CN1821867A - 灰调掩模的制造方法及灰调掩模 - Google Patents

Abstract

在形成了具有遮光部、透光部以及半透光部的装置图形；以及用于位置对齐的标记图形的灰调掩模的制造方法中，具有：准备在透明基板上至少形成了遮光膜的掩模版的步骤；遮光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：形成第1抗蚀图形，将该第1抗蚀图形作为掩模，蚀刻遮光膜；在形成了遮光部图形的透明基板上形成半透光膜的步骤；以及半透光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：形成第2抗蚀图形，将该第2抗蚀图形作为掩模，蚀刻半透光膜，在遮光部图形形成步骤中，在形成遮光部图形的同时，形成具有遮光部和透光部的所期望的标记图形，在半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，具有使得在上述标记图形中的透光部不存在半透光膜的步骤。

Description

灰调掩模的制造方法及灰调掩模

技术领域

本发明涉及在液晶显示装置(Liquid Crystal Display：以下，称为LCD)等的制造中所使用的灰调掩模及其制造方法。

背景技术

以往，在LCD领域中，提出了减少制造所需的光掩模数的方法。即，由于薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay：以下，称为TFT-LCD)与CRT(阴极射线管)相比具有易于做成薄型且耗电低的优点，因此当前正在急速推进其商品化。TFT-LCD具有隔着液晶相重叠TFT基板和滤色片而成的概略结构，该TFT基板具有针对排列为矩阵状的各像素排列TFT的结构，该滤色片与各像素对应地排列了红、绿、以及蓝的像素图形。对于TFT-LCD而言，制造工序数量多，仅TFT基板就要使用5～6个光掩模来进行制造。在这样的状况下，提出了使用4个光掩模来进行TFT基板的制造的方法(例如，下述非专利文献1)。

该方法是通过使用具有遮光部、透光部以及半透光部(灰调部)的光掩模(以下，称为灰调掩模)，来减少使用的掩模数量。

在图4(a)及图4(b)(图4(b)是图4(a)的制造工艺的延续)中，示出了使用灰调掩模的TFT基板制造工艺的一例。

在玻璃基板1上形成栅极用金属膜，通过使用光掩模的光刻工艺，形成栅极2。此后，形成栅绝缘膜3、第1半导体膜4(a-Si)、第2半导体膜5(N+a-Si)、源漏用金属膜6以及正型光致抗蚀膜7(图4(a)(1))。接着，通过使用具有遮光部11、透光部12以及半透光部13的灰调掩模10，对正型光致抗蚀膜7进行曝光和显影，由此形成第1抗蚀图形7a，使其覆盖TFT沟道部和源漏形成区域、数据线形成区域、并且使沟道部形成区域比源漏形成区域薄(图4(a)(2))。接着，将第1抗蚀图形7a作为掩模，对源漏用金属膜6和第2、第1半导体膜5、4进行刻蚀(图4(a)(3))。接着，通过用氧进行灰化来除去沟道部形成区域的薄抗蚀膜，形成第2抗蚀图形7b(图4(b)(1))。然后，将第2抗蚀图形7b作为掩模，对源漏用金属膜6进行刻蚀，形成源/漏极6a、6b，接着，对第2半导体膜5进行刻蚀(图4(b)(2))，最后，剥离残留的第2抗蚀图形7b(图4(b)(3))。

作为这里所使用的灰调掩模，公知有半透光部由微细图形形成的结构的灰调掩模。例如，如图5所示，具有：与源/漏极对应的遮光部11a、11b；透光部12；以及与沟道部对应的半透光部(灰调部)13，半透光部13是形成了遮光图形13a的区域，该遮光图形13a由使用灰调掩模的LCD用曝光机的分辨极限以下的微细图形构成。通常，遮光部11a、11b和遮光图形13a均由铬或铬化合物等的相同材料构成的相同厚度的膜形成。对于使用灰调掩模的LCD用曝光机的分辨极限而言，在步进方式的曝光机中约为3μm、在镜像投影方式的曝光机中约为4μm。因此，例如，使在图5的半透光部13中的透过部13b的空隙宽度小于3μm、遮光图形13a的线宽小于曝光机的分辨极限以下的3μm。

对于上述微细图形型的半透光部，在灰调部分的设计上，具体地说，有如下选择：把用于获得遮光部和透光部之间的半色调效果的微细图形做成线和空隙型、还是做成点(网点)型、或者做成其它图形，而且，在线和空隙型的情况下，必须考虑如下的非常多的方面来进行设计：把线宽设为多少、把光透过的部分和遮挡的部分的比例设为多少、把整体的透过率设计成何种程度等。此外，在掩模的制造中，也要求了线宽的中心值的管理以及掩模内的线宽的偏差管理和高难度的生产技术。

因此，以往，提出了将想要进行半色调曝光的部分做成半透过性的半色调膜(半透光膜)的技术。通过使用该半色调膜，可以减小半色调部分的曝光量，进行半色调曝光。通过变更为半色调膜，在设计中只要研究整体的透过率需要达到多少即可，对于掩模，也只要选择半色调膜的膜种或膜厚，就可以生产掩模。因此，在掩模制造中，只要进行半色调膜的膜厚控制即可，比较容易进行管理。此外，如果是半色调膜，则可通过光刻工艺容易地进行构图，因此即使是复杂的图形形状，也能得到实现。

以往所提出的半色调膜型的灰调掩模的制造方法如下。这里，作为一例，举出如图6所示的LCD基板用的图形100进行说明。图形100由以下部分构成：由图形101a、101b构成的遮光部图形101；在该遮光部的图形101a、101b之间的半透光部图形103；以及在这些图形的周围形成的透光部图形102。

