专利名称：曝光装置及形成薄膜晶体管的方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器件，特别是涉及形成用于液晶显示器件的薄膜晶体管的曝光装置和薄膜晶体管的形成方法。
一般而论，在诸如电视、计算机监视器、以及类似设备的显示器件中广泛使用了液晶显示(LCD)器件。在LCD器件中，对于有源矩阵LCD(AMLCD)进行了深入的研究和并有了明显的进展。AMLCD的特点是高速响应，具有可容纳大量象素的潜在能力，并且预计还可以实现高显示质量，大的屏幕尺寸和彩色屏幕等。
在传统的AMLCD器件中，一透明的绝缘基片上形成栅极线和漏极线，并且在栅极线和漏极线的交叉点上安排并设计二极管或晶体管之类的开关元件和象素电极。
由于象素电极的操作是由开关元件(如，二极管，或薄膜晶体管)各自独立控制的，因此，有可能以高的速度操作象素电极，以增加每单位面积的象素的数目，或者增加屏幕的尺寸。
在上述AMLCD器件中，主要使用具有快速开、关特性的薄膜晶体管作为开关元件。
图2(A)-图2(C)是说明按传统技术形成薄膜晶体管的方法的简化剖面图。
参照图2(A)，在一透明的绝缘基片1上形成一个由不透明的金属层组成的栅极2。这里所用的透明绝缘基片是一玻璃基片。在透明的绝缘基片1上形成氮化硅或金属氧化物的栅极氧化物层3。在栅极氧化物层3的一个选定的部分上形成第一半导体层4，第一半导体层4由非晶硅制成并且用作薄膜晶体管中的沟道。
参看图2(B)，在已形成了第一半导体层4的玻璃基片1上形成一个用作蚀刻阻挡层的绝缘层5(以下，称之为“蚀刻阻挡层”)。蚀刻阻挡层5由氮化硅制成，具有能吸附湿气的性质，并且和第一半导体层4相比具有较低的蚀刻速率。使用常规方法，在蚀刻阻挡层5上涂敷光刻胶膜5。然后，从基片1的背面用光照射光刻胶膜6的一个选定的部分。这时，通过在第一和第二反光片101和102的反射，使从光源100投射出来的光均匀化。经过均匀化的光从基片1的背面入射到光刻胶膜6，其中使用不透明的栅极2作为掩模，从而形成曝光部分61和62。
参照图2(C)，使用通用的显影溶液除去涂有光刻胶膜6中的已曝光部分61和62，从而形成光刻图案6A。
在此之后，如图2(D)所示，使用光刻图案6A给蚀刻阻挡层5制图，从而形成一个蚀刻阻挡层5A。在此之后，通过常规的等离子灰化步骤除去光刻图案6A。然后，在按上述步骤得到的结构上依次形成N型杂质的非晶硅层7和金属层8，用作源极和漏极。
现在参照图2(E)，对用于源极和漏极的N型杂质的非晶硅层7和金属层8制图，使蚀刻阻挡层5A的中心部分曝光，从而形成欧姆接触层7A、7B、源极8A和漏极8B。
在常规的薄膜晶体管中的蚀刻阻挡层5A为表示掩膜数，可使用栅电极2的背面曝光。当使用背面曝光方法时，如图2(B)所示，使平行的平板光入射到玻璃基片上，由此使第一半导体层4吸收入射光的90％或者更多。因此，足够多数量的光没有入射到光刻胶膜6上，其中第一半导体层4起掩模的作用，这是不利的，使所形成的蚀刻层5A的形状不是由栅极2确定，而是由第一半导体层4确定。换言之，所形成的蚀刻层5A的宽度大于栅极2的宽度。
这时，蚀刻阻挡层5A的宽度确定了薄膜晶体管中的沟道长度。出于上述理由，沟道长度的增加随蚀刻阻挡层5A的宽度而增加。随着沟道长度的增加，薄膜晶体管中的信号延迟时间也要加大。因为延迟时间在加大，所以在LCD器件的屏幕中产生残留图像，使显示质量下降。
