(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上にＩＴＯ膜とＭｏＷ膜を順次蒸着した後、第１フォトリソグラフィー工程を利用して前記ＭｏＷ膜とＩＴＯ膜をパターニングし、カウンター電極とゲートバスライン、及び共通電極ラインを同時に形成する段階Ａと、
前記段階Ａにて形成された基板結果物上にゲート絶縁膜を蒸着する段階Ｂと、
前記ゲート絶縁膜の所定部分上に第２フォトリソグラフィー工程を利用して積層されたチャネル層とオミックコンタクト層を形成する段階Ｃと、
前記オミックコンタクト層とゲート絶縁膜上に第３フォトリソグラフィー工程を利用し、ソース／ドレイン電極を含むデータバスラインを形成する段階Ｄと、
前記Ｄ段階までに形成された基板結果物上に第４フォトリソグラフィー工程を利用し、前記ソース電極を露出させる保護膜を形成する段階Ｅと、
前記保護膜上に第５フォトリソグラフィー工程を利用し、前記ソース電極とコンタクトされる櫛状の画素電極を形成する段階Ｆとを含み、
前記第１フォトリソグラフィー工程は、
前記ＭｏＷ膜上にレジスト膜をコーティングする第１工程と、
前記レジスト膜を露光及び現像し、ゲートバスラインと共通電極ライン形成領域を遮蔽しながらコーティング厚さをそのまま保持する第１及び第２パターンと、カウンター電極形成領域を遮蔽しながらコーティング厚さの一部のみ残留する第３パターンで構成されるレジストパターンを形成する第２工程と、
前記レジストパターンをエッチングバリヤに利用し、前記ＭｏＷ膜を乾式エッチングしてゲートバスラインと共通電極ラインを形成し、同時に前記レジストパターンの第１及び第２パターンは一部厚さのみ除去されるようにし、前記レジストパターンの第３パターンは完全に除去されるようにし、カウンター電極形成領域上のＭｏＷ膜の一部厚さが除去されるようにする第３工程と、
残留するレジストパターン及びＭｏＷ膜をエッチングバリヤに利用し、前記ＩＴＯ膜を湿式エッチングしてカウンター電極を形成する第４工程と、
前記残留するレジストパターンとＭｏＷ膜を除去する第５工程とを含むことを特徴とするフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記レジスト膜に対する露光は、光透過領域と遮蔽領域を限定するクロムパターンが石英基板上に形成され、光透過量を減少させる半透過パターンが所定の透過領域に形成された構造を有する半透過マスクを用いて行うことを特徴とする請求項１記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記半透過パターンは、数個のストライプ形クロムパターン、又はＩＴＯ膜で成る低透過金属薄膜であることを特徴とする請求項２記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記カウンター電極用ＩＴＯ膜は、５００〜１０００Åの厚さに蒸着することを特徴とする請求項１記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記レジスト膜は、２〜３μｍの厚さにコーティングすることを特徴とする請求項１記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記ＭｏＷ膜に対する乾式エッチングは、ＳＦ６、ＣＦ４、又はＨｅ中から選択される一つの励起ガス（ｅｘｃｉｔｅｄ  ｇａｓ）と、Ｏ２ガスの混合ガスで行うことを特徴とする請求項１記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記Ｏ２ガスの流量と励起ガスの流量比は、（（Ｏ２ガス流量）÷（励起ガスの流量））＜１の条件にすることを特徴とする請求項６記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法に関し、より詳しくは製造時間及び費用を減少させることができるフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードＬＣＤは、ＴＮモードＬＣＤの狭い視野角の欠点を改善するため提案されている。このようなＩＰＳモードＬＣＤは、周知の通り液晶を駆動させるためのカウンター電極と画素電極が同一の基板に互いに平行に配列された構造を有し、視野角は画面を眺める方向に係らず液晶分子の長軸だけを見ることになることにより改善される。
