JP3304671B2 - 薄膜トランジスタの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイの画
素表示のスイッチング等に用いられる薄膜トランジスタ
の製造方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コントラスト比が高く良質な画像の得ら
れるアクティブマトリクス型液晶ディスプレイは、急激
に市場規模を拡大している。今後、該液晶ディスプレイ
の大画面化、高精細化が進みゲート配線の時定数が増加
すれば、ゲート信号遅延による表示輝度傾斜という問題
が発生すると予想される。そのためゲート配線容量及び
抵抗の低減が必要になる。そして、ゲート配線容量を低
減するためには、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略
称する）のゲート電極とソース／ドレイン電極との端部
同志の「重なり部分」に形成される容量、すなわち、端
部重なり部分の面積(または、端部重なり部分のセルフ
アライメント寸法)をできるだけ小さくする必要があ
る。

【０００３】このため、特公平６−３０３６０号公報に
は、背面露光によるセルフアライン（自己整合）やイオ
ンドーピングによるセルフアラインを行い、セルフアラ
イメント寸法(端部重なり部分の面積)を小さくする技術
が、開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、未だ満足のいくセルフアライン技術でなく、
ゲート電極とソース／ドレイン電極のセルフアライメン
ト寸法が５(μｍ)以上であったり、ＴＦＴ製造工程が複
雑化するという問題があった。即ち、電極加工時にマス
クを用いて、ホトレジスト（感光性有機薄膜材料）をパ
ターニングする従来の露光装置には、以下のような問題
があるため、ゲート電極とソース／ドレイン電極をセル
フアラインすることができなかった。これについて、従
来の露光装置内に配置されたＴＦＴ基板の断面図である
図９を、参照しながら説明する。

【０００５】正スタガ構造のＴＦＴは、ガラス基板41上
にソース電極42，ドレイン電極43，半導体層44及び絶縁
層45を順次積層したＴＦＴ基板46からなり、さらに、該
絶縁層45上にパターニングする前のホトレジスト17を塗
布し、その後、ゲート線幅を規定するホトマスク12をガ
ラス基板41の裏面（各積層薄膜がない面）に密着させ
て、水銀ランプ等からなる露光手段55にて、紫外光39を
ホトマスク12側から照射し、ホトレジスト17を露光し
て、製造されるものである。

【０００６】即ち、ホトマスクとして作用するソース電
極42及びドレイン電極43と、ガラス基板41と、ホトマス
ク12とを透過した紫外光39は、両マスクの共通光透過領
域に一致した共通光パターンで、ホトレジスト17を露光
する。

【０００７】一般に、異なるパターンを有する複数の遮
光体としてのホトマスクの共通光パターンで、被露光体
としてのホトレジストを露光する場合は、複数の異なる
パターンの影がホトレジストに投影されるよう、感光光
を発する光源は配置される。

【０００８】従って、ガラス基板41上に、一方のホトマ
スクとしてのソース／ドレイン電極42，43が固着され、
且つ、該ソース／ドレイン電極上に、ホトレジスト17が
塗布された図９に示されたＴＦＴ基板であって、そのホ
トレジスト17を露光する場合であれば、他方のホトマス
ク12は、ホトレジスト17が塗布されていない側、すなわ
ち、ガラス基板41側に、感光光を発する光源としての露
光手段55が、必ず設置されることになる。

【０００９】換言すれば、感光光を発する光源，他方の
ホトマスク，ガラス基板，ソース／ドレイン電極，ホト
レジストの順に配置され、異なるパターンを有する複数
のホトマスクの共通光パターンで、感光光がホトレジス
トを露光することになる。

【００１０】そして、ホトレジスト17にポジ型レジスト
材料を用いて露光／洗浄すれば、ＴＦＴ基板46上のホト
レジストパターン以外の領域に、ホトレジスト17が残
る。この残ホトレジスト上に、ゲート電極用金属薄膜を
堆積後、ホトレジスト17を剥離すれば、ホトレジスト17
上の金属薄膜が同時に除去される。この除去(リフトオ
フ)によって形成されたゲート電極のパターンは、上記
の共通光パターンとほぼ一致した形状となるはずであ
る。

