有多个半透过部分的半色调掩膜及其制造方法

专利名称：有多个半透过部分的半色调掩膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种有透射部分、半透射部分以及遮光部分的半色调掩 膜及其制造方法。更具体而言，本发明涉及有多个半透射部分的半色调 掩膜及其制造方法，使该掩膜具有至少两个或更多个其光透射互不相同 的半透射部分，利用该一个掩膜可以对多个层进行图案化。
背景技术：
如图1中所示，在光刻工艺中的图案化期间通常使用的光掩膜，包 括透明基板11、在透明基板11上形成的用于完全透射光的光透射部分
13、以及用于完全遮蔽光的遮光部分15。
因为如上所述的光掩膜可用于形成仅仅一层的图案，因此所述光掩 膜仅可用在一个周期的光刻工艺期间，所述一周期以曝光工艺、显影工 艺和蚀刻工艺的顺序递进。更具体地，液晶显示器(LCD)的薄膜晶体 管(TFT)和滤色镜(CF)被沉积并涂覆为许多层。每个沉积和涂覆层 都通过光刻工艺被图案化。如果能够简化一周期的光刻工艺，则可获得 较大经济效益。然而，如上所述，传统的光掩膜可形成仅一层的图案， 因而是不经济的。

发明内容
因此，本发明的目的是提供一种有多个半透射部分的半色调掩膜及 其制造方法，使该掩膜具有至少两个或更多个其光透射互不相同的半透 射部分，利用该一个掩膜可以对多个层进行图案化。
根据本发明的一方面，提供了一种有多个半透射部分的半色调掩 膜，其包括透明基板；在透明基板上形成的用于透射预定波段的辐射 光的光透射部分；在透明基板上形成的用于遮蔽预定波段的辐射光的遮 光部分；以及通过将半透射材料沉积在所述透明基板上形成的用于以不 同的光透射使所述预定波段的辐射光穿过的至少两个或更多个半透射 部分。至少两个或更多个半透射部分的光透射可根据所述半透射材料的 成分或所述半透射部分的厚度加以控制。
半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以 及是至少两种或更多种主要元素混合而成的复合材料，或者在复合材料 中加入了选自C0x、 0x和Nx中的至少一种的其他材料。
遮光部分可通过沉积遮光材料薄膜，或通过依次沉积半透射材料薄 膜和遮光材料薄膜形成。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种有多个半透射部分的半色调掩 膜的制造方法，其包括在透明基板上依次形成遮光层和第一光刻胶， 并通过依次使用曝光工艺、显影工艺和蚀刻工艺在遮光层上形成用于透 射光的光透射部分和形成用于遮蔽光的遮光部分；在去除所述第一光刻 胶之后，沉积用于透射所辐射在遮光部分和光透射部分上的预定波段的 光的一部分的半透射材料；在所述半透射材料上形成第二光刻胶，并曝 光和显影第二光刻胶，以暴露出部分半透射材料；在蚀刻所述暴露出的 半透射材料后，通过去除所述第二光刻胶形成基本半透射部分；并且在 其上未形成基本半透射部分的所述光透射部分上沉积半透射材料，形成 至少一个光透射不同于基本半透射部分的附加半透射部分。
根据本发明的再一方面，提供了 一种有多个半透射部分的半色调掩 膜的制造方法，其包括在透明基板上依次形成遮光层和第一光刻胶， 并通过依次使用曝光工艺、显影工艺和蚀刻工艺在遮光层上形成用于透 射光的光透射部分和用于遮蔽光的遮光部分；去除所述第一光刻胶并在 所述光透射部分和所述遮光部分上形成第二光刻胶，并曝光和显影所述 第二光刻胶，从而将于其上形成半透射部分的一部分光透射部分暴露 于外；将半透射材料沉积到所述暴露于外的光透射部分的上部和所述 第二光刻胶的上部；通过使用浮离法去除所述第二光刻胶和沉积在所述 第二光刻胶上部的半透射材料，并保留只是位于所述的暴露于外的光透 射部分的上部的半透射材料，以此来形成基本半透射部分；并将半透射 材料沉积到其上未形成基本半透射部分的光透射部分上，形成至少一个 光透射不同于基本半透射部分的附加半透射部分。
形成附加半透射部分可包括在基本半透射部分、光透射部分和遮 光部分上形成第三光刻胶；暴露和显影所述第三光刻胶，从而将于其上形成半透射部分的一部分光透射部分暴露于外；将半透射材料沉积到 所述暴露于外的光透射部分的上部和所述第三光刻胶的上部；通过使用 浮离法去除所述第三光刻胶和沉积在所述第三光刻胶上部的半透射材 料，并保留只是位于所述的暴露于外的光透射部分的上部的半透射材料。
可重复进行形成所述附加半透射部分，以另外形成所述附加半透射 部分。
根据本发明的再一方面，提供了 一种有多个半透射部分的半色调掩 膜的制造方法，其包括通过在透明基板上依次形成半透射材料薄膜、 遮光材料薄膜和第一光刻胶，在第一光刻胶上执行全曝光工艺和半曝光 工艺，并显影所述第一光刻胶的曝光部分，以此来形成全曝光区域和半 曝光区域；依次蚀刻分别被暴露在全曝光区域上的所述遮光材料薄膜和 半透射材料薄膜从而形成光透射部分；在所述第一光刻胶上进行灰化处 理从而将位于半曝光区域上的遮光材料薄膜暴露于外；通过局部蚀刻所
述暴露于外的遮光材料薄膜从而将所述半透射材料薄膜暴露于外，从而 形成基本半透射部分，并通过去除所述第一光刻胶形成遮光部分；并通 过将半透射材料沉积到光透射部分上形成至少一个光透射不同于基本 半透射部分的附加半透射部分。
形成所述附加半透射部分可包括在基本半透射部分、光透射部分 和遮光部分上形成第二光刻胶；曝光和显影第二光刻胶，从而将于其上 形成半透射部分的一部分光透射部分暴露于外；将半透射材料沉积到 所述暴露于外的光透射部分的上部和第二光刻胶的上部；通过使用浮离 法去除第二光刻胶和沉积在第二光刻胶上部的半透射材料，并保留只是
位于所述的暴露于外的光透射部分的上部的半透射材料。
可重复进行形成附加半透射部分，以另外形成附加半透射部分。 根据本发明的再一方面，提供了 一种有多个半透射部分的半色调掩 膜，其包括透明基板；形成在透明基板上以透射预定波段的辐射光的 光透射部分；形成在透明基板上以遮蔽预定波段的辐射光的遮光部分； 以及以不同的光透射使所述预定波段的辐射光穿过的至少两个或更多 个半透射部分，其中所述半透射部分包括切口型半透射部分、沉积型半 透射部分或其组合。沉积型半透射部分可通过沉积半透射材料薄膜形成。 切口型半透射部分可形成在遮光部分的预定部分上。 切口型半透射部分可形成在沉积型半透射部分的预定部分上。 沉积型半透射部分的光透射可根据半透射材料薄膜的成分或其厚 度进行改变。
半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以 及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更 多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自C0x、 Ox和Nx的附加 物。
切口型半透射部分的光透射可根据切口的宽度和高度而被改变。 根据本发明的再一方面，提供了 一种有多个半透射部分的半色调掩 膜的制造方法，其包括在透明基板上依次形成遮光材料薄膜和第一光 刻胶，然后使用曝光工艺和显影工艺在第一光刻胶上形成至少一个切口 间隔部分；使用显影工艺蚀刻已暴露的遮光材料薄膜并去除所述第一光 刻胶从而形成遮光部分、光透射部分和切口型半透射部分；并将半透射 材料沉积在光透射部分上从而形成至少一个光透射不同于切口型半透 射部分的沉积型半透射部分。
根据本发明的再一方面，提供了 一种有多个半透射部分的半色调掩 膜的制造方法，其包括在透明基板上依次形成遮光材料薄膜和第一光 刻胶，并通过依次使用曝光工艺、显影工艺和蚀刻工艺在遮光层上形成 用于透射光的光透射部分和用于遮光的遮光部分；沉积用于透射预定波 段的光的一部分的半透射材料，以形成至少一个沉积型半透射部分；在 沉积型半透射部分和遮光部分的至少一个上形成光透射不同于沉积型 半透射的切口型半透射部分。


结合附图，通过下列详细说明，本发明的上述和其他目的、特征和 优点将更明显，其中
图l是图解传统光掩膜的示意图2是图解根据本发明一示例性实施方案的有多个半透射部分的 半色调掩膜的示意图；图3至图6分别是图解了根据本发明一示例性实施方案的制造有多
个半透射部分的半色调掩膜的第一工艺的流程图7至图IO分别是图解根据本发明一示例性实施方案的制造有多
个半透射部分的半色调掩膜的第二工艺的流程图ll是图解根据本发明第二示例性实施方案的有多个半透射部分 的半色调掩膜的示意图12至图14分别是图解根据本发明另一示例性实施方案的制造有
多个半透射部分的半色调掩膜工艺的流程图15至图17分别是图解根据本发明再一示例性实施方案的有多个
