(57)【要約】【課題】下電極の側面を素子部として利用した非線形素子の素子特性のばらつきを解消可能な非線形素子の製造方法、および電気光学装置を提供すること。【解決手段】非線形素子を製造するにあたって、Ｔａ膜パターニング工程ＳＴ１０４において、第１の絶縁膜１７の上層にレジストマスク１８ａを形成した状態で、フッ素を含有するエッチングガスを用いて、第１の絶縁膜１７とともにタンタル膜１３にドライエッチングを行った後、フッ素除去工程ＳＴ１０５で加熱処理を行って、下電極１３ｂの側面１３２ｂに残留するフッ素を除去する。そして、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａより薄い第２の絶縁膜１４を形成した後、上電極１５ａ、１５ｂを形成する。【選択図】図７
2007116043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下電極、該下電極の表面側を覆う絶縁膜、および該絶縁膜を介して前記下電極の上面および側面に対向する上電極を有する非線形素子の製造方法において、
前記下電極を構成するための金属膜を形成する下電極用金属膜形成工程と、
前記金属膜の上面に第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工程と、
フッ素を含むエッチングガスで前記第１の絶縁膜とともに前記金属膜をドライエッチングして前記下電極を形成するパターニング工程と、
前記下電極の側面からフッ素を除去するフッ素除去工程と、
前記下電極の側面に前記第１の絶縁膜よりも膜厚の薄い第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、
前記上電極を形成する上電極形成工程と
を有していることを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項２】
前記金属膜は、主成分がタンタル、タンタル合金、ニオブ、あるいはニオブ合金であることを特徴とする請求項１に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項３】
前記フッ素除去工程では、前記下電極を加熱することを特徴とする請求項１または２に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項４】
前記フッ素除去工程では、前記下電極に対する加熱温度が２００℃から４００℃であることを特徴とする請求項３に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項５】
前記フッ素除去工程では、前記下電極を不活性ガス雰囲気中で加熱することを特徴とする請求項３に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項６】
前記フッ素除去工程では、前記下電極を減圧雰囲気中で加熱することを特徴とする請求項３に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項７】
前記フッ素除去工程では、さらに、前記下電極の側面に対して、プラズマ照射、前記下電極を陰極とするバイアス印加、紫外線照射、およびレーザ照射のうちの少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項３乃至６の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項８】
前記第２の絶縁膜形成工程では、陽極酸化法あるいは気相酸化法により前記下電極の側面に前記第２の絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項９】
前記第２の絶縁膜形成工程では気相酸化法により前記下電極の側面に前記第２の絶縁膜を形成し、
前記フッ素除去工程と前記第２の絶縁膜形成工程とを同一の処理室内で行うことを特徴とする請求項３乃至７の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の絶縁膜形成工程を行った後、当該第２の絶縁膜形成工程を行った前記処理室内で、水素含有雰囲気中でのアニール処理を行うことを特徴とする請求項９に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載された製造方法により製造された非線形素子を画素スイッチング素子として用いたことを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下電極、絶縁膜および下電極を備えた非線形素子の製造方法、並びに当該非線形素子を備えた電気光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置において画素スイッチング素子として用いられる非線形素子としては、例えば、下電極、絶縁膜および上電極を備えたＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ：金属−絶縁体−金属）構造のＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ：薄膜ダイオード）がある。このような非線形素子では、下電極の上面の絶縁膜を厚い第１の絶縁膜によって形成する一方、下電極の側面の絶縁膜を第１の絶縁膜よりも薄い第２の絶縁膜とした構造、いわゆるラテラル構造が採用されることがあり、このような構造によれば、下電極の上面に寄生する容量成分を無視できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなラテラル構造の非線形素子を製造するには、図１２に示す順序に従って以下の工程が行われる。まず、図１３（ａ）に示すように、下地層形成工程ＳＴ５０１、Ｔａ膜形成工程ＳＴ５０２および第１の絶縁膜形成工程ＳＴ５０３によって、素子基板２０の表面にタンタル酸化物などからなる下地層２０１、タンタル膜１３、分厚い第１の絶縁膜１７をこの順に形成する。
【０００４】
次に、Ｔａ膜パターニング工程ＳＴ５０４において、第１の絶縁膜１７の上層にレジストマスク１８ａを形成した状態で、フッ素を含有するエッチングガスを用いて、第１の絶縁膜１７とともにタンタル膜１３にドライエッチングを行った後、レジストマスク１８ａを除去し、図１３（ｂ）に示すように、上面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａを備えた下電極１３ｂを形成する。その際、給電線となる金属層１３ａおよびブリッジ１３ｃも形成される。
