專利名稱：布線襯底、顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及布線襯底、顯示裝置及其制造方法，特別涉及具有層疊了金屬膜的布線的布線襯底、使用了該布線襯底的顯示裝置以及它們的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為以CRT顯示器為代表的顯示裝置，廣泛應(yīng)用平面型的顯示裝置。特別是對(duì)于液晶顯示裝置或者有機(jī)EL(電致發(fā)光)(electroluminescence)顯示裝置來(lái)說(shuō)，從輕量、薄型、低功耗的優(yōu)點(diǎn)看而備受關(guān)注。作為液晶顯示裝置或者有機(jī)EL顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方式之一，有使用了開(kāi)關(guān)元件的有源矩陣型。在有源矩陣型中，例如，在各像素電極上電連接了作為開(kāi)關(guān)元件的TFT。即，在有源矩陣型顯示裝置中，使用以陣列狀排列了TFT的TFT陣列襯底。因此，在有源矩陣型的液晶顯示裝置等中，能夠?qū)崿F(xiàn)在相鄰的像素間不存在串?dāng)_的良好顯示。在目前的平面型的顯示裝置中，有源矩陣型成為主流。
為了降低平面型顯示裝置的制造成本，降低TFT陣列襯底的制造成本也成為最大課題?？紤]以數(shù)目更少的圖形來(lái)制造TFT陣列襯底。即，考慮減少使用光掩模的曝光步驟的次數(shù)來(lái)簡(jiǎn)化制造工藝的技術(shù)。
另一方面，隨著顯示裝置的細(xì)微化等，使用鋁或者其合金(以下統(tǒng)稱Al等)作為布線材料。即，使用Al等作為布線材料能夠降低布線電阻。但是，由Al等構(gòu)成的金屬薄膜由于在制造步驟中的加熱而產(chǎn)生小丘(hillock)。因此，存在降低覆蓋絕緣膜的絕緣性的問(wèn)題。故提出了在Al等上層疊了鉬(Mo)層后的層疊結(jié)構(gòu)的技術(shù)。
但是，Al等、Mo刻蝕速度(etching rate)有很大差異。因此，側(cè)面刻蝕的程度會(huì)產(chǎn)生較大差別。在通過(guò)刻蝕得到的金屬布線圖形的側(cè)端面上會(huì)形成凹部或者突起(overhang)等。因此，存在絕緣膜的覆蓋性降低的問(wèn)題。
使用圖13對(duì)具有Al等與Mo的層疊結(jié)構(gòu)的TFT進(jìn)行說(shuō)明。圖13是表示現(xiàn)有技術(shù)的TFT結(jié)構(gòu)的剖面圖。12是像素電極、13是柵極布線、14是柵極絕緣膜、15是半導(dǎo)體膜、16是源電極、17是漏電極、18是層間絕緣膜、19是接觸孔。此處，柵極布線13是Al等構(gòu)成的下層31和Mo構(gòu)成的上層32的層疊結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，由Mo構(gòu)成的上層32的突起形狀因濕法刻蝕工藝等的變動(dòng)而產(chǎn)生分散。如圖13的E部分所示，突起的突出部分較大時(shí)，柵極絕緣膜14的覆蓋性劣化。由此，其上的漏電極17產(chǎn)生斷線等不良情況。此外，即使F部分所示的覆蓋性沒(méi)問(wèn)題的部位，上層32的前端部也形成為銳角狀。因此，導(dǎo)致產(chǎn)生電場(chǎng)集中、發(fā)生耐壓降低不良的問(wèn)題。
公開(kāi)了針對(duì)這樣的問(wèn)題的技術(shù)。(參照專利文獻(xiàn)1、2)專利文獻(xiàn)1 特開(kāi)2001-166336號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特開(kāi)2001-311954號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1中，規(guī)定刻蝕液的組成，使刻蝕速度大致相同。另一方面，在專利文獻(xiàn)2中，在鉬中添加鉻或者鋯等元素，使刻蝕速度大致相同。但是，在所述的技術(shù)中，存在將布線加工成所希望的剖面形狀較困難的問(wèn)題。即，在改變膜厚或者組成時(shí)，會(huì)在側(cè)面形成突起或者凹部。此外，布線的剖面形狀會(huì)根據(jù)布線基底膜的狀態(tài)而變化。并且，存在使材料的選擇面顯著變小的情況。
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)的布線襯底中，當(dāng)含有Al的金屬膜上存在含有Mo的金屬膜時(shí)，導(dǎo)致覆蓋性或者絕緣性降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種具有能夠以所希望的剖面形狀形成的層疊結(jié)構(gòu)的布線的布線襯底、顯示裝置以及它們的制造方法。
