JP2009115992A - Method for manufacturing flattening structure and method for manufacturing display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase exposure accuracy of a resist layer as much as possible, while increasing durability of a flattening structure against ashing. <P>SOLUTION: The method includes steps of layering a barrier layer 16 on the surface of a flattening film 15 formed on a substrate 11, forming a resist layer 20 on the surface of the barrier layer 16, forming a mask by exposing the resist layer 20 to form an aperture, etching the flattening film 15 through the aperture of the mask, and removing the mask from the etched flattening film 15 by ashing, wherein the barrier layer 16 comprises an underlayer anti-reflection film. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば半導体装置等に含まれる平坦化構造を製造する方法、及び表示装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a planarization structure included in, for example, a semiconductor device and a method for manufacturing a display device.

例えば液晶表示装置等の電子機器には、半導体装置であるTFT(薄膜トランジスタ)等の素子が多数形成されている。上記電子機器の信頼性を向上させるためには、基板上に形成する上記素子や配線等を高精度に形成する必要がある。例えば、半導体装置は、絶縁性基板上に配線や電極のパターンが凹凸状に形成され、その凹凸を覆って平坦化するために絶縁膜である平坦化膜が形成されている。そうして、基板上に平坦化構造が形成されている。平坦化膜は、一般に、SOG(Spin on Glass)や高分子膜等により構成されている。   For example, in an electronic apparatus such as a liquid crystal display device, a large number of elements such as TFTs (thin film transistors) which are semiconductor devices are formed. In order to improve the reliability of the electronic device, it is necessary to form the elements and wirings formed on the substrate with high accuracy. For example, in a semiconductor device, a wiring or electrode pattern is formed in an uneven shape on an insulating substrate, and a flattening film, which is an insulating film, is formed to cover and flatten the unevenness. Thus, a planarization structure is formed on the substrate. The planarizing film is generally composed of SOG (Spin on Glass), a polymer film, or the like.

上記半導体装置の平坦化膜には、コンタクトホール等の開口パターンがフォトリソグラフィにより形成された後に、配線等の新たな薄膜パターンが積層される。このような平坦化膜上の薄膜パターンを高精度に形成するためには、平坦化膜の表面の平坦性を維持する必要がある。   On the planarizing film of the semiconductor device, an opening pattern such as a contact hole is formed by photolithography, and then a new thin film pattern such as a wiring is stacked. In order to form such a thin film pattern on the flattening film with high accuracy, it is necessary to maintain the flatness of the surface of the flattening film.

ところが、上記コンタクトホール等を形成する工程において、上記平坦化膜上に形成したフォトレジストをアッシングにより除去すると、例えばSOGのSiO化が促進されて膜が緻密化される結果、その表面が縮んでクラックが生じる虞れがある。また、高分子膜は酸素プラズマに対する耐性が低いため、アッシングにより平坦化膜の表面が侵食されることが避けられない。 However, if the photoresist formed on the planarizing film is removed by ashing in the step of forming the contact hole or the like, the surface of the film shrinks as a result of, for example, promoting SOG SiO 2 to be densified. There is a risk of cracking. In addition, since the polymer film has low resistance to oxygen plasma, it is inevitable that the surface of the planarization film is eroded by ashing.

そこで、一般に、上記平坦化膜の表面には、さらに平坦化のための絶縁膜がCVDにより成膜される。しかしながら、このような従来の製造方法では、平坦化膜を二重に形成するために、工程数の増加を招くこととなる。   Therefore, in general, an insulating film for further planarization is formed on the surface of the planarization film by CVD. However, in such a conventional manufacturing method, since the planarization film is formed twice, the number of steps is increased.

これに対し、例えば特許文献1に開示されているように、平坦化膜の表面に無機SOGからなるバリア層を設けることが知られている。   On the other hand, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is known to provide a barrier layer made of inorganic SOG on the surface of the planarization film.

図8は、従来の平坦化構造を示す断面図である。図8に示すように、絶縁性基板111の表面には、島状に形成された半導体層112と、この半導体層112を覆うゲート絶縁膜113とが形成されている。ゲート絶縁膜113上には、半導体層112に重なる領域にゲート電極114が形成されると共に、このゲート電極114を覆うように、SOGからなる平坦化膜115が形成されている。この平坦化膜115の表面には、無機SOGからなるバリア層116が形成されている。そうして、レジスト層120をバリア層116上に形成し、このレジスト層120に露光光121を照射して、所定形状のマスクを形成する。続いて、平坦化膜115及びバリア層116をエッチングした後に、レジスト層120をアッシングして除去するようにしている。
特開2005−150268号公報
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional planarization structure. As shown in FIG. 8, a semiconductor layer 112 formed in an island shape and a gate insulating film 113 covering the semiconductor layer 112 are formed on the surface of the insulating substrate 111. On the gate insulating film 113, a gate electrode 114 is formed in a region overlapping with the semiconductor layer 112, and a planarizing film 115 made of SOG is formed so as to cover the gate electrode 114. A barrier layer 116 made of inorganic SOG is formed on the surface of the planarizing film 115. Then, the resist layer 120 is formed on the barrier layer 116, and the resist layer 120 is irradiated with the exposure light 121 to form a mask having a predetermined shape. Subsequently, after the planarization film 115 and the barrier layer 116 are etched, the resist layer 120 is removed by ashing.
JP 2005-150268 A

