(57)【要約】【課題】処理時間を短縮できるのはもちろん選択比を向上してシャープな形状のレジストパターンの形成を可能にしたレジスト膜の現像方法、及びこの現像方法を用いた半導体装置の製造方法、さらに現像方法の実施に好適な現像装置を提供する。【解決手段】基板２上にレジスト膜３を形成するレジスト膜形成工程と、レジスト膜３を露光する露光処理工程と、露光処理後のレジスト膜３を現像液７で現像する現像処理工程と、を備えたレジスト膜３の現像方法である。現像処理工程中に、露光処理後のレジスト膜３において現像液７に溶解する可溶部分が現像液７に溶解しない不溶部分に比べ選択的に吸収を起こす波長域の照射光（赤外線）を、レジスト膜３に照射する。【選択図】    図１
2004273823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜を露光する露光処理工程と、前記露光処理後のレジスト膜を現像液で現像する現像処理工程と、を備えてなり、
前記現像処理工程中に、前記露光処理後のレジスト膜において前記現像液に溶解する可溶部分が前記現像液に溶解しない不溶部分に比べ選択的に吸収を起こす波長域の照射光を、前記レジスト膜に照射することを特徴とするレジスト膜の現像方法。
【請求項２】
請求項１記載のレジスト膜の現像方法において、前記照射光は赤外線であることを特徴とするレジスト膜の現像方法。
【請求項３】
請求項１記載のレジスト膜の現像方法を用いてレジスト膜のパターニングを行う工程を少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
レジストを現像する現像処理部と、前記レジストに赤外線を照射する赤外線照射光源とを備えてなり、
前記赤外線照射光源に波長域選択機能を有したことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理時間の短縮と選択比向上を図ったレジスト膜の現像方法と、この現像方法を用いた半導体装置の製造方法、及び現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置を製造する場合、そのウエハプロセス工程においては、フォトリソグラフィー技術によるレジストパターンの形成が行われる。このレジストパターンは、下地層のエッチングの際のマスクやイオン注入時のマスクとして用いられる。
【０００３】
ところで、近年では益々半導体装置の生産性向上とその高集積化が進められている。このような状況のもとで、前述したようなレジスト技術においても、例えば現像処理速度を高めるため露光処理後のレジストに赤外線を照射する技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−１８４３３１号公報
【特許文献２】
特開昭６３−２２１６１８号公報
【特許文献３】
特開平０１−１９６１２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の技術では、いずれも赤外光照射によってエネルギーを付与し、温度上昇を起こさせることにより、現像処理速度の向上を可能にしている。しかしながら、単に８００〜３０００ｎｍといった広い範囲の赤外光を照射し、レジスト膜中の露光部、非露光部に関係なく温度上昇を起こさせているだけであるため、現像後得られるレジストパターンがシャープな形状とならず、例えばそのエッジ部分の直線性が良好にならない。そして、このようにレジストパターンがシャープな形状とならないと、これをマスクとしてエッチングして得られたパターンもシャープな形状とならず、したがって高精度のパターンが得られないといった課題が残されている。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、処理時間を短縮できるのはもちろん選択比を向上してシャープな形状のレジストパターンの形成を可能にしたレジスト膜の現像方法、及びこの現像方法を用いた半導体装置の製造方法、さらに前記現像方法の実施に好適な現像装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のレジスト膜の現像方法では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜を露光する露光処理工程と、前記露光処理後のレジスト膜を現像する現像処理工程と、を備えてなり、前記現像処理工程中に、前記露光処理後のレジスト膜において前記現像液に溶解する可溶部分が前記現像液に溶解しない不溶部分に比べ選択的に吸収を起こす波長域の照射光を、前記レジスト膜に照射することを特徴としている。
また、本発明のレジスト膜の現像方法は、前記照射光が赤外線であることを特徴としている。
【０００８】
このレジスト膜の現像方法によれば、現像処理工程中に、露光処理後のレジスト膜において現像液に溶解する可溶部分が現像液に溶解しない不溶部分に比べ選択的に吸収を起こす波長域の照射光（特に赤外線）を、前記レジスト膜に照射するようにしたので、前記照射光（赤外線）の照射を受けたレジスト膜のうちこれを選択的に吸収する可溶部分は赤外線吸収によりエネルギーが付与されて温度上昇を起こし、現像液への溶解速度が高まる。一方、照射光（赤外線）を選択的に吸収しない不溶部分はエネルギーが付与されずに温度上昇が起こらず、したがって現像液への溶解速度は依然として低い状態に維持される。
【０００９】
