(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に形成されている画素電極駆動用の薄膜トランジスタと画素電極との間に、マトリクス状に配置されている信号配線を含んでなる中間層が設けられている液晶表示装置の製造方法において、
マトリクス状に配置されている前記信号配線上に第１の層間絶縁膜を形成し、続いて前記第１の層間絶縁膜の表面に形成された凸部を除去した後、第２の層間絶縁膜を形成するステップを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の層間絶縁膜は化学機械研磨によって平坦化されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記凸部の除去は、フォトリソグラフィー及びエッチングによって行われることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記凸部を除去した後、前記第２の層間絶縁膜を形成する前に、
もう一つの層間絶縁膜を形成し、前記もう一つの層間絶縁膜上に導電性遮光層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関するものであり、特に、画素電極駆動用の薄膜トランジスタと、画素電極との間に信号配線などがマトリクス状に配置された領域を有する液晶表示装置の製造方法に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、平面型ディスプレイとして現在広く用いられている。この液晶表示装置における画素電極駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）として、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ＴＦＴや多結晶ＳｉＴＦＴなどが多く用いられている。
【０００３】
また、このような液晶表示装置は、上記ＴＦＴとその上層に配置されている画素電極との間の位置に、各種配線が設けられている。即ち、画素電極は、上記各種配線の上層に配置されている。従って、画素電極表面の平坦性は、ＴＦＴや各種配線などの影響によって悪くなっている。
【０００４】
上述のように画素電極表面の平坦性が悪くなっていると、単一のパネル内の液晶層中において、液晶の厚みが異なってしまう。そのため、画素電極間の電圧と透過率との関係を示すＶＴ特性が均一でなくなり、透過率が単一の画素内で不均一になってしまう。すなわち、画素電極の下地の影響によって画素電極の表面が十分に平坦でないことから、単一のパネルにおいてその位置によって液晶の厚みが異なってしまう。これによって、単一パネル内で上記ＶＴ特性に差が生じ、同一電圧での透過率が厚みの異なる箇所で異なるため、表示画質に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００５】
ところで、近年の液晶表示装置では、例えばプロジェクタのように大光量下での使用が増加している。そして、光を透過する領域の比率をより高くした、より明るい液晶表示装置への要望が高まっている。また、液晶表示装置の超小型化あるいは超高精細化についても望まれている。このような液晶表示装置の改良には、上記ＶＴ特性の均一化がより必要となる。そのため、液晶表示装置においては、一般に化学機械研磨（ＣＭＰ）法によって、画素電極下の層（中間層）の平坦化がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記化学機械研磨法によって画素電極下の層（中間層）の平坦化を行うと、画素電極下に配されたＴＦＴや各種の重なる配線の影響で上記中間層の表面には段差が生じているため、化学機械研磨を均一に行うことができないという問題が発生する。
【０００７】
すなわち、例えば液晶パネルにおいて、信号配線などがマトリクス状に配置されている画素領域（マトリクス領域）と周辺回路領域との間の領域である画素外周領域では、ＴＦＴや各種の重なる配線が少なくなるため、他の領域と段差が生ずる。この段差によって、化学機械研磨時に用いる研磨パッドの弾力による研磨面の圧力や塗布される研磨剤の量が不均一になり、上記画素外周領域に近接した上記画素領域の一部の研磨は他の画素領域よりも大きくなる。これによって、上記画素外周領域および上記画素外周領域に近接した画素領域内の周辺領域では、他の領域と比較して残留層厚が薄くなってしまう。さらに、各々の画素電極についても、画素電極の周辺部と中央部とで段差が生じているため、同様に研磨が不均一に行われる。そのため、良好な研磨が実施できず、上記中間層の平坦化を行うことができない。
【０００８】
このような化学機械研磨の不均一性を改善するための一例として、研磨布の硬質化が挙げられる。しかしながら、研磨布を硬質化すると段差間の平坦化を行うことは可能であるものの、ウエハ内に研磨バラツキが生じてしまう。
【０００９】
