KR20010085263A - 반사형 액정 표시 장치용 모듈, 그 제조 방법 및 반사형액정 표시 장치 - Google Patents

반사형 액정 표시 장치용 모듈, 그 제조 방법 및 반사형액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사 전극 간의 간극을 절연물로 매립하고, 반도체 칩 모듈의 표면을 평탄화하여 표시 품질이 양호한 반사형 액정 표시 장치를 제공한다.
실리콘 기판(11)에 MOS 트랜지스터, 절연막(14, 15, 18, 19) 및 접속 플래그(16a, 20a)를 형성하고, 절연막(19)의 표면을 CMP 연마한 후, 반사 전극(21)을 형성한다. 그 후, 반사 전극(21) 상에 커버막(22)으로서 SiN막을 형성한다. 다음에 커버막(22) 상에 SOG를 도포하여, 반사 전극(21) 간의 간극을 SOG막(23)으로 매립한다. 이어서 커버막(22)을 스토퍼로서 SOG막(23)을 CMP 연마하고, 표면을 평탄화한다.

Description

반사형 액정 표시 장치용 모듈, 그 제조 방법 및 반사형 액정 표시 장치{MODULE FOR REFLECTION TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND REFLECTION TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 반도체 기판에 스위칭 소자와 반사 전극을 형성하고, 이 반도체 기판과 코몬 전극 사이에 액정을 봉입한 반사형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치용 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근년 헤드마운트 디스플레이나 투사형 디스플레이로서, 실리콘 칩·베이스드 액정으로 일컬어지는 반사형 액정 표시 장치가 주목되고 있다.
도1은 실리콘 칩·베이스드 액정을 사용한 반사형 액정 표시 장치의 원리를 나타낸 모식도, 도2는 똑 같이 그 반사형 액정 표시 장치의 구성을 나타낸 조립도이다.
이 반사형 액정 표시 장치는 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이오드에 의해서 구성된 광원(51)과, 편광자(polarizer)(52) 및 검광자(analyzer)(53)와, LCOS(Liquid Crystal On Silicon) 유닛(54)에 의해서 구성된다.
LCOS 유닛(54)은 도2에 나타낸 것과 같이 매트릭스상으로 배열된 미소한 반사 전극(61), 및 CMOS(도시하지 않음) 등의 소자가 형성된 실리콘 칩 모듈(54a)과, 이 실리콘 칩 모듈(54a) 위에 배치되는 액정 패널(54b)에 의해서 구성된다. 또 액정 패널 (54b)는 시일(66)과, 유리 기판 (67)과, 그들 사이에 봉입된 액정층(68)에 의해서 구성되어 있다. 유리 기판(67)의 하면측에는 투명 도전 재료로 되는 코몬 전극(67a)이 형성되어 있다.
도3은 실리콘 칩 모듈(54a)의 모식적 평면도이다. 이 도3에 나타낸 것과 같이, 실리콘 칩 모듈(54a)에는 알루미늄 합금에 의해서 형성된 다수의 미소한 반사 전극(61)이 매트릭스상으로 배열하여 형성되어 있다. 또 각 반사 전극(61)마다 MOS 트랜지스터(스위칭 소자)(62)가 형성되어 있다. 가로 방향으로 나란히 배열되는 MOS 트랜지스터(62)의 게이트 전극은 동일한 게이트 버스라인(3b)에 접속되고, 세로 방향으로 나란히 배열되는 MOS 트랜지스터(62)의 드레인은 동일한 데이터 버스라인(76b)에 접속되어 있다. 또 MOS 트랜지스터(62)의 소스는 반사 전극(61)에 접속되어 있다.
도4는 실리콘 칩 모듈(54a)의 단면도이다. 실리콘 기판(71)에는, 게이트 전극(73a), 소스(72a) 및 드레인(72b)에 의해서 구성되는 MOS 트랜지스터가 형성되어있다. 또 도3에 나타낸 게이트 버스라인(73b)은 게이트 전극(73a)과 같은 배선층에 형성되어 있다.
실리콘 기판(71) 위에는 층간 절연막(74)이 형성되어 있고, 이 층간 절연막(74) 상에는 중간 배선(76a) 및 데이터 버스라인(76b)이 형성되어 있다. 층간 절연막(74)에는 복수의 접속 플래그(75a)가 매립되어 있고, 이들의 접속 플래그(75a)를 거쳐서, 중간 배선(76a)은 MOS 트랜지스터의 소스(72a)에 접속되고, 데이터 버스라인(76b)은 MOS 트랜지스터의 드레인(72b)에 접속되어 있다.
