TWI745873B - 光罩、光罩之製造方法、及顯示裝置之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可將細微之圖案確實且穩定地轉印於被轉印體上之光罩。 顯示裝置製造用之光罩具有轉印用圖案，該轉印用圖案包含透光部10、遮光部20、及半透光部30。透光部10係由透明基板露出而成。遮光部20具有：完全遮光部21，其於透明基板上至少形成有遮光膜；及寬度γ之輪緣部22，其與完全遮光部21之外緣相接地形成，且藉由在透明基板上形成半透光性之輪緣形成膜而形成。半透光部30被夾於遮光部20，由透明基板以特定寬度α露出而成。寬度α以半透光部30之曝光光透過率小於透光部10之曝光光透過率之方式而設定。輪緣形成膜之相對於曝光光之代表波長之光之透過率Tr為5～60%，且相對於代表波長之光之相移量為90度以下。

Description

光罩、光罩之製造方法、及顯示裝置之製造方法

本發明係關於一種用於製造電子元件之光罩，特別係關於一種適宜於顯示裝置製造用之光罩、及其製造方法。又，本發明係關於一種使用上述光罩之顯示裝置之製造方法。此處，顯示裝置包含用於構成最終之顯示裝置產品之元件。

例如，於專利文獻1，記載一種多灰階光罩，其具有將曝光光遮光之遮光區域、將曝光光透過之透光區域、及將曝光光之一部分透過之半透光區域。在使用如此之多灰階光罩於被轉印體上之抗蝕劑膜(正性光阻劑)轉印所期望之圖案之情形下，經由半透光區域照射之曝光光之光量少於經由透光區域照射之曝光光之光量。因此，若將抗蝕劑膜進行顯影，則形成根據被照射之光量而抗蝕劑膜之殘膜值(殘膜之厚度)不同之抗蝕劑圖案。亦即，曝光光經由多灰階光罩之半透光區域照射之區域之抗蝕劑殘膜值較曝光光經由遮光區域所照射之區域之抗蝕劑殘膜值薄。

如此般，若使用根據區域可形成抗蝕劑殘膜值不同之抗蝕劑圖案的多灰階光罩，則於顯示裝置之製造中，可減少所使用之光罩之個數，且可提高生產效率並降低成本。

上述之多灰階光罩用於薄膜電晶體(TFT)之製造，該薄膜電晶體(TFT)適用於液晶顯示裝置或有機EL(electroluminescence，電致發光)顯示裝置等顯示裝置。該情形下，藉由使用一個光罩利用單次光微影術步驟而形成TFT之源極/汲極(S/D)電極及位於其間之通道區域。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2010-197800號公報

[發明所欲解決之問題]

當前，於顯示裝置中，伴隨著像素密度之增加，而高精細化之動向顯著。又，於可攜式終端中，特別要求亮度、省電之性能。而且，為了實現該等性能，亦強烈要求製造步驟中所使用之光罩之圖案之細微化。

然而，與顯示裝置相比，在積體度高且圖案之細微化更顯著地推進之半導體裝置(LSI)製造用光罩之領域中，有為了獲得高解析性，而於曝光裝置中應用較高的開口數NA(例如超過0.2之NA)之光學系統，推進曝光光之短波長化之經過。其結果為，在該領域中，多使用KrF或ArF之準分子雷射(分別為248 nm、193 nm之單一波長)。

其另一方面，在顯示裝置製造用之微影領域中，為了提高解析性，而未形成應用上述方法之動向。例如在該領域中所使用之曝光裝置所具有之光學系統之NA(開口數)為0.08～0.15左右。又，曝光光源亦主要使用i線、h線、或g線，主要使用具有包含該等線之波長頻帶之光源，藉此獲得用於照射大面積(例如主表面之一邊為300～2000 mm之四角形)之光量，而重視生產效率及成本傾向較強。

作為提高生產效率之有效之手段，於專利文獻1記載之多灰階光罩非常有用。例如，形成控制顯示裝置之驅動之TFT、亦即形成S/D(源極/汲極)及通道之步驟在顯示裝置之生產步驟之中亦為關鍵之部分，可使用多灰階光罩。另一方面，伴隨著對可攜式終端之畫質或動作速度、省電等之強烈之需求，而圖案之細微化需求顯著。例如，有將上述TFT之通道寬度(channel length，通道長度)之設計尺寸日益細微化之傾向。

因此，強烈期望一種可確實且高效地轉印如此之高難度之圖案之光罩。

因此，針對下述手段，即：活用被用作顯示裝置製造用之曝光裝置之性能，且將新的功能搭載於光罩，藉此可將較先前更細微之圖案確實且穩定地轉印於被轉印體上，並形成具有良好之輪廓之抗蝕劑圖案，本發明人等進行了研究並完成了本發明。 [解決問題之技術手段]

