(57)【要約】【課題】  基板にダメージを与えることなく、層間を確実に接続可能なコンタクトホールを形成する。【解決手段】  コンタクトホールを形成する位置にレジスト等を用いて柱状のマスク材７１ａ，７１ｂを形成し、この周囲、即ちマスク材７１ａ，７１ｂを除く基板全面に絶縁膜３２を塗布形成する。その後、マスク材７１ａ，７１ｂを剥離等の方法により除去し、これによって生じた穴３２ａ，３２ｂをコンタクトホールとして利用する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜を介して積層された半導体層と導電層とを有する半導体装置の製造方法であって、
基板上に半導体層を形成する工程と、
この半導体層の上に、所定位置に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜の上に上記開口部を介して上記半導体層と導通する導電層を形成する工程とを備え、
上記絶縁膜の形成工程は、
半導体層上の上記所定位置にマスク材を形成する工程と、
このマスク材を除いた基板の全面に絶縁膜を形成する工程と、
上記マスク材を除去することにより、上記絶縁膜に開口部を形成する工程とを有することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
上記半導体層と導電層との間には複数層の絶縁膜が配置され、
上記絶縁膜の形成工程では、上記マスク材の形成工程，絶縁膜の形成工程，マスク材の除去工程を繰り返し行なうことで、上記複数層の絶縁膜を厚み方向に貫通する開口部を形成することを特徴とする、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
絶縁膜を介して積層された半導体層と導電層とを有する半導体装置の製造方法であって、
基板上に半導体層を形成する工程と、
この半導体層の上に、所定位置に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜の上に上記開口部を介して導通する導電層を形成する工程とを備え、
上記絶縁膜の形成工程は、
上記半導体層の上に、上記所定位置に開口部を有する第１の絶縁膜を形成する工程と、
基板上の上記所定位置に、上記開口部の内部を覆って上記第１の絶縁膜上に突出するマスク材を形成する工程と、
このマスク材を除いた基板の全面に第２の絶縁膜を形成する工程と、
上記マスク材を除去することにより、上記第２の絶縁膜を厚み方向に貫通し且つ上記第１の絶縁膜の開口部と連通する開口部を形成する工程とを有することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
上記半導体層と導電層との間には複数層の絶縁膜が配置され、
上記絶縁膜の形成工程では、上記第１の絶縁膜の形成工程後に、上記第１の絶縁膜の開口部にマスク材の形成工程，第２の絶縁膜の形成工程，マスク材の除去工程を繰り返すことにより、上記半導体層と導電層との間に配置される複数層の絶縁膜を連通する開口部を形成することを特徴とする、請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
上記第１の絶縁膜の形成工程は、上記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、フォトリソグラフィ技術を用いて、上記開口部の形成領域に位置する絶縁膜を除去する工程とを有することを特徴とする、請求項３又は４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
上記マスク材の形成工程では、基板全面に感光性樹脂を形成し、これを露光，現像することで上記マスク材を上記開口部の形成予定位置にパターン形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
上記マスク材の形成工程では、上記開口部の形成予定位置に液体材料を選択的に吐出し、これを固化させることで上記マスク材を形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
絶縁膜を介して積層された半導体層と画素電極とを有する電気光学装置の製造方法であって、
基板上に半導体層を形成する工程と、
この半導体層の上に、所定位置に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜の上に上記開口部を介して導通する画素電極を形成する工程とを備え、
上記絶縁膜の形成工程は、
半導体層の上記所定位置にマスク材を形成する工程と、
このマスク材を除いた基板の全面に絶縁膜を形成する工程と、
上記マスク材を除去することにより、上記絶縁膜に開口部を形成する工程とを有することを特徴とする、電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
上記半導体層と画素電極との間には複数層の絶縁膜が配置され、
上記絶縁膜の形成工程では、上記マスク材の形成工程，絶縁膜の形成工程，マスク材の除去工程を繰り返し行なうことで、上記複数層の絶縁膜を厚み方向に貫通する開口部形成することを特徴とする、請求項８記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１０】
絶縁膜を介して積層された半導体層と画素電極とを有する電気光学装置の製造方法であって、
基板上に半導体層を形成する工程と、
この半導体層の上に、所定位置に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
この絶縁膜の上に上記開口部を介して導通する画素電極を形成する工程とを備え、
上記絶縁膜の形成工程は、
上記半導体層の上に、上記所定位置に開口部を有する第１の絶縁膜を形成する工程と、
基板上の上記所定位置に、上記開口部の内部を覆って上記第１の絶縁膜上に突出するマスク材を形成する工程と、
このマスク材を除いた基板の全面に第２の絶縁膜を形成する工程と、