【００１１】ところが、上記の露光方法では、ホトマス
クとして作用するソース及びドレイン電極42，43と、ホ
トマスク12との間に、ガラス基板41が介在する。ガラス
基板41の厚さが１(ｍｍ)以上であるため、紫外光39が、
ガラス基板41を透過する間に拡散する。すなわち、ホト
マスク12の端部においてパターンの解像度が回析現象で
落ち、ホトレジスト17上のホトレジストパターンが(パ
ターン端部における露光位置が)「ぼける」ことになる。
即ち、ソース及びドレイン電極42，43とゲート電極との
正しいセルフアラインが困難であり、正確なセルフアラ
イメント構造が形成できない問題があった。

【００１２】したがって、本発明の目的は、ゲート電極
とソース／ドレイン電極とが正確にセルフアラインされ
る薄膜トランジスタの製造方法及び製造装置を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する薄膜
トランジスタの製造方法は、異なるパターンを有する複
数の遮光体と被露光体とを透過させた、前記被露光体を
感光しない波長(ｎｍ)の不感光光を、前記複数の遮光体
の異なるパターンに共通し前記不感光光が透過した領域
に一致する共通光パターンを有し、かつ、前記被露光体
を感光する波長(ｎｍ)を有する感光光に変換し、該感光
光を前記被露光体側の方向に反復発光し反復した前記感
光光によって、薄膜トランジスタ基板上に塗布された前
記被露光体を露光するものである。

【００１４】また、上記目的を達成する薄膜トランジス
タの製造装置は、ホトレジストを感光するための露光手
段を備え、異なるパターンを有する複数のホトマスクを
用いて、薄膜トランジスタ基板上に塗布された前記ホト
レジストを露光し、薄膜トランジスタを製造する薄膜ト
ランジスタの製造装置において、前記露光手段は、光投
射手段と反復光源手段とを備えるものであって、前記光
投射手段は、前記ホトレジストを感光しない波長(ｎｍ)
の不感光光を発光し、該不感光光を前記複数のホトマス
クと該複数のホトマスク間に挟設した前記ホトレジスト
とを透過させ、前記複数のホトマスクの異なるパターン
に共通し透過した領域に一致する共通光パターンを描く
前記不感光光でもって前記反復光源手段を照射するため
の手段であり、前記反復光源手段は、該共通光パターン
で前記反復光源手段を照射した前記不感光光を、前記共
通光パターンと同一パターンを有し、かつ、前記ホトレ
ジストを感光する波長(ｎｍ)を有する感光光に変換し、
該感光光を前記光投射手段側の方向に反復発光し、前記
反復光源手段に近接または密着させた前記ホトレジスト
を露光するための手段であることによって達成される。

【００１５】

【作用】上記構成によれば、光投射手段は、不感光光を
投射し、複数のホトマスクに共通した領域を透過した不
感光光にて反復光源手段を照射する。反復光源手段は、
透過した不感光光が反復光源手段上に描く共通光パター
ンに基づいて、該共通光パターンと一致したパターンの
感光光を光投射手段側の方向へ反復発光する。そして、
反復発光された感光光、すなわち、共通光パターンに一
致した反復光パターンを有する感光光でホトレジストを
露光する。

【００１６】換言すれば、感光光を発する光源，他方の
ホトマスク，ホトレジスト，ソース／ドレイン電極，ガ
ラス基板の順に配置しても、異なるパターンを有する複
数のホトマスクの共通光パターンで、ホトレジストを露
光することができる。これにより、共通光パターンにほ
ぼ一致したホトレジストパターンが得られる。

【００１７】すなわち、ソース／ドレイン電極42，43と
ホトマスク12とを近接させることができる構造と為し、
感光光が拡散しないようにしてホトレジスト17を露光
し、正確なセルフアライメント構造を形成するものであ
る。これについて、図１を参照し詳説する。