【０００３】
しかし、ＩＰＳモードＬＣＤはＴＮモードＬＣＤより向上した視野角を有するが、開口率及び透過率の改善はカウンター電極と画素電極が不透明金属で形成されることに基づき満足できるようなものではない。
【０００４】
したがって、ＩＰＳモードＬＣＤの開口率及び透過率改善の限界を克服するため、液晶分子等の駆動がフリンジフィールド（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ）によりなされるフリンジフィールドスイッチングモードＬＣＤ（以下、ＦＦＳモードＬＣＤと称する）が提案されている。
【０００５】
ＦＦＳモードＬＣＤにおいて、カウンター電極と画素電極はＩＴＯのような透明物質で形成され、さらに上・下部基板等の間の間隔より狭い間隔を有するよう形成され、その上、電極上部に配置されている液晶分子等が全て駆動することができる程度の幅を有するよう形成される。これに伴い、ＦＦＳモードＬＣＤは電極等が透明物質で形成されることによりＩＰＳモードＬＣＤより向上した開口率を得ることになり、そして、電極部分で光透過が発生することによりＩＰＳモードＬＣＤより向上した透過率を得ることになる。
【０００６】
図１は、従来技術により製造されたＦＦＳモードＬＣＤの下部基板を示す断面図であり、これを参照しながらその製造方法を説明することにする。
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜がガラス基板１上に蒸着される。ＩＴＯ膜が第１フォトリソグラフィー工程を介してパターニングされ、プレート（ｐｌａｔｅ）状のカウンター電極２が形成される。ＭｏＷ膜がカウンター電極２とガラス基板１上に蒸着され、その次にＭｏＷ膜が第２フォトリソグラフィー工程を介してパターニングされ、ゲートバスライン３と共通電極ライン４が形成される。
【０００７】
ゲート絶縁膜５が基板結果物上に形成される。非ドーピングされた非晶質シリコン膜とドーピングされた非晶質シリコン膜がゲート絶縁膜５上に順次蒸着され、その次に、ドーピングされた非晶質シリコン膜と非ドーピングされた非晶質シリコン膜が第３フォトリソグラフィー工程を介してパターニングされ、オミックコンタクト層７とチャネル層６が形成される。ソース／ドレイン用金属膜が基板の結果物上に蒸着される。ソース及びドレイン電極８ａ、８ｂを含むデータバスライン（未図示）が金属膜を第４フォトリソグラフィー工程を介してパターニングすることにより形成され、この結果、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）が形成される。
【０００８】
保護膜９が上記段階までに形成された結果物上に蒸着され、その次に保護膜９は第５フォトリソグラフィー工程を介し、例えば、ソース電極８ａの一部を露出させるようエッチングされる。ＩＴＯ膜が前記保護膜９上に蒸着され、その次にＩＴＯ膜が第６フォトリソグラフィー工程を介してパターニングされ、数個のブランチ（ｂｒａｎｃｈ）を含む櫛（ｃｏｍｂ）状をしながらＴＦＴのソース電極８ａとコンタクトする画素電極１０が形成される。このとき、画素電極１１はＴＦＴのソース／ドレイン電極８とコンタクトするよう形成される。
【０００９】
しかし、従来技術に係るＦＦＳモードＬＣＤの製造方法は、前述のように下部基板を製造することだけでも６回のフォトリソグラフィー工程が行われるため、製造時間及び費用の側面で問題がある。
【００１０】
詳しく述べると、フォトリソグラフィー工程はレジストの塗布、露光、及び現像工程で成るレジストパターン形成工程と、レジストパターンを利用したエッチング工程、及びレジストパターンの除去工程を含む。これに伴い、フォトリソグラフィー工程は１回のみ行われても長時間が所要し、６回のフォトリソグラフィー工程が行われる場合、全体的な時間は非常に長くなる。したがって、６回のフォトリソグラフィー工程を利用する従来のＦＦＳモードＬＣＤの製造方法は生産性の側面で好ましくないという問題がある。
【００１１】