【０００５】
次に、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ５０５において、金属層１３ａおよびブリッジ部１３ｃを介して下電極１３ｂに給電して陽極酸化を行い、図１３（ｃ）に示すように、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａより薄い第２の絶縁膜１４を形成する。
【０００６】
次に、図１３（ｄ）に示す水素含有雰囲気中での第１のアニール工程ＳＴ５０６により、第２の絶縁膜１４の膜質を改善する。
【０００７】
次に、図１３（ｅ）に示すように、ブリッジ部除去工程ＳＴ５０７でブリッジ部１３ｃを除去した後、Ｃｒ膜形成工程ＳＴ５０８およびＣｒ膜パターニング工程ＳＴ５０９により、上電極１５ａ、１５ｂを形成する。その結果、金属層１３ａの上層にクロムからなる金属層１５ｃが形成されたデータ線５２が形成されるとともに、非線形素子１０が形成される。次に、図１３（ｆ）に示すように、ＩＴＯ膜形成工程ＳＴ５１０およびＩＴＯ膜パターニング工程ＳＴ５１１により画素電極２３を形成する。しかる後に、第２のアニール工程ＳＴ５１２を行う。
【特許文献１】特開平４−７０６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の製造方法で非線形素子１０を形成すると、下電極１３ｂの上面１３１ｂおよび側面部１３２ｂの双方を素子部として利用した非線形素子と比較して、素子特性がばらつくという問題点があり、このような素子特性のばらつきは、電気光学装置において画素毎の表示特性のばらつきを発生させ、表示品位を低下させてしまう。
【０００９】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、下電極の側面を素子部として利用した非線形素子の素子特性のばらつきを解消可能な非線形素子の製造方法、および電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するために種々、検討した結果、下電極の側面を素子部として利用した非線形素子において素子特性がばらつく原因は、フッ素を含有するエッチングガスでドライエッチングを行って下電極をパターニング形成した際、プラズマ状態のフッ素に晒された下電極の側面にフッ素が残留するからであるという知見を得た。すなわち、下電極の側面にフッ素が残留した状態で下電極の側面に絶縁膜を形成すると、絶縁膜にフッ素が取り込まれる結果、絶縁膜の絶縁性を低下させるとともに、素子抵抗にばらつきを発生させることになる。しかも、下電極の側面のみを素子部として利用した非線形素子においては、側面部に形成された絶縁膜が素子特性を大きく支配するため、素子特性がばらつくことになるのである。
【００１１】
本発明は、かかる知見に基づいて達成されたものであり、下電極、該下電極の表面側を覆う絶縁膜、および該絶縁膜を介して前記下電極の上面および側面に対向する上電極を有する非線形素子の製造方法において、前記下電極を構成するための金属膜を形成する下電極用金属膜形成工程と、前記金属膜の上面に第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工程と、フッ素を含むエッチングガスで前記第１の絶縁膜とともに前記金属膜をドライエッチングして前記下電極を形成するパターニング工程と、前記下電極の側面からフッ素を除去するフッ素除去工程と、前記下電極の側面に前記第１の絶縁膜よりも膜厚の薄い第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、前記上電極を形成する上電極形成工程とを行うことに特徴を有する。すなわち、本発明では、パターニング工程の後、第２の絶縁膜形成工程の前に、前記下電極の側面からフッ素を除去するフッ素除去工程を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、パターニング工程の後、第２の絶縁膜形成工程の前にフッ素除去工程を行い、下電極をパターニング形成した際に下電極の側面に残留するフッ素を除去した後、第２の絶縁膜を形成する。このため、下電極の側面に絶縁膜を形成した際、絶縁膜にフッ素が取り込まれることがないので、フッ素が絶縁膜の絶縁性を低下させることがなく、素子抵抗をばらつかせることもない。従って、下電極の側面のみを素子部として利用した非線形素子において素子特性がばらつくのを防止することができる。
【００１３】
本発明において、前記金属膜は、例えば、主成分がタンタル、タンタル合金、ニオブ、あるいはニオブ合金である。
【００１４】
本発明において、前記フッ素除去工程では、例えば、前記下電極を加熱する。
【００１５】
この場合、前記フッ素除去工程では、前記下電極に対する加熱温度が２００℃から４００℃であることが好ましい。加熱温度が２００℃未満では、下電極の側面に残留するフッ素を確実にかつ、短時間のうちに除去することが困難である。これに対して、酸素が存在する雰囲気中で加熱温度が４００℃を超えると、下電極の側面に酸化膜が形成されるとともに、下電極の側面から脱離したフッ素が酸化膜に取り込まれてしまうおそれがある。
【００１６】
本発明において、前記フッ素除去工程では、前記下電極を不活性ガス雰囲気中で加熱することが好ましい。このような方法を採用すると、加熱温度を例えば４５０℃さらには５００℃に設定することができるため、フッ素を効率よく脱離することができ、かつ、下電極の側面に酸化膜が形成されることがない。それ故、下電極の側面から脱離したフッ素が酸化膜に取り込まれるなどの問題を回避しながら、処理効率を向上することができる。
【００１７】
本発明において、前記フッ素除去工程では、前記下電極を減圧雰囲気中で加熱することが好ましい。このような方法を採用すると、加熱温度を例えば４５０℃さらには５００℃に設定することができるため、フッ素を効率よく脱離することができ、かつ、下電極の側面に酸化膜が形成されることがない。それ故、下電極の側面から脱離したフッ素が酸化膜に取り込まれるなどの問題を回避しながら、処理効率を向上することができる。また、減圧雰囲気にすると、その分、下電極の側面近傍におけるフッ素ガスの分圧が低下するので、フッ素の除去を効率よく行うことができる。それ故、下電極の側面から脱離したフッ素が酸化膜に取り込まれるなどの問題を回避しながら、処理効率を向上することができる。