【００１８】図１は、本発明による薄膜トランジスタの
製造装置に用いられる露光装置の作用を説明する図であ
る。光投射手段11から発光された、ホトレジスト17を感
光しない波長の不感光光としての投射光は、 一方の遮
光体としてのホトマスク12，被露光体としてのホトレジ
スト17，他方の遮光体としてのホトマスク13を透過す
る。尚、ホトマスク12とホトマスク13とは、異なるパタ
ーンを有する。そして、その投射光によって、投射光が
各ホトマスクに共通して透過する共通光透過領域に一致
した共通光パターン18と、共通影領域に一致した共通影
19パターンとに別れて成る二次元の投影図形14が、反復
光源手段15上に投影される。なお、この投影図形14は実
際には存在せず、仮りに説明上から描いたものである。
そして、投射光は、反復光源手段15上の共通光パターン
18に当たる部分を照射する。

【００１９】反復光源手段15は、ホトレジスト17を感光
する波長の紫外光を発光するものであって、上記の投射
光にて照射された共通光パターン18に当たる部分からの
み発光するものである。すなわち、反復光源手段15は、
投射光にて照射された該共通光パターン18に一致した反
復光パターン16を有する紫外光を、感光光としての反復
光と為し、ホトレジスト17が配置された光投射手段11の
方向に反復発光するものである。そして、ホトレジスト
17は、この反復して来た反復光によって露光される。し
たがって、反復光パターン16は、共通光パターン18に一
致し、露光されるホトレジストパターンも、共通光パタ
ーン18に一致したパターンとなる。

【００２０】本発明による上記の露光方法では、ホトマ
スク12とホトマスク13間の介在物がホトレジスト17のみ
であり、該ホトレジスト17の厚さが １(μｍ)以下であ
るため、この間における投射光の拡散はほとんどない。
また、ホトマスク13と反復光源手段15とを密着させるこ
とによって、この間における投射光及び反復光の拡散も
ほとんどない。したがって、投射反復する投射光及び反
復光は、ホトレジスト17を露光するまでの間に拡散する
ことがほとんどないと言える。

【００２１】従って、ホトレジスト17上のホトレジスト
パターン端部の露光位置が「ぼける」ことがないので、ホ
トレジストパターンは、ホトマスクに対してセルフアラ
イメントされると言える。すなわち、ソース／ドレイン
電極をホトマスクとして用いホトレジストパターンを形
成し、ゲート電極を加工すれば、正確なセルフアライメ
ント構造の薄膜トランジスタを製造することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明による実施例について、図面を
参照し説明する。

【００２３】［実施例１］図２は、本発明による一実施
例の薄膜トランジスタの製造装置を示す断面図である。
例えば、ＴＦＴ製造装置における露光装置の要部を示す
断面図である。本露光装置の要部は、ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓから形成され、不感光光としての所定波長(ｎｍ)
の投射光28を発する半導体レーザ21を含む光投射手段
と、誘電体多層薄膜から形成された半透明ミラー22と、
例えば３価のエルビウム（Ｅｒ３＋）が添加されたフッ
化物ガラスから形成されたアップコンバージョン蛍光体
23とミラー24とを含み挟み重ねた積層体としての反復光
源手段とから構成される。尚、補助半導体レーザ25が追
加された構成でも可である。

【００２４】本露光装置は、次の様に動作する。半導体
レーザ21から出力された、ホトレジスト17を感光しない
波長(例えば、約８００ｎｍ)の不感光光としての投射光
28のうち、ホトマスク12，13 の共通光透過領域を透過
した部分の共通光パターン18を有する投射光28が、半透
明ミラー22側から入光しアップコンバージョン蛍光体23
を照射励起する。照射励起されたアップコンバージョン
蛍光体23から、ホトレジスト17を感光する波長(例え
ば、約４１０ｎｍ)の紫外光が出力される。そして該紫
外光が半透明ミラー22とミラー24の間で多重反射され、
アップコンバージョン蛍光体23内を繰り返し往復するこ
とによって、アップコンバージョン蛍光体23は、紫外レ
ーザ光からなる感光光としての反復光20を、投射光28が
入光して来た元の光投射手段の方向へ出光する。即ち、
反復光20をホトレジスト17を露光するべく方向へ反復発
光する。

