專利名稱：使用單一光罩于多重蝕刻步驟的微影制程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種微影制程，特別是有關(guān)于一種使用單一光罩于多重蝕刻步驟的微影制程。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)液晶顯示(liquid crystal display)器的制造過程中，微影制程(lithographic process)是高成本而且需要高精密度控制的關(guān)鍵步驟。特別是在液晶顯示器的微影制程中，陣列(array)制程是最關(guān)鍵的步驟，因?yàn)楸姸辔⑿〉谋∧ぞw管(thin film transistors)要同時(shí)形成在一大塊基板上。因此，降低微影制程的次數(shù)可以有效的提升液晶顯示器的制造良率以及降低其制造成本。微影制程從旱先的六道光罩(reticle)制程開始到四道光罩制程來制造陣列，每減少一道光罩，代表著降低光罩的制作成本以及曝光次數(shù)，而曝光次數(shù)的減少表示需要的高精密度的步驟減少因而產(chǎn)品的良率得以提升。因此，許多研究發(fā)展與專利申請(qǐng)的焦點(diǎn)主要都放在光罩?jǐn)?shù)的減少。關(guān)于這方面已經(jīng)有許多的文章與專利的發(fā)表。
一般使用的四道光罩微影的制程中，是因?yàn)閮蓚€(gè)蝕刻制程使用同一個(gè)光罩以及同一個(gè)微影制程，所以這兩個(gè)蝕刻制程所產(chǎn)生的圖案是相近的。使用光學(xué)修正后的光罩使得光阻在顯影之后可以產(chǎn)生不同的厚度，而這種光阻在之后的多次蝕刻制程中較薄部分的光阻會(huì)在蝕刻制程中被移除，在不同的蝕刻階段因而可以產(chǎn)生不同圖案的遮罩。因此，原先需要兩個(gè)光罩與兩個(gè)微影制程來產(chǎn)生不同圖案的光阻層可以在一道光罩以及一道微影的制程中，利用多重蝕刻制程來實(shí)現(xiàn)。
一種光學(xué)修正的光罩是由三星公司所提出。在薄膜晶體管陣列的四次光學(xué)微影制程中，光罩的設(shè)計(jì)上是使用光柵(slit)使得一部分的光阻在曝光的時(shí)候形成半曝光。顯影后的光阻在半曝光區(qū)域會(huì)因?yàn)槠毓獠煌耆纬晒庾铓埩粑?residue)。這部分的光阻殘留物的厚度會(huì)比一般正常的光阻層厚度來的薄，因此在之后的多重蝕刻的步驟中會(huì)在某個(gè)蝕刻階段被移除。當(dāng)光阻殘留物被移除之后光阻的圖案也就跟著改變了，因此達(dá)到單一光罩與單一微影制程提供兩種光阻圖案的方法，另一種形成光阻殘留物的方式是使用不同光穿透率的光罩。在希望產(chǎn)生光阻殘留物的區(qū)域使用光穿透率較低的光罩，因此光阻在顯影之后會(huì)形成光阻殘留物。
再一種形成光阻殘留物的方式是使用相偏移(phase shift)光罩。主要是利用相偏移的方式在曝光過程中于光阻表面產(chǎn)生破壞性干涉，使部份區(qū)域光阻的曝光量不足，在之后顯影的時(shí)候產(chǎn)生光阻的殘留物。
無論如何，上述的微影制程都是使用曝光后直接顯影才進(jìn)行烘烤(bake)的步驟。光阻在顯影之后進(jìn)行的烘烤過程會(huì)使得光阻的輪廓(profile)變形，而這樣的光阻在后續(xù)進(jìn)行蝕刻制程的時(shí)候容易造成蝕刻失敗。
另外，上述的光罩，不論是使用光柵、不同穿透率的光罩、或是相偏移光罩，都是使用所謂的光學(xué)修正的方式。使用了光學(xué)修正的光罩會(huì)大幅增加光罩制造的成本。尤其是在液晶顯示器的制造從四代進(jìn)展到五代，甚至是六代的制程中，大尺寸面積的光罩是不可避免的一個(gè)趨勢(shì)。要在這樣的光罩上使用極其精密的光學(xué)修正方式，并且每個(gè)光學(xué)修正的精密度要完全等同非常的困難。因此，光罩生產(chǎn)的良率會(huì)因而大大的降低，甚至以后會(huì)是不可行的。
就算是上述的微影過程是可以實(shí)施的，其他的區(qū)域在接下來的多重蝕刻步驟后往往會(huì)造成過度蝕刻而產(chǎn)生圖案的改變。一種最嚴(yán)重的狀況是資料線圖案在多重蝕刻步驟下會(huì)產(chǎn)生斷線。
