(57)【要約】【課題】低コストで酸化層から酸素を効率的に除去する。【解決手段】アレイ基板（表示素子）２０の製造方法は、ガラス基板（基板）ＧＳ上に金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａを成膜する第１成膜工程Ｓ１と、ガラス基板ＧＳ及び金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａ上にゲート絶縁膜（絶縁膜）３５を成膜する第２成膜工程Ｓ２と、第１成膜工程Ｓ１と第２成膜工程Ｓ２との間に行われ、減圧環境下において水素気体と不活性気体との混合気体により金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａにおける表層に生じた酸化層を還元して酸素を除去する還元処理工程Ｓ１０と、を備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属膜を成膜する第１成膜工程と、
前記基板及び前記金属膜上に絶縁膜を成膜する第２成膜工程と、
前記第１成膜工程と前記第２成膜工程との間に行われ、減圧環境下において水素気体と不活性気体との混合気体により前記金属膜における表層に生じた酸化層を還元して酸素を除去する還元処理工程と、を備える表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記還元処理工程及び前記第２成膜工程は、同じ製造装置の処理室内にて順次に行われている請求項１記載の表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２成膜工程を行った後に、前記絶縁膜上に第２の金属膜を成膜する第３成膜工程を行う請求項１または請求項２記載の表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１成膜工程では、ガラス製の基板上に金属膜としてゲート配線を成膜し、前記第２成膜工程では、絶縁膜としてゲート絶縁膜を成膜し、第３成膜工程では、前記第２の金属膜として、前記ゲート配線に対して交差するソース配線を成膜している請求項３記載の表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記還元処理工程は、製造装置の処理室内に基板を収容した状態で、前記混合気体を前記製造装置に備えられる混合気体供給部により前記処理室内に供給しつつ、前記処理室内を前記製造装置に備えられる減圧部によって減圧するとともに前記製造装置に備えられる圧力調整弁によって前記処理室内の圧力を調整することで行われる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記還元処理工程では、前記不活性気体として窒素気体を用いている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記還元処理工程では、前記混合ガスに含まれる前記水素気体と前記窒素気体との比率を１０：６としている請求項６記載の表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記第１成膜工程では、前記金属膜の材料として銅を用いている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示素子の製造方法。
【請求項９】
金属膜が成膜された基板を収容する処理室と、
前記処理室内を減圧する減圧部と、
前記減圧部に接続されていて前記処理室内の圧力を調整する圧力調整弁と、
前記処理室内に水素気体と不活性気体との混合気体を供給する混合気体供給部と、を備える表示素子の製造装置。
【請求項１０】
前記処理室内には、前記基板及び前記金属膜上に成膜される絶縁膜の材料を供給する絶縁膜材料供給部と、前記絶縁膜材料供給部により供給された前記絶縁膜の材料を前記基板及び前記金属膜上に化学蒸着させることで、前記絶縁膜を成膜するＣＶＤ成膜部とが備えられている請求項９記載の表示素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子の製造方法及び表示素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられる液晶パネルは、一対のガラス基板間に液晶層が挟持された構成とされているが、そのうち一方のガラス基板は、各画素の動作を制御するためのアクティブ素子としてＴＦＴが形成されたアレイ基板とされる。このアレイ基板には、その表示領域内にゲート配線とソース配線とが多数本ずつ格子状に設けられ、各ゲート配線と各ソース配線との交差部にＴＦＴがそれぞれ設けられた構成を有している。これらゲート配線及びソース配線の間には、交差部において短絡を防ぐための絶縁膜が介在する形で設けられている。
【０００３】
ところで、基板上に各種配線を構成する金属膜を成膜した後、金属膜を大気中に曝すとその表層に酸化層が形成される場合がある。このような表層の酸化層を除去するためにドライクリーニングプロセスを行うようにした手法が下記特許文献１に記載されている。この特許文献１では、１３０ｎｍ以下のテクノロジーノードの集積回路を構成する金属膜における表層の酸化層をプラズマ励起アルゴン気体に暴露しつつ、基板バイアス電圧を印加して酸化層を活性化した後に、非プラズマ励起の水素を含む気体により酸化層を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８１９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した特許文献１に記載した手法では、プラズマ励起アルゴン気体に暴露し且つ基板バイアス電圧を印加する必要があったため、設備に係るコストが高くつくなどの問題があった。また、特許文献１では、ドライクリーニングプロセスを行う対象物が微細な配線を有する集積回路であるため、当該技術をそのまま液晶パネルのアレイ基板に適用するには問題がある。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、低コストで酸化層から酸素を効率的に除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る表示素子の製造方法は、基板上に金属膜を成膜する第１成膜工程と、前記基板及び前記金属膜上に絶縁膜を成膜する第２成膜工程と、前記第１成膜工程と前記第２成膜工程との間に行われ、減圧環境下において水素気体と不活性気体との混合気体により前記金属膜における表層に生じた酸化層を還元して酸素を除去する還元処理工程と、を備える。
【０００８】
このようにすれば、第１成膜工程を行うことで、基板上に金属膜が成膜され、その後に第２成膜工程を行うことで、基板及び金属膜上に絶縁膜が成膜される。そして、第１成膜工程と第２成膜工程との間に、還元処理工程を行うことで、基板上の金属膜における表層に生じた酸化層が混合気体に含まれる水素気体により還元されて酸素が除去される。この還元処理工程では、水素気体に不活性気体を混合してなる混合気体を用いるようにしており、この不活性気体は、水素気体に比べると分子サイズが大きくなっているから、減圧環境下において圧力を調整するのに際して、高い圧力に容易に維持することができる。従って、水素気体の分圧を高く維持することができるので、水素気体による還元効率を高めることができ、もって酸化層から酸素をより効率的に除去することができる。これにより、金属膜の表層における平坦性を高く保つことができるとともに、金属膜に対する絶縁膜の密着性が良好なものとなるので、絶縁膜に膜欠損などが生じ難くなっている。また、従来のように金属膜をプラズマ励起アルゴン気体に暴露し且つ基板バイアス電圧を印加する場合に比べると、設備コストを低減させることができる。なお、ここでいう「不活性気体」には、窒素気体、ヘリウム気体、または希ガス類元素の気体などが含まれる。
