TWI434133B - 半調式光罩及其製造方法 - Google Patents

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Description

半調式光罩及其製造方法
本發明主張關於2009年5月21日所申請的南韓專利案號10-2009-0044351的優先權，並在此以引用的方式併入本文中，以作為參考。
本發明是有關於一種半調式光罩及其製造方法，以減少製程次數的半調式光罩製造方法，因而能減少製造時間與成本，其中此半調式光罩具有多重半穿透單元。
一般而言，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)是利用電場來控制具有介電各向導性(dielectric anisotropy)的液晶之光穿透率(light transmittance)，從而顯示影像。為此，液晶顯示器包括一液晶顯示面板(liquid crystal display panel)，其利用液晶晶胞(liquid crystal cell)矩陣以及驅動電路(driving circuit)驅動液晶顯示面板來顯示影像。習知技術的液晶顯示面板包括一彩色濾光基板(color filter substrate)以及一薄膜電晶體基板(thin film transistor substrate)，其中彩色濾光基板與薄膜電晶體基板彼此結合，而二者之間存有液晶(liquid crystal)。
彩色濾光基板包括依序配置在上玻璃基板(upper glass substrate)上的一黑矩陣(black matrix)、一彩色濾光片(color filter)以及共用電極(common electrode)。
薄膜電晶體基板包括一薄膜電晶體(thin film transistor)以及為晶胞準備的一畫素電極(pixel electrode)，其而每個晶胞係藉由下玻璃基板上交錯的閘極線(gate line)與資料線(data line)所來定義出每個晶胞。薄膜電晶體使用從資料線傳輸至畫素電極的資料訊號(data signal)，其與來自閘極線的閘極訊號(gate signal)響應。由透明導電層所形成的畫素電極提供來自薄膜電晶體的資料訊號以驅動液晶。
薄膜電晶體基板是經由多道光罩製程而形成，其中形成源極電極(source electrode)、汲極電極(drain electrode)以及半導體圖案的製程會使用單一個半調式光罩來減少光罩製程的次數。
此時，半調式光罩包括遮擋紫外光的一遮光區、紫外光能部分穿透的一半穿透區、以及傳送該紫外光的一穿透區。
半調式光罩的半穿透區可以是由各自具有不同穿透率的多重半穿透單元所形成。此時，使用多個半穿透材料各自具有不同穿透率，以形成多重半穿透單元。
換句話說，為了在半穿透區上形成各自具有不同穿透率的半穿透單元，各自具有不同穿透率的多個半穿透材料被使用於多重半穿透區。
一種具有三種或更多彼此不同的半穿透單元之半調式光罩的製造方法，可以透過堆疊經由微影製程(photolithography process)與蝕刻製程而圖案化的一第一半穿透材料，且一第二半穿透材料堆疊於其上，並經由微影製程與蝕刻製程來圖案化第二半穿透材料，另外將一第三半穿透材料堆疊於其上，而第三半穿透材料經由微影製程與蝕刻製程而被圖案化，以形成具有三種彼此不同之穿透率的一半穿透區。
如上所述，習知製造方法遭遇到缺點：各個彼此不同的半穿透材料藉由微影製程與蝕刻製程而堆疊及圖案化，以形成多重半穿透單元，導致增加製程的次數，進而增加時間與成本。
為了消除上述缺點，在此揭露本發明，而本發明的優點在於提供一種半調式光罩及其製造方法，以減少具有多重半穿透單元之半調式光罩的製造流程次數，從而減少時間及製造成本。
本發明提出一種半調式光罩，其包括一基板、一形成在基板上並用以傳送一預定波長範圍的照射光之穿透區、以及具有多重半穿透單元的一半穿透區，其中對照射在基板上的預定波長範圍的光線而言，利用二種或更多半穿透材料，多重半穿透單元得以具有二種或更多彼此不同的穿透率。
在一些實施例中，半調式光罩可以更包括一遮光區，其具有形成在至少二種或更多半穿透材料之一上表面或一下表面上的一阻擋層。