半透射部分的半色调掩膜的示意图18至图20分别是图解根据本发明的再一示例性实施方案的制造
有多个半透射部分的半色调掩膜的第一工艺的流程图21至图26分别是图解根据本发明再一示例性实施方案的制造有
多个半透射部分的半色调掩膜的第二工艺的流程图；以及
图27至图29分别是图解根据本发明再一示例性实施方案的制造有 多个半透射部分的半色调掩膜的第三工艺的流程图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的有多个半透射部分的 半色调掩膜及其制造方法。
参考图2,根据本发明一实施方案的有多个半透射部分的半色调掩 膜100包括透明基板110、遮光部分125、光透射部分121和多个半透 射部分130。
透明基板IIO通常由石英(Qz)制成，但不限于此。透明基板IIO 通常由能透射光的透明材料制成。遮光部分125和光透射部分121通过 图案化沉积在透明基板110上的遮光材料薄膜而形成，更优选的是其为 Cr、 CrxOy或其混合材料。然而，遮光材料薄膜包括所有能遮光的材料。
换言之，用于透射光的光透射部分121是透明基板110通过图案化 暴露的部分。用于遮光的遮光部分125是遮光材料薄膜在图案化之后保 留的部分。换言之，遮光部分125由遮光材料薄膜制成。
同时，在光透射部分121的透明基板11G上形成半透射部分130。半透射部分130通过沉积由各种成分组成的半透射材料，透射具有预定 波段的辐射光的一部分。
根据本发明一实施方案，形成多个半透射部分130，并且多个半透 射部分130各自具有互不相同的光透射。在图2中示出了三个半透射部 分131、 133和135,但是如果需要，可改变半透射部分的数量。
至少两个或更多个半透射部分130的光透射可根据沉积的半透射 材料的厚度和成分加以控制。换言之，光透射可根据构成半透射材料的 成分的特性加以控制、或当使用相同成分时甚至通过厚度加以控制。
半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以 及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更 多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自COx、 Ox和Nx的附加 物，其中x是根据主要元素而改变的自然数。
如果只是使有预定波段的辐射光的一部分穿过，该半透射部分130 的成分可有多种不同的组成。例如，半透射部分130可由CrxOy、CrxCOy、 CrxOyNz、 SixOy、 SixOyNz、 SixCOy、 SixC0yNz、 MoxSiy、 MoxOy、 MoxOyNz、 MoxC0y、 MoxOyNz、 MoxSiyOz、 MoxSiyOzN、 MoxSiyCOzN、 MoxSiyC0z、 TaxOy、 TaxOyNz、 TaxC0y、 TaxOyNz、 AlxOy、 AlxC0y、 AlxOyNz、 AlxC0yNz、 TixOy、 TixOyNz、 TixC0y中的任一种或其组合组成。更优选的是，半 透射部分130由含氧的铬(CrxOy)组成，其中x、 y和z是自然数，表 示化学比例(chemical hydrator )的数目。
没有另外限制辐射光，因为光的波段可根据曝光系统而改变。然而， 辐射光通常使用300nm~ 440nm的波段。理想的是，半透射部分130可 透射部分辐射光，优选为辐射光的10% 90%，但不限于此。
接下来，将参考图3到图6阐释制造有多个半透射部分的半色调掩 膜的第一工艺。
首先，在透明基板110上依次形成遮光材料薄膜120和第一正性光 刻胶141，辐射激光束到第一正性光刻胶141的上表面从而在第一正性 光刻胶141上绘制希望的图案SIO。遮光材料薄膜120通过图案化Cr、 CrxOy或其混合材料(优选为遮光材料)形成。
通过显影工艺去除第一正性光刻胶141上受激光束辐射的部分 S20。通过去除第一正性光刻胶141而被暴露于外的遮光材料薄膜部分通过蚀刻工艺去除S30。
完全去除第一正性光刻胶141 S40。去除了第一正性光刻胶141的 遮光材料薄膜120的部分，变成用于完全透射有预定波段的辐射光的光 透射部分121。未去除第一正性光刻胶141的遮光材料薄膜120部分， 变成用于完全遮蔽有预定波段的辐射光的遮光部分125。在光刻工艺中 在遮光层120上形成光透射部分121和遮光部分125。
接下来，形成用于仅透射有预定波段的辐射光的一部分的半透射部 分130。这将在下面详细阐释。
通过沉积工艺形成用于仅透射所辐射到光透射部分121和遮光部 分125上的预定波段的光的一部分的半透射材料薄膜160 S50。半透射 材料薄膜160通过溅涂(sputtering coating)工艺形成。半透射材料 薄膜160由能使有预定波段的辐射光的仅仅一部分穿过的化学成分构
成o
在步骤S50中形成半透射材料薄膜160之后，第二正性光刻胶145 被涂在半透射材料薄膜160上S60。在步骤S6G中，通过辐射激光束曝 光和绘制第二正性光刻胶145，这样，半透射材料薄膜160的一预定部 分暴露于外。第二正性光刻胶145上受激光束辐射的部分被显影和去除 S70。半透射材料薄膜160的暴露于外的部分是该半透射材料薄膜160 沉积于其上的透明基板110上表面(除了其中有一部分处将形成半透射 部分131之外)。
接下来，将半透射材料薄膜160的暴露部分进行湿式蚀刻从而将透 明基板110的预定部分暴露于外S80。去除存在于半透射材料薄膜160 上、未进行湿式蚀刻的第二正性光刻胶145 S90。半透射材料薄膜160 保留在遮光部分125和透明基板110中每一个的上表面的一部分上。在 透明基板110上表面部分上保留的半透射材料薄膜160是第一半透射部 分131。第一半透射部分131在下文被称为"基本半透射部分131"。
换言之，能透射所辐射在基本半透射部分131上的预定波段的光的 一部分的化学成分被涂在基本半透射部分131。因此，基本半透射部分 131仅透射有预定波段的辐射光的一部分。基本半透射部分131的光透 射可根据能使有预定波段的辐射光的仅仅一部分穿过的成分比例及其 厚度加以控制。半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以 及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更 多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自C0x、 Ox和Nx的附加 物，其中x是根据主要元素而改变的自然数。
如果只是使有预定波段的辐射光的一部分穿过，该半透射部分130 的成分可有多种不同的组成。例如，半透射部分130可由Crx0y、CrxC0y、 Crx0yNz、 Six0y、 SixOyNz、 SixC0y、 SixC0yNz、 MoxSiy、 Mox0y、 Mox0yNz、 MoxC0y、 Mox0yNz、 MoxSiy0z、 MoxSiy0zN、 MoxSiyC0zN、 MoxSiyC0z、 Tax0y、 Tax0yNz、 TaxC0y、 Tax0yNz、 Alx0y、 AlxC0y、 AlxOyNz、 AlxC0yNz、 TixOy、 TixOyNz、 TixC0y中的任一种或其组合组成。更优选的是，半 透射部分130由含氧的铬(CrxOy)组成，其中x、 y和z是自然数，表 示化学比例(chemical hydrator )的数目。
下文中，将在以下形成的半透射部分的成分与上述半透射部分的成 分相同。光透射可根据其成分的种类和厚度而改变。
没有另外限制辐射光，因为光的波段可根据曝光系统而改变。然而， 辐射光通常使用300nm~ 440nm的波段。理想的是，基本半透射部分130 可透射部分辐射光，更优选的是辐射光的10% ~90%,但不限于此。
如上所述，在形成基本半透射部分131之后，可形成多个基本半透 射部分131和光透射不同的分隔的半透射部分。换言之，在步骤S90, 由预定化学成分组成的半透射材料被沉积在光透射部分121上从而形 成基本半透射部分131以及至少一个附加的光透射不同的半透射部分。 此后，光透射不同于基本半透射部分131的半透射部分被称为"附加半
透射"。
为形成第二半透射，即附加的半透射部分133，第三光刻胶1"被 涂在光透射部分、半透射部分131和遮光部分上SIOO。
