JP4219717B2

JP4219717B2 - A display device manufacturing method, a liquid crystal display device, and a metal film patterning method.

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Publication number: JP4219717B2
Application number: JP2003087611A
Authority: JP
Inventors: 展昭石賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004294804A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の製造方法及び液晶表示装置に関し、さらに詳しくは配線等の金属膜のパターニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を駆動するために信号線、データ線が必要であるが、近年のパネルの大型化、高精細化、高開口率化の要求が強くなってきているため、配線に低抵抗材料を使用する必要が出て来た。また、従来の透過型液晶表示装置よりも薄型化、低消費電力化が可能な全反射型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置への要求も強く、その反射膜には反射特性の優れた材料を使用する必要がある。
【０００３】
その中でもＡｌやＡｌ合金は低抵抗で反射特性に優れており、かつ安価な材料として一般的に使用されている。また加工性も非常に優れている。しかし、一方で酸及びアルカリの両方の薬液に腐食しやすい金属でもあるため、以下のような問題があった。
【０００４】
ＡｌやＡｌ合金を用いた場合の問題点について図１０を用いて説明する。図１０は液晶表示装置に用いられるＴＦＴアレイ基板の断面図である。１は透明導電膜、２はＡｌ膜、３はレジスト、４は現像液、５は透明導電膜の還元腐食部、１０はＡｌ膜の膜欠損である。
【０００５】
ＡｌやＡｌ合金からなるＡｌ膜２をＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜１を電気的に接触させた状態で、Ａｌ膜がレジスト３の現像液４にさらされるとＡｌ膜２中のアルミニウムが現像液４に溶け出し、電気的に接触している透明導電膜１を還元腐食させるという問題がある。具体的にはＡｌ膜の下層（直下でなくてもよい）にＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜が存在し、かつそれらが電気的に接触した構造をしている場合、Ａｌ膜のパターン形成時にＡｌが現像液に溶け出し、それが原因で下層のＩＴＯやＩＺＯが還元腐食され、抵抗が劣化したり、歩留りが低下するといった問題があった。Ａｌ膜の膜欠損１０がある箇所では、透明導電膜１が現像液４に晒されるため、この問題が顕著に表れ、透明導電膜の還元腐食部５が発生していた。
【０００６】
また、図１１に示す様に透明導電膜１とＡｌ膜２の間に有機膜８のパターンを設けた構成としても、同様にＡｌ膜の膜欠損１０がある箇所ではＩＴＯが還元腐食されてしまっていた。さらに、有機膜８の上にＡｌ膜の膜欠損１０があった場合、有機膜８とＡｌ膜２の界面にレジスト現像液４が入り込んでしまうため、有機膜８へのダメージを完全に防止できなかった。したがって、有機膜８にレジスト現像液による腐食部分１１が発生するという問題があった。なお、Ａｌ膜２と透明導電膜１の間に窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁膜を設けても有機膜８と同様の問題があった。
【０００７】
このような透明導電膜１の還元腐食を防ぐために、図１２に示すようにＡｌ膜の上層を高融点金属膜７で覆い、Ａｌ膜２が現像液に溶け出ないようにするものが開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。高融点金属膜７にはＣｒやＭｏまたはそれらを主成分とする合金を用いることができる。このような構成とすることにより、透明導電膜１であるＩＴＯやＩＺＯの還元腐食を防止することができる。また、ＣｒやＭｏ以外のＴｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒまたはそれらを主成分とする合金でも同様の効果を得ることができる。
【０００８】
しかし、Ａｌ膜２の上層に前記のような高融点金属膜７を設けると、その部分の成膜工程、加工工程が増加し、歩留り低下やコストアップを招いてしまっていた。特に反射型や半透過型の液晶表示装置の反射率を向上するために、上層の高融点金属層を除去して、ＡｌやＡｌ合金を反射膜の最上層にする必要がある。つまり、透明導電膜の還元腐食防止のためだけに、Ａｌ膜の上層にＣｒ等の高融点金属膜をわざわざ設けて、その後全面除去していた。これにより、製造工程の増加のみならず、上層の高融点金属層除去によりＡｌ膜の反射特性の低下を招いていた。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−２９３０２１号公報（図２）
【特許文献２】
特開平７−８６３０２号公報（図２）
【特許文献３】
特開平７−３０１１８号公報（図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の液晶表示装置ではレジストの現像中に、透明電極が還元腐食されるのを防ぐために製造工程が複雑になるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、簡易な工程により、高歩留りを実現する表示装置の製造方法、液晶表示装置並びに下地の透明導電膜の腐食還元を防止することができる金属膜のパターニング方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる表示装置の製造方法は基板上に透明導電膜（例えば、本実施の形態における透明導電膜１）を形成するステップと、前記透明導電膜の上に前記透明導電膜と電気的に接続された金属膜（例えば、本実施の形態におけるＡｌ膜２）を形成するステップと、前記金属膜の上にレジスト（例えば、本実施の形態におけるレジスト３）を塗布するステップと、前記レジストを露光、現像することにより、厚い部分（例えば、本実施の形態におけるレジストの厚い部分３ａ）及び薄い部分（例えば、本実施の形態におけるレジストの薄い部分３ｂ）を有するようパターニングするステップと、前記レジストをアッシングして、前記レジストの薄い部分に対応する前記金属膜を露出させるステップと、前記金属膜をエッチングするステップとを有するものである。これにより、簡易な工程で、高歩留りの表示装置を製造することができる。
【００１３】
上述の表示装置の製造方法において、前記レジストをパターニングするステップでは厚い部分と薄い部分で露光量を変えるように露光することが可能である。
【００１４】
上述の製造方法において、前記金属膜をエッチングするステップの後に、前記レジストを除去するようにアッシングする工程をさらに備え、前記金属膜をエッチングするステップではドライエッチングによりエッチングすることが望ましい。これにより、生産性を向上することができる。
【００１５】
上述の製造方法の好適な実施例は前記金属膜がアルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金からなるものである。これにより、反射効率の高い半透過型又は反射型の液晶表示装置を簡易な工程で歩留り良く製造することができる。
【００１６】