중간 배선(76a) 및 데이터 버스라인(76b) 위에는 층간 절연막(77)이 형성되어 있다. 그리고 층간 절연막(77) 위에는 반사 전극(61)이 형성되어 있다. 층간 절연막(77)에는 복수의 접속 플래그 (78a)이 매립되어 있고, 반사 전극(61)은 접속 플래그(78a), 중간 배선(76a) 및 접속 플래그(75a)를 거쳐서 MOS 트랜지스터의 소스(72a)에 전기적으로 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 도1에 나타낸 것과 같이 광원(51)으로부터 출력된 광은 편광자(52)를 통해서 통할 때에 진동 방향이 한 방향으로 가지런히 된다. 편광자(52)를 통한 편광광이 LCOS 유닛(54)의 액정 패널(54b)을 통해서 반사 전극(61)에 도달하고, 반사 전극(61)에서 반사된 광은 재차 액정 패널(54b)을 통하여 검광자(53)를 향한다. 예를 들면 액정 패널(54b)이 TN(Twisted Nematic)모드인 경우, 반사 전극(61)과 코몬 전극(67a) 사이에 전압을 인가하지 않은 상태에서는 반사 전극(61)으로부터 액정 패널(54b)을 통과하는 사이에 광의 진동 방향이 일정한 각도만큼 뒤틀린다. 한편 반사 전극(61)과 코몬전극(67a) 사이에 충분히 높은 전압을 인가하면, 반사 전극(61)에서 액정 패널(54b)을 통과할 때까지 사이에 광의 진동 방향은 거의 변화하지 않는다. 이 때문에 전압 무인가시에 광이 차단되도록 편광자(52)와 검광자(53)를 배치하면, 전압을 인가함으로써 광이 투과하도록 된다. 각 반사 전극(61a)마다 인가 전압을 제어함으로써, 소망하는 화상이 표시된다.
그런데 상술한 구조의 반사형 액정 표시 장치의 경우, 반사 전극(61)의 표면이 평탄해야 하는 것이 중요하다. 이 때문에 반사 전극(61)을 형성하기 전에 층간 절연막(77)의 표면을 연마(예를 들면CMP : Chemical Mechanical Polishing : 화학 기계 연마)하여, 평탄화하고 있다.
그러나 본원 발명자 등은 상술한 종래의 반사형 액정 표시 장치에는, 이하에 나타낸 문제점이 있다고 생각한다. 즉 실리콘 칩 모듈(54a)의 표면에는 반사 전극(61)의 두께에 상당하는 凹凸이 있다. 이 때문에 반사 전극(61)간의 간극에 공기가 들어가면 유전율이 산포되어서, 색조불량 등의 원인으로 된다. 이것을 방지하기 위해서 반사 전극을 형성한 후, SOG(spin On Glass)를 도포하거나 플라즈마 산화막을 퇴적하는 등의 방법에 의해서 반사 전극간의 간극에 절연재료를 매립하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 반사 전극 위에 SOG와 같은 절연물이 부착되면, 반사 전극과 액정과의 간격이 불균일하게 되어 색조불량의 원인으로 된다.
반사 전극 위에 부착된 절연물을 에칭에 의해서 제거하는 것도 생각할 수 있으나, 절연물을 에칭할 때에 반사 전극의 표면이 부식되어 광반사 효율이 저하되고만다.
본 발명의 목적은 반사 전극간의 간극을 절연물로 매립하고, 또 반도체 칩 모듈의 표면을 평탄화하고, 표시 품질이 양호한 반사형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치용 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
도1은 실리콘 칩·베이스드 액정을 사용한 반사형 액정 표시 장치의 원리를 나타낸 모식도.
도2는 똑 같이 그 반사형 액정 표시 장치의 구성을 나타낸 조립도.
도3은 실리콘 칩 모듈을 나타낸 모식적 평면도.
도5는 본 발명의 제1실시예의 반사형 액정 표시 장치의 실리콘 칩 모듈의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도6은 본 발명의 제1실시예의 실리콘 칩 모듈의 모식적 상면도.
도7은 본 발명의 제1실시예의 반사형 액정 표시 장치의 조립도.
도8은 본 발명의 제2실시예의 반사형 액정 표시 장치의 실리콘 칩 모듈의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도9는 본 발명의 제3실시예의 반사형 액정 표시 장치의 실리콘 칩 모듈의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도10은 본 발명의 제4실시예의 반사형 액정 표시 장치의 실리콘 칩 모듈의 제조 방법을 나타낸 단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
10, 54a…실리콘 칩 모듈,
11, 71…실리콘 기판,
12a, 72a…소스,
12b, 72b…드레인,
13a, 73a…게이트 전극,
13b, 63…게이트 버스라인,
14, 18, 41, 42…HDP막,
15, 19…플라즈마 산화막,
15a…콘택트 홀,
16…W(텅스텐)막,
16a, 20a, 75a, 78a…접속 플래그,
17, 44…도전막,
17a, 76a…중간 배선,
17b, 73b…데이터 버스라인,
21, 61…반사 전극,
22, 45a…커버막,
22, 46…SOG막
30, 54b…액정 패널,
32, 66…시일재,
33, 67…유리 기판,
33a, 67a…코몬 전극,
34, 68…액정,
43…레지스트막,
45…TiN막
51…광원,
52…편광자,
53…검광자,
54…LCOS 유닛,
74, 77…층간 절연막.
