專利名稱：掩模和半導(dǎo)體裝置的制造方法以及薄膜晶體管陣列面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用照相平版印刷術(shù)處理薄膜的掩模以及使用這種掩模來制造半導(dǎo)體裝置如薄膜晶體管陣列面板的方法。
背景技術(shù)：
近來，在很多應(yīng)用中，平板顯示器，例如，液晶顯示器(LCD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器和等離子體顯示面板(PDP)正代替笨重又大的陰極射線管(CRT)。
為了顯示圖像，PDP利用來自氣體放電的等離子體，OLED激發(fā)發(fā)射性有機(jī)或聚合物材料發(fā)光，LCD在液晶(LC)層中產(chǎn)生電場，該電場確定LC層中的LC分子的取向。LC分子的取向控制入射到LC層的光的透過率。
平板顯示裝置通常包括設(shè)置有多個像素的下面板，多個像素以矩陣排列。矩陣中的每個像素包括開關(guān)元件，該開關(guān)元件連接到多條信號線，這些信號線將信號傳輸?shù)骄仃囍械拈_關(guān)元件。與該下面板相對設(shè)置的是上面板，上面板設(shè)置有多個彩色濾光器。平板顯示裝置還具有將信號驅(qū)動到信號線的多個驅(qū)動元件。
利用照相平版印刷術(shù)和蝕刻步驟使多層薄膜在這些面板上形成圖案，以在絕緣層中形成信號線和接觸孔。由于照相平版印刷術(shù)昂貴且耗時，所以期望減少平版印刷術(shù)步驟的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用光刻膠蝕刻掩模使一層或多層薄膜圖案化的技術(shù)，該光刻膠蝕刻掩模被提供一個或多個更薄的部分。如這里所公開的，光刻膠蝕刻掩模使得一層或多層的部分不被蝕刻，同時所述層的暴露部分被蝕刻。此后，“回蝕”工藝完全去除薄的部分以暴露所述層在薄層之下的部分，同時留下光刻膠蝕刻掩模的較厚部分以保護(hù)所述層的其它部分。因此，光刻膠蝕刻掩模的薄部分被提供了均勻的厚度以使得它們在回蝕工藝中完全被去除。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種曝光掩模，該曝光掩模包括擋光不透明區(qū)，阻擋入射光；透明區(qū)，允許大部分入射光穿過；半透明區(qū)，在穿過它的光中產(chǎn)生大約-70°至大約+70°之間的相位差。半透明區(qū)的透光率可為透明區(qū)的透光率的20％-40％之間。半透明區(qū)可含有硅化鉬(MoSi)。
擋光不透明區(qū)可含有不透明材料如鉻(Cr)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了一種利用曝光掩模制造半導(dǎo)體裝置的方法，該方法包括在具有至少兩層薄膜的基板上涂覆光刻膠；利用一個曝光掩模使光刻膠曝光并顯影，以形成具有第一部分和第二部分的光刻膠圖案，第二部分比第一部分厚；使用所述光刻膠圖案作為蝕刻掩模來蝕刻兩層薄膜。
因此制造的半導(dǎo)體裝置可被用于顯示面板如LCD、OLED。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還提供了一種用于制造薄膜晶體管陣列面板的方法，該方法包括形成包括柵極的柵極線；在柵極線上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成半導(dǎo)電層；在半導(dǎo)電層的上形成數(shù)據(jù)線和漏極；在數(shù)據(jù)線和所述漏極上方沉積鈍化層；形成與漏極連接的像素電極，其中，在照相平版印刷術(shù)工藝中利用一個曝光掩模來蝕刻半導(dǎo)電層、數(shù)據(jù)線和漏極，并且其中，曝光掩模包括半透明區(qū)和擋光不透明區(qū)，所述半透明區(qū)在入射光中產(chǎn)生大約-70°至大約+70°范圍內(nèi)的相位差。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在照相平版印刷術(shù)工藝中利用曝光掩模形成光刻膠圖案，該光刻膠圖案包括第一部分和比第一部分厚的第二部分。第一部分和第二部分分別面向源極和漏極之間的溝道區(qū)，及數(shù)據(jù)線和漏極上的引線區(qū)。
在照相平版印刷術(shù)工藝中，引線區(qū)和溝道區(qū)可分別與擋光不透明區(qū)和半透明區(qū)對準(zhǔn)。
該方法還可包括在半導(dǎo)體層和數(shù)據(jù)線及漏極的指定部分之間形成歐姆接觸。
一種用于形成數(shù)據(jù)線、漏極、歐姆接觸和半導(dǎo)電層的工藝可包括沉積本征硅層、非本征硅層和導(dǎo)電層；形成光刻膠蝕刻掩模，該光刻膠蝕刻掩模包括第一部分和第二部分，第一部分用于保護(hù)源極和漏極之間的溝道區(qū)，第二部分用于保護(hù)數(shù)據(jù)線和漏極上的引線區(qū)，第二部分比第一部分厚；蝕刻光刻膠蝕刻掩模外部的導(dǎo)電層；去除光刻膠蝕刻掩模的第一部分以暴露溝道區(qū)上方的導(dǎo)電層；蝕刻在光刻膠蝕刻掩模外部的區(qū)域中的硅層和摻雜的硅層；蝕刻在溝道區(qū)中的導(dǎo)電層和非本征硅層；去除第二部分光刻膠。


