多層薄膜パターン及び表示装置の製造方法
【課題】間便に所望の形状のパターンを得ることのできる多層薄膜パターン及び表示装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】基板上に層間絶縁膜１を形成する工程と、層間絶縁膜１上に導電性を有する第１の薄膜２を形成する工程と、第１の薄膜２上に第２の薄膜３を形成する工程と、第２の薄膜３上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターン５を形成する工程と、膜厚差を有するレジストパターン５を介して、第２の薄膜３及び第１の薄膜２をエッチングして、レジストパターンの存在しない領域の層間絶縁膜１を露出させる工程と、膜厚差を有するレジストパターン５をアッシングして、レジストパターンの薄膜部５ｂを除去する工程と、薄膜部５ｂが除去されたレジストパターン５ｃを介して、第２の薄膜３をエッチングする工程と、を順次実施する。
【解決手段】基板上に層間絶縁膜１を形成する工程と、層間絶縁膜１上に導電性を有する第１の薄膜２を形成する工程と、第１の薄膜２上に第２の薄膜３を形成する工程と、第２の薄膜３上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターン５を形成する工程と、膜厚差を有するレジストパターン５を介して、第２の薄膜３及び第１の薄膜２をエッチングして、レジストパターンの存在しない領域の層間絶縁膜１を露出させる工程と、膜厚差を有するレジストパターン５をアッシングして、レジストパターンの薄膜部５ｂを除去する工程と、薄膜部５ｂが除去されたレジストパターン５ｃを介して、第２の薄膜３をエッチングする工程と、を順次実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層薄膜パターン及び表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、透過型、反射型、半透過型などの液晶表示装置がある（例えば、特許文献１）。透過型液晶表示装置は、バックライトをその背面に配置して画像表示を行う。反射型液晶表示装置は、基板に反射板を配置して周囲の光を反射板表面で反射させることにより画像表示を行う。そのため、反射型液晶表示装置は、光を反射する画素電極、すなわち反射画素電極を備えている。半透過型液晶表示装置は、光の一部を透過し、光の一部を反射する。半透過型液晶表示装置では、ＴＦＴアレイ基板は、透過画素電極（透過電極）と反射画素電極とを併せ持つ。
【０００３】
透過型液晶表示装置においては、通常ＴＦＴアレイ基板上の画素電極およびカラーフィルタ基板上の対向電極のいずれも透明であることが求められており、双方とも電極材料としてＩＴＯ等の透明導電性膜が用いられている。このため、液晶の交流駆動に際して、上記画素電極と対向電極は、互いに正、負電圧をほぼ同一の条件で液晶に印加することができる。一方、半透過型液晶表示装置においては、反射画素電極（反射電極）としてＡｌなどの金属膜が用いられている。そのため、対向電極である透明導電性膜との仕事関数差により、駆動条件によって表示のちらつき（フリッカ）や液晶の焼き付きが発生する。
【０００４】
このようなフリッカおよび焼き付き対策として、反射電極の金属上に対向電極と同じ材料の透明導電性膜を形成する技術が特許文献２、３に開示されている。特許文献３では、反射電極の金属膜および反射電極上の透明導電性膜を、同じマスクパターンを用いて同じエッチング液により一括ウェットエッチング処理することにより、反射電極および反射電極と同一パターン形状を有する透明導電性膜を形成している。
【０００５】
また、半透過型液晶表示装置においては、透過電極を形成する工程と反射電極を形成する工程とを両方備えている。そのため、半透過型液晶表示装置では、透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置に比べて写真製版工程が増大してしまう。写真製版工程数を削減するために、写真製版に工夫を行う技術が特許文献４に開示されている。特許文献４では、写真製版の際にグレートーンやハーフトーン露光技術を用いて、レジスト（感光性樹脂）パターンの膜厚を部位毎に変えている。この膜厚差を有するレジストパターンにより、透過画極と反射電極とを１回の写真製版工程で行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０１９９２号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５３７８号公報
【特許文献３】特開２００５−２７５３２３号公報
【特許文献４】特開２００５−２１５２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３の方法により金属膜およびその上に形成された透明導電膜を一括ウェットエッチングする場合、透明導電性膜が金属膜端面から張り出し、庇状（オーバーハング状）に残ることがある。図８は、特許文献３に係る半透過型液晶表示装置において、ＴＦＴアレイ基板の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。図８（ａ）では、ＴＦＴ(不図示)、走査信号線（不図示）および表示信号線（不図示）の上部に形成された層間絶縁膜１の上に、第１の透明導電性膜２を成膜し、パターニングする。次に、図８（ｂ）において、第１の透明導電性膜２を覆うように反射電極としての金属膜３、続いてフリッカおよび焼きつき対策としての第２の透明導電性膜４をそれぞれ成膜する。そして、図８（ｃ）のように、第２の透明導電性膜４の上に所望の形状のレジストパターン５を形成し、金属膜３および第２の透明導電性膜４を一括してウェットエッチングする。その後、レジストパターン５を除去すると、図８（ｄ）のような構造となる。
【０００８】
上記のような方法により多層薄膜パターンを形成した場合、上層である第２の透明導電性膜４が下層の金属膜３のパターン端よりも突出した庇形状となる。特に、ウェットエッチングなどの等方性エッチングが用いられると、このような第２の透明導電性膜４の庇が発生しやすい。図９は、第２の透明導電性膜４および金属膜３の一括ウェットエッチング処理中の様子を示す部分拡大図である。等方性エッチングでは、縦横方向同時にエッチングが進行する。すなわち、第２の透明導電性膜４および金属膜３のエッチングが膜厚方向に進行するとともに、膜厚と垂直な方向にも進行する（サイドエッチ）。このサイドエッチにより、図９に示すように、エッチング中における金属膜３のエッチング表面７とレジストパターン５表面との間には隙間６が形成され、この隙間６からもエッチングが進行するため庇形状となりやすい。さらに、一般的に第２の透明導電性膜４よりも金属膜３のエッチングレートが早く、第２の透明導電性膜４よりも金属膜３のほうがサイドエッチされ易い。したがって、第２の透明導電性膜４が庇状に張り出す。
【０００９】
このように多層薄膜の端面に庇が形成されると、後のパネル工程におけるラビング処理等の基板を擦る工程において、庇部分が剥がれ、異物発生の原因となる。そして、剥がれた膜による欠片が、隣接する画素間のショートや、画素電極と対向電極とのショートを引き起こし、表示不良の原因となることがある。また、多層膜パターンの端面が被覆膜により被覆される場合には、庇部分で被覆膜に段切れが生じる。被覆膜が保護絶縁膜である場合には、段切れの箇所で絶縁不良となる。被覆膜が導電膜である場合には、段切れの箇所で電気的に接続不良となる。今後、表示装置の高精細化が進むと、画素サイズや隣接画素との間隔が小さくなり、より効果的に庇の発生を防止するプロセスが必要となる。
【００１０】
また、特許文献４では、膜厚差を有するレジストパターンを用いて、透過電極及び反射電極の形成を行っている。膜厚差を有するレジストパターンの薄膜部は、アッシングにより除去される。このアッシングには、通常、酸素プラズマ処理を用いる。しかしながら、特許文献４の方法では、透明導電性膜が表面に露出した状態でアッシングを行うことになるため、異常放電が生じることがある。異常放電により、透明導電性膜だけでなく、その下に設けられた層間絶縁膜にまでもダメージを与えてしまう。また、さらに下層に設けられた配線が断線する等の不良を引き起こすこともある。
【００１１】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡便に所望の形状のパターンを得ることのできる多層薄膜パターン及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる第１の多層薄膜パターンの製造方法は、
基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に導電性を有する第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜上に第２の薄膜を形成する工程と、
前記第２の薄膜上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンを介して、前記第２の薄膜及び前記第１の薄膜をエッチングして、前記レジストパターンの存在しない領域の前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンをアッシングして、前記レジストパターンの薄膜部を除去する工程と、
前記薄膜部が除去されたレジストパターンを介して、前記第２の薄膜をエッチングする工程と、を有するものである。
【００１３】
本発明にかかる第２の多層薄膜パターンの製造方法は、
基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に導電性を有する第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜上にさらに２層以上の薄膜を形成する工程と、
前記２層以上の薄膜上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンを介して、前記２層以上の薄膜及び前記第１の薄膜をエッチングして、前記レジストパターンの存在しない領域の前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンをアッシングして、前記レジストパターンの薄膜部を除去する工程と、
前記薄膜部が除去されたレジストパターンを介して、前記第１の薄膜上に形成された前記２層以上の薄膜をエッチングする工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡便に所望の形状のパターンを得ることのできる多層薄膜パターン及び表示装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の電極基板の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る半透過型液晶表示装置の画素構成を模式的に示した平面図及び断面図である。
【図３】実施の形態１に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図４】実施の形態３に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図５】実施の形態４に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図６】実施の形態５に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図７】実施の形態６に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図８】従来技術に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図９】従来技術に係る多層薄膜パターンのエッチング進行中を示した部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
始めに、図１を用いて、本発明に係る表示装置について説明する。図１は、液晶表示装置に用いられる電極基板の構成を示す正面図である。本発明に係る表示装置は、液晶表示装置を例として説明するが、あくまでも例示的なものであり、有機ＥＬ表示装置等の平面型表示装置（フラットパネルディスプレイ）等を用いることも可能である。この液晶表示装置の全体構成については、以下に述べる第１〜第６の実施形態で共通である。
【００１７】
本発明に係る表示装置は、電極基板１０を有している。電極基板１０には、表示領域１１と表示領域を囲むように設けられた額縁領域１２とが設けられている。この表示領域１１には、複数の走査信号線１３と複数の表示信号線１４と形成されている。複数の走査信号線１３は平行に設けられている。同様に、複数の表示信号線１４は平行に設けられている。走査信号線１３と、表示信号線１４とは、互いに交差するように形成されている。走査信号線１３と表示信号線１４とは直交している。そして、隣接する走査信号線１３と表示信号線１４とで囲まれた領域が画素１７となる。従って、電極基板１０では、画素１７がマトリクス状に配列される。このように、電極基板１０はＴＦＴアレイ基板である。
【００１８】
さらに、電極基板１０の額縁領域１２には、走査信号駆動回路１５と表示信号駆動回路１６とが設けられている。走査信号線１３は、表示領域１１から額縁領域１２まで延設されている。そして、走査信号線１３は、電極基板１０の端部で、走査信号駆動回路１５に接続される。表示信号線１４も同様に表示領域１１から額縁領域１２まで延設されている。そして、表示信号線１４は、電極基板１０の端部で、表示信号駆動回路１６と接続される。走査信号駆動回路１５の近傍には、外部配線１８が接続されている。また、表示信号駆動回路１６の近傍には、外部配線１９が接続されている。外部配線１８、１９は、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの配線基板である。
【００１９】
外部配線１８、１９を介して走査信号駆動回路１５、及び表示信号駆動回路１６に外部からの各種信号が供給される。走査信号駆動回路１５は外部からの制御信号に基づいて、走査信号を走査信号線１３に供給する。この走査信号によって、走査信号線１３が順次選択されていく。表示信号駆動回路１６は外部からの制御信号や、表示データに基づいて表示信号を表示信号線１４に供給する。これにより、表示データに応じた表示電圧を各画素１７に供給することができる。なお、走査信号駆動回路１５と表示信号駆動回路１６は、電極基板１０上に配置される構成に限られるものではない。例えば、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）により駆動回路を接続してもよい。
【００２０】
画素１７内には、少なくとも１つのＴＦＴ２０が形成されている。ＴＦＴ２０の上には層間絶縁膜が形成される。ＴＦＴ２０は表示信号線１４と走査信号線１３の交差点近傍に配置される。ＴＦＴ２０と画素とは層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して接続される。例えば、このＴＦＴ２０が画素電極に表示電圧を供給する。即ち、走査信号線１３からの走査信号によって、スイッチング素子であるＴＦＴ２０がオンする。これにより、表示信号線１４から、ＴＦＴ２０のドレイン電極に接続された画素電極に表示電圧が印加される。そして、画素電極と対向電極との間に、表示電圧に応じた電界が生じる。なお、電極基板１０の表面には、配向膜（図示せず）が形成されている。
【００２１】
