上に形成
する。 (2)第1層目(素子の最下層)の形成 図3は第1層を形成するのに使用するフォトマスクの模
式的平面図である。
【0041】素子としての最下層(基準層)を形成する
ために、例えばAl−Ndをスパッタリング法により1
500A成膜し、TAB接続部A(図4a)、画素部1
(図4b)、画素部2(図4c)、TAB接続部B(図
4d)の4回の分割露光を行う。
【0042】4分割して露光を行った後、現像を行うこ
とでガラス基板上には図4eのような大面積素子が形成
される。 (3)第2層目以降(素子)の形成 第1層目では、ガラスで形成された位置合わせマーク用
の子マークとは別に、第2層目以降の位置合わせ(重ね
合わせ)用親マーク(図4eの107)を形成してお
く。
【0043】従って、第2層目以降の露光は従来の重ね
合わせ時と同様に第1層目に形成された親マークを用い
て位置合わせを行う。
【0044】以上のように形成された光検出装置の画素
の繋ぎ部分の模式的平面図を図6に示す。従来例と異な
り、本実施の形態によると分割部分の配列精度が向上
し、配線の断線及び画素間のショートが発生しない。
【0045】ここでは、画素部分を同じパターンで2回
露光したが、更に大面積化する場合には同様の方法で
3,4,5,…回と露光回数を増やすことで容易に大面
積化ができる。
【0046】以上のような製造方法によって、配線等の
パターン配列精度を3σ≦0.5um程度と従来の1/
8以下に向上させることができ、配線の断線や出力ム
ラ、ライン欠陥が発生することなく大面積化が可能とな
った。
【0047】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、露光装置及びフォトマスクの一括露光領域より
も大きい大面積ガラス基板を用い分割露光を行う製造方
法に関して、 分割露光間の配列精度を従来の約i/8である3σ≦
0.5umとすることがができた。
【0048】分割露光によるマスク繋ぎ部分における
配線の断線や画素のショート、配線のズレ等による出力
ムラ、ライン欠陥が発生することなく大面積化が可能と
なった。
【0049】安定した工程タクトが得られ、生産性が
向上した。という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1〜3で最初の位置合わせ
用親マークの形成で用いるフォトマスクの模式的平面図
である。
【図2】本発明の実施の形態1〜3で図1のフォトマス
クにより形成される位置合わせ用親マークの模式的配置
図である。
【図3】本発明の実施の形態1〜3で素子として用いる
最下層(基準層)の形成で用いるフォトマスクの模式的
平面図である。
【図4】本発明の実施の形態1〜3で図3のフォトマス
クにより形成されるパターンの模式的配置図である。
【図5】本発明の実施の形態1〜3で用いる位置合わせ
用マークの模式的平面図である。
【図6】本発明の実施の形態1〜3により形成された画
素の分割部分の模式的画素配置図である。
【図7】従来の分割露光で作製した大面積光検出装置の
分割露光部分の第1の模式的平面図である。
【図8】従来の分割露光で作製した大面積光検出装置の
分割露光部分の第2の模式的平面図である。
【符号の説明】
001 光検出素子 002 TFT 003 ゲート線 004 信号線 005 バイアス線 006 間隔 007 ガラス基板 008 分割位置 101 位置合わせ用親マーク 102 フォトマスク 103 大型ガラス基板 104 TAB接続部A 105 画素部 106 TAB接続部B 107 位置合わせ用子マーク及び次層以降用重ね合わ
せ用親マーク 108 位置合わせ用子マーク 201 配線のズレ 202 配線の断線 203 画素間のショート

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数分割して露光を行う半導体装置の製
    造方法において、 1枚目のマスクで一括露光にて形成した位置合わせ用マ
    ークを用いて2枚目以降の複数マスクの位置合わせを行
    い、分割露光を行うことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 前記位置合わせ用マークは、Al、C
    r、Al−Nd、Cuに代表される金属膜やSi、Si
    、SiN膜の凹凸パターンであることを特徴とす
    る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記位置合わせ用マークは、レジスト像
    の凹凸パターンであることを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記位置合わせ用マークは、基板をエッ
    チングした凹凸パターンであることを特徴とする請求項
    1記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記半導体装置は、ガラスを基板として
    使用していることを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置の製造方法。
  6. 【請求項6】 複数分割して露光を行う半導体装置にお
    いて、 1枚目のマスクで一括露光にて形成した位置合わせ用マ
    ークを用いて2枚目以降の複数マスクの位置合わせを行
    い、分割露光を行うことを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記位置合わせ用マークは、Al、C
    r、Al−Nd、Cuに代表される金属膜やSi膜の凹
    凸パターンであることを特徴とする請求項6記載の半導
    体装置。
  8. 【請求項8】 前記位置合わせ用マークは、レジスト像
    の凹凸パターンであることを特徴とする請求項6記載の
    半導体装置。
  9. 【請求項9】 前記位置合わせ用マークは、基板をエッ
    チングした凹凸パターンであることを特徴とする請求項
    6記載の半導体装置。
  10. 【請求項10】 前記半導体装置は、ガラスを基板とし
    て使用していることを特徴とする請求項6に記載の半導
    体装置。
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