CN101900932A - 多色调光掩模、多色调光掩模制造方法以及图案转印方法 - Google Patents

多色调光掩模、多色调光掩模制造方法以及图案转印方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供多色调光掩模、多色调光掩模制造方法以及图案转印方法。更加精密地控制在被转印体上形成的抗蚀剂图案的级差形状。多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其中，第1半透光部针对曝光光的透过率小于第2半透光部针对曝光光的透过率，对透过第1半透光部的曝光光与透过第2半透光部的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部的曝光光与透过第2半透光部的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部的曝光光的强度以上。

Description

多色调光掩模、多色调光掩模制造方法以及图案转印方法
技术领域
本发明涉及在液晶显示装置等平板显示器(Flat Panel Display：以下称为FPD)等的制造中使用的多色调光掩模、多色调光掩模制造方法以及图案转印方法。
背景技术
在液晶显示装置中使用的TFT(薄膜晶体管)基板是使用在透明基板上形成有由遮光部和透光部构成的转印图案的光掩模，例如经过5次～6次的光刻工序来制造的。近年来，为了削减光刻工序次数，而使用在透明基板上形成有包含遮光部、半透光部和透光部在内的转印图案的多色调光掩模。进而，本申请人提出了如下方案：如果使用在透明基板上形成有包含遮光部、半透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案的多色调光掩模(4色调以上的掩模)，则例如可以经过3次～4次的光刻工序来制造TFT基板。
【专利文献1】日本特开2007-249198号公报
但是，在使用上述多色调光掩模在被转印体上形成抗蚀剂图案的情况下，有时难以精密地控制抗蚀剂图案的级差形状。例如，在使用于透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案的多色调光掩模，于被转印体上形成抗蚀剂图案的情况下，在成为第1半透光部与第2半透光部边界的部分，有时难以垂直地形成抗蚀剂的剖面形状，或者在抗蚀剂图案上形成不需要的凹凸。结果，在TFT的制造工序中，存在加工层的蚀刻精度劣化、制造合格率等恶化或者提出加工条件需要大量时间的情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够更加精密地控制在被转印体上形成的抗蚀剂图案的级差形状的多色调光掩模以及该多色调光掩模的制造方法。并且，本发明的目的在于，提供一种能够更加精密地控制在被转印体上形成的抗蚀剂图案的级差形状来改善TFT等的制造合格率和制造效率的图案转印方法。
本发明的第1方式是一种多色调光掩模，该多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其特征在于，所述第1半透光部针对曝光光的透过率小于所述第2半透光部针对所述曝光光的透过率，对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
本发明的第2方式是第1方式所述的多色调光掩模，对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
本发明的第3方式是第1或第2方式所述的多色调光掩模，其中，对透过所述第2半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过所述第2半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第2半透光部的所述曝光光的光强度以上。
本发明的第4方式是第1～第3方式中任一方式所述的多色调光掩模，其中，所述第1半透光部是在所述透明基板上层叠第1半透光膜和第2半透光膜而成的，所述第2半透光部是在所述透明基板上形成所述第1半透光膜而成的。
本发明的第5方式是第1～第3方式中任一方式所述的多色调光掩模，其中，所述第1半透光部是在所述透明基板上形成第1半透光膜而成的，所述第2半透光部是在所述透明基板上形成第2半透光膜而成的。
本发明的第6方式是第5方式所述的多色调光掩模，其中，所述第1半透光膜和所述第2半透光膜由相互不同的材料构成，所述第1半透光膜针对所述曝光光的透过率小于所述第2半透光膜针对所述曝光光的透过率。
本发明的第7方式是第1～第3方式中任一方式所述的多色调光掩模，其中，所述第1半透光部是在所述透明基板上层叠第1半透光膜和第2半透光膜而成的，所述第2半透光部是在所述透明基板上形成所述第2半透光膜而成的。
本发明的第8方式是第1～第7方式中任一方式所述的多色调光掩模，其中，所述转印图案是用于制造液晶显示装置的图案。
本发明的第9方式是一种多色调光掩模制造方法，该多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其特征在于，该多色调光掩模制造方法具有以下工序：准备下述光掩模坯体，该光掩模坯体在所述透明基板上依次层叠有第1半透光膜、第2半透光膜和遮光膜，所述第1半透光膜和所述第2半透光膜相对于彼此的蚀刻具有耐性；在所述遮光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第1半透光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案；将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻后，对所述第2半透光膜进行蚀刻，去除所述第1抗蚀剂图案；形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第2半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案；以及将所述第2抗蚀剂图案作为掩模分别对所述遮光膜和所述第1半透光膜进行蚀刻后，去除所述第2抗蚀剂图案，形成所述遮光部、所述透光部、所述第1半透光部和所述第2半透光部，其中，选择所述第1半透光膜和所述第2半透光膜的材质和膜厚，使得对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，使由透过所述第1半透光部的曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
本发明的第10方式是一种多色调光掩模制造方法，该多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其特征在于，该多色调光掩模制造方法具有以下工序：准备下述光掩模坯体，该光掩模坯体在所述透明基板上依次层叠有第1半透光膜和遮光膜，所述第1半透光膜和所述遮光膜相对于彼此的蚀刻具有耐性；在所述遮光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第1半透光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案；在将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻后，对所述第1半透光膜进行蚀刻，去除所述第1抗蚀剂图案；在所述透明基板上和所述遮光膜上形成第2半透光膜；在所述第2半透光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第2半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案；以及在将所述第2抗蚀剂图案作为掩模对所述第2半透光膜和所述遮光膜进行蚀刻后，去除所述第2抗蚀剂图案，形成所述遮光部、所述透光部、所述第1半透光部和所述第2半透光部，其中，选择所述第1半透光膜和所述第2半透光膜的材质和膜厚，使得对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，使由透过所述第1半透光部的曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