本發(fā)明由以下參照附圖提出的本發(fā)明的實施例詳細(xì)地示出，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于LCD的TFT陣列面板的布局圖；圖2和圖3分別是沿線II-II′和線III-III′截取的圖1中示出的TFT陣列面板的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的在制造這種陣列面板的方法的第一步驟中的圖1至圖3示出的TFT陣列面板的布局圖；圖5A和圖5B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖；圖6A和圖6B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖，并示出了圖5A和圖5B中顯示的步驟的下一步驟；圖7A和圖7B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖，并示出了在圖6A和圖6B中示出的步驟的下一步驟；圖8A和圖8B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖，并示出了在圖7A和圖7B中示出的步驟的下一步驟；圖9A和圖9B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖，并示出了在圖8A和圖8B中示出的步驟的下一步驟；圖10是在圖9A和圖9B中示出的步驟的下一步驟中TFT陣列面板的布局圖；圖11A和圖11B分別是沿線XIA-XIA′和線XIB-XIB′截取的圖10中示出的TFT陣列面板的剖視圖；圖12是在圖11A和圖11B中示出的步驟的下一步驟中TFT陣列面板的布局圖；圖13A和圖13B分別是沿線XIIIA-XIIIA′和線XIIIB-XIIIB′截取的在圖12中示出的TFT陣列面板的剖視圖；
圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例的掩模的剖視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在通過參照附圖詳細(xì)示出實施例的方式來描述本發(fā)明。相同的標(biāo)號表示相同的元件。
在附圖中，為了清晰，夸大了層和區(qū)的厚度。應(yīng)該理解，當(dāng)元件如層、區(qū)或基板被稱作在另一元件“上”時，該元件可以直接在另一元件上或也可存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接”在另一元件“上”時，不存在中間元件。
圖1至圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于LCD的TFT陣列面板。圖1是TFT陣列面板的布局圖，圖2和圖3分別是沿圖1中的線II-II′和線III-III′截取的TFT陣列面板的剖視圖。
如圖1至圖3所示，多條柵極線121和多條存儲電極線131形成在絕緣基板110(例如，透明玻璃)上。傳輸柵極信號的柵極線121基本上在橫向方向延伸。每條柵極線121包括多個部分，每個部分形成柵極124；和端部129，具有用于與另一層或外部驅(qū)動電路接觸的擴(kuò)大區(qū)域。驅(qū)動電路可集成在絕緣基板110上。
每條存儲電極線131與兩條柵極線121分隔開且在柵極線121的任一側(cè)，并且基本上在橫向方向延伸。每條存儲電極線131被供給預(yù)定的電壓(例如，另一面板(未顯示)的公共電壓)。存儲電極線131可包括多個擴(kuò)大部分，每個擴(kuò)大部分具有擴(kuò)大區(qū)域，存儲電極線131可靠近于相應(yīng)的柵極線121放置以提高開口率。
柵極線121和存儲電極線131優(yōu)選地由金屬(例如，Al、Al合金、Ag、Ag合金、Cu、Cu合金、Mo、Mo合金、Cr、Ti或Ta)制成。如圖2所示，每條柵極線121包括具有不同物理特性的兩層薄膜下膜121p和上膜121q。上膜121q優(yōu)選地由低電阻金屬(例如，Al或Al合金)制成，以減少柵極線121的信號延遲和壓降。上膜121q的厚度可為1,000-3,000埃。另一方面，下膜121p優(yōu)選地由如Cr、Mo或Mo合金等材料制成，該材料與如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)等材料具有良好的物理、化學(xué)和電接觸性能。下膜121p的厚度可為100-1,000埃。在一個實施例中，Mo被用于下膜，Al-Nd合金被用于上膜。可選擇地，Al-Nd合金可被用于下膜，Mo可被用于上膜。