接下来，辐射激光束到第三光刻胶175的上表面上，从而在第三光 刻胶175上绘制出希望的图案。第三光刻胶175的辐射部分被显影和去 除SllO。如步骤SllO，形成间隔部分170,该间隔部分处将形成附加 的半透射部分133。
换言之，曝光和显影第三光刻胶175，使仅暴露出将要于其上形成 附加的半透射部分133的部分对应的光透射部分121。如上所述，在曝光和显影第三光刻胶175之后，半透射材料被形成
在已暴露出的光透射部分in的上表面上，即间隔部分no和第三光刻
胶175中的每一个的上表面上S120。
换言之，在步骤S120，通过沉积工艺形成间隔部分170和半透射 材料薄膜180，在此半透射材料薄膜180仅透射所辐射在第三光刻胶175 上的预定波段的光的一部分。半透射材料薄膜180通过濺涂工艺形成。 半透射材料薄膜180由仅使具有预定波段的辐射光的一部分穿过的化 学成分组成。
接下来，第三光刻胶175和沉积在第三光刻胶175上表面上的半透 射材料薄膜180通过浮离(lift-off )法去除。半透射材料薄膜180仅 保留在暴露出的光透射部分的和间隔部分170的上表面上，该间隔部分 处将形成附加的半透射部分133。所保留的半透射材料薄膜180是对应 于第三半透射部分130的附加半透射部分133。
附加半透射部分133的光透射可根据能使有预定波段的辐射光的 仅仅一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。
如上所述，通过步骤S100~S130形成第二半透射部分133。换言 之，形成了光透射不同于基本半透射部分131的光透射部分，即第二附 加半透射部分133。基本半透射部分131和第二附加半透射部分133的 每一个的光透射都可根据所沉积的半透射材料的成分或厚度加以控制。
如果重复步骤S100 S130,可另外形成附加的半透射部分。然而， 因为另外形成的附加半透射部分形成于透明基板110被暴露出的光透 射部分121上，光刻胶的曝光区域和显影区域变得不相同。换言之，为 另外形成附加半透射部分，重复进行形成附加半透射部分。因而，如果 需要可形成无限的半透射部分。
下面，将简要阐释一种形成对应于第三半透射部分135的附加半透 射部分的工艺。
当已形成两个半透射部分131和133时，第四光刻胶185通过涂覆 形成在半透射部分131和133、遮光部分125和光透射部分上S140。接 下来，辐射激光束以曝光第四光刻胶185的希望部分，并且显影该曝光 部分S150。因此，形成了将要于其上形成第三半透射部分135的间隔 部分。形成间隔部分150之后，半透射材料薄膜190被沉积在第四光刻胶 185的上表面上。
接下来，沉积半透射材料薄膜190以透射所辐射在间隔部分150和 第四光刻胶185上的预定波段的光的一部分S160。半透射材料薄膜190 通过溅涂工艺形成。半透射材料薄膜190由能使有预定波段的辐射光的 仅仅一部分穿过的化学成分组成。
接下来，通过浮离法去除第四光刻胶185和沉积在第四光刻胶185 上表面上的半透射材料薄膜190。半透射材料薄膜190仅保留在暴露出 的光透射部分的和间隔部分150的上表面上，该间隔部分处将形成附加 半透射部分135。所保留的半透射材料薄膜190是对应于第二半透射部 分135的附加半透射部分135。
附加半透射部分135的光透射可根据能使有预定波段的辐射光的 仅仅一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。
如上所述，通过步骤S140-S170形成第三半透射部分133。换言 之，形成了光透射不同于基本半透射部分131和第二附加半透射部分 133的第三光透射135。基本半透射部分131和第二附加半透射部分133 的每一个的光透射都可根据所沉积的半透射材料的成分或厚度加以控制。
如果重复上述工艺，可形成多个半透射部分。使用所形成的半透射 部分，可图案化多个层。通过这些工艺所形成的有多个半透射部分的半 色调掩膜可用于制造各种不同类型的平板显示元件。
接下来，将阐释一种根据本发明一实施方案的制造有多个半透射部 分的半色调掩膜的第二工艺。图7到图10示出了根据本发明一实施方 案，制造有多个半透射部分的半色调掩膜的第二工艺。第二工艺的实施 不同于第一工艺。
首先，在由石英(Qz)制成的透明基板IIO上依次形成遮光材料薄 膜120和第一正性光刻胶141,并且辐射激光束到第一正性光刻胶141 的上表面，从而在第一正性光刻胶141上绘制希望的图案SIO。遮光材 料薄膜120通过图案化Cr、 CrxOy或其混合材料(优选为遮光材料)形 成。
第一正性光刻胶141的受激光辐射部分通过显影工艺去除S20。通过去除第一正性光刻胶141而被暴露于外的遮光材料薄膜120部分通过 蚀刻工艺被去除S30。
第一正性光刻胶141被完全去除S40。遮光材料薄膜120的去除第 一正性光刻胶141之处的部分，变成用于完全透射有预定波段的辐射光 的光透射部分121。遮光材料薄膜120的未去除第一正性光刻胶141之 处的部分，变成用于完全遮蔽有预定波段的辐射光的遮光部分125。光 透射部分121和遮光部分125在光刻工艺中形成于遮光层120上。
接下来，形成用于透射有预定波段的辐射光的仅仅一部分的半透射 部分130。这将在下面详细阐释。
第二光刻胶165另外地形成在光透射部分121和遮光部分125上 S50。这不同于一个通过溅射工艺将半透射材料薄膜沉积在光透射部分 121和遮光部分125上的实施方案。
接下来，辐射激光束在第二光刻胶165的上表面上，从而在第二光 刻胶165上绘制希望的图案。第二光刻胶165的受辐射区域通过显影工 艺去除S60。然后，形成将要于其上形成半透射部分131的间隔部分161。
换言之，曝光和显影第二光刻胶165,使暴露出将要于其上形成附 加的半透射部分131的部分对应的光透射部分121。
如上所述，在曝光和显影第二光刻胶165之后，半透射材料被形成 在已暴露出的光透射部分的上表面上(即间隔部分161的上表面上，该 处将形成半透射部分131 )，和第二光刻胶165的上表面上S70。
换言之，通过沉积工艺形成半透射材料薄膜160，其透射所辐射在 间隔部分161和第二光刻胶165上的预定波段的光的一部分。半透射材 料薄膜160通过溅涂工艺形成。半透射材料薄膜160由能使预定波段的 光的一部分穿过的化学成分组成S70。
接下来，通过浮离法去除第二光刻胶165以及沉积在第三光刻胶 165上表面上的半透射材料薄膜160 S80。半透射材料薄膜160仅保留 在暴露出的光透射部分的和间隔部分161的上表面上，该间隔部分将形 成附加半透射部分131。所保留的半透射材料薄膜160是半透射部分 131。第一形成的半透射部分131被称为"基本半透射部分131"。
基本半透射部分131的光透射可根据仅能使具有预定波段的辐射 光的一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。在形成基本半透射部分131之后，可形成多个光透射不同于基本半 透射部分131的分隔的半透射部分。换言之，可通过沉积由预定化学成 分组成的半透射材料到光透射部分121上，即沉积到未形成基本半透射 部分131的区域上(即透明基板110没有被暴光的区域)，来形成至少 一个光透射不同于基本半透射部分131的附加半透射部分。光透射不同 于基本半透射131的半透射部分被称为附加半透射部分。
继基本半透射部分131的第一附加半透射部分通过图9的步骤 S90 S120形成。因为第一附加半透射部分通过与图5中第一工艺相同 的工艺形成，因此将省略额外的阐释。
随着形成第一附加半透射部分之后重复执行图9的工艺，可不断形 成多个附加半透射部分。换言之，第二附加半透射部分可通过图10的 工艺形成。因为形成第二半透射部分的工艺与图6的第一工艺相同，将 省略其阐释。
下面将阐释根据本发明另一实施方案的，有多个半透射部分的半色 调掩膜及其制造方法。
参考图11，根据本发明另一实施方案的有多个半透射部分的半色 调掩膜100包括透明基板110、遮光部分125、光透射部分121和多个 半透射部分130，类似于本发明一实施方案。
透明基板110通常由石英(Qz)制成，但不限于此。透明基板110 通常可由能够透射光的透明材料制成。遮光部分125和光透射部分121 通过图案化沉积在透明基板110上的遮光材料薄膜113和遮光材料薄膜 115形成。