本发明的第11方式是一种多色调光掩模制造方法，该多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其特征在于，该多色调光掩模制造方法具有以下工序：准备在所述透明基板上形成有遮光膜的光掩模坯体；在所述遮光膜上形成覆盖所述遮光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案；将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻后，去除所述第1抗蚀剂图案；在露出的所述透明基板上和所述遮光膜上形成第1半透光膜；在所述第1半透光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第1半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案；将所述第2抗蚀剂图案作为掩模对所述第1半透光膜进行蚀刻后，去除所述第2抗蚀剂图案；在所述透明基板上和所述第1半透光膜上形成第2半透光膜；在所述第2半透光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域、所述第1半透光部的形成预定区域和所述第2半透光部的形成预定区域的第3抗蚀剂图案；以及在将所述第3抗蚀剂图案作为掩模对所述第2半透光膜进行蚀刻后，去除所述第3抗蚀剂图案，形成所述遮光部、所述透光部、所述第1半透光部和所述第2半透光部，其中，选择所述第1半透光膜和所述第2半透光膜的材质和膜厚，使得对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，使由透过所述第1半透光部的曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
本发明的第12方式是一种图案转印方法，该图案转印方法隔着在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案的多色调光掩模，对形成于被转印体上的抗蚀剂膜照射曝光光，在所述被转印体上形成多色调抗蚀剂图案，其特征在于，所述第1半透光部针对所述曝光光的透过率小于所述第2半透光部针对所述曝光光的透过率，对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
本发明的第13方式是第12方式所述的图案转印方法，其中，对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
本发明的第14方式是第12或第13方式中任一方式所述的图案转印方法，其中，对透过所述第2半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过所述第2半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第2半透光部的所述曝光光的光强度以上。
根据本发明，可以提供能够更加精密地控制在被转印体上形成的抗蚀剂图案的级差形状的多色调光掩模以及该多色调光掩模的制造方法。并且，根据本发明，可以提供一种能够更加精密地控制在被转印体上形成的抗蚀剂图案的级差形状来改善TFT等的制造合格率及生产效率的图案转印方法。
附图说明
图1(a)是本发明第1实施方式的多色调光掩模的局部剖面图(示意图)，(b)是通过使用该多色调光掩模的图案转印工序在被转印体上形成的抗蚀剂图案的局部剖面图。
图2是例示本发明第1实施方式的多色调光掩模的制造工序的流程的概略图。
图3(a)是本发明第2实施方式的多色调光掩模的局部剖面图(示意图)，(b)是通过使用该多色调光掩模的图案转印工序在被转印体上形成的抗蚀剂图案的局部剖面图(示意图)。
图4是例示本发明第2实施方式的多色调光掩模的制造工序流程的概略图。
图5(a)是本发明第3实施方式的多色调光掩模的局部剖面图(示意图)，(b)是通过使用该多色调光掩模的图案转印工序在被转印体上形成的抗蚀剂图案的局部剖面图(示意图)。
图6是例示本发明第3实施方式的多色调光掩模的制造工序流程的概略图。
图7是包含使用本发明第1～第3实施方式的多色调光掩模的图案转印工序在内的TFT基板的制造方法的流程图。
图8是本发明第1实施方式的多色调光掩模的平面放大图。
标号说明
100、200、300：多色调光掩模；100b、200b、300b：光掩模坯体；110、210、310：透明基板；111、211、311：第1半透光膜；112、212、312：第2半透光膜；113、213、313：遮光膜；121、221、321：遮光部；122、222、322：第1半透光部；123、223、323：第2半透光部；124、224、324：透光部；131p、231p、331p：第1抗蚀剂图案；132p、232p、332p：第2抗蚀剂图案；333p：第3抗蚀剂图案。
具体实施方式
<本发明的第1实施方式>
下面，参照附图来说明本发明的第1实施方式。
图1(a)是本实施方式的多色调光掩模100的局部剖面图，图1(b)是通过多色调光掩模100在被转印体1上形成的抗蚀剂图案4p的局部剖面图。图2是例示本实施方式的多色调光掩模100的制造工序流程的概略图。图7是包含使用本实施方式的多色调光掩模100的图案转印工序在内的TFT基板的制造方法的流程图。
(1)多色调光掩模的结构
图1(a)所示的多色调光掩模100例如用于液晶显示装置(LCD)的薄膜晶体管(TFT)和彩色滤光器、或等离子显示面板(PDP)等。但是，图1、图2例示了光掩模的层叠结构，实际的图案不限于与此相同。
多色调光掩模100具有包含遮光部121、第1半透光部122、第2半透光部123和透光部124在内的转印图案，遮光部121在该多色调光掩模100的使用时遮挡曝光光(光透过率大致为0％)，第1半透光部122使曝光光的透过率降低到20～50％(设充分宽的透光部的透过率为100％时。以下相同)、优选降低到30～40％左右，第2半透光部123使曝光光的透过率降低到30～60％、优选降低到40～50％左右，透光部124使曝光光100％透过。这样，构成为第1半透光部122针对曝光光的透过率小于第2半透光部123针对曝光光的透过率。
遮光部121是在玻璃基板等透明基板110上一起层叠半透光性的第1半透光膜111、半透光性的第2半透光膜112和遮光膜113而成的。第1半透光部122是由在透明基板110上依次层叠的第1半透光膜111和第2半透光膜112构成的。第2半透光部123是在透明基板110上形成第1半透光膜111而成的。透光部124是露出透明基板110的表面而成的。另外，对第1半透光膜111、第2半透光膜112和遮光膜113进行构图的状况在后面叙述。另外，在实际的图案中，可以具有第1半透光部122与第2半透光部123邻接的部分；和/或第2半透光部123与透光部124邻接的部分；和/或第1半透光部122与透光部124邻接的部分。例如，可以对具有图8所示的转印图案的光掩模应用本发明。
