JP3616584B2 - パターン形成方法及びそれを用いた表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ等の半導体装置用のパターン形成方法およびそれを用いた表示装置の製造方法に関し、とくにレジストのリフロー技術を用いたパターン形成方法およびそれを用いた表示装置用の薄膜トランジスタ基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の高集積化は、微細パターンの形成手段であるフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とに支えられて達成されてきた。しかし、このようにして半導体装置が高性能化されてくると、その製造工程が高度化し製造コストが増加するようになる。
【０００３】
そこで、最近では、（１）プロセスの高度化の１つである配線パターンの順テーパー化、（２）半導体装置の製造コストを大幅に低減すべく、パターンの製造工程を統合させて全体の工程数を短縮させることが強く要求されてきている。
【０００４】
それに対する従来の技術のうち上記順テーパー化に対する通常の配線の形成（以下、第１の従来例と記す）の場合、及び公知例の配線形成（以下、第２の従来例と記す）の場合を図に基づいて説明する。
【０００５】
図２５は、第１の従来例を説明するための配線パターンの製造工程順の模式断面図である。
【０００６】
図２５（ａ）に示すように、例えば、ガラス基板等の絶縁基板４０１上にアルミ合金等の金属膜４０２が形成される。ここで、金属膜４０２の膜厚は１μｍ程度である。そして、この金属膜４０２上の所定の領域に、公知のフォトリソグラフィ技術でもってレジストマスク４０７が形成される。
【０００７】
次に、図２５（ｂ）に示すように、レジストマスク４０７がエッチングのマスクにされ、金属膜４０２に第１のエッチングが施されて、第１の順テーパー層４１５が形成される。
【０００８】
次に、図２５（ｃ）に示すように、１５０〜２００℃に全体を加熱処理することによりレジストマスク４０７が熱リフローを起こし、横に垂れ下がり、熱リフローレジストマスク４１３となる。
【０００９】
次に、図２５（ｄ）に示すように、この熱リフローレジストマスク４１３をエッチングマスクとして、残存する金属膜４０２に第２のエッチングが施され、下層に第２の順テーパー層４１６を有する配線４１１が形成される。
【００１０】
図２６は、第２の従来例（特願２０００−１３３６３６号公報）の製造方法を製造工程順に示す模式断面図である。
【００１１】
図２６（ａ）に示すように、例えば、絶縁基板４２１上にアルミ合金等の金属膜４２２が形成される。ここで、金属膜４２２の膜厚は１μｍ程度である。そして、この金属膜４２２上の所定の領域に、公知のフォトリソグラフィ技術でもってレジストマスク４２７が形成される。
【００１２】
次に、図２６（ｂ）に示すように、レジストマスク４２７がエッチングのマスクにされ、金属膜４２２に第１のエッチングが施されて第１の順テーパー層４３５が形成される。
【００１３】
次に、図２６（ｂ）に示した第１の順テーパー層４３５の形成後、レジストマスク４２７が絶縁基板４２１と共にシリル化剤である有機シラン溶液中に浸漬される。或いは、レジストマスク４２７が有機シラン蒸気中に曝される。このようにして、レジストマスク４２７がシリル化される。
【００１４】
このシリル化の処理により、レジストマスク４２７が体積膨張して、図２６（ｃ）に示すように、膨張したシリル化レジストマスク４３３が形成される。このシリル化で、膨張したシリル化レジストマスク４３３のパターン幅は、図中破線で示すレジストマスク４２７のパターン幅より大きくなる。ここで、シリル化剤としてシラザン等が用いられる。
【００１５】
次に、この膨張したシリル化レジストマスク４３３がエッチングのマスクにされ、残存する金属膜４２２に第２のエッチングが施されて、下層に第２の順テーパー層４３６を有する配線４３１が形成される。但し、膨張したシリル化レジストマスク４３３の密着力が弱いので、第１の順テーパー層４３５の下部がサイドエッチングされ、第１の順テーパー層４３５にいびつな形状のサイドエッチング部４３２が形成されてしまう場合があった。このようにして配線４３１が形成される。
【００１６】
また、従来の技術のうち、製造工程を短縮させるという要請に対して、その要請がなされる原因となっている現状の重畳な配線形成（以下、第３の従来例と記す）の場合及びその要請を受けて工程の短縮がなされた配線形成（以下、第４の従来例と記す）の場合を図に基づいて説明する。
【００１７】
図２７は、第３の従来例を説明するための逆スタガード型のＴＦＴの一部の製造工程の模式断面図である。
【００１８】
図２７（ａ）に示すように、ガラス等の透明基板からなる絶縁基板４４１上にゲート電極４４２を形成し、ゲート絶縁膜４４３、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜４４４とｎ＋型アモルファスシリコン（ｎ＋型ａ−Ｓｉ）膜４４５と金属膜４４６とが積層して堆積され、さらに、公知のフォトリソグラフィ技術で、金属膜４４６上に第１のレジストマスク４４７、４４８が形成される。
【００１９】
次に、図２７（ｂ）に示すように、これらの第１のレジストマスク４４７、４４８がエッチングのマスクにされ金属膜４４６及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜４４５がドライエッチングされる。
【００２０】
このようにして、ソース電極４５１及びソース電極用のオーミックコンタクト層４４９とドレイン電極４５２及びドレイン電極用のオーミックコンタクト層４５０とが形成される。この後、１回目形成のレジストマスク４４７、４４８は、剥離除去される。
【００２１】
次に、図２７（ｃ）に示すように、ソース電極４５１、オーミックコンタクト層４４９、ドレイン電極４５２、オーミックコンタクト層４５０が被覆され、ａ−Ｓｉ膜４４４表面の一部が被覆されるようにして、公知のフォトリソグラフィ技術で第２のレジストマスク４５３が形成される。
【００２２】
次に、第２のレジストマスク４５３がエッチングマスクにされてａ−Ｓｉ膜４４４がエッチングされ、アイランド層４５４が形成される。そして、この第２のレジストマスク４５３が剥離除去される。
【００２３】
このようにして、逆スタガード型のＴＦＴが形成される。これ以降の工程の説明は省略されるが、例として、画素電極、パッシベーション絶縁膜等が形成されて、アクティブマトリクスＴＦＴ―ＬＣＤ素子が形成されることになる。
【００２４】
図２８は、特開２０００−１３３６３６号公報に示されている第４の従来例を説明するための逆スタガード型のＴＦＴの一部の製造工程の模式断面図である。ここで、図２８（ａ）までは、第３の従来例で説明した図２７（ａ）、（ｂ）と同様である。
【００２５】
次に、レジストマスク４６７、４６８が有機シラン溶液中に浸漬される。或いは、有機シラン蒸気中に曝される。このようにして、レジストマスク４６７、４６８がシリル化される。このシリル化の処理により、レジストマスク４６７、４６８が体積膨張して、図２８（ｂ）に示すように合体し、１つの膨張したシリル化レジストマスク４７３となる。この場合の膨張では、図中破線で示すレジストマスク４６７、４６８の寸法は０．１〜２．０μｍの体積膨張を起こす。
【００２６】
次に、膨張したシリル化レジストマスク４７３がエッチングマスクにされて第２のエッチングが施され、ａ−Ｓｉ膜４６４がエッチングされる。
【００２７】
このようにして、図２８（ｃ）に示すように、アイランド層４７４が形成される。この後、膨張したシリル化レジストマスク４７３が剥離除去される。
【００２８】
このようにして、逆スタガード型のＴＦＴが形成される。これ以降の工程の説明は省略されるが、例として、画素電極、パッシベーション絶縁膜等が形成されて、アクティブマトリクスＴＦＴ―ＬＣＤ素子が形成されることになる。
【００２９】
図２９は、特開２０００−１３１７１９号公報に示されている第５の従来例を説明するための逆スタガード型ＴＦＴの一部の製造工程の模式断面図である。ここで、図２９（ａ）までは、第３の従来例で説明した図２７（ａ）、（ｂ）と同様である。
【００３０】
次に、第１の従来例と同様に１５０〜２５０℃に全体を加熱処理することによりレジストマスク４８７、４８８が熱リフローを起こし、横に垂れ下がり、熱リフローレジストマスク４９３、４９４となる。この場合に、チャネル間の距離Ｌが、０．１〜２．０μｍまでは、処理時間を長くとることで、合体可能であるが、熱リフローの欠点である粘度が高いリフローのため、先端が波打った不均一なリフローとなり、レジストの合体も不完全となり易く、更に２．０μｍを超える熱リフロー自体は、処理時間を大幅に長くしてもほとんど不可能であるため、図２９（ｂ）のように、熱リフローレジストマスク４９３、４９４が完全に合体しない場合も有り得る。又レジストマスクの合体が不十分であることと、下層膜との密着性が悪いことにより、このままの状態で、下層のａ−Ｓｉ膜４８４をエッチングすると、図２９（ｃ）に示すように、合体したアイランド層が形成されず、分離したアイランド層４９５、４９６となりＴＦＴチャネル部が、正常に形成されない。
【００３１】
このようにして、逆スタガード型のＴＦＴが形成される。これ以降の工程の説明は省略されるが、例として、画素電極、パッシベーション絶縁膜等が形成されて、アクティブマトリクスＴＦＴ―ＬＣＤ素子が形成されるが、第５の従来例の熱リフローによるＴＦＴ素子を形成可能なチャネル間の距離Ｌは、０．１〜２．０μｍ以下に限定されることとなる。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明した従来の技術のうち前記（１）の配線パターンの順テーパー化に対する図２５の第１の従来例の場合には、レジストマスク４０７の熱処理による熱リフローでは、リフローと共にレジスト内部の成分の蒸発も促進されるので、体積としては、収縮する。また、レジストマスク４０７の横方向への寸法膨張も０．５〜２．０μｍ程度が限度で、しかも熱リフローは、粘度が高いリフローのため、先端が波打った不均一なリフローとなり、エッチングマスクとしてはサイドエッチングを起こし易く、不十分なテーパー形状の配線、すなわち配線の断面は垂直形状あるいは一部逆テーパー形状になり易かった。
【００３３】
上述した第２の従来例はレジストの体積膨張を利用することにより、上述した第１の従来例の欠点を解消したものである。その点では、大きな効果を得ている。しかしながら発明者の更なる実験により、膨張を大きくし過ぎると、膨張したレジストとその下にある下層膜（被エッチング膜）との密着力が弱まり、その結果サイドエッチングが起こる場合がある、という現象をその後見いだした。実験では、体積膨張を利用して０．１〜２．０μｍまでは横方向にレジストを広げても全く問題はない、という結果を得ており、通常の範囲なら問題はないが、更に広げようとすると上述した問題を考慮する必要がある。
【００３４】
次に、従来の技術のうち前記（２）半導体装置の製造コストを大幅に低減すべく、パターンの製造工程を短絡させて全体の工程数を短縮させることに対する図２７の第３の従来例では、スタガード型のＴＦＴの製造において、ソース電極４５１、ソース電極用のオーミックコンタクト層４４９とドレイン電極４５２、ドレイン電極用のオーミックコンタクト層４５０の形成およびアイランド層４５４の形成のために２回のフォトリソグラフィ工程が必要になるという問題点があった。
【００３５】
上述した第４の従来例も第１の従来例と同じ原理を用いたものであり、第４の従来例の場合は、ＴＦＴ素子部のソースとドレイン電極の間隔が０．１〜２．０μｍ以下のみで可能で４μｍ以上になると、前述した理由から実用上レジストマスクの合体は困難になる、という問題がある。
【００３６】
上述した第５の従来例も第２の従来例１と同じ原理を用いたものであり、第５の従来例では、チャネル間の距離が、０．１〜２．０μｍまでは、処理時間を長くとることで、合体可能であるが、熱リフローの欠点である粘度が高いリフローのため、先端が波打った不均一なリフローとなり、レジストの合体も不完全となり易く、更に２．０μｍを超える熱リフロー自体は、処理時間を大幅に長くしてもほとんど不可能であるため、完全に合体しない場合も有り得る。又レジストマスクの合体が不十分であることと、下層膜との密着性が悪いことにより、合体したアイランド層が形成されず、分離したアイランド層となりＴＦＴチャネル部が、正常に形成されない。
【００３７】
そのため、第５の従来例の熱リフローによるＴＦＴ素子を形成可能なチャネル部の距離は、０．１〜２．０μｍ以下に限定され、しかもＴＦＴ素子も不完全な場合が多いこととなる、という問題がある。
【００３８】
本発明の目的は、半導体素子のパターン形成方法において、従来２ＰＲを必要としていたパターンサイズの異なるパターン形成を１ＰＲで行うことが出来るパターン形成方法を提供することにある。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
上述の問題に鑑み、本発明はレジスト有機膜を溶解する薬液をレジスト有機膜に浸透させて、薬液によりレジスト有機膜を溶解してリフロー（薬液溶解リフロー、溶解リフローまたは薬液リフローと呼ぶ）するものである。
【００４０】
すなわち、被エッチング膜をエッチング処理を用いて所望のパターンに形成パターン形成方法において、被エッチング膜上にレジスト膜を形成したのちレジスト膜を第１のマスクにパターンニングし、次に、第１のマスクを用いて被エッチング膜をエッチングし、次に、第１のマスクを薬液によりリフローして第２のマスクを形成した後、第２のマスクを用いてエッチングを続行するものである。
【００４１】
ここで、１回目のエッチングで１つの層を全部エッチングして２回目のエッチングではその下の異なる層をエッチングしても良いし、１回目のエッチングで１つの層を途中までエッチングして２回目のエッチングでも該層のエッチングをしても良い。
【００４２】
上述の方法により、前述の問題を解消したものである。即ち、従来例２では、レジストの体積膨張のみを利用していたのでレジストと接触する被エッチング層の密着力の問題が起きたものであり、本発明ではリフローを利用するので前述の従来例２の問題も解消したものである。以降に具体的な実施形態を図面を用いて説明することとする。
【００４３】
本発明のパターン形成方法は、被エッチング膜の上に所定のパターンを有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程と、前記変形有機膜をマスクとして前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程とを有するパターン形成方法であって、前記変形有機膜を形成する工程が、前記有機膜に有機溶剤の溶液ゆ薬液を浸透させ、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより行われる、という構成を基本構成としている。
【００４４】
前記有機膜は、有機系材料と有機溶剤で主に構成されている有機膜と、無機系材料と有機溶剤で主に構成されている有機膜である。前者の有機系材料は、レジスト膜、アクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミド等の樹脂及び、高分子有機材料であり、後者の無機材料として、シロキサン又は、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシラン、シリコン、無機ガラス等であり、両者に用いる有機溶剤は、既に記載した有機溶剤薬液が全て使用可能であり、そのうち有機溶媒として適切なものを使用した有機膜である。
【００４５】
また前記有機膜が、水溶性材料であるとき、その水溶性材料が、ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミドのうち１種類、又はこれらの２種類以上の混合物、或いは、これらの塩を主成分とする材料、または、以上に記載した材料に無機材料を混合した材料のいずれかの材料を用いた有機膜である。
【００４６】
有機膜が有機溶剤に溶解性の有る有機材料、又は無機材料で主に構成されている場合には、薬液として有機溶剤の溶液を用い、水に溶解性のある有機溶剤と有機材料、又は有機溶剤と無機材料で主に構成されている場合には、薬液として少なくとも水を含む水溶液を用いることで同様の処理効果を起こすことも可能である。
【００４７】
以下では、特に有機溶剤に溶解性のある有機系材料で有機膜が構成されている場合で、薬液に有機溶剤の溶液を用い、リフロー方法として前述の第１のリフロー方法、すなわち薬液蒸気に暴露するリフロー方法を用いた例を示す。しかしながら、有機膜には、前述したように無機系材料と有機溶剤で主に構成されている有機膜、水溶性材料で主に構成された有機膜、水溶性材料と無機材料を混合したものを材料として用いることも可能であり、リフロー方法としては、第２のリフロー方法、すなわち薬液中へ浸漬するリフロー方法を用いることも可能である。本発明の基本構成のパターン形成方法は、以下のような種々の適用形態を採る。
【００４８】
まず、前記有機膜を形成する工程において、前記有機膜と隣接する隣接有機膜が形成され、前記変形有機膜を形成する工程において、前記隣接有機膜は隣接変形有機膜となり、かつ、前記変形有機膜と結合する。
【００４９】
また、前記変形有機膜を形成する工程と前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程との間に、前記変形有機膜の一部を除去する工程を有し、前記変形有機膜の一部を除去する工程が、前記変形有機膜に対して酸素を用いたアッシング処理または紫外線を用いたオゾン処理を行って、前記変形有機膜の面積を小さくすることにより行われる。
【００５０】
また、前記変形有機膜を形成する工程から前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程までの工程が、前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程の後に少なくとも１回繰り返される。
【００５１】
また、前記被エッチング膜のエッチングのうち、少なくとも最後に行われるエッチングが、ウェットエッチングにより行われる。
【００５２】
また、前記有機溶剤の溶液は、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含む。有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
また、前記溶解リフローが、前記有機溶剤の溶液の蒸気中にさらすことにより行われる、或いは、前記有機溶剤の溶液に浸漬することにより行われる。
【００５３】
また、前記有機膜は、膜厚の異なる複数の有機膜からなり、前記有機膜が感光性有機膜であるとき、前記膜厚の異なる複数の有機膜は、前記感光性有機膜に対する露光量を変えることにより得られ、具体的には、前記有機膜は膜厚の異なる複数の有機膜からなり、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記有機膜をエッチングして前記有機膜を構成する膜厚の異なる複数の有機膜のうち相対的に薄い膜厚の有機膜を除去して、前記相対的に薄い膜厚の有機膜より厚い膜厚の有機膜を残す工程を行い、さらに具体的には、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記有機膜の表面の変質層を除去する工程を行う。さらに、前記有機膜の表面の変質層を除去する工程が、前記有機膜をプラズマ処理、または、ＵＶオゾン処理することにより行われ、前記プラズマ処理が、Ｏ２ガスを含むプラズマ処理用ガス、フッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガス、Ｏ２ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスのいずれかのプラズマ処理用ガスを用いて行われ、前記プラズマ処理用ガスがフッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３のいずれかを含むガスであり、前記プラズマ処理用ガスがＯ２ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ６／Ｏ２、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３／Ｏ２のいずれかのガスを含む。
【００５４】
また、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記被エッチング膜及び前記有機膜をフッ酸溶液に浸漬する工程を行う。
【００５５】
また、前記被エッチング膜は、下から順に第１の膜及び第２の膜からなり、前記第２の膜を前記有機膜をマスクとしてエッチング除去し、前記第１の膜を前記変形有機膜をマスクとしてエッチング除去し、前記第１の膜が第１の金属膜であり、前記第２の膜が、前記第１の金属膜とは異なる材料からなる第２の金属膜である、或いは、前記第１の膜がシリコン膜であり、前記第２の膜が、下から順に高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜及び金属膜である、或いは、前記第１の膜が下から順にシリコン膜及び高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜であり、前記第２の膜が金属膜であり、後者の２つの場合、前記シリコン膜は、薄膜トランジスタの半導体層を構成し、前記オーミックコンタクト用シリコン膜及び前記金属膜は、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を構成し、前記有機膜が複数の膜厚の有機膜からなるとき、前記有機膜は、前記半導体層のチャネル側に厚く形成された厚膜有機膜と、前記半導体層のチャネルから離れた側で薄く形成された薄膜有機膜とからなり、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を形成した後、前記有機膜をその表面からエッチングして前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上に前記厚膜有機膜のみを残し、前記厚膜有機膜を変形させて変形有機膜とする。
【００５６】
以上の本発明のパターン形成方法における有機膜としてはフォトレジスト膜が適している。
【００５７】
ここで使用するレジストマスクの材料としては、次のような有機レジストが好ましい。例えば、高分子化合物と感光剤及びその他添加剤から形成されるものとして、有機材料のみからなるレジストや有機材料と無機材料との混合からなるレジストがある。
【００５８】
有機材料のみからなるレジストでは、ポリビニル系の例としてポリビニルケイ皮酸エステルがある。また、ゴム系の例としては、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物がある。ノボラック樹脂系の例としては、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物がある。さらにアクリル酸の共重合樹脂系の例としてポリアクリルアミドやポリアミド酸がある。その他の例としては、臭素、ヨウ素を添加又は、多く含むレジストがある。
【００５９】
一方、有機材料と無機材料からなるレジストとしては、Ｓｉ含有レジストの例としてのシロキサン又は、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシランを含むレジストがあり、Ｓｉ以外の金属含有レジストの例としてゲルマニウムを含有するレジストがある。
【００６０】
また、レジストマスクは、ネガ型あるいはポジ型のいずれのレジストで形成されていてもよい。ポジ型としては、ノボラック樹脂系の、例えば、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物が適している。ネガ型としては、ゴム系の、例えば、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物が適している。
【００６１】
本発明の上記パターン形成方法は、液晶表示装置やＥＬ表示装置などの表示装置を構成するＴＦＴ基板などのアクティブマトリクス基板の製法に適している。すなわち、表示装置用ＴＦＴ基板の製造方法において、基板上にゲート電極を形成する工程と、ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜、半導体層、金属層を順次形成する工程と、金属層をパターニングしてソース電極およびドレイン電極を形成するためのマスクを形成する工程と、金属層をパターニング後にマスクに有機溶剤を浸透させてマスクを溶解させることによりマスクをリフローして、ソース電極とドレイン電極との間に位置するマスクを連結する工程と、マスクを連結する工程により得られた連結マスクを用いて半導体層をパターニングする工程とを有するＴＦＴ基板の製造方法が得られる。このような、表示装置用ＴＦＴ基板の製造方法において、金属層と半導体層との間にオーミック層が形成される工程をさらに有し、金属層のパターニング工程においてオーミック層もパターニングされる。また、上記表示装置用ＴＦＴ基板の製造方法において、金属層と半導体層との間にオーミック層が形成される工程を有し、半導体層のパターニング工程においてオーミック層もパターニングされるとともに、連結マスクを除去した後にソース電極およびドレイン電極をマスクとしてオーミック層をパターニングすることをも特徴とする。さらに上記表示装置用ＴＦＴ基板の製造方法において、ゲート電極の形成時に、共通電極をも基板上に形成する工程を有し、さらにゲート絶縁膜、半導体層、金属層を順次形成する工程時に共通電極を覆うようにゲート絶縁膜、半導体層、金属層を順次形成するとともに、金属層をパターニングしてソース電極およびドレイン電極を形成する工程時に共通電極の上方に位置する画素電極を形成する工程を有することも特徴とする。また、ソース電極およびドレイン電極にそれぞれ対応するように隣り合うマスクの厚みが、隣り合う側の厚みより遠い側で薄くなる薄膜領域を有することをも特徴とする。本発明のパターン形成方法を液晶表示装置へ適用した場合の例については、以下のとおりである。
【００６２】
本発明の第１の液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にゲート線及びゲート電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート電極の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜及び前記オーミック用半導体膜をエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなる積層パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを横方向にリフローさせることにより前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記積層パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記半導体膜をエッチング除去して半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われることを特徴とする。
【００６３】
次に、本発明の第２の液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にゲート線及びゲート電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート電極の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜をエッチング除去して、ソース電極用金属膜パターン及びドレイン電極用金属膜パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを横方向にリフローさせることにより前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記ソース電極用金属膜パターン及び前記ドレイン電極用金属膜パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記オーミック用半導体膜及び前記半導体膜をエッチング除去して半導体膜積層アイランドを形成する工程と、前記連結レジストマスクを剥離した後、前記半導体膜積層アイランドのオーミック用半導体膜を前記ソース電極用金属膜パターン及び前記ドレイン電極用金属膜パターンをマスクとしてエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなる積層パターンを形成すると共に前記半導体膜からなる半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われることを特徴とする。
【００６４】