首先，准备在透明基板上依次形成了半透光膜和遮光膜的掩模版(mask blank)，在该掩模版上形成抗蚀膜。接着，进行图形描绘、显影，由此在与上述图形100的遮光部图形101和半透光部图形103对应的区域上形成抗蚀图形。接着，通过用适当方法进行蚀刻，除去与没有形成上述抗蚀图形的透光部图形102对应的区域的遮光膜及其下层的半透光膜，形成如图7(1)所示的图形。即，形成了透光部202，同时，形成了与上述图形100的遮光部和半透光部对应的区域的遮光图形201。在除去残留的抗蚀图形之后，再次在基板上形成抗蚀膜，进行图形描绘、显影，这次在与上述图形100的遮光部图形101对应的区域形成抗蚀图形。接着，通过适当的蚀刻，仅除去没有形成抗蚀图形的半透光部区域的遮光膜。从而，如图7(2)所示，形成与上述图形100对应的图形。即，形成了由半透光膜的图形203构成的半透光部，同时，形成了遮光部的图形201a、201b。

但是，根据这样的现有的灰调掩模制造方法，存在下述问题：在对遮光膜和半透光膜例如使用主要成分相同的材料(例如，铬和铬化合物等)的情况下，遮光膜和半透光膜的蚀刻特性近似，所以在上述的第2次光刻工序中，通过蚀刻只除去半透光部的区域的遮光膜时，很难判断蚀刻的终点，如果蚀刻不足，则在半透光膜上残留遮光膜，如果蚀刻过度，则引起半透光膜的膜减少，无论如何也得不到所期望的半透光性。因此，遮光膜和半透光膜需要选择至少蚀刻特性不同的材料的组合，材料选择的范围受到限制。并且，即使对遮光膜和半透光膜选择了蚀刻特性不同的材料的组合，也不一定能完全防止上述的半透光膜的膜减少。

在下述专利文献1中公开了如下内容：在上述的第2次光刻工序中，通过蚀刻只除去半透光部的区域的遮光膜时，为了防止下层的半透光膜的膜减少，在掩模版中的透明基板上的半透光膜和遮光膜之间设置蚀刻阻止膜。如专利文献1的记载，通过在所使用的掩模版中的透明基板上的半透光膜和遮光膜之间设置蚀刻阻止膜，即使对半透光部区域的遮光膜的蚀刻进行得多少有点过度，仍能够防止下层半透光膜的膜减少。但是，所使用的掩模版的层结构为半透光膜、蚀刻阻止膜以及遮光膜的3层，成膜需要3个阶段，给制造成本带来压力。并且，还存在下述问题：因为整体的膜厚变厚，所以长宽比(图形尺寸和高度之比)变大，其结果是，遮光部的图形形状或图形精度变差、且蚀刻时间变长。并且，在蚀刻遮光膜后，除去残留的蚀刻阻止膜时，仍出现下面的半透光膜的膜减少的问题。如果是即使残留有蚀刻阻止膜也不会对半透光膜的透过率造成影响的材料，则可以不除去而直接保留，但蚀刻阻止膜的材料或膜厚受到限制。

作为可以解决这样的问题点的灰调掩模，由本申请人在此前提出了下述的灰调掩模：遮光部由设置于透明基板上的遮光膜及在其上成膜的半透光膜形成，半透光部由露出了与半透光部对应的区域的透明基板上所成膜的半透光膜形成(日本特愿2004-65115)。

作为这种灰调掩模的制造方法，例如、可以通过如下方法来制造。

首先，准备在透明基板上形成了遮光膜的掩模版。

接着，在上述掩模版上形成与上述遮光部对应的区域的抗蚀图形，将该抗蚀图形作为掩模，蚀刻露出的遮光膜，由此形成遮光膜图形，使与上述半透光部及透光部对应的区域的透明基板露出。

接着，除去在上述步骤中残留的抗蚀图形，在得到的基板上的整个面上形成半透光膜。

而且，在与上述遮光部和半透光部对应的区域形成抗蚀图形，将该抗蚀图形作为掩模，蚀刻露出的半透光膜，由此形成透光部。

此外，还可以通过如下方法来制造。

即，在上述掩模版上形成与上述遮光部和透光部对应的区域的抗蚀图形，将该抗蚀图形作为掩模，蚀刻露出的遮光膜，由此使与上述半透光部对应的区域的透明基板露出。

接着，除去在上述步骤中残留的抗蚀图形，在得到的基板上的整个面上形成半透光膜。

然后，在与上述遮光部和半透光部对应的区域形成抗蚀图形，将该抗蚀图形作为掩模，蚀刻露出的半透光膜和遮光膜，由此形成透光部和遮光部。

根据上述灰调掩模，半透光部是在使与半透光部对应的区域露出的透明基板上直接形成半透光膜而成，因此在像以往那样形成半透光部时，无需通过蚀刻只除去上层的遮光膜来使下层的半透光膜露出，而且还可以由蚀刻特性相同或近似的膜材料形成遮光膜和半透光膜，所以膜材料的选择范围变宽。因此，无需以往的在遮光膜和半透光膜之间设置的蚀刻阻止膜，可以使整体的膜厚变薄、使长宽比变小。

【专利文献1】日本特开2002-189281号公报

【非专利文献1】「月刊ェフピ一ディ·ィンテリジェンス(FPDIntelligence)」、1999年5月、p.31-35。

但是，在上述的、半透光部由在使与半透光部对应的区域露出的透明基板上成膜的半透光膜形成的灰调掩模的制造方法中，需要进行2次用于形成抗蚀图形的图形描绘，因此考虑出下述做法：在第1次的图形形成时，与通常图形同样地蚀刻遮光膜来形成用于对齐2次图形描绘的位置的标记，基于该标记进行位置对齐，进行第2次描绘。

这里，使用图8(a)和图8(b)进行具体说明，在通过在透明基板21上形成遮光膜22而成的掩模版(图8(a)(1))上形成与遮光部对应的区域的抗蚀图形24a(图8(a)(2))，将该抗蚀图形24a作为掩模，蚀刻露出的遮光膜22，由此形成遮光膜图形22a，使透明基板21露出除遮光部之外的与半透光部和透光部对应的区域(图8(a)(3))。