在圖2和圖3中，柵極124的下膜和上膜分別由標(biāo)號124p和124q表示，而端部129的下膜和上膜分別由標(biāo)號129p和129q表示。存儲電極線131的下膜和上膜分別由標(biāo)號131p和131q表示。柵極線121的端部129的上膜129q的部分可被去除以暴露下膜129p的下伏部分。
此外，上膜121q、124q、129q和131q和下膜121p、124p、129p和131p的側(cè)面可形成為錐形，所述側(cè)面相對于基板110的表面的傾斜角度可在大約30度至大約80度之間。
柵極絕緣層140優(yōu)選地由硅氮化物(SiNx)制成，形成在柵極線121和存儲電極線131上。
多個半導(dǎo)體帶151優(yōu)選地由氫化非晶硅(縮寫為“α-Si”)制成，形成在柵極絕緣層140上。每個半導(dǎo)體帶151基本上沿縱向方向延伸，并具有向柵極124分支的多個突出154。
多個歐姆接觸帶161和歐姆接觸島165形成在半導(dǎo)體帶151上，每個優(yōu)選地由硅化物或用n型雜質(zhì)重?fù)诫s的n+氫化α-Si制成。每個歐姆接觸帶161具有多個突出163，該突出163和歐姆接觸島165成對地位于半導(dǎo)體帶151的突出154上。
半導(dǎo)體帶151和歐姆接觸161及165的側(cè)面可形成為帶有傾斜角度的錐形，該傾斜角度優(yōu)選地在大約30度至大約80度之間。
多條數(shù)據(jù)線171和多個漏極175形成在歐姆接觸161和165上。
傳輸數(shù)據(jù)電壓的數(shù)據(jù)線171基本上在縱向方向延伸，并與柵極線121交叉。數(shù)據(jù)線171包括多個端部179，每個端部179具有用于與另一層或外部驅(qū)動電路接觸的擴(kuò)大區(qū)域。每條數(shù)據(jù)線171向漏極175突出的多個分支形成了多個源極173。每對源極173和漏極175通過柵極124上方的區(qū)域彼此分隔開。柵極124、源極173和漏極175與半導(dǎo)體帶151的突出154一起形成薄膜晶體管(TFT)，該薄膜晶體管具有在置于源極173和漏極175之間的突出154中形成的溝道。
數(shù)據(jù)線171和漏極175優(yōu)選地由金屬如Al、Al合金、Ag、Ag合金、Cu、Cu合金、Mo、Mo合金、Cr、Ti或Ta制成。此外，數(shù)據(jù)線171和漏極175每個可為單層或多層。在這個實施例中，數(shù)據(jù)線171和漏極175由Mo或Mo合金制成為單層。
與柵極線121類似，數(shù)據(jù)線171和漏極175具有錐形的側(cè)面，該錐形側(cè)面的傾斜角度的范圍是大約30度至大約80度。
歐姆接觸161僅位于下伏半導(dǎo)體帶151和上覆數(shù)據(jù)線171之間，而歐姆接觸165僅位于突出154和其上的上覆漏極175之間。歐姆接觸的作用是降低與它們接觸的材料的接觸電阻。
另外，根據(jù)這個實施例的TFT陣列面板的半導(dǎo)體帶151的平面形狀與數(shù)據(jù)線171、漏極175和下伏歐姆接觸161及165的平面形狀幾乎相同。然而，半導(dǎo)體帶151的突出154包括一些沒有被數(shù)據(jù)線171或漏極175覆蓋的暴露部分，如位于源極173和漏極175之間的那些部分。
鈍化層180形成在數(shù)據(jù)線171、漏極175和半導(dǎo)體帶151的暴露部分上。鈍化層180優(yōu)選地由以下這些材料制成，如硅氮化物或硅氧化物的無機(jī)絕緣體、具有良好的平直度特性的光敏有機(jī)材料或通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成的如a-Si:C:O和a-Si:O:F的低介電絕緣材料。鈍化層180可具有雙層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括下無機(jī)膜和上有機(jī)膜。
鈍化層180具有分別暴露漏極175和數(shù)據(jù)線171的端部179的多個接觸孔185和182。鈍化層180和柵極絕緣層140具有暴露柵極線121的端部129的多個接觸孔181。
優(yōu)選地由IZO或ITO制成的多個像素電極和多個接觸輔助物81和82形成在鈍化層180上。
像素電極190通過接觸孔185與漏極175物理連接和電連接，使得像素電極190從漏極175接收數(shù)據(jù)電壓。
由數(shù)據(jù)電壓產(chǎn)生的穿過像素電極190和另一面板(未顯示)上的公共電極的電場使液晶層中的液晶分子取向。因此，像素電極190、液晶層和公共電極形成了液晶電容器，該電容器在TFT截止后存儲施加的電壓。稱作“存儲電容器”的另一電容器與液晶電容器并聯(lián)連接，以提高電壓存儲容量。可通過使像素電極190與鄰近的柵極線121(稱作“前一柵極線”)或存儲電極線131交迭來實現(xiàn)存儲電容器。