【００１８】
本発明において、前記フッ素除去工程では、さらに、前記下電極の側面に対して、プラズマ照射、前記下電極を陰極とするバイアス印加、紫外線照射、およびレーザ照射のうちの少なくとも１つを行うことが好ましい。このような方法を併用すると、下電極を構成する金属とフッ素との結合を切断することができるので、フッ素の除去を効率よく行うことができる。
【００１９】
本発明において、前記第２の絶縁膜形成工程では、陽極酸化法あるいは気相酸化法により前記下電極の側面に前記第２の絶縁膜を形成する。
【００２０】
本発明において、前記第２の絶縁膜形成工程では気相酸化法により前記下電極の側面に前記第２の絶縁膜を形成する場合、前記フッ素除去工程と前記第２の絶縁膜形成工程とを同一の処理室内で行うことが好ましい。このように構成すると、前記フッ素除去工程と前記第２の絶縁膜形成工程とを連続して効率よく行うことができる。
【００２１】
本発明において、前記第２の絶縁膜形成工程を行った後、当該第２の絶縁膜形成工程を行った前記処理室内で、水素含有雰囲気中でのアニール処理を行うことが好ましい。このように構成すると、前記フッ素除去工程、前記第２の絶縁膜形成工程およびアニール処理を連続して効率よく行うことができる。
【００２２】
本発明に係る製造方法により製造した非線形素子は、例えば、電気光学装置の画素スイッチング素子として用いることができ、このような電気光学装置は、例えば、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、図１２および図１３を参照して説明した従来技術と共通する部分には同一の符号を付して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。
【００２４】
［実施の形態１］
（電気光学装置の構成例）
図１は、本発明が適用される電気光学装置（液晶装置）の電気的構成を示すブロック図である。図２は、電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００２５】
図１に示すように、本形態の電気光学装置１００では、複数本の走査線５１が行（Ｘ）方向に延在して形成され、また、複数本のデータ線５２が列（Ｙ）方向に延在して形成されている。また、走査線５１とデータ線５２との各交差点に対応する位置に画素５３が形成され、これらの画素５３はマトリクス状に配置されている。各画素５３では、液晶層５４と、非線形素子１０としてのＴＦＤとが直列接続しており、図１に示す例では、液晶層５４が走査線５１の側に、非線形素子１０がデータ線５２の側にそれぞれ接続されている。なお、液晶層５４がデータ線５２の側に、非線形素子１０が走査線５１の側にそれぞれ接続されることもある。ここで、各走査線５１は、走査線駆動回路５７によって駆動される一方、各データ線５２は、データ線駆動回路５８によって駆動される。
【００２６】
このような電気光学装置１００は、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードやＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの場合、具体的には図２に示すように構成される。図２において、対向配置された一対の基板のうち、一方の基板は、前記の非線形素子１０や画素電極が形成される素子基板２０であり、他方の基板は対向基板３０である。これらの基板のうち、素子基板２０の内側表面には、複数本のデータ線５２と、それらのデータ線５２に接続される複数の非線形素子１０と、それらの非線形素子１０と１対１に接続される画素電極２３とが形成されている。データ線５２は、図２において紙面に対して垂直方向に延在して形成される一方、非線形素子１０および画素電極２３は、ドットマトリクス状に配列している。そして、画素電極２３などの表面には、一軸配向処理、例えばラビング処理が施された配向膜２４が形成されている。これに対して、対向基板３０の内側表面には、カラーフィルタ３８が形成されており、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」の３色の着色層を構成している。また、これら３色の着色層の隙間には、ブラックマトリクス３９が形成されて、着色層の隙間からの入射光を遮蔽する構成となっている。カラーフィルタ３８およびブラックマトリクス３９の表面には平坦化膜３７が形成され、さらにその表面には、走査線５１として機能する対向電極３１が、データ線５２と直交する方向に形成されている。なお、平坦化膜３７は、カラーフィルタ３８およびブラックマトリクス３９の平滑性を高めて、対向電極３１の断線を防止する目的などのために設けられる。さらに、対向電極３１の表面には、ラビング処理が施された配向膜３４が形成されており、配向膜２４、３４は、一般にポリイミドなどから形成される。
【００２７】
素子基板２０と対向基板３０とは、スペーサ（図示省略）を含むシール材１０４によって一定の間隙を保って接合され、この間隙に、液晶１０５が封入された構成となっている。素子基板２０の外側表面には、配向膜２４へのラビング方向に対応した光軸を有する偏光板２１７などが貼着され、対向基板３０の外側表面には、配向膜３４へのラビング方向に対応した光軸を有する偏光板３１７などが貼着されている。なお、本形態の電気光学装置１００は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）技術が適用されており、素子基板２０の表面に直接、液晶駆動用ＩＣチップ２６０が実装されている。
【００２８】
（画素５３および非線形素子１０の構成）
図３は、電気光学装置において、ＴＦＤを含む数画素分のレイアウトを示す平面図であり、図４は、各画素に形成されたＴＦＤの説明図である。
【００２９】