さらに、露光工程は露光用マスクが必要である。ところが、露光用マスクは高価であるため６回のフォトリソグラフィー工程が行われる場合、６枚の露光用マスクが必要である。したがって、６枚の露光マスクを利用する従来のＦＦＳモードＬＣＤの製造方法は費用の側面でも好ましくないという問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、従来のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法における問題点に鑑みてなされたものであって、製造時間を短縮し、そして製造費用を減少させることができるＦＦＳモードＬＣＤの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた、本発明によるフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法は、ガラス基板上にＩＴＯ膜とＭｏＷ膜を順次蒸着した後、第１フォトリソグラフィー工程を利用して前記ＭｏＷ膜とＩＴＯ膜をパターニングし、カウンター電極とゲートバスライン、及び共通電極ラインを同時に形成する段階Ａと、前記段階Ａにて形成された基板結果物上にゲート絶縁膜を蒸着する段階Ｂと、前記ゲート絶縁膜の所定部分上に第２フォトリソグラフィー工程を利用して積層されたチャネル層とオミックコンタクト層を形成する段階Ｃと、前記オミックコンタクト層とゲート絶縁膜上に第３フォトリソグラフィー工程を利用し、ソース／ドレイン電極を含むデータバスラインを形成する段階Ｄと、前記Ｄ段階までに形成された基板結果物上に第４フォトリソグラフィー工程を利用し、前記ソース電極を露出させる保護膜を形成する段階Ｅと、前記保護膜上に第５フォトリソグラフィー工程を利用し、前記ソース電極とコンタクトされる櫛状の画素電極を形成する段階Ｆとを含み、前記第１フォトリソグラフィー工程は、前記ＭｏＷ膜上にレジスト膜をコーティングする第１工程と、前記レジスト膜を露光及び現像し、ゲートバスラインと共通電極ライン形成領域を遮蔽しながらコーティング厚さをそのまま保持する第１及び第２パターンと、カウンター電極形成領域を遮蔽しながらコーティング厚さの一部のみ残留する第３パターンで構成されるレジストパターンを形成する第２工程と、前記レジストパターンをエッチングバリヤに利用し、前記ＭｏＷ膜を乾式エッチングしてゲートバスラインと共通電極ラインを形成し、同時に前記レジストパターンの第１及び第２パターンは一部厚さのみ除去されるようにし、前記レジストパターンの第３パターンは完全に除去されるようにし、カウンター電極形成領域上のＭｏＷ膜の一部厚さが除去されるようにする第３工程と、残留するレジストパターン及びＭｏＷ膜をエッチングバリヤに利用し、前記ＩＴＯ膜を湿式エッチングしてカウンター電極を形成する第４工程と、前記残留するレジストパターンとＭｏＷ膜を除去する第５工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかるフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の製造方法の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図２乃至図４は、本発明に係るＦＦＳモードＬＣＤの製造方法を説明するための断面図である。
【００１５】
図２を参照すると、透明性絶縁基板としてガラス基板１１が設けられ、ＩＴＯ膜とＭｏＷ膜がガラス基板１１上に順次蒸着される。ＩＴＯ膜はカウンター電極用透明金属膜であり、ＭｏＷ膜はゲートバスライン及び共通電極ライン用不透明金属膜である。ＭｏＷ膜とＩＴＯ膜が第１フォトリソグラフィー工程を介してパターニングされ、これによりカウンター電極１２ａとゲートバスライン１３ａ、及び共通電極ライン１４ａが同時に形成される。
【００１６】
ここで、カウンター電極１２ａとゲートバスライン１３ａ、及び共通電極ライン１４ａを形成するための第１フォトリソグラフィー工程を、以下の図５乃至図８を参照して説明する。
【００１７】
