(57)【要約】【課題】製造工程を変更することなく良好なコンタクトを形成するコンタクト形成用マスク及びコンタクト工程を提供する。【解決手段】コンタクトマスク２０２は、コンタクトパターン２０８を有する。コンタクトパターン２０８は露出領域を有する。コンタクトパターン２０８のエッジでハーフトーン効果を呈するために、コンタクトパターン２０８のエッジは、一連の鋸歯を含むように設計される。エッジの輪郭を作る鋸歯は、鋭利なポイントの鋸歯２０６ａとなる。【選択図】図３
2004233967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクト形成用のマスクであって、
光露出領域を有するコンタクトパターンと、
そのコンタクトパターンのエッジのエッジパターンとを具え、
そのエッジパターンをハーフトーン領域としたことを特徴とするマスク。
【請求項２】
前記エッジパターンが鋸歯エッジパターンを有することを特徴とする請求項１記載のマスク。
【請求項３】
前記鋸歯エッジパターンが、一連の鋭利なポイントの鋸歯のエッジ輪郭を有することを特徴とする請求項２記載のマスク。
【請求項４】
前記鋸歯エッジパターンが、一連の先端が切られた鋸歯のバンドを有することを特徴とする請求項２記載のマスク。
【請求項５】
前記エッジパターンが、少なくとも円形パターンを有することを特徴とする請求項１記載のマスク。
【請求項６】
前記円形パターンが、少なくとも同心円形パターンを有することを特徴とする請求項５記載のマスク。
【請求項７】
前記円形パターンが、少なくとも非同心円形パターンを有することを特徴とする請求項５記載のマスク。
【請求項８】
前記円形パターンが、少なくとも螺旋パターンを有することを特徴とする請求項５記載のマスク。
【請求項９】
前記エッジパターンが、多角形モザイクエッジパターンを有することを特徴とする請求項１記載のマスク。
【請求項１０】
前記多角形モザイクエッジパターンが、４側面モザイクエッジパターンを有することを特徴とする請求項９記載のマスク。
【請求項１１】
第１導電層及びその上の絶縁層を有する基板を設けるステップと、
その絶縁層の上にマスクを設定し、そのマスクが、光露出領域を有するコンタクトパターンと、そのコンタクトパターンのエッジのエッジパターンとを具え、そのエッジパターンをハーフトーン領域とするステップと、
前記絶縁層にコンタクト開口を形成するためにパターニング工程を実行し、そのコンタクト開口が前記第１導電層を露出するステップと、
前記コンタクト開口の露出された表面上に第２導電層を形成するステップとを具えることを特徴とするコンタクト形成方法。
【請求項１２】
前記コンタクト開口の側壁及び前記第１導電層が、７０°未満のコンタクト角を形成することを特徴とする請求項１１記載のコンタクト形成方法。
【請求項１３】
前記絶縁層が有機感光材料から形成される場合、前記パターニング工程をホトリソグラフィク工程とすることを特徴とする請求項１１記載のコンタクト形成方法。
【請求項１４】
前記絶縁層を非感光材料から形成する場合、前記絶縁材料の上にマスクを設定するステップ及びパターニング工程を行なうステップを、前記絶縁層の上に感光層を形成するステップ、前記ホトレジスト層の上にマスクを設定するステップ、前記絶縁層にコンタクト開口を形成するためにホトリソグラフィク工程及びエッチング工程を行なうステップ及び前記ホトレジストを除去するステップに置換することを特徴とする請求項１１記載のコンタクト形成方法。
【請求項１５】
前記マスクのエッジパターンが、鋸歯エッジパターンを有することを特徴とする請求項１１記載のコンタクト形成方法。
【請求項１６】
前記マスクのエッジパターンが、少なくとも円形パターンを有することを特徴とする請求項１１記載のコンタクト形成方法。
【請求項１７】
前記マスクのエッジパターンが、少なくとも多角形モザイクエッジパターンを有することを特徴とする請求項１１記載のコンタクト形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク及びその用途に関する。さらに詳しくは、本発明は、コンタクト製造用のマスク及びそのコンタクトプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイの製造において、非感光誘電材料(non-sensitive dielectric material)又は有機感光材料(organic photosensitive material)は、薄膜トランジスタアレイの絶縁層を形成するためにしばしば用いられる。絶縁層の上下の導電層が電気的に接続されるようにするために、パターニング工程（例えば、ホトリソグラフィク工程及びエッチング工程又はホトリソグラフィク工程のみ）を実行してコンタクトを形成する。例えば、画素構造の画素電極及び薄膜トランジスタのドレイン端子を、電気的に接続する必要がある。必要な電気的接続を行なうために、絶縁層の上に画素電極を形成する前に、パターニング工程を実行して絶縁層のドレイン端子を露出するコンタクト開口を形成する。