任選的，像素電極190可與柵極線121和數(shù)據(jù)線171交迭以提高開口率。
接觸輔助物81和82分別通過接觸孔181和182與柵極線121的暴露的端部129和數(shù)據(jù)線171的暴露的端部179連接。接觸輔助物81和82不是必須的，但是它們的存在可以保護(hù)暴露的端部129和179，并有助于暴露的端部129和179粘附于外部裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，像素電極190由透明的導(dǎo)電聚合物制成。對于反射LCD，像素電極190可由不透明的反射金屬制成。接觸輔助物81和82可由與用于制作像素電極190的材料不同的材料如IZO或ITO制成。
接下來，參照圖4至圖13B與圖1至圖3一起來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實施例的制造圖1至圖3中示出的TFT陣列面板的方法。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的在制造這種陣列的方法的第一步驟中的圖1至圖3示出的TFT陣列面板的布局圖。圖5A和圖5B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖。圖6A和圖6B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖，并示出了圖5中顯示的步驟的下一步驟。圖7A和圖7B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖，并示出了在圖6A和圖6B中示出的步驟的下一步驟。圖8A和圖8B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖，并示出了在圖7A和圖7B中示出的步驟的下一步驟。圖9A和圖9B分別是沿線VA-VA′和線VB-VB′截取的圖4中示出的TFT陣列面板的剖面圖，并示出了在圖8A和圖8B中示出的步驟的下一步驟。圖10是在圖9A和圖9B中示出的步驟的下一步驟中TFT陣列面板的布局圖。圖11A和圖11B分別是沿線XIA-XIA′和線XIB-XIB′截取的圖10中示出的TFT陣列面板的剖視圖。
如圖4、圖5A和圖5B所示，兩個導(dǎo)電膜(例如，膜121p和121q)，即下導(dǎo)電膜和上導(dǎo)電膜按順序濺射到絕緣基板110如透明玻璃上。下導(dǎo)電膜的厚度可為大約1,000-3,000埃，下導(dǎo)電膜由如Al或Al合金的材料制成。上導(dǎo)電膜的厚度可為大約500-1,000埃，上導(dǎo)電膜由Mo或Mo合金制成。
參照圖4、圖5A和圖5B，使用圖案化的光刻膠膜作為蝕刻掩模，按順序?qū)⑸蠈?dǎo)電膜和下導(dǎo)電膜圖案化，以形成多條柵極線121(包括多個柵極124)和多條存儲電極線131。其后，去除光刻膠蝕刻掩模。
可利用能夠蝕刻Al和Mo的Al蝕刻劑通過濕法蝕刻來完成上膜121q和131q以及下膜121p和131p的圖案化以形成傾斜的蝕刻輪廓，Al蝕刻劑如包括CH3COOH、HNO3和H3PO3的水溶液。
參照圖6A和圖6B，通過化學(xué)氣相沉積(CVD)順序地沉積柵極絕緣層140、本征a-Si層150和非本征a-Si層160，沉積的這三層的厚度分別為大約1,500-5,000埃、大約500-2,000埃和大約300-600埃。隨后通過濺射來沉積導(dǎo)電層170，厚度為大約1-2微米的光刻膠膜涂覆在導(dǎo)電層170上。光刻膠膜通過曝光掩模(400)被曝光并顯影，以形成特征52和54。
顯影的特征52和54是不同厚度的光刻膠膜的部分。如圖6A和圖6B所示，顯影的光刻膠膜限定了多個部分，這里稱作第一部分、第二部分和第三部分。第一部分位于引線區(qū)A上，第二部分位于溝道區(qū)C上，第一部分和第二部分分別由標(biāo)號52和54標(biāo)記的光刻膠膜的特征表示。第三部分位于剩余區(qū)B上，在剩余區(qū)B處基本上去除了所有的光刻膠膜，因此暴露導(dǎo)電層170的下伏部分。在隨后的工藝步驟中，根據(jù)工藝條件來調(diào)整在特征54和52處的光刻膠膜的厚度比率。例如，在第二部分(即，在特征54處)的光刻膠膜的厚度可等于或小于在第一部分(即，在特征52處)的光刻膠膜的厚度的一半。在一個實施例中，在第一部分的光刻膠膜的厚度可為大約4,000?；蚋?。