図５において、エッチングバリヤとしてレジストパターン３２がＭｏＷ膜１３上に形成される。レジストパターン３２は領域別に相違する厚さを有する。即ち、レジストパターン３２はゲートバスライン形成領域を覆う第１パターン３２ａと、共通電極ライン形成領域を遮蔽する第２パターン３２ｂ、及びカウンター電極形成領域を覆う第３パターン３２ｃで構成され、第３パターン３２ｃは第１及び第２パターン等３２ａ、３２ｂより相対的に薄い厚さを有する。
【００１８】
領域別に相違する厚さを有するレジストパターン３２を形成するため、本発明の方法はレジスト膜に対する露光を半透過マスクを利用して行う。
【００１９】
半透過マスク５０は、図９及び図１０に示すように、光透過領域及び遮蔽領域を限定するクロムパターン４２が石英基板４１上に形成され、そして、光透過量を減少させる半透過パターン４３ａ、４３ｂが所定の透過領域に形成された構造である。半透過パターン４３ａ、４３ｂとして、図９に示すようにストライプ形クロムパターン４３ａを利用するか、又は図１０に示すようにＩＴＯ膜のような低透過金属薄膜４３ｂを利用することもできる。
【００２０】
半透過マスク５０を利用した露光工程において、ＩＴＯ膜１２は１０００Å以下、好ましくは５００〜１０００Åの厚さに蒸着され、レジスト膜３０は２μｍ以上、好ましくは２〜３μｍの厚さにコーティングされる。半透過マスク５０を利用した露光の結果、半透過パターン４３ａ、４３ｂが形成されない光透過領域を介して露光されたレジスト膜部分は完全に露光されるが、半透過パターン４３ａ、４３ｂが形成された光透過領域を介して露光されたレジスト膜部分はハーフ（ｈａｌｆ）露光される。
【００２１】
したがって、部分的に完全及びハーフ露光されたレジスト膜３０が現像されると、図１１に示すようにレジストパターン３２は領域別に相違する厚さを有することになる。
【００２２】
図６において、ＭｏＷ膜１３がエッチングバリヤとしてレジストパターン３２を利用して乾式エッチングされ、これにより、ゲートバスライン１３ａと共通電極ライン１４ａが形成される。このとき、ゲートバスライン１３ａと共通電極ライン１４ａ上のレジストパターンの第１及び第２パターン３２ａ、３２ｂは一部残留するが、カウンター電極形成領域上の第３パターンは残留しない。さらに、ＭｏＷ膜１３がカウンター電極形成領域上に一部残留する。
【００２３】
乾式エッチングはＳＦ６、ＣＦ４、又はＨｅ中から選択される一つの励起ガス（ｅｘｃｉｔｅｄ  ｇａｓ）とＯ２ガスの混合ガスで行い、Ｏ２ガスの流量と励起ガスの流量比は下記式１を満足する条件にする。
（（Ｏ２ガス流量）÷（励起ガスの流量））＜１の条件・・・（式１）
【００２４】
図７において、ＩＴＯ膜がエッチングバリヤとして残留したレジストパターン３２ａ、３２ｂとＭｏＷ膜１３を利用して湿式エッチングされ、これによりカウンター電極１２ａが形成される。
【００２５】
図８において、エッチングバリヤとして利用されたレジストパターンとＭｏＷ膜が乾式ストリップ工程を介して除去され、この結果、カウンター電極１２ａとゲートバスライン１３ａ、及び共通電極ライン１４ａを形成するための第１フォトリソグラフィー工程が完了される。
【００２６】
上述のように、カウンター電極１２ａとゲートバスライン１３ａ、及び共通電極ライン１４ａは１回のフォトリソグラフィー工程を介して形成される。即ち、カウンター電極１２ａとゲートバスライン１３ａ、及び共通電極ライン１４ａは２回のエッチング工程を利用するが、エッチングバリヤを形成するためのレジスト塗布、露光、及び現像工程は１回のみ行われ、そして１枚の露光マスクのみ用いられるため、１回のフォトリソグラフィー工程を介して形成されるものに見なすことができる。
【００２７】
したがって、本発明の方法を利用すれば２回のフォトリソグラフィー工程が１回に減少するため製造時間が減少し、そして、１枚の露光マスクが用いられるため製造費用が節減され、結果的に生産性が向上する。
【００２８】
続いて図３を参照すると、ゲート絶縁膜１５がカウンター電極１２ａとゲートバスライン１３ａ、及び共通電極ライン１４ａが形成されたガラス基板１１の全体上に蒸着される。非ドーピングされた非晶質シリコン膜とドーピングされた非晶質シリコン膜がゲート絶縁膜１５上に順次蒸着され、その次に、ドーピングされた非晶質シリコン膜と非ドーピングされた非晶質シリコン膜が第２フォトリソグラフィー工程によりパターニングされ、これにより、オミックコンタクト層１７とチャネル層１６が形成される。
