JP2004104134A - Pattern-forming method and thin-film transistor manufacturing method - Google Patents

Pattern-forming method and thin-film transistor manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new manufacturing method of a TFT by devising a pattern forming method, where photolithographic processes can be reduced easily and conveniently, and drastically reducing the production process of a liquid crystal display device. <P>SOLUTION: A material membrane constituting a TFT is laminated and formed on an insulating membrane substrate, and then a resist mask, having a plurality of regions whose thickness of the membrane is different to one another, is formed at the uppermost layer of the material membrane by conducting patterning. Then, a pattern forming of a conductive body membrane is conducted by a lift-off method by using this resist mask. Or a plurality of material membranes among the material membranes, where a resist mask having a plurality of regions whose membrane thickness is different to one another formed separately, is made as an etching mask and laminated are processed sequentially. By these new pattern forming method and process method, a liquid crystal display device manufactured in five photolithographic processes in the conventional technique is manufactured in two or three photolithographic processes. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、液晶表示装置に用いる薄膜トランジスタ(TFT)の製造方法およびそのパターンの形成方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) used for a liquid crystal display device and a method for forming a pattern thereof.

 液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板では、TFT、特に逆スタガ型のTFTが一般的に使用される。この液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の製造では、現在5回のフォトリソグラフィ工程(以下、フォトリソ工程という)が必要である。 (4) In an active matrix substrate for a liquid crystal display device, a TFT, particularly an inversely staggered TFT, is generally used. In the manufacture of this active matrix substrate for a liquid crystal display device, five photolithography steps (hereinafter, referred to as a photolithography step) are currently required.

 この液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板を構成する素子構造(例えば、TFT構造)は、半導体集積回路の場合よりも非常に単純であり、その製造工程の短縮が急務となってきている。 (4) The element structure (for example, TFT structure) constituting the active matrix substrate for the liquid crystal display device is much simpler than that of the semiconductor integrated circuit, and it is urgently necessary to shorten the manufacturing process.

 この製造工程の短縮には、上記フォトリソ工程の削減が効果的である。本発明者は、長年このフォトリソ工程の削減および簡略化について検討してきた。そして、特開平11−307780号公報(特許文献1)等には、フォトリソグラフィ技術での露光方法の工夫でもって、膜厚が互いに異なる複数の領域を有するレジストマスクを形成する方法を提案し、このようなレジストマスクを利用してTFTを製造する技術を開示している。 削減 To shorten the manufacturing process, it is effective to reduce the photolithography process. The inventor has been studying reduction and simplification of the photolithography process for many years. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-307780 (Patent Document 1) and the like propose a method of forming a resist mask having a plurality of regions having different film thicknesses by devising an exposure method using a photolithography technique. A technique for manufacturing a TFT using such a resist mask is disclosed.

 本発明は、上記の液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の製造工程を更に短縮するものである。そこで、本発明者は、上記膜厚が互いに異なる複数の領域を有するレジストマスクを利用した新規なパターン形成方法を考案し、このパターン形成方法を駆使することで、上記アクティブマトリクス基板を構成するTFTの製造工程を大幅に低減できるようにした。このパターン形成方法は、基本的には、膜厚が互いに異なる複数の領域を有するレジストマスク形成技術とリフトオフ技術とから成る。 The present invention is to further reduce the manufacturing process of the active matrix substrate for a liquid crystal display device. Therefore, the present inventor has devised a novel pattern forming method using a resist mask having a plurality of regions having different thicknesses from each other, and by making full use of this pattern forming method, a TFT constituting the active matrix substrate is formed. Can be greatly reduced. This pattern forming method basically includes a resist mask forming technique having a plurality of regions having different thicknesses from each other and a lift-off technique.

 このリフトオフ技術は、半導体集積回路の配線の形成においてよく使用されてきた。そこで、従来の技術として、初めにこのリフトオフ技術での配線形成について、特開平7−240535号公報(特許文献2)に記載された先行技術を参考にして図12、図13に基づき説明する。 This lift-off technique has been often used in forming wiring of semiconductor integrated circuits. Therefore, as a conventional technique, first, wiring formation by this lift-off technique will be described with reference to FIGS. 12 and 13 with reference to a prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-240535 (Patent Document 2).

 図12(a)に示すように、透明絶縁性基板であるガラス基板201上にTFTのゲート電極のような下層電極202をクロム等の金属をパターニングして形成する。そして、下層電極202を被覆するようにTFTのゲート絶縁膜のような絶縁膜203を形成する。そして、公知のフォトリソグラフィ技術で第1開口204を有する第1レジストマスク205を形成し、第1レジストマスク205をエッチングマスクにして前記絶縁膜203に下層電極202表面に達するコンタクト孔206を形成する。 As shown in FIG. 12A, a lower layer electrode 202 such as a gate electrode of a TFT is formed by patterning a metal such as chromium on a glass substrate 201 which is a transparent insulating substrate. Then, an insulating film 203 such as a gate insulating film of a TFT is formed so as to cover the lower electrode 202. Then, a first resist mask 205 having a first opening 204 is formed by a known photolithography technique, and a contact hole 206 reaching the surface of the lower electrode 202 is formed in the insulating film 203 using the first resist mask 205 as an etching mask. .

 次に、図12(b)に示すような遮光部207および透光部208を有するフォトマスク209をマスクにして、再度第1レジストマスク205を露光照射光210で露光する。この露光後に、積層した上記レジスト膜を通常の方法でもって現像する。 Next, using the photomask 209 having the light-shielding portion 207 and the light-transmitting portion 208 as shown in FIG. 12B as a mask, the first resist mask 205 is exposed again with the exposure light 210. After this exposure, the laminated resist film is developed by an ordinary method.

 このようにして、図12(c)に示すように、上記コンタクト孔206よりも間口の大きな第2開口211を有する第2レジストマスク212を形成する。 Thus, as shown in FIG. 12C, a second resist mask 212 having a second opening 211 larger than the contact hole 206 is formed.

 次に、金属膜213をスパッタ法で全面に堆積させる。このようにして、図13(a)に示すように、第2開口211で絶縁膜203表面、第2レジストマスク表面に被着し、下層電極202に接続する金属膜213を形成する。 Next, a metal film 213 is deposited on the entire surface by a sputtering method. In this way, as shown in FIG. 13A, a metal film 213 is formed on the surface of the insulating film 203 and the surface of the second resist mask through the second opening 211 to be connected to the lower electrode 202.

 次に、通常のリフトオフ技術で上記第2レジストマスク212を除去する。この第2レジストマスク212の除去工程で、同時に、上記第2レジストマスク212上に被着する金属膜213が除去され、金属膜213がパターニングされる。続いて、第2レジストマスク212を剥離除去する。 Next, the second resist mask 212 is removed by a normal lift-off technique. In the step of removing the second resist mask 212, the metal film 213 deposited on the second resist mask 212 is removed at the same time, and the metal film 213 is patterned. Subsequently, the second resist mask 212 is peeled and removed.

 このようにして、図13(b)に示すように、絶縁膜203に設けたコンタクト孔206を通して下層電極202に接続する上層電極214を形成する。
特開平11−307780号公報 特開平7−240535号公報
Thus, as shown in FIG. 13B, an upper electrode 214 connected to the lower electrode 202 through the contact hole 206 provided in the insulating film 203 is formed.
JP-A-11-307780 JP-A-7-240535

 以上に説明したように、互いに接続する2層の配線を形成する従来の技術においては、その方法がリフトオフ技術によるものであっても、あるいはエッチング技術であっても、下層電極、コンタクト孔、上層電極のために少なくとも3回のフォトリソ工程が必要になる。 As described above, in the conventional technique for forming two layers of interconnects connected to each other, whether the method is based on the lift-off technique or the etching technique, the lower layer electrode, the contact hole, the upper layer At least three photolithography steps are required for the electrodes.

 上述した従来の技術は、リフトオフ技術のフォトリソ工程を短縮しようとするものである。しかし、従来の技術では、絶縁膜203のエッチングにおいて、例えばドライエッチングにおいて、第1レジストマスク205は光照射あるいはイオン照射を受けその表面が変質する。このように変質した第1レジストマスク205に、図12(b)で説明した露光照射光210でパターン転写しようとしてもうまくいかない。このために、この方法は、アクティブマトリクス基板の製造における電極あるいは配線の形成には適用できない。 The above-mentioned conventional technique is intended to shorten the photolithography process of the lift-off technique. However, in the related art, in the etching of the insulating film 203, for example, in dry etching, the surface of the first resist mask 205 is deteriorated by light irradiation or ion irradiation. Attempts to transfer the pattern to the first resist mask 205 thus altered with the exposure irradiation light 210 described with reference to FIG. For this reason, this method cannot be applied to the formation of electrodes or wiring in the manufacture of an active matrix substrate.

 また、現在では、液晶表示装置の製造コストの低減が必須になってきている。しかし、このような液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板を製造するために、従来の技術では、最低5回のフォトリソ工程が用いられている。そこで、液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板を製造するためのフォトリソ工程数の削減が必須となってきており、そのための技術開発が強く望まれている。 現在 At present, it has become essential to reduce the manufacturing cost of liquid crystal display devices. However, in order to manufacture such an active matrix substrate for a liquid crystal display device, at least five photolithography steps are used in the related art. Therefore, it has become essential to reduce the number of photolithography steps for manufacturing an active matrix substrate for a liquid crystal display device, and technical development therefor is strongly desired.

 このようなフォトリソ工程数の削減は、必然的に液晶表示装置の製造歩留まりの増大をもたらしその生産性を向上させるようになる。そして、その信頼性も向上させるようになる。 (4) Such a reduction in the number of photolithography steps inevitably increases the production yield of the liquid crystal display device and improves the productivity. And the reliability is also improved.

 本発明の目的は、上記のフォトリソ工程数を簡便に削減できる新規なパター形成方法を提供することにある。本発明の他の目的は、液晶表示装置の製造工程を大幅に短縮するTFTの新しい製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel pattern forming method capable of easily reducing the number of photolithography steps. Another object of the present invention is to provide a new method of manufacturing a TFT, which greatly shortens the manufacturing process of a liquid crystal display device.

