[发明专利]灰色调掩模的制造方法和灰色调掩模以及图案转印方法

说明书

技术领域

本发明涉及在被转印体上的光敏抗蚀剂上使用掩模而形成具有不同抗蚀剂膜厚部分的转印图案的图案转印方法、该图案转印方法所使用的灰色调掩模及其制造方法。

背景技术

现在在液晶显示装置(Liquid Crystal Display：以下称为LCD)的领域中，薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display：以下称为TFT-LCD)与CRT(阴极射线管)相比，具有容易薄型化、消耗电力低的优点，因此现在商品化被急速推进。TFT-LCD具有以下大致结构：在排列成矩阵状的各像素上排列TFT的构造的TFT基板、和与各像素对应地排列红、绿和蓝的像素图案的彩色滤色器在液晶相夹设的状态下重合。在TFT-LCD中，制造工序多，即使只制造TFT基板就使用5～6个光掩模。这种状况下，提供一种通过使用具有遮光部、透光部和半透光部的光掩模(称为灰色调掩模)，可以减少在TFT基板的制造中使用的掩模数量的方法(例如专利文献1：特开2005-37933号公报)。这里，半透光部指的是：使用掩模在被转印体上转印图案时，使透过的曝光光线的透射率降低预定量，控制在被转印体上的光敏抗蚀剂膜的显影后的残膜量(残膜值)的部分。

这里，所谓灰色调掩模指具有：透明基板露出的透光部；在透明基板上形成用于遮挡曝光光线的遮光膜的遮光部；在透明基板上形成遮光膜或半透光膜的、假定透明基板的光透射率为100％时透过降低了透射光量的预定量的光的半透光部(以下称为灰色调部分)。作为这种灰色调掩模，作为半透光部，具有预定光透射率，并形成半透光膜；或者，在遮光膜或半透光膜上，形成在曝光条件下分辨极限以下的微细图案；或者，能形成具有预定光透射率的半透光膜。

图1是用于说明使用灰色调掩模的图案转印方法的剖面图。图1中所示的灰色调掩模20用于在被转印体30上形成膜厚阶梯性地不同的抗蚀剂图案33。而且，图1中的符号32A、32B表示在被转印体30上的基板31上层叠的膜。

图1中所示的灰色调掩模20包括：在使用该灰色调掩模20时遮挡曝光光线(透射率为大约0％)的遮光部21；透明基板24的表面的、使曝光光线透过的透光部22；以及在透光部22的曝光光线透射率为100％时使透射率降低到10～80％左右的半透光部23。图1所示的半透光部23尽管是由在透明基板24上形成的光半透射性的半透光膜26构成，也可以通过在使用掩模时的曝光条件下形成超过分辨极限的微细图案而构成。遮光部21这里是通过在半透光膜26上层叠遮光膜25构成的。

在使用上述的灰色调掩模20时，在遮光部21基本上不使曝光光线透过，在半透光部23降低曝光光线。因此，被转印体30上涂敷的抗蚀剂膜(正型光敏抗蚀剂膜)在转印后，经过显影时，对应遮光部21的部分的膜厚变厚，对应半透光部23的部分的膜厚变薄，对应透光部22的部分没有膜(基本上不产生残膜)，由此可以形成膜厚呈阶梯性不同(也就是，有梯度)的抗蚀剂图案33。

接着，在图1所示的抗蚀剂图案33的没膜部分，对被转印体30的例如膜32A和32B进行第一次蚀刻，在通过灰化等方法除去抗蚀剂图案33的膜厚的薄部分的这个部分，对被转印体30的例如膜32B进行第二次蚀刻。这样，通过使用一个灰色调掩模20在被转印体30上形成膜厚阶梯性不同的抗蚀剂图案33，就实施现有的2个光掩模的工序，减少了掩模数量。

这种光掩模极有效地适用于制造显示装置、特别是液晶显示装置的薄膜晶体管。例如，通过遮光部21，可以形成源极、漏极部，通过半透光部23，可以形成沟道部。

发明内容

因此，一般情况下，使用光掩模，在被转印体上曝光时，必须考虑因曝光光线的反射产生的不良影响。例如，曝光光线在透射光掩模之后由被转印体表面反射，并由光掩模表面(图案形成面)或背面反射，再次照射被转印体，或者曝光光线在曝光机内的任何部位反射，在光掩模表面反射，再照射被转印体上等产生杂散光时，在被转印体上，产生不是本意的转印，阻害了正确的图案转印。因此，一般对于曝光机的光学系统施行曝光时的杂散光对策。另外，在曝光机中，例如，相对于曝光光线的光掩模的表面反射率如果为10±5％则没有杂散光的影响，可以设定进行转印的基准。此外，即使在双掩模等的光掩模中，通过实施在构成最上层的遮光膜上设置反射防止膜等的反射防止措施，可以使用完全满足上述表面反射率15％以下的基准的光掩模。