JP2009130180A - 電子機器の製造方法および電子機器 - Google Patents

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耕一 永澤
Takashi Yamaguchi
貴司 山口
Yasunao Ozaki
靖尚 尾崎
Yasuhiro Kanetani
康弘 金谷
Hirohisa Takeda
浩久 武田
Yasuo Mikami
康男 三上
Keishi Muto
佳史 武藤
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Abstract

【課題】レジストパターンで覆われた薄膜トランジスタの特性を劣化させることなく、リソグラフィー直後の形状を維持してレジストパターンを硬化させることが可能は電子機器の製造方法を提供する。
【解決手段】薄膜トランジスタＴｒが設けられた第１基板１上にレジストパターン２４が設けられた電子機器の製造方法であり、薄膜トランジスタＴｒを覆う状態で第１基板上にレジスト膜２２を塗布成膜し、このレジスト膜２２に対して露光および現像処理を行うことによりレジストパターン２４を形成する。次に、レジストパターン２４が形成された第１基板１を乾燥処理する。その後、薄膜トランジスタＴｒのチャネル部ｃｈに対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で、乾燥雰囲気下において乾燥処理後のレジストパターン２４に対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する。次に、レジストパターン２４を熱硬化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器の製造方法および電子機器に関し、特には表示装置のような薄膜トランジスタが設けられた基板上に絶縁膜としてレジストパターンを設けてなる電子機器の製造方法および電子機器に関する。
例えば液晶表示装置のような薄型の電子機器においては、基板上に複数の薄膜トランジスタを用いた画素回路や駆動回路などの電子回路が設けられている。このような電子機器においては、薄膜トランジスタを覆う層間絶縁膜としてレジストパターンが用いられている。例えば液晶表示装置であれば、透明性の高いアクリル系重合体をベース樹脂とし、ジアゾ化合物を感光剤としたポジ型のレジスト材料が用いられる。
上記レジストパターンの形成は、次のように行われる。先ず、基板上に未硬化のレジスト膜を塗布成膜し、これに対して露光／現像処理を施すことによってレジストパターンを形成する。その後さらにレジストパターンの熱硬化を行う。この熱硬化においては、例えば上述したジアゾ化合物を感光剤としたポジ型レジストであれば、波長３２０ｎｍまでの波長を有する紫外線を照射することで、処理時間が大幅に短縮される（下記特許文献１参照）。
また熱硬化後のレジスト膜の耐熱性を向上させる手段としては、例えば熱硬化時に紫外線を含む光を照射する方法が提案されている（下記特許文献２参照）。さらに、現像処理後に、減圧下において高エネルギー線を照射し、次いで熱硬化を行う方法が提案されている。この手順によれば感光剤であるジアゾ化合物がカルボン酸になることが防止されて架橋反応が進行し、緻密で耐熱性、耐薬品性の向上が図られたレジストパターンが得られるとしている（下記特許文献３参照）。
特公平５−２６１８９号公報、 特許３３５６１１５号公報 特開２００４−３０９９５５号公報
しかしながら上述した製造方法においては、レジストパターンの硬化処理に際しての薄膜トランジスタのチャネル部への紫外線の照射により、特に図２５に示すようにｐチャネル型の薄膜トランジスタにおいて特性劣化が引き起こされることがわかった。そして図２６に示すように、紫外線未照射の場合の特性と比較して、照射エネルギーが大きくなるほど、薄膜トランジスタの特性劣化が大きくなることがわかる。
そこで本発明は、レジストパターンで覆われた薄膜トランジスタの特性を劣化させることなく、リソグラフィー直後の形状を維持してレジストパターンを硬化させることが可能は電子機器の製造方法および電子機器を提供することを目的とする。
このような目的を達成するための本発明は、薄膜トランジスタが設けられた基板上にレジストパターンが設けられた電子機器の製造方法であり、以下のように行う。先ず、薄膜トランジスタを覆う状態で前記基板上にレジスト膜を塗布成膜する。次いで、レジスト膜に対して露光および現像処理を行うことによりレジストパターンを形成する。その後、レジストパターンが形成された基板を乾燥処理する。次に、乾燥雰囲気下において前記乾燥処理後の前記レジストパターンに対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する。この際、薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で光を照射する。その後、レジストパターンを熱硬化させる。
このような方法では、露光・現像によってパターニングしたレジストパターンを熱硬化させる工程の前に、乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程を行うことにより、次に行う熱硬化の際のレジスト材料の再流動が防止され、レジストパターンの表面形状が露光・現像によってパターニングされた形状に維持される。しかも、紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程では、薄膜トランジスタのチャネル部に対する波長２６０ｎｍよりも短波長の光の照射を防止しているため、短波長の光がチャネル部に照射されることによる薄膜トランジスタの特性劣化、特にｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒの特性劣化を防止することができる。
また本発明は、上述した本発明の製造方法に適する電子機器の構成であり、薄膜トランジスタはボトムゲート型であって、少なくともｐチャンネル型の前記薄膜トランジスタにおけるチャネル部上に波長２６０ｎｍよりも短波長の光照射をカットする遮光膜が設けられていることを特徴としている。
以上説明したように本発明によれば、レジストパターンで覆われた薄膜トランジスタの特性を劣化させることなく、リソグラフィー直後の形状を維持した状態で確実に硬化させた耐熱性の良好なレジストパターンを備えた液晶表示装置３６を得ることが可能になる。
以下、薄膜トランジスタを設けた電子機器の１つとして、アクティブマトリックス駆動の半透過半反射型の液晶表示装置の製造方法に本発明を適用した実施の形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の製造方法を示す断面工程図は、液晶表示装置の表示領域１ａにおける１画素分と、表示領域１ａの周辺領域１ｂにおける要部の断面工程図である。
先ず、図１（１）に示すようにガラスなどの透明な第１基板１上に、ゲート電極３、ゲート絶縁膜５、および半導体層７を順に積層してなるボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒを形成する。この際、例えば表示領域１aにおいては、各画素に対応してｎチャンネル型の薄膜トランジスタ（ｎ型薄膜トランジスタ）ｎ−Ｔｒを形成する。また周辺領域１ｂには、ｎ型薄膜トランジスタｎ−Ｔｒとｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒとを形成する。尚、図面において周辺領域１ｂにはｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒのみを図示した。
次に、薄膜トランジスタＴｒが形成された第１基板１上を層間絶縁膜９で覆い、層間絶縁膜９に形成した接続孔を介して薄膜トランジスタＴｒに接続された配線１１を形成する。これにより、表示領域１ａの各画素には、薄膜トランジスタＴｒを用いた画素回路１３を形成する。また、表示領域１ｂには、ｎ型薄膜トランジスタｎ−Ｔｒとｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒとを用いたＣＭＯＳ構成の駆動回路１５を形成する。これらの画素回路１３および駆動回路１５の詳細については、後に詳細に説明する。
以上のようにして、いわゆるＴＦＴ基板２０が形成される。このＴＦＴ基板２０の表面側には、薄膜トランジスタＴｒや配線１１による凹凸形状が発生した状態となっている。
次に、図１（２）に示すように、ＴＦＴ基板２０上に未硬化のレジスト膜２２を塗布成膜する。ここでは、ジアゾ化合物を感光剤とし、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの少なくとも一方をベース樹脂としたポジ型レジストを用いる。尚、このようなレジスト材料としては、例えば特許３６４２０４８号に例示されたレジスト材料を用いて良い。さらにレジスト材料として、エポキシ基を有する化合物を含有していることが好ましく、これによりレジスト膜が硬化し易くなる。