ここで、画素１７の構成について、図２を用いて詳細に説明する。ここでは、本発明に係る表示装置の一例である半透過型液晶表示装置の画素構成について説明する。図２（ａ）は、本発明に係る半透過型液晶表示装置の画素構成を模式的に示した平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図２（ａ）には、電極基板１０側の画素構成のみが記されている。図２（ｂ）では、電極基板１０のＡ−Ａ断面図とともに、電極基板１０のＡ−Ａ断面に対応する対向基板側の断面構成も記載されている。図２では、チャネルエッチ型の逆スタガＴＦＴを用いる場合について例示的に示したが、これに限られるものではない。例えば、エッチストッパ型やトップゲート型のＴＦＴであってもよい。
【００２２】
図２において、複数の走査信号線（ゲート配線）１３が縦方向に形成されている。複数の表示信号線（ソース配線）１４が横方向に形成されている。隣接する走査信号線１３と表示信号線１４とで囲まれた領域が画素１７となる。電極基板１０の基板６１上には、走査信号線１３、ゲート電極６２、及び共通容量電極６３が同一の層によって形成されている。基板６１は、ガラスやプラスチック等の透明絶縁性基板である。ＴＦＴ２０の外側において、走査信号線１３はゲート電極６２とつながっている。これらゲート電極６２、走査信号線１３、及び共通容量電極６３を覆うようにゲート絶縁膜６４が形成されている。
【００２３】
ゲート絶縁膜６４の上には、ＴＦＴ２０の半導体層６５が形成される。半導体層６５は、走査信号線１３と表示信号線１４の交差点近傍に配置される。具体的には、ゲート絶縁膜６４を介してゲート電極６２の対面に半導体層６５が設けられている。半導体層６５は、ｉ層６５ａ及びｎ層６５ｂより構成される。ｉ層６５ａは、ゲート絶縁膜６４上に設けられ、ゲート電極６２と略同じ寸法を有している。ｎ層６５ｂはｉ層６５ａの上に設けられている。後述するソース電極６６とドレイン電極６７との間のｎ層６５ｂは、バックチャネルエッチによって除去されている。すなわち、ｎ層６５ｂは、ソース電極６６とｉ層６５ａとの間、及びドレイン電極６７とｉ層６５ａとの間に形成される。
【００２４】
さらに、半導体層６５のｎ層６５ｂとそれぞれ接続するソース電極６６及びドレイン電極６７が、ゲート絶縁膜６４上に設けられている。ソース電極６６は、ＴＦＴ２０の外側において、表示信号線１４と繋がっている。ドレイン電極６７は、共通容量電極６３上に延在されている。ドレイン電極６７のうち、共通容量電極６３と対向する部分は、各画素の付加容量を形成するための容量電極として機能する。この容量電極と、ゲート絶縁膜６４を介して対向配置された共通容量電極６３とにより蓄積容量が構成される。よって、共通容量電極６３上のゲート絶縁膜６４は、蓄積容量のキャパシタ誘電膜として機能する。共通容量電極６３は、隣接する走査信号線１３間に配置される。隣接する画素１７間で共通容量電極６３は繋がっており、共通容量配線を形成する。画素１７内では共通容量配線は幅広く形成され、共通容量電極６３となっている。共通容量配線は、表示信号線１４と交差する部分では寄生容量を小さくするため、幅が狭くなっている。共通容量配線は走査信号線１３と平行になっている。
【００２５】
ソース電極６６、及びドレイン電極６７を覆うように、層間絶縁膜６８が形成されている。層間絶縁膜６８上には有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が設けられる。層間絶縁膜１、６８を貫通するコンタクトホール６９がドレイン電極６７上に形成されている。このコンタクトホール６９を介して、ドレイン電極６７と接続する画素電極７０が設けられている。画素電極７０として、透過領域９及び反射領域８には、第１の透明導電性膜２が形成される。また、画素電極７０の反射領域８には、第１の透明導電性膜２の上にさらに金属膜３が形成されている。よって、画素１７のうち、金属膜３の設けられた部分が反射領域８となる。反射領域８以外の画素１７が透過領域９となる。金属膜３は、共通容量電極６３の上に配置されている。すなわち、反射領域８では、金属膜３の下に蓄積容量が設けられている。なお、金属膜３の上には、焼き付き防止のために、第２の透明導電性膜４がさらに積層されることがあるが、図２（ｂ）では記載していない。
【００２６】
電極基板１０の表面には、画素電極７０を覆うように、配向膜７２が形成されている。なお、反射領域８では、反射モードの表示特性を向上させるために、凹凸部７１が設けられている。凹凸部７１では、層間絶縁膜１の表面に凹凸のパターンが形成されている。そして、凹凸部７１では、層間絶縁膜１の凹凸パターンに追従するように、その上に形成された金属膜３が凹凸になっている。
【００２７】
更に、電極基板１０には、対向基板５０が対向して配置されている。対向基板５０は、例えば、カラーフィルタ基板であり、視認側に配置される。対向基板５０には、カラーフィルタ５３、ブラックマトリクス（ＢＭ）５２、対向電極５４、及び配向膜７２等が形成されている。
【００２８】
具体的には、基板５１の電極基板１０と対向する面に、顔料あるいはクロム等の金属から成り、光を遮光するブラックマトリクス５２が形成されている。ブラックマトリクス５２は、走査信号線１３、表示信号線１４と対向する領域に設けられている。そして、ブラックマトリクス５２間を埋めるように顔料あるいは染料からなるカラーフィルタ５３が形成されている。カラーフィルタ５３は、画素電極７０と対向配置される。カラーフィルタ５３は例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層である。さらにブラックマトリクス５２及びカラーフィルタ５３を覆うように、対向電極５４が表示領域１１の略全面に形成されている。また、対向基板５０の表面には、配向膜７２が積層されている。なお、対向電極５４は、電極基板１０側に配置される場合もある。
【００２９】
そして、電極基板１０と対向基板５０との間に液晶層７３が狭持される。即ち、電極基板１０と対向基板５０との間には液晶が注入されている。更に、電極基板１０と対向基板５０との外側の面には、偏光板、及び位相差板等が設けられる。また、液晶表示パネルの反視認側には、バックライトユニット等が配設される。
【００３０】
画素電極７０と対向電極５４との間の電界によって、液晶が駆動される。即ち、基板間の液晶の配向方向が変化する。これにより、液晶層７３を通過する光の偏光状態が変化する。即ち、偏光板を通過して直線偏光となった光は液晶層７３によって、偏光状態が変化する。具体的には、バックライトユニットからの光は、電極基板１０側の偏光板によって直線偏光になる。そして、この直線偏光が液晶層７３を通過することによって、偏光状態が変化する。
【００３１】
従って、偏光状態によって、対向基板５０側の偏光板を通過する光量が変化する。即ち、バックライトユニットから液晶表示パネルを透過する透過光のうち、視認側の偏光板を通過する光の光量が変化する。液晶の配向方向は、印加される表示電圧によって変化する。従って、表示電圧を制御することによって、視認側の偏光板を通過する光量を変化させることができる。即ち、画素ごとに表示電圧を変えることによって、所望の画像を表示することができる。
【００３２】
実施の形態１．
次に、図３を用いて、本実施の形態１に係る多層薄膜パターンの製造方法について説明する。図３は、本実施の形態１に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。本実施の形態では、多層薄膜パターン及び表示装置の好適な例として半透過型液晶表示装置の画素電極における反射電極および透過電極の製造方法を用いて説明するが、これに限らず、多層薄膜を形成する薄膜を種々変更することによって種々の多層薄膜パターン及び表示装置を構成することができる。
【００３３】
まず始めに、図８と同様に図３では、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている。図３では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。図３（ａ）では、この層間絶縁膜１上に、第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４をそれぞれ順に堆積する。金属膜３は、例えばＡｌまたはＡｌを主とする合金を用いる。また、第１の透明導電性膜２および第２の透明導電性膜４は、ＩＴＯやＩＴＺＯ等の透明導電性膜とする。そして、第２の透明導電性膜４の上に、所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。
【００３４】
そして、図３（ｂ）において、第２の透明導電性膜４を選択的にエッチングし、レジストパターン５の内側までエッチングする。この工程では、ウェットエッチング等の等方性エッチングを用いることができる。このとき、サイドエッチによる第２の透明導電性膜４のレジストパターン５端面からの後退量（サイドエッチ量）４１は、後述する金属膜３のサイドエッチ量以上とし、ここでは目安として金属膜３の膜厚の約２倍以上とする。
【００３５】
次に、有機溶媒を使ったレジストのリフローにより、レジストパターン５が第２の透明導電性膜４の側壁を覆うようレジストパターン５を変形する。例えば、２０〜３５℃程度の低温度下においてレジストパターン５を有機溶媒雰囲気にさらすことで、短時間のうちにレジストパターン５が大きく変形する。これにより、図３（ｃ）に示されるように、第２の透明導電性膜４全体がレジストパターン５により保護される。この有機溶媒を用いたレジストの変形については、SID 06 DIGEST p.1650〜,L-1: Late-News Paper: A14-in. LCD Panel Formed using New 4-Mask Technology with Chemical Re-Flow Technique, S. Kido et. al.に示されている。
【００３６】
その後、図３（ｄ）において、金属膜３を選択的に等方性エッチングする。例えば、ウェットエッチングを用いることができる。金属膜３が少しでも残留すると製品性能に悪影響を及ぼすので、金属膜３について十分なオーバーエッチングを行う必要がある。そのため、エッチングのばらつきや面内均一性を考慮して、金属膜３の膜厚の約１．５〜２倍に相当するエッチング処理を行う。このとき、サイドエッチによる金属膜３のレジストパターン５端面からの後退量（サイドエッチ量）３１は、金属膜３の膜厚の１．５〜２倍程度となる。すなわち、先の第２の透明導電性膜４の後退量４１よりも金属膜３の後退量３１のほうが小さくなる。したがって、金属膜３のエッチング処理中に第２の透明導電性膜４の下表面が露出されることなく、第２の透明導電性膜４による庇の発生を防止することができる。
【００３７】
さらに、図３（ｃ）と同様、有機溶媒を使ったレジストのリフローにより、レジストパターン５が金属膜３の側壁を覆うようレジストパターン５を再び変形させる。これにより、図３（ｅ）に示されるように、第２の透明導電性膜４および金属膜３の全体がレジストパターン５により保護される。
【００３８】
その後、図３（ｆ）において、第１の透明導電性膜２をエッチングする。このとき、第１の透明導電性膜２のレジストパターン５端面からの後退量２１が金属膜３の後退量３１よりも少なくなるよう、第１の透明導電性膜２のエッチングを行う。これにより、金属膜３が第１の透明導電性膜２の端面より突き出ることなく、庇の発生を防止することができる。ここでは、例えばウェットエッチングを用いることができる。
【００３９】
最後に、レジストパターン５を除去すると、図３（ｇ）に示すように庇の発生のない多層薄膜パターンが得られる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態では、レジストパターン５をマスクとして、その下に形成された第２の透明導電性膜４に対し等方性エッチングを行う。このとき、第２の透明導電性膜４の後退量４１が金属膜３の膜厚の２倍以上となるまで選択的にエッチングする。そして、有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を第２の透明導電性膜４の側壁を覆うように変形させる。その後、第２の透明導電性膜４の下に形成された金属膜３をエッチングする。これにより、一つのレジストパターン５を用いた第２の透明導電性膜４および金属膜３のパターニングにおいて、第２の透明導電性膜４が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。また、一つのレジストパターン５を用いて２層以上の多層薄膜パターンのパターニングができる。有機溶媒を使ったレジストのリフローを用いることにより、短時間のうちにレジストパターン５を大幅に変形させることが可能である。
【００４１】
さらに、本実施の形態では、金属膜３のエッチング後、再度有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を金属膜３の側壁を覆うように変形させ、金属膜３の下に形成された第１の透明導電性膜２をその後退量２１が金属膜３の後退量３１より少なくなるようエッチングする。これにより、第１の透明導電性膜２が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。すなわち、有機溶媒を使ったレジストのリフローによるレジストパターン５の変形とエッチングを繰り返すことにより、一つのレジストパターン５を用いた３層以上の多層薄膜パターンのパターニングにおいて、庇の発生を防止することができる。すなわち、多層薄膜パターンが階段状に形成される。特に、第１の透明導電性膜２と第２の透明導電性膜４とのエッチング選択比が低い場合に本実施の形態は好適である。また、一つのレジストパターン５を用いて３層以上の多層薄膜パターンのパターニングができる。従って、簡便に所望の断面形状の多層薄膜パターンを得ることができる。
【００４２】
実施の形態２．
次に、本実施の形態２に係る多層薄膜パターンの製造方法について説明する。本実施の形態では、レジストパターン５の変形方法が実施の形態１と異なり、それ以外の製造工程については実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００４３】
第２の透明導電性膜４をエッチングした後、図３（ｃ）において、ＲＥＬＡＣＳ（Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink）によるレジストサイズの拡大により、レジストパターン５が第２の透明導電性膜４の側壁を覆うようレジストパターン５全体を変形する。具体的には、レジストパターン５の上にＲＥＬＡＣＳ材料を塗布し、加熱する。これにより、レジストパターン５の酸成分が拡散してＲＥＬＡＣＳ材料と架反応を起こす。すなわち、レジストパターン５近傍のＲＥＬＡＣＳ材料が変化してレジストパターン５の表面に付着し、熱硬化した樹脂層が形成される。その後、未付着部のＲＥＬＡＣＳ材料は、現像または洗浄等により除去される。これにより、第２の透明導電性膜４の側壁を覆うように、レジストパターン５にＲＥＬＡＣＳ材料が付着し、レジストパターン５全体が拡大する。
【００４４】
ＲＥＬＡＣＳ材料に加える熱の温度は１００〜１２０℃程度であるが、この温度を調節することによってレジストパターン５に付着する膜の厚さを制御することができ、０．５〜１μｍ程度のレジストパターン５寸法の拡大が可能である。第２の透明導電性膜４の膜厚は０．００５〜０．０１μｍ程度であるため、第２の透明導電性膜４全体がレジストパターン５およびそれに付着したＲＥＬＡＣＳ材料により十分保護される。このＲＥＬＡＣＳ材料を用いたレジストの変形については、1998IEDM p.333〜, 0.1μm Level Contact Hole Pattern Formation with KrF Lithography by Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink(RELACS), T. Toyoshima et. al.に示されている。
【００４５】