换言之，用于透射光的光透射部分121是通过图案化暴露的透明基 板110部分。用于遮光的遮光部分125是半透射材料薄膜113和遮光材 料薄膜115在图案化之后保留的部分。换言之，遮光部分1"通过依次 沉积半透射材料薄膜113和遮光材料薄膜115形成，区别于本发明一实 施方案的遮光部分(参考图2)。
半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以 及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更 多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自COx、 Ox和Nx的附加 物，其中x是根据主要元素而改变的自然数。遮光材料薄膜115通过将Cr、 Crx0y或其混合材料沉积在半透射材 料薄膜113上形成。遮光材料薄膜115可由所有能遮光的材料中的任一 种制成。
同时，在光透射部分121的透明基板110上形成半透射部分130。 通过沉积由多种成分组成的半透射材料，半透射部分130透射所辐射的 预定波段的光的一部分。
根据本发明一实施方案，可形成多个半透射部分130，并且所述多 个半透射部分130各具有彼此互不相同的光透射。在图11中示出了三 个半透射部分131、 133和135，但是如果需要，可改变半透射部分的 数目。
至少两个或更多个半透射部分130的光透射可根据所沉积的半透 射材料的厚度或成分加以控制。换言之，光透射可根据组成半透射材料 的成分的特性来控制，或当使用相同成分时甚至可以通过厚度加以控制。
半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以 及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更 多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自COx、 Ox和Nx的附加 物，其中x是根据主要元素而改变的自然数。
如果只是使有预定波段的辐射光的一部分穿过，该半透射部分130 的成分可有多种不同的组成。例如，半透射部分130可由CrxOy、CrxCOy、 CrxOyNz、 SixOy、 SixOyNz、 SixCOy、 SixCOyNz、 MoxSiy、 MoxOy、 MoxOyNz、 MoxC0y、 MoxOyNz、 MoxSiyOz、 MoxSiyOzN、 MoxSiyCOzN、 MoxSiyC0z、 TaxOy、 TaxOyNz、 TaxC0y、 TaxOyNz、 AlxOy、 AlxC0y、 AlxOyNz、 AlxC0yNz、 TixOy、 TixOyNz、 TixCOy中的任一种或其组合组成。更优选的是，半 透射部分130由含氧的铬(CrxOy)组成，其中x、 y和z是自然数，表 示化学比例(chemical hydrator )的数目。
没有另外限制辐射光，因为光的波段可根据曝光系统而改变。然而， 辐射光通常使用300nm~ 440nm的波段。理想的是，半透射部分130可 透射部分辐射光，更优选的是辐射光的10% ~90%，但不限于此。
接下来，将参考图12到14阐释一种根据本发明另一实施方案的， 制造有多个半透射部分的半色调掩膜的工艺。参考图12到图14，在由石英(Qz)制成的透明基板110上依次形 成半透射材料薄膜113和遮光材料薄膜115 SIO。半透射材料可包括作 为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al,以及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更多种元素混合的复合物， 或还混有至少一种选自C0x、 Ox和Nx的附加物，其中x是根据主要元 素而改变的自然数。
接下来，在遮光材料薄膜115上形成第一正性光刻胶141 S20。辐 射激光束到第一正性光刻胶141的上表面上，从而在第一正性光刻胶 141上绘制希望的图案。
在全曝光工艺和半曝光工艺中在第一正性光刻胶141上形成图案。 换言之，通过接收所有辐射光对第一正性光刻胶141的整个厚度实施全 曝光工艺。通过接收部分辐射光对第一正性光刻胶141的固定厚度处实 施半曝光工艺。
如果在进行所述全曝光和半啄光工艺之后显影第一正性光刻胶141 的曝光部分，则可形成全曝光区域145和半曝光区域143 S30。
在形成全曝光区域145和半曝光区域143之后，依次蚀刻暴露在全 曝光区域145上的遮光材料薄膜115和存在于遮光材料薄膜115下部的 半透射材料薄膜113。然后，形成光透射部分121,即暴露于外的透明 基板110部分S40。
在步骤S40中形成光透射部分121之后，对第一正性光刻胶141进 行灰化处理(ashing process )。然后，保留在半曝光区域143上的第 一正性光刻胶141被去除，以将遮光材料薄膜115暴露于外，并在总体 上降低第一正性光刻胶141的高度。
如上所述，当通过对第一正性光刻胶141进行灰化处理从而将位于 半曝光区域143上的遮光材料薄膜115暴露于外时，所暴露的遮光材料 薄膜115被局部蚀刻从而暴露出位于遮光材料薄膜ll5下部的半透射材 料薄膜113 S60。
所暴露的半透射材料薄膜113是第一半透射部分131。第一半透射 部分131在下面被称为基本半透射部分131。在形成基本半透射部分131 之后，保留在遮光材料薄膜115上的第一正性光刻胶141被去除。于是， 形成了遮光部分125,该遮光部分通过沉积半透射材料薄膜113和遮光材料薄膜115来形成。
基本半透射部分131的光透射可根据能使有预定波段的辐射光的 仅仅一部分穿过的化学成分及其厚度加以控制。
半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al,以 及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更 多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自C0x、 Ox和Nx的附加 物，其中x是根据主要元素而改变的自然数。
如果只是使有预定波段的辐射光的一部分穿过，该半透射部分130 的成分可有多种不同的组成。例如，半透射部分130可由Crx0y、CrxC0y、 CrxOyNz、 SixOy、 SixOyNz、 SixC0y、 SixC0yNz、 MoxSiy、 MoxOy、 MoxOyNz、 MoxC0y、 MoxOyNz、 MoxSiyOz、 MoxSiyOzN、 MoxSiyCOzN、 MoxSiyC0z、 TaxOy、 TaxOyNz、 TaxC0y、 TaxOyNz、 AlxOy、 AlxC0y、 AlxOyNz、 AlxC0yNz、 TixOy、 TixOyNz、 TixC0y中的任一种或其组合组成。更优选的是，半 透射部分130由含氧的铬(CrxOy)组成，其中x、 y和z是自然数，表 示化学比例(chemical hydrator )的数目。
没有另外限制辐射光，因为光的波段可根据曝光系统而改变。然而， 辐射光通常使用300nm~ 440nm的波段。理想的是，半透射部分130可 透射部分辐射光，更优选的是辐射光的10% ~90%，但不限于此。
如上所述，在形成基本半透射部分131之后，可形成多个基本半透 射部分131和光透射不同的分隔的半透射部分。换言之，在步骤S80中， 由预定化学成分组成的半透射材料被沉积在光透射部分121上，从而形 成基本半透射部分131和至少一个光透射不同的附加半透射部分。在下 文中，光透射不同于基本半透射部分131的半透射部分被称为"附加半 透射"。
为形成第二半透射，即附加半透射部分133,将第二光刻胶165涂 在光透射部分、半透射部分131和遮光部分S80上。
接下来，辐射激光束到第二光刻胶165的上表面上，从而在第二光 刻胶165上绘制希望的图案。第二光刻胶165的辐射部分被显影和去除 S90。如步骤S90，形成间隔部分161，该间隔部分处将形成附加的半透 射部分133。
换言之，曝光和显影第二光刻胶165，从而使仅暴露出将要于其上形成附加的半透射部分133的部分对应的光透射部分121。
如上所述，在曝光和显影第二光刻胶165之后，半透射材料形成在
被暴露出的光透射部分121的上表面上，即间隔部分161和第二光刻胶
165的每一个的上表面上SIOO。
换言之，通过沉积工艺形成间隔部分170和半透射材料薄膜180，
该处半透射材料薄膜160仅透射所辐射在第二光刻胶165上的预定波段
