專利名稱：曝光方法及利用該曝光方法制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曝光方法及利用該曝光方法制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的方法。更具體地涉及一種通過減少曝光時(shí)由安裝誤差引起缺陷的層曝光方法，以及一種利用該曝光方法制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的方法。
背景技術(shù)：
一般來說，顯示器是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐曈X信號(hào)以提供信息的電光學(xué)裝置。液晶顯示器包括上部和下部基片、以及置于該上部和下部基片之間液晶層。下部基片包括薄膜晶體管和像素電極。在該液晶顯示器中，形成于上部和下部基片的電極間的電場(chǎng)調(diào)節(jié)液晶分子的排列以控制通過液晶層的光的量。
液晶顯示器應(yīng)用于諸如視頻照相機(jī)的取景器、彩色電視機(jī)、高清晰度投影型電視、個(gè)人電腦、文字處理器、計(jì)算機(jī)監(jiān)控器等這樣的信息顯示終端。特別地，有源矩陣型扭曲向列(TN)模式液晶顯示器采用薄膜晶體管作為開關(guān)裝置。因此，即使當(dāng)顯示要求高容量的圖像時(shí)也可以保持高對(duì)比度。
在有源矩陣型液晶顯示器中，諸如薄膜晶體管這樣的開關(guān)裝置形成于以矩陣形式排列的像素電極上。通過開關(guān)裝置給像素各電極提供電信號(hào)以控制控制液晶的光學(xué)特性。
液晶顯示器包括具有開關(guān)裝置的薄膜晶體管基片(或陣列基片)。
薄膜晶體管基片還具有與薄膜晶體管的柵極電連接的柵極線、與數(shù)據(jù)(源極)電極電連接的數(shù)據(jù)線、及將來自外部的信號(hào)傳送給柵極線的柵極襯墊、以及將來自外部的信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)襯墊。由柵極線和數(shù)據(jù)線相互交叉限定的像素區(qū)域具有與薄膜晶體管的漏極電連接的像素電極。
操作這種液晶顯示器時(shí)，向數(shù)據(jù)線交替地施加正電壓和負(fù)電壓，而像素電極電壓隨著施加到數(shù)據(jù)線的電壓變化而變化。
柵極線、數(shù)據(jù)線、及像素電極通過光刻工序在薄膜晶體管基片上形成。作為曝光工序可以采用分檔器型曝光工序或?qū)?zhǔn)器型曝光工序。在對(duì)準(zhǔn)器型曝光工序中，將薄膜晶體管組成多個(gè)虛部件(或單元)，而各部件依次進(jìn)行曝光。在分檔器型曝光工序中，薄膜晶體管一次曝光。
將利用佳能(Canon)曝光系統(tǒng)的普通曝光工序進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。
圖1A是說明常規(guī)光學(xué)曝光系統(tǒng)的示意性立體圖。
參照?qǐng)D1A，光學(xué)曝光系統(tǒng)包括用于在基片上投影的具有圖案的掩膜10、具有狹縫且具有彎曲形狀的光源20、大型反射鏡30、凹面鏡40、凸面鏡50、及安裝基片的極板60。
當(dāng)光源20在掃描方向移動(dòng)時(shí)，由光源20產(chǎn)生的光通過掩膜10。光依次通過大型反射鏡30、凹面鏡40、及凸面鏡50以便在基片上轉(zhuǎn)錄掩膜10的圖案。
圖1B是說明圖1A的極板和掩膜的排列的平面圖。
參照?qǐng)D1B，通過在掩膜10內(nèi)設(shè)置兩個(gè)單元，光源20在掩膜上以彎曲形掃描并將在掩膜上形成的圖案按其原模樣轉(zhuǎn)射到單元上。在一次掃描中為了提高工序成品率盡可能多設(shè)置單元。
通常，進(jìn)行這種曝光工序時(shí)，盡管曝光機(jī)很精密還是產(chǎn)生整列誤差。特別是，在不同層上形成像素電極和數(shù)據(jù)線時(shí)，因?yàn)槠毓夤ば蛳嗷ゲ煌?，所以像素電極和數(shù)據(jù)線之間的間距可能偏離設(shè)計(jì)值。因此，在數(shù)據(jù)線和像素電極之間產(chǎn)生以絕緣層為媒介引起的耦合容量不同于設(shè)計(jì)值。此外，像素電極和數(shù)據(jù)線之間的間距也變得不規(guī)則。因此，雖然向像素電極施加了基本相同的灰度電壓，但像素電極和數(shù)據(jù)線形成不同間距。
當(dāng)將分檔器用作曝光系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)顯示區(qū)域分成幾個(gè)塊依次進(jìn)行曝光。因此，數(shù)據(jù)線和像素電極之間的間距大小每塊相互不同。因此，以塊為單位顯示不同亮度圖像，出現(xiàn)具有棋盤圖案的針腳現(xiàn)象。
當(dāng)將準(zhǔn)直器用作曝光系統(tǒng)時(shí)，在層之間出現(xiàn)未對(duì)準(zhǔn)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致顯示器的缺陷。可以觀察到豎條線及所謂豎條形斑點(diǎn)這些顯示器的缺陷。
圖2A及圖2B示出了由于單元內(nèi)數(shù)據(jù)線和像素電極之間的未對(duì)準(zhǔn)造成的圖案大小的變化。例如，在圖2A中，顯示了12處測(cè)量點(diǎn)，而在圖2B中，顯示了對(duì)應(yīng)于圖2A所示各測(cè)量點(diǎn)的圖案大小。
參照?qǐng)D2A及2B，從中可以確認(rèn)實(shí)際形成的數(shù)據(jù)線和像素電極之間隨著測(cè)量點(diǎn)具有局部間距差。這種間距差會(huì)引起數(shù)據(jù)線和像素電極之間的耦合電容差，從而顯示出豎條線形斑點(diǎn)和亮度上的變換。
使耦合電容變化范圍最小的方法中最基本的方法是測(cè)量像素電極和數(shù)據(jù)線之間間距，以此間距為基礎(chǔ)修正曝光系統(tǒng)的坐標(biāo)。實(shí)際上，通過上述說明的方法在允許值以內(nèi)控制像素電極和數(shù)據(jù)線之間間距。
韓國(guó)公開專利第1999-81025號(hào)披露了一種檢測(cè)像素電極和數(shù)據(jù)線之間間距的方法。
韓國(guó)公開專利第1999-41951號(hào)披露了一種在用分檔器的曝光工序中，為了解決因未對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)線和像素電極間耦合電容差問題，源極與像素電極形成一體的方法。
最近，隨著基片的大型化，在掩膜的最大曝光區(qū)域也設(shè)置單元進(jìn)行曝光工序。當(dāng)前，對(duì)發(fā)生在單元內(nèi)由層間未對(duì)準(zhǔn)引起的豎條現(xiàn)象沒有辦法解決。因此，隨著玻璃基片的大型化，層間的未對(duì)準(zhǔn)成為導(dǎo)致成品率減少的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供基本消除由于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的局限性和缺點(diǎn)造成的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明提供一種層曝光方法，可以減少顯示器缺陷。