本發(fā)明第一方式的布線襯底的制造方法，是一種將至少由第一金屬膜和第二金屬膜構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)作為布線的布線襯底的制造方法，具有如下步驟在襯底上形成含有鋁的第一金屬膜的步驟；在所述第一金屬膜上形成含有鉬的第二金屬膜的步驟；在所述第二金屬膜上形成抗蝕劑圖形的步驟；為了對(duì)所述第一金屬膜以及所述第二金屬膜進(jìn)行側(cè)面刻蝕，通過(guò)所述抗蝕劑圖形對(duì)所述第一金屬膜以及所述第二金屬膜進(jìn)行刻蝕的第一刻蝕步驟；在所述第一刻蝕步驟之后，為了使所述第二金屬膜的側(cè)端部的表面露出而使所述抗蝕劑圖形后退的灰化步驟；所述灰化步驟之后，為了使所述第二金屬膜的剖面成為正錐形形狀而通過(guò)所述后退的抗蝕劑圖形進(jìn)行刻蝕的第二刻蝕步驟。
按照本發(fā)明，可提供一種具有以所希望的剖面形狀形成的層疊結(jié)構(gòu)的布線的布線襯底、顯示裝置以及它們的制造方法。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的TFT結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的TFT結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的制造步驟的流程圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的刻蝕步驟中的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的刻蝕步驟中的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的刻蝕步驟中的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的刻蝕步驟中的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的刻蝕步驟中的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖9(a)是示意性示出在B點(diǎn)刻蝕劑能夠入射的立體角ΩB的圖，圖9(b)是示意性示出在D點(diǎn)刻蝕劑能夠入射的立體角ΩD的圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的刻蝕步驟中的其他結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的刻蝕步驟中的其他結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式的TFT陣列襯底的刻蝕步驟中的其他結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖13是表示現(xiàn)有技術(shù)的TFT結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。以下的說(shuō)明只是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。為了使說(shuō)明明確，以下的記載能夠適當(dāng)省略以及簡(jiǎn)化。此外，若是本領(lǐng)域技術(shù)人員，能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)容易地對(duì)以下實(shí)施方式的各要素進(jìn)行變更、追加、變換。此外，在各圖中標(biāo)注相同符號(hào)的部分表示相同的要素，適當(dāng)省略其說(shuō)明。
參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施方式的顯示裝置中所使用的襯底結(jié)構(gòu)的正面圖。作為本實(shí)施方式的顯示裝置，是液晶顯示裝置或者有機(jī)EL顯示裝置等平面型顯示裝置(flat panel display)。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置具有襯底110。襯底110例如是薄膜晶體管(TFT)陣列(transistor array)襯底等的布線襯底。在襯底110上設(shè)置有顯示區(qū)域111和以包圍顯示區(qū)域111的方式設(shè)置的框區(qū)域112。在該顯示區(qū)域111上形成多條柵極布線(掃面信號(hào)線)13和多條源極布線(顯示信號(hào)線)11。多條柵極布線13平行地設(shè)置。同樣，多條源極布線11平行地設(shè)置。柵極布線13和源極布線11以彼此交叉的方式形成。柵極布線13與源極布線11正交。并且，相鄰的柵極布線13和源極布線11所包圍的區(qū)域?yàn)橄袼?17。因此，在襯底110上，像素117以矩陣狀配置。