 このために、本発明は、絶縁基板上に下層電極を形成し前記下層電極を被覆して絶縁膜を成膜する工程と、複数の厚さを有するようにパターニングしたレジストマスクであって膜厚の薄い領域を第1部分とし膜厚の厚い領域を第2部分とし前記第1部分に開口が形成された前記レジストマスクを前記絶縁膜表面に形成する工程と、前記レジストマスクをエッチングマスクにして前記絶縁膜をエッチングして前記開口部に前記下部電極の表面に達するコンタクト孔を形成する工程と、続いて、前記第1部分をエッチング除去した後残存する前記第2部分を被覆して全面に導電体膜を成膜する工程と、前記導電体膜の成膜後において前記第2部分を除去することでリフトオフにより前記導電体膜をパターニングする工程とを含む。 For this purpose, the present invention provides a step of forming a lower electrode on an insulating substrate, covering the lower electrode and forming an insulating film, and a resist mask patterned to have a plurality of thicknesses. Forming a resist mask having an opening in the first portion on the surface of the insulating film, using a thin region as a first portion and a thick region as a second portion, and using the resist mask as an etching mask. Forming a contact hole reaching the surface of the lower electrode in the opening by etching the insulating film; and subsequently, covering the second portion remaining after the first portion is removed by etching. Forming a conductor film; and patterning the conductor film by lift-off by removing the second portion after the formation of the conductor film.

 ここで、前記第1部分のエッチング除去は、ハロゲン化合物ガスと酸素ガスとをプラズマ励起した活性種によるドライエッチングで行う。あるいは、前記絶縁膜のエッチングはドライエッチングであり、前記ドライエッチングで前記第2部分の表面改質を行い、前記第1部分のドライエッチングで前記第2部分の断面形状が逆テーパになるようにする。 Here, the etching removal of the first portion is performed by dry etching using an active species in which a halogen compound gas and an oxygen gas are plasma-excited. Alternatively, the etching of the insulating film is dry etching, the surface of the second portion is modified by the dry etching, and the cross-sectional shape of the second portion is inversely tapered by the dry etching of the first portion. I do.

 ここで、フォトリソグラフィ工程で使用するフォトマスクのマスクパターンにおいて遮光部と半透光部と透光部とを形成し、1回の露光で前記遮光部パターンと半透光部パターンと透光部パターンとをレジスト膜(感光性有機膜)に転写照射した後、現像を通して前記レジストマスクを形成する。あるいは、フォトリソグラフィ工程の露光において互いに異なるマスクパターンを有する2種以上のフォトマスクを用いてレジスト膜の所定の領域に連続露光照射した後、現像を通して前記レジストマスクを形成する。前記レジスト膜は、互いに異なる露光感度を有する2層のレジスト膜で構成される。 Here, in the mask pattern of the photomask used in the photolithography process, a light-shielding portion, a semi-light-transmitting portion, and a light-transmitting portion are formed, and the light-shielding portion pattern, the semi-light-transmitting portion pattern, and the light-transmitting portion are formed by one exposure. After the pattern and the resist film (photosensitive organic film) are transferred and irradiated, the resist mask is formed through development. Alternatively, a predetermined region of the resist film is continuously exposed to light using two or more types of photomasks having different mask patterns in the exposure in the photolithography process, and then the resist mask is formed through development. The resist film is composed of two resist films having different exposure sensitivities.

 あるいは、本発明は、絶縁基板上に薄膜トランジスタ(TFT)を形成する方法であって、前記TFTを構成する材料膜を前記絶縁膜基板上に積層して成膜する工程と、膜厚が互いに異なる複数の領域を有するレジストマスクを前記材料膜の最上層にパターニングして形成する工程と、前記レジストマスクをエッチングマスクにして前記積層した材料膜のうち複数の材料膜を加工する工程と、再度、膜厚が互いに異なる複数の領域を有する別のレジストマスクを形成後、上記リフトオフを用いたパターン形成方法で導電体膜をパターニングしTFT用の電極あるいは配線を形成する工程とを含む。 Alternatively, the present invention is a method for forming a thin film transistor (TFT) on an insulating substrate, wherein a step of laminating and forming a material film forming the TFT on the insulating film substrate is different from a film thickness. A step of patterning and forming a resist mask having a plurality of regions on the uppermost layer of the material film, and a step of processing a plurality of material films of the stacked material films using the resist mask as an etching mask; Forming another resist mask having a plurality of regions having different thicknesses, and then patterning the conductive film by the pattern formation method using lift-off to form a TFT electrode or wiring.

 あるいは、本発明は、絶縁基板上にゲート電極をパターニングして形成し前記絶縁基板およびゲート電極を被覆してゲート絶縁膜、半導体薄膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜、ソース・ドレイン用導電膜を順次積層する工程と、膜厚の薄い領域の第1部分と膜厚の厚い領域の第2部分とを有するレジストマスクを前記ソース・ドレイン用導電膜上にパターニングして形成する工程と、前記レジストマスクをエッチングマスクにしたエッチングで前記ソース・ドレイン用導電膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜、半導体薄膜を順次エッチングする工程と、ハロゲン化合物ガスと酸素ガスとをプラズマ励起した活性種によるドライエッチングで前記第1部分がエッチングされるまで前記レジストマスクをエッチバックする工程と、前記エッチバック工程後に残存する前記第2部分をエッチングマスクにしたエッチングで前記ソース・ドレイン用導電膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜をパターニングする工程と、前記レジストマスクを除去した後に全面にパッシベーション膜を形成し、再度、膜厚が互いに異なる複数の領域を有する別のレジストマスクを形成し、上記リフトオフを用いたパターン形成方法で導電体膜をパターニングし前記ゲート電極、ソース・ドレイン電極にそれぞれ接続する配線を形成する工程とを含む。 Alternatively, according to the present invention, a gate electrode is formed on an insulating substrate by patterning, and the insulating substrate and the gate electrode are covered and a gate insulating film, a semiconductor thin film, a semiconductor thin film for ohmic contact, and a conductive film for source and drain are sequentially laminated. Forming a resist mask having a first portion of a thin region and a second portion of a thick region on the conductive film for source and drain, and forming the resist mask on the conductive film for source / drain. A step of sequentially etching the conductive film for source / drain, a semiconductor thin film for ohmic contact, and a semiconductor thin film by etching with an etching mask; and dry etching with active species in which a halogen compound gas and an oxygen gas are plasma-excited. Etching back the resist mask until is etched, Patterning the conductive film for source and drain and the semiconductor thin film for ohmic contact by etching using the second portion remaining after the etch-back step as an etching mask, and forming a passivation film on the entire surface after removing the resist mask. Again, another resist mask having a plurality of regions having different film thicknesses is formed, and the conductor film is patterned by the pattern formation method using the lift-off, and wirings respectively connected to the gate electrode and the source / drain electrodes are formed. Forming step.

 あるいは、本発明は、絶縁基板上にゲート電極用導電膜、ゲート絶縁膜、半導体薄膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜、ソース・ドレイン用導電膜を順次積層する工程と、膜厚の薄い領域の第1部分と膜厚の厚い領域の第2部分とを有するレジストマスクを前記ソース・ドレイン用導電膜上にパターニングして形成する工程と、前記レジストマスクをエッチングマスクにしたエッチングで前記ソース・ドレイン用導電膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜、半導体薄膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極用導電膜を順次エッチングする工程と、ハロゲン化合物ガスと酸素ガスとをプラズマ励起した活性種によるドライエッチングで前記第1部分がエッチングされるまで前記レジストマスクをエッチバックする工程と、前記エッチバック工程後に残存する前記第2部分をエッチングマスクにしたエッチングで前記ソース・ドレイン用導電膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜をパターニングする工程と、前記レジストマスクを除去した後に全面にパッシベーション膜を形成し、再度、膜厚が互いに異なる複数の領域を有する別のレジストマスクを形成し、上記リフトオフを用いたパターン形成方法で導電体膜をパターニングし前記ゲート電極、ソース・ドレイン電極にそれぞれ接続する配線を形成する工程とを含む。 Alternatively, the present invention comprises a step of sequentially laminating a conductive film for a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor thin film, a semiconductor thin film for an ohmic contact, and a conductive film for a source / drain on an insulating substrate; Forming a resist mask having a portion and a second portion of a thick region on the conductive film for source / drain, and etching the conductive film for source / drain by etching using the resist mask as an etching mask. The first portion is etched by a step of sequentially etching a film, a semiconductor thin film for ohmic contact, a semiconductor thin film, a gate insulating film, and a conductive film for a gate electrode, and a dry etching by active species in which a halogen compound gas and an oxygen gas are plasma-excited. Etching back the resist mask until completed, and the etch back process Patterning the source / drain conductive film and the ohmic contact semiconductor thin film by etching using the second portion remaining as an etching mask, forming a passivation film on the entire surface after removing the resist mask, Forming another resist mask having a plurality of regions having different thicknesses, patterning the conductive film by the pattern forming method using the lift-off, and forming wirings respectively connected to the gate electrode and the source / drain electrodes; And

 あるいは、本発明は、絶縁基板上にゲート電極をパターニングして形成し前記絶縁基板およびゲート電極を被覆してゲート絶縁膜を形成して、前記ゲート絶縁膜上に半導体薄膜とオーミックコンタクト用半導体薄膜とをパターニングして形成する工程と、膜厚の薄い領域の第1部分と膜厚の厚い領域の第2部分とを有するレジストマスクを前記ゲート絶縁膜およびパターニングした半導体薄膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜を被覆して形成する工程と、前記レジストマスクをエッチングマスクにしたエッチングで前記ゲート絶縁膜をドライエッチングし前記ゲート電極表面に達するコンタクト孔を形成する工程と、ハロゲン化合物ガスと酸素ガスとをプラズマ励起した活性種によるドライエッチングで前記第1部分がエッチングされるまで前記レジストマスクをエッチバックする工程と、前記エッチバック工程後に残存する前記第2部分を被覆して全面に金属導電膜を形成する工程と、前記第2部分を除去するリフトオフの方法で前記金属導電膜をパターニングして前記ゲート電極に接続する配線およびTFTのソース・ドレイン電極を形成する工程とを含む。 Alternatively, the present invention provides a method for forming a gate electrode on an insulating substrate by patterning and covering the insulating substrate and the gate electrode to form a gate insulating film, and forming a semiconductor thin film and an ohmic contact semiconductor thin film on the gate insulating film. And a semiconductor thin film in which a resist mask having a first portion of a thin film region and a second portion of a thick film region is patterned by the gate insulating film and the semiconductor thin film for ohmic contact. Forming a contact hole by dry-etching the gate insulating film by etching using the resist mask as an etching mask, and forming a contact hole reaching the surface of the gate electrode by plasma etching with a halogen compound gas and an oxygen gas. The first portion is etched by dry etching using the excited active species. Etching the resist mask, covering the second part remaining after the etch back step, forming a metal conductive film on the entire surface, and removing the second part by a lift-off method. Patterning a conductive film to form a wiring connected to the gate electrode and a source / drain electrode of a TFT.