在一些實施例中，半穿透材料可以包括一主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al、Zr、Sn、Zn、In、Mg、Hf、V、Nd、Ge、MgO-Al2 O3 或Si3 N4 其中之一的單一主要元素材料，或混合至少二種或更多元素的一結合材料，或包括添加Cox 、Ox 、Nx 、Cx 、Fx 以及Bx 至少其中之一至該單一主要元素材料或該結合材料之一材料，其中字尾(suffix)x為一自然數並且定義各個化學元素的原子數目。
在一些實施例中，至少二種半穿透材料各自具有不同的蝕刻率。
本發明另提出一種半調式光罩的製造方法，其包括以下步驟。形成一阻擋層在形成有一遮光區的一基板上；形成一半穿透區在形成有阻擋層的基板上，而利用至少二種半穿透材料，使半穿透區具有三種或更多彼此不同的穿透率；以及形成堆疊阻擋層與至少二半穿透材料的一遮光區和基板所裸露之處的一穿透區。
在一些實施例中，在利用至少二種半穿透材料，以具有三種或更多彼此不同的穿透率之形成有阻擋層的基板上，形成半穿透區的步驟包括：在阻擋層上依序堆疊一第一半穿透材料以及一光阻，並曝光及顯影光阻，以使在第一半穿透材料中之一必需區域被暴露，以移除被暴露的第一半穿透材料；在形成有第一半穿透材料的基板上依序堆疊一第二半穿透材料以及另一光阻，並曝光及顯影光阻，以使在第二半穿透材料中之一必需區域被暴露，其中該必需區域分為一第一部分與一第二部分，而第一部分在第一半穿透材料上，以及第二部分在該基板之被暴露部分，以移除被暴露的第二半穿透材料，而在第一部分下之第一半穿透材料沒有被移除；以及在基板上形成由第一半穿透材料所形成的一第一半穿透單元、由第二半穿透材料所形成的一第二半穿透單元、以及由第一與第二半穿透材料堆疊所形成的一第三半穿透單元。
在一些實施例中，至少二種半穿透材料各自具有不同的蝕刻率。
在一些實施例中，半穿透材料包括一主要元素為Cr、Si、Mo、Ta或Al的單一主要元素材料，或混合至少二種或更多元素的一結合材料，或添加Cox 、Ox 、Nx 至少其中之一至該單一主要元素材料或該結合材料的一材料。
本發明另提出一種半調式光罩的製造方法，其包括以下步驟。形成一半穿透區在一基板，利用至少二種半穿透材料使該半穿透區具有一多重半穿透單元，其具有三種或 更多彼此不同的穿透率；在多重半穿透單元上依序堆疊一阻擋層與一光阻，並曝光及顯影光阻，以使在阻擋層中之一必需區域被暴露，以移除裸露的光阻；以及在至少二半穿透材料上形成由阻擋層所形成的一遮光區，以及形成基板所裸露之處的一穿透區。
在一些實施例中，形成一半穿透區在一基板，利用至少二種半穿透材料使半穿透區具有一多重半穿透單元，其具有三種或更多彼此不同的穿透率的步驟包括：在基板上依序堆疊一第一半穿透材料以及一光阻，並曝光及顯影光阻，以使在第一半穿透材料中之一必需區域被暴露，以移除被暴露的第一半穿透材料；在形成有第一半穿透材料的基板上依序堆疊一第二半穿透材料以及另一光阻，並曝光及顯影光阻，以使在第二半穿透材料中之另一必需區域被暴露，以移除被暴露的第二半穿透材料；以及在基板上形成由第一半穿透材料所形成的一第一半穿透單元、由第二半穿透材料所形成的一第二半穿透單元、以及由第一與第二半穿透材料堆疊所形成的一第三半穿透單元。
在一些實施例中，至少二種半穿透材料各自具有不同的蝕刻率。
在一些實施例中，半穿透材料包括一主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、或Al的單一主要元素材料，或混合至少二種或更多元素的一結合材料，或添加Cox 、Ox 、Nx 至少其中之一至該單一主要元素材料或該結合材料的一材料。
本發明有利於一種半調式光罩，其包括具有多重半穿透單元的一半穿透區，其中利用至少二半穿透材料，使多重半穿透單元得以具有彼此不同的穿透率，而一遮光區形成在至少二半穿透材料的一上表面或一下表面上，而此半調式光罩基於至少二種半穿透材料的不同蝕刻率，從而能選擇性地蝕刻半穿透材料，進能簡化製程，以減少步驟次數。
本發明的實施例將配合圖1至圖20來進行詳細的說明。
圖1是本發明第一實施例之半調式光罩的剖面示意圖。
請參閱圖1，一半調式光罩100包括位在一基板102上的一遮光區(blocking area)S1、具有多重半穿透單元的半穿透區S2、S3、S4以及一穿透區(transmissive area)S5。
