CN101654617B - 溶解变形用药液及溶解变形处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供溶解变形用药液及溶解变形处理方法。其中，所述溶解变形用药液可以对有机膜图案进行均匀的溶解变形处理。本发明为一种溶解变形用药液，用于有机膜图案的溶解变形处理，其中，含有酰胺类及腈类中的至少任一种。另外，本发明为一种溶解变形用药液，用于有机膜图案的溶解变形处理，其中，至少含有含氮的碱成分和溶解变形用溶剂。

Description

溶解变形用药液及溶解变形处理方法

技术领域

本发明涉及一种溶解变形用药液及溶解变形处理方法。特别是涉及形成于基板上的有机膜图案的溶解变形用药液及溶解变形处理方法。

背景技术

目前，有如下技术：在半导体晶片、LCD(液晶显示器，Liquid CrystalDisplay)基板或其它基板上形成有机膜图案后，利用以该有机膜图案为掩模的蚀刻，对底膜即基板进行图案加工，由此形成配线电路等。需要说明的是，在底膜加工之后，有机膜图案通过剥离处理而除去。

另外，还有如下技术：例如专利文献1、2、3所示，在加工底膜后使有机膜图案变形，以变形后的有机膜图案为掩模，再次对底膜进行加工，其后，除去有机膜图案。

更具体而言，在专利文献1、2、3所述的方法中，首先，将通过使有机膜图案溶解而变形的溶解变形处理作为主要的处理来进行。其后，以变形后的有机膜图案为掩模，再次对底膜进行加工，其后，除去有机膜图案。

需要说明的是，使有机膜图案溶解变形的处理为使有机膜图案回流的处理。因此，溶解变形处理也称为溶解变形回流处理、溶解回流处理或简单称为回流处理。

另外，溶解变形处理基本上通过将基板暴露在气体氛围中来进行。因此，也称为气体氛围处理。

另外，为了使溶解变形处理稳定化，一般进行预先将基板温度调节为适当的处理温度的温度调节处理(主要是冷却)。另外，为了烘焙溶解变形处理后的有机膜图案，一般也进行加热处理。

现有的溶解变形处理(或气体氛围处理)中，使用例如醇类(R-OH)、烷氧基醇类、醚类(R-O-R、Ar-O-R、Ar-O-Ar)、酯类、酮类、二醇类、亚烷基二醇类、二醇醚类等有机溶剂(R表示烷基或取代烷基，Ar表示苯基或苯基以外的芳香环)。通过将基板暴露在使含有这些有机溶剂的溶液气化的气体氛围中来进行溶解变形处理。更具体而言，通过将基板暴露在利用加热而蒸发的蒸气、或由使用惰性气体的起泡产生的蒸气中来进行。在该溶解变形处理中，有机膜图案通过溶剂浸透到有机膜图案的内部而溶解，产生液化以及流动化。

专利文献1：日本特开2002-334830号公报

专利文献2：日本特开2005-159292号公报

专利文献3：日本特开2005-159342号公报

发明内容

但是，有机膜图案的溶解变形处理中，通常可以引起达到5～20μm的变形，根据情况也可以为100μm以上的变形。但是，由于变形量大，因此溶解变形(回流)不均匀时，有时难以使有机膜图案精度良好地变形为目标形状。因此，在对回流后的有机膜图案的形状要求一定程度的精度时，需要更均匀地进行回流。

另外，在将有机膜图案应用于光刻工序的减少时，在通道部的源极、漏极形成掩模用的有机膜图案(此时为抗蚀剂图案)中，尤其是使分离成通道部附近的源极、漏极2个的抗蚀剂图案变形为目标形状，在相互连接的处理中使用溶解变形处理。但是，存在如下问题：为了使抗蚀剂图案的连接可靠，最好使由溶解变形处理引起的变形量增大，但通道部以外的配线部等的源极、漏极用抗蚀剂图案也大幅度地溶解变形。为了避免该问题，需要采取以2阶段形成抗蚀剂膜厚或在溶解变形处理前除去2阶段的抗蚀剂图案中较薄的一个等对策。但是，该情况也仅能控制在溶解变形处理中面积扩大这一方面，因此，需要通过正确地控制处理时间，以使面积不扩大到需要以上，从而精度良好地控制变形。

另外，通过湿蚀刻处理，可以在有机膜图案的表层上形成变质层。作为湿蚀刻处理，例如在有机膜图案的底层为Al膜的情况下，使用磷酸/硝酸/醋酸的混合药液等。对于存在该变质层的有机膜图案，即使在现有的通常的溶剂中进行溶解变形处理，也存在不均匀地回流的情况。

另外，除湿蚀刻以外，有机膜图案的变质层，有时也通过有机膜图案的表层因时间放置劣化、热氧化及热固化中的至少任一种因素而发生变质来形成。另外，例如有时通过由干蚀刻引起的沉积，在有机膜图案的表面上形成堆积层。这些情况下，如果在现有的通常的溶剂中进行溶解变形处理，则有时不均匀地进行回流。

总之，在有机膜图案上形成变质层或堆积层(以下，将它们统称为阻碍层)时，如果在通常的溶剂中进行溶解变形处理，则由于阻碍溶解变形处理，因此，回流变得不均匀。

本发明是为了解决如上所述的问题点而进行的，其目的在于，提供一种溶解变形用药液，其可以通过溶解变形处理使有机膜图案精度良好地变形为目标形状。更优选其目的在于，提供可以对具有阻碍层的有机膜图案进行均匀的溶解变形处理的溶解变形用药液。

