JP2005158860A - 電気光学装置の製造方法及び透明基板用アニール装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 歩留まり良く、高効率に電気光学装置を製造する。
【解決手段】
成膜工程において、透明基板上に、配線、電子素子及び表示用電極の少なくともいずれかにおける少なくとも一部を形成する。成膜工程と相前後して、層間絶縁工程において層間絶縁膜を形成する。成膜工程後又は層間絶縁工程後に、透明基板に対し、ヒータ加熱による熱処理を枚葉式に施す。
【選択図】 図7
【解決手段】
成膜工程において、透明基板上に、配線、電子素子及び表示用電極の少なくともいずれかにおける少なくとも一部を形成する。成膜工程と相前後して、層間絶縁工程において層間絶縁膜を形成する。成膜工程後又は層間絶縁工程後に、透明基板に対し、ヒータ加熱による熱処理を枚葉式に施す。
【選択図】 図7
Description
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置の製造方法、及び該電気光学装置用の透明基板に熱処理を施すための石英基板用アニール装置の技術分野に関する。
この種の電気光学装置においては、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下適宜、「TFT」という)、データ線、走査線及び画素電極等が基板上に積層構造をなしている。その製造方法では、積層過程において、基板には必要に応じて熱処理を施される。特に、基板上にポリシリコン形TFTを形成する場合は、製造上、高温の熱処理を施さねばならないために、基板には耐熱性が高く、熱衝撃にも強い石英基板が用いられる。このような電気光学装置用基板の熱処理は、バッチ式縦型炉におけるヒータ加熱によって行われる。
一方、半導体装置を形成するシリコン基板には、例えば特許文献1に記載されているように、枚葉式のランプアニールが行われる。枚葉式は、バッチ式よりも一回の処理時間が格段に短いため、製造工程全体の所要時間をバッチ式より短縮できる場合がある。
しかしながら、前述の電気光学装置用の透明基板に対してランプアニールを適用するにあたっては、以下の問題が生じるものと考えられる。即ち、ランプアニールにおいては、ランプから照射された赤外線によってウエハが加熱される仕組みが採られている。ところが、ガラス基板や石英基板等は光を透過してしまうので、効率よく加熱することができないのである。
他方、前述のバッチ処理では、製造効率上、一度に多数枚を処理するために、比較的大型の縦型炉が用いられる。ところが、大型炉は熱容量も大きいことから、炉内の昇降温に時間がかかる。そのうえ、炉内のどの位置の基板にも十分熱を与えるには、熱処理時間にマージンをとっておかねばならず、サーマルバジェット低減が難しい。
また、電気光学装置としての表示に影響することから、前記透明基板の裏面に傷がつくことは極力回避されなければならない。そこで、熱処理の際の透明基板は、リフトピンにより炉内で支持されている。リフトピンは、基板の中ほどの位置に、平面的に見て三角形をなすように三本立てられ、それぞれの先端が基板を一点支持するようになっている。
しかしながら、リフトピンから透明基板は滑り落ちるおそれがある。特に、炉内への投入時には、高温の雰囲気に触れることで基板に反りが生じ、そのはずみで当該基板はずれ落ちてしまうことがある。また、石英基板の熱処理では、約1000℃という高温で行われるうえ、バッチ式では処理時間が長いために、石英基板が自重により撓むことがある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、歩留まり良く、高効率に電気光学装置が製造可能な電気光学装置の製造方法、及び透明基板用アニール装置を提供することを課題とする。
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、透明基板と、該透明基板上に層間絶縁膜を介して積層された配線、電子素子及び表示用電極を含んで構成された複数の画素部とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記透明基板上に、前記配線、電子素子及び表示用電極の少なくともいずれかにおける少なくとも一部を形成する成膜工程と、前記成膜工程と相前後して、前記層間絶縁膜を形成する層間絶縁工程と、前記成膜工程後又は前記層間絶縁工程後に、前記透明基板に対し、ヒータ加熱による熱処理を枚葉式に施す熱処理工程とを含む。
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、成膜工程において、例えば画素電極、画素スイッチング用TFT、データ線、走査線、容量線、遮光膜等となる各種導電膜、半導体膜、絶縁膜等を、透明基板上にパターン形成する。尚、ここでいう「透明基板」とは、基板厚み方向に光が透過可能なものを指しており、石英基板やガラス基板が含まれる。また、この成膜工程と相前後して行う層間絶縁工程において、透明基板上に層間絶縁膜を形成する。これら各種の膜と層間絶縁膜とは、例えば交互に積層され、パターニングされた各構成要素は、層間絶縁膜により互いに電気的に絶縁される。こうして形成された積層構造により、複数の画素部が構成される。
成膜工程後又は層間絶縁工程後には、適宜必要に応じ、各種導電膜等が成膜された透明基板に熱処理を施す。但し、ここで行う熱処理は、(1)抵抗加熱式などのヒータを熱源に用いた、(2)枚葉処理とする。これは、光を透過する透明基板に対してはランプアニールが困難であり、ヒータを用いることで十分な熱量を与え、効率よく加熱することができるためである。そして、枚葉処理とすることで、以下のような利点が生じるためである。
枚葉式の場合、炉は基板一枚が入る比較的小さなものであってよい。そのため、炉内の昇温にさほど時間はかからない。更に、基板の入れ替えも素早くでき、入れ替え時に起きる炉内の温度変化も小さくて済むことから、所要時間の殆どを基板の熱処理過程に割くことができる。加えて、枚葉式では、各基板に対して同一条件で熱処理を施すことから、基板間の製造ばらつきが極めてよく軽減される。
その結果、サーマルバジェットを低減すると共に、基板一枚あたりの平均処理時間を、バッチ式による処理よりも短縮することが可能となる。尚、本発明に係る熱処理工程では、一時に基板一枚を処理してもよいが、一枚の基板用の設備を複数用意し、同時並列的に複数枚の基板を処理してもよい。
また、処理時間の短縮により、熱処理中に透明基板に生じる撓みが防止又は軽減される。そのため、電気光学装置の製造歩留まりが向上する。
従って、電気光学装置の製造効率を大幅に高めることができ、仕様決定から出荷までの所要期間、即ちTAT(Turn Around Time)の短縮を実現することが可能となる。尚、歩留まりよく製造することでコスト低減の効果もある。
本発明の電気光学装置の製造方法の一態様では、前記熱処理工程は、前記透明基板の外縁と点状又は線状に接触する傾斜面を有する支持手段を用い、前記傾斜面において前記透明基板の外縁を支持した状態で行う。
この態様では、傾斜面を有する支持手段、例えば先端部分にテーパ面が設けられた柱状の構造物によって、炉内で透明基板を支持したまま、熱処理を行う。即ち、透明基板を、外縁が点状又は線状に接触するようにして支持手段の傾斜面に載せる。透明基板は、外縁において支持されるので、裏面が傷つくのを回避することができる。また、この場合には、熱処理中の基板の位置は、水平方向に対しては固定されるので、透明基板が横滑りして支持手段から落ちるのを未然に防止することが可能である。
