JP2008047932A - Method of manufacturing thin-film transistor - Google Patents

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秀作 城戸
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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 the production process of a liquid crystal display device is remarkably reduced. <P>SOLUTION: A material film constituting a TFT is laminated and formed on an insulating film substrate, and then a resist mask, having a plurality of regions whose thickness of the film is different to one another, is formed at the uppermost layer of the material film by conducting patterning. Then, a pattern forming of a conductive body film is conducted by a lift-off method by using this resist mask. Or a plurality of material films among the material films, where a resist mask having a plurality of regions whose film 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)2008,JPO&INPIT

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 of manufacturing a thin film transistor (TFT) used in a liquid crystal display device and a method of 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。   In an active matrix substrate for a liquid crystal display device, a TFT, particularly an inverted staggered TFT is generally used. In manufacturing an active matrix substrate for a liquid crystal display device, five photolithography processes (hereinafter referred to as a photolithography process) 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。   The element structure (for example, TFT structure) constituting the active matrix substrate for the liquid crystal display device is much simpler than that of a semiconductor integrated circuit, and shortening of the manufacturing process has become an urgent task.

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。   In order to shorten the manufacturing process, it is effective to reduce the photolithography process. The inventor has studied the reduction and simplification of this photolithography process for many years. And (patent document 1) etc. propose the method of forming the resist mask which has several area | regions from which a film thickness mutually differs with the device of the exposure method in photolithography technique, and utilizes such a resist mask. Thus, a technique for manufacturing a TFT 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 further shortens 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 film thicknesses, and by making full use of this pattern forming method, the TFT constituting the active matrix substrate The manufacturing process can be greatly reduced. This pattern forming method basically includes a resist mask forming technique having a plurality of regions having different film thicknesses 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 often been used in the formation of semiconductor integrated circuit wiring. Therefore, as a conventional technique, wiring formation using this lift-off technique will be described with reference to FIGS. 12 and 13 with reference to the prior art described in (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 TFT gate electrode is formed on a glass substrate 201, which is a transparent insulating substrate, by patterning a metal such as chromium. Then, an insulating film 203 such as a TFT gate insulating film 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 layer 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, the first resist mask 205 is exposed again with the exposure irradiation light 210 using the photomask 209 having the light shielding portion 207 and the light transmitting portion 208 as shown in FIG. After this exposure, the laminated resist film is developed by a normal 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 having a larger opening 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 sputtering. In this way, as shown in FIG. 13A, a metal film 213 is formed which is deposited on the surface of the insulating film 203 and the second resist mask through the second opening 211 and is connected to the lower layer 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 simultaneously removed, 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。   In this way, as shown in FIG. 13B, the upper layer electrode 214 connected to the lower layer electrode 202 through the contact hole 206 provided in the insulating film 203 is formed.

特開平11−307780号公報JP-A-11-307780 特開平7−240535号公報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, even if 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-described conventional technique attempts to shorten the photolithography process of the lift-off technique. However, in the conventional technique, in the etching of the insulating film 203, for example, in dry etching, the first resist mask 205 is irradiated with light or ions and the surface thereof is changed. Even if an attempt is made to transfer the pattern to the first resist mask 205 thus altered with the exposure light 210 described with reference to FIG. For this reason, this method cannot be applied to the formation of electrodes or wirings in the production 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。   At present, it is 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, the conventional technique uses at least five photolithography processes. Therefore, it has become essential to reduce the number of photolithography processes 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。   Such a reduction in the number of photolithography processes inevitably increases the manufacturing 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 putter formation method capable of easily reducing the number of photolithography processes. Another object of the present invention is to provide a new method for manufacturing a TFT, which can greatly shorten the manufacturing process of a liquid crystal display device.

