激光加工裝置,曝光裝置和曝光方法

專利名稱:激光加工裝置,曝光裝置和曝光方法
技術領域：
本發明涉及一種曝光裝置和曝光方法，并且尤其涉及一種不使用光掩模而高速進行直接寫入并且可實現低成本的曝光裝置和曝光方法。
背景技術：
以前，曾期望PDP(等離子顯示板)用于大尺寸電視而液晶電視用于中小尺寸電視。然而，因為液晶電視比PDP具有更好的圖像質量和更長的壽命，液晶電視已經得到顯著的發展并已經開始以30英寸或更大的大尺寸TV市場為目標。由于這個原因，已經建立了使用4m2級別的大尺寸玻璃基底的液晶工廠。
當在大尺寸玻璃基底上形成電路時，光刻技術起著積極的作用。之前要制備與顯示器件的規格和設計相匹配的光掩模，并通過用經過光掩模曝露的光照射來曝光光致抗蝕劑。根據這種技術，最小化到微米尺寸的電路可以大規模集成(例如，參照專利文獻1，日本專利公開No.H8-250401)。

發明內容對于4m2等級的大尺寸玻璃基底，在技術上難于制造其中使用與基底尺寸相適應的大尺寸光掩模的曝光裝置。因為曝光使用小尺寸光掩模以步進和重復(step-and-repeat)方式進行，大量的時間花費在曝光步驟上。此外，因為在曝光裝置中難于使步進器彼此連接，并且許多時間浪費在修理步驟上(連接和固定)，曝光步驟變為高成本的一個因素。另外，只要改變了新的產品就需要制造新的光掩模；制造新的光掩模也是引起高成本的另一個因素。
另一方面，對于不使用掩模的曝光方法，提出了一種利用電子束和激光束的直接寫入系統的方法。然而，因為如通常所知的，間歇(tact)極差，與利用光掩模的曝光方法相比并不能獲得低成本。在使用多角透鏡和電透鏡的方法中，實現了較高速度的寫入；然而，存在著速度和寫入精度之間的平衡關系，而且這種方法并不能取代使用光掩模的曝光裝置。還有使用數字微鏡裝置(DMD)的曝光裝置的遠景，然而，不存在間歇和精度都令人滿意的使用光掩模的曝光裝置的類似器件。
本發明已經考慮到上述情況。本發明的一個目的是提供一種激光加工裝置，尤其是，不利用掩模而以高速度進行直接寫入，并可實現低成本的曝光裝置和曝光方法。
為了解決這些問題，根據本發明的激光加工裝置包括用于保持基底的平臺；設置在由平臺保持的基底上的掩模；至少一個設置在掩模上的開口圖案，其中分別具有近似相同尺寸的多個開口以近似相等的間隔排列成一條直線；用于形成線性激光束的激光加工機構；用于移動以由激光加工機構形成的線性激光束經過開口圖案的多個開口的方式形成的激光束與由平臺保持的基底之間的相對位置的移動機構。在本說明中，“具有近似相同尺寸的掩模各開口(用于直接寫入)”和“具有近似相等間隔的掩模各開口(用于直寫入)”分別意味著“各開口尺寸的微小變化在5％之內”，以及“間隔開的各開口之間的間隔的微小變化在5％之內”。
還有，在根據本發明的激光加工裝置中，開口圖案可包括幾種類型。在根據本發明的激光加工裝置中，多個開口可以是圓形、橢圓形或是多邊形。另外，在根據本發明的激光加工裝置中，用由激光加工機構形成的線性激光束照射的掩模的照射區域優選大于一個開口圖案。
另外，根據本發明的激光加工裝置可裝備有光屏蔽機構，用于阻擋一部分照射開口圖案的線性激光束。
為了解決這些問題，根據本發明的曝光裝置包括用于保持將被曝光的基底的平臺；設置在由平臺保持的將被曝光的基底上的直接寫入掩模(用于直接寫入的掩模)；至少一個設置在直接寫入掩模上的開口圖案，其中分別具有近似相同尺寸的多個開口以近似相等的間隔排列成一條直線；用于形成線性激光束的激光加工機構；用于移動以由激光加工機構形成的線性激光束經過開口圖案的該多個開口的這種方式形成的激光束與由平臺保持的將要曝光的基底之間的相對位置的移動機構。
還有，在根據本發明的曝光裝置中，開口圖案可包括幾種類型。在根據本發明的曝光裝置中，該多個開口可以是圓形、橢圓形或是多邊形。另外，在根據本發明的曝光裝置中，用由激光加工機構形成的線性激光束照射直接寫入掩模的照射區域優選大于該一個開口圖案。
另外，根據本發明的曝光裝置還可裝備有光屏蔽機構，用于阻擋照射開口圖案的一部分線性激光束。
根據本發明的曝光方法，包括以下步驟制備具有開口圖案的直接寫入掩模，開口圖案中具有近似相同尺寸的多個開口以近似相等的間隔排列成一條直線；用線性激光束沿著開口圖案照射直接寫入掩模；使線性激光束經過開口圖案的該多個開口，從而使經過各開口的線性激光束形成為曝光激光束；在用曝光激光束照射將被照射的基底的同時，通過移動曝光激光束和將要曝光基底之間的相對位置實現直接寫入的曝光。
在根據本發明的曝光方法中，該多個開口可具有圓形、橢圓形或是多邊形的形狀。另外，在根據本發明曝光方法中，線性激光束照射沿著開口圖案進行的照射區域優選大于開口圖案的該多個開口。
在根據本發明的曝光方法中，當激光束照射沿著開口圖案進行時，可阻擋一部分線性激光束。
根據如上所述的本發明，可提供實現低成本的曝光裝置和曝光方法，因為可不使用光掩模以高速直接進行寫入，并且不需要制造新掩模的時間和成本。
圖1是示出根據實施方式1的用于直接寫入的曝光裝置的結構的透視圖；圖2A至2C是示出根據圖1的曝光裝置的直接寫入掩模，它的一個變形實例和另一個變形實例的截面圖；圖3是示出給直接寫入掩模提供曝光用線性激光束的狀態的被構圖的透視圖；圖4是放大圖3中示出的直接寫入掩模的一部分A的平面圖；圖5是示出給直接寫入掩模提供曝光用線性激光束并且光致抗蝕劑被曝光的狀態的被構圖的透視圖；圖6是示出可利用圖1的曝光裝置進行曝光的發光裝置的一部分圖案的頂視圖；圖7A至圖7D是描述根據實施方式2制造半導體器件的方法的截面圖；圖8A至圖8D是描述根據實施方式2制造半導體器件的方法的截面 圖9A至圖9D是描述根據實施方式2制造半導體器件的方法的截面圖；圖10A至圖10B是描述根據實施方式3制造半導體器件的方法的截面圖；圖11A至圖11B是描述根據實施方式3制造半導體器件的方法的截面圖；圖12A至圖12B是描述根據實施方式3制造半導體器件的方法的截面圖；圖13是描述根據實施方式3制造半導體器件的方法的截面圖；圖14A是描述實施方式3的RFID標簽的方框圖，圖14B和14C是示出RFID使用圖案的一個例子的透視圖；圖15A至圖15H是示出實施方式3的RFID標簽的使用圖案的一個例子的透視圖；圖16是描述實施方式4的液晶顯示器件制造方法的截面圖；圖17是描述實施方式4的液晶顯示器件制造方法的頂視圖；圖18A至圖18D是描述實施方式4的液晶顯示器件制造方法的頂視圖；圖19是描述實施方式4的液晶顯示器件制造方法的截面圖；圖20A和圖20B是示出實施方式4的液晶顯示器件制造方法的頂視圖；圖21A至圖21D是描述根據實施方式5的發光器件制造方法的截面圖；圖22A至圖22C是示出根據實施方式5的發光器件制造方法的截面圖；圖23A和圖23B是示出根據實施方式5的發光器件制造方法的截面圖；圖24A是示出實施方式6的發光器件的平面圖，圖24B是沿圖24A中線A-A’的截面圖；圖25A至圖25F是示出實施方式7的發光器件的像素電路的電路圖；圖26是示出實施方式7的發光器件的保護電路的電路圖；圖27A至圖27E是示出根據實施方式8的電子器件的實例的透視圖；圖28是示出根據實施方式8的電子器件的一個實例的透視圖；具體實施方式
實施方式下面參照附圖描述本發明的具體實施方式
。
圖1是示出根據本發明實施方式1的直接寫入曝光裝置的結構的透視圖。圖2A是示出圖1所示曝光裝置的直接寫入掩模6(用作狹縫的掩模)的截面圖。圖2B是示出圖2A中所示直接寫入掩模的一個變形實例的截面圖。圖2C是示出圖2A中所示直接寫入掩模另一個變形實例的截面圖。圖3是示出圖1中曝光裝置的直接寫入掩模以及為直接寫入掩模提供曝光用線性激光束的狀態的被構圖的透視圖。圖4是圖3中示出的直接寫入掩模的一部分被放大的平面圖。圖5是示出直接寫入掩模提供有曝光用線性激光束并且光致抗蝕劑被曝光的狀態的被構圖的透視圖。
圖1中示出的直接寫入曝光裝置具有產生受激準分子激光束的光源1。此處，使用受激準分子激光束的光源1；然而，并不局限于此，也可使用例如超高壓Hg燈，X射線，離子束，電子束，固態激光器，氣體激光器，半導體激光器等等的其他光源。在使用超高壓Hg燈作為光源時，無需使用線性激光光學系統2，反射鏡3和雙合柱面透鏡4。在本說明書中，所有用于形成線性激光的線性激光光學系統2，反射鏡3，雙合柱面透鏡4等等都稱為輻射機構(激光處理機構)。應注意的是，輻射機構并不局限于此處示出的這些。例如，雙合柱面透鏡可以是三合柱面透鏡等等。
由光源1產生的激光束通過開/關機構2a被引入到線性激光光學系統2中。激光束工作，以便于當開/關機構2a打開時，激光束被引入到線性光學系統2中，而當開/關機構2a關閉時，激光束不被引入到線性光學系統2中。線性激光光學系統2具有第一至第三柱面透鏡陣列，以及第一和第二柱面透鏡。
第一柱面透鏡陣列被從光源1引入的激光束垂直照射，并且該激光束在第一方向上被分為四束(激光束)。然后，第二柱面透鏡陣列被已分開的四束激光束垂直照射，并且該激光束在第二方向(垂直于第一方向的方向)上被分為七束(激光束)。接下來，第三柱面透鏡被已分離開的七束激光束垂直照射，然后該激光束在第三方向(與第一方向相同的方向)上被分為四束(激光束)。這些被分開的激光束通過例如雙合柱面透鏡的光學元件合成為一束。因此，完成了縱向上線性激光束的能量均勻化，并由此確定了縱向上線性激光束的長度。
由如上所述線性激光光學系統2合成的激光束1a被反射鏡3反射。然后，被反射的激光束1b由雙合柱面透鏡4再次在輻射表面上會聚為一個激光束1c。雙合柱面透鏡4具有包括兩個柱面透鏡的結構。因此，完成了橫向上線性激光束的能量均勻化，并由此確定了橫向上線性激光束的長度。