従って、このような支持手段を用いることで、傷の映り込みのない、良好な表示が可能な電気光学装置を歩留まり良く製造することが可能となる。
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記熱処理工程においては、前記透明基板の搬送を、前記透明基板の外縁と点状又は線状に接触する傾斜面を有する搬送手段を用い、前記透明基板の外縁を支持した状態で行う。
この態様では、枚葉処理における基板搬送に際し、透明基板を、傾斜面を有する搬送手段、例えばテーパ面が設けられたアームによって支持しつつ移動させる。即ち、透明基板を、外縁が点状又は線状に接触するようにして搬送手段の傾斜面に載せる。透明基板は、外縁にて支持されることにより、裏面が傷つくのを防止される。また、この搬送手段は、基板を水平方向に固定した状態で保持するので、透明基板が横滑りして搬送手段から落ちるのを未然に防止することが可能である。
従って、このような搬送手段を用いることで、傷の映り込みのない、良好な表示が可能な電気光学装置を歩留まり良く製造することが可能となる。
以上の態様において、前記熱処理工程は、300℃以上且つ5分以下で行われるようにしてもよい。
この場合、透明基板の各一は、300℃以上の所定温度下で、5分以下の時間内に熱処理される。前述したように、枚葉式とすることによって、一枚の処理時間は飛躍的に短縮される。通常のバッチ式熱処理によれば、数十分から数時間がかかる。更に、炉の温度を昇降させる時間を含むと、一回の熱処理に要する時間は数時間から10時間近くに及ぶことがある。これに対し、本発明では、枚葉式熱処理を採用すると共にその処理条件を最適化することにより、一回(つまり一枚)の処理を300℃以上で且つ5分以下で行っても、上記バッチ式と同程度に十分な熱処理を施すことが可能となる。
本発明の透明基板用アニール装置は上記課題を解決するために、透明基板と、該基板上に層間絶縁膜を介して積層された配線、電子素子及び表示用電極を含んで構成された複数の画素部とを備えた電気光学装置における、前記透明基板の熱処理を行うための透明基板用アニール装置であって、前記透明基板を内部に収容するチャンバと、該チャンバ内で前記透明基板を加熱するためのヒータと、前記透明基板の熱処理を枚葉式で行うように、前記チャンバ内で前記透明基板の支持を行う支持手段及び前記透明基板の搬送を行なう搬送手段のうち少なくとも一方と備えている。
本発明の透明基板用アニール装置では、層間絶縁膜を介して積層された配線、電子素子等を搭載した透明基板に、その製造過程において熱処理が施される。その際、例えば抵抗加熱式のヒータは、チャンバ内に収容する透明基板を十分に加熱することができる。
また、この装置は、チャンバ内で透明基板の支持を行う支持手段及び透明基板の搬送を行なう搬送手段のうち少なくとも一方と備え、枚葉式処理を行うようになっている。搬送手段は、チャンバまで透明基板を搬送し、支持手段は、搬送されてきた該基板を熱処理の間、支持する。熱処理後、搬送手段は、透明基板をチャンバ内から取り出し、再び搬送する。
そのため、この透明基板用アニール装置は、上述の本発明の電気光学装置の製造方法と同様の効果を発揮する。即ち、透明基板間の製造ばらつきを軽減し、電気光学装置の製造効率を大幅に高めることを可能とする。更に、該透明基板の撓みを防止又は軽減し、電気光学装置の製造歩留まり向上を可能とする。尚、本発明の透明基板用アニール装置は、一時に基板一枚を処理するものとしてもよいが、例えばチャンバ、支持手段及び搬送手段等を複数備え、複数枚の基板を並列処理する構成をとることも可能である。
また、前記支持手段は、前記透明基板の外縁を支持するようにしてもよい。
この態様では、透明基板は外縁において支持されるので、電気光学装置の表示面ないし投射面となる裏面に傷がつくのを回避することができる。
更に、この態様において、前記支持手段は、前記透明基板の外縁と点状又は線状に接触する傾斜面を有し、前記傾斜面において前記外縁を支持するようにしてもよい。
この場合の支持手段は、例えば先端部分にテーパ面を有する柱状の構造物とされ、透明基板の外縁を傾斜面に接触させて支持する。この傾斜面によって、該基板は、横滑りして支持手段から落ちるのが防止される。よって、支持手段は、透明基板をその表面に触れることなく、しかも定位置に安定して支持しておくことができ、基板の損傷を防止することができる。
或いは、前記搬送手段は、前記透明基板の外縁を支持するようにしてもよい。
この態様では、透明基板を外縁にて支持された状態で搬送する。そのため、透明基板の裏面に傷がつくのを防止することができる。
更に、この態様において、前記搬送手段は、前記透明基板の外縁と点状又は線状に接触する傾斜面を有し、前記傾斜面において前記外縁を支持するようにしてもよい。
この場合の搬送手段は、例えばテーパ面が設けられたアームとされ、透明基板の外縁を傾斜面に接触させて支持しつつ、移動させる。このとき、傾斜面によって、透明基板は水平方向に対して位置を固定され、横滑りして搬送手段から落ちるのが防止されている。
ちなみに、半導体装置等の枚葉処理に用いられる従来のアームは、基板を支持する部分が角柱状であり、この棒の部分を基板の下に差し入れ、持ち上げて搬送していた。即ち、水平方向に基板が横滑りすることに対して何ら対策が施されていないので、このアームを透明基板に適用すると、前述した現象等によって基板を取り落とすおそれがある。よって、この態様によれば、搬送手段は、該基板の表面に触れることなく、しかも基板を安定的に保持した状態で搬送することができ、基板の損傷を防止することができる。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。
まず、本発明に係る電気光学装置の製造方法を説明する前に、該製造方法を適用して製造される電気光学装置の構成について、図1から図11を参照して説明する。尚、本実施形態では、本発明に係る電気光学装置の一具体例として液晶装置を例にとっている。
<1−1:電気光学装置の全体構成>
先に、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図であり、図2は、図1のH−H'断面図である。ここでは、一例として、電気光学装置を駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式としている。
先に、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図であり、図2は、図1のH−H'断面図である。ここでは、一例として、電気光学装置を駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式としている。
図1及び図2において、電気光学装置は、対向配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20とにより構成されている。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。また、走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間をつなぐため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
また、対向基板20の4つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材106が配置されている。他方、TFTアレイ基板10にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