并且，在襯底110的框區(qū)域112上，設(shè)置了掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路115和顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116。柵極布線13從顯示區(qū)域111延伸設(shè)置到框區(qū)域112。并且，在襯底110的端部，柵極布線13與掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路115連接。同樣，源極布線11也從顯示區(qū)域111延伸設(shè)置到框區(qū)域112。并且，在襯底110的端部，源極布線11與顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116連接。在掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路115的附近連接了外部布線118。此外，在顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116的附近連接外部布線119。外部布線118、119例如是FPC(Flexible Printed Circuit柔性印制電路)等布線襯底。
通過(guò)外部布線118、119將來(lái)自外部的各種信號(hào)供給到掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路115以及顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116。掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路115基于來(lái)自外部的控制信號(hào)向柵極布線13供給柵極信號(hào)(掃描信號(hào))。根據(jù)該柵極信號(hào)依次選擇柵極布線13。顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116基于來(lái)自外部的控制信號(hào)或者顯示數(shù)據(jù)向源極布線11供給顯示信號(hào)。由此，向各像素117供給對(duì)應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的顯示電壓。并且，掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路115和顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116不限于配置在襯底110上的結(jié)構(gòu)。例如，可以通過(guò)TCP(帶載封裝)連接驅(qū)動(dòng)電路。
在像素117內(nèi)至少形成一個(gè)薄膜晶體管(TFT)120。TFT配置在源極布線11與柵極布線13的交叉點(diǎn)附近。例如，該TFT對(duì)像素電極供給顯示電壓。即，根據(jù)來(lái)自柵極布線13的柵極信號(hào)，使作為開(kāi)關(guān)元件的TFT導(dǎo)通(on)。由此，從源極布線11向與TFT漏電極連接的像素電極施加顯示電壓。并且，在像素電極與對(duì)置電極之間產(chǎn)生與顯示電壓相應(yīng)的電場(chǎng)。并且，在襯底110的表面形成取向膜(未圖示)。
并且，在襯底110上，對(duì)置地配置了對(duì)置襯底。對(duì)置襯底例如是濾色片(color filter)襯底，配置在可見(jiàn)側(cè)。在對(duì)置電極上形成濾色片、黑矩陣(BMBlack Matrix)、對(duì)置電極以及取向膜等。并且，也有對(duì)置電極配置在襯底110側(cè)的情況。并且，在襯底110與對(duì)置襯底之間夾持液晶層。即，在襯底110與對(duì)置襯底之間注入液晶。并且，在襯底110與對(duì)置襯底的外側(cè)面上設(shè)置偏振板以及相位差板等。此外，在液晶顯示面板的可見(jiàn)側(cè)的相反側(cè)設(shè)置背光單元(backlight unit)等。
由像素電極與對(duì)置電極之間的電場(chǎng)對(duì)液晶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。即，襯底間的液晶取向方向發(fā)生變化。由此，透過(guò)液晶層的光的偏振狀態(tài)發(fā)生改變。即，透過(guò)偏振板成為線偏振光的光由于液晶層而改變偏振狀態(tài)。具體地說(shuō)，來(lái)自背光單元的光因陣列襯底的偏振板而成為線偏振光。并且，該線偏振光透過(guò)液晶層，由此，改變偏振狀態(tài)。
因此，透過(guò)對(duì)置襯底側(cè)的偏振板的光量根據(jù)偏振狀態(tài)而改變。即，從背光單元透過(guò)液晶顯示面板的透射光中的、透過(guò)可見(jiàn)側(cè)的偏振板的光的光量發(fā)生改變。液晶的取向方向根據(jù)所施加的顯示電壓而改變。因此，能夠通過(guò)控制顯示電壓來(lái)改變透過(guò)可見(jiàn)側(cè)的偏振板的光量。即，按照每個(gè)像素改變顯示電壓，由此，能夠顯示所希望的圖像。
在本發(fā)明中，對(duì)將襯底110作為液晶顯示裝置中所使用的底柵(bottom gate)型結(jié)構(gòu)的TFT陣列襯底進(jìn)行說(shuō)明。使用圖2以及圖3對(duì)本發(fā)明的襯底110的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖2是示意性地示出襯底110的TFT部分結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3是圖2的A-A剖面圖，示意性地示出襯底110的TFT部分的結(jié)構(gòu)。