また、化学機械研磨の不均一性を改善するための他の例として、研磨ヘッド、研磨プレート等の回転スピード、研磨時の圧力などの研磨条件をパターン形状や段差に応じて個々に最適化する方法がある。しかしながら、この方法は精密な技術を要し、手間もかかるという問題点を有している。
【００１０】
従って、本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、化学機械研磨時に研磨表面のパターン依存によって発生する不均一性、特に、上記画素外周領域の内側に向けて発生する不均一性を改善し、画質低下を抑えることのできる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板表面に形成されている画素電極駆動用の薄膜トランジスタと画素電極との間に、マトリクス状に配置されている信号配線を含んでなる中間層が設けられている液晶表示装置の製造方法において、マトリクス状に配置されている上記信号配線上に第１の層間絶縁膜を形成し、続いて上記第１の層間絶縁膜の表面に形成された凸部を除去した後、第２の層間絶縁膜を形成するステップを含むことを特徴としている。
【００１２】
即ち、上記液晶表示装置の製造方法においては、第１の層間絶縁膜を形成したときに、その下層の表面の凹凸を反映して生ずる凸部を除去することによって、段差を減少させている。そして、段差が減少した表面の上層に第２の層間絶縁膜を形成する。なお、上記凸部は、具体的に言うと、上記第１の層間絶縁膜において、上記信号配線の上層に配された部分のことである。従って、ここで「凸部を除去する」とは、上記第１の層間絶縁膜のうち、上記信号配線の上層に配された部分を除去することを意味する。なお、上記凸部の除去は、表面の凹凸を反映した段差を減少させるものであればよく、上記第１の層間絶縁膜のうち上記信号配線上に配された部分の一部が残るものであってもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、上記第１の層間絶縁膜をマトリクス状に配された上記信号配線同士の間にのみ埋め込むような状態で設けることができ、段差を減少させることができる。従って、上記第２の層間絶縁膜を平坦に形成することができるため、画素電極を平坦な表面上に形成して液晶層の厚みを一定に保ち、画質の低下を防止することができる。
【００１４】
上記の液晶表示装置の製造方法において、上記第２の層間絶縁膜は化学機械研磨によって平坦化されることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、上記第２の層間絶縁膜は、予め段差が減じられた上記第１の層間絶縁膜上に成膜されるため、化学機械研磨によってより良好に平坦化することができる。そして、画素外周領域および上記画素外周領域に近接した画素領域内の周辺領域について、オーバー研磨を防止することができる。
【００１６】
上記の液晶表示装置の製造方法において、上記凸部の除去は、フォトリソグラフィー及びエッチングによって行われることが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、上記第１の層間絶縁膜を形成する過程において、上記凸部（即ち、上記信号配線上に一時的に配された上記第１の層間絶縁膜）を確実に除去できるとともに、上記信号配線間を埋め込むように設けられた上記第１の層間絶縁膜は確実に残すことができる。
【００１８】
上記の液晶表示装置の製造方法において、上記凸部を除去した後、上記第２の層間絶縁膜を形成する前に、もう一つの層間絶縁膜を形成し、上記もう一つの層間絶縁膜上に導電性遮光層を形成するステップをさらに含むことが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、段差が減じられた第１の層間絶縁膜上に形成された上記もう一つの層間絶縁膜上に、導電性遮光層を配することができる。従って、上記導電性遮光層の遮光性能を向上させることができる。そして、上記導電性遮光層の上層には、上記第２の層間絶縁膜が形成された後、各領域全体に渡って均一に化学機械研磨を施すことができる。従って、局部的なオーバー研磨を防止することができるため、画素電極とその下層の導電性遮光層とのショートを効果的に防止することができる。
【００２０】
本発明の参考に係る液晶表示装置は、基板表面に形成されている画素電極駆動用の薄膜トランジスタと画素電極との間に、マトリクス状に配置されている信号配線を含んでなる中間層が設けられている液晶表示装置において、上記中間層は、マトリクス状に配置された上記信号配線間を埋め込む第１の層間絶縁膜と、上記画素電極と上記第１の層間絶縁膜および上記信号配線との間に設けられている第２の層間絶縁膜とを有していることを特徴としている。
【００２１】
即ち、本発明の参考に係る液晶表示装置は、画素電極と薄膜トランジスタの間に位置する中間層において、上記中間層内にマトリクス状に形成された信号配線同士の間を埋め込むように第１の層間絶縁膜が設けられている。そして、上記中間層には、さらに、上記信号配線およびその間を埋め込む上記第１の層間絶縁膜と、上記画素電極との間に、第２の層間絶縁膜が設けられている。