図2において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板20上には、対向電極21の他、格子状又はストライプ状の遮光膜23、更には最上層部分に配向膜が形成されている。また、液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
<1−2:電気光学装置の主要部の構成>
次に、本実施形態に係る電気光学装置の主要部の構成について、図3から図6を参照して説明する。
次に、本実施形態に係る電気光学装置の主要部の構成について、図3から図6を参照して説明する。
図3は、本実施形態に係る電気光学装置のうち、画素部の等価回路を表している。図4及び図5は、TFTアレイ基板上の画素部に係る部分構成を表す平面図である。尚、図4及び図5は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分(図4)と上層部分(図5)に相当する。図6は、図4及び図5を重ね合わせた場合のA−A’断面図である。尚、図6においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材の縮尺比率を適宜に変えてある。
<1−2−1:画素部の原理的構成>
図3に示したように、画像表示領域10aにおいては、複数の走査線11a及び複数のデータ線6aが相交差して配列しており、その線間に、走査線11a,データ線6aの各一により選択される画素部が設けられている。各画素部には、TFT30、画素電極9a及び蓄積容量70が設けられている。TFT30は、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを選択画素に印加するために設けられ、ゲートが走査線11aに接続され、ソースがデータ線6aに接続され、ドレインが画素電極9aに接続されている。画素電極9aは、後述の対向電極21との間で液晶容量を形成し、入力される画像信号S1、S2、…、Snを画素部に印加して一定期間保持するようになっている。蓄積容量70の一方の電極は、画素電極9aと並列してTFT30のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線400に接続されている。
図3に示したように、画像表示領域10aにおいては、複数の走査線11a及び複数のデータ線6aが相交差して配列しており、その線間に、走査線11a,データ線6aの各一により選択される画素部が設けられている。各画素部には、TFT30、画素電極9a及び蓄積容量70が設けられている。TFT30は、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを選択画素に印加するために設けられ、ゲートが走査線11aに接続され、ソースがデータ線6aに接続され、ドレインが画素電極9aに接続されている。画素電極9aは、後述の対向電極21との間で液晶容量を形成し、入力される画像信号S1、S2、…、Snを画素部に印加して一定期間保持するようになっている。蓄積容量70の一方の電極は、画素電極9aと並列してTFT30のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線400に接続されている。
この電気光学装置は、例えばTFTアクティブマトリクス駆動方式を採り、走査線駆動回路104(図1参照)から各走査線11aに走査信号G1、G2、…、Gmを線順次に印加すると共に、それによってTFT30がオン状態となる水平方向の選択画素部の列に対し、データ線駆動回路101(図1参照)からの画像信号S1、S2、…、Snをデータ線6aを通じて印加するようになっている。これにより、画像信号が選択画素に対応する画素電極9aに供給される。TFTアレイ基板10は、液晶層50を介して対向基板20と対向配置されているので(図2参照)、以上のようにして区画配列された画素領域毎に液晶層50に電界を印加することにより、両基板間の透過光量が画素領域毎に制御され、画像が階調表示される。また、このとき各画素領域に保持された画像信号は、蓄積容量70によりリークが防止される。
<1−2−2:画素部の具体的構成>
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図4から図6を参照して説明する。
<1−2−2:画素部の具体的構成>
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図4から図6を参照して説明する。
図4から図6では、上述した画素部の各回路要素が、パターン化され、積層された導電膜としてTFTアレイ基板10上に構築されている。本実施形態のTFTアレイ基板10は、石英基板からなり、ガラス基板や石英基板等からなる対向基板20と対向配置されている。また、各回路要素は、下から順に、走査線11aを含む第1層、ゲート電極3aを含む第2層、蓄積容量70の固定電位側容量電極を含む第3層、データ線6a等を含む第4層、容量配線400等を含む第5層、画素電極9a等を含む第6層からなる。また、第1層−第2層間には下地絶縁膜12、第2層−第3層間には第1層間絶縁膜41、第3層−第4層間には第2層間絶縁膜42、第4層−第5層間には第3層間絶縁膜43、第5層−第6層間には第4層間絶縁膜44がそれぞれ設けられ、前述の各要素間が短絡することを防止している。尚、このうち、第1層から第3層が下層部分として図4に示され、第4層から第6層が上層部分として図5に示されている。
(第1層の構成―走査線等―)
第1層は、走査線11aで構成される。走査線11aは、図4のX方向に沿って延びる本線部と、データ線6a或いは容量配線400が延在する図4のY方向に延びる突出部とからなる形状にパターニングされている。このような走査線11aは、例えば導電性ポリシリコンからなり、その他にもチタン(Ti)、クロム(Cr)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。
第1層は、走査線11aで構成される。走査線11aは、図4のX方向に沿って延びる本線部と、データ線6a或いは容量配線400が延在する図4のY方向に延びる突出部とからなる形状にパターニングされている。このような走査線11aは、例えば導電性ポリシリコンからなり、その他にもチタン(Ti)、クロム(Cr)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。
(第2層の構成―TFT等―)
第2層は、TFT30及び中継電極719で構成されている。TFT30は、例えばLDD(Lightly Doped Drain)構造とされ、ゲート電極3a、半導体層1a、ゲート電極3aと半導体層1aを絶縁するゲート絶縁膜を含んだ絶縁膜2を備えている。ゲート絶縁膜は、例えば、HTO(High Temperature Oxide)等の熱酸化されたシリコン酸化膜からなる。ゲート電極3aは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層1aは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域1a’、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、並びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eからなる。尚、TFT30は、LDD構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極3aをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。また、中継電極719は、例えばゲート電極3aと同一膜として形成される。
