JPH06310472A - 透明基板上の薄膜段差の平坦化法 - Google Patents

透明基板上の薄膜段差の平坦化法

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JPH06310472A
JPH06310472A JP9457393A JP9457393A JPH06310472A JP H06310472 A JPH06310472 A JP H06310472A JP 9457393 A JP9457393 A JP 9457393A JP 9457393 A JP9457393 A JP 9457393A JP H06310472 A JPH06310472 A JP H06310472A
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JP
Japan
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film
transparent substrate
insulating film
thin film
flattening
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JP9457393A
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Inventor
Makoto Takamura
誠 高村
Masato Moriwake
政人 守分
Takashi Nishi
孝 西
Toshihiro Namita
俊弘 波多
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置など、透明基板が用いられてい
るばあいに、フォトリソグラフィ工程において使用する
マスク枚数を増やさないで簡易に薄膜段差を平坦化する
方法を提供する。 【構成】 絶縁膜3の段差部分を覆うようにネガ型のフ
ォトレジストを塗布したのち、透明基板1の裏面側から
配線パターン2をマスクとして露光することにより、レ
ジスト膜5に開口部7を設ける。つぎに該レジスト膜5
をマスクとして絶縁膜3の凸部に等方性エッチングを施
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明基板上に薄膜パタ
ーンが形成されることにより、段差を有する基板の平坦
化法に関する。さらに詳しくは、アクティブマトリック
ス形液晶表示装置などに用いられる透明基板上の多層配
線構造を有する層間絶縁膜などの段差の平坦化法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、LSIなどの超小型で微細構造の
素子においては、配線パターンなどにより生じた段差の
平坦化という工程は配線の断線や短絡などを防止するた
め、不可欠の工程である。一方、液晶表示装置などの透
明基板上に形成される電極などの積層膜は、それ程微細
構造ではなく、また基板自体も大型であり、製造コスト
の低減のために工程の簡略化が重視され、段差の平坦化
法は積極的には用いられていない。
【0003】しかし液晶表示装置においても、高画質化
の要請より、各画素が小さくなり、配線も細くする必要
があるため、配線膜を厚くして電気抵抗を小さくする傾
向にあり、段差による配線切れなどの問題が生じてきて
いる。たとえば、薄膜トランジスタ(以下、TFTとい
う)が設けられている透明基板上に、アルミニウム膜な
どからなる下層配線を形成したのち、酸化ケイ素などか
らなる薄い絶縁膜をたとえばプラズマCVD法などによ
り設けるばあい、下層の配線と重なる部分で、絶縁膜に
は段差が生じる。したがって絶縁膜上にさらにアルミニ
ウムなどからなる上層の配線を下層の配線と交差させる
ように形成するばあいには、絶縁膜の段差のところで上
層の配線に断線などの不良が発生し易い。
【0004】また液晶表示装置のばあいは、電極膜や絶
縁膜上に液晶層の液晶分子を配列させるための配向膜が
設けられるが、段差部分ではラビング処理ができず、液
晶分子の配向性が不充分で、光の漏れなどが生じる。
【0005】このため電気抵抗を小さくすることを目的
として配線導電膜の膜厚を大きくするばあいでも、膜厚
をある程度以上大きくすることはできない。
【0006】一方液晶表示装置のような大型の基板でフ
ォトリソグラフィ工程で用いられるマスクの枚数を増や
すことなく簡単に配線の断線などを防止するために、た
とえば上層の配線が設けられる絶縁膜の段差部に半導
体膜や絶縁膜からなるパッドを設ける、下層の配線に
テーパ状のエッチングを施すことにより絶縁膜の段差を
なだらかにする、一層が断線しても他の層で補償でき
るように上層配線を多層構造にするなどの対策が実用化
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし前述のたとえば
の方法では、金属膜としてタンタルやチタンやモリブ
デンなどを用いればテーパ状にエッチングを施すことが
できるが、アルミニウムではテーパ状にエッチングをす
ることが難しい。また、段差部でのステップカバレッジ
の不良による断線の発生を防止するためには、段差部の
平坦化が最も有効であるが、前述の対策では、絶縁膜を