本发之一为一种溶解变形用药液，其用于有机膜图案的溶解变形处理，其中，含有酰胺类及腈类中的至少任一种。

另外，本发明之一为一种溶解变形用药液，其用于有机膜图案的溶解变形处理，其中，至少含有含氮的碱成分和溶解变形用溶剂。

根据本发明，可以通过溶解变形处理使有机膜图案精度良好地变形为目标形状。

另外，根据本发明，可以对具有阻碍层的有机膜图案进行均匀的溶解变形处理。

附图说明

图1是表示利用实施方式中的溶解变形处理方法制造液晶显示装置的TFT基板的一系列工序的图。

图2是表示用于实施例及比较例的评价基板的截面结构的图。

图3是表示通过实施溶解变形处理有机膜图案的平面形状及截面形状变化的情形的图。

图4是表示通过对形成有变质层的有机膜图案实施溶解变形处理有机膜图案的形状变化的情形的图。

图5是表示实施方式中制造液晶显示装置的TFT基板的一系列工序的图。

图6是表示实施方式中制造液晶显示装置的TFT基板的一系列工序的图。

标号说明

1    基板

2    导电膜

3    有机膜

4    有机膜图案(第1有机膜图案)

5    有机膜图案(第2有机膜图案)

6    半导体膜

7    有机膜图案(第3有机膜图案)

11   玻璃基板

12   Al膜

13   有机膜图案

20   有机膜图案

30   有机膜图案

32   变质层

2001 栅极配线

2002 层间绝缘膜

2003 半导体膜

2004 漏极配线用金属膜

2005 抗蚀剂图案

2006 连接抗蚀剂掩模

2007 半导体岛

3001 栅极配线

3002 层间绝缘膜

3003 半导体膜

3004 漏极配线用金属膜

3005 有机膜图案

3006 连接抗蚀剂掩模

3007 半导体岛

具体实施方式

如上所述，在有机膜图案上形成阻碍层时，难以使有机膜图案均匀地溶解变形(回流)。因此，期望开发一种即使存在阻碍层也可以使有机膜图案均匀地溶解变形的溶解变形用药液。

因此，本发明人进行了潜心研究，结果发现，使用含有酰胺类及腈类中的至少任一种的溶解变形用药液进行溶解变形处理时，即使为具有阻碍层的有机膜图案，也可以均匀地溶解变形。

即，本发明为一种溶解变形用药液，其用于有机膜图案的溶解变形处理，其中，含有酰胺类及腈类中的至少任一种。

首先，对酰胺类、腈类进行说明。

作为酰胺类，可列举：N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二乙基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、正丁基乙酰胺等。其中，从得到的容易程度及使用容易程度方面考虑，特别优选为N，N-二甲基乙酰胺。这些酰胺类可以仅使用1种，也可以混合2种以上使用。

作为腈类，可列举：乙腈、丙腈、3-氨基丙腈、异丁腈、正丁腈、戊腈、苄腈等。另外，可以是它们的混合物。其中，从得到的容易程度及使用容易程度方面考虑，特别优选为乙腈。这些腈类可以仅使用1种，也可以混合2种以上使用。

溶解变形用药液含有酰胺类及腈类中的任一种即可，也可以两者都含有。

另外，在欲调节回流速度(溶解变形的速度)时、或欲减少有机成分量时，在溶解变形用药液中混合水即可。

对于水的含量，只要回流速度不降低至不能与工艺对应的程度，就没有特别限制，可以设定为例如90％以下。

另外，本发明人进行了潜心研究，结果发现，使用含有含氮的碱成分和溶解变形用溶剂(也称为回流溶剂)的溶解变形用药液进行溶解变形处理时，即使为具有阻碍层的有机膜图案，也可以均匀地溶解变形。

可以认为，通过含氮的碱成分吸附在有机膜图案表面对阻碍层进行改性，可以均匀地溶解变形回流。

作为含氮的碱成分(以下简称为A成分)，为含有氮原子的碱成分，可列举例如：胺类、氨、氢氧化烷基铵等。从效果和使用容易程度方面考虑，优选胺类。

作为胺类，优选列举例如：单乙醇胺、异丙醇胺、N-甲基乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、吗啉。这些胺类可以是1种，也可以混合2种以上使用。

另外，溶解变形用溶剂(以下简称为B成分)为可以使有机膜图案溶解变形的有机溶剂。作为溶解变形用溶剂，没有特别限定，可列举例如：醇类、醚类、酯类、酮类、二醇醚类等。另外，也可以列举上述腈类、酰胺类等。作为二醇醚类，可列举：丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸酯等。作为酮类，可列举：甲基异丁基酮等。作为腈类，可列举：乙腈、丙腈、3-氨基丙腈、异丁腈、正丁腈、戊腈、苄腈等。作为酰胺类，可列举：N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二乙基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、正丁基乙酰胺等。溶解变形用溶剂可以是1种，也可以混合2种以上使用。

胺类的含量优选设定为0.2质量％以上且30质量％以下。通过设定为0.2质量％以上，容易充分地发挥均匀地引起回流的能力。另外，通过设定为30质量％以下，容易提高利用溶解变形用溶剂的回流速度。

溶解变形用溶剂的含量优选设定为40质量％以上且99.8质量％以下。通过设定为40质量％以上，容易提高回流速度。另外，通过设定为99.8质量％以下，容易均匀地引起回流。

另外，可以在溶解变形用药液中含有水。水可以在欲调节回流速度时或欲降低溶解变形用溶剂的含量时使用。

水的含量优选为60质量％以下，更优选为50质量％以下。通过设定为60质量％以下，容易防止回流速度过分降低。溶解变形用溶剂与水的总含量优选设定为70质量％以上。

需要说明的是，溶解变形用药液可以含有其它添加剂，例如，可以含有表面活性剂。

(有机膜)

