专利名称：布线衬底、显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及布线衬底、显示装置及其制造方法，特别涉及具有层叠了金属膜的布线的布线衬底、使用了该布线衬底的显示装置以及它们的制造方法。
背景技术：
近年来，作为以CRT显示器为代表的显示装置，广泛应用平面型的显示装置。特别是对于液晶显示装置或者有机EL(电致发光)(electroluminescence)显示装置来说，从轻量、薄型、低功耗的优点看而备受关注。作为液晶显示装置或者有机EL显示装置的驱动方式之一，有使用了开关元件的有源矩阵型。在有源矩阵型中，例如，在各像素电极上电连接了作为开关元件的TFT。即，在有源矩阵型显示装置中，使用以阵列状排列了TFT的TFT阵列衬底。因此，在有源矩阵型的液晶显示装置等中，能够实现在相邻的像素间不存在串扰的良好显示。在目前的平面型的显示装置中，有源矩阵型成为主流。
为了降低平面型显示装置的制造成本，降低TFT阵列衬底的制造成本也成为最大课题。考虑以数目更少的图形来制造TFT阵列衬底。即，考虑减少使用光掩模的曝光步骤的次数来简化制造工艺的技术。
另一方面，随着显示装置的细微化等，使用铝或者其合金(以下统称Al等)作为布线材料。即，使用Al等作为布线材料能够降低布线电阻。但是，由Al等构成的金属薄膜由于在制造步骤中的加热而产生小丘(hillock)。因此，存在降低覆盖绝缘膜的绝缘性的问题。故提出了在Al等上层叠了钼(Mo)层后的层叠结构的技术。
但是，Al等、Mo刻蚀速度(etching rate)有很大差异。因此，侧面刻蚀的程度会产生较大差别。在通过刻蚀得到的金属布线图形的侧端面上会形成凹部或者突起(overhang)等。因此，存在绝缘膜的覆盖性降低的问题。
使用图13对具有Al等与Mo的层叠结构的TFT进行说明。图13是表示现有技术的TFT结构的剖面图。12是像素电极、13是栅极布线、14是栅极绝缘膜、15是半导体膜、16是源电极、17是漏电极、18是层间绝缘膜、19是接触孔。此处，栅极布线13是Al等构成的下层31和Mo构成的上层32的层叠结构。
如图13所示，由Mo构成的上层32的突起形状因湿法刻蚀工艺等的变动而产生分散。如图13的E部分所示，突起的突出部分较大时，栅极绝缘膜14的覆盖性劣化。由此，其上的漏电极17产生断线等不良情况。此外，即使F部分所示的覆盖性没问题的部位，上层32的前端部也形成为锐角状。因此，导致产生电场集中、发生耐压降低不良的问题。
公开了针对这样的问题的技术。(参照专利文献1、2)专利文献1 特开2001-166336号公报专利文献2 特开2001-311954号公报在专利文献1中，规定刻蚀液的组成，使刻蚀速度大致相同。另一方面，在专利文献2中，在钼中添加铬或者锆等元素，使刻蚀速度大致相同。但是，在所述的技术中，存在将布线加工成所希望的剖面形状较困难的问题。即，在改变膜厚或者组成时，会在侧面形成突起或者凹部。此外，布线的剖面形状会根据布线基底膜的状态而变化。并且，存在使材料的选择面显著变小的情况。
如上所述，在现有技术的布线衬底中，当含有Al的金属膜上存在含有Mo的金属膜时，导致覆盖性或者绝缘性降低的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而进行的，其目的在于提供一种具有能够以所希望的剖面形状形成的层叠结构的布线的布线衬底、显示装置以及它们的制造方法。
本发明第一方式的布线衬底的制造方法，是一种将至少由第一金属膜和第二金属膜构成的层叠结构作为布线的布线衬底的制造方法，具有如下步骤在衬底上形成含有铝的第一金属膜的步骤；在所述第一金属膜上形成含有钼的第二金属膜的步骤；在所述第二金属膜上形成抗蚀剂图形的步骤；为了对所述第一金属膜以及所述第二金属膜进行侧面刻蚀，通过所述抗蚀剂图形对所述第一金属膜以及所述第二金属膜进行刻蚀的第一刻蚀步骤；在所述第一刻蚀步骤之后，为了使所述第二金属膜的侧端部的表面露出而使所述抗蚀剂图形后退的灰化步骤；所述灰化步骤之后，为了使所述第二金属膜的剖面成为正锥形形状而通过所述后退的抗蚀剂图形进行刻蚀的第二刻蚀步骤。