よって、可溶部分の現像液への溶解速度が高まることによって現像に要する処理時間を短縮することができ、さらに不溶部分の現像液への溶解速度が低い状態に維持されるためこの不溶部分と可溶部分との間で高い選択比が得られるようになり、これによりシャープな形状の不溶部分、すなわちシャープな形状のレジストパターンの形成が可能になる。
また、このような赤外線照射を現像処理工程中に行っているので、赤外線を選択的に吸収して温度上昇を起こした可溶部分が現像液中に直ちに溶解するようになり、したがって現像に要する処理時間が確実に短縮する。
【００１０】
本発明の半導体装置の製造方法は、前記のレジスト膜の現像方法を用いてレジスト膜のパターニングを行う工程を少なくとも含むことを特徴としている。
この半導体装置の製造方法によれば、前述したように現像の処理時間を短縮することができることから生産性の向上を図ることができ、また、シャープな形状のレジストパターンを形成できることからこれを用いて形成するパターンの精度を向上することができる。
【００１１】
本発明の現像装置は、レジストを現像する現像処理部と、前記レジストに赤外線を照射する赤外線照射光源とを備えてなり、前記赤外線照射光源に波長域選択機能を有したことを特徴としている。
この現像装置によれば、赤外線照射光源に波長域選択機能を有していることから、露光処理後のレジスト膜を現像する際、前記波長域選択機能を用いて、前記レジスト膜において現像液に溶解する可溶部分が現像液に溶解しない不溶部分に比べ選択的に吸収を起こす波長域の赤外線を選択し、この選択した波長域の赤外線を現像処理中にレジスト膜に照射するようにすれば、前述したように現像の処理時間を短縮することができることから生産性の向上を図ることができ、また、シャープな形状のレジストパターンを形成できることからこれを用いて形成するパターンの精度を向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
まず、本発明の現像装置の一実施形態を図１を用いて説明する。図１において符号１は現像装置であり、この現像装置１は、基板２上に塗布形成されたレジスト膜３を現像する現像処理部４と、レジスト膜３に赤外線を照射する赤外線照射光源５とを備え、前記赤外線照射光源５に波長域選択機能６を設けたものである。
【００１３】
現像処理部４は、液貯留槽によって形成されたもので、使用するレジストに応じた現像液７を貯留してこの現像液７内に基板２を浸漬し、レジスト膜３を現像処理するためのものである。なお、現像処理部４に撹拌器（図示せず）を設け、現像液７を適宜な速度で流動させるようにしてもよい。このようにすれば、現像液７とレジスト膜３との接触を促すことができ、また、現像液７中に溶解したレジストの濃度を均一にして現像処理を良好に進行させることができる。
【００１４】
赤外線照射光源５は、従来より一般的に用いられている公知の赤外線ランプからなっている。このような赤外線ランプ（赤外線照射光源５）は、通常、広い波長域の赤外線を照射するようになっている。そこで、本発明では、この広い波長域の赤外線を所望の波長域でかつ狭い範囲（例えば数１０ｎｍの波長幅）の波長域にするための波長域選択機能６を、赤外線照射光源５に設けている。
【００１５】
この波長域選択機能６は、例えば所望する波長域の赤外光を選択的に透過し、これ以外の波長域の光を反射しあるいは吸収するフィルタによって形成されたものである。
所望する波長域とは、使用するレジスト３の種類によって異なる。すなわち、波長域選択機能６を通して照射する波長域は、露光処理後のレジスト３において現像液７に溶解する可溶部分が現像液７に溶解しない不溶部分に比べ選択的に吸収を起こす波長域とする。
【００１６】
この波長域について、下記の化学式（１）中に示すノボラック系のポジ型レジストＡを例にして説明する。このレジストＡは化学構造変化型であり、露光（ｈν）によって紫外線（ＵＶ）が照射されることにより、化学式（１）中Ｂで示す構造の露光部分に変化する。なお、露光されない未露光部分、すなわち現像液７に対して不溶となる不溶部分は、変化することなくレジストＡのままとなっている。
【００１７】
【化１】
2004273823.tif 000003
【００１８】
そして、前記Ｂで示す露光部分のレジストに例えばアルカリ溶液からなる現像液７を接触させると、アルカリ溶液中の水と反応することによって化学式（１）中Ｃで示すように官能基としてカルボキシ基を有した構造に変化し、これによってアルカリ溶液（現像液７）に対して可溶な可溶部分Ｃとなる。
【００１９】
そこで、本発明では、現像液７に溶解する可溶部分Ｃが、現像液７に溶解しない不溶部分Ａに比べ選択的に吸収を起こす波長域として、不溶部分Ａに存在せず、可溶部分Ｃにのみ存在する官能基（この例ではカルボキシ基）が選択的に吸収を起こす波長域を選ぶようにする。すなわち、前記波長域選択機能６により、この波長域の赤外線のみを選択的に照射するようにするのである。なお、このようにして選択した波長域の赤外線が例えば現像液７中の水に吸収されてしまう場合、この赤外線がレジスト膜３に吸収される度合いが著しく低下してしまうことから、そのような範囲の波長域を照射するのは避けるのが好ましい。
【００２０】
次に、このような現像装置１による現像方法を基に、本発明のレジスト膜の現像方法の一例を説明する。
まず、図２（ａ）に示すように基板２上に、前記化学式（１）に示したポジ型のレジストＡを塗布し、レジスト膜３を形成する。
次に、図２（ｂ）に示すように露光マスク８を用いて紫外線ランプ（図示せず）でレジスト膜３を露光する。すると、露光処理を受けたレジスト膜３は、紫外線の照射を受けた露光部分Ｂと紫外線の照射を受けない未露光部分Ａとに分かれる。
【００２１】