본 발명의 반사형 액정 표시 장치용 모듈은 반도체 기판에 형성된 복수의 스위칭 소자와, 상기 반도체 기판 위에 형성된 제1절연막과, 상기 절연막 상에 형성되고, 상기 절연막에 매립된 접속 플래그를 거쳐서 상기 스위칭 소자에 각각 전기적으로 접속된 복수의 반사 전극과, 상기 반사 전극간의 간극에 매립되어서 표면의 평탄성을 확보하는 제2절연막을 갖는다.
본 발명에 있어서는 반사 전극간의 간극에 제2절연막이 매립되어 있고, 이 제2절연막에 의해서 모듈 표면의 평탄성이 확보되어 있다. 이에 의해서 이 제2절연막에 의해서 모듈 표면의 평탄성이 확보되어 있다. 이에 의해서 양호한 표시 특성을 얻을 수 있다.
또 본 발명의 반사형 액정 표시 장치용 모듈의 제조 방법은 반도체 기판에 복수의 스위칭 소자를 형성하는 스위칭 소자 형성 공정과, 반도체 기판 위에 제1절연막을 형성하는 제1절연막 형성 공정과, 상기 제1절연막에 매립되어서 상기 스위칭 소자와 접속된 접속 플래그를 형성하는 접속 플래그 형성 공정과, 상기 제1절연막 위에 상기 접속 플래그를 거쳐서 상기 스위칭 소자에 전기적으로 접속된 복수의 반사 전극을 형성하는 반사 전극 형성 공정과, 상기 반도체 기판의 위에 상기 반사전극간의 간극을 매립하는 제2절연막을 형성하는 제2절연막 형성 공정과, 상기 제2절연막을 화학 기계 연마하는 화학 기계 연마공정을 갖는다.
본 발명에 있어서는 반사 전극을 형성한 후, 반사 전극간의 간극을 제2절연막에 의해서 매립한다. 그리고 이 제2절연막을 화학 기계 연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing)하여 표면을 평탄화한다. 이에 의해서 반사 전극과 액정과의 간격이 균일화되어 양호한 표시 특성이 얻어진다.
이 경우에 반사 전극 위에 예를 들면 질화실리콘(SiN) 또는 산화질화실리콘(SiON)으로 되는 커버막을 형성하고, 이 커버막을 스토퍼로서 제2절연막을 CMP연마하면, 반사 전극이 연마되는 것을 방지할 수 있다. 제2절연막을 SOG 또는 고밀도 플라즈마(HDP : High Density Plasma)로 형성한 경우, SiN 및 SiON은 이들 절연막보다 경도가 높기 때문에, CMP연마시의 스토퍼로서 사용할 수 있다. 또 이 커버막에 의해서 반사 전극의 산화가 방지되어, 장기간에 걸쳐서 양호한 반사특성이 유지된다.
커버막을 질화티탄(TiN) 또는 티탄(Ti)에 의해서 형성한 경우에도, 커버막을 CMP연마할 때의 스토퍼로서 사용할 수 있다. 다만 이 경우는 커버막의 투명 도가 낮기 때문에 CMP연마 후에 커버막을 제거하는 것이 필요하다.
실시예
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하겠다.
(제1실시예)
도5a∼도5o는 본 발명의 제1실시예의 반사형 액정 표시 장치의 실리콘 칩 모듈의 제조 방법을 공정 순으로 나타낸 단면도이다. 또 도6은 마찬가지로 그 방법에 의해서 제조된 실리콘 칩 모듈의 모식적 상면도, 도7은 본 실시예의 반사형 액정 표시 장치의 구성을 나타낸 조립도이다.
우선 공지의 반도체 집적 회로의 제조 기술을 사용하여, 도5a에 나타낸 것과 같이 실리콘 기판(11)에 소정의 MOS 트랜지스터(CMOS)를 형성한다. 즉 실리콘 기판(11) 위에 절연막을 거쳐서 게이트 전극(13a) 및 게이트 버스라인(13b)을 형성하고, 게이트 전극(13a)의 양측부분의 실리콘 기판(11)에 불순물을 도입하여, 소스(12a) 및 드레인(12b)을 형성한다.
