(57)【要約】【課題】工程の単純化および／または歩留まりの向上に有利な技術を提供する。【解決手段】液晶に印加される電界を制御するためのトランジスタと前記トランジスタによって駆動される電極とを含む複数の画素が配列された反射型液晶表示装置を製造する方法は、複数の前記トランジスタがマトリクス状に配列された基板と、複数の前記トランジスタの上に配置された配線構造と、複数の前記電極を形成するために前記配線構造を覆うように配置された金属層とを含む構造体を形成する形成工程と、前記金属層を部分的に露出させる溝によって相互に分離された複数のマスク部を有するマスクパターンを前記金属層の上に形成するマスキング工程と、前記マスクパターンをマスクとして前記金属層の前記溝に露出した部分を水酸化物に変化させる第１処理工程と、前記水酸化物を加熱することによって酸化物に変化させ、前記酸化物によって相互に電気的に絶縁された複数の前記電極を形成する第２処理工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶に印加される電界を制御するためのトランジスタと前記トランジスタによって駆動される電極とを含む複数の画素が配列された反射型液晶表示装置の製造方法であって、
複数の前記トランジスタがマトリクス状に配列された基板と、複数の前記トランジスタの上に配置された配線構造と、複数の前記電極を形成するために前記配線構造を覆うように配置された金属層とを含む構造体を形成する形成工程と、
前記金属層を部分的に露出させる溝によって相互に分離された複数のマスク部を有するマスクパターンを前記金属層の上に形成するマスキング工程と、
前記マスクパターンをマスクとして前記金属層の前記溝に露出した部分を水酸化物に変化させる第１処理工程と、
前記水酸化物を加熱することによって酸化物に変化させ、前記酸化物によって相互に電気的に絶縁された複数の前記電極を形成する第２処理工程と、
を含むことを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記マスキング工程の後であって前記第１処理工程の前に、前記マスクパターンをマスクとして、前記金属層の前記溝に露出した部分を薄くするエッチング工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１処理工程および前記第２処理工程が１つの装置内で連続的に実行される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記金属層の主成分がアルミニウムである、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１処理工程は、水蒸気を含む雰囲気において、温度を４００℃以上５００℃以下とし、処理時間を３０分以上２時間以内として実施される、
ことを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２処理工程は、窒素雰囲気において、温度を３５０℃以上６００℃以下とし、処理時間を３０分以上２時間以下として実施される、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２は、液晶表示装置に関するものであり、同文献には、画素電極の境界部に段差が形成されることによる液晶材料の配向不良を低減する方法が記載されている。具体的には、特許文献１には、ＴＦＴを覆う層間絶縁膜を平坦化し、該層間絶縁膜の上に画素電極を形成し、該画素電極を覆う絶縁膜を形成し、該絶縁膜を平坦化することが記載されている。特許文献２には、金属薄膜の上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを使って該金属薄膜を部分的に陽極酸化することによって画素電極間に陽極酸化物、即ち絶縁体を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０３４２８号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された方法では、画素電極を形成するために少なくとも２回の平坦化工程を実施する必要があり、工程数が増加する。よって、特許文献１に記載された方法は、歩留りの低下や製造コストの増大を招きうる。特許文献２に記載された方法では、基板に印加される電圧を基板の面内で均一にすることが難しく、そのため、電極間の絶縁が不完全になり易く、歩留まりを向上させることが難しいと思われる。
【０００５】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、工程の単純化および／または歩留まりの向上に有利な技術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】
【０００６】
