JP2014224890A - 電気光学装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性を向上させることが可能な電気光学装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器を提供する。【解決手段】第１基材１０ａ上に絶縁層１１ｃ，１１ｄを形成する工程と、アルミニウム膜１２ａ及び窒化膜１２ｂを形成する工程と、コンタクトホールＣＮＴ８０を形成する工程と、コンタクトホールＣＮＴ８０にカラーフィルター材料を充填してカラーフィルター８０を形成する工程と、第４絶縁層１１ｅを形成する工程と、第４絶縁層１１ｅにコンタクトホールＣＮＴ５を形成する工程と、コンタクトホールＣＮＴ５内に保護膜１３を形成する工程と、コンタクトホールＣＮＴ５の底部にコンタクトホールを形成して窒化膜１２ｂを露出する工程と、コンタクトホールＣＮＴ５，６にフッ酸処理を施す工程と、コンタクトホールＣＮＴ５，６の中にＩＴＯ膜を埋めると共に、保護膜１３上に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７

Description

本発明は、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器に関する。

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プロジェクターの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を備え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、例えば、基板上に第１絶縁層を形成し、第１絶縁層上に、画素電極とＴＦＴとを電気的に接続するための導電膜を成膜する。次に、導電膜及び第１絶縁層に凹部を形成する。その後、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。

次に、カラーフィルター層及び導電膜上に第２絶縁層を形成し、第２絶縁層に、画素電極と導電膜とを電気的に接続するためのコンタクトホールを形成する。その後、コンタクトホール内の酸化膜を除去するために、フッ酸を用いて洗浄を行っている。そして、コンタクトホール内及び第２絶縁層上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を成膜し、パターニングすることにより画素電極が形成される。

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、凹部の表面の導電膜上にもカラーフィルター材料が付着する。その後、第２絶縁層を成膜し、第２絶縁層及び導電膜にコンタクトホールを形成した際、コンタクトホールの側壁に、導電膜上に残ったカラーフィルター材料の残渣が露出する。よって、フッ酸処理を行った際、露出した残渣からフッ酸が入り込み、コンタクトホールの側壁が腐蝕する。このため、コンタクトホールの側壁にＩＴＯ膜等の透明導電膜を成膜した際、腐蝕した部分でＩＴＯ膜等の透明導電膜が切れてしまい、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、基板の上に第１絶縁層を形成する工程と、前記第１絶縁層の上に導電層を形成する工程と、前記導電層及び前記第１絶縁層に凹部を形成する工程と、前記凹部にカラーフィルター材料を充填するようにカラーフィルターを形成する工程と、前記カラーフィルター及び前記導電層の上に第２絶縁層を形成する工程と、前記第２絶縁層に第１コンタクトホールを形成する工程と、前記第１コンタクトホールの内部及び前記第２絶縁層の上に保護膜を形成する工程と、前記第１コンタクトホールの底部の前記第２絶縁膜に第２コンタクトホールを形成して前記導電層を露出する工程と、前記第１コンタクトホール及び前記第２コンタクトホールにウエットエッチングを施す工程と、前記第１コンタクトホール、前記第２コンタクトホール、及び前記第２絶縁膜の上に透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜をパターニングして画素電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、ウエットエッチングを行う前に、第１コンタクトホールの側壁に保護膜を形成するので、カラーフィルターを形成した際に付着した残渣が、第１コンタクトホールの内壁に露出することを防ぐことができる。よって、ウエットエッチングを行った場合でも、第１コンタクトホールの内壁が腐蝕することを防ぐことが可能となり、画素電極から導電層からなる中継電極に亘って膜が切れることなく電気的に接続させることができる。

［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、前記ウエットエッチングは、フッ酸による洗浄処理であることが好ましい。

本適用例によれば、少なくとも第１コンタクトホールの中をフッ酸で洗浄処理するので、不要な酸化膜を除去することが可能となり、コンタクト抵抗を少なくすることができる。

［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、前記保護膜は、窒化膜または酸化ケイ素を含む材料であることが好ましい。