因此，對(duì)于使用單一光罩于多重蝕刻步驟的微影制程，需要提供另外的微影制程以保持光阻在顯影后的輪廓不變以及生產(chǎn)一個(gè)具有高良率以及低成本的光罩是一個(gè)很重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的發(fā)明背景中，傳統(tǒng)的微影制程所產(chǎn)生的諸多問題與困難，本發(fā)明主要的目的在于將光學(xué)微影制程中的顯影步驟放在烘烤步驟之后因而保持光阻在顯影后的輪廓不會(huì)改變。
本發(fā)明的另一目的在于可以不使用光學(xué)修正的光罩，因而隆低光罩的制作成本與增加光罩的生產(chǎn)良率。
本發(fā)明的又一目的在于當(dāng)應(yīng)用到薄膜晶體管液晶顯示器的陣列制程中，還可以防止資料線在多重蝕刻制程中發(fā)生斷線。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供了一種使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程，主要特征是在于光阻曝光后不進(jìn)行顯影，先直接進(jìn)行烘烤的步驟。然后，再將光阻顯影時(shí)會(huì)在光阻層的轉(zhuǎn)移圖案周圍產(chǎn)生光阻殘留，其中光阻殘留物的厚度低于光阻層的厚度。前述三光罩是不使用任何的光學(xué)修正。
本發(fā)明同時(shí)提供一種在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其步驟包含選擇性地形成一開電極層在一底材上。然后，依序沉積一介電層，一半導(dǎo)體層以及一導(dǎo)體層在前述的間極介電層以及底材上，之后，形成一光阻層在前述的導(dǎo)體層上。以一光罩對(duì)光阻層曝光，其中光罩具有一圖案，而且不使用任何光學(xué)修正。然后，烘烤光阻層，并且對(duì)光阻層顯影使得光阻層被圖案覆蓋的區(qū)域得以保留，在圖案鄰近的區(qū)域有一光阻殘留物，而其他的部分的光阻層則完全被移除。接著，以顯影后的光阻層為遮罩進(jìn)行第一次蝕刻導(dǎo)體層的步驟。然后，以顯影后的光阻層為遮罩進(jìn)行第一次蝕刻半導(dǎo)體層的步驟并移除光阻殘留物以形成一島狀半導(dǎo)體層，之后，以前述的光阻層為遮罩進(jìn)行第二次蝕刻導(dǎo)體層步驟以形成一源極區(qū)以及一汲極區(qū)。再者；以前述的光阻層為遮罩進(jìn)行第二次蝕刻半導(dǎo)體層的步驟以形成一通道區(qū)域。之后，將光阻層完全的移除。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如下，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程的結(jié)構(gòu)示意圖，其中光阻層是經(jīng)由光罩進(jìn)行曝光；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程的結(jié)構(gòu)示意圖，其中光阻層在烘烤及顯影后會(huì)在轉(zhuǎn)移圖案周圍留下殘留物；圖3是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖，其中閘極、絕緣層、半導(dǎo)體層以及導(dǎo)體依序形成在一底材上；圖4是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖，其中涂布在導(dǎo)體層上的光阻層經(jīng)由光罩進(jìn)行曝光；圖5是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖，其中光阻層在烘烤及顯影后會(huì)在轉(zhuǎn)移圖案周圍留下光阻殘留物；圖6是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖，其中對(duì)該導(dǎo)體層進(jìn)行第一次的蝕刻；圖7是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖，其中對(duì)該半導(dǎo)體層進(jìn)行