完全には平坦化するものではないため、製造段階での条
件の変動によっては上層の配線に断線が発生し易いとい
う問題がある。
【0008】また、半導体装置などの製造プロセスで用
いられるエッチバック法による平坦化を適用しようとし
ても、下層配線の間隔がたとえば約10μm以上と広い領
域では、凹部に充填するエッチバック材料層に凹みがで
きて平坦にならず、この部分にダミーパターンを用いて
さらにエッチバック材料層を充填しなければならない。
したがってフォトリソグラフィのマスク枚数が増加した
り、エッチバック材料層の凹みとダミーパターンのマス
クとのあいだでアライメントずれが発生し易いという問
題がある。
【0009】その結果、液晶表示装置など大型の基板を
有する装置においては、前述のエッチバック法は実用性
に乏しいという問題がある。
【0010】本発明はこのような問題を解決して、液晶
表示装置など、基板として透明基板が用いられ、とくに
段差の原因となるパターンにアルミニウムやクロムなど
の金属が用いられているばあいに、フォトリソグラフィ
工程において使用するマスク枚数を増やす必要がない、
簡易な薄膜段差の平坦化法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜の段差の平
坦化法は、透明基板の表面上に不透明薄膜パターンが設
けられることにより段差部が形成される透明基板上の薄
膜段差の平坦化法であって、(a)前記不透明薄膜パタ
ーンにより形成された段差上に絶縁膜を設け、ついでネ
ガ型のフォトレジストからなるレジスト膜を設け(b)
前記透明基板の裏面側から露光し、ついで前記フォトレ
ジストを現像することにより、前記レジスト膜の前記不
透明薄膜のパターンにより感光されない部分を除去して
開口部を設け、(c)該開口部を有するレジスト膜をマ
スクとして前記絶縁膜に等方性エッチングを施すことに
より平坦化し、(d)前記レジスト膜を剥離するもので
ある。
【0012】なお、前述の基板の透明や配線パターンの
不透明とは、ネガ型のフォトレジストを感光させるよう
な光(たとえば、紫外線)の波長の領域でそれぞれ透
明、不透明となるものである。
【0013】
【作用】本発明の薄膜段差の平坦化法によれば、透明基
板の裏面側から配線パターンをマスクとしてフォトレジ
ストに光を照射するため、フォトレジストのパターニン
グが自己整合となり、新たにマスクを形成する必要がな
いと共に、アライメントずれが生じない。
【0014】
【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明の薄膜積層
基板の段差の平坦化法について説明する。
【0015】図1は本発明の薄膜段差の平坦化法の一実
施例の工程を示す断面説明図である。本実施例では液晶
表示装置などに用いられる透明基板上に、たとえばゲー
ト線やソース線などの信号配線のパターンが形成された
ばあいに、その表面を平坦化する方法について説明す
る。
【0016】まず、図1(a)に示すように、ガラス、
プラスチックス、石英、サファイアなどからなる透明基
板1上に設けられたアルミニウム、タンタルなどからな
る不透明な配線パターン2の段差部4を被覆するよう
に、酸化ケイ素、チッ化ケイ素、金属酸化物などからな
る絶縁膜3を設け、その上の全面にネガ型のフォトレジ
ストを塗布してレジスト膜5を形成する。
【0017】配線パターン2は従来と同様にスパッタ
法、真空蒸着法などで成膜したのち、レジスト膜(図示
されていない)などでマスクをしてエッチングすること
により形成する。この配線パターンの厚さは通常0.1 〜
0.5 μm程度に設けられる。また絶縁膜3はCVD法、
スパッタ法などで成膜し、その厚さは配線パターン2と
同程度またはそれ以上の厚さにする。さらにその上に設
けられるレジスト膜5はたとえば紫外線などを照射した
部分は変質し、照射されない部分は薬品で簡単に溶解さ
れるネガ型のフォトレジストが使用される。ネガ型フォ
トレジストとしては、たとえばOMR−83(商品名、
東京応化工業(株))などを使用できる。感光する光は
紫外線には限定されず、その光に対して基板1は透明
で、配線パターン2は不透明であればよい。
【0018】つぎに、図1(b)に示すように、透明基
板1の裏面側から配線パターン2をマスクとして露光
し、ついで現像することにより開口部7を設ける。
【0019】前述のように、透明基板1は露光する光に
対して透明であるため、露光用の光は透明基板1を透過
し、また酸化ケイ素などの薄い絶縁膜3も光を透過させ
るため、レジスト膜5は感光して変質する。一方配線パ
ターン2はアルミニウムやチタンなどの金属で形成され
ているため遮光し、配線パターン2上のレジスト膜5部
分のみ露光されない。この状態で現像することにより、
レジスト膜5はネガ型であるため、露光されない部分の
み腐蝕されて開口部7が形成される。現像液としてはレ
ジスト膜の種類にもよるが、前述の例のフォトレジスト
を使用すれば、通常、OMR現像液(商品名、東京応化
工業(株))などが用いられる。
【0020】つぎに図1(c)に示すように、開口部7
が形成されたレジスト膜5をマスクとして絶縁膜3の凸
部を等方性エッチングをすることにより、配線パターン
2上の部分が絶縁膜3の面と平坦になるようにする。こ
のばあい配線パターン2を露出させる必要はなく、図2