按照本发明，可提供一种具有以所希望的剖面形状形成的层叠结构的布线的布线衬底、显示装置以及它们的制造方法。
图1是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的结构的平面图。
图2是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的TFT结构的平面图。
图3是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的TFT结构的平面图。
图4是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的制造步骤的流程图。
图5是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的刻蚀步骤中的结构的剖面图。
图6是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的刻蚀步骤中的结构的剖面图。
图7是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的刻蚀步骤中的结构的剖面图。
图8是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的刻蚀步骤中的结构的剖面图。
图9是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的刻蚀步骤中的结构的剖面图。图9(a)是示意性示出在B点刻蚀剂能够入射的立体角ΩB的图，图9(b)是示意性示出在D点刻蚀剂能够入射的立体角ΩD的图。
图10是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的刻蚀步骤中的其他结构的剖面图。
图11是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的刻蚀步骤中的其他结构的剖面图。
图12是表示本发明实施方式的TFT阵列衬底的刻蚀步骤中的其他结构的剖面图。
图13是表示现有技术的TFT结构的剖面图。
具体实施例方式
以下对可应用本发明的实施方式进行说明。以下的说明只是对本发明的实施方式进行说明，本发明并不限定于以下的实施方式。为了使说明明确，以下的记载能够适当省略以及简化。此外，若是本领域技术人员，能够在本发明的范围内容易地对以下实施方式的各要素进行变更、追加、变换。此外，在各图中标注相同符号的部分表示相同的要素，适当省略其说明。
参照图1对本发明实施方式的显示装置进行说明。图1是表示本实施方式的显示装置中所使用的衬底结构的正面图。作为本实施方式的显示装置，是液晶显示装置或者有机EL显示装置等平面型显示装置(flat panel display)。
本实施方式的液晶显示装置具有衬底110。衬底110例如是薄膜晶体管(TFT)阵列(transistor array)衬底等的布线衬底。在衬底110上设置有显示区域111和以包围显示区域111的方式设置的框区域112。在该显示区域111上形成多条栅极布线(扫面信号线)13和多条源极布线(显示信号线)11。多条栅极布线13平行地设置。同样，多条源极布线11平行地设置。栅极布线13和源极布线11以彼此交叉的方式形成。栅极布线13与源极布线11正交。并且，相邻的栅极布线13和源极布线11所包围的区域为像素117。因此，在衬底110上，像素117以矩阵状配置。
