JP3304671B2 - Method and apparatus for manufacturing thin film transistor - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing thin film transistorInfo
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03F7/70466—Multiple exposures, e.g. combination of fine and coarse exposures, double patterning or multiple exposures for printing a single feature
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイの画
素表示のスイッチング等に用いられる薄膜トランジスタ
の製造方法及び製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a thin film transistor used for switching a pixel display of a liquid crystal display.
【０００２】[0002]
【従来の技術】コントラスト比が高く良質な画像の得ら
れるアクティブマトリクス型液晶ディスプレイは、急激
に市場規模を拡大している。今後、該液晶ディスプレイ
の大画面化、高精細化が進みゲート配線の時定数が増加
すれば、ゲート信号遅延による表示輝度傾斜という問題
が発生すると予想される。そのためゲート配線容量及び
抵抗の低減が必要になる。そして、ゲート配線容量を低
減するためには、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略
称する）のゲート電極とソース／ドレイン電極との端部
同志の「重なり部分」に形成される容量、すなわち、端
部重なり部分の面積(または、端部重なり部分のセルフ
アライメント寸法)をできるだけ小さくする必要があ
る。2. Description of the Related Art The market size of active matrix type liquid crystal displays capable of obtaining high-quality images with a high contrast ratio is rapidly expanding. In the future, if the size and resolution of the liquid crystal display are increased and the time constant of the gate wiring is increased, it is expected that a problem of display luminance gradient due to a gate signal delay will occur. Therefore, it is necessary to reduce the capacitance and resistance of the gate wiring. In order to reduce the gate wiring capacitance, the capacitance formed at the “overlapping portion” between the end portions of the gate electrode and the source / drain electrode of the thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT), that is, the end overlap It is necessary to reduce the area of the portion (or the self-alignment dimension of the overlapping portion at the end) as much as possible.
【０００３】このため、特公平６−３０３６０号公報に
は、背面露光によるセルフアライン（自己整合）やイオ
ンドーピングによるセルフアラインを行い、セルフアラ
イメント寸法(端部重なり部分の面積)を小さくする技術
が、開示されている。[0003] For this reason, Japanese Patent Publication No. 6-30360 discloses a technique for performing self-alignment (self-alignment) by back exposure or self-alignment by ion doping to reduce the self-alignment dimension (the area of the overlapping portion at the end). , Has been disclosed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、未だ満足のいくセルフアライン技術でなく、
ゲート電極とソース／ドレイン電極のセルフアライメン
ト寸法が５(μｍ)以上であったり、ＴＦＴ製造工程が複
雑化するという問題があった。即ち、電極加工時にマス
クを用いて、ホトレジスト（感光性有機薄膜材料）をパ
ターニングする従来の露光装置には、以下のような問題
があるため、ゲート電極とソース／ドレイン電極をセル
フアラインすることができなかった。これについて、従
来の露光装置内に配置されたＴＦＴ基板の断面図である
図９を、参照しながら説明する。However, the above prior art is not yet a satisfactory self-alignment technology,
There have been problems that the self-alignment dimension between the gate electrode and the source / drain electrode is 5 (μm) or more, and that the TFT manufacturing process is complicated. That is, the conventional exposure apparatus for patterning a photoresist (photosensitive organic thin film material) using a mask at the time of electrode processing has the following problems. Therefore, it is necessary to self-align the gate electrode and the source / drain electrode. could not. This will be described with reference to FIG. 9, which is a cross-sectional view of a TFT substrate disposed in a conventional exposure apparatus.
【０００５】正スタガ構造のＴＦＴは、ガラス基板41上
にソース電極42，ドレイン電極43，半導体層44及び絶縁
層45を順次積層したＴＦＴ基板46からなり、さらに、該
絶縁層45上にパターニングする前のホトレジスト17を塗
布し、その後、ゲート線幅を規定するホトマスク12をガ
ラス基板41の裏面（各積層薄膜がない面）に密着させ
て、水銀ランプ等からなる露光手段55にて、紫外光39を
ホトマスク12側から照射し、ホトレジスト17を露光し
て、製造されるものである。The TFT having the normal stagger structure is composed of a TFT substrate 46 in which a source electrode 42, a drain electrode 43, a semiconductor layer 44, and an insulating layer 45 are sequentially laminated on a glass substrate 41, and is further patterned on the insulating layer 45. The front photoresist 17 is applied, and then the photomask 12 for defining the gate line width is brought into close contact with the back surface of the glass substrate 41 (the surface on which there is no laminated thin film). 39 is illuminated from the photomask 12 side, and the photoresist 17 is exposed to light.
【０００６】即ち、ホトマスクとして作用するソース電
極42及びドレイン電極43と、ガラス基板41と、ホトマス
ク12とを透過した紫外光39は、両マスクの共通光透過領
域に一致した共通光パターンで、ホトレジスト17を露光
する。That is, the ultraviolet light 39 transmitted through the source electrode 42 and the drain electrode 43 acting as a photomask, the glass substrate 41, and the photomask 12 has a common light pattern corresponding to a common light transmission region of both masks, and is formed by a photoresist. Expose 17
【０００７】一般に、異なるパターンを有する複数の遮
光体としてのホトマスクの共通光パターンで、被露光体
としてのホトレジストを露光する場合は、複数の異なる
パターンの影がホトレジストに投影されるよう、感光光
を発する光源は配置される。In general, when a photoresist as an object to be exposed is exposed with a common light pattern of a plurality of photomasks as light shielding bodies having different patterns, photosensitive light is projected so that shadows of a plurality of different patterns are projected on the photoresist. Are disposed.
【０００８】従って、ガラス基板41上に、一方のホトマ
スクとしてのソース／ドレイン電極42，43が固着され、
且つ、該ソース／ドレイン電極上に、ホトレジスト17が
塗布された図９に示されたＴＦＴ基板であって、そのホ
トレジスト17を露光する場合であれば、他方のホトマス
ク12は、ホトレジスト17が塗布されていない側、すなわ
ち、ガラス基板41側に、感光光を発する光源としての露
光手段55が、必ず設置されることになる。Therefore, source / drain electrodes 42 and 43 as one photomask are fixed on the glass substrate 41,
Further, if the photoresist 17 is exposed on the TFT substrate shown in FIG. 9 in which a photoresist 17 is coated on the source / drain electrodes, the other photoresist 12 is coated with the photoresist 17. On the other side, that is, on the glass substrate 41 side, an exposing means 55 as a light source for emitting photosensitive light is necessarily installed.
【０００９】換言すれば、感光光を発する光源，他方の
ホトマスク，ガラス基板，ソース／ドレイン電極，ホト
レジストの順に配置され、異なるパターンを有する複数
のホトマスクの共通光パターンで、感光光がホトレジス
トを露光することになる。In other words, the photosensitive light is exposed by a common light pattern of a plurality of photomasks having different patterns, arranged in the order of a light source for emitting photosensitive light, the other photomask, a glass substrate, source / drain electrodes, and photoresist. Will do.
【００１０】そして、ホトレジスト17にポジ型レジスト
材料を用いて露光／洗浄すれば、ＴＦＴ基板46上のホト
レジストパターン以外の領域に、ホトレジスト17が残
る。この残ホトレジスト上に、ゲート電極用金属薄膜を
堆積後、ホトレジスト17を剥離すれば、ホトレジスト17
上の金属薄膜が同時に除去される。この除去(リフトオ
フ)によって形成されたゲート電極のパターンは、上記
の共通光パターンとほぼ一致した形状となるはずであ
る。If the photoresist 17 is exposed / washed using a positive resist material, the photoresist 17 remains in a region other than the photoresist pattern on the TFT substrate 46. After depositing a metal thin film for a gate electrode on the remaining photoresist, the photoresist 17 is peeled off.