また、図３（ｅ）においても同様に、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大により、レジストパターン５が金属膜３の側壁を覆うようレジストパターン５全体を変形する。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、第２の透明導電性膜４のエッチング処理後、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形させる。これにより、実施の形態１と同様に、一つのレジストパターン５を用いた第２の透明導電性膜４および金属膜３のパターニングにおいて、第２の透明導電性膜４が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。また、一つのレジストパターン５を用いて２層以上の多層薄膜パターンのパターニングができる。従って、簡便に所望の断面形状の多層薄膜パターンを得ることができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、金属膜３のエッチング後、再度ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を金属膜３の側壁を覆うように変形させ、金属膜３の下に形成された第１の透明導電性膜２をエッチングする。これにより、実施の形態１と同様に、第１の透明導電性膜２が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。すなわち、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によるレジストパターン５の変形とエッチングを繰り返すことにより、実施の形態１と同様の効果を奏し、一つのレジストパターン５を用いた３層以上の多層薄膜パターンのパターニングにおいて、庇の発生を防止することができる。特に、第１の透明導電性膜２と第２の透明導電性膜４とのエッチング選択比が低い場合に本実施の形態は好適である。また、一つのレジストパターン５を用いて３層以上の多層薄膜パターンのパターニングができる。
【００４８】
実施の形態３．
次に、図４を用いて、本実施の形態３に係る多層薄膜パターンの製造方法について説明する。半透過型液晶表示装置の画素電極の製造方法において、透過電極および反射電極の形成に際し、グレートーンマスクやハーフトーンマスクによる多段階露光（複数階調露光）技術を用いることがある。この複数階調露光を用いた写真製版により、画素電極の透過領域には膜厚の厚いレジストパターン５ａ、反射領域には膜厚の薄いレジストパターン５ｂを同時に形成することができる。レジストパターン５の膜厚差を利用して、透過電極および反射電極を形成する。本実施の形態では、この複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する際に、本発明の多層薄膜パターンの製造方法を適用する例について説明する。
【００４９】
図４は、本実施の形態３に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。図４において、図３と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。まず始めに、図３と同様に図４では、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている図４では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。図４（ａ）では、この層間絶縁膜１上に、第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４をそれぞれ順に堆積する。そして、第２の透明導電性膜４の上に、所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。ここでは、グレートーンマスク等を用いて、反射領域８におけるレジストパターン５ａの膜厚が透過領域９のレジストパターン５ｂよりも厚くなるように形成する。すなわち、膜厚差を有するレジストパターン５の厚膜部がレジストパターン５ａとなり、薄膜部がレジストパターン５ｂとなる。
【００５０】
次に、図４（ｂ）において、第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２を一括でエッチングする。あるいは、第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２を個々にエッチングしてもよい。この場合、それぞれを選択的にエッチングするエッチング液を用い、上層から順にレジストパターン５の形状に合わせたパターニングをする。
【００５１】
そして、図４（ｃ）のように、レジストパターン５が画素電極の透過領域９において除去され反射領域８のみに残るように、レジストパターン５のアッシングを行う。例えば、酸素プラズマ中でアッシングを行う。透過領域９において第２の透明導電性膜４の表面が露出するまでレジストを除去すると、レジストパターン５ｃは反射領域８を覆う形状となる。これにより、薄膜部のレジストパターン５ｂは除去され、厚膜部のレジストパターン５ａは薄くなるが、レジストパターン５ｃとして残存する。このアッシングによって、レジストパターン５ｃは第２の透明導電性膜４の側壁から後退する。その後、第２の透明導電性膜４を等方性のエッチングにより選択的にパターニングする。等方性のエッチングを用いることで、第２の透明導電性膜４はレジストパターン５ｃの外形よりも小さくなり、図４（ｄ）に示されるようにサイドエッチされる。このとき、第２の透明導電性膜４のレジストパターン５ｃ端面からの後退量４２が、後述する金属膜３の後退量以上であることが好ましい。ここでは目安として、後退量４２が金属膜３の膜厚の約２倍以上となるまで第２の透明導電性膜４のエッチングを行う。
【００５２】
次に、実施の形態１と同じように、有機溶媒を使ったレジストのリフローにより、レジストパターン５ｃが第２の透明導電性膜４の側壁を覆うようレジストパターン５ｃを変形する。これにより、図４（ｅ）に示されるように、第２の透明導電性膜４全体がレジストパターン５ｃにより保護される。このとき、金属膜３および第１の透明導電性膜２の側壁はレジストパターン５ｃによって覆われておらず、露出している。
【００５３】
その後、図４（ｆ）において、金属膜３を選択的に等方性エッチングする。例えば、ウェットエッチングを用いることができる。このとき、金属膜３が少しでも残留すると製品性能に悪影響を及ぼすので、金属膜３について十分なオーバーエッチングを行う必要がある。そのため、エッチングのばらつきや面内均一性を考慮して、金属膜３の膜厚の約１．５〜２倍に相当するエッチング処理を行う。これにより、金属膜３のレジストパターン５ｃ端面からの後退量（サイドエッチ量）３２は、金属膜３の膜厚の１．５〜２倍程度となる。すなわち、先の第２の透明導電性膜４の後退量４２よりも金属膜３の後退量３２のほうが小さくなる。したがって、金属膜３のエッチング処理中に第２の透明導電性膜４の下表面が露出されることなく、第２の透明導電性膜４による庇が発生しない。
【００５４】
最後に、レジストパターン５ｃを除去すると、図４（ｇ）に示すように庇の発生のない多層薄膜パターンが得られる。すなわち、多層薄膜パターンが階段状に形成される。
【００５５】
以上のように、本実施の形態では、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する。このとき、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４を等方性エッチングにより、後退量４２が反射電極となる金属膜３の膜厚の２倍以上となるまで選択的にエッチングする。そして、有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５ｃを第２の透明導電性膜４の側壁を覆うように変形させた後、金属膜３をエッチングする。これにより、一つのレジストパターン５ｃを用いた第２の透明導電性膜４および金属膜３のパターニングにおいて、第２の透明導電性膜４が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。従って、簡便に所望の断面形状の多層薄膜パターンを得ることができる。また、有機溶媒を使ったレジストのリフローを用いることにより、短時間のうちにレジストパターン５ｃを大幅に変形させることが可能である。
【００５６】
なお、本実施の形態では、レジストパターン５を変形させる工程において有機溶媒を使ったレジストのリフローを用いてレジストパターン５を変形させる場合について例示的に説明をしたが、実施の形態２と同様に、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形させることも可能である。これにより、実施の形態３と同様の効果が得られ、一つのレジストパターン５パターンを用いた多層薄膜パターンの形成において、庇の発生を防止することができる。
【００５７】
実施の形態４．
本実施の形態４に係る多層薄膜パターンの製造方法について、図５を用いて、説明する。本実施の形態は、実施の形態３と同様に、この複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する際に、本発明の多層薄膜パターンの製造方法を適用する別の適用例について示している。本実施の形態では、一部の工程が実施の形態３と異なり、それ以外の工程については実施の形態３と同様であるため説明を省略する。すなわち、本実施の形態４では、実施の形態３の図４（ｂ）に相当する工程において、実施の形態３と異なる方法を用いる。
【００５８】
図５は、本実施の形態４に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。まず始めに、図４と同様に図５において、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている。図５では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。図５（ａ）では、図４（ａ）と同様、この層間絶縁膜１上に、第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４をそれぞれ順に堆積し、さらにその上に所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。グレートーンマスク等を用いて、反射領域８におけるレジストパターン５ａの膜厚が透過領域９のレジストパターン５ｂよりも厚くなるようにレジストパターン５を形成する。
【００５９】
次に、図５（ｂ）において、第２の透明導電性膜４に対して選択的に等方性のエッチングを行う。例えば、ウェットエッチングを用いることができる。ここで、第２の透明導電性膜４のレジストパターン５端面からの後退量４３が後述する金属膜３の後退量以上であることが好ましく、例えば目安として後退量４３が金属膜３の膜厚の約２倍以上となるまで第２の透明導電性膜４のエッチングを行う。これにより、第２の透明導電性膜４の一部が除去され、レジストパターン５の外側において金属膜３が露出する。そして、実施の形態１と同じように、有機溶媒を使ったレジストのリフローにより、レジストパターン５が第２の透明導電性膜４の側壁を覆うようレジストパターン５を変形する。これにより、図５（ｃ）に示されるように、第２の透明導電性膜４全体がレジストパターン５により保護される。
【００６０】
その後、図５（ｄ）では、金属膜３を選択的に等方性エッチングする。例えば、ウェットエッチングを用いることができる。このとき、金属膜３の膜厚の約１．５〜２倍に相当する十分なエッチングを行っても、金属膜３のレジストパターン５端面からの後退量３３は、先の第２の透明導電性膜４の後退量４３よりも少なくなる。金属膜３のエッチング後、さらに、有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を金属膜３の側壁を覆うように再度変形させる。これにより、第２の透明導電性膜４および金属膜３の全体がレジストパターン５により保護される。そして、第１の透明導電性膜２にエッチング処理を施し、第１の透明導電性膜２のレジストパターン５からの後退量２３が先の金属膜３の後退量３３より少なくなるようにエッチングを行う。
【００６１】
なお、図５（ｄ）の工程では、金属膜３のエッチング後、金属膜３の側壁を覆うようにレジストパターン５を変形させてから第１の透明導電性膜２のエッチングを行ったが、レジストパターン５の変形を行わず、そのまま第１の透明導電性膜２のエッチングを行うことも可能である。例えば、金属膜３と第１の透明導電性膜２のエッチングに、ドライエッチなどを用いて一括にエッチングしてもよい。
【００６２】
このようにして、上層の膜の端面が下層の膜の端面よりも内側に形成され、上層の膜が突出しない形状にパターニングされる。その後、図５（ｅ）以降の工程については、図４（ｃ）〜（ｇ）示す実施の形態３と同様である。すなわち、図５（ｅ）では、レジストパターン５をアッシングして、透過領域９の第２の透明導電性膜４を露出する。そして、図５（ｆ）〜（ｈ）に示すように、第２の透明導電性膜４及び金属膜３のエッチングを行う。最後にレジストパターン５ｃを除去すると、図５（ｉ）に示すように庇の発生のない多層薄膜パターンが得られる。すなわち、多層薄膜パターンが階段状に形成される。
【００６３】
以上のように、本実施の形態では、実施の形態３の図４（ｂ）に相当する工程においても上層である第２の透明導電性膜４の側壁をレジストパターン５の変形により保護する。すなわち、第２の透明導電性膜４のエッチング後に下層の膜をエッチングする場合は、第２の透明導電性膜４の側壁がレジストパターン５によって覆われた状態にする。これにより、庇形状をさらに確実に抑制することができる。従って、簡便に所望の断面形状の多層薄膜パターンを得ることができる。特に、第１の透明導電性膜２と第２の透明導電性膜４とのエッチング選択比が低い場合に本実施の形態は好適である。
【００６４】
なお、本実施の形態では、レジストパターン５を変形させる工程において有機溶媒を使ったレジストのリフローを用いてレジストパターン５を変形させる場合について例示的に説明をしたが、実施の形態２と同様に、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形させることも可能である。これにより、実施の形態４と同様の効果が得られ、一つのレジストパターン５パターンを用いた多層薄膜パターンの形成において、庇の発生を防止することができる。
【００６５】
実施の形態５．
本実施の形態５に係る多層薄膜パターンの製造方法について、図６を用いて、説明する。本実施の形態は、実施の形態３、４と同様に、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する際に、本発明の多層薄膜パターンの製造方法を適用する別の適用例について示している。
【００６６】
図６は、本実施の形態５に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。図６において、図４及び図５と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。まず始めに、図４及び図５と同様に図６では、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている。図６では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。本実施の形態では、図６（ａ）において、この層間絶縁膜１上に、透過電極となる第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３をそれぞれ順に堆積する。そして、金属膜３の上に、所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。ここでは、複数階調露光技術を用いて、反射領域８におけるレジストパターン５ａの膜厚が透過領域９のレジストパターン５ｂよりも厚くなるように形成する。これにより、膜厚差を有するレジストパターン５が金属膜３の上に形成される。