前記の目的を解決するために、本発明に係る第一の規定である薄膜トランジスタの製造方法は、液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の製造工程において、薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極上のパッシベーション膜及びゲート電極上のゲート絶縁膜に対するコンタクト孔の形成と、前記コンタクト孔を介して前記ソース・ドレイン電極又は前記ゲート電極と接続する電極及び配線の形成とを、パッシベーション膜上の画素電極とを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少なくとも第1部分より膜べりが少ない第2部分としたレジストマスクを用いて形成する工程とを含む。   In order to solve the above-described object, a thin film transistor manufacturing method according to the first aspect of the present invention includes a passivation film and a gate electrode on a source / drain electrode of a thin film transistor in a manufacturing process of an active matrix substrate for a liquid crystal display device. The formation of contact holes for the upper gate insulating film, the formation of electrodes and wirings connected to the source / drain electrodes or the gate electrode through the contact holes, and the pixel electrodes on the passivation film having a plurality of thicknesses Forming a resist mask patterned so as to have a thin film region as a first portion and a thick film region as at least a second portion with less film slippage than the first portion; including.

本発明に係る第二の規定である薄膜トランジスタの製造方法は、薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス基板の製造工程において、前記薄膜トランジスタのゲート電極上のゲート絶縁膜に対するコンタクト孔の形成と、前記コンタクト孔を介して前記ゲート電極と接続する電極、端子電極及び配線と、ゲート絶縁膜上のソース・ドレイン電極とを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少なくとも第1部分より膜べりが少ない第2部分としたレジストマスクを用いて形成する工程とを含む。   According to a second method of the present invention, a thin film transistor manufacturing method includes: forming a contact hole for a gate insulating film on a gate electrode of the thin film transistor; and A resist mask obtained by patterning an electrode connected to the gate electrode, a terminal electrode and a wiring, and a source / drain electrode on the gate insulating film so as to have a plurality of thicknesses, and a thin region is defined as a first portion. Forming a thick region using a resist mask having at least a second portion with less film slippage than the first portion.

前記レジストマスクが、複数の厚さを有するレジスト膜(感光性有機膜)パターンであり、前記レジスト膜(感光性有機膜)が膜厚の厚い第1部分と膜厚の薄い第2部分を有して、前記第1部分と前記第2部分をマスクにした下層膜のエッチングと、前記第2部分をエッチング除去した後形成した膜のリフトオフによるパターンニングであってもよい。   The resist mask is a resist film (photosensitive organic film) pattern having a plurality of thicknesses, and the resist film (photosensitive organic film) has a thick first portion and a thin second portion. Then, patterning may be performed by etching the lower layer film using the first part and the second part as a mask, and lift-off of the film formed after removing the second part by etching.

前記ゲート絶縁膜、及び前記パッシベーション膜は、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ってもよい。   The gate insulating film and the passivation film are dry etching, the surface modification of the second part is performed by the dry etching, and the cross-sectional shape of the second part is inversely tapered by the dry etching of the first part. It may be.

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してもよい。   In the mask pattern of the photomask used in the photolithography process, a light shielding part, a semi-translucent part, and a translucent part are formed. After the resist film (photosensitive organic film) is transferred and irradiated, the resist mask may be formed through development.

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してもよい。   The resist mask may be formed through development after continuous exposure irradiation to a predetermined region of the resist film using two or more kinds of photomasks having different mask patterns in exposure in the photolithography process.

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てもよい。   The resist film may be composed of two layers of resist films having different exposure sensitivities.

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, after a material film constituting a TFT is stacked on an insulating film substrate, a resist mask having a plurality of regions having different film thicknesses is formed on the top of the material film. It is formed by patterning on the upper layer. Then, the pattern of the conductor film is formed by a lift-off method using this resist mask. Alternatively, a plurality of material films among the stacked material films are sequentially processed using a resist mask having a plurality of regions having different thicknesses formed separately 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。   With the novel pattern forming method and processing method as described above, the liquid crystal display device manufactured by the conventional technique in five photolithography processes can be manufactured in two or three photolithography 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。   By shortening the process, the manufacturing yield of the liquid crystal display device is improved, the productivity is increased, and the manufacturing cost of the liquid crystal display device is greatly reduced. Furthermore, the 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 cross-sectional view in order of manufacturing steps of a two-layer electrode showing the features of the present invention.