并且，在衬底110的框区域112上，设置了扫描信号驱动电路115和显示信号驱动电路116。栅极布线13从显示区域111延伸设置到框区域112。并且，在衬底110的端部，栅极布线13与扫描信号驱动电路115连接。同样，源极布线11也从显示区域111延伸设置到框区域112。并且，在衬底110的端部，源极布线11与显示信号驱动电路116连接。在扫描信号驱动电路115的附近连接了外部布线118。此外，在显示信号驱动电路116的附近连接外部布线119。外部布线118、119例如是FPC(Flexible Printed Circuit柔性印制电路)等布线衬底。
通过外部布线118、119将来自外部的各种信号供给到扫描信号驱动电路115以及显示信号驱动电路116。扫描信号驱动电路115基于来自外部的控制信号向栅极布线13供给栅极信号(扫描信号)。根据该栅极信号依次选择栅极布线13。显示信号驱动电路116基于来自外部的控制信号或者显示数据向源极布线11供给显示信号。由此，向各像素117供给对应于显示数据的显示电压。并且，扫描信号驱动电路115和显示信号驱动电路116不限于配置在衬底110上的结构。例如，可以通过TCP(带载封装)连接驱动电路。
在像素117内至少形成一个薄膜晶体管(TFT)120。TFT配置在源极布线11与栅极布线13的交叉点附近。例如，该TFT对像素电极供给显示电压。即，根据来自栅极布线13的栅极信号，使作为开关元件的TFT导通(on)。由此，从源极布线11向与TFT漏电极连接的像素电极施加显示电压。并且，在像素电极与对置电极之间产生与显示电压相应的电场。并且，在衬底110的表面形成取向膜(未图示)。
并且，在衬底110上，对置地配置了对置衬底。对置衬底例如是滤色片(color filter)衬底，配置在可见侧。在对置电极上形成滤色片、黑矩阵(BMBlack Matrix)、对置电极以及取向膜等。并且，也有对置电极配置在衬底110侧的情况。并且，在衬底110与对置衬底之间夹持液晶层。即，在衬底110与对置衬底之间注入液晶。并且，在衬底110与对置衬底的外侧面上设置偏振板以及相位差板等。此外，在液晶显示面板的可见侧的相反侧设置背光单元(backlight unit)等。
由像素电极与对置电极之间的电场对液晶进行驱动。即，衬底间的液晶取向方向发生变化。由此，透过液晶层的光的偏振状态发生改变。即，透过偏振板成为线偏振光的光由于液晶层而改变偏振状态。具体地说，来自背光单元的光因阵列衬底的偏振板而成为线偏振光。并且，该线偏振光透过液晶层，由此，改变偏振状态。
因此，透过对置衬底侧的偏振板的光量根据偏振状态而改变。即，从背光单元透过液晶显示面板的透射光中的、透过可见侧的偏振板的光的光量发生改变。液晶的取向方向根据所施加的显示电压而改变。因此，能够通过控制显示电压来改变透过可见侧的偏振板的光量。即，按照每个像素改变显示电压，由此，能够显示所希望的图像。
在本发明中，对将衬底110作为液晶显示装置中所使用的底栅(bottom gate)型结构的TFT阵列衬底进行说明。使用图2以及图3对本发明的衬底110的结构进行说明。图2是示意性地示出衬底110的TFT部分结构的俯视图，图3是图2的A-A剖面图，示意性地示出衬底110的TFT部分的结构。
11是源极布线、12是像素电极、13是栅极布线、14是栅极绝缘膜、15是半导体膜、16是源电极、17是漏电极、18是层间绝缘膜、19是接触孔。
在衬底110上形成具有栅电极的栅极布线13。此处，采用了在栅极布线13中包含了TFT120的栅电极的结构，但是，也可以制作成从栅极布线13使栅电极延伸的结构。栅极布线13是下层31以及上层32的层叠结构。此处，下层31由铝(Al)或者铝合金(以下统称Al等)构成。即，下层31是含铝的导电性金属层。这样，使用以Al或者以Al为主要成分的合金作为下层31。在下层31上设置了上层32。上层32含钼(Mo)。上层32使用Mo或者以Mo为主要成分的合金。在下层31上直接形成上层32。即，下层31的上表面与上层32的下表面接触。