【０００９】
本発明に係る表示素子の製造方法の実施態様として、次の構成が好ましい。
（１）前記還元処理工程及び前記第２成膜工程は、同じ製造装置の処理室内にて順次に行われている。このようにすれば、製造装置の処理室内に基板を収容して還元処理工程を行ったら、そのまま引き続いて第２成膜工程を行うことができる。仮に、還元処理工程と第２成膜工程とを別々の装置を用いて行った場合に比べると、タクトタイムを短縮化することができるとともに、設備コストをより低減させることができる。
【００１０】
（２）前記第２成膜工程を行った後に、前記絶縁膜上に第２の金属膜を成膜する第３成膜工程を行う。このようにすれば、還元処理工程を行うことで、金属膜の平坦性が高く保たれるとともに絶縁膜に膜欠損が生じ難くなっているから、第３成膜工程を行って絶縁膜上に成膜される第２の金属膜と金属膜とがリークされる事態が生じ難くなる。
【００１１】
（３）前記第１成膜工程では、ガラス製の基板上に金属膜としてゲート配線を成膜し、前記第２成膜工程では、絶縁膜としてゲート絶縁膜を成膜し、前記第３成膜工程では、前記第２の金属膜として、前記ゲート配線に対して交差するソース配線を成膜している。このようにすれば、ガラス製の基板上に、ゲート配線、ゲート絶縁膜及びソース配線を順次に形成するに際して、ゲート配線の平坦性が高く保たれるとともにゲート絶縁膜に膜欠損が生じ難くなっているから、交差するゲート配線とソース配線とがリークするのを好適に防ぐことができる。
【００１２】
（４）前記還元処理工程は、製造装置の処理室内に基板を収容した状態で、前記混合気体を前記製造装置に備えられる混合気体供給部により前記処理室内に供給しつつ、前記処理室内を前記製造装置に備えられる減圧部によって減圧するとともに前記製造装置に備えられる圧力調整弁によって前記処理室内の圧力を調整することで行われる。このようにすれば、処理室内を減圧部によって減圧するとともに圧力調整弁によって処理室内の圧力を調整する際には、混合気体供給部によって処理室内に供給される混合気体に水素気体よりも分子サイズが大きいために減圧部によって引かれ難い不活性気体が含まれることで、処理室内の圧力を容易に高めに維持することができ、もって水素気体による還元効率を高めることができる。
【００１３】
（５）前記還元処理工程では、前記不活性気体として窒素気体を用いている。このようにすれば、製造コストの低減化を図る上で有用である。
【００１４】
（６）前記還元処理工程では、前記混合ガスに含まれる前記水素気体と前記窒素気体との比率を１０：６としている。このようにすれば、減圧環境下において圧力を調整するのに際して、圧力をより高い値に維持することができるので、水素気体の分圧をより高くして、水素気体による還元効率を一層高めることができる。
【００１５】
（７）前記第１成膜工程では、前記金属膜の材料として銅を用いている。このようにすれば、仮に金属膜の材料としてアルミニウムを用いた場合に比べると、表層に形成される酸化層に起因する不具合の発生確率が高くなる。このため、銅を材料とした金属膜の酸化層を効率的に水素気体により還元して酸素を除去することで、不具合の発生をより効果的に抑制することができる。
【００１６】
次に、上記課題を解決するために、本発明に係る表示素子の製造装置は、金属膜が成膜された基板を収容する処理室と、前記処理室内を減圧する減圧部と、前記減圧部に接続されていて前記処理室内の圧力を調整する圧力調整弁と、前記処理室内に水素気体と不活性気体との混合気体を供給する混合気体供給部と、を備える。
【００１７】
このような表示素子の製造装置によると、金属膜が成膜された基板を処理室内に収容した状態で、混合気体を混合気体供給部により処理室内に供給しつつ、処理室内を減圧部によって減圧するとともに減圧部に接続されている圧力調整弁によって処理室内の圧力を調整することで、金属膜の表層に生じていた酸化層が混合気体に含まれる水素気体により還元されて酸素が除去される。ここで、処理室内を減圧部によって減圧するとともに圧力調整弁によって処理室内の圧力を調整する際には、混合気体供給部によって処理室内に供給される混合気体に水素気体よりも分子サイズが大きいために減圧部によって引かれ難い不活性気体が含まれることで、処理室内の圧力を容易に高めに維持することができる。従って、水素気体の分圧を高く維持することができるので、水素気体による還元効率を高めることができ、もって酸化層から酸素をより効率的に除去することができる。これにより、金属膜の表層における平坦性を高く保つことができるとともに、金属膜に対する絶縁膜の密着性が良好なものとなるので、絶縁膜に膜欠損などが生じ難くなっている。また、従来のように金属膜をプラズマ励起アルゴン気体に暴露し且つ基板バイアス電圧を印加する場合に比べると、設備コストを低減させることができる。なお、ここでいう「不活性気体」には、窒素、ヘリウム、または希ガス類元素などが含まれる。
【００１８】
本発明に係る表示素子の製造装置の実施態様として、次の構成が好ましい。
（１）前記処理室内には、前記基板及び前記金属膜上に成膜される絶縁膜の材料を供給する絶縁膜材料供給部と、前記絶縁膜材料供給部により供給された前記絶縁膜の材料を前記基板及び前記金属膜上に化学蒸着させることで、前記絶縁膜を成膜するＣＶＤ成膜部とが備えられている。このようにすれば、処理室内において、還元処理を行って金属膜の表層に形成された酸化層から酸素を除去した後に、そのまま引き続いて処理室内に絶縁膜材料供給部により絶縁膜の材料を供給するとともに、ＣＶＤ成膜部により絶縁膜の材料を基板及び金属膜上に化学蒸着させることで、絶縁膜を成膜することができる。このように還元処理と絶縁膜の成膜処理とを同じ処理室内で続けて行うようにしているから、仮に、還元処理と絶縁膜の成膜処理とを別々の装置を用いて行った場合に比べると、タクトタイムを短縮化することができるとともに、設備コストをより低減させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、低コストで酸化層から酸素を効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係るテレビ受信装置の概略構成を示す分解斜視図
【図２】テレビ受信装置が備える液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図
【図３】液晶表示装置の断面構成を概略的に示す断面図
【図４】液晶パネルの断面構成を概略的に示す断面図
【図５】液晶パネルを構成するアレイ基板における表示領域の平面構成を示す平面図
【図６】液晶パネルを構成するＣＦ基板における表示領域の平面構成を示す平面図
【図７】図６のvii-vii線に沿った拡大断面図
【図８】アレイ基板の製造方法を表すフローチャート
【図９】ＣＶＤ装置の断面構成を概略的に示す断面図
【図１０】第１実験に係る比較例１，２における処理室内の圧力と圧力調整弁の開度との関係を表すグラフ
【図１１】第１実験に係る実施例１，２及び比較例１における処理室内の圧力と圧力調整弁の開度との関係を表すグラフ
【図１２】第２実験に係る水素気体の分圧とリーク不良発生率との関係を表すグラフ
【図１３】本発明の実施形態２に係る還元処理工程で用いる真空装置の断面構成を概略的に示す断面図
【図１４】第２成膜工程で用いるＣＶＤ装置の断面構成を概略的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１から図１２によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置１０を構成する液晶パネル（表示パネル）１１におけるアレイ基板（表示素子）２０の製造方法及びその製造に用いられるＣＶＤ装置（製造装置）４０について例示する。なお、各図面の一部にはＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、上下方向については、図１を基準とし、且つ同図上側を表側とするとともに同図下側を裏側とする。