 このように、本発明では、TFTを構成する材料膜を絶縁膜基板上に積層して成膜してから、膜厚が互いに異なる複数の領域を有するレジストマスクを上記材料膜の最上層にパターニングして形成する。そして、このレジストマスクを用いたリフトオフの方法で導電体膜のパターニングを行う。あるいは、別に形成した膜厚が互いに異なる複数の領域を有するレジストマスクをエッチングマスクにして積層した材料膜のうち複数の材料膜を順次に加工する。 As described above, according to the present invention, a material film forming a TFT is laminated on an insulating film substrate, and then a resist mask having a plurality of regions having different thicknesses is patterned on the uppermost layer of the material film. Formed. Then, the conductor film is patterned by a lift-off method using the resist mask. Alternatively, a plurality of material films among the stacked material films are sequentially processed using a separately formed resist mask having a plurality of regions having different thicknesses as an etching mask.

 上記のような新規なパターン形成方法および加工方法により、従来の技術で5回のフォトリソ工程で製造していた液晶表示装置を2回あるいは3回のフォトリソ工程で製造できるようになる。 (4) With the new pattern forming method and processing method as described above, a liquid crystal display device that has been manufactured in five photolithographic processes by the conventional technology can be manufactured in two or three photolithographic processes.

 そして、このような工程短縮により、液晶表示装置の製造歩留まりが向上して
生産性が増大し、液晶表示装置の製造コストが大幅に低減する。
The reduction in the number of steps increases the production yield of the liquid crystal display device, increases the productivity, and significantly reduces the production cost of the liquid crystal display device.

 以上に説明した本発明の主要部では、TFTを構成する材料膜を絶縁膜基板上に積層して成膜してから、膜厚が互いに異なる複数の領域を有するレジストマスクを上記材料膜の最上層にパターニングして形成する。そして、このレジストマスクを用いたリフトオフの方法で導電体膜のパターン形成を行う。あるいは、別に形成した膜厚が互いに異なる複数の領域を有するレジストマスクをエッチングマスクにして積層した材料膜のうち複数の材料膜を順次に加工する。 In the main part of the present invention described above, a material film constituting a TFT is laminated on an insulating film substrate and formed, and then a resist mask having a plurality of regions having different thicknesses is formed on the top of the material film. It is formed by patterning on the upper layer. Then, a conductive film pattern is formed by a lift-off method using the resist mask. Alternatively, a plurality of material films among the stacked material films are sequentially processed using a separately formed resist mask having a plurality of regions having different thicknesses as an etching mask.

 上記のような新規なパターン形成方法および加工方法により、従来の技術で5回のフォトリソ工程で製造していた液晶表示装置を2回あるいは3回のフォトリソ工程で製造できるようになる。 (4) With the new pattern forming method and processing method as described above, a liquid crystal display device that has been manufactured in five photolithographic processes by the conventional technology can be manufactured in two or three photolithographic processes.

 そして、このような工程短縮により、液晶表示装置の製造歩留まりが向上して生産性が増大し、液晶表示装置の製造コストが大幅に低減する。さらには、その信頼性が大幅に向上する。 {Circle around (2)} By such a shortening of the process, the production yield of the liquid crystal display device is improved, the productivity is increased, and the production cost of the liquid crystal display device is greatly reduced. Further, its reliability is greatly improved.

 次に、本発明の新規なパターン形成方法を第1の実施の形態として図1に基づいて説明する。ここで、図1は、本発明の特徴を示す2層の電極の製造工程順の断面図である。 Next, a novel pattern forming method of the present invention will be described as a first embodiment with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a sectional view of a two-layered electrode showing the features of the present invention in the order of the manufacturing process.

 図1(a)に示すように、従来の技術で説明したのと同様に、ガラス基板101上にTFTのゲート電極のような下層電極2をクロム等の金属をパターニングして形成する。そして、下層電極2を被覆する絶縁膜3を形成する。 1) As shown in FIG. 1A, a lower electrode 2 such as a gate electrode of a TFT is formed on a glass substrate 101 by patterning a metal such as chrome on a glass substrate 101 in the same manner as described in the related art. Then, an insulating film 3 covering the lower electrode 2 is formed.

 次に、特開平11−307780号公報に記載した方法でもって、膜厚の薄い領域である第1部分4と膜厚の厚い領域である第2部分5で構成されたレジストマスク6を形成する。ここで、第1部分4の膜厚は0.5μm程度であり、パターニングで第1開口7が形成される。また、第2部分5の膜厚は2.5μm程度であり、パターニングで第2開口8が形成される。このようなレジストマスクは、1回のフォトリソ工程で形成されるものである。 Next, a resist mask 6 composed of a first portion 4 that is a thin film region and a second portion 5 that is a thick film region is formed by the method described in JP-A-11-307780. . Here, the thickness of the first portion 4 is about 0.5 μm, and the first opening 7 is formed by patterning. The thickness of the second portion 5 is about 2.5 μm, and the second opening 8 is formed by patterning. Such a resist mask is formed in one photolithography process.

 次に、上記のようなレジストマスク6をエッチングマスクにして、絶縁膜3を反応性イオンエッチング(RIE)でドライエッチングする。このようにして、下層電極2表面に達するコンタクト孔9を形成する。上記ドライエッチング工程では、プラズマ中のイオンがレジストマスク6表面を照射しその表面を硬化および改質させる。 Next, the insulating film 3 is dry-etched by reactive ion etching (RIE) using the above-described resist mask 6 as an etching mask. Thus, the contact hole 9 reaching the surface of the lower electrode 2 is formed. In the dry etching step, ions in the plasma irradiate the surface of the resist mask 6 to cure and modify the surface.

 次に、O2 とCF4 の混合ガスをプラズマ励起してこれらのイオンあるいはラジカルすなわち活性種を形成し、上記レジストマスク6にドライエッチングでのエッチバックを施す。このエッチバックにより上記レジストマスク6の第1部分4のみを除去する。このドライエッチングでは、レジストマスク6の第2部分5もエッチングされサイドエッチを生じる。このようにして、図1(b)に示すような逆テーパ形状の第2開口8aを有するレジストマスク6の第2部分5aを残存させる。ここで、残存した第2部分5aの膜厚は1.5μm程度となる。 Next, the mixed gas of O 2 and CF 4 is plasma-excited to form these ions or radicals, that is, active species, and the resist mask 6 is etched back by dry etching. Only the first portion 4 of the resist mask 6 is removed by this etch back. In this dry etching, the second portion 5 of the resist mask 6 is also etched to cause side etching. In this manner, the second portion 5a of the resist mask 6 having the reversely tapered second opening 8a as shown in FIG. 1B is left. Here, the thickness of the remaining second portion 5a is about 1.5 μm.

 次に、従来の技術で説明したように、膜厚0.8μm程度の金属膜10を直進性スパッタ法で全面に堆積させる。このようにして、図1(c)に示すように、第2開口8a領域で絶縁膜3表面、第2部分5a表面に被着し、下層電極2に接続する金属膜10を形成する。このスパッタ工程では、上述したように第2開口8aが逆テーパ形状に成るために、上記金属膜10が第2開口8aの側壁に被着することが抑制される。 (4) Next, as described in the background art, the metal film 10 having a thickness of about 0.8 μm is deposited on the entire surface by the linear sputtering method. In this way, as shown in FIG. 1C, a metal film 10 is formed on the surface of the insulating film 3 and the surface of the second portion 5a in the region of the second opening 8a and connected to the lower electrode 2. In this sputtering step, since the second opening 8a has an inversely tapered shape as described above, the metal film 10 is suppressed from adhering to the side wall of the second opening 8a.

 次に、通常のリフトオフ技術でレジストマスクの第2部分5aを除去する。この第2部分5aの除去工程で、同時に、上記第2部分5a上に被着する金属膜10が除去され、金属膜10がパターニングされる。続いて、第2部分5aを剥離除去する。 Next, the second portion 5a of the resist mask is removed by a normal lift-off technique. In the step of removing the second portion 5a, the metal film 10 deposited on the second portion 5a is simultaneously removed, and the metal film 10 is patterned. Subsequently, the second portion 5a is peeled and removed.

 このようにして、図1(d)に示すように、絶縁膜3に設けたコンタクト孔9を通して下層電極2に接続する上層配線11を形成する。 Thus, as shown in FIG. 1D, the upper wiring 11 connected to the lower electrode 2 through the contact hole 9 provided in the insulating film 3 is formed.

 本発明では、上述の説明で判るように、2回のフォトリソ工程でもって下層電極、コンタクト孔、上層電極を形成できる。すなわち、フォトリソ工程数が削減する。 According to the present invention, as understood from the above description, the lower electrode, the contact hole, and the upper electrode can be formed by two photolithography steps. That is, the number of photolithography steps is reduced.

 そして、本発明では、上述したようにレジストマスクの第2部分5aに逆テーパ形状の第2開口8aを容易に形成できる。このために、リフトオフ技術での上層電極のパターニングが従来の技術より非常に容易になる。また、上層電極の信頼性が大幅に向上し、その製造歩留まり及び量産性が大幅に向上する。 According to the present invention, as described above, the second opening 8a having an inversely tapered shape can be easily formed in the second portion 5a of the resist mask. For this reason, the patterning of the upper electrode by the lift-off technique becomes much easier than the conventional technique. In addition, the reliability of the upper electrode is greatly improved, and the production yield and mass productivity are greatly improved.

