半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[00011 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2009年10月26日、申請(qǐng)?zhí)枮?00910207327.5、發(fā)明名稱為"半導(dǎo) 體裝置的制造方法"發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種使用氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 以液晶顯示裝置為代表的形成在玻璃襯底等的平板上的薄膜晶體管使用非晶硅、 多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶體管具有如下特性:雖然其場(chǎng)效應(yīng)迀移率低，但是可以對(duì) 應(yīng)于玻璃襯底的大面積化。另一方面，使用結(jié)晶硅的薄膜晶體管具有如下特性:雖然其場(chǎng)效 應(yīng)迀移率高，但是需要進(jìn)行激光退火等的晶化工序，因此其不一定適合于玻璃襯底的大面 積化。
[0004] 另一方面，使用氧化物半導(dǎo)體制造薄膜晶體管，并將其應(yīng)用于電子裝置和光裝置 的技術(shù)受到注目。例如，專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2公開作為氧化物半導(dǎo)體膜使用氧化鋅、In-Ga-Ζη-Ο類氧化物半導(dǎo)體來(lái)制造薄膜晶體管，并將其用于圖像顯示裝置的開關(guān)元件等的技 術(shù)。
[0005] [專利文獻(xiàn)1]日本專利申請(qǐng)公開2007-123861號(hào)公報(bào)
[0006] [專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)公開2007-96055號(hào)公報(bào)
[0007] 在氧化物半導(dǎo)體中設(shè)置有溝道形成區(qū)的薄膜晶體管可以實(shí)現(xiàn)比使用非晶硅的薄 膜晶體管更高的場(chǎng)效應(yīng)迀移率。作為氧化物半導(dǎo)體膜，可以利用濺射法等在300°C以下的溫 度下形成，使用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管比使用多晶硅的薄膜晶體管的制造工序簡(jiǎn)單。
[0008] 使用上述氧化物半導(dǎo)體在玻璃襯底、塑料襯底等上形成薄膜晶體管，并可以期待 將其應(yīng)用于液晶顯示器、電致發(fā)光顯示器或電子紙等。
[0009] 另外，當(dāng)制造薄膜晶體管時(shí)，采用使用多個(gè)曝光掩模(也稱作光掩模），并且通過光 刻工序形成疊層結(jié)構(gòu)的方法。但是，光刻工序是包括多個(gè)工序的工序，其是對(duì)制造成本、成 品率及生產(chǎn)率等形成較大影響的主要原因之一。其中，設(shè)計(jì)或制造成本高的曝光掩模數(shù)的 縮減是重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 鑒于上述問題，本發(fā)明的目的之一在于通過縮減曝光掩模數(shù)而將光刻工序簡(jiǎn)化來(lái) 以低成本且高生產(chǎn)率地制造半導(dǎo)體裝置。
[0011] 在反交錯(cuò)型薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，使用掩模層進(jìn)行蝕刻工序， 該掩模層由用作透過的光變成多個(gè)強(qiáng)度的曝光掩模的多級(jí)灰度掩模形成。
[0012] 使用多級(jí)灰度掩模形成的掩模層成為具有多個(gè)膜厚的形狀，并且通過進(jìn)行蝕刻可 以進(jìn)一步改變其形狀，所以可以用于加工為不同的圖案的多個(gè)蝕刻工序。因此，使用一個(gè)多 級(jí)灰度掩模可以形成對(duì)應(yīng)于至少兩種以上的不同的圖案的掩模層。由此，可以縮減曝光掩 模數(shù)且可以縮減對(duì)應(yīng)的光刻工序，所以可以實(shí)現(xiàn)制造工序的簡(jiǎn)化。
[0013]在反交錯(cuò)型薄膜晶體管的制造工序中，進(jìn)行將半導(dǎo)體膜以及導(dǎo)電膜加工為島狀的 蝕刻工序(第一蝕刻工序），以及將導(dǎo)電膜和半導(dǎo)體膜蝕刻加工成源電極層、漏電極層以及 具有凹部的半導(dǎo)體層的蝕刻工序(第二蝕刻工序）。該第一蝕刻工序利用使用蝕刻液的濕蝕 刻而進(jìn)行，第二蝕刻工序利用使用蝕刻氣體的干蝕刻而進(jìn)行。
[0014] 作為蝕刻液，可以使用磷酸和醋酸以及硝酸的混合溶液、或過氧化氫氨水。
[0015]作為蝕刻氣體，優(yōu)選采用含有氯的氣體(氯類氣體，例如Cl2、BCl3、SiCl4等）。還可 以采用對(duì)上述氣體中加入了氧或稀有氣體(例如Ar等)的蝕刻氣體。
