JP2005302751A - レジストパターン形成方法、レジストパターン形成装置、表示装置の製造方法、及び表示装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
簡易な構成で高精度なレジストパターンを形成可能なレジストパターン形成装置を提供すること。
【解決手段】
基板を受け入れる受入れ部５１と、基板を搬送する搬送手段６０と、搬送手段から搬送された基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成手段５４と、レジスト膜にマスクパターンを介して光照射する露光手段５６と、露光後にレジスト膜を現像する現像手段５８と、現像後のレジスト膜のパターンの欠陥を検知する欠陥検知手段６１と、欠陥検知手段の検知結果に基づいて、レジストパターンの欠陥部を修復する修復手段６２とを備えた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、基板上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法、及びこの方法を実現するレジストパターン形成装置に関する。また、当該レジストパターン形成方法により製造されるパターン基板の製造方法、この製造方法により製造される表示装置の製造方法、及び、表示装置に関する。

従来の半導体素子や液晶素子等の製造は、例えば以下のように行われていた。すなわち、図１に示すように、まず被加工層を形成した後（Ｓａ１）、基板を洗浄し（Ｓａ２）、デハイドベークを行う（Ｓａ３）。その後、基板上にレジスト液を塗布し（Ｓａ４）、プリベークを行う（Ｓａ５）。そして、フォトマスクを介して露光し（Ｓａ６）、基板の周辺について周辺露光を行う（Ｓａ７）。続いて、現像処理を行い（Ｓａ８）、ポストベーク（Ｓａ９）により所望のレジストパターンを得る。続いて、被加工層のエッチング（Ｓａ１０）、不要レジスト除去（Ｓａ１１）の工程を行い所望の被加工層のパターンを得る。被加工層の積層が必要な場合には、上記サイクルを繰り返し行う。このようにして、半導体素子等が製造されるのである。
近年、各種素子の小型化、精密度化の要求が益々高まっており、被加工層から加工される配線や電極パターンは、高密度化する傾向にある。このため、被加工層（電極パターンや配線パターン）の加工形成不良の問題がより深刻となってきた。例えば、配線パターンに短絡が発生した場合、画素電極に正しい電圧が印加されずに表示欠陥が起こるなどの問題が生じ得る。

被加工層たる電極パターンや配線パターン等を修復する方法としては、従来、除去すべき被加工層が除去されていない不良部にレーザー光を照射し、このレーザー光の照射エネルギーにより短絡不良部を焼き切る方法が採用されてきた。

しかしながら、実際には、開口不良部の面積や膜厚に応じたレーザー光の照射出力や出力時間等を個々の加工不良部に合わせてコントロールすることが難しく、レーザー光にて切断された被加工層の切断部付近で、レーザーエネルギーにて加工された被加工層の形状が荒れ、その後に成膜する薄膜に悪影響を与えるという問題が発生する場合があった。例えば、図２（ａ）に示すように、除去すべき被加工層７１が除去されていない不良部にレーザー光を照射すると、図２（ｂ）に示すようにレーザー照射された被加工層７１（例えば、薄膜金属）の切断部近傍で被加工層のめくれが発生してしまう場合があった。その結果、図２（ｃ）に示すようにそのめくれ部の段差により次に成膜する膜７２の形成不良（絶縁膜の場合には、絶縁不良等）が発生してしまう場合があった。また、被加工層のめくれに加えて、電極パターンあるいは配線パターンとして残したい被加工層の箇所まで焼き切ってしまうことがあった。また、修復したい被加工層より下層に積層されている層までをもレーザー光により焼き切ってしまう場合があった。

被加工層の加工形成不良の主たる原因は、レジストパターンの形成不良による。そこで、被加工層の欠陥部にレーザー光を直接照射して修復する技術に変えて、レジストパターンの欠陥部にレーザー光を照射し、被加工層の加工不良を防止する技術が提案されている（特許文献１）。図３は、特許文献１の技術を図１の製造工程に適用した場合のフローチャートである。同図に示すように被加工層を形成した後（Ｓｂ１）、基板を洗浄し（Ｓｂ２）、デハイドベークを行う（Ｓｂ３）。その後、基板上に１層目のレジストを塗布し（Ｓｂ４）、プリベークを行う（Ｓｂ５）。次に、２層目のレジストを塗布し（Ｓｂ６）てプリベーク（Ｓｂ７）を行う。その後、フォトマスクを介して２層のレジストに一括で露光し（Ｓｂ８）、さらに、基板の周辺について周辺露光を行う（Ｓｂ９）。次に、２層目のレジストのみを現像し（Ｓｂ１０）、ポストベーク（Ｓｂ１１）により所望のレジストパターンを得る。この段階で、硬化すべきレジストパターンが除去されていないかの欠陥検知を行う（Ｓｂ１２）。ここで、２層目のレジストパターンの欠陥（パターンとして形成されるべき箇所が除去されてしまった箇所）の有無を判定し（Ｓｂ１３）、欠陥が検知された場合には、１層目のレジストにレーザー光を照射してパターンとして形成されるようにする（Ｓｂ１４）。その後、１層目の現像を行う（Ｓｂ１５）。そして、ポストベーク（Ｓｂ１６）により所望のパターンを得た後、被加工層のエッチング（Ｓｂ１７）、不要レジストの除去（Ｓｂ１８）を行う。この技術によれば、レジストパターンとしてパターン形成されるべき箇所が何らかの原因で除去されてしまっても、１層目のレジストパターンにレーザー光を照射してレジストのパターンとして形成されるようにリペアするので、被加工層のパターン形状不良を防止できるとしている。

