JP2014002341A - 電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的な信頼性を向上させることができる電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置を提供する。
【解決手段】第４層間絶縁層１１ｅを含む絶縁層における中継層５５と隣り合う領域にカラーフィルター溝部を形成する工程と、カラーフィルター溝部にカラーフィルター材料を充填してカラーフィルター層８０を形成する工程と、中継層５５まで貫通する第１コンタクトホールを形成する工程と、第４層間絶縁層１１ｅ上に上面が平坦化された第５層間絶縁層１１ｆを形成する工程と、中継層５５まで貫通すると共に第１コンタクトホールより細い第２コンタクトホール５３ｂを形成する工程と、第２コンタクトホール５３ｂ内にフッ酸処理を施す工程と、第２コンタクトホール５３ｂ内及び第５層間絶縁層１１ｆ上に透明電極を形成する工程と、透明電極をパターニングして画素電極を形成する工程と、を有する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置に関する。

上記電気光学装置として、例えば、画素電極をスイッチング制御する素子としてトランジスターを画素ごとに備えたアクティブ駆動方式の液晶装置が知られている。液晶装置は、例えば、直視型ディスプレイやライトバルブなどにおいて用いられている。

液晶装置としては、例えば、特許文献１に記載のように、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を有するＴＦＴアレイ基板に赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）のカラーフィルターが設けられた液晶装置が開示されている。

このような液晶装置の製造方法としては、まず、基板上に第１絶縁層を形成し、この第１絶縁層に凹部を形成する。次に、凹部にカラーフィルター材料を充填してカラーフィルター層を形成し、更にカラーフィルター層上を平坦化するための第２絶縁層を形成する。

その後、画素電極に電圧を印加するための配線層に貫通するコンタクトホールを形成し、ＩＴＯ膜を成膜することにより、画素電極が形成されると共に、画素電極と配線層とが電気的に接続される。加えて、コンタクトホールを形成した際、コンタクト抵抗値を下げるためにフッ酸処理を行っている。

特開２００９−４８０６３号公報

しかしながら、凹部にカラーフィルター材料を充填した際、凹部が形成された第１絶縁層上にもカラーフィルター材料が付着する。よって、第２絶縁層及び第１絶縁層にコンタクトホールを形成した際、第１絶縁層上に残ったカラーフィルター材料の残渣が、コンタクトホール内に露出する。これにより、フッ酸処理を行った際、露出した残渣の周辺から溶解が始まるため、後に成膜するＩＴＯ膜がこの部分で切れてしまい、画素電極と配線層とが電気的に接続されないことがあるという課題がある。

本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る電気光学装置の製造方法は、基板上に配線層を形成する配線層形成工程と、前記配線層を含む前記基板上に第１絶縁層を形成する第１絶縁層形成工程と、前記第１絶縁層に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部にカラーフィルター材料を充填してカラーフィルター層を形成するカラーフィルター層形成工程と、前記第１絶縁層に前記配線層を露出する第１コンタクトホールを形成する第１コンタクトホール形成工程と、前記第１絶縁層上に前記第１コンタクトホールを埋める第２絶縁層を形成する第２絶縁層形成工程と、前記第１コンタクトホールの内側に、前記配線層を露出する第２コンタクトホールを形成する第２コンタクトホール形成工程と、前記第２コンタクトホール内のデポ物を除去する除去工程と、前記第２コンタクトホール内及び前記第２絶縁層上に透明電極を形成する透明電極形成工程と、前記透明電極をパターニングして画素電極を形成する画素電極形成工程と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、第１コンタクトホールの中を第２絶縁層で埋めるので、第１絶縁層上にカラーフィルター材料が残渣として残っていた場合でも、第２コンタクトホールを開けた際に残渣を露出させないようにすることができる。よって、第２コンタクトホールにコンタクト抵抗を下げるためにデポ物を除去するための処理を行ったとしても、残渣と接触しないので、第２コンタクトホールの側面に段差が生じない。これにより、透明電極を成膜したときに、第２コンタクトホール内で段切れすることなく連続して成膜することができる。その結果、画素電極と配線層とを透明電極によって電気的に接続することができる。

