JP3998386B2

JP3998386B2 - 液晶表示装置の製造装置および液晶表示装置の製造方法

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Publication number: JP3998386B2
Application number: JP2000017223A
Authority: JP
Inventors: 健久保田; 紀和小松
Original assignee: Seiko Epson Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: KR100381807B1; JP2001210693A; US6461437B1; CN1307326A; CN1196173C; KR20010078048A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造装置および液晶表示装置の製造方法に関し、特に駆動回路一体型液晶表示装置およびその駆動回路一体型液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を用いた駆動回路一体型液晶表示装置において、画素領域のＴＦＴは、画素電極への充電と電荷保持のスイッチの２つの役割を果たしているだけであった。このため、画素領域のＴＦＴへの要求性能は、一般の半導体装置に要求されるような、細かいしきい値電圧の制御は必要とされない。したがって、画素領域のＴＦＴに用いられる薄膜半導体はアモルファスシリコンで十分用が足りていた。
【０００３】
近年、アモルファスシリコンをレーザアニールすることによって形成された多結晶体シリコンＴＦＴを用いる技術開発が行われ、この多結晶シリコン体ＴＦＴを用いた液晶表示装置が盛んに製造されている。この型の液晶表示装置は駆動回路領域と画素領域とを一体的に形成することによって、低コスト化や表示画素の高精細化が可能となる利点を有する。この多結晶体シリコンＴＦＴは、駆動回路の素子に要求される特性を有する必要があるので、高精度のしきい値電圧を保持する必要がある。このため、新たな課題が発生してきている。
【０００４】
アモルファスシリコンを用いた従来の液晶表示装置の製造工程においては、通常、アモルファスシリコンの成膜処理の前工程で異物除去やアモルファスシリコン膜の密着力向上のために洗浄処理が行われてきた。図１２は、従来の洗浄工程から成膜処理工程に至る経路の雰囲気環境を示す図である。洗浄処理には物理洗浄工程１１０と化学洗浄工程１２０とがある。カセット１０６に搭載された基板１１１は、自動搬送車(AGV:Automatic Guided Vehicle)１４０によってローダ１４３に搬入され、搬送ロボット１０４によって物理洗浄室に入れられ、物理洗浄処理を施される。ここで、「基板」というとき、石英基板等の基板そのものの他に処理が施された基板をも含むものとする。まず、ＵＶランプ１５１によって紫外光を照射されて有機物を除去され、ついでブラシ洗浄やメガソニック洗浄等の物理洗浄ユニット１５２で洗浄され、水洗処理ユニット１５４および乾燥処理ユニット１５５を経て、アンローダ１４５に送り出される。また、化学洗浄工程１２０では、薬液による化学洗浄が施される化学洗浄ユニット１５３を備えるが、入口および出口の基板の取扱いは物理洗浄工程と同じである。これらの洗浄が済んだ基板は、クリーンルームの雰囲気に開放のカセット１０６に収納され、ＡＧＶにより成膜処理室１０２のローダ/アンローダ１４６に搬送される。ここで、基板１１１は搬送ロボット１０４によりカセット１０６から取り出され、成膜処理室内でアモルファスシリコンの成膜処理が施される。次いで、再びクリーンルーム雰囲気にさらされて搬送され、レーザアニール処理室でアモルファスシリコンの結晶化を目的とするレーザアニール処理が行われる。これら基板は成膜処理装置の空き時間との関係で、保管庫１３０に保管され、下地膜が長時間にわたってクリーンルーム雰囲気にさらされる場合もある。これまで、この搬送や保管の間、パーティクルに関しては高レベルの付着防止管理がなされてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の基板がクリーンルーム雰囲気に対して開放されていたことから分かるように、基板表面の化学的汚染に関しては、十分な管理はなされていなかった。このような化学的汚染の影響は、画素領域にのみ用いられていたアモルファスシリコンＴＦＴでは全く問題とならないレベルである。