薄膜晶體管、集成電路和液晶顯示裝置的制作方法

文檔序號：6901869閱讀：170來源：國知局

專利名稱：薄膜晶體管、集成電路和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在玻璃基板上形成薄膜晶體管用的方法和使用網(wǎng)目調(diào)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(shù)：
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(jié)晶性薄膜晶體管(以下稱為rTFTJ )中為了提高工作性能研究了使TFT 實現(xiàn)微細化的方法。
形成TFT的玻璃基板在面內(nèi)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9jam (約9nm/100mmc])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膝光相比，需要深的焦深。即，在使TFT實現(xiàn)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用的啄光裝置的解像度現(xiàn)在約為1.5|uni或3nm。如果該啄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0.8|am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9^un/100mmci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，
3故對曝光裝置的光學系統(tǒng)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0.5nm口的接觸孔的情況的焦深為土0.9)im，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(qū)域?qū)挘试诮佑|孔的底部留下光刻膠，開不出貫通光刻膠的孔。其結(jié)果，不能取得例如與源區(qū)或漏區(qū)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(jīng)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(jié)果，在上述的膝光方法中，難以形成貫通光刻膠的孔。
在膝光技術(shù)中，在非專利文獻l的第39頁至40頁中記載了網(wǎng)目調(diào)型的移相掩模(在本說明書中，簡單稱為r網(wǎng)目調(diào)型掩?！?使解像度和焦深提高的情況。
此外，在專利文獻l記載了使用網(wǎng)目調(diào)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(shù)。
非專利文獻1平成9年2月25日才-厶社發(fā)行r超微細加工
技術(shù)J
專利文獻1特開2003 -234285號/>報
在非專利文獻l的第40頁中記載了曝光裝置的數(shù)值孔徑NA是 0.5，相干因子a是0.2。這些值如非專利文獻l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(chǎn)量來決定對玻璃基板上的光刻膠的每1次的曝光面積，由于該爆光面積大，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l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(tǒng)的種類、數(shù)值孔徑 NA、相干因子CT等的具體數(shù)值。
專利文獻1中也主要有關(guān)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(tǒng)的種類、數(shù)值孔徑NA或相干因子cy等的具體數(shù)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(jié)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C7、所使用的曝光光學系統(tǒng)的種類和數(shù)值孔徑NA等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(fā)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(wǎng)目調(diào)型的移相掩模的膝光方法。
與本發(fā)明有關(guān)的薄膜晶體管的第l至第3制造方法都包含經(jīng)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。
在與本發(fā)明有關(guān)的第l制造方法中，上述掩模具有包含在上述玻璃基板上形成了薄膜晶體管用的長方形(包含長圓形和橢圓形)的多個透明區(qū)域和不透明區(qū)域的某一方的接觸孔圖案，上述光透過區(qū)域和光遮蔽區(qū)域的某一方具有長邊方向的長度尺寸為大于等于短邊方向的長度尺寸的1.4倍的形狀。
在與本發(fā)明有關(guān)的第2制造方法中，上述掩模是遮光性的鉻掩模，此外具有包含在上述玻璃基板上形成了薄膜晶體管用的長方形(包含長圓形和橢圃形)的多個光透過區(qū)域和光遮蔽區(qū)域的某一方的接觸孔圖案。上述光學系統(tǒng)是等倍率投影光學系統(tǒng)，此外，在將kl定為具有
0.40至0.43的值的系數(shù)并將R定為上述長方形的短邊方向的長度尺寸時，具有利用下式(1)得到的數(shù)值孔徑NA: NA2 = klx0.365/R...... (1)
在與本發(fā)明有關(guān)的第3制造方法中，上述掩模是網(wǎng)目調(diào)型掩模，此外具有包含在上述玻璃基板上形成了薄膜晶體管用的長方形(包含長圓形和橢圓形)的多個光透過區(qū)域和光遮蔽區(qū)域的某一方的接觸孔圖案。上述光學系統(tǒng)是等倍率投影光學系統(tǒng)，此外，在將kl定為具有
時，具有利用上述式(1)得到的數(shù)值孔徑NA。
在與本發(fā)明有關(guān)的第l制造方法中，在上述感光材料膜即光刻膠上形成的接觸孔可具有至少使各角部成為弧狀的長方形的平面形狀。
在與本發(fā)明有關(guān)的第2制造方法中，上述接觸孔圖案是上述長方
之和且短邊方向的間距為大于等于短邊的長度尺寸的3倍的周期性的圖案，可配置在上述光透過區(qū)域和光遮蔽區(qū)域的某一方上。
在與本發(fā)明有關(guān)的第3制造方法中，上述接觸孔圖案是上述長方
之和且短邊方向的間距為大于等于短邊的長度尺寸的3倍的周期性的圖案，可配置在上述光透過區(qū)域和光遮蔽區(qū)域的某一方上。
與本發(fā)明有關(guān)的第1至第3制造方法還可包含處理上迷抗蝕劑、在上述抗蝕劑上形成接觸孔的工序。
在感光材料膜的上述抗蝕劑上形成的接觸孔可具有至少使各角部成為弧狀的長方形的平面形狀。