図３および図４に示すように、本形態の非線形素子１０は、第１のＴＦＤ１０ａおよび第２のＴＦＤ１０ｂを備えたＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造を有している。すなわち、非線形素子１０は、素子基板２０の表面に形成された下地層２０１上において、主成分がタンタル、タンタル合金、ニオブ、あるいはニオブ合金からなる下電極１３ｂと、この下電極１３ｂの表面側に形成された絶縁膜（後述する第１の絶縁膜１７ａおよび第２の絶縁膜１４）と、絶縁膜の表面のうち、互いに離間した位置に形成された上電極１５ａ、１５ｂとを備えており、下電極１３ｂの上面１３１ｂおよび側面１３２ｂと上電極１５ａ、１５ｂとは絶縁膜を介して対向している。上電極１５ａはそのまま、データ線５２を構成する金属層１５ｃと一体に形成されている一方、上電極１５ｂは、画素電極２３に接続されている。なお、データ線５２は、下電極１３ｂと同時形成された金属層１３ａを備えている。下地層２０１は、例えば、厚さが５０〜２００ｎｍ程度のタンタル酸化膜などの絶縁膜によって構成されている。
【００３０】
本形態の非線形素子１０において、金属層１３ａおよび下電極１３ｂは、例えば、厚さが１００〜１５０ｎｍ程度のタンタル、タンタル合金、ニオブ、あるいはニオブ合金によって形成されている。上電極１５ａ、１５ｂは、例えばクロム（Ｃｒ）などといった金属膜によって１００〜５００ｎｍ程度の厚さに形成されている。
【００３１】
本形態において、下電極１３ｂの表面側に形成された絶縁膜は、下電極１３ｂの上面１３１ｂに形成された第１の絶縁膜１７ａと、下電極１３ｂの側面１３２ｂに形成された第２の絶縁膜１４とからなり、これらの絶縁膜は、タンタル、タンタル合金、ニオブ、あるいはニオブ合金の酸化膜などからなる。ここで、第１の絶縁膜１７ａの厚さは、例えば５０〜１５０ｎｍ程度である一方、第２の絶縁膜１４の厚さは、例えば１５〜３５ｎｍ程度であり、第１の絶縁膜１７ａは、第２の絶縁膜１４と比較して膜厚がかなり厚い。このため、本形態の非線形素子１０においては、実質的には、下電極１３ｂの側面１３２ｂが素子部として機能し、下電極１３ｂの上面１３１ｂは素子部として機能しない。このため、非線形素子１０に寄生する容量が極めて小さい。
【００３２】
ここで、第１のＴＦＤ１０ａは、データ線５２の側からみると順番に、上電極１５ａ／第２の絶縁膜１４／下電極１３ｂとなって、金属（導電体）／絶縁体／金属（導電体）のサンドイッチ構造を採るため、ダイオードスイッチング特性を有することになる。一方、第２のＴＦＤ１０ｂは、データ線５２の側からみると順番に、下電極１３ｂ／絶縁膜１４／上電極１５ｂとなって、第１のＴＦＤ１０ａとは、反対のダイオードスイッチング特性を有することになる。従って、非線形素子１０は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した形となっているため、１つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化されることになる。なお、このように非線形特性を厳密に対称化する必要がないのであれば、１つの非線形素子のみを用いても良い。
【００３３】
画素電極２３は、透過型として用いられる場合には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの導電性の透明膜から形成される一方、反射型として用いられる場合には、アルミニウムや銀などの反射率の大きな反射性金属膜から形成されることがある。なお、画素電極２３は、反射型であってもＩＴＯなどの透明性金属から形成される場合もある。この場合には、反射層としての反射性金属が形成された後、絶縁層を介して透明な画素電極２３が形成される。一方、半透過反射型として用いられる場合には、反射層を薄く形成して半透過反射膜とするか、あるいは、スリットが設けられる構成となる。素子基板２０自体は、例えば、石英やガラスなどの絶縁性を有するものが用いられる。なお、透過型として用いる場合には、透明であることも素子基板２０の要件となるが、反射型として用いる場合には、透明であることが要件にならない。また、素子基板２０の表面に下地層２０１が設けられる理由は、熱処理により、下電極１３ｂなどが下地から剥離しないようにするとともに、下電極１３ｂに不純物が拡散しないようにするためである。したがって、これが問題とならない場合には、下地層２０１は省略可能である。
【００３４】
（電気光学装置１００および非線形素子１０の製造方法）
図５は、本形態の電気光学装置１００の製造方法の一例を示す工程図である。図６は、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図である。図７は、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す説明図であり、その左側には断面図を示し、右側には平面図を示してある。なお、以下の製造方法の説明では、下電極１３ｂがタンタル膜、上電極１５ａ、１５ｂがクロム膜、下地層２０１および絶縁膜１７ａ、１４がタンタル酸化膜からなる例を説明する。
【００３５】
本形態において、電気光学装置１００を製造するにあたっては、図５に示す非線形素子形成工程Ｐ１〜シール材印刷工程Ｐ５からなる素子基板形成工程と、カラーフィルタ形成工程Ｐ６〜ラビング処理工程Ｐ１０からなる対向基板形成工程とは別々に行われる。また、これらの工程は、素子基板２０および対向基板３０を多数取りできる大型の元基板の状態で行われるが、以下の説明では、単品サイズおよび大型の元基板については区別せず、素子基板２０および対向基板３０と称する。
【００３６】
本形態では、大型の素子基板２０に対して非線形素子形成工程Ｐ１を行うことにより、電気光学装置複数個分のデータ線５２および非線形素子１０を形成する。この非線形素子形成工程Ｐ１では、図６に示す工程順序に従って、図７に示す以下の工程が行われる。
【００３７】
まず、図７（ａ）に示すように、下地層形成工程ＳＴ１０１、Ｔａ膜形成工程ＳＴ１０２（下電極用金属膜形成工程）、および第１の絶縁膜形成工程ＳＴ１０３によって、素子基板２０の表面にタンタル酸化物などからなる下地層２０１、タンタル膜１３（下電極１３ｂを構成するための金属膜）、および分厚い第１の絶縁膜１７をこの順に形成する。
【００３８】