基板102可以是一透明基板，例如石英(quartz)，能完全傳送預定波長範圍的照射光(irradiated light)。不過，基板102並不限定是石英，任何能傳送光線的材料都可適用。
半穿透區S2、S3、S4可包含多重半穿透單元，以傳送 照射在基板上預定波長範圍內之光線在彼此不同之穿透率(transmittance)。半穿透區S2、S3、S4可以透過多個光阻圖案(photo-resist pattern)來形成，而在經過顯影製程(development process)後，藉由在光阻製程的曝光製程(exposing process)中紫外光(ultraviolet)的部分穿透，各個光阻圖案具有不同的厚度。
更具體來說，半穿透區S2、S3、S4可以包含多重半穿透單元，其利用至少二個或更多半穿透材料而具有三個或更多彼此不同的穿透率。此時，若半穿透區S2、S3、S4是由半穿透材料，例如第一及第二半穿透材料112、114，來形成的話，則可形成各自具有不同穿透率的三個半穿透區。
換句話說，半穿透區S2、S3、S4可包括由第一半穿透材料112形成在基板上並允許光線穿透率達X%的第一半穿透單元S3、由第二半穿透材料114所形成並允許光線穿透率達Y%的第二半穿透單元S4、以及由第一及第二半穿透材料112、114堆疊而成並允許光線穿透率達Z%的第三半穿透單元S2，其中各個X%、Y%與Z%定義一能讓10至90%的照射光穿透的光穿透率。
此時，第一及第二半穿透材料112、114可以是一種具有主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti或Al的單一主要元素材料或結合至少二種或更多元素的一結合材料，或者也可以是一種添加有Cox 、Ox 、Nx 其中一種至該單一主要元素 材料或該結合材料的一材料，其中x為對應元素組合而改變的自然數。
第一及第二半穿透材料112、114的組成可有不同變化，只要其能夠傳遞預定波長範圍內的部分照射光。在本發明中，第一及第二半穿透材料112、114的組成可以選自於由Crx Oy 、Crx COy 、Crx Oy Nz 、Six Oy 、Six Oy Nz 、Six COy 、Six COy Nz 、Mox Siy 、Mox Oy 、Mox Oy Nz 、Mox COy 、Mox Oy Nz 、Mox Siy Oz 、Mox Siy Oz N、Mox Siy COz N、Mox Siy COz 、Tax Oy 、Tax Oy Nz 、Tax COy 、Tax Oy Nz 、Alx Oy 、Alx COy 、Alx Oy Nz 、Alx COy Nz 、Tix Oy 、Tix Oy Nz 、Tix COy 或其結合所構成的族群。
最好地，若第一半穿透材料112是由Crx Oy 、Crx COy 或Crx Oy Nz 所形成時，第二半穿透材料114可被使用除上述所列的半穿透材料之外其可選擇性地與Cr蝕刻的材料。也就是說，第一半穿透材料112必須是上述所列的半穿透材料中由各自具有不同蝕刻率(etching ratio)的半穿透材料所形成。
同時，如圖1所示，半穿透區可以包括各自具有不同穿透率的第一、第二以及第三半穿透單元，且也可以包括使用多重半穿透材料的第一至第n半穿透單元。
在顯影製程後，藉由在顯影期間對紫外光的阻擋，遮光區S1會留下光阻圖案。為此，遮光區S1在基板102上依序堆疊阻擋層(blocking layer)110、第一半穿透材料112以及第二半穿透材料114，以遮擋紫外光。
現在，請參閱圖1，其圖示說明本發明第一實施例之半調式光罩100，遮光區S1可以在基板102上依序形成阻擋層110、第一半穿透材料112以及第二半穿透材料114。更確切地說，遮光區S1可以是由形成在第一及第二半穿透材料112、114底下，作為底部結構(bottom structure)的阻擋層110來形成，或者可由形成在第一及第二半穿透材料112、114上，作為頂部結構(top structure)的阻擋層110來形成。
現在，形成包括穿透區S5、遮光區S1與第一及第二半穿透材料112、114的半調式光罩之製程將配合圖2至10來進行說明。