【００２５】アップコンバージョン蛍光体23から反復発
光(発振)された、ホトレジスト17を感光する波長約４１
０(ｎｍ)の反復光20のパターンは、作用の項で述べた共
通光パターン18に一致している。従ってホトマスク12と
ホトマスク13の間に介在するホトレジスト17は、共通光
パターン18に一致した反復光パターンを有する反復光20
で露光されることになる。

【００２６】図２に示されているように、ホトマスク12
とホトマスク13の間に介在するホトレジスト17の厚さは
１(μｍ)以下であり、また、反復光源手段はホトマスク
13と近接または密着させているので、ホトマスク12，ホ
トレジスト17，ホトマスク13を透過する投射光28及びア
ップコンバージョン蛍光体23から反復発光しホトマスク
13を透過する反復光20は、ホトレジスト17を露光するま
での間に拡散することがほとんどない。

【００２７】従って、ホトレジスト17上のホトレジスト
パターン端部の露光位置が「ぼける」ことがなく、ホトレ
ジストパターンは、ホトマスクに対してセルフアライン
されると言える。即ち、ソース／ドレイン電極をホトマ
スクとして用いホトレジストパターンを形成し、ゲート
電極を加工すれば、正確なセルフアライメント構造の薄
膜トランジスタを製造することができる。

【００２８】尚、補助半導体レーザ25を用いてアップコ
ンバージョン蛍光体23を励起しても可であり、この場合
は本実施例の露光装置が通常の露光装置として動作す
る。

【００２９】［実施例２］図３は、本発明による他の実
施例の薄膜トランジスタの製造装置を示す断面図であ
る。第２の実施例の露光装置の要部を示す断面図であ
る。本露光装置の要部は、紫外光を発する発光手段とし
てのキセノンランプ31と、不感光光としての所定波長
(ｎｍ)の光のみを透過する光学フィルタ32とから成る光
投射手段と、アモルファスシリコン等から形成された光
伝導層33と配向処理された液晶層から形成された光変調
層34とを２枚の透明電極35にて挟持した構造の空間光変
調素子36と、該空間光変調素子36への印加電圧を制御す
る電圧制御手段としての駆動回路37と、感光光を含んだ
紫外光を発する発光手段としてのキセノンランプ38とか
ら成る反復光源手段とにより構成される。

【００３０】本露光装置は、次の様に動作する。空間光
変調素子36は、駆動回路37からの印加電圧が所定値の時
に光を遮断する（ノーマリークローズド）機能を有し、
印加電圧の所定値の大きさを、閾値電圧以下(または未
満)に設定すると、波長変換素子として機能するもので
ある。

【００３１】即ち、キセノンランプ31から発光され光学
フィルタ32を透過した、ホトレジスト17を感光しない波
長(例えば、５００ｎｍ以上の波長の不感光光)の投射光
28のうち、ホトマスク12とホトマスク13の共通光透過領
域を透過した部分の投射光28が、空間光変調素子36に入
光する。その結果、投射光28で照射された空間光変調素
子36の光被照射部が、すなわち、投射光28で描かれた共
通光パターン18の部分のみが、キセノンランプ38から発
光されたホトレジスト17を感光する波長(例えば、５０
０ｎｍ以下の波長の感光光)の紫外光39に対して、透明
状態になる。

【００３２】透明状態になるので、該透明部分を透過し
た紫外光39は、反復光20となって入光方向とは正反対方
向の光投射手段の方向へ、すなわち、該透明部分からホ
トレジスト17を露光するべく方向へ、出光(反復発光)さ
れる。この時、反復光20のパターンは、共通光パターン
18に一致している。従って、ホトマスク12とホトマスク
13の間に介在するホトレジスト17は、共通光パターン18
に一致したパターンを有する反復光20で露光されること
になる。