(第1態樣) 本發明之第1態樣係一種光罩， 其係為了藉由曝光而將具有複數個不同之殘膜值之抗蝕劑圖案形成於被轉印體上，而具有包含透光部、遮光部、及半透光部之轉印用圖案的顯示裝置製造用之光罩，且 前述透光部係由透明基板露出而成， 前述遮光部具有： 完全遮光部，其於前述透明基板上至少形成有遮光膜；及 寬度γ之輪緣部，其與前述完全遮光部之外緣相接地形成，且藉由在前述透明基板上形成半透光性之輪緣形成膜而形成； 前述半透光部被夾於前述遮光部，由前述透明基板以特定寬度α露出而成， 前述寬度α以前述半透光部之曝光光透過率小於前述透光部之曝光光透過率之方式而設定， 前述輪緣形成膜之相對於曝光光之代表波長之光之透過率Tr為5～60%，且相對於前述代表波長之光之相移量為90度以下。

(第2態樣) 本發明之第2態樣係如上述第1態樣之光罩者，其中 前述輪緣部之寬度γ為0.1 μm≦γ＜1.0 μm。

(第3態樣) 本發明之第3態樣係如上述第1或第2態樣之光罩者，其中 前述轉印用圖案係藉由顯示裝置製造用之曝光裝置與前述半透光部對應地在被轉印體上形成圖案寬度1～4 μm之空白圖案者。 (第4態樣) 本發明之第4態樣係如上述第1至第3態樣中任一態樣之光罩，其中 前述轉印用圖案係藉由顯示裝置製造用之曝光裝置利用300～500 nm之範圍內之寬波長光源予以曝光者。 (第5態樣) 本發明之第5態樣係如上述第1至第4態樣中任一態樣之光罩，其中 前述轉印用圖案係薄膜電晶體製造用圖案，前述半透光部對應於薄膜電晶體之通道部。

(第6態樣) 本發明之第6態樣係一種光罩之製造方法， 其係用於製造光罩者，該光罩係為了藉由曝光而將具有複數個不同之殘膜值之抗蝕劑圖案形成於被轉印體上，而具有包含透光部、遮光部、及半透光部之轉印用圖案者；且該製造方法具有下述步驟： 準備空白光罩之步驟，其於透明基板上依序積層輪緣形成膜與遮光膜； 第1圖案化步驟，其將形成於前述遮光膜上之抗蝕劑圖案用作蝕刻遮罩，使用遮光膜用之蝕刻劑將前述遮光膜圖案化； 第2圖案化步驟，其使用前述輪緣形成膜用之蝕刻劑，將前述輪緣形成膜圖案化； 第3圖案化步驟，其將前述抗蝕劑圖案用作蝕刻遮罩，使用遮光膜用之蝕刻劑將前述遮光膜進行側蝕；及 剝離步驟，其剝離前述抗蝕劑圖案。 (第7態樣) 本發明之第7態樣係 一種顯示裝置之製造方法，其具有：準備如上述第1至第5態樣中任一態樣之光罩之步驟；及 使用顯示裝置製造用之曝光裝置，將前述光罩進行曝光，而將前述轉印用圖案轉印於被轉印體上之步驟。 (第8態樣) 本發明之第8態樣係 如上述第7態樣之顯示裝置之製造方法，其中前述顯示裝置包含薄膜電晶體。 [發明之效果]

根據本發明，可在將光罩所具有之轉印用圖案轉印於被轉印體上時，穩定地形成具有優異之輪廓之光學圖像，而有助於顯示裝置之性能提高及成品率提高。

以下，針對本發明之光罩、及其製造方法之實施形態進行說明。

於圖6(a)中，例示形成於上述之專利文獻1記載之用於製造TFT之通道・S/D層(以下，亦簡稱為「S/D層」)之光罩之轉印用圖案(通道寬度5.0 μm)。該光罩係具備遮光部120、半透光部130、及透光部110之多灰階光罩。關於半透光部130，使用透過率Tr為40%之半透光膜。又，在將其利用曝光裝置(NA=0.08，相關因數σ=0.8，i線：h線：g線=1：1：1)進行曝光時，形成於被轉印體上之光學圖像(轉印圖像)為圖6(b)。在圖6(b)中，分別利用亮色(白～灰色)表示到達之光量多之部分，利用暗色(黑色)表示到達之光量少之部分。