上述の製造方法の好適な実施例は、前記金属膜が異なる金属からなる積層膜であり、前記金属膜の最上層がアルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金からなり、前記金属膜の最下層が高融点金属からなるものである。
【００１７】
上述の製造方法において前記透明導電膜の上に有機膜又は絶縁膜を形成するステップをさらに備えていても良い。このような構成の液晶表示装置においては、パターニング時の有機膜又は絶縁膜に対するダメージを防ぐことができる。
上述の製造方法の好適な実施例は前記透明導電膜及び前記金属膜が画素電極であるものである。
【００１８】
本発明にかかる液晶表示装置は液晶層を挟んで互いに対向して配置された一対の基板を備える液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちの一方の基板上に設けられた透明導電膜（例えば、本実施の形態における透明導電膜１）と、前記透明導電膜の上に前記透明導電膜と電気的に接続された金属膜（例えば、本実施の形態におけるＡｌ膜２）を備え、前記金属膜のパターニングにおいて、前記金属膜の上に塗布されたレジストが当該金属膜を覆うように露光、現像され、前記レジストをアッシングすることにより前記金属膜の一部が露出され、当該露出した部分の金属膜がエッチングされたものである。これにより、簡易な工程で、高歩留りの表示装置を製造することができる。
上述の液晶表示装置の好適な実施例は前記透明導電膜及び前記金属膜が画素電極であり、前記金属膜が反射電極であるものである。
【００１９】
本発明にかかる金属膜のパターニング方法は透明導電膜を形成するステップと、前記透明導電膜の上に前記透明導電膜と電気的に接続された金属膜を形成するステップと、前記金属膜の上にレジストを塗布するステップと、前記レジストを露光、現像することにより、厚い部分と薄い部分を有するようパターニングするステップと、前記レジストをアッシングして、前記薄い部分のレジストを除去するステップと、前記金属膜をエッチングするステップとを有するものである。これにより、下地の透明導電膜の腐食還元を防止することが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法について図１を用いて説明する。図１は本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法を示すＴＦＴアレイ基板の断面図である。この製造プロセスでは、６回の写真工程により半透過型ａ−ＳｉのＴＦＴアレイを製造している。図１ではゲート端子部、ソース端子部、ゲート電極とソース電極のクロス部、ＴＦＴ部、反射部（補助容量電極）、透過部の断面を示している。２１は第1の金属薄膜、２２は第１の絶縁膜、２３は半導体能動膜、２４はオーミックコンタクト膜、２５はソース電極、２６はドレイン電極、２７は第２の絶縁膜、２８は有機膜、２９は透明導電膜、３０は第３の金属膜である。
本実施の形態にかかる液晶表示装置ではまず、ガラス基板等の基板上にスパッタリングなどの方法で第１の金属薄膜２１を成膜する。第１の金属薄膜２１としては、たとえばクロム、モリブデン、タンタル、チタン、アルミニウム、銅やこれらに他の物質を微量に添加した合金などあるいはこれらの積層からなる１００ｎｍから５００ｎｍ程度の膜厚の薄膜を用いることができる。好適な実施例では、２００ｎｍの膜厚のクロムが用いられる。そして、第１のフォトリソグラフィープロセス（写真工程）で第１の金属薄膜２１をゲート電極およびゲート配線、補助容量電極および補助容量配線をパターニングする。これにより図１（ａ）に示す構成となる。
【００２１】
つぎに、プラズマＣＶＤにより第１の絶縁膜２２、半導体能動膜２３、オーミックコンタクト膜２４を連続で成膜する。好ましい実施例では、３００ｎｍのＳｉＮ膜を成膜した後、１００ｎｍのＳｉＮ膜を成膜することにより、第１の絶縁膜２２を形成する。半導体能動膜２３としてはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）膜が用いられる。好適な実施例では、半導体能動膜２３として１５０ｎｍのｉ−ａ−Ｓｉ膜を成膜する。オーミックコンタクト膜２４としては、ａ−Ｓｉにリン（Ｐ）を微量にドーピングしたｎ−ａ−Ｓｉ膜、ｎ−ｐ−Ｓｉ膜が用いられる。オーミックコンタクト膜２４の膜厚は、２０ｎｍから７０ｎｍ程度とすることができる。好適な実施例では、オーミックコンタクト膜２４として３０ｎｍのｎ−ａ−Ｓｉ膜を成膜する。そして、第２のフォトリソグラフィープロセスで半導体能動膜２３およびオーミックコンタクト膜２４を少なくともＴＦＴ部が形成される部分にパターニングする。半導体能動膜２３およびオーミックコンタクト膜２４のエッチングは、公知のガス組成（たとえば、ＳＦ₆とＯ₂の混合ガスまたはＣＦ₄とＯ₂の混合ガス）でドライエッチングが可能である。これにより図１（ｂ）に示す構成となる。
【００２２】
次にスパッタリングなどの方法で第２の金属薄膜を成膜する。第２の金属薄膜としては、たとえばクロム、モリブデン、タンタル、チタン、アルミニウム、銅やこれらに他の物質を微量に添加した合金あるいはこれらの積層膜が用いられる。好適な実施例では、２００ｎｍの膜厚を有するクロムが成膜される。そして、第３のフォトリソグラフィープロセスでソース配線、ソース電極２５及びドレイン電極２６を形成するように第２の金属薄膜をパターニングする。これにより図１（ｃ）に示す構成となる。
【００２３】
次に、プラズマＣＶＤにより第２の絶縁膜２７を成膜し、その上から塗布、転写により有機膜２８を形成する。好適な実施例では、第２の絶縁膜２７として１００ｎｍの膜厚のＳｉＮが用いられる。また、有機膜２８は、公知の感光性有機膜であり、例えば、ＪＳＲ製ＰＣ３３５又はＰＣ４０５が用いられる。有機膜２８は３．０〜４．０μｍ程度の膜厚、望ましくは３．２〜３．９μｍの膜厚で塗布される。そして第４のフォトリソグラフィープロセスで有機膜２８、第２の絶縁膜２７をパターニングし、コンタクトホール等を形成する。これにより図１（ｄ）の構成となる。
【００２４】
次にスパッタリングなどの方法で透明導電膜２９を成膜する。透明導電膜２９としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｎＯ_２などを用いることができ、とくに化学的安定性の点からＩＴＯが好ましい。好適な実施例では、透明導電膜２９は、８０ｎｍの膜厚を有するＩＴＯが用いられる。そして、第５のフォトリソグラフィープロセスで透明導電膜２９を画素電極等の形状にパターニングする。これにより図１（ｅ）の構成となる。
【００２５】
次に、スパッタリングなどの方法で第３の金属薄膜３０を成膜する。第３の金属薄膜３０にはクロム、モリブデン、タンタル、チタン、アルミニウム、銅、銀やこれらに他の物質を微量に添加した合金あるいはこれらの積層した薄膜が用いられる。第３の金属薄膜３０の最上層には反射率を高くするためにＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＡｌ膜が用いられる。好適な実施例では３００ｎｍの膜厚を有するアルミニウムとＣｕの合金を成膜している。この第３の金属薄膜３０及び透明導電膜２９が液晶を駆動するための画素電極を構成する。そして、第６のフォトリソグラフィープロセスで第３の金属薄膜３０を反射電極等の形状にパターニングする。これにより図１（ｆ）の構成となる。このパターニング工程については後述する。
【００２６】
この上から配向膜が塗布され、一定の方向にラビングすることによってＴＦＴアレイ基板が製造される。このように製造されたＴＦＴアレイ基板は対向配置されたＣＦ基板とスペーサーを介して貼り合わされ、その間に液晶が注入される。この液晶層が狭持された液晶パネルをバックライトユニットに取り付けることにより、液晶表示装置が製造される。