［適用例２］上記適用例に係る電気光学装置の製造方法において、前記デポ物を除去する除去工程は、前記第２コンタクトホール内にフッ酸処理を施すことが好ましい。

本適用例によれば、フッ酸処理を施すので、第２コンタクトホール内に付着したデポ物を除去する（溶解する）ことが可能となり、コンタクト抵抗値を下げることができる。

［適用例３］上記適用例に係る電気光学装置の製造方法において、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、無機絶縁膜であることが好ましい。

本適用例によれば、無機絶縁膜によって第１絶縁層及び第２絶縁層が形成されているので、比較的に微細な穴を形成することが可能となり、小型の電気光学装置に適用することができる。

［適用例４］本適用例に係る電気光学装置は、一対の基板に電気光学物質が挟持された電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板上に設けられた配線層と、前記配線層を含む前記基板上に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層に設けられた前記配線層まで貫通する第１コンタクトホール、前記第１コンタクトホールの周辺領域に設けられたカラーフィルター層と、前記第１コンタクトホールの内側に設けられ、前記配線層まで貫通する第２コンタクトホールと、前記第１コンタクトホールと前記第２コンタクトホールとの間に設けられた第２絶縁層と、前記第２コンタクトホール内に設けられると共に、前記第２絶縁層上に画素電極としてパターニングされた、前記配線層と電気的に接続された透明電極と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、第１絶縁層に設けられた第１コンタクトホールの中に、第２絶縁層を介して第２コンタクトホールが設けられているので、第１絶縁層にカラーフィルター層を形成する際、第１絶縁層上にカラーフィルター材料が付着して残渣として残っていた場合でも、第２コンタクトホールを開けた際に残渣を露出させないようにすることができる。よって、第２コンタクトホールにコンタクト抵抗を下げるためにデポ物を除去するための処理を行ったとしても、残渣と接触しないので、第２コンタクトホールの側面に段差が生じない。これにより、透明電極を成膜したときに、第２コンタクトホール内で段切れすることなく連続して成膜することができる。その結果、画素電極と配線層とを電気的に接続することができる。

［適用例５］上記適用例に係る電気光学装置において、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、無機絶縁膜であることが好ましい。

本適用例によれば、無機絶縁膜によって第１絶縁層及び第２絶縁層が形成されているので、比較的に微細な穴を形成することが可能となり、小型の電気光学装置に適用することができる。

電気光学装置としての液晶装置の構成を示す模式平面図。 図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図。 液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 第１実施形態の液晶装置の構造を示す模式断面図。 液晶装置の製造方法を工程順に示すフローチャート。 液晶装置の一部の製造方法を示す模式図。 液晶装置の一部の製造方法を示す模式図。 液晶装置の一部の製造方法を示す模式図。 液晶装置の一部の製造方法を示す模式図。 液晶装置の一部の製造方法を示す模式図。 液晶装置の一部の製造方法を示す模式図。 液晶装置の一部の製造方法を示す模式図。 液晶装置の一部の製造方法を示す模式図。 液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図。 変形例の液晶装置の構造を示す模式断面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。

本実施形態では、電気光学装置としての液晶装置として、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。

＜電気光学装置としての液晶装置＞
まず、本実施形態の液晶装置について図１〜図３を参照して説明する。図１は、液晶装置の構成を示す模式平面図である。図２は、図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図である。図３は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０および対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された電気光学物質としての液晶層１５とを有する。素子基板１０を構成する基板としての第１基材１０ａ（一方の基板）、および対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられている。

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外周に沿って配置されたシール材１４を介して接合されている。その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層１５を構成している。シール材１４は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材１４には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

シール材１４の内側には、複数の画素Ｐが配列した画素領域Ｅが設けられている。画素領域Ｅは、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。

素子基板１０の１辺部に沿ったシール材１４と該１辺部との間に、データ線駆動回路２２が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に、検査回路２５が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に走査線駆動回路２４が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と検査回路２５との間には、２つの走査線駆動回路２４を繋ぐ複数の配線２９が設けられている。

対向基板２０側における額縁状に配置されたシール材１４の内側には、同じく額縁状に遮光部１８（見切り部）が設けられている。遮光部１８は、例えば、遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光部１８の内側が複数の画素Ｐを有する画素領域Ｅとなっている。

データ線駆動回路２２、走査線駆動回路２４に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子６１に接続されている。以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。なお、検査回路２５の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路２２に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に設けてもよい。