透明基板110构成为例如由石英(SiO2)玻璃、或含有SiO2、Al2O3、B2O3、RO、R2O等的低膨胀玻璃等构成的平板。透明基板110的主面(正面和背面)通过研磨等，平坦且平滑地构成。透明基板110例如可以是一边为300mm以上的方形，例如也可以是一边为2000～2400mm的矩形。透明基板110的厚度例如可以是3mm～20mm。
第1半透光膜111由含有铬(Cr)的材料构成，例如由氮化铬(CrN)、氧化铬(CrO)、氮氧化铬(CrON)、氟化铬(CrF)等构成。第1半透光膜111构成为例如可使用由包含硝酸铈铵((NH4)2Ce(NO3)6)和高氯酸(HClO4)的纯水构成的铬用蚀刻液进行蚀刻。并且，第1半透光膜111相对于氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)具有蚀刻耐性，如后所述，发挥在使用氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)对第2半透光膜112进行蚀刻时的蚀刻终止层的作用。
第2半透光膜112由包含钼(Mo)等金属材料和硅(Si)在内的材料构成，例如由MoSi、MoSi2、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等构成。第2半透光膜112构成为可以使用氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)进行蚀刻。并且，第2半透光膜112相对于上述铬用蚀刻液具有蚀刻耐性，如后所述，发挥在使用铬用蚀刻液对遮光膜113进行蚀刻时的蚀刻终止层的作用。
遮光膜113实质上由铬(Cr)构成。另外，如果在遮光膜113的表面层叠Cr化合物(CrO、CrC、CrN等)，则可以使遮光膜113的表面具有反射抑制功能。遮光膜113构成为可以使用上述铬用蚀刻液进行蚀刻。
图1(b)例示通过使用多色调光掩模100的图案转印工序在被转印体1上形成的抗蚀剂图案4p的局部剖面图。隔着多色调光掩模100对形成于被转印体1的正性抗蚀剂膜4照射曝光光，进行显影，由此形成抗蚀剂图案4p。被转印体1具有基板2、以及在基板2上依次层叠的金属薄膜、绝缘层、半导体层等任意的被加工层3a～3c，设在被加工层3c上以均匀厚度预先形成有正性抗蚀剂膜4。另外，可以构成为被加工层3b相对于被加工层3c的蚀刻具有耐性，被加工层3a相对于被加工层3b的蚀刻具有耐性。
当隔着多色调光掩模100对正性抗蚀剂膜4照射曝光光时，在遮光部121中不透过曝光光，并且，按照第1半透光部122、第2半透光部123和透光部124的顺序，曝光光的光量阶段性地增加。而且，在分别与遮光部121、第1半透光部122、第2半透光部123对应的区域中，正性抗蚀剂膜4的膜厚依次变薄，在与透光部124对应的区域中正性抗蚀剂膜4被去除。这样，在被转印体1上形成膜厚阶段性不同的抗蚀剂图案4p。
形成了抗蚀剂图案4p后，可以从正面侧依次对在没有被抗蚀剂图案4p覆盖的区域(与透光部124对应的区域)露出的被加工层3c～3a进行蚀刻而去除(第1蚀刻)。然后，对抗蚀剂图案4p进行灰化(减膜)，去除膜厚最薄的区域(与第2半透光部123对应的区域)，依次对新露出的被加工层3c、3b进行蚀刻而去除(第2蚀刻)。然后，进一步对抗蚀剂图案4p进行灰化(减膜)，去除下一个膜厚较薄的区域(与第1半透光部122对应的区域)，对新露出的被加工层3c进行蚀刻而去除(第3蚀刻)。这样，可以通过使用膜厚阶段性不同的抗蚀剂图案4p，来实施现有的3块光掩模的工序，能够削减掩模块数，能够简化光刻工序。
另外，在本实施方式的多色调光掩模100中，对透过第1半透光部122的曝光光与透过第2半透光部123的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部122的曝光光与透过第2半透光部123之间的曝光光的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部122的曝光光的光强度以上。例如，通过使透过第1半透光部122的曝光光与透过第2半透光部123的曝光光之间的相位差为规定量以下，由此构成为不会发生下述情况：在第1半透光部与第2半透光部的边界处，两者的光抵消，而形成如降低第1半透光部透过率那样的不需要的暗部。例如，这里将相位差控制在45°以内。通过这种方式可以防止下述情况，即，在与第1半透光部122对应的区域和与第2半透光部123对应的区域的边界区域，照射到正性抗蚀剂膜4的曝光光的强度小于第1半透光部。由此，可以抑制在被加工层上该边界区域的抗蚀剂残留。另外，假设由上述干涉引起的光强度与透过第1半透光部的曝光光的光强度相等时，在该边界部分，有时产生第1半透光部的一部分稍微扩大的作用，但是即使该情况下，也可以进行例如不对液晶动作造成影响的被加工层的加工。即使在第1半透光部122与透光部124的边界、第2半透光部123与透光部124的边界处也是同样的。
并且，在本实施方式的多色调光掩模100中，对透过第1半透光部122的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部122的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部122的曝光光的光强度以上。例如，将透过第1半透光部122的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的相位差控制在45°以内。通过在与第1半透光部122对应的区域和与透光部124对应的区域的边界区域，以这种方式控制照射到正性抗蚀剂膜4的曝光光的强度，由此，可以抑制该边界区域的抗蚀剂残留，从而不会在抗蚀剂图案4p的级差形状中形成不需要的凹凸。
并且，在本实施方式的多色调光掩模100中，对透过第2半透光部123的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第2半透光部123的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第2半透光部123的曝光光的光强度以上。例如，将透过第2半透光部123的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的相位差控制在45°以内。通过在与第2半透光部123对应的区域和与透光部124对应的区域的边界区域，以这种方式控制照射到正性抗蚀剂膜4的曝光光的光强度，由此，可以抑制该边界区域的抗蚀剂残留，不会在抗蚀剂图案4p的级差形状中形成不需要的凹凸。
另外，在上述中，透过第1半透光部122的曝光光的相位和光透过率是通过第1半透光膜111的材质和膜厚与第2半透光膜112的材质和膜厚之间的组合来设定的。并且，透过第2半透光部123的曝光光的相位和光透过率是通过第2半透光膜112的材质和膜厚来设定的。
(2)多色调光掩模的制造方法
接着，参照图2说明本实施方式的多色调光掩模100的制造方法。
(光掩模坯体准备工序)
首先，如图2(a)所例示，准备在透明基板110上依次形成有第1半透光膜111、第2半透光膜112、遮光膜113、并在最上层形成有第1抗蚀剂膜131的光掩模坯体100b。另外，第1抗蚀剂膜131可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。在以下的说明中，设第1抗蚀剂膜131由正性光致抗蚀剂材料形成。第1抗蚀剂膜131例如可以使用旋转涂布或狭缝涂布等方法来形成。