【００２２】
本実施形態に係るテレビ受信装置ＴＶは、図１に示すように、液晶表示装置（表示装置）１０と、当該液晶表示装置１０を挟むようにして収容する表裏両キャビネットＣａ，Ｃｂと、電源Ｐと、チューナーＴと、スタンドＳとを備えて構成される。液晶表示装置１０は、全体として横長の方形をなし、図２及び図３に示すように、表示パネルである液晶パネル１１と、外部光源であるバックライト装置（照明装置）１２とを備え、これらがベゼル１３などにより一体的に保持されるようになっている。
【００２３】
先にバックライト装置１２の構成の概略について説明する。バックライト装置１２は、図２及び図３に示すように、液晶パネル１１の背面直下に光源を配置してなる、いわゆる直下型とされる。バックライト装置１２は、表側（光出射側、液晶パネル１１側）に開口したシャーシ１４と、シャーシ１４内に敷設される反射シート（反射部材）１５と、シャーシ１４の開口部分に取り付けられる光学部材１６と、光学部材１６を固定するためのフレーム１７と、シャーシ１４内に並列した状態で収容される複数本の冷陰極管（光源）１８と、冷陰極管１８の端部を遮光するとともに自身が光反射性を備えてなるランプホルダ１９と、を有して構成されている。
【００２４】
次に液晶パネル１１について説明する。液晶パネル１１は、図４に示すように、一対の基板２０，２１間に、電界印加に伴って光学特性が変化する物質である液晶材料を含む液晶層２２を封入してなる。液晶パネル１１を構成する両基板２０，２１のうち裏側（バックライト装置１２側）に配されるものが、アレイ基板（表示素子、ＴＦＴ基板）２０とされ、表側（光出射側）に配されるものが、ＣＦ基板（対向基板）２１とされている。アレイ基板２０及びＣＦ基板２１は、いずれもほぼ透明な（透光性を有する）ガラス基板ＧＳの内面側に所定の膜（構造物）を既知のフォトリソグラフィ法により順次に積層形成してなるものとされる。なお、両基板２０，２１の外面側には、表裏一対の偏光板２３がそれぞれ貼り付けられている。
【００２５】
アレイ基板２０を構成するガラス基板ＧＳの内面側（液晶層２２側、ＣＦ基板２１との対向面側）には、図５に示すように、３つの電極２４ａ〜２４ｃを有するスイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）２４及び画素電極２５が多数個並んで設けられるとともに、これらＴＦＴ２４及び画素電極２５の周りには、格子状をなすゲート配線（金属膜）２６及びソース配線（第２の金属膜）２７が取り囲むようにして配設されている。画素電極２５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなる。ゲート配線２６及びソース配線２７は、共に金属材料として銅（Ｃｕ）を含有する金属膜からなり、ガラス基板ＧＳ上にパターニングされている。ゲート配線２６は、下層側（ガラス基板ＧＳ側）に配されるのに対し、ソース配線２７は、上層側に配されている。両配線２６，２７の間には、後述するゲート絶縁膜３５が介設されており、それにより両配線２６，２７が交差部において相互に絶縁状態に保たれてリーク（ショート、短絡）が防止されている。ゲート配線２６とソース配線２７とがそれぞれＴＦＴ２４のゲート電極２４ａとソース電極２４ｂとに接続され、画素電極２５がドレイン配線３４を介してＴＦＴ２４のドレイン電極２４ｃに接続されている。ドレイン配線３４は、ソース配線２７と同じく金属材料として銅を含有する金属膜からなるとともにソース配線２７と同じ層（レイヤ）に同一工程にてガラス基板ＧＳ上にパターニングされている。
【００２６】
アレイ基板２０には、図５に示すように、ゲート配線２６に並行するとともに画素電極２５に対して平面に視て重畳する容量配線（補助容量配線、蓄積容量配線、Ｃｓ配線、金属膜）３３が設けられている。容量配線３３は、Ｙ軸方向についてゲート配線２６と交互に配されており、ゲート配線２６と同じく金属材料として銅を含有する金属膜からなるとともにゲート配線２６と同じ層に同一工程にてガラス基板ＧＳ上にパターニングされている。ゲート配線２６がＹ軸方向に隣り合う画素電極２５の間に配されているのに対し、容量配線３３は、各画素電極２５におけるＹ軸方向のほぼ中央部を横切る位置に配されている。このアレイ基板２０の端部には、ゲート配線２６及び容量配線３３から引き回された端子部及びソース配線２７から引き回された端子部が設けられており、これらの各端子部には、図示しない外部回路から各信号または基準電位が入力されるようになっており、それによりＴＦＴ２４の駆動が制御される。また、アレイ基板２０の内面側には、液晶層２２に含まれる液晶分子を配向させるための配向膜２８が形成されている（図４）。
【００２７】
一方、ＣＦ基板２１を構成するガラス基板ＧＳの内面側（液晶層２２側、アレイ基板２０との対向面側）には、図４及び図６に示すように、アレイ基板２０側の各画素電極２５と平面に視て重畳する位置に多数個のカラーフィルタが並んで設けられている。カラーフィルタは、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）を呈する各着色部２９がＸ軸方向に沿って交互に並ぶ配置とされる。また、各着色部２９の外形は、画素電極２５の外形に倣って平面に視て縦長の方形状をなしている。カラーフィルタを構成する各着色部２９間には、混色を防ぐための格子状をなす遮光部（ブラックマトリクス）３０が形成されている。遮光部３０は、アレイ基板２０側のゲート配線２６、ソース配線２７及び容量配線３３に対して平面視重畳する配置とされる。また、各着色部２９及び遮光部３０の表面には、アレイ基板２０側の画素電極２５と対向する対向電極３１が設けられている。また、ＣＦ基板２１の内面側には、液晶層２２に含まれる液晶分子を配向させるための配向膜３２がそれぞれ形成されている。
【００２８】
ここで、アレイ基板２０のうち特にスイッチング素子であるＴＦＴ２４に関して詳しく説明する。ＴＦＴ２４は、図５及び図７に示すように、アレイ基板２０を構成するガラス基板ＧＳ上に複数の膜を積層した構成とされており、具体的には下層側（ガラス基板ＧＳ側）から順に、ゲート配線２６に接続されたゲート電極（金属膜）２４ａ、ゲート絶縁膜（絶縁膜、ゲートインシュレータ膜）３５、半導体膜３６、ソース配線２７に接続されたソース電極（第２の金属膜）２４ｂ及び画素電極２５に接続されたドレイン電極（第２の金属膜）２４ｃ、層間絶縁膜（パッシベーション膜）３７、保護膜３８が積層されている。
【００２９】
ゲート電極２４ａは、ゲート配線２６と同じく金属材料として銅を含有する金属膜からなり、ゲート配線２６と同一工程にてガラス基板ＧＳ上にパターニングされている。ゲート絶縁膜３５は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）またはシリコン酸化層（ＳｉＯｘ）からなり、ガラス基板ＧＳ、ゲート電極２４ａ及びゲート配線２６上に積層されている、ゲート絶縁膜３５は、ＴＦＴ２４においてはゲート電極２４ａと半導体膜３６とを絶縁状態に保つものとされる。半導体膜３６は、例えばアモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ）または酸化物半導体（ＩＧＺＯ：ＩｎＧａＺｎＯｘ）からなるものとされ、一端側がドレイン電極２４ｃに、他端側がソース電極２４ｂにそれぞれ接続されることで、相互間の導通を図るチャネル領域として機能し得るものとされる。
【００３０】
ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃは、下層側（半導体膜３６側）の第１導電膜２４ｂ１，２４ｃ１と、上層側（層間絶縁膜３７側）の第２導電膜２４ｂ２，２４ｃ２とを積層した構成とされる。下層側の第１導電膜２４ｂ１，２４ｃ１は、例えばリン（Ｐ）等のｎ型不純物を高濃度にドーピングしたアモルファスシリコン（ｎ＋Ｓｉ）からなり、オーミックコンタクト層として機能するものである。上層側の第２導電膜２４ｂ２，２４ｃ２は、ソース配線２７及びドレイン配線３４と同じく金属材料として銅を含有する金属膜からなり、ソース配線２７及びドレイン配線３４と同一工程にて第１導電膜２４ｂ１，２４ｃ１上にパターニングされている。ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃにおけるチャネル領域側とは反対側の端部には、それぞれソース配線２７及びドレイン配線３４が連ねられている。
【００３１】
上記したソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃは、所定の間隔（開口領域）を挟んで対向状に配されているため、相互が直接的には電気的に接続されていない。しかし、ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃは、その下層側の半導体膜３６を介して間接的に電気的に接続されており、この半導体膜３６における両電極２４ｂ，２４ｃ間のブリッジ部分がドレイン電流が流れるチャネル領域として機能する。
【００３２】
層間絶縁膜３７は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）またはシリコン酸化層（ＳｉＯｘ）からなり、上記したゲート絶縁膜３５と同一材料とされる。保護膜３８は、有機材料であるアクリル樹脂（例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ））やポリイミド樹脂からなる。従って、この保護膜３８は、他の無機材料からなるゲート絶縁膜３５、層間絶縁膜３７に比べて膜厚が厚いものとされるとともに、平坦化膜として機能するものである。なお、ＴＦＴ２４に係る各絶縁膜（ゲート絶縁膜３５、層間絶縁膜３７及び保護膜３８）は、それぞれアレイ基板２０においてＴＦＴ２４の形成領域以外の領域を含みつつ概ね全域にわたって均一な膜厚でもって形成されている。
【００３３】
上記した構成のＴＦＴ２４を有するアレイ基板２０は、次のような製造方法を経て製造されている。すなわち、本実施形態に係るアレイ基板２０の製造方法は、図８に示すように、ガラス基板ＧＳ上にゲート配線２６及びゲート電極２４ａを成膜する第１成膜工程Ｓ１と、ガラス基板ＧＳ、ゲート配線２６及びゲート電極２４ａ上にゲート絶縁膜３５を成膜する第２成膜工程Ｓ２と、ゲート絶縁膜３５におけるＴＦＴ２４の形成領域上に半導体膜３６を成膜する第３成膜工程Ｓ３と、半導体膜３６上にソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃを成膜するとともにゲート絶縁膜３５におけるＴＦＴ２４の非形成領域上にソース配線２７及びドレイン配線３４を成膜する第４成膜工程Ｓ４と、ゲート絶縁膜３５における各配線２７，３４及びＴＦＴ２４の非形成領域、ソース配線２７、ドレイン配線３４、ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃ上に層間絶縁膜３７を成膜する第５成膜工程Ｓ５と、層間絶縁膜３７上に保護膜３８を成膜する第６成膜工程Ｓ６と、保護膜３８上に画素電極２５を成膜する第７成膜工程Ｓ７と、保護膜３８における画素電極２５の非形成領域及び画素電極２５上に配向膜２８を成膜する第８成膜工程Ｓ８とを備える。このうち、第４成膜工程Ｓ４では、まずソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃの下層側の第１導電膜２４ｂ１，２４ｃ１を半導体膜３６上に成膜してから、ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃの上層側の第２導電膜２４ｂ２，２４ｃ２を第１導電膜２４ｂ１，２４ｃ１上に成膜するとともに、ソース配線２７及びドレイン配線３４をゲート絶縁膜３５におけるＴＦＴ２４の非形成領域上に成膜している。なお、いずれの成膜工程Ｓ１〜Ｓ８においても既知のフォトリソグラフィ法が用いられている。
【００３４】
そして、本実施形態に係るアレイ基板２０の製造方法には、図８に示すように、第１成膜工程Ｓ１と第２成膜工程Ｓ２との間に行われ、減圧環境下において、水素気体（Ｈ２ガス）と不活性気体（不活性ガス）との混合気体（混合ガス）によりゲート配線２６及びゲート電極２４ａにおける表層に生じた酸化層を還元して酸素を除去する還元処理工程Ｓ１０が含まれている。第１成膜工程Ｓ１では、ガラス基板ＧＳ上にゲート配線２６及びゲート電極２４ａが成膜されているが、これらの金属膜は、銅を金属材料としたものであるため、成膜後に大気中に曝されると、その表層に酸化銅（ＣｕＯ）からなる酸化層が形成されることになる。このような酸化層が形成されると、ゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表面が荒れた状態となって平坦性が悪化するおそれがある。このため、酸化層が形成された状態で第２成膜工程Ｓ２から第４成膜工程Ｓ４を順次に行うと、成膜されたゲート絶縁膜３５の密着性が悪くなるためにゲート絶縁膜３５に膜欠損が生じたり、また酸化層に鋭利な突起が局所的に生じたりするため、ゲート絶縁膜３５上に成膜された半導体膜３６、ソース配線２７、ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃのいずれかに対してゲート配線２６やゲート電極２４ａがリーク（ショート、短絡）するおそれがある。その点、第１成膜工程Ｓ１を行った後に、還元処理工程Ｓ１０を行うことで、ゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表層に形成された酸化層を水素気体によって還元処理することで、第２成膜工程Ｓ２を行う前の段階で酸化層から酸素を除去することができる。これにより、ゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表面を平坦化することができるとともに、ゲート絶縁膜３５の密着性を良好なものとすることができるので、ゲート絶縁膜３５に膜欠損が生じたり、酸化層に鋭利な突起が生じたりするのを抑制でき、もって配線間にリークが生じるのを防ぐことができる。
【００３５】
しかも、本実施形態では、還元処理工程Ｓ１０において、減圧環境下で水素気体に不活性気体を混合してなる混合気体を用いることで、ゲート配線２６及びゲート電極２４ａにおける表層に生じた酸化層を還元している。この不活性気体としては、窒素気体（Ｎ２ガス）が用いられている。この窒素気体は、分子サイズが水素気体に比べると相対的に大きなものとなっていることから、仮に、水素気体単独で還元処理工程を行う場合に比べると、減圧環境下において圧力を調整するに際して、より高い圧力に維持することができる。従って、水素気体の分圧を高く維持することができるので、水素気体による還元効率を高めることができ、もってゲート配線２６及びゲート電極２４ａにおける酸化層から酸素を効率的に除去することができるのである。続いて、還元処理工程Ｓ１０の具体的な方法を、その処理装置であるＣＶＤ装置（製造装置）４０の構成と共に詳しく説明する。
【００３６】