 次に、液晶表示装置の製造工程が大幅に短縮されるようになるTFTの製造方法を説明していく。本発明の第2の実施の形態として、3回のフォトリソ工程でTFTおよび液晶表示装置を製造する方法について、図2乃至図6に基づいて説明する。ここで、図2は上記液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の画素部の模式的な平面図である。ここで、判り易くするために図中に斜線が施されている。そして、図3乃至図6は、上記アクティブマトリクス基板を構成する逆スタガ型のTFT、すなわち画素部あるいは保護回路部を構成するTFTの製造工程順の断面図である。 (4) Next, a method of manufacturing a TFT that will greatly reduce the manufacturing process of the liquid crystal display device will be described. As a second embodiment of the present invention, a method for manufacturing a TFT and a liquid crystal display device in three photolithography steps will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a schematic plan view of a pixel portion of the active matrix substrate for a liquid crystal display device. Here, hatching is given in the figure for easy understanding. FIGS. 3 to 6 are cross-sectional views in the order of the manufacturing process of the inverted staggered TFT constituting the active matrix substrate, that is, the TFT constituting the pixel portion or the protection circuit portion.

 図2の破線で示すように、ガラス基板21上にスイッチトランジスタであるTFTのゲート電極22が形成される。そして、図中で右上から左下への斜線で示した領域の半導体層23が形成される。更に左上から右下への斜線で示した領域に、ソース・ドレイン電極24とソース・ドレイン電極25が形成される。ここで、ソース・ドレイン電極24は、アクティブマトリクス基板のデータ配線を構成することになる。 (2) As shown by a broken line in FIG. 2, a gate electrode 22 of a TFT serving as a switch transistor is formed on a glass substrate 21. Then, the semiconductor layer 23 is formed in a region indicated by oblique lines from upper right to lower left in the drawing. Further, a source / drain electrode 24 and a source / drain electrode 25 are formed in a region indicated by oblique lines from upper left to lower right. Here, the source / drain electrodes 24 constitute the data wiring of the active matrix substrate.

 上記ゲート電極22は、コンタクト孔26を通してゲート端子電極27に接続される。同様に、ソース・ドレイン電極24はコンタクト孔28を通して透明電極配線30に接続される。更に、ソース・ドレイン電極25はコンタクト孔29を通して透明画素電極31に接続される。図示しないが、この透明画素電極31上に液晶が形成されることになる。ここで、ゲート端子電極27、透明電極配線30、透明画素電極31は透明導電体であるITOで構成される。 (4) The gate electrode 22 is connected to the gate terminal electrode 27 through the contact hole 26. Similarly, the source / drain electrodes 24 are connected to the transparent electrode wiring 30 through the contact holes 28. Further, the source / drain electrodes 25 are connected to the transparent pixel electrodes 31 through the contact holes 29. Although not shown, a liquid crystal is formed on the transparent pixel electrode 31. Here, the gate terminal electrode 27, the transparent electrode wiring 30, and the transparent pixel electrode 31 are made of ITO which is a transparent conductor.

 次に、上記逆スタガ型のTFTの製造方法を説明する。図3(a)に示すように、ガラス基板21上にゲート電極22をクロム(Cr)導電膜のパターニングで形成する。ここで、ゲート電極22の膜厚は200nm程度である。そして、ゲート電極22上にゲート絶縁膜32を形成する。ここで、ゲート絶縁膜32は、膜厚500nmのシリコン窒化膜で構成される。 Next, a method of manufacturing the inverted staggered TFT will be described. As shown in FIG. 3A, a gate electrode 22 is formed on a glass substrate 21 by patterning a chromium (Cr) conductive film. Here, the thickness of the gate electrode 22 is about 200 nm. Then, a gate insulating film 32 is formed on the gate electrode 22. Here, the gate insulating film 32 is formed of a silicon nitride film having a thickness of 500 nm.

 次に、半導体薄膜である膜厚が300nm程度のアモルファスシリコン膜33、オーミックコンタクト用半導体薄膜である膜厚が50nm程度のn+ アモルファスシリコン膜34、クロムのようなソース・ドレイン用導電膜である金属導電膜35を積層して堆積させる。 Next, an amorphous silicon film 33 having a thickness of about 300 nm, which is a semiconductor thin film, an n + amorphous silicon film 34 having a thickness of about 50 nm, which is a semiconductor thin film for ohmic contact, and a source / drain conductive film such as chromium. The metal conductive film 35 is stacked and deposited.

 次に、フォトリソ工程で、図3(b)に示すように、上記金属導電膜35表面にレジスト膜36を形成する。ここで、レジスト膜36はポジ形レジストであり、膜厚はそれぞれ2.0μmである。そして、図3(b)に示すような遮光部37、半透光部38及び透光部39を有するフォトマスク40をマスクにして、上記レジスト膜36を露光照射光41で露光する。この露光後に、上記レジスト膜36を通常の方法でもって現像する。 Next, as shown in FIG. 3B, a resist film 36 is formed on the surface of the metal conductive film 35 in a photolithography process. Here, the resist film 36 is a positive resist, and each has a thickness of 2.0 μm. Then, the resist film 36 is exposed to exposure light 41 using a photomask 40 having a light-shielding portion 37, a semi-light-transmitting portion 38, and a light-transmitting portion 39 as shown in FIG. After this exposure, the resist film 36 is developed by an ordinary method.

 このような遮光部、半透光部及び透過光を有するフォトマスクの例について説明する。図3(b)に示す例では、フォトマスク40上に、例えばクロム金属で遮光部37が所定のパターンに形成されている。そして、半透光部38は、ハーフトーン材料でもって形成される。ここで、ハーフトーン材料は、例えばタングステンシリサイド等である。このようにして、半透光部が形成される。なお、透過部39は、上記クロム金属およびハーフトーン材料の存在しない領域である。 {Examples of a photomask having such a light-shielding portion, a semi-transmissive portion, and transmitted light will be described. In the example shown in FIG. 3B, a light shielding portion 37 is formed in a predetermined pattern on the photomask 40 by using, for example, chromium metal. Then, the semi-transparent portion 38 is formed of a halftone material. Here, the halftone material is, for example, tungsten silicide. In this way, a semi-transparent portion is formed. The transmissive portion 39 is a region where the chromium metal and the halftone material do not exist.

 この他、遮光部、半透光部及び透過光を有するフォトマスクの例としては、フォトマスク基板上に、例えばクロム金属で遮光部が所定のパターンに形成される。そして、半透光部は、上記クロム金属の薄膜化で形成される。この場合には、上記のクロム金属の薄膜部の形成されている領域で、露光照射光の半分程度が透過するように設定される。このようにして、半透光部が形成される。 In addition, as an example of a photomask having a light-shielding portion, a semi-light-transmitting portion, and transmitted light, a light-shielding portion is formed in a predetermined pattern on a photomask substrate by, for example, chrome metal. The semi-transparent portion is formed by thinning the chromium metal. In this case, the setting is made such that about half of the exposure irradiation light is transmitted in the region where the chromium metal thin film portion is formed. In this way, a semi-transparent portion is formed.

 以上のようにして、図3(c)に示すような膜厚の薄い第1部分42と膜厚の厚い第2部分43とで構成されたレジストマスク44を金属導電膜35上の所定の領域に形成する。ここで、上述したフォトマスク40の遮光部37の転写パターンが上記レジストマスク44の第2部分43となり、半透光部38の転写パターンがレジストマスク44の第1部分42となる。 As described above, the resist mask 44 composed of the first portion 42 having a small thickness and the second portion 43 having a large thickness as shown in FIG. Formed. Here, the transfer pattern of the light-shielding portion 37 of the photomask 40 becomes the second portion 43 of the resist mask 44, and the transfer pattern of the semi-transmissive portion 38 becomes the first portion 42 of the resist mask 44.

 次に、図4(a)に示すように、上述したレジストマスク44をエッチングマスクとして、金属導電膜35、n+アモルファスシリコン膜34、アモルファスシリコン膜33を順次にエッチングする。このようにして、図4(a)に示すように、島状のアモルファスシリコン層である半導体層23、島状のn+アモルファスシリコン層45および金属導電層46を形成する。 Next, as shown in FIG. 4A, the metal conductive film 35, the n + amorphous silicon film 34, and the amorphous silicon film 33 are sequentially etched using the resist mask 44 as an etching mask. Thus, as shown in FIG. 4A, the semiconductor layer 23, which is an island-shaped amorphous silicon layer, the island-shaped n + amorphous silicon layer 45, and the metal conductive layer 46 are formed.

 ここで、金属導電膜35のエッチングは、エッチャントとして硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合した化学薬液を用いたウェットエッチングで行う。そして、n+ アモルファスシリコン膜34、アモルファスシリコン膜33は、反応ガスとしてプラズマ励起したCl2 とHBrの混合ガスを用いたRIEでドライエッチングする。このドライエッチング工程では、シリコン窒化膜で構成されたゲート絶縁膜32はほとんどエッチングされない。 Here, the metal conductive film 35 is etched by wet etching using a chemical solution in which ceric ammonium nitrate and perchloric acid are mixed as an etchant. Then, the n + amorphous silicon film 34 and the amorphous silicon film 33 are dry-etched by RIE using a mixed gas of Cl 2 and HBr excited by plasma as a reaction gas. In this dry etching step, the gate insulating film 32 made of the silicon nitride film is hardly etched.

 次に、O2 とCF4の混合ガスをプラズマ励起してこれらのイオンあるいはラジカル等の活性種を形成し、レジストマスク44を異方性ドライエッチングでエッチバックする。このエッチバック工程では、サイドエッチは余り生じないでレジストマスク44の第1部分42が除去される。このようにして、図4(b)に示すように、金属導電層46上に残存した第2部分43aを形成する。 Next, a mixed gas of O 2 and CF 4 is excited by plasma to form active species such as these ions or radicals, and the resist mask 44 is etched back by anisotropic dry etching. In this etch-back step, the first portion 42 of the resist mask 44 is removed without causing much side etching. In this way, as shown in FIG. 4B, the second portion 43a remaining on the metal conductive layer 46 is formed.

 次に、図4(c)に示すように、上記レジストマスクの第2部分43aをエッチングマスクにして、金属導電層46、n+ アモルファスシリコン層45を順次エッチングする。このようにして、ソース・ドレイン電極24,25を形成し、更にオーミック層47,48を形成する。 Next, as shown in FIG. 4C, the metal conductive layer 46 and the n + amorphous silicon layer 45 are sequentially etched using the second portion 43a of the resist mask as an etching mask. Thus, the source / drain electrodes 24 and 25 are formed, and the ohmic layers 47 and 48 are further formed.