11是源極布線、12是像素電極、13是柵極布線、14是柵極絕緣膜、15是半導(dǎo)體膜、16是源電極、17是漏電極、18是層間絕緣膜、19是接觸孔。
在襯底110上形成具有柵電極的柵極布線13。此處，采用了在柵極布線13中包含了TFT120的柵電極的結(jié)構(gòu)，但是，也可以制作成從柵極布線13使柵電極延伸的結(jié)構(gòu)。柵極布線13是下層31以及上層32的層疊結(jié)構(gòu)。此處，下層31由鋁(Al)或者鋁合金(以下統(tǒng)稱Al等)構(gòu)成。即，下層31是含鋁的導(dǎo)電性金屬層。這樣，使用以Al或者以Al為主要成分的合金作為下層31。在下層31上設(shè)置了上層32。上層32含鉬(Mo)。上層32使用Mo或者以Mo為主要成分的合金。在下層31上直接形成上層32。即，下層31的上表面與上層32的下表面接觸。
在柵極布線13上形成柵極絕緣膜14。柵極絕緣膜14以覆蓋柵極布線13的方式形成。即，柵極布線13被柵極絕緣膜14覆蓋。
此處，柵極布線13通過(guò)后述的刻蝕步驟等進(jìn)行構(gòu)圖(patterning)。由此，能夠使由含Al的下層31和含Mo的上層32的層疊結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的柵極布線13成為正錐形。由此，能夠提高柵極布線13的覆蓋性。故能夠防止柵極絕緣膜14上的導(dǎo)電層斷線或者產(chǎn)生耐壓不良。這樣，能夠使柵極布線13成為所希望的剖面形狀。該刻蝕步驟以后詳細(xì)說(shuō)明。
在柵極絕緣膜14上形成了半導(dǎo)體膜15。半導(dǎo)體膜15例如由a-Si層或者p-Si層構(gòu)成。此外，對(duì)半導(dǎo)體膜15注入例如磷(P)等雜質(zhì)。半導(dǎo)體膜15例如由半導(dǎo)體有源層和歐姆接觸(ohmic contact)層構(gòu)成。此處，在TFT120的溝道中，除去歐姆接觸層，使半導(dǎo)體有源層露出。在該溝道兩側(cè)形成TFT 120的源極和漏極。
在半導(dǎo)體膜15的歐姆接觸層上形成源電極16以及漏電極17。該源電極16從源極布線11延伸出。此處，源電極16以及漏電極17以與源極布線11相同的金屬膜進(jìn)行設(shè)置。具體地說(shuō)，源電極16、以及漏電極17是從下方依次為Mo/Al/Mo的三層結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，可以使用這些之外的材料。在半導(dǎo)體膜15的圖形的一端上設(shè)置源電極16，在另一端上設(shè)置漏電極17。即，源電極16以及漏電極17夾著溝道對(duì)置。
并且，在源電極16以及漏電極17上形成層間絕緣膜18。以覆蓋半導(dǎo)體膜15的溝道部、源電極16、漏電極17以及元件布線11的方式形成層間絕緣膜18。并且，在層間絕緣膜18上形成接觸孔19，該接觸孔19用于取得與漏電極17的連接。
在層間絕緣膜18上形成了像素電極12。像素電極12埋設(shè)在接觸孔19中。因此，像素電極12通過(guò)接觸孔19與漏電極17連接。由此，來(lái)自源極布線11的顯示電壓通過(guò)TFT供給到像素電極12。像素電極12例如由ITO等透明導(dǎo)電膜形成。并且，在反射型或者半透射型液晶顯示裝置中，由金屬膜等反射電極形成像素電極12。該像素電極12例如設(shè)置在像素的大致整體上。像素電極12被施加顯示電壓時(shí)，在與對(duì)置電極(未圖示)之間產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)液晶的電場(chǎng)。
然后，使用圖4對(duì)所述TFT陣列襯底的制造步驟進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示襯底110的制造步驟的流程圖。首先，形成柵極布線13(步驟S101)。具體地說(shuō)，在絕緣襯底110上以濺射法連續(xù)地形成下層31和上層32。此處，使用AlCu合金膜作為下層31的金屬膜，使用MoNb合金膜作為上層32的金屬膜。并且，各層的組成比例并未特別限定。下層31的膜厚由布線電阻決定，例如，可以制作成200nm。此外，考慮到以后步驟的接觸孔刻蝕引起的膜減少量，上層32的膜厚定為100nm。并且，在下層31以及上層32上涂敷抗蝕劑膜。使用形成有預(yù)定的掩模圖形的光掩模對(duì)該抗蝕劑膜進(jìn)行曝光。對(duì)曝光后的抗蝕劑膜進(jìn)行顯影，在襯底110上形成對(duì)應(yīng)于柵極布線13的圖形的抗蝕劑圖形。并且，可以在與形成柵極布線13的相同步驟中，形成輔助電容電極等。
通過(guò)該抗蝕劑圖形對(duì)上層32以及下層31進(jìn)行刻蝕。即，對(duì)設(shè)置在襯底110的大致整個(gè)面上的柵極布線13進(jìn)行刻蝕。并且，除去抗蝕劑圖形，形成柵極布線13。對(duì)該上層32以及下層31進(jìn)行刻蝕的步驟以后詳細(xì)說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，柵極布線13的剖面成為正錐形。即，越接近襯底110，柵極布線13的圖形寬度越寬。由此，能夠提高覆蓋性以及耐壓性。