第2層は、TFT30及び中継電極719で構成されている。TFT30は、例えばLDD(Lightly Doped Drain)構造とされ、ゲート電極3a、半導体層1a、ゲート電極3aと半導体層1aを絶縁するゲート絶縁膜を含んだ絶縁膜2を備えている。ゲート絶縁膜は、例えば、HTO(High Temperature Oxide)等の熱酸化されたシリコン酸化膜からなる。ゲート電極3aは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層1aは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域1a’、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、並びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eからなる。尚、TFT30は、LDD構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極3aをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。また、中継電極719は、例えばゲート電極3aと同一膜として形成される。
TFT30のゲート電極3aは、下地絶縁膜12に形成されたコンタクトホール12cvを介して走査線11aに電気的に接続されている。下地絶縁膜12は、例えば、HTO等のシリコン酸化膜、或いはNSG(ノンシリケートガラス)膜からなり、第1層と第2層の層間絶縁機能の他、TFTアレイ基板10の全面に形成されることで、基板表面の研磨による荒れや汚れ等が惹き起こすTFT30の素子特性の変化を防止する機能を有している。
(第3層の構成―蓄積容量等―)
第3層は、蓄積容量70で構成されている。蓄積容量70は、容量電極300と下部電極71とが誘電体膜75を介して対向配置された構成となっている。このうち、容量電極300は、容量配線400に電気的に接続されている。下部電極71は、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aの夫々に電気的に接続されている。
第3層は、蓄積容量70で構成されている。蓄積容量70は、容量電極300と下部電極71とが誘電体膜75を介して対向配置された構成となっている。このうち、容量電極300は、容量配線400に電気的に接続されている。下部電極71は、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aの夫々に電気的に接続されている。
下部電極71と高濃度ドレイン領域1eとは、第1層間絶縁膜41に開孔されたコンタクトホール83を介して接続されている。また、下部電極71と画素電極9aとは、コンタクトホール881、882、804、及び中継電極719、第2中継電極6a2、第3中継電極402により各層を中継し、コンタクトホール89において電気的に接続されている。
このような容量電極300には、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、或いは好ましくはタングステンシリサイドからなる。これにより、容量電極は、TFT30に上側から入射しようとする光を遮る機能を有している。また、下部電極71には、例えば導電性のポリシリコンが用いられる。
誘電体膜75は、例えば膜厚5〜200nm程度の比較的薄いHTO膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等からなる。
また、第1層間絶縁膜41は、例えば、NSGによって形成されている。その他、第1層間絶縁膜41には、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。
尚、この場合の蓄積容量70は、図4の平面図からわかるように、画素電極9aの形成領域にほぼ対応する画素領域に至らないように(遮光領域内に収まるように)形成されているので、画素開口率が比較的大きく維持されている。
(第4層の構成―データ線等―)
第4層は、データ線6aで構成されている。データ線6aは、下から順にアルミニウム、窒化チタン、窒化シリコンの三層膜として形成されている。窒化シリコン層は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。また、第4層には、データ線6aと同一膜として、容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2が形成されている。これらは、図5に示したように、夫々が分断されるように形成されている。
第4層は、データ線6aで構成されている。データ線6aは、下から順にアルミニウム、窒化チタン、窒化シリコンの三層膜として形成されている。窒化シリコン層は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。また、第4層には、データ線6aと同一膜として、容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2が形成されている。これらは、図5に示したように、夫々が分断されるように形成されている。
このうち、データ線6aは、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通するコンタクトホール81を介して、TFT30の高濃度ソース領域1dと電気的に接続されている。
また、容量配線用中継層6a1は、第2層間絶縁膜42に開孔されたコンタクトホール801を介して容量電極300と電気的に接続され、容量電極300と容量配線400との間を中継している。容量配線用中継層6a2は、前述したように、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通するコンタクトホール882を介して中継電極719に電気的に接続されている。このような第2層間絶縁膜42は、例えばNSGからなり、その他、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
(第5層の構成―容量配線等―)
第5層は、容量配線400及び第3中継電極402により構成されている。容量配線400は、画像表示領域10aの周囲にまで延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。この容量配線400は、図5に示すように、X方向、Y方向に延在する格子状に形成され、X方向に延在する部分には、第3中継電極402の形成領域を確保するために切り欠きが設けられている。また、容量配線400は、その下層のデータ線6a、走査線11a、TFT30等を覆うように、これら回路要素の構造よりも幅広に形成されている。
第5層は、容量配線400及び第3中継電極402により構成されている。容量配線400は、画像表示領域10aの周囲にまで延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。この容量配線400は、図5に示すように、X方向、Y方向に延在する格子状に形成され、X方向に延在する部分には、第3中継電極402の形成領域を確保するために切り欠きが設けられている。また、容量配線400は、その下層のデータ線6a、走査線11a、TFT30等を覆うように、これら回路要素の構造よりも幅広に形成されている。