しかし、実際には、上述のように無機SOGからなるバリア層を設けた場合であっても、アッシング時の酸素プラズマに対する耐性は依然として低く、例えばCVDにより形成した膜に比べると遙かに低い。したがって、上記アッシングの処理条件が制限されるという問題がある。   However, actually, even when the barrier layer made of inorganic SOG is provided as described above, the resistance to oxygen plasma at the time of ashing is still low, for example, much lower than a film formed by CVD. Therefore, there is a problem that the ashing processing conditions are limited.

さらに、バリア層上のレジスト層を露光する際に、その露光光がレジスト層の下面側で反射して、レジスト層内で多重干渉による定在波が発生する。その結果、レジスト層の露光精度が低下するため、平坦化膜に形成される開口パターンの形状精度が低下してしまうという問題もある。   Further, when the resist layer on the barrier layer is exposed, the exposure light is reflected on the lower surface side of the resist layer, and a standing wave due to multiple interference is generated in the resist layer. As a result, since the exposure accuracy of the resist layer is lowered, there is also a problem that the shape accuracy of the opening pattern formed in the planarization film is lowered.

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、平坦化構造のアッシングに対する耐性を高めつつ、レジスト層の露光精度についても可及的に高めることにある。   The present invention has been made in view of such various points, and an object of the present invention is to increase the exposure accuracy of the resist layer as much as possible while increasing the resistance to the ashing of the flattened structure.

上記の目的を達成するために、この発明では、下層反射防止膜により構成されたバリア層を、平坦化膜の表面に積層するようにした。   In order to achieve the above object, in the present invention, a barrier layer composed of a lower antireflection film is laminated on the surface of the planarization film.

具体的に、本発明に係る平坦化構造の製造方法は、基板に形成され、該基板上の凹凸を平坦化する平坦化膜を備えた平坦化構造を製造する方法であって、上記基板上に形成した上記平坦化膜の表面に、バリア層を積層する工程と、上記バリア層の表面にレジスト層を形成する工程と、上記レジスト層を露光して該レジスト層に開口部を形成することにより、マスクを形成する工程と、上記マスクの開口部を介して上記バリア層及び上記平坦化膜をエッチングする工程と、エッチングされた上記バリア層から上記マスクをアッシングにより除去する工程とを備え、上記バリア層は、下層反射防止膜により構成されている。   Specifically, a method for manufacturing a planarization structure according to the present invention is a method for manufacturing a planarization structure including a planarization film formed on a substrate and planarizing unevenness on the substrate. A step of laminating a barrier layer on the surface of the flattening film formed in the step, a step of forming a resist layer on the surface of the barrier layer, and exposing the resist layer to form an opening in the resist layer. A step of forming a mask, a step of etching the barrier layer and the planarizing film through the opening of the mask, and a step of removing the mask from the etched barrier layer by ashing, The barrier layer is composed of a lower antireflection film.

上記平坦化膜は、SOGにより構成されていてもよい。   The planarizing film may be made of SOG.

上記平坦化膜は、高分子膜により構成されていてもよい。   The planarization film may be composed of a polymer film.

上記レジスト層を形成する前に、上記平坦化膜及び上記バリア層を同時に焼成して本硬化させることが好ましい。   Prior to the formation of the resist layer, it is preferable that the planarizing film and the barrier layer be simultaneously fired and fully cured.

また、本発明に係る表示装置の製造方法は、第1基板を形成する工程と、第2基板を形成する工程と、上記第1基板と上記第2基板とを表示媒体層を介して貼り合わせる工程とを含む表示装置の製造方法であって、上記第1基板は、基板上に形成された半導体層と、該半導体層を覆うように上記基板上に形成され、該基板上の凹凸を平坦化する平坦化膜とを有し、上記第1基板を形成する工程には、上記基板上に形成した上記平坦化膜の表面に、バリア層を積層する工程と、上記バリア層の表面にレジスト層を形成する工程と、上記レジスト層を露光して該レジスト層に開口部を形成することにより、マスクを形成する工程と、上記マスクの開口部を介して上記バリア層及び上記平坦化膜をエッチングする工程と、エッチングされた上記バリア層から上記マスクをアッシングにより除去する工程とが含まれ、上記バリア層は、下層反射防止膜により構成されている。   In the method for manufacturing a display device according to the present invention, the step of forming the first substrate, the step of forming the second substrate, and the first substrate and the second substrate are bonded together via the display medium layer. The first substrate is formed on the substrate so as to cover the semiconductor layer, and the unevenness on the substrate is flattened. The step of forming the first substrate includes a step of laminating a barrier layer on the surface of the planarization film formed on the substrate, and a resist on the surface of the barrier layer. Forming a layer; exposing the resist layer to form an opening in the resist layer; forming a mask; and forming the barrier layer and the planarizing film through the opening in the mask. Etching process and etched burrs Includes removing by ashing the mask from the layer, the barrier layer is composed of a lower layer antireflection film.