(第1构图工序)
接着，通过激光扫描机等进行扫描曝光，使第1抗蚀剂膜131感光，通过喷射方式等方法对第1抗蚀剂膜131供给显影液进行显影，形成分别覆盖遮光部121的形成预定区域和第1半透光部122的形成预定区域的第1抗蚀剂图案131p。图2(b)例示形成了第1抗蚀剂图案131p的状态。
接着，将形成的第1抗蚀剂图案131p作为掩模对遮光膜113进行蚀刻，并且，将第1抗蚀剂图案131p或残留的遮光膜113作为掩模对第2半透光膜112进行蚀刻，使第1半透光膜111部分露出。然后，剥离第1抗蚀剂图案131p等进行去除。另外，也可以预先剥离第1抗蚀剂图案131p之后，在将残留的遮光膜113作为掩模对第2半透光膜112进行蚀刻。可以通过喷射方式等方法对遮光膜113供给上述铬用蚀刻液，来进行遮光膜113的蚀刻。可以通过对第2半透光膜112供给氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)，来进行第2半透光膜112的蚀刻。可以使第1抗蚀剂图案131p接触剥离液来剥离第1抗蚀剂图案131p。
然后，形成对残留的遮光膜113和露出的第1半透光膜111进行覆盖的第2抗蚀剂膜132。第2抗蚀剂膜132可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。在以下的说明中，设第2抗蚀剂膜132由正性光致抗蚀剂材料形成。第2抗蚀剂膜132例如可以使用旋转涂布或狭缝涂布等方法来形成。图2(c)例示形成了第2抗蚀剂膜132的状态。
(第2构图工序)
接着，通过激光扫描机等进行扫描曝光，使第2抗蚀剂膜132感光，通过喷射方式等方法对第2抗蚀剂膜132供给显影液进行显影，形成分别覆盖遮光部121的形成预定区域和第2半透光部123的形成预定区域的第2抗蚀剂图案132p。图2(d)例示形成了第2抗蚀剂图案132p的状态。
接着，将形成的第2抗蚀剂图案132p作为掩模对遮光膜113和第1半透光膜111进行蚀刻，使第2半透光膜112和透明基板110部分露出。可以通过利用喷射方式等方法对遮光膜113和第1半透光膜111供给上述铬用蚀刻液，来进行遮光膜113和第1半透光膜111的蚀刻。
然后，剥离第2抗蚀剂图案132p等进行去除。完成本实施方式的多色调光掩模100的制造。可以使第2抗蚀剂图案132p接触剥离液来剥离第2抗蚀剂图案132p。图2(e)例示在透明基板110上形成包含遮光部121、透光部124、第1半透光部122和第2半透光部123在内的转印图案的多色调光掩模100的局部剖面图。
另外，在准备光掩模坯体100b时，选择第1半透光膜111的材质和膜厚、以及第2半透光膜112的材质和膜厚，以使透过第1半透光部122的曝光光的相位和光透过率、以及透过第2半透光部123的曝光光的相位和光透过率满足上述条件。
(3)TFT基板的制造方法
接着，参照图7来说明包含使用多色调光掩模100的图案转印工序在内的TFT基板的制造方法。通过使用构成为4色调光掩模的多色调光掩模100，由此可以经过以下的第1～第3掩模过程来制造TFT基板。
(第1掩模过程)
首先，如图7(a)所示，在玻璃基板10上形成构成为金属膜的栅极电极膜20。栅极电极膜20如下形成：例如使用溅射或CVD(ChemicalVapor Deposition：化学气相沉积)等方法在玻璃基板10上形成了金属薄膜(未图示)后，实施使用具有由遮光部和透光部构成的转印图案的二元(2色调)掩模的光刻工序，对所述金属薄膜进行构图。
然后，如图7(b)所示，在栅极电极膜20上和玻璃基板10的露出面上，依次形成栅极绝缘膜21、氢化非晶硅膜22、欧姆接触膜23、金属薄膜24。例如可以通过CVD来形成栅极绝缘膜21、氢化非晶硅膜22、欧姆接触膜23，例如可以通过溅射来形成金属薄膜24。
(第2掩模过程)
接着，在金属薄膜24上以均匀的厚度形成正性抗蚀剂膜(未图示)。然后，使用包含遮光部、透光部、半透光部在内的多色调(3色调)光掩模，对所述正性抗蚀剂膜照射曝光光，对所述正性抗蚀剂膜进行显影而构图。其结果，如图7(c)所示，形成如下构成的抗蚀剂图案31：部分覆盖栅极电极膜20的上方，并且，在与遮光部对应的区域，所述正性抗蚀剂膜的膜厚较厚，在与半透光部对应的区域，所述正性抗蚀剂膜的膜厚较薄。另外，在与透光部对应的区域(未设有栅极电极膜20的区域)，所述正性抗蚀剂膜被去除，成为金属薄膜24的表面部分露出的状态。
然后，将抗蚀剂图案31作为掩模，从正面侧依次对露出的金属薄膜24、欧姆接触膜23、氢化非晶硅膜22进行蚀刻而去除，使栅极绝缘膜21的表面部分露出。图7(c)例示蚀刻完成后的状态。
然后，对抗蚀剂图案31进行灰化(减膜)，去除膜厚较薄的区域(与半透光部对应的区域)，使基底的金属薄膜24的表面部分露出。然后，从正面侧依次对新露出的金属薄膜24、欧姆接触膜23进行蚀刻而去除。图7(d)例示蚀刻完成后的状态。
然后，剥离抗蚀剂图案31等进行去除，以覆盖露出的栅极绝缘膜21、氢化非晶硅膜22、欧姆接触膜23、金属薄膜24的整个面的方式，形成例如由氮化硅(SiNx)等构成的钝化膜(表面保护膜)41。钝化膜41例如可以通过CVD来形成。图7(e)例示形成了钝化膜41的状态。
(第3掩模过程)
接着，在形成的钝化膜41上，以表面为平坦面的方式形成正性抗蚀剂膜(未图示)。然后，使用包含遮光部121、透光部124、第1半透光部122、第2半透光部123在内的本实施方式的多色调(4色调)光掩模100，对所述正性抗蚀剂膜照射曝光光，对所述正性抗蚀剂膜进行显影而构图。这里，例如可以应用具有图8所示的图案的4色调光掩模。结果，如图7(g)所示，形成如下构成的抗蚀剂图案32：在分别与遮光部121、第1半透光部122、第2半透光部123对应的区域，所述正性抗蚀剂膜的膜厚依次变薄。另外，在与透光部124对应的区域(如后所述通过对钝化膜41进行蚀刻而形成接触孔41h的区域)，所述正性抗蚀剂膜被去除，钝化膜41的表面部分露出。这里，所使用的4色调光掩模的图案的剖面形状如图7(f)所示。图8示出俯视图。另外，由于被加工体的表面存在阶差，所以即使所涂布的抗蚀剂层的表面为平面，抗蚀剂膜厚也因区域而不同，因此如图7(f)所示，分别配置第1半透光部122和第2半透光部123，考虑图案形成前各区域的抗蚀剂膜厚，以使图案形成后的抗蚀剂膜厚为期望值，使各区域的曝光光的透过光量相互不同，由此，结果均匀地形成与第1半透光部122对应的抗蚀剂图案32的膜厚和与第2半透光部123对应的抗蚀剂图案32的膜厚。这样，在后工序的灰化时，可以防止抗蚀剂残留、以及对被加工层的过蚀刻。
然后，将抗蚀剂图案32作为掩模对露出的钝化膜41进行蚀刻而去除，形成接触孔41h。图7(g)例示形成了接触孔41h的状态。
然后，对抗蚀剂图案32进行灰化，去除膜厚较薄的区域(与第1半透光部122和第2半透光部123对应的区域)，使基底的钝化膜41的表面部分露出。图7(h)例示对抗蚀剂图案32进行灰化后的状态。
然后，在所形成的接触孔41h的内壁面上、露出的钝化膜41的表面上，形成例如由ITO或IZO构成的透明导电膜51。另外，透明导电膜51还形成在抗蚀剂图案32的表面上。图7(i)例示形成了透明导电膜51的状态。
然后，剥离(提离)抗蚀剂图案32等而进行去除，制造本实施方式的TFT基板。图7(j)例示去除了抗蚀剂图案32的状态。例如在上述中，当透过第1半透光部122的曝光光与透过第2半透光部123的曝光光之间的相位差过大时，在该边界部分的被转印体上产生抗蚀剂的凸部，即使进行灰化也会残留抗蚀剂。在该残留抗蚀剂上形成下一工序的透明导电膜51，进而在后工序的剥离过程中，透明导电膜与抗蚀剂一起被去除。经过这种过程制造的TFT无法正常动作。根据本实施方式，通过将透过第1半透光部122的曝光光与透过第2半透光部123的曝光光之间的相位差设为规定量以下，由此使得在该边界部分的被转印体上不产生抗蚀剂的凸部，抑制灰化后的抗蚀剂的残留。