上記マスク材を除去することにより、上記第２の絶縁膜を厚み方向に貫通し且つ上記第１の絶縁膜の開口部と連通する開口部を形成する工程とを有することを特徴とする、電気光学装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体層と画素電極との間には複数層の絶縁膜が配置され、
上記絶縁膜の形成工程では、上記第１の絶縁膜の形成工程後に、上記マスク材の形成工程，第２の絶縁膜の形成工程，マスク材の除去工程を繰り返すことにより、上記半導体層と導電層との間に配置される複数層の絶縁膜を連通する開口部を形成することを特徴とする、請求項１０記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１２】
上記第１の絶縁膜の形成工程は、上記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、フォトリソグラフィ技術を用いて、上記開口部の形成領域に位置する絶縁膜を除去する工程とを有することを特徴とする、請求項１０又は１１記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１３】
上記マスク材の形成工程では、基板全面に感光性樹脂を形成し、これを露光，現像することで上記マスク材を上記開口部の形成予定位置にパターン形成することを特徴とする、請求項８〜１２のいずれかの項に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１４】
上記マスク材の形成工程では、上記開口部の形成予定位置に液体材料を選択的に吐出し、これを固化させることで上記マスク材を形成することを特徴とする、請求項８〜１２のいずれかの項に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれかの項に記載の方法を用いて製造した半導体装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
【請求項１６】
請求項８〜１４のいずれかの項に記載の方法を用いて製造した電気光学装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法，電気光学装置の製造方法及び、これにより製造された半導体装置，電気光学装置を備えた電子機器に関し、特に、層間を接続するためのコンタクトホールの形成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置や電気光学装置等の電子デバイスでは、集積度を高めるために配線の多層化が行なわれている。このような多層配線構造を有するデバイスでは、層間絶縁膜を介して積層された配線層間の導通をとるために、層間絶縁膜にコンタクトホール（開口部）が形成されている。
【０００３】
例えば電気光学装置の分野では、画素スイッチング用のＴＦＴと信号線，画素電極を多層に形成したものが開発されている（特許文献１参照）。この構造のものでは、例えば基板の最下層部にＴＦＴが配置され、この上に第１層間絶縁膜を介して信号線が配置される。また、基板上には更に、この信号線及び第１層間絶縁膜を覆う第２層間絶縁膜が設けられ、この上に画素電極が配置される。そして、これらの層間の導通をとるために、ＴＦＴのソース領域はゲート絶縁膜，第１層間絶縁膜を貫通する第１のコンタクトホールを介して信号線に接続され、ドレイン領域はゲート絶縁膜，第１層間絶縁膜，第２層間絶縁膜を貫通する第２のコンタクトホールを介して画素電極に接続される。
従来、このようなコンタクトホールの形成工程には、ドライエッチングが用いられていた。
【特許文献１】特許第２６２５２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コンタクトホールをエッチングによって形成する場合、このコンタクトホールの形成される層間絶縁膜の膜厚不均一性によって、得られるデバイスの電気的特性にバラツキが生じる場合がある。例えば、膜厚が薄いところではオーバーエッチングが起きるため、コンタクトホールの形状が拡大したり下層側の配線層が薄膜化されたりする。特にドライエッチングの場合、絶縁材と導電材とのエッチング選択比を十分に確保できないため、薄膜化の程度は大きくなる。このような下層側の配線層の薄膜化は、コンタクト抵抗の増大や非オーミックな導通特性を招いたり、時には導通不良の原因となり、コンタクトホールの形状拡大は隣接する導電層間でリーク電流の増大や短絡不良原因となる。また、膜厚が厚いところでは、エッチング不足により導通不良の原因となる。
【０００５】
また、上述のエッチング工程ではプラズマエッチングを行なう場合が多いが、この場合、基板にプラズマダメージが生じ、デバイスの電気的特性が劣化する虞がある。しかも、プラズマエッチングでは反応生成物が発生するため、この生成物がコンタクトホールの底部や側壁部に付着することで、導通不良の原因ともなる。
そして、これらの問題は、配線層の数が多くなり、接続を行なう配線層間の間隔が広くなった場合に深刻となる。
【０００６】
また、上述のような多層構造のデバイスでは、接続を行なう配線層間の間隔が広くなる（即ち、層間に配置される層間絶縁膜の層数が多くなる）に従って、これらの間に配置されるコンタクトホールのアスペクト比は大きくなり、これを一回の工程で形成することは難しくなる。このため、従来は、これらの配線層間に中継電極を設け、下層側の配線層と中継電極との間、及び、中継電極と上層側の配線層との間を別々のコンタクトホールで接続する方法がとられていた（上記特許文献１参照）。しかし、この方法では、中継電極を形成する分、集積度が下がるため、デバイスの高性能化の妨げになる。