上記平坦化膜は、SOGにより構成されていてもよい。   The planarizing film may be made of SOG.

上記平坦化膜は、高分子膜により構成されていてもよい。   The planarization film may be composed of a polymer film.

上記レジスト層を形成する前に、上記平坦化膜及び上記バリア層を同時に焼成して本硬化させることが好ましい。   Prior to the formation of the resist layer, it is preferable that the planarizing film and the barrier layer be simultaneously fired and fully cured.

−作用−
次に、本発明の作用について説明する。
-Action-
Next, the operation of the present invention will be described.

上記平坦化構造を含む表示装置を製造する場合には、予め、第1基板及び第2基板をそれぞれ形成し、その後に、第1基板と第2基板とを表示媒体層を介して貼り合わせる。   In the case of manufacturing a display device including the planarization structure, a first substrate and a second substrate are formed in advance, and then the first substrate and the second substrate are bonded together via a display medium layer.

第1基板を形成する工程では、まず、基板上に平坦化膜を形成すると共に、その平坦化膜の表面に、バリア層を積層する。このバリア層は、下層反射防止膜(BARC:Bottom AntiReflective Coating)によって構成されている。   In the step of forming the first substrate, first, a planarizing film is formed on the substrate, and a barrier layer is laminated on the surface of the planarizing film. This barrier layer is composed of a lower antireflection film (BARC: Bottom AntiReflective Coating).

次に、バリア層の表面にレジスト層を形成する。その後、レジスト層を露光し、そのレジスト層に開口部を形成することによって、マスクを形成する。次に、マスクの開口部を介してバリア層及び平坦化膜をエッチングする。そのことにより、平坦化膜がパターニングされる。その後、エッチングされたバリア層からマスクをアッシングにより除去する。   Next, a resist layer is formed on the surface of the barrier layer. Thereafter, the resist layer is exposed and an opening is formed in the resist layer to form a mask. Next, the barrier layer and the planarizing film are etched through the opening of the mask. Thereby, the planarizing film is patterned. Thereafter, the mask is removed from the etched barrier layer by ashing.

そのとき、平坦化膜の表面には下層反射防止膜からなるバリア層が形成されているため、当該バリア層の酸素プラズマに対する耐性が高められている。そのため、上記平坦化構造のアッシングに対する耐性は、新たな平坦化膜を別途CVDにより成膜することなく高められる。   At that time, since a barrier layer made of a lower antireflection film is formed on the surface of the planarizing film, the resistance of the barrier layer to oxygen plasma is enhanced. Therefore, the resistance against ashing of the planarization structure can be improved without forming a new planarization film by CVD.

そのことに加え、上記バリア層が下層反射防止膜により構成されているため、レジスト層を露光する際に、レジスト層の下面側において露光光が下層反射防止膜により吸収され、レジスト層内における露光光の多重干渉による定在波の発生が防止される。その結果、レジスト層の露光精度が高められるので、平坦化膜のエッチング精度も高められることとなる。そうして上記平坦化構造及びそれを有する表示装置は、高精度に形成され、装置全体の信頼性が向上することとなる。   In addition, since the barrier layer is composed of a lower antireflection film, when the resist layer is exposed, exposure light is absorbed by the lower antireflection film on the lower surface side of the resist layer, and exposure within the resist layer is performed. Generation of standing waves due to multiple interference of light is prevented. As a result, since the exposure accuracy of the resist layer is increased, the etching accuracy of the planarization film is also increased. Thus, the planarization structure and the display device having the planarization structure are formed with high accuracy, and the reliability of the entire device is improved.

本発明によれば、下層反射防止膜からなるバリア層を平坦化膜の表面に積層することにより、平坦化構造のアッシングに対する耐性を高めることができる。さらに、レジスト層の露光精度を高めて、平坦化膜のエッチング精度を高めることができる。加えて、新たな平坦化膜を別途CVDにより成膜することなく平坦性を維持できるため、工程数の低減を図ることができる。   According to the present invention, the resistance against ashing of the planarization structure can be enhanced by laminating the barrier layer made of the lower antireflection film on the surface of the planarization film. Furthermore, the exposure accuracy of the resist layer can be increased, and the etching accuracy of the planarization film can be increased. In addition, since the flatness can be maintained without forming a new flattening film separately by CVD, the number of steps can be reduced.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiment.

《発明の実施形態1》
図1〜図7は、本発明の実施形態1を示している。
Embodiment 1 of the Invention
1 to 7 show Embodiment 1 of the present invention.