然后，形成柵極絕緣膜14(步驟S102)。并且，形成半導(dǎo)體膜15(步驟S103)。具體地說(shuō)，通過(guò)CVD法連續(xù)地形成柵極絕緣膜14以及半導(dǎo)體膜15。例如，可使用SiNx或者SiO2等無(wú)機(jī)絕緣膜作為柵極絕緣膜14。該柵極絕緣膜14覆蓋柵極布線13。此處，因?yàn)闁艠O布線13的剖面為正錐形形狀，所以，覆蓋性良好?？墒褂胊-Si膜或者p-Si膜作為半導(dǎo)體膜15。并且，使用照相制版步驟對(duì)半導(dǎo)體膜15進(jìn)行構(gòu)圖。即，進(jìn)行抗蝕劑涂敷、曝光、顯影、刻蝕、抗蝕劑剝離。由此，將半導(dǎo)體膜15加工成所希望的圖形。對(duì)該半導(dǎo)體膜15注入雜質(zhì)。雜質(zhì)的注入步驟并不特別限定。
并且，從構(gòu)圖后的半導(dǎo)體膜15上形成源電極16、源極布線11以及漏電極17(步驟S104)。具體地說(shuō)，從半導(dǎo)體膜15以及柵極絕緣膜14上以濺射法形成金屬薄膜。并且，通過(guò)照相制版步驟進(jìn)行構(gòu)圖。即，進(jìn)行抗蝕劑涂敷、曝光、顯影、刻蝕、抗蝕劑剝離。由此，可將金屬薄膜加工為所希望的圖形。例如，刻蝕可以利用使用了預(yù)定的刻蝕劑的濕法刻蝕。能夠形成源極布線11、源電極16以及漏電極17。此處，源極布線11、源電極16以及漏電極17能夠制作成從下開(kāi)始依次為Mo/Al/Mo構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。
并且，在源極布線11、源電極16以及漏電極17上形成層間絕緣膜18(步驟S105)?？墒褂肧iNx膜作為層間絕緣膜18。例如，通過(guò)CVD法形成100～400nm的氮化膜。并且，通過(guò)照相制版步驟對(duì)氮化膜進(jìn)行構(gòu)圖。由此，能夠在漏電極17上形成設(shè)置有接觸孔19的層間絕緣膜18。并且，層間絕緣膜18也可使用有機(jī)絕緣膜或者其他的無(wú)機(jī)絕緣膜。并且，也可以層疊不同材料的絕緣膜。由此，能夠可靠防止因產(chǎn)生小孔(pinhole)等引起的短路。
然后，從層間絕緣膜18上形成像素電極12。具體地說(shuō)，通過(guò)濺射法等，形成ITO膜等的透明性導(dǎo)電膜。并且，通過(guò)照相制版步驟進(jìn)行構(gòu)圖。由此，形成像素電極12。像素電極12例如設(shè)置在像素的大致整體上。通過(guò)接觸孔19，漏電極17與像素電極12接觸，成為T(mén)FT120與像素電極12連接的結(jié)構(gòu)。在以上的步驟中，形成TFT以及像素。將該像素排列為陣列狀，由此，形成TFT陣列襯底。
然后，使用圖5～圖10對(duì)形成柵極布線13的步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖5～圖10是表示柵極布線13的圖形形成步驟的剖面形狀的步驟剖面圖。在圖5～圖10中，示出柵極布線13的側(cè)端面附近的結(jié)構(gòu)。此處，在下層(Al層)31上設(shè)置了上層(Mo層)32。此處，將下層31和上層32的2層結(jié)構(gòu)作為層疊結(jié)構(gòu)34。此外，在上層32上形成抗蝕劑圖形33。通過(guò)抗蝕劑涂敷、曝光、顯影步驟形成抗蝕劑圖形33。如圖5所示，抗蝕劑圖形33為正錐形形狀。
然后，使用成分為磷酸+硝酸+醋酸的藥液(刻蝕劑)進(jìn)行第一刻蝕。由此，一起對(duì)由下層31以及上層32構(gòu)成的Mo/Al的層疊結(jié)構(gòu)34進(jìn)行刻蝕。隔著顯影后的抗蝕劑圖形33進(jìn)行第一刻蝕。因此，通過(guò)濕法刻蝕除去抗蝕劑圖形33開(kāi)口部的下層31以及上層32。由此，成為圖6所示的結(jié)構(gòu)。在抗蝕劑圖形33的開(kāi)口部，除去下層31以及上層32，使作為基底的襯底110露出。此處，相對(duì)于層疊結(jié)構(gòu)34的最佳刻蝕(just etch)時(shí)間，實(shí)施100％的過(guò)刻蝕(overetching)。即，以最佳刻蝕時(shí)間2倍的時(shí)間進(jìn)行濕法刻蝕。由此，能夠防止刻蝕速度的不均勻引起的下層31的刻蝕殘?jiān)?br> 此時(shí)，下層31的側(cè)面刻蝕(side etch)量例如為0.5μm。此外，在進(jìn)行濕法刻蝕時(shí)，由于Mo-Al間的電池效應(yīng)，上層32的刻蝕速度降低。因此，層疊結(jié)構(gòu)34的側(cè)端面在上層32為倒錐形，而在下層31為正錐形。因此，層疊結(jié)構(gòu)34的剖面形狀在上層32和下層31的界面上成為最凹陷的形狀。這樣，層疊結(jié)構(gòu)34在上層32與下層31的界面成為中間較細(xì)的剖面形狀。此外，上層32的側(cè)端部為房檐(ひさし)形狀。并且，上層32的房檐部分的前端為銳角。此外，由于層疊結(jié)構(gòu)34的側(cè)面刻蝕，層疊結(jié)構(gòu)34的側(cè)端面存在于抗蝕劑圖形33的側(cè)端面的內(nèi)側(cè)。因此，抗蝕劑圖形33的側(cè)端部形成為從上側(cè)32的端部露出的房檐形狀A(yù)。