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。   As shown in FIG. 1A, in the same manner as described in the prior art, a lower layer electrode 2 such as a TFT gate electrode is formed on a glass substrate 101 by patterning a metal such as chromium. Then, an insulating film 3 that covers 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 film thickness of the first portion 4 is about 0.5 μm, and the first opening 7 is formed by patterning. The film 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 by a single 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 resist mask 6 as described above as an etching mask. In this way, 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, a 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. By this etch back, only the first portion 4 of the resist mask 6 is removed. In this dry etching, the second portion 5 of the resist mask 6 is also etched to cause side etching. In this way, the second portion 5a of the resist mask 6 having the inversely tapered second opening 8a as shown in FIG. 1B is left. Here, the film 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。   Next, as described in the prior art, the metal film 10 having a film thickness of about 0.8 μm is deposited on the entire surface by the rectilinear sputtering method. In this way, as shown in FIG. 1C, the metal film 10 is formed on the surface of the insulating film 3 and the second portion 5a in the second opening 8a region and connected to the lower electrode 2. In this sputtering step, as described above, the second opening 8a has an inversely tapered shape, so that the metal film 10 is prevented from being deposited on 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。   In this way, as shown in FIG. 1D, the upper layer wiring 11 connected to the lower layer 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。   In the present invention, as can be seen from the above description, the lower layer electrode, the contact hole, and the upper layer electrode can be formed by two photolithography processes. That is, the number of photolithography processes 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。   In the present invention, as described above, the second opening 8a having a reverse taper shape can be easily formed in the second portion 5a of the resist mask. For this reason, the patterning of the upper layer electrode by the lift-off technique is much easier than the conventional technique. Further, the reliability of the upper layer 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。   Next, a description will be given of a TFT manufacturing method that greatly shortens the manufacturing process of the liquid crystal display device. As a second embodiment of the present invention, a method of manufacturing a TFT and a liquid crystal display device by three photolithography processes 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. 3 to 6 are cross-sectional views in the order of manufacturing steps of the inverted stagger type 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。   As shown by a broken line in FIG. 2, a gate electrode 22 of a TFT that is a switch transistor is formed on a glass substrate 21. Then, the semiconductor layer 23 in the region indicated by the oblique lines from the upper right to the lower left in the drawing is formed. Further, a source / drain electrode 24 and a source / drain electrode 25 are formed in a region indicated by diagonal 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。   The gate electrode 22 is connected to the gate terminal electrode 27 through the contact hole 26. Similarly, the source / drain electrode 24 is connected to the transparent electrode wiring 30 through the contact hole 28. Further, the source / drain electrode 25 is connected to the transparent pixel electrode 31 through the contact hole 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 manufacturing method of the inverted stagger type 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 as a semiconductor thin film, an n + amorphous silicon film 34 having a thickness of about 50 nm as a semiconductor thin film for ohmic contact, and a source / drain conductive film such as chromium. A 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, in the photolithography process, as shown in FIG. 3B, a resist film 36 is formed on the surface of the metal conductive film 35. Here, the resist film 36 is a positive resist, and each film thickness is 2.0 μm. Then, the resist film 36 is exposed with exposure irradiation light 41 using a photomask 40 having a light shielding portion 37, a semi-translucent portion 38 and a translucent portion 39 as shown in FIG. After this exposure, the resist film 36 is developed by a normal 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。   An example of such a light shielding part, a semi-transparent part, and a photomask having transmitted light will be described. In the example shown in FIG. 3B, the light shielding portion 37 is formed in a predetermined pattern on the photomask 40 by using, for example, chromium metal. The semi-transparent portion 38 is formed with a halftone material. Here, the halftone material is, for example, tungsten silicide. In this way, a semi-translucent part is formed. The transmission part 39 is an area 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 part, a semi-transparent part, and a transmitted light, a light shielding part is formed in a predetermined pattern on a photomask substrate, for example, with chromium metal. The semi-translucent portion is formed by thinning the chromium metal. In this case, it is set so that about half of the exposure light is transmitted in the region where the chromium metal thin film portion is formed. In this way, a semi-translucent part 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, a resist mask 44 composed of the first thin portion 42 and the thick second portion 43 as shown in FIG. To form. Here, the transfer pattern of the light shielding portion 37 of the photomask 40 described above becomes the second portion 43 of the resist mask 44, and the transfer pattern of the semi-transparent 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 described above as an etching mask. In this way, 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 plasma-excited as a reaction gas. In this dry etching process, 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 plasma-excited to form active species such as ions or radicals, and the resist mask 44 is etched back by anisotropic dry etching. In this etch-back process, the first portion 42 of the resist mask 44 is removed without 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. In this manner, source / drain electrodes 24 and 25 are formed, and 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 that is a thin region and a second portion that 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 reactive gas is obtained by plasma-exciting a mixed gas of SF 6 and He. In this way, contact holes 26, 28, and 29 are formed on the gate electrode 22 and the source / drain electrodes 24 and 25, as shown in FIG.