然而，即使通过反射片101、102使入射光均匀化，入射光也难以保持相同的强度，所以接近光刻胶膜6的光的强度不等。于是，很难把光刻胶膜制成期望形状的图案。结果，使蚀刻阻挡层5A的形状发生变化。
因此，本发明的目的是提供一种形成薄膜晶体管的方法，它能通过精确确定用于形成蚀刻阻挡层的光刻胶图案防止蚀刻阻挡层变形。
本发明的另一目的是提供一种形成薄膜晶体管的方法，它通过形成宽度等于或小于栅极宽度的蚀刻阻挡层使薄膜晶体管具有短的沟道。
本发明的再一个目的是提供一种用于形成薄膜晶体管的曝光装置，它能获得用于蚀刻阻挡层的准确的光刻胶图案。
为实现上述目的，根据本发明的曝光装置包括设置、排列涂有光刻胶膜的玻璃基板的台架(Stage)和将上述曝光膜曝光的光源发生装置，在放置上述绝缘基板的台架的下部，设置有可任意移动的台架移动单元。
另外根据本发明的薄膜晶体管的形成方法包括提供上面具有栅极和保护栅极的栅极绝缘层的绝缘基片。然后，在基片上形成第一半导体层。在第一半导体层和栅极绝缘层上形成用于蚀刻阻挡层的绝缘层。在最后得到的结构的整个表面上涂以光刻胶膜。在从基片背面开始到光刻胶膜为止的一个部分上投射线性光，使光刻胶膜的一个选定部分曝光，同时水平移动基片。通过显影已曝光的光刻胶膜形成光刻胶图案，把上述随后除去其余的光刻胶图案作为掩膜，蚀刻蚀刻阻挡层用绝缘层而形成蚀刻阻挡层。
从以下参照附图的描述中，本发明的其它目的和优点是显而易见的，附图中清楚地表示出本发明的优选实施例，其中
图1(A)-图1(F)是描述按本发明的一个实施例的制造薄膜晶体管的方法的剖面图；图2(A)-图2(E)是描述按照现有技术方法制造薄膜晶体管的方法的剖面图。
参照图1(A)，在诸如玻璃基片之类的透明绝缘基片11的一个选定的部分上形成栅极12，栅极12由不透光的金属(如，铝或钽)制成。通过逐渐缩减方法蚀刻栅极12，其中使栅极12逐渐变细，即让它的底面宽度大于它的顶面宽度。这种倾斜是为了防止栅极绝缘层13被栅极12的边缘刺破。在绝缘基片上形成的栅极绝缘层13的厚度是选定的，并且绝缘层13或由氧化硅制成，或者由氮化硅和氧化硅的两个叠层制成。在栅极绝缘层13上淀积一个非晶硅层，然后对该非晶硅层制图以覆盖已形成的栅极12，从而形成一个半导体层14。
现在参照图1(B)，在已形成半导体层14的绝缘基片上形成一个蚀刻阻挡绝缘层14，它是由能吸附湿气组分并且保护半导体层14的一个层制成。这样一个层的实例是氮化硅。使用旋涂法在玻璃基片11的整个表面上形成光刻胶膜16。在此之后，把基片12装入本发明的照射装置内。
照射装置包括一个安装部分和一个光产生部分200，安装部分用于安装没有光刻胶膜16的玻璃基片并且使基片排齐。在安装部分的背面设置一个移动部分20，如传送带，以移动玻璃基片11。此外，从光产生部分200投射的光具有很大的强度，并且是单方向入射的线性光。但是，光产生部分200包括一个灯，一个使投射的光为单方向的遮光部分，以及至少一个或者多个可使投射的光的强度均匀化的反光片。
从光产生部分200投射的线性光单方向入射到玻璃基片。在玻璃基片11通过传送带20正在移动的同时使该装在曝光装置内的玻璃基片11曝光。详细地说，通过常规的方法先使叠置在上边的光刻胶膜曝光，并且适当调节基片沿传送带20的移动速度，以按照要求控制在光刻胶膜16的一个选定部分上投射的光的曝光时间。换言之，为防止要制图的蚀刻阻挡绝缘层15变形，应加大形成有半导体膜14的部位的曝光时间，以使有足够大的光量入射到光刻胶膜16的选定部分。
