灰色调掩模和灰色调掩模的制造方法技术

本发明专利技术提供一种灰色调掩模，其半透光部的透射率分布良好，而且与沟道部对应的图形的图形精度良好。在该灰色调掩模中，在被复制基板上具有用于形成厚抗蚀剂图形、薄抗蚀剂图形和无抗蚀剂区域的厚抗蚀剂图形形成部、薄抗蚀剂图形形成部和无抗蚀剂区域形成部，所述薄抗蚀剂图形形成部由半透光部构成，所述厚抗蚀剂图形形成部由遮光部构成，所述无抗蚀剂区域形成部由透光部构成，其中，在透明基板上，在所述半透光部上形成有半透光膜，在所述遮光部上形成有遮光膜，并且，在所述遮光部与所述透光部的边界部设置有裕量区域，该裕量区域由半透光膜图形形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及恰当地使用于在薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display )的制造中所用的薄膜晶体管基 板(以下称为TFT基板)的灰色调掩模的制造方法。
技术介绍
TFT-LCD与CRT (阴极射线管)相比，由于有容易形成为薄型及功耗 低的优点，目前在商品化方面正急剧地取得进展。TFT-LCD具有在排列成 矩阵状的各像素上排列了 TFT的结构的TFT基板以及与各像素对应地排 列了红、绿和蓝的像素图形的滤色层在介入液晶相的情况下重合在一起 的概略结构。在TFT-LCD中，制造工序数多，仅仅制造TFT基板就要使 用5 6张光掩模。在这样的状况下，提出了借助于用4张光掩模进行TFT基板的制造 的方法，即，使用2种膜厚的光致抗蚀剂图形的方法以减少光刻工序数 的方法。例如，在专利文献l中，公布了具有使用如下光致抗蚀剂的工序的 专利在源电极与漏电极之间(沟道部)具有第1厚度的光致抗蚀剂、 具有比第1厚度厚的第2厚度的光致抗蚀剂、具有比第1厚度薄的第3 厚度(包含厚度为零的情况)的光致抗蚀剂。此外，在专利文献l中，作为形成具有该2种膜厚的光致抗蚀剂图 形的方法，公布了 2种方法，即，(1)使用具有透光部、遮光部和半透 光部的灰色调掩模的方法和(2)利用抗蚀剂的回流使抗蚀剂变形的方法。作为上述灰色调掩模，具有利用比使用掩模的曝光装置的分辨率小 的图形，例如狭缝及网格形态的图形形成半透光部，或设置半透光膜以 调节光的照射量的方法，在半透光膜的情况下，不完全除去遮光性铬层 而保留一定厚度，使通过该部分而进入的光的照射量减少。图9 (a)是以与源电极和漏电极对应的区域作为遮光部204，以与 它们之间的沟道部对应的区域作为狭缝形状的半透光部203的例子，图9 (b)是用半透光膜形成了与上述沟道部对应的区域的例子。专利文献1中所述的以与沟道部对应的区域作为半透光部的灰色调 掩模被称为现有例l。另一方面，作为TFT基板的制造方法的另一例子，例如，在专利文 献2中，公布了采取了将使用灰色调掩模的方法和利用回流使抗蚀剂变 形的方法双方组合的TFT基板的制造方法。以下，应用图10说明专利文献2中所述的方法的一例。如图10 (a)所示，在玻璃基板101上形成栅电极102，在玻璃基板 101上形成栅绝缘膜103以覆盖栅电极102，在栅绝缘膜103上，依次淀 积层叠硅膜104、 n+硅膜105、金属膜106。接着，在金属膜106上涂敷正型光致抗蚀剂，形成抗蚀剂膜107， 如图IO (b)所示，隔着灰色调掩模201，对抗蚀剂膜107照射曝光光。 图11是灰度掩模的俯视图。遮光部204是源电极和漏电极的对置部分， 与沟道部邻接的区域对应地形成，源电极和漏电极的剩余部分由半透光 部203形成，在源电极与漏电极之间的沟道部用透光部205形成。接着，如对曝光后的正型光致抗蚀剂显影，则厚抗蚀剂图形107a部 分几乎不溶解而被保留，薄抗蚀剂图形107b部分有某种程度的溶解，其 它部分完全溶解而消失。