(4)本实施方式的效果
根据本实施方式，发挥以下所示的1个或多个效果。
在本实施方式的多色调光掩模100中，对透过第1半透光部122的曝光光与透过第2半透光部123的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部122的曝光光与透过第2半透光部123的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部122的曝光光的光强度以上。在与第1半透光部122对应的区域和与第2半透光部123对应的区域的边界区域，这样控制对正性抗蚀剂膜4照射的曝光光的强度，由此抑制该边界区域中被转印体上的抗蚀剂残留，在形成于被转印体的抗蚀剂图案的级差形状中不会形成不需要的凹凸，能够更加精密地控制级差形状。
并且，在本实施方式的多色调光掩模100中，对透过第1半透光部122的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部122的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部122的曝光光的光强度以上。在与第1半透光部122对应的区域和与透光部124对应的区域的边界区域，这样控制对正性抗蚀剂膜4照射的曝光光的强度，由此，抑制该边界区域中被转印体上的抗蚀剂残留，在形成于被转印体的抗蚀剂图案的级差形状中不会形成不需要的凹凸，能够更加精密地控制级差形状。
并且，在本实施方式的多色调光掩模100中，对透过第2半透光部123的曝光光与透过透光部124的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第2半透光部123的曝光光和透过透光部124的曝光光的干涉而形成的光强度为透过第2半透光部123的曝光光的光强度以上。在与第2半透光部123对应的区域和与透光部124对应的区域的边界区域，这样控制对正性抗蚀剂膜4照射的曝光光的光强度，由此，抑制该边界区域的抗蚀剂残留，形成于被转印体的抗蚀剂图案的级差形状接近设计值的垂直剖面，能够更加精密地控制级差形状。
并且，在包含使用本实施方式的多色调光掩模100的图案转印工序在内的TFT基板的制造方法中，可以在与第1半透光部122对应的区域和与第2半透光部123对应的区域的边界区域、与第1半透光部122对应的区域和与透光部124对应的区域的边界区域、以及与第2半透光部123对应的区域和与透光部124对应的区域的边界区域的任一区域中，抑制该边界区域的抗蚀剂残留，不会在抗蚀剂图案32的级差形状中形成不需要的凹凸。由此，能够提高TFT等半导体装置的品质，改善制造合格率。例如，在上述TFT基板的制造方法中，能够抑制接触孔41h内的抗蚀剂残留，抑制在对抗蚀剂图案32进行灰化时产生抗蚀剂残留，能够避免由于抗蚀剂残留引起的接触孔41h处的接触不良和透明导电膜51的膜剥离。
<本发明的第2实施方式>
下面，参照附图来说明本发明的第2实施方式。
图3(a)是本实施方式的多色调光掩模200的局部剖面图，图3(b)是通过该多色调光掩模200在被转印体1上形成的抗蚀剂图案4p的局部剖面图。图4是例示本实施方式的多色调光掩模200的制造工序的流程的概略图。
(1)光掩模的结构
图3(a)所示的多色调光掩模200具有包含遮光部221、第1半透光部222、第2半透光部223和透光部224在内的转印图案，遮光部221在该多色调光掩模200的使用时遮挡曝光光(光透过率大致为0％)，第1半透光部222使曝光光的透过率降低到20～50％、优选降低到30～40％左右，第2半透光部223使曝光光的透过率降低到30～60％、优选降低到40～50％左右，透光部224使曝光光大致100％透过。这样，构成为第1半透光部222针对曝光光的透过率小于第2半透光部223针对曝光光的透过率。
遮光部221是在玻璃基板等的透明基板210上依次层叠半透光性的第1半透光膜211、遮光膜213、和半透光性的第2半透光膜212而成的。第1半透光部222是对形成在透明基板210上的第1半透光膜211进行构图而成的。第2半透光部223是在透明基板210上形成第2半透光膜212而成的。透光部224是露出透明基板210的表面而成的。另外，对第1半透光膜211、遮光膜213和第2半透光膜212进行构图的状况在后面叙述。
透明基板210与上述实施方式同样地构成。
第1半透光膜211由含有钼(Mo)等金属材料和硅(Si)的材料构成，例如由MoSi、MoSi2、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等构成。第1半透光膜211构成为可以使用氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)进行蚀刻。并且，如后所述，第1半透光膜211发挥使用上述铬用蚀刻液对第2半透光膜212、遮光膜213进行蚀刻时的蚀刻终止层的作用。
遮光膜213实质上由铬(Cr)构成。另外，如果在遮光膜213的表面层叠Cr化合物(CrO、CrC、CrN等)，则可以使遮光膜213的表面具有反射抑制功能。遮光膜213构成为可以使用上述铬用蚀刻液进行蚀刻。
第2半透光膜212由含有铬(Cr)的材料构成，例如由氮化铬(CrN)、氧化铬(CrO)、氮氧化铬(CrON)、氟化铬(CrF)等构成。第2半透光膜212构成为可以使用上述铬用蚀刻液进行蚀刻。
图3(b)例示通过多色调光掩模200在被转印体1上形成的抗蚀剂图案4p的局部剖面图。使用本实施方式的多色调光掩模200，与上述实施方式同样，也可以在被转印体1上形成膜厚阶段性不同的抗蚀剂图案4p。
另外，在本实施方式的多色调光掩模200中，与上述实施方式同样，对透过第1半透光部222的曝光光与透过第2半透光部223的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部222的曝光光与透过第2半透光部223的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部222的曝光光的光强度以上。并且，对透过第1半透光部222的曝光光与透过透光部224的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部222的曝光光与透过透光部224的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部222的曝光光的光强度以上。并且，对透过第2半透光部223的曝光光与透过透光部224的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第2半透光部223的曝光光与透过透光部224的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第2半透光部223的曝光光的光强度以上。由此，可以在与第1半透光部222对应的区域、与第2半透光部223对应的区域、与透光部224对应的区域的任一区域中，抑制在该区域的边界附近的抗蚀剂残留，不会在抗蚀剂图案4p的级差形状中形成不需要的凹凸。
另外，在上述中，透过第1半透光部222的曝光光的相位和光透过率是由第1半透光膜211的材质和膜厚来设定的。并且，透过第2半透光部223的曝光光的相位和光透过率是由第2半透光膜212的材质和膜厚来设定的。