作为本发明中的有机膜，为光致抗蚀剂膜。作为材料，例如有仅由有机材料构成的抗蚀剂或由有机材料和无机材料的混合而构成的抗蚀剂。

作为仅由有机材料构成的抗蚀剂，可列举例如：聚乙烯类、橡胶类、酚醛清漆类材料。作为聚乙烯类的具体例，可列举例如聚乙烯基肉桂酸酯。另外，作为橡胶类的具体例，可列举例如在环化聚异戊二烯或环化聚丁二烯中混合有双叠氮化合物的物质。另外，作为酚醛清漆类的具体例，可列举例如混合有甲酚酚醛树脂和萘醌二叠氮-5-磺酸酯的物质。另外，除此之外，还可列举例如丙烯酸的共聚树脂，更具体而言，可以列举聚丙烯酰胺或聚酰胺酸。另外，可以是含有溴、碘的抗蚀剂。

另外，作为由有机材料和无机材料构成的抗蚀剂，可以列举例如含Si抗蚀剂。作为含Si抗蚀剂，可列举例如含有硅氧烷、聚硅氧烷、聚硅烷、聚硅酮或碳硅烷的抗蚀剂。另外，作为含Si以外的金属的抗蚀剂的例子，还有含有锗的抗蚀剂。

另外，有机膜可以是负型或正型的任一种。作为正型，适宜为酚醛清漆类的树脂、例如混合有甲酚酚醛树脂和萘醌二叠氮-5-磺酸酯的物质。作为负型，适宜为橡胶类的树脂、例如在环化聚异戊二烯或环化聚丁二烯中混合有双叠氮化合物的物质。

作为负型的抗蚀剂，可列举例如：默克公司的“セレクテイラツクスN”(商品名)、东京应化工业公司的“OMR-83.85”(商品名)、日本合成的“JSR-CIR701”(商品名)、コダツク公司的“KMR-747”(商品名)、ハント公司的“ウエイコ一ト”(商品名)等。

作为正型的抗蚀剂，可列举例如：ヘキスト公司的“AZ系列”(商品名)、シプレイ公司的“マイクロポジツト-1400”(商品名)、ハント公司的“HPR-204、206”(商品名)、东京应化工业公司的“OFPR系列”(商品名)、日本合成的“JSR系列”(商品名)、コダツク公司的“KMPR-820”(商品名)等。

下面，对溶解变形处理进行说明。

溶解变形处理可以通过如下步骤进行，即，将通过使溶解变形用药液在惰性气体中起泡而产生的蒸气接触有机膜图案。另外，溶解变形处理也可以通过使溶解变形用药液以液体状状态直接接触有机膜图案来进行。

溶解变形处理可以根据需要分为多次进行。

下面，参照附图，对使用本发明的溶解变形用药液的溶解变形处理的实施方式进行说明。

在此，本实施方式中说明的溶解变形处理，为通过使形成于基板上的有机膜图案溶解而使其变形的处理(溶解变形处理)。

该溶解变形处理没有特别限定，例如，以将使形成于基板上的有机膜图案溶解变形后的有机膜图案用于与该溶解变形前的有机膜图案不同的用途为目的来进行。

使有机膜图案溶解变形的处理即为使有机膜图案回流的处理。因此，溶解变形处理也称为溶解变形回流处理、溶解回流处理或简称为回流处理。

另外，用于溶解变形处理的溶解变形用药液也称为回流用药液。

(第1实施方式)

图1是表示使用溶解变形处理的液晶显示装置的TFT基板的制造方法的一例的工序图。另外，在本实施方式中，对利用光刻法形成最初的有机膜图案4(参照图1(B))、以具有多阶段(例如2阶段)的膜厚的例子进行说明。

首先，如图1(A)所示，在基板1上依次使半导体膜6和导电膜2成膜，再在导电膜2上涂布有机膜3。

接着，依次进行将曝光量控制到2阶段以上的曝光处理、显影处理和作为预烘焙的加热处理，由此，在基板1上形成具有2阶段的膜厚、且相互分离开的第1有机膜图案4。

在此，作为曝光处理，可以进行例如：进行2次连续曝光的曝光处理、或将由具有2阶段以上的透射率的膜形成的图案用作掩模的半色调掩模曝光处理。或者，可以进行使用通常图案和由曝光限度以下的微细图案产生的灰色调掩模的曝光处理。

由此，具体而言，例如图1(B)所示，在相互相邻的一对有机膜图案4的各自中，以接近于另一个有机膜图案4的部分膜厚变厚、距另一个有机膜图案4远的部分膜厚变薄的方式形成相互分离开的第1有机膜图案4。

接着，以该第1有机膜图案4为掩模进行以基板1上的导电膜2为对象的蚀刻处理(湿蚀刻或干蚀刻)，由此，对导电膜2进行一次性地图案加工。即，在导电膜2中，除去没有被第1有机膜图案4覆盖的部分(图1(C))。

通过该蚀刻处理，在第1有机膜图案4的表面上形成该有机膜图案4的表层部变质而成的变质层、或在该有机膜图案4的表面上堆积堆积物而成的堆积层等阻碍层。

变质层例如为有机膜图案4的表层部因时间放置劣化、热氧化或热固化等因素而发生变质的层。另外，例如为有机膜图案4的表层部通过湿蚀刻液处理而发生变质的层。另外，例如为有机膜图案4的表层部通过干蚀刻或灰化处理而发生变质的层。另外，作为堆积层，例如为通过由干蚀刻产生的沉积而堆积在有机膜图案4的表面上的层。