在上述抗蝕劑上形成的接觸孔可具有長邊方向的長度尺寸為大于等于短邊方向的長度尺寸的1.4倍的長方形的平面形狀。
與本發(fā)明有關(guān)的第1至第3曝光方法都包含經(jīng)網(wǎng)目調(diào)型掩模將來自曝光用光源的光線入射到光學系統(tǒng)上并將經(jīng)過了上述光學系統(tǒng)的光線照射到由玻璃基板上的感光材料構(gòu)成的抗蝕劑層上的工序，使用i線作為上述光線，此外使用具有利用上述式(1)得到的數(shù)值孔徑NA 的等倍率投影光學系統(tǒng)。
在與本發(fā)明有關(guān)的第1曝光方法中，上述網(wǎng)目調(diào)型掩模具有在上述抗蝕劑層上應形成的線條圖案。此外，在式(1)中，kl是具有0.41 至0.44的值的系數(shù)，R是在上述抗蝕劑層上形成的線的寬度。
在與本發(fā)明有關(guān)的第2曝光方法中，上述網(wǎng)目調(diào)型掩模具有在上述玻璃基板上的上迷抗蝕劑層上應形成的接觸孔。此外，在式(1)中， kl是具有0.48至0.5的值的系數(shù)，R是在上述抗蝕劑層上形成的孔的口徑(或長徑)。
在與本發(fā)明有關(guān)的第3曝光方法中，上述網(wǎng)目調(diào)型掩模具有在上述玻璃基板上的上迷抗蝕劑層上應形成的接觸孔圖案，該接觸孔圖案具有大于等于接觸孔的直徑的4倍的接觸孔排列間距。此外，在式(l) 中，kl是具有0.48至0.5的值的系數(shù)，R是在上述抗蝕劑層上形成的孔徑。
按照與本發(fā)明有關(guān)的第1至第3制造方法，即使在板厚偏差大的基板上形成的感光材料膜中也能得到在曝光工序中可實施的焦深，可在感光材料膜上形成完全貫通該感光材料膜的微細的接觸孔。
按照與本發(fā)明有關(guān)的第1至第3曝光方法，可得到使用了在制造在顯示面板用的玻璃基板那樣板厚偏差大的基板上形成的TFT用的抗蝕劑層的曝光中能得到合適深度的焦深的網(wǎng)目調(diào)型的移相掩模的曝光方法。

圖l是示出在與本發(fā)明有關(guān)的制造方法和曝光方法的實施中合適的曝光裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示出在說明與本發(fā)明有關(guān)的制造方法用的曝光工序中被使用的網(wǎng)目調(diào)型掩模的一實施例的圖，A是網(wǎng)目調(diào)型掩模的平面圖，B 是沿A中的2B-2B線得到的網(wǎng)目調(diào)型掩模的剖面圖。
圖3是示出改變了利用本發(fā)明的第1實施例得到的方形形狀掩模圖案的長邊的長度時，該長邊與投影光學系統(tǒng)的焦深的關(guān)系的鉻掩模和網(wǎng)目調(diào)型掩模的特性曲線圖。
圖4是示出利用本發(fā)明的第2實施例得到的圖l的膝光裝置的等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖5是示出利用本發(fā)明的第3實施例得到的圖1的膝光裝置的等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖6是示出利用本發(fā)明的第4實施例得到的圖1的曝光裝置的等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖7是示出利用本發(fā)明的第5實施例得到的圖1的曝光裝置的等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖8是經(jīng)過使用了圖1的曝光裝置被制造的TFT的平面圖。
圖9是沿圖8的9-9線得到的剖面圖。
圖10是說明在說明與本發(fā)明有關(guān)的曝光方法用的曝光工序中被使用的網(wǎng)目調(diào)型掩模和利用該網(wǎng)目調(diào)型掩模的透過光進行了曝光-顯影的接觸孔圖案的一實施例用的圖，A是網(wǎng)目調(diào)型掩模的平面圖，B 是說明與沿A中的10B-10B線得到的掩模圖案關(guān)聯(lián)地被曝光的狀態(tài) 用的被處理基板的剖面圖。
圖11是說明在說明與本發(fā)明有關(guān)的曝光方法用的膝光工序中被使用的網(wǎng)目調(diào)型掩模和利用該網(wǎng)目調(diào)型掩模的透過光進行了曝光-顯影的接觸孔圖案的一實施例用的圖，A是網(wǎng)目調(diào)型掩模的平面圖，B 是說明與沿A中的11B-11B線得到的掩模圖案關(guān)聯(lián)地被曝光的狀態(tài) 用的被處理基板的剖面圖。
圖12是示出利用本發(fā)明的第6實施例得到的圖1的曝光裝置的等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖13是示出利用本發(fā)明的第7實施例得到的圖1的曝光裝置的等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖14是示出利用本發(fā)明的第8實施例得到的圖1的啄光裝置的等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖15是示出利用本發(fā)明的第9實施例得到的圖1的膝光裝置的
8等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖16是示出改變了利用本發(fā)明的第10實施例得到的圖11的網(wǎng)
目調(diào)型掩模的光透過部的等間距時的、與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。圖17是示出利用本發(fā)明的第11實施例得到的圖1的啄光裝置的
等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
圖18是示出利用本發(fā)明的第12實施例得到的圖1的膝光裝置的
等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子與焦深的關(guān)系的特性曲線圖。
具體實施方式
〔術(shù)語的定義〕
在本發(fā)明中，所謂「長方形J ,包含長圓形和橢圓形。所謂接觸孔，是為了以線狀埋置用于電連接隔著絕緣層在表面背面上設置的導電體層之間、導電體與源區(qū)或漏區(qū)之間、或者柵電極之間的導電體而在上述絕緣層中設置的孔。在本說明書中，也將在利用刻蝕加工形成該孔用的感光材料膜中設置的孔定義為接觸孔。
首先敘述在本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法和曝光方法這兩者中被使用的曝光裝置，接著敘述本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法。〔曝光裝置的實施例〕