図1は、露光されるレジスト層20及びバリア層16を示す断面図である。図2は、基板11上に形成された半導体層12及びゲート電極14を示す断面図である。図3は、ゲート電極14を覆う平坦化膜15を示す断面図である。図4は、平坦化膜15の表面に形成されたバリア層16を示す断面図である。図5は、コンタクトホール23が形成された平坦化膜15及びマスクを示す断面図である。図6は、平坦化構造10を有するTFT30を示す断面図である。図7は、液晶表示装置1の概略構造を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the resist layer 20 and the barrier layer 16 to be exposed. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the semiconductor layer 12 and the gate electrode 14 formed on the substrate 11. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the planarization film 15 covering the gate electrode 14. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the barrier layer 16 formed on the surface of the planarizing film 15. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the planarizing film 15 and the mask in which the contact holes 23 are formed. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the TFT 30 having the planarization structure 10. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the liquid crystal display device 1.

まず、本実施形態1の液晶表示装置1の構成について、図7を参照して説明する。   First, the configuration of the liquid crystal display device 1 of Embodiment 1 will be described with reference to FIG.

液晶表示装置1は、第1基板であるTFT基板51と、TFT基板51に対向して配置された第2基板である対向基板52と、上記TFT基板51及び対向基板52の間に設けられた表示媒体層である液晶層53とを備えている。本実施形態1の平坦化構造は、TFT基板51に形成されている。   The liquid crystal display device 1 is provided between a TFT substrate 51 which is a first substrate, a counter substrate 52 which is a second substrate disposed to face the TFT substrate 51, and the TFT substrate 51 and the counter substrate 52. And a liquid crystal layer 53 which is a display medium layer. The planarization structure of the first embodiment is formed on the TFT substrate 51.

対向基板52には、図示を省略するが、カラーフィルタ、ITO等からなる共通電極及びブラックマトリクス等が形成されている。また、対向基板52は、液晶層53側の表面に配向膜が設けられると共に、液晶層53とは反対側の表面に偏光板が積層されている。また、液晶層53は、TFT基板51と対向基板52との間に介在されたシール材54によって封止されている。   Although not shown, the counter substrate 52 is formed with a color filter, a common electrode made of ITO or the like, a black matrix, and the like. The counter substrate 52 is provided with an alignment film on the surface on the liquid crystal layer 53 side, and a polarizing plate is laminated on the surface opposite to the liquid crystal layer 53. Further, the liquid crystal layer 53 is sealed with a sealing material 54 interposed between the TFT substrate 51 and the counter substrate 52.

一方、TFT基板51は、いわゆるアクティブマトリクス基板に構成されている。TFT基板51には、図示を省略するが、表示の単位領域である画素が複数マトリクス状に配置されている。TFT基板51には、各画素に形成されたTFTと、ドライバである駆動回路を構成するTFTとが設けられている。また、TFT基板51は、液晶層53側の表面に配向膜が設けられると共に、液晶層53とは反対側の表面に偏光板が積層されている。そうして、液晶表示装置1は、各画素毎に液晶層53が駆動されることにより、所望の表示が行われるようになっている。   On the other hand, the TFT substrate 51 is configured as a so-called active matrix substrate. Although not shown, the TFT substrate 51 has a plurality of pixels, which are display unit regions, arranged in a matrix. The TFT substrate 51 is provided with a TFT formed in each pixel and a TFT constituting a drive circuit as a driver. The TFT substrate 51 is provided with an alignment film on the surface on the liquid crystal layer 53 side, and a polarizing plate is laminated on the surface opposite to the liquid crystal layer 53. Thus, the liquid crystal display device 1 is configured to perform desired display by driving the liquid crystal layer 53 for each pixel.

本実施形態1における平坦化構造10は、図6に示すように、基板11に形成され、その基板11上の凹凸を平坦化する平坦化膜15を備えている。また、本実施形態1における半導体装置であるTFT30は、上記平坦化構造10を備えている。そして、本実施形態1のTFT30は、上述のように、液晶表示装置1を構成するTFT基板51に形成されている。   As shown in FIG. 6, the planarization structure 10 according to the first exemplary embodiment includes a planarization film 15 that is formed on a substrate 11 and planarizes unevenness on the substrate 11. Further, the TFT 30 which is a semiconductor device in the first embodiment includes the planarization structure 10. The TFT 30 according to the first embodiment is formed on the TFT substrate 51 constituting the liquid crystal display device 1 as described above.

基板11は、絶縁性基板であって例えばガラス基板11により構成されている。ガラス基板11の表面には、図6に示すように、半導体層12が島状に形成されている。半導体層12はシリコン膜により構成され、TFT30の活性領域を形成している。ガラス基板11には、半導体層12を覆うようにゲート絶縁膜13が形成されている。   The substrate 11 is an insulating substrate, and is constituted by, for example, a glass substrate 11. As shown in FIG. 6, the semiconductor layer 12 is formed in an island shape on the surface of the glass substrate 11. The semiconductor layer 12 is composed of a silicon film and forms an active region of the TFT 30. A gate insulating film 13 is formed on the glass substrate 11 so as to cover the semiconductor layer 12.