なお、本出願人は配線パターン等の断線不良を修復する技術を提案している（特許文献２）。
特開２００３−２８７９０４号公報 特開２００４−５４０６９号公報

各種素子において、上記特許文献１の技術を適用した場合、複数の被加工層をそれぞれパターン形成するごとにレジスト塗布工程、現像工程をそれぞれ２度行わなければならない（図３参照）。従って、製造工程の複雑化、大型化、コストアップ化は避けられない。また、１度の被加工層の加工にレジスト塗布工程、現像工程が２サイクル含まれており環境への配慮の観点からも好ましいものとはいえない。

なお、被加工層上にレジストを塗布して、エッチングにより被加工層を加工する例について説明したが、基板上にまずレジストを塗布し、その後に被加工層を形成して加工するリフトオフ法等の場合についても同様の課題が生じ得る。

本発明は、上記背景に鑑みなされたものであり、簡易な製造方法で高精度なパターン形成が可能なレジストパターン形成方法、その方法を実現するレジストパターン形成装置を提供することを目的とする。また、簡易で高精度なレジストパターン形成方法を用いたパターン基板の製造方法、上記レジストパターン形成方法により製造される表示装置の製造方法、及び表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る第１の態様のレジストパターン製造方法は、基板を受け入れる受入れステップ（例えば、本実施形態に係る基板搬入出ユニット５１ステップ）と、該基板を搬送する搬送ステップ（例えば、本実施形態に係る搬送手段６０ステップ）と、該搬送ステップで搬送された該基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成ステップ（例えば、本実施形態に係るレジスト塗布ユニット５４ステップ）と、該レジスト膜にマスクパターンを介して光照射する露光ステップ（例えば、本実施形態に係る露光ユニット５６ステップ）と、露光後に該レジスト膜を現像する現像ステップ（例えば、本実施形態に係る現像ユニット５８ステップ）と、現像後の該レジスト膜のパターンの欠陥を検知する欠陥検知ステップ（例えば、本実施形態に係るレジストパターン検査ユニット６１ステップ）と、該欠陥検知ステップの検知結果に基づいて、該レジストパターンの欠陥部を除去して修復する修復ステップ（例えば、本実施形態に係るレジストパターン修復ユニット６２ステップ）とを備えるものである。

上記レジストパターン製造方法によれば、簡易な方法でレジストパターンの欠陥部を除去して修復するステップを備えているので、除去されるべきレジストパターンが除去されなかった場合においても簡易な方法で修復することができる。その結果、高精度なレジストパターンを製造することができる。

本発明に係る第２の態様のレジストパターン製造方法は、上記第１のレジストパターンの製造方法において、上記基板には、レジストパターンにより加工される被加工層が形成されていることを特徴とするものである。

上記第２の態様のレジストパターンの製造方法によれば、簡易な方法で、高精度なレジストパターンを製造することができるので、エッチング法による被加工層のパターン形成を高精度に行うことができる。

本発明に係る第３の態様のレジストパターンの製造方法は、上記修復ステップにおいて、レーザー光を照射することにより欠陥部の上記レジストパターンを除去することを特徴とするものである。

上記第３の態様のレジストパターンの製造方法によれば、除去されるべきレジスト部が除去されなかった場合においても、その欠陥部にレーザー光を照射するという簡易な方法により、欠陥部を修復することが可能である。

本発明に係るパターン基板の製造方法は、基板上に所望のパターンが形成されたパターン基板を製造する方法であって、該基板上に上記第２の態様のレジストパターン製造方法のレジストパターン形成方法でレジストをパターニングするステップと、パターニングされた該レジストをマスクとして、該基板上の被加工層をパターニングするステップとを含むことを特徴とするものである。

上記パターン基板の製造方法によれば、簡易な方法で、高精度なレジストパターンを製造することができるので、エッチング法による被加工層のパターンの製造を高精度に行うことができる。

本発明に係る表示装置の製造方法は、上記第１、第２、又は第３の態様のレジストパターン製造方法により製造されるものである。

上記表示装置の製造方法によれば、簡易な方法で、高精度な表示装置を製造することができる。

本発明に係る第１の態様のレジストパターン形成装置は、基板を受け入れる受入れ部と、該基板を搬送する搬送手段と、該搬送手段から搬送された該基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成手段と、該レジスト膜にマスクパターンを介して光照射する露光手段と、露光後に該レジスト膜を現像する現像手段と、現像後の該レジスト膜のパターンの欠陥を検知する欠陥検知手段と、該欠陥検知手段の検知結果に基づいて、該レジストパターンの欠陥部を修復する修復手段とを備えている。

上記第１の態様のレジストパターン形成装置によれば、簡易な構成で除去すべきレジストパターンの欠陥部を修復するユニットを備えているので、除去されるべきレジストパターンが除去されなかった場合においても簡易な方法で修復することができる。その結果、高精度なレジストパターンを形成可能なレジストパターン形成装置を提供することができる。