【００６７】
次に、図６（ｂ）では、レジストパターン５を介して、金属膜３及び第１の透明導電性膜２をエッチングする。このとき、後述するアッシングにおいて異常放電を防止するため、第１の透明導電性膜２までエッチングしておく。すなわち、レジストパターン５の設けられない領域において層間絶縁膜１が露出するように、金属膜３とともに第１の透明導電性膜２を除去しておく。ここでは、金属膜３と第１の透明導電性膜２を別々に順次エッチングしてもよく、また一括でエッチングしてもよい。金属膜３及び第１の透明導電性膜２のエッチングを一括で行う場合は、工程数が削減されるので、生産性を向上することができる。これにより、金属膜３及び第１の透明導電性膜２が、レジストパターン５の下のみに残存するようにパターニングされる。
【００６８】
そして、図６（ｃ）のように、レジストパターン５が画素電極の透過領域９において除去され反射領域８のみに残るように、レジストパターン５のアッシングを行う。酸素雰囲気中でプラズマ処理を行い、アッシングをする。このとき、本実施の形態では、第１の透明導電性膜２が表面に露出していない。すなわち、アッシング開始時では第１の透明導電性膜２の全体がレジストパターン５に覆われていて、アッシング中に異常放電などの不具合を防止することができる。透過領域９において金属膜３の表面が露出するまでレジストを除去すると、レジストパターン５ｃは反射領域８を覆う形状となる。これにより、薄膜部のレジストパターン５ｂは除去され、厚膜部のレジストパターン５ａは薄くなるが、レジストパターン５ｃとして残存する。このアッシングによって、レジストパターン５ｃは金属膜３の側壁から後退する。
【００６９】
その後、レジストパターン５ｃを介して、金属膜３を選択的にエッチングする。これにより、透過領域９の金属膜３が除去される。最後に、レジストパターン５ｃを除去すると、図６（ｄ）に示すような階段状の多層薄膜パターンが得られる。
【００７０】
以上のように、本実施の形態では、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する。膜厚差を有するレジストパターン５のアッシング前に、層間絶縁膜１が露出するように第１の透明導電性膜２までエッチングして除去しておく。このような方法により、アッシング中、異常放電などの不具合が発生するのを防止することができ、簡便に所望の形状の多層薄膜パターンを得ることができる。また、透過電極領域及び反射電極領域のパターンを、１回の写真製版工程によって形成することができ、生産性が向上する。
【００７１】
なお、本実施の形態は、実施の形態１〜４と組み合わせることが可能である。具体的には、図６（ｂ）において金属膜３及び第１の透明導電性膜２を別々にエッチングする場合は、次のように行ってもよい。膜厚差を有するレジストパターン５を介して金属膜３のエッチングをする。そして有機溶媒を使ったレジストのリフロー、又はＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大により、レジストパターン５が金属膜３の側壁を覆うようにレジストパターンを変形させる。その後、第１の透明導電性膜２をエッチングする。このとき、第１の透明導電性膜２のレジストパターン５端面からの後退量が、金属膜３の後退量よりも少なくなるよう、第１の透明導電性膜２のエッチングを行う。これにより、さらに庇の発生も防止できる。また、本実施の形態では、第１の透明導電性膜２の上に金属膜３が積層された、２層の導電性薄膜からなる多層薄膜パターンを形成する場合について例示的に説明をしたが、それに限定されるものではない。層間絶縁膜１の上の導電性薄膜に、例えば絶縁膜が積層された多層薄膜パターンを形成する場合であってもよい。
【００７２】
実施の形態６．
本実施の形態６に係る多層薄膜パターンの製造方法について、図７を用いて、説明する。本実施の形態は、実施の形態３〜５と同様に、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する際に、本発明の多層薄膜パターンの製造方法を適用する別の適用例について示している。
【００７３】
図７は、本実施の形態６に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。図７において、図４〜図６と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。まず始めに、図４〜図６と同様に図７では、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている。図７では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。本実施の形態では、図７（ａ）において、この層間絶縁膜１上に、透過電極となる第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４をそれぞれ順に堆積する。そして、第２の透明導電性膜４の上に、所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。複数階調露光技術を用いて、反射領域８におけるレジストパターン５ａの膜厚が透過領域９のレジストパターン５ｂよりも厚くなるように形成する。これにより、膜厚差を有するレジストパターン５が金属膜３の上に形成される。
【００７４】
次に、図７（ｂ）では、レジストパターン５を介して、第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２をエッチングする。このとき、後述するアッシングにおいて異常放電を防止するため、第１の透明導電性膜２までエッチングしておく。すなわち、レジストパターン５の設けられない領域において層間絶縁膜１が露出するように、第２の透明導電性膜４とともに金属膜３、第１の透明導電性膜２を除去しておく。ここでは、第２の透明導電性膜４と金属膜３と第１の透明導電性膜２とを別々に順次エッチングしてもよく、また一括でエッチングしてもよい。第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２のエッチングを一括で行う場合は、工程数が削減されるので、生産性を向上することができる。これにより、第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２が、レジストパターン５の下のみに残存するようにパターニングされる。
【００７５】
そして、図７（ｃ）のように、レジストパターン５が画素電極の透過領域９において除去され反射領域８のみに残るように、レジストパターン５のアッシングを行う。酸素雰囲気中でプラズマ処理を行い、アッシングをする。このとき、本実施の形態では、金属膜３及び第１の透明導電性膜２が表面に露出していない。すなわち、アッシング開始時では第１の透明導電性膜２の全体がレジストパターン５に覆われていて、アッシング中に異常放電などの不具合を防止することができる。透過領域９において第２の透明導電性膜４の表面が露出するまでレジストを除去すると、レジストパターン５ｃは反射領域８を覆う形状となる。これにより、薄膜部のレジストパターン５ｂは除去され、厚膜部のレジストパターン５ａは薄くなるが、レジストパターン５ｃとして残存する。このアッシングによって、レジストパターン５ｃは第２の透明導電性膜４の側壁から後退する。
【００７６】
その後、レジストパターン５ｃを介して、第２の透明導電性膜４及び金属膜３を選択的にエッチングする。これにより、透過領域９の第２の透明導電性膜４及び金属膜３が除去される。最後に、レジストパターン５ｃを除去すると、図７（ｄ）に示すような階段状の多層薄膜パターンが得られる。
【００７７】
以上のように、本実施の形態では、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する。膜厚差を有するレジストパターン５のアッシング前に、層間絶縁膜１が露出するように第１の透明導電性膜２までエッチングして除去しておく。このような方法により、アッシング中、異常放電などの不具合が発生するのを防止することでき、簡便に所望の形状多層薄膜パターンを得ることができる。また、透過電極領域及び反射電極領域のパターンを、１回の写真製版工程によって形成することができ、生産性が向上する。
【００７８】
なお、本実施の形態は、実施の形態１〜４と組み合わせることが可能である。具体的には、図７（ｃ）においてアッシングを行った後、図７（ｄ）の代わりに実施の形態３の図４（ｄ）〜図４（ｇ）の方法を用いて第２の透明導電性膜４及び金属膜３をエッチングすることが可能である。また、図７（ａ）において膜厚差を有するレジストパターン５を形成した後、図７（ｂ）の代わりに実施の形態４の図５（ｂ）〜図５（ｄ）の方法を用いて第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２をエッチングしてもよい。これにより、さらに庇の発生も防止できる。また、本実施の形態では、第１の透明導電性膜２、金属膜３、及び第２の透明導電性膜４が順次積層された、３層の導電性薄膜からなる多層薄膜パターン３を形成する場合について例示的に説明をしたが、それに限定されるものではない。すなわち、層間絶縁膜１の上の導電性薄膜に、２層以上の薄膜が積層された多層薄膜パターンを形成する場合であればよい。導電性薄膜の上に形成される２層以上の薄膜は、絶縁膜であってもよい。
【００７９】
実施の形態１〜６では、金属膜３はＡｌまたはＡｌを主とする合金からなる単層として例示的に説明をしたが、それに限らず、２種類以上の膜が積層されたものであってもよい。例えば、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，あるいはこれらを主な材料とする合金からなる層上に、Ａｌ，Ａｇ，あるいはこれらを主な材料とする合金を積層した構造の金属膜３とすることも可能である。金属膜３の上層側にＡｌ，Ａｇ，あるいはこれらを主な材料とする合金を用いることによって、反射の光学特性等が向上する。また、金属膜３の下層側にＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，あるいはこれらを主な材料とする合金を用いることによって、金属膜３の下に形成された第１の透明導電性膜２との電気的接続が向上する。
【００８０】
また、反射の光学特性を向上するため、反射領域８の層間絶縁膜１には凹凸を形成する場合がある。図４〜図７では、この層間絶縁膜１の凹凸は図示していない。
【００８１】
本実施の形態では、多層薄膜パターン及び表示装置の好適な例として半透過型液晶表示装置の画素電極における反射電極および透過電極の製造方法を用いて説明したが、これに限らず、多層薄膜を形成する薄膜を種々変更することによって種々の多層薄膜パターン及び表示装置を構成することができる。例えば、ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極を形成する金属膜と、その上に形成されたＩＴＯ等からなる透明導電性膜とを含む多層薄膜であってもよい。また、有機溶媒を使ったレジストのリフローと、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大との両方を組み合わせて用いてもよい。すなわち、１度目を有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を変形し、２度目をＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形してもよい。逆に、１度目をＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形し、２度目を有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を変形することも可能である。
【００８２】
以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 層間絶縁膜、２ 第１の透明導電性膜、
３ 金属膜、４ 第２の透明導電性膜、
５、５ａ、５ｂ、５ｃ レジストパターン、
６ 隙間、７ エッチング表面、８ 反射領域、９ 透過領域、
１０ 電極基板、１１ 表示領域、１２ 額縁領域、１３ 走査信号線、
１４ 表示信号線、１５ 走査信号駆動回路、１６ 表示信号駆動回路、
１７ 画素、１８、１９ 外部配線、２０ ＴＦＴ、
２１、２３、３１、３２、３３、４１、４２、４３ 後退量、
５０ 対向基板、５１ 基板、５２ ブラックマトリクス、
５３ カラーフィルタ、５４ 対向電極、６１ 基板、
６２ ゲート電極、６３ 共通容量電極、６４ ゲート絶縁膜、
６５ 半導体層、６５ａ ｉ層、６５ｂ ｎ層、６６ ソース電極、
６７ ドレイン電極、６８ 層間絶縁膜、６９ コンタクトホール、
７０ 画素電極、７１ 凹凸部、７２ 配向膜、７３ 液晶層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層薄膜パターン及び表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、透過型、反射型、半透過型などの液晶表示装置がある（例えば、特許文献１）。透過型液晶表示装置は、バックライトをその背面に配置して画像表示を行う。反射型液晶表示装置は、基板に反射板を配置して周囲の光を反射板表面で反射させることにより画像表示を行う。そのため、反射型液晶表示装置は、光を反射する画素電極、すなわち反射画素電極を備えている。半透過型液晶表示装置は、光の一部を透過し、光の一部を反射する。半透過型液晶表示装置では、ＴＦＴアレイ基板は、透過画素電極（透過電極）と反射画素電極とを併せ持つ。
【０００３】
透過型液晶表示装置においては、通常ＴＦＴアレイ基板上の画素電極およびカラーフィルタ基板上の対向電極のいずれも透明であることが求められており、双方とも電極材料としてＩＴＯ等の透明導電性膜が用いられている。このため、液晶の交流駆動に際して、上記画素電極と対向電極は、互いに正、負電圧をほぼ同一の条件で液晶に印加することができる。一方、半透過型液晶表示装置においては、反射画素電極（反射電極）としてＡｌなどの金属膜が用いられている。そのため、対向電極である透明導電性膜との仕事関数差により、駆動条件によって表示のちらつき（フリッカ）や液晶の焼き付きが発生する。
【０００４】
このようなフリッカおよび焼き付き対策として、反射電極の金属上に対向電極と同じ材料の透明導電性膜を形成する技術が特許文献２、３に開示されている。特許文献３では、反射電極の金属膜および反射電極上の透明導電性膜を、同じマスクパターンを用いて同じエッチング液により一括ウェットエッチング処理することにより、反射電極および反射電極と同一パターン形状を有する透明導電性膜を形成している。
【０００５】
また、半透過型液晶表示装置においては、透過電極を形成する工程と反射電極を形成する工程とを両方備えている。そのため、半透過型液晶表示装置では、透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置に比べて写真製版工程が増大してしまう。写真製版工程数を削減するために、写真製版に工夫を行う技術が特許文献４に開示されている。特許文献４では、写真製版の際にグレートーンやハーフトーン露光技術を用いて、レジスト（感光性樹脂）パターンの膜厚を部位毎に変えている。この膜厚差を有するレジストパターンにより、透過画極と反射電極とを１回の写真製版工程で行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０１９９２号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５３７８号公報
