(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、前記透光性基板上に形成された遮蔽パターンで構成され、前記遮蔽パターンは、ソース、及びドレイン形成領域を覆うように隔離して配置されるボックス（Ｂｏｘ）タイプの一対の第１遮蔽パターンと、前記第１遮蔽パターンの間にチャネル形成領域を覆うように配置され半透過領域を構成するバー（Ｂａｒ）タイプの一対の第２遮蔽パターン、及びチャネル部の上部及び下部の終端で光透過領域と遮蔽領域間の境界が直線的に形成される際に、光の干渉現象による境界の屈曲を生じさせないように、前記第１及び第２遮蔽パターンの下部及び上部のそれぞれに配置されるバータイプの第３遮蔽パターンを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項２】
前記第２遮蔽パターンは、ドット形パターンがバータイプに配置された構造であることを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項３】
前記第３遮蔽パターンは、両終端が、前記第１遮蔽パターンの一面と連結され、前記第２遮蔽パターンとは連結されていない構造であることを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項４】
前記第２遮蔽パターンは、ドット形パターンがバータイプに配置された構造であることを特徴とする請求項３記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項５】
前記第３遮蔽パターンは、両終端が、第１遮蔽パターンの一面と連結され、前記第２遮蔽パターンとも連結された構造であることを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項６】
前記第２遮蔽パターンは、ドット形パターンがバータイプに配置された構造であることを特徴とする請求項５記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項７】
前記第３遮蔽パターンは、両終端が前記第１遮蔽パターンの一面と連結され、前記第２遮蔽パターンとは連結されず、バー中央部より分割・分離された構造であることを特徴とする請求項３記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項８】
前記第２遮蔽パターンは、ドット形パターンがバータイプに配置された構造であることを特徴とする請求項７記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項９】
前記第３遮蔽パターンは、分離された端部が前記第２遮蔽パターンの終端と連結された構造であることを特徴とする請求項７記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項１０】
前記第２遮蔽パターンは、ドット形パターンがバータイプに配置された構造であることを特徴とする請求項９記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項１１】
前記第３遮蔽パターンは、前記第２遮蔽パターンの終端と連結され、前記第１遮蔽パターンとは連結されていない構造であることを特徴とする請求項７記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【請求項１２】
前記第２遮蔽パターンは、ドット形パターンがバータイプに配置された構造であることを特徴とする請求項１１記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置製造用フォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ液晶表示装置に関し、より詳しくは、４−マスク工程を利用した薄膜トランジスタ液晶表示装置製造時に用いられるフォトマスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ液晶表示装置（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  ＴｒａｎｓｉｓｔｏｒＬｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：以下、ＴＦＴ−ＬＣＤ）は軽量、薄型及び低消費電力等の特性を有するため、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ  ｔｕｂｅ）に代えて各種の情報機器の端末機又はビデオ機器等に用いられており、最近はノートブック型ＰＣ及びモニター市場で大きく脚光を浴びている。
【０００３】
このようなＴＦＴ−ＬＣＤは、概略的には、マトリックス状に配列された各画素にＴＦＴが配置された構造のＴＦＴアレイ基板と、各画素に対応してレッド、グリーン、及びブルーのカラーフィルターが配列された構造のカラーフィルター基板が液晶層の介在下に重ね合わされた構造を有する。
【０００４】