ゲート絶縁膜13上には、半導体層12の一部に重なるようにゲート電極14が形成されている。ゲート電極14に重なる半導体層12の領域は、図示省略のチャネル領域となっている。半導体層12におけるチャネル領域の左右両側の領域には、それぞれ図示を省略するが、ソース領域及びドレイン領域が形成されている。   A gate electrode 14 is formed on the gate insulating film 13 so as to overlap a part of the semiconductor layer 12. The region of the semiconductor layer 12 that overlaps the gate electrode 14 is a channel region (not shown). Although not shown, a source region and a drain region are formed in regions on both the left and right sides of the channel region in the semiconductor layer 12.

さらに、ゲート絶縁膜13上には、ゲート電極14及び半導体層12等を覆うように、平坦化膜15が形成されている。平坦化膜15は、SOG(Spin on Glass)により構成されている。平坦化膜15は、高分子膜により構成されていてもよい。平坦化膜15及びゲート絶縁膜13には、上記半導体層12のソース領域及びドレイン領域の上方位置において、これら平坦化膜15及びゲート絶縁膜13を貫通するコンタクトホール23がそれぞれ形成されている。   Further, a planarizing film 15 is formed on the gate insulating film 13 so as to cover the gate electrode 14 and the semiconductor layer 12. The planarizing film 15 is made of SOG (Spin on Glass). The planarizing film 15 may be made of a polymer film. In the planarizing film 15 and the gate insulating film 13, contact holes 23 penetrating the planarizing film 15 and the gate insulating film 13 are formed at positions above the source region and the drain region of the semiconductor layer 12, respectively.

コンタクトホール23の内部及びその開口周りの平坦化膜15表面には、金属材料からなる電極部24が形成されている。すなわち、上記ソース領域に導通する電極部24がソース電極を構成する一方、上記ドレイン領域に導通する電極部24がドレイン電極を構成している。こうして、TFT30は、例えばトップゲート型に構成され、平坦化膜15の表面が平坦化された平坦化構造10を有している。   An electrode portion 24 made of a metal material is formed in the contact hole 23 and on the surface of the planarizing film 15 around the opening. That is, the electrode portion 24 that conducts to the source region constitutes a source electrode, while the electrode portion 24 that conducts to the drain region constitutes a drain electrode. Thus, the TFT 30 is configured, for example, as a top gate type, and has the planarization structure 10 in which the surface of the planarization film 15 is planarized.

−製造方法−
次に、液晶表示装置1の製造方法について、上記平坦化構造10の製造方法と共に説明する。
-Manufacturing method-
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device 1 will be described together with a method for manufacturing the planarization structure 10.

液晶表示装置1を製造する場合には、TFT基板51を形成する工程と、対向基板52を形成する工程と、上記TFT基板51と対向基板52とを液晶層53を介して貼り合わせる工程とを行う。   In the case of manufacturing the liquid crystal display device 1, a step of forming the TFT substrate 51, a step of forming the counter substrate 52, and a step of bonding the TFT substrate 51 and the counter substrate 52 through the liquid crystal layer 53 are performed. Do.

対向基板52を形成する工程では、図示を省略するが、ガラス基板上に上記カラーフィルタ、共通電極及びブラックマトリクス等をそれぞれ形成する。一方、TFT基板51を形成する工程では、以下に説明する各工程を行う。   In the step of forming the counter substrate 52, although not shown, the color filter, the common electrode, the black matrix, and the like are formed on the glass substrate. On the other hand, in the process of forming the TFT substrate 51, each process described below is performed.

まず、図2に示すように、ガラス基板11上に50nm程度の厚みで形成したシリコン膜をフォトリソグラフィにより島状にパターニングすることによって、半導体層12を形成する。次に、ガラス基板11及び半導体層12上に、ゲート絶縁膜13をCVD等によって60nm程度の厚みに形成する。その後、一部が半導体層12に重なるようにゲート電極14をフォトリソグラフィにより形成する。   First, as shown in FIG. 2, a semiconductor layer 12 is formed by patterning a silicon film formed on a glass substrate 11 with a thickness of about 50 nm into an island shape by photolithography. Next, the gate insulating film 13 is formed on the glass substrate 11 and the semiconductor layer 12 to a thickness of about 60 nm by CVD or the like. Thereafter, the gate electrode 14 is formed by photolithography so that a part thereof overlaps the semiconductor layer 12.

次に、図3に示すように、上記ゲート電極14及びゲート絶縁膜13を覆うように、層間絶縁膜としての平坦化膜15を形成する。平坦化膜15は、下層の段差を平坦化できるように800〜1000nm程度の厚みに形成する。すなわち、平坦化膜15として、シリカ(SiO)を溶剤に溶かした液体材料を上記ゲート絶縁膜13上にスピンコートした後に、溶剤を揮発させるために150℃程度の温度でプリベークする。 Next, as shown in FIG. 3, a planarizing film 15 as an interlayer insulating film is formed so as to cover the gate electrode 14 and the gate insulating film 13. The planarizing film 15 is formed to a thickness of about 800 to 1000 nm so that the lower step can be planarized. That is, as the planarizing film 15, a liquid material in which silica (SiO 2 ) is dissolved in a solvent is spin-coated on the gate insulating film 13, and then pre-baked at a temperature of about 150 ° C. to volatilize the solvent.