本適用例によれば、窒化膜や酸化ケイ素を含む材料で第１コンタクトホールの側壁を覆うので、フッ酸による洗浄処理を行った場合でも、カラーフィルターの残渣に到達することを防ぐことができる。

［適用例４］本適用例に係る電気光学装置は、基板を覆うように配置された第１絶縁層と、前記第１絶縁層を覆うように配置された導電層と、前記導電層及び前記第１絶縁層の凹部に配置されたカラーフィルターと、前記カラーフィルター及び前記導電層を覆うように配置された第２絶縁層と、前記第２絶縁層を貫通する第１コンタクトホールと、前記第１コンタクトホールの側壁及び底に配置された保護膜と、前記第１コンタクトホールの底の前記保護膜を貫通する第２コンタクトホールと、前記第１コンタクトホール及び前記第２コンタクトホールを介して前記導電層と電気的に接続された、光を透過する画素電極と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、第１コンタクトホールの側壁に保護膜が成膜されているので、このコンタクトホールにエッチング処理を施したとしても、カラーフィルターを形成した際に付着した残渣が、第１コンタクトホールの内壁に露出することを防ぐことができる。よって、ウエットエッチングを行った場合でも、第１コンタクトホールの内壁が腐蝕することを防ぐことが可能となり、画素電極と導電層からなる中継電極とを電気的に接続させることができる。

［適用例５］上記適用例に係る電気光学装置において、前記保護膜は、窒化膜または酸化ケイ素を含む材料であることが好ましい。

本適用例によれば、窒化膜や酸化ケイ素を含む材料で第１コンタクトホールの側壁を覆うので、フッ酸による洗浄処理を行った場合でも、カラーフィルターの残渣に到達することを防ぐことができる。

［適用例６］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、上記の液晶装置を備えているので、信頼性の高い電子機器を提供することができる。

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。 液晶装置のうち主に画素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。 液晶装置の製造方法のうち素子基板の製造方法を示す模式断面図。 液晶装置の製造方法のうち素子基板の製造方法を示す模式断面図。 液晶装置の製造方法のうち素子基板の製造方法を示す模式断面図。 液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図。

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、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の構成＞
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。以下、液晶装置の構成を、図１〜図３を参照しながら説明する。

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１０，２０によって挟持された液晶層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、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１０，２０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。平面視で環状に設けられたシール材１４の内側で、素子基板１０は対向基板２０の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の内縁より内側には、複数の画素Ｐが配列した表示領域Ｅが設けられている。表示領域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。また、図１及び図２では図示を省略したが、表示領域Ｅにおいて複数の画素Ｐをそれぞれ平面的に区分する遮光膜（ブラックマトリックス：ＢＭ）が対向基板２０に設けられている。

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と表示領域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と表示領域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における環状に配置されたシール材１４と表示領域Ｅとの間には、遮光膜１８（見切り部）が設けられている。遮光膜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、遮光膜１８の内側が複数の画素Ｐを有する表示領域Ｅとなっている。なお、図１では図示を省略したが、表示領域Ｅにおいても複数の画素Ｐを平面的に区分する遮光膜が設けられている。

これらデータ線駆動回路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。

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、これらを覆う配向膜２８とが形成されている。

また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。本発明における素子基板１０は、少なくとも画素電極２７、ＴＦＴ３０、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、遮光膜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、少なくとも平坦化層３３、共通電極３１、配向膜３２を含むものである。

遮光膜１８は、図１に示すように、表示領域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、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮蔽して、表示領域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膜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を覆う配向膜２８、および共通電極３１を覆う配向膜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、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は透過型であって、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも大きいノーマリーホワイトや、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも小さい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。

図３に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域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、共通電位配線としての容量線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。