また、液晶装置等の電気光学装置では、このような中継電極が形成されると、それだけ画素の開口率が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、デバイスの性能を損なうことなく、層間の導通を確実に行なえるようにした半導体装置の製造方法、電気光学装置の製造方法、及びこの方法で製造された半導体装置や電気光学装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁膜を介して積層された半導体層と導電層とを有する半導体装置の製造方法であって、基板上に半導体層を形成する工程と、この半導体層の上に、所定位置に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜の上に上記開口部を介して上記半導体層と導通する導電層を形成する工程とを備え、上記絶縁膜の形成工程は、半導体層上の上記所定位置にマスク材を形成する工程と、このマスク材を除いた基板の全面に絶縁膜を形成する工程と、上記マスク材を除去することにより、上記絶縁膜に開口部を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本方法では、層間絶縁膜形成前に、予め第１の配線層の上に柱状のマスク材を形成し、層間絶縁膜形成後に剥離液等を用いてこれを除去する。そして、これによって生じた穴をコンタクトホールとして用いている。このため、ドライエッチングを用いた従来の方法と違って、基板にダメージが生じることはない。特に本方法では、接続を行なう層間の間隔が広くなっても、単にマスク材の高さ（膜厚）を変えるだけで対処できるため、従来のようにエッチング時間が長くなることで、基板へのダメージが大きくなる等の不都合は生じない。
また、マスク材の除去方法では、半導体層を全くエッチングしない方法を選択することができるので、マスク材の除去に十分な時間をかけることができる。このため、確実にマスク材を除去できると同時に、コンタクトホールの形状を損なうことや半導体層が薄膜化することがない。
【００１０】
なお、半導体層と導電層との間に複数層の絶縁膜が配置された場合には、上記絶縁膜の形成工程において、上記マスク材の形成工程，絶縁膜の形成工程，マスク材の除去工程を繰り返し行なうことで、上記複数層の絶縁膜を厚み方向に貫通する開口部を形成することができる。これにより、半導体層と導電層との間隔が広がった場合であっても、基板にダメージを与えることなく、これらを確実に接続することができる。
【００１１】
ところで、上述の方法では、半導体層と導電層との間に配置される一層又は複数層の絶縁膜は、いずれもマスク材の形成／除去によって開口される。しかし、接続を行なう層間の間隔が小さい場合、例えば、層間に配置される絶縁膜が１層しかないような場合には、従来のエッチングを用いた方法であっても、これによって生じる基板へのダメージやデバイスの特性劣化は許容される場合もある。また、絶縁膜の形成時にマスク材の存在が、絶縁膜の膜質や該絶縁膜と下層膜との界面状態の制御において問題になることがあり、このような場合には絶縁膜形成後に開口部を形成するのが望ましい。つまり、半導体層と導電層との間に複数層の層間絶縁膜が配置された場合には、半導体層に近い１層又は複数層の層間絶縁膜（第１の絶縁膜）をエッチング等の方法で開口し、それ以外の層間絶縁膜（第２の絶縁膜）を上述のマスク材の形成／除去によって開口しても、本発明の目的を十分に達成することができる。このため、本発明では、半導体装置の製造を以下の方法で行なってもよい。
【００１２】
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁膜を介して積層された半導体層と導電層とを有する半導体装置の製造方法であって、基板上に半導体層を形成する工程と、この半導体層の上に、所定位置に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜の上に上記開口部を介して導通する導電層を形成する工程とを備え、上記絶縁膜の形成工程は、上記半導体層の上に、上記所定位置に開口部を有する第１の絶縁膜を形成する工程と、基板上の上記所定位置に、上記開口部の内部を覆って上記第１の絶縁膜上に突出するマスク材を形成する工程と、このマスク材を除いた基板の全面に第２の絶縁膜を形成する工程と、上記マスク材を除去することにより、上記第２の絶縁膜を厚み方向に貫通し且つ上記第１の絶縁膜の開口部と連通する開口部を形成する工程とを有することを特徴とする。
このように層間に配置される絶縁膜を第１の絶縁膜と第２の絶縁膜とに分け、これらの絶縁膜の開口方法を独立に選択することで、工程の自由度を高めることができる。
【００１３】
第１の絶縁膜の形成工程の具体的な形態としては、上記第１の絶縁膜の形成工程が、上記半導体層上にマスク材を形成する工程と、このマスク材を除いた基板の全面に絶縁膜を形成する工程と、上記マスク材を除去することにより、上記絶縁膜に開口部を形成する工程とを有するものを例として挙げることができる。
【００１４】
また、この方法では、第２の絶縁膜が複数層の絶縁膜からなる場合（即ち、半導体層と導電層との間に複数層の絶縁膜が配置された場合）には、上記絶縁膜の形成工程において、上記第１の絶縁膜の形成工程後に、上記第１の絶縁膜の開口部にマスク材の形成工程，第２の絶縁膜の形成工程，マスク材の除去工程を繰り返すことにより、上記半導体層と導電層との間に配置される複数層の絶縁膜を連通する開口部を形成することができる。これにより、半導体層と導電層との間隔が広がった場合であっても、基板へのダメージを十分に抑えつつ、これらを確実に接続することができる。
【００１５】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、絶縁膜を介して積層された半導体層と画素電極とを有する電気光学装置の製造方法であって、基板上に半導体層を形成する工程と、この半導体層の上に、所定位置に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜の上に上記開口部を介して導通する画素電極を形成する工程とを備え、上記絶縁膜の形成工程は、基板上の上記所定位置にマスク材を形成する工程と、このマスク材を除いた基板の全面に絶縁膜を形成する工程と、上記マスク材を除去することにより、上記絶縁膜に開口部を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