このＣＶＤ装置４０は、上記した還元処理工程Ｓ１０と第２成膜工程Ｓ２とを連続的に行うことができるものとされる。ＣＶＤ装置４０は、図９に示すように、ガラス基板ＧＳを収容する処理室（チャンバ）４１と、処理室４１内を減圧する減圧部４２と、減圧部４２に接続されていて処理室４１内の圧力を調整する圧力調整弁４３と、還元処理工程Ｓ１０において混合気体を処理室４１内に供給する混合気体供給部４４と、第２成膜工程Ｓ２においてゲート絶縁膜３５の絶縁膜材料（シリコンなどを含有する気体）を供給する絶縁膜材料供給部４５と、処理室４１内に配されるとともに第２成膜工程Ｓ２においてガラス基板ＧＳ上にゲート絶縁膜３５の絶縁膜材料を化学蒸着させるＣＶＤ成膜部４６とを備えている。
【００３７】
詳しくは、処理室４１における底側には、処理対象物であるガラス基板ＧＳを載置する載置台４７が設けられている。処理室４１における天井側には、載置台４７と対向する形で配されるとともに混合気体供給部４４または絶縁膜材料供給部４５から供給される混合気体または絶縁膜材料を処理室４１内に噴出するシャワーヘッド４８が設けられている。このシャワーヘッド４８には、交流電源ＡＣに接続された上部電極４８ａが一体的に設けられている。混合気体供給部４４及び絶縁膜材料供給部４５は、独立した配管４４ａ，４５ａを介してシャワーヘッド４８に対してそれぞれ混合気体及び絶縁膜材料を供給可能な状態に接続されている。また、混合気体供給部４４の配管４４ａの途中には、混合気体の供給量を調整するための気体供給量調整弁４４ｂが、絶縁膜材料供給部４５の配管４５ａの途中には、絶縁膜材料の供給量を調整するための膜材料供給量調整弁４５ｂが、それぞれ設けられている。一方、載置台４７には、グランドＧＮＤに接続される下部電極４７ａが一体的に設けられており、第２成膜工程Ｓ２においてはこれら上部電極４８ａと下部電極４７ａとの間に電界を形成することで、ガラス基板ＧＳに対する絶縁膜材料の蒸着を促進することができる。これら載置台４７（下部電極４７ａ）及びシャワーヘッド４８（上部電極４８ａ）がＣＶＤ成膜部４６を構成している。また、載置台４７には、ガラス基板ＧＳを加熱するためのヒータ（図示せず）が内蔵されている。減圧部４２は、排気配管４２ａを介して処理室４１に接続されており、処理室４１内の空気を吸引する真空ポンプを有している。圧力調整弁４３は、排気配管４２ａの途中に設けられており、その開度が電気的に制御されることで、処理室４１内の圧力を微調整できるものとされる。
【００３８】
上記した構成のＣＶＤ装置４０を用いて還元処理工程Ｓ１０及び第２成膜工程Ｓ２が順次に行われる。具体的には、第１成膜工程Ｓ１を経てゲート配線２６及びゲート電極２４ａが形成された状態のガラス基板ＧＳを処理室４１内に収容して載置台４７上に載置してから、先に還元処理工程Ｓ１０を行う。還元処理工程Ｓ１０を行うに際しては、ヒータによって載置台４７上のガラス基板ＧＳを熱してその温度を例えば３００℃〜３５０℃程度とし、圧力調整弁４３を開くとともに減圧部４２を駆動することで、処理室４１内の空気を吸引・減圧して所定の真空度に保ちつつ、気体供給量調整弁４４ｂを開くとともに混合気体供給部４４から水素気体と窒素気体とからなる混合気体をシャワーヘッド４８へと供給してシャワーヘッド４８により処理室４１内へと噴射する。このとき、圧力調整弁４３の開度をある幅をもって変動させることで、処理室４１内の圧力を減圧された所定の値に安定的に維持することができる。処理室４１内では、シャワーヘッド４８から噴射された混合気体に含まれる水素気体によってガラス基板ＧＳにおけるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表層の酸化層が還元されて酸素が除去される。このように還元処理工程Ｓ１０を行う際には、ガラス基板ＧＳの温度を高温（３００℃〜３５０℃）にすることで、従来のようにガラス基板をプラズマ励起アルゴン気体に暴露し且つ基板バイアス電圧を印加せずとも、混合気体に含まれる水素気体によって還元処理を効率的に行うことができる。所定時間が経過したところで、気体供給量調整弁４４ｂを閉じて混合気体供給部４４からの混合気体の供給を停止し、還元処理工程Ｓ１０を終えたら、処理室４１内にガラス基板ＧＳを収容したまま続いて第２成膜工程Ｓ２を行う。
【００３９】
第２成膜工程Ｓ２を行うに際しては、圧力調整弁４３を開くとともに減圧部４２を駆動することで、処理室４１内の空気を吸引して所定の真空度に保ちつつ、膜材料供給量調整弁４５ｂを開くとともに絶縁膜材料供給部４５から気体である絶縁膜材料を供給し、さらにはＣＶＤ成膜部４６を構成する上部電極４８ａに交流電源ＡＣから高電圧を印加する。すると、処理室４１内では、上部電極４８ａと下部電極４７ａとの間にプラズマが発生することで、絶縁膜材料がガラス基板ＧＳ上に化学蒸着するとともに、ゲート絶縁膜３５が成膜される。所定時間が経過したところで、膜材料供給量調整弁４５ｂを閉じて絶縁膜材料供給部４５からの絶縁膜材料の供給を停止するとともに、圧力調整弁４３を閉じて減圧部４２を停止することで、第２成膜工程Ｓ２を終えたら、ゲート絶縁膜３５が成膜されたガラス基板ＧＳを処理室４１外へと取り出す。
【００４０】
ここで、還元処理工程Ｓ１０に関する比較実験について説明する。この比較実験では、上記したＣＶＤ装置４０の処理室４１内に水素気体を単独で導入しつつ、減圧部４２及び圧力調整弁４３により処理室４１内を減圧した場合を比較例１とし、比較例１の気体を窒素気体単独に変更した場合を比較例２とし、比較例１の気体を水素気体と窒素気体との混合気体に変更した場合を実施例１，２として、圧力調整弁４３の開度に対する処理室４１内の圧力（水素気体の分圧）の値を測定する第１実験を行った。比較例１では、水素気体の流量を１００ｌ／ｍｉｎとしているのに対し、比較例２では、窒素気体の流量を１００ｌ／ｍｉｎとしている。実施例１では、水素気体の流量を１００ｌ／ｍｉｎとし、窒素気体の流量を３０ｌ／ｍｉｎとしているのに対し、実施例２では、水素気体の流量を１００ｌ／ｍｉｎとし、窒素気体の流量を６０ｌ／ｍｉｎとしている。つまり、実施例２は、実施例１よりも混合気体に占める窒素気体の割合が大きなものとなっている。さらには、実施例１，２において、ゲート配線２６及びゲート電極２４ａが形成された状態のガラス基板ＧＳの還元処理を、処理室４１内における水素気体の分圧を変更しつつ複数回行い、還元処理されたガラス基板ＧＳに半導体膜３６、ソース配線２７、ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃを成膜した後にリーク不良の有無を検査してリーク不良が発生する確率を算出する第２実験を行った。第１実験の結果を図１０及び図１１に、第２実験の結果を図１２にそれぞれ示す。なお、図１０では、縦軸を圧力調整弁４３の開度（％）とし、横軸を処理室４１内に圧力（Ｔｏｒｒ）としており、図１１では、縦軸を圧力調整弁の開度（％）とし、横軸を水素気体の分圧（Ｔｏｒｒ）としており、図１２では、縦軸をリーク不良発生率（相対値）とし、横軸を水素気体の分圧（Ｔｏｒｒ）としている。図１２における縦軸のリーク不良発生率は、水素気体の分圧を０Ｔｏｒｒとしたときのリーク不良発生率を基準（１．０）とした相対値である。また、第１実験では、圧力調整弁４３の開度をある幅をもって常に変動させることで、処理室４１内の圧力を一定に維持しているため、図１０及び図１１に示される圧力調整弁４３の開度の数値は、単位時間当たりの平均値とされる。また、第２実験では、ガラス基板ＧＳにおけるＴＦＴ２４の形成領域では、ゲート電極２４ａと半導体膜３６またはソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃとの間のリークの有無を、ＴＦＴ２４の非形成領域では、ゲート配線２６とソース配線２７との間のリークの有無をそれぞれ検査している。
【００４１】
