[发明专利]灰色调掩模和灰色调掩模的制造方法

说明书

本申请是基于发明名称为“灰色调掩模和灰色调掩模的制造方法”，申请日为2005年7月12日，申请号为200510084068.3的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及恰当地使用于在薄膜晶体管液晶显示装置(Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display)的制造中所用的薄膜晶体管基板(以下称为TFT基板)的灰色调掩模的制造方法。

背景技术

TFT-LCD与CRT(阴极射线管)相比，由于有容易形成为薄型及功耗低的优点，目前在商品化方面正急剧地取得进展。TFT-LCD具有在排列成矩阵状的各像素上排列了TFT的结构的TFT基板以及与各像素对应地排列了红、绿和蓝的像素图形的滤色层在介入液晶相的情况下重合在一起的概略结构。在TFT-LCD中，制造工序数多，仅仅制造TFT基板就要使用5～6张光掩模。

在这样的状况下，提出了借助于用4张光掩模进行TFT基板的制造的方法，即，使用2种膜厚的光致抗蚀剂图形的方法以减少光刻工序数的方法。

例如，在专利文献1中，公布了具有使用如下光致抗蚀剂的工序的专利：在源电极与漏电极之间(沟道部)具有第1厚度的光致抗蚀剂、具有比第1厚度厚的第2厚度的光致抗蚀剂、具有比第1厚度薄的第3厚度(包含厚度为零的情况)的光致抗蚀剂。

此外，在专利文献1中，作为形成具有该2种膜厚的光致抗蚀剂图形的方法，公布了2种方法，即，(1)使用具有透光部、遮光部和半透光部的灰色调掩模的方法和(2)利用抗蚀剂的回流使抗蚀剂变形的方法。

作为上述灰色调掩模，具有利用比使用掩模的曝光装置的分辨率小的图形，例如狭缝及网格形态的图形形成半透光部，或设置半透光膜以调节光的照射量的方法，在半透光膜的情况下，不完全除去遮光性铬层而保留一定厚度，使通过该部分而进入的光的照射量减少。

图9(a)是以与源电极和漏电极对应的区域作为遮光部204，以与它们之间的沟道部对应的区域作为狭缝形状的半透光部203的例子，图9(b)是用半透光膜形成了与上述沟道部对应的区域的例子。

专利文献1中所述的以与沟道部对应的区域作为半透光部的灰色调掩模被称为现有例1。

另一方面，作为TFT基板的制造方法的另一例子，例如，在专利文献2中，公布了采取了将使用灰色调掩模的方法和利用回流使抗蚀剂变形的方法双方组合的TFT基板的制造方法。

以下，应用图10说明专利文献2中所述的方法的一例。

如图10(a)所示，在玻璃基板101上形成栅电极102，在玻璃基板101上形成栅绝缘膜103以覆盖栅电极102，在栅绝缘膜103上，依次淀积层叠硅膜104、n+硅膜105、金属膜106。

接着，在金属膜106上涂敷正型光致抗蚀剂，形成抗蚀剂膜107，如图10(b)所示，隔着灰色调掩模201，对抗蚀剂膜107照射曝光光。图11是灰度掩模的俯视图。遮光部204是源电极和漏电极的对置部分，与沟道部邻接的区域对应地形成，源电极和漏电极的剩余部分由半透光部203形成，在源电极与漏电极之间的沟道部用透光部205形成。

接着，如对曝光后的正型光致抗蚀剂显影，则厚抗蚀剂图形107a部分几乎不溶解而被保留，薄抗蚀剂图形107b部分有某种程度的溶解，其它部分完全溶解而消失。其结果是，如图10(c)所示，膜厚厚的厚抗蚀剂图形107a与膜厚薄的薄抗蚀剂图形107b可同时形成。

接着，通过以厚抗蚀剂图形107a和薄抗蚀剂图形107b作为掩模进行刻蚀，如图10(d)所示，在硅膜104上形成欧姆接触层105a、105b和源电极106a、漏电极106b。

在形成了欧姆接触层105a、105b后，通过加热，使厚抗蚀剂图形107a和薄抗蚀剂图形107b回流。由此，作为有机树脂的各抗蚀剂图形在硅膜104平面上扩展，在欧姆接触层105a与欧姆接触层105b之间的硅膜104上，厚抗蚀剂图形107a与薄抗蚀剂图形107b连结起来，如图10(e)和图12的俯视图所示，形成回流抗蚀剂图形108。再有，图10(e)示出了图12的x-x剖面。

接着，通过以回流抗蚀剂图形108作为掩模，刻蚀除去硅层104，并除去回流抗蚀剂图形108，在半导体岛上，得到形成了欧姆接触层105a、105b和源电极106a、漏电极106b的状态(未图示)。其后，形成钝化膜，在源电极106a、漏电极106b上分别形成接触孔，在这些接触孔底部，形成与源电极106a连接的像素电极，与漏电极106b连接的端子部电极(未图示)。