다음에 HDP(High Density Plasma)법에 의해서, 실리콘 기판(11)의 상측 전면에 HDP막(산화실리콘막)(14)을 약800nm의 두께로 형성한다. 그 후 희생막으로서 플라즈마 CVD법에 의해서 플라즈마 산화막(산화실리콘)(15)을 약1300nm의 두께로 형성한다. 또 HD법에 의한 HDP막(14)의 형성시의 조건으로서는, 예를 들면 SiH4가스, Ar가스 및 O2가스를 사용하고, 압력이 10m Torr, LF파워가 3000W, HF파워가 2100W, 온도가 350℃이다. 또 SiH4가스의 유량은 80sccm, Ar가스의 유량은 440sccm, O2가스의 유량은 115sccm이다.
본 실시예에서는 HDP막(14)과 플라즈마 산화막(15)을 적층하여 층간 절연막으로 하고 있으나, HDP막 또는 플라즈마 산화막만으로 층간 절연막을 구성하여도 좋다. 또 플라즈마 산화막을 약500nm의 두께로 형성하고, 또 SOG를500nm의 두께로 도포하여 큐어한 후, 플라즈마 산화막을 1000nm의 두께로 형성하여 층간 절연막으로 하여도 좋다.
다음에 도5b에 나타낸 것과 같이 플라즈마 산화막(15) (또는 HDP막(14))을 CMP연마하여 표면을 평탄화한다. 이 때 게이트 전극(13a) 및 게이트 버스라인(13b) 위의 절연막의 두께(HDP막(14) 및 산화실리콘막(15)의 합계의 두께)은 약1000nm가 되도록 한다.
다음에 플라즈마 산화막(15) 위에 콘택트 홀 형성용의 레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다. 그리고 이 레지스트막을 에칭 마스크로서 플라즈마 산화막(15) 및 HDP막(14)을 에칭하여, 도5c에 나타낸 것과 같이 MOS 트랜지스터의 소스(12a) 및 드레인(12b)에 도달하는 콘택트 홀(15a)을 형성한다. 그 후 에칭 마스크로서 사용한 레지스트막을 박리한다.
다음에 스패터법에 의해서 실리콘 기판(11)의 상측 전면에, 글루-레이어(Glu-layer)로서 TiN막(도시하지 않음)을 약50nm의 두께로 형성하고, 도5d에 나타낸 것과 같이 TiN막의 위에 콘택트 홀(15a)이 매립될 때까지 W(텅스텐)을 퇴적하여 W막(16)을 형성한다. 이 때 플라즈마 산화막(15) 상의 W막(16)의 두께는 약400nm로 되도록 한다.
그 후 도5e에 나타낸 것과 같이 플라즈마 산화막(15) 상의 W막(16) 및 TiN막을, CMP연마에 의해서 제거한다. 이에 의해서 콘택트 홀(15a) 내에 매립된 접속 플래그(16a)가 형성된다. 또 플라즈마 산화막(15) 상의 TiN막 및 W막을 에치백에 의해서 제거하여도 좋다. 그러나 에치백으로는 콘택트 홀(15a)의 상부에서 리세스(recess)가 발생하고, 그 위에 형성되는 도전막의 평탄성을 열화시킬 우려가있으므로, 상술한 바와 같이 CMP연마에 의해서 표면을 평탄화하는 것이 바람직하다.
다음에 도5f에 나타낸 것과 같이 실리콘 기판(11)의 상측 전면에 Ti를 40nm, TiN을 30nm, AlCu를 500nm, Ti를 5nm, TiN을 100nm의 두께로 순차 적층하여 도전막(17)을 형성한다. 다만 도전막의 재료는 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 도전 재료를 사용할 수 있다.
그 후 포토리소그래피에 의해서 도전막(17)을 패터닝하고, 도5g에 나타낸 것과 같이 MOS 트랜지스터의 소스(12a)에 전기적으로 접속한 중간 배선(17a)과, 드레인(12b)에 전기적으로 접속한 데이터 버스라인(17b)을 동시에 형성한다.
다음에 도5h에 나타낸 것과 같이 HDP법에 의해서, 실리콘 기판(11)의 상측 전면에 HDP막(산화실리콘막)(18)을 약800nm의 두께로 형성한다. 그 후 도5i에 나타낸 것과 같이 플라즈마 CVD법에 의해서, HDP막(18) 상에 희생막으로서 플라즈마 산화막(산화실리콘막)(19)을 약1300nm의 두께로 형성한다.