接着，进行再显影处理，另外，在该再显影处理之后进行作为再次预烘焙的加热处理，由此，将第1有机膜图案4加工成新的图案形状的第2有机膜图案5。即，除去第1有机膜图案4中的膜厚薄的部分，得到膜厚仅1阶段的第2有机膜图案5(图1(D))。

接着，使用溶解变形用药液对第2有机膜图案5进行溶解变形处理，使第2有机膜图案5的相邻的层一体化，加工成1个新的第3有机膜图案7(图1(E))。由此，如图1(E)所示，在半导体膜6中，位于相互相邻的一对导电膜2之间的部分，成为被第3有机膜图案7覆盖的状态。

接着，以第3有机膜图案7及导电膜2作为掩模，对半导体膜6进行蚀刻(干蚀刻)(图1(E))。

其后，剥离除去有机膜图案7(图1(F))。

(第2实施方式)

在本实施方式中，对使用溶解变形用药液的液晶显示装置的TFT基板的制造工序的一例进行说明。

图5(A)～(G)是表示在本实施方式中制造液晶显示装置的TFT基板的一系列工序的图，分别表示TFT元件的平面图和截面图。

在本实施方式中，表示出通过使用半色调掩模曝光来进行工序的削减的例子。

在此，对半色调掩模曝光进行说明。首先，以具有多段的膜厚差的方式形成感光性有机膜(以下以抗蚀剂膜为例表示)图案。例如，对抗蚀剂膜进行2次连续曝光，或使用在1次曝光时使透射量阶段性地变化的曝光掩模进行曝光，由此，使抗蚀剂膜形成为多段的膜厚。

通过灰化处理等除去该多段(例如2段)的抗蚀剂膜的薄膜部时，在该除去前后抗蚀剂膜的图案会发生变化。

因此，如果分别在薄膜部的除去前后将抗蚀剂膜用作抗蚀剂掩模，则可以在1次光刻工序中得到与实施2次光刻工序而形成2次抗蚀剂膜的情况相同的效果。

即，以薄膜部除去前的抗蚀剂膜作为抗蚀剂掩模进行其底层膜的蚀刻，其后，以薄膜部除去后的抗蚀剂膜作为抗蚀剂掩模进行其底层膜的蚀刻，由此，可以在底层膜上形成2种图案。

这种方法作为用于成本降低的新工艺，一般作为TFT元件形成的摄影工序削减，在5PR工序→4PR工序化的工艺中使用。

另外，在光刻工序中使用的调制盘的掩模图案中，形成遮光部和半透光部，将上述遮光部和上述半透光部转印到抗蚀剂膜上，形成上述第1抗蚀剂掩模。

另外，作为形成该上述半透光部的方法，有以下的(1)、(2)方法。

(1)通过将与遮光部的材料(主要为铬膜)相同的材料加工成分辨极限以下的尺寸的图案来形成的方法。

(2)由遮光部的材料(主要为铬膜)和比遮光部的材料透射率大的不同种材料的膜来形成的方法。作为不同种材料，可列举例如：氧化铬膜、钨硅化物。

下面，参照图5，对制造方法例进行说明。

首先，如图5(A)所示，在玻璃基板(未图示)上形成栅极配线2001。

接着，以覆盖栅极配线2001的方式形成层间绝缘膜(例如硅氧化膜(SiO₂)或硅氮化膜(SiN_x)的单层或2层膜)2002。

接着，在层间绝缘膜2002上层压由非晶硅(a-Si)层及欧姆接触(n+a-Si)层构成的半导体膜2003、漏极配线用金属膜2004。在此，欧姆接触层由掺合有磷杂质的n型非晶硅(n+a-Si)层构成。

接着，在漏极配线用金属膜2004上涂布有机膜(例如抗蚀剂膜)。

接着，通过使用曝光掩模(半色调掩模)的曝光处理和显影处理来形成有机膜(以下记为“抗蚀剂”)图案。在此，形成具有2阶段的膜厚的抗蚀剂图案2005。

接着，如图5(B)所示，以抗蚀剂图案2005作为掩模，对底膜、即漏极配线用金属膜2004进行蚀刻。通过该蚀刻，漏极配线用金属膜2004成为源极/漏极用电极和源极/漏极用配线。

接着，如图5(C)所示，对抗蚀剂图案2005进行溶解变形处理。

该溶解变形处理为例如通过将有机膜图案暴露于溶解变形用药液的蒸气中而进行的气体氛围处理。

如图5(C)所示，通过该溶解变形处理，源电极用抗蚀剂掩模及漏电极用抗蚀剂掩模沿横向回流，源电极用抗蚀剂掩模及漏电极用抗蚀剂掩模相互连接，成为连接抗蚀剂掩模2006。

接着，如图5(D)所示，通过除去处理，除去连接抗蚀剂掩模2006的至少一部分。需要说明的是，除去处理可以通过例如使用显影液的显影处理来进行。

在该除去处理中，除去上述具有2阶段的膜厚的抗蚀剂图案的薄的部分。在该处理中，可以除去主要通过溶解变形处理面积扩大后的抗蚀剂掩模的一部分、即不需要的回流部分，可以精度良好地形成为最终的图案形状。

接着，如图5(E)所示，以连接抗蚀剂掩模2006、源极/漏极用电极和源极/漏极用配线作为掩模，蚀刻除去由非晶硅(a-Si)层及欧姆接触(n+a-Si)层构成的半导体膜2003，形成半导体岛2007。