 次に、上記第2部分43aを除去し、図5(a)に示すように全面にパッシベーション膜49を形成する。ここで、パッシベーション膜49は、膜厚500nm程度のシリコン窒化膜で構成される。 Next, the second portion 43a is removed, and a passivation film 49 is formed on the entire surface as shown in FIG. Here, the passivation film 49 is formed of a silicon nitride film having a thickness of about 500 nm.

 次に、図1で説明したのと同様な方法でもって、膜厚の薄い領域である第1部分と膜厚の厚い領域である第2部分で構成されたレジストマスク50を形成する。ここで、第1部分には第1開口51が形成され、第2部分には第2開口52が形成される。 Next, a resist mask 50 composed of a first portion, which is a thin region, and a second portion, which is a thick region, is formed by a method similar to that described with reference to FIG. Here, a first opening 51 is formed in the first portion, and a second opening 52 is formed in the second portion.

 次に、上記のレジストマスク50をエッチングマスクにして、パッシベーション膜49あるいはゲート絶縁膜32をRIEでドライエッチングする。ここで、反応ガスはSF6 とHeの混合ガスをプラズマ励起したものである。このようにして、図5(b)に示すように、ゲート電極22上、ソース・ドレイン電極24,25上にコンタクト孔26,28,29を形成する。 Next, the passivation film 49 or the gate insulating film 32 is dry-etched by RIE using the resist mask 50 as an etching mask. Here, the reaction gas is a plasma gas of a mixed gas of SF6 and He. In this way, as shown in FIG. 5B, the contact holes 26, 28 and 29 are formed on the gate electrode 22 and the source / drain electrodes 24 and 25.

 次に、図1で説明したのと同様に、O2 とCF4 の混合ガスをプラズマ励起し、上記レジストマスク50にエッチバックを施す。このエッチバックにより上記レジストマスク50の第1部分を除去する。このドライエッチングで、図6(a)に示すように、逆テーパ形状の開口を有するレジストマスク50aを残存させる。そして、ゲート電極22,ソース・ドレイン電極24,25に接続するように膜厚0.8μm程度の透明電極膜53を直進性スパッタ法で全面に堆積させる。そして、通常のリフトオフ技術でレジストマスク50aを除去する。 Next, as described with reference to FIG. 1, the mixed gas of O 2 and CF 4 is plasma-excited, and the resist mask 50 is etched back. The first portion of the resist mask 50 is removed by this etch back. By this dry etching, as shown in FIG. 6A, a resist mask 50a having a reverse tapered opening is left. Then, a transparent electrode film 53 having a thickness of about 0.8 μm is deposited on the entire surface by a linear sputtering method so as to be connected to the gate electrode 22 and the source / drain electrodes 24 and 25. Then, the resist mask 50a is removed by a normal lift-off technique.

 このようにして、図1で説明したのと同様に図6(b)に示すように、ゲート電極22に接続するゲート端子電極27を形成し、ソース・ドレイン電極24に接続する透明電極配線30を形成し、ソース・ドレイン電極25に接続する透明画素電極31を形成する。以上のようにして、画素部のTFTを形成する。 In this way, as shown in FIG. 6B, the gate terminal electrode 27 connected to the gate electrode 22 and the transparent electrode wiring 30 connected to the source / drain electrode 24 are formed as shown in FIG. Is formed, and a transparent pixel electrode 31 connected to the source / drain electrode 25 is formed. As described above, the TFT of the pixel portion is formed.

 本発明では、上述の説明で判るように、従来の技術では5回のフォトリソ工程が必要なところを3回のフォトリソ工程でもってTFTを製造することができる。このためにTFTで構成される液晶表示装置の製造工程が大幅に短縮する。そして、液晶表示装置の製造歩留まりが向上して生産性が増大する。更には、液晶表示装置の製造コストが大幅に低減すると共に信頼性の高いTFTの製造が容易になる。 According to the present invention, as can be seen from the above description, a TFT can be manufactured by three photolithography steps instead of five photolithography steps in the prior art. For this reason, the manufacturing process of the liquid crystal display device including the TFT is greatly reduced. Then, the production yield of the liquid crystal display device is improved, and the productivity is increased. Further, the manufacturing cost of the liquid crystal display device is greatly reduced, and the manufacture of a highly reliable TFT is facilitated.

 次に、本発明の第3の実施の形態を図7および図8に基づいて説明する。本実施の形態では、2回のフォトリソ工程でTFTおよび液晶表示装置を製造する方法について説明する。ここで、図7と図8は、上記アクティブマトリクス基板を構成する逆スタガ型のTFT、すなわち画素部あるいは保護回路部を構成するTFTの主要な製造工程順の断面図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a method for manufacturing a TFT and a liquid crystal display device in two photolithography steps will be described. Here, FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views of the inverted staggered TFT constituting the active matrix substrate, that is, the TFTs constituting the pixel portion or the protection circuit portion in the order of main manufacturing steps.

 初めに、ゲート電極となるクロム導電膜、ゲート絶縁膜、アモルファスシリコン膜、n+ アモルファスシリコン膜、金属導電膜を積層して堆積させる。 First, a chromium conductive film serving as a gate electrode, a gate insulating film, an amorphous silicon film, an n + amorphous silicon film, and a metal conductive film are stacked and deposited.

 次に、フォトリソ工程で、図7(a)に示すように、最上層となる金属導電膜表面にレジストマスク62を形成する。ここで、レジストマスク62は、膜厚の薄い領域である第1部分63、膜厚の厚い領域である第2部分64とを有している。ここで、第1部分63の膜厚は1.0μm程度であり、第2部分64の膜厚は3.0μm程度である。このようなレジストマスク62は、第2の実施の形態の図3で説明した方法で形成する。 Next, in a photolithography process, as shown in FIG. 7A, a resist mask 62 is formed on the surface of the uppermost metal conductive film. Here, the resist mask 62 has a first portion 63 that is a thin region and a second portion 64 that is a thick region. Here, the thickness of the first portion 63 is about 1.0 μm, and the thickness of the second portion 64 is about 3.0 μm. Such a resist mask 62 is formed by the method described with reference to FIG. 3 of the second embodiment.

 次に、図7(a)に示すように、上述したレジストマスク62をエッチングマスクとして、上記金属導電膜、n+ アモルファスシリコン膜、アモルファスシリコン膜、ゲート絶縁膜、クロム導電膜を順次にエッチングする。このようにして、ゲート電極65、ゲート絶縁膜66、半導体層67、n+アモルファスシリコン層68および金属導電層69を形成する。ここで、金属導電膜、クロム導電膜のエッチングの方法は、第2の実施の形態で説明したのと同様である。そして、n+アモルファスシリコン膜およびアモルファスシリコン膜のエッチングは、SF6 、HClおよびHeの混合ガスをプラズマ励起したドライエッチングで行う。また、ゲート絶縁膜のエッチングは、SF6 とHeの混合ガスをプラズマ励起したドライエッチングで行う。 Next, as shown in FIG. 7A, the metal conductive film, the n + amorphous silicon film, the amorphous silicon film, the gate insulating film, and the chromium conductive film are sequentially etched using the above-described resist mask 62 as an etching mask. . Thus, a gate electrode 65, a gate insulating film 66, a semiconductor layer 67, an n + amorphous silicon layer 68, and a metal conductive layer 69 are formed. Here, the method of etching the metal conductive film and the chromium conductive film is the same as that described in the second embodiment. The etching of the n + amorphous silicon film and the amorphous silicon film is performed by dry etching in which a mixed gas of SF 6 , HCl and He is plasma-excited. The gate insulating film is etched by dry etching in which a mixed gas of SF 6 and He is plasma-excited.

 次に、図4で説明したのと同様に、O2 とCF4 の混合ガスをプラズマ励起し、レジストマスク62を異方性ドライエッチングでエッチバックする。このエッチバック工程で、レジストマスク62の第1部分63を除去する。そして、金属導電層69上に残存する第2部分64aを形成する。 Next, as described with reference to FIG. 4, a mixed gas of O 2 and CF 4 is excited by plasma, and the resist mask 62 is etched back by anisotropic dry etching. In this etch back step, the first portion 63 of the resist mask 62 is removed. Then, a second portion 64a remaining on the metal conductive layer 69 is formed.

 次に、上記第2部分64aをエッチングマスクにして、上記金属導電層69、n+ アモルファスシリコン層68を順次エッチングする。このようにして、図7(b)に示すように、オーミック層70,71およびソース・ドレイン電極72,73を形成する。 Next, the metal conductive layer 69 and the n + amorphous silicon layer 68 are sequentially etched using the second portion 64a as an etching mask. Thus, as shown in FIG. 7B, ohmic layers 70 and 71 and source / drain electrodes 72 and 73 are formed.

 次に、上記第2部分64aを除去し、図7(c)に示すように全面にパッシベーション膜74を形成する。 Next, the second portion 64a is removed, and a passivation film 74 is formed on the entire surface as shown in FIG.

 次に、図5で説明したのと同様に、膜厚の薄い領域である第1部分と膜厚の厚い領域である第2部分で構成されたレジストマスク75を形成する。そして、上記のレジストマスク75をエッチングマスクにしたドライエッチングを施す。このエッチング工程では、図8(a)に示すように、ゲート電極65上のパッシベーション膜74、半導体層67、ゲート絶縁膜66を順次ドライエッチングしコンタクト孔76を形成する。同時に、ソース・ドレイン電極72,73上にコンタクト孔77,78を形成する。 Next, as described with reference to FIG. 5, a resist mask 75 including a first portion that is a thin region and a second portion that is a thick region is formed. Then, dry etching is performed using the resist mask 75 as an etching mask. In this etching step, as shown in FIG. 8A, the passivation film 74, the semiconductor layer 67, and the gate insulating film 66 on the gate electrode 65 are sequentially dry-etched to form a contact hole. At the same time, contact holes 77, 78 are formed on the source / drain electrodes 72, 73.

 以下、図6(a)で説明したのと同様にして、図8(b)に示すように、逆テーパ形状の開口を有するレジストマスク75aを形成し、透明電極膜79を直進性スパッタ法で全面に堆積させた後、通常のリフトオフ技術でレジストマスク75aを除去する。このようにして、図6(b)で説明したようにゲート電極65、ソース・ドレイン電極72およびソース・ドレイン電極73にそれぞれ接続する配線あるいは電極を形成する。 Thereafter, in the same manner as described with reference to FIG. 6A, as shown in FIG. 8B, a resist mask 75a having an opening having an inversely tapered shape is formed, and the transparent electrode film 79 is formed by a linear sputtering method. After depositing on the entire surface, the resist mask 75a is removed by a normal lift-off technique. In this way, wirings or electrodes respectively connected to the gate electrode 65, the source / drain electrode 72, and the source / drain electrode 73 are formed as described with reference to FIG.