【０００３】
一般に、複数の開口を形成するのに必要な液晶ディスプレイは、絶縁層を形成するための他の物質の上の有機感光材料（例えば、ホトレジスト材料）を選択する。しかしながら、有機感光材料は、一般に厚い被覆部を有し、したがって、急峻な側を有するコンタクト開口を形成する。すなわち、コンタクト開口の側壁はしばしば、図１Ａに示すように、コンタクトの下に導電層によって７０°近くの角度を形成する。
【０００４】
図１Ａ及び１Ｂは、従来のコンタクト形成工程を示す断面図である。図１Ａに示すように、有機感光層１０４は、基板１００の上の導電層１０２の上に形成される。有機感光層１０４は、コンタクト開口１０６を有する。液晶ディスプレイの製造に際し、導電層１０２は、薄膜トランジスタのドレイン端子となり、コンタクト開口１０６は、例えば、画素電極をドレイン端子に接続する領域となる。しかしながら、有機感光層１０４の厚さのために、パターニングされたコンタクト開口１０６の側壁は幾分急峻となる。すなわち、コンタクト開口１０６の側壁及び下に存在する導電層１０４は、ほぼ７０°のコンタクト角を形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンタクト開口１０６が急峻な側壁を有するので、有機感光層１０４及びコンタクト開口の上にスパッタリングによって形成される画素電極１１０のステップ状の被覆が劣化する。図１Ｂに示すように、画素電極１１０が容易に破損するおそれがある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、コンタクト形成用のマスク及びそのコンタクト工程を提供することである。コンタクトの側壁と下の層との間のコンタクト角を減少することによって、コンタクト開口内の次に形成される導電層の破損が防止される。
【０００７】
本発明の他の目的は、製造工程を変更することなく良好なコンタクトを形成するコンタクト形成用マスク及びコンタクト工程を提供することである。マスクの設計を変更するだけでよい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的を達成するために、ここで実施し及び広く説明するように、本発明は、コンタクト形成用マスク及びコンタクト工程を提供する。マスクはコンタクトパターンを有する。コンタクトパターンのエッジは、特定のエッジパターンを有する。エッジパターンは、ハーフトーン(half-tone)露出領域を有する。コンタクトパターンは、円形、多角形又は不規則形状を有する。コンタクトのエッジのエッジパターンは、複数の設計を有する。好適例によれば、エッジパターンは、エッジの輪郭を形成する鋭利な鋸歯又は先端が切られた鋸歯を有する鋸歯パターンとなる。他の好適例において、エッジパターンを、少なくとも１個の円を有する円形パターンとする。換言すれば、少なくとも１個の円形パターンを、コンタクトパターンの外側に配置する。円形パターンを、コンタクトパターンと同心又は非同心とすることができ、また、円形パターンを、コンタクトパターンから離間した螺旋とすることもできる。他の好適例によれば、エッジパターンを、複数側面(multi-sided)のモザイクパターンとする。例えば、複数側面のモザイクパターンを４側面(four-sided)のモザイクパターンを有する。
【０００９】
本発明は、コンタクト製造工程も提供する。第１導電層及びその上に設けられた絶縁層を有する基板を設ける。マスクは、絶縁層の上に設定される。マスクは、エッジがエッジパターンを有するコンタクトパターンを有する。エッジパターンは、ハーフトーン露出領域となる。マスクのコンタクト及び関連のエッジパターンは、上記仕様に従って設計される。その後、絶縁層にコンタクト開口を形成するために、パターニングプロセスが行なわれる。コンタクト開口は、第１導電層を露出する。有機感光材料を用いて絶縁層を形成する場合、パターニング工程をホトリソグラフィク工程とする。それに対して、非感光材料を用いて絶縁層を形成する場合、コンタクト開口を形成するためにホトリソグラフィク工程及びエッチング工程を実行する前に、絶縁層上にホトレジスト層を形成する必要がある。コンタクト開口の側壁及び下にある導電層は、７０°未満のコンタクト角を形成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明において、マスク上のコンタクトパターンのエッジは、ハーフトーン露出領域となる。したがって、マスク上のコンタクトパターンを絶縁層上に写した後、コンタクト開口の側壁は、幾分緩やかな勾配を有する。換言すれば、コンタクト開口の側壁とコンタクトの下の導電層との間のコンタクト角が減少する。