本發(fā)明提供還提供一種利用層曝光方法制造薄膜晶體管基片的方法，可以減少相應(yīng)豎條現(xiàn)象的缺陷、并且提高成品率。
根據(jù)本發(fā)明的典型方法，包括圖案形狀的掩膜設(shè)置在形成于基片的層之上。用光掃描該掩膜，以便光掃描方向基本與圖案形狀的長(zhǎng)度方向垂直以形成圖案。
該方法在由于在圖案和導(dǎo)電圖案之間的耦合產(chǎn)生電容差時(shí)使用，其中導(dǎo)電圖案設(shè)置在從圖案到絕緣層的不同層中。例如，該圖案對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)線。
數(shù)據(jù)線上形成絕緣層后，在用于形成像素電極作為導(dǎo)電圖案的曝光工序中使用該方法。此時(shí)，掃描方向基本垂直于數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度方向。優(yōu)選地，該方法用于旨在具有17英寸或更高英寸大小的液晶顯示器，其中可由于未對(duì)準(zhǔn)頻繁出現(xiàn)故障。
根據(jù)制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的典型方法，包括以下步驟在基片上形成柵極布線層；蝕刻?hào)艠O布線層以形成包括柵極線、柵極末端、及柵極的柵極布線；在基片上形成柵極絕緣層，具有形成于基片上的柵極布線；在柵極絕緣層上依次形成半導(dǎo)體層圖案及歐姆接觸層圖案；在基片上形成數(shù)據(jù)布線層，該基片具有半導(dǎo)體層圖案和歐姆接觸層圖案；在數(shù)據(jù)布線層上形成感光層；在形成于基片上的感光層之上設(shè)置包括圖案形狀的掩膜；用光掃描掩膜，以致掃描方向基本垂直于圖案形狀的長(zhǎng)度方向以曝光感光層；對(duì)數(shù)據(jù)布線層制作圖案，以形成包括與柵極線交叉的數(shù)據(jù)線、與數(shù)據(jù)線連接的數(shù)據(jù)末端、與數(shù)據(jù)線連接的源極、以及在柵極周圍與源極相對(duì)位置的漏極；在具有源極和在其上形成的漏極的基片上形成保護(hù)層；對(duì)柵極絕緣層和保護(hù)層制作布線圖案，以形成接觸孔，接觸孔分別露出柵極末端、數(shù)據(jù)末端、以及漏極；形成透明導(dǎo)電層；以及蝕刻透明導(dǎo)電層，以形成與柵極末端電連接的輔助柵極末端、與數(shù)據(jù)末端電連接的輔助數(shù)據(jù)末端、以及與漏極電連接的像素電極。
為了形成像素電極，對(duì)形成在像素電極上的感光層進(jìn)行曝光時(shí)，優(yōu)選地，使掃描方向與數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度方向基本垂直。
掩膜可以一次曝光一個(gè)單元。也可以一次曝光兩個(gè)單元。
根據(jù)一種制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的典型方法，包括以下步驟在基片上形成柵極布線層；蝕刻?hào)艠O布線層以形成包括柵極線、柵極末端、及柵極的柵極布線；在基片上形成柵極絕緣層，該基片具有形成于其上的柵極布線；在柵極絕緣層上依次形成半導(dǎo)體層、歐姆接觸層、及導(dǎo)電層；通過掩膜用光進(jìn)行掃描形成感光層圖案，其中在曝光工序中掃描方向基本垂直于形成的數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度方向，并且感光層圖案包括第一部分、比第一部分厚的第二部分、及比第一部分薄的第三部分；使用感光層圖案作為掩膜，形成包括數(shù)據(jù)線、與數(shù)據(jù)線連接的數(shù)據(jù)末端、源極和漏極、歐姆接觸層、以及半導(dǎo)體層圖案的數(shù)據(jù)布線；形成保護(hù)層；對(duì)保護(hù)層和柵極絕緣層制作布線圖案，以形成分別露出柵極末端、數(shù)據(jù)末端、及漏極的接觸孔；形成透明導(dǎo)電層；以及蝕刻透明導(dǎo)電層，以形成輔助柵極末端、輔助數(shù)據(jù)末端、及像素電極，輔助柵極末端與柵極末端連接，輔助數(shù)據(jù)末端與數(shù)據(jù)末端連接，像素電極與漏極連接。
優(yōu)選地，為了形成像素電極，對(duì)形成在像素電極上的感光層進(jìn)行曝光時(shí)，使光的掃描方向與數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度方向垂直。
掩膜可以一次曝光一個(gè)單元或兩個(gè)單元。
優(yōu)選地，第一部分位于源極和漏極之間，第二部分位于數(shù)據(jù)布線上。
根據(jù)本發(fā)明，曝光時(shí)數(shù)據(jù)線與掩膜掃描方向基本垂直設(shè)置，以提高數(shù)據(jù)線和像素電極之間的對(duì)準(zhǔn)度，從而減少它們之間的耦合電容變化以及出現(xiàn)豎條線的故障。


本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點(diǎn)將通過參考附圖詳細(xì)地描述其優(yōu)選實(shí)施例，從而變得更加明顯，其中圖1A是說明常規(guī)光學(xué)曝光系統(tǒng)的示意性立體圖；圖1B是說明圖1A的極板和掩膜排列的示意性平面圖；圖2A及2B是說明在單元內(nèi)因數(shù)據(jù)線和像素電極之間未對(duì)準(zhǔn)引起的圖案大小變化的平面圖；圖3A示出了在17英寸TN模式液晶顯示器和19英寸PVA模式液晶顯示器中裝置的液晶電壓和透射比關(guān)系曲線圖；圖3B示出了在17英寸TN模式液晶顯示器和19英寸PVA模式液晶顯示器中的液晶電壓和液晶電容關(guān)系的曲線圖；圖4A至圖4C是說明沿著掃描方向的掩膜排列平面圖；圖5示出了根據(jù)數(shù)據(jù)線和像素電極之間覆蓋層移位的亮度變化曲線圖。
圖6是說明根據(jù)在19英寸PVA模式液晶顯示器和17英寸TN模式液晶顯示器中的數(shù)據(jù)線移位的灰度標(biāo)變化曲線圖；圖7是覆蓋層有約1μm變化時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)線和像素電極之間間距的亮度變化曲線圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的平面圖；圖9是圖8沿著II-II線薄膜晶體管基片的截面圖；
圖10是圖8沿著III-III線薄膜晶體管基片的截面圖；圖11至圖14是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的方法的中間過程根據(jù)其工序順序示出的截面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的布局圖；圖16是圖15沿著VIII-VIII′線薄膜晶體管基片的截面圖；圖17是圖15沿著IX-IX′線薄膜晶體管基片的截面圖；以及圖18A至25B是圖16及圖17中所示的薄膜晶體管基片制造工序的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
在液晶顯示器(LCD)中，豎條現(xiàn)象一般隨著畫面大型化、分辨率越高其現(xiàn)象越嚴(yán)重。與扭曲向列(TN)模式相比PVA(patternedvertically aligned)模式出現(xiàn)的豎條現(xiàn)象更嚴(yán)重。PVA模式也稱作特定豎向定線模式，其對(duì)比度大、光視角大，是最近令人矚目的模式。為了掌握產(chǎn)生這種豎條現(xiàn)象的最大原因，在19英寸PVA模式中進(jìn)行了層間轉(zhuǎn)換的豎條范圍的模擬試驗(yàn)。其結(jié)果可以確認(rèn)產(chǎn)生豎條形斑點(diǎn)的主要原因是數(shù)據(jù)線和像素電極之間的耦合。