The upper metal thin film is removed at the same time. The pattern of the gate electrode formed by this removal (lift-off) should have a shape substantially matching the above-mentioned common light pattern.
【００１１】ところが、上記の露光方法では、ホトマス
クとして作用するソース及びドレイン電極42，43と、ホ
トマスク12との間に、ガラス基板41が介在する。ガラス
基板41の厚さが１(ｍｍ)以上であるため、紫外光39が、
ガラス基板41を透過する間に拡散する。すなわち、ホト
マスク12の端部においてパターンの解像度が回析現象で
落ち、ホトレジスト17上のホトレジストパターンが(パ
ターン端部における露光位置が)「ぼける」ことになる。
即ち、ソース及びドレイン電極42，43とゲート電極との
正しいセルフアラインが困難であり、正確なセルフアラ
イメント構造が形成できない問題があった。However, in the above exposure method, the glass substrate 41 is interposed between the source and drain electrodes 42 and 43 acting as a photomask and the photomask 12. Since the thickness of the glass substrate 41 is 1 (mm) or more, the ultraviolet light 39
It diffuses while transmitting through the glass substrate 41. In other words, the resolution of the pattern at the end of the photomask 12 is reduced due to the diffraction phenomenon, and the photoresist pattern on the photoresist 17 is "blurred" (the exposure position at the pattern end).
That is, it is difficult to correctly align the source and drain electrodes 42 and 43 with the gate electrode, and there is a problem that an accurate self-alignment structure cannot be formed.
【００１２】したがって、本発明の目的は、ゲート電極
とソース／ドレイン電極とが正確にセルフアラインされ
る薄膜トランジスタの製造方法及び製造装置を提供する
ことにある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for manufacturing a thin film transistor in which a gate electrode and a source / drain electrode are accurately self-aligned.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する薄膜
トランジスタの製造方法は、異なるパターンを有する複
数の遮光体と被露光体とを透過させた、前記被露光体を
感光しない波長(ｎｍ)の不感光光を、前記複数の遮光体
の異なるパターンに共通し前記不感光光が透過した領域
に一致する共通光パターンを有し、かつ、前記被露光体
を感光する波長(ｎｍ)を有する感光光に変換し、該感光
光を前記被露光体側の方向に反復発光し反復した前記感
光光によって、薄膜トランジスタ基板上に塗布された前
記被露光体を露光するものである。According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor, which comprises transmitting a plurality of light-shielding members having different patterns and an object to be exposed to a wavelength (nm) at which the object to be exposed is not exposed. Non-photosensitive light has a common light pattern that is common to the different patterns of the plurality of light-shielding bodies and coincides with an area where the non-photosensitive light has passed, and has a wavelength (nm) that sensitizes the object to be exposed. The exposure light is converted into light, the photosensitive light is repeatedly emitted in the direction toward the object to be exposed, and the object to be exposed coated on the thin film transistor substrate is exposed by the repeated photosensitive light.
【００１４】また、上記目的を達成する薄膜トランジス
タの製造装置は、ホトレジストを感光するための露光手
段を備え、異なるパターンを有する複数のホトマスクを
用いて、薄膜トランジスタ基板上に塗布された前記ホト
レジストを露光し、薄膜トランジスタを製造する薄膜ト
ランジスタの製造装置において、前記露光手段は、光投
射手段と反復光源手段とを備えるものであって、前記光
投射手段は、前記ホトレジストを感光しない波長(ｎｍ)
の不感光光を発光し、該不感光光を前記複数のホトマス
クと該複数のホトマスク間に挟設した前記ホトレジスト
とを透過させ、前記複数のホトマスクの異なるパターン
に共通し透過した領域に一致する共通光パターンを描く
前記不感光光でもって前記反復光源手段を照射するため
の手段であり、前記反復光源手段は、該共通光パターン
で前記反復光源手段を照射した前記不感光光を、前記共
通光パターンと同一パターンを有し、かつ、前記ホトレ
ジストを感光する波長(ｎｍ)を有する感光光に変換し、
該感光光を前記光投射手段側の方向に反復発光し、前記
反復光源手段に近接または密着させた前記ホトレジスト
を露光するための手段であることによって達成される。Further, the thin film transistor manufacturing apparatus for achieving the above object is provided with an exposure means for exposing the photoresist, and exposing the photoresist applied on the thin film transistor substrate using a plurality of photomasks having different patterns. In a thin-film transistor manufacturing apparatus for manufacturing a thin-film transistor, the exposure unit includes a light projection unit and a repetitive light source unit, and the light projection unit does not expose the photoresist to a wavelength (nm).
The non-photosensitive light is emitted, and the non-photosensitive light is transmitted through the plurality of photomasks and the photoresist interposed between the plurality of photomasks, and coincides with an area common to different patterns of the plurality of photomasks and transmitted. Means for irradiating the repetitive light source means with the non-photosensitive light which draws a common light pattern, wherein the repetitive light source means irradiates the non-photosensitive light irradiating the repetitive light source means with the common light pattern with the common light pattern. Having the same pattern as the light pattern, and converted to photosensitive light having a wavelength (nm) that sensitizes the photoresist,
This is achieved by a means for repeatedly emitting the photosensitive light in the direction toward the light projecting means, and exposing the photoresist which is brought into close or close contact with the repetitive light source means.
【００１５】[0015]
【作用】上記構成によれば、光投射手段は、不感光光を
投射し、複数のホトマスクに共通した領域を透過した不
感光光にて反復光源手段を照射する。反復光源手段は、
透過した不感光光が反復光源手段上に描く共通光パター
ンに基づいて、該共通光パターンと一致したパターンの
感光光を光投射手段側の方向へ反復発光する。そして、
反復発光された感光光、すなわち、共通光パターンに一
致した反復光パターンを有する感光光でホトレジストを
露光する。According to the above construction, the light projection means projects the non-photosensitive light and irradiates the repetitive light source means with the non-photosensitive light transmitted through the area common to the plurality of photomasks. The repetitive light source means
Based on the common light pattern drawn by the transmitted non-photosensitive light on the repetitive light source means, the photosensitive light having a pattern coincident with the common light pattern is repeatedly emitted in the direction toward the light projecting means. And
The photoresist is exposed to repetitively emitted photosensitive light, that is, photosensitive light having a repetitive light pattern that matches the common light pattern.
【００１６】換言すれば、感光光を発する光源，他方の
ホトマスク，ホトレジスト，ソース／ドレイン電極，ガ
ラス基板の順に配置しても、異なるパターンを有する複
数のホトマスクの共通光パターンで、ホトレジストを露
光することができる。これにより、共通光パターンにほ
ぼ一致したホトレジストパターンが得られる。In other words, even if the light source for emitting the photosensitive light, the other photomask, the photoresist, the source / drain electrodes, and the glass substrate are arranged in this order, the photoresist is exposed with a common light pattern of a plurality of photomasks having different patterns. be able to. As a result, a photoresist pattern substantially matching the common light pattern can be obtained.
【００１７】すなわち、ソース／ドレイン電極42，43と
ホトマスク12とを近接させることができる構造と為し、
感光光が拡散しないようにしてホトレジスト17を露光
し、正確なセルフアライメント構造を形成するものであ
る。これについて、図１を参照し詳説する。In other words, the source / drain electrodes 42 and 43 and the photomask 12 are configured to be close to each other.
The photoresist 17 is exposed so that the photosensitive light is not diffused, and an accurate self-alignment structure is formed. This will be described in detail with reference to FIG.