このような容量配線400は、第3層間絶縁膜43に開孔されたコンタクトホール803を介して、容量配線用中継層6a1と電気的に接続されている。
また、第5層には、容量配線400と同一膜として、第3中継電極402が形成されている。第3中継電極402は、前述のように、コンタクトホール804及びコンタクトホール89を介して、第2中継電極6a2−画素電極9a間を中継している。尚、これら容量配線400及び第3中継電極402は、例えばアルミニウム、窒化チタンを積層した二層構造となっている。
こうした第5層の下には、全面に第3層間絶縁膜43が形成されている。第3層層間絶縁膜43は、例えばNSG、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
(第6層の構成―画素電極等―)
第5層の全面には第4層間絶縁膜44が形成され、更にその上に、第6層として画素電極9aが形成されている。第4層間絶縁膜44には、画素電極9a−第3中継電極402間を電気的に接続するためのコンタクトホール89が開孔されている。このような第4層間絶縁膜44は、例えばNSG、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
第5層の全面には第4層間絶縁膜44が形成され、更にその上に、第6層として画素電極9aが形成されている。第4層間絶縁膜44には、画素電極9a−第3中継電極402間を電気的に接続するためのコンタクトホール89が開孔されている。このような第4層間絶縁膜44は、例えばNSG、PSG、BSG、BPSG等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
画素電極9a(図5中、破線9a’で輪郭が示されている)は、縦横に区画配列された画素領域の各々に配置され、その境界にデータ線6a及び走査線11aが格子状に配列するように形成されている(図4及び図5参照)。また、画素電極9aは、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜からなる。尚、該画素電極9a上には配向膜16が形成されている。以上が、TFTアレイ基板10側の画素部の構成である。
他方、対向基板20には、その対向面の全面に対向電極21が設けられており、更にその上(図6では対向電極21の下側)に配向膜22が設けられている。対向電極21は、画素電極9aと同様、例えばITO膜等の透明導電性膜からなる。尚、対向基板20と対向電極21の間には、TFT30における光リーク電流の発生等を防止するため、少なくともTFT30と正対する領域を覆うように遮光膜23が設けられている。
以上のように構成されたTFTアレイ基板10と対向基板20の間には、液晶層50が設けられている。液晶層50は、基板10及び20の周縁部をシール材により封止して形成した空間に液晶を封入して形成される。液晶層50は、画素電極9aと対向電極21との間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜16及び配向膜22によって、所定の配向状態をとるようになっている。
<2:電気光学装置の製造方法>
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法について説明する。尚、本実施形態に係る電気光学装置は、比較的大きなサイズの共通の石英基板上に、例えば十数から数十個など、一挙に複数形成される。即ち、図1に示した電気光学装置の構成要素を、一枚のマザー基板である石英基板10M上にマトリクス状に配列されるように形成する。その際、石英基板10Mに対し、殆どの構成要素の形成の度に熱処理を施す。ここでは、これらの熱処理工程を、次に説明するアニール装置を用いて行うものとする。尚、各電気光学装置の製造が概ね完了した後におけるスクライビング処理により、石英基板10Mが個々のTFTアレイ基板10に分断されることになる。
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法について説明する。尚、本実施形態に係る電気光学装置は、比較的大きなサイズの共通の石英基板上に、例えば十数から数十個など、一挙に複数形成される。即ち、図1に示した電気光学装置の構成要素を、一枚のマザー基板である石英基板10M上にマトリクス状に配列されるように形成する。その際、石英基板10Mに対し、殆どの構成要素の形成の度に熱処理を施す。ここでは、これらの熱処理工程を、次に説明するアニール装置を用いて行うものとする。尚、各電気光学装置の製造が概ね完了した後におけるスクライビング処理により、石英基板10Mが個々のTFTアレイ基板10に分断されることになる。
<2−1:石英基板用アニール装置の構成>
図7は、本実施形態に係る石英基板用アニール装置のチャンバを表している。図8は、図7のチャンバ内の主な構成を上からみた場合の平面図であり、図9は、図8のC−C’線における断面図である。また、図10は、この石英基板用アニール装置のリフトアームの平面図であり、図11は、図10のD−D’線における断面図である。
図7は、本実施形態に係る石英基板用アニール装置のチャンバを表している。図8は、図7のチャンバ内の主な構成を上からみた場合の平面図であり、図9は、図8のC−C’線における断面図である。また、図10は、この石英基板用アニール装置のリフトアームの平面図であり、図11は、図10のD−D’線における断面図である。
この装置では、石英基板10Mを、チャンバ500に図7に矢印Xで示した方向から出し入れし、チャンバ500内に収容した状態で熱処理を施すように構成されている。この装置は枚葉式であり、チャンバ500はちょうど石英基板10Mが一枚だけ入るサイズとなっている。
チャンバ500はまた、例えば周囲を熱線で取り囲まれるなどして、ヒータと一体化した構造となっている。このように、ヒータを熱源とすることで、ランプアニールとは異なり、石英基板10Mに十分な熱量を与え、効率よく加熱することができる。尚、熱線に接続される電源部や、チャンバ500の内部温度を測定するための温度計、及び前記温度計及び電源部と接続された、チャンバ500内の温度を制御するための温度制御部等については、通常のアニール装置と同様の構成とすることができるので、図示及び説明を省略する。
本実施形態では、チャンバ500内に、石英基板10Mを支持固定するための支持手段510が設けられている。支持手段510は、例えば石英からなり、例えば図8のように、四方から石英基板10Mの外縁を支えるように配置される。
また、支持手段510は、柱状の本体部511と、本体部511の側面から突出したリフト部512からなる。リフト部512は、例えば角柱状であるが、先端に、その法線が石英基板10Mの中央側の上方に斜めに向いている、傾斜面512aを有している。即ち、支持手段510は、この傾斜面512aにおいて、石英基板10Mの外縁を支持するようになっている。傾斜面512aは、例えば、平坦面又は石英基板の外周形状に沿って湾曲した面であってよい。前者であれば、傾斜面512aは石英基板10Mの外縁に1点で接触することになり、後者であれば、傾斜面512aは石英基板10Mの外縁に線状に接触することになる。このとき、傾斜面512aによって、熱処理中の石英基板10Mの位置は、水平方向に対しては固定されるので、石英基板10Mが横滑りして支持手段510から落ちてしまうことが未然に防止される。
従って、この装置による熱処理においては、電気光学装置の投射面となる石英基板10Mの裏面に傷がつくのを回避することができる。