本発明に係る第２の態様のレジストパターン形成装置は、上記第１の態様のレジストパターン形成装置において、上記基板には、レジストパターンにより加工される被加工層が形成されていることを特徴とするものである。

上記第２の態様のレジストパターン形成装置によれば、簡易な構成で、高精度なレジストパターンを製造することができるので、エッチング法による被加工層のパターン形成を高精度に行うことができる。

本発明に係る第３の態様のレジストパターン形成装置は、上記第１又は第２のレジストパターン形成装置において、上記修復手段は、レーザー光を有し、該レーザー光により欠陥部分の上記レジストパターンを除去するように構成されていることを特徴とするものである。

上記第３のレジストパターン形成装置によれば、除去されるべきレジストパターンが除去されなかった場合においても、その欠陥部にレーザー光を照射するという簡易な構成で当該欠陥部分を修復することが可能である。

本発明に係る表示装置の製造装置は、上記第１、第２又は第３の態様によるレジストパターン形成装置を備える。

上記表示装置の製造装置によれば、除去されるべきレジストパターンが除去されなかった場合においても、その欠陥部にレーザー光を照射するという簡易な構成で当該欠陥部分を修復することが可能なレジストパターン製造方法により製造されるので、簡易な方法で高品質な表示装置を提供することができる。

本発明によれば、簡易な方法で高精度なレジストパターンを形成する方法、この方法を実現するレジストパターン形成装置を提供できるという優れた効果がある。また、簡易で高精度なレジストパターンを形成する方法を用いたパターン基板の製造方法、上記レジストパターン形成方法により製造される表示装置の製造方法、及び表示装置を提供できるという優れた効果がある。

以下、本発明を、液晶基板を製造するためのレジストパターニング形成装置に適用した実施形態について説明する。まず、図４を用いて、本実施形態に係る液晶表示装置の製造プロセスフローについて説明する。この製造プロセスでは、７回のフォトリソグラフィー工程により半透過型のＴＦＴアレイを製造している。

まず、絶縁性基板としてガラス基板を洗浄して表面を清浄化する。絶縁性基板には、ガラス基板等の透明な絶縁性基板を用いる。また、絶縁性基板の厚さは任意でよいが、液晶表示装置の厚さを薄くするために１．１［ｍｍ］厚以下のものが好ましい。絶縁性基板が薄すぎる場合には各種の成膜やプロセスの熱履歴によって基板の歪みが生じるためにパターニング精度が低下するなどの不具合を生じるので、絶縁性基板の厚さは使用するプロセスを考慮して選択する必要がある。また、絶縁性基板がガラスなどの脆性破壊材料からなる場合、基板の端面は面取りを実施しておくことが、端面からのチッピングによる異物の混入を防止する上で好ましい。また、絶縁性基板の一部に切り欠きを設けて基板の向きが特定できるようにすることが、各プロセスでの基板処理の方向が特定できることでプロセス管理がしやすくなることより好ましい。

つぎに、スパッタリングなどの方法で第１の金属薄膜１を成膜する。第１の金属薄膜１としては、たとえばクロム、モリブデン、タンタル、チタン、アルミニウム、銅やこれらに他の物質を微量に添加した合金などのいずれかからなる１００［ｎｍ］ から５００［ｎｍ］程度の膜厚の薄膜を用いることができる。好適な実施例では、２００［ｎｍ］の膜厚のクロムが用いられる。第１の金属薄膜１上には、後述の工程でドライエッチングによりコンタクトホールが形成され、導電性薄膜が形成されるので、表面酸化が生じにくい金属薄膜や酸化されても導電性を有する金属薄膜を第１の金属薄膜１に用いることが好ましく、少なくとも表面がクロム、チタン、タンタル、モリブデンなどのうちのいずれかであることが好ましい。また、第１の金属薄膜１として、異種の金属薄膜を積層した金属薄膜や膜厚方向に組成の異なる金属薄膜を用いることもできる。また、第１の金属薄膜１としてアルミニウムを含む材料を用いた場合は、少なくとも表面が１０〜１０００［μΩ］程度の比抵抗を有する窒化アルミニウムであることが好ましい。

つぎに、第１のフォトリソグラフィープロセスで第１の金属薄膜１をゲート電極およびゲート配線、補助容量電極および補助容量配線をパターニングする。これにより、図４（ａ）で示される構造が形成される。フォトリソグラフィープロセスは、ＴＦＴアレイ基板を洗浄後、感光性レジストを塗布・乾燥したのちに、所定のパターンが形成されたマスクパターンを通して露光し、現像することで写真製版的にＴＦＴアレイ基板上にマスクパターンを転写したレジストを形成し、感光性レジストを加熱硬化させたのちにエッチングを行い、感光性レジストを剥離することで行われる。さらに詳しいフォトリソグラフィープロセスについては、後述する。感光性レジストとＴＦＴアレイ基板との濡れ性が不良で、感光性レジストのはじきが生じる場合には、塗布前にＵＶ洗浄を実施したり、濡れ性改善のためにＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を蒸気塗布するなどの処理を行う。また、感光性レジストとＴＦＴアレイ基板との密着性が不良で、剥がれが生じる場合には加熱硬化温度を高くしたり、時間を長くしたりするなどを行う。第１の金属薄膜１のエッチングは、公知のエッチャント（たとえば、第１の金属薄膜１がクロムからなる場合には、第二硝酸セリウムアンモンおよび硝酸が混合されてなる水溶液）を用いてウェットエッチングでエッチング可能である。また、第１の金属薄膜１のエッチングはパターンエッジがテーパ形状となるようにエッチングすることが、他の配線との段差での短絡を防止する上で好ましい。ここで、テーパ形状とは断面が台形状になるようにパターンエッジがエッチングされることをいう。また、この工程でゲート電極およびゲート配線、補助容量電極および補助容量配線を形成することを示したが、その他にＴＦＴアレイ基板を製造する上で必要な各種のマーク類や配線が形成される。