一方、ＴＦＴ−ＬＣＤを製造することにおいて、製造工程数、特にＴＦＴアレイ基板の製造工程数を減少させることは非常に重要である。なぜならば、製造工程数を減少させるほど、ＴＦＴ−ＬＣＤの製造費用を減少させることができ、よって、さらに廉価でより多い量のＴＦＴ−ＬＣＤを普及することができるためである。
【０００５】
ここで、前記製造工程数の減少はフォトリソグラフィー工程数の減少、即ち、フォトリソグラフィー工程で用いられるフォトマスク数の減少を介して実現することができる。最近のＴＦＴ−ＬＣＤは５乃至７枚のフォトマスクを用いて製造されており、さらに、４枚のフォトマスクを利用した製造工程も行われている。
【０００６】
図１乃至図５は、従来技術に係る４枚のフォトマスクを利用したＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。ここで、各図面はＴＦＴ形成部に対してのみ図示した。
【０００７】
図１を参照すると、ゲート用金属膜がガラス基板１上に蒸着され、その後ゲート電極２を含むゲートライン（未図示）が第１フォトマスクを利用したマスク工程でパターニングされることにより形成される。ゲート絶縁膜３、ａ−Ｓｉ膜４、ｎ＋ａ−Ｓｉ膜５、ソース／ドレイン用金属膜６、及び感光膜７が前記ゲート電極を含む前記ガラス基板上に順次形成される。
【０００８】
図２を参照すると、感光膜７が第２フォトマスクを利用して露光され、その後、露光された感光膜７が現像されることによりＴＦＴのチャネル部及びソース／ドレイン形成領域と、データライン形成領域を覆う第２感光膜パターン７ａが形成される。第２感光膜パターン７ａはハーフトーン露光により形成され、中央部、即ちＴＦＴのチャネル予定領域を覆う部分がソース／ドレイン予定領域を覆う部分より相対的に薄い厚さを有するように形成される。
【０００９】
ここで、前記ハーフトーン露光は領域別に相違する露光量で露光が行われるようにすることにより、最終的に得られる感光膜パターンの厚さが部分的に相違するようにする工程であり、露光量の調節はフォトマスクの設計を介して行われる。
【００１０】
図６及び図７は、ハーフトーン露光工程用フォトマスクを示した平面図及び断面図である。図示されたように、ハーフトーン露光工程用フォトマスク２０は透光性基板１１と、透光性基板１１上に形成された光遮蔽パターン１２で構成され、光透過領域（Ａ）及び光遮蔽領域（Ｂ）以外に、光透過領域（Ａ）に透過される露光量より低い強度で光を透過させる半透過領域（Ｃ）を有する。
【００１１】
従って、現在露光装置の解像力はステッパーが３μｍ程度であるため、透光性基板１１上に前記解像力より小さい微細パターンを形成させれば、前記微細パターン形成部を透過する露光量は相対的に小さくなり、よって、この領域に対応する感光膜パターンの厚さは相対的に薄くなる。
【００１２】
図３を参照すると、ソース／ドレイン用金属膜がデータラインが形成されるようにエッチングマスクに感光膜パターン７ａを利用してエッチングされる。
【００１３】
図４を参照すると、ｎ＋ａ−Ｓｉ膜５及びａ−Ｓｉ膜４がアクティブ領域が限定されるように、エッチングマスクとして感光膜パターン７ａを利用してエッチングされ、次いでＴＦＴのソース／ドレイン６ａ、６ｂがチャネル領域上部のソース／ドレイン用金属膜部分がエッチングされることにより形成される。
【００１４】
詳しく言えば、ｎ＋ａ−Ｓｉ膜５及びａ−Ｓｉ膜４がエッチングされる間、相対的に薄い厚さを有する感光膜パターン７ａの中央部が共にエッチングされ、そして感光膜パターン７ａの中央部がエッチングされ露出したチャネル領域上のソース／ドレイン用金属膜部分が共にエッチングされ、この結果、ソース／ドレイン６ａ、６ｂが形成される。
【００１５】
図５を参照すると、露出したチャネル領域上のｎ＋ａ−Ｓｉ膜５部分がエッチングされ、その後、感光膜パターン７ａが除去され、この結果ＴＦＴ１０が完成される。
【００１６】
その後、図示されてはいないが、第３フォトマスクを利用した保護膜形成工程と、第４フォトマスクを利用した画素電極の形成工程を含む公知の後続工程が行われることによりＴＦＴアレイ基板が完成される。
【００１７】
しかし、従来技術に係るＴＦＴアレイ基板の製造方法は次のような問題点がある。
ハーフトーン露光時、ＴＦＴのチャネル領域の終端で光透過領域と遮蔽領域間の境界が明確でないことにより、図８に示されたように、チャネル部４ａの終端で光の干渉現象による屈曲が発生する。