JP4738602B2 - Substrate manufacturing method and display device manufacturing method - Google Patents

Substrate manufacturing method and display device manufacturing method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置及びその作製方法に関する。表示装置は明暗の変化により情報を表示するものである。表示装置の一例としては、液晶を用いた液晶表示装置や、OLED(Organic Light Emitting Diode:有機発光ダイオード)を用いた表示装置がある。液晶表示装置とは、基板間に狭持された液晶層に印加した電圧により、液晶層を通過する光の偏光状態、散乱状態又は波長特性が変わることを利用して、明暗の表示を行うものである。また、OLEDを用いた表示装置とは、陽極と陰極とに挟まれた発光層に電界を印加して、発光させることで、明暗の表示を行うものである。発光層としては、低分子系の材料と高分子系の材料のどちらを用いることも可能である。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置、OLEDを用いた表示装置及びプラズマディスプレイパネルに代表される薄型の表示装置は、軽量、低消費電力、省スペースの点で有利であり、開発が盛んに進められている。
【0003】
液晶表示装置は、2つの基板上にストライプ電極を設け、これらの基板を各々の基板のストライプ電極が交差するように対向して配置したマトリクス電極を有する単純マトリクス方式の表示装置と、アクティブマトリクス方式の表示装置とがある。アクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、画素の一つ一つを個別にスイッチングでき、高画質を得られるためパーソナルコンピュータ、テレビジョン、ナビゲーション装置、携帯端末等の表示部に広く用いられている。
【0004】
アクティブマトリクス方式では、各画素に付与する素子の形態によって二つに分類される。ダイオードなどの非線形素子を用いた二端子方式と、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)、FET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)といったトランジスタを用いた三端子方式である。
【0005】
トラジスタは半導体膜と交差して設けられたゲート電極と、半導体膜に接続して設けられたソース電極と半導体膜に接続して設けられたドレイン電極とからなる。トランジスタのうちTFTの半導体膜としては、非晶質シリコン、多結晶シリコン等が用いられている。FETの半導体膜としては、単結晶シリコンが用いられている。
【0006】
近年、アクティブマトリクス方式表示装置は高精細化が進み、より高品位の映像が実現されている。これらの表示装置は、画素部にマトリクス回路を有するだけでなく、XY方向の走査を制御するドライバーと呼ばれる駆動回路を、同一基板上に有するものもある。
これらのマトリクス回路や駆動回路はTFTやダイオード等から成るが、これらの素子および配線は微細化され、その集積度は増加の一途をたどっている。
【0007】
微細化、高集積化が進むと、多層化が必要となってくる。配線や素子の下地は、平坦性が高いことが要求される。少しの凹凸により配線が断線したり、素子の絶縁破壊や特性バラツキを生じるためである。
【0008】
高い信頼性や歩留りを達成し、価格競争力のある製品を作る上で、高い平坦性の実現は不可欠な要素となっている。
【0009】
シリコン基板を用いる半導体集積回路では、CMP(Chemical Mechanical Polish:化学機械研磨)と呼ばれる技術で層間絶縁膜を平坦化し、前記の目標を達成している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題を以下に示す。
【0011】
ガラス基板を用いるアクティブマトリクス方式の表示装置では、TFTを形成する絶縁基板は、無アルカリホウケイ酸ガラスや、石英ガラスが用いられている。
【0012】
これらのガラス基板は、基板の成形に起因する傷やそれ以降の取り扱いによる傷がある。石英基板には、切り出し時のソーマークと呼ばれる切断模様も存在する。出荷前にこれらの傷や模様を研磨することが行われている。
【0013】
ガラス基板の傷の一次的な研磨は、100μm〜2mmくらいの目の粗い研磨布を用いる。研磨布の一例として、ロデールニッタ社製のMH C14A、MHC14B、MH−C15A、MH N15A、MH N24A等が挙げられる。研磨材としては酸化セリウム系のものが使われる。この研磨自体によっても基板の表面にうねりが生じたり、微小な傷が生じたりしやすい。
【0014】
ガラス基板の傷の二次的な研磨は、目の細かい研磨布で行う。研磨材も粒径の小さいものを使用する。このため、基板の表面のうねりや傷を一次的な研磨の後に比べて低減できる。
【0015】
しかし、基板の研磨により生じるうねりや、石英基板のように切り出し時の分断模様によるうねりは、大型の基板が対象となることもあり、生産性およびコストの面から完全に抑えこめていない。
【0016】
ガラス基板等の絶縁基板上に半導体回路を高集積化する場合も、CMPによる層間絶縁膜の平坦化が有効と考えられる。しかし、ガラス基板には、うねりや傷による凹凸が存在し、そのまま層間絶縁膜にCMPを適用できないという問題がある。
【0017】
次に、ガラス基板の一例として、コーニング社製の1737基板のうねりについて説明する。
【0018】
図15(A)の上面図に、数μmの間隙を設けて貼り合わせた2枚の1737基板112で確認された円弧状のうねり113を示す。対向して配置された2枚のガラスの屈折率1.52と、その間隙に存在する空気の屈折率1との差異が大きいことから、ガラス表面のうねりによる間隙部の距離の差異に対応して、多重干渉による反射光の干渉縞が同心円状に確認できる。
【0019】
ガラス基板の表面のうねりは5mm〜30mmと、mm単位の周期で発現するため、人間の眼の分解能でも認識されやすい。
【0020】
次に、数μmの間隙を設けて貼り合わせた2枚の1737基板間に、液晶を注入した場合の液晶パネルでの観察結果を述べる。2枚のガラス基板の対向する面には、液晶を任意の方向へ配向させるための配向膜を用いている。
【0021】
図15(B)に液晶パネルの断面図を模式的に示す。第1のガラス基板100及び第2のガラス基板101の上に、配向膜102が印刷法にて形成されている。そして、配向膜をラビング後に液晶103が注入されている。配向膜は、日産化学社製のSE7792が、液晶は、メルク社製のZLI4792が用いられている。液晶は90°左巻きのツイスト配向をしている。
【0022】
この液晶パネルを、偏向軸を直交から平行の間でズラした2枚の偏向板間に入れ、一方の面をバックライトで照らし、他方の面から観察する。この結果、同心円状の模様を観察することができる。これは基板のうねりの影響で液晶層の厚さが場所により異なり、リタデーション(Δn・d)が面内で同一でなく、光の透過率に差異が生じるためである。ここでΔnは液晶の材料により決まる光学異方性定数、dは液晶層の厚さである。
【0023】
さらに、液晶パネルを直接観察しても、反射光の多重干渉による同心円状の干渉縞を確認することができる。このような同心円状の干渉縞がみられる理由について詳しく述べる。
【0024】
ガラス基板の表面のうねりに応じて、第1のガラス基板と第2のガラス基板との距離が変化する。第1のガラス基板に設けられた屈折率が1.65の配向膜と、屈折率1.5の液晶の界面で反射した光104と、屈折率が1.5の液晶と第2のガラス基板に設けられた屈折率が1.65の配向膜との界面で反射した光105とが干渉する。第1のガラス基板と第2のガラス基板との距離に応じて、干渉した光が強め合う場合と、弱め合う場合とがある。ガラス基板の表面にあるうねりにより、干渉する光の光路長の差が、基板の各位置で異なる。このため、第1のガラス基板及び第2のガラス基板表面のうねりに応じた干渉縞が現われる。
【0025】
図16を用いて、うねりの深さと、干渉で強め合う光の波長との関係を見積もる。図16は液晶パネルの断面を示している。第1のガラス基板106及び第2のガラス基板107に配向膜102が形成されている。そして、液晶103が配向膜に挟まれて設けられている。
【0026】
液晶の屈折率を1.5、第1のガラス基板106のうねりの深さ(ΔD)112を70
nmとし、白色光が液晶パネルに入射するとする。簡単のため、第2のガラス基板107のうねりはないものと仮定する。うねりの凸部において、第1の基板と配向膜との界面で反射した光108と、第2の基板と配向膜との界面で反射した光109とが干渉し、可視光の第1の波長(λ1)が強め合うとする。また、うねりの凹部で、第1の基板と配向膜との界面で反射した光110と、第2の基板と配向膜との界面で反射した光111とが干渉し、可視光の第2の波長(λ2)が強め合うとする。
【0027】
液晶の屈折率(n)と、うねりの深さ(ΔD)と、第1の波長(λ1)と第2の波長(
λ2)との差(Δλ)の関係を求めると、nΔD=Δλ/2となる。つまり、たった70
nmの深さのうねりでも、干渉で強め合う波長は210nm異なる。うねりの凸部において、干渉により紫がかった青色(波長:450nm)が強く見えたときに、うねりの凹部においては干渉により赤色(波長:660nm)が強く見える。さらに、実際は、第2のガラス基板にもうねりがあることにより、干渉色の変化は複雑になる。
【0028】
これらのことは、表面にうねりのあるガラス基板にTFTを形成した液晶表示装置においても同様である。ガラス基板の表面のうねりに起因した同心円状のむらが確認される。ガラス基板上に、配線、層間絶縁膜及び半導体膜を形成したとしても、ガラス表面のうねりからくる干渉光の光路長の差に起因した干渉縞ができることに変わりはないからである。
【0029】
ガラス基板の表面のうねりを低減しないままに、ガラス基板に、TFTを形成し、層間絶縁膜をCMPで研磨する工程を適用した場合の問題点を、図12〜図14を用いて説明する。
【0030】
図12(A)〜図12(B)は、うねりのあるガラス基板114上に、TFTを形成するさいの一工程を示す。図12(A)は、ガラス基板の断面の第1の領域を示す。ガラス基板の第1の領域116の幅は、5mm〜30mmである。簡単のためガラス基板114と、第1の層間絶縁膜115だけが図示されている。ガラス基板の表面のうねりを反映し、第1の層間絶縁膜の表面にもうねりがある。
【0031】
図12(B)は、ガラス基板の断面の第2の領域及び第3の領域を示す。ガラス基板の第2の領域118の幅及び第3の領域119の幅は、いずれも5μm〜100μmである。第2の領域はうねりの凸部にあり、第3の領域はうねりの凹部にある。ガラス基板上に設けられた下地膜120、半導体膜117、ゲート絶縁膜121、ゲート電極122、第1の層間絶縁膜115が図示されている。
【0032】
図12(A)のように、5mm〜30mmの範囲でガラス基板の表面にうねりがあったとしても、図12(B)のように、二つのTFTが設けられる狭い領域においては、ガラス基板の表面は平坦とみなせる。
【0033】
次いで、図13(A)〜図13(B)の断面図のように、後述する画素電極を形成する面を平坦にするため、第1の層間絶縁膜115をCMPで研磨する。図13(A)は、ガラス基板の断面の第1の領域116を示す。簡単のため、第1の層間絶縁膜115及びガラス基板114だけが図示されている。CMPで研磨したため、第1の層間絶縁膜の表面のうねりは消失している。
【0034】
図13(B)は、ガラス基板の断面の第2の領域118及び第3の領域119を示す。第2の領域118の第1の層間絶縁膜115の膜厚は、ガラス基板の表面にあるうねりの深さだけ、第3の領域119にある第1の層間絶縁膜115の膜厚に比べて薄くなっている。
【0035】
次いで、図14(A)〜図14(B)の断面図のように、ソース電極123、ドレイン電極124、第2の層間絶縁膜125、ドレイン電極に接続した画素電極126が設けられる。図14(A)はガラス基板の断面の第1の領域116を示す。簡単のため、ガラス基板114、第1の層間絶縁膜115及び第2の層間絶縁膜125だけが図示されている。CMPによって第1の層間絶縁膜を研磨したことで、画素電極126を形成する第2の層間絶縁膜の上面が平坦化される。
【0036】
しかし、第1の層間絶縁膜をCMPにより研磨すると、研磨後に、ガラス表面のうねりの深さに起因した第1の層間絶縁膜の膜厚差が生じる。第1の層間絶縁膜の成膜時の膜厚の均一性を確保したとしても、ガラス表面のうねりの深さが粗くなると、その影響は、第1の層間絶縁膜の基板内の膜厚差となって現われる。この差異は、寄生容量の基板面内でのバラツキの要因になる。
【0037】
以上に示したように、ガラス基板のうねりを低減しないままにTFTを形成し、その上の層間絶縁膜をCMPによって研磨すると、この層間絶縁膜の膜厚のばらつきを生じる。これは、電気的に寄生容量の面内バラツキにつながるだけでなく、この層間絶縁膜の屈折率が下地膜の屈折率と差が有る場合も干渉による模様や、透過光特性のバラツキの原因にもなる。
【0038】
これまで、うねりによる問題の詳細を述べたが、傷についても高さ、幅の違いはあるが、表示上のムラや、寄生容量をはじめ配線の分断、膜厚変動による特性のズレ、プロセス上の偏りによる電気的な特性へ影響等の問題があげられる。
【0039】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために以下の手段を講じた。
【0040】
ガラス基板の表面のうねりや傷に起因する影響を抑えるには、ガラス基板自体を研磨しなくてもガラス基板と屈折率の近い絶縁膜を形成し、絶縁膜を研磨すれば良い。
【0041】
本発明では、ガラス基板上に、酸化珪素膜や窒化珪素膜といった絶縁膜を0.05μm〜5μmの厚さで形成し、この絶縁膜をCMPにより平坦化することで、ガラス基板の表面に見られるうねりや傷による電気的、光学的な問題を消失させることを特徴とする。
【0042】
さらに、本発明は、ガラス基板上に、酸化珪素膜や窒化珪素膜といった絶縁膜を0.05μm〜5μmの厚さで形成し、この絶縁膜をCMPにより平坦化することで、ガラス基板の表面に見られるうねりや傷を消失させる。この後に任意の形状の遮光膜を形成後、さらに絶縁膜を0.05μm〜5μmの厚さで形成し、この絶縁膜をCMPにより平坦化して、遮光膜の膜厚による段差の平坦化を図る。平坦化された、これらの積層膜上に素子をつくることでプロセス上および電気特性上のバラツキを抑え、歩留まりの良いTFTを作ることを特徴とする。
【0043】
ガラス基板上に成膜する絶縁膜は、一例として反応性を有するガスであるシラン(SiH4)や一酸化二窒素(N2O)といった反応性のガスをプラズマ中で反応させて酸化窒化珪素(SiON)膜を形成する。気体を反応させて形成されるため、成膜された膜に不純物が混入することはほとんどない。
【0044】
また、ガラス基板上に絶縁膜を成膜する方法の一例として、液体であるTEOS(Tetra Ethoxy Silane:テトラエトキシシラン)を気化させ、酸素と反応させて酸化珪素(SiO2)膜を成膜する。気体を反応させて形成されるため、成膜された膜に不純物が混入することはほとんどない。
【0045】
本発明によって、ガラス基板上に形成したTFTの下地膜をCMPにより研磨するときに、下地膜の研磨条件を確立しておけば、TFTを形成するガラス基板がホウケイ酸ガラスから石英に変わったとしても同様なプロセスをつかうことができる。
【0046】
また、ガラス基板上に形成したTFTの層間絶縁膜を研磨するときに、ガラス基板の表面のうねりに起因した層間絶縁膜の膜厚の変化を抑えるには、ガラス基板に接して絶縁膜を形成し、絶縁膜を研磨すれば良い。そして、絶縁膜上にTFTを形成すれば良い。もちろん、ガラス基板に形成する絶縁膜はガラス基板と同じ屈折率のものを用いることがガラス基板のうねりに起因する干渉縞を抑える意味で望ましい。
【0047】
もちろん、ガラス基板上に形成した絶縁膜を研磨するときに、ガラス基板表面のうねりの深さより、絶縁膜表面のうねりの深さが小さくなるように、研磨条件を確立することが好ましい。
【0048】
また、基板に反りがあると、反りの凸状の部分では研磨がされやすく、反りの凹状の部分では研磨されにくい。
【0049】
このため、ガラス基板の反りをCMPの条件で最適化して研磨する必要がある。この最適化のパラメータとしては、基板にかける圧力と、研磨布の特性が有効となるが、その他、基板の吸着の有無、後述する研磨ヘッド及び回転定盤の回転速度等がある。
【0050】
さらに、反りのある基板に、反りの方向と絶縁膜の応力の性質を利用して、基板の反りを補正し、反りを低減することも可能である。この場合は、基板の成膜面や、絶縁膜の材質を考慮する。
【0051】
図17を用いて説明する。図17は基板上に絶縁膜を設ける前後の反りを示す断面図である。図17(A)は反りを有する基板を示し、図17(B)は、図17(A)で示した基板上に絶縁膜を設けた後の基板の反りを示す。図17(C)は反りを有する基板を示し、図17(D)は、図17(C)で示した基板上に絶縁膜を設けた後の基板の反りを示す。
【0052】
図17(A)の基板内に一回の凸状の反りを有する基板131がある。そして、図17(B)のように、断面が一回の凸状の反りを有する基板133上に引っ張り応力を有する絶縁膜132を成膜する。基板の面は絶縁膜に対し凸状とし、凸状の基板の面に絶縁膜を成膜する。すると、絶縁膜の引っ張り応力を適宜調節することで、基板の反りを補正する方向に力が働き、基板の反りが低減される。これにより、CMPにて研磨するときの、研磨面が平坦になる。
【0053】
図17(C)の基板内に一回の凹状の反りを有する基板134がある。そして、図17(D)のように、断面が一回の凹状の反りを有する基板135上に引っ張り応力を有する絶縁膜136を成膜する。絶縁膜を製膜する基板の面は絶縁膜に対し凹状とし、凹状の基板の面に絶縁膜を成膜する。すると、絶縁膜の圧縮応力を適宜調節することで、基板の反りを補正する方向に力が働き、基板の反りが低減される。これにより、CMPにて研磨するときの、研磨面が平坦になる。
【0054】
以上の説明に基づく本発明を以下に示す。
【0055】
発明は、絶縁性を有する基板上に絶縁膜を成膜する第1工程と、前記絶縁膜をCMPにより研磨する第2工程とを有することを特徴とする基板の作製方法である。
【0056】
また、本発明は、[0055]の記載において、前記絶縁性を有する基板がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする基板の作製方法である。
【0057】
また、本発明は、[0056]の記載において、前記絶縁膜が酸化珪素膜であることを特徴とする基板の作製方法である。
【0058】
[0055][0057]に記載の本発明において、絶縁性を有する基板とはガラス基板が挙げられる。ガラス基板上に絶縁膜を研磨しておけば、ガラス基板に含有された不純物が研磨により溶出し、CMPの研磨装置を汚染することを抑えることができる。基板にホウ素やアルミといった不純物が含有されているときに、ガラス基板上の絶縁膜を研磨する本発明は有効である。
【0059】
そして、ガラス基板上に設ける絶縁膜の研磨条件すら確立しておけば、ガラス基板が石英であろうとホウケイ酸ガラスであろうと、研磨の条件は同じ条件を適用できる。
【0060】
また、[0057]に記載の本発明のように、ガラス基板と同じ材質の膜である酸化珪素膜、つまり屈折率がガラス基板と近い膜を絶縁膜として形成しておけば、絶縁膜とガラス基板との界面での表面反射を防ぐことができ、絶縁膜とガラス基板との界面で反射した光による干渉縞が発現することを防ぐことができる。ガラス基板と絶縁膜との屈折率の差は0.05以下となることが望ましい。
【0061】
また、本発明は、絶縁性を有する基板上に絶縁膜を成膜する第1工程と、前記絶縁膜をCMPにより研磨する第2工程とを有し、前記第1工程の前記基板の表面にうねりを有し、前記第2工程の前記研磨後の前記絶縁膜は前記うねりの窪みの部分の上では相対的に膜厚が厚く、前記基板の前記うねりの突起の部分の上では相対的に膜厚が薄いことを特徴とする基板の作製方法である。
【0062】
また、本発明は、絶縁性を有する基板上に絶縁膜を成膜する第1工程と、前記絶縁膜をCMPにより研磨する第2工程とを有し、前記第1工程の前記基板の表面の1mm以上30mm以下の距離で隣接する窪みの部分と突起の部分との高さの差を第1の高さとし、前記第2工程の前記研磨後の前記絶縁膜の表面の1mm以上30mm以下の距離で隣接する窪みの部分と突起の部分との高さの差を第2の高さとし、前記基板の表面において前記第2の高さの平均が、前記第1の高さの平均に比べて小さいことを特徴とする基板の作製方法である。
【0063】
また、本発明は、[0061]又は[0062]の記載のいずれか一において、前記絶縁性を有する基板がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする基板の作製方法である。
【0064】
また、本発明は、[0063]の記載において、前記絶縁膜は酸化珪素膜であることを特徴とする基板の作製方法である。
【0065】