図２に示すように、第１基材１０ａの液晶層１５側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極２７およびスイッチング素子である薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor、以降、「ＴＦＴ３０」と呼称する）と、信号配線と、これらを覆う第１配向膜２８とが形成されている。本発明における素子基板１０は、少なくとも画素電極２７、ＴＦＴ３０、信号配線、第１配向膜２８を含むものである。

対向基板２０の液晶層１５側の表面には、遮光部１８と、これを覆うように成膜された平坦化層３３と、平坦化層３３を覆うように設けられた共通電極３１と、共通電極３１を覆う第２配向膜３２とが設けられている。本発明における対向基板２０は、少なくとも遮光部１８、共通電極３１、第２配向膜３２を含むものである。

遮光部１８は、図１に示すように画素領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路２４、検査回路２５と重なる位置に設けられている（図示簡略）。これにより対向基板２０側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮蔽して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が画素領域Ｅに入射しないように遮蔽して、画素領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。

平坦化層３３は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光部１８を覆うように設けられている。このような平坦化層３３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

共通電極３１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層３３を覆うと共に、図１に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部２６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。

画素電極２７を覆う第１配向膜２８および共通電極３１を覆う第２配向膜３２は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。

このような液晶装置１００は、例えば透過型であって、画素Ｐが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。本実施形態ではノーマリーブラックモードが採用されている。

図３に示すように、液晶装置１００は、少なくとも画素領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、容量線３ｂとを有する。走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。

走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極２７と、ＴＦＴ３０と、容量素子１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。

走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のデータ線側ソースドレイン領域（ソース領域）に電気的に接続されている。画素電極２７は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域（ドレイン領域）に電気的に接続されている。

データ線６ａは、データ線駆動回路２２（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路２２から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３ａは、走査線駆動回路２４（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路２４から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。

データ線駆動回路２２からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路２４は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極２７に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極２７を介して液晶層１５に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極２７と液晶層１５を介して対向配置された共通電極３１との間で一定期間保持される。

保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極２７と共通電極３１との間に形成される液晶容量と並列に容量素子１６が接続されている。容量素子１６は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域と容量線３ｂとの間に設けられている。容量素子１６は、２つの容量電極の間に誘電体層を有するものである。

図４は、液晶装置の構造を示す模式断面図である。以下、液晶装置の構造を、図４を参照しながら説明する。なお、図４は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。

図４に示すように、液晶装置１００は、一対の基板の一方である素子基板１０と、これに対向配置される一対の基板の他方である対向基板２０とを備えている。素子基板１０を構成する第１基材１０ａ、及び対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、上記したように、例えば、石英基板等によって構成されている。

第１基材１０ａ上には、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）等からなる下側遮光膜３ｃが形成されている。下側遮光膜３ｃは、平面的に格子状にパターニングされており、各画素の開口領域を規定している。なお、下側遮光膜３ｃは、走査線３ａの一部として機能するようにしてもよい。第１基材１０ａ及び下側遮光膜３ｃ上には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁層１１ａが形成されている。

下地絶縁層１１ａ上には、ＴＦＴ３０及び走査線３ａ等が形成されている。ＴＦＴ３０は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ポリシリコン等からなる半導体層３０ａと、半導体層３０ａを覆うように形成されたゲート絶縁膜１１ｇと、ゲート絶縁膜１１ｇ上に形成されたポリシリコン膜等からなる走査線３ａとを有する。上記したように、走査線３ａは、ゲート電極３０ｇとしても機能する。

半導体層３０ａは、例えば、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンが注入されることにより、Ｎ型のＴＦＴ３０として形成されている。具体的には、半導体層３０ａは、チャネル領域３０ｃと、データ線側ＬＤＤ領域３０ｓ１と、データ線側ソースドレイン領域３０ｓと、画素電極側ＬＤＤ領域３０ｄ１と、画素電極側ソースドレイン領域３０ｄとを備えている。

チャネル領域３０ｃには、ボロン（Ｂ）イオン等のＰ型の不純物イオンがドープされている。その他の領域（３０ｓ１，３０ｓ，３０ｄ１，３０ｄ）には、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンがドープされている。このように、ＴＦＴ３０は、Ｎ型のＴＦＴとして形成されている。