由如上所述雙合柱面透鏡4會聚的線性激光束1c經過狹縫5照射直接寫入掩模6，狹縫5是用于阻擋激光束的光遮蔽機構。狹縫5確定了到達直接寫入掩模6的線性激光束長度。即，狹縫5確定了曝光范圍。另外，直接寫入掩模6具有能夠實現直接寫入掩模6對準的對準標記7。應注意的是，線性激光束1c被會聚為寬度約為100至500μm，長度約為10至200μm。線性激光束的形狀為矩形、橢圓形等。
如圖2A所示，直接寫入掩模6具有石英基底6a，金屬膜6b，例如，在石英基底6a下面具有多個開口6c的鉻膜。直接寫入掩模6的厚度t約為0.3nm至2mm，并且平面形狀為如圖3所示邊長約為100mm至2000mm的四邊形。此外，設置直接寫入掩模6，使其表面被線性激光束1c照射。在本實施方式中，如圖2A所示，盡管在直接寫入掩模6中的金屬膜6b的側面具有垂直于石英基底6a的表面的形狀，但并不局限于此，金屬膜的側面可具有與石英基底的表面成角度的形狀(錐形)。例如，金屬膜6d的側面可具有與石英基底6a的表面成銳角的錐形，如圖2B所示；或者，金屬膜6e的側面還可具有與石英基底6a的表面成鈍角的錐形。優選選擇線性激光束的形狀使經過直接寫入掩模的光束的擴展減小。
在直接寫入掩模6的多個開口中，具有相同尺寸或形狀(例如，諸如圓形、橢圓形、正方形、矩形、四邊形的多邊形)的多于一個的開口圖案沿著用于照射的線性激光束的縱向成一條直線排列，并且相鄰開口之間的間隔保持恒定。即，開口尺寸彼此相同且開口之間間隔(開口圖案周期)相同的重復開口圖案沿著線性激光束的縱向排列。此外，在直接寫入掩模6的線性激光束的橫向方向中，排列開口尺寸和開口之間間隔與上述開口圖案不同的多于一個的如上的重復開口圖案。應注意的是，各開口的每個長度比橫向上線性激光束的長度短。即使試圖根據設計制造其開口具有相同尺寸或是相同間隔的直接寫入掩模，也可能出現開口尺寸或是開口間隔的微小變化。如果開口尺寸的差異或是開口間隔的差異在微小變化的范圍內(3％或更少)，在本說明書中，該直接寫入掩模可被視為具有有相同尺寸或是相同間隔的開口的直接寫入掩模。
具體而言，在圖4中所示的直接寫入掩模6的部分A中，第一至第六重復的開口圖案從上面順序排列。詳細地說，在部分A中排列有第一重復開口圖案，其中開口6c的尺寸為φ1，且開口之間的間隔為S1。在第一重復開口圖案下面，排列有開口6c的尺寸為φ1且開口之間的間隔為S2的第二重復開口圖案。在第二重復開口圖案下面，排列有開口6c的尺寸為φ1且開口之間的間隔為S3的第三重復開口圖案。在第三重復開口圖案下面，排列有開口6c的尺寸為φ2且開口之間的間隔為S1的第四重復開口圖案。第四重復開口圖案下面，排列有開口6c的尺寸為φ2且開口之間的間隔為S2的第五重復開口圖案。在第五重復開口圖案下面，排列有開口6c的尺寸為φ2且開口之間的間隔為S3的第六重復開口圖案。
例如，在開口尺寸φ為2μm，相鄰開口之間的間隔S為100μm，且直接寫入掩模的尺寸為1000mm×1000mm的情況下，一個重復開口圖案包括一萬個開口(孔)。此外，當開口之間的間隔非常小時可使用相移掩模。另外，利用通過組合微透鏡陣列或是蝕刻光掩模的石英部分獲得的光掩模上的彎曲可聚焦入射光。
在直接寫入掩模6中，優選地形成各自具有例如1μm至5μm范圍內的不同尺寸的開口，和其中相鄰開口之間的間隔在例如10μm至500μm的范圍內變化的重復開口圖案。通過使用具有這些重復開口圖案的直接寫入掩模，可直接寫入具有0.1μm或更大的最小寬度以及1μm至1000μm圖案間隔(節距)的重復圖案。
用線性激光束1c照射第四重復開口圖案。照射范圍1d是完全包括各開口并且大于各開口的區域。由此，可充分地提高經過各開口的激光束1c的光束強度。另外，在激光束1c具有如圖3所示的強度分布時(x軸表示線性激光束1c的縱向；y軸表示線性激光束1c的橫向，z軸表示線性激光束的強度)，直接寫入掩模6的開口尺寸“φ”最好小于4σ。
如圖1所示，照射直接寫入掩模6的線性激光束1c通過直接寫入掩模6的各開口6c照射基底8。更詳細地說，如圖5所示，基底8是在玻璃基底8a的表面之上具有光致抗蝕劑膜8b的玻璃基底8a。基底8的光致抗蝕劑8b被根據各開口6c被構圖的曝光激光束1e照射。因此，光致抗蝕劑膜8b被曝光。此外，基底8靠近直接寫入掩模6設置并具有根據等放大曝光機器的結構。此處，該基底具有根據均等放大曝光機器的結構；然而，其還可具有在直接寫入掩模6和基底8之間插入的投影透鏡系統的結構。本發明的曝光裝置具有用于探測直接寫入掩模6距離基底8的高度位置的高度傳感器(未示出)。通過使用高度傳感器，可精確的控制直接寫入掩模6和基底8之間的間隔。
基底8具有如圖1所示的對準標記9，并可利用該對準標記9實現基底的對準。此處，使用了施加到玻璃基底8a的基底8；然而，也可使用例如硅晶片和石英玻璃基底的其他基底。基底8被保持在平臺10上，該平臺10固定在隔振臺上(未示出)。此外，平臺10具有移動機構(未示出)，通過該機構使平臺在箭頭所示的水平方向上是可移動的。
直接寫入曝光裝置具有控制部分(未示出)，該控制部分控制下述曝光裝置的操作。詳細地說，該控制部分控制來自光源1的受激準分子激光束的振蕩，狹縫5的移動，平臺的移動等等。
描述利用直接寫入曝光裝置進行曝光的方法。首先，制備直接寫入掩模6。如果通過曝光在光致抗蝕劑膜上形成的圖案是重復圖案，其中每個具有相同形狀的圖案以相等的間隔排列，類似于例如液晶或是EL的顯示器件的像素部分，則通過利用直接寫入掩模6，可完成直接寫入。
接下來，曝光物體——基底8被保持在平臺10上。該基底8包括在基底8a上用于形成像素部分的圖案(例如，300μm的像素節距)的光致抗蝕劑膜8b。
接下來，選擇直接寫入掩模6的重復開口圖案的各開口之間的間隔為300μm的重復開口圖案。至于開口的尺寸，考慮到曝光的間歇和圖案的邊緣形狀，選擇適當的開口尺寸。換句話說，曝光的間歇隨著開口尺寸的增加而改善；然而，因為不能清晰地寫入圖案的邊緣，最好是在考慮曝光的間歇和圖案邊緣形狀的同時選擇適當的尺寸。可準備自動選擇適當尺寸的程序，以致通過程序自動完成尺寸的切換。然后，通過對準標記7和9對準基底8和直接寫入掩模6，以使應曝光的像素部分位于所選擇的重復開口圖案之下。此外，移動狹縫5以確定線性激光束的照射范圍。例如驅動電路的非重復開口圖案區域可用狹縫5阻擋光。
然后用線性激光束1c照射重復開口部分。通過這一步驟，基底8的光致抗蝕劑膜8b被經過直接寫入掩模6的開口6c的曝光激光束1e照射。用平臺10在水平方向上移動基底8，使經過開口6c的曝光激光束1e直接寫入像素部分圖案。具體的，通過將基底8在線性激光束1c的縱向方向上反復移動基底8的長度并且在線性激光束1c的橫向方向上反復移動一個像素，寫入像素部分的圖案。因此，在基底8的光致抗蝕劑8b上，可曝光像素節距為300μm的像素部分中的圖案。
在進行曝光之前或之后，還未經歷重復圖案的部分(例如除了像素的部分)被已經預先制備好光掩模的傳統曝光裝置曝光。
通過在曝光之后顯影光致抗蝕劑膜，在整個基底8上形成了抗蝕劑圖案。
根據實施方式1，通過組合線性激光束1c和直接寫入掩模6的重復開口圖案，由一次直接寫入，可將多個像素的重復圖案形成為經過直接寫入掩模的開口6c的曝光激光束6c的數量。因此，可以以高速進行直接寫入，并且可解決間歇這一直接寫入的最大問題以縮短制造時間。因此，可實現低成本。
本實施方式的曝光裝置用于直接寫入，直接寫入掩模6具有通用性，利用同一直接寫入掩模6可形成不同的圖案；因此，如果制備了直接寫入掩模6，則在曝光物體的設計更新時，無需制備新的掩模。因此，無需制備新掩模的時間，縮短了新產品的開發周期，并可實現低成本。盡管在該實施方式中使用了具有相同尺寸和相同間隔的開口的直接寫入掩模，但也可使用開口尺寸在5％內微小變化(具有大約相同的尺寸)且開口間隔在5％內微小變化(具有大約相同的尺寸)的掩模作為直接寫入掩模。
圖6是示出發光裝置一部分的圖案的頂視圖，其是可利用上述曝光裝置完成曝光的圖案的一個實例。第一晶體管1001的第一電極與源信號線1004連接，第二電極與第二晶體管1002的柵電極連接。第二晶體管的第一電極與電流源線1005連接，且第二電極與發光元件的電極1006連接。柵極信號線1003的一部分起到第一晶體管1001的柵電極的作用。
發光元件的柵極信號線1003，源信號線1004，電流源線1005和電極1006具有其中相同形狀的圖案以相同間隔排列的重復圖案。因此，這種重復圖案可以利用圖1中的曝光裝置，不使用光掩模而以高速通過直接寫入曝光。所以，不需要制造新掩模的時間并且可實現低成本。
參照圖7A至圖9D描述根據本發明實施方式2的半導體器件的制造方法。
首先，如圖7A所示，在整個基底31上形成厚度為10nm至200nm的半導體膜40。作為基底31，可使用玻璃基底，石英基底，由諸如氧化鋁的絕緣材料形成的基底，對后續步驟的加工溫度具有耐熱性的塑料基底，硅晶片，金屬片等。在這種情況下，可形成厚度為10nm至200nm的用于防止雜質等從基底側擴散的絕緣膜32，例如氧化硅(SiOx)，氮化硅(SiNx)，氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)，氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)。或者，也可使用在例如不銹鋼的金屬或是半導體基底的表面上形成例如氧化硅或氮化硅的絕緣膜的基底。
可通過利用高密度等離子體處理基底31的表面形成絕緣膜32。使用例如2.45GHz的微波產生高密度等離子體，并且采用電子密度為1×1011/cm3至1×1013/cm3，電子溫度為2eV或更小，并且離子能量為5eV或更小的等離子體。這種高密度等離子體的活性粒子具有低動能，由等離子體產生的損害小于傳統等離子體加工中的損害；因此，可形成具有很少缺陷的膜。從產生微波的天線至基底31的距離優選設置為20mm至80mm，更優選為20mm至60mm。