【００２９】
ソース／ドレイン用金属膜が基板結果物上に蒸着され、ソース及びドレイン電極１８ａ、１８ｂを含むデータバスライン（未図示）が第３フォトリソグラフィー工程を利用して金属膜をパターニングすることにより形成され、この結果、ＴＦＴが形成される。
【００３０】
図４を参照すると、ＴＦＴを保護するためシリコン窒化膜のような保護膜１９が基板結果物の全体上に蒸着され、その次に、保護膜１９は第４フォトリソグラフィー工程により所定部分、例えば、ソース電極１８ａが露出するようエッチングされる。保護膜１９上に透明金属膜としてＩＴＯ膜が蒸着され、その次にＩＴＯ膜が第５フォトリソグラフィー工程を介してパターニングされ、数個のブランチを含む櫛状をしながらＴＦＴのソース電極１８ａとコンタクトする画素電極２０が形成される。このとき、画素電極２０はソース／ドレイン電極１８ａ、１８ｂの一部分とコンタクトするよう形成される。
【００３１】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、ＦＦＳモードＬＣＤの下部基板は５回のフォトリソグラフィー工程により製造される。これに伴い本発明の方法を利用すれば、従来に比べ１回のフォトリソグラフィー工程を減少させることができる。したがって、本発明に係るＦＦＳモードＬＣＤの製造方法は従来のそれと比べて生産性の側面で利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＦＦＳモードＬＣＤの下部基板を示す断面図である。
【図２】本発明に係るＦＦＳモードＬＣＤの製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明に係るＦＦＳモードＬＣＤの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明に係るＦＦＳモードＬＣＤの製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明に係る第１フォトリソグラフィー工程を説明するための断面図である。
【図６】本発明に係る第１フォトリソグラフィー工程を説明するための断面図である。
【図７】本発明に係る第１フォトリソグラフィー工程を説明するための断面図である。
【図８】本発明に係る第１フォトリソグラフィー工程を説明するための断面図である。
【図９】本発明に係るレジストパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明に係るレジストパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明に係るレジストパターン形成方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１１        ガラス基板
１２        ＩＴＯ膜
１２ａ      カウンター電極
１３        ＭｏＷ膜
１３ａ      ゲートバスライン
１４ａ      共通電極ライン
１５        ゲート絶縁膜
１６        チャネル層
１７        オミックコンタクト層
１８ａ、１８ｂ  ソース／ドレイン電極
１９        保護膜
２０        画素電極
３０        レジスト膜
３２        レジストパターン
４１        石英基板
４２        クロムパターン
４３ａ、４３ｂ  半透過パターン
５０        半透過マスク
【図１】
0003723913.tif 000002
【図２】
0003723913.tif 000003
【図３】
0003723913.tif 000004
【図４】
0003723913.tif 000005
【図５】
0003723913.tif 000006
【図６】
0003723913.tif 000007
【図７】
0003723913.tif 000008
【図８】
0003723913.tif 000009
【図９】
0003723913.tif 000010
【図１０】
0003723913.tif 000011
【図１１】
0003723913.tif 000012