ゲート電極３０ｇ及び下地絶縁層１１ａ上には、シリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁層１１ｂが形成されている。第１層間絶縁層１１ｂ上には、容量素子１６が設けられている。具体的には、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ及び画素電極２７に電気的に接続された画素電位側容量電極としての第１容量電極１６ａと、固定電位側容量電極としての容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）の一部とが、誘電体層１６ｃを介して対向配置されることにより、容量素子１６が形成されている。

容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、Ａｌ（アルミニウム）膜から形成することも可能である。

第１容量電極１６ａは、例えば、導電性のポリシリコン膜からなり容量素子１６の画素電位側容量電極として機能する。ただし、第１容量電極１６ａは、容量線３ｂと同様に、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。第１容量電極１６ａは、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホール５１、コンタクトホール５２、配線層としての中継層５５、及びコンタクトホール５３（５３ａ，５３ｂ）を介して、画素電極２７とＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）とを中継接続する機能を有する。

コンタクトホール５３（５３ａ，５３ｂ）は、二重のコンタクトホールによって構成されている。具体的には、第３層間絶縁層１１ｄ及び第４層間絶縁層１１ｅを貫通するように第１コンタクトホール５３ａが設けられている。第１コンタクトホール５３ａの中には、第２絶縁層としての第５層間絶縁層１１ｆの一部の絶縁膜が充填されている。そして、第１コンタクトホール５３ａの内側に、第１コンタクトホール５３ａの幅より小さい幅の第２コンタクトホール５３ｂが設けられている。第２コンタクトホール５３ｂは、中継層５５から画素電極２７までの層間絶縁層１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを貫通して設けられている。

このように、二重のコンタクトホール５３ａ，５３ｂで構成することにより、第２コンタクトホール５３ｂを開けた際、第４層間絶縁層１１ｅの表面が第２コンタクトホール５３ｂの内面に露出することを防ぐことができる。具体的には、第４層間絶縁層１１ｅから下側（第１基材１０ａ側）に形成した凹部としてのカラーフィルター溝部にカラーフィルター材料を充填した際、第４層間絶縁層１１ｅの表面に付着したカラーフィルター材料の残渣が残ることがある。この残渣が、コンタクトホール内に露出することにより、後の工程でコンタクトホールにフッ酸処理を施した際、残渣の部分から溶解による窪みが形成され、中継層５５と画素電極２７との電気的な接続に影響を及ぼすことを防ぐことができる。

容量素子１６上には、第２層間絶縁層１１ｃ（第１絶縁層の一部）を介してデータ線６ａ及び中継層５５が形成されている。データ線６ａは、第１層間絶縁層１１ｂ及び第２層間絶縁層１１ｃに開孔されたコンタクトホール５４を介して、半導体層３０ａのデータ線側ソースドレイン領域３０ｓ（ソース領域）に電気的に接続されている。

データ線６ａなどを含む第２層間絶縁層１１ｃ上には、第３層間絶縁層１１ｄ（第１絶縁層の一部）が設けられている。第３層間絶縁層１１ｄ上には、第４層間絶縁層１１ｅ（第１絶縁層の一部）が設けられており、第４層間絶縁層１１ｅにおける表示領域２３にはカラーフィルター層８０が設けられている。更に、第４層間絶縁層１１ｅ上には、第５層間絶縁層１１ｆが設けられている。第５層間絶縁層１１ｆの上層表面は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の平坦化処理が施されている。なお、これらの層間絶縁層１１は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）で構成されている。

第５層間絶縁層１１ｆ上には、画素電極２７が設けられている。画素電極２７は、コンタクトホール５３ａ，５３ｂ、中継層５５、コンタクトホール５２、第１容量電極１６ａを介してコンタクトホール５１に接続されることにより、半導体層３０ａの画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）に電気的に接続されている。なお、画素電極２７は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透明導電性膜から形成されている。

画素電極２７及び第５層間絶縁層１１ｆ上には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着した第１配向膜２８が設けられている。第１配向膜２８上には、シール材１４（図２参照）により囲まれた空間に液晶等の電気光学物質が封入された液晶層１５が設けられている。

一方、第２基材２０ａ上には、その全面に渡って共通電極３１が設けられている。共通電極３１上（図４では下側）には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着した第２配向膜３２が設けられている。共通電極３１は、上述の画素電極２７と同様に、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。