[0016]作為本說(shuō)明書中所使用的氧化物半導(dǎo)體，開$成由InM〇3(ZnO)m(m>0)表示的薄膜， 來(lái)制造將該薄膜作為半導(dǎo)體層的薄膜晶體管。另外，作為M，其表示選自鎵(Ga)、鐵(Fe)、鎳 (Ni)、錳(Μη)及鈷(Co)中的一種金屬元素或多種金屬元素。例如，作為M，除了為Ga的情況 外，還有Ga和Ni或Ga和Fe等，包含Ga以外的上述元素的情況。另外，在上述氧化物半導(dǎo)體中， 除了包含作為Μ的金屬元素之外，作為雜質(zhì)元素有時(shí)包含F(xiàn)e、Ni以及其他過渡金屬或該過渡 金屬的氧化物。在本說(shuō)明書中也將該薄膜稱為In-Ga-Ζη-Ο類非單晶膜。
[0017]作為In-Ga-Ζη-Ο類非單晶膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，由于在利用濺射法進(jìn)行成膜后，以200°C 至500°C，典型的是300°C至400°C進(jìn)行10分至100分的加熱處理，在XRD(X線分析）的分析中 觀察為非晶結(jié)構(gòu)。另外，當(dāng)薄膜晶體管的電特性在柵極電壓為±20V時(shí)，可以制造導(dǎo)通截止 比為1〇9以上，迀移率為10以上的In-Ga-Ζη-Ο類非單晶膜。
[0018]作為本說(shuō)明書所公開的發(fā)明的結(jié)構(gòu)的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如 下步驟:在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極層;在柵電極層上層疊柵極絕緣層、氧化物半 導(dǎo)體膜以及導(dǎo)電膜;在柵極絕緣層、氧化物半導(dǎo)體膜以及導(dǎo)電膜上形成第一掩模層;使用第 一掩模層在第一蝕刻工序中對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜以及導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻，以形成氧化物半導(dǎo)體 層以及導(dǎo)電層;對(duì)第一掩模層進(jìn)行灰化形成第二掩模層；以及，使用第二掩模層在第二蝕刻 工序中對(duì)氧化物半導(dǎo)體層以及導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻，以形成具有凹部的氧化物半導(dǎo)體層、源電 極層以及漏電極層，其中，第一掩模層使用透過的光成為多個(gè)強(qiáng)度的曝光掩模形成，并且， 在第一蝕刻工序中使用利用蝕刻液的濕蝕刻，在第二蝕刻工序中使用利用蝕刻氣體的干蝕 亥IJ，并且，在具有凹部的氧化物半導(dǎo)體層中，包含其厚度薄于與源電極層或漏電極層重疊的 區(qū)域的厚度的區(qū)域。
[0019]作為本說(shuō)明書所公開的發(fā)明的結(jié)構(gòu)的另一方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如 下步驟:在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極層;在柵電極層上層疊柵極絕緣層、第一氧化 物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜以及導(dǎo)電膜;在柵極絕緣層、第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二 氧化物半導(dǎo)體膜以及導(dǎo)電膜上形成第一掩模層;使用第一掩模層在第一蝕刻工序中對(duì)第一 氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜以及導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻，以形成第一氧化物半導(dǎo)體層、 第二氧化物半導(dǎo)體層以及導(dǎo)電層;對(duì)第一掩模層進(jìn)行灰化形成第二掩模層；以及，使用第二 掩模層在第二蝕刻工序中對(duì)第一氧化物半導(dǎo)體層、第二氧化物半導(dǎo)體層以及導(dǎo)電層進(jìn)行蝕 亥IJ，以形成具有凹部的氧化物半導(dǎo)體層、源區(qū)、漏區(qū)、源電極層以及漏電極層，其中，第一掩 模層使用透過的光成為多個(gè)強(qiáng)度的曝光掩模形成，并且，在第一蝕刻工序中使用利用蝕刻 液的濕蝕刻，在第二蝕刻工序中使用利用蝕刻氣體的干蝕刻，并且，在具有凹部的氧化物半 導(dǎo)體層中，包含其厚度薄于與源區(qū)或漏區(qū)重疊的區(qū)域的厚度的區(qū)域。
[0020] 本說(shuō)明書所公開的半導(dǎo)體裝置的制造方法解決上述課題中的至少一個(gè)。
[0021] 另外，優(yōu)選用作薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的第二氧化物半導(dǎo)體膜比用作溝道形成 區(qū)的第一氧化物半導(dǎo)體膜的厚度薄，并且，具有更高的導(dǎo)電率(電導(dǎo)率）。