接着，除去在上述步骤中残留的抗蚀图形24a(图8(a)(4))，在得到的基板上的整个面上形成半透光膜23(图8(b)(5))。并且，装置图形部具有半透光部(图示的A(d)区域)、遮光部(图示的B(d)区域)及透光部(图示的C(d)区域)，位置对齐用的标记图形部具有遮光部(图示的B(m)区域)及透光部(图示的C(m)区域)。

接着，在基板上的整个面上形成抗蚀膜24(图8(b)(6))，进行描绘、显影，以便使装置图形部的透光部所对应的区域(C(d)区域)露出，形成抗蚀图形24b(图8(b)(7))，将该抗蚀图形24b作为掩模，蚀刻露出的装置图形透光部的半透光膜23，由此形成透光部(图8(b)(8))。

通过除去残留的抗蚀图形24b，得到形成有装置图形和标记图形的灰调掩模20A(图8(b)(9))。并且，图9中的(a)是灰调掩模20A的平面图、(b)是在掩模的非装置图形区域上形成的标记图形(M)部分的剖面图、(c)是装置图形(D)的剖面图。并且，图9中的标记图形(M)和放大图所示的装置图形(D)是其一例。此外，上述的图8(a)和图8(b)是示意地示出装置图形和标记图形的图，并非与在图9中示出的装置图形和标记图形严格一致。

但是，在第一次的图形(遮光膜图形22a)形成时(图8(a)(4))，虽然一同形成具有遮光部(B(m)区域)和透光部(C(m)区域)的标记图形，但通过在下一步骤进行的半透光膜23的成膜，也在标记图形的透光部上形成半透光膜。如果想要基于该标记、使用透过光或反射光来检测标记，由此进行位置对齐，进行第2次描绘(用于形成抗蚀图形24b的描绘)，则存在的问题是：在检测标记时，由于在标记图形的遮光部上形成有半透光膜23a和抗蚀膜24，所以标记图形的透光部和遮光部之间的对比度低，很难识别标记，检测变困难。即，在通过透过光检测标记时，由于半透光膜23a和抗蚀膜24使标记图形的透光部的透过率衰减，与标记图形的遮光部之间的透过率差变小，所以对比度变低。并且，在通过反射光检测标记时，由于标记图形的透光部和遮光部形成相等的反射率，所以对比度变低。

而且，在灰调掩模中，也和通常的光掩模同样，需要在掩模的非装置图形区域中形成用于在掩模使用时与被转印基板进行位置对齐的定位标记等的各种标记，在通常的形成有遮光膜图形的掩模中，通过对非装置区域的遮光膜进行蚀刻来形成标记。但是，上述灰调掩模中，存在的问题是：在与上述的图形描绘的位置对齐用的标记兼用或同样地形成了其它的标记时，掩模的非装置图形区域的遮光膜上所形成的标记图形的透光部被半透光膜覆盖，形成半透光部(A区域)(参照图8(b)(9))，所以在使用透过光和反射光检测标记时，对比度低、检测变困难。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供灰调掩模及其制造方法，该灰调掩模的遮光部由设置于透明基板上的遮光膜和成膜于其上的半透光膜形成，半透光部由在露出与半透光部对应的区域的透明基板上成膜的半透光膜形成，其中，在非装置图形区域中形成的标记的对比度高，容易检测。

为了解决上述课题，本发明具有以下结构。

(结构1)一种灰调掩模的制造方法，该灰调掩模形成了具有遮光部、透光部以及半透光部的装置图形；以及用于位置对齐的标记图形，该灰调掩模的制造方法的特征在于，具有：准备在透明基板上至少形成了遮光膜的掩模版的步骤；遮光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：在用于形成遮光部图形的第1抗蚀膜上描绘第1描绘图形、进行显影，形成第1抗蚀图形，将该第1抗蚀图形作为掩模，对上述遮光膜进行蚀刻；在形成了上述遮光部图形的透明基板上形成半透光膜的步骤；以及半透光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：为了形成半透光部图形，在上述半透光膜上所形成的第2抗蚀膜上描绘第2描绘图形，进行显影，形成第2抗蚀图形，将该第2抗蚀图形作为掩模，对上述半透光膜进行蚀刻，其中，在上述遮光部图形形成步骤中，在形成遮光部图形的同时，形成具有遮光部和透光部的所期望的标记图形，在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，具有使得在上述标记图形中的透光部中不存在半透光膜的步骤。

(结构2)根据结构1所述的灰调掩模的制造方法，其特征在于，使得在上述标记图形中的透光部中不存在半透光膜的步骤是，在形成上述半透光膜的步骤中，在至少除了上述标记图形的透光部之外的部分对上述半透光膜进行成膜的步骤。

(结构3)根据结构1所述的灰调掩模的制造方法，其特征在于，使得在上述标记图形中的透光部中不存在半透光膜的步骤是，在形成上述半透光膜之后，至少除去上述标记图形的透光部中的半透光膜的步骤。

(结构4)根据结构1至3中的任意一项所述的灰调掩模的制造方法，其特征在于，在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，还对至少除了标记图形的透光部之外的部分涂布上述第2抗蚀膜，或者，在形成上述第2抗蚀膜之后，至少除去标记图形的透光部上的第2抗蚀膜，使得在上述标记图形中的透光部不存在上述第2抗蚀膜。