第一次的蝕刻并且移除光阻殘留物以形成半導(dǎo)體層；圖8是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖，其中對(duì)該導(dǎo)體層進(jìn)行第二次蝕刻以形成源極汲極區(qū)；圖9是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖，其中對(duì)該半導(dǎo)體層進(jìn)行第二次蝕刻以形成背端通道區(qū)；圖10是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖，其中光阻層完全地被移除；圖11是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的俯視示意圖，其中虛線部份表示光罩圖案；及圖12是將本發(fā)明的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程應(yīng)用在液晶顯示器薄膜晶體管的形成方法的俯視示意圖，其中顯示光阻在顯影之后會(huì)在圖案周圍產(chǎn)生光阻殘留物。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一些實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下。然而，除了詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實(shí)施例施行，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以之后的專利范圍為準(zhǔn)。
如圖1所示，在一底材10上形成一光阻層20。光阻層20主要是由樹脂(resin)，感光劑(sensitizer)，以及溶劑(solvent)等三種不同成分所混合而成的，其中樹脂的功能是作為粘合劑(binder)，感光劑是一種光活性(photoactivity)極強(qiáng)的化合物，其與樹脂在光阻內(nèi)的含量通常相當(dāng)。兩者一起溶在溶劑中，使混合好的光阻能以液態(tài)的型態(tài)存在，以利使用。如果光阻本身雖溶于顯影劑(developer)，但是遇光之后會(huì)解離(decomposition)成一種溶于顯影劑的結(jié)構(gòu)時(shí)，這種光阻稱為正光阻。光阻層20的形成方式，本實(shí)施例中，主要是使用旋轉(zhuǎn)涂布的方法。光阻層20形成在底材10上面以后，會(huì)先經(jīng)過一道軟烤(soft bake)，或是稱為曝光前烘烤(Pre-exposure bake)的過程。軟烤的主要目的是將光阻層20里的溶濟(jì)移除，使得光阻從液態(tài)轉(zhuǎn)成接近固態(tài)，并且使得光阻層20的附著能力加強(qiáng)。
然后，使用一沒有使用任何的光學(xué)修正的光罩30，對(duì)光阻層20曝光。在木實(shí)施例中，是使用正光阻，所以光阻層20被光罩30覆蓋的區(qū)域22是圖案轉(zhuǎn)移區(qū)域。然而，負(fù)光阻也是可以適用到本發(fā)明。光罩30主要是使用透明的材質(zhì)，例如玻璃或是石英，然后在其上具有不透光的金屬鉻膜以形成所需要的圖案。
本發(fā)明的主要特征是在于曝光之后直接先將光阻層20烘烤，然后才對(duì)光阻層20顯影。這道烘烤的步驟稱為硬烤(hard bake)，主要的目的是將光阻層20內(nèi)殘留的溶劑含量更進(jìn)一步的降低，并且使得光阻層20的材質(zhì)的強(qiáng)度增加而增加光阻層20對(duì)后續(xù)蝕刻制程的阻擋能力(resistance)。這道烘烤的過程，溫度會(huì)比之前的軟烤溫度還要高，并且會(huì)讓光阻層20軟化且產(chǎn)生形變(deformation)。