つぎに、プラズマＣＶＤにより第１の絶縁膜２、半導体能動膜３、オーミックコンタクト膜４を連続で成膜する。ゲート絶縁膜となる第１の絶縁膜２としてはＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｙ膜、ＳｉＯｚＮｗ膜やこれらの積層膜が用いられる（なお、ｘ、ｙ、ｚ、ｗはそれぞれ正数である）。第１の絶縁膜２の膜厚は３００［ｎｍ］から６００［ｎｍ］程度とする。膜厚が薄い場合にはゲート配線とソース配線の交差部で短絡を生じやすく、第１の金属薄膜１の厚さ程度以上とすることが好ましい。膜厚が厚い場合にはＴＦＴのＯＮ電流が小さくなり、表示特性が低下することからなるべく薄くすることが好ましい。好ましい実施例では、３００［ｎｍ］のＳｉＮ膜を成膜した後、１００［ｎｍ］のＳｉＮ膜を成膜することにより、第１の絶縁膜２を形成する。

半導体能動膜３としてはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）膜が用いられる。半導体能動膜３の膜厚は１００［ｎｍ］から３００［ｎｍ］程度とする。膜厚が薄い場合には後述するオーミックコンタクト膜４のドライエッチ時の消失が発生し、厚い場合にはＴＦＴのＯＮ電流が小さくなることより、オーミックコンタクト膜４のドライエッチ時のエッチング深さの制御性と必要とするＴＦＴのＯＮ電流より膜厚を選択する。半導体能動膜３としてａ−Ｓｉ膜を用いる場合には第１の絶縁膜２のａ−Ｓｉ膜との界面はＳｉＮｘ膜またはＳｉＯｚＮｗ膜とすることが、ＴＦＴが導通状態となるゲート電圧であるＴＦＴのＶｔｈの制御性および信頼性上好ましい。半導体能動膜３としてｐ−Ｓｉ膜を用いる場合には第１の絶縁膜２のｐ−Ｓｉ膜との界面はＳｉＯｙ膜またはＳｉＯｚＮｗ膜とすることがＴＦＴのＶｔｈの制御性および信頼性上好ましい。また、半導体能動膜３としてａ−Ｓｉ膜を用いる場合には第１の絶縁膜２との界面付近を成膜レートの小さい条件で成膜し、上層部を成膜レートの大きい条件で成膜することが短い成膜時間で移動度の大きいＴＦＴ特性がえられることと、ＴＦＴのオフ時のリーク電流を小さくできることより好ましい。好適な実施例では、半導体能動膜３として１５０［ｎｍ］のｉ−ａ−Ｓｉ膜を成膜する。

オーミックコンタクト膜４としては、ａ−Ｓｉにリン（Ｐ）を微量にドーピングしたｎ−ａ−Ｓｉ膜、ｎ−ｐ−Ｓｉ膜が用いられる。オーミックコンタクト膜４の膜厚は、２０［ｎｍ］から７０［ｎｍ］程度とすることができる。これらのＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｙ膜、ＳｉＯｚＮｗ膜、ａ−Ｓｉ膜、ｐ−Ｓｉ膜、ｎ−ａ−Ｓｉ膜、ｎ−ｐ−Ｓｉ膜は公知のガス（ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｈ₂、ＮＯ₂、ＰＨ₃、Ｎ₂およびこれらの混合ガス）を用いて成膜することが可能である。好適な実施例では、オーミックコンタクト膜４として３０［ｎｍ］のｎ−ａ−Ｓｉ膜を成膜する。

つぎに、第２のフォトリソグラフィープロセスで半導体能動膜３およびオーミックコンタクト膜４を少なくともＴＦＴ部が形成される部分にパターニングする。これにより、図４（ｂ）に示す構造が形成される。第１の絶縁膜２は、全体に亘って残存する。半導体能動膜３およびオーミックコンタクト膜４はＴＦＴ部が形成される部分の他に、ソース配線とゲート配線および補助容量配線とが平面的に交差する部分にもパターニングして残存させることが交差部での耐電圧が大きくなることより好ましい。また、ＴＦＴ部の半導体能動膜３およびオーミックコンタクト膜４をソース配線の下部まで連続形状で残存させることが、ソース電極が半導体能動膜３およびオーミックコンタクト膜４の段差をのりこえることがなく、段差部でのソース電極の断線が発生しにくいので好ましい。

半導体能動膜３およびオーミックコンタクト膜４のエッチングは、公知のガス組成（たとえば、ＳＦ₆とＯ₂の混合ガスまたはＣＦ₄とＯ₂の混合ガス）でドライエッチングが可能である。