請參閱圖2，利用濺鍍(sputtering)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition)以及其類似的方法，阻擋層110與光阻120依序堆疊在基板102上。阻擋層110可以是由能遮擋紫外光的材料所形成，例如阻擋層110可由Cr與Crx Oy 所形成的膜層來形成。
現在，請參閱圖3，在應形成穿透區S5與第一及第二半穿透材料112、114之處繪製(drawn)及顯影光阻120，所以阻擋層110被裸露出來。更具體來說，在應形成穿透區S5與第一及第二半穿透材料112、114之處的光阻會被雷射光束所照射、繪製，而繪製後的光阻會被顯影以及移除。
因此，光阻120殘留在位於遮光區S1應形成之處的阻 擋層110上，而阻擋層110裸露在應形成穿透區S5與第一及第二半穿透材料112、114之處。
現在，請參閱圖4，利用殘留在基板102上的光阻120來作為遮罩，並藉由蝕刻製程(etching process)來移除裸露的阻擋層110。在基板102上的阻擋層110只殘留在遮光區S1應該會形成的地方，而基板102被裸露於應形成穿透區S5與半穿透區S2、S3、S4之處。
請參閱圖5，藉由濺鍍、化學氣相沉積以及其類似的方法，第一半穿透材料112與光阻120依序堆疊在具有阻擋層110的基板102上。更具體來說，第一半穿透材料112最好是一種具有主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al其中之一的單一主要元素材料或結合至少二種或更多元素的的一結合材料，或者也可以是一種添加有Cox 、Ox 、Nx 之其中一種至該單一主要元素材料或該結合材料的一材料，其中字尾x為對應元素組合而改變的自然數。
第一半穿透材料112的組成可有不同變化，只要其能夠傳遞預定波長範圍內的部分照射光。在本發明中，第一半穿透材料112的組成可以選自於由Crx Oy 、Crx COy 、Crx Oy Nz 、Six Oy 、Six Oy Nz 、Six COy 、Six COy Nz 、Mox Siy 、Mox Oy 、Mox Oy Nz 、Mox COy 、Mox Oy Nz 、Mox Siy Oz 、Mox Siy Oz N、Mox Siy COz N、Mox Siy COz 、Tax Oy 、Tax Oy Nz 、Tax COy 、Tax Oy Nz 、Alx Oy 、Alx COy 、Alx Oy Nz 、Alx COy Nz 、Tix Oy 、Tix Oy Nz 、Tix COy 或其結合所構成的族群中的其中任 何一者，其中字尾x、y及z為自然數並定義各個元素的原子數目。第一半穿透材料112最好是由Crx Oy 、Crx COy 或Crx Oy Nz 所形成。
現在，請參閱圖6，形成在第一半穿透材料112上的被雷射光束所照射及繪製，並且顯影被繪製的光阻120，讓第一半穿透材料112裸露在應形成穿透區S5與第二半穿透單元S4之處。
請參閱圖7，利用殘留在第一半穿透材料112上的光阻120來作為遮罩，並藉由蝕刻製程來移除裸露的第一半穿透材料112。因此，阻擋層110與第一半穿透材料112堆疊於應形成遮光區S1之處。第一半穿透材料112形成在基板102上，並位在應形成第一和第三半穿透單元S2、S3之處。
現在，請參閱圖8，利用濺鍍、化學氣相沉積以及其類似的方法，第二半穿透材料114與光阻120依序堆疊在具有第一半穿透材料112的基板102上。
更具體來說，第二半穿透材料114最好是一種具有主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al其中之一的單一主要元素材料或結合至少二種或更多元素的的一結合材料，或者也可以是一種添加有Cox 、Ox 、Nx 其中一種至該單一主要元素材料或該結合材料的一材料，其中字尾x為對應元素組合而改變的自然數。
第二半穿透材料114的組成可有不同變化，只要能夠 傳遞預定波長範圍內的部分照射光。在本發明中，第二半穿透材料114的組成可以選自於由Crx Oy 、Crx COy 、Crx Oy Nz 、Six Oy 、Six Oy Nz 、Six COy 、Six COy Nz 、Mox Siy 、Mox Oy 、Mox Oy Nz 、Mox COy 、Mox Oy Nz 、Mox Siy Oz 、Mox Siy Oz N、Mox Siy COz N、Mox Siy COz 、Tax Oy 、Tax Oy Nz 、Tax COy 、Tax Oy Nz 、Alx Oy 、Alx COy 、Alx Oy Nz 、Alx COy Nz 、Tix Oy 、Tix Oy Nz 、Tix COy 或其結合所構成的族群中，其中字尾x、y及z為自然數並定義各個元素的原子數目。