液晶層１５は、画素電極２７からの電界が印加されていない状態で第１配向膜２８及び第２配向膜３２によって所定の配向状態をとる。シール材１４は、素子基板１０及び対向基板２０をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサーが混入されている。

＜液晶装置の製造方法＞
図５は、液晶装置の製造方法を工程順に示すフローチャートである。図６〜図１３は、液晶装置の一部の製造方法を示す模式図である。各図（ａ）は、液晶装置の一部の製造方法を示す模式平面図である。各図（ｂ）は、各図（ａ）に示す液晶装置のＡ−Ａ’線に沿う模式断面図である。以下、液晶装置の製造方法を、図５〜図１３を参照しながら説明する。

最初に、素子基板１０側の製造方法を説明する。ステップＳ１１では、ガラス基板などからなる第１基材１０ａ上にＴＦＴ３０などを形成する。具体的には、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、第１基材１０ａ上にＴＦＴ３０などを形成する。

ステップＳ１２では、カラーフィルター層８０を形成する。ステップＳ１３では、コンタクトホール５３を形成する。ステップＳ１４では、画素電極２７を形成する。ステップＳ１５では、第１配向膜２８を形成する。以下、ステップＳ１２〜ステップＳ１５までの具体例な製造方法を、図６〜図１３を参照しながら説明する。

まず、図６に示す工程（配線層形成工程、第１絶縁層形成工程）では、画素電極２７と画素電極側ソースドレイン領域３０ｄとを電気的に接続するための中継層５５を形成する。具体的には、まず、第２層間絶縁層１１ｃ上に中継層５５となるアルミニウム膜を成膜する。次に、アルミニウム膜をパターニングして中継層５５を形成する。

次に、中継層５５を覆うように、第２層間絶縁層１１ｃ上に、第３層間絶縁層１１ｄ及び第４層間絶縁層１１ｅを成膜する。その後、中継層５５や配線等によって第４層間絶縁層１１ｅの上面に生じた凹凸を平坦化する。平坦化する方法としては、例えば、ＣＭＰ研磨処理を行う。

次に、図７に示す工程（凹部形成工程）では、カラーフィルター層８０となる前のカラーフィルター溝部８０ａを形成する。具体的には、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて形成する。これにより、第２層間絶縁層１１ｃ〜第４層間絶縁層１１ｅにおける、カラーフィルター層８０の形成領域に、カラーフィルター溝部８０ａが形成される。

カラーフィルター溝部８０ａの幅は、例えば、２μｍである。また、カラーフィルター溝部８０ａの深さは、例えば、２μｍである。

次に、図８に示す工程（カラーフィルター層形成工程）では、カラーフィルター層８０を完成させる。具体的には、カラーフィルター溝部８０ａの中にカラーフィルター材料８０ｂ（着色層８０ｂ）を充填する。例えば、スピンコート法を用いて、カラーフィルター溝部８０ａの中に、赤色着色層（８０ｂＲ）、緑色着色層（８０ｂＧ）、青色着色層（８０ｂＢ）を選択的に形成する。その後、例えば、着色層８０ｂを加熱させて硬化し、カラーフィルター層８０を完成させる。

なお、第４層間絶縁層１１ｅ上には、カラーフィルター材料８０ｂが除去しきれずに残渣８０ｃとして残っている場合がある。

次に、図９に示す工程（第１コンタクトホール形成工程）では、中継層５５上に第１コンタクトホール５３ａを形成する。具体的には、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術（コンタクトエッチャー）を用いて、第３層間絶縁層１１ｄ及び第４層間絶縁層１１ｅにおける平面的に中継層５５と重なる領域に、第１コンタクトホール５３ａを形成する。第１コンタクトホール５３ａの幅は、例えば、１．３μｍである。第１コンタクトホール５３ａの深さは、例えば、１μｍ〜２μｍである。これにより、中継層５５の一部の表面が露出する。

次に、図１０に示す工程（第２絶縁層形成工程）では、第１コンタクトホール５３ａの内部を埋めると共に、第４層間絶縁層１１ｅ及びカラーフィルター層８０上に第５層間絶縁層１１ｆを成膜する。成膜方法としては、例えば、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。

第５層間絶縁層１１ｆの材料としては、例えば、シリコン酸化膜である。第５層間絶縁層１１ｆの厚みとしては、例えば、２００ｎｍ〜５００ｎｍである。また、第５層間絶縁層１１ｆの上面に生じた凹凸を平坦化するために、第５層間絶縁層１１ｆにＣＭＰ研磨処理を施す。