【００２２】
上記の構成によれば、上記信号配線が設けられた層は、上記第１の層間絶縁膜で間を埋め込まれることによって、表面の段差を減少させているため、その表面に設けられる上記第２の層間絶縁膜の平坦化を容易かつ確実に行うことができる。従って、上記第２の層間絶縁膜上に形成される画素電極を平坦な面に設けることができるため、液晶層の厚みを一定に保つことができ、ＶＴ特性を均一にして表示画質の向上を図ることができる。
【００２３】
さらに、上記液晶表示装置は、上記第２の層間絶縁膜に化学機械研磨を施して平坦化する場合に、上記段差によって発生する研磨の不均一性を改善することができ、良好な化学機械研磨を施すことが可能である。
【００２４】
即ち、上記の構成によれば、上記第２の層間絶縁膜は段差の減じられた表面に形成されているため、化学機械研磨を行うことによって、より平坦性を増加させることができる。具体的には、ＴＦＴや各種の重なる配線が少ない画素外周領域および画素領域内の周辺領域においても、他の領域と同じ研磨条件で化学機械研磨を行っても不均一に研磨されることなく、残留膜厚に差が発生しない。さらに、各々の画素電極についても、画素電極の周辺部と中央部との間の段差が減少しているため、均一な研磨を行うことができる。従って、液晶表示装置全体において、液晶層の層厚を一定に保つことに貢献でき、より表示画質の向上を図ることができる。
【００２５】
上記の液晶表示装置において、上記第１の層間絶縁膜は、フォトリソグラフィー及びエッチングによって形成されていることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、上記第１の層間絶縁膜を形成過程において、上記信号配線上に一時的に配された上記第１の層間絶縁膜を確実に除去できるとともに、上記信号配線間に設けられた上記第１の層間絶縁膜は確実に残すことができる。従って、上記第１の層間絶縁膜と上記信号配線とによって形成された層の表面の段差を減少させることができる。
【００２７】
上記の液晶表示装置において、上記第２の層間絶縁膜と上記第１の層間絶縁膜および上記信号配線との間には、もう一つの層間絶縁膜が設けられており、上記もう一つの層間絶縁膜の前記信号配線を覆う領域には導電性遮光層が設けられていることが好ましい。
【００２８】
一般に液晶表示装置においては、上記信号配線と上記画素電極との間には導電性遮光層が設けられている。上記の構成によれば、段差が減じられた第１の層間絶縁膜上に形成された上記もう一つの層間絶縁膜上に、導電性遮光層を配することができる。従って、上記導電性遮光層の遮光性能を向上させることができる。
【００２９】
なお、上記もう一つの層間絶縁膜は、０．５μｍ以下の残留段差レベルに平坦化されていることが好ましい。これによれば、上記もう一つの層間絶縁膜をより確実に平坦化させることが可能となり、導電性遮光層の遮光性能を向上させることができる。
【００３０】
上記の液晶表示装置において、上記第１の層間絶縁膜、上記第２の層間絶縁膜、および上記もう一つの層間絶縁膜は、ＳｉＯ２を主成分とすることが好ましい。
【００３１】
ＳｉＯ２は、光の可視領域で透明であり、ＳｉＮのように色が付かないという性質を有している。さらに、ＳｉＯ２は比較的誘電率が低いため、配線間の容量が小さく、信号処理ノイズの影響を少なくすることができる。
【００３２】
従って、上記の構成によれば、ＳｉＯ２を主成分とすることによって、良好な画像表示を行うことができる。また、ＳｉＯ２を主成分とすれば、層間絶縁膜に対して化学機械研磨を行う場合に、好適なスラリーを容易に入手することができる。
【００３３】
上記の液晶表示装置において、上記第１の層間絶縁膜および上記第２の層間絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法によって形成されていることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、プラズマＣＶＤ法は、段差のある表面に対して優れた埋め込み性を有する成膜方法であるため、例えば、第１の層間絶縁膜を信号配線間がマトリクス状に配された表面に対しても、表面の全ての部分に渡って同じ厚さの膜を形成することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１ないし図１０に基づいて以下に説明する。なお、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【００３６】