ところが、チャネル部４ａの終端で屈曲が発生し、屈曲が発生したチャネル部４ａの終端でオン−電流のパス（ｐａｔｈ）屈曲が発生するためＴＦＴ−ＬＣＤの画質低下が引き起こされる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は上記従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）製造用フォトマスクにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ハーフトーン露光時にチャネル領域の終端で屈曲が発生するのを防ぐことができるＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明による薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）製造用フォトマスクは、透光性基板と、前記透光性基板上に形成された遮蔽パターンで構成され、前記遮蔽パターンは、ソース、及びドレイン形成領域を覆うように隔離して配置されるボックス（Ｂｏｘ）タイプの一対の第１遮蔽パターンと、前記第１遮蔽パターンの間にチャネル形成領域を覆うように配置され半透過領域を構成するバー（Ｂａｒ）タイプの一対の第２遮蔽パターン、及びチャネル部の上部及び下部の終端で光透過領域と遮蔽領域間の境界が直線的に形成される際に、光の干渉現象による境界の屈曲を生じさせないように、前記第１及び第２遮蔽パターンの下部及び上部のそれぞれに配置されるバータイプの第３遮蔽パターンを含むことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）製造用フォトマスクの実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図９は、本発明の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。
図示されたように、本発明のフォトマスク５０は、透光性基板３０と透光性基板３０上に形成された遮蔽パターン４０で構成され、遮蔽パターン４０は、ソース及びドレイン形成領域を覆うように隔離して配置されたボックス（Ｂｏｘ）タイプの一対の第１遮蔽パターン３１と、第１遮蔽パターン３１の間に配置されたバー（Ｂａｒ）タイプの一対の第２遮蔽パターン３２、及びチャネル領域終端での光透過領域（Ａ）と光遮蔽領域（Ｂ）間の境界が形成されるように、第１遮蔽パターン３１の上・下部にそれぞれ配置されたバータイプの第３遮蔽パターン３３を含む。
【００２２】
ここで、第３遮蔽パターン３３は、１μｍ未満の幅を有し、両終端が第１遮蔽パターン３１の一面と連結され、その反面、第２遮蔽パターン３２とは連結されない構造である。
【００２３】
このようなフォトマスク５０において、遮蔽パターン４０は基本的に光遮蔽領域（Ｂ）として機能し、第２遮蔽パターン３２を含む第１遮蔽パターン３１の間の領域は半透過領域（Ｃ）として機能する。さらに、遮蔽パターン４０が形成されない透光性基板３０部分は光透過領域（Ａ）として機能する。
【００２４】
図１０は、本発明のフォトマスクを利用して形成されたＴＦＴのチャネル部を示す平面図である。図示されたように、本発明に係るＴＦＴのチャネル部４ｂは、その終端で光透過領域と遮蔽領域間の境界が形成されるよう、フォトマスク内に第３遮蔽パターンが備えられたことにより、チャネル部４ｂの終端で屈曲が発生せず、そして、その大きさが拡大される。
【００２５】
これに従い、チャネル部４ｂの終端でのオン−電流のパス屈曲は発生せず、そして安定的なチャネル幅が確保されるため、ＴＦＴはオン−電流特性安定化を得ることができ、よって、ＴＦＴ−ＬＣＤの画質低下が防止される。
【００２６】
図１１乃至図１５は、本発明の他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。ここで、図面は遮蔽パターンのみを示すだけで、透光性基板の図示は省略する。さらに、説明は図９に示したフォトマスクと相違する部分に対してのみ記述するようにする。
【００２７】
図１１を参照すると、遮蔽パターン６１は、第３遮蔽パターン６１ｃがバータイプに形成され、そして、第３遮蔽パターン６１ｃの両終端が、第２遮蔽パターン６１ｂは勿論、第１遮蔽パターン６１ａとも連結されない構造に形成される。
【００２８】
図１２を参照すると、遮蔽パターン６２は、第３遮蔽パターン６２ｃがバータイプに形成され、そして、第３遮蔽パターン６２ｃの両終端が第１パターン６２ａの一面に連結され、第３遮蔽パターン６２ｃは第２遮蔽パターン６２ｂとも連結される構造に形成される。
【００２９】
図１３を参照すると、遮蔽パターン６３は、第３遮蔽パターン６３ｃが第１遮蔽パターン６３ａと連結されるが、第２遮蔽パターン６３ｂとは連結されず、第３遮蔽パターン６３ｃは分割・分離された構造に形成される。
【００３０】
図１４を参照すれば、遮蔽パターン６４は、分割・分離された第３遮蔽パターン６４ｃの終端が第１遮蔽パターン６４ａの一面と第２遮蔽パターン６４ｂの終端とに連結された構造に形成される。
【００３１】
図１５を参照すれば、遮蔽パターン６５は、分割・分離された第３遮蔽パターン６５ｃが第２遮蔽パターン６５ｂの終端と連結され、そして、第１遮蔽パターン６５ａとは連結されていない構造に形成される。
【００３２】
図１６乃至図２０は、本発明のさらに他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。
ここで、図１６乃至図２０に示された各遮蔽パターン（７１、７２、７３、７４、７５）は、それぞれ図１１乃至図１５に示された遮蔽パターン（６１、６２、６３、６４、６５）に対応する構造であり、ただ、第２遮蔽パターンがバータイプでないドットタイプに形成された構造であるとの点が相違する。従って、図１６乃至図２０に対する説明は省略する。