通過在例如包括氮氣和稀有氣體的氣氛，包括氮氣、氫氣和稀有氣體的氣氛，或包括氨和稀有氣體的氣氛的氮化氣氛中進行上述高密度等離子體加工可氮化基底31的表面。在使用玻璃基底、石英基底、硅基片等作為基底并且用上述高密度等離子體進行氮化處理的情況下，形成在基底31表面上的氮化膜包含作為主要成分的氮化硅；因此，氮化膜可用作絕緣膜32。通過等離子體CVD可在整個氮化膜上形成氧化硅膜或是氧氮化硅膜，其可用作包括多層的絕緣膜32。
另外，可通過類似用高密度等離子體在絕緣膜32的表面上進行氮化處理的方法在由氧化硅、氧氮化硅等形成的絕緣膜32的表面上形成氮化膜。這種氮化膜可抑制基底31的雜質擴散，另外，氮化膜可以非常薄。因此，可減小對將要在其上形成的半導體層的應力影響。
在使用塑料基底作為基底31時，優選使用PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等具有比較高玻璃轉換溫度的材料。
利用硅、硅-鍺、硅-鍺-碳等形成半導體膜40。作為形成半導體膜40的方法，可使用已有的CVD、濺射、涂敷、汽相沉積等方法。半導體膜40可以是非晶形半導體膜、結晶形半導體膜或是單晶形半導體膜的任一種。
在使用結晶形半導體膜時，可使用下述的形成方法在基底31上直接形成結晶半導體膜的方法，或是在基底31上形成非晶形半導體膜然后再使其結晶的方法。
作為結晶非晶形半導體膜的方法，可使用下述的方法利用激光束41照射使非晶形半導體膜結晶的方法(見圖8A)；通過利用促進半導體膜結晶的元素加熱使非結晶形半導體膜結晶的方法；通過利用促進半導體膜結晶的元素加熱然后用激光束照射半導體膜而使非晶形半導體膜結晶的方法(見圖8B和8C)。當然，也可使用不利用該元素使非晶形半導體膜熱結晶的方法。然而，僅在基底是石英基底、硅晶片等耐高溫的基底的情況下才使用這種方法。
在利用激光照射的情況下，可使用連續波激光束(CW激光束)或是脈沖激光束。此處，可使用一種或多種下述激光器發射出的激光束，例如Ar激光器、Kr激光器或準分子激光器的氣體激光器；利用摻雜有作為摻雜物的Nd，Yb，Cr，Ti，Ho，Er，Tm和Ta中的一種或多種的單晶YAG，YVO4，鎂橄欖石(Mg2SiO4)，YAlO3，或是GdVO4或是多晶(陶瓷)YAG，Y2O3，YVO4，YAlO3或是GdVO4作為介質的激光器；玻璃激光器；紅寶石激光器；翠綠寶石激光器；Ti藍寶石激光器；銅蒸汽激光器；金蒸汽激光器。通過用具有這種激光束的基波或是二次至四次諧波之一的激光束照射，可獲得具有大晶粒尺寸的晶體。例如，可使用Nd:YVO4激光器(基波為1,064nm)的二次諧波(532nm)或是三次諧波(355nm)。在這種情況下，激光器需要有約0.01MW/cm2至100MW/cm2的功率密度(優選為0.1MW/cm2至10MW/cm2)。掃描速度大約設置在約10cm/sec至2,000cm/sec以照射半導體膜。
應注意的是，利用摻雜有作為摻雜物的Nd，Yb，Cr，Ti，Ho，Er，Tm和Ta中的一種或多種的單晶YAG，YVO4，鎂橄欖石(Mg2SiO4)，YAlO3，或是GdVO4或是多晶(陶瓷)YAG，Y2O3，YVO4，YAlO3或是GdVO4作為介質的激光器；Ar離子激光器；Ti藍寶石激光器的每一個可具有連續振蕩。此外，通過完成Q開關操作或是模式鎖定可以10MHz或是更高的重復率進行脈沖振蕩。當在10MHz或更高的重復頻率發射激光束時，用激光束熔化半導體膜然后固化的同時，用下一脈沖照射半導體膜。因此，與使用低重復頻率的脈沖激光的情況不同，在半導體膜中固-液分界面可連續的移動，從而可獲得在掃描方向上連續生長的晶粒。
當陶瓷(多晶)用作介質時，可在短時間內低成本地形成具有自由形狀的介質。當使用單晶時，經常使用直徑為幾個mm且長度為幾十個mm的柱狀介質。在使用陶瓷的情況下，可形成比在使用單晶時更大的介質。
在介質中直接對發光起作用的例如Nd或是Yb的摻雜物的濃度，在單晶或是多晶的情況下都不能較大的改變，因此，這就在通過提高摻雜物的濃度而改善激光器的輸出上存在某些限制。然而，在使用陶瓷的情況下，與使用單晶的情況相比可顯著的增大介質的尺寸；因此，可期望大大提高激光器的輸出。
此外，在使用陶瓷的情況下，可容易地形成平行六面體形狀或是長方體形狀的介質。在使用具有這種形狀的介質時，當振蕩光以Z字形在介質內部行進時，振蕩光的路徑可變得較長。因此，增大了放大倍數并且以較高的輸出振蕩激光束。此外，從具有這種形狀的介質中發射出的激光束的截面具有四邊形形狀，其在激光束被整形為線性激光束時與圓形激光束相比是有優勢的。通過利用光學系統定形以上述方式發射的激光束的形狀，可容易地獲得橫向上長度為1mm或更小且縱向上長度為幾mm至幾m的線性束。此外，當用激勵光均勻地照射介質時，在縱向上線性束的功率分布變得均勻。
當用這種線性束照射半導體膜時，整個半導體膜的表面可被更均勻地退火。在要求從線性光束的一端至另一端均勻退火時，例如，需要狹縫設置在線性光束末端的設置，從而在能量衰減的地方屏蔽光。
當用由此獲得的具有均勻密度的線性光束對半導體膜退火，并且使用這種半導體膜制造電子器件時，該電子器件的性能良好并且均勻。
對于通過用促進半導體膜結晶的元素加熱而使半導體膜結晶的方法，可使用在日本專利公開No.H8-78329中披露的技術。至于在專利申請公開文本中的技術，非晶形半導體膜(也稱為非晶形硅膜)摻入促進半導體膜結晶的金屬元素，然后對其進行熱處理，從而使摻雜區域作為核心結晶非晶形半導體膜(見圖8B)。
也可通過用強光照射取代熱處理來結晶非晶形半導體膜。在這種情況下，可使用紅外光、可見光和紫外光中的任何一種或是它們的組合。一般的，使用從鹵素燈、金屬鹵化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或是高壓汞燈發射出的光。燈光源發光1至60秒，優選為30至60秒，并且這種發光重復1至10次，或優選2至6次。燈光源的發光強度是任意的，但半導體膜瞬時被加熱到約600℃至1000℃。注意，如果需要，在強光照射之前，為了放出具有非晶形結構的非晶形半導體膜40中含有的氫，可進行熱處理。或者，可通過熱處理和強光照射二者進行結晶。
熱處理之后，為了增加結晶形半導體膜的結晶度(結晶形組分所占的區域與膜的總體積的比率)，并且校正保留在晶粒中的缺陷，結晶形半導體膜可在大氣中或是氧氣氣氛中用激光束41照射(見圖8C)。激光束可從上面選擇。此外，需要去除保留在結晶形半導體膜中的金屬元素。下面將描述該方法。首先，用含有臭氧的溶液(典型的，臭氧水)處理結晶形半導體膜的表面，由此在結晶形半導體膜的表面上由氧化膜(稱作化學氧化物)形成厚度為1nm至10nm的阻擋層43(見圖8D)。當在接下來的步驟中僅選擇性地去除吸雜(gettering)層時，阻擋層43起到蝕刻阻擋件的作用。
然后，含有稀有氣體元素的吸雜層作為吸雜點在阻擋層43上形成。此處，通過CVD或是濺射形成含有稀有氣體元素的半導體膜作為吸雜層44(見圖8D)。當形成吸雜層時，適當的控制濺射條件以便稀有氣體元素加入其中。稀有氣體元素可以是氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)中的一個或多個。
注意，在利用含有磷這種具有一種傳導類型的雜質元素的源氣體或是利用含有磷的靶形成吸雜層時，除了利用稀有氣體元素吸雜之外，還可利用磷的庫侖力完成吸雜。在吸雜過程中，金屬元素(例如，鎳)傾向于移動到氧濃度高的區域；因此，包含在吸雜層44中的氧濃度最好設置在例如5×1018/cm-3或更高。
接下來，結晶形半導體膜，阻擋層和吸雜層經受熱處理(例如，熱處理或是強光照射)，從而，如圖8D箭頭所示，金屬元素(例如，鎳)被吸雜，從而結晶形半導體膜中的金屬元素的濃度被降低或是被去除。
然后，利用阻擋層43作為蝕刻阻擋件進行已知的蝕刻方法，由此僅是選擇性的去除了吸雜層44。在此之后，例如，利用含有氫氟酸的蝕刻劑，去除由氧化膜形成的阻擋層43(圖7A)。
這里，考慮到將要制造的TFT的閾值特性可添加雜質離子。
接下來，通過光刻步驟半導體膜被形成為島狀半導體膜33和34(圖7B)。此處，P溝道TFT形成在半導體膜33中，并且n溝道TFT形成在半導體膜34中。島狀半導體膜33和34具有重復圖案，其中每個圖案具有相同的形狀并且以相同的間隔排列。因此，如果在該光刻步驟中使用圖1中的曝光裝置，這種重復圖案可以不使用光掩模通過高速度的直接寫入曝光。因此，無需制造新掩模的時間并可實現低成本。
然后，在用含有氫氟酸的蝕刻劑清洗半導體膜的表面之后，在半導體膜上形成厚度為10nm至200nm的柵極絕緣膜35(圖7C)。在不暴露到大氣的情況下，可連續進行表面清洗和柵極絕緣膜35的形成。包含硅作為主要元素的絕緣膜，例如，氧化硅膜，氮化硅膜，氧氮化硅膜，氮化硅氧化物膜等等形成柵極絕緣膜35。此外，該柵極絕緣膜可以是單層或是層狀膜。
接下來，在清洗柵極絕緣膜35的表面之后，在包括柵極絕緣膜35的表面的整個表面上形成厚度為100nm至500nm的形成柵電極的導電膜36(見圖7C)。導電膜36可由從鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)或是鋁(Al)中選擇的元素；或是含有上述元素作為主要組分的合金材料或是化合物材料形成。或者，可使用以摻雜有例如磷(P)等雜質的多晶硅膜為代表的半導體膜。此外，導電膜36可以具有單層結構或者包括兩層或更多層的層狀結構。