【００３３】実施例２の場合も、前述の実施例１の場合
と同様に、投射光28および反復光20の投射反復する光路
長さ(光路厚さ)が、極小となっているので、拡散しない
感光光でホトレジスト17を露光することが可能である。

【００３４】ここで、空間光変調素子36の波長変換機構
を簡単に説明する。波長500(ｎｍ)以上の投射光28が光
伝導層33に照射されると、光伝導層33の光吸収した部分
の抵抗率が減少する。その結果、光吸収した部分(前述
の光被照射部)のみが、光変調層34への印加電圧が増加
し、閾値電圧を越え(または以上となり)、該光被照射部
の光変調層34が透明状態になり、キセノンランプ38から
の波長５００(ｎｍ）以下の紫外光39が透過するもので
ある。従って、例えば、図３に示したようにホトマスク
13と空間光変調素子36との間隙が比較的広い場合は、空
間光変調素子36の閾値電圧の設定を調節し透明部分の領
域を制御し、反復光20の拡散、すなわちパターン端部の
ぼけを最小に補正することが可能である。

【００３５】尚、駆動回路37からの印加電圧を、空間光
変調素子36が常に透明状態に維持される所定値に設定す
れば、本露光装置は通常の露光装置としても動作する。

【００３６】［実施例３］図４は、本発明による露光装
置内に配置された正スタガ構造のＴＦＴ基板の断面図で
ある。図５は、図４において反復光源手段側から透視し
た平面図である。両図を参照し、本発明の露光装置を用
いたＴＦＴ作製プロセスを説明する。ガラス基板41に順
次積層されたソース電極42、ドレイン電極43、半導体層
44、及び絶縁層45からなるＴＦＴ基板46上に、ホトレジ
スト17が均一に塗布されている。そして、該ホトレジス
ト17の塗布面が、ホトマスク12及び反復光源手段15に近
接または密着する配置となるようにして、このＴＦＴ基
板46を、本発明による露光装置に挿入する。従って、ホ
トレジスト17は、ホトマスク12とホトマスクとして作用
するソース／ドレイン電極42，43によって挟まれた形状
となる。

【００３７】ホトマスク12に加えて、ソース電極42及び
ドレイン電極43がホトマスクとして作用する結果、光投
射手段11から両者を透過した投射光は、両者の共通光透
過領域に一致した共通光パターン18で、反復光源手段15
を励起する。その結果、反復光源手段15から共通光パタ
ーン18に一致したパターンを有する反復光が発光され
る。したがって、反復光によってホトレジスト17が露光
されるパターンは、共通光パターン18に一致する。

【００３８】ホトレジスト17にポジ型レジスト材料を用
いれば、露光／洗浄後には、ＴＦＴ基板46上の共通光パ
ターン18以外の領域にホトレジスト17が残る。この残ホ
トレジスト上にゲート電極用の金属薄膜を堆積後、ホト
レジスト17を剥離すると、ホトレジスト17上の金属薄膜
が同時にリフトオフされる。このリフトオフによって形
成されたゲート電極のパターンは、共通光パターン18の
形状に一致するため、ソース／ドレイン電極42，43とゲ
ート電極の端部重なり部分の面積(または、セルフアラ
イメント寸法)が極小となる構造、いわゆるセルフアラ
イメント構造になる。

【００３９】すなわち、本発明による露光装置は、図４
に示すように、ＴＦＴ基板46のホトレジスト17が塗布さ
れた塗布面側を、ホトマスク12と近接または密着させて
露光するものである。したがって、一方のホトマスク12
と他方のホトマスク(ソース／ドレイン電極42，43)との
間隔は、間にホトレジスト17，絶縁層45，半導体層44の
３層しかなく、約１(μｍ)以下とすることができる。そ
のため、ホトレジスト17を露光する露光光の拡散がほと
んど無くなり、ソース電極42及びドレイン電極43とゲー
ト電極との端部重なり部分を極小とすることが可能とな
る。その結果ソース／ドレイン電極に対し、正確にセル
フアラインされたゲート電極の形成が可能となる。