[0022] 第二氧化物半導(dǎo)體膜顯示η型導(dǎo)電型，用作源區(qū)及漏區(qū)。
[0023]另外，第一氧化物半導(dǎo)體膜具有非晶結(jié)構(gòu)，第二氧化物半導(dǎo)體膜有時(shí)在非晶結(jié)構(gòu) 中包含晶粒(納米晶體）。該第二氧化物半導(dǎo)體膜中的晶粒(納米晶體)的直徑為lnm至10nm， 典型的為2nm至4nm左右。
[0024]可以使用In-Ga-Zn-Ο類非單晶膜作為用作源區(qū)及漏區(qū)（n+層）的第二氧化物半導(dǎo) 體膜。
[0025] 還可以形成覆蓋薄膜晶體管，并且與包括溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層接觸的絕 緣膜。
[0026] 另外，因?yàn)楸∧ぞw管容易由于靜電等發(fā)生損壞，所以作為柵極線或源極線，優(yōu)選 在同一襯底上設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路保護(hù)用的保護(hù)電路。作為保護(hù)電路，優(yōu)選由使用氧化物半導(dǎo)體 的非線性元件構(gòu)成。
[0027] 另外，為了方便起見附加第一、第二等序數(shù)詞，但其并不表示工序順序或?qū)盈B順 序。另外，在本說(shuō)明書中不表示用來(lái)特定發(fā)明的事項(xiàng)的固有名詞。
[0028]另外，作為具有驅(qū)動(dòng)電路的顯示裝置，除了液晶顯示裝置之外，還可以舉出使用發(fā) 光元件的發(fā)光顯示裝置或者使用電泳顯示裝置的也被稱為電子紙的顯示裝置。
[0029] 在使用有發(fā)光元件的發(fā)光顯示裝置中，在像素部中具有多個(gè)薄膜晶體管，在像素 部中還有具有將某個(gè)薄膜晶體管的柵電極與其它的晶體管的源極布線或漏極布線連接的 部分。另外，在使用發(fā)光元件的發(fā)光顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路中，具有將薄膜晶體管的柵電極與 該薄膜晶體管的源極布線或漏極布線連接的部分。
[0030] 另外，在本說(shuō)明書中的半導(dǎo)體裝置是指能夠通過利用半導(dǎo)體特性而工作的所有裝 置，電光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。
[0031] 通過縮減曝光掩模數(shù)而將光刻工序簡(jiǎn)化，可以以低成本且高生產(chǎn)率地制造具有可 靠性的半導(dǎo)體裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1A至1E是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0033]圖2A和2B是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0034]圖3A至3E是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0035]圖4A和4B是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0036] 圖5A至5C是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0037] 圖6A至6C是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0038] 圖7是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0039] 圖8是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0040] 圖9是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0041] 圖10是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0042] 圖11A、11B、11C和11D是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0043]圖12是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0044]圖13是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0045]圖14A和14B是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的框圖的圖；
[0046]圖15是說(shuō)明信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的圖；