次に、本発明の第３の液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にゲート線及び櫛歯状の共通電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記共通電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート線の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成すると共に、前記共通電極の櫛歯状の電極間に電極が形成されるべく画素電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜及び前記オーミック用半導体膜をエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなるソース電極積層パターン、ドレイン電極積層パターン及び画素電極積層パターンを形成して少なくとも前記画素電極積層パターンの櫛歯状の電極が前記共通電極の櫛歯状の電極間に挟まれるべく前記画素電極積層パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクを横方向にリフローさせて少なくとも前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記積層パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記半導体膜をエッチング除去して半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われることを特徴とする。
【００６５】
上記本発明の第１、２、３の液晶表示装置の製造方法において、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを形成する工程が、前記ソース・ドレイン用金属膜の上に前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに向き合う側に膜厚の厚い厚レジストマスクを形成し、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに遠ざかる側に前記厚レジストマスクよりも薄い薄レジストマスクを形成することにより行われ、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記厚レジストマスク及び前記薄レジストマスクを溶解リフローさせることにより行われ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに挟まれたチャネル領域近傍で前記連結レジストマスクの横方向の広がりが大きく、前記チャネル領域から遠ざかるに従って前記連結レジストマスクの横方向の広がりが徐々に小さくなり、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と前記連結レジストマスクを形成する工程との間で、前記連結レジストマスクを形成する工程の直前に、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをエッチングして前記薄レジストマスクのみを除去して前記厚レジストマスクを少なくとも残存させて残存レジストマスクとする工程を有し、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記残存レジストマスクを溶解リフローさせて連結レジストマスクを形成することにより行われる。さらに、これらの連結レジストマスクは、前記連結レジストマスクが、少なくとも前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに挟まれたチャネル領域を覆う形状に形成される。
【００６６】
また、上記本発明の第１、２、３の液晶表示装置の製造方法において、前記半導体アイランドを形成する工程の後に、前記ゲート絶縁膜上に前記積層パターン及び前記半導体アイランドを覆う保護絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート線の上では前記保護絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜を開口し、前記積層パターンの上では前記保護絶縁膜を開口してそれぞれゲート線用コンタクトホール及びソース・ドレイン用コンタクトホールを形成する工程と、前記保護絶縁膜上に前記ゲート線用コンタクトホール及び前記ソース・ドレイン用コンタクトホールを介してそれぞれ前記ゲート線及び前記積層パターンと接続するゲート線端子電極及びソース・ドレイン用上部電極を形成する工程が続く。
【００６７】
また、上記本発明の第１、２、３の液晶表示装置の製造方法において、前記ゲート線、前記ゲート電極を構成するゲート金属膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜は、それぞれ下記構成の金属膜のいずれかである。
【００６８】
・ＩＴＯ膜
・インジウムスズ合金
・アルミニウムまたはアルミニウム合金の１層構造
・クロムまたはクロム合金の１層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がクロムまたはクロム合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がチタンまたはチタン合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層が窒化チタンまたは窒化チタン合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がモリブデンまたはモリブデン合金の２層構造
・１層がクロムまたはクロム合金で、他の層がモリブデンまたはモリブデン合金の２層構造
・１層目及び３層目がクロムまたはクロム合金で、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金の３層構造
・１層目及び３層目がモリブデンまたはモリブデン合金で、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、クロムまたはクロム合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、チタンまたはチタン合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、窒化チタンまたは窒化チタン合金、チタンまたはチタン合金の３層構造
【００６９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。ここで、第１の実施形態は、以下に述べる実施形態の基本形をなす実施形態であり、図１は、本実施形態の配線パターンの形成方法を工程順に示す模式断面図である。更に以下の本発明の実施の形態において、前記有機膜がレジスト膜である場合について説明するが、本発明は、これに限らず前記有機膜でも可能である。
【００７０】
本発明の第１の実施形態によれば、図１（ａ）に示すように、従来の技術で説明したのと同様に、絶縁基板１上にアルミ・銅合金の金属膜２が形成される。ここで、金属膜２の膜厚は１μｍ程度である。そして、この金属膜２上の所定の領域に、公知のフォトリソグラフィ技術でもってレジストマスク７が形成される。ここで、金属膜２の下地を絶縁基板１としたが、この絶縁基板は液晶表示装置に用いられるガラス等の透明基板、アモルファスシリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、半導体集積回路に用いられるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜であっても良い。
【００７１】
次に、図１（ｂ）に示すように、レジストマスク７がエッチングのマスクにされ、金属膜２に第１のエッチングが施されて第１の順テーパー層１５が形成される。ここで、上記のエッチングは、塩素、酸素等を反応ガスとするプラズマエッチングで行われ、形成される配線の断面は順テーパ形状になる。
【００７２】
次に、第１の順テーパー層１５の形成後、レジストマスク７が絶縁基板１と共に薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液又は酸性溶液のうち少なくとも一つを含む）の蒸気中に曝されるか、或いは、極希薄な（例として、１／１００〜１／１０００）濃度の薬液中に浸漬する。
【００７３】
以下では、特に薬液に、有機溶剤の溶液を用いた例を示すが、アルカリ溶液、酸性溶液でも可能である。
【００７４】
有機溶剤の溶液の蒸気中への暴露の場合には、処理時の蒸気密度の影響があり有機溶剤の温度、基板温度共に常温（２０℃付近）で処理する場合で、蒸気密度の高いアセトンやプロピレングリコールモノエチルエーテルを用いる場合には、０．１〜３分の蒸気暴露処理だが、蒸気密度の低いトリプロピレングリコールモノエチルエーテルや、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いる場合には、５〜２０分を要する場合もある。又、有機溶剤の温度、基板温度が、高くなると処理時間は、長く、低くなると処理時間は、短時間の蒸気暴露処理で目標の溶解リフロー処理が達成される。
【００７５】
後者の極希薄な濃度の有機溶剤溶液中への浸漬処理においては、有機溶剤濃度が高いと有機溶剤溶液中にレジストが溶解し剥離を起こす為、溶解剥離を起こさずに、しかもレジスト中に有機溶剤の一部が浸透するように溶液中の有機溶剤濃度を極希薄に調整する必要がある。
【００７６】
ここで、本実施形態においては、有機溶剤としてアセトン、プロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いたが、有機溶剤は、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含むものであれば、本実施形態の変形例として適用可能であり、以下に述べる実施形態においても、同様のことが言える。以下には、有機溶剤を上位概念としての有機溶剤と、それを具体化した下位概念の有機溶剤とに分けて示している。（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）有機溶剤：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
上記有機溶剤の具体例：
・ＣＨ３ＯＨ、Ｃ２Ｈ５ＯＨ、ＣＨ３（ＣＨ２）ＸＯＨ
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）
・エトキシエタノール
・メトキシアルコール
・長鎖アルキルエステル
・モノエタノールアミン（ＭＥＡ）
・アセトン
・アセチルアセトン
・ジオキサン
・酢酸エチル
・酢酸ブチル
・トルエン
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
・ジエチルケトン
・ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）
・メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）
・ブチルカルビトール
・ｎ−ブチルアセテート（ｎＢＡ）
・ガンマーブチロラクトン
・エチルセロソルブアセテート（ＥＣＡ）
・乳酸エチル
・ピルビン酸エチル
・２−ヘプタノン（ＭＡＫ）
・３−メトキシブチルアセテート
・エチレングリコール
・プロピレングリコール
・ブチレングリコール
・エチレングリコールモノエチルエーテル
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル
・エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノメチルエーテル
・エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・ポリエチレングリコール
・ポリプロレングリコール
・ポリブチレングリコール
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリジエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・メチル−３−メトキシプロピオネート（ＭＭＰ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
・プロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＰＧＰ）
・プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＥＥ）
・エチル−３−エトキシプロピオネート（ＦＥＰ）
・ジプロピレングリコールモノエチルエーテル
・トリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート
・３−メトキシプロピオン酸メチル
・３−エトキシプロピオン酸エチル
・Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
これ以降の薬液溶解リフローの為の処理として、主に有機溶剤の溶液の蒸気中に曝される方法を採用して説明する。
【００７７】
本処理方法の具体例として、図２４に示すように、深さ２０ｍｍのステンレスバット容器５１０に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤５２０を５〜１５ｍｍの深さに入れ、処理面を裏返しにし、バット容器５１０の上に被せ、さらに有機溶剤５２０の蒸気雰囲気をステンレスバット容器５１０と基板５３０との間の空間に密閉するために基板５３０の上に重り５４０を載せる。基板５３０と有機溶剤５２０の温度は、常温（２０℃付近）に保つようにする。こうして、有機溶剤の蒸気に処理基板５３０をさらし、蒸気暴露処理する。ここで蒸気密度の高いアセトンやプロピレングリコールモノエチルエーテルを用いる場合には、０．１〜３分の蒸気暴露処理だが、蒸気密度の低いトリプロピレングリコールモノエチルエーテルや、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いる場合には、５〜２０分の処理を行なう。
【００７８】
レジストに上述した薬液すなわち有機溶剤の溶液が浸透している状態ではレジストが溶解してリフローが起きる（薬液溶解リフロー）、薬液の供給を絶つと薬液は数十秒〜数分以内（有機溶剤の種類による）にレジスト中の有機溶剤が蒸発してレジストが固まる現象が見られた。また、溶解中は薬液が浸透しているのでレジストは膨張状態になるが、薬液が蒸発した後では体積が元に戻ることも見い出した。この薬液リフローによるレジストがリフローし図１（ｃ）に示すようにレジストが横方向に広がる。この薬液リフローは前述の熱リフローに比較すると、リフロー時のレジスト粘度が低いので、本発明では図１（ｃ）にも示すように第１の順テーパー層１５を完全に覆い、更に残りの被エッチング膜である金属膜２の表面の一部も覆うようにリフローする。一方、熱リフローでは図２５に示す構造になりやすい。また、この薬液リフローは、２０℃で、蒸気密度の高いアセトン、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の有機溶剤溶液の蒸気中に３分間暴露する処理条件の元で約１０μｍ、５分間以上では、２０μｍ以上にも横方向にリフロー出来た。この場合の有機溶剤の温度、基板温度が、高くなると処理時間は、長く、低くなると処理時間は、短時間で目標の溶解リフロー距離を達成出来る。
【００７９】
ここで、薬液溶解リフロー後に、下層膜との密着力を促進させる目的で、薬液リフロー処理後でエッチング処理前に、１００〜２００℃の加熱処理を５〜６０分間行う場合もある。
【００８０】
次に、この溶解リフローレジストマスク１３がエッチングのマスクにされ、残存する金属膜２に第２のエッチングが施されて第２の順テーパー層１６が形成される。この場合も、塩素、酸素等を反応ガスとするプラズマエッチングで行われる。そして、形成される配線１１の断面は一部階段状に形成されるが、全体的には順テーパ形状になる。
【００８１】
上記の第１の実施形態では、第１のエッチングと第２のエッチングで金属膜２がエッチングされる場合について説明されている。本発明はこのような方法に限定されるものでない。
【００８２】
ここで、被エッチング材料が、１種類の金属膜でなく、積層する２種類以上の被エッチング材料で構成され、レジストマスクでもって上記の積層膜のうち上層の被エッチング材料がエッチングされ、溶解リフローレジストマスクでもって下層の被エッチング材料がエッチングされてもよい。この場合には、１回のフォトリソグラフィ工程でもって、２種類のパターンが形成されることになる。
【００８３】
このレジストマスクの溶解リフロー化を促進するために、第１のエッチングの工程後、この第１のエッチングによるレジストマスク表面の変質層除去する為に、酸素プラズマ処理、すなわちＯ２流量３００ｓｃｃｍ、１００Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗのプラズマ中で、１２０秒処理を行う。或いは、ＵＶオゾン処理、すなわち１００〜２００℃基板加熱しオゾンガス雰囲気中で、ＵＶ光を当てて処理する等を行う場合もある。その処理により、変質化したレジスト表面層が除去され、内部と外部の差の少ない均一な溶解リフローが起こるようになる。
【００８４】
従来の技術のうち、第１の従来例（加熱による熱リフロー）では、加熱による溶剤分の蒸発による体積収縮分が、リフロー時の平面寸法広がりにマイナス要因となり、又、リフロー時の粘度が加熱温度にも関係するので、粘度を低下させ、広がりを大きくする為には、加熱温度を上げる必要があるが、これも体積収縮要因となっていた。そのため、レジストの平面寸法を大きくすることにより順テーパー化を実現する本発明の方法に対して、第１の従来例はある程度の加熱を必要とし、しかもレジストの体積収縮を伴うという点において、不利であった。
【００８５】
これに対して、本発明の上記の第１の実施形態では、レジストマスク中に溶媒等を浸透させることによる溶解リフローである為、体積収縮を伴わず、加熱をほとんど必要とせず、しかも大きな粘度低下をさせられるので、第２回目のエッチングの前にレジストマスクの平面寸法を簡便な方法でもって大きく、しかも密着性良く形成出来るので、順テーパー構造の配線が容易に形成できるようになる。これによって、従来例１の課題を完全に克服できた。
【００８６】
次に、本発明の第２の実施形態を図２、３に基づいて説明する。ここで、図２および図３は本発明のスタガード型のＴＦＴの一部の製造工程の模式断面図である。
【００８７】
図２（ａ）に示すように、第３の従来例と同様に、ガラス等の透明基板からなる絶縁基板２１上にゲート電極２２を形成し、膜厚３５０ｎｍのゲート絶縁膜２３と膜厚２００ｎｍのａ−Ｓｉ膜２４と膜厚５０ｎｍのｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２５と膜厚２５０ｎｍのＣｒ／Ａｌ合金等の金属膜２６とが積層して堆積される。
【００８８】
次に、公知のフォトリソグラフィ技術で、上記の金属膜２６上にレジストマスク２７、２８が形成される。そして、これらのレジストマスク２７、２８が第１のエッチングのマスクにされ、金属膜２６及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２５がドライエッチングされる。
【００８９】
このようにして、図２（ｂ）に示すように、ソース電極用のオーミックコンタクト層２９とソース電極３１とドレイン電極用のオーミックコンタクト層３０とドレイン電極３２が形成される。
【００９０】
次に、第１の実施形態で説明したように、レジストマスク２７、２８が絶縁基板２１と共にアセトンからなる有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝される。このようにして、レジストマスク２７、２８にアセトンが徐々に浸透し、レジストマスクの溶解を起こし、リフロー（以下、薬液溶解リフロー、溶解リフロー又は薬液リフローと呼ぶ）するようになる。このレジストマスクの溶解リフロー化の処理により、レジストマスク２７、２８の面積が広がり、図２（ｃ）に示すように、溶解リフローしてレジストマスク２７、２８は、近接部が合体して一体となった溶解リフローレジストマスク３３となる。
【００９１】
この溶解リフロー化は、粘度が低いので、溶解リフローレジストマスク３３は、第１のエッチングで形成したオーミックコンタクト層２９とソース電極３１とオーミックコンタクト層３０とドレイン電極３２を完全に覆い、更に、下層のａ−Ｓｉ膜２４の表面の一部も覆うようにリフローする。ちなみに、この溶解リフローでは、処理条件により、最大２０μｍまで広げることが可能であることが確認されている。
【００９２】
ここで、このレジストマスクの溶解リフロー化を促進するために、第１のエッチングの工程後、この第１のエッチングによるレジストマスク表面の変質層除去する為に、酸素プラズマ処理、すなわちＯ２流量３００ｓｃｃｍ、１００Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗのプラズマ中で、１２０秒処理を行う、又は、ＵＶオゾン処理、すなわち１００〜２００℃基板加熱しオゾンガス雰囲気中で、ＵＶ光を当てて処理する等を行う場合もある。その処理により、変質化したレジスト表面層が除去され、内部と外部の差の少ない均一な溶解リフローが起こるようになる。
【００９３】
また、上記酸素プラズマ処理、およびＵＶオゾン処理は、レジストで覆われていない膜表面の濡れ性を改善する効果もあり、溶解したレジストが膜表面をリフローし易くなるという効果もある。
【００９４】
さらに、薬液リフロー処理前に下地（ここでは、ａ−Ｓｉ膜、金属膜）に対し濡れ性のみを改善する目的には、（１）基板をフッ酸溶液に浸漬する。（２）プラズマ（Ｏ２、フッ素系ガス（ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３等）又はフッ素系ガスと酸素（ＳＦ６／Ｏ２、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３／Ｏ２等））で表面処理する。（３）上層膜のエッチングをドライエッチングではなくウェットエッチングのみで行う等により、薬液リフロー前の膜表面を滑らか、或は親水性にし濡れ性を改善する方法が上げられる。
【００９５】
この薬液リフロー処理前に行う前処理方法、条件の選択は、レジスト表面変質層の除去率、薬液リフローする膜表面の濡れ性の改善率を測定し必要に応じ使い分ける。
【００９６】
次に、溶解リフローレジストマスク３３がエッチングマスクにされて、ａ−Ｓｉ膜２４に第２のエッチングが施される。このようにして、図３（ａ）に示すように、アイランド層３４が形成される。そして、溶解リフローレジストマスク３３が除去され、図３（ｂ）に示すように、絶縁基板２１上の所定の領域に逆スタガード型のＴＦＴが形成される。これ以降の工程の説明は省略されるが、例として画素電極、パッシベーション絶縁膜、配向膜等が形成されてＴＦＴ基板が完成し、続いて、絶縁基板２１に対向する第２の絶縁基板を用意して、その上にカラーフィルタ、ブラックマトリクス、透明電極、パッシベーション膜、配向膜等を形成して対向基板を完成させ、縦電界型の液晶表示装置を製造する場合には、さらに、ＴＦＴ基板と対向基板を接着し、スペーサで所定の間隔を保つようにした上でＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶組成物を充填すると液晶表示装置が完成することになる。
【００９７】
以下に述べるいずれの実施形態においても、縦電界型の液晶表示装置を製造する場合には、図示した製造工程以降に上述の製造工程が続くこととなる。
【００９８】
従来の技術のうち第３の従来例では、２回のフォトリソグラフィ工程が必要であったが、本発明の第２の実施形態では、これが１回に削減されるようになる。このようにして、スタガード型のＴＦＴの製造工程が大幅に削減され、製造コストが低減するようになる。これによって、第３の従来例の課題を完全に克服できた。
【００９９】
また、上記の第２の実施形態では、レジストマスクの溶解による寸法膨張のためのリフロー化がレジストマスク２７、２８をアセトンからなる有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝し、レジストマスク２７、２８にアセトンが徐々に浸透しレジストマスクの溶解を起こすようにしているが、本発明はこの方法に限定されるものではない。他の方法としては、既に本発明の第１の実施形態において記述した、極希薄な（例として１／１００〜１／１０００）濃度の有機溶剤溶液中に浸漬する方法でも可能である。但し極希薄な濃度の有機溶剤溶液中への浸漬処理においては、有機溶剤濃度が高いと有機溶剤溶液中にレジストが溶解し剥離を起こす為、溶解剥離を起こさずに、しかもレジスト中に有機溶剤の一部が浸透するように溶液中の有機溶剤濃度を極希薄に調整する必要がある。使用する有機溶剤としては、既に本発明の第１の実施形態において列記した有機溶剤すなわち（アルコール類（Ｒ−ＯＨ）、アルコキシアルコール類、エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）、エステル類、ケトン類、グリコール類、アルキレングリコール類、グリコールエーテル類及びそれら有機溶剤の具体例とその混合溶剤）が、使用可能である。
【０１００】
なお、第１、２の実施形態で説明したアセトンに適したレジストマスクの材料としては、次のような有機レジストが好ましい。例えば、高分子化合物と感光剤及びその他添加剤から形成されるものとして、有機材料のみからなるレジストや有機材料と無機材料との混合からなるレジストがある。有機材料のみからなるレジストでは、ポリビニル系の例としてポリビニルケイ皮酸エステルがある。また、ゴム系の例としては、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物がある。ノボラック樹脂系の例としては、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物がある。さらにアクリル酸の共重合樹脂系の例としてポリアクリルアミドやポリアミド酸がある。その他の例としては、臭素、ヨウ素を添加又は、多く含むレジストがある。一方、有機材料と無機材料からなるレジストとしては、Ｓｉ含有レジストの例としてのシロキサン又は、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシランを含むレジストがあり、Ｓｉ以外の金属含有レジストの例としてゲルマニウムを含有するレジストがある。また、第１、２の実施形態で説明したレジストマスクは、ネガ型あるいはポジ型のいずれのレジストで形成されていてもよい。ポジ型としては、ノボラック樹脂系の、例えば、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物が適している。ネガ型としては、ゴム系の、例えば、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物が適している。
【０１０１】
また、本発明で説明した方法に追加し、レジストマスクの溶解リフロー化した後に、例えば、レジストマスクのＯ２アッシング処理や、ＵＶオゾン処理を行うとレジストマスクのうちの余分にリフローし広がった部分の除去によるレジストマスクの面積を縮小化することで、レジストマスクの広がり大きさを再調整してから、エッチングすることで目的とするエッチングパターンの微調整も可能であることを付け加えておく。
【０１０２】
さらに、本発明で説明した方法に追加し、レジストマスクの溶解リフロー化後のエッチング処理を行った後、レジストマスクの膜厚のマスクとしての機能を損なわない限りにおいて、更にもう一度レジストマスクの溶解リフロー化を行い再度エッチングを行う方法を用いれば、これによる複雑な形状のパターンニングも可能なことにも言及しておく。
【０１０３】
更に、本発明で説明したように、レジストマスクの溶解リフロー化による寸法膨張化と、例えば、レジストマスクのＯ２アッシング処理等による寸法縮少化とエッチング処理を数回以上組み合わせる事によるパターン形成についても可能でありこれによる複雑な形状のパターンニングも可能なことにも言及しておく。
【０１０４】
次に、以上述べた本発明の基本的な実施形態を第３の実施形態以降においてさらに具体的に説明する。図４〜７は、第３の実施形態の製造方法を製造工程順に示す図であり、それぞれの図において、（ａ）はＴＦＴ近傍の様子を示す模式平面図であり、（ｂ）は、（ａ）における切断線Ａ−Ａ’に沿った模式断面図である。また、（ａ）においてはゲート電極が外部に導出される端子部も併せて示しているが、これは、ゲート電極の導出される端子部の端子構造がドレイン電極が導出される端子部の構造と異なるためである。ドレイン電極が導出される端子部は、図７（ｂ）に示す画素電極構造と同じであるので図示を省略している。端子部の構造は、第４、５の実施形態についても第３の実施形態と同じである。
【０１０５】
第３の実施形態の製造方法を示す図４（ｂ）、図５（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施形態の図２（ａ）、図２（ｂ）と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
第２の実施形態と同様にして、図４（ａ）に示すように、絶縁基板４１上にゲート電極４２（ゲート端子電極１４２に導出される）、ゲート絶縁膜４３、アイランド層となるａ−Ｓｉ膜４４、ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜からなるオーミックコンタクト層４９、５０、ソース電極５１、ドレイン電極５２がレジストマスク４７、４８をマスクとして形成される。
【０１０７】
次に、図５（ｂ）に示すように、溶解リフローし合体した溶解リフローレジストマスク５３が形成され、それをマスクとし、ａ−Ｓｉ膜４４をエッチングすると、ａ−Ｓｉ膜４４からなるアイランド層５４が形成される。更にその後、溶解リフローレジストマスク５３を、剥離除去する。剥離液としては、ＤＭＳＯ（ジメチエルスルホキシド）とモノエタノールアミンを混合した剥離液を用い、ウェット剥離処理する。又更にその後、Ｏ２プラズマ、又はＵＶオゾン中で処理する。
【０１０８】