為了掌握為何一般PVA模式比TN模式豎條現(xiàn)象嚴(yán)重的原因，對(duì)19″(英寸)-PVA模式和17″(英寸)-TN模式進(jìn)行了比較模擬試驗(yàn)。視覺上豎條最容易出現(xiàn)的灰度經(jīng)判斷為19英寸PVA模式60級(jí)灰度/256級(jí)灰度，17英寸TN模式40級(jí)灰度/256級(jí)灰度，這時(shí)|Vd|分別為4.6V和6.9V。
將該結(jié)果列于下面的表1。
表1

兩種模式中的每個(gè)故障灰度標(biāo)中，1灰度標(biāo)間電壓出現(xiàn)如上表差異的原因如下。
因TN-PVA相關(guān)性在比背景區(qū)域稍微亮的低灰度標(biāo)區(qū)域中容易看出豎條。這時(shí)在V-T曲線的傾斜度上可以看出PVA模式比TN模式更急劇改變電壓。將這種關(guān)系用曲線表示如下。
圖3A示出了在17英寸TN模式液晶顯示器和19英寸PVA模式液晶顯示器中裝置的液晶電壓和透射比關(guān)系曲線圖。
圖3B示出了在17英寸TN模式液晶顯示器和19英寸PVA模式液晶顯示器中的液晶電壓和液晶電容關(guān)系的曲線圖。
在圖3A和3B種，曲線A對(duì)應(yīng)17英寸TN模式液晶顯示器，而曲線B對(duì)應(yīng)19英寸PVA模式液晶顯示器。
參照?qǐng)D3A，可以看出在圓形部分圖B比起圖A傾斜度大。即意味著PVA模式用小的電壓變化就能引起大的透射比變化。這又意味著小的電壓變化也可能導(dǎo)致大的灰度差，進(jìn)而容易產(chǎn)生斑點(diǎn)。
圖3B的情況也一樣，同樣可以確認(rèn)對(duì)應(yīng)PVA模式的曲線B比起對(duì)應(yīng)TN模式的曲線A，對(duì)較小電壓變化會(huì)引起更大液晶電容的變化。
在TN模式液晶顯示器中，在不施加電壓的正常狀態(tài)時(shí)為白色模式。當(dāng)施加電壓時(shí)為黑色模式。在黑色模式中，即使有較小電壓差引起的亮度變化也不容易看出。
在另一方面，在PVA模式中，在不施加電壓的狀態(tài)為黑色模式。當(dāng)施加電壓時(shí)為白色模式。因此，在白色模式中較小電壓差也會(huì)引起較大亮度改變。
數(shù)據(jù)線和像素電極之間的未對(duì)準(zhǔn)是耦合電容變化的主要原因，這在掩膜掃描方向和數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向相同時(shí)會(huì)更嚴(yán)重。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)線和像素電極之間的調(diào)整范圍小的緣故。其理由是沿著曝光系統(tǒng)的掃描方向級(jí)振動(dòng)和蠅眼透鏡聚焦散布等較嚴(yán)重。因此，掩膜的掃描方向和數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向相互關(guān)系很重要，如19″產(chǎn)品，因其單元大，所以最大限度使用曝光系統(tǒng)的掩膜曝光可能區(qū)域時(shí)，有必要控制單元內(nèi)數(shù)據(jù)線和像素電極之間的調(diào)整。結(jié)果，為了解決上述弊端，本發(fā)明采用掩膜掃描方向與數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向相互垂直。
圖4A至圖4C是沿著掃描方向的掩膜排列的平面圖。
圖4A顯示在長(zhǎng)掩膜11內(nèi)設(shè)置兩個(gè)單元C1、C2進(jìn)行掃描的工序。特別是需要對(duì)豎條斑點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格控制的19″PVA模式，如圖1B所示，曝光時(shí)為了提高寫真工序效率(tact time)，在長(zhǎng)掩膜上設(shè)置兩個(gè)單元進(jìn)行掃描。但采用這種方式，數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向和掃描方向相同，所以容易產(chǎn)生豎條斑點(diǎn)。
因此，如圖4B所示，掩膜的掃描方向和數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向基本垂直，在長(zhǎng)掩膜11內(nèi)要設(shè)置兩個(gè)單元C3和C4。然而，實(shí)際上，如按數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度方向設(shè)置單元，則不可能在長(zhǎng)掩膜11內(nèi)設(shè)置兩個(gè)單元。
因此，如圖4C所示，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)掩膜12，使掩膜掃描方向和數(shù)據(jù)線方向基本垂直，這時(shí)一個(gè)掩膜內(nèi)只能設(shè)置一個(gè)單元C5。
根據(jù)本發(fā)明方法曝光時(shí)，為了掩膜掃描方向和數(shù)據(jù)線方向基本垂直，不適用長(zhǎng)掩膜，只能適用標(biāo)準(zhǔn)掩膜。這時(shí)，一個(gè)掩膜內(nèi)只能設(shè)置一個(gè)單元，會(huì)降低光刻工序的工序效率。因此，準(zhǔn)備用設(shè)置一個(gè)單元的標(biāo)準(zhǔn)掩膜，它只在產(chǎn)生豎條故障的關(guān)鍵因素的層形成時(shí)使用。即，優(yōu)選地，形成數(shù)據(jù)線、像素電極等時(shí)使用只能設(shè)置一個(gè)單元的標(biāo)準(zhǔn)掩膜，形成像數(shù)據(jù)線、活性層、保護(hù)層等不影響豎條故障的另外層形成時(shí)，不考慮曝光掃描方向就可以進(jìn)行工序，所以使用可以設(shè)置兩個(gè)單元的已有長(zhǎng)掩膜進(jìn)行曝光工序(混合并匹配)。
本發(fā)明在這種曝光工序中除了適用該設(shè)置方式外，再進(jìn)一步地，為了消除豎條故障，曾經(jīng)研究過提高數(shù)據(jù)線和像素電極之間對(duì)準(zhǔn)對(duì)的另外方案。特別是，對(duì)于豎條現(xiàn)象特別脆弱的19″PVA模式，以17″TN模式水平減少斑點(diǎn)發(fā)生的方案，其研究方案如下。
如上所述，隨著V-T曲線傾斜度差對(duì)斑點(diǎn)最脆弱的灰度標(biāo)中，當(dāng)數(shù)據(jù)線和像素電極覆蓋層移位1μm時(shí)，19″PVA模式亮度變化量比17″TN模式大，容易看出豎條斑點(diǎn)。表2及圖5中顯示了故障(failure)灰度標(biāo)中的亮度變化。
表2

圖5中用曲線顯示了隨著數(shù)據(jù)線和像素電極之間覆蓋層變化而發(fā)生的亮度變化。曲線A是對(duì)應(yīng)19″PVA模式、曲線B是對(duì)應(yīng)17″TN模式的亮度變化曲線圖。在曲線中比較脆弱灰度中的亮度變化量時(shí)，為了相同水平管理19″PVA模式中的亮度變化量與17″TN模式亮度變化量，可以確認(rèn)數(shù)據(jù)線和像素電極之間覆蓋層工序性能要從1μm提高到0.7μm以內(nèi)水平控制。