次に、図１１に示す工程（第２コンタクトホール形成工程）では、中継層５５上に第２コンタクトホール５３ｂを形成する。具体的には、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術（コンタクトエッチャー）を用いて、第５層間絶縁層１１ｆにおける第１コンタクトホール５３ａより細い幅の第２コンタクトホール５３ｂを形成する。第２コンタクトホール５３ｂの幅は、例えば、０．７μｍである。

このように、第１コンタクトホール５３ａの中に第２コンタクトホール５３ｂを形成することにより、第１コンタクトホール５３ａと第２コンタクトホール５３ｂとの間に、第５層間絶縁層１１ｆの一部である絶縁膜１１ｆ１を挟むことができる。言い換えれば、第４層間絶縁層１１ｅ上に残った残渣８０ｃが第２コンタクトホール５３ｂ内に露出することを防ぐことができる。

その後、画素電極２７と中継層５５とのコンタクト抵抗値を下げるべく、第２コンタクトホール５３ｂに、エッチング処理などによって生じたデポ物を除去する（溶かす）ためにフッ酸処理を施す（除去工程）。なお、第１コンタクトホール５３ａ内に第２コンタクトホール５３ｂを形成することにより、第２コンタクトホール５３ｂ内に第４層間絶縁層１１ｅが露出しない、つまり、カラーフィルター材料８０ｂの残渣８０ｃが露出しないので、フッ酸が残渣８０ｃの部分に入ることがなく、第２コンタクトホール５３ｂ内に窪みが発生することを防ぐことができる。

また、第２コンタクトホール５３ｂにフッ酸処理を施すので、例えば、コンタクト抵抗２．３×１０⁶Ω（フッ酸処理を行わない場合）から１．９×１０⁴Ωに低下させることができる。なお、第２層間絶縁層１１ｃ〜第５層間絶縁層１１ｆは、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）などの無機絶縁膜で構成されている。

次に、図１２に示す工程（透明電極形成工程、画素電極形成工程）では、画素電極２７を形成すると共に、画素電極２７と中継層５５とを電気的に接続させる。具体的には、まず、第５層間絶縁層１１ｆ上にＩＴＯ膜などからなる透明電極２７ａを成膜する。透明電極２７ａの厚みは、例えば、５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。これにより、第２コンタクトホール５３ｂの中も透明電極２７ａによって成膜され、中継層５５と第５層間絶縁層１１ｆ上の透明電極２７ａとが電気的に接続された状態となる。その後、透明電極２７ａをパターニングして画素電極２７を形成する。

次に、図１３に示す工程では、第１配向膜２８を形成する。具体的には、まず、絶縁層１１ｉを成膜し、その上面に平坦化処理を施す。その後、絶縁層１１ｉを覆うように、第１配向膜２８を形成する。第１配向膜２８の製造方法としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着する斜方蒸着法が用いられる。以上により、素子基板１０側が完成する。

次に、図５を参照しながら、対向基板２０側の製造方法を説明する。まず、ステップＳ２１では、ガラス基板等の透光性材料からなる第２基材２０ａ上に、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、共通電極３１を形成する。

ステップＳ２２では、共通電極３１上に第２配向膜３２を形成する。第２配向膜３２の製造方法は、第１配向膜２８と場合と同様であり、例えば、斜方蒸着法を用いて形成する。以上により、対向基板２０側が完成する。次に、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる方法を説明する。

ステップＳ３１では、素子基板１０上にシール材１４を塗布する。詳しくは、素子基板１０とディスペンサー（吐出装置でも可能）との相対的な位置関係を変化させて、素子基板１０における画素領域Ｅの周縁部に（画素領域Ｅを囲むように）シール材１４を塗布する。

ステップＳ３２では、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる。具体的には、素子基板１０に塗布されたシール材１４を介して素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる。より具体的には、互いの基板１０，２０の平面的な縦方向や横方向の位置精度を確保しながら行う。

ステップＳ３３では、液晶注入口（図示せず）から構造体の内部に液晶を注入し、その後、液晶注入口を封止する。封止には、例えば、樹脂等の封止材が用いられる。以上により、液晶装置１００が完成する。

＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図１４を参照して説明する。図１４は、上記した液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図である。

図１４に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。

偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。

ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。

ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。

液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。

このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。

このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記液晶装置１００を用いているため、電気的な信頼性が向上している。

なお、液晶装置１００が搭載される電子機器としては、投射型表示装置１０００の他、ピコプロジェクター、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、ヘッドマウントディスプレイ、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。

以上詳述したように、本実施形態の液晶装置１００の製造方法、及び液晶装置１００によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）本実施形態の液晶装置１００の製造方法によれば、第１コンタクトホール５３ａの中を第５層間絶縁層１１ｆの一部である絶縁膜１１ｆ１で埋めるので、第４層間絶縁層１１ｅ上にカラーフィルター材料８０ｂの残渣８０ｃが残っていた場合でも、第２コンタクトホール５３ｂを開けた際に残渣８０ｃを露出させないようにすることができる。よって、第２コンタクトホール５３ｂにコンタクト抵抗値を下げるためにフッ酸処理を施したとしても、残渣８０ｃと接触しないので、第２コンタクトホール５３ｂの内面に段差が生じない。これにより、透明電極２７ａを成膜したときに、第２コンタクトホール５３ｂ内で段切れすることなく連続して成膜することができる。その結果、画素電極２７と中継層５５とを透明電極２７ａによって電気的に接続することができる。

（２）本実施形態の液晶装置１００の製造方法によれば、無機材料（ＳｉＯ₂）によって層間絶縁層１１が形成されているので、比較的に微細な穴を形成することが可能となり、小型の液晶装置１００に適用することができる。

（３）本実施形態の液晶装置１００によれば、層間絶縁層１１ｄ，１１ｅに設けられた第１コンタクトホール５３ａの中に、絶縁膜１１ｆ１を介して第２コンタクトホール５３ｂが設けられているので、層間絶縁層１１ｃ，１１ｄ，１１ｅにカラーフィルター層８０を形成する際、第４層間絶縁層１１ｅ上にカラーフィルター材料８０ｂが付着して残渣８０ｃとして残っていた場合でも、第２コンタクトホール５３ｂを開けた際に残渣８０ｃを露出させないようにすることができる。よって、第２コンタクトホール５３ｂにコンタクト抵抗値を下げるためにフッ酸処理を行ったとしても、残渣８０ｃと接触しないので、第２コンタクトホール５３ｂの内面に段差が生じない。これにより、透明電極２７ａを成膜したときに、第２コンタクトホール５３ｂ内で段切れすることなく連続して成膜することができる。その結果、画素電極２７と中継層５５とを電気的に接続することができる。

なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。

（変形例１）
上記したように、第１コンタクトホール５３ａと第２コンタクトホール５３ｂとの間に、第５層間絶縁層１１ｆの一部である絶縁膜１１ｆ１で埋めることに限定されず、図１５に示すような形態でもよい。具体的には、第１コンタクトホール５３ａを開けた後、第１コンタクトホール５３ａ内に露出する第４層間絶縁層１１ｅの端部（表面）を覆うように新たな絶縁膜１１ｈで覆うようにパターニングする。その後、コンタクトホール５３ｃの穴の領域を除いた領域に第５層間絶縁層１１ｆを成膜し、画素電極２７は上記した方法と同様に形成する。その結果、コンタクトホール５３ｃ内にカラーフィルター材料８０ｂの残渣８０ｃが露出しないため、フッ酸処理を施しても、電気的な不具合は生じない。

また、コンタクトホール５３ｃ内に第５層間絶縁層１１ｆとなる絶縁膜を充填するために厚く絶縁膜を成膜することなく、材料の使用効率を向上させることができる。

（変形例２）
上記したように、層間絶縁層１１に無機絶縁膜（例えば、ＳｉＯ₂）を用いることに限定されず、例えば、アクリル樹脂などを適用するようにしてもよい。これによれば、無機絶縁膜と比較して微細加工は難しいものの、コンタクトホールなどを形成することができる。よって、材料の選択の幅を広くすることができる。また、無機絶縁膜としてＳｉＯ₂を挙げてきたが、ＳｉＮを用いるようにしてもよい。