[0047] 圖16是說(shuō)明信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的工作的時(shí)序圖；
[0048] 圖17是說(shuō)明信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的工作的時(shí)序圖；
[0049]圖18是說(shuō)明移位寄存器的結(jié)構(gòu)的圖；
[0050] 圖19是說(shuō)明圖18所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)的圖；
[0051] 圖20是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的像素等效電路的圖；
[0052] 圖21A至21C是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0053] 圖22A、22B和22C是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0054] 圖23是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0055]圖24A和24B是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖；
[0056]圖25A和25B是說(shuō)明電子紙的使用方式的例子的圖；
[0057]圖26是不出電子書籍的一例的外觀圖；
[0058]圖27A和27B是示出電視裝置及數(shù)碼相框的例子的外觀圖；
[0059]圖28A和28B是示出游戲機(jī)的例子的外觀圖；
[0060]圖29A和29B是示出移動(dòng)電話機(jī)的一例的外觀圖；
[0061]圖30A至30D是說(shuō)明多級(jí)灰度掩模的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062]下面，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但是，其不局限于以下的說(shuō)明，所屬技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是，其方式及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離其宗 旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，其不應(yīng)該被解釋為僅限定在以 下所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。在以下說(shuō)明的結(jié)構(gòu)中，在不同附圖中使用相同的附圖 標(biāo)記來(lái)表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略重復(fù)說(shuō)明。
[0063]實(shí)施方式1
[0064] 參照?qǐng)D1A至圖2B說(shuō)明本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
[0065] 圖2A是本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置所具有的薄膜晶體管420的平面圖，圖2A是沿著 圖2A的線C1-C2的截面圖。薄膜晶體管420是反交錯(cuò)性薄膜晶體管，且包括柵電極層401、柵 極絕緣層402、半導(dǎo)體層403、用作源區(qū)或漏區(qū)的n+層404a、404b以及源電極層或漏電極層 405a、405b。
[0066] 圖1A至1E相當(dāng)于示出薄膜晶體管420的制造工序的截面圖。
[0067]在圖1A中，在設(shè)置有成為基底膜的絕緣膜407的襯底400上設(shè)置柵電極層401。絕緣 膜407具有防止從襯底400的雜質(zhì)元素的擴(kuò)散的功能，可以由選自氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧 化硅膜或氧氮化硅膜中的一種或多種膜的疊層結(jié)構(gòu)形成。在本實(shí)施方式中，使用氧化硅膜 (膜厚度lOOnm)作為絕緣膜407。至于柵電極層401的材料，可以通過使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、 鋁、銅、釹或鈧等的金屬材料或以這些金屬材料為主要成分的合金材料以單層或疊層來(lái)形 成。
[0068]例如，作為柵電極層401的雙層疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用：在鋁層上層疊鉬層的雙層疊 層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊鉬層的雙層疊層結(jié)構(gòu)；或者在銅層上層疊氮化鈦層或氮化鉭層的雙 層疊層結(jié)構(gòu)。作為三層疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用以下疊層:鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金或鋁 和鈦的合金、氮化鈦層或鈦層。