次に、図６（ｂ）に示すように、パッシベーション膜５５を成膜後、フォトリソグラフィ工程とＳＦ６／Ｈｅガス＝５０／１５０ｓｃｃｍ、１０Ｐａ、１０００Ｗ、２５０秒のドライエッチング処理によりソース電極５１の上にコンタクトホール５６を形成する。このとき、ゲート端子電極１４２の上にはゲート絶縁膜４３及びパッシベーション膜５５が覆っているので、ゲート端子電極１４２のコンタクトホール５６はそれらを貫通する形に形成される。
【０１０９】
最後に、図７（ｂ）に示すように、ＩＴＯ等からなる透明金属膜を成膜後、フォトリソグラフィ工程と塩化第２鉄系エッチング液により画素電極５７及び端子部電極５８を形成する。これにより液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタアレイ及び画素電極が形成される。
【０１１０】
本実施形態においては、図５（ａ）の模式平面図に示すように、溶解リフローレジストマスク５３が、ソース電極５１及びドレイン電極５２を完全に、或る所定のマージンを有して覆い、かつ、ソース電極５１とドレイン電極５２とに挟まれたＴＦＴのチャネル領域５９をも完全に覆うように横方向にリフローし、アイランド層５４が溶解リフローレジストマスク５３のパターン通りにパターニングされることがことがわかる。
【０１１１】
次に、本発明の第４の実施形態の製造方法を図８〜１１を参照して説明する。それぞれの図において、（ａ）はＴＦＴ近傍の様子を示す模式平面図であり、（ｂ）は、（ａ）における切断線Ａ−Ａ’に沿った模式断面図である。この実施形態は、第３の実施形態と基本的構造及びプロセスは同様である。
【０１１２】
本実施形態が第３の実施形態と異なる点について説明すると、図８（ｂ）に示すように、レジストマスクを通常の膜厚（約３μｍ）の厚レジストマスク６７と薄い膜厚（約０．２〜０．７μｍ）の薄レジストマスク６８により形成する。
【０１１３】
これは、図８（ａ）に示すように、ソース電極７１及びドレイン電極７２の上にあって、チャネル領域７９側に位置する部分のレジストマスクの膜厚のみを厚くして厚レジストマスク６７とし、チャネル領域７９から離れた部分のレジストマスクの膜厚を薄くして薄レジストマスク６８とする。
【０１１４】
このレジストマスクの部分的膜厚の制御方法としては、（１）露光工程で使用するレチクルのマスクパターンにおいて遮光部と少なくとも２段階以上の透過光量に制御した半遮光部とが形成され、前記遮光部と半遮光部とがレジスト膜に転写され前記レジストマスクが形成される様にする方法、（２）露光工程で２種以上のレチクルマスクを使用し、露光量をすくなくとも２段階以上に変化させ露光することで前記レジストマスクが形成される様にする方法が、例として挙げられる。
【０１１５】
このように形成したレジストマスクを基に、第１のエッチングを施しオーミックコンタクト層６９、７０、ソース電極７１、ドレイン電極７２を形成する。
【０１１６】
次に、図９（ｂ）に示すように、厚レジストマスク６７及び薄レジストマスク６８に対し、絶縁基板６１と共に有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝すと、厚レジストマスク６７及び薄レジストマスク６８にアセトンが徐々に浸透し、レジストマスクの溶解を起こし、リフローするようになる。このレジストマスクの溶解リフロー化の処理により、図９（ａ）に示すように、厚レジストマスク６７及び薄レジストマスク６８の面積が広がり、溶解リフローレジストマスク７３となる。
【０１１７】
但しこの場合、溶解リフローレジストマスク７３のうち、厚レジストマスク６７の部分は面積の広がりが大きく、チャネル領域７９を中心として大きく横方向に広がり、溶解リフローレジストマスク７３のうち薄レジストマスク６８の部分は、厚レジストマスク６７の広がりに比べて面積の広がりが小さくなる。
【０１１８】
次に、この溶解リフローレジストマスク７３をマスクに、第２のエッチングをａ−Ｓｉ膜６４に施すと、図９（ｂ）に示すように、チャネル領域７９を中心として幅広にパターニングされたアイランド層７４が形成される。
【０１１９】
この場合に、溶解リフローレジストマスク７３を使用することで、図１０（ａ）に示すように、アイランド層７４の寸法が、チャネル領域７９近傍では大きく、チャネル領域７９から離れたソース電極７１、ドレイン電極７２の周辺では小さく形成されるように制御され、この点が第３の実施形態と異なる点である。これは、ソース、ドレイン電極形成用のレジストマスク６７、６８を利用してＴＦＴのチャネル領域近傍のアイランド層を幅広に形成して、ＴＦＴとして半導体活性層が余裕をもって形成されるようにし、半導体活性層から遠ざかる領域のアイランド層は、特にその下に配線されたゲート電極（ゲート配線）との寄生容量を小さくするためにソース電極７１及びドレイン電極７２の幅に近い幅で形成しようとするものである。これにより、第３の実施形態に比較して、ソース配線及びドレイン配線周辺に余分なアイランド層が形成されないようにするというメリットがある。
【０１２０】
この後に続くプロセスは、溶解リフローレジストマスク７３を、剥離除去し、第３の実施形態と同様、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示すように、パッシベーション膜７５、コンタクトホール７６、画素電極７７及び端子部電極７８を形成して、液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタアレイ及び画素電極が得られる。
【０１２１】
次に、本発明の第５の実施形態の製造方法を図１２〜１５を参照して説明する。それぞれの図において、（ａ）はＴＦＴ近傍の様子を示す模式平面図であり、（ｂ）は、（ａ）における切断線Ａ−Ａ’に沿った模式断面図である。この実施形態は、第４の実施形態と基本的構造及びプロセスは同様である。
【０１２２】
本実施形態が第４の実施形態と異なる点について説明すると、図１２（ｂ）に示すように、レジストマスクを形成する場合に、レジストマスクを通常の膜厚（約３μｍ）の厚レジストマスク８７と薄い膜厚（約０．２〜０．７μｍ）の薄レジストマスク８８とからなるように形成する。
【０１２３】
これは、ソース電極９１及びドレイン電極９２の上にあってチャネル領域９９側に位置する部分のレジストマスクの膜厚のみを厚くして厚レジストマスク８７とし、チャネル領域９９から離れた部分のレジストマスクの膜厚を薄くして薄レジストマスク８８とする。このように形成したレジストマスクを基に第１のエッチングを施し、オーミックコンタクト層８９、９０及びソース電極９１、ドレイン電極９２を形成する。
【０１２４】
本実施形態が、第４の実施形態と異なるのは、この第１のエッチングの後に、Ｏ２プラズマ雰囲気中でアッシング処理し、レジストマスクのうち薄レジストマスク８８（膜厚約０．２〜０．７μｍ）を完全に除去する。これにより、図１３（ｂ）に示すように、レジストマスクのうち厚レジストマスク８７のみが残存レジストマスク１００となって残存するようになる。
【０１２５】
次に、厚レジストマスク８７の一部のみ残存した残存レジストマスク１００を絶縁基板８１と共に有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝すと、残存レジストマスク１００に有機溶剤が徐々に浸透し、残存レジストマスク１００の溶解を起こし、リフロー（以下溶解リフローと呼ぶ）するようになる。この残存レジストマスク１００の溶解リフロー化の処理により、図１４（ｂ）に示すように、残存レジストマスク１００の面積が広がり、溶解リフローレジストマスク９３となる。
【０１２６】
但しこの場合、図１３（ａ）に示すように、残存レジストマスク１００がソース電極９１及びドレイン電極９２の上のチャネル領域９９側にのみに形成され、この２つの残存レジストマスク１００が溶解リフローにより合体し、図１４（ａ）に示すように、溶解リフローレジストマスク９３となって、ａ−Ｓｉ膜８４のうち、チャネル領域９９近傍のみが覆われている。ここで、チャネル領域９９から離れたところに位置するソース電極９１及びドレイン電極９２は、溶解リフローレジストマスク９３で覆われていない。
【０１２７】
次に、図１４（ｂ）に示すように、この溶解リフローレジストマスク９３をマスクに第２のエッチングをａ−Ｓｉ膜８４に施し、アイランド層９４を形成する。この場合に、図１４（ａ）に示すように、溶解リフローレジストマスク９３を使用することで、アイランド層９４は、チャネル領域９９の近傍で大きく広がって形成され、チャネル領域９９から離れた領域では、溶解リフローレジストマスク９３はなく、レジストに代わってソース電極９１及びドレイン電極９２がエッチングマスクとなり、ソース電極９１及びドレイン電極９２（この２つに加えて、ソース電極９１及びドレイン電極９２に接続する配線も含む）のパターンに自己整合してａ−Ｓｉ膜８４がエッチングされるので、第４の実施形態に比べて、アイランド層９４をチャネル領域９９から離れた領域において余分な広がりを持たずに形成することが出来る。この点が第４の実施形態と異なる点である。これは、ソース、ドレイン電極形成用のレジストマスク８８、８７を利用してアイランド層を、ＴＦＴのチャネル領域近傍とチャネル近傍以外の領域とで異なる形状になるように形成するのが本実施形態の目的であり、これにより、第４の実施形態において述べたように、特にアイランド層９４とその下に配線されたゲート配線との寄生容量を第４の実施形態よりもさらに減らすことが出来るというメリットがある。
【０１２８】
アイランド層９４形成後に続くプロセスは、溶解リフローレジストマスク９３を剥離除去し、第３の実施形態と同様、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、パッシベーション膜９５、コンタクトホール９６、画素電極９７及び端子部電極９８を形成して、液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタアレイ及び画素電極が得られる。
【０１２９】
次に、本発明を横電界型の液晶表示装置に適用した例を第６の実施形態として図１６〜２２に示す。図１６は、１画素分の表示セルについて、ＴＦＴ基板の様子を示すもので、図１６（ａ）は、ＴＦＴ基板をその上面から眺めたときの平面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における切断線Ｃ−Ｃ’を通りＴＦＴ基板に直交する平面でＴＦＴ基板、液晶、ＣＦ基板（ＴＦＴ基板に対向するカラーフィルタ基板を指し、以下、ＣＦ基板と記載する）を切断したときの断面図である。また、図１７〜２２は、横電界型の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す製造工程断面図であり、各図において（ａ）は図１６（ａ）の切断線Ｃ−Ｃ’に沿った断面図であり、（ｂ）、（ｃ）は図１６（ａ）には示されないが、それぞれゲート配線の外部取出し用端子としてのゲート端子、ドレイン配線の外部取出し用端子としてのドレイン端子の断面図である。
【０１３０】
横電界型の液晶表示装置の動作について図１６を参照して簡単に説明すると次のようになる。
【０１３１】
ガラス基板等の絶縁性の第１透明基板２０１の上にはまずゲート電極２２２を兼ねるゲート配線３２２が基板上を並行して配線され、同時に共通電極３４２も形成される。共通電極３４２は櫛歯状に形成され、後の工程で形成されるやはり櫛歯状の画素電極と対をなして電界を発生させる。ゲート線３２２、共通電極３４２の上にはゲート絶縁膜２２３が形成され、その上をドレイン配線３３２がゲート配線３２２と交差するようにして形成される。ドレイン配線３３２はドレイン電極２３２を兼ね、ドレイン配線３３２の形成と同時にソース電極２３１及びその延長線である櫛歯状の画素電極２５７が形成される。ドレイン配線３３２、ソース電極２３１、画素電極２５７を覆ってパッシベーション膜２５５が形成されるが、ゲート配線３２２及びドレイン配線３３２は基板端部においては外部との接続用にその上の絶縁膜が開口され、図１６には示されないが、コンタクトホールが形成され、コンタクトホールを通して外部からゲート配線３２２及びドレイン配線３３２に電気信号が印加される。
【０１３２】
画素電極２５７は、図１６（ａ）に示すように、下方に形成された共通電極３４２と共に互いに平行する電極を形成し、これらの間に電圧を印加することにより、第１透明基板２０１の表面に概略平行な電界を生じさせ、第１透明基板２０１とそれに対向する基板との間に充填されることとなる液晶３１８の向きを制御する。
【０１３３】
次に、第６の実施形態の横電界型の液晶表示装置の製造方法について図１７〜２３を参照して説明する。
【０１３４】
まず、第１透明基板２０１の上にＣｒ等のゲート電極２２２を形成するが、このとき同時に第１透明基板２０１の他の領域上に共通電極３４２及びゲート端子電極２４２とを形成する（図１７・・・第１ＰＲ工程）。
【０１３５】
次に、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）を順に第１透明基板２０１上全面に堆積してゲート絶縁膜２２３とし、続いて、ａ−Ｓｉ膜２２４、ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２２５、ソース・ドレイン用の金属膜２２６を順に堆積し、さらに金属膜２２６の上にレジストマスク２２７、２２８、２２９を形成する。このレジストマスク２２７、２２８、２２９をマスクとして、金属膜２２６及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２２５を同じパターンにパターニングする（図１８・・・第２ＰＲ工程）。このとき、レジストマスク２２７は、図１６（ａ）に示されるように、画素中央部では櫛歯状の画素電極のマスクをも兼ねており、画素電極２５７及びその下のオーミックコンタクト層（図示略）が形成される。
【０１３６】
次に、レジストマスク２２７、２２８、２２９が第１透明基板２０１と共にアセトンからなる有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝される。このようにすると、レジストマスク２２７、２２８、２２９にアセトンが徐々に浸透し、レジストマスクの溶解を起こし、リフローするようになる。このレジストマスクの溶解リフロー化の処理により、レジストマスク２２７、２２８、２２９の面積が広がり、図１９（ａ）に示すように、溶解リフローしてレジストマスク２２７、２２８は、近接部が合体して一体となった溶解リフローレジストマスク２３３となり、レジストマスク２２９は溶解リフロー化の処理により、面積が広がり溶解リフローレジストマスク２５３となる。
【０１３７】
この溶解リフロー化は、粘度が低いので、溶解リフローレジストマスク２３３は、第１のエッチングで形成したオーミックコンタクト層２４９とソース電極２３１とオーミック層２５０とドレイン電極２３２を完全に覆い、更に、下層のａ−Ｓｉ膜２２４の表面の一部も覆うようにリフローする。また、ドレイン端子では、溶解リフロー化の処理により、レジストマスク２２９が広がって溶解リフローレジストマスク２５３となって、第１のエッチングで形成したドレイン端子電極２５２、オーミックコンタクト層を完全に覆う。この溶解リフローでは、処理条件により、最大２０μｍまで広げることが可能であることが確認されている。
【０１３８】
ここで、このレジストマスクの溶解リフロー化を促進するために、第１のエッチングの工程後、この第１のエッチングによるレジストマスク表面の変質層除去する為の酸素プラズマ処理を既に述べた方法に従って行うことも可能である。さらに、薬液リフロー処理前に下地に対し濡れ性のみを改善するための処理を既に述べた方法に従って行うことも可能である。
【０１３９】
次に、溶解リフローレジストマスク２３３、２５３がエッチングマスクにされて、ａ−Ｓｉ膜２２４に第２のエッチングが施される。このようにして、アイランド層２３４、２５４が形成される（図１９）。
【０１４０】
次に、溶解リフローレジストマスク２３３、２５３が除去され、パッシベーション膜２５５を成膜後、フォトリソグラフィ工程とＳＦ６／Ｈｅガス＝５０／１５０ｓｃｃｍ、１０Ｐａ、１０００Ｗ、２５０秒のドライエッチング処理によりゲート端子及びドレイン端子にそれぞれコンタクトホール２５６、２７６を形成する。ここで、ゲート端子では、コンタクトホール２５６はゲート絶縁膜２２３及びパッシベーション膜２５５を貫通し、ドレイン端子では、コンタクトホール２７６はパッシベーション膜２５５のみを貫通する構成となる（図２０・・・第３ＰＲ工程）。
【０１４１】
次に、端子領域を除く表示部の表面を配向膜３１７で覆う（図２１）。或いは、別の形態として、コンタクトホール２５６、２７６を覆うようにしてＩＴＯ等からなる透明金属膜を成膜後、フォトリソグラフィ工程と塩化第２鉄系エッチング液によりゲート端子透明電極２６７及びドレイン端子透明電極２６８を形成し、端子部における配線引出抵抗を下げ、その上で端子領域を除く表示部の表面を配向膜３１７で覆う（図２２・・・第４ＰＲ工程）。
【０１４２】
ここで、本発明の特徴は、１回のＰＲで２つの異なるマスクパターンを形成してそれぞれのマスクを用いて２回エッチングすることにあるが、１回目のエッチングによる形成パターンと２回目のエッチングによる形成パターンの相違が図１６（ａ）の平面図では微細すぎて表現しきれないので、図１６（ａ）の破線で囲んだ円形領域の拡大平面図及び断面図を図２３に改めて示すこととする。図２３（ｂ）は図２３（ａ）の切断線Ｄ−Ｄ’に沿った断面図である。
【０１４３】
図２３（ａ）に示すように、１回目のエッチングでは、ソース電極２３２及びドレイン電極２３１とそれらの下のオーミック層が同じ形状に形成され、２回目のエッチングに際しては、ソース電極２３１とドレイン電極２３２とに挟まれたチャネル領域２９９が、図１９（ａ）に示す本発明のレジスト溶解リフロー処理により、図１８（ａ）のレジストマスク２２７及びレジストマスク２２８が連結して図１９（ａ）の溶解リフローレジストマスク２３３となるので、完全にレジストマスク２３３により覆われる。また、溶解リフローレジストマスク２３３は、チャネル領域２９９以外では、ソース電極２３１とドレイン電極２３２の幅を一様に太くした形でソース電極２３１、ドレイン電極２３２及びａ−Ｓｉ膜２２４を覆うので、２回目のエッチングによりａ−Ｓｉ膜のチャネル領域（アイランド層２３４の一部）が形成されると同時に、チャネル領域以外では、ソース電極２３１とドレイン電極２３２の幅を一様に太くした形のアイランド層２３４が形成される。勿論、画素電極２５７（及びその下のオーミック層）の下方のアイランド層も、画素電極２５７の幅を一様に太くした形状となる。
【０１４４】
尚、第６の実施形態では、図１８から図１９に渡る製造工程について１種類の膜厚のレジストマスクを用いる方法について説明したが、図８、９に示す第４の実施形態のレジストマスクの形成方法、図１２〜１４に示す第５の実施形態のレジストマスクの形成方法を本実施形態に適用してアイランド層を形成することもできることは言うまでもない。
【０１４５】
以上のようにして横電界型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を形成することができるが、上述の図１９における工程は、従来の製造方法では１ＰＲ工程を必要としていたが、本発明の製造方法により不要となる。従って、本発明の製造方法によれば、従来の製造方法が５回のＰＲ工程を必要としていたところを４ＰＲ工程で済ますことができる。さらに、上述の図２２における透明金属膜の端子電極を形成する工程を省けば、３回のＰＲ工程で横電界型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を製造できることになり、製造コスト低減効果がさらに大きくなる。
【０１４６】
最後に、第１透明基板２０１の裏面（ＴＦＴの形成されていない第１透明基板２０１の面を裏面と呼ぶ）には偏光板２１０を形成すると、横電界型の液晶表示装置のＴＦＴ基板が完成する（図１６（ｂ））。
【０１４７】
液晶表示装置の色表示は、図１６（ｂ）に示すように、第１透明基板２０１の裏面から光３５６を入射させてＴＦＴ基板２００に対向するカラーフィルタ（以降、ＣＦと略記する）基板３００を照射することにより行われる。
【０１４８】
一方、ＣＦ基板３００は次のようにして形成される。
【０１４９】
まず、ガラス等の透明絶縁材料からなる第２透明基板３０１及び第２透明基板３０１の一方の面上のブラックマトリクス３１１、色層３１３、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）等からなる第２絶縁膜３１４と、第２透明基板３０１の他方の面上の導電膜３１５、偏光板３１６とを備え、基板の最上層の表面にオフセット印刷等による方法で配向膜３４３を印刷することにより形成される。
【０１５０】
こうして得られたＴＦＴ基板２００とＣＦ基板３００の配向膜をラビング処理し、所定の方向に配向膜分子を並べ、この２枚の基板が所定の間隔を持つようにセルギャップ材を挟みこませて組み合わせ、その間隙に液晶３１８を封止する。
【０１５１】
また、ＴＦＴ基板２００の表面に対して実効的に横方向の電界を発生させる櫛歯状の画素電極２５７と共通電極３４２との相互間隔は、およそ７μｍが設定される。
【０１５２】
また、偏光板２１０、偏光板３１６はおよそ０．２ｍｍの厚さに設定される。導電膜３１５は、およそ５０ｎｍの厚さに設定される。第１透明基板及び第２透明基板は、およそ０．７ｍｍの厚さに設定される。ブラックマトリクス３１１は、およそ１μｍの厚さに設定される。色層３１３は、およそ１μｍの厚さに設定される。第２絶縁膜３１４の厚さはおよそ１μｍの厚さに設定される。配向膜は、およそ５０ｎｍの厚さに設定される。ゲート絶縁膜２２３は、およそ５００ｎｍの厚さに設定される。パッシベーション膜２５５は、およそ３００ｎｍの厚さに設定される。共通電極３４２は、およそ４００ｎｍの厚さに設定される。また、液晶３１８の厚さ（セルギャップ）は、セル内スペーサを適度な散布密度にて配置し、４．５μｍと設定される。
【０１５３】
このようにして得られた液晶パネルは、ラビング方法により規定した液晶の配向方向にＴＦＴ基板２００の偏光板２１０の透過軸を一致させ、かつ、ＣＦ基板３００にはＴＦＴ基板２００側と吸収軸を直交させた偏光板３１６を貼り合わせ、光３５６をＴＦＴ基板２００側から照射し、画素電極２５７と共通電極３４２の間に自在に電位差を与えることで、黒表示から白表示までフルカラー表示を行うことができる。
【０１５４】
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、他にも種々の適用形態、或いは、上記実施形態の変形例がその中に含むものである。
【０１５５】
まず、本発明の第２〜６の実施形態のｎ＋型ａ−Ｓｉ膜のエッチングによる各実施形態のオーミックコンタクト層の形成は、本実施形態記載のソース・ドレイン電極用の金属膜のエッチング直後でなく、溶解リフローする前のレジストマスクをマスクとしてまず金属膜のみをエッチングし、その後、溶解リフローレジストマスクをマスクとして、ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜及びａ−Ｓｉ膜をエッチングしアイランド層をａ−Ｓｉ膜及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜の積層膜の構成とすることも可能である。この後は、溶解リフローレジストマスクの剥離後に、ドレイン電極、ソース電極をマスクとして、積層膜のうち、ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜のみをエッチングすることでａ−Ｓｉ膜からなるアイランド層を形成しても良い。この場合、先に記述の場合に比較し、溶解リフロー時のパターン段差が小さいこと、及びエッチングによる表面荒れが少ないことにより溶解リフローし易いというメリットがある。
【０１５６】
また、本発明の第２〜６の実施形態では、レジストマスクの溶解による溶解リフロー化が各レジストマスクを有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝し、レジストマスクに有機溶剤が徐々に浸透しレジストマスクの溶解を起こすようにしているが、本発明はこの方法に限定されるものではない。他の方法としては、既に本発明の第１の実施形態において記述した、薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）による蒸気暴露、及び極希薄な（例として１／１００〜１／１０００）濃度の薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）中に浸漬する方法でも可能である。但し極希薄な濃度の薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）中への浸漬処理においては、薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）濃度が高いと薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）中にレジストが溶解し剥離を起こす為、溶解剥離を起こさずに、しかもレジスト中に薬液の一部が浸透するように溶液中の薬液濃度を極希薄に調整する必要がある。薬液のうち、有機溶剤の溶液として使用する有機溶剤としては、既に本発明の第１の実施形態において列記した有機溶剤すなわち（アルコール類（Ｒ−ＯＨ）、アルコキシアルコール類、エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）、エステル類、ケトン類、グリコール類、アルキレングリコール類、グリコールエーテル類及び列記したそれら有機溶剤の具体例とその混合溶剤）が、使用可能である。
【０１５７】
なお、第３〜６の実施形態で説明したレジストマスクは、ネガ型あるいはポジ型のいずれのレジストで形成されていてもよい。
【０１５８】
更に、本発明で説明した方法に追加し、レジストマスクの溶解リフロー化した後に、例えば、レジストマスクのＯ２アッシング処理や、ＵＶオゾン処理を行うとレジストマスクのうちの余分にリフローし広がった部分の除去によるレジストマスクの面積縮小化することで、レジストマスクの広がり大きさを再調整してから、エッチングすることで目的とするエッチングパターンの微調整も可能である。
【０１５９】
また、本発明で説明した方法に追加し、レジストマスクの溶解リフロー化にエッチング処理を行った後、更にもう一度レジストマスクの溶解リフロー化を行い再度エッチングを行う方法を用いれば、これによる複雑な形状のパターンニングも可能なことにも言及しておく。
【０１６０】
上述の第３〜６の実施形態でこのレジストマスクの溶解リフロー化を更に促進するために、第１のエッチングの工程後、この第１のエッチングによるレジストマスク表面の変質層を除去する為に、酸素プラズマ処理、すなわちＯ２流量３００ｓｃｃｍ、１０〜２００Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗのプラズマ中で、１００秒処理を行う。或いは、ＵＶオゾン処理、すなわち１００〜２００℃基板加熱しオゾンガス雰囲気中で、ＵＶ光を当てて処理する。その処理により、変質化したレジスト表面層が除去され、内部と外部の差の少ない均一な溶解リフローが起こるようになる。
【０１６１】
また、上記酸素プラズマ処理、およびＵＶオゾン処理は、レジストで覆われていない膜表面の濡れ性を改善する効果もあり、溶解したレジストが膜表面をリフローし易くなるという効果もある。この時の処理方法、条件の選択は、レジスト表面変質層の除去率、薬液リフローする膜表面の濡れ性の改善率を測定し必要に応じ使い分ける。
【０１６２】
また、第４の従来例（シリル化による体積膨張を利用した方法）では、体積膨張を利用して０．１〜２．０μｍまでは横方向にレジストを広げても全く問題はないが、更に広げようとする約５μｍ程度のチャネル部の形成では、密着性の問題があるが、本発明の第３、４、５の実施形態では、密着力は、２０μｍでも良好であり約５μｍ程度のチャネル部の形成であれば問題は、全くなく第３の従来例の課題を完全に克服出来た。
【０１６３】
また、上述の本発明の第１〜６の実施形態で示した金属膜、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、共通電極、画素電極は、具体例として、ＩＴＯ膜、その他透明導電膜、インジウムスズ合金、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）の１層構造、または、クロム（または、クロムの合金）の１層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とクロム（または、クロムの合金）との２層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とチタン（または、チタンの合金）との２層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）と窒化チタン（または、窒化チタンの合金）との２層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）との２層構造、または、クロム（または、クロムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）との２層構造、または、クロム（または、クロムの合金）とアルミニウム（または、アルミニウムの合金）とクロム（または、クロムの合金）との３層構造、または、モリブデン（または、モリブデンの合金）とアルミニウム（または、アルミニウムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）との３層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）とクロム（または、クロムの合金）との３層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）とチタン（または、チタンの合金）との３層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）と窒化チタン（または、窒化チタンの合金）とチタン（または、チタンの合金）との３層構造で形成した場合について、実際に試作し、本プロセスの適用上、問題なくパターンが形成されることを確認し、本パターン形成方法において、適した材料である。金属層の厚みの例としては、Ｃｒ単層の場合１５０ｎｍ、Ｃｒ／Ａｌの場合１００／１５０ｎｍ、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌの場合５０／５０／１５０ｎｍ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉの場合５０／１５０／５０ｎｍ、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮの場合５０／１５０／５０ｎｍである。