然而，根據本發明人等之研究，在欲將如此般於通道區域之透明基板僅形成半透光膜之多灰階光罩進行曝光，而將該轉印用圖案轉印於被轉印體上時，在形成於該被轉印體上之抗蝕劑圖案之形狀上產生課題。亦即，由於在該光罩中，具有與通道區域之寬度相等之寬度之半透光膜夾於遮光部120而形成，故在與抗蝕劑圖案之通道區域對應之部分之端部(緣部)，於抗蝕劑圖案之側面產生了顯著之傾斜(slope)。而且，在將如此之抗蝕劑圖案作為蝕刻遮罩進行形成於顯示面板基板等之表面之膜(加工對象之薄膜)之加工之情形下，不易在該膜形成細微且精緻之CD(Critical Dimension，臨界尺寸)。因此，可知難以穩定地形成細微尺寸之通道部。

因此，本發明人等針對藉由形成通道部之光罩所具有之轉印用圖案之形狀，於被轉印體上形成如何之光學圖像(光強度分佈)進行了研究。例如，若獲得可形成側面形狀更接近於垂直(後述之傾斜角θ較大，而接近於90度)之抗蝕劑圖案之光罩，則可更穩定且確實地形成具有細微寬度之圖案(例如，寬度更小之通道部)。進而，若可將抗蝕劑圖案之側面之傾斜角θ微調整為90度以下之所期望之值，則可高精度地形成細微之圖案，且形成能夠進行CD之微調整之抗蝕劑圖案。

圖1例示本發明之一實施形態之光罩之主要部分。 該光罩係藉由使用曝光裝置進行曝光，而於被轉印體上形成具有複數個不同之殘膜值之抗蝕劑圖案的所謂之多灰階光罩(亦稱為灰階光罩、灰色調遮罩等)。 又，此處，例如以用於顯示裝置(液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置等)的用於藉由單次光微影術步驟形成TFT之S/D層之圖案設計為例而顯示。

該光罩所具有之轉印用圖案形成於透明基板上，具有透光部10、遮光部20、及半透光部30。亦即，係具有3灰階以上之灰階之光罩。

本發明之光罩可與其半透光部30對應地，於被轉印體(顯示面板基板等)上的上述轉印用圖案之位置形成圖案寬度1～4 μm左右之空白圖案。例如，可作為形成該尺寸之通道寬度(Cp(μm))之光罩而適用。在本實施形態中，設想形成低於3 μm之細微之通道寬度而進行說明。例如，可適用於1≦Cp＜3(μm)、更具體而言為1.5≦Cp＜3(μm)之TFT之製造。

透光部10係由透明基板表面露出而形成。該部分係對於曝光裝置之解析性能具有寬度充分之尺寸之部分。例如，具有超過5 μm之尺寸，更具體而言具有超過10 μm之尺寸。

遮光部20具有特定寬度β(μm)之完全遮光部21、及特定寬度γ(μm)之輪緣部22。完全遮光部21係由於透明基板上形成遮光膜而成。輪緣部22係以與完全遮光部21之外緣相接之方式在前述透明基板上形成輪緣形成膜而成。

其中，完全遮光部21係由在透明基板上至少形成遮光膜而形成。遮光膜之光學密度OD(Optical Density)為2以上，更佳為3以上。完全遮光部21亦可積層遮光膜與其他膜。例如，可於遮光膜之下層側或上層側積層輪緣形成膜(後述)。較佳的是依序積層輪緣形成膜與遮光膜。 完全遮光部21之寬度β為1.5 μm以上。若寬度β過窄，則不易作為完全遮光部21發揮功能。完全遮光部21之寬度β更佳為2 μm以上。例如為1.5～4 μm，更具體而言為2.0～3.5 μm。

遮光部20中之輪緣部22係由將透過一部分曝光光之半透光性之輪緣形成膜形成於透明基板上而形成。輪緣部22沿著完全遮光部21之外緣以特定寬度(以下為輪緣寬度)γ形成。 輪緣寬度γ可設為0.1≦γ＜1.0(μm)。輪緣寬度γ更佳可設為0.1≦γ＜0.5(μm)。 若輪緣寬度γ過寬，則後述之傾斜角θ之改善效果變小，且難以形成更細微之通道，而有易於導致形成於被轉印體上之抗蝕劑圖案之膜厚損失之傾向。若輪緣寬度γ過小，則在轉印時，後述之DOF(Depth of Focus，聚焦深度)之提高效果不足。 輪緣寬度γ更佳可設為0.2≦γ＜0.4(μm)。

在圖1中，與完全遮光部21之全部之外緣相接地形成輪緣部22。然而，若至少在遮光部20與半透光部30相鄰之區域形成輪緣部22，則可並非一定於其以外之區域之外緣形成輪緣部22。即，較佳的是於完全遮光部21之外緣中之與TFT之通道部對應之區域形成輪緣部22。更佳的是，輪緣部22具有上述之寬度，與在光罩面內之完全遮光部21之全部之外緣相接，而以均一之寬度形成。