【００１８】図１は、本発明による薄膜トランジスタの
製造装置に用いられる露光装置の作用を説明する図であ
る。光投射手段11から発光された、ホトレジスト17を感
光しない波長の不感光光としての投射光は、 一方の遮
光体としてのホトマスク12，被露光体としてのホトレジ
スト17，他方の遮光体としてのホトマスク13を透過す
る。尚、ホトマスク12とホトマスク13とは、異なるパタ
ーンを有する。そして、その投射光によって、投射光が
各ホトマスクに共通して透過する共通光透過領域に一致
した共通光パターン18と、共通影領域に一致した共通影
19パターンとに別れて成る二次元の投影図形14が、反復
光源手段15上に投影される。なお、この投影図形14は実
際には存在せず、仮りに説明上から描いたものである。
そして、投射光は、反復光源手段15上の共通光パターン
18に当たる部分を照射する。FIG. 1 is a view for explaining the operation of an exposure apparatus used in a thin film transistor manufacturing apparatus according to the present invention. The projection light emitted from the light projection means 11 as a non-photosensitive light having a wavelength that does not expose the photoresist 17 is a photomask 12 as one light shield, a photoresist 17 as an object to be exposed, and a photomask 13 as the other light shield. Through. The photomask 12 and the photomask 13 have different patterns. Then, the common light pattern 18 corresponding to the common light transmitting area through which the projection light is transmitted in common to each photomask and the common shadow pattern matching the common shadow area by the projection light.
A two-dimensional projected figure 14 divided into 19 patterns is projected on the repetitive light source means 15. It should be noted that the projected figure 14 does not actually exist but is tentatively drawn from the description.
Then, the projected light is a common light pattern on the repetitive light source means 15.
The part corresponding to 18 is irradiated.
【００１９】反復光源手段15は、ホトレジスト17を感光
する波長の紫外光を発光するものであって、上記の投射
光にて照射された共通光パターン18に当たる部分からの
み発光するものである。すなわち、反復光源手段15は、
投射光にて照射された該共通光パターン18に一致した反
復光パターン16を有する紫外光を、感光光としての反復
光と為し、ホトレジスト17が配置された光投射手段11の
方向に反復発光するものである。そして、ホトレジスト
17は、この反復して来た反復光によって露光される。し
たがって、反復光パターン16は、共通光パターン18に一
致し、露光されるホトレジストパターンも、共通光パタ
ーン18に一致したパターンとなる。The repetitive light source means 15 emits ultraviolet light having a wavelength to which the photoresist 17 is exposed, and emits light only from a portion corresponding to the common light pattern 18 irradiated with the above-mentioned projection light. That is, the repetitive light source means 15
Ultraviolet light having a repetitive light pattern 16 corresponding to the common light pattern 18 irradiated with projection light is used as repetition light as photosensitive light, and is repeatedly emitted in the direction of light projection means 11 on which a photoresist 17 is disposed. Is what you do. And photoresist
17 is exposed by this repeated light. Therefore, the repetitive light pattern 16 coincides with the common light pattern 18, and the photoresist pattern to be exposed also becomes a pattern that coincides with the common light pattern 18.
【００２０】本発明による上記の露光方法では、ホトマ
スク12とホトマスク13間の介在物がホトレジスト17のみ
であり、該ホトレジスト17の厚さが １(μｍ)以下であ
るため、この間における投射光の拡散はほとんどない。
また、ホトマスク13と反復光源手段15とを密着させるこ
とによって、この間における投射光及び反復光の拡散も
ほとんどない。したがって、投射反復する投射光及び反
復光は、ホトレジスト17を露光するまでの間に拡散する
ことがほとんどないと言える。In the above-described exposure method according to the present invention, the only thing that is present between the photomask 12 and the photomask 13 is the photoresist 17, and the thickness of the photoresist 17 is 1 (μm) or less. Almost no.
Further, since the photomask 13 and the repetitive light source means 15 are in close contact with each other, there is almost no diffusion of the projection light and the repetitive light during this time. Therefore, it can be said that the projection light and the repetition light which are repeatedly projected hardly diffuse until the photoresist 17 is exposed.
【００２１】従って、ホトレジスト17上のホトレジスト
パターン端部の露光位置が「ぼける」ことがないので、ホ
トレジストパターンは、ホトマスクに対してセルフアラ
イメントされると言える。すなわち、ソース／ドレイン
電極をホトマスクとして用いホトレジストパターンを形
成し、ゲート電極を加工すれば、正確なセルフアライメ
ント構造の薄膜トランジスタを製造することができる。Accordingly, since the exposure position at the end of the photoresist pattern on the photoresist 17 does not "blur", it can be said that the photoresist pattern is self-aligned with respect to the photomask. That is, if a photoresist pattern is formed using the source / drain electrodes as a photomask and the gate electrode is processed, a thin film transistor having an accurate self-alignment structure can be manufactured.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、本発明による実施例について、図面を
参照し説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２３】［実施例１］図２は、本発明による一実施
例の薄膜トランジスタの製造装置を示す断面図である。
例えば、ＴＦＴ製造装置における露光装置の要部を示す
断面図である。本露光装置の要部は、ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓから形成され、不感光光としての所定波長(ｎｍ)
の投射光28を発する半導体レーザ21を含む光投射手段
と、誘電体多層薄膜から形成された半透明ミラー22と、
例えば３価のエルビウム（Ｅｒ３＋）が添加されたフッ
化物ガラスから形成されたアップコンバージョン蛍光体
23とミラー24とを含み挟み重ねた積層体としての反復光
源手段とから構成される。尚、補助半導体レーザ25が追
加された構成でも可である。Embodiment 1 FIG. 2 is a sectional view showing an apparatus for manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
For example, it is a sectional view showing a main part of an exposure apparatus in a TFT manufacturing apparatus. The main part of this exposure apparatus is GaAs / AlG
Predetermined wavelength (nm) as non-photosensitive light formed from aAs
Light projection means including a semiconductor laser 21 that emits projection light 28, and a translucent mirror 22 formed from a dielectric multilayer thin film,
For example, an up-conversion phosphor formed from fluoride glass to which trivalent erbium (Er3 +) is added.
It is composed of a repetitive light source means as a laminated body including a pair including a mirror 23 and a mirror 24. Note that a configuration in which the auxiliary semiconductor laser 25 is added is also possible.
【００２４】本露光装置は、次の様に動作する。半導体
レーザ21から出力された、ホトレジスト17を感光しない
波長(例えば、約８００ｎｍ)の不感光光としての投射光
28のうち、ホトマスク12，13 の共通光透過領域を透過
した部分の共通光パターン18を有する投射光28が、半透
明ミラー22側から入光しアップコンバージョン蛍光体23
を照射励起する。照射励起されたアップコンバージョン
蛍光体23から、ホトレジスト17を感光する波長(例え
ば、約４１０ｎｍ)の紫外光が出力される。そして該紫
外光が半透明ミラー22とミラー24の間で多重反射され、
アップコンバージョン蛍光体23内を繰り返し往復するこ
とによって、アップコンバージョン蛍光体23は、紫外レ
ーザ光からなる感光光としての反復光20を、投射光28が
入光して来た元の光投射手段の方向へ出光する。即ち、
反復光20をホトレジスト17を露光するべく方向へ反復発
光する。The present exposure apparatus operates as follows. Projection light output from the semiconductor laser 21 as non-photosensitive light of a wavelength (for example, about 800 nm) that does not expose the photoresist 17
Of the 28, the projection light 28 having the common light pattern 18 at the portion that has passed through the common light transmitting regions of the photomasks 12 and 13 enters from the semi-transparent mirror 22 side and enters the up-conversion phosphor 23
Is irradiated and excited. Ultraviolet light having a wavelength (for example, about 410 nm) for exposing the photoresist 17 is output from the up-conversion phosphor 23 excited by irradiation. And the ultraviolet light is multiple reflected between the translucent mirror 22 and the mirror 24,
By repeatedly reciprocating in the up-conversion phosphor 23, the up-conversion phosphor 23 emits the repetitive light 20 as the photosensitive light composed of the ultraviolet laser light to the original light projection means from which the projection light 28 enters. It emits light in the direction. That is,
The repetitive light 20 is repeatedly emitted in a direction to expose the photoresist 17.