(结构5)一种灰调掩模的制造方法，该灰调掩模形成了具有遮光部、透光部以及半透光部的装置图形；以及用于位置对齐的标记图形，该灰调掩模的制造方法的特征在于，具有：准备在透明基板上至少形成了遮光膜的掩模版的步骤；遮光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：在用于形成遮光部图形的第1抗蚀膜上描绘第1描绘图形，进行显影，形成第1抗蚀图形，将该第1抗蚀图形作为掩模，对上述遮光膜进行蚀刻；在形成了上述遮光部图形的透明基板上形成半透光膜的步骤；以及半透光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：为了形成半透光部图形，在上述半透光膜上所形成的第2抗蚀膜上描绘第2描绘图形，进行显影，形成第2抗蚀图形，将该第2抗蚀图形作为掩模，对上述半透光膜进行蚀刻，其中，在上述遮光部图形形成步骤中，在形成遮光部图形的同时，形成具有遮光部和透光部的所期望的标记图形，在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，对至少除了标记图形的透光部的部分涂布上述第2抗蚀膜，或者，在形成上述第2抗蚀膜之后，至少除去上述标记图形的透光部中的第2抗蚀膜，使得在上述标记图形中的透光部中不存在上述第2抗蚀膜。

(结构6)一种灰调掩模，形成了具有遮光部、透光部以及半透光部的装置图形，以及用于位置对齐的标记图形，其特征在于，上述遮光部由设置于透明基板上的遮光膜和其上的部分或全部层叠的半透光膜形成，上述半透光部由半透光膜形成，上述透光部由露出透明基板的部分形成，上述标记图形至少由遮光部和露出透明基板的透光部形成，该遮光部由遮光膜构成。

(结构7)一种灰调掩模版，在透明基板上所形成的遮光膜图形上形成了半透光膜，其特征在于，上述遮光膜图形包括用于位置对齐的标记图形，在至少除了上述标记图形之外的区域形成有半透光膜。

根据结构1，本发明的灰调掩模的制造方法具有：准备在透明基板上至少形成了遮光膜的掩模版的步骤；上述遮光部图形形成步骤；在形成了上述遮光部图形的透明基板上形成半透光膜的步骤；以及上述半透光部图形形成步骤，在上述遮光部图形形成步骤中，在形成遮光部图形的同时，形成具有遮光部和透光部的所期望的标记图形，在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，具有使得在上述标记图形中的透光部中不存在半透光膜的步骤。

因此，进行2次用于形成抗蚀图形的图形描绘，在第1次的图形形成时，在掩模的非装置图形区域中，与通常的图形(装置图形)一样地形成用于对齐两次图形描绘的位置的标记，基于该标记进行位置对齐来进行第2次描绘，在此情况下，因为在第2次描绘之前，使得在上述标记的透光部中不存在半透光膜，所以标记图形中的透光部和遮光部之间的透过光和反射光的对比度高，容易识别标记，因此第2次描绘时的标记检测是容易的。而且，在最终得到的灰调掩模中，也由于标记图形至少由遮光膜所构成的遮光部和露出透明基板的透光部形成，所以标记图形中的透光部和遮光部之间的对比度高，在使用掩模时，用于与被转印基板之间的位置对齐时很容易检测出标记。

此外，如结构2所示，在形成上述半透光膜的步骤中，通过在至少除了上述标记图形的透光部的部分对上述半透光膜进行成膜，能够在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，使得至少在上述标记图形的透光部不存在半透光膜。由此，标记的透过光和反射光的对比度变高，位置对齐时的标记检测变得容易。作为在至少除了上述标记图形的透光部的部分对上述半透光膜进行成膜的方法，例如可举出通过至少覆盖上述标记图形的透光部的遮蔽构件对上述半透光膜进行成膜的方法。

此外，如结构3所示，在形成上述半透光膜之后，至少除去上述标记图形的透光部中的半透光膜，由此能够在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，使得至少在上述标记图形的透光部中不存在半透光膜。由此，标记的透过光和反射光的对比度变高，位置对齐时的标记检测变得容易。

此外，如结构4所示，通过对至少除了标记图形的透光部的部分涂布上述第2抗蚀膜，或者，在形成上述第2抗蚀膜之后，至少除去标记图形的透光部中的第2抗蚀膜，能够在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，使得在上述标记图形的透光部中不存在上述第2抗蚀膜。由此，不仅如上述那样至少在上述标记图形的透光部中不存在半透光膜，还不存在第2抗蚀膜，所以在标记图形的透光部中透明基板露出，抑制了抗蚀膜所引起的透过率降低，能够获得标记图形的遮光部和透光部之间的透过光和反射光的更高的对比度，变得更容易识别标记，因此第2次描绘时的标记检测更为容易。

并且，根据结构5，本发明的灰调掩模的制造方法具有：准备在透明基板上至少形成了遮光膜的掩模版的步骤；上述遮光部图形形成步骤；在形成了上述遮光部图形的透明基板上形成半透光膜的步骤；以及上述半透光部图形形成步骤，在上述遮光部图形形成步骤中，在形成遮光部图形的同时，形成具有遮光部和透光部的所期望的标记图形，在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，对至少除了上述标记图形中的透光部的部分涂布上述第2抗蚀膜，或者，在形成上述第2抗蚀膜之后，至少除去上述标记图形的透光部中的第2抗蚀膜，使得在上述标记图形的透光部中不存在上述第2抗蚀膜。

由此，因为在上述的至少标记图形的透光部中不存在第2抗蚀膜，所以能够抑制第2抗蚀膜所引起的标记图形的透光部的透过率降低，因此与在标记图形的透光部中存在第2抗蚀膜的情况相比，提高了透过光和反射光的对比度，第2次描绘时的标记检测变得更容易。

并且，如结构6所示，在本发明的灰调掩模中，装置图形的遮光部由设置于透明基板上的遮光膜和在其上的部分或全部层叠的半透明膜形成，半透光部由半透光膜形成，透光部由露出透明基板的部分形成，而且标记图形至少由遮光膜所构成的遮光部和露出透明基板的透光部形成，所以标记图形中的透光部和遮光部之间的透过光和反射光的对比度高，在使用掩模时，用于与被转印基板之间的位置对齐时很容易检测出标记。