作為用於形成輪緣部22之輪緣形成膜之曝光光透過率Tr(%)，可適用5≦Tr≦60(%)。此係以透明基板為基準(100%)之透過率，係針對曝光光所含之光之代表波長之透過率。 曝光光透過率Tr較佳為5≦Tr＜40(%)，更佳為5≦Tr＜30(%)。 若透過率Tr之值過小，則產生用於獲得所期望之通道寬度之Eop(必要曝光量)變大之不利。又，若透過率Tr之值過大，則不易在被轉印體上形成細微之通道寬度。 然而，在透過率Tr為上述範圍中某程度大(例如，20≦Tr≦40(%))之情形下，形成於被轉印體上之抗蝕劑圖案之剖面傾斜變緩，在欲微調整後述之傾斜角θ之情形下具有優勢。

此處，作為曝光光，較佳的是應用具有300～500 nm之範圍內之波長之光，具體而言為包含i線、h線、g線中任一者之光。更具體而言，可使用包含複數個波長之光源(亦稱為寬波長光源)，例如，有使用遍及包含i線、h線、及g線中之2波長、或3波長之全部之波長頻帶之光源之情形。此在顯示裝置之生產效率上為較佳。其中，代表波長可設為曝光光所含之波長頻帶之任一波長，例如可設為i線。

又，用於形成輪緣部22之輪緣形成膜針對曝光光之相移量為90度以下，更佳為3～60度。本發明之光罩抑制透光部10與輪緣部22之透過光因彼此之干擾而抵消之現象，不產生為了曝光而增加必要之照射量(Dose)之不利。

半透光部30藉由透明基板以特定寬度露出而形成。如圖1所示般，半透光部30夾於遮光部20，更具體而言由遮光部20所具有之輪緣部22自對向之2方向夾著而形成。

半透光部30之寬度α(μm)以在將光罩藉由顯示裝置製造用之曝光裝置進行曝光時，半透光部30之曝光光透過率小於上述透光部10之方式設定。亦即，半透光部30在構成上與透光部10同樣地藉由透明基板表面露出而形成，但由於其透過光形成於被轉印體上之光強度分佈之峰值低於透光部10之透過光之光強度，故作為半透光部30發揮功能。因此，在將具有充分寬度之透光部10之透過率設為100%，將形成於與半透光部30對應之區域之被轉印體上之透過率分佈之峰值設為Ta(%)時，Ta可設為30～70%，更佳為40～60%。

半透光部30之寬度α例如可設為0.8≦α＜3.0(μm)、更具體而言，可設為1.0≦α＜2.0(μm)。 如此之寬度為了在曝光時作為半透光部30發揮功能而有效。而且，藉由如此之半透光部30，可穩定地形成窄寬度之圖案(此處為形成於被轉印體上之通道部之寬度)。 又，根據需要，藉由將輪緣寬度γ與輪緣形成膜之透過率Tr進行微調整，而可將形成於被轉印體上之抗蝕劑圖案之剖面傾斜角度(後述之傾斜角θ)調整為所期望之值，從而可易於獲得欲想獲得之細微之CD。

藉由具有如此之半透光部30之本發明之光罩，可於被轉印體上形成具有上述之通道寬度Cp之TFT。

再者，附加於本說明書之圖式係為了易於理解之示意圖，圖案之尺寸等未必一定與實際之標度一致。

對於本發明之光罩之用途並無特別限制。例如，在LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)或有機EL顯示器用之薄膜電晶體(TFT)製造用中，特別是可有利地適用於在藉由單次光微影術步驟加工S/D層及半導體層時所使用之多灰階光罩。

以下，針對具有如上述之輪緣部22之光罩具有如何之轉印性能，而顯示實施例。再者，為了進行比較而合併顯示比較例及參考例。

(實施例) 為了確認本發明之光罩之作用效果，針對圖2所記載之光罩進行了以下之光學模擬。圖2(a)～(c)所示之3個光罩為分別具有遮光部、透光部、半透光部者，具有用於形成TFT用之S/D·通道部之設計。遮光部之光學密度OD(Optical Density)為3以上，透光部藉由透明基板露出而形成，其尺寸相對於曝光機之解析界限充分寬。半透光部之構成各自如以下所述般構成。

圖2(a)顯示比較例1之光罩。該光罩具有與專利文獻1同樣之構成，亦即具有：遮光部120，其於透明基板上形成有遮光膜；透光部110，其藉由透明基板露出而形成，及半透光部130，其藉由在透明基板上形成半透光膜而形成。該光罩所使用之半透光膜之曝光光透過率Tr為55%，半透光部130之寬度d1為4.5 μm。又，將半透光膜之相移量設為0度。

