灰度光罩及其制造方法技术

一种灰度光罩，包含透明基板及光线阻碍层。该光线阻碍层被配置于该透明基板上，并具有最小厚度的透光区、最大厚度的非透光区、及中间厚度的灰度区，其中该中间厚度介于该最小厚度及该最大厚度之间，且该灰度区的透光率的大约介于５％与９５％之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更特别地涉及一种灰度光罩， 其具有简单结构，且易于制造。
技术介绍
在半导体或薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)的制造
中，微 影及蚀刻过程是非常重要的过程。现有的微影过程主要包含光阻覆盖、曝光 及显影等步骤。首先，参考图l，将光阻12形成于工件14上。然后，来自 光源的平行光16，经过光罩10后，入射在该光阻12上。由于该光罩10具 有预定图案18，用以反射部分入射光，因此经过该光罩IO的光线具有与该 光罩10相同的图案18，并使位于该工件14上的光阻12可被选择性地曝光， 因此该光罩10上的图案18可完整地传递到该工件14上的光阻14。然后， 将曝光后的光阻12显影，使该光阻12图案化，以获得与该光罩10相同的 图案18'，这种图案转移称为正片，如图2所示；反之，将曝光后的光阻12 显影，使该光阻图案化，以获得与该光罩10互补的图案20，如图3所示。 然后，将该工件14蚀刻，使该工件14的表面图案化，以获得与该光阻12 相同的图案。最后，将该光阻12移除，以完成微影及蚀刻过程。半导体或薄膜晶体管液晶显示器的制造方法通常包含多个微影及蚀刻 过程，用以形成各种特定图案的多层薄膜。举例而言，在现有的微影过程中， 需要通过多个二元光罩(binary mask)以执行多个曝光步骤，使待蚀刻区域 获得不同的曝光量。然而，越多的曝光步骤将造成越多的过程时间及成本。 目前，已公开了一种灰度光罩，用以取代二元光罩，可减少曝光步骤数量， 如此可简化微影过程。美国专利6,876,428，标题为"利用灰度光罩的液晶显示器面板的制造方 法(Method of Manufacturing A Liquid Crystal Display Panel Using A Gray Tone Mask)",公开了一种显示器装置的图案的形成方法，包含下列步骤首先， 提供薄膜。然后，将感光层配置于该薄膜上。利用灰度光罩，以光线将该感 光层曝光，其中该灰度光罩具有透明部分及局部透明部分，用以将该感光层 图案化，该局部透明部分包含至少两部分，该两部分具有不同透光率，用以 沿光线的照射方向引导该光线的不同的透光量。最后，利用已图案化的感光 层，将该薄膜蚀刻。然而，美国专利6,876,428所公开的灰度光罩是狭缝式 光罩(slit mask),其局部透明部分包含多个狭缝(slit)，其彼此间隔预定间 距，用以沿光线的照射方向引导该光线的不同的透光量。另外，美国专利5,213,916，标题为"灰度光罩制造方法(Method of Making A Gray Level Mask)",公开了一种用于微影过程的灰度光罩，其由透明玻璃 基板及多个材料层所构成，该透明玻璃基板承载该多个材料层，该多个材料 层具有不同的透光率。就该灰度光罩只使用该多个材料层中的两层而言，通 过以银离子取代用于玻璃中碱金属硅酸盐的金属离子，以制成局部透光性玻 璃，第一层材料层可由局部透光性玻璃所构成。通过形成金属层(诸如铬)， 第二层材料层可由非透光性金属层制成。该灰度光罩是利用光阻结构的协助 而制造的，并通过微影及蚀刻过程而蚀刻出特定区域，亦即选择性地蚀刻出 不同透光率的该多个材料层的裸露区域。然而，美国专利5,213,916所公开 的灰度光罩包含配置于该透明玻璃基板上的至少两层材料层，其中该第一层 材料层可由局部透光性玻璃所构成，且第二层材料层可由非透光性金属层制 成。参考图4，日本专利特开2003-156766，标题为"反射型液晶显示器装 置及其制造方法(Reflection Type Liquid Crystal Display Unit And Its Manufacturing Method)",公开了一种反射型液晶显示器装置50，包含薄膜晶体管基底60、彩色滤光片基板80、及位于该薄膜晶体管基底60与彩色滤 光片基板80之间的液晶层52。