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, a 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 an inversely tapered opening is left. Then, a transparent electrode film 53 having a film thickness of about 0.8 μm is deposited on the entire surface by a straight 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 manner, the gate terminal electrode 27 connected to the gate electrode 22 is formed and the transparent electrode wiring 30 connected to the source / drain electrode 24 is formed as shown in FIG. 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。   In the present invention, as can be seen from the above description, a TFT can be manufactured by three photolithography processes where the conventional technique requires five photolithography processes. For this reason, the manufacturing process of the liquid crystal display device composed of TFTs is significantly shortened. In addition, the manufacturing yield of the liquid crystal display device is improved and the productivity is increased. Furthermore, 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 mode, a method for manufacturing a TFT and a liquid crystal display device by two photolithography steps will be described. Here, FIG. 7 and FIG. 8 are cross-sectional views in the order of main manufacturing steps of the inverted stagger type TFT constituting the active matrix substrate, that is, the TFT constituting the pixel portion or the protection circuit portion.

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 to be 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 includes a first portion 63 that is a thin region and a second portion 64 that is a thick region. Here, the film thickness of the first portion 63 is about 1.0 μm, and the film 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 resist mask 62 described above as an etching mask. . In this manner, the gate electrode 65, the gate insulating film 66, the semiconductor layer 67, the n + amorphous silicon layer 68, and the metal conductive layer 69 are formed. Here, the etching method of the metal conductive film and the chromium conductive film is the same as that described in the second embodiment. 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. Etching of the gate insulating film is performed 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 plasma-excited, and the resist mask 62 is etched back by anisotropic dry etching. In this etch back process, the first portion 63 of the resist mask 62 is removed. Then, the 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. In this manner, ohmic layers 70 and 71 and source / drain electrodes 72 and 73 are formed as shown in FIG.

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 contact holes 76. At the same time, contact holes 77 and 78 are formed on the source / drain electrodes 72 and 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 in FIG. 6A, a resist mask 75a having an inversely tapered opening is formed as shown in FIG. 8B, and the transparent electrode film 79 is formed by a rectilinear sputtering method. After deposition on the entire surface, the resist mask 75a is removed by a normal lift-off technique. In this way, wirings or electrodes connected to the gate electrode 65, the source / drain electrode 72, and the source / drain electrode 73, respectively, 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 when 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。
As shown by a broken line in FIG. 9, a gate electrode 65 of a TFT that is a switch transistor is formed. Then, the semiconductor layer 67 in the region indicated by the oblique lines from the upper right to the lower left in the drawing is formed. 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 the upper left to the lower right. Here, the source / drain electrode 72 is divided into three. This is because the same pattern as the source / drain electrode pattern 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 electrode 72 is connected to the transparent electrode wiring 81 through the contact hole 77. Further, the source / drain electrode 73 is connected to the transparent pixel electrode 82 through the contact hole 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。   The effect of the third embodiment becomes more prominent than that 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, the feature of pattern formation of the present invention will be further described. In this case, however, the TFT is formed by four photolithography processes.

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 chromium 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。   Next, as described in the second or third embodiment, a resist mask 96 is formed by a photolithography process as shown in FIG. 10B. Here, the resist mask 96 includes a first portion 97 that is a thin region and a second portion 98 that is a thick 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 with plasma, and the resist mask 96 is etched back by anisotropic dry etching. In this etch back process, 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. Here, the transparent electrode film 100 is an ITO film, and the metal conductive film 101 is a chromium film. And said 2nd part 98a is peeled. That is, lift-off is performed to form the gate terminal electrode 102 connected to the gate electrode 92 and the 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 two-layered 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, respectively, are formed at the end of the semiconductor layer 94.