并且，如结构7所示，在本发明的灰调掩模版中，在透明基板上所形成的遮光膜图形上形成了半透光膜，上述遮光膜图形包括用于位置对齐的标记图形，在至少除了上述标记图形之外的区域形成有半透光膜，所以在使用该灰调掩模版，在灰调掩模版上形成抗蚀膜之后进行描绘时，基于上述位置对齐标记进行位置对齐的情况下，因为在上述标记的透光部中没有形成半透光膜，所以标记中的透光部和遮光部之间的对比度高，变得容易识别标记，因此容易进行标记检测。而且，在最终得到的灰调掩模中，标记图形也至少由遮光膜所形成的遮光部和露出透明基板的透光部形成，所以标记图形中的透光部和遮光部之间的对比度高，在使用掩模时，用于与被转印基板之间的位置对齐时很容易检测出标记。

根据本发明的灰调掩模的制造方法，进行2次用于形成抗蚀图形的图形描绘，在第1次的图形形成时，在掩模的非装置图形区域中，与通常的图形(装置图形)同样地形成用于对齐两次图形描绘的位置的标记，基于该标记进行位置对齐，进行第2次描绘，在此情况下，因为在第2次描绘之前，使得在上述标记的透光部中不存在半透光膜，所以标记的对比度高，在第2次描绘时很容易检测出标记。

此外，根据本发明的灰调掩模的制造方法，进行2次用于形成抗蚀图形的图形描绘，在第1次的图形形成时，在掩模的非装置图形区域中，与通常的图形(装置图形)同样地形成用于对齐两次图形描绘的位置的标记，基于该标记进行位置对齐，并进行第2次描绘，在此情况下，因为在第2次描绘之前，使得在上述标记的透光部中不存在抗蚀膜，所以标记的对比度高，在第2次描绘时很容易检测出标记。

此外，根据本发明的灰调掩模，遮光部由设置于透明基板上的遮光膜和在其上的部分或全部层叠的半透明膜形成，半透光部由半透光膜形成，透光部由露出透明基板的部分形成，其中，在非装置图形区域形成的、用于使用掩模时用来与被转印基板之间的位置对齐的定位标记等的各种标记的标记图形至少由遮光部和露出透明基板的透光部形成，该遮光部由遮光膜构成，所以在检测标记时，标记的对比度高、容易进行检测。

附图说明

图1(a)是表示本发明的实施方式1的灰调掩模的制造工艺的示意剖面图。

图1(b)是表示本发明的实施方式1的灰调掩模的制造工艺(图1(a)的制造工艺的延续)的示意剖面图。

图2是表示本发明的实施方式2的灰调掩模的制造工艺的示意剖面图。

图3是表示本发明的实施方式3的灰调掩模的制造工艺的示意剖面图。

图4(a)是表示使用了灰调掩模的TFT基板制造工艺的示意剖面图。

图4(b)是表示使用了灰调掩模的TFT基板制造工艺(图4(a)的制造工艺的延续)的示意剖面图。

图5是表示微细图形型的灰调掩模的一例的平面图。

图6是表示半色调膜型的灰调掩模图形的一例的平面图。

图7是用于说明半色调膜型的灰调掩模的制造方法的掩模图形平面图。

图8(a)是表示灰调掩模的制造工艺的一例的示意剖面图。

图8(b)是表示灰调掩模的制造工艺的一例(图8(a)的制造工艺的延续)的示意剖面图。

图9(a)是灰调掩模20A的平面图、(b)是在掩模的非装置图形区域中形成的标记图形(M)部分的剖面图、(c)是装置图形(D)的剖面图。

具体实施方式

下面，通过实施方式对本发明进行详细说明。

(实施方式1)

图1(a)和图1(b)是表示本发明的灰调掩模的制造方法的实施方式1，是按顺序表示其制造工艺的示意剖面图。

如图1(a)(1)所示，本实施方式中所使用的掩模版是通过在石英玻璃等的透明基板21上形成遮光膜22而得到的。

这里，作为遮光膜22的材料，优选能得到高遮光性的薄膜，例如可列举出Cr、Si、W、Al等。

另外，上述掩模版是通过在透明基板21上形成遮光膜22而成的，其成膜方法可以选择蒸镀法、溅射法、CVD(化学气相沉积)法等适合于膜种的方法。此外，关于膜厚没有特别的限制，只要按照优化为能得到良好的遮光性的膜厚形成即可。

如图1(b)(9)所示，使用上述掩模版得到的本实施方式的灰调掩模20B形成有装置图形和标记图形。装置图形具有半透光部(图示的A(d)区域)、遮光部(图示的B(d)区域)及透光部(图示的C(d)区域)，位置对齐用的标记图形具有遮光部(图示的B(m)区域)及透光部(图示的C(m)区域)。装置图形的遮光部是由设置于透明基板21上的遮光膜22a和其上的半透光膜23形成，半透光部由在透明基板21上成膜的半透光膜23形成，透光部由露出透明基板21的部分形成。并且，标记图形形成于掩模的非装置图形区域中，由设置于透明基板21上的遮光膜22a所构成的遮光部和露出透明基板21的透光部形成。上述装置图形和标记图形在平面图中为例如上述的图9中的标记图形(M)和放大图所示的装置图形(D)那样。但是，在本实施方式的图1(a)和图1(b)中示意地示出了装置图形和标记图形，并不与图9所示的装置图形和标记图形严格一致。

接着，说明使用了上述掩模版的灰调掩模20B的制造工艺。

首先，在该掩模版(图1(a)(1))上涂布例如描绘用的正型抗蚀剂，进行烘焙，形成抗蚀膜，使用电子束描绘机或激光描绘机等进行描绘。如果以例如上述的图9所示的装置图形(D)的情况为例，此时的描绘数据是与其中的半透光部图形(A区域)和透光部(C区域)对应的图形数据、以及与位置对齐用的标记图形的透光部对应的图形数据。描绘后，对其进行显影，在掩模版上形成抗蚀图形24a，该抗蚀图形24a在形成装置图形的半透光部和透光部的区域(图1(a)所示的A(d)和C(d)的区域)、以及形成标记图形的透光部的区域(图1(a)所示的C(m)的区域)中除去了抗蚀膜，在形成装置图形的遮光部的区域(图1(a)所示的B(d)的区域)、以及形成标记图形的遮光部的区域(图1(a)所示的B(m)的区域)中残留抗蚀膜(参照图1(a)(2))。

