[发明专利]灰阶掩模坯料,灰阶掩模的制造方法和灰阶掩模及图案转写方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用掩膜在被转写体上的光刻胶上形成设置了不同的抗 蚀膜厚部分的转写图案的图案转写方法，在该图案转写方法中使用的灰阶 掩模及其制造方法，和在该灰阶掩模的制造中使用的灰阶掩模坯料 (blank)。

背景技术

目前，在液晶显示装置(Liquid Crystal Display：下面称为LCD)的 领域中，薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display：下面称为TFT-LCD)与CRT(阴极射线管)相比，由于容易制 造成薄型且消耗功率低等优点，所以被飞速地应用到现代商品中。TFT- LCD具有在矩阵状排列的各像素中配置有TFT的结构的TFT基板和与各 像素对应地排列红色、绿色和蓝色像素图案的滤色器在液晶相的介入下重 合的简要结构。TFT-LCD的制造步骤繁多，仅制造TFT基板就要使用5～ 6个光掩膜。在这种情况下，提出了通过采用具有遮光部、透光部和半透 光部的光掩膜(称为灰阶掩模)，减少在TFT基板制造中使用的掩膜数量 的方法(例如特开2005-37933号公报)。

在此，所谓的灰阶掩模是指具有露出透明基板的透光部，在透明基板 上形成有遮挡曝光光的遮光膜的遮光部，在透明基板上形成遮光膜或半透 光膜且将透明基板的光透过率作为100％时使透过的光量比该透光率减少 而透过规定量的光的半透光部(下面称为灰阶部)的掩模。此外，所谓的 半透光部是在使用掩膜而将图案转写在被转写体上时，使透过的曝光光的 透过量减少规定量且控制在被转写体上的光刻胶膜显像之后的膜残留量 的部分。作为这样的灰阶掩模，作为半透光部，在透明基板上具有规定的 光透过率，形成半透光膜，或者，在透明基板上的遮光膜或半透光膜上、 在曝光的条件下、形成解像限度以下的微细图案。

图1是用于说明采用了灰阶掩模的图案转写方法的截面图。在图1中 示出的灰阶掩模20用于在被转写体30上形成膜厚分阶段不同的抗蚀图案 33。在图1中示出使用灰阶掩模20在被转写体30上形成膜厚不同的抗蚀 图案33的状态。另外，在图1中，符号32A、32B示出在被转写体30中 的基板31上层叠的膜。

在图1中示出的灰阶掩模20具有在使用该灰阶掩模20时遮挡曝光光 (透过率大约为0％)的遮光部21，使露出透明基板24的表面的曝光光透 过的透光部22，以及将透光部的曝光光透过率作为100％时使透光率减小 为10～80％左右的半透光部23。在图1中示出的半透光部23由在透明基 板24上形成的光半透过性半透光膜构成，但是也可以由在使用掩膜时的 曝光条件下形成超过解像限度的微细图案而构成。

在使用如上所述的灰阶掩模20时，由遮光部21实质上地不使曝光光 透过，由半透光部23使曝光光减少。由此，在被转写体30上涂敷的抗蚀 膜(正片型光刻胶膜)在转写后、经过显像时，在与遮光部21对应的部 分上具有厚的膜厚，在与半透光部23对应的部分上具有薄的膜厚，在与 透光部22对应的部分上没有膜(即实质上没有产生残膜)，从而形成抗 蚀图案33。即，抗蚀图案33具有分阶段不同(即存在高低差)的膜厚。

并且，在图1中示出的抗蚀图案33的没有膜的部分中，在被转写体 30的例如膜32A和32B上实施第一蚀刻，并且通过抛光(ashing)等去除 抗蚀图案33的膜厚薄的部分，在该部分中，在被转写体30的例如膜32B 上实施第二蚀刻。这样，通过采用一个灰阶掩模20在被转写体30上形成 膜厚分阶段不同的抗蚀图案33，实施现有的两个光掩膜步骤，减少了掩膜 的数量。

这样的光掩膜在显示装置中，特别是液晶显示装置的薄膜晶体管的制 造中，被非常有效的应用。例如，可以通过遮光部21形成源极、漏极部， 通过半透光部23形成沟道部。