半色调掩模、制造方法和有源矩阵型显示设备技术

一种用于形成具有不同膜厚度的不同抗蚀图案的半色调掩模，所述半色调掩模包括：用于形成第一抗蚀图案的第一掩模图案；用于形成具有小于第一抗蚀图案的膜厚度的第二抗蚀图案的第二掩模图案；以及形成第二掩模图案的至少部分边缘区域的第三掩模图案。第三掩模图案用于形成具有大于第二抗蚀图案的膜厚度的第三抗蚀图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半色调掩模(halftone mask)、制造方法以及有源矩阵 型显示设备。
技术介绍
液晶显示(LCD)装置和有机电致发光(OEL)显示装置为有源矩阵 型显示设备的实例。在这种有源矩阵型显示设备的制造中，采用利用回流 抗蚀图案降低光刻加工过程的数量的方法。日本专利申请公开出版物第2002 — 334830号(此后称为文献l)公开了一种通过进行具有不同膜厚度的抗蚀图案的回流处理形成回流抗蚀图 的技术。此抗蚀图通过利用作为曝光掩模的半色调掩模形成。回流处理方法包括加热回流处理方法和医用流体溶解回流处理方法。 通过医用流体溶解回流处理方法的抗蚀剂的散布度大于加热回流处理方 法。因此，医用流体溶解回流处理方法可以容易地使相邻的抗蚀图案合成 为一体。通过医用流体溶解回流处理方法在抗蚀剂和基板之间的粘接比通 过加热回流处理方法获得的粘接强。回流抗蚀图用于诸如LCD装置的薄膜晶体管的非晶硅(a-Si)膜的图 案形成。在下文中，"非晶硅膜的图案"表述为"a-Si图案"。a-S溜案存在于 TFT区域(源电极和漏电极的下区域以及栅电极的上区域等)中以及数据 线区域(数据线和数据线端子等的下区域)中。在上述文献l所公开的回流抗蚀图中，由于TFT区域和数据线区域的a-Si图案宽度变得比漏电极、源电极以及数据线的宽度大(参见文献l的图 5-图7)，所以TFT区域和栅电极之间的寄生电容增加。由于数据线区域的 a-Si图案宽度变大，所以数据线和像素电极之间的寄生电容也增加。这种寄生电容的增加使得信号传递延迟并减缓了转换速度，而且在 LCD装置的显示图像中也造成显示不均衡。已经知道利用用于抑制数据线区域中的a-Si图案宽度的增加的半色调 掩模的方法。图19A到图19F显示了通过利用相关
中的半色调掩 模在TFT基板上形成抗蚀图案的过程。图19A是对应于TFT区域的半色调 掩模的俯视图，而图19B是在图19A中的xl-xl的横截面处的截面图。形成于显示在图19A和图19B中的玻璃基板211上的半色调掩模200包 括第一掩模图案221和222以及第二掩模图案241和242。第一掩模图案221 是对应于靠近TFT通道的漏极区域的掩模图案，而第二掩模图案241是对 应于远离TFT通道的漏极区域的掩模图案。第一掩模图案222是对应于靠 近TFT通道的源极区域的掩模图案，第二掩模图案242是对应于远离TFT通道的源极区域的掩模图案。图19C显示了通过利用此半色调掩模200形成的抗蚀图案221a、 2"a、241a和242a的截面图。使用的抗蚀剂为正性抗蚀剂。抗蚀图案221a、 222a、 241a和242a形成于a-S鹏251和金属膜252层叠在其上的基板250上。如图19C所示，抗蚀图案241 a和242a对应于第二掩模图案241和242形 成，而抗蚀图案221a和222a对应于第一掩模图案221和222形成。用第二掩 模图案241和242形成的抗蚀图案241a和242a的膜厚度比用第一掩模图案 221和222形成的抗蚀图案221a和222a的膜厚度薄。金属膜252通过利用这 种抗蚀图案221a、 222a、 241a和242a作为蚀刻掩模被蚀刻。图19D是通过蚀刻金属膜252形成的金属膜图案252a的截面图。当形 成金属膜图案252a后，对抗蚀图案221a、 222a、 241a和242a进行回流处理。图19E是通过回流处理形成的回流抗蚀图案221b、 222b、 241b和242b 的截面图。由于厚膜抗蚀图案221a和222a通过回流处理广泛散布，所以回 流抗蚀图案221b和222b合成为一体。另一方面，由于薄膜抗蚀图案241a 和242a通过回流处理没有更多地散布，回流抗蚀图案241b和242b的形状变 化都很小。