つぎに、スパッタリングなどの方法で第２の金属薄膜を成膜する。第２の金属薄膜としては、たとえばクロム、モリブデン、タンタル、チタン、アルミニウム、銅やこれらに他の物質を微量に添加した合金あるいはこれらの積層膜が用いられる。好適な実施例では、２００［ｎｍ］の膜厚を有するクロムが成膜される。

つぎに第３のフォトリソグラフィープロセスで第２の金属薄膜がソース電極５及びドレイン電極６を形成するようにパターニングする。これにより、図４（ｃ）に示す構造が形成される。ソース電極５は、ソース配線とゲート配線が交差する部分にまで亘って形成される。ドレイン電極６は、反射部まで亘って形成される。次に、オーミックコンタクト膜４のエッチングを行なう。このプロセスによりＴＦＴ部のオーミックコンタクト膜４の中央部が除去され、半導体能動膜３が露出する。オーミックコンタクト膜４のエッチングは、公知のガス組成（たとえば、ＳＦ₆とＯ₂の混合ガスまたはＣＦ₄とＯ₂の混合ガス）でドライエッチングが可能である。

つぎに、プラズマＣＶＤにより第２の絶縁膜７を形成し、次にスピン塗布、スリット塗布、転写等により有機膜８を形成する。好適な実施例では、第２の絶縁膜７として１００［ｎｍ］の膜厚のＳｉＮが用いられる。また、有機膜８は、公知の感光性有機膜であり、例えば、ＪＳＲ製ＰＣ３３５又はＰＣ４０５が用いられる。

つぎに第４のフォトリソグラフィープロセスで有機膜８を図４（ｄ）に示す形状にパターニングする。具体的には、続く第５のフォトリソグラフィープロセスによって第１及び第２の絶縁膜２及び７を除去する部分で当該第１及び第２の絶縁膜２及び７が露出するように有機膜８をパターニングする。また、反射部も有機膜８が除去された箇所と除去されない箇所を形成し、凹凸形状を形成する。

つぎに第５のフォトリソグラフィープロセスで有機膜がパターニングされる。このとき、第１及び第２の絶縁膜２及び７が除去される部分の有機膜は除去される。また、凹凸部の有機膜は除去されず、１層目の凹凸を適度に緩和することで良好な散乱特性を得ることができる。続いてテーパーエッチングが実行され、図４（ｅ）の構造が形成される。即ち、ゲート端子部では、ゲート配線と駆動信号源とを電気的に接続するコンタクトホールを形成するため、第１の絶縁膜２及び第２の絶縁膜７の双方が除去され、第１の金属薄膜１が露出している。ソース端子部では、第２の絶縁膜７が除去され第２の金属薄膜が露出している。ＴＦＴ部と反射部の間では、第２の絶縁膜が除去されドレイン電極６が露出している。さらに透過部では、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜の双方が除去され、第１の絶縁性基板が露出している。なお透過部の有機膜を除去しない場合は、公知のブリーチング処理、すなわち紫外光照射による感光性有機膜の透明度向上処理を、有機膜のフォトリソグラフプロセスによるパターニング後に追加するのが望ましい。

つぎに、スパッタリングなどの方法で導電性薄膜９を成膜する。導電性薄膜９としては、透明導電膜であるＩＴＯ、ＳｎＯ₂などを用いることができ、とくに化学的安定性の点からＩＴＯが好ましい。好適な実施例では、導電性薄膜９は、８０［ｎｍ］の膜厚を有するＩＴＯが用いられる。なお、ＩＴＯは、結晶化ＩＴＯ又はアモルファスＩＴＯのいずれでもよいが、アモルファスＩＴＯを用いた場合は、第３の金属薄膜成膜前に結晶化温度１８０℃以上に加熱して結晶化させる必要がある。好適な実施例では、２００℃以上に加熱する。

つぎに、第６のフォトリソグラフィープロセスで導電性薄膜９を図４（ｆ）に示されるように画素電極等の形状にパターニングする。導電性薄膜９のエッチングは使用する材料によって公知のウェットエッチング（たとえば、導電性薄膜９が結晶化ＩＴＯからなる場合には塩酸および硝酸が混合されてなる水溶液）などを用いて行うことが可能である。導電性薄膜９がＩＴＯの場合、公知のガス組成（たとえば、ＨＩ、ＨＢｒ）でのドライエッチングによるエッチングも可能である。また、この工程で画素電極を形成することを示したが、その他に対向基板とＴＦＴアレイ基板間を導電性粒子を含む樹脂を用いて電気的に接続するためのトランスファー端子部の導電性薄膜９による電極などが形成される。なお、アモルファスＩＴＯの場合、パターニングは、前記加熱後であれば結晶化ＩＴＯと同様に、前記加熱前であれば公知のしゅう酸が混合されてなる水溶液で行なう。