[0061]又は[0062]の記載のように、基板上に絶縁膜を形成し、研磨するときに、研磨後の絶縁膜の表面のうねりは、ガラス基板の表面のうねりに比べて小さいことが望ましい。これにより、液晶表示装置において干渉縞が発現することや、TFTの特性がばらつくことが低減される。また、研磨の対象が反応性ガスをプラズマ中で反応させて形成した絶縁膜のため、不純物が含まれることがほとんどない。そこで、研磨による絶縁膜に含まれた不純物が溶出し、研磨装置が汚染されることはない。
【0066】
また、本発明は、[0061]乃至[0064]の記載のいずれか一において、前記第2工程の前記研磨では回転定盤上の研磨布と、前記研磨布の上方の研磨ヘッドとに前記基板が挟まれており、前記基板にかけられる圧力は200gf/cm2以上400gf/cm2以下であることを特徴とする基板の作製方法である。
【0067】
[0066]の記載のように、適切な圧力を選択すると、基板の反りがなくなり研磨される基板の表面の平坦性が向上する。[0066]に記載の本発明の詳細は実施例1及び実施例3にて詳細に説明する。
【0068】
また、本発明は、絶縁性を有する基板と、前記基板上に設けられた絶縁膜とを有し、前記絶縁性を有する基板の表面はうねりを有し、前記絶縁膜は前記基板の前記うねりの窪みの部分では相対的に膜厚が厚く、前記基板の前記うねりの突起の部分では相対的に膜厚が薄いことを特徴とする基板である。
【0069】
また、本発明は、絶縁性を有する基板と、前記基板上に設けられた絶縁膜とを有し、前記基板の表面の1mm以上30mm以下の距離で隣接する窪みの部分と突起の部分との高さの差を第1の高さとし、前記絶縁膜の表面の1mm以上30mm以下の距離で隣接する窪みの部分と突起の部分との高さの差を第2の高さとし、前記基板の表面において、前記第2の高さの平均が前記第1の高さの平均に比べて小さいことを特徴とする基板である。
【0070】
[0068][0069]に記載の本発明のように、基板上に絶縁膜を設け絶縁膜を研磨することで、基板の表面のうねりに対し、絶縁膜の表面のうねりを小さくすることが望ましい。もちろん、[0068][0069]に記載の本発明の構成とすると、基板中の不純物が研磨により溶出し、研磨装置を汚染することを抑えることができる。
【0071】
また、本発明は、[0068]又は[0069]の記載において、前記絶縁性を有する基板がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする基板である。
【0072】
また、本発明は、[0071]の記載において、前記絶縁膜が酸化珪素膜であることを特徴とする基板である。
【0073】
また、本発明は、基板上に第1の絶縁膜を成膜する第1工程と、前記第1の絶縁膜をCMPにより研磨する第2工程と、前記第1の絶縁膜上にトランジスタを形成する第3工程とを有することを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0074】
また、本発明は、[0073]の記載において、前記絶縁性を有する基板がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする表示装置の作製方法
【0075】
また、本発明は、[0074]の記載において、前記第1の絶縁膜が酸化珪素膜であることを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0076】
また、本発明は、[0068]乃至[0075]の記載のいずれか一において、前記トランジスタは、半導体膜、第2の絶縁膜、前記第2の絶縁膜を介して前記半導体膜と重なる第1の電極、前記半導体膜と接続する第2の電極及び第3の電極を有し、前記トランジスタを形成する第3工程で前記第1の電極上若しくは前記第1の電極上方の第3の絶縁膜をCMPにより研磨することを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0077】
[0073]の記載は、基板にトランジスタ、例えばTFTを形成する際に、基板に接して設けるTFTの下地膜(絶縁膜)をCMPにより平坦化することが特徴である。下地膜をCMPで研磨する条件を確立しておけば、使用するガラス基板が変わっても再度CMPで研磨する条件出しをする必要がない。また請求項15のように、基板としてガラス基板を用いるときは、ガラス基板と屈折率が近い酸化珪素膜を第1の絶縁膜として形成しておけば、第1の絶縁膜とガラス基板との界面で反射した光と第1の絶縁膜と他の材質の膜との界面で反射した光による干渉縞が発現することを防ぐことができる。ガラス基板と第1の絶縁膜との屈折率の差は0.05以下となることが望ましい。
【0078】
また、本発明において、トランジスタはTFTを用いることができる。トランジスタがTFTのときに、TFTはトップゲート型でもボトムゲート型でも良い。第2の絶縁膜はゲート絶縁膜として機能する。第1の電極はゲート電極として機能する。第2の電極及び第3の電極はソース電極又はドレイン電極として機能する。そして、ゲート電極に接し、ゲート電極の上にある層間絶縁膜(第3の絶縁膜)をCMPにより研磨する。または、ゲート電極上の絶縁膜に接し、ゲート電極の上方にある層間絶縁膜(第3の絶縁膜)をCMPにより研磨する。
【0079】
[0073]の記載の方法で、ガラス基板のうねりを第1の絶縁膜により平坦化しておけば、[0078]の記載のように、この第1の絶縁膜上にトランジスタ、例えばTFTを形成し、TFTの層間絶縁膜(第3の絶縁膜)をCMPにより研磨したときに、ガラス基板のうねりから生じる層間絶縁膜の膜厚の変化を防ぐことができる。
【0080】
また、本発明は、基板上に第1の絶縁膜を成膜する第1工程と、前記第1の絶縁膜をCMPにより研磨する第2工程と、前記第1の絶縁膜上にトランジスタを形成する第3工程とを有し、前記基板の表面はうねりを有し、前記第2工程の前記研磨後の前記絶縁膜は前記基板の前記うねりの窪みの部分の上では相対的に膜厚が厚く、前記基板の前記うねりの突起の部分の上では相対的に膜厚が薄いことを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0081】
また、本発明は、基板上に第1の絶縁膜を成膜する第1工程と、前記第1の絶縁膜をCMPにより研磨する第2工程と、前記第1の絶縁膜上にトランジスタを形成する第3工程とを有し、前記第1工程の前記基板表面の1mm以上30mm以下の距離で隣接する窪みの部分と突起の部分との高さの差を第1の高さとし、前記第2工程の前記研磨後の前記絶縁膜表面の1mm以上30mm以下の距離で隣接する窪みの部分と突起の部分との高さの差を第2の高さとし、前記トランジスタを形成する領域において前記第2の高さの平均が、前記第1の高さの平均に比べて小さいことを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0082】
また、本発明は、[0080]又は[0081]の記載において、前記基板がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0083】
また、本発明は、[0082]の記載において、前記第1の絶縁膜は酸化珪素膜であることを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0084】
また、本発明は、[0080]乃至[0083]の記載のいずれか一において、前記トランジスタは、半導体膜、第2の絶縁膜、前記第2の絶縁膜を介して前記半導体膜と重なる第1の電極、前記半導体膜と接続する第2の電極及び第3の電極を有し、前記トランジスタを形成する第3工程で前記第1の電極上若しくは前記第1の電極上方の第3の絶縁膜をCMPにより研磨することを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0085】
また、本発明は、[0080]乃至[0084]の記載のいずれか一項において、前記第2工程の前記研磨では回転定盤上の研磨布と、前記研磨布の上方の研磨ヘッドとに前記基板が挟まれており、前記基板にかけられる圧力は200gf/cm2以上400gf/cm2以下であることを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0086】
また、本発明は、基板と、前記基板上に設けられた第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上のトランジスタとを有し、前記基板の表面はうねりを有し、前記第1の絶縁膜は前記うねりの窪みの部分では相対的に膜厚が厚く、前記うねりの突起の部分では相対的に膜厚が薄いことを特徴とする表示装置である。
【0087】
また、本発明は、基板と、前記基板上に設けられた第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上のトランジスタとを有し、前記基板表面の1mm以上30mm以下の距離で隣接する窪みの部分と突起の部分との高さの差を第1の高さとし、前記絶縁膜表面の1mm以上30mm以下の距離で隣接する窪みの部分と、突起の部分との高さの差を、第2の高さとし、前記トランジスタが形成される領域において、前記第2の高さの平均が、前記第1の高さの平均に比べて小さいことを特徴とする表示装置である。
【0088】
また、本発明は、[0086]又は[0087]の記載において、前記基板がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする表示装置である。
【0089】
また、本発明は、[0088]の記載において、前記第1の絶縁膜が酸化珪素膜であることを特徴とする表示装置である。
【0090】
また、本発明は、[0086]乃至[0089]の記載のいずれか一において、前記トランジスタは、半導体膜、第2の絶縁膜、前記半導体膜と前記第2の絶縁膜を介して重なる第1の電極、前記半導体膜と接続する第2の電極及び第3の電極を有し、前記第1の電極上若しくは前記第1の電極上方において、相対的に膜厚が薄い無機材料からなる第3の絶縁膜を有することを特徴とする表示装置である。
【0091】
無機材料からなる第3の絶縁膜の表面には、第1の電極の厚さに起因した凹凸が生じる。そこで、第3の絶縁膜を研磨して、第3の絶縁膜の表面を平坦化することで、第3の絶縁膜の表面を平坦化する。
【0092】
[0086][0087]の記載の方法で、ガラス基板のうねりを第1の絶縁膜により平坦化してあれば、[0090]の記載のように、この第1の絶縁膜上にトランジスタ、例えばTFTを形成し、TFTの層間絶縁膜(第3の絶縁膜)をCMPにより研磨したときに、ガラス基板のうねりから生じる層間絶縁膜の膜厚の変化を防ぐことができる。特に、ガラス基板の表面のうねりが0.5μmに近い深さを有し、ガラス基板の表面のうねりによって、CMPで研磨した後の層間絶縁膜の膜厚差が基板内で無視できないくらいに大きくなるときに、本発明は有効である。
【0093】
また、本発明は、基板上に選択的に設けられた遮光性を有する膜と、前遮光性を有する膜を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられた半導体膜とを有し、前記絶縁膜は前記遮光性を有する膜の上方では相対的に膜厚が薄いことを特徴とする表示装置である。
【0094】
また、本発明は、[0093]の記載において、前記基板がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする表示装置である。
【0095】
また、本発明は、[0094]の記載において、前記絶縁膜が酸化珪素膜であることを特徴とする表示装置である。
【0096】
また、本発明は、基板上に遮光性を有する膜を選択的に設ける第1工程と、前記遮光性を有する膜を覆うように第1の絶縁膜を設ける第2工程と、前記第1の絶縁膜をCMPにより研磨する第3工程と、前記第1の絶縁膜上に半導体膜を設ける第4工程とを有することを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0097】
また、本発明は、[0096]の記載において、前記基板がホウケイ酸ガラスであることを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0098】
また、本発明は、[0097]の記載において、前記第1の絶縁膜は酸化珪素膜であることを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0099】
また、本発明は、[0096]乃至[0098]の記載のいずれか一において、前記第3工程での、前記研磨後の前記第1の絶縁膜は、前記遮光性を有する膜上で相対的に膜厚が薄いことを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0100】
また、本発明は、[0096]乃至[0099]の記載のいずれか一において、前記半導体膜の上方に第2の絶縁膜を成膜する第5工程と、前記第2の絶縁膜をCMPにより研磨する第6工程とを有することを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0101】
また、本発明は、[0096]乃至[0099]の記載のいずれか一項において、前記第3工程の前記研磨では回転定盤上の研磨布と、前記研磨布の上方の研磨ヘッドとに前記基板が挟まれており、前記基板にかけられる圧力は200gf/cm2以上400gf/cm2以下であることを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0102】
[0093][0101]に記載の本発明の構成の一例は、実施例3にて詳細に説明する。基板上に設けられた遮光性を有する膜の膜厚により凹凸が生じるが、遮光性を有する膜上に設けられた第1の絶縁膜をCMPにて研磨して表面を平坦化することで、半導体膜を形成する面を平坦にする。遮光性を有する膜とは実施例3において走査線を示し、第1の絶縁膜とは第1の絶縁膜603aのことを示す。
【0103】
また、本発明は、絶縁性を有する基板上に第1の絶縁膜を成膜する第1工程と、前記第1の絶縁膜をCMPにより研磨する第2工程と、遮光性を有する膜を選択的に設ける第3工程と、前記遮光性を有する膜を覆うように第2の絶縁膜を成膜する第4工程と、前記第2の絶縁膜をCMPする第5工程と、前記第2の絶縁膜上に半導体膜を設ける第6工程とを有することを特徴とする表示装置の作製方法である。
【0104】
また、本発明は、絶縁性を有する基板上にTFTを作製する工程において、半導体層形成以前に、絶縁膜を成膜する工程と前記絶縁膜をCMPする工程を有する表示装置の作製方法である。
【0105】
また、本発明では、CMPにより研磨する対象の基板を角基板としている。円形の基板に比べ、角型の基板の方が、基板に表示装置の表示部及び駆動回路部のTFTを形成したときに、高密度に集積することが可能となるからである。
【0106】
本発明は、単純マトリクス方式の液晶表示装置において、ガラス基板の表面のうねりによる干渉縞を消失させる方法に適用することも可能である。
【0107】
液晶表示装置に使われているガラス基板としては、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、石英ガラスがある。これらのガラス基板は勿論のこと、その他のガラス基板に本発明を適用することが可能である。
【0108】
本発明は、上記構成と同一のものに限らない。例えば、[0073][0080][0081]の記載において、基板と、基板上にCMPにより研磨された絶縁膜があり、さらに前記絶縁膜上に酸化窒化珪素や、酸化珪素からなる絶縁膜をパッシベーション膜として形成し、さらにパッシベーション膜上にTFTを形成することも可能である。TFTを形成される面の下方の絶縁膜が研磨の対象になっていれば、本発明の効果は充分にあるからである。
【0109】
また、本発明を組み合わせて用いることも可能である。
【0110】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図1〜図2を用いて説明する。画素部の画素TFTおよび保持容量と、表示領域の周辺に設けられる駆動回路のTFTの構成を詳細に説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路部にはその基本構成回路であるCMOS回路を、画素部の画素TFTにはnチャネル型TFTとを、ある経路に沿った断面により図示することにする。また、図11により、CMPによる研磨の工程を説明する。
【0111】
まず、コーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板200上に酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る第1の絶縁膜201を形成する。第1の絶縁膜は下地膜として機能する。例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化珪素膜201aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成し、同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化珪素膜201bを0.5〜5μm(好ましくは1〜5μm)の厚さに積層形成する。本実施形態では酸化窒化珪素膜201bを2.8μmの厚さで形成する。第1の絶縁膜201を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造として形成しても良い。研磨される第1の絶縁膜、基板、基板と第1の絶縁膜との間の膜の屈折率の差が、0.05以下の範囲に納まることが望ましい(図1(A))。図1(A)は、基板200の断面の第1の領域を示す。第1の領域の幅は、5〜30mmである。
【0112】
次いで、岡本工作機械社製のSPP600ATで第1の絶縁膜201bを、CMPにより研磨する。図11は、CMPにより研磨を行う装置の斜視図を示す。直径が80cmの円状の回転定盤700上に研磨布701が貼られている。研磨布として、ロデールニッタ社製のIC1000単層を用いる。研磨布の材質は発泡ウレタンである。
【0113】
回転定盤の中心に配管703を通してスラリー704が供給され、回転定盤の回転及び揺動により、回転定盤上の研磨布の全面にスラリーが広がる。スラリーは、粒子と液体及び化学薬品が混合されたコロイド溶液である。スラリーは、ロデールニッタ社製のILD1300を用いる。ILD1300は、アンモニア系の溶液に、水性コロイダルシリカが分散されたコロイド溶液である。回転定盤は、回転定盤の中心を回転軸として回転708をする。回転定盤の回転数は30rpmである。また、回転定盤は回転をしながら、水平方向に1分間に3往復の揺動707をしている。
【0114】
直径が30cmの円状の金属製の研磨ヘッド705は、ガラス基板706を真空吸着する。ガラス基板と研磨ヘッドとの間には、ウェハ吸着パッド702が設けられている。ウェハ吸着パッドは、ロデールニッタ社製のNF200を用いる。ウェハ吸着パッドと研磨ヘッドとには、空孔があり、空孔を通して、ガラス基板が研磨ヘッドに吸着する。研磨ヘッドの中心は、回転定盤の中心と、回転定盤の円周との間に位置する。研磨ヘッドは研磨ヘッドの中心を回転軸として30rpmで回転している。
【0115】
300gf/cm2の圧力を基板に印加して、基板を回転定盤上の研磨布に押しつける。研磨ヘッドの圧力を変えると、研磨される膜の研磨レートを調節することができる。
【0116】
研磨時間は1〜2分とする。こうして、第1の絶縁膜201bの表面のうねりの深さを20nmにおさえることができる。
【0117】
本実施形態において、研磨ヘッドに設けられたウェハ吸着パッドであるNF200は、弾力性のある材料を利用している。このため、ガラス基板の裏面のうねりは、ウェハ吸着パッドに吸収される。また、基板に圧力を200gf/cm2以上と強くかけることにより、研磨するときにガラス基板の反りがなくなる。もし、研磨するときにガラス基板が反っていると、反りの凸状の部分は研磨がされやすくなるため、ガラス基板上の第1の絶縁膜の表面を研磨するときに、均一な研磨が困難になる。また、ガラス基板に強い力を加えて割れることのないように、基板にかける圧力は400gf/cm2以下とすることが望ましい。さらに、回転定盤上に設けられた研磨布が硬いため、研磨布の歪みによって、研磨される面にうねりが生じることを防止することができる。研磨布であるIC1000単層は、裏面にクッション材を設けておらず、歪みが生じにくい構造となっている。このため、ガラス基板上に設けた第1の絶縁膜201bを研磨したときに、研磨後の第1の絶縁膜の表面は平坦であり、第1の絶縁膜の表面にうねりは観察されない。
【0118】
もちろん、バリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板200上に第1の絶縁膜201bを形成し、その第1の絶縁膜を研磨しているため、絶縁膜に不純物が含まれていない以上、研磨レートが基板内でばらつくおそれはなく、表面粗さは小さい範囲に抑えられる。
【0119】
これにより、基板内において、第1の絶縁膜201bの表面のうねりは消失する。(図1(B))。図1(B)は、CMPにより研磨した後の、基板200の断面の第1の領域を示す。第1の領域には、第2の領域及び第3の領域が含まれる。第2の領域及び第3の領域の幅は、5〜100μmである。第2の領域202に駆動回路部が設けられ、第3の領域203に画素部が設けられる。
【0120】
画素部と駆動回路部のTFTの構成を図2で説明する。図2は駆動回路部におけるTFTの断面と、画素部におけるTFTの断面とを示している。基板200のうねりにより、CMPで研磨された後の第1の絶縁膜201bの膜厚が、駆動回路部と画素部とで異なる。
【0121】