導電膜36的表面上覆蓋有光致抗蝕劑膜，該光致抗蝕劑膜被曝光和顯影，由此形成厚度為1.0μm至1.5μm的第一抗蝕劑掩模37a和第二抗蝕劑掩模37b。利用抗蝕劑掩模37a和37b蝕刻導電膜36，由此在柵極絕緣膜35上形成柵電極38a和38b(見圖7D)。注意，本實施方式中的抗蝕劑掩模可由含有酚醛清漆樹脂和萘醌二疊氮化基化合物的正型抗蝕劑形成。此外，柵電極38a和38b具有重復圖案，其中每個圖案具有相同的形狀并且以相同的間隔排列。因此，如果使用圖1中的曝光裝置，可以不使用光掩模而以高速度直接寫入來曝光該重復圖案。因此，不需要制造新掩模的時間并可實現低成本。
此外，可以用與柵電極38a和38b相同的材料形成諸如柵極導線的導線。此處，優選引導柵電極或是導線使其從垂直于基底31的角度看上去時具有圓角。通過使角變圓，可防止灰塵等保留在導線的各角；因此，可減少由灰塵產生的缺陷數量并可提高產量。
接下來，通過諸如灰化的方法去除第一抗蝕劑掩模37a和第二抗蝕劑掩模37b之后，進行光致抗蝕劑膜的涂敷，并且曝光和顯影該光致抗蝕劑膜，由此形成覆蓋半導體膜34、柵電極38b和第二抗蝕劑掩模37b的厚度為1.0μm至1.5μm的第三抗蝕劑掩模39(圖9A)。
利用第三抗蝕劑掩模39，柵電極38a和38b作為掩模，半導體膜33摻入P型雜質離子30(B離子)，由此形成源區11和漏區12。該B離子以50kV至100kV加速，并且B離子的濃度為1.0×1019cm-3至1.0×1021cm-3。
接著，通過例如灰化的方法去除第三抗蝕劑掩模39(圖9B)。
然后，進行光致抗蝕劑膜的涂敷，并且曝光和顯影該光致抗蝕劑層，以便形成覆蓋半導體膜33和柵電極38a的厚度為1.0μm至1.5μm的第四抗蝕劑掩模13(圖9C)。
利用第四抗蝕劑掩模13，柵電極38a和38b作為掩模，n型雜質離子14(磷離子、砷離子等)引入到半導體膜34中，由此形成源區15和漏區16(圖9C)。n型雜質離子以30kV至80kV加速，并且n型雜質的濃度為1.0×1019cm-3至1.0×1021cm-3。
此處，可進行熱處理，激光或是強光照射，RTA等來激勵源區和漏區。
由此，半導體膜33變為p溝道TFT，并且半導體膜34變為n溝道TFT。此處，首先添加p型雜質離子，然后添加n型雜質離子，但是可顛倒順序。在該情況下，p型雜質離子的加速電壓或是加速能量優選低于n型雜質離子的加速電壓或是加速能量。至于加速電壓，可使用上述電壓。
此外，p型雜質離子的劑量優選小于n型雜質離子的劑量。
接下來，在包括柵極絕緣膜35及柵電極38a和38b的表面的整個表面上形成層間絕緣膜17，并進行氫化作用。對于層間絕緣膜17，可使用氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜或是硅的氮化氧化物膜。
然后，在層間絕緣膜17上形成抗蝕劑掩模，并且利用抗蝕劑掩模蝕刻該層間絕緣膜17；由此，形成位于每個源區11和15及每個漏區12和16上的接觸孔。
在去除抗蝕劑掩模并形成導電膜之后，利用另一抗蝕劑掩模完成蝕刻，由此形成電極或導線18(TFT的源導線和漏導線，或TFT的電源線)(圖9D)。注意，在該實施方式中，電極和導線是集成的；然而，電極和導線可以是分開形成并電連接的。對于導電膜，可使用TiN，Al和TiN的層狀膜，或Al合金膜。
此處，優選引導電極或是導線使其在從垂直于基底31的方向上看時呈圓角。通過使角成圓角，可防止灰塵等保存在導線的各角中；因此，可減少由灰塵產生的缺陷的數量并可提高產量。利用光敏抗蝕劑通過曝光和顯影制造的掩模用于形成圖案。此外，電極和導線具有重復圖案，其中，每個圖案具有相同的形狀并且彼此以相同的間隔排列。因此，如果使用圖1中的曝光裝置，可以不使用光掩模而以高速度直接寫入來曝光這種重復圖案。因此，不需要制造新掩模的時間，并可實現低成本。
形成將為第二層間絕緣膜19的平整膜。利用光傳輸無機材料(氧化硅、氮化硅、含有氧的氮化硅等)、光敏或是非光敏有機材料(聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環丁烯)、或是它們的疊層形成該平整膜。或者，可利用諸如絕緣膜的透光膜形成平整膜，該絕緣膜由通過涂覆方法獲得的含有烷基的SiOx膜形成。例如，可使用由石英玻璃、烷基硅氧烷聚合物，烷基倍半硅氧烷聚合物，氫倍半硅氧聚合物，氫烷基倍半硅氧烷聚合物等形成的絕緣膜。作為硅氧烷基聚合物的例子，有例如PSB-K1和PSB-K31(Torayindustries，Inc.的產品)的涂覆絕緣膜材料，以及例如ZRS-5PH(Catalysts &Chemicals Insustries Co.，Ltd.的產品)的涂覆絕緣膜材料。第二層間絕緣膜可以是單層或是多層。
利用另一抗蝕劑掩模在第二層間絕緣膜19中形成接觸孔。另外，接觸孔具有重復圖案，其中每個圖案具有相同的形狀，并且以相同的間隔排列。因此，如果使用圖1的曝光裝置，可以高速度直接寫入而不使用光掩模來曝光這種重復圖案。
接下來，形成導電膜20。除了氧化銦錫(ITO)，可利用含有Si元素的氧化銦錫、2至20wt％氧化鋅(Zno)與氧化銦混合形成的IZO(氧化銦鋅)等由透明導電膜形成該導電膜。此后，利用另一抗蝕劑掩模使導電膜形成圖案以形成透明電極(圖9D)。注意，如果不用于顯示裝置，不需要導電膜是透明的。還應注意，該透明膜具有重復圖案，其中每個圖案具有相同的形狀并且以相同的間隔排列。因此，如果使用圖1的曝光裝置，可以不使用光掩模而以高速度直接寫入來曝光這種重復圖案。
此處，將描述無需接觸可進行數字傳輸/接收的半導體器件例如利用本發明的IC標簽或是IC芯片的制造方法。注意，與上述實施方式中相同的那些部件由相同的參考數字表示。首先，在基底31的一個表面上形成釋放層100(圖10A)。用玻璃基底、石英基底、金屬基底或是一個表面上形成有絕緣層的不銹鋼基底，能耐受本步驟中加工溫度的塑料基底等形成基底31。例如基底31的基底不存在尺寸和形狀的限制。當基底31為一個邊長為1米長或是更長的矩形時，可大大提高生產力。這種優點遠遠勝于由圓形硅基底形成無線芯片的情況。另外，在基底31上形成的薄膜集成電路隨后從基底31上分離。換句話說，由本發明提供的無線芯片不具有基底31。因此，薄膜集成電路從其上分離下來的基底31可重復使用多次。在這種方式中，如果基底31重復使用，可實現成本的降低。要被重復利用的基底31最好是石英基底。
注意，在該實施方式中，通過在基底31的一個表面上形成薄膜并通過光刻使其形成圖案可選擇性的提供釋放層100。
利用從鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鉛(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)或是硅(Si)中選出的元素，或是含有這些元素作為主要成分的合金材料或是化合物材料，通過已有的方法(例如，濺射或是等離子體CVD)以單層或是疊層形成釋放膜100。含有硅的層可具有非晶形結構、微晶形結構和多晶形結構的任意一種。
如果釋放層100具有單層結構，優選用鎢層、鉬層或是含有鎢和鉬混合物的層形成。或者，利用含有氧化鎢的層或是含有氧氮化鉬的層；含有氧化鉬的層或是含有氧氮化鉬的層；或是含有鎢和鉬混合物的氧化物或是氧氮化物的層形成釋放層100。注意，鎢和鉬的混合物相當于例如鎢和鉬的合金。
如果釋放層100具有層狀結構，優選的是，其第一層由鎢層、鉬層或是含有鎢和鉬的混合物的層形成，且其第二層由鎢、鉬或是鎢和鉬混合物的氧化、氮化、氧氮化或是氮氧化物形成。
在有含有鎢的層和含有氧化鎢的層的層狀結構形成釋放層100的情況下，可首先形成含有鎢的層，并且在其上形成氧化硅層，以便在鎢層和氧化硅層之間的界面上形成氧化鎢層。這也適用于形成含有鎢的氮化物、氧化氮物或是氮氧化物的情況。例如，在形成鎢層之后，在其上形成氮化硅層、氧氮化硅層或是氮氧化硅層。注意，形成在鎢層上的氧化硅層、氧氮化硅層、氮氧化硅層等作為之后變為基片的絕緣層。
用WOx表示鎢氧化物，其中x在2至3的范圍內。存在x為2(氧化物為WO2)，x為2.5(氧化物為W2O5)，x為2.75(氧化物為W4O11)，x為3(氧化物為WO3)等等情況。在形成鎢氧化物的過程中，并不特別限定x值為某一值，并且可根據蝕刻速度等確定。注意，在氧氣氣氛中通過濺射形成的含有鎢氧化物的層具有最好的蝕刻速度(WOx， 0＜x＜3)。因此，為了縮短制造時間，優選利用在氧氣氣氛中通過濺射形成的含有鎢氧化物的層形成釋放層。
注意，形成釋放層100以便在前述的步驟中接觸基底31；然而，本發明并不局限于此。例如，在形成將成為基膜的絕緣膜以便接觸基底31之后，可形成釋放層100以便接觸絕緣膜。
然后，絕緣膜32形成作為基膜以覆蓋釋放層100。利用含有氧化硅的層或是含有氮化硅的層通過已有的方法(例如，濺射或是等離子體CVD)形成單層或是疊層的絕緣膜32。氧化硅材料是含有硅(Si)和氧(O)的物質，其對應于氧化硅，氧氮化硅，氮氧化硅等等。氮化硅材料是含有硅和氮(N)物質，其對應于氮化硅，氧氮化硅，氮氧化硅等等。
然后，在絕緣膜32上形成非晶形硅膜之后，制造出p溝道TFT和n溝道TFT。可利用上述實施方式中示出的方法制造TFT；因此，此處省略了描述。在制造TFT時，通過利用圖1所示的曝光裝置可進行高速度的直接寫入。圖10B示出已經進行了直到TFT形成的步驟的實例。與圖9D相比，區別在于釋放層設置在基底上面的絕緣膜之下。