曝先后的光阻層20會(huì)產(chǎn)生一種酸，只要加上堿性溶液的顯影劑之后就會(huì)被中合而被移除。一般正常的顯影過程會(huì)在硬烤之前，主要是因?yàn)槠毓夂蟮墓庾栊枰M速顯影以免因時(shí)間延遲而影響了解析度。在本發(fā)明中，由于顯影的步驟是在硬烤之后，光阻層20在顯影的解析度因而大幅的受到影響。在光阻層20未被曝光區(qū)域的周圍會(huì)因?yàn)橄冉?jīng)過硬烤之后使得光阻在顯影的時(shí)候會(huì)留下光阻殘留物，如圖2所示，顯影后的光阻層20會(huì)在圖案轉(zhuǎn)移區(qū)域22的周圍形成光阻殘留物24，光阻殘留物24的厚度會(huì)比圖案轉(zhuǎn)移區(qū)22的光阻層厚度較低。這種在顯影后具有不同厚度的光阻層20，在后續(xù)多重蝕刻的制程中，會(huì)對(duì)下面被蝕刻的底材10可以產(chǎn)生不同圖案的遮罩。
這種微影制程的優(yōu)點(diǎn)主要是光阻顯影之后不會(huì)再有烘烤制程，顯影后的光阻輪廓可以保持。因此在之后的蝕刻制程不易產(chǎn)生失敗而提升了制程的良率。另外，光罩的圖案不需要使用任何的光學(xué)修正，這對(duì)于光罩的制作過程可以大大的降低復(fù)雜度。并且光罩的制造成本可以降低一半。
本發(fā)明的微影制程，應(yīng)用在薄膜晶體管液晶顯示器的陣列制程，可以大幅的降低制程的生產(chǎn)成本以及提升產(chǎn)品的良率。所以本發(fā)明同時(shí)提供一種在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其步驟包含選擇性地形成一閘電極層在一底材上。然后，依序沉積一介電層，一半導(dǎo)體層以及一導(dǎo)體層在前述的閘極介電層以及底材上。之后，形成一光阻層在前述的導(dǎo)體層上。以一光罩對(duì)光阻層曝光，其中光罩具有一圖案，而且不使用任何光學(xué)修正。然后，烘烤光阻層，并且對(duì)光阻層顯影使得光阻層被圖案覆蓋的區(qū)域得以保留，在圖案鄰近的區(qū)域有一光阻殘留物，而其他的部分的光阻層則完全被移除。接著，以顯影后的光阻層為遮罩進(jìn)行第一次蝕刻導(dǎo)體層的步驟。然后，以顯影后的光阻層為遮罩進(jìn)行第一次蝕刻半導(dǎo)體層的步驟并移除光阻殘留物以形成一島狀半導(dǎo)體層。之后，以前述的光阻層為遮罩進(jìn)行第二次蝕刻導(dǎo)體層步驟以形成一源極區(qū)以及一汲極區(qū)。再者，以前述的光阻層為遮罩進(jìn)行第二次蝕刻半導(dǎo)體層的步驟以形成一連道區(qū)域。之后，將光陽層完全的移除。
上述又光阻殘留物的厚度低于該光阻層的厚度，因此具有光阻殘留物的光阻層可用于多重蝕刻制程的遮罩。上述的第一次蝕刻該導(dǎo)體層的步驟是使用高選擇比蝕刻方式，較佳的高選擇比蝕刻方式為濕蝕刻。上述又第一次蝕刻該半導(dǎo)體層的步驟是使用非等向性蝕刻方式，較佳的非等向性蝕刻方式為干蝕刻。另外，光阻殘留物的移除方式是使用氧電漿的方法。上述又第二次蝕刻該導(dǎo)體層的步驟是使用高選擇比蝕刻方式，而上述的第二次蝕刻該半導(dǎo)體層的步驟是使用非等向性蝕刻方式。
上述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半等體層以及源極汲極區(qū)的方法，會(huì)參照下面的各項(xiàng)

而詳加以介紹解釋。
如圖3所示，在一絕緣的底材100上依序形成閘極102，一絕緣層104，一半導(dǎo)體層106，以及一導(dǎo)體層108。當(dāng)使用背光源作為液晶顯示器的光源，則底材100一定要使用透明材質(zhì)，例如透明玻璃或是透明塑料當(dāng)液晶顯示器的光源為前光源時(shí)。底材100并不一定非要使用透明材質(zhì)。閘極102，可以使用金屬或是任何的導(dǎo)電材質(zhì)，例如鋁或是鋁合金、銦或鉬鎢合金、鉻或是鉭。其形成的方式是先使用濺鍍方式沉積一層導(dǎo)體層，然后使用微影與蝕刻制程使得閘極圖案可以在預(yù)定的位置形成。當(dāng)閘極圖案形成在底材100上的時(shí)候，閘極線(未顯示在圖中)也同時(shí)形成在底材100上。