【００４０】これに対し、従来の場合は、図９に示すよ
うに、ホトマスク12とソース電極42などの間隔は、間に
厚さが１(ｍｍ)以上のガラス基板41があるので、本発明
のように極小とすることが出来ない。従って、ソース電
極42及びドレイン電極43の端部とゲート電極の端部との
正確な位置合わせはできず、正確にセルフアラインされ
たゲート電極の形成は困難である。この理由は、ガラス
基板41の厚さが影響し露光光が拡散し、ホトレジスト17
の露光位置が「ぼける」からである。１(μｍ)以下の厚
さであれば露光位置はほとんどぼけない。

【００４１】本実施例による薄膜トランジスタの製造方
法及び製造装置においては、原理的に、従来の正スタガ
構造の薄膜トランジスタの製造方法等と組み合わせるこ
とが可能である。従って、ホト工程数が２回で作製でき
る正スタガ構造のＴＦＴの電極構造に対し、本実施例に
よる方法等でセルフアラインすることができる。また、
半導体層の厚さが ５０(ｎｍ)以下のＴＦＴの電極構造
であっても、本実施例による方法等を採用し、セルフア
ラインすることができる。即ち、本発明による薄膜トラ
ンジスタの製造方法及び製造装置は、(1)セルアライメ
ント構造である、(2)ホト工程数は３回以下である、(3)
ａ−Ｓｉ膜厚は５０(ｎｍ)以下であるという３つの要件
を同時に達成することができるものである。

【００４２】尚、発明者等の確認実験によれば、本実施
例によるセルフアライメント寸法(ゲート電極とソース
／ドレイン電極との端部重なり部分の寸法)は１(μｍ)
以下であった。これに対し、従来製品のセルフアライメ
ント寸法は、５(μｍ)以上であった。

【００４３】これを数式から説明すると次の通りであ
る。一方のホトマスクと他方のホトマスク(例えば、ホ
トマスク12とソース／ドレイン電極42，43)との間隔を
ｄ(μｍ)とし、露光光(例えば、投射光及び反復光)の波
長をλ(μｍ)とした場合の、マスク端部での露光パター
ンのボケ寸法 Ｂk(μｍ)、すなわち、セルフアライメン
ト寸法は、次の(数１)式で表わされることが知られてい
る。

【００４４】 Ｂk＝(１／５)×√（２ｄλ) (数１） そして、本発明による実施例の場合、ｄ＜〜０．４(μ
ｍ)、λ＜〜０.８(μｍ)である。従って、セルフアライ
メント寸法は、最大ｄ＝０.４，最大λ＝０.８として、
Ｂk＝0.16(μｍ)以下になる。ちなみに、Ｄ＝1000(μ
ｍ)のガラス基板41であれば、Ｂk＝８(μｍ)になる。仮
りに、最小Ｄ＝100(μｍ)のガラス基板で、最小λ＝２
５０(ｎｍ)の紫外光であっても、Ｂk＝1.4(μｍ)であ
る。現実的には100(μｍ)のガラス基板では、強度が弱
すぎて実用に供されないものである。

【００４５】ところで、ゲート配線の時定数が増加し、
ゲート信号遅延による表示輝度傾斜に問題を発生させる
限界のセルフアライメント寸法は、１(μｍ)位にある。
すなわち、セルフアライメント寸法が１(μｍ)以下であ
れば、上記の問題が起こらず液晶ディスプレイの大画面
化、高精細化が大幅に向上する。したがって、本発明に
よってのみ実現する、セルフアライメント寸法が１(μ
ｍ)以下である薄膜トランジスタは、優れたものと言え
る。