続いて、図4に示すように、平坦化膜15の表面にバリア層16を積層する。バリア層16は、下層反射防止膜(BARC:Bottom AntiReflective Coating)により構成されているすなわち、プリベークした上記平坦化膜15の表面に、有機膜等からなるBARC16を100nmの厚みで塗布する。その後、BARC16に含まれる溶剤を揮発させるために、100℃程度の温度でプリベークする。その後、平坦化膜15であるSOG15と、バリア層16であるBARC16とを350℃程度で1時間加熱することによって、これらを同時に焼成して本硬化させる。   Subsequently, as shown in FIG. 4, a barrier layer 16 is laminated on the surface of the planarizing film 15. The barrier layer 16 is composed of a lower antireflection coating (BARC), that is, the BARC 16 made of an organic film or the like is applied to the surface of the pre-baked planarizing film 15 with a thickness of 100 nm. Then, in order to volatilize the solvent contained in BARC16, it prebakes at the temperature of about 100 degreeC. Thereafter, the SOG 15 that is the planarizing film 15 and the BARC 16 that is the barrier layer 16 are heated at about 350 ° C. for 1 hour, and are simultaneously fired to be fully cured.

次に、図1に示すように、バリア層16の表面にレジスト層20を形成する。次に、レジスト層20に露光光21を照射してレジスト層20を露光することにより、図5に示すように、開口部22を形成してマスクを形成する。このとき、レジスト層20の下面側に到達した露光光21は、BARCからなるバリア層16によって吸収され、その反射が防止される。   Next, as shown in FIG. 1, a resist layer 20 is formed on the surface of the barrier layer 16. Next, the resist layer 20 is irradiated with exposure light 21 to expose the resist layer 20, thereby forming an opening 22 and a mask as shown in FIG. At this time, the exposure light 21 reaching the lower surface side of the resist layer 20 is absorbed by the barrier layer 16 made of BARC, and reflection thereof is prevented.

その後、図5に示すように、マスクの開口部22を介してバリア層16、平坦化膜15及びゲート絶縁膜13をエッチングする。エッチングとしては、CFガスを用いたドライエッチングを行う。そうして、半導体層12におけるソース領域及びドレイン領域の各上方位置に、コンタクトホール23をそれぞれ形成する。 Thereafter, as shown in FIG. 5, the barrier layer 16, the planarization film 15, and the gate insulating film 13 are etched through the opening 22 of the mask. As the etching, dry etching using CF 4 gas is performed. Thus, contact holes 23 are formed in the semiconductor layer 12 at positions above the source region and the drain region, respectively.

次に、エッチングされたバリア層16から、マスクであるレジスト層20をアッシング処理及び有機薬液により除去する。アッシングは酸素プラズマを照射することにより行う。続いて、レジスト層20が除去されたバリア層16を、平坦化膜15の表面からドライエッチングにより除去する。   Next, the resist layer 20 as a mask is removed from the etched barrier layer 16 by an ashing process and an organic chemical solution. Ashing is performed by irradiating oxygen plasma. Subsequently, the barrier layer 16 from which the resist layer 20 has been removed is removed from the surface of the planarizing film 15 by dry etching.

その後、図6に示すように、レジスト層20及びバリア層16が除去された平坦化膜15の表面、及びコンタクトホール23の内部に金属膜を形成し、その金属膜をフォトリソグラフィによりパターニングすることによって、半導体層12のソース領域又はドレイン領域に導通した電極部24を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 6, a metal film is formed on the surface of the planarizing film 15 from which the resist layer 20 and the barrier layer 16 have been removed and inside the contact hole 23, and the metal film is patterned by photolithography. As a result, the electrode portion 24 that is electrically connected to the source region or the drain region of the semiconductor layer 12 is formed.

以上により、平坦化構造10を有するTFT30、及びそのTFT30を備えた液晶表示装置1を製造する。   As described above, the TFT 30 having the planarization structure 10 and the liquid crystal display device 1 including the TFT 30 are manufactured.

−実施形態1の効果−
したがって、この実施形態1によると、下層反射防止膜(BARC)により構成されたバリア層16を、平坦化膜15の表面に積層するようにしたので、バリア層16の酸素プラズマに対する耐性を高めることができる。つまり、平坦化構造10のアッシングに対する耐性を高めることができる。その結果、平坦化膜15の平坦性を良好に維持できるため、その表面に形成する電極部24等の薄膜パターンを高精度に形成することができる。加えて、平坦性を維持する目的で新たな平坦化膜を別途CVD等により成膜する必要がないので、平坦性を維持しながらも工程数を低減することができる。
-Effect of Embodiment 1-
Therefore, according to the first embodiment, the barrier layer 16 composed of the lower antireflection film (BARC) is laminated on the surface of the planarizing film 15, so that the resistance of the barrier layer 16 to oxygen plasma is increased. Can do. That is, it is possible to increase the resistance of the planarization structure 10 to ashing. As a result, since the flatness of the planarizing film 15 can be maintained well, a thin film pattern such as the electrode portion 24 formed on the surface can be formed with high accuracy. In addition, it is not necessary to separately form a new flattening film by CVD or the like for the purpose of maintaining flatness, so that the number of steps can be reduced while maintaining flatness.