在上述實施方式中形成的導電層20用作天線。與上述的實施方式不同，利用從鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)或是銅(Cu)中選出的元素或是含有這些元素作為主要組分的合金材料或是化合物材料以單層或是疊層形成導電膜20。例如，可通過按照阻擋層和鋁層的順序或是按照阻擋層、鋁層和阻擋層的順序層疊形成導電膜20。該阻擋層對應于鈦、氮化鈦、鉬、氮化鉬等等。
接下來，盡管未示出，可通過已有的方法形成保護層以覆蓋薄膜集成電路101。該保護層對應于例如DLC(類金剛石碳)的含碳層，含氮化硅的層，含氮氧化硅的層等等。
然后，通過光刻法蝕刻絕緣層32，35，17和19以便暴露釋放層100，由此形成開口102和103(圖11A)。
然后，通過已有的方法(例如，SOG方法或是微滴排出法)形成絕緣膜104以覆蓋薄膜集成電路101(圖11B)。利用有機材料優選環氧樹脂形成絕緣膜104。形成該絕緣膜104以防止薄膜集成電路101損壞。因為薄膜集成電路101小、薄且重量輕，當去除釋放層之后其不與基底緊密接觸時，容易被損壞。然而，通過在薄膜集成電路101周圍形成絕緣層104，可增加薄膜集成電路101的重量，并因此可防止它由基底31損壞。薄膜集成電路101本身薄且輕；然而，通過形成絕緣層104，可防止薄膜集成電路101卷起并具有一定的強度。注意，在所示的結構中，絕緣層104形成在薄膜集成電路101的頂表面和側表面之上；然而，本發明并不局限于此結構，并且該絕緣膜104可僅形成在薄膜集成電路101的頂表面之上。另外，在上述描述中，在形成開口102和103的步驟之后，進行形成絕緣膜104的步驟；然而，本發明并不局限于這個順序。例如，在層間絕緣膜19上形成絕緣膜104的步驟之后，可通過蝕刻多個絕緣膜進行形成開口的步驟。在這種步驟順序的情況下，僅在薄膜集成電路101的頂表面上形成絕緣膜104。
然后，蝕刻劑加入到開口102和103中，由此去除釋放層100(圖12A)。對于蝕刻劑，使用含有鹵素氟化物或是鹵代化合物的氣體或是溶液。例如，三氟化氯(ClF3)用作含有鹵素化合物的氣體。由此，薄膜集成電路101從基底31上分離。
接下來，薄膜集成電路101的一個表面被粘到第一基片105上，使得薄膜集成電路101完全從基底31上分離(圖12B)。
接下來，薄膜集成電路101的相對表面被粘到第二基片106上，從而使薄膜集成電路101與第一基片105和第二基片106密封(圖13)。因此，完成了IC標簽，其中由第一基片105和第二基片106密封薄膜集成電路101。
第一基片105和第二基片106中的每一個都對應于層狀膜(由聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚氟乙烯、聚氯乙烯等形成)；纖維材料形成的紙；基片膜(例如，聚酯，聚酰胺，無機汽相沉積膜，或是紙)和粘合合成樹脂膜(例如，丙烯酸合成樹脂，環氧合成樹脂)形成的層狀膜；等等。堆疊該層狀膜并附著到一物體上。當在物體上層疊并粘附層狀膜時，通過熱處理熔化設置在層狀膜最外表面上的粘合層或設置在最外層上的層(不是粘合層)，并對其施加壓力以附著。
第一基片105和第二基片106的每個表面可設有粘合層或是沒有粘合層。該粘合層對應于含有例如熱固化樹脂、紫外固化樹脂、環氧樹脂粘合劑或是樹脂添加劑的粘合劑的層。
接下來，將參照附圖描述非接觸發送并接收數據的半導體器件的應用實施例。非接觸發送并接收數據的半導體器件根據使用方式通常被稱為RFID(射頻識別)標簽，ID標簽，IC標簽，IC芯片，RF(射頻)標簽，無線標簽，電子標簽，或是無線芯片。
RFID標簽80具有非接觸發送并接收數據的功能，并且包括電源電路81，時鐘產生電路82，數據解調電路83，數據調制電路84，用于控制其他電路的控制電路85，存儲電路86和天線87(圖14A)。此外，RFID標簽可包括多個存儲電路而不是一個存儲電路。可使用SRAM，閃存，ROM，或FeRAM，或在存儲元件部分中使用上述實施方式中描述的有機化合物層的電路等等。
以無線電波形式從讀/寫器88發送出的信號通過電磁感應被調制為在天線87中的交流電信號。利用交流電信號在電源電路81中產生電源電壓，并利用電源線施加到每個電路上。時鐘產生電路82根據從天線87輸入的交流電信號產生各種類型的時鐘信號，并將這些各種類型的時鐘信號提供給控制電路85。解調電路83解調交流電信號并將經過解調的交流電信號提供給控制電路85。在控制電路85中，根據輸入信號進行各種類型的算法處理。在控制電路85中使用的程序、數據等都存儲在存儲電路86中。另外，存儲電路86也可以用作算法處理中的工作區域。然后，數據從控制電路85被傳送到調制電路84，可根據數據從調制電路84對天線87提供負載調制。因此，讀/寫器88通過無線電波接收施加到天線87上的負載調制使讀/寫器可讀取數據。
此外，RFID標簽可以是不使用電源(電池)通過無線電波將電源電壓施加到每個電路上的類型，或是利用無線電波和電源(電池)將電源電壓施加到每個電路上的另一種類型。
可利用上述實施方式中描述的這種結構制造可折疊的RFID，并因此，這種RFID標簽可附著到具有彎曲表面的物體上。
接下來，將描述柔性RFID標簽使用方式的一個例子。讀/寫器320設置在包括顯示區域321的便攜終端的側面。RFID標簽323設置在產品322的側面(圖14B)。當把讀/寫器320保持在包括在產品322中的RFID標簽323的上面時，關于產品的信息，例如，原材料，原產地、每道工藝中的檢測結果、發行過程的歷史、商品描述，都顯示在顯示區域321上。此外，當商品326用傳送帶傳送時，可利用讀/寫器324和設置在商品326上的RFID標簽325進行商品326的檢查(圖14C)。以這種方式，通過利用系統的RFID標簽，可容易的獲得信息，由此實現高性能和高附加值。如上述實施方式中所描述的，即使當RFID標簽粘附到具有彎曲表面的物體上，也可防止包括在RFID標簽中的薄膜晶體管等損壞，從而提供高可靠性的RFID標簽。
除了上述的描述，柔性RFID標簽的應用范圍很廣，其可應用到任何產品上以便于非接觸地顯示物體歷史，并可應用在生產、管理等中。例如，這種RFID可結合到鈔票、硬幣、證券、證書、持票人債券、包裝容器、書籍、記錄介質、個人物品、車輛、食品、服裝、保健項目、日用品、藥品、電子器件等等中。參照圖15A至圖15H描述這些產品的例子。
鈔票和硬幣包括在市場中的貨幣以及在特定區域中作為貨幣流通的票據(現金憑單)、紀念幣等。證券包括支票、憑證、期票等(見圖15A)。證書包括駕駛證、居留證等(見圖15B)。持票人債券包括郵票、米優惠券、各種禮品優惠券等(見圖15C)。包裝容器包括包裝盒飯等的紙、塑料瓶等等(見圖15D)。書籍包括文件等(見圖15E)。記錄介質包括DVD軟件、錄像帶等等(見圖15F)。車輛包括例如自行車的帶輪子的車輛、船等等(見圖15G)。個人物品包括手袋、眼鏡等(見圖15H)。食品包括食品條目、飲料等。服裝包括衣物、鞋等。保健項目包括醫療器件、衛生用品等。日用品包括家具、照明裝置等。藥品包括醫藥、農藥等。電子器件包括液晶顯示器件、EL顯示器件、電視機(電視接收機、薄型電視接收機)、便攜式電話等。
如上所述，在本實施方式中，例如IC標簽和RFID標簽的半導體器件可通過利用本發明提供的TFT制造。因此，可縮短制造時間并降低制造成本，由此實現低成本。
因此，當RFID標簽結合到包裝容器、記錄介質、個人用品、食品、服裝、日用品、電子器件等中時，可提高檢測系統、零售系統等的效率。RFID標簽也可防止車輛被偽造或是被偷。此外，當RFID芯片被植入到例如動物的生物體中時，可容易地識別每個生物體。例如，當具有傳感器的RFID標簽植入到例如家畜的生物體中時，不僅是出生年份、性別、品種等而且例如當前體溫等健康狀況都可以容易地管理。
注意，本實施方式可與上述任一種實施方式自由組合。換句話說，本發明包括示于上述方式的結構和示于本實施方式的結構的任意組合。
示出利用本發明制造液晶顯示裝置(LCD)的一個例子。
在此描述的顯示器件的制造方法是同時制造包括像素TFT的像素部分和設置在像素部分周圍的驅動器電路區域的TFT的方法。注意，為了簡化描述，示出了作為基本單元的CMOS電路作為驅動器電路。
首先，根據上述實施方式進行直到圖16所示的形成TFT的步驟。注意，以相同的附圖標記標識與上述實施方式中相同的部分。注意，在本實施方式中，作為像素TFT的晶體管552是多柵極TFT。
在形成圖9D所示的層間絕緣膜17之后，形成將作為第二層間絕緣膜19的平整膜。對于平整膜，可使用上述實施方式中提到的平整膜。
接下來，利用抗蝕劑掩模在第二層間絕緣膜19和層間絕緣膜17中形成接觸孔。
在第二層間絕緣膜19上形成抗蝕劑掩模，并利用該抗蝕劑掩模蝕刻第二層間絕緣膜19和層間絕緣膜17，以便形成位于源區的接觸孔和位于漏區的接觸孔。
去除抗蝕劑掩模并形成導電膜之后，利用另一抗蝕劑掩模進行蝕刻，由此形成電極或是導線540至544(TFT的源導線或是漏導線等等)。對于導電膜，可使用TiN、Al、TiN的層狀膜或Al合金膜等等。
此處，優選引導電極或是導線使其從垂直于基底的方向上看上去時呈圓角。通過使角變圓，可防止灰塵等保留在導線的各角；因此，可減少由灰塵產生的缺陷的數量并增加產量。利用光敏抗蝕劑作為光掩模通過曝光和顯影制造出的掩模用于形成圖案。注意，電極或是導線540至544具有重復圖案，其中每個圖案具有相同的形狀并以相同的間隔排列。因此，如果使用圖1所示的曝光裝置，可以不使用光掩模而以高速度直接寫入來曝光這種重復圖案。
接下來，在第二層間絕緣膜19和導線或是電極540至544上形成第三層間絕緣膜610。注意，可利用與第二層間絕緣膜19相似的材料形成該第三層間絕緣膜610。