【特許文献３】特開２００５−２７５３２３号公報
【特許文献４】特開２００５−２１５２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３の方法により金属膜およびその上に形成された透明導電膜を一括ウェットエッチングする場合、透明導電性膜が金属膜端面から張り出し、庇状（オーバーハング状）に残ることがある。図８は、特許文献３に係る半透過型液晶表示装置において、ＴＦＴアレイ基板の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。図８（ａ）では、ＴＦＴ(不図示)、走査信号線（不図示）および表示信号線（不図示）の上部に形成された層間絶縁膜１の上に、第１の透明導電性膜２を成膜し、パターニングする。次に、図８（ｂ）において、第１の透明導電性膜２を覆うように反射電極としての金属膜３、続いてフリッカおよび焼きつき対策としての第２の透明導電性膜４をそれぞれ成膜する。そして、図８（ｃ）のように、第２の透明導電性膜４の上に所望の形状のレジストパターン５を形成し、金属膜３および第２の透明導電性膜４を一括してウェットエッチングする。その後、レジストパターン５を除去すると、図８（ｄ）のような構造となる。
【０００８】
上記のような方法により多層薄膜パターンを形成した場合、上層である第２の透明導電性膜４が下層の金属膜３のパターン端よりも突出した庇形状となる。特に、ウェットエッチングなどの等方性エッチングが用いられると、このような第２の透明導電性膜４の庇が発生しやすい。図９は、第２の透明導電性膜４および金属膜３の一括ウェットエッチング処理中の様子を示す部分拡大図である。等方性エッチングでは、縦横方向同時にエッチングが進行する。すなわち、第２の透明導電性膜４および金属膜３のエッチングが膜厚方向に進行するとともに、膜厚と垂直な方向にも進行する（サイドエッチ）。このサイドエッチにより、図９に示すように、エッチング中における金属膜３のエッチング表面７とレジストパターン５表面との間には隙間６が形成され、この隙間６からもエッチングが進行するため庇形状となりやすい。さらに、一般的に第２の透明導電性膜４よりも金属膜３のエッチングレートが早く、第２の透明導電性膜４よりも金属膜３のほうがサイドエッチされ易い。したがって、第２の透明導電性膜４が庇状に張り出す。
【０００９】
このように多層薄膜の端面に庇が形成されると、後のパネル工程におけるラビング処理等の基板を擦る工程において、庇部分が剥がれ、異物発生の原因となる。そして、剥がれた膜による欠片が、隣接する画素間のショートや、画素電極と対向電極とのショートを引き起こし、表示不良の原因となることがある。また、多層膜パターンの端面が被覆膜により被覆される場合には、庇部分で被覆膜に段切れが生じる。被覆膜が保護絶縁膜である場合には、段切れの箇所で絶縁不良となる。被覆膜が導電膜である場合には、段切れの箇所で電気的に接続不良となる。今後、表示装置の高精細化が進むと、画素サイズや隣接画素との間隔が小さくなり、より効果的に庇の発生を防止するプロセスが必要となる。
【００１０】
また、特許文献４では、膜厚差を有するレジストパターンを用いて、透過電極及び反射電極の形成を行っている。膜厚差を有するレジストパターンの薄膜部は、アッシングにより除去される。このアッシングには、通常、酸素プラズマ処理を用いる。しかしながら、特許文献４の方法では、透明導電性膜が表面に露出した状態でアッシングを行うことになるため、異常放電が生じることがある。異常放電により、透明導電性膜だけでなく、その下に設けられた層間絶縁膜にまでもダメージを与えてしまう。また、さらに下層に設けられた配線が断線する等の不良を引き起こすこともある。
【００１１】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡便に所望の形状のパターンを得ることのできる多層薄膜パターン及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる第１の多層薄膜パターンの製造方法は、
基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に導電性を有する第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜上に第２の薄膜を形成する工程と、
前記第２の薄膜上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンを介して、前記第２の薄膜及び前記第１の薄膜をエッチングして、前記レジストパターンの存在しない領域の前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンをアッシングして、前記レジストパターンの薄膜部を除去する工程と、
前記薄膜部が除去されたレジストパターンを介して、前記第２の薄膜をエッチングする工程と、を有するものである。
【００１３】
本発明にかかる第２の多層薄膜パターンの製造方法は、
基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に導電性を有する第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜上にさらに２層以上の薄膜を形成する工程と、
前記２層以上の薄膜上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンを介して、前記２層以上の薄膜及び前記第１の薄膜をエッチングして、前記レジストパターンの存在しない領域の前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンをアッシングして、前記レジストパターンの薄膜部を除去する工程と、
前記薄膜部が除去されたレジストパターンを介して、前記第１の薄膜上に形成された前記２層以上の薄膜をエッチングする工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡便に所望の形状のパターンを得ることのできる多層薄膜パターン及び表示装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の電極基板の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る半透過型液晶表示装置の画素構成を模式的に示した平面図及び断面図である。
【図３】実施の形態１に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図４】実施の形態３に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図５】実施の形態４に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図６】実施の形態５に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図７】実施の形態６に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図８】従来技術に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した図である。
【図９】従来技術に係る多層薄膜パターンのエッチング進行中を示した部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
始めに、図１を用いて、本発明に係る表示装置について説明する。図１は、液晶表示装置に用いられる電極基板の構成を示す正面図である。本発明に係る表示装置は、液晶表示装置を例として説明するが、あくまでも例示的なものであり、有機ＥＬ表示装置等の平面型表示装置（フラットパネルディスプレイ）等を用いることも可能である。この液晶表示装置の全体構成については、以下に述べる第１〜第６の実施形態で共通である。
【００１７】
本発明に係る表示装置は、電極基板１０を有している。電極基板１０には、表示領域１１と表示領域を囲むように設けられた額縁領域１２とが設けられている。この表示領域１１には、複数の走査信号線１３と複数の表示信号線１４と形成されている。複数の走査信号線１３は平行に設けられている。同様に、複数の表示信号線１４は平行に設けられている。走査信号線１３と、表示信号線１４とは、互いに交差するように形成されている。走査信号線１３と表示信号線１４とは直交している。そして、隣接する走査信号線１３と表示信号線１４とで囲まれた領域が画素１７となる。従って、電極基板１０では、画素１７がマトリクス状に配列される。このように、電極基板１０はＴＦＴアレイ基板である。
【００１８】
さらに、電極基板１０の額縁領域１２には、走査信号駆動回路１５と表示信号駆動回路１６とが設けられている。走査信号線１３は、表示領域１１から額縁領域１２まで延設されている。そして、走査信号線１３は、電極基板１０の端部で、走査信号駆動回路１５に接続される。表示信号線１４も同様に表示領域１１から額縁領域１２まで延設されている。そして、表示信号線１４は、電極基板１０の端部で、表示信号駆動回路１６と接続される。走査信号駆動回路１５の近傍には、外部配線１８が接続されている。また、表示信号駆動回路１６の近傍には、外部配線１９が接続されている。外部配線１８、１９は、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの配線基板である。
【００１９】
外部配線１８、１９を介して走査信号駆動回路１５、及び表示信号駆動回路１６に外部からの各種信号が供給される。走査信号駆動回路１５は外部からの制御信号に基づいて、走査信号を走査信号線１３に供給する。この走査信号によって、走査信号線１３が順次選択されていく。表示信号駆動回路１６は外部からの制御信号や、表示データに基づいて表示信号を表示信号線１４に供給する。これにより、表示データに応じた表示電圧を各画素１７に供給することができる。なお、走査信号駆動回路１５と表示信号駆動回路１６は、電極基板１０上に配置される構成に限られるものではない。例えば、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）により駆動回路を接続してもよい。
【００２０】
画素１７内には、少なくとも１つのＴＦＴ２０が形成されている。ＴＦＴ２０の上には層間絶縁膜が形成される。ＴＦＴ２０は表示信号線１４と走査信号線１３の交差点近傍に配置される。ＴＦＴ２０と画素とは層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して接続される。例えば、このＴＦＴ２０が画素電極に表示電圧を供給する。即ち、走査信号線１３からの走査信号によって、スイッチング素子であるＴＦＴ２０がオンする。これにより、表示信号線１４から、ＴＦＴ２０のドレイン電極に接続された画素電極に表示電圧が印加される。そして、画素電極と対向電極との間に、表示電圧に応じた電界が生じる。なお、電極基板１０の表面には、配向膜（図示せず）が形成されている。
【００２１】
ここで、画素１７の構成について、図２を用いて詳細に説明する。ここでは、本発明に係る表示装置の一例である半透過型液晶表示装置の画素構成について説明する。図２（ａ）は、本発明に係る半透過型液晶表示装置の画素構成を模式的に示した平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図２（ａ）には、電極基板１０側の画素構成のみが記されている。図２（ｂ）では、電極基板１０のＡ−Ａ断面図とともに、電極基板１０のＡ−Ａ断面に対応する対向基板側の断面構成も記載されている。図２では、チャネルエッチ型の逆スタガＴＦＴを用いる場合について例示的に示したが、これに限られるものではない。例えば、エッチストッパ型やトップゲート型のＴＦＴであってもよい。
【００２２】
図２において、複数の走査信号線（ゲート配線）１３が縦方向に形成されている。複数の表示信号線（ソース配線）１４が横方向に形成されている。隣接する走査信号線１３と表示信号線１４とで囲まれた領域が画素１７となる。電極基板１０の基板６１上には、走査信号線１３、ゲート電極６２、及び共通容量電極６３が同一の層によって形成されている。基板６１は、ガラスやプラスチック等の透明絶縁性基板である。ＴＦＴ２０の外側において、走査信号線１３はゲート電極６２とつながっている。これらゲート電極６２、走査信号線１３、及び共通容量電極６３を覆うようにゲート絶縁膜６４が形成されている。
【００２３】
ゲート絶縁膜６４の上には、ＴＦＴ２０の半導体層６５が形成される。半導体層６５は、走査信号線１３と表示信号線１４の交差点近傍に配置される。具体的には、ゲート絶縁膜６４を介してゲート電極６２の対面に半導体層６５が設けられている。半導体層６５は、ｉ層６５ａ及びｎ層６５ｂより構成される。ｉ層６５ａは、ゲート絶縁膜６４上に設けられ、ゲート電極６２と略同じ寸法を有している。ｎ層６５ｂはｉ層６５ａの上に設けられている。後述するソース電極６６とドレイン電極６７との間のｎ層６５ｂは、バックチャネルエッチによって除去されている。すなわち、ｎ層６５ｂは、ソース電極６６とｉ層６５ａとの間、及びドレイン電極６７とｉ層６５ａとの間に形成される。
【００２４】
さらに、半導体層６５のｎ層６５ｂとそれぞれ接続するソース電極６６及びドレイン電極６７が、ゲート絶縁膜６４上に設けられている。ソース電極６６は、ＴＦＴ２０の外側において、表示信号線１４と繋がっている。ドレイン電極６７は、共通容量電極６３上に延在されている。ドレイン電極６７のうち、共通容量電極６３と対向する部分は、各画素の付加容量を形成するための容量電極として機能する。この容量電極と、ゲート絶縁膜６４を介して対向配置された共通容量電極６３とにより蓄積容量が構成される。よって、共通容量電極６３上のゲート絶縁膜６４は、蓄積容量のキャパシタ誘電膜として機能する。共通容量電極６３は、隣接する走査信号線１３間に配置される。隣接する画素１７間で共通容量電極６３は繋がっており、共通容量配線を形成する。画素１７内では共通容量配線は幅広く形成され、共通容量電極６３となっている。共通容量配線は、表示信号線１４と交差する部分では寄生容量を小さくするため、幅が狭くなっている。共通容量配線は走査信号線１３と平行になっている。
【００２５】
ソース電極６６、及びドレイン電極６７を覆うように、層間絶縁膜６８が形成されている。層間絶縁膜６８上には有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が設けられる。層間絶縁膜１、６８を貫通するコンタクトホール６９がドレイン電極６７上に形成されている。このコンタクトホール６９を介して、ドレイン電極６７と接続する画素電極７０が設けられている。画素電極７０として、透過領域９及び反射領域８には、第１の透明導電性膜２が形成される。また、画素電極７０の反射領域８には、第１の透明導電性膜２の上にさらに金属膜３が形成されている。よって、画素１７のうち、金属膜３の設けられた部分が反射領域８となる。反射領域８以外の画素１７が透過領域９となる。金属膜３は、共通容量電極６３の上に配置されている。すなわち、反射領域８では、金属膜３の下に蓄積容量が設けられている。なお、金属膜３の上には、焼き付き防止のために、第２の透明導電性膜４がさらに積層されることがあるが、図２（ｂ）では記載していない。
【００２６】
電極基板１０の表面には、画素電極７０を覆うように、配向膜７２が形成されている。なお、反射領域８では、反射モードの表示特性を向上させるために、凹凸部７１が設けられている。凹凸部７１では、層間絶縁膜１の表面に凹凸のパターンが形成されている。そして、凹凸部７１では、層間絶縁膜１の凹凸パターンに追従するように、その上に形成された金属膜３が凹凸になっている。