最好地，若第一半穿透材料112是由Crx Oy 、Crx COy 或Crx Oy Nz 所形成時，第二半穿透材料114可被使用除上述所列的半穿透材料之外其可選擇性地與Cr蝕刻的材料。
第二半穿透材料114必須是由蝕刻率不同於第一半穿透材料112的半穿透材料所形成。也就是說，第二半穿透材料114必須使用蝕刻率不同於第一半穿透材料112的半穿透材料，以使只有如圖9所示之區域A內的第二半穿透材料114被蝕刻，而形成在第二半穿透材料114底下的第一半穿透材料112則未被蝕刻。
請參閱圖9，光阻120繪製在應形成穿透區S5與第一半穿透單元S3之處，並且被顯影，藉此第二半穿透材料114得以被裸露出來。
更具體來說，光阻120被照射並且繪製在應形成穿透區S5與第一半穿透單元S3之處，而被繪製的光阻區域會被顯影及移除。因此，光阻120會殘留在第二半穿透材料 114上，並位於應形成遮光區S1、第二半穿透單元S4與第三半穿透單元S2之處，而第二半穿透材料114裸露於應形成穿透區S5與第一半穿透單元S3之處。
請參閱圖10，利用殘留在第二半穿透材料114上的光阻120來作為遮罩，蝕刻並移除第二半穿透材料114，其中第二半穿透材料114暴露在應形成穿透區S5與第一半穿透單元S3的地方。接續地，透過脫膜製程(stripping process)，移除保留在第二半穿透材料114上的光阻120。 因此，形成在基板102上堆疊阻擋層110、第一半穿透材料112以及第二半穿透材料114而成的遮光區S1，形成在基板102上堆疊第二半穿透材料114而成的第一半穿透單元S3，形成在基板102上堆疊第一半穿透材料112而成的第一半穿透區S3，形成在基板102上堆疊第二半穿透材料114的第二半穿透區S4，形成在基板102上堆疊第一半穿透材料112以及第二半穿透材料114而成的第三半穿透區S2，以及形成基板102所暴露的穿透區S5。
圖4a到4ih是圖2的第二實施例之半調式光罩的製造方法的剖面示意圖。
請參閱圖12，藉由濺鍍、化學氣相沉積以及其類似的方法，第一半穿透材料112以及光阻120依序堆疊在基板102上。
更具體來說，第一半穿透材料112最好是一種具有主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al其中之一的單一主要元 素材料或結合至少二種或更多元素的一結合材料，或者也可以是一種添加有Cox 、Ox 、Nx 其中之一至該單一主要元素材料或該結合材料的一材料，其中x為對應元素組合而改變的自然數。
第一半穿透材料112的組成可有不同變化，只要其能夠傳遞預定波長範圍內的部分照射光。在本發明中，第一半穿透材料112的組成可以選自於由Crx Oy 、Crx COy 、Crx Oy Nz 、Six Oy 、Six Oy Nz 、Six COy 、Six COy Nz 、Mox Siy 、Mox Oy 、Mox Oy Nz 、Mox COy 、Mox Oy Nz 、Mox Siy Oz 、Mox Siy Oz N、Mox Siy COz N、Mox Siy COz 、Tax Oy 、Tax Oy Nz 、Tax COy 、Tax Oy Nz 、Alx Oy 、Alx COy 、Alx Oy Nz 、Alx COy Nz 、Tix Oy 、Tix Oy Nz 、Tix COy 或其結合所構成的族群中的其中任何一者。最好地，第一半穿透材料112是由Crx Oy 、Crx COy 或Crx Oy Nz 所形成，其中字尾x、y及z為自然數並定義各個元素的原子數目。
請參閱圖13，形成在第一半穿透材料112上的光阻120被雷射光束所照射並繪製，藉以讓被繪製的光阻120顯影以及第一半穿透材料112裸露在應形成第二半穿透單元S4之處。
請參閱圖14，利用殘留在基板102上的光阻120來作為遮罩，並藉由蝕刻製程(etching process)來移除裸露的第一半穿透材料112。因此，透過移除第一半穿透材料112，基板102裸露出應形成第二半穿透材料114之處。