＜液晶装置を構成する画素の構成＞
図４は、液晶装置のうち主に画素の構造を示す模式断面図である。以下、液晶装置のうち画素の構造を、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、素子基板１０と、これに対向配置される対向基板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。

図４に示すように、第１基材１０ａ上には、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）等の材料を含む下側遮光膜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Ｐの開口領域を規定している。なお、下側遮光膜３ｃは、導電性を有し、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（高純度の多結晶シリコン）等からなる半導体層３０ａと、半導体層３０ａ上に形成されたゲート絶縁層１１ｇと、ゲート絶縁層１１ｇ上に形成されたポリシリコン膜等からなるゲート電極３０ｇとを有する。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及びゲート絶縁層１１ｇ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、誘電体膜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。

誘電体膜１６ｃは、例えば、シリコン窒化膜である。第２容量電極１６ｂ（容量線３ｂ）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ＣＮＴ１，３，４、及び中継電極５１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。

容量素子１６上には、第２層間絶縁層１１ｃ（第１絶縁層）を介してデータ線６ａが形成されている。データ線６ａは、ゲート絶縁層１１ｇ、第１層間絶縁層１１ｂ、誘電体膜１６ｃ、及び第２層間絶縁層１１ｃに開孔されたコンタクトホールＣＮＴ２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上には、シリコン酸化物や窒化物からなる第３層間絶縁層１１ｄ（第１絶縁層）が形成されている。第３層間絶縁層１１ｄは、ＴＦＴ３０が設けられた領域を覆うことによって生じる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施される。平坦化処理の方法としては、例えば化学的機械的研磨処理（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ処理）やスピンコート処理などが挙げられる。

第３層間絶縁層１１ｄ上には、導電層としてのアルミニウム（ＡＬ）膜１２ａと窒化膜１２ｂ（ＴｉＮ）とが積層されている。そして、窒化膜１２ｂ、アルミニウム膜１２ａ、第３層間絶縁層１１ｄ、及び第２層間絶縁層１１ｃを貫通するようにカラーフィルター８０が設けられている。

窒化膜１２ｂ、カラーフィルター８０上には、第４層間絶縁層１１ｅ（第２絶縁層）が設けられている。第４層間絶縁層１１ｅには、画素電極２７と画素電極側ソースドレイン領域３０ｄと電気的に接続するためのコンタクトホールＣＮＴ５（第１コンタクトホール）が形成されている。

第４層間絶縁層１１ｅ上には、コンタクトホールＣＮＴ５を埋めると共にパターニングされたＩＴＯなどの透明導電性膜からなる画素電極２７が形成されている。つまり、画素電極２７は、窒化膜１２ｂ、アルミニウム膜１２ａ、コンタクトホールＣＮＴ４、中継電極５１、コンタクトホールＣＮＴ３を介して第１容量電極１６ａに接続されることにより、コンタクトホールＣＮＴ１、画素電極側ソースドレイン領域３０ｄに電気的に接続されている。

画素電極２７及び第４層間絶縁層１１ｅ上には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着した配向膜２８が設けられている。配向膜２８上には、シール材１４（図１及び図２参照）により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層１５が設けられている。

このように、コンタクトホールＣＮＴ５を形成した後、コンタクトホールＣＮＴ５の内周を覆うようにシリコン窒化膜（ＳｉＮ）からなる保護膜１３を成膜するので、窒化膜１２ｂの表面がコンタクトホールＣＮＴ５の側面に露出しない。

具体的には、窒化膜１２ｂを上面とする層（窒化膜１２ｂ、アルミニウム膜１２ａ、絶縁層１１ｃ，１１ｄ）にコンタクトホールＣＮＴ８０（凹部）を形成し、コンタクトホールＣＮＴ８０内にカラーフィルター材料を充填した際、窒化膜１２ｂの表面にカラーフィルター材料の残渣８０ａが残ることがある。この残渣８０ａが、コンタクトホールＣＮＴ５内に露出することにより、後の工程でコンタクトホールＣＮＴ５にフッ酸による洗浄処理を施した際、残渣８０ａの部分から溶解による窪みが形成され、窒化膜１２ｂ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。