다음에 도5j에 나타낸 것과 같이 플라즈마 산화막(19)을 CMP연마하여 표면을 평탄화한다. 이 때 중간 배선(17a) 및 데이터 버스라인(17b) 위의 절연막(HDP막(18) 및 플라즈마 산화 막 (19)의 두계가 약1000nm가 되도록 한다.
다음에 플라즈마 산화막(19) 위에 콘택트 홀 형성용의 레지스트막(도시하지 않음)을 형성하고, 이 레지스트막을 에칭 마스크로서 플라즈마 산화막(19) 및 HDP막(18)을 에칭하여, 중간 배선(17a)에 도달하는 콘택트 홀을 형성한다. 그리고 에칭 마스크로서 사용한 레지스트막을 박리한 후, 실리콘 기판(11)의 상측 전면에 글루 레이어로서 TiN막(도시하지 않음)을 약50nm의 두께로 형성하고, 또 콘택트 홀이 매립될 때까지 W(텅스텐)를 퇴적하여 W막을 형성한다. 그 후 CMP연마에 의해서 플라즈마 산화막(19)상의 W막 및 TiN막을 제거한다. 이에 의해서 도5k에 나타낸 것과 같이 콘택트 홀 내에 매립된 접속 플래그(20a)가 형성된다.
다음에 도5l에 나타낸 것과 같이 실리콘 기판(11)의 상측 전면에 Ti를40nm, TiN을 30nm의 두께로 적층하고, 또 최상층으로서 AlCu(또는 AlCuTi)를 500nm의 두께로 적층하여 도전막을 형성하고, 이 도전막을 패터닝하여 반사 전극(21)을 형성한다.
다음에 도5m에 나타낸 것과 같이 실리콘 기판(11)의 상측 전면에, 질화실리콘(SiN) 또는 산화질화실리콘(SiON)으로 되는 커버막(22)을 수10∼수100nm의 두께로 형성하여 반사 전극(21)의 표면을 덮는다.
그 후 도5n에 나타낸 것과 같이 커버막(22) 위에 SOG를 도포하여 SOG막(23)을 형성한다. 이 경우에 SOG막(23)의 두께는 특히 규정하는 것은 아니지만, 서로 인접한 반사 전극(21)간의 간극이 SOG로 매립되는 것이 필요하다.
다음에 도5o에 나타낸 것과 같이 SOG막(23)의 표면을 CMP연마하여 평탄화한다. 이 때 SiN 또는 SiON으로 되는 커버막(22)은 SOG막(23)에 비해서 경도가 높기 때문에, 커버막(22)이 노출된 시점에서 연마 속도가 느리게 된다. 따라서 반사 전극(21)이 연마되기 전에 CMP의 연마를 종료할 수 있다. 이렇게 하여 도7에 나타낸 실리콘 칩 모듈(10)이 제조된다.
한편 도7에 나타낸 액정 패널(30)을 준비한다. 이 액정 패널(30)은시일재(32)와, 유리 기판(33)과, 그 사이에 봉입된 액정(34)에 의해서 구성되고, 유리 기판(33)의 하면측에는 ITO(indium-tin oxide : 인듐산화주석) 등의 투명 도전 재료로 되는 코몬 전극(33a)이 형성되어 있다. 그리고 이 액정 패널(30)을 실리콘 칩 모듈(10) 위에 접합한다. 이와 같이 하여 제1실시예의 반사형 표시 장치가 제조된다.
본 실시예에 의하면 반사 전극(21)의 표면을 SiN 또는 SiON으로 되는 커버막(22)으로 덮고, 또 서로 인접하는 반사 전극(21)간의 간극을 SOG로 매립한 후에 CMP연마에 의해서 평탄화하므로, 실리콘 칩 모듈(10)의 표면의 단차가 없어지고, 각 반사 전극(21)과 액정(34)의 간격이 균일하게 된다. 또 반사 전극(21)과 액정(34)의 간격을 수10∼수100nm라는 아주 작은 범위로 제어할 수 있다. 이에 의해서 표면의 凹凸에 기인하는 색조의 열화 등이 회피되어, 아주 고품질의 화상표시를 얻을 수 있다.
또 본 실시예에 있어서는 반사 전극(21)이 커버막(22)에 덮어져 있기 때문에, 반사 전극(21)의 부식 등의 문제점 발생이 회피된다.
또 상기 실시예에서는 반사 전극(21) 위에, CMP연마시의 스토퍼로서 SiN 또는 SiON으로 되는 커버막(22)을 사용하였으나, 커버막(22)을 형성하지 않고 SOG막(23)을 형성하여도 좋다. 그 경우 반사 전극(21)이 노출된 시점에서 CMP연마를 종료하는 것이 중요하지만, 예를 들면 진동의 변화에 의해서 CMP 연마의 엔드 포인트를 검출하는 엔드포인트 디텍터 등을 사용함으로써 과잉의 연마를 방지할 수 있다.
