JP2004177895A - アクティブマトリクス表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトレジストパターン精度に係らず、導通孔に埋め込まれた金属層が遮光層と導通しないアクティブマトリクス表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板４上に第１金属層１６を含む第１絶縁層６Ａが積層された積層基板２９を用意し、第１絶縁層６上に所定の間隙を有した遮光層２０を形成し、遮光層を覆う第２絶縁層６Ｂを形成し、第２絶縁層６Ｂ上にレジストパターン３０を形成した後、レジストパターン３０から露出した第２絶縁層６Ｂを第１金属層１６までエッチングして所定の間隙２０Ａを通過させる導通孔２２を形成する際、レジストパターン３０は、第２絶縁層６Ｂ上にレジストを塗布し、レジストを露光した際、第１金属層１６からの反射光と併せることによりレジストに潜像３０Ａが形成される条件でセルフアライメントされた後、潜像３０Ａを所定の間隙よりも狭い幅の開口部３０Ｂを有するように現像して形成される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス表示装置の製造方法に係り、特に絶縁層中に金属層が所定の間隙を有して形成された場合に、この所定の間隙を通過させて、絶縁層中に導通孔を形成するアクティブマトリクス表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路技術を応用して作製される表示装置としてアクティブマトリクス表示装置がある。
このアクティブマトリクス表示装置は、複数の画素をマトリクス状に配列して、個々の画素をアクティブ駆動する方式である。
【０００３】
以下に、アクティブマトリクス表示装置について図７を用いて説明する。
図７は、従来のアクティブマトリクス表示装置の１画素断面図である。
アクティブマトリクス表示装置１における各表示画素は、駆動部２と液晶表示部３とからなる。
図７に示すように、駆動部２は、Ｎ型Ｓｉ基板４上に形成された共通なＰウェル領域５表面近傍に形成されたスイッチングトランジスタＴｒ及びコンデンサＣｓと、これらの上に形成された層間絶縁層６と、パターン化された画素電極７とが順次積層されてなる。スイッチングトランジスタＴｒとコンデンサＣｓ間には酸化分離膜８が形成されている。
【０００４】
層間絶縁層６中には、スイッチングトランジスタＴｒのソース９が導通孔１２に埋め込まれた金属層１３を介して、信号線Ｄに接続され、更にゲート１０は、図示しない走査線に接続されている。ドレイン１１上には、導通孔１４に埋め込まれた金属層１５が形成され、更にこの金属層１５に接続した引出し電極１６が形成されている。そして、引出し電極１６は、コンデンサＣｓのコンデンサ上部電極１７に接続されている。
【０００５】
更に、引出し電極１６と画素電極７との間にあって、画素電極７に平行して、各表示画素の画素電極７間から侵入する光がスイッチングトランジスタＴｒに到達しないようにする遮光層２０が形成されている。また、遮光層２０は、間隙２０Ａを有する。更に、この遮光層２０は、光だけでなく、電磁波も遮蔽できるものである。
引出し電極１６から画素電極７に連通する導通孔２１が間隙２０Ａを介して形成されている。更に、この導通孔２１内に埋め込まれた金属層２２を有し、この金属層２２を介して、引出し電極１６は、画素電極７に接続されている。
【０００６】
コンデンサＣｓは、Ｐウェル領域５表面近傍にソース９或いはドレイン１１と同時に拡散によって形成されたコンデンサ下部電極１８と、このコンデンサ下部電極１８上に順次形成された容量絶縁膜１９と、コンデンサ上部電極１７とで構成されている。
また、コンデンサ上部電極１７は、導通孔２３に埋め込まれた金属層２４を介して引き出し電極１６に接続されている。
【０００７】
液晶表示部３は、各画素電極７から露出した層間絶縁層６上に、所定の間隙を有して画素電極７と対向配置された透明な共通電極２５を有する透明基板２６と、前記した所定の間隙に封入された液晶層２７と、からなる。更に、互いに対向する側の画素電極７と共通電極２５には、配向膜２８、２８が形成されている。
【０００８】
次に、この製造方法について図８〜図１１を用いて説明する。
（積層基板準備及び遮光層形成工程）
予め、図８に示すように、Ｎ型Ｓｉ基板４上に形成された共通なＰウェル領域５表面近傍に形成されたスイッチングトランジスタＴｒ及びコンデンサＣｓと、これらの上に形成された第１層間絶縁層６Ａと、が順次積層され、かつこの第１層間絶縁層６Ａ中に引出し電極１６と、走査線Ｄと、が形成された積層基板２９を用意する。
【０００９】
次に、スパッタ法により第１層間絶縁層６Ａ上に金属層を形成した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により、引出し電極１６に対応する部分に間隙２０Ａを有するように遮光層２０を形成する。