より具体的には、下地層形成工程ＳＴ１０１では、素子基板２０の表面全体に、厚さが５０〜２００ｎｍ程度のタンタル酸化物を一様な厚さに成膜して下地層２０１を形成する。Ｔａ膜形成工程ＳＴ１０２では、素子基板２０の表面全体にタンタル膜１３を１００〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成する。第１の絶縁膜形成工程ＳＴ１０３では、スパッタ法により厚さが５０〜１５０ｎｍ程度のタンタル酸化物からなる第１の絶縁膜１７を形成する。第１の絶縁膜１７は陽極酸化によって形成することもできるが、スパッタ法により形成した場合には、第１の絶縁膜１７として誘電率および抵抗値が小さいので、次のＴａ膜パターニング工程ＳＴ１０４においてドライエッチングを行う際、電荷のチャージアップしにくく、かつ、エッチング速度が速いので、エッチング時間を短縮でき、レジスト１８ａの焼き付きなどを防止できるという利点がある。
【００３９】
次に、Ｔａ膜パターニング工程ＳＴ１０４において、第１の絶縁膜１７の上層にレジストマスク１８ａを形成した状態で、フッ素を含有するエッチングガス、例えば、ＳＦ6＋Ｏ2ガスを用いて、第１の絶縁膜１７とともにタンタル膜１３にドライエッチングを行い、次に、レジストマスク１８ａを除去する。その結果、図７（ｂ）に示すように、上面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａを備えた下電極１３ｂが形成される。その際、給電線となる金属層１３ａおよびブリッジ１３ｃも形成され、金属層１３ａおよびブリッジ１３ｃの上面にも第１の絶縁膜１７ａが形成されている。
【００４０】
次に本形態では、図７（ｃ）に示すフッ素除去工程ＳＴ１０５において、下電極１３ｂの側面１３２ｂから、矢印Ｆで示すように、フッ素を除去する。すなわち、下電極１３ｂの側面１３２ｂには、Ｔａ膜パターニング工程ＳＴ１０４で用いたエッチングガスに含まれていたフッ素が残留しているため、処理室内に素子基板２０を収容した後、素子基板２０（下電極１３ｂ）を加熱する。
【００４１】
その際、処理室内が酸素を含有する雰囲気であれば、下電極１３ｂに対する加熱温度を２００℃から４００℃に設定する。加熱温度が２００℃未満では、下電極１３ｂの側面１３２ｂに残留するフッ素を確実にかつ、短時間のうちに除去することが困難だからである。これに対して、酸素が存在する雰囲気中で加熱温度が４００℃を超えると、下電極１３ｂの側面１３２ｂに酸化膜が形成されるとともに、下電極１３ｂの側面１３２ｂから脱離したフッ素が酸化膜に取り込まれてしまうおそれがある。よって、下電極１３ｂに対する加熱温度は、２００℃から４００℃が適正である。
【００４２】
また、フッ素除去工程ＳＴ１０５では、素子基板２０を収容した処理室内を、窒素ガスや、アルゴンガスなどの希ガスによって不活性ガス雰囲気にして素子基板２０（下電極１３ｂ）を加熱してもよい。さらには、フッ素除去工程ＳＴ１０５では、素子基板２０を収容した処理室内を減圧雰囲気、好ましくは真空雰囲気にして素子基板２０（下電極１３ｂ）を加熱してもよい。このような方法を採用すると、下電極１３ｂの側面１３２ｂが酸化されるおそれがないので、加熱温度を素子基板２０が変形しない温度、例えば４５０℃、さらには５００℃に設定することができる。このような温度条件であれば、フッ素を効率よく脱離させることができるとともに、処理温度を高めても、下電極１３ｂの側面１３２ｂに酸化膜が形成されることがない。それ故、下電極１３ｂの側面から脱離したフッ素が酸化膜に取り込まれるなどの問題を回避しながら、処理効率を向上することができる。特に減圧雰囲気でフッ素除去工程ＳＴ１０５を行うと、その分、下電極１３ｂの側面１３２ｂ近傍におけるフッ素ガスの分圧が低下するので、フッ素の除去を効率よく行うことができる。
【００４３】
さらに、フッ素除去工程ＳＴ１０５では、加熱処理に加えて、下電極１３ｂの側面１３２ｂに対するプラズマ照射、下電極１３ｂを陰極とするバイアス印加、紫外線照射、レーザ照射を併用してもよい。このような方法を併用すると、下電極１３ｂを構成する金属（タンタル）とフッ素との結合を切断することができるので、フッ素の除去を効率よく行うことができる。
【００４４】
次に、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６において、金属層１３ａおよびブリッジ部１３ｃを介して下電極１３ｂに給電して陽極酸化を行い、図７（ｄ）に示すように、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａより薄い第２の絶縁膜１４を例えば、１５〜３５ｎｍの厚さに形成する。その際、第２の絶縁膜１４については、陽極酸化法に代えて、熱酸化法、水蒸気酸化法やオゾン酸化法などの気相酸化法を用いてもよい。
【００４５】
次に、図７（ｅ）に示す水素含有雰囲気中での第１のアニール工程ＳＴ１０７により、第１の絶縁膜１７ａおよび第２の絶縁膜１４の膜質を改善する。すなわち、絶縁膜内の転位や空孔などの欠陥密度を低減し、非線形素子１０の非線形性を高める。このような第１のアニール工程ＳＴ１０７を行うにあたっては、例えば、素子基板２０を収容した処理室を３２０℃の温度に設定するとともに、処理室内に水蒸気を含むガス、例えば大気を導入する。
【００４６】
次に、図７（ｆ）に示すように、ブリッジ部除去工程ＳＴ１０８でブリッジ部１３ｃを除去した後、Ｃｒ膜形成工程ＳＴ１０９およびＣｒ膜パターニング工程ＳＴ１１０（上電極形成工程）により、上電極１５ａ、１５ｂを形成する。また、金属層１３ａの上層にもクロムからなる金属層１５ｃが形成され、データ線５２も形成される。これにより非線形素子１０が形成される。
【００４７】
次に、図７（ｇ）に示すように、ＩＴＯ膜形成工程ＳＴ１１１およびＩＴＯ膜パターニング工程ＳＴ１１２により画素電極２３を形成する。しかる後に、第２のアニール工程ＳＴ１１３を行う。
【００４８】
しかる後には、図５の配向膜工程Ｐ３において、素子基板２０の表面にポリイミド、ポリビニルアルコールなどを一様な厚さに形成することによって配向膜２４を形成した後、ラビング処理工程Ｐ４において、配向膜２４に対してラビング処理その他の配向処理を行う。次に、シール材印刷工程Ｐ５において、ディスペンサーやスクリーン印刷などによってシール材１０４（図２参照）を環状に塗布する。なお、シール材１０４の一部分には、液晶注入口を形成しておく。
【００４９】