(제2실시예)
도8a∼도8c는 본 발명의 제2실시예의 반사형 액정 표시 장치의 실리콘 칩 모듈의 제조 방법을 공정 순차로 나타낸 단면도이다. 또 본 실시예가 제1실시예와 다른 점은 반사 전극 (21)을 형성한 후의 공정이 다른 점에 있으므로, 도8a∼도8c에 있어서 도5a∼도5o와 동일물에는 동일 부호를 붙여서 그 자세한 설명은 생략한다.
우선 도8a에 나타낸 것과 같이 제1실시예와 같이 하여, 실리콘 기판(11) 상에 MOS 트랜지스터의 게이트 전극(13a), 게이트 버스라인(도시하지 않고), 중간 배선(17a), 데이터 버스라인(17b) 및 반사 전극(21) 등을 형성한다. 그리고 반사 전극(21)을 SiN 또는 SiON으로 되는 커버(22)로 피복한다.
다음에 도8b에 나타낸 것과 같이 HDP법에 의해서 커버막(22) 위에 HDP막(41)을 형성하고, 이 HDP막(41)에 의해서 서로 인접하는 반사 전극(21) 간의 간극을 매립한다. HDP막(41)은 예를 들면 SiH4가스와 Ar가스와 O2가스를 사용하여, 압력이10mTorr, LF파워가 3000W, HF파워가 2100W, 온도가 350℃인 조건으로 형성한다. 또 SiH4가스의 유량은 80sccm, Ar가스의 유량은440sccm, O2가스의 유량은 115sccm로 한다. HDP막(41)의 두께는 특히 규정하는 것은 아니지만, 서로 인접한 반사 전극(21) 간의 간극이 HDP막(41)으로 매립되는 것이 필요하다.
또 HDP막(41)으로 바꿔, 통상의 평행 평판형 플라즈마 장치를 사용하여 플라즈마 산화막(산화실리콘막)을 형성하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 평행 평판형 플라즈마 장치에 의해서 형성되는 산화막은 하지(下地)의 凹凸의 영향을 받기쉬워, 凹부에 보이드(빈 구멍)가 발생하여 표시 불량의 원인으로 된다. 따라서 반사 전극(21) 간을 매립하는 절연막으로서는, 본 실시예와 같이 HDP막을 사용하거나, 제1실시예와 같이 SOG막을 사용하는 것이 바람직하다.
다음에 도8c에 나타낸 것과 같이 HDP막(41)의 표면을 CMP연마하여 평탄화한다. 이 때 SiN 또는 SiON으로 되는 커버막(22)은 HDP막(41)에 비해서 경도가 높기 때문에, 커버막(22)이 스토퍼로서 기능하여, 반사 전극(21)이 연마되기 전에 연마를 종료할 수 있다. 이와 같이 하여 실리콘 칩 모듈이 완성된다.
그 후 제1실시예와 마찬가지로 실리콘 칩 모듈 위에 액정 패널을 접합한다. 이에 의해서 제2실시예의 반사형 액정 표시 장치가 제조된다.
본 실시예에 있어서는 반사 전극(21) 상에 형성한 HDP막(41)을 CMP연마하기 때문에, 실리콘 칩 모듈의 표면의 평탄성이 매우 높아서 표시 품질이 양호한 반사형 액정 표시 장치를 제조할 수 있다. 또 HDP막(41)을 CMP연마할 때의 스토퍼로서 SiN 또는 SiON으로 되는 커버막(22)을 사용하고 있기 때문에, 반사 전극(21)이 연마되는 것이 방지된다.
또 커버막(22)을 형성하지 않고, HDP막(41)을 형성하여도 좋다. 그 경우에는 엔드 포인트 디텍터 등을 사용하여 반사 전극(21)이 과잉으로 연마되지 않도록 하는 것이 중요하다.
(제3실시예)
도9a∼도9c는 본 발명의 제3실시예의 반사형 액정 표시 장치의 실리콘 칩 모듈의 제조 방법을 공정 순차로 나타낸 단면도이다. 또 본 실시예가 제1실시예와 다른 점은 반사 전극 (21)을 형성한 후의 공정이 다른 점에 있으므로, 도9a∼도9c에 있어서 도5a∼도5o와 동일물에는 동일 부호를 붙여서 그 자세한 설명은 생략한다.
우선 도9a에 나타낸 것과 같이 제1실시예와 같이 하여, 실리콘 기판(11) 상에 MOS 트랜지스터, 게이트 버스라인, 중간 배선(17a), 데이터 버스라인(17b) 및 반사 전극(21) 등을 형성한다. 그리고 반사 전극(21)을 SiN 또는 SiON으로 되는 커버막(22)으로 피복한다.