【００２７】
第３の金属薄膜３０をパターニングする工程について図２、図３を用いて詳細に説明する。図２はＴＦＴアレイ基板の構成を示す断面図であり、第３の金属薄膜を反射電極等の形状にパターニングするためのレジストを現像する工程の図である。図３はＴＦＴアレイ基板の構成を示す断面図であり、反射電極をパターニングするためのレジストにアッシング処理をしている工程の図である。図２、図３は例えば、画素電極の反射部を示す図であり、その下の有機膜等は省略している。１は透明導電膜、２はＡｌ膜、３はレジスト、３ａはレジストの厚い部分、３ｂはレジストの薄い部分、３ｃはレジストの残存部分、４は現像液、６はアッシング、１０はＡｌ膜の膜欠損である。本実施の形態では第３の金属薄膜３０はＡｌ膜２の単層構成となっている。
【００２８】
図２に示すように前述のパターニングされた透明導電膜１の上から第３の金属薄膜であるＡｌ膜２が全体に成膜されている。なお、Ａｌ膜２は、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金から構成される。まずＡｌ膜２の上からレジストを塗布する。そして、レジスト膜厚の厚い部分３ａと薄い部分３ｂを設けるためにハーフトーン露光を用いて露光量を変えて露光し、現像している。これにより、図２に示す様に現像される。すなわち、Ａｌ膜２を除去する部分ではレジストが完全に除去可能な光量より少ない光量を照射しているため現像時にレジスト３の一部が除去され、レジストの薄い部分３ｂが形成される。Ａｌ膜２を除去しない部分は光が照射されていないため、現像時にレジスト３は除去されず、レジストの厚い部分３ａが形成される。したがって、現像後でもレジスト３が完全に除去されている部分がないため、図２に示す様にＡｌ膜２は完全にレジスト３で覆われている。現像時にＡｌ膜２の表面がレジスト現像液４に晒されないので、Ａｌ膜２中のＡｌがレジスト現像液４に溶け出すことはなく、透明導電膜１の還元腐食を防止することができる。Ａｌ膜の膜欠損１０があったとしても、その上にレジスト３が設けられているため透明導電膜１が現像液に晒されない。これにより、透明導電膜１の還元腐食を防ぐことができ、抵抗の劣化及び歩留りの低下を防止できる。さらに従来のように上層に設けた高融点金属膜を除去する必要がないので反射膜の反射特性を改善することができる。
【００２９】
その後、図３に示すようにアッシング６を施すと、レジスト３が全体に膜減りする。レジストの薄い部分３ｂではレジスト３が完全に除去され、Ａｌ膜２が露出する。しかし、レジストの厚い部分３ａでは、レジスト３の膜厚自体は薄くなるが完全には除去されないため、レジスト３が残存しＡｌ膜２は露出しない。Ａｌ膜のウェットエッチング処理を施すことにより、Ａｌ膜２がパターニングされる。この時、レジストの残存部分３ｃの下に設けられているＡｌ膜２はエッチングされず、レジスト３が除去されている部分のＡｌ膜２のみエッチングされる。そして、レジスト３を除去するとＡｌ膜２による反射電極が完成する。なお、Ａｌ膜２のエッチングはＢＣｌ_３やＣｌ_２等の公知のガスを用いれば、ドライエッチングすることも可能であり、最後のレジスト除去もアッシングを用いることが出来る。これにより、レジストパターン形成のアッシング、Ａｌ膜２のドライエッチング及びレジスト除去のアッシングと加工するようにすれば、アッシング機構を備えたドライエッチング装置１台のドライプロセスでパターニングを行うことが可能になる。すなわち、レジスト３のアッシングはＯ_２やＣＦ_４等の公知のガスを用いてドライプロセスにより処理可能であるため、ガスを変えることにより、ドライエッチング装置１台でパターニングすることができる。これにより、製造工程の簡略化を図ることができ、生産性を向上することができる。
【００３０】
発明の実施の形態２．
本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法について図４、図５を用いて説明する。図４はＴＦＴアレイ基板の構成を示す断面図であり、反射電極をパターニングするためのレジストを現像する工程の図である。図５はＴＦＴアレイ基板の構成を示す断面図であり、反射電極をパターニングするためのレジストにアッシング処理をしている工程の図である。図２、図３で付した符号と同一の符号は同一の構成をしめすため説明を省略する。９は高融点金属膜である。なお、本実施の形態にかかる液晶表示装置は実施の形態１と同様の工程により製造されるため、実施の形態１と同様の内容については説明を省略する。
【００３１】
本実施の形態では実施の形態１で示した液晶表示装置の構成において、図４に示すようにＡｌ膜２の下層に高融点金属膜９を設けている。つまり、第３の金属薄膜がＡｌ膜２と高融点金属膜９の異なる金属からなる積層膜となり、最上層がＡｌ膜２、最下層が高融点金属膜９により構成されている。この高融点金属膜９はスパッタリング等により１００ｎｍの膜厚のＣｒを用いている。Ｃｒ以外にもＭｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ等でもよく、これらを主成分とする合金でもよい。本実施の形態ではＡｌ膜２の下地に高融点金属膜９を設けることにより、ＩＴＯやその他の配線とＡｌ膜２の接触抵抗を下げることが出来る。さらに、Ａｌ膜２のカバレッジを良好にし、かつＡｌ膜２と下地との密着力を上げることができ、その上層のレジストパターンをより安定したものにすることが可能となる。
【００３２】
このような構成の液晶表示装置においても、実施の形態１と同様にレジストを塗布し、ハーフトーン露光により露光する。これにより、図４に示すようにレジストが厚い部分３ａ及び薄い部分３ｂの２種類の膜厚を有するように現像される。これにより、現像中でもＡｌ膜２の上にレジスト３が設けられているため透明導電膜１が露出せず、透明導電膜１の還元腐食を防ぐことができ、抵抗の劣化及び歩留りの低下を防止できる。そして、図５に示す様にアッシング処理が行われる。アッシング処理により、レジストの薄い部分３ｂはレジスト３が完全に除去されＡｌ膜２が露出する。レジストの厚い部分３ａはレジスト３の一部が除去されるが、レジスト３が残存している。
【００３３】
この後、実施の形態１と同様にＡｌ膜２のエッチングを行い、さらにその下層の高融点金属膜９のエッチングを行う。さらにレジストの除去を行うことにより、反射電極であるＡｌ膜２及び高融点金属膜９のパターンが完成する。もちろん、実施の形態１と同様にレジストパターン形成のためのアッシング、Ａｌ膜２のドライエッチング、高融点金属層９のドライエッチング及びレジスト除去のアッシングのように加工すれば、アッシング機構を備えたドライエッチング装置１台のドライプロセスによりＡｌ膜２と高融点金属膜９との積層膜のパターン形成をすることも可能である。なお、高融点金属９のドライエッチングにはＣＦ₄やＳＦ₆等にＯ_２を混合した公知のガスを用いることができる。これにより、生産性を向上することができる。さらに上層に高融点金属膜を設け、除去する必要がないので反射膜の反射特性を改善することができる。これにより製造工程数の削減、歩留りの改善、反射膜の反射特性を改善することができる。
【００３４】
発明の実施の形態３．