【００２５】アップコンバージョン蛍光体23から反復発
光(発振)された、ホトレジスト17を感光する波長約４１
０(ｎｍ)の反復光20のパターンは、作用の項で述べた共
通光パターン18に一致している。従ってホトマスク12と
ホトマスク13の間に介在するホトレジスト17は、共通光
パターン18に一致した反復光パターンを有する反復光20
で露光されることになる。The wavelength of approximately 41 wavelengths which is exposed to the photoresist 17 repeatedly emitted (oscillated) from the up-conversion phosphor 23.
The pattern of the repetitive light 20 of 0 (nm) matches the common light pattern 18 described in the operation section. Accordingly, the photoresist 17 interposed between the photomask 12 and the photomask 13 is a repetitive light 20 having a repetitive light pattern corresponding to the common light pattern 18.
To be exposed.
【００２６】図２に示されているように、ホトマスク12
とホトマスク13の間に介在するホトレジスト17の厚さは
１(μｍ)以下であり、また、反復光源手段はホトマスク
13と近接または密着させているので、ホトマスク12，ホ
トレジスト17，ホトマスク13を透過する投射光28及びア
ップコンバージョン蛍光体23から反復発光しホトマスク
13を透過する反復光20は、ホトレジスト17を露光するま
での間に拡散することがほとんどない。As shown in FIG.
The thickness of the photoresist 17 interposed between the photomask 13 and the photomask 13 is 1 (μm) or less.
13 is close to or in close contact with the photomask 12, the photomask 12, the photoresist 17, the projected light 28 transmitted through the photomask 13 and the up-conversion phosphor 23 emit light repeatedly to produce a photomask.
The repetitive light 20 passing through 13 hardly diffuses until the photoresist 17 is exposed.
【００２７】従って、ホトレジスト17上のホトレジスト
パターン端部の露光位置が「ぼける」ことがなく、ホトレ
ジストパターンは、ホトマスクに対してセルフアライン
されると言える。即ち、ソース／ドレイン電極をホトマ
スクとして用いホトレジストパターンを形成し、ゲート
電極を加工すれば、正確なセルフアライメント構造の薄
膜トランジスタを製造することができる。Therefore, the exposure position at the end of the photoresist pattern on the photoresist 17 is not "blurred", and it can be said that the photoresist pattern is self-aligned with the photoresist. That is, if a photoresist pattern is formed using the source / drain electrodes as a photomask and the gate electrode is processed, a thin film transistor having an accurate self-alignment structure can be manufactured.
【００２８】尚、補助半導体レーザ25を用いてアップコ
ンバージョン蛍光体23を励起しても可であり、この場合
は本実施例の露光装置が通常の露光装置として動作す
る。It is also possible to excite the up-conversion phosphor 23 using the auxiliary semiconductor laser 25. In this case, the exposure apparatus of this embodiment operates as a normal exposure apparatus.
【００２９】［実施例２］図３は、本発明による他の実
施例の薄膜トランジスタの製造装置を示す断面図であ
る。第２の実施例の露光装置の要部を示す断面図であ
る。本露光装置の要部は、紫外光を発する発光手段とし
てのキセノンランプ31と、不感光光としての所定波長
(ｎｍ)の光のみを透過する光学フィルタ32とから成る光
投射手段と、アモルファスシリコン等から形成された光
伝導層33と配向処理された液晶層から形成された光変調
層34とを２枚の透明電極35にて挟持した構造の空間光変
調素子36と、該空間光変調素子36への印加電圧を制御す
る電圧制御手段としての駆動回路37と、感光光を含んだ
紫外光を発する発光手段としてのキセノンランプ38とか
ら成る反復光源手段とにより構成される。[Embodiment 2] FIG. 3 is a sectional view showing an apparatus for manufacturing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a main part of an exposure apparatus according to a second embodiment. The main parts of this exposure apparatus are a xenon lamp 31 as a light emitting means for emitting ultraviolet light, and a predetermined wavelength as non-photosensitive light.
(nm), a light projecting unit composed of an optical filter 32 transmitting only light of (nm), a photoconductive layer 33 formed of amorphous silicon or the like, and a light modulating layer 34 formed of an alignment-treated liquid crystal layer. A spatial light modulator 36 having a structure sandwiched between transparent electrodes 35, a driving circuit 37 as a voltage control means for controlling a voltage applied to the spatial light modulator 36, and a light emitting device that emits ultraviolet light including photosensitive light And xenon lamp 38 as a means.
【００３０】本露光装置は、次の様に動作する。空間光
変調素子36は、駆動回路37からの印加電圧が所定値の時
に光を遮断する（ノーマリークローズド）機能を有し、
印加電圧の所定値の大きさを、閾値電圧以下(または未
満)に設定すると、波長変換素子として機能するもので
ある。The present exposure apparatus operates as follows. The spatial light modulator 36 has a function of blocking light when the applied voltage from the drive circuit 37 has a predetermined value (normally closed),
When the magnitude of the predetermined value of the applied voltage is set to be equal to or less than (or less than) the threshold voltage, the device functions as a wavelength conversion element.
【００３１】即ち、キセノンランプ31から発光され光学
フィルタ32を透過した、ホトレジスト17を感光しない波
長(例えば、５００ｎｍ以上の波長の不感光光)の投射光
28のうち、ホトマスク12とホトマスク13の共通光透過領
域を透過した部分の投射光28が、空間光変調素子36に入
光する。その結果、投射光28で照射された空間光変調素
子36の光被照射部が、すなわち、投射光28で描かれた共
通光パターン18の部分のみが、キセノンランプ38から発
光されたホトレジスト17を感光する波長(例えば、５０
０ｎｍ以下の波長の感光光)の紫外光39に対して、透明
状態になる。That is, projection light emitted from the xenon lamp 31 and transmitted through the optical filter 32 and having a wavelength that does not expose the photoresist 17 (for example, non-photosensitive light having a wavelength of 500 nm or more).
Of the light 28, the projection light 28 of the portion transmitted through the common light transmission region of the photomask 12 and the photomask 13 enters the spatial light modulator 36. As a result, the light-irradiated portion of the spatial light modulator 36 irradiated with the projection light 28, that is, only the portion of the common light pattern 18 drawn by the projection light 28, passes through the photoresist 17 emitted from the xenon lamp 38. The wavelength at which the light is sensitized
It becomes transparent to ultraviolet light 39 having a wavelength of 0 nm or less.
【００３２】透明状態になるので、該透明部分を透過し
た紫外光39は、反復光20となって入光方向とは正反対方
向の光投射手段の方向へ、すなわち、該透明部分からホ
トレジスト17を露光するべく方向へ、出光(反復発光)さ
れる。この時、反復光20のパターンは、共通光パターン
18に一致している。従って、ホトマスク12とホトマスク
13の間に介在するホトレジスト17は、共通光パターン18
に一致したパターンを有する反復光20で露光されること
になる。Since the ultraviolet light 39 transmitted through the transparent portion becomes a repetitive light 20 in the transparent state, the ultraviolet light 39 travels in the direction of the light projecting means in a direction exactly opposite to the light incident direction, that is, the photoresist 17 is removed from the transparent portion. Light is emitted (repeated emission) in the direction to expose. At this time, the pattern of the repetitive light 20 is the common light pattern
Matches 18. Therefore, the photomask 12 and the photomask
Photoresist 17 interposed between the common light patterns 18
Will be exposed with the repetitive light 20 having a pattern corresponding to.