【０１６４】
また、本発明の第３、４、５の実施形態は、逆スタガード型のＴＦＴパターンまでの形成方法であるが、本発明のパターン形成方法はこれに限らず、前記ＴＦＴパターンの形成方法のうち、画素電極の下部に色（カラーフィルタ）層、又は平坦化膜と色（カラーフィルタ）層を形成したカラーフィルタ付きＴＦＴパターンの形成方法でも実施可能である。
【０１６５】
最後に、上述の本発明の第１〜６の実施形態に示すパターン形成方法は、例えばフラットディスプレイパネルの液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、蛍光表示装置、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のアクティブ素子基板、または、集積回路を備えた基板の製造工程において製造方法として用いられる。
【０１６６】
また、上述の説明では、基板としてガラス基板を例に挙げたが、本発明が適用できる基板はこれに限らず、窒化膜基板、窒化アルミニウム基板等の絶縁基板やシリコン基板等の半導体基板にも適用できる。
【０１６７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のパターン形成方法では、半導体装置の製造工程の中で一度エッチングマスクに使用したレジストマスクを溶解リフロー化し、溶解リフローする前の体積を保ちつつ寸法膨張させて別のエッチングマスクに変える。このようにすることで、配線等のパターンの順テーパー化が容易になる。また、１回のフォトリソグラフィ工程を通して、被エッチング材料に２種類以上のパターンが形成できるので、製造工程を短縮することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を製造工程順に示す模式断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を製造工程順に示す模式断面図である。
【図３】図２に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図５】図４に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図６】図５に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図７】図６に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図９】図８に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１０】図９に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１１】図１０に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態の製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１３】図１２に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１４】図１３に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１５】図１４に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態の液晶表示装置を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態の製造工程を示す模式断面図である。
【図１８】図１７に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図１９】図１８に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図２０】図１９に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図２１】図２０に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図２２】図２０に続く図２１とは異なる製造工程を示す模式断面図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態の液晶表示装置を示す拡大模式平面図及び拡大模式断面図である。
【図２４】本発明の実施形態に用いられる溶解リフロー装置の模式断面図である。
【図２５】第１の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【図２６】第２の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【図２７】第３の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【図２８】第４の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【図２９】第５の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１、２１、４１、６１、８１、４０１、４２１、４４１ 絶縁基板
２、２６、１０２、１２２、１４６、２２６、４０２、４２２、４４６ 金属膜
７、２７、２８、４７、４８、１０７、２２７、２２８、２２９、４０７、４２７、４６７、４６８、４８７、４８８ レジストマスク
１１、４１１、４３１ 配線
１３、３３、５３、７３、９３、２３３、２５３ 溶解リフローレジストマスク
１５、４１５、４３５ 第１の順テーパー層
１６、４１６、４３６ 第２の順テーパー層
２２、４２、６２、８２、２２２、４４２ ゲート電極
２３、４３、６３、８３、２２３、４４３ ゲート絶縁膜
２４、４４、６４、８４、２２４、４４４、４６４、４８４ ａ−Ｓｉ膜
２５、２２５、４４５ ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜
２９、３０、４９、５０、６９、７０、８９、９０、２４９、２５０、４４９、４５０ オーミックコンタクト層
３１、５１、７１、９１、１５１、２３１、４５１ ソース電極
３２、５２、７２、９２、１５２、２３２、４５２ ドレイン電極
３４、５４、７４、９４、２３４、２５４、４５４、４７４、４９５、４９６アイランド層
５５、７５、９５、２５５ パッシベーション膜
５６、７６、９６、２５６、２７６ コンタクトホール
５７、７７、９７、２５７ 画素電極
５８、７８、９８ 端子部電極
７９、９９、２９９ チャネル領域
６７、８７ 厚レジストマスク
６８、８８ 薄レジストマスク
１００ 残存レジストマスク
４４７、４４８ 第１のレジストマスク
１４２、１６２、１８２、２４２ ゲート端子電極
２００ ＴＦＴ基板
２０１ 第１透明基板
２１０、３１６ 偏光板
２５２ ドレイン端子電極
２６７ ゲート端子透明電極
２６８ ドレイン端子透明電極
３００ ＣＦ基板
３１１ ブラックマトリクス
３１３ 色層
３１４ 第２絶縁膜
３１５ 導電膜
３１７ 配向膜
３１８ 液晶
３２２ ゲート配線
３３２ ドレイン配線
３４２ 共通電極
３５６ 光
４１３、４９３、４９４ 熱リフローレジストマスク
４３２ サイドエッチング部
４３３、４７３ シリル化レジストマスク
４５３ 第２のレジストマスク
５１０ ステンレスバット容器
５２０ 有機溶剤
５３０ 処理基板
５４０ 重り
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ等の半導体装置用のパターン形成方法およびそれを用いた表示装置の製造方法に関し、とくにレジストのリフロー技術を用いたパターン形成方法およびそれを用いた表示装置用の薄膜トランジスタ基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の高集積化は、微細パターンの形成手段であるフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とに支えられて達成されてきた。しかし、このようにして半導体装置が高性能化されてくると、その製造工程が高度化し製造コストが増加するようになる。
【０００３】
そこで、最近では、（１）プロセスの高度化の１つである配線パターンの順テーパー化、（２）半導体装置の製造コストを大幅に低減すべく、パターンの製造工程を統合させて全体の工程数を短縮させることが強く要求されてきている。
【０００４】
それに対する従来の技術のうち上記順テーパー化に対する通常の配線の形成（以下、第１の従来例と記す）の場合、及び公知例の配線形成（以下、第２の従来例と記す）の場合を図に基づいて説明する。
【０００５】
図２５は、第１の従来例を説明するための配線パターンの製造工程順の模式断面図である。
【０００６】
図２５（ａ）に示すように、例えば、ガラス基板等の絶縁基板４０１上にアルミ合金等の金属膜４０２が形成される。ここで、金属膜４０２の膜厚は１μｍ程度である。そして、この金属膜４０２上の所定の領域に、公知のフォトリソグラフィ技術でもってレジストマスク４０７が形成される。
【０００７】
次に、図２５（ｂ）に示すように、レジストマスク４０７がエッチングのマスクにされ、金属膜４０２に第１のエッチングが施されて、第１の順テーパー層４１５が形成される。
【０００８】
次に、図２５（ｃ）に示すように、１５０〜２００℃に全体を加熱処理することによりレジストマスク４０７が熱リフローを起こし、横に垂れ下がり、熱リフローレジストマスク４１３となる。
【０００９】
次に、図２５（ｄ）に示すように、この熱リフローレジストマスク４１３をエッチングマスクとして、残存する金属膜４０２に第２のエッチングが施され、下層に第２の順テーパー層４１６を有する配線４１１が形成される。
【００１０】
図２６は、第２の従来例（特願２０００−１３３６３６号公報）の製造方法を製造工程順に示す模式断面図である。
【００１１】
図２６（ａ）に示すように、例えば、絶縁基板４２１上にアルミ合金等の金属膜４２２が形成される。ここで、金属膜４２２の膜厚は１μｍ程度である。そして、この金属膜４２２上の所定の領域に、公知のフォトリソグラフィ技術でもってレジストマスク４２７が形成される。
【００１２】
次に、図２６（ｂ）に示すように、レジストマスク４２７がエッチングのマスクにされ、金属膜４２２に第１のエッチングが施されて第１の順テーパー層４３５が形成される。
【００１３】
次に、図２６（ｂ）に示した第１の順テーパー層４３５の形成後、レジストマスク４２７が絶縁基板４２１と共にシリル化剤である有機シラン溶液中に浸漬される。或いは、レジストマスク４２７が有機シラン蒸気中に曝される。このようにして、レジストマスク４２７がシリル化される。
【００１４】
このシリル化の処理により、レジストマスク４２７が体積膨張して、図２６（ｃ）に示すように、膨張したシリル化レジストマスク４３３が形成される。このシリル化で、膨張したシリル化レジストマスク４３３のパターン幅は、図中破線で示すレジストマスク４２７のパターン幅より大きくなる。ここで、シリル化剤としてシラザン等が用いられる。
【００１５】
次に、この膨張したシリル化レジストマスク４３３がエッチングのマスクにされ、残存する金属膜４２２に第２のエッチングが施されて、下層に第２の順テーパー層４３６を有する配線４３１が形成される。但し、膨張したシリル化レジストマスク４３３の密着力が弱いので、第１の順テーパー層４３５の下部がサイドエッチングされ、第１の順テーパー層４３５にいびつな形状のサイドエッチング部４３２が形成されてしまう場合があった。このようにして配線４３１が形成される。
【００１６】
また、従来の技術のうち、製造工程を短縮させるという要請に対して、その要請がなされる原因となっている現状の重畳な配線形成（以下、第３の従来例と記す）の場合及びその要請を受けて工程の短縮がなされた配線形成（以下、第４の従来例と記す）の場合を図に基づいて説明する。
【００１７】
図２７は、第３の従来例を説明するための逆スタガード型のＴＦＴの一部の製造工程の模式断面図である。
【００１８】
図２７（ａ）に示すように、ガラス等の透明基板からなる絶縁基板４４１上にゲート電極４４２を形成し、ゲート絶縁膜４４３、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜４４４とｎ＋型アモルファスシリコン（ｎ＋型ａ−Ｓｉ）膜４４５と金属膜４４６とが積層して堆積され、さらに、公知のフォトリソグラフィ技術で、金属膜４４６上に第１のレジストマスク４４７、４４８が形成される。
【００１９】
次に、図２７（ｂ）に示すように、これらの第１のレジストマスク４４７、４４８がエッチングのマスクにされ金属膜４４６及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜４４５がドライエッチングされる。
【００２０】
このようにして、ソース電極４５１及びソース電極用のオーミックコンタクト層４４９とドレイン電極４５２及びドレイン電極用のオーミックコンタクト層４５０とが形成される。この後、１回目形成のレジストマスク４４７、４４８は、剥離除去される。
【００２１】
次に、図２７（ｃ）に示すように、ソース電極４５１、オーミックコンタクト層４４９、ドレイン電極４５２、オーミックコンタクト層４５０が被覆され、ａ−Ｓｉ膜４４４表面の一部が被覆されるようにして、公知のフォトリソグラフィ技術で第２のレジストマスク４５３が形成される。
【００２２】
次に、第２のレジストマスク４５３がエッチングマスクにされてａ−Ｓｉ膜４４４がエッチングされ、アイランド層４５４が形成される。そして、この第２のレジストマスク４５３が剥離除去される。
【００２３】
このようにして、逆スタガード型のＴＦＴが形成される。これ以降の工程の説明は省略されるが、例として、画素電極、パッシベーション絶縁膜等が形成されて、アクティブマトリクスＴＦＴ―ＬＣＤ素子が形成されることになる。
【００２４】
図２８は、特開２０００−１３３６３６号公報に示されている第４の従来例を説明するための逆スタガード型のＴＦＴの一部の製造工程の模式断面図である。ここで、図２８（ａ）までは、第３の従来例で説明した図２７（ａ）、（ｂ）と同様である。
【００２５】
次に、レジストマスク４６７、４６８が有機シラン溶液中に浸漬される。或いは、有機シラン蒸気中に曝される。このようにして、レジストマスク４６７、４６８がシリル化される。このシリル化の処理により、レジストマスク４６７、４６８が体積膨張して、図２８（ｂ）に示すように合体し、１つの膨張したシリル化レジストマスク４７３となる。この場合の膨張では、図中破線で示すレジストマスク４６７、４６８の寸法は０．１〜２．０μｍの体積膨張を起こす。
【００２６】
次に、膨張したシリル化レジストマスク４７３がエッチングマスクにされて第２のエッチングが施され、ａ−Ｓｉ膜４６４がエッチングされる。
【００２７】
このようにして、図２８（ｃ）に示すように、アイランド層４７４が形成される。この後、膨張したシリル化レジストマスク４７３が剥離除去される。
【００２８】
このようにして、逆スタガード型のＴＦＴが形成される。これ以降の工程の説明は省略されるが、例として、画素電極、パッシベーション絶縁膜等が形成されて、アクティブマトリクスＴＦＴ―ＬＣＤ素子が形成されることになる。
【００２９】
図２９は、特開２０００−１３１７１９号公報に示されている第５の従来例を説明するための逆スタガード型ＴＦＴの一部の製造工程の模式断面図である。ここで、図２９（ａ）までは、第３の従来例で説明した図２７（ａ）、（ｂ）と同様である。
【００３０】
次に、第１の従来例と同様に１５０〜２５０℃に全体を加熱処理することによりレジストマスク４８７、４８８が熱リフローを起こし、横に垂れ下がり、熱リフローレジストマスク４９３、４９４となる。この場合に、チャネル間の距離Ｌが、０．１〜２．０μｍまでは、処理時間を長くとることで、合体可能であるが、熱リフローの欠点である粘度が高いリフローのため、先端が波打った不均一なリフローとなり、レジストの合体も不完全となり易く、更に２．０μｍを超える熱リフロー自体は、処理時間を大幅に長くしてもほとんど不可能であるため、図２９（ｂ）のように、熱リフローレジストマスク４９３、４９４が完全に合体しない場合も有り得る。又レジストマスクの合体が不十分であることと、下層膜との密着性が悪いことにより、このままの状態で、下層のａ−Ｓｉ膜４８４をエッチングすると、図２９（ｃ）に示すように、合体したアイランド層が形成されず、分離したアイランド層４９５、４９６となりＴＦＴチャネル部が、正常に形成されない。
【００３１】
このようにして、逆スタガード型のＴＦＴが形成される。これ以降の工程の説明は省略されるが、例として、画素電極、パッシベーション絶縁膜等が形成されて、アクティブマトリクスＴＦＴ―ＬＣＤ素子が形成されるが、第５の従来例の熱リフローによるＴＦＴ素子を形成可能なチャネル間の距離Ｌは、０．１〜２．０μｍ以下に限定されることとなる。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明した従来の技術のうち前記（１）の配線パターンの順テーパー化に対する図２５の第１の従来例の場合には、レジストマスク４０７の熱処理による熱リフローでは、リフローと共にレジスト内部の成分の蒸発も促進されるので、体積としては、収縮する。また、レジストマスク４０７の横方向への寸法膨張も０．５〜２．０μｍ程度が限度で、しかも熱リフローは、粘度が高いリフローのため、先端が波打った不均一なリフローとなり、エッチングマスクとしてはサイドエッチングを起こし易く、不十分なテーパー形状の配線、すなわち配線の断面は垂直形状あるいは一部逆テーパー形状になり易かった。
【００３３】
上述した第２の従来例はレジストの体積膨張を利用することにより、上述した第１の従来例の欠点を解消したものである。その点では、大きな効果を得ている。しかしながら発明者の更なる実験により、膨張を大きくし過ぎると、膨張したレジストとその下にある下層膜（被エッチング膜）との密着力が弱まり、その結果サイドエッチングが起こる場合がある、という現象をその後見いだした。実験では、体積膨張を利用して０．１〜２．０μｍまでは横方向にレジストを広げても全く問題はない、という結果を得ており、通常の範囲なら問題はないが、更に広げようとすると上述した問題を考慮する必要がある。
【００３４】
次に、従来の技術のうち前記（２）半導体装置の製造コストを大幅に低減すべく、パターンの製造工程を短絡させて全体の工程数を短縮させることに対する図２７の第３の従来例では、スタガード型のＴＦＴの製造において、ソース電極４５１、ソース電極用のオーミックコンタクト層４４９とドレイン電極４５２、ドレイン電極用のオーミックコンタクト層４５０の形成およびアイランド層４５４の形成のために２回のフォトリソグラフィ工程が必要になるという問題点があった。
【００３５】
上述した第４の従来例も第１の従来例と同じ原理を用いたものであり、第４の従来例の場合は、ＴＦＴ素子部のソースとドレイン電極の間隔が０．１〜２．０μｍ以下のみで可能で４μｍ以上になると、前述した理由から実用上レジストマスクの合体は困難になる、という問題がある。
【００３６】
上述した第５の従来例も第２の従来例１と同じ原理を用いたものであり、第５の従来例では、チャネル間の距離が、０．１〜２．０μｍまでは、処理時間を長くとることで、合体可能であるが、熱リフローの欠点である粘度が高いリフローのため、先端が波打った不均一なリフローとなり、レジストの合体も不完全となり易く、更に２．０μｍを超える熱リフロー自体は、処理時間を大幅に長くしてもほとんど不可能であるため、完全に合体しない場合も有り得る。又レジストマスクの合体が不十分であることと、下層膜との密着性が悪いことにより、合体したアイランド層が形成されず、分離したアイランド層となりＴＦＴチャネル部が、正常に形成されない。
【００３７】
そのため、第５の従来例の熱リフローによるＴＦＴ素子を形成可能なチャネル部の距離は、０．１〜２．０μｍ以下に限定され、しかもＴＦＴ素子も不完全な場合が多いこととなる、という問題がある。
【００３８】
本発明の目的は、半導体素子のパターン形成方法において、従来２ＰＲを必要としていたパターンサイズの異なるパターン形成を１ＰＲで行うことが出来るパターン形成方法を提供することにある。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
上述の問題に鑑み、本発明はレジスト有機膜を溶解する薬液をレジスト有機膜に浸透させて、薬液によりレジスト有機膜を溶解してリフロー（薬液溶解リフロー、溶解リフローまたは薬液リフローと呼ぶ）するものである。
【００４０】
すなわち、被エッチング膜をエッチング処理を用いて所望のパターンに形成パターン形成方法において、被エッチング膜上にレジスト膜を形成したのちレジスト膜を第１のマスクにパターンニングし、次に、第１のマスクを用いて被エッチング膜をエッチングし、次に、第１のマスクを薬液によりリフローして第２のマスクを形成した後、第２のマスクを用いてエッチングを続行するものである。
【００４１】
ここで、１回目のエッチングで１つの層を全部エッチングして２回目のエッチングではその下の異なる層をエッチングしても良いし、１回目のエッチングで１つの層を途中までエッチングして２回目のエッチングでも該層のエッチングをしても良い。
【００４２】
上述の方法により、前述の問題を解消したものである。即ち、従来例２では、レジストの体積膨張のみを利用していたのでレジストと接触する被エッチング層の密着力の問題が起きたものであり、本発明ではリフローを利用するので前述の従来例２の問題も解消したものである。以降に具体的な実施形態を図面を用いて説明することとする。
【００４３】
本発明のパターン形成方法は、被エッチング膜の上に所定のパターンを有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程と、前記変形有機膜をマスクとして前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程とを有するパターン形成方法であって、前記変形有機膜を形成する工程が、前記有機膜に有機溶剤の溶液ゆ薬液を浸透させ、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより行われる、という構成を基本構成としている。
【００４４】
前記有機膜は、有機系材料と有機溶剤で主に構成されている有機膜と、無機系材料と有機溶剤で主に構成されている有機膜である。前者の有機系材料は、レジスト膜、アクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミド等の樹脂及び、高分子有機材料であり、後者の無機材料として、シロキサン又は、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシラン、シリコン、無機ガラス等であり、両者に用いる有機溶剤は、既に記載した有機溶剤薬液が全て使用可能であり、そのうち有機溶媒として適切なものを使用した有機膜である。
【００４５】
また前記有機膜が、水溶性材料であるとき、その水溶性材料が、ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミドのうち１種類、又はこれらの２種類以上の混合物、或いは、これらの塩を主成分とする材料、または、以上に記載した材料に無機材料を混合した材料のいずれかの材料を用いた有機膜である。
【００４６】
有機膜が有機溶剤に溶解性の有る有機材料、又は無機材料で主に構成されている場合には、薬液として有機溶剤の溶液を用い、水に溶解性のある有機溶剤と有機材料、又は有機溶剤と無機材料で主に構成されている場合には、薬液として少なくとも水を含む水溶液を用いることで同様の処理効果を起こすことも可能である。
【００４７】
以下では、特に有機溶剤に溶解性のある有機系材料で有機膜が構成されている場合で、薬液に有機溶剤の溶液を用い、リフロー方法として前述の第１のリフロー方法、すなわち薬液蒸気に暴露するリフロー方法を用いた例を示す。しかしながら、有機膜には、前述したように無機系材料と有機溶剤で主に構成されている有機膜、水溶性材料で主に構成された有機膜、水溶性材料と無機材料を混合したものを材料として用いることも可能であり、リフロー方法としては、第２のリフロー方法、すなわち薬液中へ浸漬するリフロー方法を用いることも可能である。本発明の基本構成のパターン形成方法は、以下のような種々の適用形態を採る。
【００４８】
まず、前記有機膜を形成する工程において、前記有機膜と隣接する隣接有機膜が形成され、前記変形有機膜を形成する工程において、前記隣接有機膜は隣接変形有機膜となり、かつ、前記変形有機膜と結合する。
【００４９】
また、前記変形有機膜を形成する工程と前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程との間に、前記変形有機膜の一部を除去する工程を有し、前記変形有機膜の一部を除去する工程が、前記変形有機膜に対して酸素を用いたアッシング処理または紫外線を用いたオゾン処理を行って、前記変形有機膜の面積を小さくすることにより行われる。
【００５０】
また、前記変形有機膜を形成する工程から前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程までの工程が、前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程の後に少なくとも１回繰り返される。
【００５１】
また、前記被エッチング膜のエッチングのうち、少なくとも最後に行われるエッチングが、ウェットエッチングにより行われる。
【００５２】
また、前記有機溶剤の溶液は、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含む。有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
また、前記溶解リフローが、前記有機溶剤の溶液の蒸気中にさらすことにより行われる、或いは、前記有機溶剤の溶液に浸漬することにより行われる。
【００５３】
また、前記有機膜は、膜厚の異なる複数の有機膜からなり、前記有機膜が感光性有機膜であるとき、前記膜厚の異なる複数の有機膜は、前記感光性有機膜に対する露光量を変えることにより得られ、具体的には、前記有機膜は膜厚の異なる複数の有機膜からなり、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記有機膜をエッチングして前記有機膜を構成する膜厚の異なる複数の有機膜のうち相対的に薄い膜厚の有機膜を除去して、前記相対的に薄い膜厚の有機膜より厚い膜厚の有機膜を残す工程を行い、さらに具体的には、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記有機膜の表面の変質層を除去する工程を行う。さらに、前記有機膜の表面の変質層を除去する工程が、前記有機膜をプラズマ処理、または、ＵＶオゾン処理することにより行われ、前記プラズマ処理が、Ｏ２ガスを含むプラズマ処理用ガス、フッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガス、Ｏ２ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスのいずれかのプラズマ処理用ガスを用いて行われ、前記プラズマ処理用ガスがフッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３のいずれかを含むガスであり、前記プラズマ処理用ガスがＯ２ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ６／Ｏ２、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３／Ｏ２のいずれかのガスを含む。
【００５４】
また、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記被エッチング膜及び前記有機膜をフッ酸溶液に浸漬する工程を行う。
【００５５】