其结果是，如图10 (c)所示，膜厚厚的厚抗蚀 剂图形107a与膜厚薄的薄抗蚀剂图形107b可同时形成。接着，通过以厚抗蚀剂图形107a和薄抗蚀剂图形107b作为掩模进 行刻蚀，如图10 (d)所示，在硅膜104上形成欧姆接触层105a、 105b 和源电极106a、漏电极106b。在形成了欧姆接触层105a、 105b后，通过加热，使厚抗蚀剂图形107a和薄抗蚀剂图形107b回流。由此，作为有机树脂的各抗蚀剂图形在 硅膜104平面上扩展，在欧姆接触层105a与欧姆接触层105b之间的硅 膜104上，厚抗蚀剂图形107a与薄抗蚀剂图形107b连结起来，如图10 (e)和图12的俯视图所示，形成回流抗蚀剂图形108。再有，图10 (e) 示出了图12的x-x剖面。接着，通过以回流抗蚀剂图形108作为掩模，刻蚀除去硅层104， 并除去回流抗蚀剂图形108，在半导体岛上，得到形成了欧姆接触层105a、 105b和源电极106a、漏电极106b的状态(未图示)。其后，形成钝化膜， 在源电极106a、漏电极106b上分别形成接触孔，在这些接触孔底部，形 成与源电极106a连接的像素电极，与漏电极106b连接的端子部电极(未 图示)。接着，用图13说明专利文献2中所述的另一例子。 在本例中，在形成了欧姆接触层105a、 105b和源电极106a、漏电 极106b后，例如通过暴露于氧等离子体气氛中，对各抗蚀剂图形进行等 离子体处理，如图13 (a)所示，除去薄抗蚀剂图形107b。接着，在保留了厚抗蚀剂图形107a的状态下，通过加热，使它们回 流。由此，作为有机树脂的各抗蚀剂图形在硅膜104平面上扩展，在欧 姆接触层105a与欧姆接触层105b之间的硅膜104上，两侧的厚抗蚀剂 图形107a接触。其结果是，如图13 (b)所示，和图14的俯视图所示，在以形成被 欧姆接触层105a与欧姆接触层105b夹持的沟道的部位为中心的区域， 形成回流抗蚀剂图形109。回流抗蚀剂图形109被形成为宽于源电极 106a、漏电极106b的宽度。再有，图13 (b)示出了图14的Y-Y剖面。其后，以回流抗蚀剂图形109和未被回流抗蚀剂图形109覆盖的区 域的源电极106a、漏电极106b作为掩模刻蚀硅层104，形成半导体岛(未 图示)。其后，与上述的例子同样地，形成钝化膜，在源电极106a、漏电极 106b上分别形成接触孔，在这些接触孔底部形成与源电极106a连接的 像素电极、与漏电极106b连接的端子部电极(未图示)。7将专利文献2所述的除去源电极和漏电极的对置部分的区域成为半透光部的灰色调掩模称为现有例2。特开2000-165886号公报[专利文献2]特开2002-261078号公报如上述现有例2中所述那样的、除了源电极和漏电极的对置部分的区域成为半透光部的灰色调掩模由于其半透光部所占的面积宽，故借助于比使用掩模的曝光装置的分辨率小的微细图形形成半透光部，如果得不到宽范围内的高精度的微细图形，则在半透光部存在均匀透射率分布变差的问题。另一方面，在由上述微细图形构成的半透光部的情况下，由于将形成遮光部的遮光性铬膜形成为微细图形状，故可在1次光刻工序(描绘、抗蚀剂显影、刻蚀)中进行半透光部的形成和遮光部的形成，但在以半透光部作为半透光膜的情况下，半透光部的形成和遮光部的形成必须采用各自的光刻工序。这样，虽然在进行2次描绘时，进行第1次描绘和采取对准措施使之不引起图形偏移的第2次描绘，但对准精度有一界限，要完全消除对准偏移是困难的。从而，在以半透光部作为半透光膜的情况下，出于2次描绘的对准偏移等原因，存在往往得不到良好的图形的问题。图15是就现有例2的灰色调掩模而言示出半透光部203和遮光部204引起了位置偏移的例子的俯视图。