半導体膜は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この半導体膜の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。半導体膜のうち、駆動回路部に設けられた半導体膜を島状半導体膜205〜206と称し、画素部に設けられた半導体膜を第1の半導体膜207及び第2の半導体膜208と称する。
【0122】
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやYAGレーザー、YVO4レーザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。また、YAGレーザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10kHzとし、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80〜98%として行う。
【0123】
第2の絶縁膜209はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施形態では、115nmの厚さの酸化窒化珪素膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Ortho Silicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【0124】
第2の絶縁膜209上には第1の電極として、第1の導電膜210、228と第2の導電膜211、225とが形成されている。本実施形態では、第1の導電膜210、228がTaNで50〜100nmの厚さに形成され、第2の導電膜211、225がWで100〜300nmの厚さに形成されている。第1の電極はゲート電極として機能する。
【0125】
なお、本実施形態では、第1の導電膜210、228をTaN、第2の導電膜211、225をWとしたが、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施形態以外の組み合わせとしては、第1の導電膜をタンタル(Ta)で形成し、第2の導電膜をWとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をAlとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をCuとする組み合わせなどがある。
【0126】
第3の絶縁膜212を酸化窒化珪素膜で100〜200nmの厚さで形成する。第3の絶縁膜を無機絶縁膜の二層構成とし、下方の第3の絶縁膜を酸化窒化珪素膜で100〜200nmの厚さで設け、上方の第3の絶縁膜を1〜3μmの厚さで設けても良い。そして、上方の第3の絶縁膜をCMPにより研磨して、第1の導電膜210、第2の導電膜211に起因する凹凸を平坦化することも可能である。
【0127】
有機絶縁物材料から成る第4の絶縁膜213としてアクリル樹脂膜又はポリイミド樹脂膜を1.8μmの厚さで形成する。第3の絶縁膜及び第4の絶縁膜は層間絶縁膜として機能する。次いで、コンタクトホールを形成するためのエッチング工程を行う。
【0128】
Ti膜を50〜150nmの厚さで形成し、島状半導体膜のソースまたはドレイン領域を形成する半導体膜とコンタクトを形成し、そのTi膜上に重ねてアルミニウム(Al)を300〜400nmの厚さで形成し、さらにTi膜または窒化チタン(TiN)膜を100〜200nmの厚さで形成して3層構造とする。そして、駆動回路部において島状半導体膜のソース領域とコンタクトを形成するソース配線214〜216、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレイン配線217〜219が形成される。
【0129】
また、画素部においては、第2の電極220、ゲート配線221、第3の電極222、第2の容量電極223を形成する。第2の電極220は、ソース配線224と第1の半導体膜207と電気的に接続する。第3の電極はドレイン電極として機能する。図示してはいないが、ゲート配線221はゲート電極225とコンタクトホールにより電気的に接続する。第3の電極222は第1の半導体膜207のドレイン領域と電気的に接続する。第2の容量電極223は第2の半導体膜208と電気的に接続する。
【0130】
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエッチング処理により画素電極227を形成する。画素電極227は、第4の絶縁膜213上に形成され、画素TFTの第3の電極222、第2の容量電極223と重なる部分を設け、接続構造を形成している。
【0131】
透明導電膜の材料は、酸化インジウム(In23)や酸化インジウム酸化スズ合金(In23―SnO2;ITO)などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用いることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にITOのエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―ZnO)を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ITOに対して熱安定性にも優れているので、第3の電極222の端面で接触するAlとの腐蝕反応を防止できる。同様に、酸化亜鉛(ZnO)も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム(Ga)を添加した酸化亜鉛(ZnO:Ga)などを用いることができる。
【0132】
このようにして、透過型の液晶表示装置に対応したアクティブマトリクス基板を完成させることができる。
【0133】
以上のようにして、nチャネル型TFT230、pチャネル型TFT231、nチャネル型TFT232を有する駆動回路部と、画素TFT229、保持容量228とを有する画素部を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【0134】
駆動回路部のnチャネル型TFT230はチャネル形成領域240、ゲート電極を形成する導電層210と重なる第3の不純物領域241(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域242(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域243を有している。pチャネル型TFT231にはチャネル形成領域237、ゲート電極を形成する導電層210と重なる第5の不純物領域238、ソース領域またはドレイン領域として機能する第6の不純物領域239を有している。nチャネル型TFT232にはチャネル形成領域233、ゲート電極を形成する導電層210と重なる第3の不純物領域234(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域235(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域236を有している。
【0135】
画素部の画素TFT229にはチャネル形成領域244、ゲート電極を形成する導電層228と重なる第3の不純物領域245(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域246(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域247を有している。また、保持容量228の一方の電極として機能する第2の半導体膜208にはp型を付与する不純物元素が添加されている。第1の容量電極226とその間の絶縁層(ゲート絶縁膜と同じ層)とで保持容量を形成している。
【0136】
図2の鎖線A―A’、鎖線B―B’で切断した断面は、図3の上面図を鎖線A―A’、鎖線B―B’で切断した断面に対応する。
【0137】
本実施形態のアクティブマトリクス基板は、透過型の液晶表示装置に用いることができる。なお、画素電極として、透明導電膜の代わりに、光を反射性を有する導電膜を用いるときは、本実施形態のアクティブマトリクス基板を反射型の液晶表示装置に用いることができる。光を反射性を有する導電膜としては、アルミやアルミ合金、銀を用いると、反射率を高くすることができ好ましい。
【0138】
本実施形態のアクティブマトリクス基板は、ガラス基板のうねりに起因した第1の絶縁膜201bの表面のうねりをCMPによる研磨で平坦化している。第1の絶縁膜は酸化窒化珪素膜とし、ガラス基板の屈折率と近いものを用いているため、研磨後の第1の絶縁膜の膜厚の差に起因した干渉縞の発現を抑えることができる。なお、本実施形態において、第1の絶縁膜である酸化窒化珪素膜の屈折率は1.50であり、基板である#1737の屈折率は1.52であり、その差は0.02と小さい。これにより、酸化窒化珪素膜と、ガラス基板との界面の表面反射を抑えることができ、ガラス基板の表面のうねりに起因した干渉縞を抑えることが出来る。
【0139】
【実施例】
[実施例1]
実施例1では、実施形態で示したアクティブマトリクス基板のTFTの半導体膜を形成する結晶質半導体膜の他の作製方法について示す。本実施例では特開平7−130652号公報で開示されている触媒元素を用いる結晶化法を適用することもできる。以下に、その場合の例を説明する。
【0140】
実施形態と同様にして、ガラス基板上に第1の絶縁膜を2.8μmの厚さで形成し、第1の絶縁膜をCMPにより研磨する。第1の絶縁膜は酸化窒化珪素膜とする。次いで、非晶質半導体膜を25〜80nmの厚さで形成する。例えば、非晶質シリコン膜を55nmの厚さで形成する。そして、重量換算で10ppmの触媒元素を含む水溶液をスピンコート法で塗布して触媒元素を含有する層を形成する。触媒元素にはニッケル(Ni)、ゲルマニウム(Ge)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)などである。この触媒元素を含有する層170は、スピンコート法の他にスパッタ法や真空蒸着法によって上記触媒元素の層を1〜5nmの厚さに形成しても良い。
【0141】
そして、結晶化の工程では、まず400〜500℃で1時間程度の熱処理を行い、非晶質シリコン膜の含有水素量を5atom%以下にする。そして、ファーネスアニール炉を用い、窒素雰囲気中で550〜600℃で1〜8時間の熱アニールを行う。以上の工程により結晶質シリコン膜から成る結晶質半導体膜を得ることができる。
【0142】
このようにして作製された結晶質半導体膜から島状半導体膜を作製すれば、実施形態と同様にしてアクティブマトリクス基板を完成させることができる。しかし、結晶化の工程においてシリコンの結晶化を助長する触媒元素を使用した場合、島状半導体膜中には微量(1×1017〜1×1019atoms/cm3程度)の触媒元素が残留する。勿論、そのような状態でもTFTを完成させることが可能であるが、残留する触媒元素を少なくともチャネル形成領域から除去する方がより好ましかった。この触媒元素を除去する手段の一つにリン(P)によるゲッタリング作用を利用する手段がある。
【0143】
なお、触媒元素を添加する面に傷があると、その傷に触媒元素が偏析して、リンによりゲッタリングをしても触媒元素が残留する。しかし、実施形態では第1の絶縁膜を目の細かい研磨布を用いてCMPにより研磨することで第1の絶縁膜の表面を平坦にして、傷による欠陥を防いでいる。このため、触媒元素を添加する面の傷に起因する触媒元素の残留を防ぎ良好なTFTの特性を発現することができる。
【0144】
また、ガラス基板自体を研磨すると、ガラス基板に含まれた不純物が装置に溶出する。不純物によるTFTの汚染を防止するため、ガラス基板を研磨する装置は、研磨の対象をガラス基板に特化するか、この保護を目的とした下地膜を成膜する必要がある。
【0145】
本実施例では、ガラス基板上に成膜した絶縁膜を研磨しているため、研磨により溶出する不純物により装置が汚染されることはない。このため、本実施例において用いた研磨装置を、TFTの層間絶縁膜等の研磨に用いることも可能である。
【0146】
[実施例2]
実施例2では、基板上に導電膜を選択的に形成し、導電膜上に第1の絶縁膜を形成し、第1の絶縁膜をCMPにより研磨して、半導体膜を設けることを特徴とする。本実施例を図8〜図10を用いて説明する。
【0147】
まず、絶縁性の表面を有する基板600として、石英ガラスを用いる。基板上には、下地膜601を形成する。下地膜は酸化珪素膜を10nm〜250nm形成する。
【0148】
次いで、下地膜上に遮光性を有する膜として、導電膜を形成し、パターニングを施すことにより、走査線602を形成する。この走査線は後に形成される半導体膜を光から保護する遮光膜としても機能する。ここでは、走査線602としてポリシリコン膜(膜厚50nm)とタングステンシリサイド(W-Si)膜(膜厚100nm)の積層構造を用いた。ポリシリコン膜はタングステンシリサイドから基板への汚染を防止するものである。
【0149】
次いで、走査線602を覆う第1の絶縁膜603を膜厚0.5〜5μm(好ましくは1〜5μm)で形成する。ここでは、CVD法を用いた膜厚2800nmの酸化窒化珪素膜を形成する。
【0150】
次いで、岡本工作機械社製のSPP600ATで第1の絶縁膜603を、CMPにより研磨する。直径が80cmの円状の回転定盤上に研磨布が貼られている。研磨布として、ロデールニッタ社製のIC1000単層を用いる。
【0151】
スラリーは、ロデールニッタ社製のILD1300を用いる。ILD1300は、アンモニア系の溶液に、水性コロイダルシリカが分散されたコロイド溶液である。回転定盤は、回転定盤の中心を回転軸として回転をする。回転定盤の回転数は30rpmである。また、回転定盤は回転をしながら、水平方向に1分間に3往復の揺動をしている。
【0152】
直径が30cmの円状の金属製の研磨ヘッドは、ガラス基板を真空吸着する。ガラス基板と研磨ヘッドとの間には、ウェハ吸着パッドが設けられている。ウェハ吸着パッドは、ロデールニッタ社製のNF200を用いる。研磨ヘッドの中心は、回転定盤の中心と、回転定盤の円周との間に位置する。研磨ヘッドは30rpmで回転している。
【0153】
300gf/cm2の圧力を基板にかけて、基板を回転定盤上の研磨布に押しつける。研磨ヘッドの圧力を変えると、研磨される膜の研磨レートを調節することができる。
【0154】
研磨時間は1〜2分とする。
【0155】
第1の絶縁膜603の研磨は実施例1の研磨の条件を用いて行うことができる。そして、本実施例においても第1の絶縁膜の表面のうねりの深さを20nmにおさえることができる。
【0156】
次いで、膜厚100nmの第1のパッシベーション膜を設ける。第1のパッシベーション膜604は窒化珪素膜を形成する。窒化珪素膜は、基板中の不純物が後述する非晶質半導体膜に進入することを防ぐパッシベーション膜としての機能を有する。
【0157】
CMPにより研磨する膜は、酸化窒化珪素膜である第1の絶縁膜603と窒化珪素膜である第1のパッシベーション膜604のうち、基板及び下地膜と屈折率の近い酸化窒化珪素膜でなければいけない。もし、窒化珪素膜をCMPにより研磨すると、基板のうねりに起因した膜厚差が、窒化珪素膜に生じ、膜厚差に対応した色づきが生じる。また、窒化珪素膜と、酸化窒化珪素膜とが接する界面は、基板の表面のうねりを反映してしまい、窒化珪素膜と酸化窒化珪素膜との界面で反射した光に起因した干渉縞が生じる。
【0158】
次いで、非晶質半導体膜を膜厚10〜100nmで形成する。ここでは、膜厚69nmの非晶質シリコン膜(アモルファスシリコン膜)をLPCVD法を用いて形成する。次いで、この非晶質シリコン膜(アモルファスシリコン膜)を結晶化させる技術として特開平8−78329号記載の技術を用いて結晶化する。同公報記載の技術は、非晶質シリコン膜に対して結晶化を促進する金属元素を選択的に添加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶質シリコン膜を形成するものである。ここでは結晶化を促進する金属元素としてニッケルを用い、脱水素化のための加熱処理(450℃、1時間)の後、結晶化のための熱処理(600℃、12時間)を行う。
【0159】
次いで、TFTの活性層とする領域からNiをゲッタリングする。TFTの活性層とする領域をマスク(酸化珪素膜)で覆い、結晶質シリコン膜の一部に燐(P)を添加して、熱処理(窒素雰囲気下で600℃、12時間)を行う。
【0160】
次いで、マスクを除去した後、パターニングを行い結晶質シリコン膜の不要な部分を除去して、半導体膜605(605a、605b)を形成する。半導体膜605a及び605bは同一の半導体膜である。なお、半導体膜を形成した後の画素上面図を図8(A)に示す。走査線602と半導体膜605が図示されている。
【0161】
次いで、保持容量を形成するために、レジストを形成して半導体膜の一部(保持容量とする領域)605bに燐をドーピングする。
【0162】
次いで、レジストを除去して、半導体膜を覆う絶縁膜を形成する。その後保持容量の容量を大きくするため、レジストを形成して、保持容量とする領域の半導体膜605b上の絶縁膜を薄くする。
【0163】
ついで、熱酸化を行って第2の絶縁膜(ゲート絶縁膜)606を形成する。この熱酸化によって最終的なゲート絶縁膜の膜厚は80nmとなる。なお、保持容量とする領域の絶縁膜は膜厚が40〜50nmにすることが望ましい。
【0164】
次いで、TFTのチャネル領域となる領域にp型又はn型の不純物を低濃度に添加するチャネルドープを全面または選択的に行う。このチャネルドープ工程は、TFTしきい値電圧を制御するための工程である。なお、ここでは、ジボラン(B26)を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロンを添加する。もちろん、質量分離を行うイオンプランテーション法を用いても良い。
【0165】
次いで、第2の絶縁膜をエッチングして、走査線に達するコンタクトホールを形成する。
【0166】
次いで、導電膜を形成し、パターニングを行って第1の電極(ゲート電極)607a及び容量配線607bを形成する。ここでは、燐がドープされたシリコン膜(膜厚150nm)とタングステンシリサイド(膜厚150nm)との積層構造を用いる。なお、第1の保持容量は、第2の絶縁膜606を誘電体として、容量配線607bと半導体膜605bの一部とで形成されている。
【0167】
なお、ゲート電極及び容量配線を形成した後の画素の上面図を図8(B)に示す。第1の電極(ゲート電極)607aはコンタクトホール801により、走査線602と導通している。半導体膜605と容量配線607bとが第2の絶縁膜を挟んで重なる領域が保持容量として機能する。
【0168】
次いで、ゲート電極及び容量配線をマスクとして、自己整合的に燐を低濃度に添加する。この低濃度に添加された領域の燐の濃度が、1×1016〜5×1018atoms/cm3、代表的には1×1016〜5×1018atoms/cm3となるように調整する。
【0169】
次いで、レジストを形成し、レジストをマスクとして燐を高濃度に添加し、ソース領域又はドレイン領域となる高濃度不純物領域を形成する。この高濃度不純物領域の燐の濃度が1×1020〜1×1021atoms/cm3、代表的には2×1020〜5×1020atoms/cm3となるように調整する。なお、半導体膜のうち、ゲート電極と重なる領域はチャネル領域となり、レジストで覆われた領域は低濃度不純物領域となりLDD領域として機能する。そして、不純物を添加した後、レジストを除去する。
【0170】
次いで、ここでは図示しないが、画素と同一基板上に形成される駆動回路に用いるpチャネル型TFTを形成するために、レジストでnチャネル型TFTとなる領域を覆い、ボロンを添加してソース領域またはドレイン領域を形成する。
【0171】
次いで、レジストを除去した後に、第1の電極(ゲート電極)607a及び容量配線607bを覆う第2のパッシベーション膜608を形成する。ここでは、酸化珪素膜を70nmの膜厚で形成する。次いで、半導体膜にそれぞれの濃度で添加されたn型又はp型不純物を活性化するための熱処理工程を行う。ここでは、950℃、30分の加熱処理を行う。
【0172】
次いで、無機材料からなる第3の絶縁膜609を形成する。第3の絶縁膜は層間絶縁膜として機能する。本実施例では、酸化窒化珪素膜を800〜3000nmの膜厚で形成する。もちろん、第3の絶縁膜をCMPにより研磨して、平坦面を形成することも可能である。すでに、第1の絶縁膜をCMPにより研磨して、平坦面を形成しているため、第3の絶縁膜をCMPにより研磨しても基板の表面のうねりに起因した膜厚差が、CMP研磨後に第3の絶縁膜に生じることはない。
【0173】
次いで、半導体膜に達するコンタクトホールを形成した後、第2の電極611及び信号線609を形成する。本実施例では、電極及び信号線を、Ti膜を60nm、TiN膜を40nm、Siを含むアルミニウム膜を300nm、TiN膜100nmをスパッタ法で連続して形成した4層構造の積層膜とする。
【0174】
なお、第2の電極及び信号線を形成した後の画素の上面図を図9(A)に示す。信号線610はコンタクトホール802を介して半導体膜と導通する。第2の電極611はコンタクトホール803を介して半導体膜と導通する。以上の工程により形成される画素部の断面図を図9(B)に示す。図9(A)を鎖線E―E'及び鎖線F―F'で切断した断面が、図9(B)の断面図に示される。
【0175】
次いで、350℃、1時間の水素化処理を行う。
【0176】