また、前記被エッチング膜は、下から順に第１の膜及び第２の膜からなり、前記第２の膜を前記有機膜をマスクとしてエッチング除去し、前記第１の膜を前記変形有機膜をマスクとしてエッチング除去し、前記第１の膜が第１の金属膜であり、前記第２の膜が、前記第１の金属膜とは異なる材料からなる第２の金属膜である、或いは、前記第１の膜がシリコン膜であり、前記第２の膜が、下から順に高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜及び金属膜である、或いは、前記第１の膜が下から順にシリコン膜及び高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜であり、前記第２の膜が金属膜であり、後者の２つの場合、前記シリコン膜は、薄膜トランジスタの半導体層を構成し、前記オーミックコンタクト用シリコン膜及び前記金属膜は、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を構成し、前記有機膜が複数の膜厚の有機膜からなるとき、前記有機膜は、前記半導体層のチャネル側に厚く形成された厚膜有機膜と、前記半導体層のチャネルから離れた側で薄く形成された薄膜有機膜とからなり、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を形成した後、前記有機膜をその表面からエッチングして前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上に前記厚膜有機膜のみを残し、前記厚膜有機膜を変形させて変形有機膜とする。
【００５６】
以上の本発明のパターン形成方法における有機膜としてはフォトレジスト膜が適している。
【００５７】
ここで使用するレジストマスクの材料としては、次のような有機レジストが好ましい。例えば、高分子化合物と感光剤及びその他添加剤から形成されるものとして、有機材料のみからなるレジストや有機材料と無機材料との混合からなるレジストがある。
【００５８】
有機材料のみからなるレジストでは、ポリビニル系の例としてポリビニルケイ皮酸エステルがある。また、ゴム系の例としては、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物がある。ノボラック樹脂系の例としては、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物がある。さらにアクリル酸の共重合樹脂系の例としてポリアクリルアミドやポリアミド酸がある。その他の例としては、臭素、ヨウ素を添加又は、多く含むレジストがある。
【００５９】
一方、有機材料と無機材料からなるレジストとしては、Ｓｉ含有レジストの例としてのシロキサン又は、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシランを含むレジストがあり、Ｓｉ以外の金属含有レジストの例としてゲルマニウムを含有するレジストがある。
【００６０】
また、レジストマスクは、ネガ型あるいはポジ型のいずれのレジストで形成されていてもよい。ポジ型としては、ノボラック樹脂系の、例えば、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物が適している。ネガ型としては、ゴム系の、例えば、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物が適している。
【００６１】
本発明の上記パターン形成方法は、液晶表示装置やＥＬ表示装置などの表示装置を構成するＴＦＴ基板などのアクティブマトリクス基板の製法に適している。すなわち、表示装置用ＴＦＴ基板の製造方法において、基板上にゲート電極を形成する工程と、ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜、半導体層、金属層を順次形成する工程と、金属層をパターニングしてソース電極およびドレイン電極を形成するためのマスクを形成する工程と、金属層をパターニング後にマスクに有機溶剤を浸透させてマスクを溶解させることによりマスクをリフローして、ソース電極とドレイン電極との間に位置するマスクを連結する工程と、マスクを連結する工程により得られた連結マスクを用いて半導体層をパターニングする工程とを有するＴＦＴ基板の製造方法が得られる。このような、表示装置用ＴＦＴ基板の製造方法において、金属層と半導体層との間にオーミック層が形成される工程をさらに有し、金属層のパターニング工程においてオーミック層もパターニングされる。また、上記表示装置用ＴＦＴ基板の製造方法において、金属層と半導体層との間にオーミック層が形成される工程を有し、半導体層のパターニング工程においてオーミック層もパターニングされるとともに、連結マスクを除去した後にソース電極およびドレイン電極をマスクとしてオーミック層をパターニングすることをも特徴とする。さらに上記表示装置用ＴＦＴ基板の製造方法において、ゲート電極の形成時に、共通電極をも基板上に形成する工程を有し、さらにゲート絶縁膜、半導体層、金属層を順次形成する工程時に共通電極を覆うようにゲート絶縁膜、半導体層、金属層を順次形成するとともに、金属層をパターニングしてソース電極およびドレイン電極を形成する工程時に共通電極の上方に位置する画素電極を形成する工程を有することも特徴とする。また、ソース電極およびドレイン電極にそれぞれ対応するように隣り合うマスクの厚みが、隣り合う側の厚みより遠い側で薄くなる薄膜領域を有することをも特徴とする。本発明のパターン形成方法を液晶表示装置へ適用した場合の例については、以下のとおりである。
【００６２】
本発明の第１の液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にゲート線及びゲート電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート電極の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜及び前記オーミック用半導体膜をエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなる積層パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを横方向にリフローさせることにより前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記積層パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記半導体膜をエッチング除去して半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われることを特徴とする。
【００６３】
次に、本発明の第２の液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にゲート線及びゲート電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート電極の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜をエッチング除去して、ソース電極用金属膜パターン及びドレイン電極用金属膜パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを横方向にリフローさせることにより前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記ソース電極用金属膜パターン及び前記ドレイン電極用金属膜パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記オーミック用半導体膜及び前記半導体膜をエッチング除去して半導体膜積層アイランドを形成する工程と、前記連結レジストマスクを剥離した後、前記半導体膜積層アイランドのオーミック用半導体膜を前記ソース電極用金属膜パターン及び前記ドレイン電極用金属膜パターンをマスクとしてエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなる積層パターンを形成すると共に前記半導体膜からなる半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われることを特徴とする。
【００６４】
次に、本発明の第３の液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にゲート線及び櫛歯状の共通電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記共通電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート線の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成すると共に、前記共通電極の櫛歯状の電極間に電極が形成されるべく画素電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜及び前記オーミック用半導体膜をエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなるソース電極積層パターン、ドレイン電極積層パターン及び画素電極積層パターンを形成して少なくとも前記画素電極積層パターンの櫛歯状の電極が前記共通電極の櫛歯状の電極間に挟まれるべく前記画素電極積層パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクを横方向にリフローさせて少なくとも前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記積層パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記半導体膜をエッチング除去して半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われることを特徴とする。
【００６５】
上記本発明の第１、２、３の液晶表示装置の製造方法において、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを形成する工程が、前記ソース・ドレイン用金属膜の上に前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに向き合う側に膜厚の厚い厚レジストマスクを形成し、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに遠ざかる側に前記厚レジストマスクよりも薄い薄レジストマスクを形成することにより行われ、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記厚レジストマスク及び前記薄レジストマスクを溶解リフローさせることにより行われ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに挟まれたチャネル領域近傍で前記連結レジストマスクの横方向の広がりが大きく、前記チャネル領域から遠ざかるに従って前記連結レジストマスクの横方向の広がりが徐々に小さくなり、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と前記連結レジストマスクを形成する工程との間で、前記連結レジストマスクを形成する工程の直前に、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをエッチングして前記薄レジストマスクのみを除去して前記厚レジストマスクを少なくとも残存させて残存レジストマスクとする工程を有し、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記残存レジストマスクを溶解リフローさせて連結レジストマスクを形成することにより行われる。さらに、これらの連結レジストマスクは、前記連結レジストマスクが、少なくとも前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに挟まれたチャネル領域を覆う形状に形成される。
【００６６】
また、上記本発明の第１、２、３の液晶表示装置の製造方法において、前記半導体アイランドを形成する工程の後に、前記ゲート絶縁膜上に前記積層パターン及び前記半導体アイランドを覆う保護絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート線の上では前記保護絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜を開口し、前記積層パターンの上では前記保護絶縁膜を開口してそれぞれゲート線用コンタクトホール及びソース・ドレイン用コンタクトホールを形成する工程と、前記保護絶縁膜上に前記ゲート線用コンタクトホール及び前記ソース・ドレイン用コンタクトホールを介してそれぞれ前記ゲート線及び前記積層パターンと接続するゲート線端子電極及びソース・ドレイン用上部電極を形成する工程が続く。
【００６７】
また、上記本発明の第１、２、３の液晶表示装置の製造方法において、前記ゲート線、前記ゲート電極を構成するゲート金属膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜は、それぞれ下記構成の金属膜のいずれかである。
【００６８】
・ＩＴＯ膜
・インジウムスズ合金
・アルミニウムまたはアルミニウム合金の１層構造
・クロムまたはクロム合金の１層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がクロムまたはクロム合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がチタンまたはチタン合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層が窒化チタンまたは窒化チタン合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がモリブデンまたはモリブデン合金の２層構造
・１層がクロムまたはクロム合金で、他の層がモリブデンまたはモリブデン合金の２層構造
・１層目及び３層目がクロムまたはクロム合金で、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金の３層構造
・１層目及び３層目がモリブデンまたはモリブデン合金で、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、クロムまたはクロム合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、チタンまたはチタン合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、窒化チタンまたは窒化チタン合金、チタンまたはチタン合金の３層構造
【００６９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。ここで、第１の実施形態は、以下に述べる実施形態の基本形をなす実施形態であり、図１は、本実施形態の配線パターンの形成方法を工程順に示す模式断面図である。更に以下の本発明の実施の形態において、前記有機膜がレジスト膜である場合について説明するが、本発明は、これに限らず前記有機膜でも可能である。
【００７０】
本発明の第１の実施形態によれば、図１（ａ）に示すように、従来の技術で説明したのと同様に、絶縁基板１上にアルミ・銅合金の金属膜２が形成される。ここで、金属膜２の膜厚は１μｍ程度である。そして、この金属膜２上の所定の領域に、公知のフォトリソグラフィ技術でもってレジストマスク７が形成される。ここで、金属膜２の下地を絶縁基板１としたが、この絶縁基板は液晶表示装置に用いられるガラス等の透明基板、アモルファスシリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、半導体集積回路に用いられるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜であっても良い。
【００７１】
次に、図１（ｂ）に示すように、レジストマスク７がエッチングのマスクにされ、金属膜２に第１のエッチングが施されて第１の順テーパー層１５が形成される。ここで、上記のエッチングは、塩素、酸素等を反応ガスとするプラズマエッチングで行われ、形成される配線の断面は順テーパ形状になる。
【００７２】
次に、第１の順テーパー層１５の形成後、レジストマスク７が絶縁基板１と共に薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液又は酸性溶液のうち少なくとも一つを含む）の蒸気中に曝されるか、或いは、極希薄な（例として、１／１００〜１／１０００）濃度の薬液中に浸漬する。
【００７３】
以下では、特に薬液に、有機溶剤の溶液を用いた例を示すが、アルカリ溶液、酸性溶液でも可能である。
【００７４】
有機溶剤の溶液の蒸気中への暴露の場合には、処理時の蒸気密度の影響があり有機溶剤の温度、基板温度共に常温（２０℃付近）で処理する場合で、蒸気密度の高いアセトンやプロピレングリコールモノエチルエーテルを用いる場合には、０．１〜３分の蒸気暴露処理だが、蒸気密度の低いトリプロピレングリコールモノエチルエーテルや、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いる場合には、５〜２０分を要する場合もある。又、有機溶剤の温度、基板温度が、高くなると処理時間は、長く、低くなると処理時間は、短時間の蒸気暴露処理で目標の溶解リフロー処理が達成される。
【００７５】
後者の極希薄な濃度の有機溶剤溶液中への浸漬処理においては、有機溶剤濃度が高いと有機溶剤溶液中にレジストが溶解し剥離を起こす為、溶解剥離を起こさずに、しかもレジスト中に有機溶剤の一部が浸透するように溶液中の有機溶剤濃度を極希薄に調整する必要がある。
【００７６】
ここで、本実施形態においては、有機溶剤としてアセトン、プロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いたが、有機溶剤は、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含むものであれば、本実施形態の変形例として適用可能であり、以下に述べる実施形態においても、同様のことが言える。以下には、有機溶剤を上位概念としての有機溶剤と、それを具体化した下位概念の有機溶剤とに分けて示している。（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）有機溶剤：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
上記有機溶剤の具体例：
・ＣＨ３ＯＨ、Ｃ２Ｈ５ＯＨ、ＣＨ３（ＣＨ２）ＸＯＨ
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）
・エトキシエタノール
・メトキシアルコール
・長鎖アルキルエステル
・モノエタノールアミン（ＭＥＡ）
・アセトン
・アセチルアセトン
・ジオキサン
・酢酸エチル
・酢酸ブチル
・トルエン
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
・ジエチルケトン
・ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）
・メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）
・ブチルカルビトール
・ｎ−ブチルアセテート（ｎＢＡ）
・ガンマーブチロラクトン
・エチルセロソルブアセテート（ＥＣＡ）
・乳酸エチル
・ピルビン酸エチル
・２−ヘプタノン（ＭＡＫ）
・３−メトキシブチルアセテート
・エチレングリコール
・プロピレングリコール
・ブチレングリコール
・エチレングリコールモノエチルエーテル
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル
・エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノメチルエーテル
・エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・ポリエチレングリコール
・ポリプロレングリコール
・ポリブチレングリコール
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリジエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・メチル−３−メトキシプロピオネート（ＭＭＰ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
・プロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＰＧＰ）
・プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＥＥ）
・エチル−３−エトキシプロピオネート（ＦＥＰ）
・ジプロピレングリコールモノエチルエーテル
・トリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート
・３−メトキシプロピオン酸メチル
・３−エトキシプロピオン酸エチル
・Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
これ以降の薬液溶解リフローの為の処理として、主に有機溶剤の溶液の蒸気中に曝される方法を採用して説明する。
【００７７】
本処理方法の具体例として、図２４に示すように、深さ２０ｍｍのステンレスバット容器５１０に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤５２０を５〜１５ｍｍの深さに入れ、処理面を裏返しにし、バット容器５１０の上に被せ、さらに有機溶剤５２０の蒸気雰囲気をステンレスバット容器５１０と基板５３０との間の空間に密閉するために基板５３０の上に重り５４０を載せる。基板５３０と有機溶剤５２０の温度は、常温（２０℃付近）に保つようにする。こうして、有機溶剤の蒸気に処理基板５３０をさらし、蒸気暴露処理する。ここで蒸気密度の高いアセトンやプロピレングリコールモノエチルエーテルを用いる場合には、０．１〜３分の蒸気暴露処理だが、蒸気密度の低いトリプロピレングリコールモノエチルエーテルや、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いる場合には、５〜２０分の処理を行なう。
【００７８】
レジストに上述した薬液すなわち有機溶剤の溶液が浸透している状態ではレジストが溶解してリフローが起きる（薬液溶解リフロー）、薬液の供給を絶つと薬液は数十秒〜数分以内（有機溶剤の種類による）にレジスト中の有機溶剤が蒸発してレジストが固まる現象が見られた。また、溶解中は薬液が浸透しているのでレジストは膨張状態になるが、薬液が蒸発した後では体積が元に戻ることも見い出した。この薬液リフローによるレジストがリフローし図１（ｃ）に示すようにレジストが横方向に広がる。この薬液リフローは前述の熱リフローに比較すると、リフロー時のレジスト粘度が低いので、本発明では図１（ｃ）にも示すように第１の順テーパー層１５を完全に覆い、更に残りの被エッチング膜である金属膜２の表面の一部も覆うようにリフローする。一方、熱リフローでは図２５に示す構造になりやすい。また、この薬液リフローは、２０℃で、蒸気密度の高いアセトン、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の有機溶剤溶液の蒸気中に３分間暴露する処理条件の元で約１０μｍ、５分間以上では、２０μｍ以上にも横方向にリフロー出来た。この場合の有機溶剤の温度、基板温度が、高くなると処理時間は、長く、低くなると処理時間は、短時間で目標の溶解リフロー距離を達成出来る。
【００７９】
ここで、薬液溶解リフロー後に、下層膜との密着力を促進させる目的で、薬液リフロー処理後でエッチング処理前に、１００〜２００℃の加熱処理を５〜６０分間行う場合もある。
【００８０】
次に、この溶解リフローレジストマスク１３がエッチングのマスクにされ、残存する金属膜２に第２のエッチングが施されて第２の順テーパー層１６が形成される。この場合も、塩素、酸素等を反応ガスとするプラズマエッチングで行われる。そして、形成される配線１１の断面は一部階段状に形成されるが、全体的には順テーパ形状になる。
【００８１】
上記の第１の実施形態では、第１のエッチングと第２のエッチングで金属膜２がエッチングされる場合について説明されている。本発明はこのような方法に限定されるものでない。
【００８２】
ここで、被エッチング材料が、１種類の金属膜でなく、積層する２種類以上の被エッチング材料で構成され、レジストマスクでもって上記の積層膜のうち上層の被エッチング材料がエッチングされ、溶解リフローレジストマスクでもって下層の被エッチング材料がエッチングされてもよい。この場合には、１回のフォトリソグラフィ工程でもって、２種類のパターンが形成されることになる。
【００８３】
このレジストマスクの溶解リフロー化を促進するために、第１のエッチングの工程後、この第１のエッチングによるレジストマスク表面の変質層除去する為に、酸素プラズマ処理、すなわちＯ２流量３００ｓｃｃｍ、１００Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗのプラズマ中で、１２０秒処理を行う。或いは、ＵＶオゾン処理、すなわち１００〜２００℃基板加熱しオゾンガス雰囲気中で、ＵＶ光を当てて処理する等を行う場合もある。その処理により、変質化したレジスト表面層が除去され、内部と外部の差の少ない均一な溶解リフローが起こるようになる。
【００８４】
従来の技術のうち、第１の従来例（加熱による熱リフロー）では、加熱による溶剤分の蒸発による体積収縮分が、リフロー時の平面寸法広がりにマイナス要因となり、又、リフロー時の粘度が加熱温度にも関係するので、粘度を低下させ、広がりを大きくする為には、加熱温度を上げる必要があるが、これも体積収縮要因となっていた。そのため、レジストの平面寸法を大きくすることにより順テーパー化を実現する本発明の方法に対して、第１の従来例はある程度の加熱を必要とし、しかもレジストの体積収縮を伴うという点において、不利であった。
【００８５】
これに対して、本発明の上記の第１の実施形態では、レジストマスク中に溶媒等を浸透させることによる溶解リフローである為、体積収縮を伴わず、加熱をほとんど必要とせず、しかも大きな粘度低下をさせられるので、第２回目のエッチングの前にレジストマスクの平面寸法を簡便な方法でもって大きく、しかも密着性良く形成出来るので、順テーパー構造の配線が容易に形成できるようになる。これによって、従来例１の課題を完全に克服できた。
【００８６】
次に、本発明の第２の実施形態を図２、３に基づいて説明する。ここで、図２および図３は本発明のスタガード型のＴＦＴの一部の製造工程の模式断面図である。
【００８７】
図２（ａ）に示すように、第３の従来例と同様に、ガラス等の透明基板からなる絶縁基板２１上にゲート電極２２を形成し、膜厚３５０ｎｍのゲート絶縁膜２３と膜厚２００ｎｍのａ−Ｓｉ膜２４と膜厚５０ｎｍのｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２５と膜厚２５０ｎｍのＣｒ／Ａｌ合金等の金属膜２６とが積層して堆積される。
【００８８】
次に、公知のフォトリソグラフィ技術で、上記の金属膜２６上にレジストマスク２７、２８が形成される。そして、これらのレジストマスク２７、２８が第１のエッチングのマスクにされ、金属膜２６及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２５がドライエッチングされる。
【００８９】
このようにして、図２（ｂ）に示すように、ソース電極用のオーミックコンタクト層２９とソース電極３１とドレイン電極用のオーミックコンタクト層３０とドレイン電極３２が形成される。
【００９０】
次に、第１の実施形態で説明したように、レジストマスク２７、２８が絶縁基板２１と共にアセトンからなる有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝される。このようにして、レジストマスク２７、２８にアセトンが徐々に浸透し、レジストマスクの溶解を起こし、リフロー（以下、薬液溶解リフロー、溶解リフロー又は薬液リフローと呼ぶ）するようになる。このレジストマスクの溶解リフロー化の処理により、レジストマスク２７、２８の面積が広がり、図２（ｃ）に示すように、溶解リフローしてレジストマスク２７、２８は、近接部が合体して一体となった溶解リフローレジストマスク３３となる。
【００９１】
この溶解リフロー化は、粘度が低いので、溶解リフローレジストマスク３３は、第１のエッチングで形成したオーミックコンタクト層２９とソース電極３１とオーミックコンタクト層３０とドレイン電極３２を完全に覆い、更に、下層のａ−Ｓｉ膜２４の表面の一部も覆うようにリフローする。ちなみに、この溶解リフローでは、処理条件により、最大２０μｍまで広げることが可能であることが確認されている。
【００９２】
ここで、このレジストマスクの溶解リフロー化を促進するために、第１のエッチングの工程後、この第１のエッチングによるレジストマスク表面の変質層除去する為に、酸素プラズマ処理、すなわちＯ２流量３００ｓｃｃｍ、１００Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗのプラズマ中で、１２０秒処理を行う、又は、ＵＶオゾン処理、すなわち１００〜２００℃基板加熱しオゾンガス雰囲気中で、ＵＶ光を当てて処理する等を行う場合もある。その処理により、変質化したレジスト表面層が除去され、内部と外部の差の少ない均一な溶解リフローが起こるようになる。
【００９３】
また、上記酸素プラズマ処理、およびＵＶオゾン処理は、レジストで覆われていない膜表面の濡れ性を改善する効果もあり、溶解したレジストが膜表面をリフローし易くなるという効果もある。
【００９４】