結(jié)果在相同19″PVA模式中隨著數(shù)據(jù)寬度耦合電容也不同。例如，數(shù)據(jù)線寬度為6μm的圖案與寬度為7μm的圖案相比，數(shù)據(jù)線-像素電極之間間距以ACI(after cleaning inspection)標(biāo)準(zhǔn)從4.5μm擴(kuò)大到5.0μm。通過這種寬度控制可以改善約0.3級(jí)灰度(gray)的灰度標(biāo)。
在圖6中，用曲線表示了19″PVA模式和17″TN模式隨著數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)換引起的灰度標(biāo)變化特性。曲線A是ACI標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)線和像素電極間距為4.5μm的PVA模式，曲線B是數(shù)據(jù)線和像素電極間距為5.0μm的PVA模式，曲線C是數(shù)據(jù)線和像素電極間距為4.5μm的TN模式。
曲線中顯示，與TN模式相比PVA模式中隨著數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)換灰度標(biāo)變化量也大。在相同的PVA模式中可以看出數(shù)據(jù)線和像素電極間距越短，隨著數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)換引起的灰度標(biāo)變化量也越大。因此，可以確認(rèn)優(yōu)選地，盡可能保持其較大間距。
當(dāng)數(shù)據(jù)線和像素電極之間的間距增大時(shí)，就減少了縱橫比。因此，還不能把其間距擴(kuò)大到所要的距離。因此，需要設(shè)置最佳間隔距離。為求出最佳間隔距離進(jìn)行了如下考察。
圖7中用曲線顯示了覆蓋層變化1μm時(shí)隨著數(shù)據(jù)線和像素電極間距引起的亮度變化量。
工序能力為1μm時(shí)，控制數(shù)據(jù)線和像素電極之間的覆蓋層轉(zhuǎn)換為1μm時(shí)，分割數(shù)據(jù)線和像素電極間距模擬測(cè)試了亮度變化量。其結(jié)果，當(dāng)其間距為6.5μm時(shí)，17″TN模式液晶顯示器的亮度變化量至多達(dá)到1.17，在19″PVA模式液晶顯示器中透射比從4.3％(彩色再現(xiàn)率65％)減少了0.2％。如圖7所示，將它套在曲線中進(jìn)行分析得出判斷，與TN模式具有相似水平亮度變化的PVA模式，其最佳間距為約6.25μm。
以上述考察為基礎(chǔ)可以看出，最終為了減少豎條故障，應(yīng)減少引發(fā)故障主要原因的數(shù)據(jù)線和像素電極之間的耦合電容變化，作為最好的方法應(yīng)保持曝光掃描方向和數(shù)據(jù)線方向相互垂直。此外，可以改善數(shù)據(jù)線和像素電極的覆蓋層控制工序能力，并保持它們之間最佳間距，以便提供更高效果。
下面，參照以下的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明更全面的描述。
圖8是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的平面圖。圖9是圖8的薄膜晶體管基片沿著II-II線的截面圖。圖10是圖8的薄膜晶體管基片沿著III-III線的截面圖。
參照?qǐng)D8及圖9，在絕緣基片10上形成由鉻、或鋁-釹合金組成的第一柵極布線層和由鋁-釹合金或鉬等組成的第二柵極布線層的雙層組成的柵極布線層。蝕刻該柵極布線層以形成包括第一柵極布線221、241、和261及第二柵極布線222、242、和262的柵極布線。柵極布線包括柵極線22、柵極末端24、及柵極26。柵極線22在基片10上沿著長(zhǎng)度方向延伸，而柵極末端24連接于柵極線22末端。柵極末端24接受來自外部的柵極信號(hào)并向柵極線22傳送該柵極信號(hào)。用于薄膜晶體管的柵極26連接于柵極線22。
在覆蓋柵極布線22、24、和26的基片10上形成柵極絕緣層30。該柵極絕緣層30由氮化硅類(SiNx)組成。
在柵極26的柵極絕緣層30上形成島狀半導(dǎo)體層圖案40。該半導(dǎo)體層圖案40由非晶硅等組成。
在半導(dǎo)體層圖案40上形成歐姆接觸層圖案55和56。歐姆接觸層圖案55和56可由重?fù)诫sn型雜質(zhì)的硅化物或n+氫化非晶硅類組成。
在歐姆接觸層圖案55和56及柵極絕緣層30上形成數(shù)據(jù)布線層。該數(shù)據(jù)布線層為由Ni-硅化物層和第二金屬層組成的雙層。將該數(shù)據(jù)布線層進(jìn)行刻蝕，以形成數(shù)據(jù)線。
該數(shù)據(jù)布線層包括數(shù)據(jù)線62、源極65、漏極66、以及數(shù)據(jù)末端68。數(shù)據(jù)線62以垂直方向延伸并與柵極線22交叉以限定像素，而源極65是數(shù)據(jù)線62的分支且延長(zhǎng)到歐姆接觸層圖案55上部。數(shù)據(jù)末端68與數(shù)據(jù)線62的一端連接并接收來自外部圖像信號(hào)，而漏極66與源極65分離且形成于歐姆接觸層圖案56上部的對(duì)面。
在數(shù)據(jù)布線和半導(dǎo)體層圖案40上形成保護(hù)層70。
首先，在保護(hù)層70上形成第一、第二、和第三接觸孔74、76、和78。該第二接觸孔76露出漏極66，而第三接觸孔78露出數(shù)據(jù)末端68。第一接觸孔74露出柵極絕緣層30和柵極末端24。露出柵極末端24或數(shù)據(jù)末端68的第一及第三接觸孔74和78可以具有多角形或圓形等多種形態(tài)。
在保護(hù)層70上形成像素電極82。該像素電極82通過第二接觸孔76與漏極66電連接且定位于像素區(qū)域。
在保護(hù)層70上還形成輔助柵極末端86及輔助數(shù)據(jù)末端88。該輔助柵極末端86通過第一接觸孔74與柵極末端24連接，而輔助數(shù)據(jù)末端88與數(shù)據(jù)末端68連接。
每個(gè)像素電極82、輔助柵極末端86、及數(shù)據(jù)末端88由氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)等組成。
像素電極82與數(shù)據(jù)線62以預(yù)定間距隔開?？蛇x地，可以將像素電極82疊置在數(shù)據(jù)線62上以使縱橫比最大。
圖10示出了圖9的數(shù)據(jù)線62與像素電極82之間的耦合電容。參照?qǐng)D10，數(shù)據(jù)線62與像素電極82之間間距用L1、L2、L3、及L4表示，根據(jù)其間距耦合電容為C1、C2、C3、及C4。若各圖案按照精確間距形成，那么全部間距L1、L2、L3、及L4應(yīng)該基本相同，而全部耦合電容C1、C2、C3、及C4也顯示為基本相同值。但如上所述，曝光時(shí)覆蓋層扭曲等原因引起圖案間距扭曲，在相應(yīng)部分會(huì)引起耦合電容變化，結(jié)果出現(xiàn)豎條現(xiàn)象。
下面，參照?qǐng)D8及圖9和圖11至圖14詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片制造方法。
參照?qǐng)D11，在絕緣基片10上形成由鉻或鋁-釹合金組成的第一柵極布線層和由鋁-釹合金或鉬等組成的第二布線層的柵極布線層。