參照圖l,曝光裝置10除了膝光用的光源12外，由下述部分構(gòu) 成反射鏡14，被配置在來自光源12的光路上，使從光源12射出的光線反射；2種中間透鏡16和18，使被反射鏡14反射的光線聚束；反射鏡20，使來自中間透鏡18的光線朝向網(wǎng)目調(diào)型掩模24反射；聚束透鏡22，使被反射鏡20反射的光線聚束并照射網(wǎng)目調(diào)型掩模24; 以及投影光學系統(tǒng)26，將通過了網(wǎng)目調(diào)型掩模24的光線例如照射到在玻璃基板28那樣的被處理基板上形成的感光材料層、例如抗蝕劑膜 30上。
光源12例如是發(fā)生具有365nm的波長的i線的水銀燈。反射鏡14、中間透鏡16和18、反射鏡20和聚束透鏡22是一般的光學構(gòu)件，此外形成了照明光學系統(tǒng)23。利用這樣的照明光學系統(tǒng)
923對來自光源12的光線進行聚束并使其入射到網(wǎng)目調(diào)型掩模24上。網(wǎng)目調(diào)型掩模24是其光遮蔽區(qū)域具有6~8%的透射率的掩模。
玻璃基板28例如是液晶顯示面板那樣的顯示面板的制作中使用的玻璃基板28。在該玻璃基板28上設置的半導體薄膜中如后述那樣形成驅(qū)動顯示面板用的薄膜晶體管。
投影光學系統(tǒng)26是將掩模24的像例如以等倍率投影到抗蝕劑膜 30上的等倍率投影光學系統(tǒng)，在圖示的例子中，具備NA光闌32、瞳面34和多個透鏡36等。經(jīng)過了網(wǎng)目調(diào)型掩模24的光線經(jīng)過投影光學系統(tǒng)26以等倍率入射到抗蝕劑膜30上。
抗蝕劑膜30例如由i線用化學放大型抗蝕劑材料構(gòu)成。例如用旋轉(zhuǎn)涂敷那樣的適當?shù)姆椒▽⒐饪棠z材料涂敷在玻璃基板28的表面上，其后，使其干燥，形成抗蝕劑膜30。
在將入射光的打開角度定為2小時，可從下式(2)得到作為包含聚束透鏡22的照明光學系統(tǒng)23的數(shù)值孔徑、進而是從聚束透鏡22 入射到網(wǎng)目調(diào)型掩模24上的光的數(shù)值孔徑的NA1。
NAl-sin(j)…(2)
同樣，在將入射光的打開角度定為26時，可從下式(3)得到作為投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑、進而是從投影光學系統(tǒng)26入射到抗蝕劑膜30上的光的數(shù)值孔徑的NA2。
NA2 = sin9... (3)
〔掩模的實施例〕
網(wǎng)目調(diào)型掩模24，如圖2A和B中所示，具備具有長方形的平面形狀的多個例如透光性區(qū)域40和光通過特性與區(qū)域40的光通過特性不同的例如半透過性區(qū)域42。通過在區(qū)域42內(nèi)存在區(qū)域40,網(wǎng)目調(diào) 型掩模24具有在透光性基板例如掩模用玻璃基板44的一個面上以矩陣狀形成的區(qū)域40的接觸孔圖案。
在圖2A和B中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模24中，如果抗蝕劑膜30的感光特性是正性的，則區(qū)域40形成光透過區(qū)域，區(qū)域42形成具有某種透射率的半透過性光遮蔽區(qū)域。與此不同，如果抗蝕劑膜30的感光特性是負性的，則反過來區(qū)域40形成具有某種透射率的光遮蔽區(qū)域，區(qū)域42形成光透過區(qū)域。
可使用作為具有上述那樣的接觸孔圖案的通常的遮光掩模的鉻掩模124來代替網(wǎng)目調(diào)型掩模24，可以是該鉻掩模和網(wǎng)目調(diào)型的移相掩模(網(wǎng)目調(diào)型掩模)24的某一種。
在網(wǎng)目調(diào)型掩模24是后者的網(wǎng)目調(diào)型掩模的情況下，可使用由具有6 ~ 8 %的透射率的半光遮蔽區(qū)域和使光的相位旋轉(zhuǎn)180。、同時具有大致100%的透射率的光透過區(qū)域構(gòu)成的掩?；蛴删哂?~8%的透射率、同時使光的相位旋轉(zhuǎn)180。的半光遮蔽區(qū)域和具有大致100%的透射率的光透過區(qū)域構(gòu)成的掩模作為這樣的掩模24。
光遮蔽區(qū)域42用的材料根據(jù)是上述哪一種類型的掩模而不同，但可4吏用市場上出售的已知的材料、例如MoSiO、 MoSiON、 Cr。在使用上述任一種網(wǎng)目調(diào)型掩模24的情況下，在抗蝕劑膜30的膝光之前制作具有這樣的接觸孔圖案的掩模24。〔TFT的實施例〕
圖8和圖9示出由在液晶顯示面板那樣的顯示面板用的玻璃基板 50上形成的結(jié)晶性的半導體構(gòu)成的TFT52的一實施例。
參照圖8和圖9,在形狀例如具有長方形狀的玻璃基板50的一個面上形成了透明的電絕緣性的基底層54,在該基底層54上形成了對每一 TFT元件被分離為島狀的長方形的結(jié)晶性的硅層56。在硅層56 上，在分隔開的預定的位置上形成了源區(qū)S和漏區(qū)D。在源區(qū)S與漏區(qū)D間形成了溝道區(qū)C。再者，在該硅層56上形成了柵絕緣層58。在柵絕緣層58上形成了柵電極用層。使用柵電極60的掩模圖案刻蝕該柵電極用層，由此形成柵電極60。在該柵電極60、柵絕緣層58、基底層54上形成層間絕緣膜66。在該層間絕緣膜66上形成抗蝕劑膜 30。將形成了抗蝕劑膜30的玻璃基板28定位并運到圖1中示出的啄
光裝置io的x-y-z-e臺(未圖示)的預定的位置上。將圖2中示
出的接觸孔的網(wǎng)目調(diào)型掩模24的透過光入射到抗蝕劑膜30上并進行曝光。對被曝光的抗蝕劑膜30進行顯影處理，在抗蝕劑膜30上形成接觸孔的掩模圖案。將形成了該接觸孔的掩模圖案的抗蝕劑膜30作為掩模，通過進行圖9中示出的層間絕緣膜66的刻蝕，形成接觸孔68。與此同時，在硅層56的成為溝道區(qū)的表面上形成柵絕緣層58。
在柵絕緣層58上形成柵電極60，使之在硅層56的寬度方向上橫截硅層56的長度方向的中央部而延伸。
通過經(jīng)在層間絕緣膜66上形成的接觸孔68將預定的雜質(zhì)離子注入到在底部露出的硅層56內(nèi)，在硅層56內(nèi)形成源區(qū)S和漏區(qū)D。其次，通過例如濺射在底部露出的硅層56上形成用來形成源電極和漏電極的材料層，由此在接觸孔68內(nèi)形成源電極62和漏電極64。
在以柵電極60為掩模、在硅層56內(nèi)注入雜質(zhì)離子形成的源區(qū)S 和漏區(qū)D上分別經(jīng)接觸孔68被電連接的狀態(tài)下形成了源電極62和漏電極64。
柵電極60、源電極62和漏電極64分別由層間絕緣膜66電絕緣。在制造工序的一部分中使用圖1中示出的曝光裝置10的圖8和圖9中示出的TFT52中，貫通層間絕緣膜66形成了形成源電極62和漏電極64用的多個接觸孔68，使其底部成為上述源區(qū)S和漏區(qū)D的表面。
在層間絕緣膜66上形成抗蝕劑膜30，利用啄光裝置10對該抗蝕劑膜30進行曝光、顯影來形成在層間絕緣膜66上形成的接觸孔68。在該曝光工序中使用圖2中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模24。利用該膝光工序，在抗蝕劑膜30上形成在層間絕緣膜66上形成接觸孔68用的掩模。通過使用該掩模對層間絕緣膜66進行選擇刻蝕例如等離子刻蝕，在層間絕緣膜66上形成接觸孔68。如果使用具有圖2A中示出的長方形狀的圖案的網(wǎng)目調(diào)型掩模24在圖1中示出的啄光裝置10中對抗蝕劑膜30 進行選擇曝光并對該抗蝕劑膜30進行顯影處理，則如圖8中所示，在抗蝕劑膜30上形成用來形成角部呈弧狀的長方形狀的接觸孔68用的掩模。