在栅极布线13上形成栅极绝缘膜14。栅极绝缘膜14以覆盖栅极布线13的方式形成。即，栅极布线13被栅极绝缘膜14覆盖。
此处，栅极布线13通过后述的刻蚀步骤等进行构图(patterning)。由此，能够使由含Al的下层31和含Mo的上层32的层叠结构所构成的栅极布线13成为正锥形。由此，能够提高栅极布线13的覆盖性。故能够防止栅极绝缘膜14上的导电层断线或者产生耐压不良。这样，能够使栅极布线13成为所希望的剖面形状。该刻蚀步骤以后详细说明。
在栅极绝缘膜14上形成了半导体膜15。半导体膜15例如由a-Si层或者p-Si层构成。此外，对半导体膜15注入例如磷(P)等杂质。半导体膜15例如由半导体有源层和欧姆接触(ohmic contact)层构成。此处，在TFT120的沟道中，除去欧姆接触层，使半导体有源层露出。在该沟道两侧形成TFT 120的源极和漏极。
在半导体膜15的欧姆接触层上形成源电极16以及漏电极17。该源电极16从源极布线11延伸出。此处，源电极16以及漏电极17以与源极布线11相同的金属膜进行设置。具体地说，源电极16、以及漏电极17是从下方依次为Mo/Al/Mo的三层结构。当然，可以使用这些之外的材料。在半导体膜15的图形的一端上设置源电极16，在另一端上设置漏电极17。即，源电极16以及漏电极17夹着沟道对置。
并且，在源电极16以及漏电极17上形成层间绝缘膜18。以覆盖半导体膜15的沟道部、源电极16、漏电极17以及元件布线11的方式形成层间绝缘膜18。并且，在层间绝缘膜18上形成接触孔19，该接触孔19用于取得与漏电极17的连接。
在层间绝缘膜18上形成了像素电极12。像素电极12埋设在接触孔19中。因此，像素电极12通过接触孔19与漏电极17连接。由此，来自源极布线11的显示电压通过TFT供给到像素电极12。像素电极12例如由ITO等透明导电膜形成。并且，在反射型或者半透射型液晶显示装置中，由金属膜等反射电极形成像素电极12。该像素电极12例如设置在像素的大致整体上。像素电极12被施加显示电压时，在与对置电极(未图示)之间产生用于驱动液晶的电场。
然后，使用图4对所述TFT阵列衬底的制造步骤进行说明。图4是表示衬底110的制造步骤的流程图。首先，形成栅极布线13(步骤S101)。具体地说，在绝缘衬底110上以溅射法连续地形成下层31和上层32。此处，使用AlCu合金膜作为下层31的金属膜，使用MoNb合金膜作为上层32的金属膜。并且，各层的组成比例并未特别限定。下层31的膜厚由布线电阻决定，例如，可以制作成200nm。此外，考虑到以后步骤的接触孔刻蚀引起的膜减少量，上层32的膜厚定为100nm。并且，在下层31以及上层32上涂敷抗蚀剂膜。使用形成有预定的掩模图形的光掩模对该抗蚀剂膜进行曝光。对曝光后的抗蚀剂膜进行显影，在衬底110上形成对应于栅极布线13的图形的抗蚀剂图形。并且，可以在与形成栅极布线13的相同步骤中，形成辅助电容电极等。
通过该抗蚀剂图形对上层32以及下层31进行刻蚀。即，对设置在衬底110的大致整个面上的栅极布线13进行刻蚀。并且，除去抗蚀剂图形，形成栅极布线13。对该上层32以及下层31进行刻蚀的步骤以后详细说明。在本实施方式中，栅极布线13的剖面成为正锥形。即，越接近衬底110，栅极布线13的图形宽度越宽。由此，能够提高覆盖性以及耐压性。
然后，形成栅极绝缘膜14(步骤S102)。并且，形成半导体膜15(步骤S103)。具体地说，通过CVD法连续地形成栅极绝缘膜14以及半导体膜15。例如，可使用SiNx或者SiO2等无机绝缘膜作为栅极绝缘膜14。该栅极绝缘膜14覆盖栅极布线13。此处，因为栅极布线13的剖面为正锥形形状，所以，覆盖性良好。可使用a-Si膜或者p-Si膜作为半导体膜15。并且，使用照相制版步骤对半导体膜15进行构图。即，进行抗蚀剂涂敷、曝光、显影、刻蚀、抗蚀剂剥离。由此，将半导体膜15加工成所希望的图形。对该半导体膜15注入杂质。杂质的注入步骤并不特别限定。