またここでは、以上のようなレジスト材料を用いたレジスト膜２２を、３．５μｍ〜６．０μｍ程度の厚膜に塗布成膜する。これにより、ＴＦＴ基板２０表面の凹凸形状を充分に埋め込むと共に、このレジスト膜２２で形成される構造体が充分な高さで形成されるようにする。
次に、厚膜で塗布成膜されたレジスト膜２２に対して、露光量を調整した多段階のパターン露光を行う。ここでは、レジスト膜２２としてポジ型レジストを用いているため、現像処理後にレジスト膜２２が厚膜で残る部分ほど露光量が少なくなるように調整された多段階露光を行う。
例えば、配線１１の直上の接続部２２ｃに対しては、レジスト膜２２を全て除去して貫通させた接続孔を形成するため最も多い露光量での露光を行う。液晶表示装置におけるセルギャップを制御するための柱状スペーサを形成するためのスペーサ部２２ｓは、最もレジスト膜２２の残膜厚が多くなるように露光光が照射されないようにする。また、表示領域１ａ内において、透過表示部１ｔは、反射表示部１ｒよりも段差の下部となるように掘下げるため、反射表示部１ｒよりも多い露光量での露光を行う。反射表示部１ｒには表面凹凸形状の光拡散面を設けるための露光を行う。さらに、透過表示部１ｔおよび反射表示部１ｒには、必要に応じて液晶層を構成する液晶分子の配向を規制するための凹状または凸状の配向子を設けるための露光を行う。
尚、本第１実施形態では、周辺領域１ｂは、レジスト膜２２が必要膜厚で残るように露光すれば良い。
そして、以上のような露光においては、薄膜トランジスタＴｒのうち、特にｐ型薄膜トランジスｐ−Ｔｒのチャネル部ｃｈに対して、波長２６０ｎｍよりも低い波長の照射を防止することが重要である。通常、以上のような露光は、超高圧水銀灯を光源としたステッパを用いて行われる。超高圧水銀灯から照射される露光光の輝線は、３６５ｎｍ（ｇ線）／４０５ｎｍ（ｈ線）／４３６ｎｍ（ｉ線）であり、チャネル部ｃｈに対して波長２６０ｎｍよりも低い波長の光が照射されることはない。このため、超高圧水銀灯を光源としたステッパを用いる従来の露光技術を適用して行うことができる。
以上のような多段階露光の後に、レジスト膜２２に対して現像処理を行い、露光部を現像液に溶解させたパターニングを行う。
これにより、図１（３）に示すように、透過表示部１ｔが下部となり反射表示部１ｒが上部となるような所定の段差ｄを備え、さらに反射表示部１ｒに凹凸形状の光拡散面２４ｂを備えると共に、配線１１に達する接続孔２４ｃおよび柱状スペーサ２４ｓを備える形状にレジスト膜２２をパターニングしてなるレジストパターン２４が得られる。また、必要に応じて凹状または凸状の配向子がパターン形成される。
そして、次の工程からは、レジストパターン２４を硬化させる工程になり、ここからが本第１実施形態において特徴的な部分となる。以下、図２のフローチャートを用いて硬化の工程を説明する。
先ず、ステップＳ１では、上述したようにしてレジストパターンを形成した基板を乾燥処理する。これにより、レジストパターン回りの雰囲気およびレジスト膜中から水分を除去する。この乾燥処理は、減圧乾燥、または減圧乾燥と加熱乾燥との組み合わせによって行うこととする。尚、加熱乾燥を組み合わせて行う場合には、加熱温度をジスト材料のガラス転移点未満に保つことによって、レジスト材料の再流動を防止することが重要である。
ここで、この乾燥処理の工程における処理条件は、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸を制御するパラメータとなる。具体的には、乾燥処理における処理条件として減圧度および加熱温度を変化させることによって、熱硬化時のレジスト材料の流動性が制御される。これにより、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸が現像処理の直後よりも小さい範囲で制御されるのである。このため、例えば予備実験を行うことにより、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸が所定状態となるような処理条件を検出しておき、検出された処理条件での乾燥処理を行うことが好ましい。
次に、ステップＳ２-1では、乾燥処理後のレジストパターンに対して乾燥ガスを充填した乾燥雰囲気下において紫外線を含む光を照射する。特にここでは、薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で行うことが重要である。
ここでは乾燥ガスとして窒素（Ｎ2）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを用いることとする。このため例えば、ガスの露点が−６０℃以下の乾燥ガスが好ましく用いられ、一例として露点−６０℃（水分濃度１１ｐｐｍ程度）の窒素（Ｎ2）雰囲気が用いられる。
また、レジストパターン中からの低分子化合物の揮発（脱ガス）を防止することが重要であり、乾燥ガス雰囲気の圧力を大気圧程度に保つことが好ましい。ただし、乾燥雰囲気は、真空雰囲気または減圧雰囲気であっても良い。
尚、処理雰囲気内の水分濃度は、４０００ｐｐｍ以下に保つことが好ましいが、この水分濃度は、レジストパターンに求める形状精度によって有る程度緩和しても良い。
また、レジストパターンに照射する紫外線を含む光としては、次に行うレジストパターンの熱硬化を形状精度良好に行うための紫外線と共に、可視光を照射することが好ましい。可視光としては、波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍの光を照射することが好ましい。
そこで本第１実施形態においては、このような光照射の光源として、紫外線および可視光の範囲に輝線を持ち、かつ広い面積への光照射に適する光源を用いることとする。このような光源として、例えば高圧水銀灯（輝線：２５４ｎｍ／３６５ｎｍ／４０５ｎｍ／４３６ｎｍ／５４６ｎｍ／５７７ｎｍ／５７９ｎｍ）、低圧水銀灯（輝線：１８５ｎｍ／２５４ｎｍ／４３６ｎｍ／５５０ｎｍ）等が用いられる。
また、特に、薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で行うことが重要である。このため、これら光源に対して、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を遮光する光学フィルタを設け、この光学フィルタを介してレジストパターンに対して光照射を行う構成とする。
これにより、レジストパターンに対して、２６０ｎｍ以上の紫外光と共に可視光を含む光を照射し、またこの際に薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止する。
さらに、このような紫外線を含む光を照射する工程は加熱条件下で行われても良い。この場合、加熱温度をレジスト材料のガラス転移点未満に保つことによって、レジスト材料の再流動を防止することが重要であり、例えば８０℃程度の加熱条件下で行われることとする。
ここで、この紫外線を含む光を照射する工程における処理条件は、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸を制御するパラメータとなる。具体的には、紫外線を含む光を照射する工程の処理条件として光照射エネルギーや光照射時の加熱温度を変化させることによって、熱硬化時のレジスト材料の流動性が制御される。これにより、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸が、現像処理の直後よりも小さい範囲で制御されるのである。このため、例えば予備実験を行うことにより、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸が所定状態となるような処理条件を検出しておき、検出された処理条件で紫外線を含む光の照射を行うことが好ましい。
その後、ステップＳ３では、レジストパターンの熱硬化処理を行う。ここでは、レジストパターンを構成するレジスト材料に合わせた加熱温度での熱硬化、すなわち本焼成を行うことにより現像処理によって所定形状にパターニングされたレジストパターンを確実に硬化させる。このような熱硬化においては、おおむね２００℃〜３００℃の加熱温度での本焼成を行う。
以上の後には、図３に示すように、熱硬化されたレジストパターン２４’上に、画素電極２６，２８を形成する。これらの画素電極２６，２８は、透過表示部１ｔにおいてはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）のような透明電極材料からなる透明電極２６として形成する。一方、反射表示部１ｒにおいては、アルミニウムのような光反射特性の良好な反射電極２８として形成する。ここで反射電極２８は、レジストパターン２４に形成された凹凸形状の光拡散面２４ｂにならって成膜されることが重要である。これにより、光拡散面２４ｂが形成されたレジストパターン２４’部分と反射電極２８とで拡散反射板が構成され、反射電極２８の表面が光拡散反射面となる。
尚、透明電極２６と反射電極２８とで１画素分の画素電極を構成するため、これらの電極２６，２８は接続された状態で設けられることとする。また、薄膜トランジスタＴｒを備えた画素回路の表示への影響を防止するために、画素回路に重なる位置に反射電極２８を設ける。そして、接続孔２４ｃを介して透明電極２８を配線１１に接続させ、この接続部分を反射電極２８で覆う構成とする。さらに、柱状スペーサ２４ｓの位置では画素電極２６，２８を除去する。