まず、本発明の参考に係る液晶表示装置は、図１に示すように、石英ガラス基板１０（基板）上にゲート配線１５（薄膜トランジスタ）などにより構成される画素電極駆動用の多結晶ＳｉＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が設けられている。そして、上記多結晶ＳｉＴＦＴの上層には、信号配線１７（信号配線・中間層）および導電性遮光層２０（導電性遮光層・中間層）などがマトリクス状に配置された中間層が設けられ、さらに上記中間層の上層に画素電極２４がマトリクス状に配置されている。上記画素電極２４の上層には、２つの配向膜２５・２７に挟まれるかたちで液晶層２６が設けられている。なお、上記液晶層２６は、シール材２８によって周囲を塞がれ、封入されている。上記液晶層２９の上層には、透明電極２９およびガラス基板３０が設けられている。
【００３７】
そして、上記液晶表示装置は、図２の平面図に示すように、中央部に画素電極、信号配線がマトリクス状に配置された画素領域を有し、最外周には各回路が設けられた周辺回路領域を有している。そして、上記画素領域と上記周辺回路領域との間（図２において格子柄を付した領域）には、画素外周領域が設けられている。
【００３８】
上記液晶表示装置の詳細な構成について、図１を参照して以下に説明する。なお、図１は、図２に示す液晶表示装置の断面の一部を示したものであり、上記画素領域、画素外周領域、及び周辺回路領域の全てを含む部分の断面図である。
【００３９】
図１に示すように、上記液晶表示装置においては、遮光領域における石英基板１０上に導電性遮光膜１１（薄膜トランジスタ）が設けられている。上記導電性遮光膜１１は、例えば膜厚が５０ｎｍの多結晶Ｓｉ膜と、例えば膜厚が１００ｎｍのＷＳｉ膜が順次積層された積層膜からなる。上記導電性遮光膜１１を覆うように、例えばＳｉＯ２を主成分とした層間絶縁膜１２（薄膜トランジスタ）が設けられている。上記層間絶縁膜１２上には、所定形状の多結晶Ｓｉ膜１３（薄膜トランジスタ）が設けられ、上記多結晶Ｓｉ膜１３を覆うように、例えばＳｉＯ２膜からなるゲート絶縁膜１４（薄膜トランジスタ）が設けられている。上記ゲート絶縁膜１４上には、ゲート配線１５（薄膜トランジスタ）が設けられている。上記多結晶Ｓｉ膜１３中には、ゲート配線１５に対して自己整合的に、図示されていないソース領域およびドレイン領域が形成されている。また、上記ゲート配線１５の一部は、図示しないゲート電極を形成している。上記ゲート電極、上記ソース領域および上記ドレイン領域によって、画素電極駆動用の多結晶ＳｉＴＦＴが構成されている。上記ドレイン領域の上方の部分におけるゲート絶縁膜１４上には電極（図示せず）が設けられている。上記電極と上記ドレイン領域との間にゲート絶縁膜１４を挟んだ構造によって、保持容量素子が構成されている。
【００４０】
上記ゲート配線１５および上記電極は、例えば膜厚が１５０ｎｍのリン（Ｐ）がドープされた多結晶Ｓｉ膜、及び例えば膜厚が１５０ｎｍのＷＳｉ膜が順次積層された積層膜からなる。上記ゲート配線１５を覆うように層間絶縁膜１６（中間層）が設けられている。上記層間絶縁膜１６およびゲート絶縁膜１４の所定部分には、図示はしていないがコンタクトホールが設けられている。
【００４１】
上記導電性遮光膜１１上の遮光領域における上記層間絶縁膜１６上には、引き出し電極１８（信号配線・中間層）が設けられ、上記コンタクトホールを通じて上記多結晶ＳｉＴＦＴのドレイン領域に接続されている。同様に、上記層間絶縁膜１６上には、信号配線１７（信号配線・中間層）が設けられ、上記コンタクトホールを通じて上記多結晶ＳｉＴＦＴのソース領域に接続されている。上記引き出し電極１８および上記信号配線１７は、例えば膜厚が８０ｎｍのＷＳｉ膜、例えば膜厚が４００ｎｍのＡｌ膜、例えば膜厚が１５０ｎｍのＷＳｉ膜が順次積層された積層膜からなる。なお、上記信号配線１７は、上記多結晶ＳｉＴＦＴ基板上の画素領域（マトリクス領域）において、マトリクス状に配されている。
【００４２】
上記引き出し電極１８および上記信号配線１７を覆うように、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を原料ガスとして用い、所定部分にプラズマＣＶＤ法によって成膜された、例えば膜厚が１００ｎｍのＳｉＮ膜（図示せず）が設けられている。上記ＳｉＮ膜は、主として多結晶Ｓｉ膜１３中に存在するダングリングボンドを、水素で不活性化して多結晶ＳｉＴＦＴの特性向上を図るための水素供給源となるものである。
【００４３】
上記ＳｉＮ膜上に、例えば７００ｎｍの第１の層間絶縁膜１９（第１の層間絶縁膜・中間層）が設けられている。上記第１の層間絶縁膜１９は、例えばＴＥＯＳを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜され、ＳｉＯ２を主成分とする。上記第１の層間絶縁膜１９を成膜後、フォトリソグラフィー及びエッチング技術によって上記信号配線１７上に成膜された上記第１の層間絶縁膜１９の除去を行う。これにより、基板面上にマトリクス状に配された上記信号配線１７の間の凹部を埋め込むように、上記第１の層間絶縁膜１９は配される。すなわち、画素領域における画素電極２４の下層に相当する領域と、画素外周領域とに上記第１の層間絶縁膜１９は形成される。従って、上記信号配線１７が配される基板表面の段差が減少する。
【００４４】