絕緣層104，又稱為閘極絕緣層，主要的材質(zhì)一般是使用氮化硅，是以覆毯式的方式覆蓋在閘極102以及底材100上。絕緣層104在薄膜晶體管中是作為閘極介界電層，而在其他的區(qū)域提供了閘極線的絕緣隔離，半導(dǎo)體層100，主要是作為晶體管的通道區(qū)域。在薄膜晶體管液晶顯示器中，通道區(qū)是在閘極102的上面，又稱為背端通道區(qū)(back channel region)。半導(dǎo)體層106主要使用的材質(zhì)為兩層復(fù)合的材質(zhì)，底下的非晶硅以及上層摻雜n型導(dǎo)電型態(tài)的非晶硅，底下的非晶硅層主要是提供晶體管的通道區(qū)域，而上層的摻離n型導(dǎo)電型態(tài)的的非晶硅，主要是提供金屬與半導(dǎo)體材質(zhì)之間的歐姆接觸，用以降低金屬材質(zhì)的源極和汲極與半導(dǎo)體之間的阻抗。絕緣層104與半導(dǎo)體層106的形成方式一般是使用化學(xué)氣相沉積法。導(dǎo)體層108，可以使用金屬或是任何的導(dǎo)電材質(zhì)。例如鋁或是鋁合金、鉬或鉬鎢合金、鉻或是鉭，主要是作為薄膜晶體管的源極以及汲極區(qū)域。
如圖4所示，形成一光阻層200在導(dǎo)體層108上，然后以一光罩300進(jìn)行曝光，其中這里使用的光罩300，不需要使用任何的光學(xué)修正。光阻層200可以使用一般的涂布方式形成之。在本實(shí)施例中，光阻層200是使用正光阻，其厚度約為2000埃至4000埃。光阻層200形成在導(dǎo)體層108上之后會(huì)先進(jìn)行一道曝光前烘烤的步驟，或稱為軟烤。
在圖4中，光罩300覆蓋的區(qū)域主要是源極與汲極區(qū)域。然而在整個(gè)陣列制程中，光罩300的圖案同時(shí)包含了資料線的圖案。光罩300的材質(zhì)主要是使用石英作為光高穿透率的區(qū)域，并使用金屬鉻作為光罩的不透光區(qū)域，曝光的光源可以使用i線、g線或是k線，不同的光源會(huì)對(duì)應(yīng)到不同的光阻顯影的解析度以及顯像的景深(depth of focus)，曝光的強(qiáng)度與時(shí)間也會(huì)影響光阻的光感應(yīng)度，同時(shí)也跟光阻層200的厚度有關(guān)。在本實(shí)施例中，曝光量約為50到70每平方公分毫焦耳(mJ/cm2)，較佳的曝光量約為58到62每平方公分毫焦耳(mJ/cm2)。
然后，直接將曝光后的光阻200進(jìn)行烘烤的制程，也是所謂的后烘烤。在本實(shí)施例中，烘烤的時(shí)間的為50秒到170秒，溫度約為100到130。這個(gè)烘烤步驟的溫度會(huì)較之前軟烤的溫度高。
如圖5所示，使用顯影劑將光阻層200顯影。顯影后的光阻層200具有一圖案轉(zhuǎn)移區(qū)域202以及光阻殘留區(qū)域204。在本實(shí)施例中，顯影的時(shí)間約為60秒到100秒，較佳的顯影時(shí)間約為75秒到90秒。在本實(shí)施例中，源極與汲極之間的距離很近，位于源極與汲極區(qū)域之間的光阻殘留物204會(huì)完全的覆蓋通道區(qū)域。這在之后的多重蝕刻步驟中，可以適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)通道區(qū)域。
如圖6所示，以光阻層200為遮罩蝕刻導(dǎo)體層108。這個(gè)蝕刻步驟需要使用高選擇比的蝕刻制程，因此傳統(tǒng)的濕式蝕刻是一個(gè)理想的選擇。在本實(shí)施例中，一種適當(dāng)?shù)奈g刻劑是強(qiáng)氧化劑，例如Ce(NH4)2(NO3)6，以及硝酸的混合物。
如圖7所示，以光阻層200為遮罩蝕刻半導(dǎo)體層106，同時(shí)光阻殘留物204一起被移除，這個(gè)蝕刻步驟因?yàn)檫€要移除光阻殘留物204，所以使用非等向性蝕刻也就是傳統(tǒng)的干式蝕刻，較為適當(dāng)。蝕刻半導(dǎo)體層100的一種適當(dāng)?shù)奈g刻劑是六氟化硫以及氯氣電漿。在這個(gè)蝕刻步驟完成之后，可以在同一個(gè)反應(yīng)室中通入氧氣以形成氧電漿來確保完全移除光阻殘留物204，或是通入其他的氣體，例如氮?dú)饧友鯕猓蚴菤鍤饧友鯕?。在這個(gè)蝕刻步驟中，會(huì)形成島狀半導(dǎo)體區(qū)域(semiconductor region)。
如圖8所示，以光阻層200為遮罩繼續(xù)蝕刻導(dǎo)體層108以形成源極汲極區(qū)。這個(gè)蝕刻步驟比較需要高選擇比的蝕刻制程，因此傳統(tǒng)的濕式蝕刻是一個(gè)較佳的選擇。在本實(shí)施例中，一種適當(dāng)?shù)奈g刻劑是強(qiáng)氧化劑，例如Ce(NH4)2(NO3)6，以及硝酸的混合物。