つぎに、スパッタリングなどの方法で第３の金属薄膜１０、１１を成膜する。第３の金属薄膜１０、１１としては、たとえばクロム、モリブデン、タンタル、チタン、アルミニウム、銅やこれらに他の物質を微量に添加した合金などのうちのいずれかからなる１００［ｎｍ］から５００［ｎｍ］程度の膜厚の薄膜を用いることができる。金属薄膜１０は、金属薄膜１１がコンタクトホール部等の段差で段切れが生じるのを防ぐ効果を有する。この段切れが無視できる場合は、金属薄膜１０は形成しなくてもよい。この場合、工程数が減少し、コスト低減が可能となる。好適な実施例では、１００［ｎｍ］の膜厚を有するクロムを成膜後、３００［ｎｍ］の膜厚を有するアルミニウムとＣｕの合金を成膜し、さらに１００［ｎｍ］の膜厚を有するクロムを成膜する。アルミニウムとＣｕの合金が露出していると、次の写真工程の現像時に、ＩＴＯ９の腐食が進むため、これを防止するために最上層にクロムを設けている。なお同様の効果を有する金属としてはモリブデン、タンタル、タングステンがある。

つぎに、第７のフォトリソグラフィープロセスで第３の金属薄膜１０、１１及び最上層のクロムを反射電極の形状にパターニングおよび最上層のクロムをエッチング除去して、反射電極を形成する。このとき、透過部の有機膜を除去した場合は当該箇所の段差により液晶の配向異常が発生し、表示品位を低下させる場合がある。これを防ぐため図４（ｇ）に示すように段差部を反射電極で覆うとよい。なお、種々の検討の結果、段差部から配向異常領域が発生する範囲は最小で２［μｍ］、最大で６［μｍ］であった。したがって反射電極をオーバーラップさせる長さは少なくとも２μｍ必要であり、透過の開口率の低下が許容できる場合でも６［μｍ］で十分であることがわかった。故に好適な例としては２から６［μｍ］である。なお、金属膜１０がクロムの場合、最上層のクロムと同時にエッチングすることも可能である。なお金属膜１０と最上層の金属薄膜が同一の場合、金属膜１０と最上層の金属は薄膜は同一のエッチング工程で除去することが可能である。なお反射電極は、クロムよりなる金属薄膜１０上にアルミニウムとＣｕの合金からなる金属薄膜１１が積層した状態で形成される。最上層のクロムは、ＩＴＯ９の腐食防止のため設けられたが、反射率を上げるためにこの段階で除去される。第３の金属薄膜のエッチングは、公知のエッチャントを用いてウェットエッチングで行うことが可能である。最終的には、図１（ｇ）で示す構造が形成される。本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置では、このように、反射電極１０、１１が導電性薄膜９とが絶縁層を介さずに設けられている点に特徴を有する。

以上の工程によりＴＦＴアレイ基板が７工程のフォトリソグラフィープロセスにより製造され、歩留りを高くすることができる。なお、本実施形態においては、第３の金属薄膜１０、１１を２層設けたが、これに限らず、第３の金属薄膜１１のみ１層としてもよい。

次に、本実施形態の特徴部であるフォトリソグラフィープロセス（レジストのパターニング形成プロセス）について説明する。図５は、本実施形態に係るレジストパターン形成装置５０の一例を示す概略説明図である。同図に示すようにレジストパターン形成装置は、基板を装置に搬入出する基板搬入出ユニット５１と、洗浄ユニット５２、デハイドベークユニット５３、レジスト塗布ユニット５４、プリベークユニット５５、露光ユニット５６、周辺露光ユニット５７、現像ユニット５８、ポストベークユニット５９を備えている。また、各ユニット間に搬送するための搬送手段６０を備えている。さらに、レジストパターン検査ユニット６１、レジストパターン修復ユニット６２を備えている。

まず、各ユニットの構成について説明する。
搬送手段６０は、基板に対する処理が終了したユニットから基板を取り出し、次の処理ユニットへと受け渡すように、左右、前後に移動自在、昇降自在に構成されている。各ユニットにおける基板保持部は、真空吸着により基板を水平に保持可能なように構成されている。
洗浄ユニット５２は、液受けカップの上方に洗浄液供給ノズルが設けられており、このノズルにはバルブを介して供給管により洗浄液タンクが接続されている。
デハイドベークユニット５３は、基板を加熱するための加熱プレートを備えている。
レジスト塗布ユニット５４は、液受けカップの上方部に多数の供給口を供えた供給ノズルが設けられており、このノズルにはバルブを介してレジスト供給管によりレジスト供給タンクが接続されている。
プリベークユニット５５は、レジスト液の溶媒を揮発させるための加熱プレートを備えている。
露光ユニット５６は、レジスト液が塗布された基板に対して所定のパターンマスクを介して露光部により所定の光線を照射するものであり、光源やレンズなどを備えている。所望の露光時間、露光焦点、位置合わせなどが可能なように構成されている。
周辺露光ユニット５７は、基板の周辺部を露光するための光源やレンズなどを備えている。
現像ユニット５８は、現像液受けカップの上方に現像液供給ノズルが設けられており、このノズルはバルブを介して供給間により現像液タンクが接続されている。
ポストベークユニット５９は、現像後の基板を加熱するための加熱プレートを備えている。
レジストパターン検査ユニット６１は、レジストパターンを検査するためのＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能なCCDカメラを備えている。このＣＣＤカメラで得られた基板の画像は、データ処理部であるパーソナルコンピュータ等に接続されて解析可能なように構成されている。
レジストパターン修復ユニット６２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能な基板載置台と、レーザーとを備えている。また、パーソナルコンピュータ等からレジストパターン検査ユニットの検査結果が送信されるように構成されている。