本実施の形態にかかる液晶表示装置について図６、図７を用いて説明する。図６はＴＦＴアレイ基板の構成を示す断面図であり、反射電極をパターニングするためのレジストを現像する工程の図である。図７はＴＦＴアレイ基板の構成を示す断面図であり、反射電極をパターニングするためのレジストにアッシング処理をしている工程の図である。図２、図３で付した符号と同一の符号は同一の構成をしめすため説明を省略する。８は有機膜である。なお、本実施の形態にかかる液晶表示装置は実施の形態１と同様の工程により製造されるため、実施の形態１と同様の内容については説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態では実施の形態１で示した構成において、図６に示すように透明導電膜１とＡｌ膜２の間に有機膜８を設けている。この有機膜８はＡｌ膜２を成膜する前に、パターニングされている。有機膜８は公知の感光性有機膜であり、例えば、ＪＳＲ製ＰＣ３３５又はＰＣ４０５が用いられる。有機膜８は３．０〜４．０μｍ程度の膜厚、望ましくは３．２〜３．９μｍの膜厚で塗布される。そしてフォトリソグラフィープロセスでパターニングされる。そしてその上からＡｌ膜２を成膜している。実施の形態１と同様にレジスト３を塗布し、ハーフトーン露光を行い、現像する。これにより、レジストの厚い部分３ａと薄い部分３ｂが形成される。現像中でも、Ａｌ膜２がレジスト３に覆われているので、現像液４に晒されることがない。よって、透明導電膜１との還元腐食を防ぐことができる。さらに、有機膜８もレジスト３で覆われているため、有機膜８の上のＡｌ膜に膜欠損があった場合でも有機膜８とＡｌ膜２との界面にレジストの現像液４が入り込むことはなく、現像液４による有機膜８へのダメージを防ぐことができる。そして、図７に示すようにアッシングを行うことによって、Ａｌ膜２を露出させることができる。そして、実施の形態１と同様にＡｌ膜２のエッチングを行う。これにより製造工程数の削減、歩留りの改善、反射膜の反射特性を改善することができる。なお、有機膜８の代わりに窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁膜を設けても同様の効果を得ることができ、絶縁膜へのダメージを防ぐことができる。
【００３６】
発明の実施の形態４．
本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法について図８、図９を用いて説明する。図８はＴＦＴアレイ基板の構成を示す断面図であり、反射電極をパターニングするためのレジストを現像する工程の図である。図９はＴＦＴアレイ基板の構成を示す断面図であり、反射電極をパターニングするためのレジストにアッシング処理をしている工程の図である。図１乃至図７で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため説明を省略する。なお、本実施の形態にかかる液晶表示装置は実施の形態１と同様の工程により製造されるため、実施の形態１と同様の内容については説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態では実施の形態１と同様に透明導電膜１を形成した後、有機膜８をパターニングしている。有機膜８は実施の形態１と同様の材料、膜厚で形成され、パターニングされる。そして、高融点金属膜９及びＡｌ膜２をスパッタリング等により積層成膜する。高融点金属９は膜厚が１００ｎｍのＣｒが用いられる。Ａｌ膜の下地に高融点金属膜９を設けることにより、透明導電膜１やその他の配線とＡｌ膜２の接触抵抗を低減することができる。さらにＡｌ膜２のカバレッジを良好にし、かつＡｌ膜２のその下地の密着力を上げ、さらにその上層のレジストパターンをより安定したものにすることが可能となる。
【００３８】
さらにレジスト３を塗布し、ハーフトーン露光により、レジストの厚い部分３ａと薄い部分３ｂを形成するよう現像している。これにより、図８に示す構成となる。Ａｌ膜２が露出することがなくなり、現像液に溶け出すのを防止することが出来る。よって、透明導電膜１の腐食還元を防ぐことができる。さらに、有機膜８へのダメージも防ぐことができる。そして、図９に示すようにアッシング行い、Ａｌ膜２及び高融点金属膜９をエッチングする。なお、有機膜８の代わりに窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁膜を設けても同様の効果を得ることができる。これにより製造工程数の削減、歩留りの改善、反射膜の反射特性を改善することができる。
【００３９】
その他の実施の形態．
本発明は上述した実施の形態だけに限られず、様々な変更が可能である。上述の実施の形態において示した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程は典型的な一例であり、これ以外の製造工程を用いても良い。もちろん、膜の材質、膜厚は上述のものに限られるものではない。レジストの厚い部分と薄い部分をパターニングする工程ではハーフトーン露光により露光して現像していたが、これに限られるものではない。露光工程で露光量をレジストの厚い部分と薄い部分で変えるように、２種類のマスク等を用いてもよい。あるいはレジストの薄い部分でも完全に現像されないように、露光時間や露光量等を調整してもよい。さらに本発明はＡｌ又はＡｌを主成分とする合金以外でも、酸又はアルカリの薬液に腐食しやすい銀等の金属膜のパターニングに対しても利用可能であり、液晶表示装置以外の表示装置にも利用可能である。なお、Ａｌ膜のパターニングにはネガ型、ポジ型いずれのレジストも用いることができ、レジストの代わりに感光性の有機膜を用いることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易な工程により、高歩留りを実現する液晶表示装置及びその製造方法並びに下地の透明導電膜の腐食還元を防止することができる金属膜のパターニング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の現像時の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置のアッシング時の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の現像時の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置のアッシング時の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の現像時の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置のアッシング時の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の現像時の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置のアッシング時の構成を示す断面図である。
【図１０】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１１】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１２】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１透明導電膜、２Ａｌ膜、３レジスト、４現像液、５還元腐食部、
６アッシング、７高融点金属膜、８有機膜、９高融点金属膜、
１０Ａｌ膜の膜欠損、１１レジスト現像液による腐食部分
２１第１の金属膜、２２第１の絶縁膜、２３半導体能動膜
２４オーミックコンタクト膜、２５ソース電極、２６ドレイン電極
２７第２の絶縁膜、２８有機膜、２９透明導電膜３０第３の金属膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a display device and a liquid crystal display device, and more particularly to a method for patterning a metal film such as a wiring.