并且，从构图后的半导体膜15上形成源电极16、源极布线11以及漏电极17(步骤S104)。具体地说，从半导体膜15以及栅极绝缘膜14上以溅射法形成金属薄膜。并且，通过照相制版步骤进行构图。即，进行抗蚀剂涂敷、曝光、显影、刻蚀、抗蚀剂剥离。由此，可将金属薄膜加工为所希望的图形。例如，刻蚀可以利用使用了预定的刻蚀剂的湿法刻蚀。能够形成源极布线11、源电极16以及漏电极17。此处，源极布线11、源电极16以及漏电极17能够制作成从下开始依次为Mo/Al/Mo构成的三层结构。
并且，在源极布线11、源电极16以及漏电极17上形成层间绝缘膜18(步骤S105)。可使用SiNx膜作为层间绝缘膜18。例如，通过CVD法形成100～400nm的氮化膜。并且，通过照相制版步骤对氮化膜进行构图。由此，能够在漏电极17上形成设置有接触孔19的层间绝缘膜18。并且，层间绝缘膜18也可使用有机绝缘膜或者其他的无机绝缘膜。并且，也可以层叠不同材料的绝缘膜。由此，能够可靠防止因产生小孔(pinhole)等引起的短路。
然后，从层间绝缘膜18上形成像素电极12。具体地说，通过溅射法等，形成ITO膜等的透明性导电膜。并且，通过照相制版步骤进行构图。由此，形成像素电极12。像素电极12例如设置在像素的大致整体上。通过接触孔19，漏电极17与像素电极12接触，成为TFT120与像素电极12连接的结构。在以上的步骤中，形成TFT以及像素。将该像素排列为阵列状，由此，形成TFT阵列衬底。
然后，使用图5～图10对形成栅极布线13的步骤进行详细说明。图5～图10是表示栅极布线13的图形形成步骤的剖面形状的步骤剖面图。在图5～图10中，示出栅极布线13的侧端面附近的结构。此处，在下层(Al层)31上设置了上层(Mo层)32。此处，将下层31和上层32的2层结构作为层叠结构34。此外，在上层32上形成抗蚀剂图形33。通过抗蚀剂涂敷、曝光、显影步骤形成抗蚀剂图形33。如图5所示，抗蚀剂图形33为正锥形形状。
然后，使用成分为磷酸+硝酸+醋酸的药液(刻蚀剂)进行第一刻蚀。由此，一起对由下层31以及上层32构成的Mo/Al的层叠结构34进行刻蚀。隔着显影后的抗蚀剂图形33进行第一刻蚀。因此，通过湿法刻蚀除去抗蚀剂图形33开口部的下层31以及上层32。由此，成为图6所示的结构。在抗蚀剂图形33的开口部，除去下层31以及上层32，使作为基底的衬底110露出。此处，相对于层叠结构34的最佳刻蚀(just etch)时间，实施100％的过刻蚀(overetching)。即，以最佳刻蚀时间2倍的时间进行湿法刻蚀。由此，能够防止刻蚀速度的不均匀引起的下层31的刻蚀残渣。
此时，下层31的侧面刻蚀(side etch)量例如为0.5μm。此外，在进行湿法刻蚀时，由于Mo-Al间的电池效应，上层32的刻蚀速度降低。因此，层叠结构34的侧端面在上层32为倒锥形，而在下层31为正锥形。因此，层叠结构34的剖面形状在上层32和下层31的界面上成为最凹陷的形状。这样，层叠结构34在上层32与下层31的界面成为中间较细的剖面形状。此外，上层32的侧端部为房檐(ひさし)形状。并且，上层32的房檐部分的前端为锐角。此外，由于层叠结构34的侧面刻蚀，层叠结构34的侧端面存在于抗蚀剂图形33的侧端面的内侧。因此，抗蚀剂图形33的侧端部形成为从上侧32的端部露出的房檐形状A。
然后，通过感应耦合型的等离子体产生装置，对抗蚀剂图形33进行半灰化(half ashing)。具体地说，将抗蚀剂图形33暴露在O2等离子体中，抗蚀剂图形33后退。例如，在O2等离子体中所产生的氧自由基(radical)36等冲击抗蚀剂图形33的表面。因此，从抗蚀剂图形33的表面侧进行灰化。由此，对抗蚀剂图形33进行减膜处理。因此，除去抗蚀剂图形33的一部分，膜厚变薄。图7示出正在进行该灰化处理的状态。