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 source / drain electrode 104 region is also removed to form a 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 manufacturing a liquid crystal display device, a material film constituting a semiconductor element such as a TFT is previously deposited as a multilayer film, and has a plurality of thicknesses as an etching mask for patterning the multilayer film. A resist mask patterned in this way is formed.

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。   There are various variations in the method of forming such a resist mask. This will be described below.

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 one exposure method. In the second embodiment, a single-layer resist film is used, but a two-layer resist film can also be used. When this two-layer resist film is used, the exposure sensitivity of the lower resist film may be made lower than the exposure sensitivity of the upper resist film. Then, the first portion is formed in the lower resist film, and the second portion is formed in the upper resist film. In this way, 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。   Further, in the case of the one-time exposure method, a single-layer negative resist may be used as the resist film. Since negative resists generally have lower exposure sensitivity than positive resists, they can be easily handled with a single-layer resist film. Alternatively, a negative 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 part 37 of the photomask 40 is a light transmitting part, and the light transmitting part 39 is a light shielding part. The semi-translucent 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 developing on a single resist film. In this case, a positive-type or negative-type 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 a material for a metal conductive film or a gate electrode to be a source / drain electrode.

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 an inverted staggered TFT is formed over an insulating substrate has been described. It should be noted that the present invention can be similarly applied even when a staggered TFT is formed.

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 embodiment, the thin region in the resist mask patterned to have a plurality of thicknesses is the first portion, and the thick region is the second portion. Here, the surface of the second portion may be selectively silylated. This is very effective when the base level difference is large. That is, in the process of removing the first portion by etching, even if the base step is large, the film loss of the second portion is eliminated. The inventor has disclosed the silylation application technique in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 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。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, Embodiment can be changed suitably within the range of the technical idea of this 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。It is sectional drawing of the order of the manufacturing process of the 2 layer electrode for demonstrating the 1st Embodiment of this 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。It is a top view of the pixel part of the liquid crystal display device for demonstrating the 2nd Embodiment of this 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 order of the manufacturing process of TFT for demonstrating the 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 order of the manufacturing process 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 order of the manufacturing process 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 order of the manufacturing process 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 order of the manufacturing process of TFT for demonstrating the 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 order of the manufacturing process 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。It is a top view of the pixel part of the liquid crystal display device for demonstrating the 3rd Embodiment of this 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 order of the manufacturing process of TFT for demonstrating the 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 order of the manufacturing process 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 the manufacturing process of the 2 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 the continuation of the said process.

符号の説明Explanation of symbols

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, 2, 61, 91 Glass substrate 2 Lower layer 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 36 resist film 37 shielding portion 3 Semi-light-transmitting portion 39 the translucent portion 40 photomask 41 exposing irradiating 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 (7)