可通過幾種方法來獲得不同厚度的光刻膠膜。例如，可由切口圖案、格子圖案或具有采用中間透光率或中間厚度的薄膜在打算在光刻膠膜中形成特征54的位置來實現(xiàn)不同的厚度。當(dāng)使用切口圖案時，優(yōu)選地切口的寬度或切口之間的距離小于用于照相平版印刷術(shù)的曝光器的分辨率。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，如圖6A和6B所示，曝光掩模400包括擋光不透明區(qū)410，與引線區(qū)A相對應(yīng)；半透明區(qū)420，與溝道區(qū)C相對應(yīng)；透明區(qū)430，與剩余區(qū)B相對應(yīng)。曝光掩模400上的半透明區(qū)420通過相對于入射光產(chǎn)生在大約-70°至大約+70°的范圍內(nèi)的相位差，并且通過將透光率限制為透明區(qū)430的透光率的20-40％，來控制對溝道區(qū)C的透光率。透明區(qū)430的透光率意在讓大部分入射光穿過。當(dāng)使用曝光掩模400使光刻膠膜曝光并顯影時，半透明區(qū)420的目的在于避免導(dǎo)致在特征54處的光刻膠膜變得太薄(由此，在保持特征54處的光刻膠膜的厚度與特征52處的光刻膠膜的厚度基本相同的地方，在特征54處的光刻膠膜可能斷開或變得太厚)。特征54處的光刻膠膜可采用均勻的厚度形成，以實現(xiàn)可靠的并可再現(xiàn)的制造工藝，該工藝在適合的工藝條件下允許選擇性地蝕刻下伏層。
接下來，描述利用曝光掩模400來獲得多條數(shù)據(jù)線171、多個源極173、多個漏極175以及包括突出163的歐姆接觸帶161、歐姆接觸島165和具有突出154的半導(dǎo)體帶151的一系列蝕刻步驟。
參照圖6A和圖6B，如上所述，在引線區(qū)A處的導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160和本征a-Si層150的部分被稱作第一部分。在溝道區(qū)C處的導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160和本征a-Si層150的部分被稱作第二部分。在剩余區(qū)B處的導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160和本征a-Si層150的部分被稱作第三部分。
用于形成本發(fā)明的TFT陣列的步驟的第一示例性順序包括(1)去除在剩余區(qū)B的第三部分的導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160和本征a-Si層150；(2)去除在特征54處的光刻膠膜；(3)去除在溝道區(qū)C的第二部分的導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160；(4)去除特征52處的光刻膠膜。
用于形成本發(fā)明的TFT陣列的步驟的第二示例性順序包括(1)去除第三部分的導(dǎo)電層170；(2)去除特征54處的光刻膠膜；(3)去除第三部分的非本征a-Si層160和本征a-Si層150；(4)去除第二部分的導(dǎo)電層170；(5)去除特征52處的光刻膠膜；(6)去除第二部分的非本征a-Si層160。
現(xiàn)在詳細(xì)描述第二示例性順序的步驟(1)參照圖7A和圖7B，接下來顯影光刻膠膜以獲得特征52和54，通過濕法蝕刻或干法蝕刻來去除在區(qū)域B的第三部分的導(dǎo)電層170，以暴露第三部分的下伏非本征a-Si層160。優(yōu)選地對導(dǎo)電層170的Al進(jìn)行濕法蝕刻，而可通過干法蝕刻或濕法蝕刻來蝕刻導(dǎo)電層170的Mo。事實上，在相同的蝕刻條件下可同時蝕刻Al和Mo。應(yīng)注意的是，光刻膠膜的上部(即，具有特征52和54的光刻膠膜)可通過導(dǎo)電層170的干法蝕刻來去除。
在圖7A和圖7B中，標(biāo)號174表示導(dǎo)電層170的導(dǎo)體，該導(dǎo)體形成在圖1至圖3中的數(shù)據(jù)線171和漏極175。如圖7A所示，示出的導(dǎo)體174在光刻膠膜的下面被蝕刻過多，由此導(dǎo)致凹割輪廓。
(2)參照圖8A和圖8B，“回蝕”工藝通過去除特征54處的光刻膠膜的部分的灰化來執(zhí)行，從而暴露第二部分的導(dǎo)電層174。同時，去除特征52處的光刻膠膜的一些暴露的部分，從而減小剩余光刻膠膜的厚度，并消除如上所述的導(dǎo)體174蝕刻后的凹割結(jié)構(gòu)。
(3)參照圖9A和圖9B，優(yōu)選地通過干法蝕刻來去除區(qū)域B中的第三部分的非本征a-Si層160和本征a-Si層150。同時，如圖9B所示，也可蝕刻導(dǎo)體174的上部，以減少在溝道區(qū)C中的導(dǎo)體174的隨后的蝕刻時間。
在這個步驟中完成了半導(dǎo)體帶151的成型，標(biāo)號164表示非本征a-Si層160的部分，該部分包括相互連接的歐姆接觸帶161和歐姆接觸島165(圖2至圖3)，歐姆接觸帶161和歐姆接觸島165統(tǒng)稱為“非本征半導(dǎo)體帶”。
(4)接下來，去除第二部分的導(dǎo)體174。
(5)去除非本征a-Si帶164。