次いで、有機樹脂材料からなる第4の絶縁膜612を形成する。第4の絶縁膜は層間絶縁膜として機能する。ここでは、膜厚1.0μmのアクリル樹脂膜を用いる。次いで、層間絶縁膜上に遮光性を有する導電膜を100nm成膜して、遮光層613を形成する。
【0177】
次いで、第5の絶縁膜614を100nmの膜厚で形成する。第5の絶縁膜は、100nm〜300nmの膜厚の酸化窒化珪素膜を形成する。
【0178】
次いで、電極に達するコンタクトホールを形成する。次いで、100nmの透明導電膜(ここでは、酸化インジウム錫(ITO)膜)を形成した後、パターニングして画素電極を形成する。第1の画素電極615と第2の画素電極616との間の距離は2.0μmとする。
【0179】
なお、画素電極と遮光膜613を電極として、第5の絶縁膜614を誘電体とする第2の保持容量618を形成することができる。これにより、前述の第1の保持容量617と第2の保持容量との二つの保持容量が一つの画素に形成される。
【0180】
なお、画素電極を形成した後の画素部の上面図を図10(A)に示す。第2の電極610と画素電極がコンタクトホール804を介して導通している。図10(A)の上面図を鎖線E−E’、鎖線F−F’で切断した断面を図10(B)に示す。
【0181】
以上の工程で作製される基板を本明細書ではアクティブマトリクス基板と称する。
【0182】
本実施例は一例であって、本実施例の工程に限定されないことはいうまでもない。例えば、各導電膜としては、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)、シリコン(Si)からなる導電膜を用いても良い。
【0183】
本実施例のアクティブマトリクス基板は、透過型の液晶表示装置に用いることができる。なお、画素電極として、透明導電膜の代わりに、光を反射する機能を有する導電膜を用いるときは、本実施例のアクティブマトリクス基板を反射型の液晶表示装置に用いることができる。
【0184】
また、本実施例で基板600として用いる石英ガラスの屈折率は1.45であり、下地膜601として用いる酸化珪素膜の屈折率は1.47であり、第1の絶縁膜603aとして用いる酸化窒化珪素膜の屈折率は1.50である。CMPで研磨される第1の絶縁膜と、基板と、第1の絶縁膜と基板との間に設けられた下地膜との屈折率の差が、0.05以下であるため、基板の表面のうねりに沿って、入射光が表面反射することを防ぐことができ、基板の表面のうねりに起因する干渉縞の発現を防ぐことが出来る。
【0185】
もちろん、本実施例のアクティブマトリクス基板をOLEDを用いた表示装置に適用することもできる。発光層は、低分子系材料または高分子系材料のどちらであっても構わない。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いるが、高分子系材料を用いる場合はスピンコート法や印刷法またはインクジェット法などを用いる。本実施例のITO膜からなる画素電極を陽極とし、陽極上に発光層を積層し、発光層上に陰極としてMgAgやLiFなどの材料を積層すると良い。本実施例のアクティブマトリクス基板を用いれば、うねりと表面粗さとが小さい絶縁膜の表面にOLEDを駆動するTFT素子を形成できるため、表面粗さが粗いことに起因するTFT素子の配線の断線等が低減でき、かつ、良好な表示品質を確保できる。
【0186】
[実施例3]
本実施例では、実施形態で示したアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図3を用いる。
【0187】
まず、実施形態に従い、アクティブマトリクス基板を得る。
【0188】
次いで、透光性の基板500上に透明導電膜からなる透明電極501を形成する。以上の構成でなる基板を本実施例では対向基板と称する。
【0189】
次いで、アクティブマトリクス基板及び対向基板上に配向膜502を形成しラビング処理を行う。さらに、樹脂又は無機材料からなる球状のスペーサー(図示せず)を散布する。もちろん、感光性の樹脂をパターニングにより形成しても良い。
【0190】
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材503で貼り合わせる。シール材にはフィラーが混入されていて、このフィラーによって均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。画素部のセルギャップは4.5μmとする。
【0191】
その後、両基板の間に液晶材料504を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。液晶材料1003には公知の液晶材料を用いれば良い。必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板等を適宜設けた。そして、公知の技術を用いてFPCを貼りつけた。このようにしてアクティブマトリクス方式の液晶表示装置が完成する。
【0192】
本実施例は、実施例1又は実施例2と組み合わせることも可能である。
【0193】
[実施例4]
上記実施例1乃至3のいずれか一を実施して形成された液晶表示装置は様々な電気光学装置に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を適用できる。
【0194】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図5、図6及び図7に示す。
【0195】
図5(A)はパーソナルコンピュータであり、本体2001、画像入力部2002、表示部2003、キーボード2004等を含む。本発明を表示部2003に適用することができる。
【0196】
図5(B)はビデオカメラであり、本体2101、表示部2102、音声入力部2103、操作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部2106等を含む。本発明を表示部2102に適用することができる。
【0197】
図5(C)はモバイルコンピュータ(モービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示部2205等を含む。本発明は表示部2205に適用できる。
【0198】
図5(D)はゴーグル型ディスプレイであり、本体2301、表示部2302、アーム部2303等を含む。本発明は表示部2302に適用することができる。
【0199】
図5(E)はプログラムを記録した記録媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであり、本体2401、表示部2402、スピーカ部2403、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Digtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明は表示部2402に適用することができる。
【0200】
図5(F)はデジタルカメラであり、本体2501、表示部2502、接眼部2503、操作スイッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本発明を表示部2502に適用することができる。
【0201】
図6(A)はフロント型プロジェクターであり、投射装置2601、スクリーン2602等を含む。本発明は投射装置2601の一部を構成する液晶表示装置2808に適用することができる。
【0202】
図6(B)はリア型プロジェクターであり、本体2701、投射装置2702、ミラー2703、スクリーン2704等を含む。本発明は投射装置2702の一部を構成する液晶表示装置2808に適用することができる。
【0203】
なお、図6(C)は、図6(A)及び図6(B)中における投射装置2601、2702の構造の一例を示した図である。投射装置2601、2702は、光源光学系2801、ミラー2802、2804〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズム2807、液晶表示装置2808、位相差板2809、投射光学系2810で構成される。投射光学系2810は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図6(C)中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
【0204】
また、図6(D)は、図6(C)中における光源光学系2801の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクター2811、光源2812、レンズアレイ2813、2814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で構成される。なお、図6(D)に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
【0205】
ただし、図6に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置での適用例は図示していない。
【0206】
図7(A)は携帯電話であり、本体2901、音声出力部2902、音声入力部2903、表示部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906等を含む。本発明を表示部2904に適用することができる。
【0207】
図7(B)は携帯書籍(電子書籍)であり、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006等を含む。本発明は表示部3002、3003に適用することができる。
【0208】
図7(C)はディスプレイであり、本体3101、支持台3102、表示部3103等を含む。本発明は表示部3103に適用することができる。
【0209】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜3のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【0210】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【0211】
【発明の効果】
ガラス基板はうねりや傷による凹凸が基板自体に存在する。層間絶縁膜を平坦化するだけでは電気的、光学的に種々の問題がある。例えば、ガラス基板のうねりに起因した干渉縞が生じるし、ガラス基板のうねりに起因した層間膜の膜厚の変化が生じる。そこで、本発明では、ガラス基板に接して設けられたガラス基板と屈折率が近い絶縁膜をCMP研磨することで、電気的、光学的な問題を解決し、多層配線に対応した高集積化が可能な半導体装置の構造および作製方法を提供することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1のアクティブマトリクス基板の作製方法を示す断面図。
【図2】 実施例1のアクティブマトリクス基板の作製方法を示す断面図。
【図3】 実施例1のアクティブマトリクス基板の画素部を示す上面図。
【図4】 実施例4の液晶表示装置を示す断面図
【図5】 実施例5の電子機器の一例を示す図。
【図6】 実施例5の電子機器の一例を示す図。
【図7】 実施例5の電子機器の一例を示す図。
【図8】 実施例3のアクティブマトリクス基板の作製工程を示す上面図。
【図9】 実施例3のアクティブマトリクス基板の作製工程を示す上面図及び断面図。
【図10】 実施例3のアクティブマトリクス基板の作製工程を示す上面図及び断面図。
【図11】 実施例1のCMPによる研磨に用いる装置を示す斜視図。
【図12】 従来のアクティブマトリクス基板の作製方法を示す断面図。
【図13】 従来のアクティブマトリクス基板の作製方法を示す断面図。
【図14】 従来のアクティブマトリクス基板の作製方法を示す断面図。
【図15】 従来のホウケイ酸ガラスの表面のうねりと、それに起因した干渉縞を示す図。
【図16】 従来のガラス基板の表面のうねりと、それに起因した干渉縞を示す図。
【図17】 本発明の基板の絶縁膜形成前後の反りを示す断面図。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof. The display device displays information by changes in brightness. As an example of the display device, there is a liquid crystal display device using liquid crystal or a display device using OLED (Organic Light Emitting Diode). A liquid crystal display device displays light and dark using the fact that the polarization state, scattering state, or wavelength characteristic of light passing through the liquid crystal layer changes depending on the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the substrates. It is. In addition, a display device using an OLED performs light and dark display by applying an electric field to a light emitting layer sandwiched between an anode and a cathode to emit light. As the light emitting layer, either a low molecular material or a high molecular material can be used.
[0002]
[Prior art]
Thin display devices typified by liquid crystal display devices, display devices using OLEDs, and plasma display panels are advantageous in terms of light weight, low power consumption, and space saving, and are being actively developed.
[0003]
A liquid crystal display device is provided with stripe electrodes on two substrates, a simple matrix type display device having matrix electrodes in which these substrates are arranged to face each other so that the stripe electrodes of each substrate intersect, and an active matrix type There are display devices. Active matrix liquid crystal display devices are widely used in display units of personal computers, televisions, navigation devices, portable terminals, and the like because each pixel can be individually switched to obtain high image quality.
[0004]
The active matrix method is classified into two types depending on the form of an element applied to each pixel. A two-terminal method using a non-linear element such as a diode and a three-terminal method using transistors such as TFT (Thin Film Transistor) and FET (Field Effect Transistor).
[0005]
The transistor includes a gate electrode provided so as to cross the semiconductor film, a source electrode provided in connection with the semiconductor film, and a drain electrode provided in connection with the semiconductor film. Among the transistors, amorphous silicon, polycrystalline silicon, or the like is used as the semiconductor film of the TFT. Single crystal silicon is used as the semiconductor film of the FET.
[0006]
In recent years, active matrix display devices have been improved in definition and higher quality images have been realized. Some of these display devices have not only a matrix circuit in a pixel portion but also a drive circuit called a driver for controlling scanning in the XY directions on the same substrate.
These matrix circuits and drive circuits are composed of TFTs, diodes, and the like, but these elements and wirings are miniaturized and the degree of integration is steadily increasing.
[0007]
As miniaturization and higher integration progress, multilayering becomes necessary. The base of the wiring or element is required to have high flatness. This is because the wiring is disconnected due to a slight unevenness, and the dielectric breakdown and characteristic variation of the element occur.
[0008]
Realization of high flatness is an indispensable element in achieving high reliability and yield, and making products that are price competitive.
[0009]
In a semiconductor integrated circuit using a silicon substrate, an interlayer insulating film is planarized by a technique called CMP (Chemical Mechanical Polish) to achieve the above-mentioned target.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The problems to be solved by the present invention are shown below.
[0011]
In an active matrix display device using a glass substrate, an alkali-free borosilicate glass or quartz glass is used as an insulating substrate for forming a TFT.
[0012]
These glass substrates have scratches resulting from the molding of the substrate and scratches due to subsequent handling. The quartz substrate also has a cutting pattern called a saw mark at the time of cutting. Polishing these scratches and patterns before shipping.