まず、第１実験の結果について説明する。図１０及び図１１によれば、圧力調整弁４３の開度を小さくするほど、処理室４１内の圧力（水素気体の分圧）が高くなることが分かる。これは、圧力調整弁４３の開度を小さくすると、減圧部４２によって処理室４１内から吸引される気体の量が減少して処理室４１の真空度が低下するためである。ここで、比較例１のように処理室４１内に導入する気体を水素気体単独とすると、図１０に示すように、圧力調整弁４３の開度を低くしないと処理室４１内の圧力を上げることができず、圧力が３Ｔｏｒｒに至る手前の段階で圧力調整弁４３の開度が図１０の破線に示される制御可能下限値（約１２％程度）に達してしまう。これは、水素気体の分子サイズが極めて小さく、減圧部４２によって水素気体が吸引され易くなっているため、圧力調整弁４３の開度を小さくしても処理室４１内の圧力が低下してしまうことに因るものと考えられる。なお、上記したように圧力調整弁４３は、その開度をある幅をもって常に変動させる必要があるため、開度の平均値を「０」とすることはできず、そのため上記のような「制御可能下限値」が存在している。一方、比較例２のように処理室４１内に導入する気体を窒素気体単体とすると、比較例１に比べると、圧力調整弁４３の開度が高くても処理室４１内の圧力を高く維持することができることが分かる。これは、窒素気体の分子サイズが水素気体に比べると大きくなっており、減圧部４２によって窒素気体が吸引され難くなっているため、圧力調整弁４３の開度がある程度大きくても処理室４１内の圧力低下が生じ難くなることに因るものと考えられる。このように比較例２によれば、処理室４１内に窒素気体のような分子サイズの大きな気体を導入することで処理室４１内の圧力を高く維持できることが分かる。
【００４２】
そして、実施例１，２のように処理室４１内に導入する気体を、水素気体と窒素気体との混合気体とすると、図１１に示すように、比較例１に比べると、圧力調整弁４３の開度が高くても処理室４１内の水素気体の分圧を高く維持できることが分かる。詳しくは、実施例１，２によれば、処理室４１内の水素気体の分圧を３Ｔｏｒｒ以上としても、圧力調整弁４３の開度が図１１の破線に示される制御可能下限値に達することがないものとされ、比較例１よりも処理室４１内の水素気体の分圧を高くすることができる。中でも実施例２は、実施例１に比べると、処理室４１内の水素気体の分圧を同じにしたときに圧力調整弁４３の開度がより高くなっており、逆に言うと圧力調整弁４３の開度を同じにしたときに処理室４１内の水素気体の分圧がより高くなっていることから、処理室４１内の水素気体の分圧をより容易に高く維持することができる、と言える。これは、混合気体に占める窒素気体の割合が大きくなるほど、減圧部４２によって処理室４１内の気体がより吸引され難くなることに因るものと考えられる。
【００４３】
続いて、第２実験の結果について説明する。図１２によれば、処理室４１内における水素気体の分圧が高くなるほど、リーク不良発生率が低くなり、逆に水素気体の分圧が低くなるほど、リーク不良発生率が高くなることが分かる。これは、水素気体の分圧が高くなるほど、ガラス基板ＧＳにおけるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表層の酸化層がより効率的に還元されて表面の平坦性がより向上するためと考えられる。以上のように還元処理工程Ｓ１０において、水素気体に不活性気体として窒素気体を混合した混合気体を用いることで、処理室４１内における水素気体の分圧を高めることができるので、ゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表層の酸化層に対する還元効率を向上させることができ、もってリーク不良の発生率を低下させることができる。
【００４４】
以上説明したように本実施形態に係るアレイ基板（表示素子）２０の製造方法は、ガラス基板（基板）ＧＳ上に金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａを成膜する第１成膜工程Ｓ１と、ガラス基板ＧＳ及び金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａ上にゲート絶縁膜（絶縁膜）３５を成膜する第２成膜工程Ｓ２と、第１成膜工程Ｓ１と第２成膜工程Ｓ２との間に行われ、減圧環境下において水素気体と不活性気体との混合気体により金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａにおける表層に生じた酸化層を還元して酸素を除去する還元処理工程Ｓ１０と、を備える。
【００４５】
このようにすれば、第１成膜工程Ｓ１を行うことで、ガラス基板ＧＳ上に金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａが成膜され、その後に第２成膜工程Ｓ２を行うことで、ガラス基板ＧＳ及び金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａ上にゲート絶縁膜３５が成膜される。そして、第１成膜工程Ｓ１と第２成膜工程Ｓ２との間に、還元処理工程Ｓ１０を行うことで、ガラス基板ＧＳ上の金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａにおける表層に生じた酸化層が混合気体に含まれる水素気体により還元されて酸素が除去される。この還元処理工程Ｓ１０では、水素気体に不活性気体を混合してなる混合気体を用いるようにしており、この不活性気体は、水素気体に比べると分子サイズが大きくなっているから、減圧環境下において圧力を調整するのに際して、高い圧力に容易に維持することができる。従って、水素気体の分圧を高く維持することができるので、水素気体による還元効率を高めることができ、もって酸化層から酸素をより効率的に除去することができる。これにより、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表層における平坦性を高く保つことができるとともに、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａに対するゲート絶縁膜３５の密着性が良好なものとなるので、ゲート絶縁膜３５に膜欠損などが生じ難くなっている。また、従来のように金属膜をプラズマ励起アルゴン気体に暴露し且つ基板バイアス電圧を印加する場合に比べると、設備コストを低減させることができる。なお、ここでいう「不活性気体」には、窒素気体、ヘリウム気体、または希ガス類元素の気体などが含まれる。このように本実施形態によれば、低コストで酸化層から酸素を効率的に除去することができる。
【００４６】
また、還元処理工程Ｓ１０及び第２成膜工程Ｓ２は、同じＣＶＤ装置（製造装置）４０の処理室４１内にて順次に行われている。このようにすれば、ＣＶＤ装置４０の処理室４１内にガラス基板ＧＳを収容して還元処理工程Ｓ１０を行ったら、そのまま引き続いて第２成膜工程Ｓ２を行うことができる。仮に、還元処理工程Ｓ１０と第２成膜工程Ｓ２とを別々の装置を用いて行った場合に比べると、タクトタイムを短縮化することができるとともに、設備コストをより低減させることができる。
【００４７】
また、第２成膜工程Ｓ２を行った後に、ゲート絶縁膜３５上に第２の金属膜である半導体膜３６、ソース配線２７、ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃを成膜する第３成膜工程Ｓ３及び第４成膜工程Ｓ４を行う。このようにすれば、還元処理工程Ｓ１０を行うことで、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの平坦性が高く保たれるとともにゲート絶縁膜３５に膜欠損が生じ難くなっているから、第３成膜工程Ｓ３及び第４成膜工程Ｓ４を行ってゲート絶縁膜３５上に成膜される第２の金属膜である半導体膜３６、ソース配線２７、ソース電極２４ｂ及びドレイン電極２４ｃと金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａとがリークされる事態が生じ難くなる。
【００４８】