以上の素子基板形成工程とは別に、対向基板形成工程（カラーフィルタ形成工程Ｐ６〜ラビング処理工程Ｐ１０）を行う。それには、まず、ガラス基板などといった透光性材料によって形成された大型の対向基板３０を用意した後、カラーフィルタ形成工程Ｐ６において、大型の対向基板３０の表面上にブラックマトリクス３９、およびカラーフィルタ３８を形成する。ここで、カラー表示が必要でない場合には、カラーフィルタ３８を形成する必要はない。
【００５０】
次に、平坦化層形成工程Ｐ７において、カラーフィルタ３８の上に平坦化膜３７を一様な厚さに形成して表面を平坦化する。次に、対向電極形成工程Ｐ８において、ＩＴＯ膜などによりストライプ状の対向電極３１、すなわち、走査線５１を形成する。次に、配向膜形成工程Ｐ９において、走査線５１などの上にポリイミドなどによって一様な厚さの配向膜３４を形成した後、ラビング処理工程Ｐ１０において、配向膜３４に対してラビング処理などといった配向処理を施す。
【００５１】
その後、大型の素子基板２０と大型の対向基板３０とを位置合わせした上でシール材１０４を間に挟んで貼り合わせ（貼り合わせ工程Ｐ１１）、さらに紫外線硬化その他の方法でシール材１０４を硬化させる（シール材硬化工程Ｐ１２）。これにより、液晶表示装置複数個分を含んでいる空のパネル構造体が形成される。その後、空のパネル構造体を短冊状のパネル構造体に切断する（１次切断工程Ｐ１３）。この短冊状のパネル構造体の切断個所では、シール材１０４の途切れ部分からなる液晶注入口が外部に開口しているので、露出した液晶注入口からパネル構造体の内側に液晶を減圧注入した後（液晶注入工程Ｐ１４）、各液晶注入口に対して樹脂などの封止材を塗布して、各液晶注入口を封止する（注入口封止工程Ｐ１５）。なお、この工程により、パネル構造体に液晶が付着するので、液晶を注入し終えたパネル構造体を洗浄する（洗浄工程Ｐ１６）。その後、パネル構造体をさらに切断することにより、複数個の電気光学装置１００が切り出される（２次切断工程Ｐ１７）。しかる後に、電気光学装置１００に液晶駆動用ＩＣチップ２６０などを実装し、電気光学装置１００が完成する（実装工程Ｐ１８）。
【００５２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、フッ素を含有するエッチングガスを用いたＴａ膜パターニング工程ＳＴ１０４の後、フッ素除去工程ＳＴ１０５を行い、下電極１３ｂの側面１３２ｂに残留するフッ素を除去した後、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６において第２の絶縁膜１４を形成する。このため、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第２の絶縁膜１４を形成した際、第２の絶縁膜１４にフッ素が取り込まれることがないので、フッ素が第２の絶縁膜１４の絶縁性を低下させることがなく、素子抵抗をばらつかせることがない。従って、下電極１３ｂの側面１３２ｂを素子部として利用した非線形素子１０において素子特性がばらつくのを防止することができる。
【００５３】
［実施の形態２］
図８は、本形態の電気光学装置１００の製造方法のうち、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図である。図９は、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す説明図であり、その左側には断面図を示し、右側には平面図を示してある。なお、本形態および後述する実施の形態３は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００５４】
本形態においても、非線形素子形成工程Ｐ１では、図８に示す工程順序に従って、図９に示す以下の工程が行われる。
【００５５】
まず、図９（ａ）に示すように、実施の形態１と同様、下地層形成工程ＳＴ１０１、Ｔａ膜形成工程ＳＴ１０２および第１の絶縁膜形成工程ＳＴ１０３によって、素子基板２０の表面にタンタル酸化物などからなる下地層２０１、タンタル膜１３、および分厚い第１の絶縁膜１７をこの順に形成する。
【００５６】
次に、Ｔａ膜パターニング工程ＳＴ１０４において、第１の絶縁膜１７の上層にレジストマスク１８ａを形成した状態で、フッ素を含有するエッチングガス、例えば、ＳＦ6＋Ｏ2ガスを用いて、第１の絶縁膜１７とともにタンタル膜１３にドライエッチングを行い、次に、レジストマスク１８ａを除去する。その結果、図９（ｂ）に示すように、上面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａを備えた下電極１３ｂが形成される。その際、後述する第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′では陽極酸化法を用いないので、データ線５２の一部を構成する金属層１３ａは形成するが、図７に示したブリッジ１３ｃについては形成しない。
【００５７】
次に、フッ素除去工程ＳＴ１０５′と第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′とを行うが、本形態では、これらの工程を同一の処理室内で行う。すなわち、図９（ｃ）に示すように、フッ素除去工程ＳＴ１０５′では、処理室内に素子基板２０を収容した後、素子基板２０（下電極１３ｂ）を加熱する。そのときの具体的な方法は、実施の形態１と同様、処理室内が酸素を含有する雰囲気であれば、下電極１３ｂに対する加熱温度を２００℃から４００℃に設定する。また、素子基板２０を収容した処理室内を、窒素ガスや、アルゴンガスなどの希ガスによって不活性ガス雰囲気にした状態、あるいは素子基板２０を収容した処理室内を減圧雰囲気、好ましくは真空雰囲気とした場合には素子基板２０（下電極１３ｂ）を４５０℃、さらには５００℃に加熱してもよい。さらに、フッ素除去工程ＳＴ１０５′では、加熱処理に加えて、下電極１３ｂの側面１３２ｂに対するプラズマ照射、下電極１３ｂを陰極とするバイアス印加、紫外線照射、レーザ照射を併用してもよい。
【００５８】