当光照射栅极12上的光刻胶膜16时，光以图1(C)所示的一个选定的角度θ入射到玻璃基片11上。其目的在于使形成的图案的曝光部分的宽度等于或小于栅极12的宽度。
参照图1(D)，通过常规的显影方法除去光刻胶膜16的已曝光部分161和162，从而形成一个光刻胶图案16A。光刻胶图案16A的宽度等于或小于栅极12的宽度。
参照图1(E)，对蚀刻阻挡绝缘层15制图，使其成为光刻胶图案16A的形状，然后再除去光刻胶图案16A，借此形成蚀刻阻挡层15A。在此之后，通过常规方法依次淀积用作欧姆触点的搀杂的非晶硅层17和用于源极和漏极的金属层1 8。随后，把搀杂的非晶硅层17和金属层18蚀刻成选定的形状，借此形成欧姆接触层17A，17B以及源、漏电极18A，18B。
如前所述，通过上述的方法，形成的蚀刻阻挡层15A的宽度等于或小于栅极12的宽度，从而减小了所形成的薄膜晶体管的沟道长度。结果，减小了LCD中的信号延迟时间，并且还减小了屏幕中的残留图像。
在阅读了上述公开的内容后，本领域的普通技术人员将会很容易弄清楚这里公开的本发明的其它特征、优点和实施方案。就此而论，虽然已经相当详细地描述了本发明的特殊实施例，但在不脱离说明书和权利要求书中的本发明的构思和范围的条件下，还可对这些实施进行变化和修改。
权利要求
1.一种形成薄膜晶体管的方法，包括如下步骤提供上边设有栅极和保护栅极的栅极绝缘层的绝缘基片；在基片上形成第一半导体层；在第一半导体层和栅极绝缘层上形成用于蚀刻阻挡层的一个绝缘层；在最终得到的结构的整个表面上涂敷光刻胶膜；通过向从基片的背面开始至光刻胶膜的一个部分投射线性光，同时使基片水平移动，使光刻胶膜的一个选定部分曝光；通过使曝光的光刻胶膜显影，形成一个光刻胶图案；将所述充刻胶图案用于掩膜，通过蚀刻蚀刻阻挡层用绝缘层，形成蚀刻阻挡层；除去剩余的光刻胶图案。
2.如权利要求1的方法，其中所述的蚀刻阻挡层是氮化硅层。
3.如权利要求1的方法，其中所述栅极电极上部的光刻胶膜在曝光步骤期间是以一定角度倾斜的。
4.如权利要求1的方法，其中所述方法进一步包括如下步骤在形成所述的蚀刻阻挡层以后，除去光刻胶图案；依次在整个表面上形成搀杂的非晶硅层和用于源极及漏极的金属层；蚀刻搀杂的非晶硅层和用于源极及漏极的金属层，以形成欧姆接触层、源极、和漏极。
5.一种曝光装置，包括设置、排列涂有光刻胶膜的绝缘基板的台架和将所述曝光膜曝光的光源发生装置，在放置所述绝缘基板的台架的下部，设置有可任意移动的台架移动单元。
6.如权利要求5的装置，其中所述台架移动装置是传送带。
7.如权利要求5的装置，其中所述光源发生器产生单一方向输出的线性光。
全文摘要
一种用于形成薄膜晶体管的技术。包括一个绝缘基片，其上设有一个栅极和一个保护栅极的栅极绝缘层。在栅极上形成第一半导体层。在第一半导体层和栅极绝缘层上形成用于蚀刻阻挡层的一个绝缘层。在最终结构的整个表面上涂敷光刻胶膜。通过把线性光投射到从基片背面到光刻胶膜的一个区域上，同时让基片水平移动，使所选部分的光刻胶膜曝光。通过显影已曝光的光刻胶膜除去剩余的光刻胶膜，形成蚀刻阻挡层。
文档编号H01L21/027GK1158496SQ96121339
公开日1997年9月3日 申请日期1996年12月11日 优先权日1995年12月11日
发明者朴哲熙, 张钟石 申请人:现代电子产业株式会社