さらに、薬液リフロー処理前に下地（ここでは、ａ−Ｓｉ膜、金属膜）に対し濡れ性のみを改善する目的には、（１）基板をフッ酸溶液に浸漬する。（２）プラズマ（Ｏ２、フッ素系ガス（ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３等）又はフッ素系ガスと酸素（ＳＦ６／Ｏ２、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３／Ｏ２等））で表面処理する。（３）上層膜のエッチングをドライエッチングではなくウェットエッチングのみで行う等により、薬液リフロー前の膜表面を滑らか、或は親水性にし濡れ性を改善する方法が上げられる。
【００９５】
この薬液リフロー処理前に行う前処理方法、条件の選択は、レジスト表面変質層の除去率、薬液リフローする膜表面の濡れ性の改善率を測定し必要に応じ使い分ける。
【００９６】
次に、溶解リフローレジストマスク３３がエッチングマスクにされて、ａ−Ｓｉ膜２４に第２のエッチングが施される。このようにして、図３（ａ）に示すように、アイランド層３４が形成される。そして、溶解リフローレジストマスク３３が除去され、図３（ｂ）に示すように、絶縁基板２１上の所定の領域に逆スタガード型のＴＦＴが形成される。これ以降の工程の説明は省略されるが、例として画素電極、パッシベーション絶縁膜、配向膜等が形成されてＴＦＴ基板が完成し、続いて、絶縁基板２１に対向する第２の絶縁基板を用意して、その上にカラーフィルタ、ブラックマトリクス、透明電極、パッシベーション膜、配向膜等を形成して対向基板を完成させ、縦電界型の液晶表示装置を製造する場合には、さらに、ＴＦＴ基板と対向基板を接着し、スペーサで所定の間隔を保つようにした上でＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶組成物を充填すると液晶表示装置が完成することになる。
【００９７】
以下に述べるいずれの実施形態においても、縦電界型の液晶表示装置を製造する場合には、図示した製造工程以降に上述の製造工程が続くこととなる。
【００９８】
従来の技術のうち第３の従来例では、２回のフォトリソグラフィ工程が必要であったが、本発明の第２の実施形態では、これが１回に削減されるようになる。このようにして、スタガード型のＴＦＴの製造工程が大幅に削減され、製造コストが低減するようになる。これによって、第３の従来例の課題を完全に克服できた。
【００９９】
また、上記の第２の実施形態では、レジストマスクの溶解による寸法膨張のためのリフロー化がレジストマスク２７、２８をアセトンからなる有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝し、レジストマスク２７、２８にアセトンが徐々に浸透しレジストマスクの溶解を起こすようにしているが、本発明はこの方法に限定されるものではない。他の方法としては、既に本発明の第１の実施形態において記述した、極希薄な（例として１／１００〜１／１０００）濃度の有機溶剤溶液中に浸漬する方法でも可能である。但し極希薄な濃度の有機溶剤溶液中への浸漬処理においては、有機溶剤濃度が高いと有機溶剤溶液中にレジストが溶解し剥離を起こす為、溶解剥離を起こさずに、しかもレジスト中に有機溶剤の一部が浸透するように溶液中の有機溶剤濃度を極希薄に調整する必要がある。使用する有機溶剤としては、既に本発明の第１の実施形態において列記した有機溶剤すなわち（アルコール類（Ｒ−ＯＨ）、アルコキシアルコール類、エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）、エステル類、ケトン類、グリコール類、アルキレングリコール類、グリコールエーテル類及びそれら有機溶剤の具体例とその混合溶剤）が、使用可能である。
【０１００】
なお、第１、２の実施形態で説明したアセトンに適したレジストマスクの材料としては、次のような有機レジストが好ましい。例えば、高分子化合物と感光剤及びその他添加剤から形成されるものとして、有機材料のみからなるレジストや有機材料と無機材料との混合からなるレジストがある。有機材料のみからなるレジストでは、ポリビニル系の例としてポリビニルケイ皮酸エステルがある。また、ゴム系の例としては、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物がある。ノボラック樹脂系の例としては、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物がある。さらにアクリル酸の共重合樹脂系の例としてポリアクリルアミドやポリアミド酸がある。その他の例としては、臭素、ヨウ素を添加又は、多く含むレジストがある。一方、有機材料と無機材料からなるレジストとしては、Ｓｉ含有レジストの例としてのシロキサン又は、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシランを含むレジストがあり、Ｓｉ以外の金属含有レジストの例としてゲルマニウムを含有するレジストがある。また、第１、２の実施形態で説明したレジストマスクは、ネガ型あるいはポジ型のいずれのレジストで形成されていてもよい。ポジ型としては、ノボラック樹脂系の、例えば、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物が適している。ネガ型としては、ゴム系の、例えば、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物が適している。
【０１０１】
また、本発明で説明した方法に追加し、レジストマスクの溶解リフロー化した後に、例えば、レジストマスクのＯ２アッシング処理や、ＵＶオゾン処理を行うとレジストマスクのうちの余分にリフローし広がった部分の除去によるレジストマスクの面積を縮小化することで、レジストマスクの広がり大きさを再調整してから、エッチングすることで目的とするエッチングパターンの微調整も可能であることを付け加えておく。
【０１０２】
さらに、本発明で説明した方法に追加し、レジストマスクの溶解リフロー化後のエッチング処理を行った後、レジストマスクの膜厚のマスクとしての機能を損なわない限りにおいて、更にもう一度レジストマスクの溶解リフロー化を行い再度エッチングを行う方法を用いれば、これによる複雑な形状のパターンニングも可能なことにも言及しておく。
【０１０３】
更に、本発明で説明したように、レジストマスクの溶解リフロー化による寸法膨張化と、例えば、レジストマスクのＯ２アッシング処理等による寸法縮少化とエッチング処理を数回以上組み合わせる事によるパターン形成についても可能でありこれによる複雑な形状のパターンニングも可能なことにも言及しておく。
【０１０４】
次に、以上述べた本発明の基本的な実施形態を第３の実施形態以降においてさらに具体的に説明する。図４〜７は、第３の実施形態の製造方法を製造工程順に示す図であり、それぞれの図において、（ａ）はＴＦＴ近傍の様子を示す模式平面図であり、（ｂ）は、（ａ）における切断線Ａ−Ａ’に沿った模式断面図である。また、（ａ）においてはゲート電極が外部に導出される端子部も併せて示しているが、これは、ゲート電極の導出される端子部の端子構造がドレイン電極が導出される端子部の構造と異なるためである。ドレイン電極が導出される端子部は、図７（ｂ）に示す画素電極構造と同じであるので図示を省略している。端子部の構造は、第４、５の実施形態についても第３の実施形態と同じである。
【０１０５】
第３の実施形態の製造方法を示す図４（ｂ）、図５（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施形態の図２（ａ）、図２（ｂ）と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
第２の実施形態と同様にして、図４（ａ）に示すように、絶縁基板４１上にゲート電極４２（ゲート端子電極１４２に導出される）、ゲート絶縁膜４３、アイランド層となるａ−Ｓｉ膜４４、ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜からなるオーミックコンタクト層４９、５０、ソース電極５１、ドレイン電極５２がレジストマスク４７、４８をマスクとして形成される。
【０１０７】
次に、図５（ｂ）に示すように、溶解リフローし合体した溶解リフローレジストマスク５３が形成され、それをマスクとし、ａ−Ｓｉ膜４４をエッチングすると、ａ−Ｓｉ膜４４からなるアイランド層５４が形成される。更にその後、溶解リフローレジストマスク５３を、剥離除去する。剥離液としては、ＤＭＳＯ（ジメチエルスルホキシド）とモノエタノールアミンを混合した剥離液を用い、ウェット剥離処理する。又更にその後、Ｏ２プラズマ、又はＵＶオゾン中で処理する。
【０１０８】
次に、図６（ｂ）に示すように、パッシベーション膜５５を成膜後、フォトリソグラフィ工程とＳＦ６／Ｈｅガス＝５０／１５０ｓｃｃｍ、１０Ｐａ、１０００Ｗ、２５０秒のドライエッチング処理によりソース電極５１の上にコンタクトホール５６を形成する。このとき、ゲート端子電極１４２の上にはゲート絶縁膜４３及びパッシベーション膜５５が覆っているので、ゲート端子電極１４２のコンタクトホール５６はそれらを貫通する形に形成される。
【０１０９】
最後に、図７（ｂ）に示すように、ＩＴＯ等からなる透明金属膜を成膜後、フォトリソグラフィ工程と塩化第２鉄系エッチング液により画素電極５７及び端子部電極５８を形成する。これにより液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタアレイ及び画素電極が形成される。
【０１１０】
本実施形態においては、図５（ａ）の模式平面図に示すように、溶解リフローレジストマスク５３が、ソース電極５１及びドレイン電極５２を完全に、或る所定のマージンを有して覆い、かつ、ソース電極５１とドレイン電極５２とに挟まれたＴＦＴのチャネル領域５９をも完全に覆うように横方向にリフローし、アイランド層５４が溶解リフローレジストマスク５３のパターン通りにパターニングされることがことがわかる。
【０１１１】
次に、本発明の第４の実施形態の製造方法を図８〜１１を参照して説明する。それぞれの図において、（ａ）はＴＦＴ近傍の様子を示す模式平面図であり、（ｂ）は、（ａ）における切断線Ａ−Ａ’に沿った模式断面図である。この実施形態は、第３の実施形態と基本的構造及びプロセスは同様である。
【０１１２】
本実施形態が第３の実施形態と異なる点について説明すると、図８（ｂ）に示すように、レジストマスクを通常の膜厚（約３μｍ）の厚レジストマスク６７と薄い膜厚（約０．２〜０．７μｍ）の薄レジストマスク６８により形成する。
【０１１３】
これは、図８（ａ）に示すように、ソース電極７１及びドレイン電極７２の上にあって、チャネル領域７９側に位置する部分のレジストマスクの膜厚のみを厚くして厚レジストマスク６７とし、チャネル領域７９から離れた部分のレジストマスクの膜厚を薄くして薄レジストマスク６８とする。
【０１１４】
このレジストマスクの部分的膜厚の制御方法としては、（１）露光工程で使用するレチクルのマスクパターンにおいて遮光部と少なくとも２段階以上の透過光量に制御した半遮光部とが形成され、前記遮光部と半遮光部とがレジスト膜に転写され前記レジストマスクが形成される様にする方法、（２）露光工程で２種以上のレチクルマスクを使用し、露光量をすくなくとも２段階以上に変化させ露光することで前記レジストマスクが形成される様にする方法が、例として挙げられる。
【０１１５】
このように形成したレジストマスクを基に、第１のエッチングを施しオーミックコンタクト層６９、７０、ソース電極７１、ドレイン電極７２を形成する。
【０１１６】
次に、図９（ｂ）に示すように、厚レジストマスク６７及び薄レジストマスク６８に対し、絶縁基板６１と共に有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝すと、厚レジストマスク６７及び薄レジストマスク６８にアセトンが徐々に浸透し、レジストマスクの溶解を起こし、リフローするようになる。このレジストマスクの溶解リフロー化の処理により、図９（ａ）に示すように、厚レジストマスク６７及び薄レジストマスク６８の面積が広がり、溶解リフローレジストマスク７３となる。
【０１１７】
但しこの場合、溶解リフローレジストマスク７３のうち、厚レジストマスク６７の部分は面積の広がりが大きく、チャネル領域７９を中心として大きく横方向に広がり、溶解リフローレジストマスク７３のうち薄レジストマスク６８の部分は、厚レジストマスク６７の広がりに比べて面積の広がりが小さくなる。
【０１１８】
次に、この溶解リフローレジストマスク７３をマスクに、第２のエッチングをａ−Ｓｉ膜６４に施すと、図９（ｂ）に示すように、チャネル領域７９を中心として幅広にパターニングされたアイランド層７４が形成される。
【０１１９】
この場合に、溶解リフローレジストマスク７３を使用することで、図１０（ａ）に示すように、アイランド層７４の寸法が、チャネル領域７９近傍では大きく、チャネル領域７９から離れたソース電極７１、ドレイン電極７２の周辺では小さく形成されるように制御され、この点が第３の実施形態と異なる点である。これは、ソース、ドレイン電極形成用のレジストマスク６７、６８を利用してＴＦＴのチャネル領域近傍のアイランド層を幅広に形成して、ＴＦＴとして半導体活性層が余裕をもって形成されるようにし、半導体活性層から遠ざかる領域のアイランド層は、特にその下に配線されたゲート電極（ゲート配線）との寄生容量を小さくするためにソース電極７１及びドレイン電極７２の幅に近い幅で形成しようとするものである。これにより、第３の実施形態に比較して、ソース配線及びドレイン配線周辺に余分なアイランド層が形成されないようにするというメリットがある。
【０１２０】
この後に続くプロセスは、溶解リフローレジストマスク７３を、剥離除去し、第３の実施形態と同様、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示すように、パッシベーション膜７５、コンタクトホール７６、画素電極７７及び端子部電極７８を形成して、液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタアレイ及び画素電極が得られる。
【０１２１】
次に、本発明の第５の実施形態の製造方法を図１２〜１５を参照して説明する。それぞれの図において、（ａ）はＴＦＴ近傍の様子を示す模式平面図であり、（ｂ）は、（ａ）における切断線Ａ−Ａ’に沿った模式断面図である。この実施形態は、第４の実施形態と基本的構造及びプロセスは同様である。
【０１２２】
本実施形態が第４の実施形態と異なる点について説明すると、図１２（ｂ）に示すように、レジストマスクを形成する場合に、レジストマスクを通常の膜厚（約３μｍ）の厚レジストマスク８７と薄い膜厚（約０．２〜０．７μｍ）の薄レジストマスク８８とからなるように形成する。
【０１２３】
これは、ソース電極９１及びドレイン電極９２の上にあってチャネル領域９９側に位置する部分のレジストマスクの膜厚のみを厚くして厚レジストマスク８７とし、チャネル領域９９から離れた部分のレジストマスクの膜厚を薄くして薄レジストマスク８８とする。このように形成したレジストマスクを基に第１のエッチングを施し、オーミックコンタクト層８９、９０及びソース電極９１、ドレイン電極９２を形成する。
【０１２４】
本実施形態が、第４の実施形態と異なるのは、この第１のエッチングの後に、Ｏ２プラズマ雰囲気中でアッシング処理し、レジストマスクのうち薄レジストマスク８８（膜厚約０．２〜０．７μｍ）を完全に除去する。これにより、図１３（ｂ）に示すように、レジストマスクのうち厚レジストマスク８７のみが残存レジストマスク１００となって残存するようになる。
【０１２５】
次に、厚レジストマスク８７の一部のみ残存した残存レジストマスク１００を絶縁基板８１と共に有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝すと、残存レジストマスク１００に有機溶剤が徐々に浸透し、残存レジストマスク１００の溶解を起こし、リフロー（以下溶解リフローと呼ぶ）するようになる。この残存レジストマスク１００の溶解リフロー化の処理により、図１４（ｂ）に示すように、残存レジストマスク１００の面積が広がり、溶解リフローレジストマスク９３となる。
【０１２６】
但しこの場合、図１３（ａ）に示すように、残存レジストマスク１００がソース電極９１及びドレイン電極９２の上のチャネル領域９９側にのみに形成され、この２つの残存レジストマスク１００が溶解リフローにより合体し、図１４（ａ）に示すように、溶解リフローレジストマスク９３となって、ａ−Ｓｉ膜８４のうち、チャネル領域９９近傍のみが覆われている。ここで、チャネル領域９９から離れたところに位置するソース電極９１及びドレイン電極９２は、溶解リフローレジストマスク９３で覆われていない。
【０１２７】
次に、図１４（ｂ）に示すように、この溶解リフローレジストマスク９３をマスクに第２のエッチングをａ−Ｓｉ膜８４に施し、アイランド層９４を形成する。この場合に、図１４（ａ）に示すように、溶解リフローレジストマスク９３を使用することで、アイランド層９４は、チャネル領域９９の近傍で大きく広がって形成され、チャネル領域９９から離れた領域では、溶解リフローレジストマスク９３はなく、レジストに代わってソース電極９１及びドレイン電極９２がエッチングマスクとなり、ソース電極９１及びドレイン電極９２（この２つに加えて、ソース電極９１及びドレイン電極９２に接続する配線も含む）のパターンに自己整合してａ−Ｓｉ膜８４がエッチングされるので、第４の実施形態に比べて、アイランド層９４をチャネル領域９９から離れた領域において余分な広がりを持たずに形成することが出来る。この点が第４の実施形態と異なる点である。これは、ソース、ドレイン電極形成用のレジストマスク８８、８７を利用してアイランド層を、ＴＦＴのチャネル領域近傍とチャネル近傍以外の領域とで異なる形状になるように形成するのが本実施形態の目的であり、これにより、第４の実施形態において述べたように、特にアイランド層９４とその下に配線されたゲート配線との寄生容量を第４の実施形態よりもさらに減らすことが出来るというメリットがある。
【０１２８】
アイランド層９４形成後に続くプロセスは、溶解リフローレジストマスク９３を剥離除去し、第３の実施形態と同様、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、パッシベーション膜９５、コンタクトホール９６、画素電極９７及び端子部電極９８を形成して、液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタアレイ及び画素電極が得られる。
【０１２９】
次に、本発明を横電界型の液晶表示装置に適用した例を第６の実施形態として図１６〜２２に示す。図１６は、１画素分の表示セルについて、ＴＦＴ基板の様子を示すもので、図１６（ａ）は、ＴＦＴ基板をその上面から眺めたときの平面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における切断線Ｃ−Ｃ’を通りＴＦＴ基板に直交する平面でＴＦＴ基板、液晶、ＣＦ基板（ＴＦＴ基板に対向するカラーフィルタ基板を指し、以下、ＣＦ基板と記載する）を切断したときの断面図である。また、図１７〜２２は、横電界型の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す製造工程断面図であり、各図において（ａ）は図１６（ａ）の切断線Ｃ−Ｃ’に沿った断面図であり、（ｂ）、（ｃ）は図１６（ａ）には示されないが、それぞれゲート配線の外部取出し用端子としてのゲート端子、ドレイン配線の外部取出し用端子としてのドレイン端子の断面図である。
【０１３０】
横電界型の液晶表示装置の動作について図１６を参照して簡単に説明すると次のようになる。
【０１３１】
ガラス基板等の絶縁性の第１透明基板２０１の上にはまずゲート電極２２２を兼ねるゲート配線３２２が基板上を並行して配線され、同時に共通電極３４２も形成される。共通電極３４２は櫛歯状に形成され、後の工程で形成されるやはり櫛歯状の画素電極と対をなして電界を発生させる。ゲート線３２２、共通電極３４２の上にはゲート絶縁膜２２３が形成され、その上をドレイン配線３３２がゲート配線３２２と交差するようにして形成される。ドレイン配線３３２はドレイン電極２３２を兼ね、ドレイン配線３３２の形成と同時にソース電極２３１及びその延長線である櫛歯状の画素電極２５７が形成される。ドレイン配線３３２、ソース電極２３１、画素電極２５７を覆ってパッシベーション膜２５５が形成されるが、ゲート配線３２２及びドレイン配線３３２は基板端部においては外部との接続用にその上の絶縁膜が開口され、図１６には示されないが、コンタクトホールが形成され、コンタクトホールを通して外部からゲート配線３２２及びドレイン配線３３２に電気信号が印加される。
【０１３２】
画素電極２５７は、図１６（ａ）に示すように、下方に形成された共通電極３４２と共に互いに平行する電極を形成し、これらの間に電圧を印加することにより、第１透明基板２０１の表面に概略平行な電界を生じさせ、第１透明基板２０１とそれに対向する基板との間に充填されることとなる液晶３１８の向きを制御する。
【０１３３】
次に、第６の実施形態の横電界型の液晶表示装置の製造方法について図１７〜２３を参照して説明する。
【０１３４】
まず、第１透明基板２０１の上にＣｒ等のゲート電極２２２を形成するが、このとき同時に第１透明基板２０１の他の領域上に共通電極３４２及びゲート端子電極２４２とを形成する（図１７・・・第１ＰＲ工程）。
【０１３５】
次に、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）を順に第１透明基板２０１上全面に堆積してゲート絶縁膜２２３とし、続いて、ａ−Ｓｉ膜２２４、ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２２５、ソース・ドレイン用の金属膜２２６を順に堆積し、さらに金属膜２２６の上にレジストマスク２２７、２２８、２２９を形成する。このレジストマスク２２７、２２８、２２９をマスクとして、金属膜２２６及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜２２５を同じパターンにパターニングする（図１８・・・第２ＰＲ工程）。このとき、レジストマスク２２７は、図１６（ａ）に示されるように、画素中央部では櫛歯状の画素電極のマスクをも兼ねており、画素電極２５７及びその下のオーミックコンタクト層（図示略）が形成される。
【０１３６】
次に、レジストマスク２２７、２２８、２２９が第１透明基板２０１と共にアセトンからなる有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝される。このようにすると、レジストマスク２２７、２２８、２２９にアセトンが徐々に浸透し、レジストマスクの溶解を起こし、リフローするようになる。このレジストマスクの溶解リフロー化の処理により、レジストマスク２２７、２２８、２２９の面積が広がり、図１９（ａ）に示すように、溶解リフローしてレジストマスク２２７、２２８は、近接部が合体して一体となった溶解リフローレジストマスク２３３となり、レジストマスク２２９は溶解リフロー化の処理により、面積が広がり溶解リフローレジストマスク２５３となる。
【０１３７】
この溶解リフロー化は、粘度が低いので、溶解リフローレジストマスク２３３は、第１のエッチングで形成したオーミックコンタクト層２４９とソース電極２３１とオーミック層２５０とドレイン電極２３２を完全に覆い、更に、下層のａ−Ｓｉ膜２２４の表面の一部も覆うようにリフローする。また、ドレイン端子では、溶解リフロー化の処理により、レジストマスク２２９が広がって溶解リフローレジストマスク２５３となって、第１のエッチングで形成したドレイン端子電極２５２、オーミックコンタクト層を完全に覆う。この溶解リフローでは、処理条件により、最大２０μｍまで広げることが可能であることが確認されている。
【０１３８】
ここで、このレジストマスクの溶解リフロー化を促進するために、第１のエッチングの工程後、この第１のエッチングによるレジストマスク表面の変質層除去する為の酸素プラズマ処理を既に述べた方法に従って行うことも可能である。さらに、薬液リフロー処理前に下地に対し濡れ性のみを改善するための処理を既に述べた方法に従って行うことも可能である。
【０１３９】
次に、溶解リフローレジストマスク２３３、２５３がエッチングマスクにされて、ａ−Ｓｉ膜２２４に第２のエッチングが施される。このようにして、アイランド層２３４、２５４が形成される（図１９）。
【０１４０】
次に、溶解リフローレジストマスク２３３、２５３が除去され、パッシベーション膜２５５を成膜後、フォトリソグラフィ工程とＳＦ６／Ｈｅガス＝５０／１５０ｓｃｃｍ、１０Ｐａ、１０００Ｗ、２５０秒のドライエッチング処理によりゲート端子及びドレイン端子にそれぞれコンタクトホール２５６、２７６を形成する。ここで、ゲート端子では、コンタクトホール２５６はゲート絶縁膜２２３及びパッシベーション膜２５５を貫通し、ドレイン端子では、コンタクトホール２７６はパッシベーション膜２５５のみを貫通する構成となる（図２０・・・第３ＰＲ工程）。
【０１４１】
次に、端子領域を除く表示部の表面を配向膜３１７で覆う（図２１）。或いは、別の形態として、コンタクトホール２５６、２７６を覆うようにしてＩＴＯ等からなる透明金属膜を成膜後、フォトリソグラフィ工程と塩化第２鉄系エッチング液によりゲート端子透明電極２６７及びドレイン端子透明電極２６８を形成し、端子部における配線引出抵抗を下げ、その上で端子領域を除く表示部の表面を配向膜３１７で覆う（図２２・・・第４ＰＲ工程）。
【０１４２】
ここで、本発明の特徴は、１回のＰＲで２つの異なるマスクパターンを形成してそれぞれのマスクを用いて２回エッチングすることにあるが、１回目のエッチングによる形成パターンと２回目のエッチングによる形成パターンの相違が図１６（ａ）の平面図では微細すぎて表現しきれないので、図１６（ａ）の破線で囲んだ円形領域の拡大平面図及び断面図を図２３に改めて示すこととする。図２３（ｂ）は図２３（ａ）の切断線Ｄ−Ｄ’に沿った断面図である。
【０１４３】
図２３（ａ）に示すように、１回目のエッチングでは、ソース電極２３２及びドレイン電極２３１とそれらの下のオーミック層が同じ形状に形成され、２回目のエッチングに際しては、ソース電極２３１とドレイン電極２３２とに挟まれたチャネル領域２９９が、図１９（ａ）に示す本発明のレジスト溶解リフロー処理により、図１８（ａ）のレジストマスク２２７及びレジストマスク２２８が連結して図１９（ａ）の溶解リフローレジストマスク２３３となるので、完全にレジストマスク２３３により覆われる。また、溶解リフローレジストマスク２３３は、チャネル領域２９９以外では、ソース電極２３１とドレイン電極２３２の幅を一様に太くした形でソース電極２３１、ドレイン電極２３２及びａ−Ｓｉ膜２２４を覆うので、２回目のエッチングによりａ−Ｓｉ膜のチャネル領域（アイランド層２３４の一部）が形成されると同時に、チャネル領域以外では、ソース電極２３１とドレイン電極２３２の幅を一様に太くした形のアイランド層２３４が形成される。勿論、画素電極２５７（及びその下のオーミック層）の下方のアイランド層も、画素電極２５７の幅を一様に太くした形状となる。
【０１４４】
尚、第６の実施形態では、図１８から図１９に渡る製造工程について１種類の膜厚のレジストマスクを用いる方法について説明したが、図８、９に示す第４の実施形態のレジストマスクの形成方法、図１２〜１４に示す第５の実施形態のレジストマスクの形成方法を本実施形態に適用してアイランド層を形成することもできることは言うまでもない。
【０１４５】
以上のようにして横電界型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を形成することができるが、上述の図１９における工程は、従来の製造方法では１ＰＲ工程を必要としていたが、本発明の製造方法により不要となる。従って、本発明の製造方法によれば、従来の製造方法が５回のＰＲ工程を必要としていたところを４ＰＲ工程で済ますことができる。さらに、上述の図２２における透明金属膜の端子電極を形成する工程を省けば、３回のＰＲ工程で横電界型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を製造できることになり、製造コスト低減効果がさらに大きくなる。
【０１４６】
最後に、第１透明基板２０１の裏面（ＴＦＴの形成されていない第１透明基板２０１の面を裏面と呼ぶ）には偏光板２１０を形成すると、横電界型の液晶表示装置のＴＦＴ基板が完成する（図１６（ｂ））。
【０１４７】
液晶表示装置の色表示は、図１６（ｂ）に示すように、第１透明基板２０１の裏面から光３５６を入射させてＴＦＴ基板２００に対向するカラーフィルタ（以降、ＣＦと略記する）基板３００を照射することにより行われる。
【０１４８】
一方、ＣＦ基板３００は次のようにして形成される。
【０１４９】
まず、ガラス等の透明絶縁材料からなる第２透明基板３０１及び第２透明基板３０１の一方の面上のブラックマトリクス３１１、色層３１３、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）等からなる第２絶縁膜３１４と、第２透明基板３０１の他方の面上の導電膜３１５、偏光板３１６とを備え、基板の最上層の表面にオフセット印刷等による方法で配向膜３４３を印刷することにより形成される。
【０１５０】
こうして得られたＴＦＴ基板２００とＣＦ基板３００の配向膜をラビング処理し、所定の方向に配向膜分子を並べ、この２枚の基板が所定の間隔を持つようにセルギャップ材を挟みこませて組み合わせ、その間隙に液晶３１８を封止する。
【０１５１】
また、ＴＦＴ基板２００の表面に対して実効的に横方向の電界を発生させる櫛歯状の画素電極２５７と共通電極３４２との相互間隔は、およそ７μｍが設定される。
【０１５２】
