[發(fā)明專利]多色調(diào)光掩模、多色調(diào)光掩模制造方法以及圖案轉印方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010003908.X
• 申請日: 2010-01-13
• 公開（公告）號: CN101788757A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 坂本有司
• 申請（專利權）人: HOYA株式會社
• 主分類號: G03F1/00
• 分類號: G03F1/00;G03F1/08
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉

技術領域

本發(fā)明涉及在液晶顯示裝置(Liquid?Crystal?Display：以下稱作LCD) 的制造等中使用的多色調(diào)光掩模、多色調(diào)光掩模制造方法以及圖案轉印 方法，尤其涉及適用于薄膜晶體管液晶顯示裝置的制造中所使用的薄膜 晶體管的制造的多色調(diào)光掩模、多色調(diào)光掩模制造方法以及圖案轉印方 法。

背景技術

在LCD的領域中，與CRT(陰極射線管)相比，薄膜晶體管液晶顯 示裝置(Thin?Film?Transistor?Liquid?Crystal?Display：以下稱作TFT-LCD) 具有易于薄型化且功耗低的優(yōu)點，因此目前快速地向商品化發(fā)展。TFT -LCD具有如下的概略結構：在排列成矩陣狀的各像素上排列有TFT的 結構的TFT基板、以及與各像素對應地排列有紅、綠、藍像素圖案的濾 色器，隔著液晶相而重疊。在TFT-LCD中，制造工序數(shù)量較多，以往 僅僅是TFT基板就使用5～6片光掩模來制造。在這種狀況下公知有下述 技術：在液晶顯示裝置所使用的薄膜晶體管(TFT)的制造中，為了減少 掩模的使用片數(shù)而高效地制造，使用所謂的多色調(diào)光掩模(multi?tone mask)。

該多色調(diào)光掩模具有在透明基板上形成有遮光部、透光部和半透光 部的轉印圖案，用于在使用該光掩模將圖案轉印到被轉印體上時，通過 利用該轉印圖案對透射的曝光光量進行控制，由此在被轉印體上的抗蝕 劑膜上形成具有兩個以上不同抗蝕劑殘膜值的抗蝕劑圖案。

在日本特開2004-309515號公報(專利文獻1)中，公開了以下目的 的灰度掩模：利用曝光機的分辨極限以下的細微遮光圖案，降低透射該 區(qū)域的光的透射量，選擇性地改變光致抗蝕劑的膜厚。此外，記載了以 下技術：在灰度部上產(chǎn)生了黑缺陷的情況下，通過蝕刻減小膜厚，使該 黑缺陷成為所述灰度部可得到與正常灰度部相同灰度效果的膜厚。此外， 記載了以下技術：在灰度部上產(chǎn)生了白缺陷的情況下，通過FIB(Focused Ion?Beam：聚焦離子束)形成所述灰度部可得到與正常灰度部相同灰度 效果的半透射性修正膜。

此外，在日本特開2002-131888號公報(專利文獻2)中記載了如下 的方法：在光掩模的白缺陷部分，將氦氣作為運載氣體、鉻(Cr)作為 原料氣體，通過激光CVD法來形成膜。

在上述用于TFT制造等的多色調(diào)光掩模中，在其制造工藝中也不能 完全避免在由半透光膜構成的半透光部中產(chǎn)生缺陷。例如，由于在光掩 模坯體(photo-mask?blank)制造過程中在基板上形成膜時產(chǎn)生的缺陷、 或者在利用了光刻法的掩模制造工序中異物的附著和抗蝕劑的針孔等各 種原因，可能產(chǎn)生欠缺缺陷(白缺陷)或過剩缺陷(黑缺陷)。這里，將 由于膜圖案的過剩、遮光膜成分的附著、或異物引起的透射率低于預定 值的缺陷稱作黑缺陷，將由于膜圖案的不足引起的透射率高于預定值的 缺陷稱作白缺陷。

在專利文獻1記載的對使用了細微遮光圖案的灰度部實施修正的情 況下，作為曝光機分辨極限以下的遮光圖案變得模糊的結果，需要計算 實際上成為怎樣的透射率而對被轉印體上的抗蝕劑進行曝光，減去產(chǎn)生 黑缺陷部分的膜厚以帶來與其相同的灰度效果。該計算非常困難，如果 未能適當?shù)剡M行透射率調(diào)整，則會產(chǎn)生二次黑缺陷和白缺陷。此外，膜 厚減小部分的透射光與正常的細微遮光圖案的透射光之間嚴格來說相位 不同，因此會產(chǎn)生由光的干涉引起的透射光的增減，實效透射率的計算 愈發(fā)變得復雜。此外，在對灰度部的白缺陷進行修正的情況下，對于基 于FIB法的成膜來說存在材料的限制，例如，使用芘等通過FIB形成的 碳系薄膜是與正常部分的膜不同的材料，因此與正常的細微圖案部分的 透射光之間產(chǎn)生相位差。

此外，專利文獻2所公開的基于激光CVD法的缺陷修正將Cr作為 原料氣體來形成膜，因此在Cr遮光膜的缺陷修正中沒有問題，但在對于 半透光部使用了基于其它材料的半透光膜的多色調(diào)光掩模中，如果直接 使用，則即使使用透射率與半透光膜相等的Cr修正膜，也可能在修正部 與正常部(沒有缺陷的正常半透光部)的邊界、或修正部與透光部的邊 界上，由于相位差產(chǎn)生的干涉而使得透射率降低，成為不適當?shù)男拚? 模。在使用這種修正掩模時，無法滿足半透光部所要求的透射率允許范 圍，存在給掩模用戶帶來不方便的擔憂。在該情況下有時會產(chǎn)生下述嚴 重問題，即，例如在TFT的溝道部中，發(fā)生源區(qū)、漏區(qū)間的短路(short)， 產(chǎn)生液晶顯示裝置的錯誤動作。