本発明の１つの側面は、反射型液晶表示装置の製造方法に係り、前記製造方法は、液晶に印加される電界を制御するためのトランジスタと前記トランジスタによって駆動される電極とを含む複数の画素が配列された反射型液晶表示装置を製造する方法であり、複数の前記トランジスタがマトリクス状に配列された基板と、複数の前記トランジスタの上に配置された配線構造と、複数の前記電極を形成するために前記配線構造を覆うように配置された金属層とを含む構造体を形成する形成工程と、前記金属層を部分的に露出させる溝によって相互に分離された複数のマスク部を有するマスクパターンを前記金属層の上に形成するマスキング工程と、前記マスクパターンをマスクとして前記金属層の前記溝に露出した部分を水酸化物に変化させる第１処理工程と、前記水酸化物を加熱することによって酸化物に変化させ、前記酸化物によって相互に電気的に絶縁された複数の前記電極を形成する第２処理工程とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、工程の単純化および／または歩留まりの向上に有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を模式的に示す図。
【図２】本発明の第２実施形態の液晶表示装置の製造方法を模式的に示す図。
【図３】本発明の第１、第２実施形態の製造方法によって製造されうる反射型液晶表示装置の構成を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図３を参照しながら本発明の第１、第２実施形態の製造方法によって製造されうる反射型液晶表示装置１００の構成を例示的に説明する。なお、図３においては、反射型液晶表示装置１００の構成が模式的に示されている。反射型液晶表示装置１００は、複数の電極７を有する第１基板２０と電極１３を有する第２基板３０とによって液晶１１を挟んで構成される。第１基板２０は、複数の画素ＰＩＸがマトリクス状に配置された基板１と、基板１の上に配置された配線構造１０と、絶縁体としての酸化物８によって相互に電気的に分離された複数の電極７と、マスクパターン４'とを有する。各画素ＰＩＸは、液晶１１に印加される電界を制御するためのトランジスタＴと、トランジスタＴによって駆動される電極７とを含む。配線構造１０は、例えば、層間絶縁膜、配線層、コンタクト、ビア等を含みうる。配線構造１０は、例えば、トランジスタＴの拡散領域（ソースまたはドレイン）と電極７とを接続する接続部を含む。第２基板３０の電極１３は、複数の画素ＰＩＸに対して共通の電極として、透明電極材料で構成される。
【００１０】
次に、図１を参照しながら本発明の第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。図１（ａ）に示す形成工程では、複数のトランジスタＴがマトリクス状に配列された基板１と、複数のトランジスタＴの上に配置された配線構造１０と、複数の電極７を形成するために配線構造１０を覆うように配置された金属層３とを含む構造体ＳＴを形成する。一例において、基板１として半導体層を表面に有する基板が採用され、複数のトランジスタＴの拡散領域（ソース、ドレイン）は、該半導体層に形成されうる。他の例において、基板１として少なくとも表面が絶縁体で構成された基板が採用され、複数のトランジスタＴの拡散領域（ソース、ドレイン）は、該基板の該表面の上に形成されうる。なお、トランジスタＴの構成は、本発明において重要ではなく、任意の構成を有しうる。また、トランジスタＴとともに、トランジスタＴを駆動する駆動回路などの他の回路のトランジスタも形成されうる。金属層３は、例えば、スパッタ法によって形成されうる。
【００１１】
複数の電極７を形成するための金属層３の主成分は、アルミニウムであることが好ましい。換言すると、金属層３は、アルミニウム合金で構成されることが好ましく、純アルミニウムで構成されることが更に好ましい。金属層３の主成分をアルミニウムとすることによって高い反射率を得ることができる。金属層３の厚さは、例えば、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。金属層３の厚さが８０ｎｍ未満であると、基板１への光リーク量が増加する。一方、金属層３の厚さが３００ｎｍより厚くなると、後続の第１処理工程において、金属層３の水酸化処理が基板１の面に沿った方向に進みやすくなる。これは、金属層３の処理によって形成される電極７のサイズが縮小すること、および、形成される酸化物８によって発生する応力が大きくなることを意味する。
【００１２】
図１（ｂ）〜（ｄ）に示すマスキング工程では、金属層３を部分的に露出させる溝Ｇによって相互に分離された複数のマスク部Ｍを有するマスクパターン４'を形成する。マスクパターン４'を絶縁体で構成した場合、マスクパターン４'は、金属層３を部分的に処理するためのマスクパターンとして機能するほか、絶縁層としても機能しうる。図１（ｂ）に示す工程では、例えば、プラズマＣＶＤ法により、金属層３を覆うようにマスク層４を形成する。次いで、図１（ｃ）に示す工程では、マスク層４の上に、フォトリソグラフィー法によって、マスク層４のエッチングすべき領域を露出させる開口部を有するレジストパターン５を形成する。次いで、図１（ｄ）に示す工程では、レジストパターン５をエッチングマスクとしてマスク層４の露出部分をエッチングすることによってマスクパターン４'を形成する。ここで、マスク部Ｍは電極７を形成すべき領域に対応し、溝Ｇは絶縁体としての酸化物８を形成すべき領域に対応する。図１（ｅ）に示す工程では、レジストパターン５を除去する。
【００１３】