次いで、前記の露光処理後の基板２を現像処理部４の現像液７中に浸漬する。このとき、予め現像処理部４内に台９を置いておき、レジスト膜３が上になるようにして基板２をこの台９の上に載置する。このようにして基板２を現像処理部４中に浸漬し、露光後のレジスト膜３を現像液に接触させると、前述したようにレジスト膜３中の露光部分Ｂはアルカリ溶液中の水と反応し、可溶部分Ｃとなる。一方、未露光部分は、依然当初のレジストＡの構造を維持している。
【００２２】
そして、その状態で赤外線照射光源５から赤外線を照射し、波長選択機能６によって前記波長域の赤外線を選択してこれを基板２上のレジスト膜３に照射する。例えば、前記のレジストにおける可溶部分Ｃが選択的に吸収する波長域としては、１７００ｎｍから１７２５ｎｍ程度とされることから、この波長域の赤外線をレジスト膜３に照射する。
【００２３】
すると、前記レジスト膜３中の可溶部分Ｃは特にその官能基（カルボキシ基）が１７００ｎｍから１７２５ｎｍ程度の範囲で選択的に赤外線を吸収することにより、エネルギーが付与されて温度上昇を起こし、現像液７への溶解速度を高める。一方、未露光部分Ａは赤外線をほとんど吸収しない不溶部分となっており、したがってエネルギーが付与されずに温度上昇が起こらず、これにより現像液７への溶解速度は依然として低い状態に維持される。
よって、このような現像処理により、図２（ｃ）に示すように不溶部分Ａからなるレジストパターン３Ａをシャープな形状で形成することができる。
【００２４】
このようなレジスト膜３の現像方法によれば、可溶部分Ｃの現像液７への溶解速度を高めることによって現像に要する処理時間を短縮し、生産性を高めることができる。また、不溶部分Ａの現像液７への溶解速度を低い状態に維持するためこの不溶部分Ａと可溶部分Ｃとの間で高い選択比を得ることができ、これにより前述したようにシャープな形状の不溶部分Ａ、すなわちシャープな形状のレジストパターン３Ａを形成することができる。
【００２５】
なお、本例では使用するレジストとして、前記の化学式（１）に示したノボラック系のポジ型レジストＡを挙げたが、本発明はこれに限定されることなく、ネガ型レジストを含め、公知のレジストを任意に使用することができる。その場合、照射する赤外線の波長域、すなわち波長域選択機能で選択する波長域についても、使用するレジストに応じて適宜に変更選択する。
【００２６】
次に、このような本発明のレジスト膜の現像方法を用いてレジスト膜のパターニングを行うようにした半導体装置の製造方法の一例として、液晶表示装置の製造方法を説明するが、これに先立ち、まず、製造する液晶表示装置の構成を説明する。
この液晶表示装置は、素子基板上の画素電極が反射表示領域と透過表示領域とを備えた、アクティブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置である。
【００２７】
図３はこの液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図４は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図５は、液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２８】
図３および図４において、液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１および実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００２９】
なお、データ線駆動回路２０１および走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００３０】
また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦＴアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００３１】
このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図５に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。反射電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして反射電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図４に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。
【００３２】
なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、反射電極９と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、反射電極９の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。なお、蓄積容量６０を形成する方法としては、図５に示すように、蓄積容量６０を形成するための配線である容量線３ｂとの間に形成する場合、または前段の走査線３ａとの間に形成する場合のいずれであってもよい。
【００３３】
図６は、本実施の形態に用いたＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す平面図である。図７は、図４のＡ−Ａ’線における画素の断面図である。なお、図６及び図７においては、感光性樹脂を用いて複数の凸部を形成する場合を例として図示している。