【００２７】
更に、電極基板１０には、対向基板５０が対向して配置されている。対向基板５０は、例えば、カラーフィルタ基板であり、視認側に配置される。対向基板５０には、カラーフィルタ５３、ブラックマトリクス（ＢＭ）５２、対向電極５４、及び配向膜７２等が形成されている。
【００２８】
具体的には、基板５１の電極基板１０と対向する面に、顔料あるいはクロム等の金属から成り、光を遮光するブラックマトリクス５２が形成されている。ブラックマトリクス５２は、走査信号線１３、表示信号線１４と対向する領域に設けられている。そして、ブラックマトリクス５２間を埋めるように顔料あるいは染料からなるカラーフィルタ５３が形成されている。カラーフィルタ５３は、画素電極７０と対向配置される。カラーフィルタ５３は例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層である。さらにブラックマトリクス５２及びカラーフィルタ５３を覆うように、対向電極５４が表示領域１１の略全面に形成されている。また、対向基板５０の表面には、配向膜７２が積層されている。なお、対向電極５４は、電極基板１０側に配置される場合もある。
【００２９】
そして、電極基板１０と対向基板５０との間に液晶層７３が狭持される。即ち、電極基板１０と対向基板５０との間には液晶が注入されている。更に、電極基板１０と対向基板５０との外側の面には、偏光板、及び位相差板等が設けられる。また、液晶表示パネルの反視認側には、バックライトユニット等が配設される。
【００３０】
画素電極７０と対向電極５４との間の電界によって、液晶が駆動される。即ち、基板間の液晶の配向方向が変化する。これにより、液晶層７３を通過する光の偏光状態が変化する。即ち、偏光板を通過して直線偏光となった光は液晶層７３によって、偏光状態が変化する。具体的には、バックライトユニットからの光は、電極基板１０側の偏光板によって直線偏光になる。そして、この直線偏光が液晶層７３を通過することによって、偏光状態が変化する。
【００３１】
従って、偏光状態によって、対向基板５０側の偏光板を通過する光量が変化する。即ち、バックライトユニットから液晶表示パネルを透過する透過光のうち、視認側の偏光板を通過する光の光量が変化する。液晶の配向方向は、印加される表示電圧によって変化する。従って、表示電圧を制御することによって、視認側の偏光板を通過する光量を変化させることができる。即ち、画素ごとに表示電圧を変えることによって、所望の画像を表示することができる。
【００３２】
実施の形態１．
次に、図３を用いて、本実施の形態１に係る多層薄膜パターンの製造方法について説明する。図３は、本実施の形態１に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。本実施の形態では、多層薄膜パターン及び表示装置の好適な例として半透過型液晶表示装置の画素電極における反射電極および透過電極の製造方法を用いて説明するが、これに限らず、多層薄膜を形成する薄膜を種々変更することによって種々の多層薄膜パターン及び表示装置を構成することができる。
【００３３】
まず始めに、図８と同様に図３では、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている。図３では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。図３（ａ）では、この層間絶縁膜１上に、第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４をそれぞれ順に堆積する。金属膜３は、例えばＡｌまたはＡｌを主とする合金を用いる。また、第１の透明導電性膜２および第２の透明導電性膜４は、ＩＴＯやＩＴＺＯ等の透明導電性膜とする。そして、第２の透明導電性膜４の上に、所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。
【００３４】
そして、図３（ｂ）において、第２の透明導電性膜４を選択的にエッチングし、レジストパターン５の内側までエッチングする。この工程では、ウェットエッチング等の等方性エッチングを用いることができる。このとき、サイドエッチによる第２の透明導電性膜４のレジストパターン５端面からの後退量（サイドエッチ量）４１は、後述する金属膜３のサイドエッチ量以上とし、ここでは目安として金属膜３の膜厚の約２倍以上とする。
【００３５】
次に、有機溶媒を使ったレジストのリフローにより、レジストパターン５が第２の透明導電性膜４の側壁を覆うようレジストパターン５を変形する。例えば、２０〜３５℃程度の低温度下においてレジストパターン５を有機溶媒雰囲気にさらすことで、短時間のうちにレジストパターン５が大きく変形する。これにより、図３（ｃ）に示されるように、第２の透明導電性膜４全体がレジストパターン５により保護される。この有機溶媒を用いたレジストの変形については、SID 06 DIGEST p.1650〜,L-1: Late-News Paper: A14-in. LCD Panel Formed using New 4-Mask Technology with Chemical Re-Flow Technique, S. Kido et. al.に示されている。
【００３６】
その後、図３（ｄ）において、金属膜３を選択的に等方性エッチングする。例えば、ウェットエッチングを用いることができる。金属膜３が少しでも残留すると製品性能に悪影響を及ぼすので、金属膜３について十分なオーバーエッチングを行う必要がある。そのため、エッチングのばらつきや面内均一性を考慮して、金属膜３の膜厚の約１．５〜２倍に相当するエッチング処理を行う。このとき、サイドエッチによる金属膜３のレジストパターン５端面からの後退量（サイドエッチ量）３１は、金属膜３の膜厚の１．５〜２倍程度となる。すなわち、先の第２の透明導電性膜４の後退量４１よりも金属膜３の後退量３１のほうが小さくなる。したがって、金属膜３のエッチング処理中に第２の透明導電性膜４の下表面が露出されることなく、第２の透明導電性膜４による庇の発生を防止することができる。
【００３７】
さらに、図３（ｃ）と同様、有機溶媒を使ったレジストのリフローにより、レジストパターン５が金属膜３の側壁を覆うようレジストパターン５を再び変形させる。これにより、図３（ｅ）に示されるように、第２の透明導電性膜４および金属膜３の全体がレジストパターン５により保護される。
【００３８】
その後、図３（ｆ）において、第１の透明導電性膜２をエッチングする。このとき、第１の透明導電性膜２のレジストパターン５端面からの後退量２１が金属膜３の後退量３１よりも少なくなるよう、第１の透明導電性膜２のエッチングを行う。これにより、金属膜３が第１の透明導電性膜２の端面より突き出ることなく、庇の発生を防止することができる。ここでは、例えばウェットエッチングを用いることができる。
【００３９】
最後に、レジストパターン５を除去すると、図３（ｇ）に示すように庇の発生のない多層薄膜パターンが得られる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態では、レジストパターン５をマスクとして、その下に形成された第２の透明導電性膜４に対し等方性エッチングを行う。このとき、第２の透明導電性膜４の後退量４１が金属膜３の膜厚の２倍以上となるまで選択的にエッチングする。そして、有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を第２の透明導電性膜４の側壁を覆うように変形させる。その後、第２の透明導電性膜４の下に形成された金属膜３をエッチングする。これにより、一つのレジストパターン５を用いた第２の透明導電性膜４および金属膜３のパターニングにおいて、第２の透明導電性膜４が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。また、一つのレジストパターン５を用いて２層以上の多層薄膜パターンのパターニングができる。有機溶媒を使ったレジストのリフローを用いることにより、短時間のうちにレジストパターン５を大幅に変形させることが可能である。
【００４１】
さらに、本実施の形態では、金属膜３のエッチング後、再度有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を金属膜３の側壁を覆うように変形させ、金属膜３の下に形成された第１の透明導電性膜２をその後退量２１が金属膜３の後退量３１より少なくなるようエッチングする。これにより、第１の透明導電性膜２が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。すなわち、有機溶媒を使ったレジストのリフローによるレジストパターン５の変形とエッチングを繰り返すことにより、一つのレジストパターン５を用いた３層以上の多層薄膜パターンのパターニングにおいて、庇の発生を防止することができる。すなわち、多層薄膜パターンが階段状に形成される。特に、第１の透明導電性膜２と第２の透明導電性膜４とのエッチング選択比が低い場合に本実施の形態は好適である。また、一つのレジストパターン５を用いて３層以上の多層薄膜パターンのパターニングができる。従って、簡便に所望の断面形状の多層薄膜パターンを得ることができる。
【００４２】
実施の形態２．
次に、本実施の形態２に係る多層薄膜パターンの製造方法について説明する。本実施の形態では、レジストパターン５の変形方法が実施の形態１と異なり、それ以外の製造工程については実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００４３】
第２の透明導電性膜４をエッチングした後、図３（ｃ）において、ＲＥＬＡＣＳ（Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink）によるレジストサイズの拡大により、レジストパターン５が第２の透明導電性膜４の側壁を覆うようレジストパターン５全体を変形する。具体的には、レジストパターン５の上にＲＥＬＡＣＳ材料を塗布し、加熱する。これにより、レジストパターン５の酸成分が拡散してＲＥＬＡＣＳ材料と架反応を起こす。すなわち、レジストパターン５近傍のＲＥＬＡＣＳ材料が変化してレジストパターン５の表面に付着し、熱硬化した樹脂層が形成される。その後、未付着部のＲＥＬＡＣＳ材料は、現像または洗浄等により除去される。これにより、第２の透明導電性膜４の側壁を覆うように、レジストパターン５にＲＥＬＡＣＳ材料が付着し、レジストパターン５全体が拡大する。
【００４４】
ＲＥＬＡＣＳ材料に加える熱の温度は１００〜１２０℃程度であるが、この温度を調節することによってレジストパターン５に付着する膜の厚さを制御することができ、０．５〜１μｍ程度のレジストパターン５寸法の拡大が可能である。第２の透明導電性膜４の膜厚は０．００５〜０．０１μｍ程度であるため、第２の透明導電性膜４全体がレジストパターン５およびそれに付着したＲＥＬＡＣＳ材料により十分保護される。このＲＥＬＡＣＳ材料を用いたレジストの変形については、1998IEDM p.333〜, 0.1μm Level Contact Hole Pattern Formation with KrF Lithography by Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink(RELACS), T. Toyoshima et. al.に示されている。
【００４５】
また、図３（ｅ）においても同様に、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大により、レジストパターン５が金属膜３の側壁を覆うようレジストパターン５全体を変形する。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、第２の透明導電性膜４のエッチング処理後、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形させる。これにより、実施の形態１と同様に、一つのレジストパターン５を用いた第２の透明導電性膜４および金属膜３のパターニングにおいて、第２の透明導電性膜４が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。また、一つのレジストパターン５を用いて２層以上の多層薄膜パターンのパターニングができる。従って、簡便に所望の断面形状の多層薄膜パターンを得ることができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、金属膜３のエッチング後、再度ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を金属膜３の側壁を覆うように変形させ、金属膜３の下に形成された第１の透明導電性膜２をエッチングする。これにより、実施の形態１と同様に、第１の透明導電性膜２が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。すなわち、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によるレジストパターン５の変形とエッチングを繰り返すことにより、実施の形態１と同様の効果を奏し、一つのレジストパターン５を用いた３層以上の多層薄膜パターンのパターニングにおいて、庇の発生を防止することができる。特に、第１の透明導電性膜２と第２の透明導電性膜４とのエッチング選択比が低い場合に本実施の形態は好適である。また、一つのレジストパターン５を用いて３層以上の多層薄膜パターンのパターニングができる。
【００４８】
実施の形態３．
次に、図４を用いて、本実施の形態３に係る多層薄膜パターンの製造方法について説明する。半透過型液晶表示装置の画素電極の製造方法において、透過電極および反射電極の形成に際し、グレートーンマスクやハーフトーンマスクによる多段階露光（複数階調露光）技術を用いることがある。この複数階調露光を用いた写真製版により、画素電極の透過領域には膜厚の厚いレジストパターン５ａ、反射領域には膜厚の薄いレジストパターン５ｂを同時に形成することができる。レジストパターン５の膜厚差を利用して、透過電極および反射電極を形成する。本実施の形態では、この複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する際に、本発明の多層薄膜パターンの製造方法を適用する例について説明する。
【００４９】
図４は、本実施の形態３に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。図４において、図３と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。まず始めに、図３と同様に図４では、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている図４では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。図４（ａ）では、この層間絶縁膜１上に、第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４をそれぞれ順に堆積する。そして、第２の透明導電性膜４の上に、所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。ここでは、グレートーンマスク等を用いて、反射領域８におけるレジストパターン５ａの膜厚が透過領域９のレジストパターン５ｂよりも厚くなるように形成する。すなわち、膜厚差を有するレジストパターン５の厚膜部がレジストパターン５ａとなり、薄膜部がレジストパターン５ｂとなる。
【００５０】