如圖9所示，以光阻層200為遮罩繼續(xù)蝕刻半導(dǎo)體層106，以形成通道區(qū)。這個(gè)蝕刻制程可以使用濕式蝕刻或是干式蝕刻。在本實(shí)施例中，干式蝕刻是較佳的選擇。這個(gè)蝕刻步驟會(huì)將半導(dǎo)體層106的n型導(dǎo)通非晶硅層給移除，留下非晶硅層作為薄膜晶體管的通道區(qū)域。在本實(shí)施例中，一種適當(dāng)?shù)奈g刻劑是六氟化硫，氯化氫以及氦氣電漿。
之后，如圖10所示，將光阻層200移除后，形成一薄膜晶體管。移除光阻層200的方式可以使用傳統(tǒng)的濕式去光阻法或是干式去光阻法。到這個(gè)步驟為止，陣列制程中的薄膜晶體管已經(jīng)形成，剩下的陣列制程包含形成保護(hù)層，接觸窗開口，以及像素電極。這些步驟可以使用任何傳統(tǒng)的方式進(jìn)行。
在本發(fā)明的微影制程應(yīng)用在陣列制程中，還可以同時(shí)避免多重蝕刻制程中所造成資料線的斷路。這部分要從俯視圖來看會(huì)比較清楚，如圖11所示，一閘極線400，包含了閘極102區(qū)，形成在在一底材上。絕緣層，半導(dǎo)體層，以及導(dǎo)體層以覆毯式的方式沉積在閘極線400上。由于是覆毯式的沉積，絕緣層，半導(dǎo)體層，以及導(dǎo)體層只能以切面圖的方式顯示。然后在導(dǎo)體層上面形成光阻層。之后，以一光罩對(duì)光阻層曝光。光罩的圖案500是用虛線畫成的，包含了資料線以及源極汲極區(qū)。
如圖12所示，使用本發(fā)明的微影制程，光阻層會(huì)在圖案500的周圍形成光阻殘留物502，由于源極與汲極之間的距離很近，使得光阻殘留物502會(huì)覆蓋晶體管的通道區(qū)域，因此，在多重蝕刻制程中，通道區(qū)域在第一次的蝕刻制程中會(huì)被光阻殘留物502保護(hù)。另外，資料線的周圍也有光阻殘留物502，這是傳統(tǒng)使用光學(xué)修正光罩所無法產(chǎn)生的。這種的光阻殘留物502會(huì)在多重蝕刻制程中，防止多次蝕刻造成資料線的寬度持續(xù)的減少而造成的斷線。
本發(fā)明的微影制程的確有許多好的優(yōu)點(diǎn)。首先，顯影之后沒有烘烤的步驟，可以保持光阻在顯影后的輪廓不能改變以避免后續(xù)蝕刻制程的失敗。另外，可以不使用光學(xué)修正的光罩以產(chǎn)生光阻殘留物，光罩的制作成本得以大幅降低與光罩的生產(chǎn)良率得以增加。再者，當(dāng)本發(fā)明的微影制程應(yīng)用到薄膜晶體管液晶顯示器的陣列制程中，還可以防止資料線在多重蝕刻制程中發(fā)生斷線。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍；凡其它來脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程，其特征在于，包含提供一底材以及一光阻層位于該底材上；以一光罩對(duì)該光阻層曝光；烘烤該光阻層；以及對(duì)該光阻層進(jìn)行顯影以形成一多重蝕刻的遮罩。
2.如權(quán)利要求1所述的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程，其特征在于，其中上述的光罩的圖案會(huì)轉(zhuǎn)移到該光阻層并且在該光阻層的轉(zhuǎn)移圖案周圍形成光阻殘留物。
3.如權(quán)利要求2所述的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程，其特征在于，其中上述的光阻殘留物的厚度低于該光阻層的厚度。
4.如權(quán)利要求3所述的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程，其特征在于，其中上述的遮罩在該多重蝕刻之后會(huì)形成不同圖案的遮罩。
5.如權(quán)利要求1所述的使用單一光罩用于多重蝕刻的微影制程，其特征在于，其中上述的光罩不使用任何的光學(xué)修正。
6.一種微影制程，其特征在于，包含形成一光阻層位于一底材上；以一光罩對(duì)該光阻層曝光，其中該光罩不使用任何光學(xué)修正；烘烤該光阻層；以及對(duì)該光阻層進(jìn)行顯影以形成后續(xù)蝕刻的遮罩。