そして、このようにして段差が減少された上記第１の層間絶縁膜１９の上層には、さらに層間絶縁膜２１（もう一つの層間絶縁膜・中間層）が設けられている。上記層間絶縁膜２１は、例えば１５００ｎｍの層厚になるように形成され、例えば化学機械研磨などによって段差が０．５μｍ以下に平坦化されている。これによれば、上記層間絶縁膜２１上に配される導電性遮光層２０（導電性遮光層・中間層）を平坦化された表面に形成することができ、遮光性の向上に貢献する。
【００４５】
上記層間絶縁膜２１の上層に、所定のパターニングによって設けられている上記導電性遮光層２０は、コンタクトホール２２（中間層）を通じて引き出し電極１８と接続されている。上記導電性遮光層２０は、例えば膜厚が１２５ｎｍのＴｉＷ膜からなる。上記導電性遮光層２０と上記引き出し電極１８との、また、上記導電性遮光層２０と上記信号配線１７との組み合わせによって、上方からの入射光に対して、画素開口領域以外の全ての領域の遮光がなされている。上記導電性遮光層２０は上記引き出し電極１８と接続されて所定の共通電位に接続される。
【００４６】
上記導電性遮光層２０を覆うように、第２の層間絶縁膜２３（第２の層間絶縁膜・中間層）が設けられている。上記第２の層間絶縁膜２３は、例えば、ＴＥＯＳを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＯ２主成分として１０００ｎｍの厚さに成膜される。そして、化学機械研磨によって３００ｎｍの膜厚になるように平坦化される。また、上記引き出し電極１８上の所定部分における上記第２の層間絶縁膜２３上には図示しないコンタクトホールが設けられている。
【００４７】
なお、上記液晶表示装置において、ゲート絶縁膜１４上にゲート配線１５が設けられた多結晶ＳｉＴＦＴ基板の上層であり、かつ画素電極２４の下層に位置する層を中間層と称する。即ち、上記中間層は、具体的には第１の層間絶縁膜１９、層間絶縁膜２１および第２の層間絶縁膜２３によって構成され、また、上記中間層内には、信号配線１７、引き出し電極１８および導電性遮光層２０などがマトリクス状に配されている。そして、上記３つの層間絶縁膜１９・２１・２３の材質は、絶縁素材であれば特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、ＳｉＯ２を主成分としている。
【００４８】
上記第２の層間絶縁膜２３上には、このコンタクトホールを通じて上記引き出し電極１８と透明の画素電極２４が設けられている。上記画素電極２４は、例えば膜厚が１２０ｎｍのＩＴＯからなる。上記画素電極２４を覆うように液晶の配向膜２５が設けられている。
【００４９】
上述のように構成された多結晶ＳｉＴＦＴ基板と、ガラス基板３０の上に対向電極として設けられた透明電極２９および液晶の配向膜２７を順次積層したものとの間に液晶２６が封入されている。なお、上記液晶２６は、シール材２８によって周囲を塞がれることによって、封入されている。
【００５０】
続いて、本発明の実施の一形態として、上述のように構成された液晶表示装置の製造方法について、その製造工程順に以下に説明する。図３から図１０は、上記液晶表示装置の各製造工程における液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【００５１】
まず、図３に示すように、石英ガラス基板１０上に多結晶Ｓｉ膜およびＷＳｉ膜を順次積層して成膜した後、上記２つの膜をパターニングして導電性遮光膜１１を形成する。次に、例えばＣＶＤ法によって基板全面にＳｉＯ２膜からなる層間絶縁膜１２を成膜する。続いて、例えばＣＶＤ法によって基板全面に多結晶Ｓｉ膜１３を成膜した後、上記多結晶Ｓｉ膜１３をパターニングする。その後、例えばＣＶＤ法によって基板全面にＳｉＯ２を主成分とするゲート絶縁膜１４を成膜した後、上記ゲート絶縁膜１４を所定形状にパターニングする。続いて、基板全面にリン（Ｐ）がドープされた多結晶Ｓｉ膜およびＷＳｉ膜を順次成膜した後、上記２つの膜をパターニングしてゲート配線１５および容量素子用の電極を形成する。次に、例えばＣＶＤ法によって基板全面にＳｉＯ２を主成分とする層間絶縁膜１６を成膜する。そして、上記層間絶縁膜１６およびゲート絶縁膜１４の所定部分をエッチング除去して、コンタクトホール（図示せず）を形成する。その後、基板全面にＴｉＷ膜、Ａｌ膜およびＴｉＷ膜を順次積層して成膜した後、上記３つの膜をパターニングして信号配線１７を形成する。上述の製造方法によって、図３に示す構成を有する多結晶ＳｉＴＦＴ基板およびその上に位置する信号配線１７が作成される。
【００５２】
続いて、例えばプラズマＣＶＤ法によって基板全面に図示しないＳｉＮ膜を形成する。その後、図４に示すように、例えばＴＥＯＳを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法によって基板全面にＳｉＯ２を主成分とする第１の層間絶縁膜１９を上記信号配線１７が覆われるように成膜する。この時基板表面は、プラズマＣＶＤ法によって、一様に同じ厚さになるようにＳｉＯ２が成膜されるため、図４に示すように信号配線１７上に段差が生じている。