在曝光時(shí)涂布根據(jù)光對(duì)水的溶解度有變化的感光材料以形成感光層。導(dǎo)入具有預(yù)定圖案的掩膜，使將要形成的柵極線長(zhǎng)度方向和掃描方向相互垂直進(jìn)行曝光后顯影，形成感光圖案。利用作為掩膜的感光層對(duì)柵極布線層制作圖案，從而形成包括第一柵極布線221、241、261及第二柵極布線222、242、262的柵極布線。形成包括柵極線22、柵極26、及柵極末端24的橫向延伸的柵極布線。
參照?qǐng)D12，在柵極布線上連續(xù)形成由氮化硅組成的柵極絕緣層30、由非晶硅層組成的半導(dǎo)體層、和摻雜非晶硅層。對(duì)半導(dǎo)體層和摻雜非晶硅層進(jìn)行制作圖案或通過光刻工序進(jìn)行刻蝕，以便在柵極24上部的柵極絕緣層30之上形成島狀半導(dǎo)體層圖案40和歐姆接觸層圖案55和56。
進(jìn)行蝕刻工序時(shí)，光掃描方向與柵極線長(zhǎng)度方向基本垂直。
參照?qǐng)D13，在歐姆接觸層圖案55和56及柵極絕緣層30上形成數(shù)據(jù)布線層。該數(shù)據(jù)布線層由鉬或鉬-鎢合金等組成。
在數(shù)據(jù)布線層上涂布感光材料，然后進(jìn)行干燥，以形成感光層。通過具有圖案的掩膜將感光層進(jìn)行曝光。在曝光工序中，在基片之上進(jìn)行掃描，同時(shí)使要形成的數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向與光掃描方向基本垂直。顯影經(jīng)過曝光的感光層，以形成感光圖案。
然后，數(shù)據(jù)布線層利用形成的感光圖案作為掩膜進(jìn)行蝕刻，以形成數(shù)據(jù)布線。
該數(shù)據(jù)布線包括數(shù)據(jù)線62、源極65、以及漏極66。數(shù)據(jù)線62與柵極線22交叉，而源極65與數(shù)據(jù)線62連接且與柵極26鄰接。數(shù)據(jù)末端68與數(shù)據(jù)線62連接，而漏極66以柵極26為準(zhǔn)位于源極65對(duì)面。
接著，通過蝕刻在柵極26周圍將歐姆接觸層圖案分開，并將歐姆接觸層圖案55、56之間的半導(dǎo)體層圖案40進(jìn)行曝光。經(jīng)過曝光的半導(dǎo)體層圖案40優(yōu)選采用氧等離子進(jìn)行處理以使其穩(wěn)定。
參照?qǐng)D14，在數(shù)據(jù)布線和半導(dǎo)體層圖案40上形成保護(hù)層70。用光刻工序?qū)艠O絕緣層30和保護(hù)層70一起制作布線圖案或部分地進(jìn)行刻蝕，以形成第一、第二、和第三接觸孔74、76、和78。第一接觸孔74露出柵極末端24，而第二接觸孔76露出漏極66。第三接觸孔78露出數(shù)據(jù)末端68。第一、第二、和第三接觸孔74、76、和78可以是多角形或圓形。
現(xiàn)在參照?qǐng)D8及9，通過沉積工序在基片上形成透明導(dǎo)電層。該透明導(dǎo)電層可以由氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)組成。然后，該透明導(dǎo)電層通過光刻工序進(jìn)行制作圖案以形成像素電極82、輔助柵極末端86、及輔助數(shù)據(jù)末端88。
像素電極82通過第二接觸孔76與漏極66連接。輔助柵極末端86通過第一接觸孔74與柵極末端24連接，及輔助數(shù)據(jù)末端88通過第三接觸孔78與數(shù)據(jù)末端68連接。進(jìn)行用于形成像素電極的蝕刻工序時(shí)，優(yōu)選地，使光的掃描方向和數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向垂直。
優(yōu)選地，在沉積ITO或IZO以前進(jìn)行預(yù)熱處理。該預(yù)熱處理優(yōu)選使用氮?dú)狻＿@是為了防止通過第一、第二、和第三接觸孔74、76、和78分別露出的數(shù)據(jù)末端24、漏極66、和數(shù)據(jù)末端68上部形成金屬氧化層。
上述方法可適用于在利用5個(gè)掩膜及利用4個(gè)掩膜制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的方法中。對(duì)于其將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
參照?qǐng)D15至圖17詳細(xì)說明利用4個(gè)掩膜制成的用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的單位像素結(jié)構(gòu)。
圖15是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的布局圖。圖16是圖15沿著VIII-VIII′線薄膜晶體管基片的截面圖。圖17是圖15沿著IX-IX′線薄膜晶體管基片的截面圖。
與前述的實(shí)施例相同，在絕緣基片10上形成包括第一柵極布線層和第二柵極布線層的柵極布線層。第一柵極布線層由鉻或鋁-釹合金組成，而第二柵極布線層由鋁-釹合金或鉬等組成。蝕刻該柵極布線層，以形成包括第一柵極布線221、241、和261及第二柵極布線222、242、和262的柵極布線。該柵極布線包括柵極線22、柵極末端24、及柵極26。
在基片10上形成與柵極線22平行的存儲(chǔ)電極線28。該存儲(chǔ)電極線28也由第一及第二柵極布線層281、282組成。柵極布線22、24、26及存儲(chǔ)電極線28之上形成柵極絕緣層30并遮擋著柵極布線22、24、26、28。柵極絕緣層30由氮化硅類(SiNx)組成。
在柵極絕緣層30上形成半導(dǎo)體層圖案42、48。該半導(dǎo)體層圖案42、48由諸如氫化非晶硅等這樣的半導(dǎo)體材料組成。
在半導(dǎo)體層圖案42、48上形成歐姆接觸層圖案或中間層圖案55、56、58。該歐姆接觸層圖案由重?fù)诫s諸如磷(P)這樣的n形雜質(zhì)的非晶硅組成。
在歐姆接觸層圖案55、56、58上形成數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68。這些數(shù)據(jù)布線由鎳(Ni)-硅化物及第二金屬材料組成。這些數(shù)據(jù)布線包括具有數(shù)據(jù)線62、源極65、及數(shù)據(jù)末端68的數(shù)據(jù)線部分62、68、65。數(shù)據(jù)線62沿橫向延伸，而源極65是數(shù)據(jù)線62的分支。數(shù)據(jù)末端68連接在數(shù)據(jù)線62一端并接收來自外部的圖像信號(hào)。數(shù)據(jù)布線還包括與數(shù)據(jù)線部分62、68、65相分離、以柵極26或薄膜晶體管的通道部分C為準(zhǔn)位于源極65對(duì)面的漏極66。另外，這些數(shù)據(jù)布線可以包括定位于存儲(chǔ)電極線28上的存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電圖案64。當(dāng)布形成存儲(chǔ)電極線28時(shí)，也就不形成存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電圖案64。