更に、本実施形態では、石英基板10Mの搬送に搬送手段520を用いる。図10に示したように、搬送手段520は、支持手段510の間に差し入れて、石英基板10Mを支持手段510の上に載せたり、逆に、石英基板10Mを持ち上げてチャンバ500から出したりする際に用いられる。この搬送手段520の本体は、例えば、石英基板10Mの直径の両端に対応する位置にリフト部522を有する。ここでは、リフト部522は、石英基板10Mの外周に沿って湾曲した形状をしており、先端に傾斜面522aが設けられている。即ち、搬送手段520は、この傾斜面522aにおいて、石英基板10Mの外縁を支持固定するように構成されている。
そのため、搬送時においても、石英基板10Mの裏面に傷がついたり、該基板が横滑りして取り落とされたりすることが未然に防止される。
尚、本実施例では、支持手段510は、円盤状の石英基板10Mの周囲に沿って等間隔に4個設けられているが、この数は、4個に限らず、2個以上あればよく、間隔についても等間隔でなくてよい。但し、3個以上であった方が或いは等間隔であった方が、石英基板10Mを支持する際の安定性が高くなる観点からは好ましい。
<2−2:製造工程>
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造プロセスを、図4乃至図6、及び図12を参照しつつ説明する。図12は、石英基板10M上に積層構造を形成する工程を表すフローチャートである。
次に、本実施形態に係る電気光学装置の製造プロセスを、図4乃至図6、及び図12を参照しつつ説明する。図12は、石英基板10M上に積層構造を形成する工程を表すフローチャートである。
工程(1) まず、石英基板10Mとして石英基板を用意する。そして、この基板に熱処理を施し、後に実施される高温プロセスにおいて石英基板10Mに生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。
この熱処理は、上記の石英基板用アニール装置を用いた枚葉処理とし、N2(窒素)等の不活性ガス雰囲気下、約850〜1300℃、好ましくは1000℃の高温下で行う。その際、石英基板10Mは、搬送手段520により外縁を支持固定された状態で搬送されると共に、チャンバ500内の支持手段510により外縁を支持固定された状態で熱処理されるため、裏面に傷がついたり、損傷したりすることが防止されている。
また、チャンバ500は基板一枚が入る比較的小さなものであることから、1000℃前後まで昇温させるとしても、バッチ式の大型チャンバほど時間はかからない。更に、基板の入れ替えも素早くでき、入れ替え時に起きるチャンバ500内の温度変化も小さくて済むことから、所要時間の殆どを実効的な熱処理過程に割くことができる。その結果、ここでの熱処理時間は、例えば300秒程度にまで抑えることができ、効率よく処理が行われる。
加えて、ここでは、枚葉処理を適用することによって、石英基板10Mの各々に対して同一条件で熱処理が施されることから、該基板間における製造ばらつきが極めてよく軽減される。また、一回の熱処理時間が短縮されると、処理中に石英基板10Mに生じる撓みが防止又は軽減される。即ち、このような高温の熱処理においては、処理時間が長いと、石英からなる石英基板10Mは自重により撓んでしまう。しかし、この場合には、処理時間が極めて短いために、石英基板10Mが大きく変形する前に熱処理を終えることができる。
工程(2) 次に、このように処理された石英基板10Mの全面に、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPd等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリング法などにより、100〜500nm程度の膜厚、好ましくは約200nmの膜厚に形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンを有するからなる走査線11aを形成する。続いて、更にその上に、例えば常圧又は減圧CVD法等によりNSGからなる下側絶縁膜12を形成する。
更に、石英基板10Mに対し、例えば1000℃、300秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。
工程(3) 次に、石英基板10M上の一面に、下層の下側絶縁膜12として、減圧CVD法、プラズマCVD法等により高温酸化シリコン膜(HTO膜)を成膜する。更に、石英基板10Mに対し、例えば950℃、300秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。
工程(4) 次に、下地絶縁膜12の上にポリシリコン膜を形成し、これにフォトリソグラフィ及びエッチング等を施すことにより、所定パターンを有する半導体層1aを形成する。更に、石英基板10Mに対し、例えば950℃、300秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。この熱処理により、半導体層1aの表面が熱酸化されて、ゲート絶縁膜2が形成される。この結果、半導体層1aの厚さは、約30〜150nm、好ましくは約35〜50nmとなり、ゲート絶縁膜2の厚さは、約20〜150nm、好ましくは約30〜100nmとなる。
工程(5) 次に、ポリシリコン膜を、減圧CVD法等により約100〜500nmの厚さに堆積し、更にP(リン)を熱拡散し、このポリシリコン膜を導電化してゲート電極3aを形成する。その際、石英基板10Mに対し、例えば900℃、200秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。
この熱処理後、フォトリソグラフィ及びエッチング等により、ゲート電極3aのパターニングを行う。尚、中継電極719は、このゲート電極3aと同一膜として成膜され、前記エッチング等によって同時にパターニングされる。
工程(6) 次に、低濃度及び高濃度の2段階で不純物イオンをドープすることにより、半導体層1a内に、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成する。続いて、例えば常圧CVD法を用いてNSG膜を成膜し、第1層間絶縁膜41を形成する。
更に、石英基板10Mに対し、例えば1000℃、300秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。
工程(7) 次に、第1層間絶縁膜41に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール83、881を開孔する。次いで、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を堆積し、更にリン(P)を熱拡散し、このポリシリコン膜を導電化して下部電極71を形成する。
その際、石英基板10Mに対し、例えば900℃、200秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。尚、下部電極71は、例えばドライエッチングにより所定形状にパターニングする。
工程(8) 次に、減圧CVD法、プラズマCVD法等により高温酸化シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜からなる誘電体膜75を膜厚50nm程度の比較的薄い厚さに堆積した後、減圧CVD法等により導電性ポリシリコン膜を堆積し、例えばドライエッチングを用いて所定形状にパターニングして容量電極300を形成する。こうして、蓄積容量70が形成される。更に、石英基板10Mに対し、例えば900℃、200秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。