圖2(b)顯示參考例1之光罩。該光罩具有與比較例1同樣之遮光部220、透光部210，另一方面，具有藉由透明基板露出而形成之半透光部230。半透光部230之寬度d2以半透光部230之曝光光透過率低於透光部210之透過率之方式設定為2.15 μm。

圖2(c)顯示本發明之實施例1之光罩。該光罩如已述般構成為於透明基板上具有遮光部20、透光部10及半透光部30，且遮光部20具有完全遮光部21與輪緣部22。 此處，半透光部30之寬度α為2.00 μm，藉由透明基板露出而形成。又，關於遮光部20之輪緣部22，輪緣寬度γ為0.2 μm，關於輪緣形成，使用透過率Tr10%之半透光膜(亦即輪緣形成膜)。將輪緣形成膜之相移量設為0。

模擬之條件、及評估項目如以下所述般(參照圖3)。

(模擬條件) ・曝光光學系統：NA=0.085、σ=0.9(設想顯示裝置製造用之等倍投影曝光裝置) ・曝光波長之強度：i線：h線：g線=1：0.8：0.95

(評估項目) (1)Panel CD(μm) 形成於被轉印體上之抗蝕劑圖案(參照圖4)具有與通道部對應之「低谷」之剖面形狀。此處，將未曝光部之初始設定抗蝕劑厚度設為24000Å，將半透光部之中央(相當於與通道部對應之區域之寬度之中心，在圖4中表示為M)位置之目標抗蝕劑殘膜值(圖4之Z)設為6800Å。 又，該抗蝕劑圖案之厚度為12000Å(即，相對於未曝光部之厚度為1/2)之部分於低谷之兩側具有2個部位，將連結該等2個部位之直線之長度設為與在被轉印體上所獲得之通道寬度Cp對應者，求得該尺寸，並設為Panel CD(μm)。 亦即，光罩使用者在使用本實施形態之光罩形成通道部時，設想將形成於被轉印體上之抗蝕劑圖案減膜至1/2之厚度。

(2)求得上述抗蝕劑圖案之殘膜值12000Å(相對於未曝光部之厚度為1/2)之部分的抗蝕劑圖案剖面之傾斜角θ。

(3)DOF(焦點深度， μm) 求得用於在被轉印體上，針對目標尺寸以±10%之範圍被轉印之散焦之範圍。

(4)EL(Exposure Latitude，曝光寬容度) 求得用於在被轉印體上針對目標尺寸以±10%之範圍轉印的曝光能量之變化量。

＜評估結果＞ 圖3(d-1)～(d-4)顯示模擬之結果。

首先，可知若轉印如圖2(a)所示之比較例1之光罩，則形成於被轉印體上之圖案之Panel CD超過3.39 μm，而難以形成更細微之CD部分(例如，TFT通道)。又，形成於被轉印體上之抗蝕劑圖案之傾斜角θ較小，而考量與剖面之傾斜顯著有關(參照圖3(d-1)、(d-2))。

圖2(b)顯示取代在比較例1中形成於半透光部130之區域整體之半透光膜，藉由使透明基板以細微之特定寬度露出而形成半透光部230之參考例1。可知若轉印參考例1之光罩，則可將Panel CD之數值與比較例1相比大幅縮小，而可達成細微之CD。又，可知抗蝕劑圖案之剖面傾斜亦得到抑制(參照圖3(d-3)、(d-4))。 然而，在參考例1中，可知DOF之值較低，相對於曝光裝置之散焦之裕度窄(參照圖3(d-4))。

DOF係滿足CD之容許範圍之散焦之容許範圍，與光罩、或被轉印體基板之平坦度有關。特別是在顯示裝置製造中，由於光罩之尺寸大(例如，主表面之一邊為300～2000 mm之四角形)，且作為被轉印體之面板基板等更大(例如是主表面之一條邊為1000～3400 mm之四角形)，故難以將其加工為理想之平面，而在平坦度上易於產生偏差。換言之，為了獲得優異之平坦度之基板，而花費較大之工時與成本。因此，確保針對散焦之裕度極其重要。

其次，針對使用圖2(c)所示之本發明之實施例1之光罩，與參考例1同樣地獲得約2.4 μm左右之Panel CD之情形進行了模擬。該光罩與具有OD3以上之光學密度之完全遮光部21之外緣相接，而形成半透光性之輪緣部22(參照圖3(d-3))。

在實施例1之光罩之轉印圖像中，由於可與參考例1同樣地形成約2.4 μm左右之極其細微之TFT通道，且抗蝕劑圖案剖面之角度θ與比較例1相比充分大(接近於垂直)，故CD之不一致小，而可減小面內之CD分佈(參照圖3(d-4))。