また、第１成膜工程Ｓ１では、ガラス基板ＧＳ上に金属膜としてゲート配線２６を成膜し、第２成膜工程Ｓ２では、ゲート絶縁膜３５としてゲート絶縁膜３５を成膜し、第４成膜工程（第３成膜工程）Ｓ４では、第２の金属膜として、ゲート配線２６に対して交差するソース配線２７を成膜している。このようにすれば、ガラス基板ＧＳ上に、ゲート配線２６、ゲート絶縁膜３５及びソース配線２７を順次に形成するに際して、ゲート配線２６の平坦性が高く保たれるとともにゲート絶縁膜３５に膜欠損が生じ難くなっているから、交差するゲート配線２６とソース配線２７とがリークするのを好適に防ぐことができる。
【００４９】
また、還元処理工程Ｓ１０は、ＣＶＤ装置４０の処理室４１内にガラス基板ＧＳを収容した状態で、混合気体をＣＶＤ装置４０に備えられる混合気体供給部４４により処理室４１内に供給しつつ、処理室４１内をＣＶＤ装置４０に備えられる減圧部４２によって減圧するとともにＣＶＤ装置４０に備えられる圧力調整弁４３によって処理室４１内の圧力を調整することで行われる。このようにすれば、処理室４１内を減圧部４２によって減圧するとともに圧力調整弁４３によって処理室４１内の圧力を調整する際には、混合気体供給部４４によって処理室４１内に供給される混合気体に水素気体よりも分子サイズが大きいために減圧部４２によって引かれ難い不活性気体が含まれることで、処理室４１内の圧力を容易に高めに維持することができ、もって水素気体による還元効率を高めることができる。
【００５０】
また、還元処理工程Ｓ１０では、不活性気体として窒素気体を用いている。このようにすれば、製造コストの低減化を図る上で有用である。
【００５１】
また、還元処理工程Ｓ１０では、混合ガスに含まれる水素気体と窒素気体との比率を１０：６としている。このようにすれば、減圧環境下において圧力を調整するのに際して、圧力をより高い値に維持することができるので、水素気体の分圧をより高くして、水素気体による還元効率を一層高めることができる。
【００５２】
また、第１成膜工程Ｓ１では、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの材料として銅を用いている。このようにすれば、仮に金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの材料としてアルミニウムを用いた場合に比べると、表層に形成される酸化層に起因する不具合の発生確率が高くなる。このため、銅を材料とした金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの酸化層を効率的に水素気体により還元して酸素を除去することで、不具合の発生をより効果的に抑制することができる。
【００５３】
そして、本実施形態に係るアレイ基板２０の製造装置であるＣＶＤ装置４０は、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａが成膜されたガラス基板ＧＳを収容する処理室４１と、処理室４１内を減圧する減圧部４２と、減圧部４２に接続されていて処理室４１内の圧力を調整する圧力調整弁４３と、処理室４１内に水素気体と不活性気体との混合気体を供給する混合気体供給部４４と、を備える。
【００５４】
このようなＣＶＤ装置４０によれば、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａが成膜されたガラス基板ＧＳを処理室４１内に収容した状態で、混合気体を混合気体供給部４４により処理室４１内に供給しつつ、処理室４１内を減圧部４２によって減圧するとともに減圧部４２に接続されている圧力調整弁４３によって処理室４１内の圧力を調整することで、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表層に生じていた酸化層が混合気体に含まれる水素気体により還元されて酸素が除去される。ここで、処理室４１内を減圧部４２によって減圧するとともに圧力調整弁４３によって処理室４１内の圧力を調整する際には、混合気体供給部４４によって処理室４１内に供給される混合気体に水素気体よりも分子サイズが大きいために減圧部４２によって引かれ難い不活性気体が含まれることで、処理室４１内の圧力を容易に高めに維持することができる。従って、水素気体の分圧を高く維持することができるので、水素気体による還元効率を高めることができ、もって酸化層から酸素をより効率的に除去することができる。これにより、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表層における平坦性を高く保つことができるとともに、金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａに対するゲート絶縁膜３５の密着性が良好なものとなるので、ゲート絶縁膜３５に膜欠損などが生じ難くなっている。また、従来のように金属膜をプラズマ励起アルゴン気体に暴露し且つ基板バイアス電圧を印加する場合に比べると、設備コストを低減させることができる。
【００５５】
また、ＣＶＤ装置４０における処理室４１内には、ガラス基板ＧＳ及び金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａ上に成膜されるゲート絶縁膜３５の材料を供給する絶縁膜材料供給部４５と、絶縁膜材料供給部４５により供給されたゲート絶縁膜３５の材料をガラス基板ＧＳ及び金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａ上に化学蒸着させることで、ゲート絶縁膜３５を成膜するＣＶＤ成膜部４６とが備えられている。このようにすれば、処理室４１内において、還元処理を行って金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａの表層に形成された酸化層から酸素を除去した後に、そのまま引き続いて処理室４１内に絶縁膜材料供給部４５によりゲート絶縁膜３５の材料を供給するとともに、ＣＶＤ成膜部４６によりゲート絶縁膜３５の材料をガラス基板ＧＳ及び金属膜であるゲート配線２６及びゲート電極２４ａ上に化学蒸着させることで、ゲート絶縁膜３５を成膜することができる。このように還元処理とゲート絶縁膜３５の成膜処理とを同じ処理室４１内で続けて行うようにしているから、仮に、還元処理とゲート絶縁膜３５の成膜処理とを別々の装置を用いて行った場合に比べると、タクトタイムを短縮化することができるとともに、設備コストをより低減させることができる。
【００５６】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図１３または図１４によって説明する。この実施形態２では、還元処理工程と第２成膜工程とで別の装置を用いるようにしたものを示す。なお、上記した実施形態１と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
【００５７】
本実施形態に係る還元処理工程では、図１３に示す真空装置５０を用いるのに対し、第２成膜工程では、図１４に示すＣＶＤ装置６０を用いるようにしている。還元処理工程で用いる真空装置５０は、図１３に示すように、ガラス基板ＧＳを収容する処理室５１と、処理室５１内を減圧する減圧部５２と、減圧部５２に接続されていて処理室５１内の圧力を調整する圧力調整弁５３と、水素気体と窒素気体（不活性気体）との混合気体を処理室５１内に供給する混合気体供給部５４とを備える。処理室５１内には、ガラス基板ＧＳを載置する載置台５５が設けられている。混合気体供給部５４は、配管５４ａを介して処理室５１の天井部分に接続されることで、混合気体を処理室５１内に供給することができる。また、混合気体供給部５４の配管５４ａの途中には、混合気体の供給量を調整するための気体供給量調整弁５４ｂが設けられている。
【００５８】