(2)多色调光掩模的制造方法
接着，参照图4来说明本实施方式的多色调光掩模200的制造方法。
(光掩模坯体准备工序)
首先，如图4(a)所例示，准备在透明基板210上依次层叠有第1半透光膜211、遮光膜213、并在最上层形成有第1抗蚀剂膜231的光掩模坯体200b。另外，第1抗蚀剂膜231可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。在以下的说明中，设第1抗蚀剂膜231由正性光致抗蚀剂材料形成。第1抗蚀剂膜231例如可以使用旋转涂布或狭缝涂布等方法来形成。
(第1构图工序)
接着，通过激光扫描机等进行扫描曝光，使第1抗蚀剂膜231感光，通过喷射方式等方法对第1抗蚀剂膜231供给显影液进行显影，形成分别覆盖遮光部221的形成预定区域和第1半透光部222的形成预定区域的第1抗蚀剂图案231p。图4(b)例示形成了第1抗蚀剂图案231p的状态。
接着，将形成的第1抗蚀剂图案231p作为掩模对遮光膜213进行蚀刻，并且，将第1抗蚀剂图案231p或残留的遮光膜213作为掩模对第1半透光膜211进行蚀刻，使透明基板210的表面部分露出。然后，剥离第1抗蚀剂图案231p等进行去除。另外，也可以预先剥离第1抗蚀剂图案231p之后，将残留的遮光膜213作为掩模对第1半透光膜211进行蚀刻时。可以通过借助喷射方式等方法对遮光膜213供给上述铬用蚀刻液，来进行遮光膜213的蚀刻。可以通过对第2半透光膜212供给氟(F)系列蚀刻液(或蚀刻气体)，来进行第1半透光膜211的蚀刻。可以使第1抗蚀剂图案231p接触剥离液，来剥离第1抗蚀剂图案231p。图4(c)例示蚀刻完成后的状态。
(第2半透光膜形成工序)
然后，以分别覆盖残留的遮光膜213和露出的透明基板210的方式形成第2半透光膜212。例如可以通过溅射来形成第2半透光膜212。然后，以覆盖所形成的第2半透光膜212的方式形成第2抗蚀剂膜232。第2抗蚀剂膜232可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。在以下的说明中，设第2抗蚀剂膜232由正性光致抗蚀剂材料形成。例如可以使用旋转涂布或狭缝涂布等方法来形成第2抗蚀剂膜232。图4(d)例示形成了第2半透光膜212和第2抗蚀剂膜232的状态。
(第2构图工序)
接着，通过激光扫描机等进行扫描曝光，使第2抗蚀剂膜232感光，通过喷射方式等方法对第2抗蚀剂膜232供给显影液进行显影，形成分别覆盖遮光部221的形成预定区域和第2半透光部223的形成预定区域的第2抗蚀剂图案232p。图4(e)例示形成了第2抗蚀剂图案232p的状态。
然后，将形成的第2抗蚀剂图案232p作为掩模对第2半透光膜212和遮光膜213进行蚀刻，使第1半透光膜211部分露出，并且，将所形成的第2抗蚀剂图案232p作为掩模对第2半透光膜212进行蚀刻，使透明基板210部分露出。可通过利用喷射方式等方法对遮光膜213和第2半透光膜212供给上述铬用蚀刻液，来进行遮光膜213和第2半透光膜212的蚀刻。另外此时，第1半透光膜211发挥蚀刻终止层的作用。
然后，剥离第2抗蚀剂图案232p等进行去除，完成本实施方式的多色调光掩模200的制造。可以使第2抗蚀剂图案232p接触剥离液，来剥离第2抗蚀剂图案232p。图4(f)例示在透明基板210上形成包含遮光部221、透光部224、第1半透光部222和第2半透光部223在内的转印图案的多色调光掩模200的局部剖面图。
另外，在准备光掩模坯体200b时，选择第1半透光膜211的材质和膜厚、以及第2半透光膜212的材质和膜厚，以使透过第1半透光部222的曝光光的相位和光透过率、以及透过第2半透光部223的曝光光的相位和光透过率满足上述条件。
也可以使用本实施方式的多色调光掩模200来实施上述TFT基板的制造方法。并且，通过本实施方式的多色调光掩模200也发挥与上述效果相同的效果。
<本发明的第3实施方式>
下面，参照附图说明本发明的第3实施方式。
图5(a)是本实施方式的多色调光掩模300的局部剖面图，图5(b)是通过该多色调光掩模300在被转印体1上形成的抗蚀剂图案的局部剖面图。图6是例示本实施方式的多色调光掩模的制造工序流程的概略图。
(1)光掩模的结构
图5(a)所示的多色调光掩模300具有包含遮光部321、第1半透光部322、第2半透光部323和透光部324在内的转印图案，遮光部321在该多色调光掩模300的使用时遮挡曝光光(光透过率大致为0％)，第1半透光部322使曝光光的透过率降低到20～50％、优选降低到30～40％左右，第2半透光部323使曝光光的透过率降低到30～60％、优选降低到40～50％左右，透光部324使曝光光大致100％透过。这样，构成为第1半透光部322针对曝光光的透过率小于第2半透光部323针对曝光光的透过率。
遮光部321是在玻璃基板等透明基板310上层叠遮光膜313、半透光性的第1半透光膜311、和半透光性的第2半透光膜312而成的。第1半透光部322是在透明基板310上层叠第1半透光膜311和第2半透光膜312而成的。第2半透光部323是在透明基板310上形成第2半透光膜312而成的。透光部324是露出透明基板310的表面而成的。另外，对第1半透光膜311、遮光膜313和第2半透光膜312进行构图的状况在后面叙述。
透明基板310与上述实施方式同样构成。
第1半透光膜311由含有钼(Mo)等金属材料和硅(Si)的材料构成，例如由MoSi、MoSi2、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等构成。第1半透光膜311构成为可以使用上述氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)进行蚀刻。并且，第1半透光膜311也可以由含有铬(Cr)的材料构成，例如由氮化铬(CrN)、氧化铬(CrO)、氮氧化铬(CrON)、氟化铬(CrF)等构成。该情况下，第1半透光膜311构成为可以使用上述铬用蚀刻液进行蚀刻。
遮光膜313实质上由铬(Cr)构成。另外，如果在遮光膜313的表面上层叠Cr化合物(CrO、CrC、CrN等)，则可以使遮光膜313的表面具有反射抑制功能。遮光膜313构成为可以使用上述铬用蚀刻液进行蚀刻。
第2半透光膜312由含有铬(Cr)的材料构成，例如由氮化铬(CrN)、氧化铬(CrO)、氮氧化铬(CrON)、氟化铬(CrF)等构成。第2半透光膜312构成为可以使用铬用蚀刻液进行蚀刻。并且，第2半透光膜312也可以由含有钼(Mo)等金属材料和硅(Si)的材料构成，例如由MoSi、MoSi2、MoSiN、MoSiON、MoSiCON等构成。该情况下，第2半透光膜312构成为可以使用上述氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)进行蚀刻。
图5(b)例示通过多色调光掩模300在被转印体1上形成的抗蚀剂图案4p的局部剖面图。使用本实施方式的多色调光掩模300，与上述实施方式同样，也可以在被转印体1上形成膜厚阶段性不同的抗蚀剂图案4p。