以上のように透明電極２６と反射電極２８とからなる画素電極を形成した後には、これらを覆う配向膜（図示省略）を形成する。
また、以上のように上方に構造物が形成された第１基板１に対向させる第２基板３０を用意する。この第２基板３０は、ガラスなどの透明基板からなり、透明導電性材料からなるベタ膜状の対向電極３２が設けられている。また対向電極３２を覆う状態で、配向膜尚（図示省略）が設けられている。尚、第２基板３０上には、必要に応じてここでの図示を省略したカラーフィルタがパターン形成されていても良い。カラーフィルタは、対向電極３２の下層に設けられることとする。
次に、第１基板１側に形成した画素電極２６，２８と、第２基板３０側に形成した対向電極３２とを向かい合わせて配置し、これらの間に柱状スペーサ２４ｓを挟持させる。この状態で、基板１−３０間に液晶分子ｍを含む液晶層ＬＣを充填して基板１−３０間を封止する。
以上のようにして、２枚の基板１−３０間に液晶層ＬＣを挟持してなる液晶表示装置３６が得られる。この液晶表示装置３６においては、第１基板１上を覆うレジストパターン２４’が、第１基板１の上方の凹凸を埋め込むと共に、その表面に複数の凹凸形状が形成された一体構造として形成されているところが特徴的である。
つまり、レジストパターン２４’は確実に熱硬化されたものであって、表示光を拡散させるための表面凹凸形状の光拡散面２４ｂと共に、液晶層ＬＣの層厚（つまりセルギャップｇ１，ｇ２）を部分的に調整するための段差ｄおよび柱状スペーサ２４ｓが一体形成されたものとなる。
以上説明した第１実施形態によれば、図２を用いて説明したように、露光・現像によってパターニングしたレジストパターンを熱硬化させる工程（ステップＳ３）の前に、乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-1）を行う構成である。これにより、ステップＳ３における熱硬化の際のレジスト材料の再流動が防止され、レジストパターンの表面形状が露光・現像によってパターニングされた形状に維持される。
したがって、表面凹凸形状を維持した状態で、厚膜化したレジストパターンを熱硬化させることが可能になる。
そして特に、紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-1）では、光源に対して、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を遮光する光学フィルタを設け、この光学フィルタを介してレジストパターンに対して光照射を行うこととした。これにより、図１（３）に示すように、レジストパターン２４下層のボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止し、短波長の光がチャネル部ｃｈに照射されることによる薄膜トランジスタＴｒの特性劣化、特にｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒの特性劣化を防止することができる。
この結果、本第１実施形態の方法により、レジストパターン２４’で覆われた薄膜トランジスタＴｒの特性を劣化させることなく、リソグラフィー直後の形状を維持した状態で確実に硬化させた耐熱性の良好なレジストパターン２４’を備えた液晶表示装置３６を得ることが可能になる。
図４には、各履歴のレジストパターンの表面状態を示す。各レジストパターンは、ジアゾ化合物を感光剤としたポジレジストからなるレジスト膜を塗布成膜し、露光／現像行うことにより凹凸形状の光拡散面２４ｂと接続孔２４ｃとを形成したものである。
図４（Ｒ）は、現像直後のレジストパターンであり、光拡散面２４ｂおよび接続孔２４ｃの形状精度が保たれている。
図４（Ａ）は、本第１実施形態における図２のフローチャートに沿って、硬化させたレジストパターンである。ここでは、先ずステップＳ１として現像後のレジストパターンを減圧乾燥させた。次にステップＳ２-1として、水分濃度を５０ｐｐｍ以下とした窒素（Ｎ2）雰囲気(乾燥ガス雰囲気）の処理室内において、紫外線を含む光の照射を行った。この際、光源には高圧水銀灯を用い、波長３００ｎｍ以下の紫外線を９９％以上吸収する光学フィルタを介して光照射を行った。また基板を８０〜１００℃にまで加熱した。その後、ステップＳ３として、２２０℃で熱硬化処理を行った。
図４（Ｂ）は、本第１実施形態を適用せずに硬化させたレジストパターンである。ここでは、先ず現像後のレジストパターンに対して、乾燥処理を行うことなく、超高圧水銀灯を光源とした光を照射した。超高圧水銀灯からの光は、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を含まないため、熱硬化処理の前処理としてステップＳ２-1で用いたと同様の光照射を行ったことになる。その後、２２０℃で熱硬化処理を行った。
これらのレジストパターンの比較により、第１実施形態の手順で熱硬化させたレジストパターン［図４（Ａ）］では、現像処理後のレジストパターン［図４（Ｒ）］の表面凹凸形状が維持されることが確認できた。一方、第１実施形態におけるステップＳ１の乾燥処理を行わず、またステップＳ２の処理雰囲気および温度調整を行わずに光照射して熱硬化させたレジストパターン［図４（Ｂ）］では、熱硬化の際にレジスト材料が再流動し、現像後の形状を維持できなかった。
また、図５には、レジストパターンの硬化処理において、ステップＳ２-1で照射する光の波長範囲を第１実施形態の範囲内で変更して硬化させたレジストパターンの、現像直後のレジストパターンに対する形状維持レベルを４ヶ所で測定した結果を示す。光源には高圧水銀灯（輝線：２５４ｎｍ／３６５ｎｍ／４０５ｎｍ／４３６ｎｍ／５４６ｎｍ／５７７ｎｍ／５７９ｎｍ）を用い、光学フィルタによってレジストパターンに照射する波長範囲を調整した。
図５（Ａ）-1は、光学フィルタにより、波長３００ｎｍ以下をカットし、主波長３６５ｎｍ／４０５ｎｍ／４３６ｎｍ／５４６ｎｍ／５７７ｎｍ／５７９ｎｍの光を照射した。
図５（Ａ）-2は、光学フィルタにより、波長３００ｎｍ〜３７５ｎｍを通過させ、主波長３６５ｎｍの光を照射した。
図５の結果から、紫外線と共に波長４００ｎｍ以上の可視光も照射したレジストパターン［図５（Ａ）-1］の方が、主波長３６５ｎｍの紫外線のみを照射したレジストパターン［図５（Ａ）-2］よりも、現像後の形状を維持できていて耐熱性が高まることがわかる。これにより、熱硬化処理の前のステップＳ２-1で、紫外線と共に可視光を照射する効果が確認された。
これは、通常の紫外線硬化プロセスは、対象となるレジストの結合を切って、再結合させる事で耐熱性の向上を狙う。これに対して、波長４００ｎｍ以上の可視領域の光は、２５０〜３００ｋＪ／ｍｏｌ程度の低いエネルギーしかないので結合を切ることはできない。しかしながら、本第１実施形態で説明した乾燥雰囲気下においての光照射（ステップＳ２-1）では、波長４００ｎｍ以上の可視領域の光をレジストパターンに照射することにより、ポジレジストの感光によって生成する中間体を架橋反応させることができる。これにより、乾燥雰囲気下での光照射（ステップＳ２-1）においては、紫外線と共に可視領域の光を照射することで、レジストパターンの耐熱性を効果的に向上させることが可能になる。
図６には、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ上に形成したレジストパターンの硬化処理に後における、ｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒのゲート電極とドレイン電流との関係を、トランジスタ特性として示した。
図６（Ａ）は、本第１実施形態の方法を適用して硬化させたレジストパターン下の薄膜トランジスタのトランジスタ特性［高圧水銀灯（光学フィルタ有り）］である。ステップＳ２-1においては、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を遮光する光学フィルタを介して、高圧水銀灯からの光をレジストパターンに対して照射し、その後ステップ３の熱硬化処理を行った。また、光照射前のトランジスタ特性［未照射（リファレンス）］を合わせて示した。
図６（Ｂ）は、本第１実施形態の方法を適用せずに硬化させたレジストパターン下の薄膜トランジスタのトランジスタ特性［高圧水銀灯（光学フィルタ無し）］である。ステップＳ２-1においては、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を含む高圧水銀灯からの光をレジストパターンに対して照射し、その後ステップ３の熱硬化処理を行った。また後のトランジスタ特性である。また、光照射前のトランジスタ特性［未照射（リファレンス）］を合わせて示した。
これらの比較により、第１実施形態の手順で熱硬化させたレジストパターン下の薄膜トランジスタの特性［図６（Ａ）］は、光照射前の特性［未照射（リファレンス）］に維持されており、劣化が無いことが確認された。一方、第１実施形態を適用せずに波長２６０ｎｍよりも短波長の光が熱硬化処理前に照射されたレジストパターン下の薄膜トランジスタの特性［図６（Ｂ）］は、光照射前の特性［未照射（リファレンス）］と比較してしきい値電圧がシフトする劣化が確認された。