【００３４】
図６において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、または前記の金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜との積層膜から構成された反射電極９と、該反射電極９と電気的に接続されたＩＴＯ等の透明導電膜から構成された透明電極９１とにより形成される画素電極がマトリクス状に形成されており、これら各反射電極９に対して画素スイッチング用のＴＦＴ３０（図５参照）がそれぞれ電気的に接続されている。また、画素電極が形成された領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａおよび走査線３ａに対して接続されている。
【００３５】
すなわち、データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、反射電極９は、コンタクトホール１５およびドレイン電極６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｄに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ’に対向するように走査線３ａが延びている。なお、蓄積容量６０（蓄積容量素子）は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設部分１ｆを導電化したものを下電極とし、この下電極１ｆに、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として重なった構造になっている。
【００３６】
なお、本実施形態の場合、反射電極９に形成された開口部９ｄには透明電極９１が形成されているので、透過表示モードにおいては、前記開口部９ｄ領域内の透明電極から液晶に画像信号が供給され、この開口部９ｄを介してバックライト（図示略）からの光が液晶層を透過することによって表示に供されることとなる。
【００３７】
図７に示すように、この反射領域のＡ−Ａ’線で切断したときの断面は、ＴＦＴアレイ基板１０の基体としての透明なＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の表面に、厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１が形成され、この下地保護膜１１の表面には、厚さが３０ｎｍ〜１００ｎｍの島状の半導体膜１が形成されている。半導体膜１の表面には、厚さが約５０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２が形成され、このゲート絶縁膜２の表面に、厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍの走査線３ａがゲート電極として形成されている。半導体膜１のうち、走査線３ａに対してゲート絶縁膜２を介して対向する領域がチャネル形成用領域１ａ’になっている。このチャネル形成用領域１ａ’に対して一方側には、低濃度領域１ｂおよび高濃度ソース領域１ａを備えるソース領域が形成され、他方側には低濃度領域１ｂおよび高濃度ドレイン領域１ｄを備えるドレイン領域が形成され、その中間には、ソース、ドレインのどちらの領域にも属さない高濃度領域１ｃが形成されている。
【００３８】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０の表面側には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜４、および厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５（表面保護膜）が形成されている（この第２層間絶縁膜５（表面保護膜）は形成しなくてもよい）。第１層間絶縁膜４の表面には厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのデータ線６ａが形成され、このデータ線６ａは、第１層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール８を介して高濃度ソース領域１ａに電気的に接続されている。
【００３９】
第２層間絶縁膜５の上層には、アクリル樹脂を主体として構成される感光性樹脂（硬化樹脂）からなる凸部形成層（層間絶縁層）７が形成され、凸部形成層７の表面にはなだらかな湾曲面を有する凸部パターンが形成されている。凸部形成層７は、透明性の高い樹脂からなり、具体的には波長４００ｎｍの光の透過率が９５％以上の樹脂から構成されている。すなわち、アクリル樹脂にみられる黄色の色付きを所定の方法により回避した構成となっている。
【００４０】
そして、凸部形成層７の上層には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、またはこれらの金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜との積層膜からなる反射電極９が形成されている。反射電極９には、各画素毎に開口部９ｄが形成され、該反射電極９及び該開口部９ｄ上には、ＩＴＯ等の透明導電膜から構成される透明電極が形成されている。そして、図示しないバックライトからの光を前記開口部９ｄから透過させることによって、透過表示可能としている。また、透明電極９１の表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１２が形成されており、この配向膜１２の表面側には、ラビング処理が施されている。