【００４６】［実施例４］図６は、ゲート配線61とドレ
イン配線62の交差状態を示す平面図である。このような
交差状態を示す交差部において、ゲート配線加工用のホ
トレジストパターンを形成するためには、本発明による
露光装置を、従来の露光装置と同様に動作させれば良
い。即ち、実施例１の露光装置では補助半導体レーザ25
を用いることにより、実施例２の露光装置では駆動回路
37の印加電圧を制御し空間光変調素子36を透明状態に維
持することにより、実施例１及び実施例２の露光装置
は、従来の露光装置と同様な露光手段として動作する。
従って、ドレイン配線61と交差するゲート配線62にも光
照射が可能となり、図６に示したゲート配線加工用のホ
トレジストパターンを形成することができる。

【００４７】［実施例５］さらに、本発明による露光装
置を用いれば、正確にセルフアライメントが為された逆
スタガ構造のＴＦＴを作成することもできる。

【００４８】図７は、本発明による露光装置内に配置さ
れた逆スタガ構造ＴＦＴ基板の断面図である。図８は、
図７において反復光源手段側から透視した平面図であ
る。ガラス基板41，ガラス基板41上に形成された金属導
電膜からなるゲート電極81，順次積層された絶縁層45及
び半導体層44からなるＴＦＴ基板46の上に、ホトレジス
ト17が均一に塗布されている。図７と図８とを参照し説
明する。

【００４９】上記のＴＦＴ基板46を、ホトレジスト17の
塗布面が反復光源手段15側に位置するように、本発明に
よる露光装置に挿入する。ホトマスク82に加えてゲート
電極81がホトマスクとして作用する結果、両者を透過し
た光投射手段11からの投射光は、両者の共通光パターン
18に一致したパターンを形成する。従って、本発明によ
る露光装置を用いれば、実施例３に示した手順と同様な
手順により、ＴＦＴ基板46上の共通光パターン18以外の
領域にホトレジスト17を残すことができる。この残ホト
レジスト上に金属薄膜を堆積後、ホトレジスト17をリフ
トオフすることによって、ゲート電極81に対し、正確に
セルフアライメントされたソース電極42及びドレイン電
極43を形成することができる。

【００５０】すなわち、本実施例による薄膜トランジス
タの製造方法及び製造装置を採用すれば、逆スタガ構造
の薄膜トランジスタにおいて、(1)セルアライメント構
造である、(2)ホト工程数は３回以下である、(3)ａ−Ｓ
ｉ膜厚は５０(ｎｍ)以下であるという３つの要件を同時
に達成することができる。ちなみに、従来の逆スタガ構
造の薄膜トランジスタの製造方法等で、ホト工程数を５
回以下に減らすには、各電極をオーバラップさせ、それ
に伴ってａ−Ｓｉ膜厚を５０(ｎｍ)以上にする必要があ
った。

【００５１】

【発明の効果】本発明により、薄膜トランジスタのゲー
ト電極とソース／ドレイン電極の重なり部分に形成され
る容量を大幅に低減できる薄膜トランジスタが製作され
る。従って、例えば、アクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイにおいて、ゲート信号遅延が小さくなり、表示
輝度傾斜が抑制される効果がある。

【００５２】そして、上記の効果を発揮するアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイは、高精細化可能な画像
を提供するので、該液晶ディスプレイを用いた、ラップ
トップパソコン、携帯用端末等の液晶応用製品の画質を
大幅に向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄膜トランジスタの製造装置に用
いられる露光装置の作用を説明する図である。

