(57)【要約】【課題】ゲート酸化膜でのリークによる不良を防止でき、歩留まりを向上できる液晶表示装置用アレイ基板の製造方法を提供する。【解決手段】アンダーコート層４のフッ酸に対するエッチングレートをガラス基板３より遅くする。ガラス基板３上にパーティクルＰが付着した状態でアンダーコート層４を形成する。このアンダーコート層４上にアモルファスシリコン膜を形成する。アモルファスシリコン薄膜の表面をフッ酸で洗浄しても、アモルファスシリコン膜に異常部が形成されず、ガラス基板３にガラス穴が形成されない。ガラス基板３上へのパーティクルＰの付着に伴うポリシリコン薄膜５およびゲート酸化膜６の異常な成長を防止できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板上に、この透光性基板より表面処理剤に対する処理速度が遅い絶縁膜を形成し、
この絶縁膜上に、回路素子を形成する
ことを特徴とした画像表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２】
回路素子は、薄膜トランジスタである
ことを特徴とした請求項１記載の画像表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項３】
回路素子は、容量素子である
ことを特徴とした請求項１記載の画像表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４】
表面処理剤は、弗化水素酸である
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか記載の画像表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項５】
処理速度は、エッチングレートである
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか記載の画像表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項６】
絶縁膜の弗化水素酸に対するエッチングレートは、この弗化水素酸で透光性基板を洗浄する際に前記絶縁膜の膜厚の１０％以下がエッチングされる範囲である
ことを特徴とした請求項５記載の画像表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか記載の画像表示装置用アレイ基板の製造方法により製造された
ことを特徴とした画像表示装置用アレイ基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性基板上の絶縁膜上に回路素子が形成された画像表示装置用アレイ基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、この種の画像表示装置としての液晶表示装置である液晶パネルは、高精細化および高機能化に伴う回路素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの半導体素子の微細化や、コスト削減による透光性基板であるガラス基板のサイズの大型化が進むなど、技術の進展が著しい。このような状況では、ガラス基板上の回路素子における配線の微細加工技術などの要素技術が求められるのはもちろんのこと、歩留りなどの面から様々な生産技術も要求される。
【０００３】
そして、上記のように歩留まりを解決する液晶パネルの製造方法としては、透光性を有する絶縁性基板であるガラス基板上に、下地膜として絶縁膜を形成してから、この絶縁膜上に半導体層を島状に形成する。このとき、この絶縁膜を、半導体層よりも弗化水素酸系薬液に対する耐性が高い材料で構成する。そして、半導体層の表面に付着した多くの不純物であるパーティクルを除去するために、弗化水素酸系薬液で半導体層を含む絶縁膜上を洗浄する。この後、この半導体層を含む絶縁膜上にゲート絶縁膜を形成している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、現在、ガラス基板上に形成される回路素子の微細化に伴って、このガラス基板上のサブミクロンサイズのパーティクルが問題視されている。ところが、上記液晶パネルの製造方法では、ガラス基板上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に島状の半導体層を形成してから、この半導体層を含む絶縁膜上を弗化水素酸系薬液で洗浄するに過ぎないので、このガラス基板上に付着したパーティクルを洗浄して除去することができない。
【０００５】