(6)隨后，去除特征52處的光刻膠膜。這樣導(dǎo)致了如圖10、圖11A和圖11B所示的結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，每個導(dǎo)體174被劃分為數(shù)據(jù)線171和多個漏極175，每個非本征半導(dǎo)體帶164被劃分為歐姆接觸帶161和多個歐姆接觸島165。
如圖11B所示，可去除本征半導(dǎo)體帶151的突出154的頂部以將溝道區(qū)C的厚度減小到期望的厚度。
參照圖12、圖13A和圖13B，例如，通過硅氮化物的CVD、丙烯酸有機(jī)絕緣膜的涂覆或低介電常數(shù)的低介電絕緣材料(例如，a-Si:C:O或a-Si:O:F)的PECVD來形成鈍化層180。其后，選擇的鈍化層180和柵極絕緣層140的部分被圖案化以形成多個接觸孔181、182和185。
最后，如圖1至圖3所示，通過將ITO或IZO層濺射和圖案化為500-1500埃的厚度，在鈍化層180上形成多個像素電極190和多個接觸輔助物81和82。IZO膜的蝕刻可通過使用Cr蝕刻劑，如HNO3/(NH4)2Ce(NO3)6/H2O的濕法蝕刻來執(zhí)行，這種Cr蝕刻劑并不會通過接觸孔182、181和185腐蝕柵極線121、數(shù)據(jù)線171和漏極175的暴露的Al部分。
由于這種制造方法使用一個曝光掩模同時形成數(shù)據(jù)線171、漏極175、半導(dǎo)體151和歐姆接觸161及165，所以本發(fā)明的制造工藝相對于現(xiàn)有技術(shù)被簡化。
現(xiàn)在，參照附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實施例的曝光掩模。
圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例的曝光掩模的剖視圖。
參照圖14，根據(jù)本發(fā)明實施例的曝光掩模400包括透明基板401(例如，石英)；半透明層402，形成在擋光區(qū)410和半透明區(qū)420中；擋光層403，僅形成在擋光區(qū)410中。當(dāng)照明時，部分入射光穿過半透明層402，而大多數(shù)入射光被擋光層403阻擋。在不存在擋光層403和半透明層402的地方，大多數(shù)入射光穿過透明區(qū)430。
為了實現(xiàn)在入射光中產(chǎn)生相位差的曝光掩模400的半透明區(qū)420，根據(jù)本發(fā)明的曝光掩模400是移相掩模(PSM)。在使用曝光掩模400的平版印刷術(shù)中，半透明區(qū)420在入射光中產(chǎn)生從大約-70°到大約+70°的相位差，優(yōu)選地半透明區(qū)420的透光率在使大多數(shù)入射光穿過的透明區(qū)430的透光率的20-40％的范圍內(nèi)。由半透明層產(chǎn)生的相位差ΔΦ通過ΔΦ＝2π×d(n-1)/λ來給出，其中，d表示半透明層402的厚度，λ表示波長，n是折射系數(shù)。發(fā)射波長范圍在大約400-440nm的光的GH光源適合利用曝光掩模400的平版印刷術(shù)以使光刻膠膜曝光。曝光掩模400可被用于利用發(fā)射波長范圍在230-260nm的光的KrF光源或發(fā)射波長范圍在180-210nm的光的ArF光源的照相平版印刷術(shù)工藝。
半透明層402或透明基板401的厚度是可變的以產(chǎn)生不同的相位差。半透明層402可包括如MoSi的材料。擋光層403可包括不透明的材料如鉻。MoSi可被添加到半透明層402中，以進(jìn)一步控制被引入入射光的相位差。另外，優(yōu)選地由不透明材料如鉻制成的多個切口可排列在半透明部分420，以進(jìn)一步控制半透明部分420的透光率。
為了形成半透明層402，在注入活性或惰性氣體的室內(nèi)濺射金屬層。該金屬層包括Co、Ta、W、Mo、Cr、V、Pd、Ti、Nb、Zn、Hf、Ge、Al、Pt、Mn、Fe和Si中的至少一種。惰性氣體包括He、Ar、Ne和Xe中的至少一種，活性氣體包括O2、N2、CO、CO2、N2O、NO、NO2、NH3和CH4中的至少一種。當(dāng)半透明層402含有MoSi時，半透明層402可由MoSiN、MoSiO、MoSiC、MoSiCO、MoSiCN、MoSiON和MoSiCON中的任一種制成。在優(yōu)選的實施例中，這種材料按原子量計包含大約0-20％的C、0-60％的O、0-60％的N、20-60％的Si，剩余的為金屬。
在本發(fā)明的一個實施例中，制造了具有產(chǎn)生50°相位差的半透明層402的曝光掩模400，光刻膠膜通過半透明部分420被曝光并顯影。沒有產(chǎn)生相位沖突，從而在特征54處形成了具有均勻厚度的光刻膠膜。
根據(jù)本發(fā)明的曝光掩?？杀挥糜谥圃霴LED的面板、半導(dǎo)體裝置以及LCD的面板。另外，曝光掩模的半透明部分的形狀和透光率可變化，該曝光掩?？刹煌剡m用于使不同的薄膜同時圖案化。