【００１１】
コンタクト開口の側壁と下にある導電層との間のコンタクト角が減少するために、絶縁層及びコンタクト開口上に順次配置された導電材料は、良好なステップ状の被覆部を有する。したがって、破損されたコンタクトを有するおそれが著しく減少する。
【００１２】
要約すると、本発明は、コンタクト品質を向上するためにコンタクトマスクに特別なパターン設計を利用する。さらに、コンタクト工程において他のステップを必要としない。その理由は、マスクパターン以外の変更が必要とされないからである。
【００１３】
これまで説明した一般的な記載及び以下の詳細な説明は例示であり、請求の範囲の発明の更なる説明を意図したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。可能な場合には、同一符号を同一箇所に付す。
【００１５】
図２Ａ〜２Ｅは、本発明の好適な実施の形態によるコンタクト形成ステップを示す断面図である。図２Ａに示すように、導電層１０２及びその上の絶縁層１０４を有する基板１００を設ける。コンタクト工程を用いて液晶ディスプレイを製造する場合、導電層１０２を、薄膜トランジスタの第２金属層（Ｍ２）、すなわち、薄膜トランジスタのドレイン端子又は画素蓄積キャパシタの上側電極とすることができる。例えば窒化珪素又は酸化珪素を含む非感光無機材料を用いて製造することができる。しかしながら、複数の開口を有する液晶ディスプレイの製造において、絶縁層１０４は、通常、有機感光材料（例えば、ホトレジスト材料）を用いて製造される。
【００１６】
図２Ｂに示すように、絶縁層１０４が非感光無機材料から構成されると仮定すると、ホトレジスト層２００が絶縁層１０４の上に形成され、マスク２０２をホトレジスト層２００の上に設定する。マスク２０２は、露出領域２０８、ハーフトーン領域２０６及び非露出領域２０４を有する。ここで、露出領域２０８は、コンタクトパターンが配置された位置であり、ハーフトーン領域２０６は、コンタクトパターン２０８のエッジに配置される。非露出領域２０４は、マスク２０２の残りの領域を占有する。本発明において、ハーフトーン領域は、ハーフトーン露出効果を呈する特別に設計されたエッジパターンを有する領域である。
【００１７】
それに対して、絶縁層１０４が有機感光材料層である場合、マスク２０２を絶縁層１０４の上に設定する前に絶縁層１０４の上にホトレジスト層２００を形成する必要がない。
【００１８】
複数の実際のコンタクトマスク設計を、図３〜７に示す。コンタクトマスクを種々の方法及び互いに相違する組合せで設計できるので、図３〜７の設計は、図示したのみの役割を果たし、本発明の範囲を制限するものではない。
【００１９】
図３及び４に示すように、コンタクトマスク２０２は、コンタクトパターン２０８を有する。コンタクトパターン２０８は露出領域を有する。コンタクトパターン２０８は、円形、多角形又は不規則形状を有する。図面中、円形コンタクトパターン２０８を示す。コンタクトパターン２０８のエッジでハーフトーン効果を呈するために、コンタクトパターン２０８のエッジは、一連の鋸歯を含むように設計される。エッジの輪郭を作る鋸歯は、（図３に示すような）鋭利なポイントの鋸歯２０６ａ、（図４に示すような）先端が切られた鋸歯２０６ｂ又は他の任意の鋸歯状プロファイルとなる。
【００２０】
図５及び６は、他のコンタクトマスク設計を示す。図５及び６に示すように、コンタクトマスク２０２もコンタクトパターン２０８を有する。コンタクトパターン２０８は露出領域となる。コンタクトパターン２０８は、円形、多角形又は不規則形状を有する。同様に、円形コンタクトパターン２０８を示す。コンタクトパターン２０８のエッジでハーフトーン効果を呈するために、コンタクトパターン２０８のエッジは、少なくとも円形パターンを有するように設計される。円形パターンを、（図５に示すような）同心円形パターン２０６ｃ、（図６に示すような）螺旋パターン２０６ｄ又は他の複数の同心パターンとする。
【００２１】
図７は、他のコンタクトマスク設計を示す。図７に示すように、コンタクトマスク２０２もコンタクトパターン２０８を有する。コンタクトパターン２０８は露出領域である。コンタクトパターン２０８は、円形、多角形又は不規則形状を有する。同様に、円形コンタクトパターン２０８を示す。コンタクトパターン２０８のエッジでハーフトーン効果を呈するために、コンタクトパターン２０８のエッジは、多角形モザイクエッジパターンを有するように設計される。例えば、エッジは、（図７に示すような）４側面モザイクエッジパターン２０６ｅを有する。
【００２２】