另外，在本实施方式的多色调光掩模300中，与上述实施方式同样，对透过第1半透光部322的曝光光与透过第2半透光部323的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部322的曝光光和透过第2半透光部323的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部322的曝光光的光强度以上。并且，对透过第1半透光部322的曝光光与透过透光部324的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第1半透光部322的曝光光与透过透光部324的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第1半透光部322的曝光光的光强度以上。并且，对透过第2半透光部323的曝光光与透过透光部324的曝光光之间的相位差进行控制，以使由透过第2半透光部323的曝光光与透过透光部324的曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过第2半透光部323的曝光光的光强度以上。由此，可以在与第1半透光部322对应的区域、与第2半透光部323对应的区域、与透光部324对应的区域的任一区域中，抑制在该区域的边界附近的抗蚀剂残留，不会在抗蚀剂图案4p的级差形状中形成不需要的凹凸。
另外，在上述中，透过第1半透光部322的曝光光的相位和光透过率是由第1半透光膜311的材质和膜厚来设定的。并且，透过第2半透光部323的曝光光的相位和光透过率是通过第2半透光膜312的材质和膜厚来设定的。
(2)光掩模的制造方法
接着，参照图6说明本实施方式的多色调光掩模300的制造方法。
(光掩模坯体准备工序)
首先，如图6(a)所例示，准备在透明基板310上形成有遮光膜313、并在最上层形成有第1抗蚀剂膜331的光掩模坯体300b。另外，第1抗蚀剂膜331可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。在以下的说明中，设第1抗蚀剂膜331由正性光致抗蚀剂材料形成。第1抗蚀剂膜331例如可以使用旋转涂布或狭缝涂布等方法来形成。
(第1构图工序)
接着，通过激光扫描机等进行扫描曝光，使第1抗蚀剂膜331感光，通过喷射方式等方法对第1抗蚀剂膜331供给显影液进行显影，形成覆盖遮光部321的形成预定区域的第1抗蚀剂图案331p。图6(b)例示形成了第1抗蚀剂图案331p的状态。
接着，将形成的第1抗蚀剂图案331p作为掩模对遮光膜313进行蚀刻，使透明基板310的表面部分露出。然后，剥离第1抗蚀剂图案331p等进行去除。可以通过利用喷射方式等方法对遮光膜313供给上述铬用蚀刻液，来进行遮光膜313的蚀刻。可以使第1抗蚀剂图案331p接触剥离液，来剥离第1抗蚀剂图案331p。
(第2构图工序)
然后，以分别覆盖残留的遮光膜313和露出的透明基板310的方式形成第1半透光膜311。第1半透光膜311的形成例如可以通过溅射来进行。然后，以覆盖所形成的第1半透光膜311的方式形成第2抗蚀剂膜332。第2抗蚀剂膜332可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。在以下的说明中，设第2抗蚀剂膜332由正性光致抗蚀剂材料形成。第2抗蚀剂膜332例如可以使用旋转涂布或狭缝涂布等方法来形成。图6(c)例示形成了第1半透光膜311和第2抗蚀剂膜332的状态。
接着，通过激光扫描机等进行扫描曝光，使第2抗蚀剂膜332感光，通过喷射方式等方法对第2抗蚀剂膜332供给显影液进行显影，形成分别覆盖遮光部321的形成预定区域和第1半透光部322的形成预定区域的第2抗蚀剂图案332p。图6(d)例示形成了第2抗蚀剂图案332p的状态。
然后，将所形成的第2抗蚀剂图案332p作为掩模对第1半透光膜311进行蚀刻，使透明基板310的表面部分露出。然后，剥离第2抗蚀剂图案332p等进行去除。可以通过对第1半透光膜311供给上述氟(F)系蚀刻液(或蚀刻气体)，来进行第1半透光膜311的蚀刻。可以使第2抗蚀剂图案332p接触剥离液，来剥离第2抗蚀剂图案332p。
(第3构图工序)
然后，以分别覆盖残留的第1半透光膜311和露出的透明基板310的方式形成第2半透光膜312。第2半透光膜312的形成例如可以通过溅射来进行。然后，以覆盖所形成的第2半透光膜312的方式形成第3抗蚀剂膜333。第3抗蚀剂膜333可以由正性光致抗蚀剂材料或负性光致抗蚀剂材料构成。在以下的说明中，设第3抗蚀剂膜333由正性光致抗蚀剂材料形成。例如可以使用旋转涂布或狭缝涂布等方法来形成第3抗蚀剂膜333。图6(e)例示形成了第2半透光膜312和第3抗蚀剂膜333的状态。
接着，通过激光扫描机等进行扫描曝光，使第3抗蚀剂膜333感光，通过喷射方式等方法对第3抗蚀剂膜333供给显影液进行显影，形成分别覆盖遮光部321的形成预定区域、第1半透光部322的形成预定区域和第2半透光部323的形成预定区域的第3抗蚀剂图案333p。图6(f)例示形成了第3抗蚀剂图案333p的状态。
然后，将形成的第3抗蚀剂图案333p作为掩模对第2半透光膜312进行蚀刻，使透明基板310的表面部分露出。可通过对第2半透光膜312供给上述铬系蚀刻液，来进行第2半透光膜312的蚀刻。
然后，剥离第3抗蚀剂图案333p等进行去除，完成本实施方式的多色调光掩模300的制造。可以使第3抗蚀剂图案333p接触剥离液，来剥离第3抗蚀剂图案333p。图6(g)例示在透明基板310上形成有包含遮光部321、透光部324、第1半透光部322和第2半透光部323在内的转印图案的多色调光掩模300的局部剖面图。
另外，在形成第1半透光膜311和第2半透光膜312时，选择第1半透光膜311的材质和膜厚、以及第2半透光膜312的材质和膜厚，以使透过第1半透光部322的曝光光的相位和光透过率、以及透过第2半透光部323的曝光光的相位和光透过率满足上述条件。
也可以使用本实施方式的多色调光掩模300来实施上述TFT基板的制造方法。并且，通过本实施方式的多色调光掩模300也发挥与上述效果相同的效果。
<本发明的其他实施方式>
以上，具体说明了本发明的实施方式，但是，本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。

Claims (14)

1.一种多色调光掩模，该多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其特征在于，
所述第1半透光部针对曝光光的透过率小于所述第2半透光部针对所述曝光光的透过率，
透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差被控制为，使得由于透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
2.根据权利要求1所述的多色调光掩模，其特征在于，
透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的相位差被控制为，使得由于透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
3.根据权利要求1所述的多色调光掩模，其特征在于，
透过所述第2半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的相位差被控制为，使得由于透过所述第2半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第2半透光部的所述曝光光的光强度以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的多色调光掩模，其特征在于，
所述第1半透光部是在所述透明基板上层叠第1半透光膜和第2半透光膜而成的，
所述第2半透光部是在所述透明基板上形成所述第1半透光膜而成的。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的多色调光掩模，其特征在于，