的光的一部分。半透射材料薄膜160通过溅涂工艺形成。半透射材料薄
膜160由能使有预定波段的辐射光的仅仅一部分穿过的化学成分组成
SIOO。
接下来，通过浮离法去除第二光刻胶165和沉积在第二光刻胶165 上表面上的半透射材料薄膜160 SllO。半透射材料薄膜160仅保留在 暴露出的光透射部分的和间隔部分161的上表面上，该间隔部分处将形 成附加的半透射部分133。所保留的半透射材料薄膜160是对应于第三 半透射部分133的附加半透射部分133。
附加半透射部分133的光透射可根据能使有预定波段的辐射光的 仅仅一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。
如上所述，第二半透射部分133通过步骤S80 ~ S110形成。换言之， 形成了光透射不同于基本半透射部分131的光透射部分，即第二附加半 透射部分133。基本半透射部分131和第二附加半透射部分133每一个 的光透射都可根据所沉积的半透射材料的成分或厚度加以控制。
如果重复步骤S80-S110，可另外形成附加半透射部分。然而，因 为另外形成的附加半透射部分形成于透明基板no暴露出的光透射部 分121上，光刻胶的曝光区域和显影区域变得不同。换言之，为了另外 形成附加半透射部分，重复进行形成附加半透射部分。因而，如果需要 可形成无限多的半透射部分。
下面，将简要阐释一种形成对应于第三半透射部分135的附加半透 射部分的工艺。
当已形成两个半透射部分131和133时，第三光刻胶175随涂覆形 成在半透射部分131和133、遮光部分I"和光透射部分上SUG。然后， 辐射激光束从而曝光第三光刻胶175的希望部分，并且显影曝光部分 S130。因此，形成了将要于其上形成第三半透射部分135的间隔部分171。
在形成间隔部分171之后，半透射材料薄膜170沉积在第三光刻胶 175和间隔部分171的上表面上。
接下来，沉积半透射材料薄膜170，以透射所辐射在间隔部分171 和第三光刻胶175上的预定波段的光的一部分S140。半透射材料薄膜 170通过溅涂工艺形成。半透射材料薄膜170由能使有预定波段的辐射 光的仅仅一部分穿过的化学成分组成。
接下来，通过浮离法去除第三光刻胶175和沉积在第三光刻胶175 上表面上的半透射材料薄膜170。半透射材料薄膜170仅保留在暴露出 的光透射部分的和间隔部分171的上表面上，该间隔部分处将形成附加 的半透射部分135。所保留的半透射材料薄膜170是对应于第二半透射 部分135的附加半透射部分135。
附加半透射部分135的光透射可根据能使有预定波段的辐射光的 仅仅一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。
如上所述，第三半透射部分133通过步骤S120 S150形成。换言 之，形成光透射不同于基本半透射部分131和第二附加半透射部分133 的第三光透射135。基本半透射部分131和第二附加基本半透射部分133 每一个的光透射都可根据所沉积的半透射材料的成分或厚度加以控制。
如果重复上述工艺，可形成多个半透射部分。使用所形成的半透射 部分可图案化多个层。通过上述工艺所形成的有多个半透射部分的半色 调掩膜可用于制造各种类型的平板显示元件。
接下来，将阐释一种根据本发明再一实施方案的有多个半透射部分 的半色调掩膜及其制造方法的优选实施方案。
参考图15到图17,有多个半透射部分的半色调掩膜包括透明基板 110、遮光部分130、光透射部分120和多个半透射部分140。
透明基板IIO通常由石英(Qz)制成，但不限于此。透明基板IIO 可通常由能够透射光的透明材料制成。遮光部分130和光透射部分120 通过图案化那沉积在透明基板110上的遮光材料薄膜来形成。
换言之，用于透射光的光透射部分120是通过图案化暴露出的透明 基板110部分。用于遮光的遮光部分130是半透射材料薄膜HO和遮光 材料薄膜130在图案化之后保留的部分。遮光材料薄膜由Cr或Crx0y中任一种或其混合材料制成。遮光材 料薄膜可由所有能遮光的材料中任一种制成。
换言之，形成有两种或更多种光透射不同的半透射部分140,该半 透射部分使辐射在透明基板110上的具有预定波段的光穿过。半透射部 分140包括由辐射激光束所形成的切口型半透射部分，以及由沉积所述 半透射材料形成的沉积型半透射部分。因此，半透射部分140可仅由切 口型半透射部分、沉积型半透射部分及其组合形成。
在图15中，附图标记"141"表示"切口型半透射部分"，附图标 记"143"表示"沉积型半透射部分"。在图16中，附图标记"141"、
"147"和"149"表示"切口型半透射部分"，附图标记"141"和"145" 表示"沉积型半透射部分"。在图17中，附图标记"141"和"143"表 示"切口型半透射部分"，附图标记"145"表示"沉积型半透射部分。"
根据本发明的再一方面，形成多个半透射部分140,所述多个半透 射部分140的光透射互不相同。
所述至少两个或更多个半透射部分140的沉积型光透射部分的光 透射可根据半透射材料薄膜的化学成分或厚度加以控制。
半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以 及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更 多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自COx、 Ox和Nx的附加 物，其中x是根据主要元素而改变的自然数。
如果只是使有预定波段的辐射光的一部分穿过，该半透射部分130 的成分可有多种不同的组成。例如，半透射部分130可由CrxOy、CrxCOy、 CrxOyNz、 SixOy、 SixOyNz、 SixCOy、 SixC0yNz、 MoxSiy、 Mox0y、 Mox0yNz、 MoxC0y、 Mox0yNz、 MoxSiyOz、 MoxSiy0zN、 MoxSiyC0zN、 MoxSiyC0z、 Tax0y、 Tax0yNz、 TaxC0y、 Tax0yNz、 Alx0y、 AlxC0y、 AlxOyNz、 AlxC0yNz、 TixOy、 Tix0yNz、 TixC0y中的任一种或其组合组成。更优选的是，半 透射部分130由含氧的铬(Crx0y)组成，其中x、 y和z是自然数，表 示化学比例(chemical hydrator )的数目。
半透射部分的切口型半透射部分可形成在遮光部分130或者沉积 型半透射部分的预定部分上。换言之，切口型半透射部分通过将激光束 辐射到遮光部分130或沉积型半透射部分上而形成。所形成的切口型半透射部分的光透射可根据切口的宽度和高度加以控制。
切口型半透射部分和沉积型半透射部分使所辐射的光的一部分穿
过，以及由光透射所辐射的光是互不相同的。
没有另外限制辐射光，因为光的波段可根据膝光系统而改变。然而，
辐射光通常使用300nm 440nm的波段。理想的是，半透射部分131可 透射辐射光的一部分，优选为辐射光的10% ~90%，但不限于此。
接下来，将参考图18到图20阐释根据本发明的再一实施方案的，
制造有多个半透射部分的半色调掩膜的第一工艺。
首先，在由石英(Qz)制成的透明基板IIO上依次形成遮光材料薄
膜111和第一正性光刻胶113，辐射激光束到第一正性光刻胶113的上 表面从而在第一正性光刻胶113上绘制希望的图案SIO。
遮光材料薄膜120由Cr、 CrxOy中的任一种或其混合材料(优选为 遮光材料)形成，其中x是能根据元素的组成而改变的自然数。
第一正性光刻胶113的受激光束辐射的部分被显影工艺去除S20。 当辐射激光束时，可在第一正性光刻胶113上形成至少一个切口形状。
遮光材料薄膜111通过显影工艺而暴露于外的部分通过蚀刻工艺 去除S30。
第一正性光刻胶113被完全去除S40。
遮光材料薄膜111的去除第一正性光刻胶113之处的部分，变成用 于完全透射有预定波段的辐射光的光透射部分120。遮光材料薄膜111 的没有去除第一正性光刻胶113之处的部分，变成用于完全遮蔽有预定 波段的辐射光的遮光部分130。在遮光材料薄膜lll中，切口形的图案 化部分变成用于使部分辐射光穿过的切口型半透射部分141。在光刻工 艺中，光透射部分120、遮光部分125和切口型半透射部分141形成于
遮光材料薄膜111上。
接下来，在形成切口型半透射部分141之后，通过将半透射材料沉