如上所述，提供了一種產(chǎn)生相位差的半透明區(qū)，該相位差為在入射光的大約-70°到大約+70°的范圍內(nèi)，以控制曝光掩模的半透明區(qū)的透光率，從而以可靠的且可再現(xiàn)的工藝形成了具有均勻厚度的光刻膠膜。
另外，由于根據(jù)如上所述示出的實施例中的任何一個的TFT陣列面板的制造方法利用一個曝光掩模同時形成不同的薄膜，簡化了制造工藝，從而使生產(chǎn)成本最小化。
盡管以上已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，但是應(yīng)該清楚，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說在此提出的基本發(fā)明概念的多種改變和/或修改仍將落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種曝光掩模，包括擋光不透明區(qū)；半透明區(qū)；透明區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模，其中，所述半透明區(qū)在穿過所述半透明區(qū)的入射光中產(chǎn)生相位差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝光掩模，其中，所述相位差的范圍在大約-70°至大約+70°之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模，其中，所述半透明區(qū)的透光率在所述透明區(qū)的透光率的大約20％至大約40％之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝光掩模，其中，所述擋光不透明區(qū)被涂覆不透明材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曝光掩模，其中，所述半透明區(qū)含有MoSi。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的曝光掩模，其中，所述半透明層含有從MoSiN、MoSiO、MoSiC、MoSiCO、MoSiCN、MoSiON和MoSiCON組成的組中選擇的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曝光掩模，其中，所述半透明層包括由不透明材料制成的多個切口。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曝光掩模，其中，所述擋光不透明層含有Cr。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曝光掩模，其中，所述半透明層含有大約0-20％的C、0-60％的O、0-60％的N、20-60％的Si，剩余的為金屬。
11.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括在具有至少兩層薄膜的基板上涂覆光刻膠膜；利用一個曝光掩模使所述光刻膠膜曝光；使所述光刻膠膜顯影為具有第一部分和第二部分的圖案，所述第一部分比所述第二部分厚；使用所述光刻膠圖案作為蝕刻掩模來蝕刻所述至少兩層薄膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述曝光掩模包括半透明區(qū)和擋光不透明區(qū)，所述半透明區(qū)在穿過所述半透明區(qū)的入射光中產(chǎn)生相位差，所述相位差的范圍在大約-70°至大約+70°之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二部分與所述光刻膠膜接收穿過所述半透明區(qū)的光的區(qū)域相對應(yīng)，所述第一部分與所述光刻膠膜接收穿過所述擋光不透明區(qū)的光的區(qū)域相對應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體裝置被用作顯示面板。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體裝置被用作液晶顯示器的顯示面板。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體裝置被用作有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的顯示面板。