又，實施例1之光罩之DOF之值超過48 μm，具備針對曝光時之散焦之充分之裕度(參照圖3(d-4))。

而且，曝光餘裕度EL之數值與比較例1及參考例1相比顯著地提高(參照圖3(d-4))。 可知EL為相對於曝光光之能量之不一致之裕度，藉由該數值較大，而可獲得CD精度更高之轉印性能，從而可較高地維持成品率。特別是在顯示裝置製造用之曝光裝置中，由於不易以均一之光量對大面積進行照射，故EL大之光罩之意義較大。

即，可知若使用本發明之光罩，則可將具有Panel CD低於2.5 μm之細微之CD之圖案形成於被轉印體上，且此時之曝光光量及聚焦之裕度較大，而有助於生產穩定性及成品率。此意味著在將本發明之光罩所具有之轉印用圖案形成於被轉印體上時，可穩定地形成具有優異之輪廓之光學圖像，而有助於顯示裝置之性能提高及成品率提高。換言之，根據本發明之光罩，藉由活用用作顯示裝置製造用之曝光裝置之性能，且於光罩搭載新的功能，而可將較先前更細微之圖案確實且穩定地轉印於被轉印體上，並可形成具有良好之輪廓之抗蝕劑圖案。

本發明之光罩可藉由以下之製法而製造。所述製造方法之程序一面參照圖5一面進行說明。

1.準備空白光罩。 具體而言，在光罩之製造時，首先，準備如圖5(a)所示之空白光罩50。上述空白光罩50可設為下述者，即：於包含玻璃等之透明基板51上，將輪緣形成膜52與遮光膜53依照此順序形成，進而塗佈第1光阻劑膜(此處為正性)54。

輪緣形成膜52針對曝光光之代表波長之光具有如針對上述透過率Tr而描述之透過率。輪緣形成膜52之相移量為90度以下，更佳為3～60度。 輪緣形成膜52較佳為包含可濕式蝕刻之材料，又，較佳者為在與遮光膜材料之間具有蝕刻選擇性者。 輪緣形成膜52例如可為Cr化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氧化氮化物、或氧化氮化碳化物)，或可設為Si之上述化合物。輪緣形成膜52可為Mo、W、Ta、Ti、Zr任一種金屬之矽化物、或該矽化物之上述化合物。作為輪緣形成膜52之成膜方法，可應用濺鍍法等周知之方法。

於空白光罩50之輪緣形成膜52上，形成有遮光膜53。作為遮光膜53之成膜方法，同樣地可應用濺鍍法等周知之手段。 遮光膜53之材料可為Cr或其化合物(氧化物、氮化物、碳化物、氧化氮化物、或氧化氮化碳化物)，或包含Mo、W、Ta、Ti之金屬之矽化物、或該矽化物之上述化合物。 惟，遮光膜53之材料可與輪緣形成膜52同樣地進行濕式蝕刻，且針對輪緣形成膜52之材料具有蝕刻選擇性之材料為較佳。亦即，理想的是遮光膜53針對輪緣形成膜52之蝕刻劑具有耐性，且輪緣形成膜52針對遮光膜53之蝕刻劑具有耐性。

2.藉由描繪裝置進行特定之圖案資料之描繪。 具體而言，如圖5(b)所示般，對空白光罩50之第1光阻劑膜54進行圖案描繪。圖案描繪可應用雷射描繪。

3.進行第1光阻劑膜54之顯影、以及遮光膜53及輪緣形成膜52之蝕刻。 具體而言，如圖5(c)所示般，將第1光阻劑膜54顯影，形成在與透光部10(圖1)及半透光部30(圖1)對應之位置具有開口之抗蝕劑圖案55。然後，以抗蝕劑圖案55為蝕刻遮罩，使用遮光膜用蝕刻劑對遮光膜53進行蝕刻(第1蝕刻)，而形成遮光膜圖案(第1圖案化步驟)。進而，以經圖案化之上述遮光膜圖案為蝕刻遮罩，使用輪緣形成膜用蝕刻劑對輪緣形成膜52進行蝕刻(第2蝕刻)，而形成輪緣形成膜圖案(第2圖案化步驟)。於遮光膜53與輪緣形成膜52各自之蝕刻中，根據材料而使用周知之蝕刻劑。此時，較佳的是應用濕式蝕刻。藉此，於與透光部10及半透光部30對應之部分，露出透明基板51。

4.進行遮光膜53(遮光膜圖案)之側蝕。 具體而言，如圖5(d)所示般，再次應用遮光膜材料用之蝕刻劑，以上述抗蝕劑圖案55為蝕刻遮罩，進行遮光膜53(遮光膜圖案)之側蝕(第3蝕刻)(第3圖案化步驟)。藉此形成輪緣部22。