积在半透射部分120上形成至少一个沉积型半透射部分。沉积型半透射 部分使部分辐射光穿过，其光透射不同于切口型半透射部分141。
为形成光透射不同于切口型半透射部分141的沉积型半透射部分， 第二光刻胶115被涂在光透射部分120、切口型半透射部分H和遮光 部分130上S50。接下来，辐射激光束到第二光刻胶115的上表面上，从而在第二光 刻胶115上绘制希望的图案。第二光刻胶115的受辐射区域通过显影工 艺去除S60。于是，形成了将要于其上形成沉积型半透射部分143的间 隔部分150。
换言之，曝光和显影第二光刻胶115，使暴露出将要于其上形成沉 积型半透射部分143的区域对应的光透射部分120。
如上所述，在暴露和显影第二光刻胶115之后，半透射材料形成于 被暴露的光透射部分120的上表面上，即间隔部分150的上表面(在此 将形成沉积型半透射部分143 )以及第二光刻胶115的上表面上S70。
换言之，半透射材料薄膜160透射所辐射在间隔部分150和第二光 刻胶115上的预定波段的光的一部分。通过溅涂工艺形成半透射材料薄 膜160。半透射材料薄膜160由能够使预定波段的光的一部分穿过的化 学成分组成S70。
接下来，沉积在第三光刻胶165上的第二光刻胶115和半透射材料 薄膜160通过浮离法去除。半透射材料薄膜160仅保留在暴露出的光透 射部分的和间隔部分150的上表面上，在该间隔部分处将形成沉积型半 透射部分143。所保留的半透射材料薄膜160是沉积型半透射部分143。
沉积型半透射部分143的光透射可根据仅使有预定波段的辐射光
的一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。
沉积型半透射部分143通过步骤S50~S80形成。换言之，可形成 光透射不同于基本半透射部分131的分隔的半透射部分。
如果另外形成沉积型半透射部分，则重复步骤S50~S80。然而， 因为附加沉积型半透射部分形成于透明基板110被暴露的光透射部分 120上，光刻的曝光区域和显影区域被改变。换言之，为另外形成沉积 型半透射部分，重复步骤S50~S80。因此，如果需要则形成多个半透 射部分。
为了方便阐释，将简要阐释形成附加沉积型半透射部分145的工艺。
当已经形成切口型半透射部分141和沉积型半透射部分时，第 三光刻胶117采用涂覆形成在两个半透射部分141和l"、遮光部分130 和光透射部分120上。然后，辐射激光束从而曝光第三光刻胶117的希望部分，并且显影膝光部分SIOO。因此，形成了将要于其上形成沉积 型半透射部分145的间隔部分170。
在形成间隔部分170之后，半透射材料薄膜160沉积在第三光刻胶 117和间隔部分170的上表面上。
接下来，沉积半透射材料薄膜160,以透射所辐射在间隔部分170 和第三光刻胶117上的预定波段的光的一部分SllO。半透射材料薄膜 160通过溅涂工艺形成。半透射材料薄膜160由能使有预定波段的辐射 光的仅仅一部分穿过的化学成分组成。
接下来，通过浮离法去除第三光刻胶117和沉积在第三光刻胶117 上表面上的半透射材料薄膜160 S120。半透射材料薄膜160仅保留在 暴露出的光透射部分的和间隔部分170的上表面上，在该间隔部分处将 形成沉积型半透射部分145。所保留的半透射材料薄膜160是附加沉积 型半透射部分145。
附加沉积型半透射部分145的光透射可#>据能使有预定波段的辐 射光的仅仅一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。
如上所述，附加沉积型半透射部分145通过步骤S90 ~ S120形成。 换言之，形成有光透射不同于切口型半透射部分141和沉积型半透射部 分143的附加沉积型半透射部分145。
接下来，将参考图21到图26阐释根据本发明再一实施方案的制造 有多个半透射部分的半色调掩膜的第二工艺。
首先，依次形成用于遮蔽所辐射在由石英(Qz)制成的透明基板 110上的光的遮光材料薄膜111和第一正性光刻胶113,并且辐射激光 束到第 一正性光刻胶113的上表面从而在第 一正性光刻胶113上绘制希 望图案SIO。
第一正性光刻胶113的受激光束辐射的部分通过显影工艺去除 S20。通过去除第一正性光刻胶141而被暴露于外的遮光材料薄膜 部分通过蚀刻工艺去除S30。
第一正性光刻胶113被完全去除S40。遮光材料薄膜111的去除第 一正性光刻胶113之处的部分，变成用于完全透射有预定波段的辐射光 的光透射部分120。遮光材料薄膜120的没有去除第一正性光刻胶113 之处的部分，变成用于完全遮蔽有预定波段的辐射光的遮光部分130。在光刻工艺中，光透射部分120和遮光部分130形成于遮光材料薄膜 111上。
接下来，形成用于透射有预定波段的辐射光的仅仅一部分的半透射 部分120。这将在下文详细阐释。
通过沉积工艺形成用于透射所辐射在光透射部分120和遮光部分 130上的有预定波段光的仅仅一部分的半透射材料薄膜150 S50。半透 射材料薄膜150通过溅涂工艺形成。半透射材料薄膜150由能使有预定 波段的辐射光的仅仅一部分穿过的化学成分组成。
在步骤S50中形成半透射材料薄膜150之后，将第二正性光刻胶 155涂在半透射材料薄膜150上S60。在步骤S60中，通过辐射激光束 曝光并绘制第二正性光刻胶145，使半透射材料薄膜150的预定部分被 暴露于外。第二正性光刻胶145的受激光束辐射的部分被显影和去除 S70。
半透射材料薄膜150的暴露于外的部分是该半透射材料薄膜150沉 积于其上的透明基板110上表面(除了其中有一部分处将形成半透射部 分之外)
接下来，对半透射材料薄膜150的曝光部分进行湿式蚀刻，从而将 透明基板110的预定部分暴露于外S80。去除没有进行湿式蚀刻的存在 于半透射材料薄膜150上的第二正性光刻胶155 S90。半透射材料薄膜 150保留在遮光部分130和透明基板110每一个的上表面的一部分上。 保留在透明基板110上表面的所述部分上的半透射材料薄膜150是沉积 型半透射部分145。
换言之，能透射所辐射在光透射部分121的一部分上的预定波段的 光的一部分的化学成分被涂到沉积型半透射部分145上。沉积型半透射 部分145透射有预定波段的辐射光的仅仅一部分。沉积型半透射部分 145的光透射可根据能透射有预定波段的辐射光的仅仅一部分的化学成 分的成分比例及其厚度加以控制。
如上所述，如果沉积型半透射部分145通过步骤S10 ~ S80形成， 则遮光部分130包括半透射材料薄膜150。当形成沉积型半透射部分145 时，将参考图25和图26阐释遮光部分130不包括半透射材料薄膜l50 这种情况。因为步骤S10 S40与图21的步骤相同，将省略其阐释。将参考图 26阐释形成沉积型半透射部分145的工艺。
再次参考图25的步骤S40，为在完全去除第一光刻胶113之后形 成沉积型半透射部分，第二光刻胶155被涂在光透射部分120和遮光部 分130上S50。
接下来，辐射激光束到第二光刻胶155的上表面上，从而在第二光 刻胶155上绘制希望的图案。第二光刻胶155的辐射区域通过显影工艺 去除S60。于是，形成了将要于其上形成沉积型半透射部分145的间隔 部分。
换言之，曝光和显影第二光刻胶155，使暴露出将要于其上形成沉 积型半透射部分145的区域对应的光透射部分120。
如上所述，在曝光和显影第二光刻胶155之后，在所暴露出的光透 射部分120的上表面上(即将要形成沉积型半透射部分145的间隔部分 161的上表面上)以及第二光刻胶155的上表面上形成半透射材料S70。
换言之，通过沉积工艺形成半透射材料薄膜150，其透射所辐射在 间隔部分和第二光刻胶155上的预定波段的光的一部分。半透射材料薄 膜150通过溅涂工艺形成。半透射材料薄膜150由能够使预定波段的光 的一部分穿过的化学成分组成S70。
接下来，通过浮离法去除沉积在第三光刻胶165上表面的第二光刻 胶155和半透射材料薄膜150。半透射材料薄膜150仅保留在暴露出的 光透射部分的和间隔部分的上表面上，在该间隔部分处将形成沉积型半 透射部分145。所保留的半透射材料薄膜150是沉积型半透射部分145。
沉积型半透射部分145的光透射可根据能使有预定波段的辐射光 的仅仅一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。
如上所述，如果沉积型半透射部分145通过图21、 22、 25和26形 成，则形成了至少一个光透射不同于沉积型半透射部分145的切口型半 透射部分。可通过将激光束辐射到沉积型半透射部分145或遮光部分 130上形成切口型半透射部分。