[0013]
For the primary polishing of the scratches on the glass substrate, a coarse polishing cloth of about 100 μm to 2 mm is used. Examples of the polishing cloth include MH C14A, MHC14B, MH-C15A, MH N15A, and MH N24A manufactured by Rodel Nitta. As the abrasive, a cerium oxide-based material is used. This polishing itself also tends to cause undulations or minute scratches on the surface of the substrate.
[0014]
Secondary polishing of scratches on the glass substrate is performed with a fine polishing cloth. An abrasive having a small particle size is also used. For this reason, the wave | undulation and damage | wound of the surface of a board | substrate can be reduced compared with after primary polishing.
[0015]
However, waviness caused by polishing of the substrate and waviness due to a cutting pattern at the time of cutting like a quartz substrate may be targeted for a large substrate, and are not completely suppressed in terms of productivity and cost.
[0016]
Even when a semiconductor circuit is highly integrated on an insulating substrate such as a glass substrate, planarization of the interlayer insulating film by CMP is considered effective. However, the glass substrate has irregularities due to undulations and scratches, and there is a problem that CMP cannot be applied to the interlayer insulating film as it is.
[0017]
Next, as an example of a glass substrate, the undulation of a 1737 substrate manufactured by Corning will be described.
[0018]
The top view of FIG. 15A shows an arc-shaped undulation 113 confirmed on two 1737 substrates 112 bonded with a gap of several μm. Since the difference between the refractive index 1.52 of the two glass plates arranged opposite to each other and the refractive index 1 of the air existing in the gap is large, it corresponds to the difference in the distance of the gap due to the undulation of the glass surface. Thus, interference fringes of reflected light due to multiple interference can be confirmed concentrically.
[0019]
The undulation on the surface of the glass substrate is expressed in a cycle of 5 mm to 30 mm, and is easily recognized even with the resolution of the human eye.
[0020]
Next, the observation result on the liquid crystal panel when liquid crystal is injected between two 1737 substrates bonded with a gap of several μm will be described. An alignment film for aligning the liquid crystal in an arbitrary direction is used on the opposing surfaces of the two glass substrates.
[0021]
FIG. 15B schematically shows a cross-sectional view of the liquid crystal panel. An alignment film 102 is formed on the first glass substrate 100 and the second glass substrate 101 by a printing method. The liquid crystal 103 is injected after the alignment film is rubbed. The alignment film is SE7792 manufactured by Nissan Chemical Industries, and the liquid crystal is ZLI4792 manufactured by Merck. The liquid crystal has a 90 ° left-handed twist alignment.
[0022]
The liquid crystal panel is placed between two deflecting plates whose deflection axes are shifted from orthogonal to parallel, and one surface is illuminated with a backlight and observed from the other surface. As a result, a concentric pattern can be observed. This is because the thickness of the liquid crystal layer varies depending on the location due to the waviness of the substrate, the retardation (Δn · d) is not the same in the plane, and the light transmittance varies. Here, Δn is an optical anisotropy constant determined by the material of the liquid crystal, and d is the thickness of the liquid crystal layer.
[0023]
Furthermore, even when the liquid crystal panel is directly observed, concentric interference fringes due to multiple interference of reflected light can be confirmed. The reason why such concentric interference fringes are seen will be described in detail.
[0024]
The distance between the first glass substrate and the second glass substrate changes according to the undulation of the surface of the glass substrate. The light 104 reflected at the interface between the alignment film having a refractive index of 1.65 and the liquid crystal having a refractive index of 1.5 provided on the first glass substrate, the liquid crystal having a refractive index of 1.5, and the second glass substrate. And the light 105 reflected at the interface with the alignment film having a refractive index of 1.65. Depending on the distance between the first glass substrate and the second glass substrate, the interfered light may be strengthened or weakened. Due to the undulations on the surface of the glass substrate, the difference in the optical path length of the interfering light is different at each position of the substrate. For this reason, the interference fringes according to the wave | undulation of the 1st glass substrate and the 2nd glass substrate surface appear.
[0025]
FIG. 16 is used to estimate the relationship between the undulation depth and the wavelength of light strengthened by interference. FIG. 16 shows a cross section of the liquid crystal panel. An alignment film 102 is formed on the first glass substrate 106 and the second glass substrate 107. A liquid crystal 103 is provided between the alignment films.
[0026]
The refractive index of the liquid crystal is 1.5, and the undulation depth (ΔD) 112 of the first glass substrate 106 is 70.
It is assumed that the white light is incident on the liquid crystal panel. For simplicity, it is assumed that the second glass substrate 107 has no undulation. In the undulations, the light 108 reflected at the interface between the first substrate and the alignment film interferes with the light 109 reflected at the interface between the second substrate and the alignment film, and the first wavelength of visible light (Λ 1 ) Strengthen each other. In addition, the light 110 reflected at the interface between the first substrate and the alignment film and the light 111 reflected at the interface between the second substrate and the alignment film interfere with each other in the undulation recess, and the second light of the visible light Wavelength (λ 2 ) Strengthen each other.
[0027]
The refractive index (n) of the liquid crystal, the undulation depth (ΔD), and the first wavelength (λ 1 ) And the second wavelength (
λ 2 ), The difference (Δλ) is obtained, and nΔD = Δλ / 2. That is only 70
Even with a undulation of a depth of nm, the wavelengths strengthened by interference differ by 210 nm. In the undulation convex portion, when purple blue (wavelength: 450 nm) appears strong due to interference, red (wavelength: 660 nm) appears strong due to interference in the undulation concave portion. Furthermore, in practice, the change in interference color is complicated by the waviness of the second glass substrate.
[0028]
The same applies to a liquid crystal display device in which TFTs are formed on a glass substrate having a undulating surface. Concentric unevenness due to the undulation of the surface of the glass substrate is confirmed. This is because even if the wiring, the interlayer insulating film, and the semiconductor film are formed on the glass substrate, interference fringes caused by the difference in the optical path length of the interference light coming from the undulation of the glass surface are still formed.
[0029]
A problem in the case of applying a process of forming a TFT on a glass substrate and polishing an interlayer insulating film by CMP without reducing the undulation of the surface of the glass substrate will be described with reference to FIGS.
[0030]
FIG. 12A to FIG. 12B show one step in forming a TFT over a glass substrate 114 with waviness. FIG. 12A shows a first region of a cross section of the glass substrate. The width | variety of the 1st area | region 116 of a glass substrate is 5-30 mm. For simplicity, only the glass substrate 114 and the first interlayer insulating film 115 are shown. Reflecting the waviness of the surface of the glass substrate, there is waviness on the surface of the first interlayer insulating film.
[0031]
FIG. 12B shows a second region and a third region in the cross section of the glass substrate. The width of the second region 118 and the third region 119 of the glass substrate are both 5 μm to 100 μm. The second region is in the undulating convex portion, and the third region is in the undulating concave portion. A base film 120, a semiconductor film 117, a gate insulating film 121, a gate electrode 122, and a first interlayer insulating film 115 provided over a glass substrate are illustrated.
[0032]
As shown in FIG. 12A, even if there is a undulation on the surface of the glass substrate in the range of 5 mm to 30 mm, in a narrow region where two TFTs are provided as shown in FIG. The surface can be considered flat.
[0033]
Next, as shown in the cross-sectional views of FIGS. 13A to 13B, the first interlayer insulating film 115 is polished by CMP in order to flatten a surface on which a pixel electrode to be described later is formed. FIG. 13A shows a first region 116 in the cross section of the glass substrate. For simplicity, only the first interlayer insulating film 115 and the glass substrate 114 are shown. Since polishing is performed by CMP, the waviness on the surface of the first interlayer insulating film disappears.
[0034]
FIG. 13B shows a second region 118 and a third region 119 in the cross section of the glass substrate. The film thickness of the first interlayer insulating film 115 in the second region 118 is equal to the film thickness of the first interlayer insulating film 115 in the third region 119 by the depth of the undulations on the surface of the glass substrate. It is getting thinner.
[0035]
Next, as shown in the cross-sectional views of FIGS. 14A to 14B, a source electrode 123, a drain electrode 124, a second interlayer insulating film 125, and a pixel electrode 126 connected to the drain electrode are provided. FIG. 14A shows a first region 116 in the cross section of the glass substrate. For simplicity, only the glass substrate 114, the first interlayer insulating film 115, and the second interlayer insulating film 125 are shown. By polishing the first interlayer insulating film by CMP, the upper surface of the second interlayer insulating film forming the pixel electrode 126 is planarized.
[0036]
However, when the first interlayer insulating film is polished by CMP, a difference in film thickness of the first interlayer insulating film due to the undulation depth of the glass surface occurs after polishing. Even if the uniformity of the film thickness at the time of forming the first interlayer insulating film is ensured, if the undulation depth of the glass surface becomes rough, the effect is that the film thickness difference in the substrate of the first interlayer insulating film is increased. And appear. This difference causes a variation in parasitic capacitance within the substrate surface.
[0037]
As described above, when the TFT is formed without reducing the waviness of the glass substrate and the interlayer insulating film thereon is polished by CMP, the thickness of the interlayer insulating film varies. This is not only electrically connected to in-plane variation of parasitic capacitance, but also when the refractive index of this interlayer insulating film is different from the refractive index of the underlying film, it causes interference patterns and variations in transmitted light characteristics. Also become.
[0038]
So far, we have described the details of the problems caused by undulations, but there are differences in the height and width of scratches, but there are variations in display, parasitic capacitance and other parting of wiring, deviations in characteristics due to film thickness fluctuations, There is a problem such as an influence on the electrical characteristics due to the bias.
[0039]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the following measures were taken.
[0040]
In order to suppress the influence caused by the undulation or scratch on the surface of the glass substrate, an insulating film having a refractive index close to that of the glass substrate may be formed and the insulating film may be polished without polishing the glass substrate itself.
[0041]
In the present invention, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on a glass substrate with a thickness of 0.05 μm to 5 μm, and this insulating film is planarized by CMP so that the surface of the glass substrate can be seen. It is characterized by eliminating electrical and optical problems caused by swells and scratches.
[0042]
Further, according to the present invention, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on a glass substrate with a thickness of 0.05 μm to 5 μm, and the insulating film is planarized by CMP, whereby the surface of the glass substrate is formed. Eliminate the swells and scratches seen in Thereafter, after forming a light shielding film of an arbitrary shape, an insulating film is further formed with a thickness of 0.05 μm to 5 μm, and this insulating film is flattened by CMP to flatten a step due to the film thickness of the light shielding film. . It is characterized in that TFTs with high yield can be manufactured by producing elements on the planarized laminated films to suppress variations in process and electrical characteristics.
[0043]
As an example, an insulating film formed on a glass substrate is silane (SiH) which is a reactive gas. Four ) And dinitrogen monoxide (N 2 A reactive gas such as O) is reacted in plasma to form a silicon oxynitride (SiON) film. Since it is formed by reacting gas, impurities are hardly mixed into the formed film.
[0044]
As an example of a method for forming an insulating film on a glass substrate, liquid TEOS (Tetra Ethoxy Silane) is vaporized and reacted with oxygen to form silicon oxide (SiO 2). 2 ) A film is formed. Since it is formed by reacting gas, impurities are hardly mixed into the formed film.
[0045]
According to the present invention, when polishing the base film of the TFT formed on the glass substrate by CMP, if the polishing condition of the base film is established, the glass substrate on which the TFT is formed is changed from borosilicate glass to quartz. Can use a similar process.
[0046]
In addition, when polishing the TFT interlayer insulating film formed on the glass substrate, in order to suppress the change in the film thickness of the interlayer insulating film due to the undulation of the surface of the glass substrate, the insulating film is formed in contact with the glass substrate. Then, the insulating film may be polished. Then, a TFT may be formed on the insulating film. Of course, it is desirable to use an insulating film having the same refractive index as that of the glass substrate in order to suppress interference fringes caused by the undulation of the glass substrate.
[0047]
Of course, when polishing the insulating film formed on the glass substrate, it is preferable to establish the polishing conditions so that the undulation depth on the surface of the glass substrate is smaller than the undulation depth on the surface of the glass substrate.
[0048]
Further, when the substrate is warped, the convex portion of the warp is easily polished, and the concave portion of the warp is difficult to be polished.
[0049]
For this reason, it is necessary to optimize and polish the warpage of the glass substrate under the CMP conditions. As parameters for this optimization, the pressure applied to the substrate and the characteristics of the polishing cloth are effective. In addition, there are the presence / absence of adsorption of the substrate, the rotation speed of a polishing head and a rotating plate described later, and the like.
[0050]
Further, the warpage of the substrate can be corrected and the warpage can be reduced by using the warping direction and the stress property of the insulating film. In this case, the film forming surface of the substrate and the material of the insulating film are considered.
[0051]
This will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing warpage before and after providing an insulating film on a substrate. FIG. 17A shows a substrate having warpage, and FIG. 17B shows the warpage of the substrate after an insulating film is provided over the substrate shown in FIG. FIG. 17C illustrates a substrate having warpage, and FIG. 17D illustrates the warpage of the substrate after an insulating film is provided over the substrate illustrated in FIG.
[0052]
There is a substrate 131 having a single convex warp in the substrate of FIG. Then, as illustrated in FIG. 17B, an insulating film 132 having tensile stress is formed over the substrate 133 having a convex warp with a single cross section. The surface of the substrate is convex with respect to the insulating film, and the insulating film is formed on the surface of the convex substrate. Then, by appropriately adjusting the tensile stress of the insulating film, a force acts in the direction of correcting the warpage of the substrate, and the warpage of the substrate is reduced. As a result, the polished surface becomes flat when polished by CMP.
[0053]
There is a substrate 134 having a single concave warp in the substrate of FIG. Then, as illustrated in FIG. 17D, an insulating film 136 having a tensile stress is formed over the substrate 135 having a concave warp with a single cross section. The surface of the substrate on which the insulating film is formed is concave with respect to the insulating film, and the insulating film is formed on the surface of the concave substrate. Then, by appropriately adjusting the compressive stress of the insulating film, a force acts in the direction of correcting the warpage of the substrate, and the warpage of the substrate is reduced. As a result, the polished surface becomes flat when polished by CMP.
[0054]
The present invention based on the above description is shown below.
[0055]
Book The present invention is a method for manufacturing a substrate, which includes a first step of forming an insulating film over an insulating substrate and a second step of polishing the insulating film by CMP.
[0056]
Also, The present invention Description of [0055] The method for manufacturing a substrate is characterized in that the substrate having insulating properties is borosilicate glass.
[0057]
Also, The present invention Description of [0056] A method for manufacturing a substrate, wherein the insulating film is a silicon oxide film.
[0058]
[0055] ~ [0057] In the present invention described in 1), the insulating substrate includes a glass substrate. If the insulating film is polished on the glass substrate, impurities contained in the glass substrate can be prevented from being eluted by polishing and contaminating the CMP polishing apparatus. The present invention for polishing an insulating film on a glass substrate is effective when the substrate contains impurities such as boron and aluminum.
[0059]
If the polishing conditions for the insulating film provided on the glass substrate are established, the same polishing conditions can be applied regardless of whether the glass substrate is quartz or borosilicate glass.
[0060]
Also, [0057] If the silicon oxide film, which is a film of the same material as that of the glass substrate, that is, a film having a refractive index close to that of the glass substrate is formed as an insulating film as in the present invention described in the above, the interface between the insulating film and the glass substrate is used. Surface reflection, and interference fringes due to light reflected at the interface between the insulating film and the glass substrate can be prevented. The difference in refractive index between the glass substrate and the insulating film is desirably 0.05 or less.
[0061]
Also, The present invention includes a first step of forming an insulating film on an insulating substrate, and a second step of polishing the insulating film by CMP, and undulating the surface of the substrate in the first step. The insulating film after the polishing in the second step has a relatively thick film thickness on the wavy recess portion and a relatively thick film thickness on the waviness projection portion of the substrate. Is a thin substrate manufacturing method.
[0062]
Also, The present invention includes a first step of forming an insulating film on an insulating substrate and a second step of polishing the insulating film by CMP, and the surface of the substrate in the first step is 1 mm or more. The difference in height between the recess and the protrusion adjacent to each other at a distance of 30 mm or less is defined as a first height, and the surface of the insulating film after the polishing in the second step is adjacent at a distance of 1 mm to 30 mm. The difference in height between the recessed portion and the protruding portion is the second height, and the average of the second height is smaller than the average of the first height on the surface of the substrate. This is a feature of a method for manufacturing a substrate.
[0063]
Also, The present invention [0061] Or Description of [0062] Either First In this case, the substrate manufacturing method is characterized in that the insulating substrate is borosilicate glass.
[0064]
Also, The present invention Description of [0063] Wherein the insulating film is a silicon oxide film.
[0065]
[0061] Or Description of [0062] As described above, when an insulating film is formed on a substrate and polished, the surface waviness of the insulating film after polishing is desirably smaller than the waviness of the surface of the glass substrate. This reduces interference fringes in the liquid crystal display device and variations in TFT characteristics. Further, since the object to be polished is an insulating film formed by reacting reactive gas in plasma, impurities are hardly contained. Therefore, impurities contained in the insulating film by polishing are not eluted and the polishing apparatus is not contaminated.
[0066]
Also, The present invention [0061] Thru Description of [0064] Either First In the polishing in the second step, the substrate is sandwiched between a polishing cloth on a rotating surface plate and a polishing head above the polishing cloth, and the pressure applied to the substrate is 200 gf / cm. 2 400 gf / cm 2 A substrate manufacturing method characterized by the following.