5.剝離抗蝕劑圖案55。 具體而言，如圖5(e)所示般，剝離去除抗蝕劑圖案55。藉此，完成構成為於透明基板51上具有透光部10(圖1)、遮光部20、及半透光部30，其中之遮光部20具有完全遮光部21與輪緣部22之光罩。更詳細而言，完成下述構成之光罩，即：遮光部20構成為具有至少形成有遮光膜53之完全遮光部21、及藉由輪緣形成膜52而形成之輪緣部22，且半透光部30夾於遮光部20藉由透明基板51露出而形成，曝光光透過率被設定為小於透光部10之透過率。

如上述般，本發明之光罩較佳為僅將描繪步驟進行單次而製造。又，根據該製法，無關於需要將遮光膜53與輪緣形成膜52此2個膜分別圖案化，由於不產生起因於複數次描繪之對準偏移，故細微寬度之輪緣部22可遍及光罩面內均一地形成。

本發明包含一種顯示裝置之製造方法，該方法包含使用上述光罩藉由曝光裝置進行曝光，而將轉印用圖案轉印於被轉印體上之步驟。再者，此處所言之顯示裝置包含構成顯示裝置之一部分之模組或零件。

藉由利用曝光裝置將本發明之光罩進行曝光、顯影，而於被轉印體上形成具有殘膜值不同之部分之立體形狀之抗蝕劑圖案。例如，若使用正性抗蝕劑，則在與透光部對應之位置，不形成抗蝕劑殘膜，在與遮光部對應之位置，形成具有特定之厚度H1之抗蝕劑殘膜，在與半透光部對應之位置，形成具有小於H1之厚度H2之抗蝕劑殘膜。

作為本製造方法所使用之曝光裝置，可利用NA為0.08～0.2、σ(相關因數)為0.5～0.9之等倍投影曝光方式之曝光裝置。光源可使用包含i線、h線、g線中任一者之光源，或可使用將該等中之複數個光線合併使用，進而包含i線、h線、g線之全部之寬波長光源。

又，所使用之曝光裝置之光源可使用變形照明(此處為遮蔽相對於光罩垂直地入射之光成分之光源，包含環形照明等之斜入射光源)，但藉由非變形照明(不遮蔽垂直地入射之成分之通常照明)，可獲得發明之優異之效果。

於應用本發明之光罩之用途上並無特別限制。本發明之光罩可設為在包含液晶顯示裝置或EL顯示裝置等之顯示裝置之製造時可較佳地使用之透過型之光罩。而且，作為在將TFT之S/D層與通道利用單次光微影術步驟進行加工之步驟中所使用之多灰階光罩而有用。

根據本發明之光罩，在以行動可攜式終端為首之高精細之顯示裝置(所謂之平板顯示器)之生產時，可兼顧實現圖案之細微化且確保步驟中之餘裕之極其重要之要素。

以上對本發明之實施形態具體地進行了說明，但本發明之技術性範圍並不限定於上述之實施形態，在不脫離其要旨之範圍內可進行各種變更。

亦即，關於本發明之光罩之用途、構成或製法，只要無損本發明之作用效果，並不限定於上述所例示者。

在無損本發明之效果之範圍內，可於應用本發明之光罩使用附加性之光學膜或功能膜。例如，可設為下述構成，即：為了防止遮光膜所具有之光透過率對檢査或光罩之位置檢測帶來障礙之不利，而於轉印用圖案以外之區域形成遮光膜。又，亦可於半透光膜(輪緣形成膜)、或遮光膜之表面設置用於降低描繪光或曝光光之反射之防反射層。還可於半透光膜(輪緣形成膜)之背面設置防反射層。

又，例如，在上述中，輪緣形成膜與遮光膜使用相互具有蝕刻選擇性之材料。然而，亦可為兩者均使用被同一蝕刻劑蝕刻之材料。於該情形下，可在兩膜間夾介針對上述兩膜之材料具有蝕刻選擇性者作為蝕刻阻擋膜。例如，可將遮光膜與輪緣形成膜均設為Cr系(所含有之金屬中，Cr具有最大含有量)膜，將蝕刻阻擋膜設為Si系(包含Si化合物、或金屬矽化物化合物之)膜。

10:透光部 20:遮光部 21:完全遮光部 22:輪緣部 30:半透光部 50:空白光罩 51:透明基板 52:輪緣形成膜 53:遮光膜(遮光膜圖案) 54:第1光阻劑膜 55:抗蝕劑圖案 110:透光部 120:遮光部 130:半透光部 210:透光部 220:遮光部 230:半透光部 d1:寬度 d2:寬度 M:半透光部之中央 Z:目標抗蝕劑殘膜值 α:特定寬度、寬度 β:特定寬度、寬度 γ:特定寬度(輪緣寬度)、寬度 θ:剖面傾斜角度(傾斜角)