参考图23和24，将阐释一种形成切口型半透射部分的工艺。将在 下文阐释的该工艺，继图22的步骤S80之后，但可继图26的步骤S80 之后进4于处理。在已形成的沉积型半透射部分145、遮光部分130和光透射部分120 上形成第三光刻胶165。
接下来，辐射激光束到第三光刻胶165的上表面上，从而在第三光 刻胶165上绘制希望的图案。
通过显影工艺去除第三光刻胶165的辐射区域。当辐射激光束时， 在第三光刻胶165上形成至少一个切口形状。因此，如果显影第三光刻 胶165的受激光束辐射的部分，则可形成至少一个切口间隔部分。
遮光部分130和沉积型半透射部分145每一个的膝光区域都通过蚀 刻工艺去除SllO。然后，去除第三光刻胶165 S120。
切口型半透射形成在遮光部分130和沉积型半透射部分145中的至 少一个上。在图10c中，例示了切口型半透射部分143、 147和149形 成在遮光部分130和沉积型半透射部分145上。
如上所述，切口型半透射部分143、 147和149的光透射不同于遮 光部分130。切口型半透射部分143、 147和149的光透射也彼此互不 相同。切口型半透射部分143、 147和149的光透射可根据切口的宽度、 切口的数量以及切口的间隔(沉积型半透射部分或遮光部分)而改变。
同时，在形成切口型半透射部分143、 147和149之后，通过在光 透射部分120上沉积半透射材料可另外形成至少一个沉积型半透射部 分。附加沉积型半透射部分使一部分光穿过，其光透射不同于切口型半 透射部分143、 147和149以及沉积型半透射部分145。
参考图24，为形成附加沉积型半透射部分，在光透射部分120、切 口型半透射部分143、 147和149、沉积型半透射部分145以及遮光部 分130上涂以第四光刻胶170。
接下来，辐射激光束到第四光刻胶170的上表面上，从而在第四光 刻胶170上绘制希望图案。
通过显影工艺去除第四光刻胶170的受辐射区域S140。形成了将 要于其上形成附加沉积型半透射部分141的间隔部分171。
换言之，曝光和显影第四光刻胶170,使暴露出将要于其上形成沉 积型半透射部分141的区域对应的光透射部分120。
如上所述，在曝光和显影第四光刻胶170之后，在暴露出的光透射 部分120的上表面上(即间隔部分171的上表面上，该处将形成沉积型半透射部分141)，以及第四光刻胶170的上表面上形成半透射材料 S150。
换言之，形成了半透射材料薄膜170，其透射所辐射在间隔部分171 和第四光刻胶170上的预定波段的光的一部分。半透射材料薄膜175通 过溅涂工艺形成。半透射材料薄膜175由能够使预定波段的光的仅仅一 部分穿过的化学成分组成。
接下来，通过浮离法去除第四光刻胶170和沉积在第四光刻胶170 上表面的半透射材料薄膜175。半透射材料薄膜175仅保留在暴露出的 光透射部分的和间隔部分171的上表面上，该间隔部分处将形成沉积型 半透射部分141。所保留的半透射材料薄膜175是沉积型半透射部分 141。
附加沉积型半透射部分141的光透射可根据能使有预定波段的辐 射光的仅仅一部分穿过的成分比例及其厚度加以控制。
附加沉积型半透射部分143通过步骤S130 ~ S160形成。换言之， 可形成光透射不同于切口型半透射部分143、 147和149以及已经形成 的沉积型半透射部分145的分隔的半透射部分。
如果另外形成沉积型半透射部分，则重复步骤S130 S160。然而， 因为附加沉积型半透射部分形成于透明基板110被暴露的光透射部分 120上，所以只改变光刻胶的曝光区域和显影区域。换言之，为另外形 成沉积型半透射部分，重复步骤S130~S160。因此，如果需要可形成 多个半透射部分。
接下来，将参考图27到图29阐释根据本发明再一实施方案的制造 有多个半透射部分的半色调掩膜的工艺。
参考图27到图29，在由石英(Qz)制成的透明基板110上依次形 成半透射材料薄膜113和用于遮蔽所辐射在半透射部分上的光的遮光 材料薄膜115 SIO。
半透射材料113可包括半透射材料可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要 元素中的至少两种或更多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自 COx、 Ox和Nx的附加物，其中x是根据主要元素而改变的自然数。
接下来，在第一正性光刻胶160的上表面上辐射激光束，从而在第一正性光刻胶160上绘制希望的图案。
该图案在全曝光工艺和半爆光工艺中形成于第一正性光刻胶160 上。换言之，通过接收所有辐射光，对第一正性光刻胶160的整个厚度 实施全曝光工艺。通过接收部分辐射光，对第一正性光刻胶160的固定 的厚度实施半曝光工艺。
如果在进行全曝光和半曝光工艺之后显影第一正性光刻胶160的 曝光部分，则形成全曝光区域161和半曝光区域163。
在形成全曝光区域161和半啄光区域163之后，依次蚀刻膝光在全 曝光区域161上的遮光材料薄膜115和存在于遮光材料薄膜115下部的 半透射材料薄膜113。于是形成光透射部分120，即透明基板110的暴 露于外的部分S30。
在步骤S30中形成光透射部分120之后，对第一正性光刻胶160进 行灰化处理。然后，去除保留在半曝光区域163上的第一正性光刻胶 160，以将遮光材料薄膜115暴露于外，并且整体减少第一正性光刻胶 160的高度。
如上所述，当通过对第一正性光刻胶160进行灰化处理将位于半曝 光区域163上的遮光材料薄膜115暴露于外时，所暴露的遮光材料薄膜 115被局部蚀刻，从而暴露出位于遮光材料薄膜115下部的半透射材料 薄膜113 S50。
所暴露的半透射材料薄膜113是根据本发明再一实施方案的第三 工艺的沉积型半透射部分145。在形成沉积型半透射部分1"之后，去 除保留在遮光材料薄膜115上的第一正性光刻胶160。于是，形成了通 过沉积半透射材料薄膜113和遮光材料薄膜115而形成的遮光部分130。
沉积型半透射部分145的光透射可根据能使有预定波段的辐射光 的仅仅一部分穿过的化学成分及其厚度加以控制。
沉积型半透射部分145可包括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al,以及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的 至少两种或更多种元素混合的复合物，或还混有至少一种选自COx、 Ox 和Nx的附加物，其中x是根据主要元素而改变的自然数。
如上所述，在形成沉积型半透射部分145之后，可形成至少一个光 透射不同于沉积型半透射部分145的切口型半透射部分。接下来，将阐释一种在沉积型半透射部分145上形成切口型半透射 部分的工艺。
首先，在已形成的沉积型半透射部分145、半透射材料薄膜113和 遮光材料薄膜115沉积于其上的遮光部分130、以及光透射部分120上 形成第二正性光刻胶170。
接下来，辐射激光束到第二光刻胶170的上表面上，从而在第二光 刻胶170上绘制希望图案。
通过显影工艺去除第三光刻胶165的辐射区域。当辐射激光束时， 在第二光刻胶170上可形成至少一个切口形状。因此，如果显影第二光 刻胶170的受激光束辐射之处，可形成至少一个切口间隔部分S80。
遮光部分130和沉积型半透射部分145的每个暴露区域通过蚀刻工 艺被去除S90。然后，去除第二光刻胶170 S90。
在遮光部分130和沉积型半透射部分145的至少一个上形成切口型 半透射部分141。例示了仅在沉积型半透射部分145上形成切口型半透 射部分141 SIOO。
如上所述，切口型半透射部分141的光透射不同于之前形成的沉积 型半透射145。
为形成光透射不同于已形成的切口型半透射141的切口型半透射 部分，重复步骤S60 S100。
参考图29，在步骤S110 S140中，可形成光透射不同于沉积型半 透射部分140和切口型半透射部分141的附加切口型半透射部分143。 如果另外形成附加半透射部分，则执行步骤S80~S110。
然而，既然在其中每个都不形成切口型半透射部分"1的沉积型半 透射部分145或遮光部分130上形成附加切口型半透射部分143，则可 改变光刻胶的曝光区域和显影区域。附加切口型半透射部分143可通过 改变切口的宽度或切口的数量拥有不同于切口型半透射部分141的光 透射。
工业应用