[0002]
[Prior art]
In a liquid crystal display device, a signal line and a data line are required to drive a thin film transistor (TFT). However, in recent years, demands for larger panels, higher definition, and higher aperture ratio have been increasing. The need to use low resistance materials for wiring has come out. In addition, there is a strong demand for total reflection liquid crystal display devices and transflective liquid crystal display devices that can be made thinner and have lower power consumption than conventional transmissive liquid crystal display devices, and the reflective film has excellent reflection characteristics. It is necessary to use materials.
[0003]
Among them, Al and Al alloys are generally used as inexpensive materials with low resistance and excellent reflection characteristics. Also, the processability is very good. However, on the other hand, it is a metal that is easily corroded by both chemicals of acid and alkali, and therefore has the following problems.
[0004]
The problem when using Al or Al alloy will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of a TFT array substrate used in a liquid crystal display device. Reference numeral 1 is a transparent conductive film, 2 is an Al film, 3 is a resist, 4 is a developer, 5 is a reduced corrosion portion of the transparent conductive film, and 10 is a film defect of the Al film.
[0005]
When the Al film 2 made of Al or Al alloy is in electrical contact with the transparent conductive film 1 such as ITO or IZO and the Al film is exposed to the developer 4 of the resist 3, the aluminum in the Al film 2 is developed. There is a problem that the transparent conductive film 1 that is dissolved in the liquid 4 and is in electrical contact is reduced and corroded. Specifically, when a transparent conductive film such as ITO or IZO is present in the lower layer (not necessarily directly below) of the Al film and has a structure in which they are in electrical contact, the pattern of the Al film is formed. There is a problem in that Al dissolves into the developer, which causes the lower ITO or IZO to be reduced and corroded, resulting in a deterioration in resistance and a decrease in yield. Since the transparent conductive film 1 is exposed to the developer 4 at a location where there is a film defect 10 of the Al film, this problem appears remarkably, and the reduced corrosion portion 5 of the transparent conductive film has occurred.
[0006]
Further, as shown in FIG. 11, even if the organic film 8 pattern is provided between the transparent conductive film 1 and the Al film 2, the ITO is reduced and corroded in the same manner where the film defect 10 of the Al film is present. It was. Furthermore, if there is a film defect 10 of the Al film on the organic film 8, the resist developer 4 enters the interface between the organic film 8 and the Al film 2, so that damage to the organic film 8 can be completely prevented. There wasn't. Therefore, there is a problem that a corroded portion 11 due to the resist developer is generated in the organic film 8. Even if an insulating film such as silicon nitride or silicon oxide is provided between the Al film 2 and the transparent conductive film 1, there is a problem similar to that of the organic film 8.
[0007]
In order to prevent such reductive corrosion of the transparent conductive film 1, an upper layer of an Al film is covered with a refractory metal film 7 so as to prevent the Al film 2 from being dissolved in the developer as shown in FIG. (For example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). For the refractory metal film 7, Cr, Mo, or an alloy containing them as a main component can be used. By adopting such a configuration, it is possible to prevent reductive corrosion of ITO or IZO which is the transparent conductive film 1. Similar effects can also be obtained with Ti, Ta, W, Zr other than Cr or Mo, or an alloy containing them as a main component.
[0008]
However, when the refractory metal film 7 as described above is provided on the upper layer of the Al film 2, the film forming process and the processing process of the part increase, resulting in a decrease in yield and an increase in cost. In particular, in order to improve the reflectivity of a reflective or transflective liquid crystal display device, it is necessary to remove the upper refractory metal layer and make Al or an Al alloy as the uppermost layer of the reflective film. In other words, a refractory metal film such as Cr was purposely provided on the upper layer of the Al film only for the purpose of preventing reductive corrosion of the transparent conductive film, and then the entire surface was removed. As a result, not only the number of manufacturing steps is increased, but the reflection characteristic of the Al film is deteriorated due to the removal of the upper refractory metal layer.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-2933021 (FIG. 2)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-86302 (FIG. 2)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-30118 (FIG. 1)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional liquid crystal display device has a problem in that the manufacturing process is complicated in order to prevent the transparent electrode from being reduced and corroded during development of the resist.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and prevents the corrosion reduction of the display device manufacturing method, the liquid crystal display device, and the underlying transparent conductive film that achieves a high yield by a simple process. An object of the present invention is to provide a method for patterning a metal film.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The method for manufacturing a display device according to the present invention includes a step of forming a transparent conductive film (for example, the transparent conductive film 1 in the present embodiment) on a substrate, and an electrical connection between the transparent conductive film and the transparent conductive film. Forming a connected metal film (for example, Al film 2 in the present embodiment), applying a resist (for example, resist 3 in the present embodiment) on the metal film, and applying the resist Patterning by exposure and development so as to have a thick portion (for example, the thick portion 3a of the resist in the present embodiment) and a thin portion (for example, the thin portion 3b of the resist in the present embodiment); Ashing to expose the metal film corresponding to the thin portion of the resist, and etching the metal film And it has a. Thereby, a high-yield display device can be manufactured by a simple process.
[0013]
In the above-described manufacturing method of the display device, in the step of patterning the resist, exposure can be performed so that the exposure amount is changed between a thick portion and a thin portion.
[0014]
In the above manufacturing method, after the step of etching the metal film, it is preferable to further include a step of ashing to remove the resist, and in the step of etching the metal film, it is preferable to perform etching by dry etching. Thereby, productivity can be improved.
[0015]
In a preferred embodiment of the above manufacturing method, the metal film is made of aluminum or an alloy containing aluminum as a main component. Thus, a transflective or reflective liquid crystal display device with high reflection efficiency can be manufactured with a simple process and with a high yield.
[0016]
In a preferred embodiment of the above manufacturing method, the metal film is a laminated film made of different metals, and the uppermost layer of the metal film is made of aluminum or an alloy mainly composed of aluminum, and the lowermost layer of the metal film is It consists of a refractory metal.
[0017]
The above manufacturing method may further include a step of forming an organic film or an insulating film on the transparent conductive film. In the liquid crystal display device having such a configuration, damage to the organic film or the insulating film during patterning can be prevented.
In a preferred embodiment of the above manufacturing method, the transparent conductive film and the metal film are pixel electrodes.
[0018]
A liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device including a pair of substrates disposed to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and a transparent conductive film provided on one of the pair of substrates (For example, the transparent conductive film 1 in the present embodiment) and a metal film (for example, the Al film 2 in the present embodiment) electrically connected to the transparent conductive film on the transparent conductive film, In the patterning of the metal film, the resist applied on the metal film is exposed and developed so as to cover the metal film, and a part of the metal film is exposed by ashing the resist. A portion of the metal film is etched. Thereby, a high-yield display device can be manufactured by a simple process.