接着，如图5(F)所示，从半导体岛2007上剥离除去连接抗蚀剂掩模2006。

接着，如图5(G)所示，以剥露出的源极/漏极用电极和源极/漏极用配线作为掩模，进行CH(通道)蚀刻。通过该CH(通道)蚀刻，除去源极/漏极间的由非晶硅(a-Si)层及欧姆接触(n+a-Si)层构成的半导体膜2003中的至少上层的欧姆接触(n+a-Si)层，使一部分非晶硅(a-Si)层残存。

这以后的工序省略，然后，形成钝化膜(绝缘膜：通常为等离子体氮化硅膜)，在源电极及漏电极上分别形成接触孔，在这些接触孔的底部形成连接于源电极的像素电极、连接于漏电极的端子部电极。

由此，形成TFT基板，接着，在TFT基板的半导体岛2007一侧配置与TFT基板对置的对置基板。另外，在TFT基板和对置基板之间填充液晶组合物，完成液晶显示装置。

需要说明的是，CH(通道)蚀刻也可以在以抗蚀剂图案2005为掩模的漏极配线用金属膜2004的蚀刻(图5(B))之后进行。此时，优选在从半导体岛2007上除去连接抗蚀剂掩模2006后(图5(F))，仅蚀刻除去至此污染或变质了的通道部的至少一部分的非晶硅(a-Si)层。或者，优选对污染或变质了的通道部的至少一部分的非晶硅(a-Si)层进行表面处理。但是，该情况下，也会残存大部分的非晶硅(a-Si)层。

(第3实施方式)

在本实施方式中，对使用溶解变形用药液的液晶显示装置的TFT基板的制造工序的一例进行说明。

图6(A)～(G)是表示在本实施方式中制造液晶显示装置的TFT基板的一系列的工序的图，分别表示TFT元件的平面图和截面图。

在本实施方式中，不使用半色调掩模曝光，使用通常的标准掩模。

首先，如图6(A)所示，在玻璃基板(未图示)上形成栅极配线3001。

接着，以覆盖栅极配线3001的方式形成层间绝缘膜3002。作为层间绝缘膜3002，可以形成例如硅氧化膜(SiO₂)或硅氮化膜(SiN_x)的单层或2层膜。

接着，在层间绝缘膜3002上层压由非晶硅(a-Si)层及欧姆接触(n+a-Si)层构成的半导体膜3003、漏极配线用金属膜3004。在此，欧姆接触层由掺合有磷杂质的n型非晶硅(n+a-Si)层构成。

接着，在漏极配线用金属膜3004上涂布有机膜(例如抗蚀剂膜)。

接着，通过使用曝光掩模(标准掩模)的曝光处理和显影处理，形成有机膜(以下记为“抗蚀剂”)图案3005。

接着，如图6(B)所示，以抗蚀剂图案3005作为掩模，蚀刻底膜、即漏极配线用金属膜3004。通过该蚀刻，漏极配线用金属膜3004成为源极/漏极用电极和源极/漏极用配线。

接着，如图6(C)所示，对抗蚀剂图案3005进行溶解变形处理。

如图6(C)所示，通过该溶解变形处理，源电极用抗蚀剂掩模及漏电极用抗蚀剂掩模沿横向回流，源电极用抗蚀剂掩模及漏电极用抗蚀剂掩模相互连接而成为连接抗蚀剂掩模3006。

接着，如图6(D)所示，通过除去处理，除去连接抗蚀剂掩模3006的至少一部分。该除去处理与第2实施方式同样。

在此，可以除去通过溶解变形处理面积扩大后的连接抗蚀剂掩模3006的一部分、即不需要的溶解变形部分，可以将最终的有机膜图案精度良好地形成为目标形状。

接着，如图6(E)所示，以连接抗蚀剂掩模3006、源极/漏极用电极和源极/漏极用配线作为掩模，蚀刻除去由非晶硅(a-Si)层及欧姆接触(n+a-Si)层构成的半导体膜3003，形成半导体岛3007。在图6(E)中，将其记作a-Si蚀刻。

接着，如图6(F)所示，从半导体岛3007上剥离除去连接抗蚀剂掩模3006。

接着，如图6(G)所示，以剥露出的源极/漏极用电极和源极/漏极用配线作为掩模，进行CH(通道)蚀刻。通过该CH(通道)蚀刻，除去源极/漏极间的由非晶硅(a-Si)层及欧姆接触(n+a-Si)层构成的半导体膜3003中的至少上层的欧姆接触(n+a-Si)层，残存至少一部分非晶硅(a-Si)层。

这以后的工序省略，然后，形成钝化膜(绝缘膜：通常为等离子体氮化硅膜)，在源电极及漏电极上分别形成接触孔，在这些接触孔的底部形成连接于源电极的像素电极、连接于漏电极的端子部电极。

由此，形成TFT基板，接着，在TFT基板的半导体岛3007一侧配置与TFT基板对置的对置基板。另外，在TFT基板和对置基板之间填充液晶组合物，完成液晶显示装置。

需要说明的是，CH(通道)蚀刻也可以在以抗蚀剂图案3005作为掩模的漏极配线用金属膜3004的蚀刻(图6(B))之后进行。此时，优选在从半导体岛3007上除去连接抗蚀剂掩模3006(图6(F))后，仅蚀刻除去至此被污染或变质了的通道部的至少一部分的非晶硅(a-Si)层，或者进行表面处理。但是，该情况下，也会残存大部分的非晶硅(a-Si)层。