に示すように、絶縁膜3が残った状態で平坦化されても
よい。このエッチング液は絶縁膜である酸化ケイ素やチ
ッ化ケイ素などを等方的にエッチングできるものであれ
ばよく、通常はフッ酸溶液、リン酸溶液などが使用され
5〜15分間程度の処理で平坦化できる。また、CHF3
とCF4 ガスやSF6 やCl2 などのガスを用いたドラ
イエッチングでも、縦と横のエッチングレートが1:1
程度の等方性エッチングであれば使用できる。また等方
性エッチング以外でも、O2 ガスを多く含むプラズマに
よって、レジストを後退させながらエッチングすること
により平坦化できる。
【0021】そののち、図1(d)に示すように、レジ
スト膜5を剥離することにより、表面が平坦化され、そ
の面上に層間絶縁膜、配向膜、保護膜などの目的に応じ
た膜を成膜することができる。この面にさらに前述の絶
縁膜3と同じ酸化ケイ素などからなる絶縁膜6を成膜す
ればより完全な平坦面を形成できる。レジスト膜5の剥
離除去はたとえば剥離液−502A(商品名、東京応化
工業(株))などの通常のレジスト膜除去処理液を使用
することができ、またO2 プラズマによるアッシングに
よっても除去することができる。
【0022】つぎに具体的実施例により本発明の薄膜積
層基板の表面平坦化法についてさらに詳細に説明する。
【0023】実施例1 液晶表示装置用のガラスからなる透明基板1上に約300n
m の厚さの配線パターン2が形成されたのちに、CVD
法で酸化ケイ素(SiO2 )からなる絶縁膜3を全面に
成膜した。絶縁膜3の厚さは約400nm であった。ついで
その表面全面にゴムとビスアジドからなるレジスト膜5
を約1000nmの厚さで設けた(図1(a)参照)。
【0024】つぎに、透明基板1の裏面側から全面に波
長が405nm でエネルギー束密度が11mW/cm2 の紫外線を
約15〜30秒間照射した。そののちOMR現像液に約1分
間浸漬することにより、配線マスク2により露光されな
かった部分が除去され、レジスト膜5に開口部7が形成
された(図1(b)参照)。
【0025】そののち、CHF3 とCF4 の混合ガスプ
ラズマ雰囲気で約5分間、20〜80℃で反応させることに
より、SiO2 からなる絶縁膜3の凸部がエッチングさ
れて配線パターン2が露出した(図1(c)参照)。
【0026】ついで、レジスト剥離液でレジスト膜5を
剥離除去し、CVD法で再度SiO2 からなる絶縁膜6
を400nm 程度成膜し、表面を平坦化した(図1(D)参
照)。
【0027】
【発明の効果】本発明の薄膜段差の平坦化法によれば、
新たなフォトリソグラフィ工程を必要とせずに、セルフ
アライメントにより凸部のみのエッチングをしているた
め、簡易な方法で、かつ、精度よく薄膜の段差を除去し
て平坦化することができる。また薄膜の段差の除去を等
方性エッチングにより行っているので、安価な装置で加
工することができ、かつ、エッチバック法におけるよう
なイオン衝撃による薄膜の膜質の劣化も少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の薄膜の平坦化法の一実施例の工程を示
す断面説明図である。
【図2】本発明の薄膜の平坦化法の他の実施例の一工程
を示す断面説明図である。
【符号の説明】
1 透明基板 2 配線パターン 3 絶縁膜 4 段差部 5 レジスト膜 7 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3205 (72)発明者 波多 俊弘 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の表面上に不透明薄膜パターン
    が設けられることにより段差部が形成される透明基板上
    の薄膜段差の平坦化法であって、 (a)前記不透明薄膜パターンにより形成された段差上
    に絶縁膜を設け、ついでネガ型のフォトレジストからな
    るレジスト膜を設け (b)前記透明基板の裏面側から露光し、ついで前記フ
    ォトレジストを現像することにより、前記レジスト膜の
    前記不透明薄膜パターンにより感光されない部分を除去
    して開口部を設け、 (c)該開口部を有するレジスト膜をマスクとして前記
    絶縁膜に等方性エッチングを施すことにより平坦化し、 (d)前記レジスト膜を剥離する ことを特徴とする透明基板上の薄膜段差の平坦化法。
JP9457393A 1993-04-21 1993-04-21 透明基板上の薄膜段差の平坦化法 Pending JPH06310472A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8166388B2 (en) 2002-05-14 2012-04-24 Microsoft Corporation Overlaying electronic ink

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8166388B2 (en) 2002-05-14 2012-04-24 Microsoft Corporation Overlaying electronic ink

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