【００４１】
なお、ＴＦＴ３０は、好ましくは前述のようにＬＤＤ構造（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ構造）を持つが、低濃度領域１ｂに相当する領域に不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよい。また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極（走査線３ａの一部）をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度のソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００４２】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ３０のゲート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域の間に２個配置したデュアルゲート（ダブルゲート）構造としたが、１個配置したシングルゲート構造であってもよく、また、これらの間に３個以上のゲート電極を配置したトリプルゲート以上の構造であってもよい。ゲート電極を複数個配置した場合、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）、またはトリプルゲート以上でＴＦＴ３０を構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域の接合部でのリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造またはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００４３】
一方、対向基板２０においては、対向基板側のガラス基板２０’上であって、ＴＦＴアレイ基板１０上の反射電極９の縦横の境界領域と対向する領域に、ブラックマトリクスまたはブラックストライプと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側にはＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミド膜からなる配向膜２２が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０が封入されている。
【００４４】
このような構成の液晶表示装置１００を製造する方法を、図８〜図１２を参照しつつ具体的に説明する。
まず、図８（Ａ）に示すように、超音波洗浄等により清浄化したＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’を準備した後、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、シリコン酸化膜からなる下地保護膜１１をプラズマＣＶＤ法により１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えば、モノシランと笑気ガス（一酸化二窒素）との混合ガスやＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）と酸素、またはジシランとアンモニアを用いることができる。
【００４５】
次に、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、非晶質シリコン膜からなる半導体膜１をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えばジシランやモノシランを用いることができる。次に、半導体膜１に対してレーザ光を照射してレーザアニールを施す。その結果、アモルファスの半導体膜１は、一度溶融し、冷却固化過程を経て結晶化する。
【００４６】
次に、半導体膜１の表面にフォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク（レジストパターン）５５１を形成し、このレジストマスク５５１を用いて半導体膜１をエッチングすることにより、図８（Ｂ）に示すように、島状の半導体膜１（能動層）を形成するための半導体膜を各々分離した状態に形成する。ここで、レジストマスク５５１の形成にあたっては、図２（ａ）〜（ｃ）に示した本発明のレジスト膜の現像方法が採用される。そして、このような方法が採用されることにより、現像処理の迅速化、および得られるレジストマスク５５１の形状のシャープ化が図られている。
【００４７】
次に、３５０℃以下の温度条件下で、半導体膜１の表面を含むＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜２を５０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えばＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。このゲート絶縁膜２は、シリコン酸化膜に代えて、シリコン窒化膜であってもよい。
【００４８】