然后，通過(guò)感應(yīng)耦合型的等離子體產(chǎn)生裝置，對(duì)抗蝕劑圖形33進(jìn)行半灰化(half ashing)。具體地說(shuō)，將抗蝕劑圖形33暴露在O2等離子體中，抗蝕劑圖形33后退。例如，在O2等離子體中所產(chǎn)生的氧自由基(radical)36等沖擊抗蝕劑圖形33的表面。因此，從抗蝕劑圖形33的表面?zhèn)冗M(jìn)行灰化。由此，對(duì)抗蝕劑圖形33進(jìn)行減膜處理。因此，除去抗蝕劑圖形33的一部分，膜厚變薄。圖7示出正在進(jìn)行該灰化處理的狀態(tài)。
具體地說(shuō)，以O(shè)2＝2.54×10-1Pa·m3/sec(＝150sccm)、RF功率(power)＝800W、處理壓力＝6.0Pa，工藝時(shí)間可設(shè)定為60秒。此時(shí)，如圖7所示，由于來(lái)自襯底110的反沖自由基35，從底面對(duì)抗蝕劑圖形33的房檐形狀A(yù)進(jìn)行灰化。即，氧等離子體中產(chǎn)生的自由基36在襯底110或者上層32的上表面上反沖。并且，該反沖自由基35從底面?zhèn)葘?duì)抗蝕劑圖形33進(jìn)行沖擊。由此，反沖自由基35沖擊抗蝕劑圖形33的上層32側(cè)的面(底面)，也從抗蝕劑圖形33的底面?zhèn)冗M(jìn)行灰化。由此，抗蝕劑圖形33的側(cè)端部從底面?zhèn)群笸?。故抗蝕劑圖形33的從上層32的端部露出的部分被除去。
此處，調(diào)整灰化時(shí)間，以使抗蝕劑圖形的后退量與下層31的側(cè)面刻蝕量相等。此處，抗蝕劑圖形33的后退量為0.5μm。由此，抗蝕劑圖形33從表面?zhèn)乳_(kāi)始減掉0.5μm的厚度。因此，灰化處理結(jié)束時(shí)，如圖8所示，抗蝕劑圖形33的側(cè)端面與上層32的側(cè)端面相比后退到內(nèi)側(cè)。即，在抗蝕劑圖形33的側(cè)端部，除了來(lái)自上表面?zhèn)鹊淖杂苫?6的沖擊外，還有反沖自由基35的沖擊。因此，抗蝕劑圖形33的側(cè)端部的后退量比其他部分大。此處，將抗蝕劑圖形33的側(cè)面中最寬的點(diǎn)作為抗蝕劑圖形33側(cè)端面的前端部C。即，將抗蝕劑圖形33變?yōu)樽顚挼牟课蛔鳛閭?cè)端面的前端部C。
如上所述，因?yàn)閺牡酌鎮(zhèn)冗M(jìn)行灰化，所以，抗蝕劑圖形33側(cè)端面的前端部C位于膜厚方向的中途。因此，抗蝕劑圖形33的底面?zhèn)鹊膫?cè)端D與側(cè)端面的前端部C相比后退為內(nèi)側(cè)。換言之，從抗蝕劑圖形33的底面到前端部C的高度，抗蝕劑圖形33的剖面成為倒錐形形狀。這樣，抗蝕劑圖形33底面?zhèn)鹊囊徊糠值钠拭娉蔀榈瑰F形形狀。
抗蝕劑圖形33底面?zhèn)鹊膫?cè)端D與側(cè)端面的前端部C相比位于內(nèi)側(cè)。即，抗蝕劑圖形33的側(cè)端面中的底面?zhèn)鹊囊徊糠殖蔀榈瑰F形形狀。并且，抗蝕劑圖形33的后退量可以是與下層31的側(cè)面刻蝕量不同的值。此處，優(yōu)選抗蝕劑圖形33側(cè)面的前端部C與上層32的房檐的前端部B相比后退。即，優(yōu)選調(diào)整灰化時(shí)間，以使抗蝕劑圖形33的圖形寬度比上層32的圖形寬度窄。這樣，通過(guò)使抗蝕劑圖形33的后退量比側(cè)面刻蝕量大，由此，能夠簡(jiǎn)便地使層疊結(jié)構(gòu)34成為所希望的形狀。
然后，通過(guò)相同的等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行第二刻蝕。此處，通過(guò)后退的抗蝕劑圖形33對(duì)上層32進(jìn)行刻蝕。由此，能夠除去上層32的房檐部分。并且，按照抗蝕劑圖形33后退的量，對(duì)上層32進(jìn)行刻蝕。具體地說(shuō)，設(shè)為SF6/O2＝1.01×10-1/6.76×10-2Pa·m3/sec(＝60/40sccm)、RF功率為800W、工藝壓力＝1.5Pa。即，將襯底110暴露在通過(guò)SF6與O2的混合氣體生成的等離子體中。等離子體中的刻蝕劑(有助于刻蝕的反應(yīng)種)入射到上層32上，由此，對(duì)上層32進(jìn)行刻蝕。由于使用了SF6，所以，典型的刻蝕劑為氟自由基。第二刻蝕步驟中，使用了未施加襯底偏置功率(bias power)的各向同性刻蝕模式(etching mode)。即，在未對(duì)載置有襯底110的載物臺(tái)(stage)等施加偏置電壓的狀態(tài)下進(jìn)行刻蝕。由此，對(duì)上層32進(jìn)行各向同性刻蝕。此外，因?yàn)槲词┘悠霉β?，所以，能夠抑制襯底切削、防止襯底的白濁。由此，能夠提高襯底110的透射率，提高光的利用率。