歐姆接觸層圖案55、56、58降低其下部半導(dǎo)體層圖案42、48和其上部數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68的接觸阻抗，具有與數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68完全相同的形態(tài)。尤其，數(shù)據(jù)線部分中間層圖案55與數(shù)據(jù)線部分62、68、65相同，漏極中間層圖案56與漏極66相同，存儲(chǔ)電容器中間層圖案58與存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體圖案64相同。另外，半導(dǎo)體層圖案42、48除了薄膜晶體管通道部分C外與數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68及歐姆接觸層圖案55、56、58具有相同形態(tài)。具體講，存儲(chǔ)電容器半導(dǎo)體層圖案48和存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電體圖案64及存儲(chǔ)電容器歐姆接觸層圖案58具有相同形態(tài)，但薄膜晶體管半導(dǎo)體層圖案42與數(shù)據(jù)布線及歐姆接觸層圖案的剩余部分稍微不同。即在薄膜晶體管通道部分C，數(shù)據(jù)線部分62、68、65特別是源極65和漏極66相分離，數(shù)據(jù)線部分中間層55和漏極歐姆接觸層圖案56也相分離，但薄膜晶體管半導(dǎo)體層圖案42在此并未斷開而連接產(chǎn)生薄膜晶體管通道部分。
在數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68上形成保護(hù)層70。
保護(hù)層70具有露出漏極66、數(shù)據(jù)末端64、及存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電體圖案68的接觸孔76、78、72。保護(hù)層70還與柵極絕緣層30一起具有露出柵極末端24的接觸孔74。
在保護(hù)層70上形成從薄膜晶體管接收?qǐng)D像信號(hào)并與另一基片上的電極一起產(chǎn)生電場(chǎng)的像素電極82。像素電極82可以由IZO或ITO類透明導(dǎo)電材料組成。
通過接觸孔76與漏極66物理或電連接并接收?qǐng)D像信號(hào)。像素電極82也可能與相鄰的柵極線22及數(shù)據(jù)線62重疊，從而提高縱橫比。如圖16所示的像素電極82也可能不與柵極線22及數(shù)據(jù)線62重疊。
而且像素電極82通過接觸孔72與存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電體圖案64連接并向?qū)щ婓w圖案64傳送圖像信號(hào)。
柵極末端24及數(shù)據(jù)末端68上形成通過接觸孔74、78分別與它們連接的輔助柵極末端86及輔助數(shù)據(jù)末端88，它們是為了補(bǔ)充柵極末端24、數(shù)據(jù)末端68、和外部電路裝置的接觸性，還保護(hù)末端，但并非必需，而具有一定選擇性。
參照具有圖15至圖17結(jié)構(gòu)的用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片和上述利用5個(gè)掩膜的方法，以及參照?qǐng)D15至圖17和圖18A至圖25B詳細(xì)說明最近廣泛使用的利用4個(gè)掩膜的制造薄膜晶體管的方法。
參照?qǐng)D18A及18B，與上述實(shí)施例相同，在基片10上形成由鉻或鋁-釹合金組成的第一柵極布線層和由鋁-釹合金或鉬等組成的第二柵極布線層雙層組成的柵極布線層。蝕刻?hào)艠O布線層形成包括第一柵極布線221、241、261及第二柵極布線222、242、262的柵極布線。沿著將要形成的數(shù)據(jù)線方向垂直方向掃描光進(jìn)行曝光，再經(jīng)光刻工序形成包括柵極線22、柵極末端24、柵極26的柵極布線和存儲(chǔ)電極線28。
參照?qǐng)D19A及圖19B，利用化學(xué)汽相沉積法(CVD)分別以約1,500至5,000、約500至2,000、以及約300至600厚度連續(xù)沉積由氮化硅組成的柵極絕緣層30、半導(dǎo)體層40、以及歐姆接觸層50?？梢栽跉W姆接觸層50上沉積鉬或鉬-鎢合金以形成導(dǎo)電層60。將感光層110涂布在導(dǎo)電層50上以具有1μm至2μm的厚度。
通過掩膜向感光層110上照射光。沿著將要形成的數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向相垂直的方向掃描光。然后，將感光層110進(jìn)行顯影以形成如圖20A及圖20B所示的感光層圖案112、114。
感光層圖案114的第一部分設(shè)置在源極65和漏極66之間，其位于薄膜晶體管的通道‘C’中，具有比設(shè)置在將要形成數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68部分的數(shù)據(jù)布線部分‘A’的感光層圖案112的第二部分薄的厚度。除去設(shè)置在其它部分‘B’的感光層。留在通道部分‘C’的感光層圖案114厚度與留在數(shù)據(jù)布線部分‘A’的感光層圖案112厚度比是根據(jù)下述的蝕刻工序的工序條件而有所不同，優(yōu)選地，感光層圖案114的第一部分114厚度為感光層圖案112的第二部分厚度的1/2以下。優(yōu)選地，感光層圖案114的第一部分具有約4,000或4,000以下的厚度。
根據(jù)位置具有不同感光層厚度的方法有幾種。為了調(diào)整‘A’區(qū)域光的透射比，可以使用在感光層或半透明層上形成的狹縫圖案或晶格圖案。
當(dāng)使用狹縫時(shí)，優(yōu)選地，狹縫的寬度或狹縫之間的距離小于曝光系統(tǒng)的分辨率?？晒┻x擇地，通過利用具有不同透射比或厚度的半透明層形成掩膜，以獲得具有半透明部分的掩膜。
當(dāng)通過上述掩膜向感光層照射光時(shí)，它為正性感光層時(shí)，直接暴露在光下部分的聚合物被完全分解，在狹縫圖案或形成半透明層的部分，因?yàn)楣獾恼丈淞可伲酆衔锾幱谖赐耆纸獾臓顟B(tài)，而被遮光層遮擋的部分幾乎未分解。
當(dāng)感光層顯影時(shí)，只剩下聚合物未分解部分，感光照射量少的中間部分剩下比未被光照射部分更薄的感光層。這時(shí)，若曝光時(shí)間過長(zhǎng)，所有聚合物被分解，所以應(yīng)防止其發(fā)生。
這種薄的感光層圖案114可為利用可以回流的材料組成的感光層。用光完全透射部分和光完全不能透射部分組成的常規(guī)掩膜曝光后，顯影并回流，用未殘留感光層的部分使感光層一部分留下來，于是可形成一薄層的感光層。
將感光層圖案114的第一部分、導(dǎo)電層60、歐姆接觸層50、以及半導(dǎo)體層40進(jìn)行蝕刻。在數(shù)據(jù)布線部分‘A’中，在刻蝕工序后保留數(shù)據(jù)布線及其下部層。在通道部分‘C’中，只能剩下半導(dǎo)體層60。在其它部分‘B’中，應(yīng)除去導(dǎo)電層60、歐姆接觸層50、以及半導(dǎo)體層40以露出柵極絕緣層30。
參照?qǐng)D21A及21B，除去其余部分‘B’露出的導(dǎo)電層60，露出其下部歐姆接觸層50。該過程中都可以使用干蝕刻或濕蝕刻，優(yōu)選在導(dǎo)電層60被蝕刻而感光層圖案112、114幾乎不被蝕刻的條件下進(jìn)行。然而，干蝕刻很難滿足只蝕刻導(dǎo)電層60而不蝕刻感光層圖案112、114的條件，所以只能在感光層圖案112、114一同被蝕刻的條件下進(jìn)行。這時(shí)，不采用濕蝕刻，而是增加感光層圖案114的第一部分厚度來防止發(fā)生在此過程中感光層圖案114的第一部分被除去而露出下部導(dǎo)電層60的情況。