圖1係例示本發明之一實施形態之光罩之主要部分之說明圖，(a)係顯示轉印用圖案之例之圖，(b)係該轉印用圖案之局部放大圖。 圖2係顯示轉印用圖案之例之說明圖，(a)係顯示比較例1之光罩之圖案例之圖，(b)係顯示參考例1之光罩之圖案例之圖，(c)係顯示本發明之實施例1之光罩之圖案例之圖。 圖3係顯示用於評估本發明之實施例1之光罩之轉印性能之模擬結果之說明圖，(d-1)及(d-2)係顯示比較例1之模擬結果之圖，(d-3)及(d-4)係顯示參考例1及實施例1之模擬結果之圖。 圖4係例示形成於被轉印體上之抗蝕劑圖案之側剖視圖。 圖5係顯示本發明之一實施形態之光罩之製造方法之程序之說明圖，(a)係顯示空白光罩之例之圖，(b)係顯示圖案描繪之例之圖，(c)係顯示第1及第2蝕刻之例之圖，(d)係顯示第3蝕刻之例之圖，(e)係顯示抗蝕劑圖案剝離之例之圖。 圖6係例示形成於先前之光罩之轉印用圖案(通道寬度5.0 μm)之說明圖，(a)係例示轉印用圖案之例之圖，(b)係顯示藉由該轉印用圖案而形成於被轉印體上之光學圖像(轉印圖像)之例之圖。

10:透光部

20:遮光部

21:完全遮光部

22:輪緣部

30:半透光部

α:特定寬度、寬度

β:特定寬度、寬度

γ:特定寬度(輪緣寬度)、寬度

Claims (9)

1. 一種光罩，其係為了藉由曝光而將具有複數個不同之殘膜值之抗蝕劑圖案形成於被轉印體上，而具有包含透光部、遮光部、及半透光部之轉印用圖案的顯示裝置製造用之光罩，且前述透光部係由透明基板露出而成，前述遮光部具有：完全遮光部，其於前述透明基板上至少形成有遮光膜；及寬度γ之輪緣部，其與前述完全遮光部之外緣相接地形成，且藉由在前述透明基板上形成半透光性之輪緣形成膜而形成；前述半透光部被夾於前述遮光部，由前述透明基板以特定寬度α露出而成，前述寬度α為0.8μm≦α<3.0μm，且以前述半透光部之曝光光透過率小於前述透光部之曝光光透過率之方式而設定，前述輪緣形成膜之相對於曝光光之代表波長之光之透過率Tr為5~60%，且相對於前述代表波長之光之相移量為90度以下。
2. 如請求項1之光罩，其中前述輪緣部之寬度γ為0.1μm≦γ<1.0μm。
3. 如請求項1或2之光罩，其中前述轉印用圖案係藉由顯示裝置製造用之曝光裝置與前述半透光部對應地在被轉印體上形成圖案寬度1~4μm之空白圖案者。
4. 如請求項1或2之光罩，其中前述轉印用圖案係藉由顯示裝置製造用之曝光裝置，利用300~500nm之範圍內之寬波長光源予以曝光者。
5. 如請求項1或2之光罩，其中前述轉印用圖案係薄膜電晶體製造用圖案，前述半透光部對應於薄膜電晶體之通道部。
6. 如請求項1或2之光罩，其中前述半透光部僅自對向之2方向被上述輪緣部夾而形成。
7. 一種光罩之製造方法，其係用於製造如請求項1或2之光罩者，該光罩係為了藉由曝光而將具有複數個不同之殘膜值之抗蝕劑圖案形成於被轉印體上，而具有包含透光部、遮光部、及半透光部之轉印用圖案者；且該製造方法具有下述步驟：準備空白光罩之步驟，其於透明基板上依序積層輪緣形成膜與遮光膜；第1圖案化步驟，其將形成於前述遮光膜上之抗蝕劑圖案用作蝕刻遮罩，使用遮光膜用之蝕刻劑將前述遮光膜圖案化；第2圖案化步驟，其使用前述輪緣形成膜用之蝕刻劑，將前述輪緣形成膜圖案化；第3圖案化步驟，其將前述抗蝕劑圖案用作蝕刻遮罩，使用遮光膜用之蝕刻劑將前述遮光膜進行側蝕；及剝離步驟，其剝離前述抗蝕劑圖案。
8. 一種顯示裝置之製造方法，其具有：準備如請求項1或2之光罩之步驟；及使用顯示裝置製造用之曝光裝置，將前述光罩進行曝光，而將前述轉印用圖案轉印於被轉印體上之步驟。
9. 如請求項8之顯示裝置之製造方法，其中前述顯示裝置包含薄膜電晶體。

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