本方法でも、マスク材の除去によって層間絶縁膜に生じた穴をコンタクトホールとして用いるため、エッチングを用いた従来の方法と違って、このようなコンタクトホールの形成工程において基板にダメージが生じることはない。特に本方法では、接続を行なう層間の間隔が広くなっても、単にマスク材の高さ（膜厚）を変えるだけで対処できるため、従来のようにエッチング時間が長くなることで、基板へのダメージが大きくなる等の不都合は生じない。また、本方法ではアスペクト比の大きな開口部を形成できるため、従来のような中継電極を形成する必要もなくなる。このため、開口率の高い明るい表示デバイスを形成することが可能となる。
【００１７】
なお、半導体層と画素電極との間に複数層の絶縁膜が配置された場合には、上記絶縁膜の形成工程において、上記マスク材の形成工程，絶縁膜の形成工程，マスク材の除去工程を繰り返し行なうことで、上記複数層の絶縁膜を厚み方向に貫通する開口部を形成することができる。これにより、半導体層と画素電極との間隔が広がった場合であっても、基板にダメージを与えることなく確実に層間を接続することができる。
また、上述の方法では、半導体層と画素電極との間に配置される１層又は複数層の絶縁膜をいずれもマスク材の形成／除去によって開口したが、前述のように、一部の絶縁膜（即ち、半導体層に近い１層又は複数層の絶縁膜；第１の絶縁膜）をエッチング等の方法で開口しても、基板へのダメージは許容される場合もある。このため、本発明では、電気光学装置の製造を以下の方法で行なってもよい。
【００１８】
すなわち、本発明の電気光学装置の製造方法は、絶縁膜を介して積層された半導体層と画素電極とを有する電気光学装置の製造方法であって、基板上に半導体層を形成する工程と、この半導体層の上に、所定位置に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜の上に上記開口部を介して導通する画素電極を形成する工程とを備え、上記絶縁膜の形成工程は、上記半導体層の上に、上記所定位置に開口部を有する第１の絶縁膜を形成する工程と、基板上の上記所定位置に、上記開口部の内部を覆って上記第１の絶縁膜上に突出するマスク材を形成する工程と、このマスク材を除いた基板の全面に第２の絶縁膜を形成する工程と、上記マスク材を除去することにより、上記第２の絶縁膜を厚み方向に貫通し且つ上記第１の絶縁膜の開口部と連通する開口部を形成する工程とを有することを特徴とする。
このように層間に配置される絶縁膜を第１の絶縁膜と第２の絶縁膜とに分け、これらの絶縁膜の開口方法を独立に選択することで、工程の自由度を高めることができる。
【００１９】
第１の絶縁膜の形成工程の具体的な形態としては、上記第１の絶縁膜の形成工程が、上記半導体層上にマスク材を形成する工程と、このマスク材を除いた基板の全面に絶縁膜を形成する工程と、上記マスク材を除去することにより、上記絶縁膜に開口部を形成する工程とを有するものを例として挙げることができる。
【００２０】
また、この方法では、第２の絶縁膜が複数層の絶縁膜からなる場合（即ち、半導体層と画素電極との間に複数層の絶縁膜が配置された場合）には、上記絶縁膜の形成工程において、上記第１の絶縁膜の形成工程後に、上記マスク材の形成工程，第２の絶縁膜の形成工程，マスク材の除去工程を繰り返すことにより、上記半導体層と画素電極との間に配置される複数層の絶縁膜を連通する開口部を形成することができる。これにより、半導体層と画素電極との間隔が広がった場合であっても、基板へのダメージを十分に抑えつつ、これらを確実に接続することができる。
【００２１】
なお、上述のマスク材の形成方法は、基板上に柱状の構造物を形成できる方法であればどのようなものでもよい。また、使用するマスク材も、無機材料，有機材料のいずれでもよく、又、これらの混合材料としてもよい。しかし、マスク材を有機材料とすれば、これを塗布法を用いて簡便に形成できるので、より好ましい。具体的には、上記マスク材の形成工程において、基板全面に感光性樹脂を形成し、これを露光，現像しえ上記マスク材を上記開口部の形成予定位置にパターン形成することで、上述の柱状構造を最も簡便に得ることができる。また、このようにマスク材を感光性樹脂とした場合には、剥離液等を用いることで、基板にダメージを与えることなくこれを簡単に除去できるため、本発明の効果がより発揮されやすい。
【００２２】
また、マスク材を有機物とした場合には、マスク材を、例えばインクジェットプリンタのプリンタヘッドのような定量吐出装置を用いて、液滴吐出法により形成することも可能である。すなわち、上記マスク材の形成工程では、上記開口部の形成予定位置に液体材料を選択的に吐出し、これを固化させることで上記マスク材を形成してもよい。液滴吐出法では、材料を必要な部分にのみ供給できるため、他の塗布方法に比べて材料の使用効率が高く、コスト的に有利となる。
【００２３】
マスク材を塗布で形成する方法としては、この他にも、スピンコート法，ディップコート法，ロールコート法，カーテンコート法，スプレー法等の公知の方法を用いることができる。これらの方法にはそれぞれに一長一短があるため、形成するコンタクトホール（開口部）の形態に応じて、これらを使い分けることが望ましい。例えば、スピンコート法では、膜厚の均一性が高く、膜厚の制御も比較的容易であるが、材料の利用効率という点で難がある。一方、液滴吐出法では、材料の利用効率は高いものの、アスペクト比の高い柱状構造物を作るのは難しい。このため、上記マスク材の形成工程では、コンタクトホールの深さ、例えば、コンタクトホールの貫通する層間絶縁膜の層数に応じて、マスク材の形成方法を選択することが好ましい。例えばこの層数が１層であれば、液滴吐出法を用いればよく、複数層ある場合には、スピンコート法等の方法を用いて基板全面に厚膜の感光性樹脂を形成し、露光，現像によってこれをパターニングすればよい。
【００２４】
また、本発明の電子機器は、上述の方法を用いて製造された半導体装置又は電気光学装置を備えたことを特徴とする。これにより、優れた電気的特性を有する電子機器を提供することが可能となる。また、上述の電気光学装置を表示部に備えることで、表示の高輝度化や低消費電力化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明の電気光学装置の一実施形態たる液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向基板側から見た平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３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。