具体地说，以O2＝2.54×10-1Pa·m3/sec(＝150sccm)、RF功率(power)＝800W、处理压力＝6.0Pa，工艺时间可设定为60秒。此时，如图7所示，由于来自衬底110的反冲自由基35，从底面对抗蚀剂图形33的房檐形状A进行灰化。即，氧等离子体中产生的自由基36在衬底110或者上层32的上表面上反冲。并且，该反冲自由基35从底面侧对抗蚀剂图形33进行冲击。由此，反冲自由基35冲击抗蚀剂图形33的上层32侧的面(底面)，也从抗蚀剂图形33的底面侧进行灰化。由此，抗蚀剂图形33的侧端部从底面侧后退。故抗蚀剂图形33的从上层32的端部露出的部分被除去。
此处，调整灰化时间，以使抗蚀剂图形的后退量与下层31的侧面刻蚀量相等。此处，抗蚀剂图形33的后退量为0.5μm。由此，抗蚀剂图形33从表面侧开始减掉0.5μm的厚度。因此，灰化处理结束时，如图8所示，抗蚀剂图形33的侧端面与上层32的侧端面相比后退到内侧。即，在抗蚀剂图形33的侧端部，除了来自上表面侧的自由基36的冲击外，还有反冲自由基35的冲击。因此，抗蚀剂图形33的侧端部的后退量比其他部分大。此处，将抗蚀剂图形33的侧面中最宽的点作为抗蚀剂图形33侧端面的前端部C。即，将抗蚀剂图形33变为最宽的部位作为侧端面的前端部C。
如上所述，因为从底面侧进行灰化，所以，抗蚀剂图形33侧端面的前端部C位于膜厚方向的中途。因此，抗蚀剂图形33的底面侧的侧端D与侧端面的前端部C相比后退为内侧。换言之，从抗蚀剂图形33的底面到前端部C的高度，抗蚀剂图形33的剖面成为倒锥形形状。这样，抗蚀剂图形33底面侧的一部分的剖面成为倒锥形形状。
抗蚀剂图形33底面侧的侧端D与侧端面的前端部C相比位于内侧。即，抗蚀剂图形33的侧端面中的底面侧的一部分成为倒锥形形状。并且，抗蚀剂图形33的后退量可以是与下层31的侧面刻蚀量不同的值。此处，优选抗蚀剂图形33侧面的前端部C与上层32的房檐的前端部B相比后退。即，优选调整灰化时间，以使抗蚀剂图形33的图形宽度比上层32的图形宽度窄。这样，通过使抗蚀剂图形33的后退量比侧面刻蚀量大，由此，能够简便地使层叠结构34成为所希望的形状。
然后，通过相同的等离子体发生装置进行第二刻蚀。此处，通过后退的抗蚀剂图形33对上层32进行刻蚀。由此，能够除去上层32的房檐部分。并且，按照抗蚀剂图形33后退的量，对上层32进行刻蚀。具体地说，设为SF6/O2＝1.01×10-1/6.76×10-2Pa·m3/sec(＝60/40sccm)、RF功率为800W、工艺压力＝1.5Pa。即，将衬底110暴露在通过SF6与O2的混合气体生成的等离子体中。等离子体中的刻蚀剂(有助于刻蚀的反应种)入射到上层32上，由此，对上层32进行刻蚀。由于使用了SF6，所以，典型的刻蚀剂为氟自由基。第二刻蚀步骤中，使用了未施加衬底偏置功率(bias power)的各向同性刻蚀模式(etching mode)。即，在未对载置有衬底110的载物台(stage)等施加偏置电压的状态下进行刻蚀。由此，对上层32进行各向同性刻蚀。此外，因为未施加偏置功率，所以，能够抑制衬底切削、防止衬底的白浊。由此，能够提高衬底110的透射率，提高光的利用率。
将刻蚀时间设为相当于厚度为100nm的上层32的最佳刻蚀时间的20秒。因为使用了各向同性刻蚀模式，所以，刻蚀剂的入射方向是随机的。在各向同性刻蚀中，刻蚀的进行速度因刻蚀剂能够入射的立体角而改变。即，未被抗蚀剂图形33遮挡的区域的立体角越大，刻蚀剂的入射频率越高，越能快速进行刻蚀。抗蚀剂图形33底面侧的侧端D的位置和上层32的前端部B的位置相比，如图9(a)以及图9(b)所示，B点的立体角ΩB比D点的立体角ΩD大。并且，图9(a)是表示在上层32前端部B的位置上刻蚀剂能够入射的立体角ΩB的图。此外，图9(b)是表示在抗蚀剂图形33底面侧的侧端D刻蚀剂能够入射的立体角ΩD的图。即，立体角ΩB、ΩD表示能够对该位置入射刻蚀剂的立体角。因此，上层32层端面的前端部B的位置与抗蚀剂图形33底面侧的侧端D的位置相比，针对上层32的刻蚀能够快速进行。并且，在上层32的通过灰化除去抗蚀剂图形33后露出的部分，越向内侧抗蚀剂量越少。即，在上层32的端部，随着从上层32侧端面的前端部B的位置朝向抗蚀剂图形33底面的前端D的位置，刻蚀速度逐渐减小。这样，通过第二次刻蚀步骤，能够将倒锥形形状的上层32加工成正锥形形状。