 次に、上記のようにして形成される場合の上記液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の画素部の模式的な平面図について図9に基づいて説明する。ここで、判り易くするために図中に斜線が施されている。 Next, a schematic plan view of a pixel portion of the active matrix substrate for a liquid crystal display device formed as described above will be described with reference to FIG. Here, hatching is given in the figure for easy understanding.

 図9の破線で示すように、スイッチトランジスタであるTFTのゲート電極65が形成される。そして、図中で右上から左下への斜線で示した領域の半導体層67が形成される。ここで、ゲート電極65と半導体層67は同一のパターンになる。更に左上から右下への斜線で示した領域に、ソース・ドレイン電極72とソース・ドレイン電極73が形成される。ここで、ソース・ドレイン電極72は、3つに分割されている。これは、ソース・ドレイン電極のパターンと同一のパターンがゲート電極および半導体層として形成されるためである。 ゲ ー ト As shown by the broken line in FIG. 9, the gate electrode 65 of the TFT serving as the switch transistor is formed. Then, the semiconductor layer 67 is formed in a region indicated by oblique lines from upper right to lower left in the drawing. Here, the gate electrode 65 and the semiconductor layer 67 have the same pattern. Further, a source / drain electrode 72 and a source / drain electrode 73 are formed in a region indicated by oblique lines from upper left to lower right. Here, the source / drain electrode 72 is divided into three. This is because the same pattern as the pattern of the source / drain electrodes is formed as the gate electrode and the semiconductor layer.

 上記ゲート電極65は、コンタクト孔76を通してゲート端子電極80に接続される。同様に、ソース・ドレイン電極72はコンタクト孔77を通して透明電極配線81に接続される。更に、ソース・ドレイン電極73はコンタクト孔78を通して透明画素電極82に接続される。 The gate electrode 65 is connected to the gate terminal electrode 80 through the contact hole 76. Similarly, the source / drain electrodes 72 are connected to the transparent electrode wiring 81 through the contact holes 77. Further, the source / drain electrodes 73 are connected to the transparent pixel electrodes 82 through the contact holes 78.

 上記第3の実施の形態での効果は、第2の実施の形態で説明したものよりも更に顕著になる。 効果 The effects of the third embodiment are more remarkable than those described in the second embodiment.

 次に、本発明の第4の実施の形態を図10および図11に基づいて説明する。本実施の形態では、本発明のパターン形成の特徴を更に説明する。但し、この場合ではTFTを4回のフォトリソ工程でもって形成する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, features of the pattern formation of the present invention will be further described. However, in this case, the TFT is formed by four photolithography steps.

 初めに、図10(a)に示すように、クロム導電膜をパターニングしガラス基板91上にゲート電極92を形成する。そして、ゲート絶縁膜93を成膜し半導体層94とn+ アモルファスシリコン層95を形成する。 First, as shown in FIG. 10A, a chrome conductive film is patterned to form a gate electrode 92 on a glass substrate 91. Then, a gate insulating film 93 is formed, and a semiconductor layer 94 and an n + amorphous silicon layer 95 are formed.

 次に、第2あるいは第3の実施の形態で説明したのと同様に、フォトリソ工程で、図10(b)に示すように、レジストマスク96を形成する。ここで、レジストマスク96は、膜厚の薄い領域である第1部分97、膜厚の厚い領域である第2部分98とを有している。そして、ゲート電極92上のゲート絶縁膜93にコンタクト孔99を形成する。 (4) Next, as described in the second or third embodiment, a resist mask 96 is formed in the photolithography step as shown in FIG. 10B. Here, the resist mask 96 has a first portion 97 that is a thin film region and a second portion 98 that is a thick film region. Then, a contact hole 99 is formed in the gate insulating film 93 on the gate electrode 92.

 次に、O2 とCF4 の混合ガスをプラズマ励起し、レジストマスク96を異方性ドライエッチングでエッチバックする。このエッチバック工程で、レジストマスク96の第1部分97を除去する。そして、図10(c)に示すように残存する第2部分98aを形成する。 Next, a mixed gas of O 2 and CF 4 is excited by plasma, and the resist mask 96 is etched back by anisotropic dry etching. In this etch back step, the first portion 97 of the resist mask 96 is removed. Then, the remaining second portion 98a is formed as shown in FIG.

 次に、図10(d)に示すように、透明電極膜100と金属導電膜101とを積層して形成する。ここで、透明電極膜は100はITO膜であり、金属導電膜101はクロム膜である。そして、上記の第2部分98aを剥離する。すなわちリフトオフを行い、図11(a)に示すように、ゲート電極92に接続するゲート端子電極102、n+ アモルファスシリコン層95に接続するソース・ドレイン電極103,104を形成する。ここで、ゲート端子電極102、ソース・ドレイン電極103,104は共に上記2層の導電体膜で構成される。 Next, as shown in FIG. 10D, a transparent electrode film 100 and a metal conductive film 101 are stacked and formed. Here, the transparent electrode film 100 is an ITO film, and the metal conductive film 101 is a chromium film. Then, the second portion 98a is peeled off. That is, lift-off is performed to form a gate terminal electrode 102 connected to the gate electrode 92 and source / drain electrodes 103 and 104 connected to the n + amorphous silicon layer 95, as shown in FIG. Here, the gate terminal electrode 102 and the source / drain electrodes 103 and 104 are both formed of the above-described two-layer conductor film.

 次に、上記ソース・ドレイン電極103,104をエッチングマスクにしてn+ アモルファスシリコン層95をエッチングする。このようにして、図11(b)に示すように、半導体層94の端部にソース・ドレイン電極103,104にそれぞれ接続するオーミック層105,106を形成する。 Next, the n + amorphous silicon layer 95 is etched using the source / drain electrodes 103 and 104 as an etching mask. In this way, as shown in FIG. 11B, ohmic layers 105 and 106 connected to the source / drain electrodes 103 and 104 are formed at the ends of the semiconductor layer 94, respectively.

 そして、全面にパッシベーション膜107を堆積しゲート端子電極102上に開口部108を形成する。更に、ソース・ドレイン電極104の領域にある金属導電膜101も除去して透明画素電極109を形成する。 Then, a passivation film 107 is deposited on the entire surface, and an opening 108 is formed on the gate terminal electrode 102. Further, the metal conductive film 101 in the region of the source / drain electrode 104 is also removed to form the transparent pixel electrode 109.

 本発明では、液晶表示装置の製造において、TFTのような半導体素子を構成する材料膜を予め多層の積層膜として堆積し、上記積層膜をパターニングするためのエッチングマスクとして、複数の厚さを有するようにパターニングしたレジストマスクを形成する。 In the present invention, in the manufacture of a liquid crystal display device, a material film constituting a semiconductor element such as a TFT is deposited in advance as a multilayer laminated film, and has a plurality of thicknesses as an etching mask for patterning the laminated film. A resist mask patterned as described above.

 このようなレジストマスクの形成方法には種々のバリエーションがある。以下、これについて説明する。 方法 There are various variations in the method of forming such a resist mask. Hereinafter, this will be described.

 第2の実施の形態は、ポジ形レジストを塗布し、1回の露光法でパターン転写する場合となっている。上記の第2の実施の形態では1層レジスト膜を用いているが、2層レジスト膜を用いても可能である。この2層レジスト膜を使用する場合には、下層レジスト膜の露光感度が上層レジスト膜の露光感度より低くなるようにすればよい。そして、下層レジスト膜に上記第1部分を形成し、上層レジスト膜に第2部分を形成する。このようにすると、転写パターンの精度が大幅に向上する。 In the second embodiment, a positive resist is applied, and the pattern is transferred by a single exposure method. In the above-described second embodiment, a one-layer resist film is used, but a two-layer resist film may be used. When this two-layer resist film is used, the exposure sensitivity of the lower resist film may be lower than that of the upper resist film. Then, the first portion is formed on the lower resist film, and the second portion is formed on the upper resist film. By doing so, the accuracy of the transfer pattern is greatly improved.

 また、上記1回の露光法の場合にレジスト膜として1層のネガ形レジストを用いてもよい。ネガ形レジストは一般にポジ形レジストに比べ露光感度が低いために容易に1層レジスト膜で対応できる。あるいは、ネガ形の2層レジスト膜を用いてもよい。しかし、このネガ形レジストを用いる場合には、フォトマスクは、第2の実施の形態のフォトマスク40とは異なるものとなる。この場合には、フォトマスク40の遮光部37が透光部となり、透光部39が遮光部となる。そして、半透光部38は同じである。 In addition, in the case of the single exposure method, a single-layer negative resist may be used as the resist film. Since a negative resist generally has lower exposure sensitivity than a positive resist, a single-layer resist film can easily cope with the negative resist. Alternatively, a negative-type two-layer resist film may be used. However, when this negative resist is used, the photomask is different from the photomask 40 of the second embodiment. In this case, the light shielding portion 37 of the photomask 40 becomes a light transmitting portion, and the light transmitting portion 39 becomes a light shielding portion. Then, the semi-transparent portion 38 is the same.

 また、本発明では、複数のフォトマスクを用いて連続露光しパターン転写してもよい。すなわち、1層のレジスト膜に重ね露光を行い現像することで上記レジストマスクを形成することができる。この場合、ポジ形あるいはネガ形のレジスト膜、2層レジスト膜を使用することができる。 In the present invention, the pattern may be transferred by continuous exposure using a plurality of photomasks. That is, the resist mask can be formed by performing overexposure and development on a single-layer resist film. In this case, a positive or negative resist film or a two-layer resist film can be used.

 上記の実施の形態では、ゲート電極あるいはソース・ドレイン電極をクロムで形成する場合について説明した。ソース・ドレイン電極となる金属導電膜あるいはゲート電極の材料として、Ti、Mo、Wあるいはこれらの合金を使用できることに言及しておく。 In the above embodiment, the case where the gate electrode or the source / drain electrode is formed of chromium has been described. It should be noted that Ti, Mo, W, or an alloy thereof can be used as the material of the metal conductive film or the gate electrode serving as the source / drain electrodes.