另外，在第2及第3实施方式中，薄膜晶体管的栅电极、源电极、漏电极及源极配线用金属膜，可以由铝或铝合金的1层结构、铬或铬合金的1层结构、铝或铝合金与铬或铬合金的2层结构、铝或铝合金与钛或钛合金的2层结构、铝或铝合金与氮化钛或氮化钛合金的2层结构、铝或铝合金与钼或钼合金的2层结构、铬或铬合金与钼或钼合金的2层结构、铬或铬合金与铝或铝合金与铬或铬合金的3层结构、钼或钼合金与铝或铝合金与钼或钼合金的3层结构、铝或铝合金与钼或钼合金与铬或铬合金的3层结构、铝或铝合金与钼或钼合金与钛或钛合金的3层结构、铝或铝合金与氮化钛或氮化钛合金与钛或钛合金的三层结构中的任一种构成。

另外，在上述实施方式中，使用玻璃基板，但并不限定于此，也可以使用由其它材料构成的绝缘性基板。

另外，在上述实施方式中，对直至交错型的TFT图案形成的方法进行了说明，但本发明的图案形成方法并不限定于此。另外，在例如上述的TFT图案的形成方法中，也可以应用于在像素电极的下部形成彩色滤光片层或平坦化膜和彩色滤光片层的带彩色滤光片的TFT图案的形成。

另外，在上述实施方式中，以纵电场驱动型液晶显示装置为例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于此。另外，例如本发明也可以应用于横电场驱动型液晶显示装置(IPS(In-Plane Switching)LCD)。

另外，也可以将上述实施方式中说明的图案形成方法用作TFT基板的制造方法。作为TFT基板的实例，有液晶显示装置用TFT基板。

另外，在制作TFT基板后，形成了形成有绝缘膜、彩色(RGB：红、绿、蓝)滤光片和黑矩阵层、透明电极的彩色滤光片或单色滤光片，接着形成ITO等像素电极、取向膜以外的构成要素，在TFT基板和对置基板之间插入液晶并密封，再在两基板上粘贴偏振膜，由此可以制造液晶显示装置。

需要说明的是，作为部分地控制抗蚀剂掩模的膜厚的方法，例如有如下方法。

(1)在曝光工序中使用的调制盘的掩模图案上形成遮光部和控制为至少2阶段以上的透射光量的半遮光部，将遮光部和半遮光部转印到抗蚀剂膜上，形成抗蚀剂掩模的方法。

(2)在曝光工序中使用2种以上的调制盘掩模，使曝光量变化为至少2阶段以上，由此形成抗蚀剂掩模的方法。

在此，主要使用半色调掩模来部分地控制抗蚀剂掩模膜厚，形成具有2阶段的膜厚的抗蚀剂图案，该抗蚀剂图案成为具有遮光部和半遮光部的调制盘。

下面，对该抗蚀剂图案的形成方法的具体例进行说明。

(例1)

在调制盘基板上例如由铬金属形成遮光部和半透光部。

该半透光部由曝光分辨极限以下的铬金属的图案构成。例如，图案宽度尺寸为曝光波长以下的矩形的图案以规定的间距排列。或者，这种矩形的图案形成为格子状。

在形成曝光分辨极限以下的铬金属图案的区域中，以曝光照射光的透射量为20～80％的方式设定。由此形成半透光部。

(例2)

在调制盘基板上例如由铬金属将遮光部形成为规定的图案。成为半透光部的区域的铬金属被蚀刻，形成薄膜部。

在形成铬金属的薄膜部的区域中，以曝光照射光的一半程度透射的方式设定。由此形成半透光部。

(例3)

在调制盘基板上例如由铬金属将遮光部形成为规定的图案。半透光部作为半色调部形成。

在此，半色调部由例如钨硅化物、钼硅化物等形成。由此形成半透光部。

在此，参照图3，对在溶解变形处理中有机膜图案均匀地回流的情况和不均匀地回流的情况进行说明。可以推测，发生不均匀的回流的原因是因为发生如下情况：有机膜图案的表面因蚀刻液而发生变质，阻碍溶解变形用药液向有机膜图案内部浸透，或相反促进浸透。另外，通常认为，根据其变质的程度(WE：湿蚀刻处理条件或有机膜形成条件)，其变质部分的厚度部分地变厚或变薄，由此，溶解变形用药液的浸透性变得不均匀。

图3是表示通过实施溶解变形处理有机膜图案的平面形状及截面形状变化的情形的图。

图3(A)表示溶解变形处理前的有机膜图案20的平面形状(左图)及截面形状(右图)。

图3(B)表示通过溶解变形处理有机膜图案20均匀地回流的情况、即溶解变形处理为正常的情况的平面形状(左图)及截面形状(右图)。此时，有机膜图案20均匀地扩展，通道部结合，其它部分也同样地扩展。

使用本发明所述的溶解变形用药液进行溶解变形处理时，溶解变形用药液均匀地浸透到有机膜图案20的内部，贯穿有机膜图案20的整体，以大致均匀的溶解速度产生溶解。因此，如图3(B)所示，由于有机膜图案20的整体进行一体地回流，因此，可以使有机膜图案20精度良好地变形为目标形状。

图3(C)表示在有机膜图案20的表层部和内部回流速度不同的情况等中发生的异常。此时，分为薄而大幅度扩展的有机膜图案21和厚而扩展小的有机膜图案22两种来进行回流。

图3(D)表示在有机膜图案20的表层部部分地残存有变质层的情况等中发生的异常。此时，有机膜图案20回流，扩展的方向不均匀并成为散乱。因此，不发生作为目标的通道部的有机膜图案结合，通道部以外的部分回流而扩展。