結(jié)果，如上所述，只剩下通道部分‘C’及數(shù)據(jù)布線部分‘A’的導(dǎo)電層60，即用于源極/漏極的導(dǎo)電圖案67和存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電層圖案68，其它部分‘B’的導(dǎo)電層60被全部除去露出其下部歐姆接觸層50。
這時(shí)，除源極及漏極65、66未分離相連接的部分之外，剩余導(dǎo)電體圖案67、64與數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68形態(tài)相同。而且用干蝕刻時(shí)感光層圖案112、114也有一定程度的蝕刻。
參照?qǐng)D22A及22B，用干蝕刻方法同時(shí)除去其它部分‘B’露出的歐姆接觸層50及其下部半導(dǎo)體層40和感光層114的第一部分。這種蝕刻，同時(shí)蝕刻感光層圖案112、114和歐姆接觸層50及半導(dǎo)體層40(半導(dǎo)體層和歐姆接觸層幾乎沒有蝕刻選擇性)，但必須在柵極絕緣層30不被蝕刻的條件下進(jìn)行。優(yōu)選地，對(duì)感光層圖案112、114和半導(dǎo)體層40的蝕刻比基本相同的條件下蝕刻。例如，使用SF6和HCl的混合氣體，可以將兩個(gè)層蝕刻成幾乎同樣的厚度。對(duì)感光層圖案112、114和半導(dǎo)體層40的蝕刻比相同時(shí)，感光層圖案114的第一部分厚度應(yīng)與半導(dǎo)體層40和歐姆接觸層50厚度之和相同或應(yīng)比其小。
這樣，如圖22A及22B所示，除去通道部分C中感光層圖案114的第一部分露出源極/漏極的導(dǎo)電體圖案67，除去其它部分‘B’的歐姆接觸層50及半導(dǎo)體層40，露出其下部的柵極絕緣層30。另外，數(shù)據(jù)布線部分‘A’的第二部分也被蝕刻，因此其厚度變薄。而且，在此階段中最終完成半導(dǎo)體層圖案42、48。附圖標(biāo)號(hào)57和58分別表示源極/漏極的導(dǎo)電層圖案67下部的歐姆接觸層圖案和存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電體圖案64下部的歐姆接觸層圖案。
接著，通過拋光工序除去殘留在通道部分‘C’中的導(dǎo)電體圖案67上的感光層殘?jiān)?br> 參照?qǐng)D23A及23B，蝕刻除去通道部分‘C’的用于源極/漏極的導(dǎo)電體圖案67及其下部的用于源極/漏極的歐姆接觸層圖案57。
這時(shí)，對(duì)用于源極/漏極的導(dǎo)電體圖案67和歐姆接觸層圖案57都可以只進(jìn)行干蝕刻，或?qū)τ糜谠礃O/漏極的導(dǎo)電體圖案67進(jìn)行濕蝕刻、對(duì)歐姆接觸層圖案57則進(jìn)行干蝕刻。對(duì)前者而言，優(yōu)選在源極/漏極導(dǎo)電體圖案67和歐姆接觸層圖案57的蝕刻選擇比大的條件下進(jìn)行蝕刻。這是因?yàn)槲g刻選擇比不大時(shí)很難找到蝕刻終點(diǎn)，因而很難調(diào)整殘留在通道部分‘C’的半導(dǎo)體層圖案42厚度。
可選地，通過濕刻蝕工序刻蝕導(dǎo)電體圖案67，并通過干刻蝕工序刻蝕歐姆接觸層圖案57。在這種情況下，將導(dǎo)電體圖案67進(jìn)行刻蝕，而歐姆接觸層圖案57幾乎不被蝕刻，以致形成階梯形結(jié)構(gòu)。
蝕刻歐姆接觸層圖案57及半導(dǎo)體層圖案42時(shí)使用的氣體，例如有CF4和HCl混合氣體或CF4和O2混合氣體，若用CF4和O2，那么可以留下均勻厚度的半導(dǎo)體層圖案42。這時(shí)，半導(dǎo)體層圖案42一部分被除去，其厚度也可能變薄，感光層圖案112的第二部分這時(shí)也有一定程度的蝕刻。這時(shí)應(yīng)在不蝕刻?hào)艠O絕緣層30的條件下進(jìn)行蝕刻。感光層圖案應(yīng)具有足夠厚度，以防止發(fā)生感光層圖案112的第二部分被蝕刻露出其下部數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68。
因此，源極65和漏極66相分離的同時(shí)完成了數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68和其下部歐姆接觸層圖案55、56、58。
最后，除去殘留在數(shù)據(jù)布線‘A’的感光層圖案112的第二部分?？晒┻x擇地，感光層圖案112的第二部分的除去也可以在除去通道部分‘C’中用于源極/漏極的導(dǎo)電體圖案67之后、除去其下部歐姆接觸層圖案57之前完成。
如上所述，可以交替使用濕蝕刻和干蝕刻?？蛇x地，可以只使用干蝕刻。就后者而言，只使用一種蝕刻，其工序比較簡(jiǎn)單，但很難找到合適的蝕刻條件。反之，前者較容易尋找蝕刻條件，但比起后者工序有繁瑣的一面。
參照?qǐng)D24A及圖24B，形成保護(hù)層70。
參照?qǐng)D25A及25B，對(duì)保護(hù)層70和柵極絕緣層30一起進(jìn)行蝕刻形成分別露出漏極66、柵極末端24、數(shù)據(jù)末端68、及存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電體圖案64的接觸孔76、74、78、和72。優(yōu)選地，露出柵極末端24、和數(shù)據(jù)末端68的接觸孔74、和78面積約在0.5mm×15μm至2mm×60μm之間。
最后，如圖15至圖17所示，形成由ITO或IZO組成的透明導(dǎo)電層，以具有約400至500的厚度。將該透明導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻，以形成連接于漏極66及存儲(chǔ)電容器導(dǎo)電體圖案64的像素電極82、連接于柵極末端24的輔助柵極末端86、及連接于數(shù)據(jù)末端68的輔助數(shù)據(jù)末端88。
優(yōu)選地，沉積ITO或IZO之前的預(yù)熱工序中使用氮?dú)猓@是為了防止通過接觸孔72、74、76、78露出的金屬層24、64、66、68上部形成金屬氧化層。
在該實(shí)施例中，利用一個(gè)掩膜形成數(shù)據(jù)布線62、64、65、66、68和其下部歐姆接觸層圖案55、56、58、及半導(dǎo)體層圖案42、48。在該過程中，可以分離源極65和漏極66。因此，簡(jiǎn)化了制造工序，并且也獲得了上述實(shí)施例中描述的效果。