 また、以上の実施の形態では絶縁基板上に逆スタガ型のTFTを形成する場合について説明した。本発明は、スタガ型のTFTを形成する場合でも同様に適用できることに言及しておく。 In the above embodiment, the case where the inverted staggered TFT is formed on the insulating substrate has been described. It should be noted that the present invention can be similarly applied to the case of forming a staggered TFT.

 上記の実施の形態では、複数の厚さを有するようにパターニングしたレジストマスクにおいて膜厚の薄い領域を第1部分とし膜厚の厚い領域を第2部分とした。ここで、上記第2部分の表面を選択的にシリル化してもよい。この場合は、下地段差が大きな場合に非常に有効になる。すなわち、第1部分のエッチング除去の工程で、下地段差が大きな場合でも第2部分の膜べりは無くなる。このシリル化適用の技術については、本発明者が特開平11−307780号公報に詳細に開示している。 In the above-described embodiment, in the resist mask patterned to have a plurality of thicknesses, the region having a small thickness is defined as a first portion, and the region having a large thickness is defined as a second portion. Here, the surface of the second portion may be selectively silylated. In this case, it is very effective when the base step is large. That is, in the step of removing the first portion by etching, even if the step of the base is large, the film loss of the second portion is eliminated. The present inventor has disclosed in detail the technique of this silylation application in JP-A-11-307780.

 なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施の形態が適宜変更され得るものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the embodiment can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention.

本発明の第1の実施の形態を説明するための2層電極の製造工程順の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a two-layer electrode in order of a manufacturing process for explaining the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態を説明するための液晶表示装置の画素部の平面図である。FIG. 9 is a plan view of a pixel portion of a liquid crystal display device for describing a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態を説明するためのTFTの製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the manufacturing process order of TFT for describing 2nd Embodiment of this invention. 上記工程の続きを説明するためのTFTの製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the manufacturing process order of TFT for demonstrating the continuation of the said process. 上記工程の続きを説明するためのTFTの製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the manufacturing process order of TFT for demonstrating the continuation of the said process. 上記工程の続きを説明するためのTFTの製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the manufacturing process order of TFT for demonstrating the continuation of the said process. 本発明の第3の実施の形態を説明するためのTFTの製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the manufacturing process order of TFT for describing 3rd Embodiment of this invention. 上記工程の続きを説明するためのTFTの製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the manufacturing process order of TFT for demonstrating the continuation of the said process. 本発明の第3の実施の形態を説明するための液晶表示装置の画素部の平面図である。FIG. 13 is a plan view of a pixel portion of a liquid crystal display device for describing a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態を説明するためのTFTの製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the manufacturing process order of TFT for describing 4th Embodiment of this invention. 上記工程の続きを説明するためのTFTの製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the manufacturing process order of TFT for demonstrating the continuation of the said process. 従来の技術を説明するための2層電極の製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the order of a manufacturing process of a two-layer electrode for demonstrating the prior art. 上記工程の続きを説明するための製造工程順の断面図である。It is sectional drawing of the order of a manufacturing process for demonstrating continuation of the said process.

符号の説明Explanation of reference numerals

 1,21,61,91  ガラス基板
 2  下層電極
 3  絶縁膜
 4,42,63,97  第1部分
 5,5a,43,43a,64,64a,98,98a  第2部分
 6,44,50,50a,62,75,75a,96  レジストマスク
 7,51  第1開口
 8,8a,52  第2開口
 9,26,28,29,76,77,78,99  コンタクト孔
 10  金属膜
 11  上層電極
 22,65,92  ゲート電極
 23,67,94  半導体層
 24,25,72,73,103,104  ソース・ドレイン電極
 27,80,102  ゲート端子電極
 30,81  透明電極配線
 31,82,109  透明画素電極
 32,66,93  ゲート絶縁膜
 33  アモルファスシリコン膜
 34  n+ アモルファスシリコン膜
 35,101  金属導電膜
 36  レジスト膜
 37  遮光部
 38  半透光部
 39  透光部
 40  フォトマスク
 41  露光照射光
 45,68,95  n+ アモルファスシリコン層
 46,69,79  金属導電層
 47,48,70,71,105,106  オーミック層
 49,74,107  パッシベーション膜
 53,79,100  透明電極膜
 108  開口部
1,21,61,91 Glass substrate 2 Lower electrode 3 Insulating film 4,42,63,97 First part 5,5a, 43,43a, 64,64a, 98,98a Second part 6,44,50,50a , 62, 75, 75a, 96 Resist mask 7, 51 First opening 8, 8a, 52 Second opening 9, 26, 28, 29, 76, 77, 78, 99 Contact hole 10 Metal film 11 Upper layer electrode 22, 65 , 92 Gate electrode 23, 67, 94 Semiconductor layer 24, 25, 72, 73, 103, 104 Source / drain electrode 27, 80, 102 Gate terminal electrode 30, 81 Transparent electrode wiring 31, 82, 109 Transparent pixel electrode 32, 66,93 Gate insulating film 33 Amorphous silicon film 34 n + amorphous silicon film 35,101 Metal conductive film 36 Resist film 37 light-shielding part 38 semi-transmissive part 39 translucent part 40 photomask 41 exposure irradiation light 45, 68, 95 n + amorphous silicon layer 46, 69, 79 metal conductive layer 47, 48, 70, 71, 105, 106 ohmic layer 49, 74, 107 Passivation film 53, 79, 100 Transparent electrode film 108 Opening

Claims (37)