【００１０】
（第２層間絶縁層形成工程）
次に、図９に示すように、遮光層２０及び遮光層２０から露出した第１層間絶縁層６Ａ上に第２層間絶縁層６Ｂを形成する。
【００１１】
（導通孔形成工程）
次に、図１０に示すように、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により、第２層間絶縁層６Ｂ上にフォトレジストを塗布し、露光及び現像を行って、遮光層２０の間隙２０Ａに対応する部分に開口部３１を有するフォトレジストパターン３０を形成する。
この後、開口部３１から露出した第２層間絶縁層６Ｂを引出し電極１６までエッチングを行って導通孔２１を形成する。
【００１２】
（画素電極形成工程）
次に、図１１に示すように、スパッタ法により、第２層間絶縁層６Ｂ及び導通孔２１に金属層を形成した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により、導通孔２１中に埋め込まれた金属層２２を形成すると共に第２層間絶縁層６Ｂ上に画素電極７を形成する。こうして、引出し電極１６と画素電極７とを金属層２２で接続する。
【００１３】
（貼り合せ及び液晶層注入工程）
次に、予め透明電極層２５上に配向膜２８が形成された透明基板２６を用意する。
積層基板２９の画素電極７上に配向膜２８を形成して、配向膜２８、２８同士を対向させて所定の間隔を有して、積層基板２９と透明基板２６とを図示しない接着剤を用いて貼り合せる。
次に、画素電極７と透明基板２６との間に液晶層２７を注入した後、封止することによって図７に示すアクティブマトリクス表示装置１が作製される。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１０−１７０９５１号公報（第３頁、第２図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（導通孔形成工程）において、フォトレジストパターンの精度が悪いと、図１２に示すように、導通孔２１の形成に位置ずれが生じ、この導通孔２１中に埋め込まれた金属層２２が遮光層２０に接触して画素電極７と遮光層２０が短絡してしまうといった問題を生じる。このため、良質な画像を得ることができなかった。
この対策としては、間隙２０Ａの寸法を大きくとり、フォトレジストパターンの精度が悪くても導通孔２１中に埋め込まれた金属層２０が遮光層２０と接触しないようにすることが考えられる。
【００１６】
しかし、間隙２０Ａの寸法を大きくとりすぎると、入射光を透明基板２６側から入射させてアクティブマトリクス表示装置１を駆動させる際、この入射光がこの間隙２０Ａから内部に侵入することとなるので、十分な遮光効果が得られない。
また、間隙２０Ａの寸法を大きくとりすぎると、１画素の大きさを小さくできず、高密度及び高精細なアクティブマトリクス表示装置を得ることができないといった問題が生じる。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、フォトレジストパターンの精度にかかわらず、導通孔に埋め込まれた金属層が遮光層と導通しないアクティブマトリクス表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予めスイッチング素子と、前記スイッチング素子と接続した第１金属層を含む第１絶縁層と、が順次積層された積層基板を用意し、前記第１絶縁層上に所定の間隙を有した遮光層を形成する工程と、前記遮光層を覆う第２絶縁層を形成する工程と、前記第２絶縁層上にフォトレジストパターンを形成する工程と、前記フォトレジストパターンから露出した前記第２絶縁層を前記第１金属層までエッチングして前記所定の間隙を通過させる導通孔を形成する工程と、前記導通孔に第２金属層を埋め込むと共に前記第２絶縁層上に画素電極を形成する工程と、から少なくともなるアクティブマトリクス装置の製造方法において、前記フォトレジストパターンの形成は、前記第２絶縁層上にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジスト、前記第１及び第２絶縁層を透過し、前記遮光層を透過しない露光光を用いて、前記遮光層の間隙から照射される露光光の前記第１金属層からの反射光と併せることにより前記フォトレジストに潜像をセルフアライメント形成した後、前記潜像を前記所定の間隙よりも狭い幅の開口部を有するように現像して行うことを特徴とするアクティブマトリクス装置の製造方法を提供する。
また、前記フォトレジストがポジである場合には、前記第１金属層の反射率は、前記遮光層よりも高いことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス装置の製造方法である。