【００５３】
従って、上記の段差を減じるために、上記第１の層間絶縁膜１９の信号配線１７上に配された部分（即ち、凸部）のみを、例えばフォトリソグラフィーおよびエッチングによって除去する。これによって、上記第１の層間絶縁膜１９は、上記信号配線１７間に成膜された部分、即ち、上記画素領域おける開口領域および上記画素外周領域を残してパターニングされ、図５に示すように段差が減じられる。上記の方法により、確実に凸部である信号配線上部の層間絶縁膜１９のみを除去することができ、効果的に段差を減少させることができる。
【００５４】
続いて、上記画素外周領域および周辺回路領域の所定部分をパターニングし、引き出し電極１８を形成する。その後、例えばＴＥＯＳを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法によって基板全面にＳｉＯ２を主成分とする層間絶縁膜（もう一つの層間絶縁膜）２１を１５００ｎｍの厚さになるように成膜する。そして、上記層間絶縁膜２１の所定部分をエッチングすることによってコンタクトホール２２を形成する。
【００５５】
次に導電性遮光層２０を成膜し、図７に示すように、画素開口領域以外の領域全ての遮光が成されるようにパターニングを行う。なお、上記導電性遮光層２０は、コンタクトホール２２を通じて引き出し電極１８と接続されている。続いて、図８に示すように、上記導電性遮光層２０を覆うように第２の層間絶縁膜２３を成膜する。
【００５６】
そして、上記第２の層間絶縁膜２３は、化学機械研磨によって平坦化される。上記化学機械研磨は、例えばＩＰＥＣ社４７２を用いて、以下に示す研磨布、ＣＭＰ研磨クロス、スラリーを使用する。研磨布：ＩＣ-１４００-０５０Ａ２（ロデールニッタ製）、ＣＭＰ研磨クロス：supremeＲＮ-Ｈ２４ＰＪ、スラリー：セミスパース１２（キャボット製セミスパース２５の１／２希釈品）。
【００５７】
なお上記化学機械研磨の研磨条件は、例えば以下のように設定することが好ましい。
研磨液流量：Pompl＝１５０sccm、研磨ヘッド圧力：press  ＝８．０psi，Back  press＝２．５psi、回転数：Carr  ＝３２rpm，Platen  ＝２８rpm、遥動幅：osc  start＝１７０ｍｍ、osc  end＝１６５ｍｍ、標準研磨レート：フラットモニター；３００ｎｍ／分、実試料；５００ｎｍ／分
また、研磨時間は上記第２の層間絶縁膜２３を３００ｎｍの厚さにする場合、１分２０秒とすることが好ましい。なお、上記化学機械研磨に使用する研磨布ＩＣ-１４００は、弾力性を有するクロス２枚を貼り合わせた二層構造をしている。これによれば、例えば単層の研磨布であるＩＣ-１０００を使用した場合と比較して、均一な研磨を施すことができる。
【００５８】
上述の研磨条件にて、上記第２の層間絶縁膜の化学機械研磨を実施すれば、基板全面に対して均一な研磨を実施することができるとともに、上記画素外周領域および上記画素外周領域に近接した領域のオーバー研磨を防止することができる。そのため、上記液晶表示装置の基板全面において液晶層２６の厚みを一定にし、表示画質の向上を図ることができる。また、画素電極２４とその下層に位置する導電性遮光層２０とのショートを防止することも可能である。
【００５９】
上記化学機械研磨終了後、上記第２の層間絶縁膜２３は、図９に示すように例えば３００ｎｍの厚さに平坦化される。そして続いて、上記第２の層間絶縁膜２３の所定部分をエッチングによって除去して、コンタクトホール（図示せず）を形成する。その後、基板全面にＩＴＯ膜を成膜した後、上記ＩＴＯ膜をエッチングによりパターニングして、画素電極２４を形成する（図９参照）。
【００６０】
その後の工程は、一般的な液晶表示装置の製造方法に基づいて実施され、配向膜２５・２７および液晶層２６などの積層が行われ、図１に示すような液晶表示装置が得られる。
【００６１】
なお、本実施の形態においては、画素電極２４は導電性遮光層２０を介して引き出し電極１８に接続されているが、良好なコンタクトを得ることができれば、上記導電性遮光層２０を形成せず、上記画素電極２４を引き出し電極１８に直接接続するような構成にしてもよい。上記の構成によれば、層間絶縁膜２１を設ける必要がなく、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００６２】
また、本実施の形態においては、上記第１の層間絶縁膜１９は、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜を行い、その後フォトリソグラフィーおよびエッチングを行うことによって形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これ以外にも種々の方法を用いることができる。
【００６３】