次に、図４（ｂ）において、第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２を一括でエッチングする。あるいは、第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２を個々にエッチングしてもよい。この場合、それぞれを選択的にエッチングするエッチング液を用い、上層から順にレジストパターン５の形状に合わせたパターニングをする。
【００５１】
そして、図４（ｃ）のように、レジストパターン５が画素電極の透過領域９において除去され反射領域８のみに残るように、レジストパターン５のアッシングを行う。例えば、酸素プラズマ中でアッシングを行う。透過領域９において第２の透明導電性膜４の表面が露出するまでレジストを除去すると、レジストパターン５ｃは反射領域８を覆う形状となる。これにより、薄膜部のレジストパターン５ｂは除去され、厚膜部のレジストパターン５ａは薄くなるが、レジストパターン５ｃとして残存する。このアッシングによって、レジストパターン５ｃは第２の透明導電性膜４の側壁から後退する。その後、第２の透明導電性膜４を等方性のエッチングにより選択的にパターニングする。等方性のエッチングを用いることで、第２の透明導電性膜４はレジストパターン５ｃの外形よりも小さくなり、図４（ｄ）に示されるようにサイドエッチされる。このとき、第２の透明導電性膜４のレジストパターン５ｃ端面からの後退量４２が、後述する金属膜３の後退量以上であることが好ましい。ここでは目安として、後退量４２が金属膜３の膜厚の約２倍以上となるまで第２の透明導電性膜４のエッチングを行う。
【００５２】
次に、実施の形態１と同じように、有機溶媒を使ったレジストのリフローにより、レジストパターン５ｃが第２の透明導電性膜４の側壁を覆うようレジストパターン５ｃを変形する。これにより、図４（ｅ）に示されるように、第２の透明導電性膜４全体がレジストパターン５ｃにより保護される。このとき、金属膜３および第１の透明導電性膜２の側壁はレジストパターン５ｃによって覆われておらず、露出している。
【００５３】
その後、図４（ｆ）において、金属膜３を選択的に等方性エッチングする。例えば、ウェットエッチングを用いることができる。このとき、金属膜３が少しでも残留すると製品性能に悪影響を及ぼすので、金属膜３について十分なオーバーエッチングを行う必要がある。そのため、エッチングのばらつきや面内均一性を考慮して、金属膜３の膜厚の約１．５〜２倍に相当するエッチング処理を行う。これにより、金属膜３のレジストパターン５ｃ端面からの後退量（サイドエッチ量）３２は、金属膜３の膜厚の１．５〜２倍程度となる。すなわち、先の第２の透明導電性膜４の後退量４２よりも金属膜３の後退量３２のほうが小さくなる。したがって、金属膜３のエッチング処理中に第２の透明導電性膜４の下表面が露出されることなく、第２の透明導電性膜４による庇が発生しない。
【００５４】
最後に、レジストパターン５ｃを除去すると、図４（ｇ）に示すように庇の発生のない多層薄膜パターンが得られる。すなわち、多層薄膜パターンが階段状に形成される。
【００５５】
以上のように、本実施の形態では、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する。このとき、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４を等方性エッチングにより、後退量４２が反射電極となる金属膜３の膜厚の２倍以上となるまで選択的にエッチングする。そして、有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５ｃを第２の透明導電性膜４の側壁を覆うように変形させた後、金属膜３をエッチングする。これにより、一つのレジストパターン５ｃを用いた第２の透明導電性膜４および金属膜３のパターニングにおいて、第２の透明導電性膜４が金属膜３の端面より突出することなく、庇の発生を防止できる。従って、簡便に所望の断面形状の多層薄膜パターンを得ることができる。また、有機溶媒を使ったレジストのリフローを用いることにより、短時間のうちにレジストパターン５ｃを大幅に変形させることが可能である。
【００５６】
なお、本実施の形態では、レジストパターン５を変形させる工程において有機溶媒を使ったレジストのリフローを用いてレジストパターン５を変形させる場合について例示的に説明をしたが、実施の形態２と同様に、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形させることも可能である。これにより、実施の形態３と同様の効果が得られ、一つのレジストパターン５パターンを用いた多層薄膜パターンの形成において、庇の発生を防止することができる。
【００５７】
実施の形態４．
本実施の形態４に係る多層薄膜パターンの製造方法について、図５を用いて、説明する。本実施の形態は、実施の形態３と同様に、この複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する際に、本発明の多層薄膜パターンの製造方法を適用する別の適用例について示している。本実施の形態では、一部の工程が実施の形態３と異なり、それ以外の工程については実施の形態３と同様であるため説明を省略する。すなわち、本実施の形態４では、実施の形態３の図４（ｂ）に相当する工程において、実施の形態３と異なる方法を用いる。
【００５８】
図５は、本実施の形態４に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。まず始めに、図４と同様に図５において、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている。図５では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。図５（ａ）では、図４（ａ）と同様、この層間絶縁膜１上に、第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４をそれぞれ順に堆積し、さらにその上に所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。グレートーンマスク等を用いて、反射領域８におけるレジストパターン５ａの膜厚が透過領域９のレジストパターン５ｂよりも厚くなるようにレジストパターン５を形成する。
【００５９】
次に、図５（ｂ）において、第２の透明導電性膜４に対して選択的に等方性のエッチングを行う。例えば、ウェットエッチングを用いることができる。ここで、第２の透明導電性膜４のレジストパターン５端面からの後退量４３が後述する金属膜３の後退量以上であることが好ましく、例えば目安として後退量４３が金属膜３の膜厚の約２倍以上となるまで第２の透明導電性膜４のエッチングを行う。これにより、第２の透明導電性膜４の一部が除去され、レジストパターン５の外側において金属膜３が露出する。そして、実施の形態１と同じように、有機溶媒を使ったレジストのリフローにより、レジストパターン５が第２の透明導電性膜４の側壁を覆うようレジストパターン５を変形する。これにより、図５（ｃ）に示されるように、第２の透明導電性膜４全体がレジストパターン５により保護される。
【００６０】
その後、図５（ｄ）では、金属膜３を選択的に等方性エッチングする。例えば、ウェットエッチングを用いることができる。このとき、金属膜３の膜厚の約１．５〜２倍に相当する十分なエッチングを行っても、金属膜３のレジストパターン５端面からの後退量３３は、先の第２の透明導電性膜４の後退量４３よりも少なくなる。金属膜３のエッチング後、さらに、有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を金属膜３の側壁を覆うように再度変形させる。これにより、第２の透明導電性膜４および金属膜３の全体がレジストパターン５により保護される。そして、第１の透明導電性膜２にエッチング処理を施し、第１の透明導電性膜２のレジストパターン５からの後退量２３が先の金属膜３の後退量３３より少なくなるようにエッチングを行う。
【００６１】
なお、図５（ｄ）の工程では、金属膜３のエッチング後、金属膜３の側壁を覆うようにレジストパターン５を変形させてから第１の透明導電性膜２のエッチングを行ったが、レジストパターン５の変形を行わず、そのまま第１の透明導電性膜２のエッチングを行うことも可能である。例えば、金属膜３と第１の透明導電性膜２のエッチングに、ドライエッチなどを用いて一括にエッチングしてもよい。
【００６２】
このようにして、上層の膜の端面が下層の膜の端面よりも内側に形成され、上層の膜が突出しない形状にパターニングされる。その後、図５（ｅ）以降の工程については、図４（ｃ）〜（ｇ）示す実施の形態３と同様である。すなわち、図５（ｅ）では、レジストパターン５をアッシングして、透過領域９の第２の透明導電性膜４を露出する。そして、図５（ｆ）〜（ｈ）に示すように、第２の透明導電性膜４及び金属膜３のエッチングを行う。最後にレジストパターン５ｃを除去すると、図５（ｉ）に示すように庇の発生のない多層薄膜パターンが得られる。すなわち、多層薄膜パターンが階段状に形成される。
【００６３】
以上のように、本実施の形態では、実施の形態３の図４（ｂ）に相当する工程においても上層である第２の透明導電性膜４の側壁をレジストパターン５の変形により保護する。すなわち、第２の透明導電性膜４のエッチング後に下層の膜をエッチングする場合は、第２の透明導電性膜４の側壁がレジストパターン５によって覆われた状態にする。これにより、庇形状をさらに確実に抑制することができる。従って、簡便に所望の断面形状の多層薄膜パターンを得ることができる。特に、第１の透明導電性膜２と第２の透明導電性膜４とのエッチング選択比が低い場合に本実施の形態は好適である。
【００６４】
なお、本実施の形態では、レジストパターン５を変形させる工程において有機溶媒を使ったレジストのリフローを用いてレジストパターン５を変形させる場合について例示的に説明をしたが、実施の形態２と同様に、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形させることも可能である。これにより、実施の形態４と同様の効果が得られ、一つのレジストパターン５パターンを用いた多層薄膜パターンの形成において、庇の発生を防止することができる。
【００６５】
実施の形態５．
本実施の形態５に係る多層薄膜パターンの製造方法について、図６を用いて、説明する。本実施の形態は、実施の形態３、４と同様に、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する際に、本発明の多層薄膜パターンの製造方法を適用する別の適用例について示している。
【００６６】
図６は、本実施の形態５に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。図６において、図４及び図５と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。まず始めに、図４及び図５と同様に図６では、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている。図６では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。本実施の形態では、図６（ａ）において、この層間絶縁膜１上に、透過電極となる第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３をそれぞれ順に堆積する。そして、金属膜３の上に、所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。ここでは、複数階調露光技術を用いて、反射領域８におけるレジストパターン５ａの膜厚が透過領域９のレジストパターン５ｂよりも厚くなるように形成する。これにより、膜厚差を有するレジストパターン５が金属膜３の上に形成される。
【００６７】
次に、図６（ｂ）では、レジストパターン５を介して、金属膜３及び第１の透明導電性膜２をエッチングする。このとき、後述するアッシングにおいて異常放電を防止するため、第１の透明導電性膜２までエッチングしておく。すなわち、レジストパターン５の設けられない領域において層間絶縁膜１が露出するように、金属膜３とともに第１の透明導電性膜２を除去しておく。ここでは、金属膜３と第１の透明導電性膜２を別々に順次エッチングしてもよく、また一括でエッチングしてもよい。金属膜３及び第１の透明導電性膜２のエッチングを一括で行う場合は、工程数が削減されるので、生産性を向上することができる。これにより、金属膜３及び第１の透明導電性膜２が、レジストパターン５の下のみに残存するようにパターニングされる。
【００６８】
そして、図６（ｃ）のように、レジストパターン５が画素電極の透過領域９において除去され反射領域８のみに残るように、レジストパターン５のアッシングを行う。酸素雰囲気中でプラズマ処理を行い、アッシングをする。このとき、本実施の形態では、第１の透明導電性膜２が表面に露出していない。すなわち、アッシング開始時では第１の透明導電性膜２の全体がレジストパターン５に覆われていて、アッシング中に異常放電などの不具合を防止することができる。透過領域９において金属膜３の表面が露出するまでレジストを除去すると、レジストパターン５ｃは反射領域８を覆う形状となる。これにより、薄膜部のレジストパターン５ｂは除去され、厚膜部のレジストパターン５ａは薄くなるが、レジストパターン５ｃとして残存する。このアッシングによって、レジストパターン５ｃは金属膜３の側壁から後退する。
【００６９】
その後、レジストパターン５ｃを介して、金属膜３を選択的にエッチングする。これにより、透過領域９の金属膜３が除去される。最後に、レジストパターン５ｃを除去すると、図６（ｄ）に示すような階段状の多層薄膜パターンが得られる。
【００７０】
以上のように、本実施の形態では、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する。膜厚差を有するレジストパターン５のアッシング前に、層間絶縁膜１が露出するように第１の透明導電性膜２までエッチングして除去しておく。このような方法により、アッシング中、異常放電などの不具合が発生するのを防止することができ、簡便に所望の形状の多層薄膜パターンを得ることができる。また、透過電極領域及び反射電極領域のパターンを、１回の写真製版工程によって形成することができ、生産性が向上する。
【００７１】
なお、本実施の形態は、実施の形態１〜４と組み合わせることが可能である。具体的には、図６（ｂ）において金属膜３及び第１の透明導電性膜２を別々にエッチングする場合は、次のように行ってもよい。膜厚差を有するレジストパターン５を介して金属膜３のエッチングをする。そして有機溶媒を使ったレジストのリフロー、又はＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大により、レジストパターン５が金属膜３の側壁を覆うようにレジストパターンを変形させる。その後、第１の透明導電性膜２をエッチングする。このとき、第１の透明導電性膜２のレジストパターン５端面からの後退量が、金属膜３の後退量よりも少なくなるよう、第１の透明導電性膜２のエッチングを行う。これにより、さらに庇の発生も防止できる。また、本実施の形態では、第１の透明導電性膜２の上に金属膜３が積層された、２層の導電性薄膜からなる多層薄膜パターンを形成する場合について例示的に説明をしたが、それに限定されるものではない。層間絶縁膜１の上の導電性薄膜に、例えば絶縁膜が積層された多層薄膜パターンを形成する場合であってもよい。
【００７２】
実施の形態６．
本実施の形態６に係る多層薄膜パターンの製造方法について、図７を用いて、説明する。本実施の形態は、実施の形態３〜５と同様に、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する際に、本発明の多層薄膜パターンの製造方法を適用する別の適用例について示している。
【００７３】