更にまた、前記フォトレジストがネガである場合には、前記第１金属層の反射率は、前記遮光層よりも低いことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス装置の製造方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法について図１を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（積層基板準備及び遮光層形成工程）を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（第２層間絶縁層形成工程）を示す断面図である。図３は、本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（フォトリソ工程）を示す断面図である。図４は、本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（フォトレジスト開口部形成工程）を示す断面図である。図５は、本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（導通孔形成工程）を示す断面図である。図６は、本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（画素電極形成工程）を示す断面図である。
【００１９】
（積層基板準備及び遮光膜形成工程）
図１に示すように、従来例の（積層基板準備及び遮光膜形成工程）と同様に、Ｎ型Ｓｉ基板４上に形成された共通なＰウェル領域５表面近傍に形成されたスイッチングトランジスタＴｒ及びコンデンサＣｓと、これらの上に形成された第１層間絶縁層６Ａと、が順次積層され、かつこの第１層間絶縁層６Ａ中に引出し電極１６と、走査線Ｄと、が形成された積層基板２９を用意する。
この際、引出し電極１６としては、高い反射率を有するＡｌ等の金属が用いられ、遮光層２０としては、引出し電極１６よりも低い反射率を有するＴｉＮ等の金属が用いられる。
【００２０】
次に、スパッタ法により第１層間絶縁層６Ａに金属層を形成した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により、この金属層の引出し電極１６に対応する部分に間隙２０Ａを有するようにフォトレジストパターンを形成した後、エッチングを行って遮光層２０を形成する。
【００２１】
（第２層間絶縁層形成工程）
次に、図２に示すように、従来例の（第２層間絶縁層形成工程）と同様に、遮光層２０及び遮光層２０から露出した第１層間絶縁層６Ａ上に第２層間絶縁層６Ｂを形成する。ここで、従来例で説明した図７中の層間絶縁層６は、第１及び第２層間絶縁層６Ａ、６Ｂを併せたものである。
【００２２】
（フォトリソ工程）
次に、図３に示すように、ポジフォトレジスト３０を塗布し、このポジフォトレジスト３０上方から露光を行って、間隙２０Ａに対応するポジフォトレジスト３０部分にセルフアライメントされた潜像３０Ａを形成する。
【００２３】
この間隙２０Ａに対応するポジフォトレジスト３０部分にだけ潜像３０Ａを形成できるのは、ポジフォトレジスト３０を露光した際に、露光光だけでは潜像３０Ａが形成されず、露光光と引出し電極１６で反射された露光光の両方によって始めて潜像３０Ａを形成するようにする図示しない露光装置の設定条件、フォトレジスト材料の選択や現像条件等の設定により行われる。
【００２４】
（フォトレジスト開口部形成工程）
次に、図４に示すように、ポジフォトレジスト３０に形成されている潜像３０Ａの現像を行うと、セルフアライメントされて間隙２０Ａに対応するポジフォトレジスト３０部分に間隙２０Ａよりも狭い幅の開口部３０Ｂが形成される。この開口部３０Ｂが間隙２０Ａの幅よりも狭くできるのは、フォトレジストの膜厚や現像条件等により行うことができる。
【００２５】
（導通孔形成工程）
次に、図５に示すようにポジフォトレジスト３０の開口部３０Ａから露出した第２層間絶縁膜６Ｂを引出し電極１６に達するまでエッチングして、導通孔２１を形成する。この後、フォトレジストを除去する。
【００２６】
（画素電極形成工程）
次に、図６に示すように、従来例の（画素電極形成工程）と同様に、スパッタ法により、第２層間絶縁層６Ｂ及び導通孔２１から露出した引出し電極１６上に金属層を形成する。そして、導通孔２１中に埋め込まれた金属層２２を形成すると共に第２層間絶縁層６Ｂ上に画素電極７を形成する。こうして、引出し電極１６と画素電極７とを金属層２２で接続する。
【００２７】
以上のように、本発明の実施形態によれば、遮光層２０の間隙２０Ａよりも狭い幅の導通孔２１を形成することができるので、導通孔２１中に埋め込まれる金属層２２が遮光層２０と接触することを防止できる。このため、良質な画像を得ることができる。また、間隙２０Ａの寸法を大きくする必要がないので、アクティブマトリクス表示装置１の内部に侵入する光に対して、十分な遮光効果が得られる。更に、画素の高密度化が可能となり、高密度及び高精細化したアクティブマトリクス表示装置１が得られる。