上記の方法としては、例えば、リンシリケートガラス（ＰＳＧ）又はホウ素リンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）などを成膜してからリフローさせる方法、スピオンガラス（ＳＯＧ）を用いた流動法、絶縁膜を成膜してからエッチバックする方法、あるいは、絶縁膜を成膜してから化学機械研磨法により研磨する方法等が挙げられる。また、絶縁膜の成膜方法としては、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法以外の方法として、ＴＥＯＳを用いた常圧ＣＶＤ法、高密度プラズマＣＶＤ法、上記の方法を組み合わせて積層膜を成膜する方法などを用いることもできる。
【００６４】
また、本実施の形態においては、画素電極駆動用の薄膜トランジスタとして多結晶ＳｉＴＦＴを用いたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、ａ−ＳｉＴＦＴなどを使用してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板表面に形成されている画素電極駆動用の薄膜トランジスタと画素電極との間に、マトリクス状に配置されている信号配線を含んでなる中間層が設けられている液晶表示装置の製造方法において、マトリクス状に配置されている上記信号配線上に第１の層間絶縁膜を形成し、続いて上記第１の層間絶縁膜の表面に形成された凸部を除去した後、第２の層間絶縁膜を形成するステップを含むという構成である。
【００６６】
上記の構成によれば、上記第１の層間絶縁膜をマトリクス状に配された上記信号配線同士の間にのみ埋め込むような状態で設けることができ、段差を減少させることができる。従って、上記第２の層間絶縁膜を平坦に形成することができるため、画素電極を平坦な表面上に形成して液晶層の厚みを一定に保ち、画質の低下を防止することができるという効果を奏する。
【００６７】
上記の液晶表示装置の製造方法において、上記第２の層間絶縁膜は化学機械研磨によって平坦化される構成としてもよい。
【００６８】
上記の構成によれば、上記第２の層間絶縁膜は、予め段差が減じられた上記第１の層間絶縁膜上に成膜されるため、化学機械研磨によってより良好に平坦化することができる。そして、画素外周領域および上記画素外周領域に近接した画素領域内の周辺領域について、オーバー研磨を防止することができるという効果を奏する。
【００６９】
上記の液晶表示装置の製造方法において、上記凸部の除去は、フォトリソグラフィー及びエッチングによって行われる構成としてもよい。
【００７０】
上記の構成によれば、上記第１の層間絶縁膜を形成する過程において、上記凸部である上記信号配線上に一時的に配された上記第１の層間絶縁膜を確実に除去できるとともに、上記信号配線間に設けられた上記第１の層間絶縁膜は確実に残すことができる。
【００７１】
上記の液晶表示装置の製造方法において、上記凸部を除去した後、かつ上記第２の層間絶縁膜を形成する前に、もう一つの層間絶縁膜を形成し、上記もう一つの層間絶縁膜上に導電性遮光層を形成するステップをさらに含む構成としてもよい。
【００７２】
上記の構成によれば、段差が減じられた第１の層間絶縁膜上に形成された上記もう一つの層間絶縁膜上に、導電性遮光層を配することができる。従って、上記導電性遮光層の遮光性能を向上させることができる。そして、上記導電性遮光層の上層には、上記第２の層間絶縁膜が形成された後、各領域全体に渡って均一に化学機械研磨を施すことができる。従って、局部的なオーバー研磨を防止することができるため、画素電極とその下層の導電性遮光層とのショートを効果的に防止することができるという効果を奏する。
【００７３】
以上のように、本発明の参考に係る液晶表示装置は、基板表面に形成されている画素電極駆動用の薄膜トランジスタと画素電極との間に、マトリクス状に配置されている信号配線を含んでなる中間層が設けられている液晶表示装置において、上記中間層は、マトリクス状に配置された上記信号配線間を埋め込む第１の層間絶縁膜と、上記画素電極と上記第１の層間絶縁膜および上記信号配線との間に設けられている第２の層間絶縁膜とを有している構成である。
【００７４】
上記の構成によれば、上記第２の層間絶縁膜は、上記第２の層間絶縁膜によって段差の減じられた層の上層に形成されているため、例えば、化学機械研磨を行うことによって、より平坦性を増加させることができる。具体的には、ＴＦＴや各種の重なる配線が少ない画素外周領域および画素領域内の周辺領域においても、他の領域と同じ研磨条件で化学機械研磨を行っても、不均一に研磨されることなく、残留膜厚に差が発生しない。さらに、各々の画素電極についても、画素電極の周辺部と中央部との間の段差が減少しているため、均一な研磨を行うことができる。従って、液晶表示装置全体において、液晶層の層厚を一定に保つことに貢献でき、より表示画質の向上を図ることができるという効果を奏する。
【００７５】
上記の液晶表示装置において、上記第１の層間絶縁膜は、フォトリソグラフィー及びエッチングによって形成されていることが好ましい。
【００７６】