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（液晶層側）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配向膜２８及び配向膜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８は、液晶装置の製造方法のうち素子基板の製造方法を示す模式断面図である。以下、液晶装置の製造方法を、図５〜図８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。まず、ステップＳ１１では、石英基板などからなる第１基材１０ａ上にＴＦＴ３０を形成する。具体的には、まず、第１基材１０ａ上に、アルミニウムなどからなる下側遮光膜３ｃ（走査線）を成膜する。その後、周知の成膜技術を用いて、シリコン酸化膜などからなる下地絶縁層１１ａを成膜する。

次に、下地絶縁層１１ａ上に、ＴＦＴ３０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、ＴＦＴ３０を形成する。

ステップＳ１２では、カラーフィルター８０を形成する。ステップＳ１３では、第１のコンタクトホール（ＣＮＴ５）を形成する。ステップＳ１４では、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁に保護膜１３を成膜する。ステップＳ１５では、第２のコンタクトホール（ＣＮＴ６（第２コンタクトホール））を形成する。ステップＳ１６では、画素電極２７を形成する。ステップＳ１７では、配向膜２８を形成する。以下、ステップＳ１２〜ステップＳ１７までの具体例な製造方法を、図６〜図８を参照しながら説明する。

まず、図６（ａ）に示す工程では、ＴＦＴ３０が形成された第１層間絶縁層１１ｂ上に、第２層間絶縁層１１ｃ及び第３層間絶縁層１１ｄを成膜する。なお、ＴＦＴ３０、容量素子１６、データ線６ａ、及びコンタクトホールＣＮＴ４などの図示及び製造方法は省略する。その後、ＴＦＴ３０や配線等によって第３層間絶縁層１１ｄ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。

その後、第３層間絶縁層１１ｄ上に、アルミニウム膜１２ａを成膜し、アルミニウム膜１２ａ上に窒化膜１２ｂ（ＴｉＮ）を成膜する。アルミニウム膜１２ａの厚みは、例えば、０．３５μｍである。窒化膜１２ｂの厚みは、例えば、０．１５μｍである。なお、アルミニウム膜１２ａは、図示しないコンタクトホールＣＮＴ４、及び、画素電極側ソースドレイン領域３０ｄと電気的に接続された中継電極５１と接続されている。

図６（ｂ）に示す工程では、カラーフィルター８０を形成するためのコンタクトホールＣＮＴ８０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を用いて形成する。これにより、窒化膜１２ｂ、アルミニウム膜１２ａ、及び第３層間絶縁層１１ｄ、及び第２層間絶縁層１１ｃを貫通するように、コンタクトホールＣＮＴ８０が形成される。

図６（ｃ）に示す工程では、カラーフィルター８０を形成する。まず、コンタクトホールＣＮＴ８０の中に、カラーフィルター材料を充填する。充填する方法としては、スピンコート法を用いて、コンタクトホールＣＮＴ８０の中に、着色層（赤色、緑色、青色）を選択的に充填する。その後、例えば、着色層を加熱させて硬化し、カラーフィルター８０を完成させる。

ここで、窒化膜１２ｂの表面には、カラーフィルター材料の残渣８０ａが残っている場合がある。

図７（ｄ）に示す工程では、窒化膜１２ｂ及びカラーフィルター８０を覆うように、シリコン酸化膜などからなる第４層間絶縁層１１ｅを成膜する。第４層間絶縁層１１ｅの厚みは、例えば、０．６μｍである。また、第４層間絶縁層１１ｅと窒化膜１２ｂとの間には、前工程から残っているカラーフィルター材料の残渣８０ａがある。