图19F是通过利用作为蚀刻掩模的回流抗蚀图案221b、 222b、 241b和 242b蚀刻a-Si膜251形成的a-S溜案251a的截面图。因此，即使进行回流处 理，由于回流抗蚀图案241b和242b的形状变化很小，所以也会抑制a-Si图 案251a宽度的增加(参见文献1的图8-图U)。然而，存在的问题是使得对应于第二掩模图案241和242形成的a-Si图 案251a中的宽度尺寸变化。这种宽度尺寸的变化使有源矩阵型显示设备的 性能和可靠性变差。这是因为如果由于曝光光线的环绕造成膜厚度变得较薄，则容易增加 抗蚀图案的宽度尺寸的变化。薄膜抗蚀图案241a和242a的边缘在金属膜252的蚀刻步骤中容易减 小，且抗蚀图案的边缘在干燥步骤等步骤中也容易收縮。
技术实现思路
本专利技术的示例目的是提供一种可以用于形成具有精确尺寸的图案的 半色调掩模、 一种制造方法和一种有源矩阵型显示设备。一种用于形成不同膜厚度的抗蚀图案的半色调掩模包括用于形成第 一抗蚀图案的第一掩模图案；用于形成具有小于第一抗蚀图案的膜厚度的 膜厚度的第二抗蚀图案的第二掩模图案；以及形成第二掩模图案的至少一 部分边缘区域的第三掩模图案。第三掩模图案用于形成具有大于第二抗蚀 图案的膜厚度的膜厚度的第三抗蚀图案。附图说明本专利技术的示例特征和优点将从以下参考附图的具体说明变得清晰，其中图1A和图1B显示了第一示例实施例的半色调掩模，其中图1A是俯视图，图1B是截面图2A到图2E显示了通过利用第一示例实施例的半色调掩模在基板上 形成图案的过程简图；其中图2A涉及曝光步骤，图2B和图2C涉及蚀刻步 骤，图2D涉及回流步骤，图2E涉及利用回流抗蚀剂的蚀刻步骤；图3A到图3F是显示根据第二示例实施例的半色调掩模的各实例的简图，其中图3A是属于TET区域的所使用的掩模图案的俯视图，图3B是 X6-X6截面图，图3C是用在数据线端子区域的掩模图案的俯视图，图3D 是X7-X7截面图，图3E是设置有用在数据线端子区域的第三掩模图案的掩 模图案俯视图，图3F是X8-X8截面图。图4A到图4E显示了用于制造根据第二示例实施例的半色调掩模的过 程简图，其中图4A和图4B涉及用于形成对应于第一遮光膜图案的潜像的 曝光步骤，图4C到图4E涉及用于形成第一遮光膜图案的图案形成步骤；图5A到图5D仍然显示用于制造根据第二示例实施例的半色调掩模的 过程简图，其中图5A和图5B涉及用于形成对应于第二遮光膜图案的另一 潜像的曝光步骤，图5C和图5D涉及用于在第一遮光膜图案上形成第二遮 光膜图案的图案形成步骤；图6A到图6E显示了用于制造根据第二示例实施例的半色调掩模的另 一过程简图，其中图6A和图6B涉及用于形成对应于第二遮光膜图案的潜 像的曝光步骤，图6C到图6E涉及用于形成第二遮光膜图案的图案形成步 骤；图7A到图7D仍然显示用于制造根据第二示例实施例的半色调掩模的 另一过程简图，其中图7A和图7B涉及用于形成对应于第一遮光膜图案的 另一潜像的曝光步骤，图7C和图7D涉及用于在第二遮光膜图案上形成第 一遮光膜图案的图案形成步骤；图8A到图8F进一步显示了用于制造根据第二示例实施例的半色调掩 模的另一过程简图，其中图8A和图8B涉及曝光步骤，图8C到图8F分别涉 及用于形成第二遮光膜图案和第一遮光膜图案的图案形成步骤；图9是显示第二示例实施例的第三掩模图案的形成条件的图式；图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成具有不同膜厚度的抗蚀图案的半色调掩模，包括：　第一掩模图案，所述第一掩模图案用于形成第一抗蚀图案；　第二掩模图案，所述第二掩模图案用于形成具有小于所述第一抗蚀图案的膜厚度的膜厚度的第二抗蚀图案；以及　第三掩模图案，所述第三掩模图案形成所述第二掩模图案的至少部分边缘区域，并用于形成具有大于所述第二抗蚀图案的膜厚度的膜厚度的第三抗蚀图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赤神和昭，城户秀作，
申请(专利权)人：NEC液晶技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]