また図７には、各履歴のレジストパターンの吸光スペクトルを示す。（Ｒ）は、現像直後のレジストパターンの吸光スペクトルである。（Ａ）は本第１実施形態における図２のフローチャートに沿って硬化させたレジストパターンの吸光スペクトルである。（Ｂ）は本第１実施形態を適用せずに波長２５０ｎｍの紫外線を照射した後に熱硬化処理したレジストパターンの吸光スペクトルである。
これらの比較から、本第１実施形態では、ステップＳ２-1においてレジストパターンに対して紫外線と共に可視光が照射される。このため、従来からポジレジストの脱色工程で使われてきた波長２７０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲の光がレジストパターンに照射され、これによる脱色効果も得ることが可能である。これにより、特別な脱色工程を行うことなく、例えば図３に示す透過表示部１ｔにおいては、表示光の輝度の向上が図られる。
＜第２実施形態＞
本第２実施形態が第１実施形態と異なるところは、レジストパターンの熱硬化処理の前工程としてレジストパターンに光照射する際に、レジストパターン自体を薄膜トランジスタのチャネル部に対する遮光膜として用いるところにあり、他の構成は同様であることとする。
この場合、第１実施形態において図１（１）で説明した工程を同様に行い、第１基板１上の表示領域１ａと周辺領域１ｂとに薄膜トランジスタＴｒを用いた回路を形成してＴＦＴ基板２０とする。
次に、図１（２）に示したように、ＴＦＴ基板２０上に未硬化のレジスト膜２２を塗布成膜する。この場合、短波長側での光吸収が大きいアクリル系ポジ型フォトレジストやクレゾールノボラック樹脂系のフォトレジストを用いる。またここでは、第１実施形態で説明したような、現像処理後にレジスト膜２２が厚膜で残る部分ほど露光量が少なくなるように調整された多段階露光を行うため、第１実施形態と同様のアクリル系ポジ型フォトレジストを用いることが好ましい。
また、本第２実施形態では、ｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒが設けられた領域、すなわち周辺領域１ｂ上に、現像処理後に十分な膜厚のレジストパターンが形成されるように、充分な膜厚でレジスト膜２２を塗布することが重要である。周辺領域１ｂに形成するレジストパターンの必要膜厚は、レジスト材料の組成にもよるが、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を吸収して遮光することができる膜厚であることとする。
その後、厚膜で塗布成膜されたレジスト膜２２に対して、第１実施形態と同様に露光量を調整した多段階のパターン露光を行う。ただし、本第２実施形態においては周辺領域１ｂにおける、少なくともｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒ上のレジスト膜２２部分に対しては、露光を行う必要はない。
そして、以上のような露光においては、薄膜トランジスタＴｒのうち、特にｐ型薄膜トランジスｐ−Ｔｒのチャネル部ｃｈに対して、波長２６０ｎｍよりも低い波長の照射を防止することが重要であることは第１実施形態と同様である。このため、第１実施形態と同様に、超高圧水銀灯を光源としたステッパを用いる従来の露光技術を適用して行うことができる。
以上のような多段階露光の後に、レジスト膜２２に対して現像処理を行い、露光部を現像液に溶解させたパターニングを行う。
これにより、図１（３）に示すように、透過表示部１ｔが下部となり反射表示部１ｒが上部となるような所定の段差ｄを備え、さらに反射表示部１ｒに凹凸形状の光拡散面２４ｂを備えると共に、配線１１に達する接続孔２４ｃおよび柱状スペーサ２４ｓを備える形状にレジスト膜２２をパターニングしてなるレジストパターン２４が得られる。また、必要に応じて凹状または凸状の配向子がパターン形成される。そして特に、周辺領域１ｂ上の少なくともｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒ上には、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を吸収して遮光することができる膜厚ｔでレジストパターン２４を形成する。
そして、次の工程からは、レジストパターン２４を硬化させる工程になる。以下、図８のフローチャートを用いて硬化の工程を説明する。本第２実施形態では、ステップＳ２-2が特徴的であり、ステップＳ１、Ｓ３は第１実施形態と同様で有って良いため、ここでの説明は省略する。
先ず、ステップＳ１においてレジストパターンを形成した基板を乾燥処理した後、ステップＳ２-2では、乾燥処理後のレジストパターンに対して乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する。この際、薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で行うことは、第1実施形態と同様である。本第２実施形態においては、波長２６０ｎｍよりも短波長の光の遮光をレジストパターンによって行うところが特徴的であり、他の構成は第１実施形態のステップＳ２-1と同様である。
すなわち、乾燥ガスとしては、第１実施形態と同様にして不活性ガスを用いる。
また、レジストパターンに照射する紫外線を含む光としては、第１実施形態と同様に、次に行うレジストパターンの熱硬化を形状精度良好に行うための紫外線と共に、可視光を照射することが好ましい。このため、光照射の光源として、紫外線および可視光の範囲に輝線を持ち、かつ広い面積への光照射に適する、例えば高圧水銀灯や（輝線：２５４ｎｍ／３６５ｎｍ／４０５ｎｍ／４３６ｎｍ／５４６ｎｍ／５７７ｎｍ／５７９ｎｍ）、低圧水銀灯（輝線：１８５ｎｍ／２５４ｎｍ／４３６ｎｍ／５５０ｎｍ）等が用いられる。
そして、レジストパターンに対して、紫外光と共に可視光を含む光を照射することにより、特に周辺領域において十分な厚膜で形成されたレジストパターンが遮光膜となり、ｐ型薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止する。
尚、このような紫外線を含む光を照射する工程は加熱条件下で行われても良いことも、第１実施形態と同様である。また、この紫外線を含む光を照射する工程における処理条件は、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸を制御するパラメータとなることも同様である。このため、第１実施形態と同様に、例えば予備実験を行うことにより、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸が所定状態となるような処理条件を検出しておき、検出された処理条件で紫外線を含む光の照射を行うことが好ましい。
その後、ステップＳ３では、第１実施形態と同様にして、レジストパターンの熱硬化処理を行う。
さらに以上の後には、第１実施形態において図３を用いて説明したと同様にして２枚の基板１−３０間に液晶層ＬＣを挟持してなる液晶表示装置３６が得られる。
この液晶表示装置３６は、第１基板１上を覆うレジストパターン２４’が、第１基板１の上方の凹凸を埋め込むと共に、その表面に複数の凹凸形状が形成された一体構造として形成されているところが特徴的である。
以上説明した第２実施形態によれば、図８を用いて説明したように、露光・現像によってパターニングしたレジストパターンを熱硬化させる工程（ステップＳ３）の前に、乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-2）を行う構成である。これにより、ステップＳ３における熱硬化の際のレジスト材料の再流動が防止され、レジストパターンの表面形状が露光・現像によってパターニングされた形状に維持される。
したがって、第１実施形態と同様に、表面凹凸形状を維持した状態で、厚膜化したレジストパターンを熱硬化させることが可能になる。
そして特に、紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-2）では、ｐ型薄膜トランジスタが設けられた周辺領域においては、十分な厚膜で形成されたレジストパターンを、波長２６０ｎｍよりも短波長の光に対する遮光膜として用いた。これにより、図１（３）に示すように、周辺領域１ｂに設けたボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒのチャネル部に対する波長２６０ｎｍよりも短波長の光の照射を防止し、短波長の光がチャネル部ｃｈに照射されることによるｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒの特性劣化を防止することができる。
この結果、本第２実施形態の方法により、レジストパターン２４’で覆われた薄膜トランジスタＴｒの特性を劣化させることなく、リソグラフィー直後の形状を維持した状態で確実に硬化させた耐熱性の良好なレジストパターン２４’を備えた液晶表示装置３６を得ることが可能になる。
