制造硅上液晶间隙物的方法技术

本发明专利技术是关于一种硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，可用在多步骤蚀刻制程中用来制造硅上液晶显示器的间隙物与沟渠。其中包括提供一硅基板，其上依序具有介电绝缘层与金属画素电极。接着在此金属画素电极上沉积第二介电绝缘层。然后，在此第二介电绝缘层上沉积硬罩幕层。接下来在此硬罩幕层上进行微影制程将图案转移至光阻上面，再利用电浆蚀刻将未被光阻保护的硬罩幕层与第二介电绝缘层加以去除，以形成间隙物。接着去除在此进行处理的表面上所残余的光阻与高分子蚀刻残留物。最后，进行第二次电浆蚀刻制程，以在相邻于此间隙物的金属画素电极之间向下蚀刻产生沟渠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体元件制程，特别是涉及一种包含可同时定义氧化间隙物以及用来隔离画素元件的沟渠，藉由此方法可改良此氧化间隙物的外观轮廓，并可避免在进行沟渠蚀刻制程时，发生蚀刻过早终止的问题，因此，可改善条纹效应(fringe effect)并可增进显示器的亮度的硅上液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)显示器的间隙物与沟渠的制造方法。
技术介绍
硅上液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)已渐渐成为制造具高解析度携带型显示器的一种普遍技术。LCOS利用在含有硅的后玻璃基板与具有透射性质的前玻璃基板之间封入液晶材料。反射画素(reflective pixel)是位于此后玻璃基板的上面，一般是属于硅基板上的第三层金属化层或更高层的金属化层。而一般形成于介电绝缘层上的较低层金属化层是包含电子元件的电路系统，例如制造于硅基板上的晶体管与电容器以及包含透明电极(氧化铟锡电极)的前玻璃基板。这些较低层的金属化层是用来控制施于各画素电极(pixel electrode)的电压，以定义此LCOS显示器的各个显示单位(display cell)的状态。藉由受到施于显示单位的电压而改变排列的液晶分子，可调节通过此显示单位液晶的极化光。在一个制造显示单位的方法中，沟渠是形成于各画素电极之间，而间隙物就如同支撑柱一般，是形成于相邻的画素电极的上方，两者可用来定义包含液晶的显示单位。此间隙物的外观轮廓与沟渠的深度跟宽度对显示器的画质(display performance)有关键性的影响。例如，决定光传送或反射的液晶分子，其排列会受此间隙物侧壁的倾斜角度所影响，以至于影响到此显示器的亮度和对比。此外，在此画素电极边缘会有影响到液晶分子排列方位的电边缘场效应(electric fringe field effect)，此效应是取决于沟渠的蚀刻轮廓，因为不规则的沟渠轮廓会降低显示器的亮度。在现有习知的制造硅上液晶显示器方法中有一问题，包括制造组成此显示单位的间隙物与沟渠的蚀刻制程。例如，间隙物的制造是利用图案化的光阻，将未受光阻保护的一相当厚度的氧化层加以蚀刻剥除，其中此氧化层的厚度一般约为一微米或更厚。因此，此光阻的厚度对现有习知的程序而言是关键性的因素。这是因为光阻若太厚，会形成一不佳的间隙物侧壁轮廓；若太薄，则会对此间隙物造成蚀刻损害。此外，依照现有习知的LCOS间隙物制程，在画素电极之间以干式蚀刻法进行沟渠蚀刻步骤时，当蚀刻残留物的生成速度等同或超过其移除的速度而建立起一稳定态时，这些金属/高分子蚀刻残留物(metal/polymeric etching residues)常会引发过早蚀刻终止(premature etch stop)，如此则会造成不如预期的沟渠外观轮廓与深度。因此，在制造LCOS显示器时需建立一制程，用以制造具有较佳蚀刻轮廓的间隙物与画素边缘之间的沟渠，进而增进显示器的画质并改良LCOS显示器的亮度与对比。因此，当在克服习知方法的缺点时，本专利技术方法所提供的制程可以准确地制造具有较佳蚀刻轮廓的间隙物与画素边缘之间的沟渠，进而改进显示器的画质，其中包括改良LCOS显示器的亮度和对比。由此可见，上述现有的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠在制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般制造方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。有鉴于上述现有的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，能够改进一般现有的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，所要解决的技术问题是使其在多步骤的蚀刻制程中，用来制造硅上液晶(LCOS)显示器的间隙物与沟渠，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，应用在一多步骤蚀刻制程中，其至少包括以下步骤提供一硅基板，至少包含置于硅基板上的一第一介电绝缘层、复数组第一金属画素电极对与复数组第二金属画素电极对；在该些组的第一与第二金属画素电极对上沉积一第二介电绝缘层；在该第二介电绝缘层上沉积一硬罩幕层；在该硬罩幕层上进行微影制程产生图案化的一光阻，该光阻作为一蚀刻罩幕；进行第一次电浆蚀刻制程，将未被该光阻保护的该硬罩幕层与该第二介电绝缘层去除，在该些组的第一金属画素电极对之间的上方分别形成一间隙物；去除残留的该光阻与高分子蚀刻残留物；以及进行第二次电浆蚀刻制程，向下蚀刻暴露出的该第一介电绝缘层，以在该些组的第二金属画素电极对之间分别形成一沟渠。