图4是表示在显影后的有机膜图案上形成变质层的情况下通过实施溶解变形处理有机膜图案的截面形状变化的情形的图。

图4(A)表示显影后的有机膜图案30的截面形状。

图4(B)表示显影后利用湿蚀刻来蚀刻底膜31的结果、在有机膜图案30的表层部形成变质层32的状态。

图4(C)及图4(D)表示使用现有的药液的溶解变形处理。此时，在有机膜图案30的表面和内部回流速度不同，成为不均匀的回流。即，例如，有机膜图案30仅其表面的一部分(底部的部分)回流速度加快，没有形成有机膜图案30整体的一体回流。换句话说，有机膜图案30的表面的一部分以低粘度回流，另一方面，有机膜图案30的内部为高粘度，基本不回流。因此，有机膜图案30的内部难以回流而容易残留，另一方面，有机膜图案30的边缘部扩展变薄(图4(D))。另外，也容易发生有机膜图案30扩展的偏向。

图4(E)及图4(F)表示使用本实施方式的溶解变形用药液的溶解变形处理。此时，直至有机膜图案30的内部，以大致均匀的回流速度溶解，引起有机膜图案30整体的一体回流。换句话说，有机膜图案30的整体以均匀的粘度回流为液状。因此，一对有机膜图案30的结合部因表面张力而膨胀，与图4(D)的情况相比，厚度增加，因此，可以做成与其它部分同程度的膜厚。因此，可以将结合有一对有机膜图案30的图案做成恰似由最初形成为一体的有机膜图案。另外，也可以尽量抑制有机膜图案30的扩展。而且，也难以发生有机膜图案30的扩展偏向。由此，可以使有机膜图案30精度良好地变形为目标形状。另外，可以对具有阻碍层(例如变质层)的有机膜图案30进行均匀的溶解变形处理。

因此，通过使用本实施方式的溶解变形用药液进行溶解变形处理，可以使有机膜图案精度良好地变形为目标形状。另外，可以对由变质层及堆积层中的至少一方构成的具有阻碍层的有机膜图案进行均匀的溶解变形处理。

[实施例]

下面，对根据溶解变形用药液的组成、评价溶解变形处理为何种结果的实施例进行说明。

表1是分别对于实施例1～4以及比较例1～4表示用于溶解变形处理的溶解变形用药液的组成和溶解变形处理的结果(表1的“结果”一栏)的图。

(实施例1)

在实施例1中，使用由100质量％的N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)构成的溶解变形用药液。

(实施例2)

在实施例2中，使用由100质量％的乙腈(ACTN)构成的溶解变形用药液。

(实施例3)

在实施例3中，使用由30质量％的乙腈(ACTN)、70质量％的纯水构成的溶解变形用药液。

(实施例4)

在实施例4中，使用由50质量％的N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)和50质量％的乙腈(ACTN)构成的溶解变形用药液。

(比较例1)

另外，在比较例1中，使用由100质量％的丙二醇单甲醚(PGME)构成的溶解变形用药液。

(比较例2)

在比较例2中，使用由100质量％的二乙二醇单丁醚(BDG)构成的溶解变形用药液。

(比较例3)

在比较例3中，使用由100质量％的丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA)构成的溶解变形用药液。

(比较例4)

在比较例4中，使用由100质量％的甲基异丁基酮(MIBK)构成的溶解变形用药液。

表1是分别对实施例1～4以及比较例1～4表示用于溶解变形处理的溶解变形用药液的组成和溶解变形处理的结果(表1的“结果”一栏)的图。

表1

○：均匀地回流

×：不均匀地回流

PGME 丙二醇单甲醚

PGMEA 丙二醇单甲醚醋酸酯

DMAC N，N-二甲基乙酰胺

ACTN 乙腈

BDG 二乙二醇单丁醚

MIBK 甲基异丁基酮

PW 纯水

图2是表示分别用于各实施例及各比较例的评价基板10的截面结构的图。

图2所示的评价基板按以下说明的步骤制作。首先，在玻璃基板11上形成Al膜12。接着，在Al膜12上涂布正型光致抗蚀剂，将该光致抗蚀剂曝光、显影，形成有机膜图案13。接着，以有机膜图案13为掩模，通过使用了磷酸/硝酸/醋酸类的混合药液的蚀刻液对Al膜12进行蚀刻处理，由此制作图2的评价基板10。需要说明的是，由于如此操作来制作评价基板10，因此，在对Al膜12进行蚀刻时，在有机膜图案13的表层部形成阻碍层(具体地为变质层)。

评价全部在室温下进行。

下面，对具体的评价的步骤进行说明。

首先，在培养皿中放入溶解变形用药液。此时，调节药液的量，以使从溶解变形用药液的液面至培养皿的口的距离为1cm。

接着，以有机膜图案在下的方式(以有机膜图案与溶解变形用药液的蒸气接触的方式)用评价基板10将培养皿完全盖住。30秒后，从培养皿上取下评价基板10，用氮气枪吹氮气，使评价基板干燥。

通过以上操作，溶解变形处理结束。

之后，用光学显微镜观察处理后的评价基板10，确认有机膜图案的回流情况。

在表1中，“○”表示有机膜图案均匀地回流，“×”表示有机膜图案不均匀地回流，“没有变化”表示在有机膜图案上没有产生变化。在此，所谓均匀地回流，是指如图4(E)～(F)所示，有机膜图案整体成为一体来进行回流，结合部因表面张力而厚度增加。另外，所谓不均匀地回流，是指如图4(C)～(D)所示，内部不回流、周围扩展变薄的状态。