液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の製造工程において、薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極上のパッシベーション膜及びゲート電極上のゲート絶縁膜に対するコンタクト孔の形成と、前記コンタクト孔を介して前記ソース・ドレイン電極又は前記ゲート電極と接続する電極及び配線の形成とを、パッシベーション膜上の画素電極とを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少なくとも第1部分より膜べりが少ない第2部分としたレジストマスクを用いて形成する工程とを含む薄膜トランジスタの製造方法。   In a manufacturing process of an active matrix substrate for a liquid crystal display device, formation of contact holes for a passivation film on a source / drain electrode of a thin film transistor and a gate insulating film on a gate electrode, and the source / drain electrode or the above through the contact hole A resist mask obtained by patterning a pixel electrode on a passivation film to have a plurality of thicknesses to form an electrode connected to a gate electrode and a wiring, and a thick region with a thin region as a first portion Forming a region using a resist mask in which the region is at least a second portion having a film thickness less than that of the first portion. 薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス基板の製造工程において、前記薄膜トランジスタのゲート電極上のゲート絶縁膜に対するコンタクト孔の形成と、前記コンタクト孔を介して前記ゲート電極と接続する電極、端子電極及び配線と、ゲート絶縁膜上のソース・ドレイン電極とを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少なくとも第1部分より膜べりが少ない第2部分としたレジストマスクを用いて形成する工程とを含む薄膜トランジスタの製造方法。   In a manufacturing process of an active matrix substrate having a thin film transistor, formation of a contact hole for a gate insulating film on a gate electrode of the thin film transistor, an electrode connected to the gate electrode through the contact hole, a terminal electrode and a wiring, and gate insulation A resist mask obtained by patterning a source / drain electrode on a film so as to have a plurality of thicknesses, wherein a thin region is a first portion, and a thick region is at least less than a first portion. Forming a thin film transistor using a resist mask having two portions. 前記レジストマスクが、複数の厚さを有するレジスト膜(感光性有機膜)パターンであり、前記レジスト膜(感光性有機膜)が膜厚の厚い第1部分と膜厚の薄い第2部分を有して、前記第1部分と前記第2部分をマスクにした下層膜のエッチングと、前記第2部分をエッチング除去した後形成した膜のリフトオフによるパターンニングであることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   The resist mask is a resist film (photosensitive organic film) pattern having a plurality of thicknesses, and the resist film (photosensitive organic film) has a thick first portion and a thin second portion. The patterning is performed by etching the lower layer film using the first part and the second part as a mask, and patterning by lift-off of the film formed after the second part is removed by etching. 3. A method for producing a thin film transistor according to any one of 2 above. 前記ゲート絶縁膜、及び前記パッシベーション膜は、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ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか一つに記載の薄膜トランジスタの製造方法。   The gate insulating film and the passivation film are dry etching, the surface modification of the second part is performed by the dry etching, and the cross-sectional shape of the second part is inversely tapered by the dry etching of the first part. 4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein: 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ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   In the mask pattern of the photomask used in the photolithography process, a light shielding part, a semi-translucent part, and a translucent part are formed. 5. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the resist mask is formed through development after transferring and irradiating a resist film (photosensitive organic film). 6. 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ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   2. The resist mask is formed through development after continuous exposure irradiation to a predetermined region of a resist film using two or more kinds of photomasks having different mask patterns in exposure in a photolithography process. The method for manufacturing a thin film transistor according to any one of claims 1 to 5. 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ことを特徴とする請求項5または請求項6記載のトランジスタの製造方法。   7. The method of manufacturing a transistor according to claim 5, wherein the resist film is composed of two layers of resist films having different exposure sensitivities.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2011065059A1 (en) * 2009-11-27 2013-04-11 シャープ株式会社 Thin film transistor and manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof, and display device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5626450A (en) * 1979-08-13 1981-03-14 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH03278432A (en) * 1990-03-28 1991-12-10 Kawasaki Steel Corp Forming method for wiring of semiconductor device
JPH09127707A (en) * 1995-10-30 1997-05-16 Casio Comput Co Ltd Formation of resist pattern
JPH10213809A (en) * 1996-12-30 1998-08-11 Lg Electron Inc Liquid crystal display device and its production
JPH1164887A (en) * 1997-08-22 1999-03-05 Furontetsuku:Kk Thin film transistor type liquid crystal display device and its production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5626450A (en) * 1979-08-13 1981-03-14 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH03278432A (en) * 1990-03-28 1991-12-10 Kawasaki Steel Corp Forming method for wiring of semiconductor device
JPH09127707A (en) * 1995-10-30 1997-05-16 Casio Comput Co Ltd Formation of resist pattern
JPH10213809A (en) * 1996-12-30 1998-08-11 Lg Electron Inc Liquid crystal display device and its production
JPH1164887A (en) * 1997-08-22 1999-03-05 Furontetsuku:Kk Thin film transistor type liquid crystal display device and its production

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2011065059A1 (en) * 2009-11-27 2013-04-11 シャープ株式会社 Thin film transistor and manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof, and display device
JP5490138B2 (en) * 2009-11-27 2014-05-14 シャープ株式会社 Thin film transistor and manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof, and display device

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