그 후 HDP법에 의해서 커버막(22) 위에 HDP막(42)을 형성하고, 이 HDP막(42)에 의해서 서로 인접하는 반사 전극(21) 간의 간극을 매립한다. 그리고, HDP막(42) 위에 포토레지스트를 도포하고, 노광 및 현상 공정을 거쳐서 반사 전극(21)간의 영역 상에 레지스트막(43)을 형성한다.
다음에 레지스트막(43)을 에칭 마스크로서 HDP막(42)을 에칭한다. 이 때 도9b에 나타낸 것과 같이 커버막(22)이 노출될 때까지 HDP막(42)을 에칭하여도 좋고, 커버막(22)이 노출되기 전에 에칭을 종료하여도 좋다. 그 후 에칭 마스크로서 사용한 레지스트막(43)을 제거한다.
이어서 도9c에 나타낸 것과 같이 잔존한 HDP막(42)을 CMP연마하여 표면을 평탄화한다. 그리고 HDP막(42)과 커버막(22) 사이에 단차가 없어진 시점에서 CMP연마를 종료한다. 이와 같이 하여 실리콘 칩 모듈이 완성된다.
그 후 제1실시예와 똑 같이 실리콘 칩 모듈 위에 액정 패널을 접합한다. 이에 의해서 제3실시예의 반사형 액정 표시 장치가 제조된다.
커버막(22) 상에 HDP막(43)을 두껍게 형성한 경우는, CMP연마만으로 HDP막(43)을 연마하면 커버막(22)을 스토퍼로 하는 효과가 적어서 평탄성이 손상되는 일이 있다. 그래서 본 실시예와 같이 에칭에 의해서 반사 전극(21)의 위쪽의 HDP막(42)을 제거함(또는 막 두께를 얇게 하는)으로써, 평탄성을 확보할 수 있다. 본 실시예에 있어서도 제1실시예와 같은 효과가 얻어진다.
(제4실시예)
도10a∼도10d는 본 발명의 제4실시예의 반사형 액정 표시 장치의 실리콘 칩 모듈의 제조 방법을 공정 순차로 나타낸 단면도이다. 또 본 실시예가 제1실시예와 다른 점은 반사 전극 (21)을 형성한 후의 공정이 다른 데에 있으므로, 도10a∼도10d에 있어서 도5a∼도5o와 동일물에는 동일 부호를 붙여서 그 자세한 설명은 생략한다.
우선 도10a에 나타낸 것과 같이 제1실시예와 같이 하여, 실리콘 기판(11) 상에 MOS 트랜지스터, 게이트 버스라인, 중간 배선(17a), 데이터 버스라인(17b)을 형성하고, HDP막(18) 및 플라즈마 산화막(19)을 형성한다. 그리고 플라즈마 산화막(19)의 표면을 CMP연마한 후 반사 전극으로 되는 도전막(AlCuTi/TiN/Ti)(44)을 형성하고, 또 도전막(44) 위에 커버막으로 되는 TiN막(45)을 수10nm∼수100nm(예를 들면 50nm)의 두께로 형성한다. 그 후 포토리소그래피에 의해서 TiN막(45) 및 도전막(44)을 패터닝하고, 도10b에 나타낸 것과 같이 반사 전극(21)과, 그 위를 피복하는 커버막(45a)을 형성한다.
다음에 도10c에 나타낸 것과 같이 실리콘 기판(11)의 상측 전면에 SOG를 도포하여 SOG막(46)을 형성하고, 서로 인접하는 반사 전극(21)간의 간극을 SOG막(46)으로 매립한다.
이어서 커버막(45a)이 노출될 때까지 SOG막(46)을 CMP 연마한다. 이 경우에 TiN으로 되는 커버막(45a)은 SOG막(46)에 비해서 경도가 높기 때문에, 커버막(45a)이 스토퍼로 되어 반사 전극(21)이 연마되는 것이 방지된다. 그 후 도10d에 나타낸 것과 같이 커버막(45a)을 드라이 에칭하여 반사 전극(21)을 노출시킨다. 이 때의 커버막(45a)의 에칭조건으로서는 예를 들면 CHF3가스, CF4가스, Ar가스 및 N2가스를 사용하여 압력이 300mTorr, 파워가 1300W, 갭을 10mm로 한다. 또 Ar가스의 유량은 1000sccm, N2가스의 유량은 60sccm으로 한다.
이에 의해서 실리콘 칩 모듈이 완성된다. 그 후 제1실시예와 같이 실리콘 칩 모듈 위에 액정 패널을 접합한다. 이와 같이 하여 제4실시예의 반사형 액정 표시 장치가 제조된다. 본 실시예에 있어서도 제1실시예와 같은 효과가 얻어진다.