【図２】本発明による一実施例の薄膜トランジスタの製
造装置を示す断面図である。

【図３】本発明による他の実施例の薄膜トランジスタの
製造装置を示す断面図である。

【図４】本発明による露光装置内に配置された正スタガ
構造のＴＦＴ基板の断面図である。

【図５】図４において反復光源手段側から透視した平面
図である。

【図６】ゲート配線61とドレイン配線62の交差状態を示
す平面図である。

【図７】本発明による露光装置内に配置された逆スタガ
構造のＴＦＴ基板の断面図である。

【図８】図７において反復光源手段側から透視した平面
図である。

【図９】従来の露光装置内に配置されたＴＦＴ基板の断
面図である。

【符号の説明】

１１…光投射手段、１２，１３…ホトマスク、１４…投
影図形、１５…反復光源手段、１６…反復光パターン、
１７…ホトレジスト、１８…共通光パターン、１９…共
通影パターン、２０…反復光、２１…半導体レーザ、２
２…半透明ミラー、２３…アップコンバージョン蛍光
体、２４…ミラー、２５…補助半導体レーザ、２８…投
射光、３１，３８…キセノンランプ、３２…光学フィル
タ、３３…光伝導層、３４…光変調層、３５…透明電
極、３６…空間光変調素子、３７…駆動回路、３９…紫
外光、４１…ガラス基板、４２…ソース電極、４３…ド
レイン電極、４４…半導体層、４５…絶縁層、４６…Ｔ
ＦＴ基板、５５…露光手段、６１…ゲート配線、６２…
ドレイン配線、８１…ゲート電極、８２…ホトマスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼沢 賢一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平７−22626（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231375（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 7/20 H01L 21/027 H01L 21/336 H01L 29/786 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なるパターンを有する複数の遮光体と被
   露光体とを透過させた、前記被露光体を感光しない波長
   (ｎｍ)の不感光光を、 前記複数の遮光体の異なるパターンに共通し前記不感光
   光が透過した領域に一致する共通光パターンを有し、か
   つ、前記被露光体を感光する波長(ｎｍ)を有する感光光
   に変換し、 該感光光を前記被露光体側の方向に反復発光し、反復し
   た前記感光光によって薄膜トランジスタ基板上に塗布さ
   れた前記被露光体を露光することを特徴とする薄膜トラ
   ンジスタの製造方法。
2. 【請求項２】ホトレジストを感光するための露光手段を
   備え、異なるパターンを有する複数のホトマスクを用い
   て、薄膜トランジスタ基板上に塗布された前記ホトレジ
   ストを露光し、薄膜トランジスタを製造する薄膜トラン
   ジスタの製造装置において、 前記露光手段は、光投射手段と反復光源手段とを備える
   ものであって、 前記光投射手段は、前記ホトレジストを感光しない波長
   (ｎｍ)の不感光光を発光し、該不感光光を前記複数のホ
   トマスクと該複数のホトマスク間に挟設した前記ホトレ
   ジストとを透過させ、前記複数のホトマスクの異なるパ
   ターンに共通し透過した領域に一致する共通光パターン
   を描く前記不感光光でもって前記反復光源手段を照射す
   るための手段であり、 前記反復光源手段は、該共通光パターンで前記反復光源
   手段を照射した前記不感光光を、前記共通光パターンと
   同一パターンを有し、かつ、前記ホトレジストを感光す
   る波長(ｎｍ)を有する感光光に変換し、該感光光を前記
   光投射手段側の方向に反復発光し、前記反復光源手段に
   近接または密着させた前記ホトレジストを露光するため
   の手段であることを特徴とする薄膜トランジスタの製造
   装置。
3. 【請求項３】請求項２において、前記反復光源手段は、
   半透明ミラーとミラーとの間にアップコンバージョン蛍
   光体を挟み重ねた積層体から成り、 該積層体は、前記半透明ミラー側から入光した前記不感
   光光に基づいて、前記感光光を前記半透明ミラー側から
   入光方向に向かって出光するものであることを特徴とす
   る薄膜トランジスタの製造装置。
4. 【請求項４】請求項２において、前記反復光源手段は、
   空間光変調素子と、該空間光変調素子への印加電圧を制
   御する電圧制御手段と、前記感光光を含んだ紫外光を発
   する発光手段とから成り、 前記空間光変調素子および前記電圧制御手段は、前記空
   間光変調素子に入光した前記不感光光が描く前記共通光
   パターンの部分のみを、前記発光手段から発せられた前
   記紫外光を透過する部分と為し、該透過部分から前記不
   感光光の入光方向とは正反対方向に、前記紫外光を出光
   するものであることを特徴とする薄膜トランジスタの製
   造装置。