一方、ＣＶＤ装置６０は、図１４に示すように、上記した実施形態１に記載したＣＶＤ装置４０から混合気体供給部４４、配管４４ａ及び気体供給量調整弁４４ｂを除去した構成であり、具体的には内部に載置台１４７及びシャワーヘッド１４８を備えた処理室１４１と、排気配管１４２ａを介して処理室１４１に接続された減圧部１４２と、排気配管１４２ａの途中に設けられた圧力調整弁１４３と、途中に膜材料供給量調整弁１４５ｂが設けられた配管１４５ａを介して処理室１４１に接続された絶縁膜材料供給部１４５と、交流電源ＡＣに接続された上部電極１４８ａを有するシャワーヘッド１４８及びグランドＧＮＤに接続された下部電極１４７ａを有する載置台１４７からなるＣＶＤ成膜部１４６とを備えている。
【００５９】
還元処理工程を行う際には、図１３に示すように、真空装置５０の処理室５１内にガラス基板ＧＳを収容して載置台５５上に載置してから、圧力調整弁５３を開くとともに減圧部５２を駆動することで、処理室５１内の空気を吸引・減圧して所定の真空度に保ちつつ、気体供給量調整弁５４ｂを開くとともに混合気体供給部５４から水素気体と窒素気体とからなる混合気体を処理室５１内に供給する。このとき、圧力調整弁５３の開度をある幅をもって変動させることで、処理室５１内の圧力を減圧された所定の値に安定的に維持することができる。処理室５１内では、処理室５１内に導入された水素気体によってガラス基板ＧＳにおけるゲート配線及びゲート電極の表層の酸化層が還元されて酸素が除去される。所定時間が経過したところで、気体供給量調整弁５４ｂを閉じて混合気体供給部５４からの混合気体の供給を停止し、ガラス基板ＧＳを処理室５１外へと取り出す。
【００６０】
続いて、第２成膜工程を行う際には、図１４に示すように、ＣＶＤ装置６０の処理室１４１内にガラス基板ＧＳを収容して載置台１４７上に載置してから、圧力調整弁１４３を開くとともに減圧部１４２を駆動することで、処理室１４１内の空気を吸引して所定の真空度に保ちつつ、膜材料供給量調整弁１４５ｂを開くとともに絶縁膜材料供給部１４５から気体である絶縁膜材料を供給し、さらにはＣＶＤ成膜部１４６を構成する上部電極１４８ａに交流電源ＡＣから高電圧を印加する。すると、処理室１４１内では、上部電極１４８ａと下部電極１４７ａとの間にプラズマが発生することで、絶縁膜材料がガラス基板ＧＳ上に化学蒸着するとともに、ゲート絶縁膜が成膜される。所定時間が経過したところで、膜材料供給量調整弁１４５ｂを閉じて絶縁膜材料供給部１４５からの絶縁膜材料の供給を停止するとともに、圧力調整弁１４３を閉じて減圧部１４２を停止することで、第２成膜工程を終えたら、ゲート絶縁膜が成膜されたガラス基板ＧＳを処理室１４１外へと取り出す。
【００６１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記した各実施形態では、還元処理工程で用いる混合気体に窒素気体を含ませたものを示したが、窒素気体に代えて、例えばヘリウム気体や希ガス類元素の気体（ネオン気体、アルゴン気体、クリプトン気体、キセノン気体など）などの不活性気体を用いることも可能である。
【００６２】
（２）上記した各実施形態では、還元処理工程で不活性気体として窒素気体を１種類のみ用いた場合を示したが、窒素気体に加えて、例えばヘリウム気体や希ガス類元素の気体（ネオン気体、アルゴン気体、クリプトン気体、キセノン気体など）などの不活性気体を併用し、２種類以上の不活性気体を混合気体に混合させることも可能である。
【００６３】
（３）上記した実施形態１では、水素気体の流量を１００ｌ／ｍｉｎとし、窒素気体の流量を３０ｌ／ｍｉｎまたは６０ｌ／ｍｉｎとした場合（実施例１，２）を示したが、水素気体の流量や窒素気体の流量に関して具体的な数値（絶対値）は適宜に変更可能である。
【００６４】
（４）上記した実施形態１では、水素気体と窒素気体との混合比率を、「１０：３」または「１０：６」とした場合（実施例１，２）を示したが、水素気体と窒素気体との混合比率に関して具体的な数値（相対値）は適宜に変更可能である。
【００６５】
（５）上記した各実施形態では、第２成膜工程においてゲート絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により成膜するＣＶＤ装置を用いた場合を示したが、例えば常圧ＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法などを採用するＣＶＤ装置を用いることも可能である。
【００６６】
（６）上記した各実施形態では、第１成膜工程でガラス基板上に成膜されたゲート配線及びゲート電極（金属膜）を還元処理工程にて還元処理した後に、第２成膜工程でゲート絶縁膜（絶縁膜）を成膜する方法を示したが、例えば第４成膜工程でゲート絶縁膜上に成膜されるソース配線、ドレイン配線、ソース電極及びドレイン電極（金属膜）を還元処理工程にて還元処理した後に、第５成膜工程で層間絶縁膜（絶縁膜）を成膜するようにしてもよい。
【００６７】
（７）上記した各実施形態では、各金属膜の材料として銅を用いた場合を示したが、例えばアルミニウム（Ａｌ）などを各金属膜の材料として用いることも可能である。
【００６８】
（８）上記した各実施形態では、液晶表示装置を構成するバックライト装置の光源として冷陰極管を用いた場合を示したが、熱陰極管やＬＥＤなど他の光源を用いたものも本発明に含まれる。
【００６９】
（９）上記した各実施形態では、液晶表示装置が備えるバックライト装置として直下型のものを例示したが、エッジライト型のバックライト装置を用いるようにしたものも本発明に含まれる。
【００７０】
（１０）上記した各実施形態では、外部光源であるバックライト装置を備えた透過型の液晶表示装置を例示したが、本発明は、外光を利用して表示を行う反射型液晶表示装置にも適用可能であり、その場合はバックライト装置を省略することができる。
【００７１】
（１１）上記した各実施形態では、液晶表示装置のスイッチング素子としてＴＦＴを用いたが、ＴＦＴ以外のスイッチング素子（例えば薄膜ダイオード（ＴＦＤ））を用いた液晶表示装置にも適用可能であり、カラー表示する液晶表示装置以外にも、白黒表示する液晶表示装置にも適用可能である。
【００７２】
（１２）上記した各実施形態では、表示パネルとして液晶パネルを用いた液晶表示装置を例示したが、他の種類の表示パネル（ＰＤＰや有機ＥＬパネルなど）を用いた表示装置にも本発明は適用可能である。その場合、バックライト装置を省略することも可能である。
【００７３】
（１３）上記した各実施形態では、還元処理工程を行う際にガラス基板を３００℃〜３５０℃の範囲に加熱した場合を示したが、還元処理工程を行う際のガラス基板の具体的な温度は適宜に変更可能である。その場合、ガラス基板の温度が高くなるほど還元処理の効率が高まる傾向にあることから、ガラス基板の温度を極力高くするのが好ましい。
【符号の説明】
【００７４】
２０…アレイ基板（表示素子）、２４ａ…ゲート電極（金属膜）、２４ｂ…ソース電極（第２の金属膜）、２４ｃ…ドレイン電極（第２の金属膜）、２６…ゲート配線（金属膜）、２７…ソース配線（第２の金属膜）、３４…ドレイン配線（第２の金属膜）、３５…ゲート絶縁膜（絶縁膜）、３６…半導体膜（第２の金属膜）、４０…ＣＶＤ装置（製造装置）、４１…処理室、４２…減圧部、４３…圧力調整弁、４４…混合気体供給部、４５…絶縁膜材料供給部、４６…ＣＶＤ成膜部、５０…真空装置（製造装置）、５１…処理室、５２…減圧部、５３…圧力調整弁、５４…混合気体供給部、ＧＳ…ガラス基板、Ｓ１…第１成膜工程、Ｓ２…第２成膜工程、Ｓ３…第３成膜工程、Ｓ４…第４成膜工程（第３成膜工程）、Ｓ１０…還元処理工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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