接下來，利用圖1中用于直接寫入的直接寫入掩模和曝光裝置形成抗蝕劑掩模，并且通過干蝕刻部分去除第三層間絕緣膜610以形成開口(接觸孔)。在形成該接觸孔的過程中，用四氟化碳(CF4)、氧氣(O2)和氦氣(He)作為蝕刻氣體。注意，接觸孔的底部到達電極或導線544。
然后，去除抗蝕劑掩模之后，在整個表面上形成第二導電膜。利用光掩模在第二導電膜上形成圖案，由此形成像素電極623，其與電極或是導線544電連接(圖16)。當制造反射型液晶顯示面板時，可利用諸如Ag(銀)、Au(金)、銅(Cu)、鎢(W)或Al(鋁)的光反射金屬材料通過濺射形成像素電極623。
在制造透射型液晶顯示面板的情況下，利用諸如氧化銦錫(ITO)，含有氧化硅的氧化銦錫，氧化鋅(ZnO)或是氧化錫(SnO2)透明導電膜形成像素電極623。
圖17是包括像素TFT的像素部分一部分的放大頂視圖。此外，圖16示出了在形成像素電極的一個中間過程，圖16中的右像素示出了已形成像素電極的狀態，且圖16的左像素示出了未形成像素電極的狀態。沿著圖17中實線A-A’的截面圖對應于圖16中像素部分的橫截面，并用相同的附圖標記標識對應于那些圖16中的部分。
像素設置在源極信號線542和柵極信號線4802交點上，并具有晶體管552、電容元件4804以及液晶元件。注意，在該圖中，僅示出了用于驅動液晶元件的液晶的一對電極中的一個(像素電極623)。
晶體管552包括半導體層4806、第一絕緣膜和柵極信號線4802的一部分，柵極信號線4802的該部分與半導體層4806重疊，其間插入有第一絕緣膜。半導體層4806將晶體管552的有源層。第一絕緣膜用作晶體管的柵極絕緣膜。通過接觸孔4807將晶體管552的源極或是漏極之一連接到源極信號線543上，并且通過接觸孔4808將另一個連接到連接導線544上。通過接觸孔4810將連接導線544連接到像素電極623上。利用與源極信號線543相同的導電層通過同時進行的圖案形成可形成連接導線544。
電容元件4804是具有如下結構的電容元件，即，利用半導體層4806和與半導體層4806重疊的電容導線4811作為一對電極，在半導體層和電容導線之間有第一絕緣膜，以及第一絕緣層作為介電層(稱為第一電容元件)。注意，或者，電容元件4804可具有如下的結構，即，利用電容導線4811和與電容導線4811重疊的像素電極623作為一對電極，在電容導線4811和像素電極623之間有第二絕緣膜，并且第二絕緣層作為介電層(稱為第二電容元件)。因為第二電容元件與第一電容元件并聯，可通過提供第二電容元件增加電容元件4804的電容。此外，電容導線4811可通過使導電層形成圖案而與柵極信號線4802同時形成，該導電層也可用于形成柵極信號線4802。
半導體層4806，柵極信號線4802、電容線4811、源極信號線543、連接線544和像素電極623的圖案具有在拐角邊長為10μm或更短的倒角(chamfered)形狀。通過利用直接寫入掩模和圖1中的曝光裝置制造掩模圖案，并利用該掩模圖案形成圖案，可獲得圖案的拐角被倒角的形狀。注意，圖案的拐角還可以是圓的。換句話說，通過適當的設定曝光條件和蝕刻條件，圖案形狀可比掩模圖案更平滑。
當導線和電極中彎曲部分或是線寬度改變的部分的拐角是平滑的且為圓形時，有下述的各種影響。當進行利用等離子體的干蝕刻時，通過把突出部分切成斜面，可抑制由異常放電導致的細小顆粒的產生。即使產生了細小顆粒，也可防止這些細小顆粒在清潔時堆積在拐角，并且可以通過將凹部切成斜面沖掉細小顆粒。因此，可解決制造過程中細小顆粒或是灰塵的問題，并可提高產量。
通過上述步驟，完成了液晶顯示器的TFT基底，其中在基底上形成為頂部柵極像素TFT的晶體管552，具有頂部柵極TFT 550和551的CMOS電路553，以及像素電極623。
然后，形成覆蓋像素電極623的配向膜624a。可通過微滴排出法、絲網印刷或膠印形成配向膜624a。在此之后，摩擦配向膜624a的表面。
在相對基底625上設置包括彩色層626a、光遮蔽層(黑矩陣)626b的濾色器和外涂層627，并在其上形成透射或反射的相對電極628及配向膜624b(圖19)。然后，通過微滴排出法形成具有封閉圖案的密封劑600，以環繞重疊包括像素TFT的像素部分650的區域(圖18A)。因為要滴入液晶，示出了施加密封劑600以形成密封圖案的例子。或者，可使用浸漬法(抽吸法)，其中，在將基底500附著到相對基底625之后，通過利用毛細管作用將液晶引入到兩基底之間的空間中。
然后，在壓力降低情況下，滴落液晶合成物629，以使氣泡不混合在其中(圖18B)，由此使基底500和625彼此附著(圖18C)。液晶一次或是多次滴入具有閉環的密封圖案中。對于液晶合成物629的排列方式，使用TN方式，其中液晶分子的排列從光線進入的位置到光發出的位置扭曲90°。基底以摩擦方向彼此垂直的方式相互附著。
可通過分散球形襯墊或形成由樹脂制成的圓柱襯墊，或是在密封劑600中混合填充料來保持一對基底之間的距離。上面提到的圓柱襯墊由含有丙烯酸、聚酰亞胺、聚酰亞胺酰胺化合物或是環氧樹脂中的至少一種作為主要成分的有機樹脂材料，或是具有氧化硅、氮化硅、含有氮的氧化硅中的一種的無機材料，或是它們的層狀膜形成。
然后，基底被分段。在從一個基底獲得多個面板的情況下，基底被分割為每個面板。另一方面，在由一個基底獲得一個面板的情況中，通過附著預先被切割的相對基底到該基底上而可省略分割步驟(圖19和圖18D)。
然后，利用已有的技術將FPC(柔性印刷電路板)附著到各向異性導電層上。通過上述步驟，完成了液晶顯示器件。另外，如果需要，可粘附光學膜。在制造透明液晶顯示器件的情況下，偏振片附著到TFT基底和相對基底的每一個上。
圖20A示出了利用上述步驟獲得的液晶顯示器件的頂視圖，圖20B示出了另一液晶顯示器件頂視圖的一個例子。
在圖20A中，附圖標記1表示TFT基底，625表示相對基底，650表示像素部分，600表示密封劑，且801表示FPC。此處，通過微滴排出法排出液晶合成物，并且在降低了壓力的情況下用密封劑600使該對基底500和625彼此附著。
在圖20B中，附圖標記1表示TFT基底，625表示相對基底，802表示源極信號線驅動電路，803表示柵極信號線驅動電路，650表述像素部分，600a表示第一密封劑，并且801表示FPC。此處，通過微滴排出法排出液晶合成物，并且利用第一密封劑600a和第二密封劑600b使該對基底500和625彼此附著。因為在驅動器電路區域802和803中不需要液晶，液晶僅保持在像素部分650中，并且提供第二密封劑600b用于整個面板的加強。
如上所述，在該實施方式中，可使用本發明的TFT制造液晶顯示器件。因此，可縮短制造時間并降低成本。本實施方式中制造的液晶顯示器件可用作各種電子器件的顯示區。
注意，盡管在本實施例中使用頂部柵極TFT用作TFT，但本發明并不局限于此結構，并且也可以適當地使用底部柵極(反向交錯)TFT或是交錯TFT，此外，本發明并不局限于多柵極TFT，也可使用單柵極TFT。
如需要，本實施方式可以與前述任一實施方式自由組合。
在實施方式5中，參照附圖描述根據本發明制造發光器件的例子。首先，完成直到形成圖21所示TFT的步驟。注意，與前述實施方式中相同的部分用相同的附圖標記表示。注意，圖21中僅示出了一個TFT。注意，當制造TFT時，可利用圖1中的曝光裝置進行直接寫入。因此，無需制造新掩模的成本和時間，可實現低成本。
形成層間絕緣膜17之后，形成將作為第二層間絕緣膜19的平整膜。對于平整膜，可使用上述實施方式中所描述的平整膜(圖21A)。
利用抗蝕劑掩模在第二層間絕緣膜19和層間絕緣膜17中形成接觸孔。
接下來，形成到達半導體層的接觸孔。可利用抗蝕劑掩模通過蝕刻直到暴露半導體層來形成接觸孔。無論是濕蝕刻或是干蝕刻都可以。根據條件，可進行一次或是多次蝕刻。當進行多次蝕刻時，濕蝕刻和干蝕刻都可以。
然后，形成導電層以覆蓋各接觸孔及第二層間絕緣膜19。可通過將導電層處理成所需的形狀形成連接部分161a、導線161b等。該導線可以是鋁，銅，鋁、碳和鎳合金，鋁、碳和鉬合金等的單層。或者，以從基底側按照順序鉬、鋁、鉬的層狀結構形成導線。或者，也可使用鈦、鋁和鈦的結構或是鈦、氮化鈦、鋁和鈦的結構(圖21C)。通過使用圖1的曝光裝置將導電層形成為所需形狀，可實現低成本。
形成第三層間絕緣膜163以覆蓋連接部分161a、導線161b和第二層間絕緣膜19。作為第三層間絕緣膜163的材料，優選使用由丙烯酸、聚酰亞胺、硅氧烷等形成的自平整涂覆膜。在本實施方式中，第三層間絕緣膜163由硅氧烷形成(圖21D)。
接下來，可在第三層間絕緣膜163上形成由氮化硅構成的絕緣膜。這種形成防止第三層間絕緣膜163被蝕刻多于在蝕刻像素電極的后續步驟中所需的量。因此，當像素電極和第三層間絕緣膜之間的蝕刻速度差異較大時，該絕緣膜不是必需的。
接下來，形成穿過第三層間絕緣膜163到達連接部分161a的接觸孔。形成透光導電層以覆蓋接觸孔和第三層間絕緣膜163(或是絕緣膜)之后，加工透光導電層以形成薄膜發光元件的第一電極164。此處，第一電極164與連接部分161a電接觸。
第一電極164可由例如鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鋰(Li)、銫(Cr)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)或鈦(Ti)的導電金屬材料；例如鋁-Si(Al-Si)，鋁-鈦(Al-Ti)，或鋁-硅-銅(Al-Si-Cu)的它們的合金；例如氮化鈦(TiN)的金屬材料的氮化物，例如氧化銦錫(氧化銦錫)、含有硅的ITO、2wt％至20wt％氧化鋅(ZnO)與氧化銦混合的IZO(氧化銦鋅)等的金屬化合物形成。