【００３３】実施例２の場合も、前述の実施例１の場合
と同様に、投射光28および反復光20の投射反復する光路
長さ(光路厚さ)が、極小となっているので、拡散しない
感光光でホトレジスト17を露光することが可能である。In the case of the second embodiment, as in the case of the above-described first embodiment, the light path length (light path thickness) of the projection and repetition of the projection light 28 and the repetition light 20 is extremely small. It is possible to expose the photoresist 17 with unsensitized light.
【００３４】ここで、空間光変調素子36の波長変換機構
を簡単に説明する。波長500(ｎｍ)以上の投射光28が光
伝導層33に照射されると、光伝導層33の光吸収した部分
の抵抗率が減少する。その結果、光吸収した部分(前述
の光被照射部)のみが、光変調層34への印加電圧が増加
し、閾値電圧を越え(または以上となり)、該光被照射部
の光変調層34が透明状態になり、キセノンランプ38から
の波長５００(ｎｍ）以下の紫外光39が透過するもので
ある。従って、例えば、図３に示したようにホトマスク
13と空間光変調素子36との間隙が比較的広い場合は、空
間光変調素子36の閾値電圧の設定を調節し透明部分の領
域を制御し、反復光20の拡散、すなわちパターン端部の
ぼけを最小に補正することが可能である。Here, the wavelength conversion mechanism of the spatial light modulator 36 will be briefly described. When the projection light 28 having a wavelength of 500 (nm) or more is applied to the photoconductive layer 33, the resistivity of the light absorbing portion of the photoconductive layer 33 decreases. As a result, only the light-absorbed portion (the above-mentioned light-irradiated portion) increases the voltage applied to the light modulation layer 34, exceeds the threshold voltage (or becomes higher), and the light-modulation layer 34 Is in a transparent state, and the ultraviolet light 39 having a wavelength of 500 (nm) or less from the xenon lamp 38 is transmitted. Therefore, for example, as shown in FIG.
When the gap between the spatial light modulator 13 and the spatial light modulator 36 is relatively large, the setting of the threshold voltage of the spatial light modulator 36 is adjusted to control the transparent area, and the repetitive light 20 is diffused, that is, the pattern edge is blurred. Can be corrected to the minimum.
【００３５】尚、駆動回路37からの印加電圧を、空間光
変調素子36が常に透明状態に維持される所定値に設定す
れば、本露光装置は通常の露光装置としても動作する。If the voltage applied from the drive circuit 37 is set to a predetermined value at which the spatial light modulator 36 is always kept in a transparent state, the present exposure apparatus operates as a normal exposure apparatus.
【００３６】［実施例３］図４は、本発明による露光装
置内に配置された正スタガ構造のＴＦＴ基板の断面図で
ある。図５は、図４において反復光源手段側から透視し
た平面図である。両図を参照し、本発明の露光装置を用
いたＴＦＴ作製プロセスを説明する。ガラス基板41に順
次積層されたソース電極42、ドレイン電極43、半導体層
44、及び絶縁層45からなるＴＦＴ基板46上に、ホトレジ
スト17が均一に塗布されている。そして、該ホトレジス
ト17の塗布面が、ホトマスク12及び反復光源手段15に近
接または密着する配置となるようにして、このＴＦＴ基
板46を、本発明による露光装置に挿入する。従って、ホ
トレジスト17は、ホトマスク12とホトマスクとして作用
するソース／ドレイン電極42，43によって挟まれた形状
となる。[Embodiment 3] FIG. 4 is a sectional view of a TFT substrate having a positive stagger structure disposed in an exposure apparatus according to the present invention. FIG. 5 is a plan view seen from the side of the repetitive light source means in FIG. With reference to both figures, a TFT manufacturing process using the exposure apparatus of the present invention will be described. A source electrode 42, a drain electrode 43, and a semiconductor layer sequentially laminated on a glass substrate 41.
A photoresist 17 is uniformly applied on a TFT substrate 46 composed of 44 and an insulating layer 45. Then, the TFT substrate 46 is inserted into the exposure apparatus according to the present invention such that the application surface of the photoresist 17 is arranged so as to be close to or in close contact with the photomask 12 and the repetitive light source means 15. Therefore, the photoresist 17 has a shape sandwiched between the photomask 12 and the source / drain electrodes 42 and 43 acting as the photomask.
【００３７】ホトマスク12に加えて、ソース電極42及び
ドレイン電極43がホトマスクとして作用する結果、光投
射手段11から両者を透過した投射光は、両者の共通光透
過領域に一致した共通光パターン18で、反復光源手段15
を励起する。その結果、反復光源手段15から共通光パタ
ーン18に一致したパターンを有する反復光が発光され
る。したがって、反復光によってホトレジスト17が露光
されるパターンは、共通光パターン18に一致する。As a result of the source electrode 42 and the drain electrode 43 acting as a photomask in addition to the photomask 12, the light transmitted through the light projecting means 11 and transmitted through the common light pattern 18 coincident with the common light transmitting area of both. , Repeated light source means 15
To excite. As a result, the repetitive light source 15 emits repetitive light having a pattern that matches the common light pattern 18. Therefore, the pattern in which the photoresist 17 is exposed by the repetitive light coincides with the common light pattern 18.
【００３８】ホトレジスト17にポジ型レジスト材料を用
いれば、露光／洗浄後には、ＴＦＴ基板46上の共通光パ
ターン18以外の領域にホトレジスト17が残る。この残ホ
トレジスト上にゲート電極用の金属薄膜を堆積後、ホト
レジスト17を剥離すると、ホトレジスト17上の金属薄膜
が同時にリフトオフされる。このリフトオフによって形
成されたゲート電極のパターンは、共通光パターン18の
形状に一致するため、ソース／ドレイン電極42，43とゲ
ート電極の端部重なり部分の面積(または、セルフアラ
イメント寸法)が極小となる構造、いわゆるセルフアラ
イメント構造になる。If a positive resist material is used for the photoresist 17, the photoresist 17 remains in a region other than the common light pattern 18 on the TFT substrate 46 after exposure / cleaning. After depositing a metal thin film for a gate electrode on the remaining photoresist, when the photoresist 17 is peeled off, the metal thin film on the photoresist 17 is simultaneously lifted off. Since the pattern of the gate electrode formed by this lift-off matches the shape of the common optical pattern 18, the area (or the self-alignment dimension) of the end overlapping portion between the source / drain electrodes 42 and 43 and the gate electrode is extremely small. , A so-called self-alignment structure.
【００３９】すなわち、本発明による露光装置は、図４
に示すように、ＴＦＴ基板46のホトレジスト17が塗布さ
れた塗布面側を、ホトマスク12と近接または密着させて
露光するものである。したがって、一方のホトマスク12
と他方のホトマスク(ソース／ドレイン電極42，43)との
間隔は、間にホトレジスト17，絶縁層45，半導体層44の
３層しかなく、約１(μｍ)以下とすることができる。そ
のため、ホトレジスト17を露光する露光光の拡散がほと
んど無くなり、ソース電極42及びドレイン電極43とゲー
ト電極との端部重なり部分を極小とすることが可能とな
る。その結果ソース／ドレイン電極に対し、正確にセル
フアラインされたゲート電極の形成が可能となる。That is, the exposure apparatus according to the present invention has the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the exposed surface of the TFT substrate 46 on which the photoresist 17 is applied is exposed to the photomask 12 in close proximity or close contact therewith. Therefore, one photomask 12
The distance between the photomask and the other photomasks (source / drain electrodes 42 and 43) can be set to about 1 (μm) or less, because there are only three layers of the photoresist 17, the insulating layer 45, and the semiconductor layer 44 therebetween. Therefore, the diffusion of the exposure light for exposing the photoresist 17 is almost eliminated, and it is possible to minimize the overlap between the end portions of the source electrode 42 and the drain electrode 43 and the gate electrode. As a result, an accurate self-aligned gate electrode can be formed with respect to the source / drain electrodes.