In a preferred embodiment of the above-described liquid crystal display device, the transparent conductive film and the metal film are pixel electrodes, and the metal film is a reflective electrode.
[0019]
The metal film patterning method according to the present invention includes a step of forming a transparent conductive film, a step of forming a metal film electrically connected to the transparent conductive film on the transparent conductive film, Applying a resist to the substrate, patterning the resist to have a thick portion and a thin portion by exposing and developing the resist, ashing the resist to remove the thin portion of the resist, and Etching the metal film. Thereby, corrosion reduction of the underlying transparent conductive film can be prevented.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 of the Invention
A method of manufacturing the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a TFT array substrate showing a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present embodiment. In this manufacturing process, a transflective a-Si TFT array is manufactured by six photographic processes. FIG. 1 shows a cross section of a gate terminal portion, a source terminal portion, a cross portion of a gate electrode and a source electrode, a TFT portion, a reflection portion (auxiliary capacitance electrode), and a transmission portion. 21 is a first metal thin film, 22 is a first insulating film, 23 is a semiconductor active film, 24 is an ohmic contact film, 25 is a source electrode, 26 is a drain electrode, 27 is a second insulating film, and 28 is an organic film. 29 is a transparent conductive film, and 30 is a third metal film.
In the liquid crystal display device according to the present embodiment, first, the first metal thin film 21 is formed on a substrate such as a glass substrate by a method such as sputtering. As the first metal thin film 21, for example, chromium, molybdenum, tantalum, titanium, aluminum, copper, an alloy obtained by adding a small amount of other substances to these, or a thin film having a thickness of about 100 nm to 500 nm made of a laminate thereof. Can be used. In the preferred embodiment, 200 nm thick chromium is used. Then, in the first photolithography process (photographic process), the first metal thin film 21 is patterned into the gate electrode and the gate wiring, the auxiliary capacitance electrode, and the auxiliary capacitance wiring. As a result, the configuration shown in FIG.
[0021]
Next, the first insulating film 22, the semiconductor active film 23, and the ohmic contact film 24 are successively formed by plasma CVD. In a preferred embodiment, after forming a 300 nm SiN film, a 100 nm SiN film is formed to form the first insulating film 22. As the semiconductor active film 23, an amorphous silicon (a-Si) film or a polysilicon (p-Si) film is used. In a preferred embodiment, a 150 nm ia-Si film is deposited as the semiconductor active film 23. As the ohmic contact film 24, an na-Si film or an np-Si film obtained by doping a-Si with a small amount of phosphorus (P) is used. The thickness of the ohmic contact film 24 can be about 20 nm to 70 nm. In a preferred embodiment, a 30 nm na-Si film is deposited as the ohmic contact film 24. Then, the semiconductor active film 23 and the ohmic contact film 24 are patterned at least in a portion where the TFT portion is formed by a second photolithography process. Etching of the semiconductor active film 23 and the ohmic contact film 24 is performed by a known gas composition (for example, SF ₆ And O ₂ Mixed gas or CF _Four And O ₂ Can be dry-etched with a mixed gas). As a result, the configuration shown in FIG.
[0022]
Next, a second metal thin film is formed by a method such as sputtering. As the second metal thin film, for example, chromium, molybdenum, tantalum, titanium, aluminum, copper, an alloy obtained by adding a small amount of other substances to these, or a laminated film thereof is used. In a preferred embodiment, chromium having a thickness of 200 nm is deposited. Then, the second metal thin film is patterned so as to form the source wiring, the source electrode 25 and the drain electrode 26 by a third photolithography process. As a result, the configuration shown in FIG.
[0023]
Next, a second insulating film 27 is formed by plasma CVD, and an organic film 28 is formed thereon by coating and transferring. In a preferred embodiment, SiN having a thickness of 100 nm is used as the second insulating film 27. The organic film 28 is a known photosensitive organic film, and for example, J335 PC335 or PC405 is used. The organic film 28 is applied with a film thickness of about 3.0 to 4.0 μm, preferably 3.2 to 3.9 μm. Then, the organic film 28 and the second insulating film 27 are patterned by a fourth photolithography process to form contact holes and the like. As a result, the configuration shown in FIG.
[0024]
Next, a transparent conductive film 29 is formed by a method such as sputtering. As the transparent conductive film 29, ITO, IZO, SnO ₂ In particular, ITO is preferable from the viewpoint of chemical stability. In a preferred embodiment, the transparent conductive film 29 is made of ITO having a thickness of 80 nm. Then, the transparent conductive film 29 is patterned into a shape such as a pixel electrode by a fifth photolithography process. As a result, the configuration shown in FIG.
[0025]
Next, the third metal thin film 30 is formed by a method such as sputtering. The third metal thin film 30 is made of chromium, molybdenum, tantalum, titanium, aluminum, copper, silver, an alloy obtained by adding a small amount of other substances to these, or a thin film in which these are laminated. An Al film made of Al or an alloy containing Al as a main component is used for the uppermost layer of the third metal thin film 30 in order to increase the reflectance. In a preferred embodiment, an alloy of aluminum and Cu having a thickness of 300 nm is formed. The third metal thin film 30 and the transparent conductive film 29 constitute a pixel electrode for driving the liquid crystal. Then, the third metal thin film 30 is patterned into a shape such as a reflective electrode by a sixth photolithography process. As a result, the configuration shown in FIG. This patterning step will be described later.
[0026]
An alignment film is applied from above, and a TFT array substrate is manufactured by rubbing in a certain direction. The TFT array substrate manufactured in this way is bonded to the CF substrate arranged opposite to each other via a spacer, and liquid crystal is injected therebetween. A liquid crystal display device is manufactured by attaching the liquid crystal panel sandwiched between the liquid crystal layers to the backlight unit.
[0027]
The process of patterning the third metal thin film 30 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the TFT array substrate, and is a diagram of a process of developing a resist for patterning the third metal thin film into a shape such as a reflective electrode. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the TFT array substrate, and is a diagram of a process in which an ashing process is performed on a resist for patterning the reflective electrode. 2 and 3 are diagrams showing, for example, the reflective portion of the pixel electrode, and the organic film and the like below are omitted. 1 is a transparent conductive film, 2 is an Al film, 3 is a resist, 3a is a thick resist portion, 3b is a thin resist portion, 3c is a remaining resist portion, 4 is a developer, 6 is ashing, 10 is an Al film It is a membrane defect. In the present embodiment, the third metal thin film 30 has a single layer structure of the Al film 2.