光從其發射的電極優選使用透明導電膜形成。例如，可使用例如ITO(氧化銦錫)、含有硅的ITO(ITSO)、或2wt％至20wt％氧化鋅(ZnO)與氧化銦混合的IZO(氧化銦鋅)的金屬化合物。或者，可使用例如Al或Ag的極薄的金屬膜。當光通過第二電極發射時，對第一電極164可使用高反射材料(例如，Al，Ag等)。在本實施方式中，ITSO用于第一電極164(圖22A)。
接下來，形成由有機材料或是無機材料構成的絕緣膜以覆蓋第三層間絕緣膜163(或是絕緣膜)和第一電極164。然后，加工絕緣膜使其部分暴露第一電極164，由此形成分割壁165。作為分割壁165的材料，優選光敏有機材料(例如丙烯酸或是聚酰亞胺)。或者，也可使用非光敏有機或無機材料。另外，通過利用分散劑等將黑色顏料或是染料，例如鈦黑或是氮化碳，擴散到分割壁165的材料中的方式將分割壁變黑的方法，使分割壁165變黑，分割壁165可用作黑矩陣。最好是分割壁165具有錐形形狀，其中其朝向第一電極的端面具有連續變化的曲率(圖22B)。
接下來，形成含有發光物質的層166，隨后形成覆蓋含有發光物質的層166的第二電極167。這樣，可制造其中含有發光物質的層166夾于第一電極164和第二電極167之間的發光元件193，通過對第一電極施加比第二電極高的電壓可以獲得光發射(圖22C)。對于用于形成第二電極167的電極材料，可使用與第一電極材料相似的材料。在本實施方式中，鋁用作第二電極。
此外，通過汽相沉積、噴墨法、旋轉涂敷法、浸漬涂布法等形成含有發光物質的層166。含有發光物質的層166可以是具有例如空穴傳輸、空穴注入、電子傳輸、電子注入、光發射的不同作用的各層的疊層，或者可以是單層發光層的。此外，有機化合物的單層或是疊層經常用作含有發光物質的層的材料；然而，在本發明中，例如，無機化合物可添加到含有有機化合物的膜的一部分中以形成與第一電極或是第二電極接觸的層。
在此之后，通過等離子體CVD形成含有氮的氧化硅膜作為鈍化膜。在使用含有氮的氧化硅膜的情況下，優選形成利用SiH4、N2O和NH3通過離子體CVD制造的氧氮化硅膜，利用SiH4和N2O通過離子體CVD制造的氧氮化硅膜，或是利用用Ar稀釋的SiH4和N2O氣體通過離子體CVD制造出的氧氮化硅膜。
對于鈍化膜，使用SiH4、N2O和H2制造的氧氮化硅氫化物膜也是可以的。自然的，第一鈍化層的并不局限于單層結構，該鈍化層可形成為具有單層結構或是包括含有硅的另一絕緣層的層狀結構。可形成氮化碳膜和氮化硅膜的多層膜，包括苯乙烯聚合物的多層膜，氮化硅膜或是類金剛石碳膜替代含有氮的氧化硅膜。
接下來，為了保護發光元件使之不受例如水的加速惡化材料的侵害，密封顯示器區域。在使用相對基底密封的情況下，相對基底和元件基底用絕緣密封劑附著在一起以暴露外面的連接部分。相對基底和元件基底之間的空間可填充惰性氣體，例如干氮氣，或是像素部分的整個表面可被用于粘附相對基底的密封劑涂敷。優選使用紫外固化樹脂等作為密封劑。干燥劑或是用于保持基底間間隙均勻的顆粒可混合在密封劑中。接著，柔性導線基底粘貼在外部連接部分上，由此完成發光器件。
將參照圖23A和圖23B描述這樣制造出的發光器件的結構的一個例子。盡管形狀不同，但還是用的相同的附圖標記表示具有相同作用的部件，并且將省略對它們的描述。在該實施方式中，薄膜晶體管170通過連接部分161a連接到發光元件193上。
在圖23A中，第一電極164由透光導電膜形成，并具有來自含有發光物質的層166發射的光從基底31側射出的結構。附圖標記194表示相對基底，其在形成發光元件193之后用密封劑等被固定在基底31上。通過填充相對基底194和具有透光樹脂188等的元件間的空間并密封該空間，可以防止發光元件193由于潮濕而劣化。此外，樹脂188最好具有吸濕性。還有，更好的是，將具有高透光性的干燥劑189分散在樹脂188中，進一步抑制潮濕的影響。
在圖23B中，第一電極164和第二電極167每一個都用透光導電膜形成，并且光可以從基底31和相對基底194中射出。具有這種結構，可以通過在基底31和相對基底194外側分別提供偏振片190而防止屏幕變為半透明，由此增加可見度。保護膜191優選設置在偏振片190的外側。
根據本發明，模擬視頻信號或是數字視頻信號都可用于具有顯示功能的發光器件中。數字視頻信號包括利用電壓的視頻信號和利用電流的視頻信號。當發光元件發射光時，輸入到像素中的視頻信號使用恒壓或恒流。當視頻信號使用恒壓時，施加到發光元件上的電壓或是在發光元件中流動的電流是恒定的。同時，當視頻信號使用恒流時，施加到發光元件上的電壓或是在發光元件中流動的電流是恒定的。施加有恒定電壓的發光元件由恒定電壓驅動，其中流動恒定電流的發光元件由恒定電流驅動。恒定電流在由恒定電流驅動的發光元件中流動，而不受發光元件電阻變化的影響。上述任何一個驅動方法可用于根據本發明的發光器件或是驅動方法。
根據本發明具有這種結構的發光器件是高度可靠的發光器件。根據本發明具有這種結構的發光器件是可提供具有較好色純度的藍光發射的發光器件。此外，根據本發明具有這種結構的發光器件是可提供良好顏色再現性的發光器件。本實施可以與上述任一實施方式的適當結構組合。
本實施方式將參照圖24A和24B描述其為本發明的發光器件的面板的外觀。圖24A是面板的頂視圖，其中在基底4001上形成的晶體管和發光元件用形成在基底4001和相對基底4006之間的密封劑密封。圖24B是對應于圖24A的截面圖。安裝在該面板的發光元件具有如上述實施方式中描述的結構。
提供密封劑4005以環繞設置在基底4001上的像素部分4002，信號線驅動電路4003和掃描線驅動電路4004。此外，相對基底4006設置在像素部分4002、信號線驅動電路4003和掃描線驅動電路4004上。因此，像素部分4002、信號線驅動電路4003和掃描線驅動電路4004與填充劑4007一起與基底4001、密封劑4005和相對基底4006密封。
設置在基底4001上的像素部分4002、信號線驅動電路4003和掃描線驅動電路4004具有多個薄膜晶體管。圖24B示出了包括在信號線驅動電路4003中的薄膜晶體管4008和包括在像素部分4002中的薄膜晶體管4010。該發光元件4011與薄膜晶體管4010電連接。
此外，導線4014對應于用于對像素部分4002、信號線驅動電路4003和掃描線驅動電路4004提供信號或是電源電壓的導線。導線4014通過導線4015與連接端子4016相連接。連接端子4016通過各向異性導電膜4019與柔性印刷電路(FPC)4018的端子電連接。
對于填充劑4007，除了諸如氮氣或氬氣的惰性氣體外，還可使用紫外固化樹脂或是熱固化樹脂。例如，可使用聚氯乙烯、丙烯酸、聚酰亞胺酰胺、環氧樹脂、硅樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、乙烯亞乙烯醋酸鹽(ethylene vinylene acetate)。
應注意的是，根據本發明的發光器件在其范疇內包括其中形成具有發光元件的像素部分的面板以及其中IC安裝在面板上的模塊。該實施方式可適當地用在與上述實施方式的任一結構的適當組合中。
本實施方式將描述示于實施方式6中的在面板和模塊中的像素電路和保護電路，以及它們的操作。圖21A至圖24B是驅動TFT1403或開關TFT1401以及發光元件1405的截面圖。
示于圖25A中的像素包括列方向上的信號線1410和電源線1411和1412以及行方向上的掃描線1414。該像素還包括開關TFT1401、驅動TFT1403、電流控制TFT1404、電容元件1402和發光元件1405。
除驅動TFT1403的柵電極與行方向上設置的電源線1412相連接外，示于圖25C中的像素具有與圖25A中的像素的相同的結構。換句話說，示于圖25A和25C中的像素具有相同的等效電路圖。然而，在列方向上排列電源線1412的情況下(圖25A)以及在行方向上排列電源線1412的情況下(圖25C)，在不同的層中利用導電膜形成每個電源線。此處，關注連接到驅動TFT1403的柵電極上的導線，并且為了示出這些導線是在不同層中制造出來的，分別在圖25A和25C中示出了其結構。
至于示于圖25A和圖25C中的像素的特征，在像素內驅動TFT1403和電流控制TFT1404串聯，并且優選設定驅動TFT1403的溝道長度L(1403)和溝道寬度W(1403)，以及電流控制TFT 1404的溝道長度L(1404)和溝道寬度W(1404)，使其滿足L(1403)/W(1403)∶L(1404)/W(1404)＝5至6000∶1。
驅動TFT1403在飽和區域工作并用于控制流入發光元件1405的電流的電流值。電流控制TFT1404在線性區域工作并用于控制施加到發光元件1405上的電流。考慮到制造工序，驅動TFT1403和電流控制TFT1404優選具有相同的電導率類型，且在本實施方式中驅動TFT1403和電流控制TFT1404都是n溝道型TFT。驅動TFT1403可以是增強模式TFT，也可以是耗盡模式的TFT。因為電流控制TFT1404在根據本發明的具有上述結構的發光器件的線性區域中工作，電流控制TFT1404的Vgs的輕微波動不會影響發光元件1405的電流值。換句話說，可通過在飽和區域中工作的驅動TFT1403確定發光元件1405的電流值。具有上述結構，可減小由于TFT特性的變化而導致的發光元件亮度的變化，由此提供了改善圖像品質的發光器件。
在圖25A和25D所示的像素中，開關TFT1401控制視頻信號到像素的輸入，并且當開關TFT1401被接通ON時，視頻信號被輸入到像素中。然后，在電容元件1402中保持視頻信號的電壓。盡管圖25A和圖25C示出了其中提供電容元件1402的結構，但本發明并不局限于此。當柵極電容等可用作保持視頻信號的電容器時，則無需提供電容器元件1402。