這樣的長方形的接觸孔的情況的焦深，如圖3中所示，隨著長邊變長而變深。由于焦深深，故適合于對在板厚偏差大的玻璃基板上覆
12蓋的抗蝕劑進行啄光。
通過使用該掩模對層間絕緣膜66進行選擇曝光，在層間絕緣膜 66上形成接觸孔68。通過以等間隔和等間距排列多個接觸孔，在抗蝕劑膜30上形成接觸孔圖案。實施例1
在圖2中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模24中，將在抗蝕劑膜30上形成接觸孔68用的例如成為投光區(qū)域的長方形的區(qū)域40的短邊例如固定為 0.5nm,作成改變了光透過性區(qū)域40的長邊的多個網(wǎng)目調(diào)型掩模24，為了使用這些網(wǎng)目調(diào)型掩模24在抗蝕劑膜30上形成長方形狀的接觸孔，利用圖1中示出的曝光裝置10對抗蝕劑膜30進行了啄光。除了這些網(wǎng)目調(diào)型掩模24外，還分別使用了與這些網(wǎng)目調(diào)型掩模24具有同一形狀的多個遮光性的鉻掩模。
例如將等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子ct ( Sincj)/Sina )固定為0.8。此外，使用了波長為365nm的i線作為曝光用光線，使用了 i 線用化學放大型抗蝕劑材料作為抗蝕劑膜30。再者，圖2中的區(qū)域40 的X方向的孔中心間間距XP定為長邊與短邊(0.5nm)之和，Y方向的孔中心間間距YP定為短邊(0.5pm)的4倍(2pm)。
在使用了鉻掩模的情況下，光透過性區(qū)域40的各一邊具有0.5|^n 的長度的正方形的情況的數(shù)值孔徑NA2定為0.37，0.5nmx0.7nm的長方形的情況的數(shù)值孔徑NA2定為0.33， 0.5^imxl(im的長方形的情況的數(shù)值孔徑NA2定為0.29， 0.5nmxl.5jim和0.5pmx2nm的兩長方形的情況的數(shù)值孔徑NA2定為0.28。
在使用了網(wǎng)目調(diào)型掩模的情況下，光透過性區(qū)域40的各一邊具有0.5nm的長度的正方形的情況的數(shù)值孔徑NA2定為0.35， 0.5(imx0.7jLim和0.5nmxlnm的兩長方形的情況的數(shù)值孔徑NA2定為 0.25， 0.5nmxl.5nm和0.5nmx2nm的兩長方形的情況的數(shù)值孔徑NA2 定為0.26。
在圖3中示出作為上述實施例1的結(jié)果得到的投影光學系統(tǒng)26 的焦深與圖2中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模24中的區(qū)域40的長邊的長度尺表示使用了鉻掩模的情況的結(jié)果(曝光裝置10的投影光學系統(tǒng)26的焦深特性)，帶有記號國的曲線72表示使用了網(wǎng)目調(diào)型掩模24的情況的結(jié)果(啄光裝置10 的投影光學系統(tǒng)26的焦深特性)。圖3的橫軸是圖2中示出的區(qū)域 40的長邊的長度，縱軸表示膝光裝置10的投影光學系統(tǒng)26的焦深。在區(qū)域40的長邊的長度大于等于0.7nm時得到了深的焦深特性。換言之，在圖3的橫軸中，長邊與短邊之比在長邊為0.7|am時是1.4倍，在長邊為lpm時是2倍，在長邊為1.5pm時是3倍，在長邊為2nm 時是4倍，在長邊為2.5^m時是5倍。在圖2中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模 24中，形成接觸孔用的長方形狀的圖案是長邊方向的長度尺寸大于等于短邊方向的長度尺寸的1.4倍的形狀的圖案時得到了深的焦深特性。
在使用了任一種網(wǎng)目調(diào)型掩模24的情況下，在抗蝕劑膜30上形成完全貫通抗蝕劑膜30的接觸孔，這些接觸孔具有與圖2A中示出的矩形光透過性區(qū)域(40)對應的長圓形的形狀。
如從圖3可明白的那樣，如果區(qū)域40的長邊比短邊(0.5nm)長，則在長邊到lHm為止的范圍內(nèi)，投影光學系統(tǒng)26的焦深變深，如果長邊比其長，則焦深大致為恒定。其結(jié)果，在圖3中，通過將區(qū)域40 作成長方形，曝光裝置10的焦深變深。
如從上述圖3可明白的那樣，如果使區(qū)域40的長邊的長度大于等于短邊0.5nm的1.4倍(0.7nm)，則與光透過區(qū)域和光遮蔽區(qū)域的任一方為正方形的情況相比，投影光學系統(tǒng)26的焦深變深。在接觸孔圖案是上述長方形的長邊方向的間距為大于等于長邊的長度的尺寸與
3一倍的周期性的圖案時可穩(wěn)定二得到深的焦深。接觸孔可以是光透過區(qū)域和光遮蔽區(qū)域的任一個區(qū)域。
圖3的特性曲線70是使用了具有光透過性的區(qū)域40的鉻掩模的情況的特性。可知在該情況下，通過將接觸孔作成長方形狀，焦深也變深。由此，可理解本發(fā)明對通常的Cr掩模也是有效的。
在使用了網(wǎng)目調(diào)型掩模24的情況下，判定焦深顯著地變深。這
14樣，即使在可得到投影光學系統(tǒng)26的焦深的板厚偏差大的玻璃基板上，也能在抗蝕劑膜30上可靠地貫通并形成完全貫通抗蝕劑膜30的接觸孔28，提高了 TFT制造的成品率。實施例2
在與圖2中示出的阿目調(diào)型掩模24同樣的形狀中，作成將長方形狀的光透過區(qū)域或光遮蔽區(qū)域的短邊固定為0.5pm、此外將長邊固定為lpm的鉻掩模，為了使用該鉻掩模在抗蝕劑膜30上形成以高密度配置的多個接觸孔即密集的接觸孔，利用圖1中示出的曝光裝置10 使等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2變化對抗蝕劑膜30進行了曝光。
在該實施例中，也將相干因子cj固定為0.8。此外，使用了波長為 365nm的i線作為曝光用光線，使用了 i線用化學放大型抗蝕劑材料作為抗蝕劑膜30。再者，圖2中的區(qū)域40的X方向的孔中心間間距 XP定為1.5|ani， Y方向的孔中心間間距YP定為2(am。
在圖4中示出作為上述實施例2的結(jié)果得到的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深與等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2的關(guān)系。在抗蝕劑膜30上形成完全貫通抗蝕劑膜30的接觸孔68，這些接觸孔68 如圖2A中所示具有長方形的形狀。
如從圖4可明白的那樣，在等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑 NA2為0.29時，焦深最深。在數(shù)值孔徑NA2為0.287至0.315時，得到了深的焦深。此外，如果根據(jù)圖3，光透過區(qū)域或光遮蔽區(qū)域40是長方形，則與正方形的區(qū)域相比，焦深整體地深了大于等于土1.7nm。