このため従来は、上述のように、パーティクル検査や基板洗浄の技術にも重点が置かれ、またクリーンルーム環境の清浄度をさらに厳しく管理する努力がなされてきた。しかしながら近年の基板サイズの大型化は、製造装置の大型化によるクリーンルームの大面積化を招き、クリーンルームの維持費はコスト増加の大きな要因となっている。さらに製造装置の大型化は、装置内部から発生するパーティクルに対しても厳しい管理を要求し、装置メンテナンスに要する人手と時間を増大させている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１１１００２号公報（第３−５頁、図１−図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記従来の技術では、クリーンルーム清浄度の向上や基板洗浄技術の向上など、半導体素子製造技術においては当然とされるパーティクル対策に注目してきた。ところが、これらの対策では、クリーンルーム維持管理のコストや洗浄技術の現状から、到達し得るパーティクル管理の限界が現われ、より厳しくパーティクルを管理することは困難である。このため、パーティクルに起因したリークによる不良が発生して歩留まりが低下してしまうという問題を有している。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、リークによる不良を防止でき、歩留まりを向上できる画像表示装置用アレイ基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透光性基板上に、この透光性基板より表面処理剤に対する処理速度が遅い絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に、回路素子を形成するものである。
【００１０】
そして、透光性基板より表面処理剤に対する処理速度が遅い絶縁膜を透光性基板上に形成し、この絶縁膜上に回路素子を形成することにより、透光性基板上へのパーティクルの付着に伴う回路素子および絶縁膜の異常な成長を防止できるから、リークによる不良を防止でき、歩留まりを向上できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１２】
まず、図１および図２に示す画像表示装置としての液晶表示装置である液晶パネル１は、多結晶シリコンアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）である。また、この液晶パネル１は、画像表示装置用アレイ基板２を備えており、このアレイ基板２は、略透明な絶縁性を有する透光性基板としてのガラス基板３を備えている。
【００１３】
そして、このガラス基板３の一主面である表面上には、このガラス基板３からの不純物の拡散を防止するなどの目的で絶縁性の絶縁膜としてのアンダーコート層４が成膜されて堆積されている。このアンダーコート層４は、図１に示すように、ガラス基板３の表面上に付着した何らかのパーティクルＰの上から、このガラス基板３の表面に成膜されている。また、このアンダーコート層４は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯｘ）とからなり、プラズマＣＶＤ法にて成膜されて形成されている。
【００１４】
ここで、このアンダーコート層４は、１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の膜厚であり、ガラス基板３よりも表面処理剤としての弗化水素酸であるフッ酸（ＨＦ）に対する処理速度、すなわちエッチングレートが遅い。そして、このアンダーコート層４のフッ酸に対するエッチングレートは、ガラス基板３の表面をフッ酸にて洗浄処理する時間内において、このアンダーコート層４の膜厚の１０％以下がエッチングされる範囲である。なお、このアンダーコート層４は、２０℃以上６０℃以下の範囲で成膜温度が上げられており、窒素ガス（Ｎ２）が微量に添加された状態で成膜されている。
【００１５】
そして、このアンダーコート層４上には、島状の半導体層としての多結晶シリコン半導体膜であるポリシリコン膜５が成膜されている。このポリシリコン膜５は、ガラス基板３上に堆積させた非結晶シリコン半導体膜であるアモルファスシリコン膜１０をエキシマレーザアニール（ＥＬＡ）法にて結晶化させて形成されている。また、このポリシリコン膜５を含むアンダーコート層４上には、絶縁性を有するシリコン酸化膜などでゲート酸化膜６が成膜されている。
【００１６】
また、このゲート酸化膜６上には、モリブデン−タングステン合金（ＭｏＷ）などが成膜されて、メタル電極としてのゲート電極７が形成されている。ここで、これらゲート電極７およびポリシリコン膜５によって回路素子としての容量素子８が構成される。さらに、これらポリシリコン膜５、ゲート酸化膜６およびゲート電極７によって、回路素子としての絶縁ゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９が形成されている。この薄膜トランジスタ９は、液晶パネル１の画素スイッチとして機能する。
【００１７】
さらに、ポリシリコン膜５の両側域には、ソース領域１１とドレイン領域１２とが形成されている。さらに、ドーピングされていないゲート電極７の下方に位置するポリシリコン膜５の中央部が、ゲート電極７に対してセルファライン、すなわち自己整合されてチャネル領域１３となる。そして、ゲート電極７を含むゲート酸化膜６上には、シリコン酸化膜などで形成された層間絶縁膜１４が成膜されている。この層間絶縁膜１４とゲート酸化膜６とには、これら層間絶縁膜１４およびゲート酸化膜６を貫通し、ソース領域１１およびドレイン領域１２に連通してコンタクトする第１のコンタクトホール１５，１６が開口されている。
【００１８】
また、層間絶縁膜１４上には、第２の配線層として成膜されたソース電極１７と、ドレイン電極１８と、信号を供給する図示しない信号線とが形成されている。これらソース電極１７、ドレイン電極１８および信号線は、アルミニウム（Ａｌ）などの低抵抗金属などで成膜形成されている。そして、ソース電極１７は、第１のコンタクトホール１５を介してソース領域１１に導電接続されている。また、ドレイン電極１８は、第１のコンタクトホール１６を介してドレイン領域１２に導電接続されている。