ここで、図９には、第２実施形態で用いるレジスト材料（アクリル系ポジ型フォトレジスト）についての露光前の吸光スペクトルを示す。この図に示すように、本第２実施形態においては、波長２６０ｎｍよりも短波長側での光吸収が大きいレジスト材料を用いることが重要である。
図１０には、図９の吸収スペクトルを示すレジスト材料を用いたレジストパターンを、ボトムゲート型のｐ型薄膜トランジスタ上に各膜厚で形成し、波長２５０ｎｍの光を２０００ｍＪ／ｃｍ2照射した場合のトランジスタ特性（ゲート電極とドレイン電流との関係）を示した。またリファレンスとして、波長２５０ｎｍの光を未照射の場合のトランジスタ特性を示した。
図１０から、波長２６０ｎｍよりも短波長側での光吸収を有するレジスト材料を用いれば、レジストパターンの膜厚を厚くすることで、波長２６０ｎｍよりも短波長の光（波長２５０ｎｍの光）照射によるｐ型薄膜トランジスタのしきい値のシフトを抑えることが可能であることが分かる。一例として、波長２５０ｎｍの光を２０００ｍＪ／ｃｍ2で照射する場合であれば、レジストパターンの膜厚を４．０μｍ程度に厚くすることにより、ｐ型薄膜トランジスタのしきい値のシフトを完全に防止することが可能であることが確認された。
そして、ｐ型薄膜トランジスタのチャネル部上に形成されるレジストパターンの膜厚は、ステップＳ２-2において照射する光のエネルギーによって、ｐ型薄膜トランジスタのしきい値のシフトを防止できる大きさに設定されれば良いことが分かる。
また、以上のようにレジストパターンが薄膜トランジスタのチャネル部に対する遮光膜となることからすれば、レジスト膜に対するリソグラフィーの際のパターン露光に、波長２６０ｎｍよりも短波長を含む露光光を用いても、この露光光による薄膜トランジスタの特性劣化を防止することができる。
＜第３実施形態＞
本第３実施形態が第１実施形態と異なるところは、レジストパターンの熱硬化処理の前工程としてレジストパターンに光照射する際に、ゲート電極を薄膜トランジスタのチャネル部に対する遮光膜として用いるところにあり、他の構成は同様であることとする。
先ず、本第３実施形態においては、図１（１）〜図１（３）に示す工程を第１実施形態で説明したと同様に行い、第１基板１上にボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒを形成し、これを覆うレジストパターン２４を形成する。
次に、レジストパターン２４を硬化させる工程を図１１のフローチャートに示すように行う。本第３実施形態では、ステップＳ２-3が特徴的であり、ステップＳ１、Ｓ３は第１実施形態と同様で有って良いため、ここでの説明は省略する。
先ず、ステップＳ１においてレジストパターンを形成した基板を乾燥処理した後、ステップＳ２-3では、乾燥処理後のレジストパターンに対して乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する。この際、薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で行うことは、第1実施形態と同様である。本第３実施形態においては、波長２６０ｎｍよりも短波長の光の遮光をゲート電極によって行うところが特徴的であり、他の構成は第１実施形態のステップＳ２-1と同様である。
すなわち、乾燥ガスとしては、第１実施形態と同様にして不活性ガスを用いる。
また、レジストパターンに照射する紫外線を含む光としては、第１実施形態と同様に、次に行うレジストパターンの熱硬化を形状精度良好に行うための紫外線と共に、熱硬化されたレジストパターンの光透過性を向上させるための可視光を照射することが好ましい。このため、光照射の光源として、紫外線および可視光の範囲に輝線を持ち、かつ広い面積への光照射に適する、例えば高圧水銀灯（輝線：２５４ｎｍ／３６５ｎｍ／４０５ｎｍ／４３６ｎｍ／５４６ｎｍ／５７７ｎｍ／５７９ｎｍ）や、低圧水銀灯（輝線：１８５ｎｍ／２５４ｎｍ／４３６ｎｍ／５５０ｎｍ）等が用いられる。
そして特に本第３実施形態においては、図１２に示すように、第１基板１の裏面側から上述した紫外線を含む光ｈを照射する。これにより、各薄膜トランジスタＴｒにおいては、半導体層７のチャネル部ｃｈに対してゲート電極３が遮光膜となり、チャネル部ｃｈに対する光ｈの照射が防止される。そして周辺領域１ｂに形成されたｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒのチャネル部ｃｈに対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止する。
尚、このような紫外線を含む光を照射する工程は加熱条件下で行われても良いことも、第１実施形態と同様である。また、この紫外線を含む光を照射する工程における処理条件は、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸を制御するパラメータとなることも同様である。このため、第１実施形態と同様に、例えば予備実験を行うことにより、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸が所定状態となるような処理条件を検出しておき、検出された処理条件で紫外線を含む光の照射を行うことが好ましい。
その後、ステップＳ３では、第１実施形態と同様にして、レジストパターンの熱硬化処理を行う。
さらに以上の後には、第１実施形態において図３を用いて説明したと同様にして２枚の基板１−３０間に液晶層ＬＣを挟持してなる液晶表示装置３６が得られる。
この液晶表示装置３６は、第１基板１上を覆うレジストパターン２４’が、第１基板１の上方の凹凸を埋め込むと共に、その表面に複数の凹凸形状が形成された一体構造として形成されているところが特徴的である。
以上説明した第３実施形態によれば、図１１，１２を用いて説明したように、露光・現像によってパターニングしたレジストパターンを熱硬化させる工程（ステップＳ３）の前に、乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-3）を行う構成である。これにより、ステップＳ３における熱硬化の際のレジスト材料の再流動が防止され、レジストパターンの表面形状が露光・現像によってパターニングされた形状に維持される。
したがって、第１実施形態と同様に、表面凹凸形状を維持した状態で、厚膜化したレジストパターンを熱硬化させることが可能になる。
そして特に、紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-3）では、図１２に示すように、第１基板１の裏面側からゲート電極を遮光膜として紫外線を含む光ｈを照射することで、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒのチャネル部ｃｈに対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止している。これにより、短波長の光がチャネル部ｃｈに照射されることによるｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒの特性劣化を防止することができる。
この結果、本第３実施形態の方法により、レジストパターン２４’で覆われた薄膜トランジスタＴｒの特性を劣化させることなく、リソグラフィー直後の形状を維持した状態で確実に硬化させた耐熱性の良好なレジストパターン２４’を備えた液晶表示装置３６を得ることが可能になる。
＜第４実施形態＞
本第４実施形態が第１実施形態と異なるところは、レジストパターンの熱硬化処理の前工程としてレジストパターンに光照射する際に、波長２６０ｎｍ以上の光のみを発生する光源を用いるところにあり、他の構成は同様であることとする。
先ず、本第４実施形態においては、図１（１）〜図１（３）に示す工程を第１実施形態で説明したと同様に行い、第１基板１上にボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒを形成し、これを覆うレジストパターン２４を形成する。
次に、レジストパターン２４を硬化させる工程を図１３のフローチャートに示すように行う。本第４実施形態では、ステップＳ２-4が特徴的であり、ステップＳ１、Ｓ３は第１実施形態と同様で有って良いため、ここでの説明は省略する。
先ず、ステップＳ１においてレジストパターンを形成した基板を乾燥処理した後、ステップＳ２-3では、乾燥処理後のレジストパターンに対して乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する。この際、薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で行うことは、第1実施形態と同様である。本第４実施形態においては、紫外線を含む光の光源として波長２６０ｎｍ以上の光のみを発生する光源を用いるところが特徴的であり、他の構成は第１実施形態のステップＳ２-1と同様である。
すなわち、乾燥ガスとしては、第１実施形態と同様にして不活性ガスを用いる。