[0067]
Description of [0066] As described above, when an appropriate pressure is selected, the warp of the substrate is eliminated and the flatness of the surface of the substrate to be polished is improved. [0066] The details of the present invention will be described in detail in Examples 1 and 3.
[0068]
Also, The present invention includes an insulating substrate and an insulating film provided on the substrate, the surface of the insulating substrate has a undulation, and the insulating film is a depression of the undulation of the substrate. The substrate is characterized in that the film thickness is relatively thick at the portion, and the film thickness is relatively thin at the portion of the swell projection of the substrate.
[0069]
Also, The present invention includes a substrate having an insulating property and an insulating film provided on the substrate, and the heights of the recesses and the protrusions adjacent to each other at a distance of 1 mm to 30 mm on the surface of the substrate. The difference in height is the first height, the difference in height between the recessed portion and the protrusion portion adjacent to each other at a distance of 1 mm to 30 mm on the surface of the insulating film is the second height, and on the surface of the substrate, The average of the second height is smaller than the average of the first height.
[0070]
[0068] And [0069] As described in the present invention, it is desirable to reduce the undulation of the surface of the insulating film relative to the undulation of the surface of the substrate by providing an insulating film on the substrate and polishing the insulating film. of course, [0068] And [0069] If the structure of the present invention described in the above is used, it is possible to prevent impurities in the substrate from being eluted by polishing and contaminating the polishing apparatus.
[0071]
Also, The present invention [0068] Or Description of [0069] The substrate having the insulating property is borosilicate glass.
[0072]
Also, The present invention Description of [0071] The substrate is characterized in that the insulating film is a silicon oxide film.
[0073]
Also, The present invention includes a first step of forming a first insulating film on a substrate, a second step of polishing the first insulating film by CMP, and a first step of forming a transistor on the first insulating film. A method for manufacturing a display device including three steps.
[0074]
Also, The present invention Description of [0073] The method for manufacturing a display device, wherein the insulating substrate is borosilicate glass
[0075]
Also, The present invention Description of [0074] A method for manufacturing a display device, wherein the first insulating film is a silicon oxide film.
[0076]
Also, The present invention [0068] Thru Description of [0075] Either First The transistor includes a semiconductor film, a second insulating film, a first electrode overlapping the semiconductor film via the second insulating film, a second electrode and a third electrode connected to the semiconductor film And a third insulating film on the first electrode or above the first electrode is polished by CMP in a third step of forming the transistor.
[0077]
Description of [0073] This is characterized in that when a transistor, for example, a TFT is formed on a substrate, a base film (insulating film) of the TFT provided in contact with the substrate is planarized by CMP. If conditions for polishing the base film by CMP are established, it is not necessary to set conditions for polishing again by CMP even if the glass substrate to be used is changed. Further, when a glass substrate is used as the substrate as in claim 15, if a silicon oxide film having a refractive index close to that of the glass substrate is formed as the first insulating film, the first insulating film and the glass substrate It is possible to prevent the occurrence of interference fringes due to the light reflected at the interface and the light reflected at the interface between the first insulating film and another material film. The difference in refractive index between the glass substrate and the first insulating film is desirably 0.05 or less.
[0078]
In addition, the present invention The transistor can be a TFT. When the transistor is a TFT, the TFT may be a top gate type or a bottom gate type. The second insulating film functions as a gate insulating film. The first electrode functions as a gate electrode. The second electrode and the third electrode function as a source electrode or a drain electrode. Then, the interlayer insulating film (third insulating film) in contact with the gate electrode and over the gate electrode is polished by CMP. Alternatively, the interlayer insulating film (third insulating film) in contact with the insulating film on the gate electrode and above the gate electrode is polished by CMP.
[0079]
Description of [0073] If the swell of the glass substrate is planarized by the first insulating film by the method of Description of [0078] Thus, when a transistor, for example, a TFT is formed on the first insulating film, and the interlayer insulating film (third insulating film) of the TFT is polished by CMP, the interlayer insulating film generated from the undulation of the glass substrate A change in film thickness can be prevented.
[0080]
Also, The present invention includes a first step of forming a first insulating film on a substrate, a second step of polishing the first insulating film by CMP, and a first step of forming a transistor on the first insulating film. 3 steps, the surface of the substrate has undulations, and the insulating film after the polishing in the second step is relatively thick on the dent portion of the undulations of the substrate, In the method for manufacturing a display device, the film thickness is relatively thin on a portion of the swell protrusion of the substrate.
[0081]
Also, The present invention includes a first step of forming a first insulating film on a substrate, a second step of polishing the first insulating film by CMP, and a first step of forming a transistor on the first insulating film. 3 steps, the difference in height between the recessed portion and the projection portion adjacent to each other at a distance of 1 mm to 30 mm on the substrate surface in the first step is defined as a first height, and the second step The difference in height between the recessed portion and the protruding portion adjacent to each other at a distance of 1 mm to 30 mm on the surface of the insulating film after the polishing is defined as a second height, and the second height in the region where the transistor is formed. In the method for manufacturing a display device, the average of the heights is smaller than the average of the first heights.
[0082]
Also, The present invention [0080] Or Description of [0081] A method for manufacturing a display device, wherein the substrate is borosilicate glass.
[0083]
Also, The present invention [0082] Description The method for manufacturing a display device, wherein the first insulating film is a silicon oxide film.
[0084]
Also, The present invention [0080] Thru [0083] Description Either First The transistor includes a semiconductor film, a second insulating film, a first electrode overlapping the semiconductor film via the second insulating film, a second electrode and a third electrode connected to the semiconductor film And a third insulating film on the first electrode or above the first electrode is polished by CMP in a third step of forming the transistor.
[0085]
Also, The present invention [0080] Thru Description of [0084] In any one of the above, in the polishing in the second step, the substrate is sandwiched between a polishing cloth on a rotating surface plate and a polishing head above the polishing cloth, and the pressure applied to the substrate is 200 gf / cm 2 400 gf / cm 2 The method for manufacturing a display device is characterized by the following.
[0086]
Also, The present invention includes a substrate, a first insulating film provided on the substrate, and a transistor on the first insulating film, the surface of the substrate has a wave, and the first insulating film The film is a display device characterized in that the film thickness is relatively thick in the dent portion of the swell and the film thickness is relatively thin in the swell projection portion.
[0087]
Also, The present invention includes a substrate, a first insulating film provided on the substrate, and a transistor on the first insulating film, and the depressions adjacent to each other at a distance of 1 mm to 30 mm on the surface of the substrate. The difference in height between the portion and the protrusion portion is defined as a first height, and the difference in height between the recess portion adjacent to the insulating film surface at a distance of 1 mm to 30 mm and the protrusion portion is defined as a second height. In the region where the transistor is formed, the average of the second height is smaller than the average of the first height.
[0088]
Also, The present invention [0086] Or Description of [0087] In the above, the substrate is a borosilicate glass.
[0089]
Also, The present invention Description of [0088] The display device is characterized in that the first insulating film is a silicon oxide film.
[0090]
Also, The present invention [0086] Thru Description of [0089] Either First The transistor includes a semiconductor film, a second insulating film, a first electrode overlapping with the semiconductor film via the second insulating film, a second electrode and a third electrode connected to the semiconductor film. And a third insulating film made of an inorganic material having a relatively small thickness on the first electrode or above the first electrode.
[0091]
Unevenness due to the thickness of the first electrode occurs on the surface of the third insulating film made of an inorganic material. Therefore, the surface of the third insulating film is planarized by polishing the third insulating film and planarizing the surface of the third insulating film.
[0092]
[0086] And Description of [0087] If the swell of the glass substrate is planarized by the first insulating film by the method of Description of [0090] Thus, when a transistor, for example, a TFT is formed on the first insulating film, and the interlayer insulating film (third insulating film) of the TFT is polished by CMP, the interlayer insulating film generated from the undulation of the glass substrate A change in film thickness can be prevented. In particular, the undulation of the surface of the glass substrate has a depth close to 0.5 μm, and due to the undulation of the surface of the glass substrate, the difference in film thickness of the interlayer insulating film after polishing by CMP is so large that it cannot be ignored in the substrate. In this case, the present invention is effective.
[0093]
Also, The present invention includes a light-shielding film selectively provided over a substrate, an insulating film covering the film having a pre-light-shielding property, and a semiconductor film provided on the insulating film, Is a display device characterized in that the film thickness is relatively thin above the light-shielding film.
[0094]
Also, The present invention Description of [0093] In the above, the substrate is a borosilicate glass.
[0095]
Also, The present invention Description of [0094] The display device is characterized in that the insulating film is a silicon oxide film.
[0096]
Also, The present invention includes a first step of selectively providing a light-shielding film on a substrate, a second step of providing a first insulating film so as to cover the light-shielding film, and the first insulating film. A method for manufacturing a display device, comprising: a third step of polishing the substrate by CMP; and a fourth step of providing a semiconductor film over the first insulating film.
[0097]
Also, The present invention Description of [0096] A method for manufacturing a display device, wherein the substrate is borosilicate glass.
[0098]
Also, The present invention Description of [0097] The method for manufacturing a display device, wherein the first insulating film is a silicon oxide film.
[0099]
Also, The present invention [0096] Thru Description of [0098] Either First In the method for manufacturing a display device, the first insulating film after the polishing in the third step is relatively thin on the light-shielding film.
[0100]
Also, The present invention [0096] Thru [0099] Description Either First And a display device manufacturing method comprising: a fifth step of forming a second insulating film over the semiconductor film; and a sixth step of polishing the second insulating film by CMP. It is.
[0101]
Also, The present invention [0096] Thru [0099] Description In any one of the above, in the polishing of the third step, the substrate is sandwiched between a polishing cloth on a rotating surface plate and a polishing head above the polishing cloth, and the pressure applied to the substrate is 200 gf / cm 2 400 gf / cm 2 The method for manufacturing a display device is characterized by the following.
[0102]
[0093] ~ [0101] An example of the configuration of the present invention described in 1 will be described in detail in Example 3. Unevenness is caused by the film thickness of the light-shielding film provided on the substrate, but the first insulating film provided on the light-shielding film is polished by CMP to flatten the surface. The surface on which the semiconductor film is formed is flattened. The light-shielding film indicates a scanning line in Example 3, and the first insulating film indicates the first insulating film 603a.
[0103]
Also, According to the present invention, a first step of forming a first insulating film on a substrate having an insulating property, a second step of polishing the first insulating film by CMP, and a film having a light shielding property are selectively used. A third step of providing, a fourth step of forming a second insulating film so as to cover the light-shielding film, a fifth step of CMPing the second insulating film, and the second insulating film And a sixth step of providing a semiconductor film thereon.
[0104]
Also, The present invention is a method for manufacturing a display device, which includes a step of forming an insulating film and a step of CMPing the insulating film before forming a semiconductor layer in the step of manufacturing a TFT over an insulating substrate.
[0105]
Also, In the present invention, the substrate to be polished by CMP is a square substrate. This is because a rectangular substrate can be integrated with a higher density when a TFT of a display portion of a display device and a driver circuit portion are formed on the substrate than a circular substrate.
[0106]
The present invention can also be applied to a method of eliminating interference fringes due to waviness on the surface of a glass substrate in a simple matrix liquid crystal display device.
[0107]
Examples of the glass substrate used in the liquid crystal display device include soda lime glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and quartz glass. The present invention can be applied not only to these glass substrates but also to other glass substrates.
[0108]
The present invention is not limited to the same configuration as described above. For example, [0073] , [0080] , Description of [0081] In FIG. 2, there is a substrate and an insulating film polished by CMP on the substrate. Further, an insulating film made of silicon oxynitride or silicon oxide is formed as a passivation film on the insulating film, and a TFT is formed on the passivation film. It is also possible to do. This is because the effect of the present invention is sufficient if the insulating film below the surface on which the TFT is to be formed is an object to be polished.
[0109]
Also, the present invention can be used in combination.
[0110]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the invention will be described with reference to FIGS. The configuration of the pixel TFT and the storage capacitor in the pixel portion and the TFT of the driver circuit provided around the display area will be described in detail. However, in order to simplify the description, a CMOS circuit which is a basic configuration circuit is illustrated in the drive circuit portion, and an n-channel TFT is illustrated in a cross section along a certain path in the pixel TFT of the pixel portion. To do. Further, referring to FIG. 11, a polishing process by CMP will be described.
[0111]
First, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is formed on a substrate 200 made of glass such as barium borosilicate glass represented by Corning # 7059 glass or # 1737 glass or aluminoborosilicate glass. A first insulating film 201 is formed. The first insulating film functions as a base film. For example, SiH by plasma CVD method Four , NH Three , N 2 A silicon oxynitride film 201a made of O is formed to 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm) and similarly SiH Four , N 2 A silicon oxynitride film 201b formed from O is stacked to a thickness of 0.5 to 5 μm (preferably 1 to 5 μm). In this embodiment, the silicon oxynitride film 201b is formed with a thickness of 2.8 μm. Although the first insulating film 201 is shown as a two-layer structure, it may be formed as a single-layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked. The first insulating film to be polished, the substrate, and the difference in refractive index of the film between the substrate and the first insulating film are preferably within a range of 0.05 or less (FIG. 1A). FIG. 1A shows a first region of a cross section of the substrate 200. The width of the first region is 5 to 30 mm.
[0112]
Next, the first insulating film 201b is polished by CMP using SPP600AT manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd. FIG. 11 is a perspective view of an apparatus for polishing by CMP. A polishing cloth 701 is pasted on a circular rotating surface plate 700 having a diameter of 80 cm. As the polishing cloth, an IC1000 single layer made by Rodel Nitta Co. is used. The material of the polishing cloth is urethane foam.
[0113]
The slurry 704 is supplied to the center of the rotating surface plate through the pipe 703, and the slurry spreads over the entire surface of the polishing cloth on the rotating surface plate by the rotation and swinging of the rotating surface plate. A slurry is a colloidal solution in which particles, liquid and chemicals are mixed. As the slurry, ILD1300 manufactured by Rodel Nitta is used. The ILD 1300 is a colloidal solution in which aqueous colloidal silica is dispersed in an ammonia-based solution. The rotating surface plate rotates 708 about the center of the rotating surface plate as a rotation axis. The rotation speed of the rotating platen is 30 rpm. Further, the rotating surface plate rotates 707 in three reciprocations in the horizontal direction while rotating.
[0114]
A circular metal polishing head 705 having a diameter of 30 cm sucks the glass substrate 706 by vacuum. A wafer suction pad 702 is provided between the glass substrate and the polishing head. As the wafer suction pad, NF200 manufactured by Rodel Nitta is used. There are holes in the wafer suction pad and the polishing head, and the glass substrate is sucked into the polishing head through the holes. The center of the polishing head is located between the center of the rotating surface plate and the circumference of the rotating surface plate. The polishing head rotates at 30 rpm with the center of the polishing head as the rotation axis.
[0115]
300 gf / cm 2 Is applied to the substrate, and the substrate is pressed against the polishing cloth on the rotating surface plate. By changing the pressure of the polishing head, the polishing rate of the film to be polished can be adjusted.
[0116]
The polishing time is 1 to 2 minutes. Thus, the undulation depth of the surface of the first insulating film 201b can be reduced to 20 nm.
[0117]
In the present embodiment, the NF 200, which is a wafer suction pad provided in the polishing head, uses an elastic material. For this reason, the waviness on the back surface of the glass substrate is absorbed by the wafer suction pad. Also, the pressure on the substrate is 200 gf / cm 2 By applying strongly as described above, the warp of the glass substrate is eliminated when polishing. If the glass substrate is warped during polishing, the convex portion of the warp is easily polished, so that uniform polishing is difficult when polishing the surface of the first insulating film on the glass substrate. become. Moreover, the pressure applied to the substrate is 400 gf / cm so as not to break the glass substrate by applying a strong force. 2 The following is desirable. Furthermore, since the polishing cloth provided on the rotating surface plate is hard, it is possible to prevent waviness on the surface to be polished due to distortion of the polishing cloth. The IC1000 single layer, which is a polishing cloth, has a structure in which a cushioning material is not provided on the back surface and distortion is unlikely to occur. For this reason, when the 1st insulating film 201b provided on the glass substrate is grind | polished, the surface of the 1st insulating film after grinding | polishing is flat, and a wave | undulation is not observed on the surface of a 1st insulating film.
[0118]
Needless to say, since the first insulating film 201b is formed over the substrate 200 made of glass such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass, and the first insulating film is polished, the insulating film contains impurities. As long as it is not, the polishing rate is not likely to vary in the substrate, and the surface roughness can be suppressed to a small range.
[0119]
Thereby, the waviness on the surface of the first insulating film 201b disappears in the substrate. (FIG. 1 (B)). FIG. 1B shows a first region of the cross section of the substrate 200 after polishing by CMP. The first area includes a second area and a third area. The width of the second region and the third region is 5 to 100 μm. A driver circuit portion is provided in the second region 202, and a pixel portion is provided in the third region 203.
[0120]
The structure of the TFTs in the pixel portion and the driver circuit portion will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a cross section of the TFT in the driver circuit portion and a cross section of the TFT in the pixel portion. Due to the undulation of the substrate 200, the thickness of the first insulating film 201b after being polished by CMP differs between the driver circuit portion and the pixel portion.
[0121]
The semiconductor film is formed using a crystalline semiconductor film formed by using a laser crystallization method or a known thermal crystallization method from a semiconductor film having an amorphous structure. The semiconductor film is formed with a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm). There is no limitation on the material of the crystalline semiconductor film, but the crystalline semiconductor film is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy. Among the semiconductor films, the semiconductor films provided in the driver circuit portion are referred to as island-shaped semiconductor films 205 to 206, and the semiconductor films provided in the pixel portion are referred to as first semiconductor film 207 and second semiconductor film 208.