（変形例３）
上記したように、透過型の液晶装置１００を例に説明してきたが、反射型の液晶装置に適用するようにしてもよい。

３ａ…走査線、３ｂ…容量線、３ｃ…下側遮光膜、６ａ…データ線、１０…素子基板、１０ａ…第１基材、１１…層間絶縁層、１１ａ…下地絶縁層、１１ｂ…第１層間絶縁層、１１ｃ…第１絶縁層を構成する第２層間絶縁層、１１ｄ…第１絶縁層を構成する第３層間絶縁層、１１ｅ…第１絶縁層を構成する第４層間絶縁層、１１ｆ…第２絶縁層としての第５層間絶縁層、１１ｆ１…絶縁膜、１１ｈ…絶縁膜、１１ｉ…絶縁層、１４…シール材、１５…液晶層、１６…容量素子、１６ａ…第１容量電極、１６ｂ…第２容量電極、１６ｃ…誘電体層、１８…遮光部、２０…対向基板、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２３…表示領域、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２７ａ…透明電極、２８…第１配向膜、２９…配線、３０…ＴＦＴ、３０ａ…半導体層、３０ｃ…チャネル領域、３０ｄ…画素電極側ソースドレイン領域、３０ｄ１…画素電極側ＬＤＤ領域、３０ｇ…ゲート電極、３０ｓ…データ線側ソースドレイン領域、３０ｓ１…データ線側ＬＤＤ領域、３１…共通電極、３２…第２配向膜、３３…平坦化層、５１，５２，５３，５３ｃ，５４…コンタクトホール、５３ａ…第１コンタクトホール、５３ｂ…第２コンタクトホール、５５…配線層としての中継層、６１…外部接続用端子、８０…カラーフィルター層、８０ａ…カラーフィルター溝部、８０ｂ…着色層、８０ｃ…残渣、１００…液晶装置、１０００…投射型表示装置、１１００…偏光照明装置、１１０１…ランプユニット、１１０２…インテグレーターレンズ、１１０３…偏光変換素子、１１０４，１１０５…ダイクロイックミラー、１１０６，１１０７，１１０８…反射ミラー、１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５…リレーレンズ、１２０６…クロスダイクロイックプリズム、１２０７…投射レンズ、１２１０，１２２０，１２３０…液晶ライトバルブ、１３００…スクリーン。

Claims (5)

1. 基板上に配線層を形成する配線層形成工程と、
   前記配線層を含む前記基板上に第１絶縁層を形成する第１絶縁層形成工程と、
   前記第１絶縁層に凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記凹部にカラーフィルター材料を充填してカラーフィルター層を形成するカラーフィルター層形成工程と、
   前記第１絶縁層に前記配線層を露出する第１コンタクトホールを形成する第１コンタクトホール形成工程と、
   前記第１絶縁層上に前記第１コンタクトホールを埋める第２絶縁層を形成する第２絶縁層形成工程と、
   前記第１コンタクトホールの内側に、前記配線層を露出する第２コンタクトホールを形成する第２コンタクトホール形成工程と、
   前記第２コンタクトホール内のデポ物を除去する除去工程と、
   前記第２コンタクトホール内及び前記第２絶縁層上に透明電極を形成する透明電極形成工程と、
   前記透明電極をパターニングして画素電極を形成する画素電極形成工程と、
   を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の電気光学装置の製造方法であって、
   前記デポ物を除去する除去工程は、前記第２コンタクトホール内にフッ酸処理を施すことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電気光学装置の製造方法であって、
   前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、無機絶縁膜であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
4. 一対の基板に電気光学物質が挟持された電気光学装置であって、
   前記一対の基板のうち一方の基板上に設けられた配線層と、
   前記配線層を含む前記基板上に設けられた第１絶縁層と、
   前記第１絶縁層に設けられた前記配線層まで貫通する第１コンタクトホール、前記第１コンタクトホールの周辺領域に設けられたカラーフィルター層と、
   前記第１コンタクトホールの内側に設けられ、前記配線層まで貫通する第２コンタクトホールと、
   前記第１コンタクトホールと前記第２コンタクトホールとの間に設けられた第２絶縁層と、
   前記第２コンタクトホール内に設けられると共に、前記第２絶縁層上に画素電極としてパターニングされた、前記配線層と電気的に接続された透明電極と、
   を有することを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項４に記載の電気光学装置であって、
   前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、無機絶縁膜であることを特徴とする電気光学装置。

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