また、レジストパターンに照射する紫外線を含む光としては、第１実施形態と同様に、次に行うレジストパターンの熱硬化を形状精度良好に行うための紫外線と共に、熱硬化されたレジストパターンの光透過性を向上させるための可視光を照射することが好ましい。このためここでは、光照射の光源として、波長２６０ｎｍ以上の光のみの範囲で、紫外線および可視光の範囲に輝線を持つ、例えば超高圧水銀灯（輝線：３６５ｎｍ／４０５ｎｍ／４３６ｎｍ）が用いられる。
ただし、超高圧水銀灯は点光源である。このため、第１基板１上の広い面積に対して効率的に波長２６０ｎｍ以上の紫外線を含む光を照射するために、光源に対してミラーやレンズを設けることにより、照射光を線状または面状に広げて用いることとする。
尚、このような紫外線を含む光を照射する工程は加熱条件下で行われても良いことも、第１実施形態と同様である。また、この紫外線を含む光を照射する工程における処理条件は、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸を制御するパラメータとなることも同様である。このため、第１実施形態と同様に、例えば予備実験を行うことにより、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸が所定状態となるような処理条件を検出しておき、検出された処理条件で紫外線を含む光の照射を行うことが好ましい。
その後、ステップＳ３では、第１実施形態と同様にして、レジストパターンの熱硬化処理を行う。
さらに以上の後には、第１実施形態において図３を用いて説明したと同様にして２枚の基板１−３０間に液晶層ＬＣを挟持してなる液晶表示装置３６が得られる。
この液晶表示装置３６は、第１基板１上を覆うレジストパターン２４’が、第１基板１の上方の凹凸を埋め込むと共に、その表面に複数の凹凸形状が形成された一体構造として形成されているところが特徴的である。
以上説明した第４実施形態によれば、図１３を用いて説明したように、露光・現像によってパターニングしたレジストパターンを熱硬化させる工程（ステップＳ３）の前に、乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-4）を行う構成である。これにより、ステップＳ３における熱硬化の際のレジスト材料の再流動が防止され、レジストパターンの表面形状が露光・現像によってパターニングされた形状に維持される。
したがって、第１実施形態と同様に、表面凹凸形状を維持した状態で、厚膜化したレジストパターンを熱硬化させることが可能になる。
そして特に、紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-4）では、超高圧水銀灯（輝線：３６５ｎｍ／４０５ｎｍ／４３６ｎｍ）のような、波長２６０ｎｍ以上の光のみの範囲で、紫外線および可視光の範囲に輝線を持つ光源を用いてレジストパターンに対して光照射を行うこととした。これにより、図１（３）に示すように、レジストパターン２４下層のボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒのチャネル部に対する波長２６０ｎｍよりも短波長の光の照射を防止し、短波長の光がチャネル部ｃｈに照射されることによる薄膜トランジスタＴｒの特性劣化、特にｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒの特性劣化を防止することができる。
この結果、本第４実施形態の方法により、レジストパターン２４’で覆われた薄膜トランジスタＴｒの特性を劣化させることなく、リソグラフィー直後の形状を維持した状態で確実に硬化させた耐熱性の良好なレジストパターン２４’を備えた液晶表示装置３６を得ることが可能になる。
ここで、図１４には、本第４実施形態の方法を適用して硬化させたレジストパターン下の薄膜トランジスタのトランジスタ特性［超高圧水銀灯を照射］を示す。この際、ステップＳ２-4においては、超高圧水銀灯からの光をレジストパターンに対して照射し、その後ステップ３の熱硬化処理を行った。また、光照射前のトランジスタ特性［未照射（リファレンス）］を合わせて示した。
図１４に示すように、本第４実施形態を適用し、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を発生しない光源（超高圧水銀灯）を用いて硬化させたレジストパターン下の薄膜トランジスタの特性は、光照射前の特性［未照射（リファレンス）］に維持されており、劣化が無いことが確認された。
＜第５実施形態＞
本第５実施形態が第１実施形態と異なるところは、チャネル部上に遮光膜を設けることにより、熱硬化処理の前工程としてレジストパターンに光照射する際に、遮光膜によって波長２６０ｎｍよりも短波長の光がチャネル部に照射されることを防止するところにある。以下に、第５実施形態の製造方法を説明する。
先ず、図１５（１）に示すようにガラスなどの透明な第１基板１上に、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒを形成する。この際、第１実施形態と同様に、例えば表示領域１aには各画素に対応してｎ型薄膜トランジスタｎ−Ｔｒを形成し、周辺領域１ｂにはｎ型薄膜トランジスタｎ−Ｔｒとｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒとを形成する。
次に、薄膜トランジスタＴｒが形成された第１基板１上を層間絶縁膜９で覆い、層間絶縁膜９に形成した接続孔を介して薄膜トランジスタＴｒに接続された配線１１を形成する。これにより、表示領域１ａの各画素には、薄膜トランジスタＴｒを用いた画素回路１３を形成する。また、表示領域１ｂには、ｎ型薄膜トランジスタｎ−Ｔｒとｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒとを用いたＣＭＯＳ構成の駆動回路１５を形成する。
この際、特に本第５実施形態においては、少なくともｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒのチャネル部ｃｈを覆う状態で、層間絶縁膜９上に遮光膜１１ａを形成するところが特徴的である。この遮光膜１１ａは、例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、さらにはこれらの合金で構成されることとする。さらにこの遮光膜１１ａは、配線１１と同一層で構成されていても良く、図示したように配線１１から延設された形状であっても良い。また配線１１とは独立した形状であっても良い。
以上のようにして、いわゆるＴＦＴ基板２０を形成する。
その後、第１実施形態と同様にして、図１５（２）に示すように、ＴＦＴ基板２０上に未硬化のレジスト膜２２を塗布成膜し、レジスト膜２２に対して多段階露光を行う。この際、第１実施形態と同様に、超高圧水銀灯を光源としたステッパを用いた露光を行っても良いが、露光光に２６０ｎｍよりも短波長の光が含まれていても良い。
その後、レジスト膜２２に対して現像処理を行い、露光部を現像液に溶解させたパターニングを行う。これにより、図１５（３）に示すように、第１実施形態と同様にパターニングされたレジストパターン２４が得られる。
そして、次の工程からは、レジストパターン２４を硬化させる工程になる。以下、図１６のフローチャートを用いて硬化の工程を説明する。本第５実施形態では、ステップＳ２-5が特徴的であり、ステップＳ１、Ｓ３は第１実施形態と同様で有って良いため、ここでの説明は省略する。
先ず、ステップＳ１においてレジストパターンを形成した基板を乾燥処理した後、ステップＳ２-5では、乾燥処理後のレジストパターンに対して乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する。この際、薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で行うことは、第1実施形態と同様である。本第５実施形態においては、波長２６０ｎｍよりも短波長の光の遮光を遮光膜によって行うところが特徴的であり、他の構成は第１実施形態のステップＳ２-1と同様である。
すなわち、乾燥ガスとしては、第１実施形態と同様にして不活性ガスを用いる。
また、レジストパターンに照射する紫外線を含む光としては、第１実施形態と同様に、次に行うレジストパターンの熱硬化を形状精度良好に行うための紫外線と共に、熱硬化されたレジストパターンの光透過性を向上させるための可視光を照射することが好ましい。このため、光照射の光源として、紫外線および可視光の範囲に輝線を持ち、かつ広い面積への光照射に適する、例えば高圧水銀灯や（輝線：２５４ｎｍ／３６５ｎｍ／４０５ｎｍ／４３６ｎｍ／５４６ｎｍ／５７７ｎｍ／５７９ｎｍ）、低圧水銀灯（輝線：１８５ｎｍ／２５４ｎｍ／４３６ｎｍ／５５０ｎｍ）等が用いられる。
そして、レジストパターンに対して、紫外光と共に可視光を含む光を照射することにより、特に周辺領域に設けた遮光膜によって、ｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止する。