上記の構成によれば、上記第１の層間絶縁膜を形成過程において、上記信号配線上に一時的に配された上記第１の層間絶縁膜を確実に除去できるとともに、上記信号配線間に設けられた上記第１の層間絶縁膜は確実に残すことができる。従って、上記第１の層間絶縁膜と上記信号配線とによって形成された層の表面の段差を減少させることができるという効果を奏する。
【００７７】
上記の液晶表示装置において、上記第２の層間絶縁膜と前記第１の層間絶縁膜および前記信号配線との間には、もう一つの層間絶縁膜が設けられており、上記もう一つの層間絶縁膜の前記信号配線を覆う領域には導電性遮光層が設けられている構成としてもよい。
【００７８】
一般に液晶表示装置においては、上記信号配線の上層であり、かつ上記画素電極の下層の位置に導電性遮光層が設けられている。上記の構成によれば、段差が減じられた第１の層間絶縁膜上に形成された上記もう一つの層間絶縁膜上に、導電性遮光層を配することができる。従って、上記導電性遮光層の遮光性能を向上させることができるという効果を奏する。
【００７９】
上記の液晶表示装置において、上記第１の層間絶縁膜、上記第２の層間絶縁膜、および上記もう一つの層間絶縁膜は、ＳｉＯ２を主成分とする構成としてもよい。
【００８０】
上記の構成によれば、ＳｉＯ２を主成分とすることによって良好な画像表示ができるとともに、比較的誘電率が低いため、配線間の容量が小さく信号処理ノイズの影響を少なくすることができるという効果を奏する。
【００８１】
上記の液晶表示装置において、上記第１の層間絶縁膜および上記第２の層間絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法によって形成されている構成としてもよい。
【００８２】
上記の構成によれば、プラズマＣＶＤ法は、段差のある表面に対して優れた埋め込み性を有する成膜方法であるため、例えば、第１の層間絶縁膜を信号配線間がマトリクス状に配された表面に対しても、表面の全ての部分に渡って同じ厚さの膜を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考に係る液晶表示装置の一部の構成を示す断面図である。
【図２】  本発明の参考に係る液晶表示装置の概要を示す平面透視図であり、画素電極、各種信号配線などがマトリクス状に配置された様子を示すものである。
【図３】  本発明の実施の一形態における液晶表示装置の製造工程を示す液晶表示装置の断面図である。
【図４】  本発明の実施の一形態における液晶表示装置の製造工程を示す液晶表示装置の断面図であり、図３に示す工程に続いて行われる工程を示すものである。
【図５】  本発明の実施の一形態における液晶表示装置の製造工程を示す液晶表示装置の断面図であり、図４に示す工程に続いて行われる工程を示すものである。
【図６】  本発明の実施の一形態における液晶表示装置の製造工程を示す液晶表示装置の断面図であり、図５に示す工程に続いて行われる工程を示すものである。
【図７】  本発明の実施の一形態における液晶表示装置の製造工程を示す液晶表示装置の断面図であり、図６に示す工程に続いて行われる工程を示すものである。
【図８】  本発明の実施の一形態における液晶表示装置の製造工程を示す液晶表示装置の断面図であり、図７に示す工程に続いて行われる工程を示すものである。
【図９】  本発明の実施の一形態における液晶表示装置の製造工程を示す液晶表示装置の断面図であり、図８に示す工程に続いて行われる工程を示すものである。
【図１０】  本発明の実施の一形態における液晶表示装置の製造工程を示す液晶表示装置の断面図であり、図９に示す工程に続いて行われる工程を示すものである。
【符号の説明】
１０    石英ガラス基板（基板）
１１    導電性遮光膜（薄膜トランジスタ）
１２    層間絶縁膜（薄膜トランジスタ）
１３    多結晶Ｓｉ膜（薄膜トランジスタ）
１４    ゲート絶縁膜（薄膜トランジスタ）
１５    ゲート配線（薄膜トランジスタ）
１６    層間絶縁膜（中間層）
１７    信号配線（信号配線・中間層）
１９    第１の層間絶縁膜（第１の層間絶縁膜・中間層）
２０    導電性遮光層（導電性遮光層・中間層）
２１    層間絶縁膜（もう一つの層間絶縁膜・中間層）
２３    第２の層間絶縁膜（第２の層間絶縁膜・中間層）
２４    画素電極
２５・２７    配向膜
２６    液晶
【図１】
0004064145.tif 000002
【図２】
0004064145.tif 000003
【図３】
0004064145.tif 000004
【図４】
0004064145.tif 000005
【図５】
0004064145.tif 000006
【図６】
0004064145.tif 000007
【図７】
0004064145.tif 000008
【図８】
0004064145.tif 000009
【図９】
0004064145.tif 000010
【図１０】
0004064145.tif 000011