【００２８】
なお、ポジフォトレジスト３０の代りに、ネガフォトレジストを用いた場合には、ポジフォトレジスト３０を用いた場合と反対に、引出し電極１６には、低い反射率を有する材料を用い、遮光層２０には、高い反射率を有する材料を用いれば同様な効果が得られる。即ち、引出し電極２６にはＡｌを用い、遮光層２０にはＴｉＮを用いる。また、本発明の実施形態は、アクティブマトリクス装置に限定されず、絶縁層中に所定の間隙を有して形成された場合に、この所定の間隙を通過させて絶縁層中に導通孔を形成する一般的な集積回路の製造方法にも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、遮光層の間隙よりも狭い幅の導通孔を形成することができるので、導通孔中に埋め込まれる第２金属層が遮光層と接触することを防止できる。
このため、良質な画像を得ることができる。
また、間隙の寸法を大きくする必要がないので、アクティブマトリクス表示装置の内部に侵入する光に対して、十分な遮光効果が得られる。更に、画素の高密度化が可能となり、高密度及び高精細化したアクティブマトリクス表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（積層基板準備及び遮光層形成工程）を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（第２層間絶縁層形成工程）を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（フォトリソ工程）を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（フォトレジスト開口部形成工程）を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（導通孔形成工程）を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（画素電極形成工程）を示す断面図である。
【図７】従来のアクティブマトリクス表示装置の１画素断面図である。
【図８】従来例のアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（積層基板準備及び遮光層形成工程）を示す断面図である。
【図９】従来例のアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（第２層間絶縁層形成工程）を示す断面図である。
【図１０】従来例のアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（導通孔形成工程）を示す断面図である。
【図１１】従来例のアクティブマトリクス表示装置の製造方法における（画素電極形成工程）を示す断面図である。
【図１２】導通孔の位置ずれを示す断面図である。
【符号の説明】
１…アクティブマトリクス表示装置、２…駆動部、３…液晶表示部、４…基板、５…Ｐウェル領域、６…層間絶縁層、７…画素電極、８…酸化分離膜、９…ソース、１０…ゲート、１１…ドレイン、１２、１４、２１、２３…導通孔、１３、１５、２２、２４…金属層、１６…引出し電極、１７…コンデンサ上部電極、１８…コンデンサ下部電極、１９…容量絶縁膜、２０…遮光層、２０Ａ…間隙、２５…共通電極、２６…透明基板、２７…液晶層、２８…配向膜、２９…積層基板、３０…フォトレジストパターン、３０Ａ…潜像、３０Ｂ、３１…開口部

Claims (1)

1. 予めスイッチング素子と、前記スイッチング素子と接続した第１金属層を含む第１絶縁層と、が順次積層された積層基板を用意し、前記第１絶縁層上に所定の間隙を有した遮光層を形成する工程と、
   前記遮光層を覆う第２絶縁層を形成する工程と、
   前記第２絶縁層上にフォトレジストパターンを形成する工程と、
   前記フォトレジストパターンから露出した前記第２絶縁層を前記第１金属層までエッチングして前記所定の間隙を通過させる導通孔を形成する工程と、
   前記導通孔に第２金属層を埋め込むと共に前記第２絶縁層上に画素電極を形成する工程と、
   から少なくともなるアクティブマトリクス装置の製造方法において、
   前記フォトレジストパターンの形成は、前記第２絶縁層上にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジスト、前記第１及び第２絶縁層を透過し、前記遮光層を透過しない露光光を用いて、前記遮光層の間隙から照射される露光光の前記第１金属層からの反射光と併せることにより前記フォトレジストに潜像をセルフアライメント形成した後、前記潜像を前記所定の間隙よりも狭い幅の開口部を有するように現像して行うことを特徴とするアクティブマトリクス装置の製造方法。

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