在關(guān)于實施例2的圖4中，在等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2為0.28時和0.3時，成為大致相同的焦深。但是，如果考慮透鏡像差，則由于等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2為0.28時的焦深更淺，故數(shù)值孔徑NA2的范圍為0.29 ~ 0.315是最佳的。
從上述那樣的等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2的范圍求出與其對應的kl的范圍0.40~0.43。如下述那樣求出該kl的范圍。
在上述式(1)中，如果假定R為0.5、數(shù)值孔徑NA2為0.29，則kl為0.40。同樣，如果假定R為0.5、數(shù)值孔徑NA2為0.315，則 kl為0.43。
實施例3
用與圖2中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模24同樣的形狀作成了將長方形的光透過區(qū)域或光遮蔽區(qū)域的短邊固定為0.5pm、此外將長邊固定為 lnm的鉻掩模。為了使用已被作成的鉻掩模在抗蝕劑膜30上形成密集的接觸孔，利用圖1中示出的曝光裝置IO使等倍率投影光學系統(tǒng) 26的相干因子cj變化對抗蝕劑膜30進行了曝光。
此時，將等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2固定為0.29。此外，使用了波長為365nm的i線作為曝光用光線，使用了i線用化學放大型抗蝕劑作為抗蝕劑膜30。再者，將圖2中的光透過區(qū)域或光遮蔽區(qū)域40的X方向間距XP定為1.5nm，將Y方向間距YP定為 2jum。
在圖5中示出作為上述實施例3的結(jié)果得到的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深與等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子cr的關(guān)系。在哪一種情況下，都在抗蝕劑膜30上形成完全貫通抗蝕劑膜30的孔(接觸孔)，這些接觸孔具有與圖2A中示出的矩形(40)對應的長圓形的形狀。
如從圖5可明白的那樣，在相干因子a為0.5時，顯示出焦深為極小的趨勢。在圖5中，在相干因子a大于等于0.5和小于等于0.5時顯示出焦深變深。
此外，光透過區(qū)域或光遮蔽區(qū)域40為長方形的情況與光透過區(qū) 域或光遮蔽區(qū)域40為正方形的情況相比，在全部區(qū)域中焦深變深，可明白在鉻掩模中沒有必要限定相干因子cy。實施例4
在圖2中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模24中，作成將長方形狀的光透過區(qū)域或光遮蔽區(qū)域的短邊固定為0.5nm、此外將長邊固定為lnm的網(wǎng) 目調(diào)型掩模，為了使用該網(wǎng)目調(diào)型掩模在抗蝕劑膜30上形成密集的接觸孔，利用圖1中示出的曝光裝置10使等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2變化對抗蝕劑膜30進行了膝光。
將相干因子cj固定為0.8。此外，使用了波長為365nm的i線作為曝光用光線，使用了 i線用化學放大型抗蝕劑材料作為抗蝕劑膜30。再者，將圖2中的光透過區(qū)域或光遮蔽區(qū)域40的X方向間距XP定為 1.5pm，將Y方向間距YP定為2nm。
在圖6中示出作為上述實施例4的結(jié)果得到的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深與數(shù)值孔徑NA2的關(guān)系。在哪一種情況下，都在抗蝕劑膜30上形成完全貫通抗蝕劑膜30的孔、例如接觸孔，這些接觸孔具有與圖2A中示出的矩形掩模區(qū)域(40)對應的長方形的形狀。
如從圖6可明白的那樣，在等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑 NA2為0.25時，等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深最深。在等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2為0.24和0.265時，成為大致相同的焦深。但如果考慮透鏡像差，則由于等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑 NA2為0.24時的焦深更淺，故數(shù)值孔徑NA2的范圍定為0.25 ~ 0.265 是所希望的。
圖4示出關(guān)于通常的鉻掩模的特性，圖6示出關(guān)于網(wǎng)目調(diào)型掩模的特性。如果比較圖4和圖6，則網(wǎng)目調(diào)型掩模的情況的焦深更深，在玻璃基板上對TFT進行膝光來形成的情況下，是非常有效的。實施例5
在圖2中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模24中，作成將長方形的區(qū)域40的短邊固定為0.5nm、此外將長邊固定為lnm的網(wǎng)目調(diào)型掩模，為了使用該網(wǎng)目調(diào)型掩模在抗蝕劑膜30上形成密集的接觸孔，利用圖1中示出的啄光裝置10使相干因子cj變化對抗蝕劑膜30進行了啄光。
將數(shù)值孔徑NA2固定為0.25。此外，使用了波長為365nm的i 線作為曝光用光線，使用了 i線用化學放大型抗蝕劑作為抗蝕劑膜30。再者，將圖2中的區(qū)域40的X方向間距XP定為1.5[xm,將Y方向間多巨YP定為2nm。
在圖7中示出作為上述實施例5的結(jié)果得到的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深與相干因子cr的關(guān)系。在哪一種情況下，都在抗蝕劑膜30上形成完全貫通抗蝕劑膜30的孔(接觸孔)，這些接觸孔具有與圖 2A中示出的矩形(40)對應的長圓形的形狀。
圖5示出關(guān)于通常的鉻掩模的特性，圖7示出關(guān)于網(wǎng)目調(diào)型掩模的特性。如果比較圖5和圖7，則網(wǎng)目調(diào)型掩模的情況的焦深更深，在玻璃基板上對TFT進行曝光來形成的情況下，是非常有效的。
在相干因子cj大于等于0.3的情況下，區(qū)域40為長方形的情況與區(qū)域40為正方形(掩模中的形狀)的情況相比，由于等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深變深了，故可明白在網(wǎng)目調(diào)型掩模24的情況下沒有必要限定相干因子CT。在此，區(qū)域40為正方形的情況相當于圖3的長邊為0.5nm的情況。比較了此時的焦深1.2pm與圖7的相干因子ct大于等于0.3的焦深。