將刻蝕時(shí)間設(shè)為相當(dāng)于厚度為100nm的上層32的最佳刻蝕時(shí)間的20秒。因?yàn)槭褂昧烁飨蛲钥涛g模式，所以，刻蝕劑的入射方向是隨機(jī)的。在各向同性刻蝕中，刻蝕的進(jìn)行速度因刻蝕劑能夠入射的立體角而改變。即，未被抗蝕劑圖形33遮擋的區(qū)域的立體角越大，刻蝕劑的入射頻率越高，越能快速進(jìn)行刻蝕?？刮g劑圖形33底面?zhèn)鹊膫?cè)端D的位置和上層32的前端部B的位置相比，如圖9(a)以及圖9(b)所示，B點(diǎn)的立體角ΩB比D點(diǎn)的立體角ΩD大。并且，圖9(a)是表示在上層32前端部B的位置上刻蝕劑能夠入射的立體角ΩB的圖。此外，圖9(b)是表示在抗蝕劑圖形33底面?zhèn)鹊膫?cè)端D刻蝕劑能夠入射的立體角ΩD的圖。即，立體角ΩB、ΩD表示能夠?qū)υ撐恢萌肷淇涛g劑的立體角。因此，上層32層端面的前端部B的位置與抗蝕劑圖形33底面?zhèn)鹊膫?cè)端D的位置相比，針對(duì)上層32的刻蝕能夠快速進(jìn)行。并且，在上層32的通過(guò)灰化除去抗蝕劑圖形33后露出的部分，越向內(nèi)側(cè)抗蝕劑量越少。即，在上層32的端部，隨著從上層32側(cè)端面的前端部B的位置朝向抗蝕劑圖形33底面的前端D的位置，刻蝕速度逐漸減小。這樣，通過(guò)第二次刻蝕步驟，能夠?qū)⒌瑰F形形狀的上層32加工成正錐形形狀。
并且，剝離抗蝕劑圖形33后成為圖10所示的結(jié)構(gòu)。如上所述，將上層32刻蝕為正錐形形狀。即，除去位于上層32前端部B的房檐形狀。由此，上層32隨著從底面?zhèn)瘸蛏厦鎮(zhèn)葓D形寬度緩慢減小。
此外，在使用了氟系氣體的刻蝕中，Al不被刻蝕。即，供給包含氟或者氟的化合物的氣體，在等離子體發(fā)生裝置中進(jìn)行第二刻蝕，由此，下層31能夠維持在第一刻蝕中所形成的正錐形形狀。由此，上層32、下層31都成為正錐形形狀。并且，層疊結(jié)構(gòu)體34整體成為正錐形形狀。這樣，優(yōu)選在第二刻蝕步驟中以含有氟或者氟的化合物的氣體進(jìn)行刻蝕。
這樣，依次以第一刻蝕步驟、灰化步驟以及第二刻蝕步驟對(duì)襯底110進(jìn)行處理，由此，將構(gòu)成柵極布線13的層疊結(jié)構(gòu)34加工為正錐形形狀。因此，能夠防止通過(guò)柵極絕緣膜14設(shè)置在柵極布線13上側(cè)的源極布線11的斷線。所述的剖面形狀能夠提高柵極絕緣膜14的覆蓋性。因此，能夠防止以在上側(cè)橫穿柵極布線13的方式配置的源極布線11的斷線。并且，能夠降低因電場(chǎng)集中而產(chǎn)生的柵極絕緣膜14的耐壓不良。將這樣的襯底110用作顯示裝置的布線襯底，由此，能夠提高顯示質(zhì)量。
特別是，襯底上存在交叉的兩條布線的情況下，下側(cè)布線優(yōu)選使用上述的層疊結(jié)構(gòu)34。由此，能夠防止上側(cè)布線的斷線。例如，在下側(cè)為源極布線、上側(cè)為柵極布線的結(jié)構(gòu)的情況下，源極布線優(yōu)選應(yīng)用上述的層疊結(jié)構(gòu)34。當(dāng)然，輔助電容布線也可應(yīng)用層疊結(jié)構(gòu)34。
在如上所述的說(shuō)明中，將第二刻蝕步驟的刻蝕時(shí)間設(shè)為相當(dāng)于最佳刻蝕時(shí)間，但是，以比最佳刻蝕時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行刻蝕亦可。即，可以從最佳刻蝕的狀態(tài)進(jìn)一步延長(zhǎng)刻蝕時(shí)間。此時(shí)，從圖8所示的狀態(tài)進(jìn)一步進(jìn)行上層32的側(cè)面刻蝕。因此，第二刻蝕步驟后的結(jié)構(gòu)如圖11所示。并且，將抗蝕劑圖形33剝離后成為圖12所示的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，上層32底面的前端比下層31上表面的前端相比位于內(nèi)側(cè)。上層32底面?zhèn)鹊膫?cè)端在從下層31上表面?zhèn)鹊膫?cè)端離開(kāi)的位置。此時(shí)，層疊結(jié)構(gòu)34也成為正錐形形狀。因此，能夠加工成為所希望的剖面形狀。
此外，灰化步驟與第二刻蝕步驟可以使用相同的等離子體發(fā)生裝置。即，在設(shè)置于相同的等離子體產(chǎn)生裝置的室(chamber)內(nèi)的襯底載物臺(tái)上載置第一刻蝕步驟后的襯底110，只改變供給氣體就能執(zhí)行這兩個(gè)步驟。因此，能夠連續(xù)地進(jìn)行灰化以及第二刻蝕。由此，能夠降低成品率的降低。并且，不需重新追加灰化裝置或者刻蝕裝置而進(jìn)行實(shí)施。因此，能夠降低設(shè)備成本。例如，使用感應(yīng)耦合型干法刻蝕器(dry etcher)進(jìn)行灰化以及第二刻蝕。并且，等離子體發(fā)生裝置不限于感應(yīng)耦合型，也可以使用平行平板型(電容耦合型)的裝置，能夠執(zhí)行同樣的工藝。當(dāng)然，能夠使用可切換供給其他的干法刻蝕器(dry etcher)進(jìn)行灰化以及第二刻蝕。
并且，下層31的材料不限于AlCu，可以是純Al，并且，也可以是AlNd等以Al為主要成分的合金?；一襟E中的供給氣體為氧，但也可以添加氮。
通過(guò)以上步驟，對(duì)布線進(jìn)行構(gòu)圖，由此，與上層32的Mo的添加物或者濃度無(wú)關(guān)地加工為所希望的剖面形狀。因此，能夠擴(kuò)大布線的材料選擇的自由度。因此，能夠容易地制造出顯示質(zhì)量較高的顯示裝置。此外，上層32可使用在Mo中添加有Nb的合金。使用在Mo中添加有Nb的材料，由此，可提高耐水性。例如，通過(guò)使用MoNb而提高耐水性。當(dāng)然，也可以在MoNb中添加其他金屬。通過(guò)添加Nb，例如，能夠降低在清洗步驟等中產(chǎn)生不良。