[0028]
As shown in FIG. 2, an Al film 2 that is a third metal thin film is formed on the entire patterned transparent conductive film 1 described above. The Al film 2 is made of Al or an alloy containing Al as a main component. First, a resist is applied on the Al film 2. Then, in order to provide a thick portion 3a and a thin portion 3b, the resist film is exposed and developed by changing the exposure amount using halftone exposure. As a result, development is performed as shown in FIG. That is, in the portion where the Al film 2 is removed, a light amount smaller than the light amount that can be completely removed by the resist is irradiated, so that a part of the resist 3 is removed during development, and a thin resist portion 3b is formed. Since the portion where the Al film 2 is not removed is not irradiated with light, the resist 3 is not removed during development, and a thick resist portion 3a is formed. Therefore, since there is no portion where the resist 3 is completely removed even after development, the Al film 2 is completely covered with the resist 3 as shown in FIG. Since the surface of the Al film 2 is not exposed to the resist developer 4 during development, Al in the Al film 2 is not dissolved into the resist developer 4, and reductive corrosion of the transparent conductive film 1 can be prevented. Even if there is a film defect 10 in the Al film, the transparent conductive film 1 is not exposed to the developer because the resist 3 is provided thereon. Thereby, the reduction | restoration corrosion of the transparent conductive film 1 can be prevented, and deterioration of resistance and the fall of a yield can be prevented. Further, since it is not necessary to remove the refractory metal film provided on the upper layer as in the prior art, the reflection characteristics of the reflection film can be improved.
[0029]
Thereafter, when ashing 6 is performed as shown in FIG. 3, the film of the resist 3 is entirely reduced. In the thin portion 3b of the resist, the resist 3 is completely removed and the Al film 2 is exposed. However, in the thick portion 3a of the resist, the thickness of the resist 3 itself becomes thin but is not completely removed, so that the resist 3 remains and the Al film 2 is not exposed. By subjecting the Al film to wet etching, the Al film 2 is patterned. At this time, the Al film 2 provided under the remaining portion 3c of the resist is not etched, and only the Al film 2 in the portion where the resist 3 is removed is etched. Then, when the resist 3 is removed, a reflective electrode made of the Al film 2 is completed. The etching of the Al film 2 is BCl ₃ Or Cl ₂ If a known gas such as this is used, dry etching can be performed, and ashing can also be used for final resist removal. Thus, if ashing for resist pattern formation, dry etching of the Al film 2 and ashing for resist removal are performed, patterning can be performed by a dry process of one dry etching apparatus provided with an ashing mechanism. . That is, the ashing of the resist 3 is O ₂ And CF ₄ Since it can be processed by a dry process using a known gas such as the above, patterning can be performed with one dry etching apparatus by changing the gas. Thereby, the manufacturing process can be simplified and the productivity can be improved.
[0030]
Embodiment 2 of the Invention
A method for manufacturing the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the TFT array substrate, and is a diagram of a process of developing a resist for patterning the reflective electrode. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the TFT array substrate, and is a diagram of a process in which an ashing process is performed on the resist for patterning the reflective electrode. The same reference numerals as those used in FIGS. 2 and 3 indicate the same configuration, and the description thereof is omitted. Reference numeral 9 denotes a refractory metal film. Since the liquid crystal display device according to the present embodiment is manufactured by the same process as that of the first embodiment, the description of the same contents as those of the first embodiment will be omitted.
[0031]
In the present embodiment, in the configuration of the liquid crystal display device shown in the first embodiment, a refractory metal film 9 is provided under the Al film 2 as shown in FIG. That is, the third metal thin film is a laminated film made of different metals of the Al film 2 and the refractory metal film 9, and the uppermost layer is composed of the Al film 2 and the lowermost layer is composed of the refractory metal film 9. The refractory metal film 9 is made of Cr having a thickness of 100 nm by sputtering or the like. In addition to Cr, Mo, Ti, Ta, W, Zr, or the like may be used, and an alloy containing these as main components may also be used. In the present embodiment, by providing the refractory metal film 9 under the Al film 2, the contact resistance between the ITO film and other wirings and the Al film 2 can be lowered. Further, the coverage of the Al film 2 can be improved and the adhesion between the Al film 2 and the base can be increased, and the resist pattern on the upper layer can be made more stable.
[0032]
Also in the liquid crystal display device having such a configuration, a resist is applied and exposed by halftone exposure as in the first embodiment. As a result, as shown in FIG. 4, the resist is developed so as to have two types of film thicknesses: a thick portion 3a and a thin portion 3b. Thereby, since the resist 3 is provided on the Al film 2 even during development, the transparent conductive film 1 is not exposed, and the reductive corrosion of the transparent conductive film 1 can be prevented, and resistance deterioration and yield reduction are prevented. it can. Then, an ashing process is performed as shown in FIG. By the ashing process, the resist 3 is completely removed from the thin portion 3b of the resist, and the Al film 2 is exposed. A portion of the resist 3 is removed from the thick portion 3a of the resist, but the resist 3 remains.
[0033]
Thereafter, the Al film 2 is etched in the same manner as in the first embodiment, and the refractory metal film 9 below is further etched. Further, by removing the resist, the pattern of the Al film 2 and the refractory metal film 9 as the reflection electrode is completed. Of course, as in the first embodiment, ashing for forming a resist pattern, dry etching of the Al film 2, dry etching of the refractory metal layer 9, and ashing for resist removal can be used to perform dry etching with an ashing mechanism. It is also possible to form a laminated film pattern of the Al film 2 and the refractory metal film 9 by a dry process of one etching apparatus. For dry etching of the refractory metal 9, CF _Four And SF ₆ Etc. O ₂ A known gas mixed with can be used. Thereby, productivity can be improved. Further, since the refractory metal film is provided on the upper layer and it is not necessary to remove it, the reflection characteristics of the reflection film can be improved. Thereby, the number of manufacturing steps can be reduced, the yield can be improved, and the reflection characteristics of the reflective film can be improved.
[0034]
Embodiment 3 of the Invention
A liquid crystal display device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the TFT array substrate, and is a diagram of a process of developing a resist for patterning the reflective electrode. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the TFT array substrate, and is a diagram of a process in which an ashing process is performed on the resist for patterning the reflective electrode. The same reference numerals as those used in FIGS. 2 and 3 indicate the same configuration, and the description thereof is omitted. Reference numeral 8 denotes an organic film. Since the liquid crystal display device according to the present embodiment is manufactured by the same process as that of the first embodiment, the description of the same contents as those of the first embodiment will be omitted.