即，如表1所示，在全部的实施例(实施例1～4)中，有机膜图案均匀地回流。

相对于此，另一方面，在比较例1、3、4中，有机膜图案不均匀地回流，在比较例2中，有机膜图案没有回流。

另外，就其它溶解变形用药液而言，对根据组成评价溶解变形处理为何种结果的实施例进行说明。需要说明的是，评价与上述同样地进行。

表2是分别对实施例5～15以及比较例5～9表示用于第1次的溶解变形处理的溶解变形用药液的组成(表2的“第1次回流”一栏)、第2次溶解变形处理的有无(表2的“第2次的有无”一栏)、在进行了第2次溶解变形处理的情况下用于该处理的溶解变形用药液的组成(表2的“第2次回流”的“组成”一栏)和溶解变形处理的结果(表2的“结果”一栏)的图。

如表2所示，在实施例5～14以及比较例5～8中，仅进行1次溶解变形处理。另外，在实施例15及比较例9中，进行2次溶解变形处理。

(实施例5)

在实施例5中，使用由作为A成分的10质量％的单乙醇胺和作为B成分的90质量％的丙二醇单甲醚构成的溶解变形用药液。

(实施例6)

在实施例6中，使用由作为A成分的10质量％的单乙醇胺和作为B成分的30质量％的丙二醇单甲醚及60质量％的丙二醇单甲醚醋酸酯构成的溶解变形用药液。

(实施例7)

在实施例7中，使用由作为A成分的10质量％的单乙醇胺和作为B成分的90质量％的甲基异丁基酮构成的溶解变形用药液。

(实施例8)

在实施例8中，使用由作为A成分的5质量％的单乙醇胺和作为B成分的95质量％的N，N-二甲基乙酰胺构成的溶解变形用药液。

(实施例9)

在实施例9中，使用由作为A成分的5质量％的N-甲基乙醇胺和作为B成分的95质量％的N，N-二甲基乙酰胺构成的溶解变形用药液。

(实施例10)

在实施例10中，使用由作为A成分的10质量％的异丙醇胺和作为B成分的90质量％的丙二醇单甲醚构成的溶解变形用药液。

(实施例11)

在实施例11中，使用由作为A成分的10质量％的N，N-二甲基乙醇胺和作为B成分的90质量％的丙二醇单甲醚构成的溶解变形用药液。

(实施例12)

在实施例12中，使用由作为A成分的10质量％的吗啉和作为B成分的90质量％的丙二醇单甲醚构成的溶解变形用药液。

(实施例13)

在实施例13中，使用由作为A成分的5质量％的单乙醇胺和作为B成分的20质量％的乙腈及75质量％的丙二醇单甲醚醋酸酯构成的溶解变形用药液。

(实施例14)

在实施例14中，使用由作为A成分的5质量％的单乙醇胺和作为B成分的20质量％的乙腈及55质量％的丙二醇单甲醚醋酸酯和作为C成分的20质量％的纯水构成的溶解变形用药液。

(实施例15)

在实施例15的第1次溶解变形处理中，使用由作为A成分的10质量％的单乙醇胺和作为B成分的90质量％的二乙二醇单丁醚构成的溶解变形用药液。在该实施例15的第2次溶解变形处理中，使用由100质量％的丙二醇单甲醚构成的溶解变形用药液。

(比较例5)

另外，在比较例5中，使用由作为A成分的100质量％的单乙醇胺构成的溶解变形用药液。

(比较例6)

在比较例6中，使用由作为B成分的100质量％的丙二醇单甲醚构成的溶解变形用药液。

(比较例7)

在比较例7中，使用由作为B成分的100质量％的丙二醇单甲醚醋酸酯构成的溶解变形用药液。

(比较例8)

在比较例8中，使用由作为B成分的100质量％的异丙醇胺构成的溶解变形用药液。

(比较例9)

在比较例9的第1次溶解变形处理中，使用由作为B成分的100质量％的二乙二醇单丁醚构成的溶解变形用药液。在该比较例9的第2次溶解变形处理中，使用由100质量％的丙二醇单甲醚构成的溶解变形用药液。

表2

MEA 单乙醇胺         ○：均匀地回流

IPA 异丙醇胺         ×：不均匀地回流

MMEA N-甲基乙醇胺    没有变化：在有机膜图案上没有变化

DMEA N，N-二甲基乙醇胺

PGME 丙二醇单甲醚

PGMEA 丙二醇单甲醚醋酸酯

DMAC N，N-二甲基乙酰胺

ACTN 乙腈

BDG 二乙二醇单丁醚

MIBK 甲基异丁基酮

PW 纯水

Claims (6)

1.一种溶解变形用药液，用于有机膜图案的溶解变形处理，其中，含有酰胺类及腈类中的至少任一种。

2.如权利要求1所述的溶解变形用药液，其中，至少含有所述酰胺类，该酰胺类为N,N-二甲基乙酰胺。

3.如权利要求1或2所述的溶解变形用药液，其中，至少含有所述腈类，该腈类为乙腈。

4.如权利要求1所述的溶解变形用药液，其中，所述药液还含有水。

5.一种溶解变形处理方法，其中，通过使权利要求1所述的溶解变形用药液与形成于基板上的所述有机膜图案接触，使所述有机膜图案溶解变形。

6.一种溶解变形处理方法，其中，通过将形成于基板上的所述有机膜图案暴露在权利要求1所述的溶解变形用药液的蒸气中，使所述有机膜图案溶解变形。

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