[发明专利]多级灰度光掩模、其制造方法以及显示装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及对以液晶、有机EL(电致发光：Electro Luminescence)为代表的显示装置的制造有用的多级灰度光掩模和其制造方法、以及使用了该多级灰度光掩模的显示装置的制造方法。

背景技术

以往，已知有具备在透明基板上形成的遮光膜及半透光膜分别被图案化而成的转印用图案的多级灰度光掩模。

例如在专利文献1中记载有即使不设置蚀刻阻挡膜也能够用蚀刻特性相同或者相近的膜材料构成遮光膜和半透光膜并且能够防止半透光部的图案偏移的半色调膜型的灰色调掩模及其制造方法。

专利文献1：日本特开2005-257712号公报

使用了半透光膜的多级灰度光掩模(灰色调掩模)在显示装置等的制造过程中能够减少所需要的光掩模的张数，所以对生产效率的提升有用。这里，如专利文献1所述，使用了半色调膜的多级灰度光掩模具有实施了图案化的多张膜(遮光膜、使曝光光线一部分通过的半透光膜等)层叠而成的转印用图案。在制造这样的多级灰度光掩模时，根据专利文献1所述的制造方法，因为在膜原材料中不需要选择相互具有蚀刻选择性的原材料，所以具有原材料的选择范围广的优点。

在专利文献1所述的制造方法中，通过图2所述的工序，制造图2的(i)所示的灰色调掩模300。具体而言，首先准备在透明基板201上形成了遮光膜202并在其上涂敷正型抗蚀剂而形成了抗蚀剂膜203的光掩模坯200(图2的(a))。

然后，使用激光描绘机等进行描绘(第一描绘)，并显影。由此在形成半透光部的区域(图2的A区域)，抗蚀剂膜被除去，在形成遮光部的区域(图2的B区域)及形成透光部的区域(图2的C区域)形成残留有抗蚀剂膜的抗蚀剂图案203a(图2的(b))。

接下来，将形成的抗蚀剂图案203a作为掩模，对遮光膜202进行蚀刻(第一蚀刻)，在与遮光部(B区域)和透光部(C区域)相对应的区域形成遮光膜图案202a(图2的(c))。然后，除去抗蚀剂图案203a(图2的(d))。

通过以上说明的第一次的光刻工序，与半透光部相对应的区域(A区域)被划定，在该时刻，遮光部(B区域)和透光部(C区域)没有被划定。

接下来，对由以上处理得到的带遮光膜图案的基板的整个表面形成半透光膜204(图2的(e))。由此，形成A区域的半透光部。

然后，对半透光膜204的整个表面涂敷正型抗蚀剂来形成抗蚀剂膜205(图2的(f))，并进行描绘(第二描绘)。显影后，在透光部(C区域)除去抗蚀剂膜205，在遮光部(B区域)和半透光部(A区域)形成残留有抗蚀剂膜抗蚀剂图案205a(图2的(g))。

将形成的抗蚀剂图案205a作为掩模，对成为透光部的C区域的半透光膜204和遮光膜图案202a进行蚀刻(第二蚀刻)而除去(图2的(h))。这里，因为半透光膜和遮光膜的蚀刻特性相同或相近，因此能够连续地进行蚀刻。然后，上述第二蚀刻之后，除去抗蚀剂图案205a从而灰色调掩模300完成(图2的(i))。

根据以上说明的制造方法，通过两次光刻工序从而遮光膜和半透光膜分别被图案化，从而具有遮光部、透光部及半透光部的灰色调掩模被制造出。

在该制造方法中，半透光部的图案尺寸和半透光部与遮光部之间的位置关系由第一次光刻工序来确保，所以具有能够不产生图案偏移地形成在TFT(薄膜晶体管：Thin Film Transistor)的特性上重要的沟道部的优点。

另外，在搭载有液晶、有机EL的显示装置中，在图像的亮度、清晰性、反应速度、消耗电力的降低、进一步成本降低等多方面，要求越来越多的技术改良。该状况下，对用于制造这些设备的光掩模，要求具有如下功能：不仅能够以以往相比更精致地形成细微的图案，还能够以低成本将图案转印至被转印体(面板基板等)。另外，所要求的转印用图案的设计也多样化、复杂化。

在该状况下，根据本发明者们的讨论，发现了新课题。

根据上述专利文献1的工序，通过第二蚀刻，连续地在1个工序蚀刻除去半透光膜和遮光膜这2个膜(图2的(h))。这里，例如，若设遮光膜是以铬(Cr)为主成分的膜，半透光膜是由铬化合物构成的膜，设前者的蚀刻所需时间为X(例如50秒)，后者的蚀刻所需时间为Y(例如10秒)，则在第二蚀刻中，需要(X+Y)的蚀刻时间(例如60秒)，与蚀刻遮光膜或者半透光膜这单个膜的情况下相比，变成长时间。