工程(9) 次に、例えば常圧CVD法を用いてNSG膜を成膜し、第2層間絶縁膜42を形成する。更に、石英基板10Mに対し、例えば950℃、300秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。
工程(10) 次に、第2層間絶縁膜42の上にデータ線6a等を形成する。まず、第2層間絶縁膜42に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、コンタクトホール81、801及び882を開孔する。その後、第2層間絶縁膜42上の全面に、スパッタリング等によりAlないしAl合金等のAlを含有した配線材料を堆積する。そして、この堆積膜にフォトリソグラフィ及びエッチングを施すことにより、所定パターンを有するデータ線6a、容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2を形成する。
工程(11) 次に、石英基板10M上の一面に、第3層間絶縁膜43を形成する。第3層間絶縁膜43は、例えば、常圧又は減圧CVD法により、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等として形成される。即ち、その下層にAlを含有するデータ線6aが存在するため、第3層間絶縁膜43は、例えば400℃以下の比較的低温で形成する必要がある。
続いて、第3層間絶縁膜43の上面を、CMP処理により平坦化する。具体的には、例えば研磨プレート上に固定された研磨パッド上に、シリカ粒を含んだ液状のスラリー(化学研磨液)を流しつつ、スピンドルに固定した基板表面(層間絶縁膜43の側)を、回転接触させることにより、第3層間絶縁膜43の上面を研磨する。そして、データ線6aが露出する前に、時間管理により或いは適当なストッパ層を所定位置に形成しておくことにより、研磨処理を停止する。
工程(12) 次に、第3層間絶縁膜43上に、容量配線400等を形成する。まず、第3層間絶縁膜43上に、ドライエッチングによりコンタクトホール803、804を開孔する。その後、第3層間絶縁膜43上の全面に、例えば、スパッタリング等によりAl又はAl合金等からなる下層膜と、窒化チタンからなる上層膜とを積層する。そして、この積層膜にフォトリソグラフィ及びエッチングを施すことにより、所定パターンを有する容量配線400及び第3中継電極402を形成する。
工程(13) 次に、石英基板10M上の一面に、第4層間絶縁膜44を形成する。この第4層間絶縁膜44は、例えば、上記第3層間絶縁膜43と同様にして形成することができる。更に、石英基板10Mに対し、例えば300℃、300秒の熱処理を施す。その他の処理条件は、上記の投入時の熱処理と同様である。尚、第4層間絶縁膜44についても、上面をCMP処理により平坦化しておく。
工程(14) その後、第4層間絶縁膜44に対する反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、下部電極71に至るコンタクトホール89を開孔する。次いで、スパッタ処理等によりITO膜を堆積し、フォトリソグラフィ及びエッチングを行なうことにより、画素電極9aを形成する。更に、石英基板10M上の一面にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布し、更に所定のプレティルト角を持つように所定方向にラビング処理等の配向処理を施すことにより、配向膜16を形成する。このようにして、TFTアレイ基板10となる石英基板10M上に、図4乃至図6に示した積層構造が形成される。
他方、対向基板20については、対向基板20としてガラス基板等を先ず用意し、その全面にスパッタ処理等を用いてITO膜を約50〜200nmの厚さに堆積することにより、対向電極21を形成する。更に、対向電極21の全面にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜22が形成される。
最後に、上述のように各層が形成された石英基板10Mと、予め裁断された複数の対向基板20とは、配向膜16及び22が対面するようにシール材により貼り合わされる。こうして両基板間に形成された空間に、例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶が注入され、所定層厚の液晶50が形成される。そして、最終的には、このマザー基板たる石英基板10Mを電気光学装置の各別に応じて裁断することによって、図1乃至図6に示したような各個別の電気光学装置が製造される。
このように本実施形態においては、各層の成膜工程と相前後して行う熱処理工程の全てを、前記石英基板用アニール装置を用いて行うようにしたので、(1)抵抗加熱式のヒータによって石英基板10Mに対して十分な熱量を与え、効率よく加熱することができる。また、(2)石英基板10Mを枚葉処理することで、サーマルバジェットを低減し、短時間で効率よく熱処理を施すことができる。その結果、一枚あたりの平均処理時間をバッチ式処理よりも短縮でき、電気光学装置の製造効率を大幅に高めることが可能となる。
更に、個々の石英基板10Mに同一条件で熱処理を施すことになるため、基板間のばらつきが極めてよく軽減される。加えて、基板ごとの熱処理時間が短縮されることで、処理中に石英基板10Mに生じる撓みが防止又は軽減される。よって、電気光学装置の製造歩留まりが向上する。尚、歩留まりよく製造することで、コスト低減の効果もある。
また、石英基板10Mの外縁と点状に接触する傾斜面512aを有する支持手段510を用い、該基板の外縁を傾斜面512aにおいて支持した状態で熱処理を行うようにしたので、基板裏面に傷がつくのを回避することができると共に、横滑りして支持手段510から落ちるのを未然に防止することが可能である。
更に、石英基板10Mの外縁と線状に接触する傾斜面522aを有する搬送手段520を用い、該基板の搬送をその外縁を固定支持した状態で行うようにしたので、基板裏面に傷がつくのを回避することができると共に、横滑りして搬送手段520から落ちるのを未然に防止することが可能である。
従って、傷の映り込みのない、良好な表示が可能な電気光学装置を歩留まり良く製造することが可能となる。
次に、本発明に係る実施例について説明する。
実施形態における石英基板10Mと同様に、石英基板上に積層構造を形成する。その際、実施形態の製造プロセスに従い、工程(1)から(9)及び工程(13)の各熱処理を上述の石英基板用アニール装置を用いた枚葉処理として行うことにより、実施例とする。
また、実施例と同様に基板作製を行うが、工程(1)から(9)及び工程(13)の各熱処理については縦型拡散炉を用いたバッチ処理により行う場合を、比較例とする。
図13は、工程(1)から(9)及び工程(13)の各熱処理における、両者の処理温度及び処理時間を表している。尚、この比較例における一回の処理枚数は20枚である。また、比較例における処理時間は、処理温度に維持された期間であり、昇温、降温に要する期間は含めていない。
実施例では、各熱処理工程における処理時間は総じて300秒であり、比較例と比べておよそ10分の1から数分の1である。そのため、本発明においては、熱処理中に石英基板が撓むのが解消又は軽減されると考えられる。