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其中在该第一次电浆蚀刻制程中会形成一高分子保护层。前述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其中所述的去除步骤所使用的方法是选自于由湿式剥除法与氧化灰化法所组成的族群。前述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其中所述的该些沟渠的深度较该些组的第一与第二金属画素电极对的全长深度为更深。前述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其中所述的该些间隙物的高度是介在约8,000至12,000之间。前述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其中所述的该些组的第一与第二金属画素电极对的材质至少包含铝铜合金。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，应用在一多步骤蚀刻制程中，其至少包括以下步骤提供一硅基板，至少包含置于硅基板上的一第一介电绝缘层、复数组第一金属画素电极对与复数组第二金属画素电极对；在该些组的第一与第二金属画素电极对上沉积一第二介电绝缘层；在该第二介电绝缘层上沉积至少包含氮化硅的一硬罩幕层；在该硬罩幕层上进行微影制程产生图案化的一光阻，该光阻作为一蚀刻罩幕；进行第一次电浆蚀刻制程，将未被该光阻保护的该硬罩幕层与该第二介电绝缘层去除，用以在该些组的第一金属画素电极对之间的上方分别形成一间隙物，并且形成一高分子保护层；进行一湿式蚀刻制程，去除残留的该光阻与该高分子保护层；以及进行第二次电浆蚀刻制程，向下蚀刻暴露出的该第一介电绝缘层，用以在该些组的第二金属画素电极对之间分别形成一沟渠。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其中所述的该些沟渠的深度较该些组的第一与第二金属画素电极对的全长深度为更深。前述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，应用在一多步骤蚀刻制程中，其特征在于其至少包括以下步骤：提供一硅基板，至少包含置于硅基板上的一第一介电绝缘层、复数组第一金属画素电极对与复数组第二金属画素电极对；在该些组的第一与第 二金属画素电极对上沉积一第二介电绝缘层；在该第二介电绝缘层上沉积一硬罩幕层；在该硬罩幕层上进行微影制程产生图案化的一光阻，该光阻作为一蚀刻罩幕；进行第一次电浆蚀刻制程，将未被该光阻保护的该硬罩幕层与该第二介电绝缘层去 除，在该些组的第一金属画素电极对之间的上方分别形成一间隙物；去除残留的该光阻与高分子蚀刻残留物；以及进行第二次电浆蚀刻制程，向下蚀刻暴露出的该第一介电绝缘层，以在该些组的第二金属画素电极对之间分别形成一沟渠。

【技术特征摘要】
US 2004-5-5 10/840,1171.一种硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，应用在一多步骤蚀刻制程中，其特征在于其至少包括以下步骤提供一硅基板，至少包含置于硅基板上的一第一介电绝缘层、复数组第一金属画素电极对与复数组第二金属画素电极对；在该些组的第一与第二金属画素电极对上沉积一第二介电绝缘层；在该第二介电绝缘层上沉积一硬罩幕层；在该硬罩幕层上进行微影制程产生图案化的一光阻，该光阻作为一蚀刻罩幕；进行第一次电浆蚀刻制程，将未被该光阻保护的该硬罩幕层与该第二介电绝缘层去除，在该些组的第一金属画素电极对之间的上方分别形成一间隙物；去除残留的该光阻与高分子蚀刻残留物；以及进行第二次电浆蚀刻制程，向下蚀刻暴露出的该第一介电绝缘层，以在该些组的第二金属画素电极对之间分别形成一沟渠。2.根据权利要求1所述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其特征在于其中在该第一次电浆蚀刻制程中会形成一高分子保护层。3.根据权利要求1所述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其特征在于其中所述的去除步骤所使用的方法是选自于由湿式剥除法与氧化灰化法所组成的族群。4.根据权利要求1所述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其特征在于其中所述的该些沟渠的深度较该些组的第一与第二金属画素电极对的全长深度为更深。5.根据权利要求1所述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法，其特征在于其中所述的该些间隙物的高度是介在约8,000至12,000之间。6.根据权利要求1所述的硅上液晶显示器的间隙物与沟渠的制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：锺贵仁，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]