接着，将所形成的抗蚀图形24a作为掩模，蚀刻露出的遮光膜22，形成与装置图形和标记图形各自的遮光部对应的遮光膜图形22a(参照图1(a)(3))。在与装置图形的半透光部和透光部对应的区域(A(d)和C(d)区域)、以及与标记图形的透光部对应的区域(C(m)区域)中，通过上述遮光膜22的蚀刻，处于下面的透明基板21露出的状态。因此，在该步骤中，与装置图形的遮光部图形一起形成了所期望的标记图形。

使用通过氧气实现的灰化或浓硫酸等来除去残留的抗蚀图形24a(参照图1(a)(4))。

接着，在如上述那样得到的透明基板21上，在具有遮光膜图形22a的基板上对半透光膜23进行成膜，得到灰调掩模版(参照图1(b)(5))。此时，通过配置至少覆盖与标记图形的透光部对应的区域的遮蔽板30后对半透光膜23进行成膜，使得至少在标记图形的透光部中不形成半透光膜23。在与装置图形的半透光部和透光部对应的区域中，直接在露出的透明基板21上形成半透光膜23。

另外，作为半透光膜23的材料，优选在将透光部的透过率设为100％时，能得到透过率50％左右的半透过性的薄膜，可列举出例如Cr化合物(Cr的氧化物、氮化物、氮氧化物、氟化物等)、MoSi、Si、W、Al等。Si、W、Al等是根据其膜厚而可得到高遮光性或还可得到半透过性的材料。并且，这里透过率指的是对于使用灰调掩模的例如大型LCD用曝光机的曝光光的波长的透过率。此外，完全没有必要把半透光膜的透过率限定在50％左右。把半透光部的透过性设定到何种程度是设计上的问题。

此外，关于上述遮光膜22和半透光膜23的材料的组合，在本发明中没有特别限制。相互之间的膜的蚀刻特性可以相同或近似，或者，相互之间的膜的蚀刻特性也可以不同。即，在本发明中，通过在露出了与半透光部对应的区域的透明基板上直接形成半透光膜，来形成半透光部，所以关于膜材料没有特别限制，可以选择使遮光膜和半透光膜的蚀刻特性相同或近似的材料的组合。例如，可以任意选择相同的材料、主要成分相同的材料(例如、Gr和Gr化合物等)等的组合，所以选择的范围较广。

对于半透光膜23的成膜方法，与上述的遮光膜22的情况相同，选择蒸镀法、溅射法、CVD(化学气相沉积)法等适合于膜种的方法即可。此外，关于半透光膜23的膜厚没有特别的限制，按照优化为能得到所期望的半透光性的膜厚形成即可。

接着，再次在整个面上涂布上述正型抗蚀剂，进行烘培，形成抗蚀膜24(参照图1(b)(6))。

然后，进行第2次描绘。此时的描绘数据是与装置图形的透光部(C(d)区域)对应的图形数据。在该第2次描绘中，基于先前的遮光膜图形22a形成步骤(参照图1(a)(4))中所形成的标记，照射例如波长为413nm的光，检测其反射光，进行位置对齐，由于在上述标记的透光部中没有形成半透光膜23，所以标记中的透光部和遮光部之间的对比度高，容易识别标记，因此第2次描绘时的标记检测很容易。并且，虽然在标记的透光部中形成有抗蚀膜24，但是因为抗蚀膜对于位置对齐用的定位光的透过率比较高，所以可以通过与遮光膜22a形成的标记的遮光部之间的关系得到高对比度。

描绘后，对其进行显影，形成抗蚀图形24b，该抗蚀图形24b是在装置图形的透光部除去抗蚀膜、在其余的区域残留抗蚀膜而形成的(参照图1(b)(7))。

接着，将所形成的抗蚀图形24b作为掩模，通过干式蚀刻除去成为装置图形的透光部的区域的半透光膜23。由此，把装置图形的半透光部和透光部区分开，从而形成装置图形的半透光部(A(d)区域)和透光部(C(d)区域)(参照图1(b)(8))。

另外，残留的抗蚀图形24b使用氧灰化等来除去。

由此，可以得到本实施方式的灰调掩模20B(参照图1(b)(9))。在最终得到的灰调掩模20B中，标记图形部由遮光部(图示的B区域)和露出透明基板21的透光部(图示的C区域)形成，该遮光部由遮光膜22a构成，所以标记图形部中的透光部和遮光部之间的对比度高，在使用掩模时用于与被转印基板之间的位置对齐时，标记的检测是容易的。

此外，在本实施例中通过配置遮蔽板，使得至少在标记图形的透光部不形成半透光膜，但也可以通过至少在标记图形的透光部粘着遮蔽用带或遮蔽用膜(例如抗蚀膜)，在对半透光膜进行成膜之后，除去上述遮蔽用带或遮蔽用膜，由此使得至少在标记图形的透光部不形成半透光膜。

(实施方式2)

图2是表示本发明的灰调掩模的制造方法的实施方式2的图，是依次表示其制造工艺的一部分的示意剖面图。

在本实施方式中，直到使用在透明基板21上形成了遮光膜22的掩模版来形成预定的遮光膜图形22a为止的步骤与上述的实施方式1的图1(a)的(1)至(4)的步骤完全相同，所以这里省略图示和重复说明。

在如上述那样得到的透明基板21上，在具有遮光膜图形22a的基板上的整个面上对半透光膜23进行成膜(参照图2(5))。

接着，再次在整个面上涂布上述正型抗蚀剂，进行烘培，在上述半透光膜23上形成抗蚀膜，对该抗蚀膜进行描绘、显影，用于使至少上述标记图形的透光部(C(m)区域)露出，从而形成抗蚀图形24c(参照图2(6))。此外，考虑到在该情况下的描绘位置偏离，如图示，也可以设置余量，使得露出比标记图形的透光部(C(m)区域)稍大的区域。接着，将该抗蚀图形24c作为掩模，蚀刻而除去在标记图形的透光部形成的半透光膜23(参照图2(7))。

接着，除去残留的抗蚀图形24c，之后再次在整个面上涂布上述正型抗蚀剂，进行烘培，形成抗蚀膜24(参照图2(8))。

然后，进行第2次装置图形描绘。此时的描绘数据是与装置图形的透光部(C(d)区域)对应的图形数据，但在该描绘时，通过事先蚀刻而除去半透光膜23，在用于进行位置对齐的标记的透光部不存在半透光膜23，所以容易识别标记，描绘时的标记检测是容易的。另外，在本实施方式中，虽然也在标记的透光部形成有抗蚀膜24，但通过与由遮光膜22a形成的标记的遮光部之间的关系，能够获得高对比度。

描绘后，对其进行显影，形成抗蚀图形24b，该抗蚀图形24b是在装置图形的透光部除去抗蚀膜、在其余的区域残留抗蚀膜而形成的(参照图2(9))。

接着，将所形成的抗蚀图形24b作为掩模，通过干式蚀刻除去成为装置图形的透光部的区域的半透光膜23，将装置图形的半透光部和透光部区分开，从而形成装置图形的半透光部(A(d)区域)和透光部(C(d)区域)(参照图2(10))。

另外，残留的抗蚀图形24b使用氧灰化等来除去。

由此，可以得到本实施方式的灰调掩模20C(参照图2(11))。在所得到的本实施方式的灰调掩模20C中，也因标记图形部由遮光部(图示的B区域)和露出透明基板21的透光部(图示的C区域)形成，该遮光部由遮光膜22a和其上的半透光膜23形成，而标记图形部中的透光部和遮光部之间的透过光和反射光的对比度变高，在使用掩模时，进行与被转印基板之间的位置对齐时，标记的检测是容易的。

此外，在本实施方式中，将抗蚀图形24c作为掩模，蚀刻而除去在标记图形的透光部形成的半透光膜23，但也可以不形成抗蚀图形24c，而通过利用蚀刻液的擦拭等进行的部分处理，来除去在标记图形的透光部形成的半透光膜。

(实施方式3)

图3是表示本发明的灰调掩模的制造方法的实施方式3，是依次表示其制造工艺的一部分的示意剖面图。

在本实施方式中，直到使用在透明基板21上形成了遮光膜22的掩模版来形成预定的遮光膜图形22a为止的步骤与上述的实施方式1的图1(a)的(1)至(4)完全相同，所以这里省略图示和重复说明。

在如上述那样得到的透明基板21上，在具有遮光膜图形22a的基板上的整个面上对半透光膜23进行成膜(参照图3(5))。

接着，再次在整个面上涂布上述正型抗蚀剂，形成抗蚀膜24(参照3(6))之后，通过至少除去在上述标记图形的透光部(C(m)区域)形成的抗蚀膜，使得在标记图形中的透光部不存在上述抗蚀膜(参照3(7))。另外，为了使得在标记图形中的透光部不存在上述抗蚀膜24，也可以通过对至少除了标记图形的透光部区域的部分进行涂布来形成上述抗蚀膜。并且，在本实施方式中，为了使得至少在标记图形的透光部不存在上述抗蚀膜24，当然也可以如图所示，使得在包括遮光部在内的标记图形整体上均未形成抗蚀膜24。

接着，将抗蚀图形24d作为掩模，蚀刻而除去在标记图形部露出的半透光膜23(参照图3(8))。由此，至少标记图形中的透光部处于透明基板21露出的状态。

接着，进行第2次描绘。此时的描绘数据是与装置图形的透光部(C(d)区域)对应的图形数据。在该描绘时，通过事先蚀刻而除去半透光膜23，在用于进行位置对齐的标记图形的透光部不存在半透光膜23，而且也不存在抗蚀膜，所以露出了透明基板21。因此，得到了标记图形的遮光部和透光部之间的更高的对比度，更容易识别标记，因此第2次描绘时的标记检测变得更容易。

描绘后，对其进行显影，形成抗蚀图形24e，该抗蚀图形24e是在装置图形的透光部除去抗蚀膜、在装置图形的其余的区域残留抗蚀膜而形成的(参照图3(9))。

接着，将所形成的抗蚀图形24e作为掩模，通过干式蚀刻来除去成为装置图形的透光部的区域的半透光膜23，将装置图形的半透光部和透光部区分开，从而形成装置图形的半透光部(A(d)区域)和透光部(C(d)区域)(参照图3(10))。另外，此时标记图形中的遮光膜22a已露出，所以估计会有一定程度上的膜减少，但即使这样也可以获得高对比度，所以是没有问题的。

另外，残留的抗蚀图形24a使用氧灰化等来除去。

由此，可以得到本实施方式的灰调掩模20D(参照图3(11))。在所得到的本实施方式的灰调掩模20D中，也因标记图形部由遮光部(图示的B区域)和露出透明基板21的透光部(图示的C区域)形成，该遮光部由遮光膜22a构成，所以标记图形部中的透光部和遮光部之间的对比度变高，在使用掩模时，进行与被转印基板之间的位置对齐时，标记的检测是容易的。