尚、このような紫外線を含む光を照射する工程は加熱条件下で行われても良いことも、第１実施形態と同様である。また、この紫外線を含む光を照射する工程における処理条件は、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸を制御するパラメータとなることも同様である。このため、第１実施形態と同様に、例えば予備実験を行うことにより、熱硬化後のレジストパターンの表面形状の凹凸が所定状態となるような処理条件を検出しておき、検出された処理条件で紫外線を含む光の照射を行うことが好ましい。
その後、ステップＳ３では、第１実施形態と同様にして、レジストパターンの熱硬化処理を行う。
さらに以上の後には、第１実施形態において図３を用いて説明したと同様にして２枚の基板１−３０間に液晶層ＬＣを挟持させる。これにより、図１７に示す液晶表示装置３６’が得られる。この液晶表示装置３６’が図３の液晶表示装置と異なるところは、周辺領域１ｂに設けたｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒのチャネル部ｃｈ上が、遮光膜１１ａで覆われているところにあり、他の構成は図３と同様である。
この液晶表示装置３６’においては、第１基板１上を覆うレジストパターン２４’が、第１基板１の上方の凹凸を埋め込むと共に、その表面に複数の凹凸形状が形成された一体構造として形成されているところが特徴的である。
以上説明した第５実施形態によれば、図１５，１６を用いて説明したように、露光・現像によってパターニングしたレジストパターンを熱硬化させる工程（ステップＳ３）の前に、乾燥ガスを充填した雰囲気下において紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-5）を行う構成である。これにより、ステップＳ３における熱硬化の際のレジスト材料の再流動が防止され、レジストパターンの表面形状が露光・現像によってパターニングされた形状に維持される。
したがって、第１実施形態と同様に、表面凹凸形状を維持した状態で、厚膜化したレジストパターンを熱硬化させることが可能になる。
そして特に、紫外線を含む光を照射する工程（ステップＳ２-5）では、図１５（３）に示すように、ボトムゲート型のｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒのチャネル部ｃｈ上に設けた遮光膜１１ａ上から紫外線を含む光ｈを照射することで、ｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒのチャネル部ｃｈに対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止している。これにより、短波長の光がチャネル部ｃｈに照射されることによるｐ型薄膜トランジスタｐ−Ｔｒの特性劣化を防止することができる。
この結果、本第５実施形態の方法により、レジストパターン２４’で覆われた薄膜トランジスタＴｒの特性を劣化させることなく、リソグラフィー直後の形状を維持した状態で確実に硬化させた耐熱性の良好なレジストパターン２４’を備えた液晶表示装置３６’を得ることが可能になる。
ここで、図１８には、本第５実施形態の方法を適用して硬化させたレジストパターン下の薄膜トランジスタのトランジスタ特性［高圧水銀灯を照射（遮光有り)］を示す。この際、ステップＳ２-5においては、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を含む高圧水銀灯からの光をレジストパターンに対して２００ｍＪのエネルギーで照射し、その後ステップ３の熱硬化処理を行った。また、光照射前のトランジスタ特性［未照射（リファレンス）］を合わせて示した。
図１８に示すように、本第５実施形態を適用し、チャネル部上に遮光膜を設けた状態で光照射を含む硬化処理を行ったレジストパターン下の薄膜トランジスタの特性は、光照射前の特性［未照射（リファレンス）］に維持されており、劣化が無いことが確認された。
＜表示装置の回路構成＞
図１９には、以上の各実施形態で示したアクティブマトリックス型の液晶表示装置３６，３６’の回路構成の一例を示す図である。この図に示すように、液晶表示装置３６，３６’における第１基板１上には、表示領域１ａとその周辺領域１ｂとが設定されている。表示領域１ａは、複数の走査線４１と複数の信号線４３とが縦横に配線されており、それぞれの交差部に対応して１つの画素が設けられた画素アレイ部として構成されている。また周辺領域１ｂには、走査線４１を走査駆動する走査線駆動回路１５（１５-1）と、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線４３に供給する信号線駆動回路１５（１５-2）とが配置されている。
走査線４１と複数の信号線４３との交差部に対応した各画素に設けられる画素回路１３は、先に説明した透明電極２６と反射電極２８とからなる画素電極、薄膜トランジスタＴｒ、および保持容量Ｃｓで構成されている。そして、走査線駆動回路１５-1による駆動により、薄膜トランジスタＴｒを介して信号線４７から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持され、保持された信号量に応じた電圧が画素電極２６，２８に供給され、この電圧に応じて液晶層を構成する液晶分子が傾斜して表示光の透過が制御される。
尚、以上のような画素回路１３の構成は、あくまでも一例であり、必要に応じて画素回路１３内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて画素回路１３を構成しても良い。また、周辺領域１ｂには、画素回路１３の変更に応じて必要な駆動回路１５が追加される。
＜適用例＞
以上説明した本発明に係る表示装置は、図２０〜図２４に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
図２０は、本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として本発明に係る表示装置を用いることにより作成される。
図２１は、本発明が適用されるデジタルカメラを示す斜視図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図２２は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図２３は、本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図２４は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
尚、以上の各実施形態においては、本発明を液晶表示装置に適用した構成を説明したが、本発明は有機電界発光素子を配列して構成された表示装置（いわゆる有機ＥＬディスプレイにも適用可能である。この場合、有機電界発光素子が設けられる表示領域を覆う絶縁膜として、実施形態において説明したレジスト膜が適用される。
第１〜第４実施形態の製造方法を説明するための断面工程図である。 第１実施形態の製造方法の特徴部を説明するフローチャートである。 第１〜第４実施形態で得られる液晶表示装置の要部断面図である。 第１実施形態の手順、および各履歴のレジストパターンの表面状態を示す。 第１実施形態の範囲内でレジストパターンの硬化処理において照射する光の波長範囲を変更して硬化させたレジストパターンの形状維持レベルを測定した結果を示す図である。 第１実施形態の手順でレジストパターンを硬化処理した後、および比較処理の後における、レジストパターン下の薄膜トランジスタのトランジスタ特性を示す図である。 第１実施形態の手順、および各履歴のレジストパターンの吸光スペクトルを示す図である。 第２実施形態の製造方法の特徴部を説明するフローチャートである。 第２実施形態で用いたレジスト材料についての露光前の吸光スペクトルを示す図である。 図９の吸収スペクトルを示すレジスト材料を用いた各膜厚のレジストパターン下の薄膜トランジスタのトランジスタ特性を示す図である。 第３実施形態の製造方法の特徴部を説明するフローチャートである。 第３実施形態の製造方法の特徴部を説明する要部断面図である。 第４実施形態の製造方法の特徴部を説明するフローチャートである。 第４実施形態の方法を適用して硬化させたレジストパターン下の薄膜トランジスタのトランジスタ特性とリファレンスを示す図である。 第５実施形態の製造方法を説明するための断面工程図である。 第５実施形態の製造方法の特徴部を説明するフローチャートである。 第５実施形態で得られる液晶表示装置の要部断面図である。 第５実施形態の方法を適用して硬化させたレジストパターン下の薄膜トランジスタのトランジスタ特性とリファレンスを示す図である。 実施形態の液晶表示装置の回路構成の一例を示す図である。 本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。 本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。 本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。 本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。 本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。 紫外線の照射によるｐチャネル型の薄膜トランジスタにおける特性劣化を示す図である。 紫外線の照射エネルギー毎の薄膜トランジスタの特性劣化を示す図である。