次に、レジストパターン形成装置の動作について説明する。図６は、本実施形態にかかるレジストパターンを形成するためのフォトリソグラフィープロセスを示すフローチャートである。本実施形態においては、上述したように７回のフォトリソグラフィー工程を行っているが、第３のフォトリソグラフィープロセスを例として以下に説明する。
上記第２の金属薄膜を成膜した基板Ｓ（図４参照）が収納されたキャリアが基板搬入出ユニットの載置台に搬入され（Ｓｃ１）、受け渡しアームにより搬送手段に受け渡される。
搬送手段６０により基板Ｓが洗浄ユニットに搬送されると、洗浄部に受け渡される。そして、基板の中央部に所定の温度に調整された現像液を供給するとともに、あらかじめ設定された回転数及び加速度で基板Ｓを回転させることにより基板を洗浄する（Ｓｃ２）。基板洗浄後にはデハイドベークユニットにて、基板を所定の温度で所定時間加熱乾燥する（Ｓｃ３）。この工程により、洗浄液を基板から完全に除去する。
その後、レジスト塗布ユニット５４に搬送され、基板のほぼ中心付近にレジスト液を滴下するとともに、あらかじめ設定された回転数で基板を回転させると、レジスト液はその遠心力により基板の径方向に広がって基板表面にレジスト液の液膜が形成され、振り切られた分は液受けカップへと流れ落ちるようになっている（Ｓｃ４）。レジスト塗布後には、プリベークユニット５５にて、基板を所定の温度にて所定時間、加熱乾燥してレジスト液の溶剤を揮発させる（Ｓｃ５）。
続いて、露光ユニット５６に搬送され、マスクを介してレジスト塗布面に光を照射する（Ｓｃ６）。露光済みの基板Sは、周辺露光ユニット５７にて基板の周辺部のレジストを除去するために当該周辺部の露光を行う（Ｓｃ７）。周辺露光の工程を経た後、現像を行い（Ｓｃ８）、ポストベークユニット５８において、基板を加熱乾燥する（Ｓｃ９）。
現像処理された基板は、パターン検査ユニットに搬送され、レジストパターンの欠陥を検査する（Ｓｃ１０）。検査の結果、欠陥の有無を判定し（Ｓｃ１１）欠陥がない場合には、基板搬入出ユニットに搬送されエッチング等の次のステップ（Ｓｃ１３）に進む。一方、検査不合格の場合、すなわち、所望のレジストパターンが形成されていない場合には、レジストパターン修復ユニットに搬送されることになる。そして、レジストパターンの加工不良部にピンポイント的に基本波である１０６４［ｎｍ］のレーザー光を照射する（Ｓｃ１２）。ただし、加工精度の観点から、基板上におけるレーザースポットを直径２［μｍ］以上に設定することが好ましい。レーザー光強度は、０．０１〜１０［ｍＪ／ｐｕｌｓｅ］程度である事が好ましい。照射時間、照射パルス数、照射間隔は、レジスト材料の種類や膜厚等によるが、それぞれ５〜２５［ｎｓ／ｐｕｌｓｅ］、１〜５［ｃｙｃｌｅ］、３〜４［ｃｙｃｌｅ／ｓ］とすることが好ましい。

除去すべき箇所が除去されていないレジストパターンの欠陥部分を、仮に、Sｃ１０、Ｓｃ１１、Ｓｃ１２のステップを省略してＳｃ１３のエッチング処理を行った場合、上記液晶表示基板において短絡が生じてしまう。本実施形態においては、Ｓｃ１０、Ｓｃ１１、Ｓｃ１２の工程を含めることで、簡易な構成で短絡する箇所を未然に防止することができる。

上述した従来の被加工層をレーザー光照射によりリペアする場合には、上記照射時間、照射パルス数、照射間隔の範囲に設定する場合、およそ５〜５０［ｍＪ／ｐｕｌｓｅ］の出力強度とする必要があった。本実施形態によれば、従来の被加工層をレーザー光により修復する場合に比して、レーザー出力強度を８０［％］程度低減することができる。

従来の被加工層をレーザー光照射により修復する方法においては、図２を用いて説明したように、レーザー光にて切断された被加工層の切断部付近で、レーザーエネルギーにて加工された被加工層の形状が荒れ、その後に成膜する薄膜に悪影響を与えるという問題が発生する場合があった。また、出力強度が強いため、被加工層のパターンとして残しておきたい箇所まで焼き切ってしまう場合があった。さらに、修復する被加工層のみならず被加工層の下層までをもレーザーにより焼き切ってしまうことがあった。その結果、表示欠陥などを招来していた。
本実施形態によれば、レーザー出力強度が従来に比して８０［％］程度も低減可能なので、レーザー光にて切断された被加工層の切断部付近で、レーザーエネルギーにて加工された被加工層の形状が荒れることがない。従って、その後に成膜する薄膜に悪影響を与えることがない。また、レーザー出力強度が従来に比して８０［％］程度も低減可能なので、電極パターン等として残したい被加工層の箇所まで焼ききられてしまう恐れが従来に比して少ない。さらに、レーザー出力強度が従来に比して８０［％］程度も低減可能なので、下層まで焼き切られてしまう恐れが従来に比して少ない。万一、レジストの下層である被加工層までレーザー光のエネルギーが及んで焼き切られたとしても、もともと加工したい部位であるので欠陥が生じることがない。特に、下地が有機膜である場合、レーザー光の影響を受けやすいため、有機膜の上に金属層が形成されるパターンを有する表示装置に好適である。
レーザー光により修復された基板は、再度レジストパターン検査ユニットに搬送され、レジストパターンの欠陥を検査し（Ｓｃ１０）、欠陥がなければ基板搬入出ユニットに搬送される。そして、エッチングされ（Ｓｃ１３）、レジストが除去される（Ｓｃ１４）。これにより、第２の金属薄膜のパターン形成が完了する。ここで、さらに上層に被加工層を積層する場合には、上記の工程を繰り返し行う。