在上述那樣的情況下，即使使數(shù)值孔徑NA2變更為0.3,也能得到作為既定的解像度的0.5nm。從這樣的數(shù)值孔徑NA2的范圍0.25 ~ 0.3可求出對應的kl的范圍。即，在上述式(1)中，在將R定為上述長方形的短邊方向的長度尺寸(0.5pm)時，通過將數(shù)值孔徑NA2 的范圍0.25 ~ 0.3的各臨界值代入上述式(l)中，求出kl的范圍0.34 ~ 0.41。
從上述實施例2至5可明白，如果是相同的解像度，則區(qū)域40 為長方形的情況與區(qū)域40為正方形的情況相比，可用小的數(shù)值孔徑 NA2來曝光。如果數(shù)值孔徑NA2這樣地減小，則透鏡的制作難易度降低了。
再者，在上述實施形態(tài)中，說明了形成薄膜晶體管52的源和漏區(qū)SD的電極62、 64用的接觸孔68，但不限于這些接觸孔68，也可在柵電極60的布線用的接觸孔68的形成中實施。再者，為了在層間絕緣膜66上形成在連接薄膜晶體管52間或電源端子間等的布線中設置的接觸孔，可同樣地形成，可得到同樣的效果，這一點無需說明了。
在上述實施形態(tài)中，說明了將形成接觸孔用的掩模圖案的形狀形成為長方形狀的例子，但即使是橢圓形狀的掩模圖案，也可同樣地得到能實用的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深。其次，敘述曝光方法。
關(guān)于在曝光中被使用的網(wǎng)目調(diào)型掩模124，例如如圖IOA中所示，可作成具有用等間距形成了具有相同的寬度尺寸的光透過部140和光遮蔽部142的等間隔和等間距的線條-間隙圖案的線條用網(wǎng)目調(diào)型的移相掩模。圖10是說明網(wǎng)目調(diào)型掩模124和利用該網(wǎng)目調(diào)型掩模124 的透過光進行了曝光-顯影的抗蝕劑圖案的實施例用的圖，A是網(wǎng)目調(diào)型掩模124的平面圖，B是說明與沿A中的10B-10B線得到的掩模圖案關(guān)聯(lián)地被膝光的狀態(tài)用的被處理基板的剖面圖。
關(guān)于網(wǎng)目調(diào)型掩模124，例如如圖11A中所示，也可作成具有用等間距以矩陣狀形成了具有相同的寬度尺寸的光透過部144的等間隔和等間距的密集的接觸孔圖案的接觸孔用網(wǎng)目調(diào)型的移相掩模。在這些圖示的例子中，光透過部144之間(即，光遮蔽部146)的尺寸也與光透過部144的寬度尺寸相同。圖11是說明網(wǎng)目調(diào)型掩模124和利用該網(wǎng)目調(diào)型掩模124的透過光進行了曝光-顯影的抗蝕劑圖案的實施例用的圖，A是網(wǎng)目調(diào)型掩模124的平面圖，B是說明與沿A中的 11B-11B線得到的掩模圖案關(guān)聯(lián)地被曝光的狀態(tài)用的被處理基板的剖面圖。
即使網(wǎng)目調(diào)型掩模124具有上述任一種圖案，作為網(wǎng)目調(diào)型掩模 124，可使用由具有6~8%的透射率的光遮蔽部142、 146和使光的相位旋轉(zhuǎn)180°、同時具有大致100%的透射率的光透過部140、 144構(gòu)成的掩?；蛴删哂? ~ 8 %的透射率、同時使光的相位旋轉(zhuǎn)180。的光遮蔽部和具有大致100%的透射率的光透過部構(gòu)成的掩模的任一種。
光遮蔽部142和146用的材料根據(jù)是上述哪一種類型的掩模而不同，但可使用市場上出售的已知的材料。在使用上述任一種網(wǎng)目調(diào)型掩模124的情況下，在抗蝕劑層130的曝光之前制造具有這樣的圖案的網(wǎng)目調(diào)型掩模124。
如果在圖1中示出的啄光裝置10中使用具有圖10A中示出的圖案的網(wǎng)目調(diào)型掩模124對抗蝕劑層130進行爆光，在啄光后對抗蝕劑層130進行顯影處理，則在玻璃基板128的抗蝕劑層130上形成圖10B
19中用剖面圖示出的那樣的等間隔、等間距的用殘存的抗蝕劑層130的部分和除去了該抗蝕劑層的部分、即空間150構(gòu)成的線條-間隙圖案。
在圖10B中示出的圖案中，除去了抗蝕劑層130的空間150與圖 10A中的圖案的光透過部140相對應，抗蝕劑層130殘存的部分152 與圖10A中的圖案的光遮蔽部142相對應。
如果在膝光裝置10中使用具有圖11A中示出的圖案的網(wǎng)目調(diào)型掩模124對抗蝕劑層130進行曝光，在曝光后對抗蝕劑層130進行顯影處理，則在玻璃基板128的抗蝕劑層130上形成圖11B中用剖面圖示出的那樣的等間隔、等間距的密集的接觸孔圖案。
在圖11B中示出的膝光圖案中，除去了抗蝕劑層130的空間150 與圖11A中的圖案的光透過部144相對應，抗蝕劑層130殘存的部分 156與圖11A中的圖案的光遮蔽部146相對應。
例如，在與本發(fā)明有關(guān)的上述第1曝光方法中，在用來自曝光光源的i線(波長365nm)打算形成具有由以0.5nm寬度的等間隔被配置的線構(gòu)成的線條-間隙圖案的光刻膠(i線用化學放大型抗蝕劑) 層130的情況下，數(shù)值孔徑NA2成為用圖12的長方形狀點線框示出的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深深的區(qū)域0.3 ~ 0.32，相干因子CT成為用圖13的長方形狀點線框示出的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深深的區(qū)域約0.75~0.85 (在通常的Cr掩模的情況下也相同)。相干因子ct 大于等于0.85，是深的焦深，但用這樣的cr制作實際的膝光光學系統(tǒng) 非常難。因而，將相干因子cj定為約0.75 ~ 0.85。此外，在上述式(l) 中R = 0.5|am時，通過將數(shù)值孔徑NA2的范圍0.3 ~ 0.32的兩臨界值代入上述式(l)中，求出kl的范圍0.41 ~ 0.44。
此外，例如在用來自曝光光源的i線(波長365nm)打算形成具有由以0.8nm寬度的等間隔被配置的線構(gòu)成的線條-間隙圖案的i線用化學放大型抗蝕劑的情況下，根據(jù)圖12的長方形狀點線框的特性，數(shù)值孔徑NA2成為0.18 ~ 0.2，根據(jù)圖13的長方形狀點線框的特性，相干因子cy約為0.75~0.85。
例如在與本發(fā)明有關(guān)的上述第2曝光方法中，在用來自曝光光源的i線(波長365nm)在抗蝕劑(i線用化學放大型抗蝕劑)上形成以等間隔配置具有0.5pm的口徑的孔而構(gòu)成的接觸孔(密集的接觸孔、孔中心間間距為lnm)圖案的掩模124的透過光像的情況下，根據(jù)圖 17，等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2成為0.35 ~ 0.365，根據(jù) 圖15，等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子CT約為0.6 ~ 0.85 (在通常的Cr掩模的情況下也相同)。此外，在上述式(1)中R = 0.5nm時，通過將數(shù)值孔徑NA2的范圍0.35 ~ 0.365的兩臨界值代入上述式(1) 中，求出kl的范圍0.48 ~ 0.5。