【００１９】
そして、層間絶縁膜１４、ソース電極１７およびドレイン電極１８上に保護膜２１が成膜されている。この保護膜２１上には、各色、例えば赤青緑の３色のカラーフィルタ２２が成膜されている。そして、これら保護膜２１およびカラーフィルタ２２には、ドレイン電極１８に連通してコンタクトする第２のコンタクトホール２３が開口されている。
【００２０】
さらに、カラーフィルタ２２上には、透明導体層である画素電極２４がマトリクス状に配設されている。この画素電極２４は、第２のコンタクトホール２３を介してソース電極１７に導電接続されている。また、この画素電極２４上には、保護膜としての配向膜２５が成膜されている。さらに、この画素電極２４に対向して対向基板３１が配設されており、この画素電極２４に対向した側である対向基板３１の一主面には、対向電極３２が形成されている。また、アレイ基板２の画素電極２４と、対向基板３１の対向電極３２との間には、液晶３３が介挿されて封止されて液晶パネルが構成されている。
【００２１】
次に、上記一実施の形態の液晶パネルの製造方法について説明する。
【００２２】
まず、ガラス基板３の表面を洗浄して、このガラス基板３の表面に付着したパーティクルＰを除去する。
【００２３】
この後、このガラス基板３の一主面に、シリコン酸化膜などをプラズマＣＶＤ法などで成膜形成してアンダーコート層４を形成し、連続して５０ｎｍの膜厚でアモルファスシリコン膜１０を成膜する。
【００２４】
そして、このアモルファスシリコン膜１０を含むアンダーコート層４の表面をフッ酸溶液にて洗浄して、このアモルファスシリコン膜１０の表面に付着した酸化膜を除去する。
【００２５】
この後、このアモルファスシリコン膜１０にエキシマレーザビームを照射して、このアモルファスシリコン膜１０をレーザアニールして結晶化させて、このアモルファスシリコン膜１０を所望する結晶粒径のポリシリコン膜５にする。
【００２６】
そして、このポリシリコン膜５をパターニングした後、このポリシリコン膜５を含むアンダーコート層４上に、プラズマＣＶＤ法などでゲート酸化膜６を形成する。
【００２７】
次いで、このゲート酸化膜６上に、第１配線層をスパッタリング法で成膜し、この第１配線層をエッチング加工して、ゲート電極７を形成する。
【００２８】
この後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ポリシリコン膜５の両側域にソース領域１１およびドレイン領域１２を形成して薄膜トランジスタ９を作製する。
【００２９】
このとき、これらソース領域１１およびドレイン領域１２は、ゲート電極７をエッチング加工する際のレジストをマスクとして、ボロン（Ｂ）やリン（Ｐ）などの不純物をイオンドーピング法などで、ポリシリコン膜５の両側域をドーピングすることにより形成されている。
【００３０】
また、ゲート電極７の下方に位置するポリシリコン膜５の中央部がチャネル領域１３となる。
【００３１】
次いで、ゲート電極７を含むゲート酸化膜６上に層間絶縁膜１４を形成し、これら層間絶縁膜１４およびゲート酸化膜６に第１のコンタクトホール１５，１６を形成する。
【００３２】
この後、この層間絶縁膜４に低抵抗金属をスパッタリング法などで成膜しパターニングしてソース電極１７、ドレイン電極１８および信号線を形成する。
【００３３】
そして、これら層間絶縁膜１４、ソース電極１７およびドレイン電極１８上に保護膜２１を形成し、この保護膜２１上にカラーフィルタ２２を形成する。
【００３４】
さらに、このカラーフィルタ２２上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電体層を成膜した後、エッチング加工して画素電極２４を形成する。
【００３５】
この後、対向電極３２が形成された側である対向基板３１の一主面をアレイ基板２の画素電極２４が形成された側に対向させて配設し、これら対向基板３１とアレイ基板２との間に液晶３３を介挿させて封止して液晶パネル１を製造する。
【００３６】
上述したように、上記一実施の形態によれば、ガラス基板３上に予めパーティクルＰが付着し、このガラス基板３上にアンダーコート層４を形成する前の洗浄工程で、このパーティクルＰを除去できないまま、このガラス基板３上に従来のアンダーコート層４を形成した場合には、図３に示すように、このガラス基板３上のパーティクルＰを含んだ状態で、このガラス基板３上に異常な形状のアンダーコート層４が形成され、この異常な形状のアンダーコート層４の上からアモルファスシリコン膜１０が成膜される。この場合、このアモルファスシリコン膜１０には、アンダーコート層４の異常な形状が原因により、図３に示すような穴やクラックなどの異常部Ｕが形成されやすい。
【００３７】
さらに、このアモルファスシリコン膜１０をポリシリコン膜５に結晶化させる前には、通常、フッ酸溶液にてアモルファスシリコン膜１０の表面の酸化膜を除去するが、このとき、図４に示すように、アモルファスシリコン膜１０の異常部Ｕからフッ酸溶液が染み込んでしまい、このフッ酸溶液がアンダーコート層４およびガラス基板３をエッチングしてガラス穴Ｈを開けてしまうおそれがある。
【００３８】