図１（ｆ）に示す第１処理工程（水酸化処理工程）では、マスクパターン４'をマスクとして金属層３の溝Ｇに露出した部分を水酸化処理して水酸化物６に変化させる。第１処理工程（水酸化処理工程）は、例えば、水蒸気雰囲気下で図１（ｅ）に示す構造体、即ち、マスクパターン４'によって部分的に覆われた金属層３を含む構造体を加熱処理する工程を含みうる。例えば、金属層３がアルミニウム合金や純アルミニウム等のアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合には、第１処理工程によって、金属層３のうち表面が溝Ｇに露出した領域は、水酸化アルミニウムに変化する。ここで、水酸化アルミニウムはポーラス構造を有するので、水酸化イオンが既に形成された水酸化アルミニウムの層を容易に通過することができる。よって、金属層３のうち表面が溝Ｇに露出した領域については、金属層３の厚さ方向の全体にわたって水酸化処理することが可能である。金属層３のうちマスクパターン４'によって覆われた領域については、水酸化処理が進行せず、金属として残る。マスクパターン４'は、最終的には、電極７と液晶１１とが直接に接触することを防止する機能も有する。金属層３の水酸化処理された部分は、その体積が膨張する。
【００１４】
水蒸気雰囲気下で金属層３を含む構造体を加熱処理する条件は、例えば、水蒸気を含む雰囲気（例えば、湿度＝１００％）において、温度を４００℃以上５００℃以下とし、処理時間を３０分以上２時間以内とすることが好ましい。温度が４００℃未満の場合は、水酸化反応が充分に行われない可能性があり、処理時間も長くなってしまう。また、温度が５００℃以上の場合には、トランジスタ等の機能デバイスに悪影響を与える可能性がある。
【００１５】
図１（ｇ）に示す第２処理工程（加熱処理工程）では、水酸化物６を加熱（脱水）することによって絶縁体としての酸化物８に変化させ、酸化物８によって相互に電気的に絶縁された複数の電極７を形成する。第１処理工程（水酸化処理工程）の後に第２処理工程（加熱処理工程）を実施することにより、水酸化物６が脱水されて酸化物８が形成される。水酸化物６が水酸化アルミニウムである場合には、酸化物８として酸化アルミニウムが形成される。第２処理工程（加熱処理工程）の条件は、例えば、窒素雰囲気において、温度を３５０℃以上６００℃以下とし、処理時間を３０分以上２時間以下とすることが好ましい。温度が３５０℃未満である場合は、脱水反応が充分に行われず処理時間が長くなってしまう。また、温度が６００℃を超えると、トランジスタ等の機能デバイスに悪影響を与える可能性がある。以上の図１（ａ）〜図１８（ｇ）に模式的に示す処理によって、第１基板２０が形成される。以下、液晶１１を挟むように第１基板２０と第２基板３０とを配置することによって反射型液晶表示装置１００が製造される。
【００１６】
第１処理工程（水酸化処理工程）および第２処理工程（加熱処理工程）は、別個の装置によって実行されうる。しかしながら、第１処理工程（水酸化処理工程）および第２処理工程（加熱処理工程）は、１つの装置内（１つのチャンバ内）で連続的に実行されることが好ましく、これにより、全体の処理時間を短縮することができる。
【００１７】
本発明の第１実施形態は、電極７の形成のためにＣＭＰ工程等の平坦化工程を必須の工程としないので、全体の工程の簡略化に適している。ただし、本発明は、例えば、配線構造の形成において平坦化工程を実施することを排除するものではない。本発明の第１実施形態は、複数の電極を相互に電気的に絶縁するための酸化物を形成するために陽極酸化を行う特許文献２に記載された方法に比べ、均一な酸化物を得ることができる。また、電極と電極との間の領域が酸化物で埋められるので、電極と電極との間の段差を小さくすることができる。
【００１８】
以下、図２を参照しながら本発明の第２実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。なお、第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。図２（ａ）〜図２（ｅ）、図２（ｇ）、図２（ｈ）に示す工程は、第１実施形態の図１（ａ）〜図１（ｇ）に示す工程を同様である。図２（ｅ）に模式的に示すエッチング工程は、図２（ｂ）〜図２（ｅ）に模式的に示すマスキング工程の後であって図２（ｇ）に模式的に示す第１処理工程（水酸化処理工程）の前に実施される。図２（ｅ）に模式的に示すエッチング工程は、マスクパターン４'をマスクとして、金属層３の溝Ｇに露出した部分をエッチングして当該部分を薄くする処理を含む。ここで、エッチングによる金属層３の除去量は、金属層３の厚さの１／３以上２／３以下であることが好ましい。また、該エッチングは、図２（ｄ）に示したレジストパターン５をマスクとしてもよい。図１（ｆ）に模式的に示す第１実施形態における第１処理工程（水酸化処理工程）では、水酸化処理された部分の体積が膨張し、これにより応力が増大しうる。そこで、第２実施形態では、図２（ｇ）に模式的に示す第１処理工程（水酸化処理工程）の前に図２（ｅ）に模式的に示すエッチング工程を実施する。これにより、水酸化処理による応力の増大を低減すると同時に第２処理工程（加熱処理工程）後の電極と電極との間の段差を小さくすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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