上記マスクの全てにおいて、各コンタクトパターンのエッジは、光露出後にある程度のハーフトーン効果を生じるよう特別に設計される。種々のエッジパターン、例えば、鋸歯輪郭、円形リング、多角形モザイク及び他の形状を用いることができる。
【００２３】
次に、図２Ａに示すように、マスク２０２はホトレジスト層２００の上に配置され、光露出が行なわれる。露出されたホトレジスト層２００が現像されて、図２Ｃに示すように絶縁層１０４を露出した開口２０９を有するパターン化されたホトレジスト層２００を形成する。
【００２４】
マスク２０２のコンタクトパターン２０８のエッジが、特別に設計されたパターン２０６（例えば、図３〜７に示すようなパターン）を有するので、一部のハーフトーン効果は、光露出工程後の解像及び光学的な近傍効果の組合せに起因する。したがって、ホトレジスト層２００の開口２０９は、化学的な現像後に幾分緩やかな勾配を有する。換言すれば、開口２０９の側壁及び下にある絶縁層１０４は、７０°未満のコンタクト角２１１を形成する。
【００２５】
その後、エッチングマスクとしてホトレジスト層２００を用いて、絶縁層１０４をエッチングして、導電層１０２を露出するコンタクト開口２１０を形成する。その後、ホトレジスト層２００が除去されて、図２Ｄに示すような構造を形成する。コンタクト開口２１０も、緩やかな傾斜の側壁を有する。換言すれば、コンタクト開口２１０の側壁及び下にある導電層１０２も、７０°未満のコンタクト角２０１を形成する。
【００２６】
有機感光材料を用いて絶縁層１０４を警世する場合、絶縁層１０４の上にマスク２０２を設定した直後に光露出及び化学的な現像を実行して、絶縁層１０４の導電層１０２を露出するコンタクト開口２１０を警世する。同様に、コンタクト開口２１０も、緩やかな勾配の側壁を有する。換言すれば、コンタクト開口２１０の側壁及び下にある導電層１０２も、７０°未満のコンタクト角２１２を形成する。
【００２７】
図２Ｅに示すように、導電層１１０は、絶縁層１０４の上及び開口２１０の内面に形成される。導電層１１０及び導電層１０２は、コンタクト開口２１０を通じて電気的に接続される。液晶ディスプレイの製造に際し、導電層を、例えばインジウム酸化第一錫を含む材料を用いて形成された透明画素電極とする。
【００２８】
本発明において、マスク上のコンタクトパターンのエッジは、ハーフトーン露出領域に形成される。したがって、マスクのコンタクトパターンを絶縁層に写した後、コンタクト開口の側壁は、幾分緩やかな勾配を有する。換言すれば、コンタクト開口の側壁とコンタクトの下の導電層との間のコンタクト角が減少する。
【００２９】
さらに、コンタクト開口の側壁と下にある導電層との間のコンタクト角の減少に起因して、絶縁層及びコンタクト開口の上に順次堆積した導電材料は、良好なステップ状の被覆を有する。したがって、破損したコンタクトを有するおそれが著しく減少する。
【００３０】
さらに、コンタクト品質を向上するためにコンタクトマスク上に特別なパターン設計を用いることによって、コンタクト工程に他のステップを必要としない。
【００３１】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】従来のコンタクト形成ステップを示す断面図である。
【図１Ｂ】従来のコンタクト形成ステップを示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の好適な実施の形態によるコンタクト形成ステップを示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の好適な実施の形態によるコンタクト形成ステップを示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明の好適な実施の形態によるコンタクト形成ステップを示す断面図である。
【図２Ｄ】本発明の好適な実施の形態によるコンタクト形成ステップを示す断面図である。
【図２Ｅ】本発明の好適な実施の形態によるコンタクト形成ステップを示す断面図である。
【図３】本発明の第１の好適な実施の形態によるコンタクトマスクの上面図である。
【図４】本発明の第１の好適な実施の形態による他のコンタクトマスクの上面図である。
【図５】本発明の第２の好適な実施の形態によるコンタクトマスクの上面図である。
【図６】本発明の第２の好適な実施の形態による他のコンタクトマスクの上面図である。
【図７】本発明の第２の好適な実施の形態による他のコンタクトマスクの上面図である。
【図１Ａ】
2004233967.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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