此外，例如在用來自膝光光源的i線(波長365nm)在抗蝕劑膜130 (i線用化學放大型抗蝕劑)上形成由具有0.8nm的口徑的多個孔構(gòu)成的密集的接觸孔圖案(孔中心間間距為1.6pm)的網(wǎng)目調(diào)型掩模124透過光像的情況下，等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2 成為0.22 ~ 0.23,等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子cr約為0.6 ~ 0.85 (在通常的Cr掩模的情況下也相同)。網(wǎng)目調(diào)型掩模124的孔形狀為正方形，但實際上形成的抗蝕劑圖案的形狀成為圓形。
例如在上述第3曝光方法中，在形成具有0.5|im的口徑的孔的情況下，網(wǎng)目調(diào)型掩模124的孔中心間間距為大于等于1.2nm。此外，等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2成為0.35~0.365，等倍率投影光學系統(tǒng)26的相干因子cr約為0.3 ~ 0.55。在該情況下，在上述式(1) 中R = 0.5nm時，通過將數(shù)值孔徑NA2的范圍0.35 ~ 0.365的兩臨界值代入上述式(l)中，求出kl的范圍0.48 ~ 0.5。
按照這樣的使用了網(wǎng)目調(diào)型掩模124的曝光方法，與通常的Cr 掩模的情況相比，等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深變深。如果焦深變深，則可在板厚偏差大的玻璃基板上被成膜的抗蝕劑膜130上形成高精度的圖案。在板厚偏差大的玻璃基板上被成膜的抗蝕劑膜130上能對高精細的圖案進行成像這一點，意味著在玻璃基板上能形成TFT的高密度集成電路。
此外，在上述那樣的本發(fā)明的膝光方法中，如果是與通常的Cr 掩模的情況相同的解像度，則與通常的Cr掩模的情況相比，可用小頁
的數(shù)值孔徑NA2來曝光。如果數(shù)值孔徑NA2這樣地減小，則透鏡的制作難易度降低了 (透鏡的制作變得容易)。實施例6
為了在抗蝕劑層130上形成在線條-間隙圖案中線寬為0.5nm且線中心間間距為lnm的等間隔、等間距的線條-間隙圖案，使用圖10A 中示出的掩模作為網(wǎng)目調(diào)型掩模124，利用圖1中示出的曝光裝置10，對抗蝕劑層130進行了曝光。
使用了波長為365nm的i線作為曝光光線，使用了 i線用化學放大型抗蝕劑材料作為抗蝕劑層130。
在實際中，將相干因子cr固定為0.8，進行了改變與圖1中的等倍率投影光學系統(tǒng)26的收斂角e對應的數(shù)值孔徑NA2的多個實驗。
在圖12中示出作為上述實施例6的結(jié)果得到的曝光裝置10的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深與投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2的關(guān) 系。
如從圖12可明白的那樣，在等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑 NA2為0.3時，等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深最深。在數(shù)值孔徑NA2 為0.29時和數(shù)值孔徑NA2為0.32時，成為大致相同的焦深。
但是，如果考慮透鏡像差，則由于等倍率投影光學系統(tǒng)26的數(shù) 值孔徑NA2為0.29時的焦深更淺，故數(shù)值孔徑NA2的范圍定為在圖 12中用點線框示出的0.3~0.32是所希望的，這一點是明白的。這樣的數(shù)值孔徑的范圍與通常的Cr掩模相比，顯示出良好的特性。
此時，R-0.5nm，人-365nm,如果通過將數(shù)值孔徑NA2的范圍 0.3 ~ 0.32代入被稱為瑞利式的式(l)中求出kl的范圍，則求出0.41 ~ 0.44的范圍作為kl。實施例7
為了在抗蝕劑層130上形成與實施例6相同的等間隔、等間距的線線條-間隙圖案，使用圖10A中示出的網(wǎng)目調(diào)型掩模124作為網(wǎng)目調(diào) 型掩模24，利用圖1中示出的曝光裝置10，在與實施例6相同的條件下對抗蝕劑層130進行了膝光。
22行了將數(shù)值孔徑NA2固定為0.3、改變相干因子cT來代替將相干因子cj固定為0.8、改變數(shù)值孔徑NA2的多個實驗。
在圖13中示出作為上述實施例7的結(jié)果得到的曝光裝置10的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深與相干因子cr的關(guān)系。
如從圖13可明白的那樣，在相干因子c7比0.8小的區(qū)域中，等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深變小，如果低于0.75，則焦深較大地低于 ±2pm。但是，如果相干因子ct比0.8大，則焦深大致為恒定。
關(guān)于相干因子cy的光源的制造限度，大體為大于等于0,85。因而，相千因子cj定為圖13中用點線框示出的0.75~0.85是所希望的，這一點是明白的。
實施例8
為了在抗蝕劑層130上形成在抗蝕劑圖案中具有一邊為0.5|am的多個矩形孔、即口徑為0.5|iim的多個孔且孔中心間間距為lpm的密集的接觸孔圖案，使用圖11A中示出的掩模作為網(wǎng)目調(diào)型掩模124，利用圖1中示出的曝光裝置10，對抗蝕劑層130進行了膝光。
使用了波長為365nm的i線作為曝光光線，使用了 i線用化學放大型抗蝕劑材料作為抗蝕劑層130。
在實際中，將相干因子cr固定為0.8，進行了改變數(shù)值孔徑NA2 的多個實驗。
在圖14中示出作為上述實施例8的結(jié)果得到的曝光裝置10的等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深與投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2的關(guān) 系。
如從圖14可明白的那樣，在膝光裝置10中的投影光學系統(tǒng)26 的數(shù)值孔徑NA2為0.35時，投影光學系統(tǒng)26的焦深最深。在投影光學系統(tǒng)26的數(shù)值孔徑NA2為0.34時和數(shù)值孔徑NA2為0.365時，成為大致相同的焦深。
但是，如果考慮透鏡像差，則由于數(shù)值孔徑NA2為0.34時的投影光學系統(tǒng)26的焦深更淺，故數(shù)值孔徑NA2的范圍定為在圖14中用
23點線框示出的0.35 ~ 0.365是所希望的，這一點是明白的。
此時的R = 0.5nm， X = 365nm，如果通過將數(shù)值孔徑NA2的范圍0.35 ~ 0.365代入被稱為瑞利式的式(1)中求出kl的范圍，則求出0.48~0.5的范圍作為kl。實施例9
為了在抗蝕劑層130上形成與實施例8相同的密集的抗蝕劑圖案，在與實施例8相同的條件下，利用釆用了圖11A中示出的掩模作為網(wǎng)目調(diào)型掩模124的圖1中示出的曝光裝置IO進行了曝光。