如该例所示，当半透光部引起了在X方向位置左右偏移的情况下，产生与沟道部对应的透光部205的宽度变得与设计值不同、TFT基板的特性发生改变的不良情形。这样，存在往往得不到能以高精度形成对TFT特别重要的沟道部的灰色调掩模的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而进行的，其目的在于，提供一种灰色调掩模，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灰色调掩模，在被复制基板上具有用于形成厚抗蚀剂图形、薄抗蚀剂图形和无抗蚀剂区域的厚抗蚀剂图形形成部、薄抗蚀剂图形形成部和无抗蚀剂区域形成部，所述薄抗蚀剂图形形成部由半透光部构成，所述厚抗蚀剂图形形成部由遮光部构成，所述无抗蚀剂区域形成部由透光部构成，其特征在于，　在透明基板上，在所述半透光部上形成有半透光膜，在所述遮光部上形成有遮光膜，并且，在所述遮光部与所述透光部的边界部设置有裕量区域，该裕量区域由半透光膜图形形成。

【技术特征摘要】
JP 2004-7-12 2004-2053061.一种灰色调掩模，在被复制基板上具有用于形成厚抗蚀剂图形、薄抗蚀剂图形和无抗蚀剂区域的厚抗蚀剂图形形成部、薄抗蚀剂图形形成部和无抗蚀剂区域形成部，所述薄抗蚀剂图形形成部由半透光部构成，所述厚抗蚀剂图形形成部由遮光部构成，所述无抗蚀剂区域形成部由透光部构成，其特征在于，在透明基板上，在所述半透光部上形成有半透光膜，在所述遮光部上形成有遮光膜，并且，在所述遮光部与所述透光部的边界部设置有裕量区域，该裕量区域由半透光膜图形形成。2. —种灰色调掩模，在被复制基板上具有用于形成厚抗蚀剂图形、 薄抗蚀剂图形和无抗蚀剂区域的厚抗蚀剂图形形成部、薄抗蚀剂图形形 成部和无抗蚀剂区域形成部，所述薄抗蚀剂图形形成部由半透光部构成， 所述厚抗蚀剂图形形成部由遮光部构成，所述无抗蚀剂区域形成部由透 光部构成，其特征在于，在透明基板上具有遮光部，其层叠有半透光膜图形和遮光膜图形； 半透光部，其在所述遮光部以外的部分形成有半透光膜图形；以及既未 形成半透光膜又未形成遮光膜的透光部，所述遮光部具有在所述透光部侧空出裕量区域而形成在所述半透光 膜图形之上的遮光膜图形。3. —种灰色调掩模，在被复制基板上具有用于形成厚抗蚀剂图形、 薄抗蚀剂图形和无抗蚀剂区域的厚抗蚀剂图形形成部、薄抗蚀剂图形形 成部和无抗蚀剂区域形成部，所述薄抗蚀剂图形形成部由半透光部构成， 所述厚抗蚀剂图形形成部由遮光部构成，所述无抗蚀剂区域形成部由透 光部构成，其特征在于，在透明基板上具有遮光部，其由遮光膜和层叠在该遮光膜上的半 透光膜形成；半透光部，其在遮光部以外的部分形成有半透光膜图形； 以及既未形成半透光膜又未形成遮光膜的透光部，所述遮光部具有在透光部侧空出裕量区域而形成在所述半透光膜图形之上的遮光膜图形。4. 如权利要求1至3中任一项所述的灰色调掩模，其特征在于，所述裕量区域的宽度是0. 1 1 li m。5. 如权利要求1至3中任一项所述的灰色调掩模，其特征在于，所 述遮光膜由Cr系材料构成。6. 如权利要求1或2所述的灰色调掩模，其特征在于，所述遮光膜 与所述半透光膜在其中的一种膜的刻蚀环境中，另一种膜具有耐受性。7. 如权利要求1或2所述的灰色调掩模，其特征在于，所述遮光膜 具有Cr，所述半透光膜具有MoSi。8. 如权利要求1或2所述的灰色调掩模，其特征在于，在所述半透...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐野道明，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]