[0069]在柵電極層401上依次層疊柵極絕緣層402、第一氧化物半導(dǎo)體膜431、第二氧化物 半導(dǎo)體膜432以及導(dǎo)電膜433。
[0070]通過利用CVD法或?yàn)R射法等并使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層或氮氧化硅層 的單層或疊層，可以形成柵極絕緣層402。另外，作為柵極絕緣層402,還可以通過使用有機(jī) 硅烷氣體的CVD法而形成氧化硅層。作為有機(jī)硅烷氣體，可以使用含有硅的化合物，如正硅 酸乙酯(TE0S:化學(xué)式為Si(0C2H5)4)、四甲基硅烷(TMS:化學(xué)式為Si(CH3)4)、四甲基環(huán)四硅氧 烷(TMCTS)、八甲基環(huán)四硅氧烷(0MCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(化學(xué)式為 SiH(OC2H5)3)、三(二甲氨基)硅烷(化學(xué)式為SiH(N(CH3)2)3)等。
[0071]另外，在利用濺射法形成第一氧化物半導(dǎo)體膜431之前，優(yōu)選進(jìn)行引入氬氣體生成 等離子體的反派射(reversesputter)，來(lái)去除附著在柵極絕緣層402的表面上的塵埃。反 濺射是指不向靶側(cè)施加電壓，而在氬氣氛下對(duì)襯底側(cè)使用RF電源施加電壓產(chǎn)生等離子體來(lái) 對(duì)表面進(jìn)行改性的方法。另外，還可以使用氮、氦等來(lái)代替氬氣氛。此外，還可以在氬氣氛中 添加了氧、氫、N20等的氣氛下進(jìn)行。另外，還可以在氬氣氛中添加C12、CF4等的氣氛下進(jìn)行。 [0072]另外，優(yōu)選利用等離子體處理對(duì)第二氧化物半導(dǎo)體膜432與導(dǎo)電膜433的接觸區(qū)域 進(jìn)行改性。在本實(shí)施方式中，在形成導(dǎo)電膜433之前，在氬氣氛下對(duì)第二氧化物半導(dǎo)體膜432 (本實(shí)施方式中的In-Ga-Ζη-Ο類非單晶膜)進(jìn)行等離子體處理。
[0073]還可以使用氮、氦等代替氬氣氛來(lái)形成等離子體處理。另外，還可以在氬氣氛中添 加了氧、氫、M)等的氣氛下進(jìn)行。另外，還可以在氬氣氛中添加C12、CF4等的氣氛下進(jìn)行。 [0074]在本實(shí)施方式中，使用In-Ga-Zn-Ο類非單晶膜作為第一氧化物半導(dǎo)體膜431及第 二氧化物半導(dǎo)體膜432。第一氧化物半導(dǎo)體膜431與第二氧化物半導(dǎo)體膜432在不同的條件 下形成，第二氧化物半導(dǎo)體膜432是導(dǎo)電率更高、電阻更低的氧化物半導(dǎo)體膜。例如，作為第 二氧化物半導(dǎo)體膜432,由利用濺射法在將氬氣體流量設(shè)定為4〇SCCm的條件下形成的氧化 物半導(dǎo)體膜而形成。第二氧化物半導(dǎo)體膜432具有η型導(dǎo)電型，且活化能（ΔΕ)為O.OleV以上 0.leV以下。另外，在本實(shí)施方式中，第二氧化物半導(dǎo)體膜432為In-Ga-Zn-Ο類非單晶膜，其 至少含有非晶成分。第二氧化物半導(dǎo)體膜432有時(shí)在非晶結(jié)構(gòu)中含有晶粒(納米晶體）。該第 二氧化物半導(dǎo)體膜432中的晶粒(納米晶體）的直徑為lnm至10nm，典型的為2nm至4nm左右。 [0075]通過設(shè)置成為n+層的第二氧化物半導(dǎo)體膜432,使為金屬層的導(dǎo)電膜433與成為溝 道形成區(qū)的第一氧化物半導(dǎo)體膜431之間形成良好接合，與肖特基接合相比在熱方面上也 可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作。另外，為了供給溝道的載流子(源極一側(cè)）、或穩(wěn)定地吸收溝道的載流子 (漏極一側(cè))或者不在與布線之間的界面產(chǎn)生電阻成分，積極地設(shè)置n+層是有效的。另外通 過低電阻化，即使在高漏極電壓下也可以保持良好的迀移率。
[0076]可以在不接觸大氣的情況下連續(xù)地形成柵極絕緣層402、第一氧化物半導(dǎo)體膜 431、第二氧化物半導(dǎo)體膜432以及導(dǎo)電膜433。通過不接觸于大氣地連續(xù)成膜，可以在界面 不被大氣成分或浮游在大氣中的污染雜質(zhì)元素污染的條件下形成各疊層。因此，可以降低 薄膜晶體管的特性偏移。
[0077] 在柵極絕緣層402、第一氧化物半導(dǎo)體膜431、第二氧化物半導(dǎo)體膜432以及導(dǎo)電膜 433上形成掩模434。