如上所述，通過使用該曝光方式減少數(shù)據(jù)線和像素電極之間耦合電容變化引起的亮度變化。因此，可以大為減少豎條斑點(diǎn)現(xiàn)象。因此，大為改善豎條故障，確保畫面的均勻性，可以較大地提高成品率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，根據(jù)傳統(tǒng)方式制造薄膜晶體管基片時(shí)，由于發(fā)生豎條現(xiàn)象，所以成品率只占20-30％，但根據(jù)本發(fā)明方式制造薄膜晶體管基片時(shí)成品率可以提高到50％以上。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于層曝光的方法，包括以下步驟將包括圖案形狀的掩膜設(shè)置在所述層上，所述層形成于基片上；以及用光掃描所述掩膜，以致所述掃描方向基本垂直于所述圖案形狀的長(zhǎng)度方向以形成圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成于所述基片上的所述圖案與設(shè)置在來自所述圖案不同層的導(dǎo)電圖案電耦合以產(chǎn)生耦合電容，其中絕緣層設(shè)置在所述圖案和所述導(dǎo)電圖案之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成于所述基片上的所述圖案與數(shù)據(jù)線相對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟在具有所述數(shù)據(jù)線的所述基片上形成絕緣層；以及在具有所述絕緣層的所述基片上形成像素電極作為導(dǎo)電圖案，其中在用于形成所述像素電極的曝光工序中，掃描方向基本垂直于所述數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片具有大于或等于17英寸的大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片對(duì)應(yīng)于具有19英寸大小的圖案垂直取向模式液晶顯示器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述基片上形成的所述數(shù)據(jù)線和像素電極之間間距至少為6.25μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過所述掩膜曝光一個(gè)單元。
9.一種制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的方法，包括以下步驟在基片上形成柵極布線層；蝕刻所述柵極布線層以形成包括柵極線、柵極末端、及柵極的柵極布線；在所述基片上形成柵極絕緣層，具有形成于所述基片上的所述柵極布線；在所述柵極絕緣層上依次形成半導(dǎo)體層圖案及歐姆接觸層圖案；在所述基片上形成數(shù)據(jù)布線層，所述基片具有所述半導(dǎo)體層圖案和所述歐姆接觸層圖案；在所述數(shù)據(jù)布線層上形成感光層；在形成于所述基片上的所述感光層之上設(shè)置包括圖案形狀的掩膜；用光掃描所述掩膜，以致所述掃描方向基本垂直于所述圖案形狀的長(zhǎng)度方向以曝光所述感光層；對(duì)所述數(shù)據(jù)布線層制作圖案，以形成包括與所述柵極線交叉的數(shù)據(jù)線、與所述數(shù)據(jù)線連接的數(shù)據(jù)末端、與所述數(shù)據(jù)線連接的源極、以及在所述柵極周圍與所述源極相對(duì)位置的漏極；在具有所述源極和在其上形成的漏極的所述基片上形成保護(hù)層；對(duì)所述柵極絕緣層和所述保護(hù)層制作布線圖案，以形成接觸孔，所述接觸孔分別露出所述柵極末端、所述數(shù)據(jù)末端、以及所述漏極；形成透明導(dǎo)電層；以及蝕刻所述透明導(dǎo)電層，以形成與所述柵極末端電連接的輔助柵極末端、與所述數(shù)據(jù)末端電連接的輔助數(shù)據(jù)末端、以及與所述漏極電連接的像素電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，為了形成所述像素電極，對(duì)感光層進(jìn)行曝光時(shí)，掃描方向與所述數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向基本垂直。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述基片上的所述數(shù)據(jù)線和所述像素電極之間間距至少為6.25μm。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過所述掩膜曝光一個(gè)單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過所述掩膜同時(shí)曝光兩個(gè)單元。
14.一種制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的方法，其特征在于，包括以下步驟在基片上形成柵極布線層；蝕刻所述柵極布線層，以形成包括柵極線、柵極末端、及柵極的柵極布線；在所述基片上形成柵極絕緣層，所述基片具有形成于其上的所述柵極布線；在所述柵極絕緣層上依次形成半導(dǎo)體層、歐姆接觸層、及導(dǎo)電層；通過掩膜用光進(jìn)行掃描形成感光層圖案，其中在曝光工序中掃描方向基本垂直于形成的數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度方向，并且所述感光層圖案包括第一部分、比所述第一部分厚的第二部分、及比所述第一部分薄的第三部分；使用所述感光層圖案作為掩膜，形成包括數(shù)據(jù)線、與所述數(shù)據(jù)線連接的數(shù)據(jù)末端、源極和漏極、歐姆接觸層、以及半導(dǎo)體層圖案的數(shù)據(jù)布線；形成保護(hù)層；對(duì)所述保護(hù)層和所述柵極絕緣層制作布線圖案，以形成分別露出所述柵極末端、所述數(shù)據(jù)末端、及所述漏極的接觸孔；形成透明導(dǎo)電層；以及蝕刻所述透明導(dǎo)電層，以形成輔助柵極末端、輔助數(shù)據(jù)末端、及像素電極，所述輔助柵極末端與所述柵極末端連接，所述輔助數(shù)據(jù)末端與所述數(shù)據(jù)末端連接，所述像素電極與所述漏極連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，為了形成所述像素電極，對(duì)感光層進(jìn)行曝光時(shí)，光掃描方向與所述數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度方向基本垂直。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在所述基片上的所述數(shù)據(jù)線與所述像素電極之間間距至少為6.25μm。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，通過所述掩膜曝光一個(gè)單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，通過所述掩膜同時(shí)曝光多個(gè)單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一部分定位于所述源極和所述漏極之間，而所述第二部分定位于所述數(shù)據(jù)布線的上部部分之上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于提高成品收率的曝光方法及利用該曝光方法制造用于液晶顯示器的薄膜晶體管基片的方法。為了提高成品收率，通過掩膜對(duì)基片上的層進(jìn)行光掃描。通過該層的曝光在基片上形成圖案。掃描的方向基本上垂直于該圖案的長(zhǎng)度方向。減小由于圖案耦合形成的電容差以及通過絕緣層形成的導(dǎo)電層。因此，減少了顯示器的故障并提高了成品率。
文檔編號(hào)H01L27/12GK1577090SQ20041003270
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者安順一, 羅柄善, 李正榮, 宋俞莉 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社