[发明专利]灰阶掩模的缺陷修正方法和制造方法以及灰阶掩模

说明书

技术领域

本发明涉及用于液晶显示装置(Liquid Crystal Display：以下称为LCD)的制造等的灰阶掩模(grey tone mask)的缺陷修正方法、灰阶掩模的制造方法以及灰阶掩模，尤其涉及适合在用于制造薄膜晶体管液晶显示装置的薄膜晶体管基板(TFT基板)的制造中使用的灰阶掩模的缺陷修正方法、灰阶掩模的制造方法以及灰阶掩模。

背景技术

现在，在LCD领域中，薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film TransistorLiquid Crystal Display：以下称为TFT-LCD)与CRT(阴极射线管)相比，具有易薄型化并且耗电低的优点，因此商品化被急速推进。TFT-LCD具有这样的大致构造：呈矩阵状排列的各像素上排列有TFT构造的TFT基板，和对应于各像素而排列有红、绿以及蓝的像素图案的滤色器在液晶相的间隔下重合。TFT-LCD的制造工序数很多，仅TFT基板就用5～6个光掩模制造。在此状况下，提出一种利用四个光掩模制造TFT基板的方法(例如非专利文献1：“月刊FPD·Intelligence”，1999年5月，p31-35)。

该方法是通过使用具备遮光部、透光部、半透光部(灰阶部)的光掩模(以下，称为灰阶掩模)，降低使用的掩模个数的方法。此处，所谓半透光部是指在使用掩模将图案转印到被转印体上时，使透过的曝光光的透过量降低规定量，控制被转印体上的光致抗蚀剂膜显影后的残膜量的部分。同时具备该种半透光部、遮光部、透光部的光掩模，叫做灰阶掩模。

图1(a)～图1(c)以及图2(a)～图2(c)中，表示使用灰阶掩模的TFT基板的制造工序的一个例子。图2(a)～图2(c)表示图1(a)～图1(c)的制造工序的继续工序。

在玻璃基板1上，形成栅电极用金属膜，通过采用了光掩模的光刻工艺形成栅电极2。之后，依次形成栅极绝缘膜3、第一半导体膜4(a-Si：非晶硅)、第二半导体膜5(N+a-Si)、源/漏极用金属膜6、以及正极型光致抗蚀剂膜7(图1(a))。接着，利用具备遮光部11、透光部12和半透光部13的灰阶掩模10，通过使正极型光致抗蚀剂膜7曝光、显影，覆盖TFT沟道部形成区域、源/漏极形成区域、数据线形成区域，并且形成第一抗蚀图案7a使得TFT沟道部形成区域要薄于源/漏极形成区域(图1(b))。

接着，以第一抗蚀图案7a作为掩模，蚀刻源/漏极用金属膜6、第二半导体膜5、第一半导体膜4(图1(c))。接着，通过基于氧的灰化除去TFT沟道部形成区域的薄的抗蚀膜，形成第二抗蚀图案7b(图2(a))。然后，以第二抗蚀图案7b作为掩模，蚀刻源/漏极用金属膜6，形成源/漏极6a、6b，接着蚀刻第二半导体膜5(图2(b))，最后剥离残留的第二抗蚀图案7b(图2(c))。

作为在上述制造工序使用的灰阶掩模，公知有由微细图案形成半透光部的构造。例如如图3所示，灰阶掩模具备：对应于源/漏极的遮光部11a、11b；透光部12；以及对应于TFT沟道部的半透光部(灰阶部)13。半透光部13是形成使用灰阶掩模的LCD用曝光机的解像限度以下的细微图案构成的遮光图案13a的区域。遮光部11a、11b与遮光图案13a通常都由铬或铬化合物等相同材料构成的相同厚度的膜形成。使用灰阶掩模的LCD用曝光机的解像限度，在大多数情况下，逐次移动式(stepper)的曝光机约为3μm，镜面投影(mirror projection)式的曝光机约为4μm。因此，例如可以使图3中半透光部13的透过部13b的空间宽度不足3μm，使遮光图案13a的线宽为曝光机的解像限度以下的不足3μm。

上述细微图案型的半透光部的灰阶部分的设计，具体来说有以下三种选择：一是将用于具有遮光部和透光部中间的半色调(half tone)效果的细微图案做成线与空间式(line and space type)，二是做成网点(dot)式，三是做成其他图案。而且，在做成线与空间式作为细微图案时，考虑线宽为多少、光透过的部分与遮光的部分的比率怎么办、整体的透过率设为何种程度等，进行设计。