如上所述，根据本发明的有多个半透射部分的半色调掩膜及其制造 方法产生了如下效果首先，使该掩膜具有至少两种或更多种其光透射互不相同的半透射 部分，利用该一个掩膜可以对多个层进行图案化，使得可以使用多种平 板显示元件。
其次，由于在光刻工艺中使用一个掩膜，从而使得缩短了制作工艺 并降低了成本。
本领域的普通技术人员应理解，在不偏离由如下权利要求所限定的 本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上做出各种替换、修改 和改变。因此，应意识到上述实施方案仅意在示例性目的而不应解释为 对本发明的限制。
权利要求
1. 一种具有多个半透射部分的半色调掩膜，包括透明基板；光透射部分，其形成于所述透明基板上以透射预定波段的辐射光；遮光部分，其形成于所述透明基板上以遮蔽所述预定波段的辐射光；通过将半透射材料沉积在所述透明基板上形成的用于以不同的光透射使所述预定波段的辐射光穿过的至少两个或更多个半透射部分。
2. 根据权利要求1所述的半色调掩膜，其中所述至少两个或更多个 半透射部分的光透射^^据所述半透射材料的成分或所述半透射部分的厚 度加以控制。
3.根据权利要求2所述的半色调掩膜，其中所述半透射材料包 括作为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以及是至少两种或更 多种主要元素混合而成的复合材料，或者是在复合材料中加入了 C0x、 0x和Nx中的至少一种的其他材料。
4. 根据权利要求1所述的半色调掩膜，其中所述遮光部分通过沉积 遮光材料薄膜来形成，或通过依次沉积半透射材料薄膜和遮光材料薄膜而 形成。
5. —种制造具有多个半透射部分的半色调掩膜的方法，包括 在透明基板上依次形成遮光层和第一光刻胶，并通过依次使用曝光工艺、显影工艺和蚀刻工艺在所述遮光层上形成用于透射光的光透射部分和 用于遮蔽光的遮光部分；在去除所述第一光刻胶之后，沉积用于透射所辐射在所述遮光部分和 所述光透射部分上的预定波段的光的仅仅一部分的半透射材料；在所述半透射材料上形成第二光刻胶，并曝光和显影所述第二光刻胶 以暴露出所述半透射材料的 一部分；在蚀刻所暴露的所述半透射材料之后，通过去除所述第二光刻胶形成 基本半透射部分；以及在其上未形成所述基本半透射部分的光透射部分上沉积半透射材 料，并形成至少一个光透射不同于基本半透射部分的附加半透射部分。
6. —种制造有多个半透射部分的半色调掩膜的方法，包括依次在透明基板上形成遮光层和第一光刻胶，并通过依次使用膝光工 艺、显影工艺和蚀刻工艺在所述遮光层上形成用于透射光的透射部分和用于遮蔽光的遮光部分；在去除所述第一光刻胶，并在所述光透射部分和所述遮光部分上形成 第二光刻胶之后，曝光和显影所述第二光刻胶，以将于其上形成半透射部 分的一部分光透射部分暴露于外；将所述半透射材料沉积到所述暴露于外的光透射部分的上部和所述 第二光刻胶的上部；通过使用浮离法去除所述第二光刻胶和沉积在所述第二光刻胶上部 的所述半透射材料，并保留只是位于所述的暴露于外的光透射部分的上部 的半透射材料，以此来形成基本半透射部分；以及将所述半透射材料沉积在其上未形成所述基本半透射部分的所述光 透射部分上，并形成至少一个光透射不同于基本半透射部分的附加半透射 部分。
7. 根据权利要求5或6所述的方法，其中形成所述半透射部分包括 将第三光刻胶形成在所述基本半透射部分、所述光透射部分和所述遮光部分上，并曝光和显影所述第三光刻胶，以将于其上形成半透射部分的 一部分光透射部分暴露于外；将所述半透射材料沉积到所述暴露于外的光透射部分的上部以及所 述第二光刻胶的上部；以及通过使用浮离法去除所述第三光刻胶和沉积在所述第三光刻胶上部 的所述半透射材料，并保留只是位于所述的暴露于外的光透射部分的上部 的所述半透射材料。
8. 根据权利要求9所述的方法，其中重复进行形成附加半透射部分， 以另外形成附加半透射部分。
9. 一种制造有多个半透射部分的半色调掩膜的方法，包括 通过在透明基板上依次形成半透射材料薄膜、遮光材料薄膜和第一光刻胶，在所述第一光刻胶上进行全曝光工艺和半曝光工艺，并显影所述第 一光刻胶的曝光部分，而形成全曝光区域和半曝光区域；通过依次蚀刻均分别暴露在所述全曝光区域上的遮光材料薄膜和半 透射材料薄膜，从而形成光透射部分；在所述第一光刻胶上进行灰化处理，以将位于所述半膝光区域上的遮光材料薄膜暴露于外；通过局部蚀刻所述暴露于外的遮光材料薄膜以将所述半透射材料薄 膜暴露于外，而形成基本半透射部分，并通过去除所述第一光刻胶形成遮 光部分；以及通过在所述光透射部分上沉积所述半透射材料形成至少一个光透射 不同于所述基本半透射部分的附加半透射部分。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中形成所述半透射部分包括 将第二光刻胶形成于基本半透射部分、光透射部分和遮光部分上，并曝光和显影所述第三光刻胶，从而将于其上形成半透射部分的一部分光透 射部分暴露于外；将所述半透射材料沉积到所述暴露于外的光透射部分的上部和所述 第二光刻胶的上部；以及通过使用浮离法去除所述第二光刻胶和沉积在所述第二光刻胶上部 的所述半透射材料，并保留只是位于所述的暴露于外的光透射部分的上部 的所述半透射材料。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中重复进行形成附加半透射部 分，以另外形成附加半透射部分。
12. —种有多个半透射部分的半色调掩膜，包括 透明基板；光透射部分，其在所述透明基板上形成以透射预定波段的辐射光； 遮光部分，其在所述透明基板上形成以遮蔽预定波段的辐射光；以及以互不相同的光透射使所述预定波段的辐射光穿过的至少两个或 更多个半透射部分；其中所述半透射部分包括切口型半透射部分、沉积型半透射部分或 其组合。
13. 根据权利要求12所述的半色调掩膜，其中所述沉积型半透射部 分通过沉积所述半透射材料薄膜形成。
14. 根据权利要求12所述的半色调掩膜，其中所述切口型半透射部 分形成在遮光部分或沉积型半透射部分的预定部分上。
15. 根据权利要求13所述的半色调掩膜，其中所述沉积型半透射部分 的光透射根据所述半透射材料薄膜的成分或厚度而改变。
16. 根据权利要求15所述的半色调掩膜，其中所述半透射材料包括作 为主要元素的Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al，以及是由Cr、 Si、 Mo、 Ta、 Ti和Al所组成的主要元素中的至少两种或更多种元素混合的复合物， 或还混有至少一种选自C0x、 Ox和Nx的附加物。
17. 根据权利要求14所述的半色调掩膜，其中所述切口型半透射部分 的光透射根据所述切口的宽度和高度而改变。
18. —种制造有多个半透射部分的半色调掩膜的方法，包括 在透明基板上依次形成遮光材料薄膜和第一光刻胶，然后使用曝光工艺和显影工艺在所述第一光刻胶上形成至少一个切口间隔部分；使用显影工艺蚀刻被暴露出的遮光材料薄膜并去除所述第 一光刻胶 从而形成遮光部分、光透射部分和切口型半透射部分；并且将所述半透射材料沉积在所述光透射部分上，以形成至少一个光透射 不同于所述切口型半透射部分的沉积型半透射部分。
19. 一种制造有多个半透射部分的半色调掩膜的方法，包括依次在透明基板上形成遮光材料薄膜和第一光刻胶，并通过依次使用 曝光工艺、显影工艺和蚀刻工艺在遮光层上形成用于透射光的光透射部分 和用于遮蔽光的遮光部分；将用于透射预定波段的光的一部分的半透射材料沉积在所述光透射 部分上，以形成至少一个沉积型半透射部分；以及在所述沉积型半透射部分和所述遮光部分的至少一个上形成光透射 不同于所述沉积型半透射的切口型半透射部分。
全文摘要
本发明公开一种有多个半透射部分的半色调掩膜及其制造方法，使该掩膜具有至少两个或更多个其光透射互不相同的半透射部分，利用该一个掩膜可以对多个层进行图案化。所述有多个半透射部分的半色调掩膜包括透明基板，在透明基板上形成的以透射预定波段的辐射光的光透射部分，在透明基板上形成以遮蔽预定波段的辐射光的遮光部分，以及通过将半透射材料沉积在所述透明基板上形成的用于以不同的光透射使所述预定波段的辐射光穿过的至少两个或更多个半透射部分。
文档编号H01L21/027GK101438386SQ200780016462
公开日2009年5月20日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者姜甲錫, 朴宰佑, 朴相昱, 李勤植, 沈惟敬 申请人:Lg麦可龙电子公司