该薄膜晶体管基底60包含多个像素区域，每 一像素区域包含顺序形成于透明基板68上的薄膜晶体管62、绝缘层64及反 射电极(reflection electrode) 66。该绝缘层64是通过灰度光罩(未示出)及 微影蚀刻过程而同时具有接触口 72及凹凸表面74的结构，且该反射电极66 具有类似凹凸表面的外形，其位于该绝缘层64的凹凸表面上，并电连接于 该薄膜晶体管62。该反射电极66用于非对称性地反射外部的光线。该绝缘 层64由有机材料或无机材料制成，并用以保护该薄膜晶体管62。该彩色滤 光片基板80包含顺序形成于透明基板86上的彩色滤光片层82及相应的透 明电极84。虽然日本专利特开2003-156766公开的该灰度光罩具有对应于该绝缘层 64的接触口 72及凹凸表面74的接触口图案及凹凸表面图案，并通过控制该 接触口图案的透光量大于凹凸表面图案的透光量而在后续的微影及蚀刻过 程中，使该绝缘层64同时具有接触口 72及凹凸表面74的结构。然而，上 述日本专利并未公开该灰度光罩的元件构成，亦未公开元件材料成分及特 性。因此，便有需要提供一种灰度光罩，具有简单结构，且易于制造。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种灰度光罩，其具有简单结构，易于制造。 本专利技术的另一目的在于提供一种灰度光罩，其包含灰度区，其中该灰度 区的透光率是约介于5%与95%之间。为达到上述目的，本专利技术提供一种灰度光罩包含透明基板及光线阻碍 层。该光线阻碍层被配置于该透明基板上，并具有最小厚度的透光区、最大 厚度的非透光区及中间厚度的灰度区，其中该中间厚度介于该最小厚度及该最大厚度之间，且该灰度区的透光率介于5%与95%之间。本专利技术的灰度光罩可取代现有二元光罩，可减少曝光步骤数量，如此可 简化微影过程。再者，本专利技术的灰度光罩不同于现有狭缝式光罩，且不需包 含至少两层材料层配置于该透明基板上。相比于现有灰度光罩，本专利技术的灰 度光罩确实具有简单结构，易于制造，且完全不同于现有灰度光罩的结构。 为了让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，下文将配合 附图，作详细说明如下。附图说明图1为现有技术的微影过程的曝光步骤的剖面示意图； 图2为现有技术的微影过程的显影步骤的剖面示意图，其以正片显示图 案转移；图3为现有技术的微影过程的显影步骤的剖面示意图，其以负片显示图 案转移；图4为现有技术的反射型液晶显示器装置的剖面示意图； 图5为本专利技术的实施例的灰度光罩的剖面示意图； 图6为本专利技术的替代实施例的灰度光罩的剖面示意图； 图7至9为本专利技术的实施例的灰度光罩的制造方法的剖面示意图； 图10至15为利用本专利技术的实施例的灰度光罩的薄膜晶体管基底制造方 法的剖面示意图。主要附图标记说明 10 光罩 14 工件 18 图案12光阻 16平行光 18'图案20 图案52 液晶层62 薄膜晶体管66 反射电极72 接触口80 彩色滤光片基板84 透明电极100灰度光罩110光线阻碍层114 非透光区118凹凸表面图案124入射光束252透明基板256辅助电容线262本征半导体层264欧姆接触层266a源极266'第二金属层270 光线274接触区278 接触孔282像素电极T2 最大厚度T31厚度Y透光量50液晶显示器装置60薄膜晶体管基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灰度光罩，包括：透明基板；以及光线阻碍层，该光线阻碍层被配置于该透明基板上，并具有最小厚度的透光区、最大厚度的非透光区、及中间厚度的灰度区，其中该中间厚度介于该最小厚度及该最大厚度之间，且该灰度区的透光率介于５％与９５％之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晴夫，
申请(专利权)人：盟图科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]