基板の処理枚数を揃えて両者を比較すると、実処理時間だけからみれば、比較例の方がはやく処理できるようである。しかし、比較例の場合は、工程(1)から(9)及び工程(13)の熱処理のそれぞれに昇温、降温の期間があり、これらの工程ごとの所要期間は、例えば短いもので5時間程度、長いものでは9時間程度になる。その結果、基板上に積層構造を完成させるまでの総所要期間は、比較例が50日程度であるのに対し、実施例は10日程度となる。従って、本発明によれば、電気光学装置の製造におけるTATが低減されると考えられる。
尚、実施形態及び実施例では、電気光学装置用の透明基板として石英基板を用いる場合について説明したが、その他、ガラス基板を用いるようにしてもよい。ガラス基板は、石英基板に比べて耐熱性はかなり低く、400℃程度以下の温度でしか熱処理されない。しかしながら、ガラス基板の熱処理においても、前述した問題点が考えられ、本発明を適用することで以上に説明したような作用効果が得られる。
また、以上では、本発明に係る電気光学装置の一具体例として液晶装置を挙げて説明したが、本発明は、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置や、電子放出素子を用いた表示装置(Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display)等の、その他の電気光学装置の製造に適用可能である。
本発明は、上述した実施形態及び実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置の製造方法及び透明基板用アニール装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
1a…半導体層、2…ゲート絶縁膜、3a…ゲート電極、6a…データ線、9a…画素電極、10M…石英基板、10…TFTアレイ基板、10a…画像表示領域、11a…走査線、30…TFT、70…蓄積容量、71…下部電極、300…容量電極、400…容量配線、41〜44…層間絶縁膜、500…チャンバ、510…支持手段、512、522…リフト部、520…搬送手段、512a、522a…傾斜面。
Claims (9)
- 透明基板と、該透明基板上に層間絶縁膜を介して積層された配線、電子素子及び表示用電極を含んで構成された複数の画素部とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
前記透明基板上に、前記配線、電子素子及び表示用電極の少なくともいずれかにおける少なくとも一部を形成する成膜工程と、
前記成膜工程と相前後して、前記層間絶縁膜を形成する層間絶縁工程と、
前記成膜工程後又は前記層間絶縁工程後に、前記透明基板に対し、ヒータ加熱による熱処理を枚葉式に施す熱処理工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記熱処理工程は、前記透明基板の外縁と点状又は線状に接触する傾斜面を有する支持手段を用い、前記傾斜面において前記透明基板の外縁を支持した状態で行うことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記熱処理工程においては、
前記透明基板の搬送を、前記透明基板の外縁と点状又は線状に接触する傾斜面を有する搬送手段を用い、前記透明基板の外縁を支持した状態で行うことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。 - 前記熱処理工程は、300℃以上且つ5分以下で行われることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 透明基板と、該基板上に層間絶縁膜を介して積層された配線、電子素子及び表示用電極を含んで構成された複数の画素部とを備えた電気光学装置における、前記透明基板の熱処理を行うための透明基板用アニール装置であって、
前記透明基板を内部に収容するチャンバと、
該チャンバ内で前記透明基板を加熱するためのヒータと、
前記透明基板の熱処理を枚葉式で行うように、前記チャンバ内で前記透明基板の支持を行う支持手段及び前記透明基板の搬送を行なう搬送手段のうち少なくとも一方と
を備えたことを特徴とする透明基板用アニール装置。 - 前記支持手段は、前記透明基板の外縁を支持することを特徴とする請求項5に記載の透明基板用アニール装置。
- 前記支持手段は、前記透明基板の外縁と点状又は線状に接触する傾斜面を有し、前記傾斜面において前記外縁を支持することを特徴とする請求項6に記載の透明基板用アニール装置。
- 前記搬送手段は、前記透明基板の外縁を支持することを特徴とする請求項5に記載の透明基板用アニール装置。
- 前記搬送手段は、前記透明基板の外縁と点状又は線状に接触する傾斜面を有し、前記傾斜面において前記外縁を支持することを特徴とする請求項8に記載の透明基板用アニール装置。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10173032A (ja) * | 1996-11-05 | 1998-06-26 | Applied Materials Inc | 傾斜付き基板支持具 |
| JP2000058470A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-25 | Ushio Inc | 光照射式加熱装置のガードリング |
| JP2000150525A (ja) * | 1998-11-10 | 2000-05-30 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の製造方法、および液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の製造方法 |
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Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08286212A (ja) * | 1995-04-14 | 1996-11-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置の作製方法 |
| US5847410A (en) * | 1995-11-24 | 1998-12-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co. | Semiconductor electro-optical device |
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|---|---|---|---|---|
| JPH10173032A (ja) * | 1996-11-05 | 1998-06-26 | Applied Materials Inc | 傾斜付き基板支持具 |
| JP2000058470A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-25 | Ushio Inc | 光照射式加熱装置のガードリング |
| JP2000150525A (ja) * | 1998-11-10 | 2000-05-30 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の製造方法、および液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の製造方法 |
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