【００４０】これに対し、従来の場合は、図９に示すよ
うに、ホトマスク12とソース電極42などの間隔は、間に
厚さが１(ｍｍ)以上のガラス基板41があるので、本発明
のように極小とすることが出来ない。従って、ソース電
極42及びドレイン電極43の端部とゲート電極の端部との
正確な位置合わせはできず、正確にセルフアラインされ
たゲート電極の形成は困難である。この理由は、ガラス
基板41の厚さが影響し露光光が拡散し、ホトレジスト17
の露光位置が「ぼける」からである。１(μｍ)以下の厚
さであれば露光位置はほとんどぼけない。On the other hand, in the conventional case, as shown in FIG. 9, the distance between the photomask 12 and the source electrode 42 is between the glass substrate 41 having a thickness of 1 (mm) or more. Can not be minimized like. Therefore, it is not possible to accurately align the ends of the source electrode 42 and the drain electrode 43 with the ends of the gate electrode, and it is difficult to form an accurate self-aligned gate electrode. The reason is that the exposure light is diffused due to the influence of the thickness of the glass substrate 41 and the photoresist 17
Is "blurred". If the thickness is 1 (μm) or less, the exposure position hardly blurs.
【００４１】本実施例による薄膜トランジスタの製造方
法及び製造装置においては、原理的に、従来の正スタガ
構造の薄膜トランジスタの製造方法等と組み合わせるこ
とが可能である。従って、ホト工程数が２回で作製でき
る正スタガ構造のＴＦＴの電極構造に対し、本実施例に
よる方法等でセルフアラインすることができる。また、
半導体層の厚さが ５０(ｎｍ)以下のＴＦＴの電極構造
であっても、本実施例による方法等を採用し、セルフア
ラインすることができる。即ち、本発明による薄膜トラ
ンジスタの製造方法及び製造装置は、(1)セルアライメ
ント構造である、(2)ホト工程数は３回以下である、(3)
ａ−Ｓｉ膜厚は５０(ｎｍ)以下であるという３つの要件
を同時に達成することができるものである。The method and apparatus for manufacturing a thin film transistor according to this embodiment can be combined with a conventional method for manufacturing a thin film transistor having a normal stagger structure in principle. Therefore, it is possible to self-align the electrode structure of the TFT having the positive stagger structure that can be manufactured in two photo steps by the method according to the present embodiment or the like. Also,
Even in the case of a TFT electrode structure in which the thickness of the semiconductor layer is 50 (nm) or less, the method and the like according to the present embodiment can be employed to perform self-alignment. That is, the method and apparatus for manufacturing a thin film transistor according to the present invention include (1) a cell alignment structure, (2) the number of photo steps is 3 or less, and (3)
The three requirements that the a-Si film thickness is 50 (nm) or less can be simultaneously achieved.
【００４２】尚、発明者等の確認実験によれば、本実施
例によるセルフアライメント寸法(ゲート電極とソース
／ドレイン電極との端部重なり部分の寸法)は１(μｍ)
以下であった。これに対し、従来製品のセルフアライメ
ント寸法は、５(μｍ)以上であった。According to experiments conducted by the inventors, the self-alignment dimension (dimension of the overlapping portion between the gate electrode and the source / drain electrode) of this embodiment is 1 (μm).
It was below. On the other hand, the self-alignment dimension of the conventional product was 5 (μm) or more.
【００４３】これを数式から説明すると次の通りであ
る。一方のホトマスクと他方のホトマスク(例えば、ホ
トマスク12とソース／ドレイン電極42，43)との間隔を
ｄ(μｍ)とし、露光光(例えば、投射光及び反復光)の波
長をλ(μｍ)とした場合の、マスク端部での露光パター
ンのボケ寸法 Ｂk(μｍ)、すなわち、セルフアライメン
ト寸法は、次の(数１)式で表わされることが知られてい
る。This will be described with reference to mathematical expressions as follows. The distance between one photomask and the other photomask (for example, the photomask 12 and the source / drain electrodes 42, 43) is d (μm), and the wavelength of the exposure light (for example, projection light and repetitive light) is λ (μm). In this case, it is known that the blur size Bk (μm) of the exposure pattern at the end of the mask, that is, the self-alignment dimension is expressed by the following equation (1).
【００４４】 Ｂk＝(１／５)×√（２ｄλ) (数１） そして、本発明による実施例の場合、ｄ＜〜０．４(μ
ｍ)、λ＜〜０.８(μｍ)である。従って、セルフアライ
メント寸法は、最大ｄ＝０.４，最大λ＝０.８として、
Ｂk＝0.16(μｍ)以下になる。ちなみに、Ｄ＝1000(μ
ｍ)のガラス基板41であれば、Ｂk＝８(μｍ)になる。仮
りに、最小Ｄ＝100(μｍ)のガラス基板で、最小λ＝２
５０(ｎｍ)の紫外光であっても、Ｂk＝1.4(μｍ)であ
る。現実的には100(μｍ)のガラス基板では、強度が弱
すぎて実用に供されないものである。Bk = (１ ／) × √ (2dλ) (Equation 1) Then, in the case of the embodiment according to the present invention, d <〜0.4 (μ
m) and λ <＜ 0.8 (μm). Accordingly, the self-alignment dimension is set as d = 0.4 and λ = 0.8 at the maximum.
Bk = 0.16 (μm) or less. By the way, D = 1000 (μ
In the case of the glass substrate 41 of (m), Bk = 8 (μm). Assuming that a glass substrate having a minimum D = 100 (μm) and a minimum λ = 2
Bk = 1.4 (μm) even with ultraviolet light of 50 (nm). In reality, a glass substrate of 100 (μm) is too weak for practical use because of its low strength.
【００４５】ところで、ゲート配線の時定数が増加し、
ゲート信号遅延による表示輝度傾斜に問題を発生させる
限界のセルフアライメント寸法は、１(μｍ)位にある。
すなわち、セルフアライメント寸法が１(μｍ)以下であ
れば、上記の問題が起こらず液晶ディスプレイの大画面
化、高精細化が大幅に向上する。したがって、本発明に
よってのみ実現する、セルフアライメント寸法が１(μ
ｍ)以下である薄膜トランジスタは、優れたものと言え
る。By the way, the time constant of the gate wiring increases,
The limit self-alignment dimension that causes a problem in display luminance gradient due to gate signal delay is about 1 (μm).
That is, if the self-alignment dimension is 1 (μm) or less, the above-described problem does not occur, and the screen size and definition of the liquid crystal display are greatly improved. Therefore, the self-alignment dimension realized only by the present invention is 1 (μ
m) The thin film transistors below are excellent.