このようにして製造された液晶基板は、カラーフィルターを有する対向基板と貼り合わされ、その間に液晶が注入される。そして、背面にバックライトユニットが組み込まれ液晶表示装置が完成する。

なお、レーザー光の波長は、基本波のみならず第２高調波（５３２［ｎｍ］）、第３高調波（３５５［ｎｍ］）などを用いてもよい。
また、被加工層として、金属膜の例を説明したが、絶縁膜２、７，８にも適用することが可能である。例えばコンタクトホールにおける断線を防ぐのに有効である。
さらに、万全を期すべくエッチング後の被加工層のパターンの検査と欠陥部の修復を、上記レジストパターン形成装置のレジストパターン検査ユニット６１、レジストパターン修復ユニット６２により行うこともできる。この場合には、被加工層の材質、膜厚等に応じてレーザー光の出力を適宜変更する。このように構成すれば、レーザー光の出力強度の変更だけで同一の装置を共用できる。

従来例に係るレジストパターン形成プロセスを示すフローチャート図。 従来例に係る欠陥修復による被加工層のめくれの状態を示す説明図。 従来例に係るレジストパターン形成プロセスを示すフローチャート図。 本実施形態に係る液晶表示装置のプロセスフローを示す図。 本実施形態に係るレジストパターン形成装置の概略説明図。 本実施形態に係るレジストパターン形成プロセスを示すフローチャート図。

符号の説明

１ 第１の金属薄膜
２ 第１の絶縁膜
３ 半導体能動膜
４ オーミックコンタクト膜
５ ソース電極
６ ドレイン電極
７ 第２の絶縁膜
８ 有機膜
９ 導電性薄膜
１０，１１ 第３の金属薄膜
５０ パターン形成装置
５１ 搬入出形成ユニット
５２ 洗浄ユニット
５３ デハイドベークユニット
５４ レジスト塗布ユニット
５５ プリベークユニット
５６ 露光ユニット
５７ 周辺露光ユニット
５８ 現像ユニット
５９ ポストベークユニット
６０ 搬送手段
６１ レジストパターン検査ユニット
６２ レジストパターン修復ユニット

Claims (9)

1. 基板を受け入れる受入れステップと、
   該基板を搬送する搬送ステップと、
   該搬送ステップで搬送された該基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成ステップと、
   該レジスト膜にマスクパターンを介して光照射する露光ステップと、
   露光後に該レジスト膜を現像する現像ステップと、
   現像後の該レジスト膜のパターンの欠陥を検知する欠陥検知ステップと、
   該欠陥検知ステップの検知結果に基づいて、該レジストパターンの欠陥部を除去して修復する修復ステップとを備えたレジストパターンの製造方法。
2. 請求項１のレジストパターンの製造方法において、
   上記基板には、レジストパターンにより加工される被加工層が形成されていることを特徴とするレジストパターンの製造方法。
3. 上記修復ステップにおいて、
   レーザー光を照射することにより欠陥部の上記レジストパターンを除去することを特徴とする請求項１又は２のレジストパターン製造方法。
4. 基板上に所望のパターンが形成されたパターン基板を製造する方法であって、
   該基板上に請求項２記載のレジストパターン形成方法でレジストをパターニングするステップと、
   パターニングされた該レジストをマスクとして、該基板上の被加工層をパターニングするステップとを含むことを特徴とするパターン基板の製造方法。
5. 請求項１，２、又は３記載のレジストパターン形成方法により製造される表示装置の製造方法。
6. 基板を受け入れる受入れ部と、
   該基板を搬送する搬送手段と、
   該搬送手段から搬送された該基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成手段と、
   該レジスト膜にマスクパターンを介して光照射する露光手段と、
   露光後に該レジスト膜を現像する現像手段と、
   現像後の該レジスト膜のパターンの欠陥を検知する欠陥検知手段と、
   該欠陥検知手段の検知結果に基づいて、該レジストパターンの欠陥部を修復する修復手段とを備えたレジストパターン形成装置。
7. 請求項６のレジストパターン形成装置において、
   上記基板には、レジストパターンにより加工される被加工層が形成されていることを特徴とするレジストパターン形成装置。
8. 請求項６又は７のレジストパターン形成装置において、
   上記修復手段は、レーザー光を有し、該レーザー光により欠陥部分の上記レジストパターンを除去するように構成されていることを特徴とするレジストパターン形成装置。
9. 請求項６，７、又は８記載のレジストパターン形成装置を備える表示装置の製造装置。

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