図７（ｅ）に示す工程では、画素電極２７と画素電極側ソースドレイン領域３０ｄとを接続するための第１のコンタクトホール（ＣＮＴ５）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を用いて、第４層間絶縁層１１ｅ及び窒化膜１２ｂの一部に、コンタクトホールＣＮＴ５を形成する。このとき、第４層間絶縁層１１ｅと窒化膜１２ｂとの間に残る残渣８０ａがコンタクトホールＣＮＴ５の内壁に露出する。

図７（ｆ）に示す工程では、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁及び第４層間絶縁層１１ｅ上に保護膜１３を成膜する。保護膜１３は、例えば、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）である。これにより、第４層間絶縁層１１ｅと窒化膜１２ｂとの間に残った残渣８０ａがコンタクトホールＣＮＴ５内に露出することを防ぐことができる。

図８（ｇ）に示す工程では、コンタクトホールＣＮＴ５の底に第２のコンタクトホール（ＣＮＴ６）を形成すると共に、画素電極２７を形成する。具体的には、コンタクトホールＣＮＴ５の中に保護膜１３が形成されており、下層の窒化膜１２ｂと電気的な接続ができていない状態にある。これを、コンタクトホールＣＮＴ６を形成することにより、コンタクトホールＣＮＴ５の中に埋め込む透明導電膜（ＩＴＯ膜）と窒化膜１２ｂとが電気的に接続される状態となる。

コンタクトホールＣＮＴ６を形成した後、窒化膜１２ｂの表面の酸化膜を除去するために、コンタクトホールＣＮＴ５，６にフッ酸処理を施す。この際、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁に保護膜１３が成膜されているので、窒化膜１２ｂ上に残った残渣８０ａがコンタクトホールＣＮＴ５内に露出することを防ぐことができる。よって、コンタクトホールＣＮＴ５内の窒化膜１２ｂと第４層間絶縁層１１ｅとの間から残渣８０ａを介して腐蝕する（窪み、Ｖカットが発生する）ことを防ぐことができる。また、画素電極２７と窒化膜１２ｂとのコンタクト抵抗値を下げることができる。

次に、コンタクトホールＣＮＴ５の中から第４層間絶縁層１１ｅ上にかけてＩＴＯ膜を成膜する。その後、第４層間絶縁層１１ｅ上のＩＴＯ膜をパターニングして画素電極２７を形成する。これにより、画素電極２７は、窒化膜１２ｂやアルミニウム膜１２ａを介して、画素電極側ソースドレイン領域３０ｄと電気的に接続される。

図８（ｈ）に示す工程では、画素電極２７及び保護膜１３上に配向膜２８を形成する。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上に配向膜３２を形成する。配向膜３２の製造方法は、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における表示領域Ｅの周縁部に（表示領域Ｅを囲むように）シール材１４を塗布する。

シール材１４としては、例えば、紫外線硬化型エポキシ樹脂が挙げられる。なお、紫外線などの光硬化型樹脂に限定されず、熱硬化型樹脂などを用いるようにしてもよい。また、シール材１４には、例えば、素子基板１０と対向基板２０との間隔（ギャップ或いはセルギャップ）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ギャップ材が含まれている。

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。

ステップＳ３３では、液晶注入口から構造体の内部に液晶を注入し、その後、液晶注入口を封止材で封止する。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。

＜電子機器の構成＞
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９を参照しながら説明する。図９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９に示すように、本実施形態の投射型表示装置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を用いているので、高い信頼性を得ることができる。

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、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、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、液晶装置１００、及び電子機器によれば、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、フッ酸処理を行う前に、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁にシリコン窒化膜（ＳｉＮ）からなる保護膜１３を形成するので、カラーフィルター８０を形成した際に窒化膜１２ｂの表面に付着した残渣８０ａが、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁に露出することを防ぐことができる。よって、コンタクト抵抗を少なくするために、コンタクトホールＣＮＴ５，６にフッ酸処理を行った場合でも、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁が腐蝕することを防ぐことが可能となり、画素電極２７と窒化膜１２ｂ及びアルミニウム膜１２ａとを電気的に接続させることができる。