【００４６】［実施例４］図６は、ゲート配線61とドレ
イン配線62の交差状態を示す平面図である。このような
交差状態を示す交差部において、ゲート配線加工用のホ
トレジストパターンを形成するためには、本発明による
露光装置を、従来の露光装置と同様に動作させれば良
い。即ち、実施例１の露光装置では補助半導体レーザ25
を用いることにより、実施例２の露光装置では駆動回路
37の印加電圧を制御し空間光変調素子36を透明状態に維
持することにより、実施例１及び実施例２の露光装置
は、従来の露光装置と同様な露光手段として動作する。
従って、ドレイン配線61と交差するゲート配線62にも光
照射が可能となり、図６に示したゲート配線加工用のホ
トレジストパターンを形成することができる。[Embodiment 4] FIG. 6 is a plan view showing an intersecting state of a gate wiring 61 and a drain wiring 62. In order to form a photoresist pattern for processing a gate wiring at an intersection part showing such an intersection state, the exposure apparatus according to the present invention may be operated in the same manner as a conventional exposure apparatus. That is, in the exposure apparatus of the first embodiment, the auxiliary semiconductor laser 25 is used.
In the exposure apparatus according to the second embodiment, the driving circuit
By controlling the applied voltage of 37 and maintaining the spatial light modulator 36 in a transparent state, the exposure apparatuses of the first and second embodiments operate as exposure means similar to the conventional exposure apparatus.
Accordingly, light can be irradiated to the gate wiring 62 intersecting the drain wiring 61, and the photoresist pattern for processing the gate wiring shown in FIG. 6 can be formed.
【００４７】［実施例５］さらに、本発明による露光装
置を用いれば、正確にセルフアライメントが為された逆
スタガ構造のＴＦＴを作成することもできる。[Embodiment 5] Further, if the exposure apparatus according to the present invention is used, a TFT having an inversely staggered structure in which self-alignment is accurately performed can be produced.
【００４８】図７は、本発明による露光装置内に配置さ
れた逆スタガ構造ＴＦＴ基板の断面図である。図８は、
図７において反復光源手段側から透視した平面図であ
る。ガラス基板41，ガラス基板41上に形成された金属導
電膜からなるゲート電極81，順次積層された絶縁層45及
び半導体層44からなるＴＦＴ基板46の上に、ホトレジス
ト17が均一に塗布されている。図７と図８とを参照し説
明する。FIG. 7 is a sectional view of an inverted staggered TFT substrate disposed in the exposure apparatus according to the present invention. FIG.
FIG. 8 is a plan view seen through from the repetitive light source means side in FIG. 7. The photoresist 17 is uniformly applied on a glass substrate 41, a gate electrode 81 formed of a metal conductive film formed on the glass substrate 41, and a TFT substrate 46 formed of an insulating layer 45 and a semiconductor layer 44 which are sequentially stacked. . This will be described with reference to FIGS.
【００４９】上記のＴＦＴ基板46を、ホトレジスト17の
塗布面が反復光源手段15側に位置するように、本発明に
よる露光装置に挿入する。ホトマスク82に加えてゲート
電極81がホトマスクとして作用する結果、両者を透過し
た光投射手段11からの投射光は、両者の共通光パターン
18に一致したパターンを形成する。従って、本発明によ
る露光装置を用いれば、実施例３に示した手順と同様な
手順により、ＴＦＴ基板46上の共通光パターン18以外の
領域にホトレジスト17を残すことができる。この残ホト
レジスト上に金属薄膜を堆積後、ホトレジスト17をリフ
トオフすることによって、ゲート電極81に対し、正確に
セルフアライメントされたソース電極42及びドレイン電
極43を形成することができる。The above-described TFT substrate 46 is inserted into the exposure apparatus according to the present invention such that the coating surface of the photoresist 17 is located on the repetitive light source means 15 side. As a result of the gate electrode 81 acting as a photomask in addition to the photomask 82, the light projected from the light projecting means 11 that has passed through both becomes a common light pattern
Form a pattern that matches 18. Therefore, if the exposure apparatus according to the present invention is used, the photoresist 17 can be left in a region other than the common light pattern 18 on the TFT substrate 46 by a procedure similar to that described in the third embodiment. After depositing a thin metal film on the remaining photoresist, the photoresist 17 is lifted off, so that the source electrode 42 and the drain electrode 43 that are accurately self-aligned with respect to the gate electrode 81 can be formed.
【００５０】すなわち、本実施例による薄膜トランジス
タの製造方法及び製造装置を採用すれば、逆スタガ構造
の薄膜トランジスタにおいて、(1)セルアライメント構
造である、(2)ホト工程数は３回以下である、(3)ａ−Ｓ
ｉ膜厚は５０(ｎｍ)以下であるという３つの要件を同時
に達成することができる。ちなみに、従来の逆スタガ構
造の薄膜トランジスタの製造方法等で、ホト工程数を５
回以下に減らすには、各電極をオーバラップさせ、それ
に伴ってａ−Ｓｉ膜厚を５０(ｎｍ)以上にする必要があ
った。That is, if the method and apparatus for manufacturing a thin film transistor according to the present embodiment are adopted, in a thin film transistor having an inverted staggered structure, (1) a cell alignment structure, and (2) the number of photo steps is three or less. (3) a-S
The three requirements that the i film thickness is 50 (nm) or less can be simultaneously achieved. Incidentally, the number of photo steps is reduced to 5 by a conventional method of manufacturing a thin film transistor having an inverted staggered structure.
In order to reduce the number of times to less than the number of times, it is necessary to overlap the electrodes, and accordingly, it is necessary to increase the a-Si film thickness to 50 nm or more.
【００５１】[0051]
【発明の効果】本発明により、薄膜トランジスタのゲー
ト電極とソース／ドレイン電極の重なり部分に形成され
る容量を大幅に低減できる薄膜トランジスタが製作され
る。従って、例えば、アクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイにおいて、ゲート信号遅延が小さくなり、表示
輝度傾斜が抑制される効果がある。According to the present invention, a thin film transistor capable of greatly reducing the capacitance formed at the overlapping portion between the gate electrode and the source / drain electrode of the thin film transistor is manufactured. Therefore, for example, in an active matrix type liquid crystal display, there is an effect that a gate signal delay is reduced and a display luminance gradient is suppressed.
【００５２】そして、上記の効果を発揮するアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイは、高精細化可能な画像
を提供するので、該液晶ディスプレイを用いた、ラップ
トップパソコン、携帯用端末等の液晶応用製品の画質を
大幅に向上する効果がある。An active matrix type liquid crystal display exhibiting the above-mentioned effects provides an image capable of high definition. Therefore, the image quality of a liquid crystal application product such as a laptop personal computer or a portable terminal using the liquid crystal display can be provided. The effect is greatly improved.
【図１】本発明による薄膜トランジスタの製造装置に用
いられる露光装置の作用を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of an exposure apparatus used in a thin film transistor manufacturing apparatus according to the present invention.
【図２】本発明による一実施例の薄膜トランジスタの製
造装置を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an apparatus for manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明による他の実施例の薄膜トランジスタの
製造装置を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an apparatus for manufacturing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention.
【図４】本発明による露光装置内に配置された正スタガ
構造のＴＦＴ基板の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a TFT substrate having a normal stagger structure disposed in an exposure apparatus according to the present invention.
【図５】図４において反復光源手段側から透視した平面
図である。FIG. 5 is a plan view seen from the side of the repetitive light source means in FIG. 4;
【図６】ゲート配線61とドレイン配線62の交差状態を示
す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing an intersecting state of a gate wiring 61 and a drain wiring 62.
【図７】本発明による露光装置内に配置された逆スタガ
構造のＴＦＴ基板の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an inverted staggered TFT substrate disposed in an exposure apparatus according to the present invention.
【図８】図７において反復光源手段側から透視した平面
図である。FIG. 8 is a plan view seen from the side of the repetitive light source means in FIG. 7;
【図９】従来の露光装置内に配置されたＴＦＴ基板の断
面図である。FIG. 9 is a sectional view of a TFT substrate arranged in a conventional exposure apparatus.