請參閱圖15，藉由濺鍍、化學氣相沉積以及其類似的方法，第二半穿透材料114與光阻120依序堆疊在具有第一半穿透材料112的基板102上。
更具體來說，第二半穿透材料114最好是一種具有主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al其中之一的單一主要元素材料或結合至少二種或更多元素的一結合材料，或者也可以是一種添加有Cox 、Ox 、Nx 其中之一至該單一主要元素材料或該結合材料的一材料，其中x為對應元素組合而改變的自然數。
第二半穿透材料114的組成可有不同變化，只要其能夠傳遞預定波長範圍內的部分照射光。在本發明中，第二半穿透材料114的組成可以選自於由Crx Oy 、Crx COy 、Crx Oy Nz 、Six Oy 、Six Oy Nz 、Six COy 、Six COy Nz 、Mox Siy 、Mox Oy 、Mox Oy Nz 、Mox COy 、Mox Oy Nz 、Mox Siy Oz 、Mox Siy Oz N、Mox Siy COz N、Mox Siy COz 、Tax Oy 、Tax Oy Nz 、Tax COy 、Tax Oy Nz 、Alx Oy 、Alx COy 、Alx Oy Nz 、Alx COy Nz 、Tix Oy 、Tix Oy Nz 、Tix COy 或其結合所構成的族群中，最好地，第一半穿透材料112是由Crx Oy 、Crx COy 或Crx Oy Nz 所形成，其中字尾x、y及z為自然數並定義各個元素的原子數目。
最好地，若第一半穿透材料112是由Crx Oy 、Crx COy 或Crx Oy Nz 所形成時，第二半穿透材料114可被使用除上述所列的半穿透材料之外其可選擇性地與Cr蝕刻的材料。
第二半穿透材料114使用一種蝕刻率不同於第一半穿透材料112的半穿透材料。也就是說，第二半穿透材料114必須使用一種蝕刻率不同於第一半穿透材料112的半穿透材料，以使只有如圖16所示之區域B內的第二半穿透材料114被蝕刻，而形成在第二半穿透材料114底下的第一半穿透材料112則未被蝕刻。
請參閱圖16，形成在第二半穿透材料114上的光阻120被雷射光束所照射及繪製，其中繪製的光阻120被顯影，讓第二半穿透材料114裸露在應形成穿透區S5與第一半穿透單元S3之處。
請參閱圖17，利用殘留在第二半穿透材料114上的光阻120來作為遮罩，並藉由蝕刻製程來移除第二半穿透材料114。
因此，形成由第一半穿透材料112所形成的第一半穿透單元S3、由第二半穿透材料114所形成的第二半穿透單元S4、以及堆疊第一及第二半穿透材料112、114的第三半穿透單元S2。此外，第一半穿透材料112形成於應形成穿透區S5之處，而第一及第二半穿透材料112、114堆疊並形成在應形成遮光區S1之處。
請參閱圖18，藉由濺鍍、化學氣相沉積以及其類似的方法，阻擋層110與光阻120依序堆疊在具有第二半穿透材料114的基板102上。阻擋層110可以是由能遮擋紫外光的材料所形成，例如可由Cr與Crx Oy 所形成的膜層來形 成。
請參閱圖19，形成在阻擋層110上的光阻120被雷射光束所照射及繪製，其中繪製的光阻120被顯影，讓阻擋層110裸露在應形成穿透區S5與半穿透區S2、S3、S4之處。
請參閱圖20，利用殘留在阻擋層110上的光阻120來作為遮罩，並藉由蝕刻製程來移除位在應形成半穿透區S2、S3、S4與穿透區S5之處的裸露阻擋層110。接續地，透過脫膜製程，移除保留在阻擋層110上的光阻120。
因此，形成在基板102上堆疊第一半穿透材料112、第二半穿透材料114以及阻擋層110而成的遮光區S1，形成由基板102上的第一半穿透材料112所形成的第一半穿透單元S3、由基板102上的第二半穿透材料114所形成的半穿透單元S4、堆疊第一及第二半穿透材料112、114而成的半穿透單元S2、以及基板102所暴露的穿透區S5。
如上所述，本發明第一與第二實施例之半調式光罩製造方法如圖2a至圖2i與圖4a至圖4i所示的整個處理步驟能減少製程次數，因而減少製造時間與成本。
【產業利用性】