【００２６】
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶表示装置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４０が封入、保持されている。シール材５２には、製造時においてＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた後に液晶を注入するための液晶注入口５５が形成されており、該液晶注入口５５は液晶注入後に封止材５４により封止されている。なお、対向基板２０の内面側には対向電極（共通電極）２４が形成され、ＴＦＴアレイ基板１０の内面側には画素電極１４が形成されている。
【００２７】
シール材５２の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り（図示略）が形成される一方、シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子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。
【００２８】
なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶４０の種類、すなわちＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＶＡＮ（Vertical Alignment 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。さらに、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の各画素電極１４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。
【００２９】
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３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半導体装置、ここではＴＦＴ（Thin Film Transistor）３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給する信号線３４がＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。信号線３４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、相隣接する複数の信号線３４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３３が電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３３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。
【００３０】
画素電極１４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、信号線３４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。このようにして画素電極１４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２に示す対向基板２０の対向電極２４との間で一定期間保持される。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、画素電極１４と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に保持容量６０が付加されている。例えば、画素電極１４の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ保持容量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。
【００３１】
次に、液晶表示装置１００の要部構成について説明する。図４は、ＴＦＴアレイ基板１０の画素部を拡大して示す模式図である。
本実施形態のＴＦＴ３０はトップゲート型の構造を有し、本体となる基板１０Ａの下層側から順に、半導体膜３１，ゲート絶縁膜３２，ゲート電極３３ａが積層されている。すなわち、下地絶縁膜１１の上に島状に設けられた半導体膜３１の上に、基板全面を覆うようにゲート絶縁膜３２が設けられ、このゲート絶縁膜３２上に、半導体膜３１と対向してゲート電極３３ａが設けられている。なお、ゲート電極３３ａは走査線３３から分岐する形で設けられており、上記半導体膜３１の内、このゲート電極３３ａと対向する領域がチャネル部３１ａとして機能する。また、本実施形態では、ゲート電極３３ａが半導体膜３１に対して並列して２つ設けられており、これにより、デュアルゲート型のトランジスタが形成されている。
【００３２】
また、基板１０Ａの上には、ゲート絶縁膜３２及びゲート電極３３ａを覆うように層間絶縁膜１２が設けられ、この絶縁膜１２の上に信号線３４が設けられている。この絶縁膜１２には、半導体膜３１のソース部３１ｂに通じるコンタクトホール１２ａと、ドレイン部３１ｃに通じるコンタクトホール１２ｂとが設けられており、信号線３４は、このコンタクトホール１２ａと、ゲート絶縁膜３２に設けられたコンタクトホール３２ａとを介して上記ソース部３１ｂに導電接続されている。さらに、基板１０Ａの上には、層間絶縁膜１２，信号線３４を覆うように層間絶縁膜１３が設けられ、この絶縁膜１３の上に画素電極１４が設けられている。この絶縁膜１３には、絶縁膜１２のコンタクトホール１２ｂと連通するコンタクトホール１３ａが設けられており、画素電極１４は、このコンタクトホール１３ａ，１２ｂと、ゲート絶縁膜３２に設けられたコンタクトホール３２ｂとを介して上記ドレイン部３１ｃに導電接続されている。そして、上述のように構成された基板には、更に画素電極１４，層間絶縁膜１３を覆うように、ポリイミド等からなる配向膜１５が設けられている。