１１…光投射手段、１２，１３…ホトマスク、１４…投
影図形、１５…反復光源手段、１６…反復光パターン、
１７…ホトレジスト、１８…共通光パターン、１９…共
通影パターン、２０…反復光、２１…半導体レーザ、２
２…半透明ミラー、２３…アップコンバージョン蛍光
体、２４…ミラー、２５…補助半導体レーザ、２８…投
射光、３１，３８…キセノンランプ、３２…光学フィル
タ、３３…光伝導層、３４…光変調層、３５…透明電
極、３６…空間光変調素子、３７…駆動回路、３９…紫
外光、４１…ガラス基板、４２…ソース電極、４３…ド
レイン電極、４４…半導体層、４５…絶縁層、４６…Ｔ
ＦＴ基板、５５…露光手段、６１…ゲート配線、６２…
ドレイン配線、８１…ゲート電極、８２…ホトマスク11: light projecting means, 12, 13: photomask, 14: projected figure, 15: repetitive light source means, 16: repetitive light pattern,
17 photoresist, 18 common light pattern, 19 common shadow pattern, 20 repetitive light, 21 semiconductor laser, 2
2 translucent mirror, 23 up-conversion phosphor, 24 mirror, 25 auxiliary semiconductor laser, 28 projected light, 31 and 38 xenon lamp, 32 optical filter, 33 photoconductive layer, 34 light modulation Layer, 35: transparent electrode, 36: spatial light modulator, 37: drive circuit, 39: ultraviolet light, 41: glass substrate, 42: source electrode, 43: drain electrode, 44: semiconductor layer, 45: insulating layer, 46 ... T
FT substrate, 55 exposure means, 61 gate wiring, 62 ...
Drain wiring, 81: gate electrode, 82: photomask
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼沢 賢一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平７−22626（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231375（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/20 H01L 21/027 H01L 21/336 H01L 29/786 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kenichi Onizawa 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-7-22626 (JP, A) Kaihei 1-231375 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03F 7/20 H01L 21/027 H01L 21/336 H01L 29/786 JICST file (JOIS)
Claims (4)
露光体とを透過させた、前記被露光体を感光しない波長
(ｎｍ)の不感光光を、 前記複数の遮光体の異なるパターンに共通し前記不感光
光が透過した領域に一致する共通光パターンを有し、か
つ、前記被露光体を感光する波長(ｎｍ)を有する感光光
に変換し、 該感光光を前記被露光体側の方向に反復発光し、反復し
た前記感光光によって薄膜トランジスタ基板上に塗布さ
れた前記被露光体を露光することを特徴とする薄膜トラ
ンジスタの製造方法。1. A wavelength which is transmitted through a plurality of light-shielding bodies having different patterns and an object to be exposed and which does not expose the object to be exposed.
(nm) non-photosensitive light has a common light pattern that is common to different patterns of the plurality of light-shielding bodies and coincides with the area through which the non-photosensitive light has passed, and has a wavelength (nm) at which the object to be exposed is exposed. ) Is converted into photosensitive light having the same, the photosensitive light is repeatedly emitted in the direction of the object to be exposed, and the object to be exposed coated on a thin film transistor substrate is exposed by the repeated photosensitive light. Manufacturing method.
備え、異なるパターンを有する複数のホトマスクを用い
て、薄膜トランジスタ基板上に塗布された前記ホトレジ
ストを露光し、薄膜トランジスタを製造する薄膜トラン
ジスタの製造装置において、 前記露光手段は、光投射手段と反復光源手段とを備える
ものであって、 前記光投射手段は、前記ホトレジストを感光しない波長
(ｎｍ)の不感光光を発光し、該不感光光を前記複数のホ
トマスクと該複数のホトマスク間に挟設した前記ホトレ
ジストとを透過させ、前記複数のホトマスクの異なるパ
ターンに共通し透過した領域に一致する共通光パターン
を描く前記不感光光でもって前記反復光源手段を照射す
るための手段であり、 前記反復光源手段は、該共通光パターンで前記反復光源
手段を照射した前記不感光光を、前記共通光パターンと
同一パターンを有し、かつ、前記ホトレジストを感光す
る波長(ｎｍ)を有する感光光に変換し、該感光光を前記
光投射手段側の方向に反復発光し、前記反復光源手段に
近接または密着させた前記ホトレジストを露光するため
の手段であることを特徴とする薄膜トランジスタの製造
装置。2. A thin film transistor manufacturing apparatus comprising: an exposure unit for exposing a photoresist; and exposing the photoresist applied on the thin film transistor substrate using a plurality of photomasks having different patterns to manufacture a thin film transistor. The exposure means includes a light projection means and a repetitive light source means, wherein the light projection means has a wavelength at which the photoresist is not exposed.
(nm), and emits unexposed light, transmits the unexposed light through the plurality of photomasks and the photoresist sandwiched between the plurality of photomasks, and transmits the unexposed light common to different patterns of the plurality of photomasks. Means for irradiating the repetitive light source means with the non-photosensitive light that draws a common light pattern that matches the non-photosensitive light that irradiates the repetitive light source means with the common light pattern. Having the same pattern as the common light pattern, and converting the photoresist into photosensitive light having a wavelength (nm) that sensitizes the photoresist, repeatedly emitting the photosensitive light in a direction toward the light projecting means, A thin-film transistor manufacturing apparatus, which is a means for exposing the photoresist which has been brought into close or close contact with the means.
半透明ミラーとミラーとの間にアップコンバージョン蛍
光体を挟み重ねた積層体から成り、 該積層体は、前記半透明ミラー側から入光した前記不感
光光に基づいて、前記感光光を前記半透明ミラー側から
入光方向に向かって出光するものであることを特徴とす
る薄膜トランジスタの製造装置。3. The repetitive light source according to claim 2,
It comprises a laminate in which an up-conversion phosphor is sandwiched between a translucent mirror and a mirror, and the laminate converts the photosensitive light into the semi-transparent light based on the non-photosensitive light incident from the translucent mirror side. An apparatus for manufacturing a thin film transistor, which emits light from a transparent mirror side in a light incident direction.
空間光変調素子と、該空間光変調素子への印加電圧を制
御する電圧制御手段と、前記感光光を含んだ紫外光を発
する発光手段とから成り、 前記空間光変調素子および前記電圧制御手段は、前記空
間光変調素子に入光した前記不感光光が描く前記共通光
パターンの部分のみを、前記発光手段から発せられた前
記紫外光を透過する部分と為し、該透過部分から前記不
感光光の入光方向とは正反対方向に、前記紫外光を出光
するものであることを特徴とする薄膜トランジスタの製
造装置。4. The repetitive light source according to claim 2,
A spatial light modulator, a voltage controller for controlling a voltage applied to the spatial light modulator, and a light emitter for emitting ultraviolet light including the photosensitive light, wherein the spatial light modulator and the voltage controller are Only the portion of the common light pattern drawn by the non-photosensitive light incident on the spatial light modulation element serves as a portion for transmitting the ultraviolet light emitted from the light emitting means, and the non-photosensitive An apparatus for manufacturing a thin film transistor, wherein the ultraviolet light is emitted in a direction directly opposite to a light incident direction.
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|---|---|---|---|
| JP06732595A JP3304671B2 (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Method and apparatus for manufacturing thin film transistor |
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| JP06732595A JP3304671B2 (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Method and apparatus for manufacturing thin film transistor |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH08264793A JPH08264793A (en) | 1996-10-11 |
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|---|---|---|---|---|
| US7102155B2 (en) | 2003-09-04 | 2006-09-05 | Hitachi, Ltd. | Electrode substrate, thin film transistor, display device and their production |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP06732595A patent/JP3304671B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH08264793A (en) | 1996-10-11 |
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