符号の説明
１…第1基板、１ａ…表示領域、１ｂ…周辺領域、３…ゲート電極、１１ａ…遮光膜、２２…レジスト膜、２４…レジストパターン、２４’…レジストパターン（熱硬化後）、２４ｃ…接続孔、２６…透明電極（画素電極）、２８…反射電極（画素電極）、３６，３５’…液晶表示装置（電子機器）、ｃｈ…チャネル部、ｈ…紫外線を含む光、ｐ−Ｔｒ…ｐ型薄膜トランジスタ、ｎ−Ｔｒ…ｎ型薄膜トランジスタ

Claims (17)

  1. 薄膜トランジスタが設けられた基板上にレジストパターンが設けられた電子機器の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタを覆う状態で前記基板上にレジスト膜を塗布成膜する工程と、
    前記レジスト膜に対して露光および現像処理を行うことによりレジストパターンを形成する工程と、
    前記薄膜トランジスタのチャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止した状態で、乾燥雰囲気下において前記レジストパターンに対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程と、
    前記紫外線または可視光の少なくとも一方を照射した後に前記レジストパターンを熱硬化させる工程とを行う
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  2. 請求項１記載の電子機器の製造方法において、
    前記レジストパターンを形成する工程と、前記紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程との間に、
    前記レジストパターンが形成された基板を乾燥処理する工程を行う
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  3. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程は、加熱条件下において行われる
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  4. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程は、乾燥ガスを充填した雰囲気を前記乾燥雰囲気とする
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  5. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記レジストパターンに対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程では、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を遮光する光学フィルタを介して当該レジストパターンに対して光照射を行うことにより、前記チャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止する
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  6. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記薄膜トランジスタはボトムゲート型であって、
    前記レジストパターンに対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程では、当該レジストパターン内で波長２６０ｎｍよりも短波長の光を吸収することにより、前記チャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止する
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  7. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記薄膜トランジスタはボトムゲート型であって、
    前記レジストパターンに対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程では、前記基板側からの光照射により、前記薄膜トランジスタのゲート電極を前記チャネル部に対する遮光膜として用いる
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  8. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記レジストパターンに対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程では、光源として波長２６０ｎｍ以上の光のみを発生する光源を用いる
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  9. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記薄膜トランジスタはボトムゲート型であって、
    前記レジスト膜を塗布成膜する工程の前に、前記薄膜トランジスタのチャネル部上に波長２６０ｎｍよりも短波長の光に対する遮光膜を形成し、
    前記レジストパターンに対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程では、前記遮光膜によって前記チャネル部に対して波長２６０ｎｍよりも短波長の光が照射されることを防止する
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  10. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記レジストパターンはポジ型のレジスト材料を用いて構成される
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  11. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記レジストパターンに対して紫外線または可視光の少なくとも一方を照射する工程では、紫外線と共に可視光を照射する
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  12. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記レジストパターンを熱硬化させる工程の後に、当該レジストパターン上に画素電極を形成し、当該電子機器を表示装置として作製する
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  13. 請求項１または２記載の電子機器の製造方法において、
    前記薄膜トランジスタとしてｐチャンネル型の薄膜トランジスタを形成する
    ことを特徴とする電子機器の製造方法。
  14. 薄膜トランジスタが設けられた基板上にレジストパターンが設けられた電子機器において、
    前記薄膜トランジスタはボトムゲート型であって、少なくともｐチャンネル型の前記薄膜トランジスタにおけるチャネル部上に波長２６０ｎｍよりも短波長の光照射をカットする遮光膜が設けられている
    ことを特徴とする電子機器。
  15. 請求項１４記載の電子機器において、
    前記レジストパターンは、波長２６０ｎｍよりも短波長の光を吸収する材料を含有すると共に、少なくともｐチャンネル型の前記薄膜トランジスタにおけるチャネル部上の膜厚が波長２６０ｎｍよりも短波長の光照射を遮光する大きさを有して前記遮光膜として構成されている
    ことを特徴とする電子機器。
  16. 請求項１４記載の電子機器において、
    前記レジストパターンの下層における少なくともｐチャンネル型の前記薄膜トランジスタのチャネル部上に、波長２６０ｎｍよりも短波長の光照射を遮光する前記遮光膜が設けられている
    ことを特徴とする電子機器。
  17. 請求項１４記載の電子機器において、
    前記レジストパターンには複数の接続孔が設けられ、
    前記基板上には、前記接続孔を介して前記薄膜トランジスタに接続された複数の画素電極が前記レジストパターン上に配列形成された表示領域と、当該表示領域の周辺に配置された周辺領域とが設けられ、
    前記ｐチャンネル型の薄膜トランジスタは、前記周辺領域に設けられている
    ことを特徴とする電子機器。
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