除了增加了TFT1406和掃描線1414之外，圖25B所示的像素與圖25A示出的像素結構相同。同樣的，除了增加了TFT1406和掃描線1414之外，圖25D所示的像素與圖25C示出的像素結構相同。
由額外提供的掃描線1414控制TFT1406的ON或OFF。當TFT1406被接通ON時，保持在電容器元件1402中的電荷被釋放；因此，電流控制TFT1404關斷為OFF。換句話說，通過提供TFT1406，被迫地產生電流不流入發光元件1405的狀態。由于這個原因，TFT1406被稱為擦除器TFT。因此，在圖25B和圖25D示出的結構中，在將信號寫入所有像素之前，發光周期可在寫入時段開始的同時或寫入周期剛剛開始之后開始。
在圖25E所示的結構中，在列方向上排列信號線1410和電源線1411，并在行方向上設置掃描線1414。此外，像素包括開關TFT1401、驅動TFT1403、電容元件1402和發光元件1405。除了增加了TFT1406和掃描線1415之外，圖25F所示的像素具有與圖25E所示的像素相同的像素結構。在圖25F所示的結構中，通過提供TFT1406可提高占空比。
如所描述的，可使用各種類型的像素電路。尤其是，在由非晶形半導體膜形成薄膜晶體管的情況中，驅動TFT1403的半導體膜優選較大。在上述像素電路中，優選是頂部發射型，其中來自發光元件的光從相對基底提取。因為在每個像素中設置TFT，當像素密度增大時，可以以低電壓驅動這種有源矩陣發光器件，這被認為是一種優點。
盡管本實施方式描述了在每個像素中設置TFT的有源矩陣發光器件，但也可以使用無源矩陣發光器件。因為在無源矩陣發光器件中的每個像素中并不設有TFT，所以可獲得高孔徑比。在光從發光元件兩側發射出來的發光器件中，無源矩陣發光元件的透射比增大。
接下來，將描述利用圖25E中所示的等效電路，在掃描線和信號線上設置作為保護電路的二極管的情況。
在圖26中，在像素部分1500中設有開關TFT1401、驅動TFT1403、電容元件1402和發光元件1405。二極管1561和1562設置在信號線1410上。以與制造開關TFT1401或是驅動TFT1403相似的方式，根據上述實施例制造二極管1561和1562，并且二極管1561和1562具有柵電極、半導體層、源電極、漏電極等。通過使柵電極與漏電極或是源電極連接，二極管1561和1562作為二極管工作。
利用與柵電極相同的層形成連接各二極管的等電位線1554和1555。因此，為了使等電位線1554和1555與二極管的源電極或是漏電極相連，必需在柵極絕緣膜中形成接觸孔。設置在掃描線1414中的二極管具有相同的結構。
如所描述的，根據本發明，可同時制造在輸入級設置的保護二極管。保護二極管形成的位置并不局限于此，并且二極管也可設置在驅動電路和像素之間。本實施方式可與上述實施方式的適當結構適當組合。
在實施方式8中，將參照圖27A至圖27E以及圖28描述具有本發明的發光器件，并用安裝有前述實施方式示出的例子中的模塊的電子器件。對于電子器件，可以是攝像機、數字照相機、護目鏡型(goggle type)顯示器(頭戴顯示器)、導航系統、聲音再現裝置(例如，汽車音響組件)、計算機、游戲機、便攜信息終端(例如，移動計算機、蜂窩電話、便攜游戲機、電子書籍等)、配備有記錄介質的圖像再現器件(具體的說，可再現例如數字通用盤(DVD)的記錄介質的內容且具有可顯示存儲在其中的圖像的顯示器的器件)等等。
圖27A示出了用于電視接收器或是個人計算機等的監視器，其包括殼體3001、顯示區域3003和揚聲器3004等。有源矩陣顯示器可設置在顯示區域3003中。顯示區域3003中的每個像素包括根據本發明制造的TFT。通過使用本發明的TFT，可縮短制造時間并降低制造成本，由此，可以以低成本制造電視機。
圖27B示出了一種蜂窩電話，其包括主體3101、殼體3102、顯示區域3103和音頻輸入部分3104、音頻輸出部分3105、操作鍵3106和天線3108等等。有源矩陣顯示器件設置在顯示區域3103中。顯示區域3103中的每個像素包括根據本發明制造的TFT。通過使用本發明的TFT，可縮短制造時間并降低制造成本，由此，可以以低成本制造蜂窩電話。
圖27C示出了一種計算機，其包括主體3201、殼體3202、顯示區域3203、鍵盤3204、外部連接端口3205、指向鼠標3206等等。有源矩陣顯示器件設置在顯示區域3203中。顯示區域3203中的每個像素包括根據本發明制造的TFT。通過使用本發明的TFT，可縮短制造時間并降低制造成本，由此，可以以低成本制造計算機。
圖27D示出了一種移動計算機，其包括主體3301、顯示區域3302、開關3303、操作鍵3304、紅外端口3305等等。有源矩陣顯示器件設置在顯示區域3302中。顯示區域3302中的每個像素包括根據本發明制造的TFT。通過使用本發明的TFT，可縮短制造時間并降低制造成本，由此，可以以低成本制造移動計算機。
圖27E示出了一種便攜游戲機，其包括殼體3401、顯示區域3402、揚聲器部分3403、操作鍵3404、記錄介質插入部件3405等等。有源矩陣顯示器件設置在顯示區域3402中。顯示區域3402中的每個像素包括根據本發明制造的TFT。通過使用本發明的TFT，可縮短制造時間并降低制造成本，由此，可以以低成本制造便攜游戲機。
圖28示出了一種紙顯示器，其包括主體3110、像素部分3111、驅動IC3112、接收器件3113、薄膜電池3114等等。接收器件3113可接收來自上述蜂窩電話的紅外通信端口3107的信號。有源矩陣顯示器件設置在像素部分3111中。像素部分3111中的每個像素包括根據本發明制造的TFT。通過使用本發明的TFT，可縮短制造時間并降低制造成本，由此，可以以低成本制造紙顯示器。
如前所述，本發明的應用范圍十分廣泛，并且本發明可應用到所有領域中的電子器件中。
本申請基于2005年9月28日向日本專利局申請的日本專利申請序列號為No.2005-281610的申請，其全文在此引入作為參考。
權利要求
1.一種激光加工裝置，包括用于保持基底的平臺；設置在由平臺保持的基底之上的掩模，其具有至少一個開口圖案，其中多個開口以近似相同的間隔排列成一條直線，該多個開口的每一個具有近似相同的尺寸；用于形成線性激光束的激光加工機構；以及用于移動激光束與由平臺保持的基底之間的相對位置的移動機構，該激光束是以由激光加工機構形成的線性激光束經過該開口圖案的該多個開口的方式形成的。
2.根據權利要求
1的激光加工裝置，其中該開口圖案中的開口的形狀不同于另一開口圖案中的開口的形狀；并且在該開口圖案中的各開口之間的間隔不同于另一開口圖案中各開口之間的間隔。
3.根據權利要求
1的激光加工裝置，其中開口的每個形狀是圓形、橢圓形或是多邊形。
4.根據權利要求
1的激光加工裝置，其中用由激光加工機構形成的線性激光束照射掩模的照射區域優選大于該一個開口圖案。
5.根據權利要求
1的激光加工裝置，其中提供用于阻擋一部分線性激光束的光屏蔽機構。
6.一種曝光裝置，包括用于保持要曝光的基底的平臺；設置在由平臺保持的要曝光的基底之上的用于直接寫入的掩模，其具有至少一個開口圖案，其中多個開口以近似相同的間隔排列成一條直線，該多個開口的每一個具有近似相同的尺寸；用于形成線性激光束的激光加工機構；以及用于移動激光束與由平臺保持的要曝光的基底之間的相對位置的移動機構，該激光束是以由激光加工機構形成的線性激光束經過該開口圖案的該多個開口的方式形成的。
7.根據權利要求
6的曝光裝置，其中開口圖案中的開口的形狀不同于另一開口圖案中的開口的形狀；并且在該開口圖案中的各開口之間的間隔不同于另一開口圖案中各開口之間的間隔。
8.根據權利要求
6的曝光裝置，其中開口的每個形狀是圓形、橢圓形或是多邊形。
9.根據權利要求
6的曝光裝置，其中用由激光加工機構形成的線性激光束照射掩模的照射區域優選大于該一個開口圖案。
10根據權利要求
6的曝光裝置，其中進一步提供用于阻擋一部分線性激光束的光屏蔽機構。
11.一種曝光方法，包括用線性激光束沿著開口圖案照射具有開口圖案的掩模，該開口圖案中的多個開口具有近似相同的尺寸并且以近似相同的間隔排列成一條線；使線性激光束穿過該開口圖案中的該多個開口，使得經過開口的線性激光束形成為曝光激光束；并且在用曝光激光束照射要曝光的基底以進行曝光的同時，移動曝光激光束和將要曝光的基底的相對位置。
12.根據權利要求
11的曝光方法，其中該多個開口的每個形狀是圓形、橢圓形或是多邊形。
13.根據權利要求
11的曝光方法，其中用線性激光束沿該開口圖案照射的照射區域優選大于該開口圖案的該多個開口。
14.根據權利要求
11的曝光方法，其中當沿著開口圖案進行線性激光束照射時，阻擋一部分線性光束用于光屏蔽。
專利摘要
激光加工裝置，曝光裝置和曝光方法。一種曝光裝置，包括用于保持要曝光的基底8的平臺10；設置在由平臺10保持的要曝光的基底8之上的直接寫入掩模6；掩模上設有重復開口圖案，其中每一個具有近似相同尺寸的多個開口以近似相同的間隔排列成一條線；用于用線性激光束1c沿重復開口圖案照射的照射機構；以及用于移動激光束與由平臺保持的基底之間的相對位置的移動機構，該激光束是以由激光加工機構形成的線性激光束經過開口圖案的多個開口的方式形成的。
文檔編號H01L21/00GK1991587SQ200610064238
公開日2007年7月4日 申請日期2006年9月28日
發明者中村理, 山本裕子 申請人:株式會社半導體能源研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan