TWI422964B - 多階調光罩 - Google Patents

Description

多階調光罩

本發明係關於光微影製程中所使用之多階調光罩。

過去以來，在光微影製程中，藉由對形成在將被蝕刻之被加工層上的阻劑膜，使用具有指定圖案的光罩，在指定的曝光條件下進行曝光而顯影來形成阻劑圖案(resist pattern)。然後，以此阻劑圖案作為遮罩來蝕刻被加工層。

光罩之中，有一種多階調光罩，其具有遮蔽曝光光線的遮光區域、透過曝光光線的透光區域、及使一部分曝光光線透過的半透光區域之半透光區域。因為此多階調光罩之曝光光線的光量會因各區域而不同，所以能藉由使用此多階調光罩進行曝光、顯影，形成具有至少3種厚度殘膜值(包括殘膜值為零)的阻劑圖案。如此實現具有複數個相異殘膜值之阻劑圖案的多階調光罩，因為可使光微影製程減少，所以非常有用。

多階調光罩中之半透光區域，例如，能藉由形成具有如透過一部分曝光光線所需透過率的半透過膜而設置(專利文獻1)。

先前技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2006-268035號公報

然而，構成半透光區域之半透過膜的透過率通常是在整面寬廣區域形成膜的情況之透過率，精確地說，其與實際圖案轉印時曝光光線的透過率不同。尤其是現況並未針對非常狹窄的圖案中之曝光光線透過率、及波長不同的光源予以正確地考量。今後，在進一步提升圖案設計中之精度的情況下，一旦未正確地考量此等要因(圖案形狀及光源波長的差異)，便無法形成所需的阻劑圖案，其結果，會有所謂變成無法在被加工層上正確地形成圖案的問題。

本發明係有鑑於相關問題點而完成者，目的在於提供一種多階調光罩，其無關於曝光機的曝光波長特性，使在最適狀態下使用光罩變得容易，能穩定、正確地於被加工層上形成圖案。

本發明第1構成之多階調光罩，係具備具有透光區域、遮光區域及半透光區域之轉印圖案的多階調光罩，其中透光區域、遮光區域及半透光區域係藉由設置於透明基板上之遮蔽曝光光線的遮光膜、及使一部分前述曝光光線透過的半透過膜所構成，其特徵為：前述半透過膜具有在前述曝光光線的波長區域中存有波長依存性之透過率，且前述半透光區域包含一區域，該區域具有在轉印前述轉印圖案時使用之曝光機的曝光光學條件下、顯示前述波長依存性實質上不會發生之透過率的尺寸。

藉由此構成，便能實現已就對非常狹窄圖案中之半透光區域之曝光光線透過率、及波長不同的光源之透過率進行正確考量的多階調光罩，所以能進一步提升圖案設計中之精度，或者，即使將圖案進一步微細化，亦能在被加工層上正確地形成具有所需殘膜值的圖案。

在本發明之多階調光罩中，前述曝光光學條件較佳為至少包含前述曝光機之光源的波長、孔徑數值(number of aperture)、及同調性(coherency)。在此，同調性意指曝光機中照明光學系之孔徑數值對投影光學系之孔徑數值的比。

在本發明之多階調光罩中，較佳為前述半透過膜的透過率在前述曝光光線所包含之i線到g線波長區域中係20%~80%。藉由此構成，在使用本遮罩之電子裝置製造程序中之加工控制便會變得容易。

在本發明之多階調光罩中，前述波長依存性係隨著波長變長而透過率提高之依存性，較佳為在前述曝光光線所包含之i線到g線波長區域中以有1%以上之透過率差的特性線予以表示。又，在此，將光罩透光區域的透過率設為100%。

在本發明之多階調光罩中，前述半透過膜較佳為氧化鉻膜、氮化鉻膜或金屬矽化物膜。

本發明之多階調光罩係薄膜電晶體製造用，較佳為具有顯示前述波長依存性實質上不會發生之透過率的尺寸之區域，係對應薄膜電晶體的通道區域。在此情況下，前述通道區域的寬度較佳為1.0μm~5.0μm。

本發明第2構成的多階調光罩，係具備具有透光區域、遮光區域、及半透光區域之轉印圖案的多階調光罩，其中透光區域、遮光區域、及半透光區域係藉由設置於透明基板上之遮蔽曝光光線的遮光膜、及使一部分前述曝光光線透過的半透過膜所構成，其特徵為：前述半透過膜具有在i線~g線的波長區域中存有波長依存性之透過率，且前述半透光區域包含一區域，該區域係當以具有0.075~0.085範圍內之孔徑數值、0.5~1.0之同調性、及i線~g線之波長區域的曝光光學系曝光時，在該i線~g線的波長區域中，顯示實質上不會發生前述波長依存性之透過率的尺寸。

本發明第3構成之圖案轉印方法，係使用藉由將設置在透明基板上之遮蔽曝光光線遮光膜、及使一部分前述曝光光線透過的半透過膜分別圖案化而形成具有透光區域、遮光區域、及半透光區域的轉印圖案之多階調光罩，藉由照射由曝光機所產生之曝光光線，將該轉印圖案轉印於被加工層的圖案轉印方法，其特徵為：前述半透過膜具有在前述曝光光線的波長區域中存有波長依存性之透過率，且前述曝光機之曝光光學條件係設定為在具有指定尺寸之前述半透光區域中，前述透過率之波長依存性實質上不會發生的條件。

本發明第4構成之薄膜電晶體之製造方法，其特徵為藉由上述圖案轉印方法來進行薄膜電晶體的圖案化。

本發明之多階調光罩係具備至少具有透光區域、遮光區域、及半透光區域之轉印圖案的多階調光罩，其中透光區域、遮光區域、及半透光區域係藉由設置於透明基板上之遮蔽曝光光線的遮光膜、及使一部分前述曝光光線透過的半透過膜所構成，前述半透過膜具有在曝光光線的波長區域中存有波長依存性之透過率，且前述半透光區域包含一區域，該區域具有在轉印前述轉印圖案時所使用之曝光機的曝光光學條件下，顯示前述波長依存性實質上不會發生之透過率的尺寸，所以使圖案設計更加微細，或者是，即使以該遮罩所製得之阻劑圖案的要求精度進一步變高，亦易於在已對曝光機予以最適化的條件下使用遮罩。又，藉由使用本發明之多階調光罩之圖案轉印方法，便能經常穩定地形成阻劑圖案，而能進行正確的圖案化。

以下，就本發明實施形態參照隨附圖式詳細地說明。

迄今，構成半透光區域之半透過膜之透過率，係與圖案形狀無關，而以由其膜及曝光光線所決定之膜固有透過率來規定。在根據如此所規定之透過率來設定半透過膜之膜材及厚度的情況下，當半透光區域相對於曝光機解像度足夠大、曝光光線波長為一定時，不會特別發生問題。然而，在半透光區域面積及寬度變得微小的情況，由於鄰接於半透光區域之遮光部及透光部的影響，當實際曝光時，半透光區域的透過率會變成與半透過膜固有的透過率不同的值。

例如，在薄膜電晶體用多階調光罩中，將相當於通道部的區域設為半透光區域，利用遮光部來構成相當於以包夾此通道部區域的形狀鄰接之源極及汲極的區域。在此光罩中，隨著通道部的尺寸(寬度)變小，與鄰接之遮光部的境界會在實際曝光條件下被模糊掉，通道部之曝光光線透過率會變得比半透過膜的膜透過率低。在此，「半透過膜的膜透過率」係指形成於透明基板上的該膜，在足夠寬廣的區域中，以曝光光線的照射量與透過量的比所規定，且係由該膜的組成及膜厚所決定。「足夠寬廣的區域」係指透過率不會隨著該區域的廣度變化而實質地發生變化的區域。

又，雖然一般曝光機之曝光光線波長係設為橫跨i線~g線者，但實際的曝光條件並非完全一致者，會隨每台曝光機，或即使是同一台曝光機也會隨著時間經過，就其分光特性而有變化。如果分光特性不同，即包含於曝光光線之波長不同的話，解像度便會不同，因此即使是相同的圖案形狀，在實際曝光條件下的半透光區域之透過率也將會不同。

在最近的薄膜電晶體(TFT)中，提案有：相較於先前技術，藉由將通道部的寬度縮小而提升例如與液晶驅動有關之液晶動作速度，或者是，藉由將通道部的大小縮小而增加液晶亮度等技術；預測圖案微細化，會使對所欲製得的阻劑圖案之要求精度進一步變高。本發明人等認為，在此種狀況中，就光罩面積及寬度小的區域，如果只考量半透過膜固有的透過率而不去考量包括圖案形狀及光源波長不同等要因之透過率的話，便無法形成所需的阻劑圖案。

因此，本發明人等著眼於在曝光機的曝光條件下，以攝像手段拍攝將曝光光線實際照射於光罩時之圖案，可藉以獲得包括圖案形狀及光源波長不同等之要因的轉印圖案影像，發現能根據此轉印圖案影像來決定半透光區域中之半透過膜的膜材及厚度等。

作為如上所述之再現曝光機之曝光條件的裝置，可舉出例如第1圖所示之裝置。此裝置主要由：光源1；照明光學系2，係將來自光源1的光照射至光罩3；接物透鏡系4，係使透過光罩3的光成像；及攝像手段5，係拍攝經過接物透鏡系4所得之影像所構成。

光源1係發出指定波長的光束者，能使用例如鹵素燈、金屬鹵化物燈、UHP燈(超高壓水銀燈)等。

照明光學系2導引來自光源1的光而將光照射在光罩3。由於此照明光學系2將孔徑數值(NA)設為可變，所以具備光闌機構(孔徑光闌(aperture stop)7)。此照明光學系2較佳為具備用於調整光罩3中之光照射範圍的視野光闌(field stop)8。經過此照明光學系2的光被照射在藉由遮罩保持具3a所保持之光罩3。此照明光學系2被配設在框體13a內。

光罩3係由遮罩保持具3a所保持。使此遮罩保持具3a成為以將光罩3的主平面作成約略鉛直的狀態來支持此光罩3的下端部及側緣部附近，而使此光罩3傾斜固定地保持。使此遮罩保持具3a成為能保持大型(例如，主平面為1220mm×1400mm、厚度13mm者)、且各種大小的光罩3。又，「約略鉛直」係指第1圖中以θ表示之距離鉛直的角度為約10度以內。被照射於光罩3的光會透過此光罩而被入射於接物透鏡系4。

接物透鏡系4係例如由以下所構成：第1透鏡群(模擬器透鏡(simulator lens))4a，係入射已透過光罩3的光，並對此光束施加無限遠補正而成為平行光；及第2透鏡群(成像透鏡(imaging lens))4b，係使已經過此第1透鏡群的光束成像。模擬器透鏡4a具備有光闌機構(孔徑光闌7)，而使孔徑數值(NA)成為可變。已經過接物透鏡系4的光束係由攝像手段5受光。將此接物透鏡系4配設在框體13b內。

此攝像手段5拍攝光罩3的影像。能使用例如CCD等攝像元件作為此攝像手段5。

在此裝置中，由於使照明光學系2之孔徑數值與接物透鏡系4之孔徑數值成為各自可變，因此能變動照明光學系2之孔徑數值對接物透鏡系4之孔徑數值的比，即Sigma值(σ：同調性)。

又，在此裝置中，設置有：對藉由攝像手段5所得之攝像畫像進行畫像處理、演算、與指定閾值(threshold value)之比較及顯示等之演算手段11、具有顯示手段之控制手段14及改變框體13a位置的移動操作手段15。因此，能使用所得的攝像畫像、或根據其所得之光強度分布，藉由控制手段14進行指定的演算，求得在已使用其他曝光光線的條件下的攝像畫像、或光強度分布及透過率。

具有此種構成之第1圖所示的裝置，因為能夠使NA及σ值成為可變，亦能改變光源的線源，所以能再現各種曝光機之曝光條件。

本發明人等，經使用第1圖所示之裝置，一邊變更各種曝光機的曝光條件一邊將之再現而檢討透過率後，得知下列的知識。又，在此，使用MoSi膜(g線所致之透過率52%的膜)作為半透過膜，使用第2圖所示之通道圖案作為寬度狹窄的區域。第2圖所示之圖案，係半透過區域21位於中央部分、以鉻膜所構成之遮光區域22位於半透過區域21兩側的圖案。即，半透過區域21相當於TFT的通道區域(寬度約5μm)，遮光區域22相當於源極及汲極區域。又，使用g線、h線、i線作為線源。將其結果顯示於第3圖。在第3圖中，實線表示膜固有的透過率，虛線表示通道區域中之透過率。又，通道區域中之透過率，係將第1圖所示裝置中，NA設為0.080，σ值設為0.9，再現曝光機的曝光條件時的透過率。又，第3圖係顯示透過率的波長依存性之傾向圖，第3圖中的數值是一個例子，本發明並非限定於此者。

如由第3圖可知，就膜固有的透過率，有波長依存性(在g線至i線約4%)。即，隨著波長變長而透過率變高。另一方面，又，針對通道區域中之透過率(在實際曝光機中之曝光條件下所得的透過率：實效透過率)，幾乎沒有波長依存性，而成為平坦(flat)。就如此通道區域中之透過率沒有波長依存性之情事，能如下考量。

如果依據瑞萊公式(Raleigh's Criterion)d=k‧(λ/NA)(d：解像線寬，k：係數，λ：波長，NA：孔徑數值)的話，波長越短解像線寬會變小(解像度變高)。第4圖(a)、(b)係顯示第2圖所示之圖案之通道輪廓(channel profile)的圖。第4圖(a)顯示NA=0.08、σ=0.9時之通道輪廓(低解像度)，第4圖(b)顯示NA=0.15、σ=1.0時之通道輪廓(高解像度)。在此，如由第4圖(a)可知，在低解像度，就g線、h線、i線而言，實效透過率幾乎相同(約0.45)。另一方面，在高解像度，g線的實效透過率最高(約0.53)，次高是h線的實效透過率(約0.50)，再次高是i線的實效透過率(約0.48)。如由第4圖(a)、(b)可知，解像度不同所致之實效透過率的下降量，g線最大(0.53-0.45=0.08)，次大為h線(0.50-0.45=0.05)，再次大為i線(0.48-0.45=0.03)。

通道區域中之實效透過率係根據以第1圖所示之裝置拍攝之畫像所求得之透過率(實效透過率)，為經考量寬度及光學條件(NA、σ值)之透過率。通道區域(半透光區域)中之實效透過率係依其尺寸、及所謂NA、σ的光學條件而變化。如上述般，在寬度狹窄的區域中，會有實效透過率降低的傾向。此實效透過率之降低量越朝長波長側越大。又，能將透過半透光區域之光強度分布中具有最大值部分的透過率設作為實效透過率。此與例如使用此光罩而將正型光阻之阻劑圖案形成於被轉印體上時，發生在半透光區域之阻劑殘膜值的最小值具有相關性。

如此，實效透過率之降低量有如第3圖虛線所示隨著波長變長而變大的傾向。針對已考量圖案尺寸及光學條件之實效透過率，結果是整段曝光波長，透過率幾乎成為平坦。

本發明人等根據如上所述之知識發現在特定的光學條件、在特定尺寸的半透光區域中，以某範圍波長的線源使實效透過率成為一定而完成本發明。藉此，能夠無關於曝光機的曝光波長特性，易於以最適狀態使用光罩，穩定、正確地在被加工層上形成圖案。特別是，在使用複數個線源作為曝光光源之平面顯示器圖案轉印用的多階調光罩中，以某範圍波長的線源使實效透過率成為一定是非常有效的。

即，本發明的主旨，係利用一種多階調光罩，其具備至少具有透光區域、遮光區域及半透光區域之轉印圖案，其中透光區域、遮光區域及半透光區域係藉由設置於透明基板上之遮蔽曝光光線的遮光膜、及使一部分前述曝光光線透過的半透過膜所構成，前述半透過膜具有在前述曝光光線的波長區域中存有波長依存性之透過率，且前述半透光區域包含一區域，該區域具有在轉印前述轉印圖案時所使用之曝光機的曝光光學條件下，顯示實質上不會發生前述波長依存性之透過率的寬度；藉以能夠無關於曝光機的曝光波長特性，易於以最適狀態使用光罩，而穩定、正確地在被加工層上形成圖案。

本發明之多階調光罩具備具有透光區域、遮光區域及半透光區域之轉印圖案，其中透光區域、遮光區域及半透光區域係藉由設置於透明基板上之遮蔽曝光光線的遮光膜、及使一部分前述曝光光線透過的半透過膜所構成。

作為透明基板，能舉出玻璃基板等。又，作為遮蔽曝光光線之遮光膜，能舉出鉻膜等之金屬膜、矽膜、金屬氧化膜、如矽化鉬膜的金屬矽化物膜等。又，作為使一部分曝光光線透過之半透過膜，能使用鉻的氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、氮氧碳化物或金屬矽化物等。特佳為氧化鉻膜、氮化鉻膜、如矽化鉬膜之金屬矽化物膜。這是因為上述者容易藉由調整其組成及膜厚來取得半透過膜之透過率的適切波長依存性(特性的斜率)。能夠藉由在透明基板上形成遮光膜及半透過膜，來設置具有透光區域、遮光區域、及半透光區域的轉印圖案。

半透過膜具有在曝光光線波長區域中存有波長依存性的透過率。此波長依存性係隨著波長變長而透過率上升的依存性，較佳為以在曝光光線所含之i線至g線的波長區域中，有1%以上，更佳為3%以上，的透過率差之特性線來表示。作為較佳的透過率差(斜率)的範圍是1%~15%，更佳是1%~10%，特佳是3~7%。當半透過膜的透過率落在此種透過率差(斜率)時，便可更易於獲得本發明之「具有波長依存性實質上不會發生之透過率」的圖案區域。又，半透過膜的透過率較佳為在曝光光線所含之i線至g線的波長區域中係20%~80%。更佳為，半透過膜的透過率係20%~60%。這是因為，一旦使用具有此種範圍的透過率之半透光膜，則會使在被加工層所製得之阻劑圖案的殘膜值，藉由被加工層之加工處理而成為適當者的緣故。

以半透過膜所構成之半透光區域包含一區域，該區域具有在轉印轉印圖案時所使用之曝光機的曝光光學條件下，顯示半透過膜的波長依存性實質上不會發生之透過率的尺寸。在此，曝光光學條件至少包含曝光機光源的波長、孔徑數值(NA)，較佳為進一步包含同調性(σ：曝光機中照明光學系的孔徑數值對投影光學系孔徑數值的比)。

又，「半透過膜之波長依存性實質上不會發生的透過率」，係指膜固有的透過率的波長依存性在實際曝光時實質上不會發生的實效透過率，例如，在i線~g線的波長區域中，較佳為透過率的變化範圍(range)為1%以下，更佳為0.5%以下。此意謂上述實效透過率係如第2圖所示成為實質地平坦。「顯示半透過膜的波長依存性實質上不會發生之透過率的尺寸」，係指藉由曝光機，或是藉由以其為本而設定曝光條件的第1圖所示裝置，當進行曝光時所求得之實效透過率會成為如第3圖所示般實質地平坦的圖案尺寸。此種時候，由於被加工層上所形成之阻劑圖案不會受曝光機光源的個體差異及經時變化所致之影響，而被形成為一定的形狀，所以有益於對被加工層之加工處理的穩定化。

又，半透過膜具有在i線~g線的波長區域中存有波長依存性的透過率，且，半透光區域在藉由具有0.075~0.085範圍內之孔徑數值、0.5~1.0之同調性及i線~g線波長區域的曝光光學系進行曝光時，包含一區域，其中該區域的尺寸係在該i線~g線波長區域中，顯示前述波長依存性實質上不會發生的透過率。例如，作為具有顯示半透過膜的波長依存性實質上不會發生的透過率之寬度的區域，能舉出電晶體的通道區域。此通道區域的寬度較佳為1.0μm~5.0μm。通道區域的寬度特佳為2.0μm~4.0μm。在驅動液晶所用之TFT中，為了進一步提高液晶的速度及亮度，傾向將通道寬度微細化，在製造此種微細的通道之多階調光罩中，本發明是特別有用的。

本發明中之實效透過率，除了膜固有的透過率以外，係包括圖案中之尺寸、或線寬(CD(Critical Dimension))及光學條件(光源波長、孔徑數值、σ值等)之要因的透過率，即使在狹窄的區域亦已反映實際的曝光環境之透過率。因此，一旦特定圖案中之寬度而求得該寬度之實效透過率，便可根據該實效透過率來決定半透過膜的厚度。又，一旦特定某領域之實效透過率，則能以達成該實效透過率的方式來決定半透過膜的膜材及透過率。

上述之多階調光罩有下列構造：如第5圖(a)所示，在透明基板31之遮光區域A及半透光區域B上形成半透過膜32，在半透過膜32之遮光區域A上形成遮光膜33而成之構造；及如第5圖(b)所示，在透明基板31之遮光區域A上積層遮光膜33及半透過膜32，在透明基板31之半透光區域B上形成半透過膜32而成之構造。

第5圖(a)所示之構造，例如，能如下般製作。即，準備在透明基板31上依序積層半透過膜32及遮光膜33而成的空白光罩(photomask blank)，在此空白光罩上，形成對應遮光區域A及半透光區域B之區域的阻劑圖案，以此阻劑圖案作為遮罩，蝕刻經露出的遮光膜33。接下來，以阻劑圖案或是遮光膜33作為遮罩，蝕刻露出的半透過膜32而形成透光區域。接下來，在至少包含遮光區域A的區域形成阻劑圖案，以此阻劑圖案作為遮罩，蝕刻經露出遮光膜33。

第5圖(b)所示之構造，例如，能如下製作。即，準備在透明基板31上經形成遮光膜33的空白光罩，於此空白光罩上，形成對應遮光區域A之區域的阻劑圖案，以此阻劑圖案作為遮罩，蝕刻經露出的遮光膜33。接下來，在除去阻劑圖案後，在整面透明基板31上形成半透過膜32。然後，在對應半透光區域B(或半透光區域B及遮光區域A)的區域形成阻劑圖案，以此阻劑圖案作為遮罩來蝕刻經露出的半透過膜32。

如以上般，藉由分別將已設於透明基板上之遮蔽曝光光線的遮光膜、使一部分前述曝光光線透過之半透過膜圖案化，可製得已形成具有透光區域、遮光區域、及半透光區域的轉印圖案之多階調光罩。在使用此種多階調光罩的圖案轉印中，藉由照射由曝光機所產生的曝光光線，當將該轉印圖案轉印於被加工層時，半透過膜係在所謂具有在曝光光線的波長區域中存有波長依存性的條件下，將曝光機的曝光光學條件設定為：在具有指定尺寸的前述半透光區域中，前述透過率的波長依存性實質上不會發生的條件。

以下，針對為了明確化本發明效果而進行的實施例加以說明。

(實施例)

準備在透明基板上依序積層：係屬對線源g線透過率50%的半透過膜之MoSi膜、及係屬遮光膜之鉻膜而成之空白光罩，在此光罩上，形成對應遮光區域及半透光區域之區域的阻劑圖案，以此阻劑圖案作為遮罩，將以硝酸鈰銨為主成分的蝕刻液當作蝕刻劑(etchant)來使用，將經露出的鉻膜濕蝕刻。接下來，使用鉻膜作為遮罩，以氫氟酸及氧化劑蝕刻液作為蝕刻劑來使用，將露出的MoSi膜濕蝕刻而形成透光區域。又，該蝕刻液亦可使用含有：自氫氟酸、氫矽氟酸、氫銨氟酸選出之至少一種氟化合物；及自過氧化氫、硝酸、硫酸選出之至少一種氧化劑的任意蝕刻液。接下來，將阻劑圖案形成在至少含有遮光區域的區域，以此阻劑圖案作為遮罩，將以硝酸鈰銨為主成分的蝕刻液當作蝕刻劑來使用，將經露出的鉻膜濕蝕刻。

如此進行，製作如第6圖(b)所示之具有透光區域102、遮光區域101、及半透光區域103的實施例之多階調光罩100。又，此多階調光罩係包含通道寬度為5.0μ m的TFT圖案者。又，半透過膜的厚度，係將如前述般進行所製作之測試遮罩(test mask)安裝於第1圖所示之裝置而求得實效透過率，再根據此實效透過率求出。

接下來，如第6圖(b)所示，使用所製作的多階調光罩來曝光阻劑圖案。作為被曝光物，使用第6圖(a)所示之積層體。即，積層體係在具有閘極電極202之玻璃基板201上，依序形成閘極絕緣膜203、第1半導體膜(a-Si)204、第2半導體膜(N+a-Si)205、源極汲極用金屬膜206及正型光阻膜207而成者。

將正型光阻膜207曝光、顯影，藉以形成第1阻劑圖案207A。此第1阻劑圖案207A覆蓋TFT的通道部、源極汲極形成區域及資料線形成區域，並且使TFT通道部形成區域變得比源極汲極形成區域薄。

接下來，如第6圖(c)所示，以第1阻劑圖案207A作為遮罩，蝕刻源極汲極用金屬膜206、第2及第1半導體膜205、204。接下來，如第6圖(d)所示，藉由氧所致之灰化(ashing)來使正型光阻膜207整體地減少，去除通道部形成區域的薄阻劑膜，形成第2阻劑圖案207B。之後，如第6圖(e)所示，以第2阻劑圖案207B作為遮罩，蝕刻源極汲極用金屬膜206而形成源極/汲極206A、206B，接著蝕刻第2半導體膜205。之後，如第6圖(f)所示，剝離殘存的第2阻劑圖案207B。

經以AFM(原子間力顯微鏡)觀察所製得的TFT通道部的圖案後，成為如所設計的圖案。又，此圖案形狀，係無關於曝光機的光源特性，由於能穩定地形成，所以對曝光機而言，通常能作為最適合的遮罩而穩定地使用。認為這是因為使用第1圖所示之裝置來求得實效透過率，根據該實效透過率來製作多階調光罩，所以即使在如TFT通道部般狹窄區域亦可形成所需的阻劑圖案的緣故。

本發明並未限定於上述實施形態，能適當變更而實施。上述實施形態中之零件個數、大小、處理順序等係一個例子，可以在發揮本發明效果的範圍內進行各種變更而實施。此外，可僅在不悖離本發明目的之範圍內適當變更而實施。

θ．．．距離鉛直的角度

A．．．遮光區域

B．．．半透光區域

1．．．光源

2．．．照射光學系

3．．．光罩

3a．．．遮罩保持具

4．．．接物透鏡系

4a．．．模擬器透鏡

4b．．．成像透鏡

5．．．攝像手段

6．．．波長選擇濾片

7、7a．．．孔徑光闌

8．．．視野光闌

11．．．演算手段

12．．．顯示手段

13a、13b．．．框體

14．．．控制手段

15．．．移動操作手段

21．．．半透過區域

22．．．遮光區域

31．．．透明基板

32．．．半透過膜

33．．．遮光膜

100．．．多階調光罩

101．．．遮光區域

102．．．透光區域

103．．．半透光區域

201．．．玻璃基板

202．．．閘極電極

203．．．閘極絕緣膜

204．．．第1半導體膜

205．．．第2半導體膜

206．．．源極汲極用金屬膜

206A、206B．．．源極/汲極

207．．．正型光阻膜

207A．．．第1阻劑圖案

207B．．．第2阻劑圖案

第1圖係顯示再現曝光機之曝光條件的裝置之一例的圖。

第2圖係顯示寬度狹窄區域的圖案之圖。

第3圖係顯示透過率的波長依存性之特性圖。

第4圖(a)、(b)係顯示就實效透過率的通道輪廓之圖。

第5圖(a)、(b)係顯示多階調光罩構造之圖。

第6圖(a)~(f)係用於說明TFT遮罩曝光之圖。

Claims (6)

1. 一種多階調光罩，係具備具有透光區域、遮光區域及半透光區域之轉印圖案的多階調光罩，其中該透光區域、該遮光區域及該半透光區域係藉由設置於透明基板上之遮蔽曝光光線的遮光膜、及使一部分該曝光光線透過的半透過膜所構成，其特徵為：該半透過膜之固有的透過率係在i線~g線的波長區域中具有透過率隨著波長變長而提高的斜率之波長依存性，且該半透光區域的圖案尺寸係1.0~5.0μm的尺寸，且係設定成如下之尺寸：在藉由具有0.075~0.085範圍內之孔徑數值(number of aperture)、0.5~1.0之同調性(coherency)、及i線~g線之波長區域的曝光光學系進行曝光時，在該i線~g線的波長區域中藉由該波長依存性的該斜率平坦化，而具有實質上不具有該波長依存性的透過率。
2. 如申請專利範圍第1項之多階調光罩，其中該半透過膜的透過率，在該曝光光線所包含之i線到g線波長區域中係20%~80%。
3. 如申請專利範圍第1或2項之多階調光罩，其中該波長依存性係隨著波長變長而透過率會提高之依存性，在該曝光光線所包含之i線到g線的波長區域中以有1%以上之透過率差的特性線予以表示。
4. 如申請專利範圍第1或2項之多階調光罩，其中該半透 過膜為氧化鉻膜、氮化鉻膜或金屬矽化物膜。
5. 如申請專利範圍第1或2項之多階調光罩，其中該多階調光罩係用於製造薄膜電晶體，該尺寸的半透光區域的圖案係對應該電晶體的通道區域。
6. 一種圖案轉印方法，係準備如申請專利範圍第1~5項中任一項之多階調光罩，且包含藉由照射由曝光機所產生之曝光光線將該轉印圖案轉印於被加工層的步驟，其中該曝光機具有曝光光源系，該曝光光學系具有0.075~0.085範圍內之孔徑數值、0.5~1.0之同調性、及i線~g線之波長區域。