次に、図示を省略するが、所定のレジストマスクを介して半導体膜１の延設部分１ｆに不純物イオンを打ち込んで、容量線３ｂとの間に蓄積容量６０を構成するための下電極を形成する（図６および図７参照）。ここでも、レジストマスクの形成にあたっては、図２（ａ）〜（ｃ）に示した本発明のレジスト膜の現像方法が採用される。
【００４９】
次に、図８（Ｃ）に示すように、スパッタ法等により、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、走査線３ａ等を形成するためのアルミニウム、タンタル、モリブデン等からなる金属膜、またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜からなる導電膜３を１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスク５５２を形成する。ここでも、本発明のレジスト膜の現像方法が採用される。
【００５０】
次に、レジストマスクを介して導電膜３をドライエッチングし、図６（Ｄ）に示すように、走査線３ａ（ゲート電極）、容量線３ｂ等を形成する。
次に、画素ＴＦＴ部および駆動回路のＮチャネルＴＦＴ部（図示せず）の側には、走査線３ａやゲート電極をマスクとして、約０．１×１０１３／ｃｍ２〜約１０×１０１３／ｃｍ２のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）を打ち込んで、走査線３ａに対して自己整合的に低濃度領域１ｂを形成する。ここで、走査線３ａの真下に位置し、不純物イオンが導入されなかった部分は半導体膜１のままのチャネル形成用領域１ａ’となる。
【００５１】
次に、図９（Ａ）に示すように、画素ＴＦＴ部では、走査線３ａ（ゲート電極）より幅の広いレジストマスク５５３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１０１５／ｃｍ２〜約１０×１０１５／ｃｍ２のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース領域１ａ、高濃度領域１ｃおよび高濃度ドレイン領域１ｄを形成する。
【００５２】
これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極より幅の広いレジストマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。また、走査線３ａをマスクにして高濃度の不純物を打ち込んで、セルフアライン構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。
【００５３】
次に、図９（Ｂ）に示すように、走査線３ａの表面側に、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜４を３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えば、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５４を形成する。ここでも、本発明のレジスト膜の現像方法が採用される。
【００５４】
次に、レジストマスク５５４を介して層間絶縁膜４のドライエッチングを行い、図９（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜４においてソース領域およびドレイン領域に対応する部分等にコンタクトホールをそれぞれ形成する。
次に、図９（Ｄ）に示すように、層間絶縁膜４の表面側に、データ線６ａ（ソース電極）等を構成するためのアルミニウム膜、チタン膜、窒化チタン膜、タンタル膜、モリブデン膜、またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜、または積層膜からなる金属膜６をスパッタ法等で１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスク５５５を形成する。ここでも、本発明のレジスト膜の現像方法が採用される。
【００５５】
次に、レジストマスク５５５を介して金属膜６にドライエッチングを行い、図１０（Ａ）に示すように、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを形成する。金属膜６は、ウェットエッチングで加工しても良い。
さらに、図１０（Ｂ）に示すように、シリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５を、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの表面側にＣＶＤ法等により１００ｎｍ〜８００ｎｍの膜厚に形成し、後で画素電極と電気的に導通する為のコンタクトホール１５’を形成する。
【００５６】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、アクリル樹脂等の有機系の透光性の感光性樹脂７ａを例えばスピンコート法で塗布した後、感光性樹脂７ａをフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることによって、図１１（Ａ）に示すように、表面に複数の凸部パターン７ｇが形成された凸部形成層７を形成する。