図７は、本実施の形態６に係る多層薄膜パターンの製造工程を模式的に示した断面図である。図７において、図４〜図６と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。まず始めに、図４〜図６と同様に図７では、有機平坦化膜などの層間絶縁膜１が、図２で示したようにＴＦＴ２０、走査信号線１３および表示信号線１４の上部に形成されている。図７では、層間絶縁膜１の下を省略して記載している。本実施の形態では、図７（ａ）において、この層間絶縁膜１上に、透過電極となる第１の透明導電性膜２、反射電極となる金属膜３、焼き付き防止のための第２の透明導電性膜４をそれぞれ順に堆積する。そして、第２の透明導電性膜４の上に、所望の平面形状のレジストパターン５を写真製版によって形成する。複数階調露光技術を用いて、反射領域８におけるレジストパターン５ａの膜厚が透過領域９のレジストパターン５ｂよりも厚くなるように形成する。これにより、膜厚差を有するレジストパターン５が金属膜３の上に形成される。
【００７４】
次に、図７（ｂ）では、レジストパターン５を介して、第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２をエッチングする。このとき、後述するアッシングにおいて異常放電を防止するため、第１の透明導電性膜２までエッチングしておく。すなわち、レジストパターン５の設けられない領域において層間絶縁膜１が露出するように、第２の透明導電性膜４とともに金属膜３、第１の透明導電性膜２を除去しておく。ここでは、第２の透明導電性膜４と金属膜３と第１の透明導電性膜２とを別々に順次エッチングしてもよく、また一括でエッチングしてもよい。第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２のエッチングを一括で行う場合は、工程数が削減されるので、生産性を向上することができる。これにより、第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２が、レジストパターン５の下のみに残存するようにパターニングされる。
【００７５】
そして、図７（ｃ）のように、レジストパターン５が画素電極の透過領域９において除去され反射領域８のみに残るように、レジストパターン５のアッシングを行う。酸素雰囲気中でプラズマ処理を行い、アッシングをする。このとき、本実施の形態では、金属膜３及び第１の透明導電性膜２が表面に露出していない。すなわち、アッシング開始時では第１の透明導電性膜２の全体がレジストパターン５に覆われていて、アッシング中に異常放電などの不具合を防止することができる。透過領域９において第２の透明導電性膜４の表面が露出するまでレジストを除去すると、レジストパターン５ｃは反射領域８を覆う形状となる。これにより、薄膜部のレジストパターン５ｂは除去され、厚膜部のレジストパターン５ａは薄くなるが、レジストパターン５ｃとして残存する。このアッシングによって、レジストパターン５ｃは第２の透明導電性膜４の側壁から後退する。
【００７６】
その後、レジストパターン５ｃを介して、第２の透明導電性膜４及び金属膜３を選択的にエッチングする。これにより、透過領域９の第２の透明導電性膜４及び金属膜３が除去される。最後に、レジストパターン５ｃを除去すると、図７（ｄ）に示すような階段状の多層薄膜パターンが得られる。
【００７７】
以上のように、本実施の形態では、複数階調露光を用いた写真製版により透過電極および反射電極を形成する。膜厚差を有するレジストパターン５のアッシング前に、層間絶縁膜１が露出するように第１の透明導電性膜２までエッチングして除去しておく。このような方法により、アッシング中、異常放電などの不具合が発生するのを防止することでき、簡便に所望の形状多層薄膜パターンを得ることができる。また、透過電極領域及び反射電極領域のパターンを、１回の写真製版工程によって形成することができ、生産性が向上する。
【００７８】
なお、本実施の形態は、実施の形態１〜４と組み合わせることが可能である。具体的には、図７（ｃ）においてアッシングを行った後、図７（ｄ）の代わりに実施の形態３の図４（ｄ）〜図４（ｇ）の方法を用いて第２の透明導電性膜４及び金属膜３をエッチングすることが可能である。また、図７（ａ）において膜厚差を有するレジストパターン５を形成した後、図７（ｂ）の代わりに実施の形態４の図５（ｂ）〜図５（ｄ）の方法を用いて第２の透明導電性膜４、金属膜３、及び第１の透明導電性膜２をエッチングしてもよい。これにより、さらに庇の発生も防止できる。また、本実施の形態では、第１の透明導電性膜２、金属膜３、及び第２の透明導電性膜４が順次積層された、３層の導電性薄膜からなる多層薄膜パターン３を形成する場合について例示的に説明をしたが、それに限定されるものではない。すなわち、層間絶縁膜１の上の導電性薄膜に、２層以上の薄膜が積層された多層薄膜パターンを形成する場合であればよい。導電性薄膜の上に形成される２層以上の薄膜は、絶縁膜であってもよい。
【００７９】
実施の形態１〜６では、金属膜３はＡｌまたはＡｌを主とする合金からなる単層として例示的に説明をしたが、それに限らず、２種類以上の膜が積層されたものであってもよい。例えば、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，あるいはこれらを主な材料とする合金からなる層上に、Ａｌ，Ａｇ，あるいはこれらを主な材料とする合金を積層した構造の金属膜３とすることも可能である。金属膜３の上層側にＡｌ，Ａｇ，あるいはこれらを主な材料とする合金を用いることによって、反射の光学特性等が向上する。また、金属膜３の下層側にＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，あるいはこれらを主な材料とする合金を用いることによって、金属膜３の下に形成された第１の透明導電性膜２との電気的接続が向上する。
【００８０】
また、反射の光学特性を向上するため、反射領域８の層間絶縁膜１には凹凸を形成する場合がある。図４〜図７では、この層間絶縁膜１の凹凸は図示していない。
【００８１】
本実施の形態では、多層薄膜パターン及び表示装置の好適な例として半透過型液晶表示装置の画素電極における反射電極および透過電極の製造方法を用いて説明したが、これに限らず、多層薄膜を形成する薄膜を種々変更することによって種々の多層薄膜パターン及び表示装置を構成することができる。例えば、ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極を形成する金属膜と、その上に形成されたＩＴＯ等からなる透明導電性膜とを含む多層薄膜であってもよい。また、有機溶媒を使ったレジストのリフローと、ＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大との両方を組み合わせて用いてもよい。すなわち、１度目を有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を変形し、２度目をＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形してもよい。逆に、１度目をＲＥＬＡＣＳによるレジストサイズの拡大によりレジストパターン５を変形し、２度目を有機溶媒を使ったレジストのリフローによりレジストパターン５を変形することも可能である。
【００８２】
以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 層間絶縁膜、２ 第１の透明導電性膜、
３ 金属膜、４ 第２の透明導電性膜、
５、５ａ、５ｂ、５ｃ レジストパターン、
６ 隙間、７ エッチング表面、８ 反射領域、９ 透過領域、
１０ 電極基板、１１ 表示領域、１２ 額縁領域、１３ 走査信号線、
１４ 表示信号線、１５ 走査信号駆動回路、１６ 表示信号駆動回路、
１７ 画素、１８、１９ 外部配線、２０ ＴＦＴ、
２１、２３、３１、３２、３３、４１、４２、４３ 後退量、
５０ 対向基板、５１ 基板、５２ ブラックマトリクス、
５３ カラーフィルタ、５４ 対向電極、６１ 基板、
６２ ゲート電極、６３ 共通容量電極、６４ ゲート絶縁膜、
６５ 半導体層、６５ａ ｉ層、６５ｂ ｎ層、６６ ソース電極、
６７ ドレイン電極、６８ 層間絶縁膜、６９ コンタクトホール、
７０ 画素電極、７１ 凹凸部、７２ 配向膜、７３ 液晶層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に導電性を有する第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜上に第２の薄膜を形成する工程と、
前記第２の薄膜上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンを介して、前記第２の薄膜及び前記第１の薄膜をエッチングして、前記レジストパターンの存在しない領域の前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンをアッシングして、前記レジストパターンの薄膜部を除去する工程と、
前記薄膜部が除去されたレジストパターンを介して、前記第２の薄膜をエッチングする工程と、を有する多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項２】
前記第１の薄膜は透明導電性薄膜であり、前記第２の薄膜は導電性薄膜である請求項１に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項３】
前記第１の薄膜は透明導電性薄膜であり、前記第２の薄膜は反射薄膜である請求項１又は２に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項４】
前記第２の薄膜は金属薄膜である請求項２又は３に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項５】
基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に導電性を有する第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜上にさらに２層以上の薄膜を形成する工程と、
前記２層以上の薄膜上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンを介して、前記２層以上の薄膜及び前記第１の薄膜をエッチングして、前記レジストパターンの存在しない領域の前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンをアッシングして、前記レジストパターンの薄膜部を除去する工程と、
前記薄膜部が除去されたレジストパターンを介して、前記第１の薄膜上に形成された前記２層以上の薄膜をエッチングする工程と、を有する多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項６】
前記第１の薄膜は透明導電性薄膜であり、前記第１の薄膜上に形成された前記２層以上の薄膜は反射導電性薄膜と透明導電性薄膜とを含む請求項５に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項７】
前記第１の薄膜は透明導電性薄膜であり、前記第１の薄膜上に形成された前記２層以上の薄膜は金属薄膜と透明導電性薄膜とを含む請求項５又は６に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の多層薄膜パターンの製造方法を用いた表示装置の製造方法。
【請求項１】
基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に導電性を有する第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜上に第２の薄膜を形成する工程と、
前記第２の薄膜上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンを介して、前記第２の薄膜及び前記第１の薄膜をエッチングして、前記レジストパターンの存在しない領域の前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンをアッシングして、前記レジストパターンの薄膜部を除去する工程と、
前記薄膜部が除去されたレジストパターンを介して、前記第２の薄膜をエッチングする工程と、を有する多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項２】
前記第１の薄膜は透明導電性薄膜であり、前記第２の薄膜は導電性薄膜である請求項１に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項３】
前記第１の薄膜は透明導電性薄膜であり、前記第２の薄膜は反射薄膜である請求項１又は２に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項４】
前記第２の薄膜は金属薄膜である請求項２又は３に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項５】
基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に導電性を有する第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜上にさらに２層以上の薄膜を形成する工程と、
前記２層以上の薄膜上に、複数階調露光によって膜厚差を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンを介して、前記２層以上の薄膜及び前記第１の薄膜をエッチングして、前記レジストパターンの存在しない領域の前記層間絶縁膜を露出させる工程と、
前記膜厚差を有するレジストパターンをアッシングして、前記レジストパターンの薄膜部を除去する工程と、
前記薄膜部が除去されたレジストパターンを介して、前記第１の薄膜上に形成された前記２層以上の薄膜をエッチングする工程と、を有する多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項６】
前記第１の薄膜は透明導電性薄膜であり、前記第１の薄膜上に形成された前記２層以上の薄膜は反射導電性薄膜と透明導電性薄膜とを含む請求項５に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項７】
前記第１の薄膜は透明導電性薄膜であり、前記第１の薄膜上に形成された前記２層以上の薄膜は金属薄膜と透明導電性薄膜とを含む請求項５又は６に記載の多層薄膜パターンの製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の多層薄膜パターンの製造方法を用いた表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３７７７１（Ｐ２０１２−１３７７７１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３０７１２（Ｐ２０１２−３０７１２）
【出願日】平成２４年２月１５日（２０１２．２．１５）
【分割の表示】特願２００７−１３６９７２（Ｐ２００７−１３６９７２）の分割
【原出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１５日（２０１２．２．１５）
【分割の表示】特願２００７−１３６９７２（Ｐ２００７−１３６９７２）の分割
【原出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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