さらに、バリア層16を上記BARCにより構成したので、レジスト層20を露光する際に、レジスト層20の下面側において露光光21をバリア層16によって吸収し、レジスト層20内における露光光21の多重干渉による定在波の発生を防止することができる。そのため、レジスト層20の露光精度を高めることができる結果、平坦化膜15のエッチング精度も高められることができる。そうして、上記平坦化構造10及びそれを有する液晶表示装置1を、コストを低減しながらも高精度に形成して、その装置全体の信頼性を向上させることができる。   Further, since the barrier layer 16 is composed of the BARC, when the resist layer 20 is exposed, the exposure light 21 is absorbed by the barrier layer 16 on the lower surface side of the resist layer 20, and the exposure light 21 is multiplexed in the resist layer 20. Generation of standing waves due to interference can be prevented. Therefore, as a result of improving the exposure accuracy of the resist layer 20, the etching accuracy of the planarizing film 15 can also be improved. Thus, the planarization structure 10 and the liquid crystal display device 1 having the same can be formed with high accuracy while reducing the cost, and the reliability of the entire device can be improved.

《その他の実施形態》
上記実施形態1では、平坦化膜15の表面からバリア層16を除去した平坦化構造及び表示装置の例について説明したが、本発明はこれに限定されず、平坦化膜15の表面にバリア層16が除去されずに残されていてもよい。すなわち、この場合には、バリア層16の表面に電極部24が形成されることとなる。工程数を低減する観点では、平坦化膜15を残しておくことが好ましい。
<< Other Embodiments >>
In the first embodiment, the example of the planarization structure and the display device in which the barrier layer 16 is removed from the surface of the planarization film 15 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the barrier layer is formed on the surface of the planarization film 15. 16 may be left without being removed. That is, in this case, the electrode portion 24 is formed on the surface of the barrier layer 16. From the viewpoint of reducing the number of steps, it is preferable to leave the planarization film 15.

また、上記実施形態1では、TFT30に含まれる平坦化構造10について説明したが、本発明はこれに限定されず、凹凸形状を覆って平坦化する平坦化膜を備えた他の素子における平坦化構造についても、同様に適用することができる。   In the first embodiment, the planarization structure 10 included in the TFT 30 has been described. However, the present invention is not limited to this, and planarization in other elements including a planarization film that covers the uneven shape and planarizes. The same applies to the structure.

また、上記実施形態1では、液晶表示装置1を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば有機EL表示装置等の他の上記平坦化構造を有する表示装置についても、同様に適用できる。   In the first embodiment, the liquid crystal display device 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to other display devices having the above planarization structure such as an organic EL display device. Applicable to.

以上説明したように、本発明は、平坦化構造を製造する方法及び表示装置の製造方法について有用であり、特に、平坦化構造のアッシングに対する耐性を高めつつ、レジスト層の露光精度についても可及的に高める場合に適している。   As described above, the present invention is useful for a method for manufacturing a flattened structure and a method for manufacturing a display device. In particular, the exposure accuracy of the resist layer is made as high as possible while increasing resistance to ashing of the flattened structure. It is suitable for the case where it increases.

図1は、露光されるレジスト層及びバリア層を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a resist layer and a barrier layer to be exposed. 図2は、基板上に形成された半導体層及びゲート電極を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a semiconductor layer and a gate electrode formed on the substrate. 図3は、ゲート電極を覆う平坦化膜を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a planarization film covering the gate electrode. 図4は、平坦化膜の表面に形成されたバリア層を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the barrier layer formed on the surface of the planarizing film. 図5は、コンタクトホールが形成された平坦化膜及びマスクを示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a planarizing film and a mask in which contact holes are formed. 図6は、本実施形態1の平坦化構造を有するTFTを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a TFT having a planarization structure according to the first embodiment. 図7は、液晶表示装置の概略構造を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the liquid crystal display device. 図8は、従来の平坦化構造を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional planarization structure.