また、偏光板２１０、偏光板３１６はおよそ０．２ｍｍの厚さに設定される。導電膜３１５は、およそ５０ｎｍの厚さに設定される。第１透明基板及び第２透明基板は、およそ０．７ｍｍの厚さに設定される。ブラックマトリクス３１１は、およそ１μｍの厚さに設定される。色層３１３は、およそ１μｍの厚さに設定される。第２絶縁膜３１４の厚さはおよそ１μｍの厚さに設定される。配向膜は、およそ５０ｎｍの厚さに設定される。ゲート絶縁膜２２３は、およそ５００ｎｍの厚さに設定される。パッシベーション膜２５５は、およそ３００ｎｍの厚さに設定される。共通電極３４２は、およそ４００ｎｍの厚さに設定される。また、液晶３１８の厚さ（セルギャップ）は、セル内スペーサを適度な散布密度にて配置し、４．５μｍと設定される。
【０１５３】
このようにして得られた液晶パネルは、ラビング方法により規定した液晶の配向方向にＴＦＴ基板２００の偏光板２１０の透過軸を一致させ、かつ、ＣＦ基板３００にはＴＦＴ基板２００側と吸収軸を直交させた偏光板３１６を貼り合わせ、光３５６をＴＦＴ基板２００側から照射し、画素電極２５７と共通電極３４２の間に自在に電位差を与えることで、黒表示から白表示までフルカラー表示を行うことができる。
【０１５４】
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、他にも種々の適用形態、或いは、上記実施形態の変形例がその中に含むものである。
【０１５５】
まず、本発明の第２〜６の実施形態のｎ＋型ａ−Ｓｉ膜のエッチングによる各実施形態のオーミックコンタクト層の形成は、本実施形態記載のソース・ドレイン電極用の金属膜のエッチング直後でなく、溶解リフローする前のレジストマスクをマスクとしてまず金属膜のみをエッチングし、その後、溶解リフローレジストマスクをマスクとして、ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜及びａ−Ｓｉ膜をエッチングしアイランド層をａ−Ｓｉ膜及びｎ＋型ａ−Ｓｉ膜の積層膜の構成とすることも可能である。この後は、溶解リフローレジストマスクの剥離後に、ドレイン電極、ソース電極をマスクとして、積層膜のうち、ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜のみをエッチングすることでａ−Ｓｉ膜からなるアイランド層を形成しても良い。この場合、先に記述の場合に比較し、溶解リフロー時のパターン段差が小さいこと、及びエッチングによる表面荒れが少ないことにより溶解リフローし易いというメリットがある。
【０１５６】
また、本発明の第２〜６の実施形態では、レジストマスクの溶解による溶解リフロー化が各レジストマスクを有機溶剤の蒸気中に１〜３分間曝し、レジストマスクに有機溶剤が徐々に浸透しレジストマスクの溶解を起こすようにしているが、本発明はこの方法に限定されるものではない。他の方法としては、既に本発明の第１の実施形態において記述した、薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）による蒸気暴露、及び極希薄な（例として１／１００〜１／１０００）濃度の薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）中に浸漬する方法でも可能である。但し極希薄な濃度の薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）中への浸漬処理においては、薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）濃度が高いと薬液（すなわち、有機溶剤の溶液、アルカリ溶液、又は酸性液のうち少なくとも一つを含む溶液）中にレジストが溶解し剥離を起こす為、溶解剥離を起こさずに、しかもレジスト中に薬液の一部が浸透するように溶液中の薬液濃度を極希薄に調整する必要がある。薬液のうち、有機溶剤の溶液として使用する有機溶剤としては、既に本発明の第１の実施形態において列記した有機溶剤すなわち（アルコール類（Ｒ−ＯＨ）、アルコキシアルコール類、エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）、エステル類、ケトン類、グリコール類、アルキレングリコール類、グリコールエーテル類及び列記したそれら有機溶剤の具体例とその混合溶剤）が、使用可能である。
【０１５７】
なお、第３〜６の実施形態で説明したレジストマスクは、ネガ型あるいはポジ型のいずれのレジストで形成されていてもよい。
【０１５８】
更に、本発明で説明した方法に追加し、レジストマスクの溶解リフロー化した後に、例えば、レジストマスクのＯ２アッシング処理や、ＵＶオゾン処理を行うとレジストマスクのうちの余分にリフローし広がった部分の除去によるレジストマスクの面積縮小化することで、レジストマスクの広がり大きさを再調整してから、エッチングすることで目的とするエッチングパターンの微調整も可能である。
【０１５９】
また、本発明で説明した方法に追加し、レジストマスクの溶解リフロー化にエッチング処理を行った後、更にもう一度レジストマスクの溶解リフロー化を行い再度エッチングを行う方法を用いれば、これによる複雑な形状のパターンニングも可能なことにも言及しておく。
【０１６０】
上述の第３〜６の実施形態でこのレジストマスクの溶解リフロー化を更に促進するために、第１のエッチングの工程後、この第１のエッチングによるレジストマスク表面の変質層を除去する為に、酸素プラズマ処理、すなわちＯ２流量３００ｓｃｃｍ、１０〜２００Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗのプラズマ中で、１００秒処理を行う。或いは、ＵＶオゾン処理、すなわち１００〜２００℃基板加熱しオゾンガス雰囲気中で、ＵＶ光を当てて処理する。その処理により、変質化したレジスト表面層が除去され、内部と外部の差の少ない均一な溶解リフローが起こるようになる。
【０１６１】
また、上記酸素プラズマ処理、およびＵＶオゾン処理は、レジストで覆われていない膜表面の濡れ性を改善する効果もあり、溶解したレジストが膜表面をリフローし易くなるという効果もある。この時の処理方法、条件の選択は、レジスト表面変質層の除去率、薬液リフローする膜表面の濡れ性の改善率を測定し必要に応じ使い分ける。
【０１６２】
また、第４の従来例（シリル化による体積膨張を利用した方法）では、体積膨張を利用して０．１〜２．０μｍまでは横方向にレジストを広げても全く問題はないが、更に広げようとする約５μｍ程度のチャネル部の形成では、密着性の問題があるが、本発明の第３、４、５の実施形態では、密着力は、２０μｍでも良好であり約５μｍ程度のチャネル部の形成であれば問題は、全くなく第３の従来例の課題を完全に克服出来た。
【０１６３】
また、上述の本発明の第１〜６の実施形態で示した金属膜、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、共通電極、画素電極は、具体例として、ＩＴＯ膜、その他透明導電膜、インジウムスズ合金、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）の１層構造、または、クロム（または、クロムの合金）の１層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とクロム（または、クロムの合金）との２層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とチタン（または、チタンの合金）との２層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）と窒化チタン（または、窒化チタンの合金）との２層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）との２層構造、または、クロム（または、クロムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）との２層構造、または、クロム（または、クロムの合金）とアルミニウム（または、アルミニウムの合金）とクロム（または、クロムの合金）との３層構造、または、モリブデン（または、モリブデンの合金）とアルミニウム（または、アルミニウムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）との３層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）とクロム（または、クロムの合金）との３層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）とモリブデン（または、モリブデンの合金）とチタン（または、チタンの合金）との３層構造、または、アルミニウム（または、アルミニウムの合金）と窒化チタン（または、窒化チタンの合金）とチタン（または、チタンの合金）との３層構造で形成した場合について、実際に試作し、本プロセスの適用上、問題なくパターンが形成されることを確認し、本パターン形成方法において、適した材料である。金属層の厚みの例としては、Ｃｒ単層の場合１５０ｎｍ、Ｃｒ／Ａｌの場合１００／１５０ｎｍ、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌの場合５０／５０／１５０ｎｍ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉの場合５０／１５０／５０ｎｍ、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮの場合５０／１５０／５０ｎｍである。
【０１６４】
また、本発明の第３、４、５の実施形態は、逆スタガード型のＴＦＴパターンまでの形成方法であるが、本発明のパターン形成方法はこれに限らず、前記ＴＦＴパターンの形成方法のうち、画素電極の下部に色（カラーフィルタ）層、又は平坦化膜と色（カラーフィルタ）層を形成したカラーフィルタ付きＴＦＴパターンの形成方法でも実施可能である。
【０１６５】
最後に、上述の本発明の第１〜６の実施形態に示すパターン形成方法は、例えばフラットディスプレイパネルの液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、蛍光表示装置、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のアクティブ素子基板、または、集積回路を備えた基板の製造工程において製造方法として用いられる。
【０１６６】
また、上述の説明では、基板としてガラス基板を例に挙げたが、本発明が適用できる基板はこれに限らず、窒化膜基板、窒化アルミニウム基板等の絶縁基板やシリコン基板等の半導体基板にも適用できる。
【０１６７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のパターン形成方法では、半導体装置の製造工程の中で一度エッチングマスクに使用したレジストマスクを溶解リフロー化し、溶解リフローする前の体積を保ちつつ寸法膨張させて別のエッチングマスクに変える。このようにすることで、配線等のパターンの順テーパー化が容易になる。また、１回のフォトリソグラフィ工程を通して、被エッチング材料に２種類以上のパターンが形成できるので、製造工程を短縮することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を製造工程順に示す模式断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を製造工程順に示す模式断面図である。
【図３】図２に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図５】図４に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図６】図５に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図７】図６に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図９】図８に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１０】図９に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１１】図１０に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態の製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１３】図１２に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１４】図１３に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１５】図１４に続く製造工程を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態の液晶表示装置を示す模式平面図及び模式断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態の製造工程を示す模式断面図である。
【図１８】図１７に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図１９】図１８に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図２０】図１９に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図２１】図２０に続く製造工程を示す模式断面図である。
【図２２】図２０に続く図２１とは異なる製造工程を示す模式断面図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態の液晶表示装置を示す拡大模式平面図及び拡大模式断面図である。
【図２４】本発明の実施形態に用いられる溶解リフロー装置の模式断面図である。
【図２５】第１の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【図２６】第２の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【図２７】第３の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【図２８】第４の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【図２９】第５の従来例の製造工程を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１、２１、４１、６１、８１、４０１、４２１、４４１ 絶縁基板
２、２６、１０２、１２２、１４６、２２６、４０２、４２２、４４６ 金属膜
７、２７、２８、４７、４８、１０７、２２７、２２８、２２９、４０７、４２７、４６７、４６８、４８７、４８８ レジストマスク
１１、４１１、４３１ 配線
１３、３３、５３、７３、９３、２３３、２５３ 溶解リフローレジストマスク
１５、４１５、４３５ 第１の順テーパー層
１６、４１６、４３６ 第２の順テーパー層
２２、４２、６２、８２、２２２、４４２ ゲート電極
２３、４３、６３、８３、２２３、４４３ ゲート絶縁膜
２４、４４、６４、８４、２２４、４４４、４６４、４８４ ａ−Ｓｉ膜
２５、２２５、４４５ ｎ＋型ａ−Ｓｉ膜
２９、３０、４９、５０、６９、７０、８９、９０、２４９、２５０、４４９、４５０ オーミックコンタクト層
３１、５１、７１、９１、１５１、２３１、４５１ ソース電極
３２、５２、７２、９２、１５２、２３２、４５２ ドレイン電極
３４、５４、７４、９４、２３４、２５４、４５４、４７４、４９５、４９６アイランド層
５５、７５、９５、２５５ パッシベーション膜
５６、７６、９６、２５６、２７６ コンタクトホール
５７、７７、９７、２５７ 画素電極
５８、７８、９８ 端子部電極
７９、９９、２９９ チャネル領域
６７、８７ 厚レジストマスク
６８、８８ 薄レジストマスク
１００ 残存レジストマスク
４４７、４４８ 第１のレジストマスク
１４２、１６２、１８２、２４２ ゲート端子電極
２００ ＴＦＴ基板
２０１ 第１透明基板
２１０、３１６ 偏光板
２５２ ドレイン端子電極
２６７ ゲート端子透明電極
２６８ ドレイン端子透明電極
３００ ＣＦ基板
３１１ ブラックマトリクス
３１３ 色層
３１４ 第２絶縁膜
３１５ 導電膜
３１７ 配向膜
３１８ 液晶
３２２ ゲート配線
３３２ ドレイン配線
３４２ 共通電極
３５６ 光
４１３、４９３、４９４ 熱リフローレジストマスク
４３２ サイドエッチング部
４３３、４７３ シリル化レジストマスク
４５３ 第２のレジストマスク
５１０ ステンレスバット容器
５２０ 有機溶剤
５３０ 処理基板
５４０ 重り
Claims (101)
- 被エッチング膜の上に所定のパターンを有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在させ且つ前記所定のパターンと異なるパターンを有する変形有機膜を形成する工程と、前記変形有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をエッチングする工程とを含むパターン形成方法であって、前記変形有機膜を形成する工程が、前記有機膜に有機溶剤を浸透させるか曝すことで、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより行われるパターン形成方法。
- 前記有機膜を形成する工程において、前記有機膜と隣接する隣接有機膜が形成され、前記変形有機膜を形成する工程において、前記隣接有機膜は隣接変形有機膜となり、かつ、前記変形有機膜と結合する請求項１記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜を形成する工程と前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程との間に、前記変形有機膜の一部を除去する工程を有する請求項１又は２記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜の一部を除去する工程が、前記変形有機膜に対して酸素を用いたアッシング処理または紫外線を用いたオゾン処理を行って、前記変形有機膜の面積を小さくすることにより行われる請求項３記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜を形成する工程から前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程までの工程が、前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程の後に少なくとも１回繰り返される請求項１乃至４のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記被エッチング膜のエッチングのうち、少なくとも最後に行われるエッチングが、ウェットエッチングにより行われる請求項１乃至５のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機溶剤の溶液は、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含む請求項１乃至６のいずれかに記載のパターン形成方法。有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類 - 前記溶解リフローが、前記有機溶剤の溶液の蒸気中にさらすことにより行われる請求項１乃至７のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記溶解リフローが、前記有機溶剤の溶液に浸漬することにより行われる請求項１乃至７のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜は、膜厚の異なる複数の有機膜からなる請求項１乃至９のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜が感光性有機膜であるとき、前記膜厚の異なる複数の有機膜は、前記感光性有機膜に対する露光量を変えることにより得られる請求項１０記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜は膜厚の異なる複数の有機膜からなり、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記有機膜をエッチングして前記有機膜を構成する膜厚の異なる複数の有機膜のうち相対的に薄い膜厚の有機膜を除去して、前記相対的に薄い膜厚の有機膜より厚い膜厚の有機膜を残す工程を行う請求項１０又は１１記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜を形成する工程との間に、前記有機膜の表面の変質層を除去する工程を行う請求項１乃至１２のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜の表面の変質層を除去する工程が、前記有機膜をプラズマ処理、または、ＵＶオゾン処理することにより行われる請求項１３記載のパターン形成方法。
- 前記プラズマ処理が、Ｏ２ガスを含むプラズマ処理用ガス、フッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガス、Ｏ２ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスのいずれかのプラズマ処理用ガスを用いて行われる請求項１４記載のパターン形成方法。
- 前記プラズマ処理用ガスがフッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３のいずれかを含むガスであり、前記プラズマ処理用ガスがＯ２ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ６／Ｏ２、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３／Ｏ２のいずれかのガスを含む請求項１４記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記被エッチング膜及び前記有機膜をフッ酸溶液に浸漬する工程を行う請求項１乃至１３のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記被エッチング膜は、下から順に第１の膜及び第２の膜からなり、前記第２の膜を前記有機膜をマスクとしてエッチング除去し、前記第１の膜を前記変形有機膜をマスクとしてエッチング除去する請求項１乃至１７のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜が第１の金属膜であり、前記第２の膜が、前記第１の金属膜とは異なる材料からなる第２の金属膜である請求項１８記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜がシリコン膜であり、前記第２の膜が、下から順に高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜及び金属膜である請求項１８記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜が下から順にシリコン膜及び高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜であり、前記第２の膜が金属膜である請求項１８記載のパターン形成方法。
- 前記シリコン膜は、薄膜トランジスタの半導体層を構成し、前記オーミックコンタクト用シリコン膜及び前記金属膜は、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を構成し、前記有機膜が複数の膜厚の有機膜からなるとき、前記有機膜は、前記半導体層のチャネル側に厚く形成された厚膜有機膜と、前記半導体層のチャネルから離れた側で薄く形成された薄膜有機膜とからなる請求項２０又は２１記載のパターン形成方法。
- 前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を形成した後、前記有機膜をその表面からエッチングして前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上に前記厚膜有機膜のみを残し、前記厚膜有機膜を変形させて変形有機膜とする請求項２２記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜がレジスト膜である請求項１乃至２３のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜でエッチングした後の前記被エッチング膜の断面形状をテーパー化、又は階段状にする請求項１乃至２３のいずれかに記載のパターン形成方 法。
- 第１基板上にゲート線及びゲート電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート電極の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜及び前記オーミック用半導体膜をエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなる積層パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを横方向にリフローさせることにより前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記積層パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記半導体膜をエッチング除去して半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを形成する工程が、前記ソース・ドレイン用金属膜の上に前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに向き合う側の少なくとも一部に膜厚の厚い厚レジストマスクを形成し、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに遠ざかる側の少なくとも一部の領域に前記厚レジストマスクよりも薄い薄レジストマスクを形成することにより行われることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 第１基板上にゲート線及びゲート電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート電極の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜をエッチング除去して、ソース電極用金属膜パターン及びドレイン電極用金属膜パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを横方向にリフローさせることにより前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記ソース電極用金属膜パターン及び前記ドレイン電極用金属膜パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記オーミック用半導体膜及び前記半導体膜をエッチング除去して半導体膜積層アイランドを形成する工程と、前記連結レジストマスクを剥離した後、前記半導体膜積層アイランドのオーミック用半導体膜を前記ソース電極用金属膜パターン及び前記ドレイン電極用金属膜パターンをマスクとしてエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなる積層パターンを形成すると共に前記半導体膜からなる半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイ ン電極用レジストマスクを形成する工程が、前記ソース・ドレイン用金属膜の上に前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに向き合う側の少なくとも一部に膜厚の厚い厚レジストマスクを形成し、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに遠ざかる側の少なくとも一部の領域に前記厚レジストマスクよりも薄い薄レジストマスクを形成することにより行われることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 