この際、形成すべき凸部パターン７ｇに対応したパターンを有するフォトマスクを用いるが、仮にポジタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターン７ｇの個所が遮光パターンとなったフォトマスクを用いればよい。また、ネガタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターン７ｇの個所が透光パターンとなったフォトマスクを用いればよい。なお、このようなフォトマスクを形成する際にも、本発明のレジスト膜の現像方法が採用される。
【００５７】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術を利用して、前記第２層間絶縁膜５に形成されたコンタクトホール１５’上の凸部形成層７を、ドレイン電極６ｂの表面に達するまで開口させて、コンタクトホール１５を形成する。
次に、図１２（Ａ）に示すように、凸部形成層７およびコンタクトホール１５の表面に、スパッタリング法等によってアルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、またはチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜のような反射性を備えた金属膜９ａを形成する。
【００５８】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、金属膜９ａをパターニングして開口部９ｄを備えた反射電極９を形成する。このようにして形成した反射電極９は、ドレイン電極６ｂと電気的に接続されるとともに、その表面には、凸部形成層７表面の凸部パターン７ｇによって平坦部のない、なだらかな形状の凸部パターン９ｇが形成されている。
その後、前記反射電極９及び前記開口部９ｄ上にＩＴＯ等の透明導電膜から構成される透明電極９１を形成する。そして、該透明電極９１上にポリイミドからなる配向膜１２を形成する。それには、ポリイミド膜を形成した後、ラビング処理を施せばよい。以上の工程を経て、ＴＦＴアレイ基板１０が完成する。
【００５９】
一方、対向基板２０については、ガラス等からなる基板本体２０’を用意し、基板本体２０’表面の画素間に対応する領域に遮光膜２３を形成した後、スパッタリング法等によりＩＴＯ等の透明導電性材料を堆積し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、基板本体２０’のほぼ全面に共通電極２１を形成する。さらに、共通電極２１の全面に、配向膜形成用の塗布液を塗布した後、ラビング処理を施すことにより、配向膜２２を形成し、対向基板２０が製造される。
【００６０】
前述のようにして製造されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを、配向膜１２，２２が互いに対向するようにシール材を介して貼り合わせ、真空注入法などの方法により両基板間の空間に液晶を注入し、液晶層５０を形成する。最後に、こうしてできた液晶セルの外側に必要に応じて位相差板、偏光板等を貼付し、本実施の形態の液晶表示装置１００が完成する。
【００６１】
このような液晶表示装置１００の製造方法によれば、フォトリソグラフィ工程において前述した本発明のレジスト膜の現像方法を採用しているので、現像の処理時間を短縮することができることから生産性を向上することができ、また、シャープな形状のレジストパターンを形成できることからこれを用いて形成するパターンの精度を向上することができる。
【００６２】
なお、本発明の半導体装置の製造方法が適用される半導体装置としては、前記の液晶表示装置１００に限定されることなく、メモリやＴＦＴ等のスイッチング素子などを有する各種の半導体装置、例えば、有機エレクトロルミネッセンス装置、電気泳動装置、プラズマディスプレイ装置等の電気光学装置など、種々のデバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はレジスト膜の現像方法の工程図である。
【図３】液晶表示装置の平面図である。
【図４】図３のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図５】同、複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図６】同、ＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’線における画素の断面図である。
【図８】同、液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】同、工程断面図の続きである。
【図１０】同、工程断面図の続きである。
【図１１】同、工程断面図の続きである。
【図１２】同、工程断面図の続きである。
【符号の説明】
１…現像装置、２…基板、３…レジスト膜、４…現像処理部、５…赤外線照射光源、６…波長域選択機能、７…現像液、１００…液晶表示装置
【図１】
2004273823.tif 000004
【図２】
2004273823.tif 000005
【図３】
2004273823.tif 000006
【図４】
2004273823.tif 000007
【図５】
2004273823.tif 000008
【図６】
2004273823.tif 000009
【図７】
2004273823.tif 000010
【図８】
2004273823.tif 000011
【図９】
2004273823.tif 000012
【図１０】
2004273823.tif 000013
【図１１】
2004273823.tif 000014
【図１２】
2004273823.tif 000015