并且，不限于液晶顯示裝置，也可在有機(jī)BL顯示裝置或者無(wú)機(jī)EL顯示裝置等的布線中應(yīng)用層疊結(jié)構(gòu)34。在EL顯示裝置中，例如，在所述像素電極12上層疊了自發(fā)光材料和對(duì)置電極。并且，若在像素電極12與對(duì)置電極中流過(guò)電流，則自發(fā)光材料根據(jù)電流而發(fā)光。在有機(jī)EL顯示裝置中，自發(fā)光材料由有機(jī)材料構(gòu)成，在無(wú)機(jī)EL顯示裝置中由無(wú)機(jī)材料構(gòu)成。EL顯示裝置的情況下，用于供給電源電壓的電源電壓布線也可應(yīng)用所述的層疊結(jié)構(gòu)34。并且，也可應(yīng)用于其他的顯示裝置。特別是，將所述層疊結(jié)構(gòu)34用作布線的布線襯底可適用于平面型顯示裝置(平板顯示器)。
并且，不限于有源矩陣型，也適應(yīng)于無(wú)源矩陣(passive matrix)型的顯示裝置。即，可將層疊結(jié)構(gòu)34應(yīng)用于將像素設(shè)置為矩陣狀的陣列襯底的布線中。此外，不僅是顯示區(qū)域111內(nèi)的信號(hào)布線，也可應(yīng)用于設(shè)置在框區(qū)域112上的布線中。例如，用于從外部向所述柵極布線13或者源極布線11供給信號(hào)用的纏繞布線。此時(shí)，能夠與顯示區(qū)域111內(nèi)的信號(hào)布線同時(shí)形成。
權(quán)利要求
1.一種將至少由第一金屬膜和第二金屬膜構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)作為布線的布線襯底的制造方法，包括在襯底上形成含有鋁的第一金屬膜的步驟；在所述第一金屬膜上形成含有鉬的第二金屬膜的步驟；在所述第二金屬膜上形成抗蝕劑圖形的步驟；為了對(duì)所述第一金屬膜以及所述第二金屬膜進(jìn)行側(cè)面刻蝕，通過(guò)所述抗蝕劑圖形對(duì)所述第一金屬膜以及所述第二金屬膜進(jìn)行刻蝕的第一刻蝕步驟；在所述第一刻蝕步驟之后，為了使所述第二金屬膜的側(cè)端部的表面露出而使所述抗蝕劑圖形后退的灰化步驟；以及所述灰化步驟之后，為了使所述第二金屬膜的剖面成為正錐形形狀而通過(guò)所述后退后的抗蝕劑圖形進(jìn)行刻蝕的第二刻蝕步驟。
2.如權(quán)利要求1記載的布線襯底的制造方法，其特征在于在所述第一刻蝕步驟中，所述第一金屬膜為正錐形形狀、所述第二金屬膜為倒錐形形狀。
3.如權(quán)利要求1或2記載的布線襯底的制造方法，其特征在于在所述灰化步驟中，使所述抗蝕劑圖形后退的量大于等于所述第一刻蝕步驟中的所述第一金屬膜的側(cè)面刻蝕量。
4.如權(quán)利要求1或2記載的布線襯底的制造方法，其特征在于在所述灰化步驟中，所述抗蝕劑圖形后退，以便使所述抗蝕劑圖形的底面?zhèn)鹊膫?cè)端與所述抗蝕劑圖形側(cè)面的前端部相比為內(nèi)側(cè)。
5.如權(quán)利要求1或2記載的布線襯底的制造方法，其特征在于所述第一金屬膜是鋁合金，所述第二金屬膜是在鉬中添加了鈮的合金。
6.如權(quán)利要求1或2記載的布線襯底的制造方法，其特征在于在所述第一刻蝕步驟中，進(jìn)行濕法刻蝕，在所述灰化步驟中進(jìn)行干法刻蝕，在所述第二刻蝕步驟中，進(jìn)行各向同性干法刻蝕。
7.一種顯示裝置的制造方法，其特征在于通過(guò)權(quán)利要求1或者2中記載的布線襯底的制造方法來(lái)制造陣列襯底。
8.一種將至少由第一金屬膜和第二金屬膜構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)作為布線的布線襯底，其中具有設(shè)置在襯底上的包含鋁的第一金屬膜；設(shè)置在所述第一金屬膜上的包含鉬的第二金屬膜，所述第二金屬膜是正錐形形狀。
9.一種顯示裝置，其特征在于將權(quán)利要求8中記載的布線襯底用作陣列襯底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠防止導(dǎo)電層損傷的布線襯底及其制造方法以及顯示裝置。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的布線襯底的制造方法具有如下步驟第一刻蝕步驟，為了對(duì)含Al的下層(31)以及含Mo的上層(32)進(jìn)行側(cè)面刻蝕，通過(guò)抗蝕劑圖形(33)對(duì)下層(31)以及上層(32)進(jìn)行刻蝕；灰化步驟，在第一刻蝕步驟之后，為使上層(32)側(cè)端部的表面露出，使抗蝕劑圖形(33)后退；第二刻蝕步驟，在灰化步驟后，為使上層(32)的剖面成為正錐形形狀，通過(guò)后退后的抗蝕劑圖形(33)進(jìn)行刻蝕。
文檔編號(hào)H01L23/52GK101064273SQ20071010189
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者田上和昭, 日野輝重, 柴田英次, 屋比久英夫 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社