7.如權(quán)利要求6所述的微影制程，其特征在于，其中上述的光罩的圖案會(huì)轉(zhuǎn)移到該光阻層并且在該光阻層的轉(zhuǎn)移圖案周圍形成光阻殘留物。
8.如權(quán)利要求7所述的微影制程，其特征在于，其中上述的光阻殘留物的厚度低于該光阻層的厚度。
9.如權(quán)利要求8所述的微影制程，其特征在于，其中上述的顯影后的光阻層可應(yīng)用于單一光罩于多重蝕刻的微影制程。
10.如權(quán)利要求9所述的微影制程，其特征在于，其中上述的遮罩在該多重蝕刻之后會(huì)形成不同圖案的遮罩。
11.一種在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，包含提供一底材；選擇性地形成一閘電極層在該底材上；依序沉積一介電層，一半導(dǎo)體層以及一導(dǎo)體層在該閘電極層以及該底材上；形成一光阻層在該導(dǎo)體層上；以一光罩對(duì)該光阻層曝光，其中該光罩具有一圖案，而該圖案不使用任何光學(xué)修正；烘烤該光阻層；對(duì)該光阻層顯影使得該光阻層被該圖案覆蓋的區(qū)域得以保留，在該圖案鄰近的區(qū)域有一光阻殘留物，而其他的部分的光阻層則完全被移除；以該光阻層為遮罩第一次蝕刻該導(dǎo)體層；以該光阻層為遮罩第一次蝕刻該半導(dǎo)體層并移除該光阻殘留物以形成一島狀半導(dǎo)體層；以該光阻層為遮罩第二次蝕刻該導(dǎo)體層以形成一源極區(qū)以及一汲極區(qū)；以該光阻層為遮罩第二次蝕刻該島狀半導(dǎo)體層以形成一通道區(qū)域；以及移除該光阻層。
12.如權(quán)利要求11所述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，其中上述的光阻殘留物的厚度低于該光阻層的厚度。
13.如權(quán)利要求12所述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，其中上述的第一次蝕刻該導(dǎo)體層的步驟是使用高選擇比蝕刻方式。
14.如權(quán)利要求13所述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，其中上述的高選擇比蝕刻方式為濕蝕刻。
15.如權(quán)利要求13所述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，其中上述的第一次蝕刻該半導(dǎo)體層的步驟是使用非等向性蝕刻方式。
16.如權(quán)利要求15所述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，其中上述的非等向性蝕刻方式為干蝕刻。
17.如權(quán)利要求16所述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，其中上述的光阻殘留物的移除方式是使用氧電漿的方法。
18.如權(quán)利要求15所述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，其中上述的第二次蝕刻該導(dǎo)體層的步驟是使用高選擇比蝕刻方式。
19.如權(quán)利要求18所述的在形成薄膜晶體管陣列中使用單一光罩并多重蝕刻以同時(shí)形成半導(dǎo)體層以及源極汲極區(qū)的方法，其特征在于，其中上述的第二次蝕刻該半導(dǎo)體層的步驟是使用非等向性蝕刻方式。
全文摘要
本發(fā)明主要是提供一光學(xué)微影制程中，其中光阻在曝光后先經(jīng)過烘烤才進(jìn)行顯影，使得光阻的轉(zhuǎn)移圖案的周圍會(huì)產(chǎn)生光阻殘留物。由于光阻殘留物的厚度較光阻層的厚度為低，這種顯影后的光阻可以提供多重次蝕刻制程的遮罩。
文檔編號(hào)G03F7/00GK1523638SQ0310612
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者劉大有, 高金字, 張瑞宗, 許翼材 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司