 基板上に素子を形成する方法であって、前記基板上に電極を構成する膜を選択的に形成する工程と、前記基板及び前記電極を構成する膜上に第一の絶縁膜を形成する工程と、素子を構成する少なくとも1つの第一の導電性膜を前記第一の絶縁膜膜上に形成する工程と、膜厚が異なる複数の領域を有する第1のレジストマスクにより前記少なくとも1つの第一の導電性膜を加工する工程と、前記第1のレジストマスクの膜厚の薄い領域を除去して残った膜厚の厚い領域をマスクにして前記少なくとも1つの第一の導電性膜を加工する工程と、前記第1のレジストマスクを除去する工程と、前記加工された少なくとも1つの第一の導電性膜を被覆して第二の絶縁膜を成膜する工程と、膜厚が異なる複数の領域を有する第2のレジストマスクを前記第二の絶縁膜上に形成する工程と、前記第2のレジストマスクにより少なくとも前記第二の絶縁膜を加工し、コンタクト孔を形成する工程と、前記第2のレジストマスクの膜厚の薄い領域を除去して膜厚の厚い領域のみを残す工程とを含む素子の形成方法。 A method for forming an element on a substrate, wherein a step of selectively forming a film forming an electrode on the substrate, and a step of forming a first insulating film on the film forming the substrate and the electrode Forming at least one first conductive film forming an element on the first insulating film film; and forming the at least one first conductive film by a first resist mask having a plurality of regions having different thicknesses. Processing the one conductive film, and processing the at least one first conductive film by removing the thin region of the first resist mask and using the remaining thick region as a mask; Performing a step of removing the first resist mask; a step of coating the processed at least one first conductive film to form a second insulating film; The second resist mask having the region of Forming a second insulating film, forming a contact hole by processing at least the second insulating film with the second resist mask, and forming a region of the second resist mask having a small thickness. And leaving only a region having a large film thickness by removing.  2回のフォトリソグラフィ工程により前記素子が形成される請求項1に記載の素子の形成方法。 2. The method for forming an element according to claim 1, wherein the element is formed by two photolithography steps.  3回のフォトリソグラフィ工程により前記素子が形成される請求項1に記載の素子の形成方法。 The method for forming an element according to claim 1, wherein the element is formed by three photolithography steps.  前記コンタクト孔は、前記加工された少なくとも1つの第一の導電性膜と前記電極を構成する膜との少なくともいずれか一方に達する請求項1乃至3のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 4. The element forming method according to claim 1, wherein the contact hole reaches at least one of the processed at least one first conductive film and a film forming the electrode. 5. .  少なくとも1つの第二の導電性膜を前記第二の絶縁膜上及び前記コンタクト孔内に形成する工程を更に含む請求項4記載の素子の形成方法。 5. The method according to claim 4, further comprising the step of: forming at least one second conductive film on the second insulating film and in the contact hole.  少なくとも1つの第二の導電性膜を前記第二の絶縁膜及び前記第2のレジストマスクの厚い領域の上並びに前記コンタクト孔内に形成する工程を更に含む請求項4記載の素子の形成方法。 5. The method according to claim 4, further comprising the step of: forming at least one second conductive film on a thick region of the second insulating film and the second resist mask and in the contact hole.  前記少なくとも1つの第二の導電性膜をリフトオフによりパターニングする工程を、更に含む請求項1乃至6のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 7. The device forming method according to claim 1, further comprising: a step of patterning the at least one second conductive film by lift-off.  前記少なくとも1つの第二の導電性膜を前記第2のレジストマスクの厚い領域を除去するリフトオフによりパターニングする工程を、更に含む請求項7記載の素子の形成方法。 8. The method according to claim 7, further comprising the step of: patterning the at least one second conductive film by lift-off for removing a thick region of the second resist mask.  前記少なくとも1つの第一の導電性膜は、半導体膜含む請求項1乃至8のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the at least one first conductive film includes a semiconductor film.  前記少なくとも1つの第二の導電性膜は、金属膜及び透明膜のうち少なくともいずれか一つを含む請求項1乃至9のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the at least one second conductive film includes at least one of a metal film and a transparent film.  前記少なくとも1つの第二の導電性膜は、画素電極からなる請求項10に記載の素子の形成方法。 The method according to claim 10, wherein the at least one second conductive film comprises a pixel electrode.  前記電極を構成する膜を選択的に形成する工程は、前記電極を構成する膜をレジスト膜によりパターニングする工程を含む請求項1乃至11のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 12. The method according to claim 1, wherein the step of selectively forming a film forming the electrode includes a step of patterning the film forming the electrode with a resist film.  前記素子を構成する少なくとも1つの第一の導電性膜は、複数の膜の積層体からなり、該積層体は、ゲート絶縁膜、半導体薄膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜、及びソース・ドレイン用導電膜を含む請求項1乃至12のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 At least one first conductive film constituting the element is formed of a laminate of a plurality of films, and the laminate includes a gate insulating film, a semiconductor thin film, a semiconductor thin film for ohmic contact, and a conductive film for source and drain. The method for forming an element according to any one of claims 1 to 12, comprising:   前記第1及び第2のレジストマスクの少なくともいずれか一方の膜厚の薄い部分の除去は、少なくとも酸素ガスをプラズマ励起した活性種によるドライエッチングで行う請求項1乃至13のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 14. The method according to claim 1, wherein the removal of the thin portion of at least one of the first and second resist masks is performed by dry etching using active species in which oxygen gas is plasma-excited. The method for forming the element described above.   前記第1及び第2のレジストマスクの少なくともいずれか一方の膜厚の薄い部分の除去は、少なくともハロゲン化合物ガスをプラズマ励起した活性種によるドライエッチングで行うことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 15. The method according to claim 1, wherein the removal of the thin portion of at least one of the first and second resist masks is performed by dry etching using an active species in which at least a halogen compound gas is plasma-excited. A method for forming an element according to any one of the above.   前記第1及び第2のレジストマスクの少なくともいずれか一方の膜厚の薄い部分を除去し、残りの前記膜厚の厚い部分の断面形状が逆テーパになるようにする請求項1乃至15のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 16. The method according to claim 1, wherein a thinner portion of at least one of the first and second resist masks is removed so that a cross-sectional shape of the remaining thicker portion has an inverse taper. A method for forming an element according to any one of the first to third aspects.   フォトリソグラフィ工程で使用するフォトマスクのマスクパターンにおいて遮光部と半透光部と透光部とを形成し、1回の露光で前記遮光部パターンと半透光部パターンと透光部パターンとをレジスト膜に転写照射した後、現像を行い前記第一及び第二のレジストマスクの少なくとも1つを形成する請求項1乃至16のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 A light-shielding portion, a semi-light-transmitting portion, and a light-transmitting portion are formed in a mask pattern of a photomask used in a photolithography step, and the light-shielding portion pattern, the semi-light-transmitting portion pattern, and the light-transmitting portion pattern are formed by one exposure. 17. The method according to claim 1, wherein the resist film is transferred and irradiated, and then developed to form at least one of the first and second resist masks.  フォトリソグラフィ工程の露光において互いに異なるマスクパターンを有する2種以上のフォトマスクを用いてレジスト膜の所定の領域に連続露光照射した後、現像を行い前記第一及び第二のレジストマスクの少なくとも1つを形成する請求項1乃至17のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 At least one of the first and second resist masks is developed by continuously exposing and irradiating a predetermined region of a resist film using two or more types of photomasks having different mask patterns in exposure in a photolithography process. The method of forming an element according to claim 1, wherein:  前記第一及び第二のレジストマスクの少なくとも1つは、多層構造のレジスト膜を加工して形成される請求項1乃至18のいずれか一つに記載の素子の形成方法。 20. The device forming method according to claim 1, wherein at least one of the first and second resist masks is formed by processing a resist film having a multilayer structure.  前記レジスト膜が、2層構造の場合において、下層レジスト膜を、前記第1及び第2のレジストマスクの少なくとも1つの膜厚の薄い領域になるように形成し、上層レジスト膜を、前記第1及び第2のレジストマスクの少なくとも1つの膜厚の厚い領域になるように形成する請求項19に記載の素子の形成方法。 When the resist film has a two-layer structure, a lower resist film is formed so as to be a thin region of at least one of the first and second resist masks, and the upper resist film is formed of the first resist mask. 20. The device forming method according to claim 19, wherein at least one of the second resist mask and the second resist mask is formed to be a thick region.  前記レジスト膜は、互いに異なる露光感度を有する多層のレジスト膜で構成される請求項19または20に記載の素子の形成方法。 21. The device forming method according to claim 19, wherein the resist film is formed of a multilayer resist film having different exposure sensitivities.  前記レジスト膜は、互いに異なる露光感度を有する2層のレジスト膜で構成され、下層レジスト膜が、上層レジスト膜より露光感度が低い請求項21に記載の素子の形成方法。 22. The device forming method according to claim 21, wherein the resist film is composed of two resist films having different exposure sensitivities, and the lower resist film has lower exposure sensitivity than the upper resist film.  前記第1及び第2のレジストマスクの少なくとも1つの前記膜厚の厚い領域の表面をシリル化する請求項1乃至22のいずれか一つに記載の素子の形成方法。 23. The method according to claim 1, wherein a surface of at least one of the first and second resist masks in the thick region is silylated.  前記第1及び第2のレジストマスクの少なくとも1つは、感光性有機膜で構成される請求項1乃至23のいずれか一つに記載の素子の形成方法。 24. The method according to claim 1, wherein at least one of the first and second resist masks is formed of a photosensitive organic film.  第2の絶縁膜は、パッシベーション膜を含む請求項1乃至24のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 25. The method according to claim 1, wherein the second insulating film includes a passivation film.  前記電極は、ゲート電極を含む請求項1乃至25のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 26. The method according to claim 1, wherein the electrode includes a gate electrode.  前記ゲート電極は、該ゲート電極から延在する配線を更に含む請求項26記載の素子の形成方法。 27. The method according to claim 26, wherein the gate electrode further includes a wiring extending from the gate electrode.  前記加工された少なくとも1つの第一の導電性膜は、ソース・ドレイン電極を構成する請求項1乃至27のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 28. The method according to claim 1, wherein the processed at least one first conductive film forms a source / drain electrode.  前記ソース・ドレイン電極は、該ソース・ドレイン電極から延在する配線を更に含む請求項28記載の素子の形成方法。 29. The method according to claim 28, wherein the source / drain electrodes further include a wiring extending from the source / drain electrodes.  前記画素電極は、該画素電極から延在する配線を更に含む請求項11に記載の素子の形成方法。 The method according to claim 11, wherein the pixel electrode further includes a wiring extending from the pixel electrode.  前記素子は、薄膜トランジスタからなる請求項1乃至30のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 31. The method for forming an element according to claim 1, wherein the element comprises a thin film transistor.  前記電極はゲート電極からなり、前記加工した少なくとも1つの第二の導電性膜が、前記ゲート電極に接続される請求項1乃至31のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 32. The method according to claim 1, wherein the electrode comprises a gate electrode, and the processed at least one second conductive film is connected to the gate electrode.  前記少なくとも1つの第一の導電性膜はソース・ドレイン電極からなり、前記加工した少なくとも1つの第二の導電性膜が、前記ソース・ドレイン電極に接続される請求項1乃至31のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 32. The method according to claim 1, wherein the at least one first conductive film includes a source / drain electrode, and the processed at least one second conductive film is connected to the source / drain electrode. 5. A method for forming an element according to any one of the above.  前記電極はゲート電極からなり、前記少なくとも1つの第一の導電性膜はソース・ドレイン電極からなり、前記ゲート電極から延在するゲート配線と、前記ソース・ドレイン電極から延在するソース・ドレイン配線とは、互いに立体交差するよう形成される請求項1乃至33のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 The electrode comprises a gate electrode, the at least one first conductive film comprises a source / drain electrode, a gate line extending from the gate electrode, and a source / drain line extending from the source / drain electrode 34. The method for forming an element according to claim 1, wherein the elements are formed so as to three-dimensionally cross each other.  前記ゲート配線と前記ソース・ドレイン配線の一方が引出し部を含むことで互いに立体交差するよう形成される請求項34に記載の素子の形成方法。 35. The method according to claim 34, wherein one of the gate wiring and the source / drain wiring is formed so as to three-dimensionally cross each other by including a lead portion.  前記少なくとも1つの第一の導電性膜が、半導体薄膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜、ソース・ドレイン用導電膜を順次積層した膜からなり、その加工工程が、前記第1のレジストマスクをエッチングマスクにしたエッチングで前記ソース・ドレイン用導電膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜、半導体薄膜を順次エッチングする工程と、前記第一のレジストマスクの前記膜厚の薄い領域が除去されるまで前記第1のレジストマスクをエッチバックする工程と、前記エッチバック工程後に残存する前記膜厚の厚い領域をエッチングマスクにしたエッチング工程とからなる請求項1乃至35のいずれか1つに記載の素子の形成方法。 The at least one first conductive film is formed of a film in which a semiconductor thin film, a semiconductor thin film for ohmic contact, and a conductive film for source / drain are sequentially laminated, and the processing step uses the first resist mask as an etching mask. Sequentially etching the conductive film for source / drain, the semiconductor thin film for ohmic contact, and the semiconductor thin film by etching, and the first resist mask until the thinned region of the first resist mask is removed. 36. The element forming method according to claim 1, comprising: a step of etching back; and an etching step using the thick region remaining after the etch back step as an etching mask.  前記電極を構成する膜はゲート電極用導電膜からなり、前記第一の絶縁膜はゲート絶縁膜からなり、前記少なくとも1つの第一の導電性膜が、半導体薄膜、オーミックコンタクト用半導体薄膜、ソース・ドレイン用導電膜を順次積層した膜からなり、その加工工程及び前記電極並びに前記第一の絶縁膜の加工工程は、前記第1のレジストマスクをエッチングマスクにしたエッチングで前記ソース・ドレイン用導電膜、前記オーミックコンタクト用半導体薄膜、前記半導体薄膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記ゲート電極用導電膜を順次エッチングする工程と、前記第1のレジストマスクの前記膜厚の薄い領域が除去されるまで前記第1のレジストマスクをエッチバックする工程と、前記エッチバック工程後に残存する前記膜厚の厚い領域をエッチングマスクにしたエッチング工程とからなる請求項1乃至35のいずれか1つに記載の素子の形成方法。
 
The film forming the electrode is formed of a conductive film for a gate electrode, the first insulating film is formed of a gate insulating film, and the at least one first conductive film is a semiconductor thin film, a semiconductor thin film for ohmic contact, and a source. A process in which a conductive film for a drain is sequentially laminated, and the processing step and the processing steps of the electrode and the first insulating film are performed by etching using the first resist mask as an etching mask; A step of sequentially etching the film, the semiconductor thin film for ohmic contact, the semiconductor thin film, the gate insulating film, and the conductive film for the gate electrode, and until the thin region of the first resist mask is removed. Etching back the first resist mask, and etching the thick region remaining after the etch back step. Method of forming a device according to any one of claims 1 to 35 consisting of an etching step described in Ngumasuku.
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