[0122]
In order to fabricate a crystalline semiconductor film by laser crystallization, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, YAG laser, YVO Four Use a laser. When these lasers are used, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly collected by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. Crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 30 Hz and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm. 2 (Typically 200-300mJ / cm 2 ). When a YAG laser is used, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is 1 to 10 kHz, and the laser energy density is 300 to 600 mJ / cm. 2 (Typically 350-500mJ / cm 2 ) Then, laser light condensed linearly with a width of 100 to 1000 μm, for example, 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition ratio (overlap ratio) of the linear laser light at this time is 80 to 98%.
[0123]
The second insulating film 209 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by using a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, a silicon oxynitride film with a thickness of 115 nm is formed. Of course, the gate insulating film is not limited to such a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure. For example, when a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Ortho Silicate) and O 2 The reaction pressure is 40 Pa, the substrate temperature is 300 to 400 ° C., and the high frequency (13.56 MHz) power density is 0.5 to 0.8 W / cm. 2 And can be formed by discharging. The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by thermal annealing at 400 to 500 ° C. thereafter.
[0124]
On the second insulating film 209, first conductive films 210 and 228 and second conductive films 211 and 225 are formed as first electrodes. In the present embodiment, the first conductive films 210 and 228 are formed of TaN with a thickness of 50 to 100 nm, and the second conductive films 211 and 225 are formed of W with a thickness of 100 to 300 nm. The first electrode functions as a gate electrode.
[0125]
In the present embodiment, the first conductive films 210 and 228 are TaN, and the second conductive films 211 and 225 are W. However, any element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu is used. Alternatively, an alloy material or a compound material containing the above element as a main component may be used. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. As a combination other than the present embodiment, the first conductive film is formed of tantalum (Ta), the second conductive film is formed of W, the first conductive film is formed of tantalum nitride (TaN), There are combinations in which the second conductive film is made of Al, the first conductive film is made of tantalum nitride (TaN), and the second conductive film is made of Cu.
[0126]
The third insulating film 212 is formed using a silicon oxynitride film with a thickness of 100 to 200 nm. The third insulating film has a two-layer structure of an inorganic insulating film, the lower third insulating film is a silicon oxynitride film with a thickness of 100 to 200 nm, and the upper third insulating film has a thickness of 1 to 3 μm. It may be provided. Then, the upper third insulating film can be polished by CMP to planarize unevenness caused by the first conductive film 210 and the second conductive film 211.
[0127]
As the fourth insulating film 213 made of an organic insulating material, an acrylic resin film or a polyimide resin film is formed with a thickness of 1.8 μm. The third insulating film and the fourth insulating film function as an interlayer insulating film. Next, an etching process for forming a contact hole is performed.
[0128]
A Ti film is formed to a thickness of 50 to 150 nm, a contact is formed with the semiconductor film that forms the source or drain region of the island-shaped semiconductor film, and aluminum (Al) is stacked on the Ti film to a thickness of 300 to 400 nm. Then, a Ti film or a titanium nitride (TiN) film is formed to a thickness of 100 to 200 nm to form a three-layer structure. Then, source wirings 214 to 216 that form contacts with the source region of the island-shaped semiconductor film and drain wirings 217 to 219 that form contacts with the drain region are formed in the driver circuit portion.
[0129]
In the pixel portion, a second electrode 220, a gate wiring 221, a third electrode 222, and a second capacitor electrode 223 are formed. The second electrode 220 is electrically connected to the source wiring 224 and the first semiconductor film 207. The third electrode functions as a drain electrode. Although not shown, the gate wiring 221 is electrically connected to the gate electrode 225 through a contact hole. The third electrode 222 is electrically connected to the drain region of the first semiconductor film 207. The second capacitor electrode 223 is electrically connected to the second semiconductor film 208.
[0130]
Thereafter, a transparent conductive film is formed over the entire surface, and a pixel electrode 227 is formed by patterning processing and etching processing using a photomask. The pixel electrode 227 is formed over the fourth insulating film 213, and a portion overlapping the third electrode 222 and the second capacitor electrode 223 of the pixel TFT is provided to form a connection structure.
[0131]
The material of the transparent conductive film is indium oxide (In 2 O Three ) Or indium tin oxide alloy (In 2 O Three -SnO 2 ; ITO) or the like can be formed using a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like. Etching treatment of such a material is performed with a hydrochloric acid based solution. However, in particular, etching of ITO is likely to generate a residue, so in order to improve etching processability, an indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O Three —ZnO) may also be used. Since the indium oxide-zinc oxide alloy has excellent surface smoothness and thermal stability with respect to ITO, the corrosion reaction with Al in contact with the end face of the third electrode 222 can be prevented. Similarly, zinc oxide (ZnO) is also a suitable material, and zinc oxide (ZnO: Ga) to which gallium (Ga) is added to further increase the transmittance and conductivity of visible light can be used.
[0132]
In this manner, an active matrix substrate corresponding to a transmissive liquid crystal display device can be completed.
[0133]
As described above, the driver circuit portion including the n-channel TFT 230, the p-channel TFT 231, and the n-channel TFT 232, and the pixel portion including the pixel TFT 229 and the storage capacitor 228 can be formed over the same substrate. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.
[0134]
The n-channel TFT 230 in the driver circuit portion includes a channel formation region 240, a third impurity region 241 (GOLD region) overlapping with the conductive layer 210 forming the gate electrode, and a fourth impurity region 242 (outside of the gate electrode). LDD region) and a first impurity region 243 functioning as a source region or a drain region. The p-channel TFT 231 includes a channel formation region 237, a fifth impurity region 238 overlapping with the conductive layer 210 forming a gate electrode, and a sixth impurity region 239 functioning as a source region or a drain region. The n-channel TFT 232 includes a channel formation region 233, a third impurity region 234 (GOLD region) overlapping with the conductive layer 210 forming the gate electrode, and a fourth impurity region 235 (LDD region) formed outside the gate electrode. And a first impurity region 236 functioning as a source region or a drain region.
[0135]
The pixel TFT 229 in the pixel portion includes a channel formation region 244, a third impurity region 245 (GOLD region) overlapping with the conductive layer 228 forming the gate electrode, and a fourth impurity region 246 (LDD region) formed outside the gate electrode. ) And a first impurity region 247 functioning as a source region or a drain region. In addition, an impurity element imparting p-type conductivity is added to the second semiconductor film 208 functioning as one electrode of the storage capacitor 228. A storage capacitor is formed by the first capacitor electrode 226 and the insulating layer therebetween (the same layer as the gate insulating film).
[0136]
The cross section taken along the chain line AA ′ and the chain line BB ′ in FIG. 2 corresponds to the cross section taken along the chain line AA ′ and the chain line BB ′ in FIG.
[0137]
The active matrix substrate of this embodiment can be used for a transmissive liquid crystal display device. When a conductive film having light reflectivity is used as the pixel electrode instead of the transparent conductive film, the active matrix substrate of this embodiment can be used for a reflective liquid crystal display device. As the conductive film having light reflectivity, it is preferable to use aluminum, an aluminum alloy, or silver because the reflectance can be increased.
[0138]
In the active matrix substrate of this embodiment, the surface undulation of the first insulating film 201b caused by the undulation of the glass substrate is planarized by polishing by CMP. Since the first insulating film is a silicon oxynitride film and has a refractive index close to that of the glass substrate, the occurrence of interference fringes due to the difference in film thickness of the first insulating film after polishing can be suppressed. it can. In this embodiment, the refractive index of the silicon oxynitride film that is the first insulating film is 1.50, and the refractive index of # 1737 that is the substrate is 1.52. 0.02 And small. Thereby, surface reflection at the interface between the silicon oxynitride film and the glass substrate can be suppressed, and interference fringes resulting from the undulation of the surface of the glass substrate can be suppressed.
[0139]
【Example】
[Example 1]
Example 1 shows another manufacturing method of a crystalline semiconductor film for forming a TFT semiconductor film of the active matrix substrate described in the embodiment. In this embodiment, a crystallization method using a catalytic element disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-130652 can also be applied. An example in that case will be described below.
[0140]
In the same manner as in the embodiment, a first insulating film is formed with a thickness of 2.8 μm on a glass substrate, and the first insulating film is polished by CMP. The first insulating film is a silicon oxynitride film. Next, an amorphous semiconductor film is formed with a thickness of 25 to 80 nm. For example, an amorphous silicon film is formed with a thickness of 55 nm. Then, an aqueous solution containing 10 ppm of the catalyst element in terms of weight is applied by a spin coating method to form a layer containing the catalyst element. Catalyst elements include nickel (Ni), germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au). For the layer 170 containing the catalyst element, the layer of the catalyst element may be formed to a thickness of 1 to 5 nm by a sputtering method or a vacuum deposition method in addition to the spin coating method.
[0141]
In the crystallization step, first, heat treatment is performed at 400 to 500 ° C. for about 1 hour, so that the hydrogen content of the amorphous silicon film is 5 atom% or less. Then, using a furnace annealing furnace, thermal annealing is performed at 550 to 600 ° C. for 1 to 8 hours in a nitrogen atmosphere. Through the above steps, a crystalline semiconductor film made of a crystalline silicon film can be obtained.
[0142]
If an island-like semiconductor film is produced from the crystalline semiconductor film thus produced, an active matrix substrate can be completed as in the embodiment. However, when a catalytic element that promotes crystallization of silicon is used in the crystallization step, a small amount (1 × 10 10) is contained in the island-shaped semiconductor film. 17 ~ 1x10 19 atoms / cm Three Degree) catalyst element remains. Of course, it is possible to complete the TFT even in such a state, but it is more preferable to remove at least the remaining catalyst element from the channel formation region. One means for removing this catalytic element is a means that utilizes the gettering action of phosphorus (P).
[0143]
If there is a scratch on the surface to which the catalyst element is added, the catalyst element is segregated at the scratch, and the catalyst element remains even if gettering is performed by phosphorus. However, in the embodiment, the surface of the first insulating film is flattened by polishing the first insulating film by CMP using a fine polishing cloth to prevent defects due to scratches. For this reason, it is possible to prevent the catalyst element from remaining due to scratches on the surface to which the catalyst element is added and to exhibit good TFT characteristics.
[0144]
Further, when the glass substrate itself is polished, impurities contained in the glass substrate are eluted into the apparatus. In order to prevent contamination of the TFT due to impurities, an apparatus for polishing a glass substrate needs to specialize the object of polishing on the glass substrate or form a base film for the purpose of protection.
[0145]
In this embodiment, since the insulating film formed on the glass substrate is polished, the device is not contaminated by impurities eluted by polishing. For this reason, it is possible to use the polishing apparatus used in this embodiment for polishing an interlayer insulating film of a TFT or the like.
[0146]
[Example 2]
Embodiment 2 is characterized in that a conductive film is selectively formed over a substrate, a first insulating film is formed over the conductive film, and the first insulating film is polished by CMP to provide a semiconductor film. To do. This embodiment will be described with reference to FIGS.
[0147]
First, quartz glass is used as the substrate 600 having an insulating surface. A base film 601 is formed on the substrate. As the base film, a silicon oxide film is formed with a thickness of 10 nm to 250 nm.
[0148]
Next, a conductive film is formed as a light-shielding film over the base film, and patterning is performed, whereby the scanning line 602 is formed. This scanning line also functions as a light shielding film for protecting a semiconductor film to be formed later from light. Here, a stacked structure of a polysilicon film (film thickness of 50 nm) and a tungsten silicide (W—Si) film (film thickness of 100 nm) is used as the scanning line 602. The polysilicon film prevents contamination from the tungsten silicide to the substrate.
[0149]
Next, a first insulating film 603 covering the scan line 602 is formed with a thickness of 0.5 to 5 μm (preferably 1 to 5 μm). Here, a silicon oxynitride film with a thickness of 2800 nm is formed by a CVD method.
[0150]
Next, the first insulating film 603 is polished by CMP using SPP600AT manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd. A polishing cloth is pasted on a circular rotating surface plate having a diameter of 80 cm. As the polishing cloth, an IC1000 single layer made by Rodel Nitta Co. is used.
[0151]
As the slurry, ILD1300 manufactured by Rodel Nitta is used. The ILD 1300 is a colloidal solution in which aqueous colloidal silica is dispersed in an ammonia-based solution. The rotating surface plate rotates about the center of the rotating surface plate as a rotation axis. The rotation speed of the rotating platen is 30 rpm. Further, the rotating surface plate rotates three reciprocations in one minute in the horizontal direction while rotating.
[0152]
A circular metal polishing head having a diameter of 30 cm adsorbs the glass substrate in a vacuum. A wafer suction pad is provided between the glass substrate and the polishing head. As the wafer suction pad, NF200 manufactured by Rodel Nitta is used. The center of the polishing head is located between the center of the rotating surface plate and the circumference of the rotating surface plate. The polishing head is rotating at 30 rpm.
[0153]
300 gf / cm 2 The pressure is applied to the substrate and the substrate is pressed against the polishing cloth on the rotating surface plate. By changing the pressure of the polishing head, the polishing rate of the film to be polished can be adjusted.
[0154]
The polishing time is 1 to 2 minutes.
[0155]
Polishing of the first insulating film 603 can be performed using the polishing conditions of Embodiment 1. Also in this embodiment, the undulation depth of the surface of the first insulating film can be suppressed to 20 nm.
[0156]
Next, a first passivation film having a thickness of 100 nm is provided. The first passivation film 604 forms a silicon nitride film. The silicon nitride film functions as a passivation film that prevents impurities in the substrate from entering an amorphous semiconductor film described later.
[0157]
A film polished by CMP is not a silicon oxynitride film having a refractive index close to that of the substrate and the base film, out of the first insulating film 603 that is a silicon oxynitride film and the first passivation film 604 that is a silicon nitride film. should not. If the silicon nitride film is polished by CMP, a difference in film thickness due to the waviness of the substrate occurs in the silicon nitride film, and coloring corresponding to the difference in film thickness occurs. In addition, the interface between the silicon nitride film and the silicon oxynitride film reflects the waviness of the surface of the substrate, resulting in interference fringes caused by light reflected at the interface between the silicon nitride film and the silicon oxynitride film. .
[0158]
Next, an amorphous semiconductor film is formed with a thickness of 10 to 100 nm. Here, an amorphous silicon film (amorphous silicon film) having a thickness of 69 nm is formed by LPCVD. Next, the amorphous silicon film (amorphous silicon film) is crystallized using the technique described in JP-A-8-78329 as a technique for crystallizing the amorphous silicon film. The technology described in this publication is to selectively add a metal element that promotes crystallization to an amorphous silicon film, and to perform a heat treatment to form a crystalline silicon film that starts from the added region. is there. Here, nickel is used as a metal element for promoting crystallization, and heat treatment (600 ° C., 12 hours) for crystallization is performed after heat treatment (450 ° C., 1 hour) for dehydrogenation.
[0159]
Next, Ni is gettered from the region used as the active layer of the TFT. A region to be an active layer of the TFT is covered with a mask (silicon oxide film), phosphorus (P) is added to part of the crystalline silicon film, and heat treatment (600 ° C., 12 hours in a nitrogen atmosphere) is performed.
[0160]
Next, after removing the mask, patterning is performed to remove unnecessary portions of the crystalline silicon film, so that semiconductor films 605 (605a and 605b) are formed. The semiconductor films 605a and 605b are the same semiconductor film. Note that FIG. 8A is a top view of the pixel after the semiconductor film is formed. A scanning line 602 and a semiconductor film 605 are illustrated.
[0161]
Next, in order to form a storage capacitor, a resist is formed and phosphorus is doped into a part of the semiconductor film (a region to be a storage capacitor) 605b.
[0162]
Next, the resist is removed to form an insulating film that covers the semiconductor film. Thereafter, in order to increase the capacity of the storage capacitor, a resist is formed, and the insulating film over the semiconductor film 605b in the region to be the storage capacitor is thinned.
[0163]
Next, thermal oxidation is performed to form a second insulating film (gate insulating film) 606. By this thermal oxidation, the final film thickness of the gate insulating film becomes 80 nm. Note that the thickness of the insulating film in the region serving as the storage capacitor is preferably 40 to 50 nm.
[0164]
Next, channel doping in which a p-type or n-type impurity is added at a low concentration in a region to be a channel region of the TFT is performed over the entire surface or selectively. This channel doping process is a process for controlling the TFT threshold voltage. Here, diborane (B 2 H 6 Boron is added by ion doping that is plasma-excited without mass separation. Of course, an ion plantation method that performs mass separation may be used.
[0165]
Next, the second insulating film is etched to form a contact hole reaching the scanning line.
[0166]
Next, a conductive film is formed and patterned to form a first electrode (gate electrode) 607a and a capacitor wiring 607b. Here, a stacked structure of a silicon film doped with phosphorus (film thickness 150 nm) and tungsten silicide (film thickness 150 nm) is used. Note that the first storage capacitor is formed of the capacitor wiring 607b and a part of the semiconductor film 605b using the second insulating film 606 as a dielectric.
[0167]
Note that FIG. 8B is a top view of the pixel after the gate electrode and the capacitor wiring are formed. The first electrode (gate electrode) 607 a is electrically connected to the scanning line 602 through the contact hole 801. A region where the semiconductor film 605 and the capacitor wiring 607b overlap with each other with the second insulating film interposed therebetween functions as a storage capacitor.