[0078] 在本實(shí)施方式中，示出使用高級(jí)灰度掩模進(jìn)行曝光以形成掩模434的例子。為了形 成掩模434形成抗蝕劑。抗蝕劑可以使用正型抗蝕劑或負(fù)型抗蝕劑。這里，示出使用正型抗 蝕劑。
[0079] 接著，作為曝光掩模使用多級(jí)灰度掩模59，對(duì)抗蝕劑照射光，來(lái)對(duì)抗蝕劑進(jìn)行曝 光。
[0080] 這里，參照?qǐng)D30A至30D對(duì)使用了多級(jí)灰度掩模59的曝光進(jìn)行說(shuō)明。
[0081]多級(jí)灰度掩模是指能夠設(shè)定三個(gè)曝光水平的掩模，該三個(gè)曝光水平為曝光部分、 中間曝光部分以及未曝光部分。并且其是透過的光成為多個(gè)強(qiáng)度的曝光掩模。通過進(jìn)行一 次的曝光及顯影步驟，可以形成具有多個(gè)(典型為兩種)厚度的區(qū)域的抗蝕劑掩模。因此，通 過使用多級(jí)灰度掩模，可以縮減曝光掩模數(shù)。
[0082]作為多級(jí)灰度掩模的代表例子，有圖30A所示的灰色調(diào)掩模59a以及圖30C所示的 半色調(diào)掩模59b。
[0083] 如圖30A所示，灰色調(diào)掩模59a由形成在透光襯底63以及其上的遮光部64及衍射光 柵65構(gòu)成。在遮光部64中，光透過率為0。另一方面，衍射光柵65可以通過將狹縫、點(diǎn)、網(wǎng)眼 等的光的透過部的間隔設(shè)定為用于曝光的光的分辨率限度以下的間隔來(lái)控制光的透過率。 另外，周期性狹縫、點(diǎn)、網(wǎng)眼或非周期性狹縫、點(diǎn)、網(wǎng)眼都可以用于衍射光柵65。
[0084]作為透光襯底63,可以使用石英等的透光襯底。遮光部64及衍射光柵65可以使用 鉻、氧化鉻等的吸收光的遮光材料形成。
[0085] 在遮光部64中，光透過率66為分，而在沒有設(shè)置遮光部64以及衍射光柵65的區(qū)域光 透過率66為10分。另外，在衍射光柵65中，可以將透過率調(diào)整為If至7分。另外，衍射光柵65 中的光的透過率可以通過調(diào)整衍射光柵的狹縫、點(diǎn)或網(wǎng)眼的間隔及間距而調(diào)整。
[0086]如圖30C所示，半色調(diào)掩模59b由具有透光性的襯底63、形成在其上的半透過部67 及遮光部68構(gòu)成?？梢詫oSiN、MoSi、MoSiO、MoSiON、CrSi等用于半透過部67。遮光部68可 以使用鉻或氧化鉻等的吸收光的遮光材料形成。
[0087] 將光照射到半色調(diào)掩模59b的情況下，如圖30D所示，在遮光部68中，光透光率69為f，而在不設(shè)置有遮光部68及半透過部67的區(qū)域中，光透光率69為10分。另外，在半透過部 67中，可以將光透過率調(diào)整為If至7分的范圍內(nèi)。半透過部67中的光透光率可以根據(jù)半透 過部67的材料而調(diào)整。
[0088]通過使用多級(jí)灰度掩模進(jìn)行曝光之后進(jìn)行顯影，可以形成如圖1B所示具有膜厚不 同的區(qū)域的掩模434。
[0089]接下來(lái)，使用掩模434進(jìn)行第一蝕刻工序，對(duì)第一氧化物半導(dǎo)體膜431、第二氧化物 半導(dǎo)體膜432以及導(dǎo)電膜433進(jìn)行蝕刻而加工成島狀。其結(jié)果，可以形成第一氧化物半導(dǎo)體 層435、第二氧化物半導(dǎo)體層436以及導(dǎo)電層437(參照?qǐng)D1B)。
[0090] 在本實(shí)施方式中，該第一蝕刻工序采用利用蝕刻液的濕蝕刻而進(jìn)行。
[0091] 作為蝕刻液，可以使用磷酸和醋酸以及硝酸的混合溶液、或過氧化氫氨水(過氧化 氫:氨:水= 5:2:2)等。另外，還可以使用IT0-07N(日本關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社制造）。
[0092]根據(jù)導(dǎo)電膜433的材料適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻條件(蝕刻液、蝕刻時(shí)間、溫度等），以蝕刻 成所希望的加工形狀。
[0093]例如，當(dāng)使用鋁膜或鋁合金膜用作導(dǎo)電膜433時(shí)，可以采用使用磷酸和醋酸以及硝 酸的混合溶液的濕蝕刻。此外，當(dāng)使用鈦膜用作導(dǎo)電膜433時(shí)，可以進(jìn)行使用過氧化氫氨水 (過氧化氫:氨:水=5:2:2)作為蝕刻液的濕蝕刻。
[0094]例如，當(dāng)使用鋁膜或鋁合金膜用作導(dǎo)電膜433時(shí)，可以使用磷酸和醋酸以及硝酸的 混合溶液作為第一蝕刻工序的蝕刻液對(duì)第一氧化物半導(dǎo)體膜431、第二氧化物半導(dǎo)體膜432 以及導(dǎo)電膜433進(jìn)行蝕刻加工。
[0095]在第一蝕刻工序中，導(dǎo)電膜和氧化物半導(dǎo)體膜還可以使用不同的蝕刻液來(lái)蝕刻。 例如，當(dāng)使用鈦膜作為導(dǎo)電膜433時(shí)，使用過氧化氫氨水(過氧化氫:氨:水=5: 2: 2)作為第 一