符号の説明Explanation of symbols

1 液晶表示装置
10 平坦化構造
11 ガラス基板(基板)
12 半導体層
13 ゲート絶縁膜
14 ゲート電極
15 平坦化膜、SOG
16 バリア層、BARC
20 レジスト層
21 露光光
22 開口部
23 コンタクトホール
24 電極部
30 TFT
51 TFT基板(第1基板)
52 対向基板(第2基板)
53 液晶層(表示媒体層)
54 シール材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display device 10 Flattening structure 11 Glass substrate (board | substrate)
12 Semiconductor layer 13 Gate insulating film 14 Gate electrode 15 Planarizing film, SOG
16 Barrier layer, BARC
20 resist layer 21 exposure light 22 opening 23 contact hole 24 electrode 30 TFT
51 TFT substrate (first substrate)
52 Counter substrate (second substrate)
53 Liquid crystal layer (display medium layer)
54 Sealing material

Claims (8)

基板に形成され、該基板上の凹凸を平坦化する平坦化膜を備えた平坦化構造を製造する方法であって、
上記基板上に形成した上記平坦化膜の表面に、バリア層を積層する工程と、
上記バリア層の表面にレジスト層を形成する工程と、
上記レジスト層を露光して該レジスト層に開口部を形成することにより、マスクを形成する工程と、
上記マスクの開口部を介して上記バリア層及び上記平坦化膜をエッチングする工程と、
エッチングされた上記バリア層から上記マスクをアッシングにより除去する工程とを備え、
上記バリア層は、下層反射防止膜により構成されている
ことを特徴とする平坦化構造の製造方法。
A method of manufacturing a planarization structure including a planarization film formed on a substrate and planarizing unevenness on the substrate,
Laminating a barrier layer on the surface of the planarization film formed on the substrate;
Forming a resist layer on the surface of the barrier layer;
Forming a mask by exposing the resist layer to form an opening in the resist layer; and
Etching the barrier layer and the planarizing film through the opening of the mask;
Removing the mask from the etched barrier layer by ashing,
The method for producing a flattened structure, wherein the barrier layer is composed of a lower antireflection film.
請求項1に記載された平坦化構造の製造方法において、
上記平坦化膜は、SOGにより構成されている
ことを特徴とする平坦化構造の製造方法。
In the manufacturing method of the planarization structure described in Claim 1,
The method for manufacturing a planarization structure, wherein the planarization film is made of SOG.
請求項1に記載された平坦化構造の製造方法において、
上記平坦化膜は、高分子膜により構成されている
ことを特徴とする平坦化構造の製造方法。
In the manufacturing method of the planarization structure described in Claim 1,
The method for producing a flattened structure, wherein the flattened film is composed of a polymer film.
請求項1に記載された平坦化構造の製造方法において、
上記レジスト層を形成する前に、上記平坦化膜及び上記バリア層を同時に焼成して本硬化させる
ことを特徴とする平坦化構造の製造方法。
In the manufacturing method of the planarization structure described in Claim 1,
Before the formation of the resist layer, the planarization film and the barrier layer are simultaneously fired to be fully cured.
第1基板を形成する工程と、第2基板を形成する工程と、上記第1基板と上記第2基板とを表示媒体層を介して貼り合わせる工程とを含む表示装置の製造方法であって、
上記第1基板は、基板上に形成された半導体層と、該半導体層を覆うように上記基板上に形成され、該基板上の凹凸を平坦化する平坦化膜とを有し、
上記第1基板を形成する工程には、上記基板上に形成した上記平坦化膜の表面に、バリア層を積層する工程と、上記バリア層の表面にレジスト層を形成する工程と、上記レジスト層を露光して該レジスト層に開口部を形成することにより、マスクを形成する工程と、上記マスクの開口部を介して上記バリア層及び上記平坦化膜をエッチングする工程と、エッチングされた上記バリア層から上記マスクをアッシングにより除去する工程とが含まれ、
上記バリア層は、下層反射防止膜により構成されている
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
A method for manufacturing a display device, comprising: a step of forming a first substrate; a step of forming a second substrate; and a step of bonding the first substrate and the second substrate through a display medium layer,
The first substrate includes a semiconductor layer formed on the substrate, and a planarization film that is formed on the substrate so as to cover the semiconductor layer and planarizes unevenness on the substrate,
The step of forming the first substrate includes a step of laminating a barrier layer on the surface of the planarizing film formed on the substrate, a step of forming a resist layer on the surface of the barrier layer, and the resist layer Are exposed to form an opening in the resist layer, a step of forming a mask, a step of etching the barrier layer and the planarizing film through the opening of the mask, and the etched barrier Removing the mask from the layer by ashing,
The method for manufacturing a display device, wherein the barrier layer is formed of a lower antireflection film.
請求項5に記載された表示装置の製造方法において、
上記平坦化膜は、SOGにより構成されている
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to claim 5,
The method for manufacturing a display device, wherein the planarizing film is made of SOG.
請求項5に記載された表示装置の製造方法において、
上記平坦化膜は、高分子膜により構成されている
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to claim 5,
The method for manufacturing a display device, wherein the planarizing film is made of a polymer film.
請求項5に記載された表示装置の製造方法において、
上記レジスト層を形成する前に、上記平坦化膜及び上記バリア層を同時に焼成して本硬化させる
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to claim 5,
A method of manufacturing a display device, wherein the planarizing film and the barrier layer are simultaneously fired and fully cured before forming the resist layer.
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US9252103B2 (en) 2010-06-18 2016-02-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device

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