[0168]
Next, phosphorus is added at a low concentration in a self-aligning manner using the gate electrode and the capacitor wiring as a mask. The concentration of phosphorus in this low concentration region is 1 × 10 16 ~ 5x10 18 atoms / cm Three , Typically 1 × 10 16 ~ 5x10 18 atoms / cm Three Adjust so that
[0169]
Next, a resist is formed, and phosphorus is added at a high concentration using the resist as a mask to form a high-concentration impurity region serving as a source region or a drain region. The phosphorus concentration in this high concentration impurity region is 1 × 10 20 ~ 1x10 twenty one atoms / cm Three , Typically 2 × 10 20 ~ 5x10 20 atoms / cm Three Adjust so that Note that in the semiconductor film, a region overlapping with the gate electrode serves as a channel region, and a region covered with the resist serves as a low concentration impurity region and functions as an LDD region. Then, after adding impurities, the resist is removed.
[0170]
Next, although not shown here, in order to form a p-channel TFT used for a driver circuit formed over the same substrate as the pixel, a region that becomes an n-channel TFT is covered with a resist, and boron is added to form a source region. Alternatively, a drain region is formed.
[0171]
Next, after removing the resist, a second passivation film 608 is formed to cover the first electrode (gate electrode) 607a and the capacitor wiring 607b. Here, a silicon oxide film is formed with a thickness of 70 nm. Next, a heat treatment process for activating n-type or p-type impurities added to the semiconductor film at respective concentrations is performed. Here, heat treatment is performed at 950 ° C. for 30 minutes.
[0172]
Next, a third insulating film 609 made of an inorganic material is formed. The third insulating film functions as an interlayer insulating film. In this embodiment, a silicon oxynitride film is formed with a thickness of 800 to 3000 nm. Of course, the third insulating film can be polished by CMP to form a flat surface. Since the first insulating film has already been polished by CMP to form a flat surface, even if the third insulating film is polished by CMP, the difference in film thickness due to the waviness of the surface of the substrate is caused by CMP polishing. It does not occur in the third insulating film later.
[0173]
Next, after forming a contact hole reaching the semiconductor film, a second electrode 611 and a signal line 609 are formed. In this embodiment, the electrode and the signal line are a laminated film having a four-layer structure in which a Ti film is 60 nm, a TiN film is 40 nm, an aluminum film containing Si is 300 nm, and a TiN film 100 nm is continuously formed by sputtering.
[0174]
Note that FIG. 9A shows a top view of the pixel after forming the second electrode and the signal line. The signal line 610 is electrically connected to the semiconductor film through the contact hole 802. The second electrode 611 is electrically connected to the semiconductor film through the contact hole 803. A cross-sectional view of the pixel portion formed through the above steps is illustrated in FIG. A cross section obtained by cutting FIG. 9A along a chain line EE ′ and a chain line FF ′ is shown in the cross-sectional view of FIG.
[0175]
Next, hydrogenation treatment is performed at 350 ° C. for 1 hour.
[0176]
Next, a fourth insulating film 612 made of an organic resin material is formed. The fourth insulating film functions as an interlayer insulating film. Here, an acrylic resin film having a thickness of 1.0 μm is used. Next, a light-shielding conductive film is formed to a thickness of 100 nm over the interlayer insulating film, so that the light-shielding layer 613 is formed.
[0177]
Next, a fifth insulating film 614 is formed with a thickness of 100 nm. As the fifth insulating film, a silicon oxynitride film with a thickness of 100 nm to 300 nm is formed.
[0178]
Next, a contact hole reaching the electrode is formed. Next, after forming a 100 nm transparent conductive film (here, indium tin oxide (ITO) film), patterning is performed to form a pixel electrode. The distance between the first pixel electrode 615 and the second pixel electrode 616 is 2.0 μm.
[0179]
Note that the second storage capacitor 618 can be formed using the pixel electrode and the light-shielding film 613 as electrodes and the fifth insulating film 614 as a dielectric. As a result, two storage capacitors, the first storage capacitor 617 and the second storage capacitor, are formed in one pixel.
[0180]
A top view of the pixel portion after the pixel electrode is formed is shown in FIG. The second electrode 610 and the pixel electrode are electrically connected through the contact hole 804. FIG. 10B shows a cross section obtained by cutting the top view of FIG. 10A along a chain line EE ′ and a chain line FF ′.
[0181]
The substrate manufactured through the above steps is referred to as an active matrix substrate in this specification.
[0182]
This example is an example, and it is needless to say that the process is not limited to the process of this example. For example, as each conductive film, a conductive film made of tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), or silicon (Si) may be used.
[0183]
The active matrix substrate of this embodiment can be used for a transmissive liquid crystal display device. Note that when a conductive film having a function of reflecting light is used as the pixel electrode instead of the transparent conductive film, the active matrix substrate of this embodiment can be used for a reflective liquid crystal display device.
[0184]
In addition, the refractive index of quartz glass used as the substrate 600 in this embodiment is 1.45, the refractive index of the silicon oxide film used as the base film 601 is 1.47, and the oxynitriding used as the first insulating film 603a. The refractive index of the silicon film is 1.50. Since the difference in refractive index between the first insulating film polished by CMP, the substrate, and the base film provided between the first insulating film and the substrate is 0.05 or less, the surface of the substrate It is possible to prevent the incident light from being reflected on the surface along the undulation, and to prevent the occurrence of interference fringes due to the undulation of the surface of the substrate.
[0185]
Of course, the active matrix substrate of this embodiment can also be applied to a display device using OLEDs. The light emitting layer may be either a low molecular material or a high molecular material. When a low molecular material is used, a vapor deposition method is used. When a high molecular material is used, a spin coating method, a printing method, an ink jet method, or the like is used. In this embodiment, the pixel electrode made of the ITO film is used as an anode, a light emitting layer is stacked on the anode, and a material such as MgAg or LiF is stacked on the light emitting layer as a cathode. If the active matrix substrate of this embodiment is used, a TFT element for driving an OLED can be formed on the surface of an insulating film with small undulation and surface roughness. Can be reduced and good display quality can be secured.
[0186]
[Example 3]
In this example, a process for manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrate described in the embodiment will be described below. FIG. 3 is used for the description.
[0187]
First, an active matrix substrate is obtained according to the embodiment.
[0188]
Next, a transparent electrode 501 made of a transparent conductive film is formed over the light-transmitting substrate 500. The substrate having the above structure is referred to as a counter substrate in this embodiment.
[0189]
Next, an alignment film 502 is formed over the active matrix substrate and the counter substrate, and a rubbing process is performed. Further, spherical spacers (not shown) made of resin or inorganic material are sprayed. Of course, a photosensitive resin may be formed by patterning.
[0190]
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driver circuit are formed and the counter substrate are attached to each other with a sealant 503. A filler is mixed in the sealing material, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval. The cell gap of the pixel portion is 4.5 μm.
[0191]
Thereafter, a liquid crystal material 504 is injected between both the substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used for the liquid crystal material 1003. If necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is divided into a desired shape. Furthermore, a polarizing plate or the like was appropriately provided using a known technique. And FPC was affixed using the well-known technique. In this way, an active matrix liquid crystal display device is completed.
[0192]
This embodiment can be combined with Embodiment 1 or Embodiment 2.
[0193]
[Example 4]
The liquid crystal display device formed by implementing any one of Embodiments 1 to 3 can be used for various electro-optical devices. That is, the present invention can be applied to all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.
[0194]
Such electronic devices include video cameras, digital cameras, projectors, head-mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.), etc. Can be mentioned. Examples of these are shown in FIGS.
[0195]
FIG. 5A illustrates a personal computer, which includes a main body 2001, an image input portion 2002, a display portion 2003, a keyboard 2004, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2003.
[0196]
FIG. 5B illustrates a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, an image receiving portion 2106, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2102.
[0197]
FIG. 5C illustrates a mobile computer, which includes a main body 2201, a camera unit 2202, an image receiving unit 2203, an operation switch 2204, a display unit 2205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2205.
[0198]
FIG. 5D illustrates a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302, an arm portion 2303, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2302.
[0199]
FIG. 5E shows a player using a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display portion 2402, a speaker portion 2403, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (Digital Versatile Disc), CD, or the like as a recording medium, and can perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 2402.
[0200]
FIG. 5F illustrates a digital camera, which includes a main body 2501, a display portion 2502, an eyepiece portion 2503, an operation switch 2504, an image receiving portion (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 2502.
[0201]
FIG. 6A illustrates a front projector, which includes a projection device 2601, a screen 2602, and the like. The present invention can be applied to a liquid crystal display device 2808 that constitutes a part of the projection device 2601.
[0202]
FIG. 6B shows a rear projector, which includes a main body 2701, a projection device 2702, a mirror 2703, a screen 2704, and the like. The present invention can be applied to a liquid crystal display device 2808 that constitutes a part of the projection device 2702.
[0203]
FIG. 6C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 6A and 6B. The projection devices 2601 and 2702 include a light source optical system 2801, mirrors 2802 and 2804 to 2806, a dichroic mirror 2803, a prism 2807, a liquid crystal display device 2808, a phase difference plate 2809, and a projection optical system 2810. Projection optical system 2810 includes an optical system including a projection lens. Although the present embodiment shows a three-plate type example, it is not particularly limited, and for example, a single-plate type may be used. In addition, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, an IR film, or the like in the optical path indicated by an arrow in FIG. Good.
[0204]
FIG. 6D illustrates an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, lens arrays 2813 and 2814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system illustrated in FIG. 6D is an example and is not particularly limited. For example, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, or an IR film in the light source optical system.
[0205]
However, the projector shown in FIG. 6 shows a case where a transmissive electro-optical device is used, and an application example of the reflective electro-optical device is not shown.
[0206]
FIG. 7A illustrates a mobile phone, which includes a main body 2901, an audio output portion 2902, an audio input portion 2903, a display portion 2904, operation switches 2905, an antenna 2906, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2904.
[0207]
FIG. 7B illustrates a portable book (electronic book), which includes a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, an antenna 3006, and the like. The present invention can be applied to the display portions 3002 and 3003.
[0208]
FIG. 7C illustrates a display, which includes a main body 3101, a support base 3102, a display portion 3103, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3103.
[0209]
As described above, the application range of the present invention is extremely wide and can be applied to electronic devices in various fields. Moreover, the electronic device of a present Example is realizable even if it uses the structure which consists of what combination of Examples 1-3.
[0210]
As described above, the application range of the present invention is extremely wide and can be applied to electronic devices in various fields.
[0211]
【The invention's effect】
The glass substrate has irregularities due to undulations and scratches on the substrate itself. There are various electrical and optical problems just by flattening the interlayer insulating film. For example, interference fringes due to the undulation of the glass substrate occur, and the change in the film thickness of the interlayer film due to the undulation of the glass substrate occurs. Therefore, in the present invention, the insulating film having a refractive index close to that of the glass substrate provided in contact with the glass substrate is subjected to CMP polishing, thereby solving the electrical and optical problems, and achieving high integration corresponding to the multilayer wiring. A structure and a manufacturing method of a possible semiconductor device are provided.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an active matrix substrate of Example 1. FIG.
2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the active matrix substrate of Example 1. FIG.
3 is a top view showing a pixel portion of the active matrix substrate of Embodiment 1. FIG.
4 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device of Example 4. FIG.
FIG. 5 illustrates an example of an electronic apparatus according to a fifth embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an electronic apparatus according to a fifth embodiment.
7 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus according to Embodiment 5. FIG.
8 is a top view showing a manufacturing process of an active matrix substrate of Example 3. FIG.
9A and 9B are a top view and a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an active matrix substrate of Example 3. FIGS.
10A and 10B are a top view and a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an active matrix substrate of Example 3. FIGS.
11 is a perspective view showing an apparatus used for polishing by CMP according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing an active matrix substrate.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for manufacturing an active matrix substrate.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing an active matrix substrate.
FIG. 15 is a diagram showing the undulation of the surface of a conventional borosilicate glass and interference fringes resulting therefrom.
FIG. 16 is a diagram showing the undulation of the surface of a conventional glass substrate and interference fringes resulting therefrom.
17 is a cross-sectional view showing warpage before and after forming an insulating film on a substrate of the present invention. FIG.

Claims (8)

ガラス基板に接して絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜をCMPにより研磨し、
前記絶縁膜は、前記ガラス基板と屈折率が近く、前記ガラス基板と前記絶縁膜との屈折率の差は、0.05以下であり、
前記研磨の際に、回転定盤上の研磨布と、前記研磨布の上方の研磨ヘッドとで前記ガラス基板を挟み、前記ガラス基板にかける圧力を200gf/cm以上400gf/cm以下にすることを特徴とする基板の作製方法。
Form an insulating film in contact with the glass substrate,
Polishing the insulating film by CMP,
The insulating layer, the glass substrate and the refractive index is close, the difference in refractive index between the glass substrate and the insulating film state, and are 0.05 or less,
During the polishing, the glass substrate is sandwiched between a polishing cloth on a rotating surface plate and a polishing head above the polishing cloth, and a pressure applied to the glass substrate is set to 200 gf / cm 2 or more and 400 gf / cm 2 or less. A method for manufacturing a substrate characterized by the above.
請求項1において、前記絶縁膜は、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜であることを特徴とする基板の作製方法。  2. The method for manufacturing a substrate according to claim 1, wherein the insulating film is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film. ガラス基板に接して絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜をCMPにより研磨し、
前記研磨された絶縁膜上にトランジスタを形成し、
前記絶縁膜は、前記ガラス基板と屈折率が近く、前記ガラス基板と前記絶縁膜との屈折率の差は、0.05以下であり、
前記研磨の際に、回転定盤上の研磨布と、前記研磨布の上方の研磨ヘッドとで前記ガラス基板を挟み、前記ガラス基板にかける圧力を200gf/cm以上400gf/cm以下にすることを特徴とする表示装置の作製方法。
Form an insulating film in contact with the glass substrate,
Polishing the insulating film by CMP,
Forming a transistor on the polished insulating film;
The insulating layer, the glass substrate and the refractive index is close, the difference in refractive index between the glass substrate and the insulating film state, and are 0.05 or less,
During the polishing, the glass substrate is sandwiched between a polishing cloth on a rotating surface plate and a polishing head above the polishing cloth, and a pressure applied to the glass substrate is set to 200 gf / cm 2 or more and 400 gf / cm 2 or less. A method for manufacturing a display device.
請求項において、前記絶縁膜は、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜であることを特徴とする表示装置の作製方法。4. The method for manufacturing a display device according to claim 3 , wherein the insulating film is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film. ガラス基板に接して第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜をCMPにより研磨し、
前記研磨された第1の絶縁膜上に、半導体膜、ゲート絶縁膜、及びゲート電極を有するトランジスタを形成し、
前記ゲート電極上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜をCMPにより研磨し、
前記第1の絶縁膜は、前記ガラス基板と屈折率が近く、前記ガラス基板と前記第1の絶縁膜との屈折率の差は、0.05以下であり、
前記第1の絶縁膜の研磨の際に、回転定盤上の研磨布と、前記研磨布の上方の研磨ヘッドとで前記ガラス基板を挟み、前記ガラス基板にかける圧力を200gf/cm以上400gf/cm以下にすることを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a first insulating film in contact with the glass substrate;
Polishing the first insulating film by CMP;
Forming a transistor having a semiconductor film, a gate insulating film, and a gate electrode over the polished first insulating film;
Forming a second insulating film on the gate electrode;
Polishing the second insulating film by CMP;
The first insulating film, the difference in refractive index between the glass substrate and the refractive index is near, the said glass substrate first insulating film state, and are 0.05 or less,
When polishing the first insulating film, the glass substrate is sandwiched between a polishing cloth on a rotating surface plate and a polishing head above the polishing cloth, and a pressure applied to the glass substrate is 200 gf / cm 2 or more and 400 gf. / Cm 2 or less, A method for manufacturing a display device.
請求項において、前記第1の絶縁膜は、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜であることを特徴とする表示装置の作製方法。6. The method for manufacturing a display device according to claim 5 , wherein the first insulating film is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film. ガラス基板上に遮光性を有する膜を選択的に形成し、
前記遮光性を有する膜を覆うように絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜をCMPにより研磨し、
前記研磨された絶縁膜上に、半導体膜を形成し、
前記絶縁膜は、前記ガラス基板と屈折率が近く、前記ガラス基板と前記絶縁膜との屈折率の差は、0.05以下であり、
前記研磨の際に、回転定盤上の研磨布と、前記研磨布の上方の研磨ヘッドとで前記ガラス基板を挟み、前記ガラス基板にかける圧力を200gf/cm以上400gf/cm以下にすることを特徴とする表示装置の作製方法。
Selectively forming a light-shielding film on a glass substrate;
Forming an insulating film so as to cover the light-shielding film;
Polishing the insulating film by CMP,
Forming a semiconductor film on the polished insulating film;
The insulating layer, the glass substrate and the refractive index is close, the difference in refractive index between the glass substrate and the insulating film state, and are 0.05 or less,
During the polishing, the glass substrate is sandwiched between a polishing cloth on a rotating surface plate and a polishing head above the polishing cloth, and a pressure applied to the glass substrate is set to 200 gf / cm 2 or more and 400 gf / cm 2 or less. A method for manufacturing a display device.
請求項において、前記絶縁膜は、酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜であることを特徴とする表示装置の作製方法。8. The method for manufacturing a display device according to claim 7 , wherein the insulating film is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film.
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