與實施例8的不同點是，進行了將數(shù)值孔徑NA2固定為0.35、改變相干因子(j來代替將相干因子cr固定為0.8、改變數(shù)值孔徑NA2的多個實驗。
在圖15中示出在上述實施例9中將數(shù)值孔徑NA2固定為0.35 的情況的膝光裝置10的投影光學系統(tǒng)26的焦深與投影光學系統(tǒng)26
的相干因子CJ的關(guān)系的模擬結(jié)果。
如從圖15可明白的那樣，在相干因子cr比0.8小的區(qū)域中，等倍率投影光學系統(tǒng)26的焦深變小，如果低于0.60，則焦深較大地低于 ±1.2|nm。但是，如果相干因子ct比0.8大，則焦深大致為恒定。
關(guān)于相干因子a的光源的制造限度，如上所述大體為0.85。因而，相千因子CT定為圖15中用點線框示出的0.6 ~ 0.85是所希望的，這一點是明白的。
實施例10
為-了在抗蝕劑層130上形成在抗蝕劑圖案中具有一邊為0.5nm的多個矩形孔密集的接觸孔圖案的網(wǎng)目調(diào)型掩模124，使用圖IIA中示出的掩模124作為網(wǎng)目調(diào)型掩模124，利用圖1中示出的曝光裝置10，對抗蝕劑層130進行了曝光。
使用了波長為365nm的i線作為啄光光線，使用了 i線用化學放大型抗蝕劑材料作為抗蝕劑層130。
在實際中，將曝光裝置10的數(shù)值孔徑NA2固定為0.35，進行了改變了相干因子(J和孔的中心間距離(中心間間距)的多個實驗。在孔中心間間距為lpm時，將相干因子a定為0.8，在除此以外時，將相干因子a定為0.4。
在圖16中示出作為上述實施例10的結(jié)果得到的網(wǎng)目調(diào)型掩模 124的孔中心間間距與投影光學系統(tǒng)26的焦深的關(guān)系。
如從圖16可明白的那樣，如果具有網(wǎng)目調(diào)型掩模124的相同的孔寬度尺寸即口徑的光透過部144的等間距超過lnm，則投影光學系統(tǒng)26的焦深急劇地變深，在孔中心間間距大于等于2|im的情況下，焦深大致為恒定。間距定為焦深大于等于土2pm的大于等于1.2nm是所希望的，這一點是明白的。在圖16中，所謂r孤立」，是單一地存在接觸孔的情況。實施例11
為了在抗蝕劑層130上形成在抗蝕劑圖案中具有一邊為0.5nm的多個矩形孔、其各自的中心間間距被配置成2pm的矩形孔的密集的接觸孔圖案，使用圖3A中示出的掩模作為網(wǎng)目調(diào)型掩模124，利用圖l 中示出的膝光裝置IO，對抗蝕劑層130進行了啄光。
使用了波長為365nm的i線作為曝光光線，使用了 i線用化學放大型抗蝕劑材料作為抗蝕劑層130。
在實際中，將相干因子cr固定為0.4，進行了改變數(shù)值孔徑NA2 的多個實驗。
在圖17中示出作為上述實施例11的結(jié)果得到了孔中心間間距與投影光學系統(tǒng)26的焦深的關(guān)系。
如從圖17可明白的那樣，在數(shù)值孔徑NA2為0.35時，投影光學系統(tǒng)26的焦深最深。在圖17中用點線框示出了在數(shù)值孔徑NA2為 0.34時和數(shù)值孔徑NA2為0.365時成為大致相同的焦深的區(qū)域。
但是，如果在實際中考慮透鏡像差，則由于數(shù)值孔徑NA2為0.34 時的投影光學系統(tǒng)26的焦深更淺，故數(shù)值孔徑NA2的范圍定為0.35 ~ 0.365是較為理想的，這一點是明白的。此時的kl的范圍與在實施例 8中示出的范圍是同樣的，為0.48~0.5。實施例12為了在抗蝕劑層130上形成將在抗蝕劑圖案中一邊為0.5nm的多個矩形孔配置成其中心間間距為2nm的密集的接觸孔圖案，使用圖 11A中示出的掩模作為網(wǎng)目調(diào)型掩模124,利用圖1中示出的曝光裝置10，對抗蝕劑層130進行了膝光。
使用了波長為365nm的i線作為曝光光線，使用了 i線用化學放大型抗蝕劑材料作為抗蝕劑層130。
在實際中，將數(shù)值孔徑NA2固定為0.35，進行了改變相干因子cr 的多個實驗。
在圖18中示出作為上述實施例12的結(jié)果得到了相干因子cr與投影光學系統(tǒng)26的焦深的關(guān)系。
如從圖18可明白的那樣，在相干因子(j為0.4時，顯示出焦深為極大那樣的趨勢。此外，相干因子a定為焦深大于等于土2ium的0.3 ~ 0.55是所希望的，這一點是明白的。
在本發(fā)明的上述曝光法中，例如在LCD的制造中使用了與本發(fā) 明有關(guān)的線條圖案掩模的情況下，在LCD上形成與該掩模圖案的線條圖案大致對應的尺寸和形狀的制造部分。此外，利用各啄光裝置來確定數(shù)值孔徑'NA2的值和光源。
本發(fā)明不限定于上述實施例，只要不脫離其要旨，可作各種各樣的變更。
權(quán)利要求
1. 一種薄膜晶體管，包含在玻璃基板上的結(jié)晶化的半導體薄膜上設置的源區(qū)和漏區(qū)；在上述半導體薄膜上在上述源區(qū)和漏區(qū)間設置的柵絕緣膜；在該柵絕緣膜上設置的柵電極；在上述柵電極、上述源區(qū)和漏區(qū)上設置的第2絕緣膜；以及在該第2絕緣膜中設置的、設置有用于與上述柵電極、上述源區(qū)和漏區(qū)的至少一個取得電接觸的導電體層的接觸孔，其特征在于上述接觸孔的剖面形狀是長方形狀，該接觸孔的剖面形狀的長邊方向的長度尺寸大于等于其短邊方向的長度尺寸的1.4倍。
2. —種包含在玻璃基板上的結(jié)晶化的半導體薄膜上設置的薄膜晶體管的集成電路，其特征在于該集成電路的接觸孔的剖面形狀是長方形狀，該接觸孔的剖面形狀的長邊方向的長度尺寸大于等于其短邊方向的長度尺寸的1.4倍。
3. —種包含構(gòu)成驅(qū)動電路的薄膜晶體管的液晶顯示裝置，上述驅(qū)動電路用于在玻璃基板上的結(jié)晶化的半導體薄膜上設置的液晶顯示單元，其特征在于該驅(qū)動電路的接觸孔的剖面形狀是長方形狀，該接觸孔的剖面形狀的長邊方向的長度尺寸大于等于其短邊方向的長度尺寸的1.4倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了薄膜晶體管、集成電路和液晶顯示裝置。本發(fā)明的課題在于形成完全貫通抗蝕劑的接觸孔。本發(fā)明提供一種薄膜晶體管，包含在玻璃基板上的結(jié)晶化的半導體薄膜上設置的源區(qū)和漏區(qū)；在上述半導體薄膜上在上述源區(qū)和漏區(qū)間設置的柵絕緣膜；在該柵絕緣膜上設置的柵電極；在上述柵電極、上述源區(qū)和漏區(qū)上設置的第2絕緣膜；以及在該第2絕緣膜中設置的、設置有用于與上述柵電極、上述源區(qū)和漏區(qū)的至少一個取得電接觸的導電體層的接觸孔，其特征在于上述接觸孔的剖面形狀是長方形狀，該接觸孔的剖面形狀的長邊方向的長度尺寸大于等于其短邊方向的長度尺寸的1.4倍。
文檔編號H01L29/786GK101452960SQ20081017514
公開日2009年6月10日申請日期2006年4月3日優(yōu)先權(quán)日2005年4月4日
發(fā)明者山口弘高, 松村正清, 谷口幸夫申請人:株式會社液晶先端技術(shù)開發(fā)中心

完整全部詳細技術(shù)資料下載