第１基板上にゲート線及び櫛歯状の共通電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記共通電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に下から順に半導体膜、オーミック用半導体膜、ソース・ドレイン用金属膜を堆積させる工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜上に前記ゲート線の上方に位置するソース電極用レジストマスク及びドレイン電極用レジストマスクを形成すると共に、前記共通電極の櫛歯状の電極間に電極が形成されるべく画素電極用レジストマスクを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクをマスクとして前記ソース・ドレイン用金属膜及び前記オーミック用半導体膜をエッチング除去し、前記オーミック用半導体膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜からなるソース電極積層パターン、ドレイン電極積層パターン及び画素電極積層パターンを形成して少なくとも前記画素電極積層パターンの櫛歯状の電極が前記共通電極の櫛歯状の電極間に挟まれるべく前記画素電極積層パターンを形成する工程と、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクを横方向にリフローさせて少なくとも前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを連結させて連結レジストマスクとし、前記連結レジストマスクで前記積層パターンの少なくとも一部を覆う工程と、前記連結レジストマスクをマスクとして前記半導体膜をエッチング除去して半導体アイランドを形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記半導体アイランド側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに有機溶剤の溶液を浸透させ、前記ソース電極用レジストマスク、前記ドレイン電極用レジストマスク及び前記画素電極用レジストマスクの溶解を生じさせる溶解リフローにより行われ、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを形成する工程が、前記ソース・ドレイン用金属膜の上に前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに向き合う側の少なくとも一部に膜厚の厚い厚レジストマスクを形成し、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクが互いに遠ざかる側の少なくとも一部の領域に前記厚レジストマスクよりも薄い薄レジストマスクを形成することにより行われることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクを形成する工程と前記連結レジストマスクを形成する工程との間で、前記連結レジストマスクを形成する工程の直前に、前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクをエッチングして前記薄レジストマスクのみを除去して前記厚レジストマスクを少なくとも残存させて残存レジストマスクとする工程を有する請求項２６乃至２８のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記残存レジストマスクを溶解リフローさせて連結レジストマスクを形成することにより行われる請求項２９記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記連結レジストマスクを形成する工程が、前記連結レジストマスクが前記ソース電極用レジストマスクと前記ドレイン電極用レジストマスクとに挟まれたチャネル領域を少なくとも覆い、かつ、前記チャネル領域から遠ざかるに従って前記連結レジストマスクの横方向の広がりが徐々に小さくなるよう形成される請求項２６乃至３０のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記連結レジストマスクが、少なくとも前記ソース電極用レジストマスク及び前記ドレイン電極用レジストマスクに挟まれたチャネル領域を覆う形状に形成される請求項２９又は３１記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記半導体アイランドを形成する工程の後に、前記ゲート絶縁膜上に前記積層パターン及び前記半導体アイランドを覆う保護絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート線の上では前記保護絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜を開口し、前記積層パターンの上では前記保護絶縁膜を開口してそれぞれゲート線用コンタクトホール及びソース・ドレイン用コンタクトホールを形成する工程と、前記保護絶縁膜上に前記ゲート線用コンタクトホール及び前記ソース・ドレイン用コンタクトホールを介してそれぞれ前記ゲート線及び前記積層パターンと接続するゲート線端子電極及びソース・ドレイン用上部電極を形成する工程が続く請求項２６乃至３２のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ゲート線、前記ゲート電極を構成するゲート金属膜及び前記ソース・ドレイン用金属膜は、それぞれ下記構成の金属膜のいずれかである請求項２６乃至３３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
・ＩＴＯ膜
・インジウムスズ合金
・アルミニウムまたはアルミニウム合金の１層構造
・クロムまたはクロム合金の１層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がクロムまたはクロム合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がチタンまたはチタン合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層が窒化チタンまたは窒化チタン合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がモリブデンまたはモリブデン合金の２層構造
・１層がクロムまたはクロム合金で、他の層がモリブデンまたはモリブデン合金の２層構造
・１層目及び３層目がクロムまたはクロム合金で、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金の３層構造
・１層目及び３層目がモリブデンまたはモリブデン合金で、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、クロムまたはクロム合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、チタンまたはチタン合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、窒化チタンまたは窒化チタン合金、チタンまたはチタン合金の３層構造 - ＴＦＴ基板の製造方法において、基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜、半導体層、金属層を順次形成する工程と、前記金属層をパターニングしてソース電極およびドレイン電極を形成するため、前記金属層上に膜厚の異なる複数の有機膜からなるマスクを形成する工程と、前記マスクを変形させ変形マスクを形成する工程と、前記変形マスクを用いて前記半導体層をパターニングする工程とを含むＴＦＴ基板の製造方法。
- ＴＦＴ基板の製造方法において、基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜、半導体層、金属層を順次形成する工程と、前記ソース・ドレイン用金属膜の上に膜厚の異なる複数の有機膜からなるマスクを形成する工程と、前記マスクを使用して前記金属層をパターニングしてソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、前記金属層のパターニング後に前記マスクを変形させ変形マスクとする工程と、前記変形マスクを用いて前記金属層をパターニングした後に前記マ スクを変形させ変形有機膜マスクに、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に位置する前記マスクを連結する工程と、前記マスクを連結する工程により得られた連結マスクを用いて前記半導体層をパターニングする工程とを含むＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記金属層と前記半導体層との間にオーミック層が形成される工程を有し、前記金属層のパターニング工程において前記オーミック層もパターニングされる請求項３５又は３６に記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記金属層と前記半導体層との間にオーミック層が形成される工程を有し、前記半導体層のパターニング工程において前記オーミック層もパターニングされるとともに、前記連結マスクを除去した後に前記ソース電極および前記ドレイン電極をマスクとして前記オーミック層をパターニングする請求項３５又は３６に記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記ゲート電極の形成時に、共通電極をも前記基板上に形成する工程を有し、さらに前記ゲート絶縁膜、前記半導体層、前記金属層を順次形成する工程時に前記共通電極を覆うように前記ゲート絶縁膜、前記半導体層、前記金属層を順次形成するとともに、前記金属層をパターニングして前記ソース電極およびドレイン電極を形成する工程時に前記共通電極の上方に位置する画素電極を形成する工程を含む請求項３５又は３６に記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記ソース電極および前記ドレイン電極にそれぞれ対応するように隣り合う前記マスクの厚みが、隣り合う側の厚みより遠い側で薄くなる薄膜領域を有することを特徴とする請求項３５又は３６に記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記変形有機膜を形成する工程が、前記有機膜に薬液を浸透させ、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより行われることを特徴とする請求項３５乃至３９のいずれかに記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記有機膜が、感光性有機膜である請求項３５乃至３９のいずれかに記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記有機膜が感光性有機膜であるとき、前記膜厚の異なる複数の有機膜は、前記感光性有機膜に対する露光量を変えることにより得られる請求項３５乃至３９のいずれかに記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記ソース電極および前記ドレイン電極にそれぞれ対応するように隣り合う前記マスクの厚みが、隣り合う側の厚みより遠い側で薄くなる薄膜領域を有する請求項４１乃至４３のいずれかに記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 前記薄膜領域が前記連結マスクを形成する前に除去される請求項４４に記載のＴＦＴ基板の製造方法。
- 被エッチング膜の上に所定のパターンを有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜の表面の少なくとも一部を除去する工程と、前記表面の少なくとも一部が除去された有機膜に有機溶剤を浸透させるか曝すことで、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在させ且つ前記所定のパターンと異なるパターンを有する変形有機膜を形成する工程と、前記変形有機膜をマスクとして前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程とを含むパターン形成方法。
- 前記有機膜の表面の少なくとも一部を除去する工程は、前記有機膜の表面の変質層を含む部分を除去する工程からなる請求項４６に記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜の表面の少なくとも一部を除去する工程は、前記有機膜をプラズマ処理、または、ＵＶオゾン処理することにより行われる請求項４６又は４７に記載のパターン形成方法。
- 前記プラズマ処理が、Ｏ ２ ガスを含むプラズマ処理用ガス、フッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガス、Ｏ ２ ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスのいずれかのプラズマ処理用ガスを用いて行われる請求項４８に記載のパターン 形成方法。
- 前記プラズマ処理用ガスがフッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ ６ 、ＣＦ ４ 、ＣＨＦ ３ のいずれかを含むガスであり、前記プラズマ処理用ガスがＯ ２ ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ ６ ／Ｏ ２ 、ＣＦ ４ ／Ｏ ２ 、ＣＨＦ ３ ／Ｏ ２ のいずれかのガスを含む請求項４９に記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜の表面の少なくとも一部を除去する工程は、前記被エッチング膜及び前記有機膜をフッ酸溶液に浸漬する工程からなる請求項４６又は４７に記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜を形成する工程において、前記有機膜と隣接する隣接有機膜が形成され、前記変形有機膜を形成する工程において、前記隣接有機膜は隣接変形有機膜となり、かつ、前記変形有機膜と結合する請求項４６乃至５１のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜を形成する工程と前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程との間に、前記変形有機膜の一部を除去する工程を有する請求項４６乃至５２のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜の一部を除去する工程が、前記変形有機膜に対して酸素を用いたアッシング処理または紫外線を用いたオゾン処理を行って、前記変形有機膜の面積を小さくすることにより行われる請求項５３記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜を形成する工程から前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程までの工程が、前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程の後に少なくとも１回繰り返される請求項４６乃至５４のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記被エッチング膜のエッチングのうち、少なくとも最後に行われるエッチングが、ウェットエッチングにより行われる請求項４６乃至５５のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機溶剤の溶液は、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含む請求項４６乃至５６のいずれかに記載のパターン形成方法。有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類 - 前記溶解リフローが、前記有機溶剤の溶液の蒸気中にさらすことにより行われる請求項４６乃至５７のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記溶解リフローが、前記有機溶剤の溶液に浸漬することにより行われる請求項４６乃至５７のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜は、膜厚の異なる複数の有機膜からなる請求項４６乃至５９のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜が感光性有機膜であるとき、前記膜厚の異なる複数の有機膜は、前記感光性有機膜に対する露光量を変えることにより得られる請求項６０記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜は膜厚の異なる複数の有機膜からなり、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記有機膜をエッチングして前記有機 膜を構成する膜厚の異なる複数の有機膜のうち相対的に薄い膜厚の有機膜を除去して、前記相対的に薄い膜厚の有機膜より厚い膜厚の有機膜を残す工程を行う請求項６０又は６１に記載のパターン形成方法。
- 前記被エッチング膜は、下から順に第１の膜及び第２の膜からなり、前記第２の膜を前記有機膜をマスクとしてエッチング除去し、前記第１の膜を前記変形有機膜をマスクとしてエッチング除去する請求項４６乃至６２のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜が第１の金属膜であり、前記第２の膜が、前記第１の金属膜とは異なる材料からなる第２の金属膜である請求項６３記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜がシリコン膜であり、前記第２の膜が、下から順に高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜及び金属膜である請求項６３記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜が下から順にシリコン膜及び高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜であり、前記第２の膜が金属膜である請求項６３記載のパターン形成方法。
- 前記シリコン膜は、薄膜トランジスタの半導体層を構成し、前記オーミックコンタクト用シリコン膜及び前記金属膜は、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を構成し、前記有機膜が複数の膜厚の有機膜からなるとき、前記有機膜は、前記半導体層のチャネル側に厚く形成された厚膜有機膜と、前記半導体層のチャネルから離れた側で薄く形成された薄膜有機膜とからなる請求項６５又は６６記載のパターン形成方法。
- 前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を形成した後、前記有機膜をその表面からエッチングして前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上に前記厚膜有機膜のみを残し、前記厚膜有機膜を変形させて変形有機膜とする請求項６７記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜でエッチングした後の前記被エッチング膜の断面形状をテーパー化、又は階段状にする請求項４６乃至６８のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜がレジスト膜である請求項４６乃至６９のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 被エッチング膜の上に所定のパターンを有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜に有機溶剤を浸透させるか曝すことで、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在させ且つ前記所定のパターンと異なるパターンを有する変形有機膜とする工程と、前記変形有機膜をマスクとして前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程とを含むパターン形成方法であって、前記有機膜は、膜厚の異なる複数の有機膜からなるパターン形成方法。
- 前記有機膜が感光性有機膜であるとき、前記膜厚の異なる複数の有機膜は、前記感光性有機膜に対する露光量を変えることにより得られる請求項７１記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜は膜厚の異なる複数の有機膜からなり、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記有機膜をエッチングして前記有機膜を構成する膜厚の異なる複数の有機膜のうち相対的に薄い膜厚の有機膜を除去して、前記相対的に薄い膜厚の有機膜より厚い膜厚の有機膜を残す工程を行う請求項７１又は７２に記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程 と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜を形成する工程との間に、前記有機膜の表面の変質層を除去する工程を行う請求項６５乃至６７のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜でエッチングした後の前記被エッチング膜の断面形状をテーパー化、又は階段状にする請求項７１乃至７４のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 被エッチング膜の上に所定のパターンを有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜の表面の少なくとも一部を除去する工程と、前記表面の少なくとも一部が除去された有機膜に有機溶剤を浸透させるか曝すことで、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在させ且つ前記所定のパターンと異なるパターンを有する変形有機膜を形成する工程と、前記変形有機膜をマスクとして前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程とを含むパターン形成方法であって、前記有機膜は、膜厚の異なる複数の有機膜からなるパターン形成方法。
- 被エッチング膜の上に所定のパターンを有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記被エッチング膜の前記露出領域の表面を滑らか或いは親水性にする処理を行うことで、前記露出領域の濡れ性を向上させる工程と、前記有機膜に有機溶剤を浸透させるか曝すことで、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより前記有機膜を変形させて前記濡れ性が向上した露出領域にまで延在させ且つ前記所定のパターンと異なるパターンを有する変形有機膜を形成する工程と、前記変形有機膜をマスクとして前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程とを含むパターン形成方法。
- 前記濡れ性を向上させる工程は、前記被エッチング膜をフッ酸溶液に浸漬する工程からなる請求項７７に記載のパターン形成方法。
- 前記濡れ性を向上させる工程は、プラズマ又はフッ素系ガスと酸素で表面処理する工程からなる請求項７７に記載のパターン形成方法。
- 前記濡れ性を向上させる工程は、前記有機膜のプラズマ処理、または、ＵＶオゾン処理からなる請求項７７に記載のパターン形成方法。
- 前記濡れ性を向上させる工程は、前記有機膜の表面の変質層を含む部分を除去する工程からなる請求項８０に記載のパターン形成方法。
- 前記濡れ性を向上させる工程は、前記被エッチング膜及び前記有機膜をフッ酸溶液に浸漬する工程からなる請求項７７に記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜を形成する工程において、前記有機膜と隣接する隣接有機膜が形成され、前記変形有機膜を形成する工程において、前記隣接有機膜は隣接変形有機膜となり、かつ、前記変形有機膜と結合する請求項７７乃至８２のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜を形成する工程と前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程との間に、前記変形有機膜の一部を除去する工程を有する請求項７７乃至８３のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜の一部を除去する工程が、前記変形有機膜に対して酸素を用いたアッシング処理または紫外線を用いたオゾン処理を行って、前記変形有機膜の面積を小さくすることにより行われる請求項８４記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜を形成する工程から前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程までの工程が、前記被エッチング膜の露出領域をエッチングする工程の後に少なくとも１回繰り返される請求項７７乃至８５のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記被エッチング膜のエッチングのうち、少なくとも最後に行われるエッチングが、ウェットエッチングにより行われる請求項７７乃至８６のいずれかに記 載のパターン形成方法。
- 前記溶解リフローが、前記有機溶剤の溶液の蒸気中にさらすことにより行われる請求項７７乃至８７のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記溶解リフローが、前記有機溶剤の溶液に浸漬することにより行われる請求項７７乃至８８のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜は、膜厚の異なる複数の有機膜からなる請求項７７乃至８９のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜が感光性有機膜であるとき、前記膜厚の異なる複数の有機膜は、前記感光性有機膜に対する露光量を変えることにより得られる請求項９０記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜は膜厚の異なる複数の有機膜からなり、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在する変形有機膜とする工程の間に、前記有機膜をエッチングして前記有機膜を構成する膜厚の異なる複数の有機膜のうち相対的に薄い膜厚の有機膜を除去して、前記相対的に薄い膜厚の有機膜より厚い膜厚の有機膜を残す工程を行う請求項９０又は９１記載のパターン形成方法。
- 前記被エッチング膜は、下から順に第１の膜及び第２の膜からなり、前記第２の膜を前記有機膜をマスクとしてエッチング除去し、前記第１の膜を前記変形有機膜をマスクとしてエッチング除去する請求項７７乃至９２のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜が第１の金属膜であり、前記第２の膜が、前記第１の金属膜とは異なる材料からなる第２の金属膜である請求項９３に記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜がシリコン膜であり、前記第２の膜が、下から順に高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜及び金属膜である請求項９４記載のパターン形成方法。
- 前記第１の膜が下から順にシリコン膜及び高濃度の不純物を含むオーミックコンタクト用シリコン膜であり、前記第２の膜が金属膜である請求項９３記載のパターン形成方法。
- 前記シリコン膜は、薄膜トランジスタの半導体層を構成し、前記オーミックコンタクト用シリコン膜及び前記金属膜は、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を構成し、前記有機膜が複数の膜厚の有機膜からなるとき、前記有機膜は、前記半導体層のチャネル側に厚く形成された厚膜有機膜と、前記半導体層のチャネルから離れた側で薄く形成された薄膜有機膜とからなる請求項９５又は９６に記載のパターン形成方法。
- 前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を形成した後、前記有機膜をその表面からエッチングして前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上に前記厚膜有機膜のみを残し、前記厚膜有機膜を変形させて変形有機膜とする請求項９７記載のパターン形成方法。
- 前記変形有機膜でエッチングした後の前記被エッチング膜の断面形状をテーパー化、又は階段状にする請求項７７乃至９８のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記有機膜がレジスト膜である請求項７７乃至９９のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 被エッチング膜の上に所定のパターンを有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜をマスクとして前記被エッチング膜をその表面から一部除去して、前記被エッチング膜を露出領域と前記有機膜に被覆された被覆領域とする工程と、前記有機膜を変形させて前記露出領域にまで延在させ且つ前記所定のパターンと異なるパターンを有する変形有機膜を形成する工程と、前記変形有機膜をマスクとして前記被エッチング膜 をエッチングする工程とを含むパターン形成方法であって、前記変形有機膜を形成する工程が、前記有機膜に有機溶剤を浸透させるか曝すことで、前記有機膜の溶解を生じさせる溶解リフローにより行われ、前記変形有機膜でエッチングした後の前記被エッチング膜の断面形状をテーパー化、又は階段状にするパターン形成方法。
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