【００３３】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
上述のように、本発明は従来と類似する構造にフォトマスクを製作するが、ＴＦＴチャネル部の終端部分に光透過領域と遮蔽領域間の明確な境界を形成することができる遮蔽パターンを追加的にさらに備えさせることにより、安定的なチャネル幅を確保できることによりＴＦＴのオン−電流特性の安定化を確保することができ、よって、ＴＦＴ−ＬＣＤの画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る４枚のフォトマスクを利用したＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】従来技術に係る４枚のフォトマスクを利用したＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】従来技術に係る４枚のフォトマスクを利用したＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】従来技術に係る４枚のフォトマスクを利用したＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】従来技術に係る４枚のフォトマスクを利用したＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】従来のハーフトーン露光工程用フォトマスクを示す断面図である。
【図７】従来のハーフトーン露光工程用フォトマスクを示す平面図である。
【図８】従来の問題点を説明するための重要部の平面図である。
【図９】本発明の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。
【図１０】図９のフォトマスクを利用して形成されたＴＦＴのチャネル部を示す平面図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。
【図１４】本発明の他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。
【図１５】本発明の他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスクを示す平面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスク等を示す平面図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスク等を示す平面図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスク等を示す平面図である。
【図１９】本発明のさらに他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスク等を示す平面図である。
【図２０】本発明のさらに他の実施例に係るＴＦＴ−ＬＣＤ製造用フォトマスク等を示す平面図である。
【符号の説明】
２        ゲート電極
４ｂ      チャネル部
６ａ      ソース
６ｂ      ドレイン
３０      透光性基板
３１、６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ    第１遮蔽パターン
３２、６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ、６４ｂ、６５ｂ    第２遮蔽パターン
３３、６１ｃ、６２ｃ、６３ｃ、６４ｃ、６５ｃ    第３遮蔽パターン
４０、６１、６２、６３、６４、６５、７１、７２、７３、７４、７５  遮蔽パターン
５０      フォトマスク
【図１】
0003932395.tif 000002
【図２】
0003932395.tif 000003
【図３】
0003932395.tif 000004
【図４】
0003932395.tif 000005
【図５】
0003932395.tif 000006
【図６】
0003932395.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003932395.tif 000009
【図９】
0003932395.tif 000010
【図１０】
0003932395.tif 000011
【図１１】
0003932395.tif 000012
【図１２】
0003932395.tif 000013
【図１３】
0003932395.tif 000014
【図１４】
0003932395.tif 000015
【図１５】
0003932395.tif 000016
【図１６】
0003932395.tif 000017
【図１７】
0003932395.tif 000018
【図１８】
0003932395.tif 000019
【図１９】
0003932395.tif 000020
【図２０】
0003932395.tif 000021