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述蝕刻至少兩層薄膜的步驟包括去除所述光刻膠膜的所述第二部分；蝕刻薄膜通過去除所述光刻膠膜的所述第二部分而暴露的第一處；去除所述光刻膠膜的所述第一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述至少兩層薄膜包括柵極絕緣層、本征非晶硅層、非本征非晶硅層和導(dǎo)電層；所述圖案還包括沒有所述光刻膠膜的第三部分；所述蝕刻所述至少兩層薄膜的步驟包括去除與所述圖案的所述第三部分對應(yīng)的所述導(dǎo)電層、所述非本征非晶硅層和所述本征非晶硅層；去除所述圖案的所述第二部分；去除所述導(dǎo)電層和所述非本征非晶硅層與所述圖案的所述第二部分相對應(yīng)的所述部分；去除所述圖案的所述第一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述至少兩層薄膜包括柵極絕緣層、本征非晶硅層、非本征非晶硅層和導(dǎo)電層；所述圖案還包括基本上沒有所述光刻膠膜的第三部分；所述蝕刻所述至少兩層薄膜的步驟包括去除所述導(dǎo)電層與所述圖案的所述第三部分對應(yīng)的所述部分；去除所述圖案的所述第二部分；去除所述非本征非晶硅層和所述本征非晶硅層與所述圖案的所述第三部分相對應(yīng)的所述部分；去除所述導(dǎo)電層與所述圖案的所述第二部分相對應(yīng)的所述部分；去除所述圖案的所述第一部分；去除所述非本征非晶硅層與所述圖案的所述第二部分相對應(yīng)的所述部分。
20.一種制造薄膜晶體管陣列面板的方法，所述方法包括形成包括柵極的柵極線；在所述柵極線上形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上形成半導(dǎo)體；在所述半導(dǎo)電層的上方形成包括源極的數(shù)據(jù)線和漏極；在所述數(shù)據(jù)線和所述漏極上沉積鈍化層；形成與所述漏極連接的像素電極，其中，利用一個曝光掩模通過照相平版印刷術(shù)工藝來蝕刻所述半導(dǎo)體、所述數(shù)據(jù)線和所述漏極。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述曝光掩模包括半透明區(qū)，包括半透明層，所述半透明層在穿過所述半透明區(qū)的入射光中產(chǎn)生相位差，所述相位差設(shè)置在大約-70°至大約+70°的范圍內(nèi)；擋光不透明區(qū)，包括不透明層，其中，所述不透明區(qū)面向所述數(shù)據(jù)線和所述漏極；剩余區(qū)，除了所述半透明區(qū)和所述擋光不透明區(qū)之外的區(qū)域。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中利用所述曝光掩模在照相平版印刷術(shù)工藝中形成光刻膠圖案，所述光刻膠圖案包括第一部分和比所述第一部分厚的第二部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一部分面向所述源極和所述漏極之間的溝道區(qū)；所述第二部分面向所述數(shù)據(jù)線和漏極上的引線區(qū)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，在照相平版印刷術(shù)工藝中所述引線區(qū)與所述擋光不透明區(qū)對準(zhǔn)；所述溝道區(qū)與所述半透明區(qū)對準(zhǔn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括在所述數(shù)據(jù)線、所述漏極和所述半導(dǎo)體之間形成歐姆接觸。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)線、所述漏極、所述歐姆接觸和所述半導(dǎo)體的形成包括在所述柵極絕緣層上沉積本征非晶硅層、非本征非晶硅層和導(dǎo)電層；形成光刻膠，所述光刻膠包括第一部分和第二部分，所述第一部分與所述源極和所述漏極之間的所述溝道區(qū)相對應(yīng)，所述第二部分與所述數(shù)據(jù)線和所述漏極上的所述引線區(qū)相對應(yīng)，所述第二部分厚于所述第一部分；利用所述光刻膠作為蝕刻掩模來蝕刻所述導(dǎo)電層與除了所述引線區(qū)和所述溝道區(qū)之外的剩余區(qū)域相對應(yīng)的所述部分；去除所述第一部分以暴露在所述溝道區(qū)上的所述導(dǎo)電層；蝕刻在所述剩余區(qū)上的所述本征非晶硅層和所述非本征非晶硅層；蝕刻在所述溝道區(qū)上的所述導(dǎo)電層和所述非本征非晶硅層；去除所述第二部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種曝光掩模，該曝光掩模包括擋光不透明區(qū)，阻擋入射光；半透明區(qū)；和透明區(qū)，使大部分入射光穿過，其中，半透明區(qū)產(chǎn)生在大約－70°至大約+70°范圍內(nèi)的相位差。
文檔編號H01L21/336GK1790160SQ20051012427
公開日2006年6月21日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者金鐘安, 韓知行, 鄭營培, 鄭培鉉 申請人:三星電子株式會社