本發明在於產業上的應用在於：半調式光罩，其包括一具有多重半穿透單元的半穿透單區，其中利用至少二半穿透材料，使多重半穿透單元得以具有彼此不同的穿透率，而一遮光區形成在至少二半穿透材料的一上表面或一 下表面上，而此半調式光罩基於至少二種半穿透材料的不同蝕刻率，從而能選擇性地蝕刻半穿透材料，進能簡化製程，以減少步驟次數。
雖然本發明以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。
100‧‧‧半調式光罩
102‧‧‧基板
110‧‧‧阻擋層
112‧‧‧第一半穿透材料
114‧‧‧第二半穿透材料
120‧‧‧光阻
A、B‧‧‧區域
S1‧‧‧遮光區
S2、S3、S4‧‧‧半穿透區
S5‧‧‧穿透區
圖1是本發明第一實施例之半調式光罩的剖面示意圖。
圖2至圖10是圖1的第一實施例之半調式光罩的製造方法的剖面示意圖。
圖11是本發明第二實施例之半調式光罩的剖面示意圖。
圖12至圖20是圖2的第二實施例之半調式光罩的製造方法的剖面示意圖。
100．．．半調式光罩
102．．．基板
110．．．阻擋層
112．．．第一半穿透材料
114．．．第二半穿透材料
S1．．．遮光區
S2、S3、S4．．．半穿透區
S5．．．穿透區

Claims (8)

  1. 一種半調式光罩，包括：一基板；一穿透區，在該基板上；一半穿透區，在該基板上，其中該半穿透區包括具有至少二種半穿透材料之不同穿透率的至少三半穿透單元，其中該至少二種半穿透材料各自具有不同的蝕刻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半調式光罩，更包括一遮光區，其具有在該至少二種半穿透材料之一上表面或一下表面的一阻擋層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半調式光罩，更包括一遮光區，其具有在該至少二種半穿透材料之間的一阻擋層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之半調式光罩，其中該半穿透材料包括一主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al、Zr、Sn、Zn、In、Mg、Hf、V、Nd、Ge、MgO-Al2 O3 或Si3 N4 其中之一的一單一主要元素材料或結合至少二種或更多元素的的一結合材料，或者也可以是一種添加有Cox 、Ox 、Nx 、Cx 、Fx 以及Bx 至該單一主要元素材料或該結合材料的一材料，其中字尾x為一自然數並且定義各個化學元素的原子數目。
  5. 一種半調式光罩的製造方法，包括以下步驟： 形成一阻擋層在一基板上；形成一半穿透區在形成有該阻擋層的該基板上，該半穿透區包括具有至少二種半穿透材料之不同穿透率的至少三半穿透單元，；以及形成堆疊該阻擋層與該至少二該半穿透材料的一遮光區，以及該基板所裸露之處的一穿透區，其中形成該半穿透區包括：堆疊一第一半穿透材料與一第一光阻在該阻擋層上；曝光與顯影該第一光阻，以暴露出該第一半穿透材料的一部分；移除該第一半穿透材料之該被暴露之部分；堆疊一第二半穿透材料與一第二光阻在該第一半穿透材料與該基板之一被暴露部分，該第二半穿透材料，具有一不同於該第一半穿透材料之一蝕刻率；曝光與顯影該第二光阻，以暴露出該第二半穿透材料之一第一部分與一第二部分，其中該第一部分，在該第一半穿透材料上，而該第二部分，在該基板之該被暴露部分；以及移除該第二半穿透材料之該暴露部分，而在該第一部份下之該第一半穿透材料沒有被移除。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之半調式光罩的製造方法，其中該半穿透材料包括一主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al、Zr、Sn、Zn、In、Mg、Hf、V、Nd、Ge、MgO-Al2 O3 或Si3 N4 其中之一的一單一主要元素材料或結合至少二種或更多元素的的一結合材料，或者也可以是一種添加有Cox 、Ox 、Nx 、Cx 、Fx 以及Bx 至該單一主要元素材料或該結合材料的一材料，其中字尾x為一自然數並且定義各個化學元素的原子數目。