另外，在与上述实施方式3相关联地进行说明时，上述的实施方式1中的、在形成用于进行第2次描绘的抗蚀膜24的步骤(图1(b)(6))中，也在整个面上形成抗蚀膜24之后，通过至少除去在上述标记图形的透光部(C(m)区域)形成的抗蚀膜，或者通过对至少除了标记图形的透光部区域的部分涂布而形成抗蚀膜，能够使得在标记图形中的透光部不存在上述抗蚀膜，所以在标记检测时，可进一步提高对比度。

此外，上述的实施方式2中的、在形成用于进行第2次的装置图形描绘的抗蚀膜24的步骤(图2(8))中，也在整个面上形成抗蚀膜24之后，通过至少除去在上述标记图形的透光部(C(m)区域)形成的抗蚀膜，或者通过对至少除了标记图形的透光部区域的部分涂布而形成抗蚀膜，能够使得在标记图形中的透光部不存在上述抗蚀膜，所以在标记检测时，可进一步提高对比度。

此外，在实施方式3中，除去了标记图形部上所露出的半透光膜23，但是即使在不除去半透光膜23的情况下，如果除去了抗蚀膜24，与没有除去抗蚀膜24的情况相比，也能够提高对比度。

另外，作为装置图形部的形成方法，不限于以上说明的实施方式，例如也可以是下述的方法：通过第1次描绘，在上述掩模版上形成与装置图形的遮光部和透光部对应的区域的抗蚀图形，将该抗蚀图形作为掩模，蚀刻露出的遮光膜，由此使得与装置图形的半透光部对应的区域的透明基板露出，除去抗蚀图形后，在基板上的整个面上对半透光膜进行成膜，再通过第2次描绘，在与上述遮光部和半透光部对应的区域形成蚀刻图形，将该抗蚀图形作为掩模，蚀刻露出的上述透光部的半透光膜和遮光膜，由此形成透光部和遮光部。

此外，在以上说明的实施方式中，例示了使用正型抗蚀剂的情况，但也可以使用负型抗蚀剂。在该情况下，可以仅是描绘数据反转，而与上述步骤完全相同地实施步骤。

Claims (7)

1.一种灰调掩模的制造方法，该灰调掩模形成了具有遮光部、透光部以及半透光部的装置图形，以及用于位置对齐的标记图形，该灰调掩模的制造方法的特征在于，具有：

准备在透明基板上至少形成了遮光膜的掩模版的步骤；

遮光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：在用于形成遮光部图形的第1抗蚀膜上描绘第1描绘图形，进行显影，形成第1抗蚀图形，将该第1抗蚀图形作为掩模，对上述遮光膜进行蚀刻；

在形成了上述遮光部图形的透明基板上形成半透光膜的步骤；以及

半透光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：为了形成半透光部图形，在上述半透光膜上所形成的第2抗蚀膜上描绘第2描绘图形，进行显影，形成第2抗蚀图形，将该第2抗蚀图形作为掩模，对上述半透光膜进行蚀刻，

其中，在上述遮光部图形形成步骤中，在形成遮光部图形的同时，形成具有遮光部和透光部的所期望的标记图形，

在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，具有使得在上述标记图形的透光部中不存在半透光膜的步骤。

2.根据权利要求1所述的灰调掩模的制造方法，其特征在于，

使得在上述标记图形的透光部中不存在半透光膜的步骤是，在形成上述半透光膜的步骤中，在至少除了上述标记图形的透光部之外的部分对上述半透光膜进行成膜的步骤。

3.根据权利要求1所述的灰调掩模的制造方法，其特征在于，

使得在上述标记图形的透光部中不存在半透光膜的步骤是，在形成上述半透光膜之后，至少除去上述标记图形的透光部中的半透光膜的步骤。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的灰调掩模的制造方法，其特征在于，

在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，还对至少除了标记图形的透光部之外的部分涂布上述第2抗蚀膜，或者，在形成上述第2抗蚀膜之后，至少除去标记图形的透光部中的第2抗蚀膜，使得在上述标记图形的透光部中不存在上述第2抗蚀膜。

5.一种灰调掩模的制造方法，该灰调掩模形成了具有遮光部、透光部以及半透光部的装置图形，以及用于位置对齐的标记图形，该灰调掩模的制造方法的特征在于，具有：

准备在透明基板上至少形成了遮光膜的掩模版的步骤；

遮光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：在用于形成遮光部图形的第1抗蚀膜上描绘第1描绘图形，进行显影，形成第1抗蚀图形，将该第1抗蚀图形作为掩模，对上述遮光膜进行蚀刻；

在形成了上述遮光部图形的透明基板上形成半透光膜的步骤；以及

半透光部图形形成步骤，其中包括下述步骤：为了形成半透光部图形，在上述半透光膜上所形成的第2抗蚀膜上描绘第2描绘图形，进行显影，形成第2抗蚀图形，将该第2抗蚀图形作为掩模，对上述半透光膜进行蚀刻，

其中，在上述遮光部图形形成步骤中，在形成遮光部图形的同时，形成具有遮光部和透光部的所期望的标记图形，

在上述半透光部图形形成步骤中的第2描绘图形的描绘之前，对至少除了标记图形的透光部的部分涂布上述第2抗蚀膜，或者，在形成上述第2抗蚀膜之后，至少除去标记图形的透光部中的第2抗蚀膜，使得在上述标记图形的透光部中不存在上述第2抗蚀膜。

6.一种灰调掩模，形成了具有遮光部、透光部以及半透光部的装置图形，以及用于位置对齐的标记图形，其特征在于，

上述遮光部由设置于透明基板上的遮光膜和在其上的部分或全部层叠的半透光膜形成，上述半透光部由半透光膜形成，上述透光部由露出透明基板的部分形成，

上述标记图形至少由遮光膜所构成的遮光部和露出透明基板的透光部形成。

7.一种灰调掩模版，在透明基板上所形成的遮光膜图形上形成了半透光膜，其特征在于，

上述遮光膜图形包括用于位置对齐的标记图形，在至少除了上述标记图形之外的区域形成有半透光膜。

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