次に、図９（ｄ）に示すように、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′では、フッ素除去工程ＳＴ１０５を行った処理室と同一の処理室内で雰囲気や温度条件を変えて、気相酸化法により、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａより薄い第２の絶縁膜１４を形成する。例えば、フッ素除去工程ＳＴ１０５′において、不活性ガス雰囲気あるいは減圧雰囲気中で４５０℃の温度条件で加熱処理を行ってフッ素を除去した後、温度を３５０℃まで低下させるとともに、酸素を含有するガス（Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ）を処理室内に導入し、熱酸化法、水蒸気酸化法やオゾン酸化法などの気相酸化法により、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａより薄い第２の絶縁膜１４を形成する。その際、活性な原子状酸素を素子基板２０の表面に効率よく供給することを目的に、下電極１３ｂの側面１３２ｂに対するプラズマ照射、紫外線照射、レーザ照射を併用してもよい。
【００５９】
次に、図９（ｅ）に示す水素含有雰囲気中での第１のアニール工程ＳＴ１０７により、第１の絶縁膜１７ａおよび第２の絶縁膜１４の膜質を改善する。すなわち、絶縁膜内の転位や空孔などの欠陥密度を低減し、非線形素子１０の非線形性を高める。
【００６０】
次に、図９（ｆ）に示すように、Ｃｒ膜形成工程ＳＴ１０９およびＣｒ膜パターニング工程ＳＴ１１０により、上電極１５ａ、１５ｂを形成する。また、金属層１３ａの上層にもクロムからなる金属層１５ｃが形成され、データ線５２も形成される。これにより非線形素子１０が形成される。次に、図９（ｇ）に示すように、ＩＴＯ膜形成工程ＳＴ１１１およびＩＴＯ膜パターニング工程ＳＴ１１２により画素電極２３を形成する。しかる後に、第２のアニール工程ＳＴ１１３を行う。
【００６１】
以上説明したように、本形態では、フッ素を含有するエッチングガスを用いたＴａ膜パターニング工程ＳＴ１０４の後、フッ素除去工程ＳＴ１０５′を行い、下電極１３ｂの側面１３２ｂに残留するフッ素を除去した後、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′において第２の絶縁膜１４を形成する。このため、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第２の絶縁膜１４を形成した際、第２の絶縁膜１４にフッ素が取り込まれることがないので、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００６２】
また、本形態では、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′では気相酸化法を採用したため、フッ素除去工程ＳＴ１０５′と第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′とを同一の処理室内で連続して行うことができる。このため、フッ素除去工程ＳＴ１０５′と第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′を効率よく行うことができる。
【００６３】
［実施の形態３］
図１０は、本形態の電気光学装置１００の製造方法のうち、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図である。図１１は、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す説明図であり、その左側には断面図を示し、右側には平面図を示してある。
【００６４】
本形態においても、非線形素子形成工程Ｐ１では、図１０に示す工程順序に従って、図１１に示す以下の工程が行われる。
【００６５】
まず、図１１（ａ）に示すように、実施の形態１、２と同様、下地層形成工程ＳＴ１０１、Ｔａ膜形成工程ＳＴ１０２および第１の絶縁膜形成工程ＳＴ１０３によって、素子基板２０の表面にタンタル酸化物などからなる下地層２０１、タンタル膜１３、および分厚い第１の絶縁膜１７をこの順に形成する。
【００６６】
次に、実施の形態２と同様、Ｔａ膜パターニング工程ＳＴ１０４において、第１の絶縁膜１７の上層にレジストマスク１８ａを形成した状態で、フッ素を含有するエッチングガス、例えば、ＳＦ6＋Ｏ2ガスを用いて、第１の絶縁膜１７とともにタンタル膜１３にドライエッチングを行い、次に、レジストマスク１８ａを除去する。その結果、図１１（ｂ）に示すように、上面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａを備えた下電極１３ｂが形成される。
【００６７】
次に本形態では、フッ素除去工程ＳＴ１０５′と第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′と第１のアニール工程ＳＴ１０７′とを同一の処理室内で行う。すなわち、図１１（ｃ）に示すように、フッ素除去工程ＳＴ１０５′では、処理室内に素子基板２０を収容した後、素子基板２０（下電極１３ｂ）を加熱する。そのときの具体的な方法は、実施の形態１、２と同様、処理室内が酸素を含有する雰囲気であれば、下電極１３ｂに対する加熱温度を２００℃から４００℃に設定する。また、素子基板２０を収容した処理室内を、窒素ガスや、アルゴンガスなどの希ガスによって不活性ガス雰囲気にした状態、あるいは素子基板２０を収容した処理室内を減圧雰囲気、好ましくは真空雰囲気とした場合には素子基板２０（下電極１３ｂ）を４５０℃、さらには５００℃に加熱してもよい。さらに、フッ素除去工程ＳＴ１０５′では、加熱処理に加えて、下電極１３ｂの側面１３２ｂに対するプラズマ照射、下電極１３ｂを陰極とするバイアス印加、紫外線照射、レーザ照射を併用してもよい。
【００６８】
次に、図１１（ｄ）に示すように、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′では、フッ素除去工程ＳＴ１０５を行った処理室と同一の処理室内で雰囲気や温度条件を変えて、気相酸化法により、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａより薄い第２の絶縁膜１４を形成する。例えば、フッ素除去工程ＳＴ１０５′において、不活性ガス雰囲気あるいは減圧雰囲気中で４５０℃の温度条件で加熱処理を行ってフッ素を除去した後、温度を３５０℃まで低下させるとともに、酸素を含有するガス（Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ）を処理室内に導入し、熱酸化法、水蒸気酸化法やオゾン酸化法などの気相酸化法により、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第１の絶縁膜１７ａより薄い第２の絶縁膜１４を形成する。その際、活性な原子状酸素を素子基板２０の表面に効率よく供給することを目的に、下電極１３ｂの側面１３２ｂに対するプラズマ照射、紫外線照射、レーザ照射を併用してもよい。