[0035]
In this embodiment, in the configuration shown in Embodiment 1, an organic film 8 is provided between the transparent conductive film 1 and the Al film 2 as shown in FIG. The organic film 8 is patterned before the Al film 2 is formed. The organic film 8 is a known photosensitive organic film, and for example, JSR PC335 or PC405 is used. The organic film 8 is applied with a film thickness of about 3.0 to 4.0 μm, preferably 3.2 to 3.9 μm. Then, patterning is performed by a photolithography process. An Al film 2 is formed thereon. As in the first embodiment, a resist 3 is applied, halftone exposure is performed, and development is performed. Thereby, the thick part 3a and the thin part 3b of a resist are formed. Even during development, since the Al film 2 is covered with the resist 3, it is not exposed to the developer 4. Therefore, reductive corrosion with the transparent conductive film 1 can be prevented. Further, since the organic film 8 is also covered with the resist 3, the resist developer 4 enters the interface between the organic film 8 and the Al film 2 even when the Al film on the organic film 8 has a film defect. No, damage to the organic film 8 by the developer 4 can be prevented. Then, by performing ashing as shown in FIG. 7, the Al film 2 can be exposed. Then, the Al film 2 is etched as in the first embodiment. Thereby, the number of manufacturing steps can be reduced, the yield can be improved, and the reflection characteristics of the reflective film can be improved. Note that a similar effect can be obtained even if an insulating film such as silicon nitride or silicon oxide is provided instead of the organic film 8, and damage to the insulating film can be prevented.
[0036]
Embodiment 4 of the Invention
A manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the TFT array substrate, and is a diagram of a process of developing a resist for patterning the reflective electrode. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of the TFT array substrate, and is a diagram of a process in which an ashing process is performed on a resist for patterning a reflective electrode. The same reference numerals as those in FIG. 1 to FIG. In addition, since the liquid crystal display device according to the present embodiment is manufactured by the same process as that of the first embodiment, description of the same contents as those of the first embodiment will be omitted.
[0037]
In the present embodiment, the transparent conductive film 1 is formed as in the first embodiment, and then the organic film 8 is patterned. The organic film 8 is formed and patterned with the same material and film thickness as in the first embodiment. Then, the refractory metal film 9 and the Al film 2 are laminated and formed by sputtering or the like. As the refractory metal 9, Cr having a thickness of 100 nm is used. By providing the refractory metal film 9 under the Al film, the contact resistance between the transparent conductive film 1 and other wirings and the Al film 2 can be reduced. Further, the coverage of the Al film 2 can be improved, the adhesion of the base of the Al film 2 can be increased, and the resist pattern on the upper layer can be made more stable.
[0038]
Further, a resist 3 is applied and developed so as to form a thick portion 3a and a thin portion 3b of the resist by halftone exposure. As a result, the configuration shown in FIG. 8 is obtained. The Al film 2 is not exposed and can be prevented from dissolving in the developer. Therefore, corrosion reduction of the transparent conductive film 1 can be prevented. Further, damage to the organic film 8 can be prevented. Then, ashing is performed as shown in FIG. 9 to etch the Al film 2 and the refractory metal film 9. The same effect can be obtained by providing an insulating film such as silicon nitride or silicon oxide instead of the organic film 8. Thereby, the number of manufacturing steps can be reduced, the yield can be improved, and the reflection characteristics of the reflective film can be improved.
[0039]
Other embodiments.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. The manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal display device described in the above embodiment is a typical example, and other manufacturing processes may be used. Of course, the material and thickness of the film are not limited to those described above. In the process of patterning the thick and thin portions of the resist, exposure and development were performed by halftone exposure, but the present invention is not limited to this. Two types of masks or the like may be used so that the exposure amount is changed between a thick portion and a thin portion of the resist in the exposure step. Or you may adjust exposure time, exposure amount, etc. so that it may not develop completely in the thin part of a resist. Furthermore, the present invention can be used for patterning of a metal film such as silver which is easily corroded by acid or alkali chemicals other than Al or an alloy containing Al as a main component, and can be used for display devices other than liquid crystal display devices. Is available. For patterning the Al film, either negative type or positive type resist can be used, and a photosensitive organic film can be used instead of the resist.
[0040]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal display device which implement | achieves a high yield by a simple process, its manufacturing method, and the metal film patterning method which can prevent the corrosive reduction of the underlying transparent conductive film can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration during development of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration during ashing of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration during development of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration during ashing of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration during development of a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration during ashing of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration during development of a liquid crystal display device according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration during ashing of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 transparent conductive film, 2 Al film, 3 resist, 4 developer, 5 reducing corrosion part,
6 ashing, 7 refractory metal film, 8 organic film, 9 refractory metal film,
10 Al film defect, 11 Corrosion due to resist developer
21 1st metal film, 22 1st insulating film, 23 semiconductor active film
24 ohmic contact film, 25 source electrode, 26 drain electrode
27 Second insulating film, 28 Organic film, 29 Transparent conductive film 30 Third metal film

Claims

Patterning a transparent conductive film formed on a substrate;
Forming a metal film made of aluminum, an alloy containing aluminum as a main component, or silver, electrically connected to the transparent conductive film on the transparent conductive film;
Applying a resist on the metal film;
Patterning the resist by exposure and development to form a resist pattern having a thick portion and a thin portion and covering the entire surface of the metal film;
Ashing the resist before etching the metal film to expose the metal film corresponding to a thin portion of the resist;
Etching the metal film. A method for manufacturing a display device.

2. The method of manufacturing a display device according to claim 1, wherein in the step of patterning the resist, exposure is performed so that an exposure amount is changed between the thick portion and the thin portion.

A step of ashing to remove the resist after the step of etching the metal film;
3. The method of manufacturing a display device according to claim 1, wherein the step of etching the metal film is performed by dry etching.

The metal film is a laminated film made of different metals, and the uppermost layer of the metal film is made of aluminum, an alloy containing aluminum as a main component, or silver,
The display device manufacturing method according to claim 1, wherein a lowermost layer of the metal film is made of a refractory metal.

The method for manufacturing a display device according to claim 1, further comprising a step of forming an organic film or an insulating film on the transparent conductive film.

6. The method for manufacturing a display device according to claim 1, wherein the transparent conductive film and the metal film are pixel electrodes.

The method for manufacturing a display device according to claim 6, wherein the metal film is a reflective electrode.

A metal film patterning method for patterning a metal film provided on a transparent conductive film as a base,
Patterning the transparent conductive film as the base;
On the pattern of the transparent conductive film, a step of forming a metal film electrically connected to the transparent conductive film and having an exposed surface made of aluminum, an alloy containing aluminum as a main component, or silver;
Applying a resist on the metal film;
Patterning the resist by exposure and development to form a resist pattern having a thick portion and a thin portion and covering the entire surface of the metal film;
Before etching the metal film, ashing a resist pattern covering the metal film to remove the thin portion of the resist; and
Etching the metal film. A method for patterning the metal film.