并且，剥离抗蚀剂图形33后成为图10所示的结构。如上所述，将上层32刻蚀为正锥形形状。即，除去位于上层32前端部B的房檐形状。由此，上层32随着从底面侧朝向上面侧图形宽度缓慢减小。
此外，在使用了氟系气体的刻蚀中，Al不被刻蚀。即，供给包含氟或者氟的化合物的气体，在等离子体发生装置中进行第二刻蚀，由此，下层31能够维持在第一刻蚀中所形成的正锥形形状。由此，上层32、下层31都成为正锥形形状。并且，层叠结构体34整体成为正锥形形状。这样，优选在第二刻蚀步骤中以含有氟或者氟的化合物的气体进行刻蚀。
这样，依次以第一刻蚀步骤、灰化步骤以及第二刻蚀步骤对衬底110进行处理，由此，将构成栅极布线13的层叠结构34加工为正锥形形状。因此，能够防止通过栅极绝缘膜14设置在栅极布线13上侧的源极布线11的断线。所述的剖面形状能够提高栅极绝缘膜14的覆盖性。因此，能够防止以在上侧横穿栅极布线13的方式配置的源极布线11的断线。并且，能够降低因电场集中而产生的栅极绝缘膜14的耐压不良。将这样的衬底110用作显示装置的布线衬底，由此，能够提高显示质量。
特别是，衬底上存在交叉的两条布线的情况下，下侧布线优选使用上述的层叠结构34。由此，能够防止上侧布线的断线。例如，在下侧为源极布线、上侧为栅极布线的结构的情况下，源极布线优选应用上述的层叠结构34。当然，辅助电容布线也可应用层叠结构34。
在如上所述的说明中，将第二刻蚀步骤的刻蚀时间设为相当于最佳刻蚀时间，但是，以比最佳刻蚀时间长的时间进行刻蚀亦可。即，可以从最佳刻蚀的状态进一步延长刻蚀时间。此时，从图8所示的状态进一步进行上层32的侧面刻蚀。因此，第二刻蚀步骤后的结构如图11所示。并且，将抗蚀剂图形33剥离后成为图12所示的结构。此时，上层32底面的前端比下层31上表面的前端相比位于内侧。上层32底面侧的侧端在从下层31上表面侧的侧端离开的位置。此时，层叠结构34也成为正锥形形状。因此，能够加工成为所希望的剖面形状。
此外，灰化步骤与第二刻蚀步骤可以使用相同的等离子体发生装置。即，在设置于相同的等离子体产生装置的室(chamber)内的衬底载物台上载置第一刻蚀步骤后的衬底110，只改变供给气体就能执行这两个步骤。因此，能够连续地进行灰化以及第二刻蚀。由此，能够降低成品率的降低。并且，不需重新追加灰化装置或者刻蚀装置而进行实施。因此，能够降低设备成本。例如，使用感应耦合型干法刻蚀器(dry etcher)进行灰化以及第二刻蚀。并且，等离子体发生装置不限于感应耦合型，也可以使用平行平板型(电容耦合型)的装置，能够执行同样的工艺。当然，能够使用可切换供给其他的干法刻蚀器(dry etcher)进行灰化以及第二刻蚀。
并且，下层31的材料不限于AlCu，可以是纯Al，并且，也可以是AlNd等以Al为主要成分的合金。灰化步骤中的供给气体为氧，但也可以添加氮。
通过以上步骤，对布线进行构图，由此，与上层32的Mo的添加物或者浓度无关地加工为所希望的剖面形状。因此，能够扩大布线的材料选择的自由度。因此，能够容易地制造出显示质量较高的显示装置。此外，上层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，通过使用MoNb而提高耐水性。当然，也可以在MoNb中添加其他金属。通过添加Nb，例如，能够降低在清洗步骤等中产生不良。