【００６９】
次に、図１１（ｅ）に示すように、第１のアニール工程ＳＴ１０７′では、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′を行った処理室と同一の処理室内で雰囲気や温度条件を変えて、水素含有雰囲気中でアニールを行い、絶縁膜内の転位や空孔などの欠陥密度を低減し、非線形素子１０の非線形性を高める。例えば、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′を３５０℃の窒素雰囲気中で行った場合、処理室の温度を降下させていく途中において、温度が例えば３２０℃になったときに処理室を大気開放し、水分（Ｈ2Ｏ）を含む大気を処理室に導入して処理室内を水素含有雰囲気としてアニール処理を行う。
【００７０】
次に、図１１（ｆ）に示すように、Ｃｒ膜形成工程ＳＴ１０９およびＣｒ膜パターニング工程ＳＴ１１０により、上電極１５ａ、１５ｂを形成する。また、金属層１３ａの上層にもクロムからなる金属層１５ｃが形成され、データ線５２も形成される。これにより非線形素子１０が形成される。次に、図１１（ｇ）に示すように、ＩＴＯ膜形成工程ＳＴ１１０およびＩＴＯ膜パターニング工程ＳＴ１１２により画素電極２３を形成する。しかる後に、第２のアニール工程ＳＴ１１３を行う。
【００７１】
以上説明したように、本形態では、フッ素を含有するエッチングガスを用いたＴａ膜パターニング工程ＳＴ１０４の後、フッ素除去工程ＳＴ１０５′を行い、下電極１３ｂの側面１３２ｂに残留するフッ素を除去した後、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′において第２の絶縁膜１４を形成する。このため、下電極１３ｂの側面１３２ｂに第２の絶縁膜１４を形成した際、第２の絶縁膜１４にフッ素が取り込まれることがないので、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７２】
また、本形態では、第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′では気相酸化法を採用したため、フッ素除去工程ＳＴ１０５′と第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′と第１のアニール工程１０７′とを同一の処理室内で連続して行うことができる。このため、フッ素除去工程ＳＴ１０５′と第２の絶縁膜形成工程ＳＴ１０６′と第１のアニール工程１０７′とを効率よく行うことができる。
【００７３】
［他の電気光学装置および非線形素子の例］
上記形態では、ＴＮモードあるいはＶＡＮモードの液晶装置（電気光学装置）を例に説明したため、対向基板に対向電極が形成された構成であったが、素子基板に画素電極および対向電極（共通電極）の双方が形成されたＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶装置（電気光学装置）に本発明を適用してもよい。
【００７４】
また、上記形態では、下電極１３ｂとしてタンタル膜やタンタル合金膜を用いたが、ニオブ単体膜やニオブ合金膜を用いてもよく、さらにはこれらの金属膜に酸素や窒素をドープした金属膜を下電極１３ｂとして用いた場合に本発明を適用してもよい。
【００７５】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータの他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、３０インチを越えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】画素スイッチング素子としてＴＦＤ（非線形素子）を用いた電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す電気光学装置において、非線形素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図４】図１に示す電気光学装置において、各画素に形成された非線形素子の説明図である。
【図５】図１に示す電気光学装置の製造方法の一例を示す工程図である。
【図６】本発明に係る実施の形態１に係る素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造方法）を示す工程図である。
【図７】図６に示す各工程の断面図および平面図である。
【図８】本発明に係る実施の形態２に係る素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造方法）を示す工程図である。
【図９】図８に示す各工程の断面図および平面図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態３に係る素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造程方法）を示す工程図である。
【図１１】図１０に示す各工程の断面図および平面図である。
【図１２】従来の非線形素子の製造方法を示す工程図である。
【図１３】図１２に示す各工程の断面図および平面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０・・非線形素子、１３・・タンタル膜（下電極形成用金属膜）、１３ｂ・・下電極、１４・・第２の絶縁膜、１５ａ、１５ｂ・・上電極、１７、１７ａ・・第１の絶縁膜、２０・・素子基板、１００・・電気光学装置
【図１】
2007116043.tif 000003
【図２】
2007116043.tif 000004
【図３】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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