【００３３】
一方、対向基板２０には、ガラスやプラスチック等の透光性基板からなる基板本体２０Ａの上に、ＩＴＯ等からなる透光性の対向電極２４が設けられ、更にこの電極２４上にポリイミド等からなる配向膜２５が設けられている。
【００３４】
［液晶装置の製造方法］
次に、第１実施形態の液晶表示装置１００の製造方法について説明する。
本実施形態では、図５（ａ）に示すように、まず、ガラスやプラスチック等からなる基板１０Ａの表面に多結晶シリコンからなる半導体膜３１を形成する。この多結晶シリコン膜３１は、次のようにして形成することができる。まず、基板１０Ａ上に例えばフッ素樹脂膜などの撥液性の膜（図示せず）を形成する。そして、この撥液膜の素子形成領域（即ち、半導体膜３１の形成予定位置）に紫外線などを照射し、素子形成領域の撥液膜を分解除去してパターニングし、撥液バンクとする。その後、素子形成領域に液体水素化ケイ素を塗布して乾燥させる。次に、乾燥させた水素化ケイ素の膜を焼成して熱分解し、アモルファスシリコン膜にする。さらに、基板全体に紫外線を照射して撥液バンクを分解して除去したのち、アモルファスシリコン膜にＸｅＣｌなどのエキシマレーザを照射してアニールし、アモルファスシリコン膜を多結晶化して多結晶シリコン膜３１にする。その後、Ｖｔｈ制御などのために必要に応じて半導体膜３１にチャンネルドープを行なう。すなわち、全面に適宜の不純物（例えば、ｎ型導電層を形成する場合はリンイオン）を打ち込んで拡散させる。
【００３５】
次に、図５（ｂ）に示すように、コンタクトホール（開口部）１２ａ，１２ｂの形成される領域（開口部の形成予定位置）に柱状のマスクピラー（マスク材）７１ａ，７１ｂを形成する。このマスクピラー７１ａ，７１ｂは、例えばインクジェットプリンタのプリンタヘッドのような定量吐出装置を用いて、レジスト等の液体有機材料を塗布し、これを固化することにより形成される。この際、マスクピラー７１ａ，７１ｂの膜厚（高さ）は、層間絶縁膜３２の膜厚と同じかそれ以上とする。これにより、マスクピラー７１ａ，７１ｂが層間絶縁膜３２内に埋没することを防止できる。また、この工程では、滴下された液体材料が開口部の形成予定位置を超えて周囲に大きく広がるのを防ぐために、滴下前に、予め基板において開口部１２ａ，１２ｂの形成される位置の周囲に撥液処理を施しておくことが望ましい。この撥液処理は、例えばフッ素樹脂等の撥液膜を上記開口部の周囲に形成することによって行なうことができる。
【００３６】
次に、図５（ｃ）に示すように、マスクピラー７１ａ，７１ｂの周囲、即ち、マスクピラー７１ａ，７１ｂを除いた基板の全面に酸化シリコン等からなるゲート絶縁膜３２を形成する。このゲート絶縁膜３２は、ＳＯＧ等の液体絶縁材料を基板全面に塗布し、これを焼成することによっても形成できる。この液体絶縁材料の塗布方法としては、スピンコート法，ディップコート法，ロールコート法，カーテンコート法，スプレー法，液滴吐出法（インクジェット法）等の公知の方法を用いることができる。特にスピンコート法では、遠心力によって液体材料が引き伸ばされるため、膜厚均一性の高い層間絶縁膜が形成される。したがって、本実施形態では、このゲート絶縁膜をスピンコート法により形成している。また、液体絶縁材料としては、上述のＳＯＧの他、ポリシラザンやポリイミド，Ｌｏｗ−Ｋ材等を使用することができる。
【００３７】
この際、マスクピラー７１ａ，７１ｂの上部に液体絶縁材料が付着するのを防ぐために、液体絶縁材料を塗布する前に、予めマスクピラー７１ａ，７１ｂに撥液処理を施しておくことが望ましい。このマスクピラー７１ａ，７１ｂの撥液処理は、四フッ化炭素などのフッ素原子を含むガスを大気圧プラズマによって分解して活性なフッ素単原子やイオンを生成し、この活性なフッ素にマスクピラーを晒すことによって行なうことができる。なお、マスクピラー７１ａ，７１ｂをフッ素原子を含む撥液性のフォトレジストによって形成した場合には、このような撥液処理は不要である。
【００３８】
次に、図５（ｄ）に示すように、マスクピラー７１ａ，７１ｂを剥離液等を用いて除去する。これにより、ゲート絶縁膜３２には、半導体膜３１のソース部３１ｂ，３１ｃとなる位置にそれぞれ開口部３２ａ，３２ｂが形成される。
次に、図６（ａ）に示すように、ゲート絶縁膜３２上の半導体膜３１と対向する位置にゲート電極３３ａを形成する。この工程では、まず、ゲート絶縁膜３２を覆って撥液膜を形成する。そして、マスクを介して基板に紫外線を照射し、走査線３３及びゲート電極３３ａ，３３ａの形成予定位置に配置された撥液膜を分解，除去する。これにより、撥液膜に配線用の溝が形成される。そして、この溝内に有機金属化合物を主成分とする液体配線材料を供給し、これを熱処理して走査線３３及びゲート電極３３ａを形成する。この後、基板全体に紫外線を照射して、残りの撥液膜を分解，除去する。
【００３９】
次に、ゲート電極３３ａをマスクとして、半導体膜３１のソース部３１ｂ，ドレイン部３１ｃに適宜の不純物（例えば、ｐ型導電層を形成する場合はボロンイオン）の打ち込みを行なう。これにより、ゲート電極３３ａによって遮蔽された半導体膜３１の領域にチャネル部３１ａが形成され、これらのチャネル部３１ａを挟んで対向する位置にソース部３１ｂとドレイン部３１ｃが形成される。
次に、図６（ｃ）に示すように、スピンコート法等の方法を用いて、ゲート電極３３ａ，ゲート絶縁膜３２，半導体膜３１を覆うように、基板全体に感光性樹脂であるレジスト７２を形成する。この際、ゲート絶縁膜３２の上に配置されるレジスト７２の膜厚は、層間絶縁膜１２の膜厚と同じがそれ以上とする。これにより、後述のマスクピラー７２ａ，７２ｂが層間絶縁膜１２内に埋没することを防止できる。
【００４０】
次に、図６（ｄ）に示すように、このレジスト７２を露光，現像して、開口部３２ａ，３２ｂの形成位置にのみレジストを残す。これにより、基板上には、開口部３２ａの形成位置に、この開口部３２ａの内部を覆ってゲート絶縁膜３２上に突出した柱状のマスクピラー７２ａが形成され、開口部３２ｂの形成位置には、この開口部３２ｂの内部を覆ってゲート絶縁膜３２上に突出した柱状のマスクピラー７２ｂが形成される。