并且，不限于液晶显示装置，也可在有机BL显示装置或者无机EL显示装置等的布线中应用层叠结构34。在EL显示装置中，例如，在所述像素电极12上层叠了自发光材料和对置电极。并且，若在像素电极12与对置电极中流过电流，则自发光材料根据电流而发光。在有机EL显示装置中，自发光材料由有机材料构成，在无机EL显示装置中由无机材料构成。EL显示装置的情况下，用于供给电源电压的电源电压布线也可应用所述的层叠结构34。并且，也可应用于其他的显示装置。特别是，将所述层叠结构34用作布线的布线衬底可适用于平面型显示装置(平板显示器)。
并且，不限于有源矩阵型，也适应于无源矩阵(passive matrix)型的显示装置。即，可将层叠结构34应用于将像素设置为矩阵状的阵列衬底的布线中。此外，不仅是显示区域111内的信号布线，也可应用于设置在框区域112上的布线中。例如，用于从外部向所述栅极布线13或者源极布线11供给信号用的缠绕布线。此时，能够与显示区域111内的信号布线同时形成。
权利要求
1.一种将至少由第一金属膜和第二金属膜构成的层叠结构作为布线的布线衬底的制造方法，包括在衬底上形成含有铝的第一金属膜的步骤；在所述第一金属膜上形成含有钼的第二金属膜的步骤；在所述第二金属膜上形成抗蚀剂图形的步骤；为了对所述第一金属膜以及所述第二金属膜进行侧面刻蚀，通过所述抗蚀剂图形对所述第一金属膜以及所述第二金属膜进行刻蚀的第一刻蚀步骤；在所述第一刻蚀步骤之后，为了使所述第二金属膜的侧端部的表面露出而使所述抗蚀剂图形后退的灰化步骤；以及所述灰化步骤之后，为了使所述第二金属膜的剖面成为正锥形形状而通过所述后退后的抗蚀剂图形进行刻蚀的第二刻蚀步骤。
2.如权利要求1记载的布线衬底的制造方法，其特征在于在所述第一刻蚀步骤中，所述第一金属膜为正锥形形状、所述第二金属膜为倒锥形形状。
3.如权利要求1或2记载的布线衬底的制造方法，其特征在于在所述灰化步骤中，使所述抗蚀剂图形后退的量大于等于所述第一刻蚀步骤中的所述第一金属膜的侧面刻蚀量。
4.如权利要求1或2记载的布线衬底的制造方法，其特征在于在所述灰化步骤中，所述抗蚀剂图形后退，以便使所述抗蚀剂图形的底面侧的侧端与所述抗蚀剂图形侧面的前端部相比为内侧。
5.如权利要求1或2记载的布线衬底的制造方法，其特征在于所述第一金属膜是铝合金，所述第二金属膜是在钼中添加了铌的合金。
6.如权利要求1或2记载的布线衬底的制造方法，其特征在于在所述第一刻蚀步骤中，进行湿法刻蚀，在所述灰化步骤中进行干法刻蚀，在所述第二刻蚀步骤中，进行各向同性干法刻蚀。
7.一种显示装置的制造方法，其特征在于通过权利要求1或者2中记载的布线衬底的制造方法来制造阵列衬底。
8.一种将至少由第一金属膜和第二金属膜构成的层叠结构作为布线的布线衬底，其中具有设置在衬底上的包含铝的第一金属膜；设置在所述第一金属膜上的包含钼的第二金属膜，所述第二金属膜是正锥形形状。
9.一种显示装置，其特征在于将权利要求8中记载的布线衬底用作阵列衬底。
全文摘要
本发明提供一种能够防止导电层损伤的布线衬底及其制造方法以及显示装置。本发明的一个实施方式的布线衬底的制造方法具有如下步骤第一刻蚀步骤，为了对含Al的下层(31)以及含Mo的上层(32)进行侧面刻蚀，通过抗蚀剂图形(33)对下层(31)以及上层(32)进行刻蚀；灰化步骤，在第一刻蚀步骤之后，为使上层(32)侧端部的表面露出，使抗蚀剂图形(33)后退；第二刻蚀步骤，在灰化步骤后，为使上层(32)的剖面成为正锥形形状，通过后退后的抗蚀剂图形(33)进行刻蚀。
文档编号H01L23/52GK101064273SQ20071010189
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月25日 优先权日2006年4月25日
发明者田上和昭, 日野辉重, 柴田英次, 屋比久英夫 申请人:三菱电机株式会社