또 본 실시예에 있어서 커버막(45a)은 TiN막으로 바꿔 Ti막에 의해서 형성하여도 좋다. 또 SOG막(46)으로 바꿔 HDP막에 의해서 반사 전극(21)간의 간극을 매립하여도 같은 효과가 얻어진다. 또 제3실시예와 같이 반사 전극(21)간의 영역 위쪽에 레지스트막을 형성하고, 이 레지스트막을 에칭 마스크로하여 HDP막을 에칭하고, 그 후 CMP연마하여도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 반사 전극간의 간극을 SOG 또는 HDP막 등으로 매립하여, 화학 기계 연마로 표면을 평탄화하므로, 반사형 액정 표시장치용 모듈의 표면의 평탄성이 양호하다. 이에 의해서 반사형 액정 표시 장치의 표시 품질이 향상된다.
또 반사 전극 위를 질화실리콘, 산화질화실리콘, 티탄 또는 질화티탄에 의해서 구성되는 커버막으로 덮음으로써, 화학 기계 연마시에 커버막을 스토퍼로서 사용할 수 있고, 반사 전극이 연마되는 것이 방지된다. 또 이 커버막을 질화실리콘 또는 산화질화실리콘으로 형성한 경우는, 커버막을 제거할 필요가 없어, 반사 전극 표면의 산화가 방지되는 등의 효과가 얻어진다.

Claims (10)

  1. 반도체 기판에 형성된 복수의 스위칭 소자와, 상기 반도체 기판 위에 형성된 제1절연막과,
    상기 제1절연막 상에 형성되고, 상기 제1절연막에 매립된 접속 플래그를 거쳐서 상기 스위칭 소자에 각각 전기적으로 접속된 복수의 반사 전극과,
    상기 반사 전극의 표면을 덮는 커버막과,
    상기 반사 전극간의 간극에 매립되어서 표면의 평탄성을 확보하는 제2절연막을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 기판과 상기 반사 전극 사이에 중간 배선층을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버막은 상기 제2절연막보다도 경도가 높은 재료에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2절연막이 산화실리콘으로 되고, 상기 커버막이 질화실리콘 또는 산화질화실리콘으로 되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈.
  5. 반도체 기판에 복수의 스위칭 소자를 형성하는 스위칭 소자형성 공정과,
    상기 반도체 기판 위에 제1절연막을 형성하는 제1절연막 형성 공정과,
    상기 제1절연막에 매립되어서 상기 스위칭 소자와 접속된 접속 플래그를 형성하는 접속 플래그 형성 공정과,
    상기 제1절연막 위에 상기 접속 플래그를 거쳐서 상기 스위칭 소자에 전기적으로 접속된 복수의 반사 전극을 형성하는 반사 전극 형성 공정과,
    상기 반사 전극 위를 덮는 커버막을 형성하는 커버막 형성 공정과,
    상기 반도체 기판 위에 상기 반사 전극간의 간극을 매립하는 제2절연막을 형성하는 제2절연막 형성 공정과,
    상기 커버막을 스토퍼로서 상기 제2절연막을 화학 기계 연마하는 화학 기계 연마공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2절연막 형성 공정 후에,
    상기 반사 전극간의 영역의 상기 제2절연막 위에 에칭 마스크를 형성하는 공정과,
    상기 제2절연막을 에칭하는 공정과,
    상기 에칭 마스크를 제거하는 공정을 갖고,
    상기 화학 기계 연마공정에서는 상기 에칭 후에 잔존하는 상기 제2절연막을 연마하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 커버막을 질화실리콘, 또는 산화질화실리콘에 의해서 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 커버막을 티탄 또는 질화티탄에 의해서 형성하고, 상기 화학 기계 연마공정 후에, 상기 커버막을 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제2절연막을 SOG의 도포 또는 고밀도 플라즈마 성장에 의해서 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치용 모듈의 제조 방법.
  10. 반도체 기판에 형성된 복수의 스위칭 소자와,
    상기 반도체 기판 위에 형성된 제1절연막과,
    상기 제1절연막 위에 형성되고, 상기 제1절연막에 매립된 접속 플래그를 거쳐서 상기 스위칭 소자에 각각 전기적으로 접속된 복수의 반사 전극과.
    상기 반사 전극간의 간극에 매립되어서 표면의 평탄성을 확보하는 상기 반사 전극보다 고도가 낮은 제2절연막과,
    상기 반도체 기판의 위쪽에 배치된 투명 도전 재료로 되는 코몬 전극과,
    상기 반도체 기판과 상기 코몬 전극 사이에 봉입된 액정을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
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