【００４１】
次に、図７（ａ）に示すように、マスクピラー７２ａ，７２ｂの周囲、即ち、マスクピラー７２ａ，７２ｂを除いた基板の全面に酸化シリコン等からなる層間絶縁膜１２を形成する。この層間絶縁膜１２は、ゲート絶縁膜３２と同様に、液体絶縁材料をスピンコート法等の方法を用いて基板全面に塗布し、これを熱処理することによって形成できる。この際、マスクピラー７２ａ，７２ｂの上部に液体絶縁材料が付着するのを防ぐために、液体絶縁材料を塗布する前に、予めマスクピラー７２ａ，７２ｂに撥液処理を施しておくことが望ましい。なお、マスクピラー７２ａ，７２ｂをフッ素原子を含む撥液性のフォトレジストによって形成した場合には、このような撥液処理は不要である。
次に、図７（ｂ）に示すように、マスクピラー７２ａ，７２ｂを剥離液等を用いて除去する。これにより、層間絶縁膜１２には、開口部３２ａの形成位置に、これと連通する開口部１２ａが形成され、開口部３２ｂの形成位置に、これと連通する開口部１２ｂが形成される。
【００４２】
次に、図７（ｃ）に示すように、層間絶縁膜１２の上に、開口部３２ａ，１２ａを介して半導体膜３１のソース部３１ｂと導通する信号線３４を形成する。この工程では、まず、定量吐出装置を用いて、開口部３２ａ，１２ａ内に有機金属化合物を主成分とした液体コンタクト形成材料を供給し、この液体コンタクト形成材料を焼成，固化することにより、開口部３２ａ，１２ａ内に接続プラグ３４ａを形成する。この際、液体材料を開口部３２ａ，１２ａ内に確実に充填するために、液体材料を塗布する前に、予め開口部内に親液処理を施しておくことが望ましい。この親液処理は、例えば開口部内に紫外線を照射することによって行なうことができる。次に、層間絶縁膜１５を覆って撥液膜を形成し、マスク露光により、この撥液膜に信号線用の溝を形成する。そして、この溝内に有機金属化合物を主成分とする液体配線材料を供給し、これを熱処理して信号線３４を形成する。この後、基板全体に紫外線を照射して、残りの撥液膜を分解，除去する。
【００４３】
なお、接続プラグ３４ａは信号線３４と同時に形成してもよい。この場合、図７（ｂ）の段階で撥液膜を形成し、マスク露光により、開口部３２ａ，１２ａ及び信号線３４の形成予定位置に配置された撥液膜を分解除去する。そして、このようにして形成された撥液膜の溝内及び開口部３２ａ，１２ａの内部に液体配線材料を供給することで、信号線３４と同時に接続プラグ３４ａを形成することができる。
【００４４】
次に、図８（ａ）に示すように、スピンコート法等の方法を用いて、信号線３４及び層間絶縁膜１２を覆うように、基板全体に感光性樹脂であるレジスト７３を形成する。この際、層間絶縁膜１２上に配置されるレジスト７３の膜厚は、層間絶縁膜１３の膜厚と同じがそれ以上とする。これにより、後述のマスクピラー７３ａが層間絶縁膜１３内に埋没することを防止できる。
次に、図８（ｂ）に示すように、このレジスト７３を露光，現像して、開口部３２ｂ，１２ｂの形成位置にのみレジストを残す。これにより、基板上には、開口部３２ｂ，１２ｂの内部を覆って層間絶縁膜１２の上に突出した柱状のマスクピラー（マスク材）７３ａが形成される。
【００４５】
次に、図８（ｃ）に示すように、マスクピラー７３ａの周囲、即ち、マスクピラー７３ａを除いた基板の全面に酸化シリコン等からなる層間絶縁膜１３を形成する。この層間絶縁膜１３は、ゲート絶縁膜３２や層間絶縁膜１２と同様に、液体絶縁材料をスピンコート法等の方法を用いて塗布し、これを熱処理することによって形成できる。この際、マスクピラー７３ａの上部に液体絶縁材料が付着するのを防ぐために、液体絶縁材料を塗布する前に、予めマスクピラー７３ａに撥液処理を施しておくことが望ましい。なお、マスクピラー７３ａをフッ素原子を含む撥液性のフォトレジストによって形成した場合には、このような撥液処理は不要である。
次に、図９（ａ）に示すように、マスクピラー７３ａを剥離液等を用いて除去する。これにより、層間絶縁膜１３には、開口部３２ｂ，１２ｂの形成位置に、これらと連通する開口部１３ａが形成される。
【００４６】
次に、図９（ｂ）に示すように、層間絶縁膜１３の上に、開口部３２ｂ，１２ｂ，１３ａを介して半導体膜３１のドレイン部３１ｃと導通する画素電極１４を形成する。この工程では、まず、層間絶縁膜１３を覆って撥液膜を形成し、マスク露光により、この撥液膜画素電極用の溝を形成する。そして、定量吐出装置を用いて、この溝内に、例えば透明導電膜を構成するＩＴＯの微粉末を有機溶媒に分散させた液体配線材料を供給し、これを熱処理して画素電極１４を形成する。この後、基板全体に紫外線を照射して、残りの撥液膜を分解，除去する。なお、この工程では、開口部３２ｂ，１２ｂ，１３ａ内に配置される導電プラグ１４ａは、画素電極１４と同時に形成されることとなるが、プラグ１４ａと画素電極１４とを異なる導電材料を用いて別工程で形成することも可能である。
【００４７】
次に、画素電極１４，層間絶縁膜１３を覆うように基板全面にポリイミド溶液を塗布し、これを焼成して配向膜１５を形成する。
以上により、ＴＦＴアレイ基板１０が製造される。
【００４８】
一方、対向基板２０については、まず、ガラス等からなる基板本体２０Ａを用意し、遮光性材料を成膜、パターニングすることにより画素間の遮光膜を形成する。次に、スパッタリング法等により、基板全面にＩＴＯ等の透明導電性材料を蒸着し、基板本体の表示領域ほぼ全面に対向電極２４を形成する。次に、この対向電極２４を覆うように基板全面にポリイミド溶液を塗布し、これを焼成して配向膜２５を形成する。
以上により、対向基板２０が製造される
【００４９】
次に、このように製造されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを、シール材５２を介して貼り合わせ、真空注入法により両基板１０，２０間の空間に液晶を注入し、液晶層４０を形成する。これにより、本実施形態の液晶表示装置が完成する。
【００５０】