（２）本実施形態の液晶装置１００によれば、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁に保護膜１３が成膜されているので、このコンタクトホールＣＮＴ５，６にフッ酸処理を施したとしても、カラーフィルター８０を形成した際に付着した残渣８０ａが、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁に露出することを防ぐことができる。よって、フッ酸処理を行った場合でも、コンタクトホールＣＮＴ５の内壁が腐蝕することを防ぐことが可能となり、画素電極２７と窒化膜１２ｂとを電気的に接続させることができる。

（３）本実施形態の電子機器によれば、上記した液晶装置１００を備えているので、信頼性の高い電子機器を提供することができる。

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、保護膜１３としてシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を用いることに限定されず、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）や酸化ケイ素を含む材料を用いるようにしてもよい。また、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、材料の選択肢を増やすことができる。

（変形例２）
上記したように、電気光学装置として液晶装置１００に適用することに限定されず、例えば、有機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ、電子ペーパー等に適用す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、ＣＮＴ１，２，３，４，５，６，８０…コンタクトホール、６ａ…データ線、１０…素子基板、１０ａ…第１基材、１１ａ…下地絶縁層、１１ｂ…第１層間絶縁層、１１ｃ…第２層間絶縁層（第１絶縁層）、１１ｄ…第３層間絶縁層（第１絶縁層）、１１ｅ…第４層間絶縁層（第２絶縁層）、１１ｇ…ゲート絶縁層、１２ａ…アルミニウム膜（導電層）、１２ｂ…窒化膜（導電層）、１３…保護膜、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…誘電体膜、１８…遮光膜、２０…対向基板、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２８，３２…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、３３…平坦化層、５１…中継電極、６１…外部接続用端子、８０ａ…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 (6)

1. 基板の上に第１絶縁層を形成する工程と、
   前記第１絶縁層の上に導電層を形成する工程と、
   前記導電層及び前記第１絶縁層に凹部を形成する工程と、
   前記凹部にカラーフィルター材料を充填するようにカラーフィルターを形成する工程と、
   前記カラーフィルター及び前記導電層の上に第２絶縁層を形成する工程と、
   前記第２絶縁層に第１コンタクトホールを形成する工程と、
   前記第１コンタクトホールの内部及び前記第２絶縁層の上に保護膜を形成する工程と、
   前記第１コンタクトホールの底部の前記第２絶縁膜に第２コンタクトホールを形成して前記導電層を露出する工程と、
   前記第１コンタクトホール及び前記第２コンタクトホールにウエットエッチングを施す工程と、
   前記第１コンタクトホール、前記第２コンタクトホール、及び前記第２絶縁膜の上に透明導電膜を形成する工程と、
   前記透明導電膜をパターニングして画素電極を形成する工程と、
   を含む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、
   前記ウエットエッチングは、フッ酸による洗浄処理である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、
   前記保護膜は、窒化膜または酸化ケイ素を含む材料であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
4. 基板を覆うように配置された第１絶縁層と、
   前記第１絶縁層を覆うように配置された導電層と、
   前記導電層及び前記第１絶縁層の凹部に配置されたカラーフィルターと、
   前記カラーフィルター及び前記導電層を覆うように配置された第２絶縁層と、
   前記第２絶縁層を貫通する第１コンタクトホールと、
   前記第１コンタクトホールの側壁及び底に配置された保護膜と、
   前記第１コンタクトホールの底の前記保護膜を貫通する第２コンタクトホールと、
   前記第１コンタクトホール及び前記第２コンタクトホールを介して前記導電層と電気的に接続された、光を透過する画素電極と、
   を含む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、
   前記保護膜は、窒化膜または酸化ケイ素を含む材料であることを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。

Images