所述第1半透光部是在所述透明基板上形成第1半透光膜而成的，
所述第2半透光部是在所述透明基板上形成第2半透光膜而成的。
6.根据权利要求5所述的多色调光掩模，其特征在于，
所述第1半透光膜和所述第2半透光膜由相互不同的材料构成，
所述第1半透光膜针对所述曝光光的透过率小于所述第2半透光膜针对所述曝光光的透过率。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的多色调光掩模，其特征在于，
所述第1半透光部是在所述透明基板上层叠第1半透光膜和第2半透光膜而成的，
所述第2半透光部是在所述透明基板上形成所述第2半透光膜而成的。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的多色调光掩模，其特征在于，
所述转印图案是用于制造液晶显示装置的图案。
9.一种多色调光掩模制造方法，该多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其特征在于，该多色调光掩模制造方法具有以下工序：
准备下述光掩模坯体，该光掩模坯体在所述透明基板上依次层叠有第1半透光膜、第2半透光膜和遮光膜，所述第1半透光膜和所述第2半透光膜相对于彼此的蚀刻具有耐性；
在所述遮光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第1半透光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案；
将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻后，对所述第2半透光膜进行蚀刻，去除所述第1抗蚀剂图案；
形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第2半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案；以及
将所述第2抗蚀剂图案作为掩模分别对所述遮光膜和所述第1半透光膜进行蚀刻后，去除所述第2抗蚀剂图案，形成所述遮光部、所述透光部、所述第1半透光部和所述第2半透光部，
其中，选择所述第1半透光膜和所述第2半透光膜的材质和膜厚，使得对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，使由于透过所述第1半透光部的曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
10.一种多色调光掩模制造方法，该多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其特征在于，该多色调光掩模制造方法具有以下工序：
准备下述光掩模坯体，该光掩模坯体在所述透明基板上依次层叠有第1半透光膜和遮光膜，所述第1半透光膜和所述遮光膜相对于彼此的蚀刻具有耐性；
在所述遮光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第1半透光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案；
将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻后，对所述第1半透光膜进行蚀刻，去除所述第1抗蚀剂图案；
在所述透明基板上和所述遮光膜上形成第2半透光膜；
在所述第2半透光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第2半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案；以及
将所述第2抗蚀剂图案作为掩模对所述第2半透光膜和所述遮光膜进行蚀刻后，去除所述第2抗蚀剂图案，形成所述遮光部、所述透光部、所述第1半透光部和所述第2半透光部，
其中，选择所述第1半透光膜和所述第2半透光膜的材质和膜厚，使得对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，使由于透过所述第1半透光部的曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
11.一种多色调光掩模制造方法，该多色调光掩模在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案，其特征在于，该多色调光掩模制造方法具有以下工序：
准备在所述透明基板上形成有遮光膜的光掩模坯体；
在所述遮光膜上形成覆盖所述遮光部的形成预定区域的第1抗蚀剂图案；
将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻后，去除所述第1抗蚀剂图案；
在所述透明基板上和所述遮光膜上形成第1半透光膜；
在所述第1半透光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域和所述第1半透光部的形成预定区域的第2抗蚀剂图案；
将所述第2抗蚀剂图案作为掩模对所述第1半透光膜进行蚀刻后，去除所述第2抗蚀剂图案；
在所述透明基板上和所述第1半透光膜上形成第2半透光膜；
在所述第2半透光膜上形成分别覆盖所述遮光部的形成预定区域、所述第1半透光部的形成预定区域和所述第2半透光部的形成预定区域的第3抗蚀剂图案；以及
将所述第3抗蚀剂图案作为掩模对所述第2半透光膜进行蚀刻后，去除所述第3抗蚀剂图案，形成所述遮光部、所述透光部、所述第1半透光部和所述第2半透光部，
其中，选择所述第1半透光膜和所述第2半透光膜的材质和膜厚，使得对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，使由于透过所述第1半透光部的曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
12.一种图案转印方法，该图案转印方法隔着在透明基板上形成有包含遮光部、透光部、第1半透光部和第2半透光部在内的转印图案的多色调光掩模，对形成于被转印体上的抗蚀剂膜照射曝光光，在所述被转印体上形成多色调抗蚀剂图案，其特征在于，
所述第1半透光部针对所述曝光光的透过率小于所述第2半透光部针对所述曝光光的透过率，
对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由于透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述第2半透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
13.根据权利要求12所述的图案转印方法，其特征在于，
对透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由于透过所述第1半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第1半透光部的所述曝光光的光强度以上。
14.根据权利要求12或13所述的图案转印方法，其特征在于，
对透过所述第2半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的相位差进行控制，以使由于透过所述第2半透光部的所述曝光光与透过所述透光部的所述曝光光之间的干涉而形成的光强度为透过所述第2半透光部的所述曝光光的光强度以上。
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