このように本実施形態では、絶縁膜形成前に形成したマスクピラーを絶縁膜形成後に剥離し、これによって生じた穴をコンタクトホールとして利用している。このため、絶縁膜を形成した後に、ドライエッチングによりこれを開口する従来の方法と違って、基板にダメージが生じることはない。特に本方法では、接続を行なう層間の間隔が広くなっても、単にマスク材の高さ（膜厚）を変えるだけで対処できるため、従来のようにエッチング時間が長くなることで、基板へのダメージが大きくなる等の不都合は生じない。
また、本方法ではアスペクト比の大きな開口部を形成できるため、従来のような中継電極を形成する必要もなくなる。このため、開口率の高い明るい表示デバイスを形成することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施形態では、全ての開口部をマスクピラーの形成／除去によって形成したが、必ずしも全ての開口部の形成工程でエッチングを禁止する必要はない。つまり、接続を行なう層間の間隔が小さい場合、例えば、層間に配置される絶縁膜が１層しかないような場合には、従来のエッチングを用いた方法であっても、これによって生じる基板へのダメージやデバイスの特性劣化は許容される場合もある。このため、半導体層と画素電極との間に複数層の層間絶縁膜が配置された場合には、半導体層に近い１層又は複数層の層間絶縁膜をエッチング等の方法で開口し、それ以外の層間絶縁膜を上述のマスクピラーの形成／除去によって開口しても、本発明の主眼である、配線の接続信頼性の向上という目的は十分に達成される。このように開口部の形成工程に、一部他の方法を導入する余地を与えることで、工程の自由度を高めることができる。
【００５２】
具体的には、図５（ｄ）で示した開口部３２ａ，３２ｂは、従来のドライエッチングで形成してもよい。この場合、ゲート絶縁膜３２は、本発明の第１の絶縁膜に該当し、それ以外の絶縁膜１２，１３は本発明の第２の絶縁膜に該当することとなる。
【００５３】
［電子機器］
次に、本発明の液晶装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図１０は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１０において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上述の液晶装置を用いた表示部を示している。
図１０に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を用いた表示部を備えているので、確実なスイッチングにより高品質な表示が可能となる。
【００５４】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態で示した電気光学装置の配線構造はほんの一例であり、半導体層３１の上に２層或いは４層以上の配線層を設けた構造としてもよい。この場合であっても、配線層間或いは半導体層と配線層とを接続するコンタクトホールの形成方法として、上述したマスクの形成／除去による方法を用いることができる。このような多層配線構造では、接続を行なう配線層の間隔が広くなる程、例えば、接続される配線層間に配置される配線層の数が多くなる程、本発明の効果は大きくなる。
【００５５】
また、上記実施形態では、マスクピラーを液滴吐出法やスピンコート法によって形成したが、いずれの方法をとるかは自由に選択することができる。例えば、マスクピラー７２ａ，７２ｂやマスクピラー７３ａを液滴吐出法により形成することも可能である。しかし、液滴吐出法では、アスペクト比の高い柱状構造物を形成することは難しいため、どのような塗布方法を用いるかは、形成しようとするコンタクトホールの深さによって選択することが好ましい。具体的には、形成するコンタクトホールが浅い場合（例えば、開口部の貫通する層間絶縁膜の層数が１層の場合）には、液滴吐出法を用い、コンタクトホールが深い場合（例えば、開口部の貫通する層間絶縁膜の層数が複数層ある場合）には、スピンコート法等の方法を用いて基板全面に感光性樹脂を形成し、露光，現像によりこれをパターニングすることによって、マスクピラーを形成すればよい。なお、液滴吐出法を用いる場合には、吐出する液体有機材料は、必ずしも感光性の樹脂に限定されず、例えばポリイミド溶液等であってもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では電気光学装置として液晶表示装置を例に挙げて説明したが、これ以外にも有機ＥＬ表示装置や電気泳動表示装置等の種々のデバイスに対して本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気光学装置の全体構造を示す平面図。
【図２】図１のＨ−Ｈ′線に沿う断面図。
【図３】図１の電気光学装置の等価回路図。
【図４】図２の要部を拡大した拡大断面図。
【図５】本発明の電気光学装置の製造方法を説明するための工程図。
【図６】図５に続く工程図。
【図７】図６に続く工程図。
【図８】図７に続く工程図。
【図９】図８に続く工程図。
【図１０】本発明の電子機器の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１０Ａ…基板、１２，１３，３２・・・絶縁膜、１２ａ，１２ｂ，１３ａ，３２ａ，３２ｂ・・・開口部、１４・・・画素電極（導電層）、３０・・・ＴＦＴ（半導体装置）、３１…多結晶シリコン膜（半導体層）、３３・・・走査線（導電層）、３３ａ・・・ゲート電極（導電層）、３４・・・信号線（導電層）、７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３ａ・・・マスクピラー（マスク材）、１００・・・液晶表示装置（電気光学装置）、１２００・・・電子機器
【図１】
2005051105.tif 000003
【図２】
2005051105.tif 000004
【図３】
2005051105.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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