そして、このガラス穴Ｈがアモルファスシリコン膜１０の下方に形成された状態で、このアモルファスシリコン膜１０をレーザアニールして結晶化させると、図５に示すように、ポリシリコン膜５が異常に成長してしまう。これは、レーザアニールにてアモルファスシリコン膜１０を結晶化させるときに照射したエキシマレーザビームによって与えられた熱がアンダーコート層４に拡散するが、この熱がガラス穴Ｈの部分では正常に拡散されないからである。
【００３９】
さらに、このポリシリコン膜５の結晶化に続いて、このポリシリコン膜５をパターニングしてから、このポリシリコン膜５を含むアンダーコート層４上にゲート酸化膜６を形成した後、このゲート酸化膜６上にゲート電極７を形成し、さらに、このゲート電極７を含むゲート酸化膜６上に層間絶縁膜１４を形成すると、図６に示すように、ポリシリコン膜５の異常部Ｕの影響によりゲート酸化膜６にクラックなどの間隙部Ｃが形成された構造となる。
【００４０】
すなわち、このゲート酸化膜６に形成された間隙部Ｃには、ポリシリコン膜５の異常部Ｕが原因でクラックが発生し、ゲート電極７とポリシリコン膜５との間でリークが発生してしまう。したがって、ガラス基板３上に付着したパーティクルＰによって、このガラス基板３上に形成した薄膜トランジスタ９や補助容量などの容量素子８が正常に機能しなくなってしまう。
【００４１】
そこで、ガラス基板３上に形成されるアンダーコート層４を、このガラス基板３よりもエッチングレートが遅い窒化シリコンあるいは酸化シリコンにて構成した。この結果、図１に示すように、ガラス基板３上に何らかのパーティクルＰが付着して残存した状態で、このガラス基板３上にアンダーコート層４を形成した後、このアンダーコート層４上に成膜されるアモルファスシリコン膜１０に従来と同様にクラックなどが発生した状態で、このアモルファスシリコン膜１０の表面をフッ酸溶液で洗浄した際にアンダーコート層４までフッ酸溶液が染み込んで到達したとしても、図４ないし図６に示すようなガラス穴Ｈがガラス基板３の表面に形成されることはない。
【００４２】
したがって、アモルファスシリコン膜１０を結晶化させる工程でポリシリコン膜５が異常に成長しなくなり、このポリシリコン膜５上に形成されるゲート酸化膜６およびゲート電極７なども異常に成長しなくなるから、ゲート酸化膜６でのリークによる不良を防止できる。このため、図１に示すように、ガラス基板３上にパーティクルＰが残存した場合であっても、このガラス基板３上に正常に機能する薄膜トランジスタ９や容量素子８を形成できる。
【００４３】
よって、従来のクリーンルームの清浄度向上や基板洗浄技術では管理できなかったパーティクルＰがガラス基板３上に残存していても正常に機能する液晶パネル１を製造できるので、この液晶パネル１の歩留まりを簡単な構成で確実に向上できる。
【００４４】
また、上述した従来の技術のみでは、アモルファスシリコン膜１０の表面を洗浄する洗浄工程後に、アモルファスシリコン膜１０を結晶化させてポリシリコン膜５にする図示しないレーザアニール装置へとガラス基板３を搬送する装置間基板搬送工程や、このレーザアニール装置内でガラス基板３を搬送する装置内基板搬送工程で新たに付着したパーティクルＰに関しては対策できなかった。
【００４５】
これに対し、上述のように、アンダーコート層４のフッ酸に対するエッチングレートをガラス基板３より遅くすることにより、洗浄工程で除去できなかったパーティクルＰに対しても同様の作用効果を奏することができるばかりでなく、洗浄工程後の装置間基板搬送工程や装置内基板搬送工程で新たに付着するパーティクルＰに対しても同様の作用効果を奏することができる。
【００４６】
なお、上記一実施の形態では、ガラス基板３上に付着したパーティクルＰによる不良について説明したが、このパーティクルＰの形状や、大きさ、さらには液晶パネル１の構造などが異なる場合であっても、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、絶縁膜の表面処理剤に対する処理速度を透光性基板より遅くすることにより、透光性基板上へのパーティクルの付着に伴う回路素子および絶縁膜の異常な成長を防止できるから、リークによる不良を防止でき、歩留まりを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像表示装置の一部を示す説明断面図である。
【図２】同上画像表示装置を示す説明断面図である。
【図３】比較例となる画像表示装置のガラス基板上にアンダーコート層およびアモルファスシリコン膜を形成した状態を示す説明断面図である。
【図４】同上画像表示装置のアモルファスシリコン膜を洗浄した状態を示す説明断面図である。
【図５】同上画像表示装置のアモルファスシリコン膜を結晶化させた状態を示す説明断面図である。
【図６】同上画像表示装置のアモルファスシリコン膜上にゲート電極および層間絶縁膜を形成した状態を示す説明断面図である。
【符号の説明】
２    画像表示装置用アレイ基板
３    透光性基板としてのガラス基板
４    絶縁膜としてのアンダーコート層
８    回路素子としての容量素子
９    回路素子としての薄膜トランジスタ
【図１】
2004333775.tif 000003
【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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