  7. 一種半調式光罩的製造方法，包括以下步驟：形成一半穿透區在一基板，該半穿透區包括具有至少二種半穿透材料之不同穿透率的至少三半穿透單元；在該至少三半穿透單元上堆疊一阻擋層與一光阻；曝光與顯影該光阻，而暴露出該阻擋層之一部分；形成一遮光區域在該阻擋層之該被暴露的部分；以及藉由移除該半穿透區而暴露出該基板之一第一部分，其中形成該半穿透區之步驟包括：堆疊一第一半穿透材料與一第一光阻在該基板上；曝光與顯影該第一光阻，而暴露出該第一半穿透 材料之一部分；移除該第一半穿透材料之該被暴露的部分；堆疊一第二半穿透材料與一第二光阻在該第一半穿透材料與該基板之一被暴露部分，其中該第二半穿透材料具有一不同於該第一半穿透材料之蝕刻率；曝光與顯影該第二光阻，以暴露出在該第一半穿透材料上之該第二半穿透材料之一部分；以及移除該第二半穿透材料之該被暴露部分。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之半調式光罩的製造方法，其中該半穿透材料包括一主要元素為Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al、Zr、Sn、Zn、In、Mg、Hf、V、Nd、Ge、MgO-Al2 O3 或Si3 N4 其中之一的一單一主要元素材料或結合至少二種或更多元素的的一結合材料，或者也可以是一種添加有Cox 、Ox 、Nx 、Cx 、Fx 以及Bx 至該主要元素材料或該結合材料的一材料，其中字尾x為一自然數並且定義各個化學元素的原子數目。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205880497U (zh) * 2016-05-30 2017-01-11 鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司 一种掩膜板
CN108761999B (zh) * 2018-07-24 2024-06-04 京东方科技集团股份有限公司 掩膜板及其制作方法、阵列基板及其制作方法、显示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI286663B (en) * 2003-06-30 2007-09-11 Hoya Corp Method for manufacturing gray tone mask, and gray tone mask
JP4570632B2 (ja) * 2006-02-20 2010-10-27 Ｈｏｙａ株式会社 ４階調フォトマスクの製造方法、及びフォトマスクブランク加工品
CN101025564B (zh) * 2006-02-20 2010-12-15 Hoya株式会社 四级光掩模制造方法和其中所使用的光掩模坯料
KR100787088B1 (ko) * 2006-04-03 2007-12-21 엘지마이크론 주식회사 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크 및 그 제조방법
KR20070101428A (ko) * 2006-04-10 2007-10-17 엘지마이크론 주식회사 하프톤 마스크 및 그 제조 방법
KR101255616B1 (ko) * 2006-07-28 2013-04-16 삼성디스플레이 주식회사 다중톤 광마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한박막트랜지스터 기판의 제조방법
JP5220100B2 (ja) * 2007-05-11 2013-06-26 エルジーイノテック株式会社 複数の半透過部を備えたハーフトーンマスク及びその製造方法
JP4714311B2 (ja) * 2008-02-28 2011-06-29 Ｈｏｙａ株式会社 多階調フォトマスクの製造方法及び薄膜トランジスタ基板用パターン転写方法
TW201035673A (en) * 2008-11-20 2010-10-01 Hoya Corp Multitone photomask and method of manufacturing the same

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