しかし、駆動回路を構成する多結晶体シリコンＴＦＴでは、金属などの汚染によるドーピング効果や有機汚染による多結晶体シリコンの結晶粒成長等に及ぼす影響が生じる。このため、しきい値電圧が変動し、基板内ばらつきが発生し、駆動回路において誤動作等を生じ、歩留りの低下をきたしていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、クリーンルーム雰囲気と接することに起因する化学的汚染を防止し、しきい値電圧の変動等を生じないようにすることが可能な液晶表示装置の製造装置および液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の液晶表示装置の製造装置は、液晶表示装置の基板を洗浄する洗浄処理室と、洗浄処理室で洗浄された基板に対して成膜処理を行う成膜処理室と、洗浄処理室から成膜処理室へ基板を外気にさらすことなく移送する外気遮断移送手段とを備える。外気遮断移送手段は、洗浄処理室で洗浄された基板を外気にさらすことなく、複数の基板が収容可能なカセット内に搬入する基板搬入手段と、成膜処理室において基板をカセット内から取り出す基板取出し手段とを含む。外気遮断移送手段は、洗浄処理室から成膜処理室まで基板が移送される通路であって外気が遮断された外気遮断通路を含む。外気遮断移送手段は、カセットを搬送可能に形成されている。外気遮断通路は、外気から概ね遮断される程度の緩密閉構造を有しており、外気遮断通路の内部では、基板に対して不活性の不活性ガスが外気に対して陽圧に保たれている。
【０００８】
この構成により、洗浄後、クリーンルーム雰囲気にさらされることがないので、化学的汚染が防止される。このため、金属汚染によるドーピング効果や有機汚染による結晶粒度のばらつき発生等のために、しきい値電圧が変動することがなくなる。また、洗浄後のパーティクル付着を防止することができる。この結果、駆動回路の誤動作等によって製品歩留りが低下する事態を避けることができる。なお、上記の基板は、先に定義した基板をさす。
【０００９】
請求項２の液晶表示装置の製造装置では、請求項１の装置において、洗浄処理室は、基板を薬液により洗浄する薬液洗浄処理室を含む。
【００１０】
また、外気遮断通路内において基板を搬送する搬送機を備えることが好ましい。この構成により、基板を外気にさらすことなく自動的に搬送することが容易になる。また、自動化することによって、待ち時間や搬送時間を短縮することが容易になり、製造の高効率化が可能となる。
【００１１】
請求項３の液晶表示装置の製造装置では、請求項１または２の装置において、カセットは、外気と隔離可能な密封カセットを含む。
【００１２】
この構成により、基板が外気にさらされることなく密封カセット内に格納されたまま、洗浄処理室から成膜処理室に搬送されるので、化学的汚染および洗浄後のパーティクル付着を避けることができる。なお、洗浄処理室のアンロード部から成膜処理室のロード部への密封カセットの搬送はＡＧＶのような搬送機によって行ってもよいし、手動で行ってもよい。
【００１３】
請求項４の液晶表示装置の製造装置では、請求項１から３のいずれかの装置において、カセットロード室と、搬送ロボットを有する搬送ロボット室（ロードロック室）とを備え、カセットロード室、洗浄処理室および成膜処理室は、いずれも、搬送ロボットの周囲に配置され、搬送ロボットによって基板の出し入れができるように搬送ロボット室と連絡している。
【００１４】
この構成により、カセットロード室から洗浄処理室を経て成膜処理室まで、搬送ロボットによって基板を外気にさらすことなく連続的に搬送することが可能となる。この結果、化学的汚染や洗浄後のパーティクル付着を防止した上で、成膜処理の短時間化および高効率化を実現することができる。また、上記の各室を組み込んだ装置を小型化してクリーンルーム内において省スペースを実現することができる。請求項１〜４の装置においては、外気遮断通路または密封カセットの内部は、外気が１０³Ｐａ以下に減圧された雰囲気、窒素ガス雰囲気、またはドライエア雰囲気とされていることが望ましい。基板は上記の雰囲気の中で、化学的汚染や洗浄後のパーティクル付着を受けることがなく、また、これらの雰囲気は安価に実現することができるので、製造コストを高めることがなくなる。なお、窒素ガス、ドライエア等を不活性ガスと記す。
【００１５】
請求項５の液晶表示装置の製造装置では、請求項１〜４のいずれかの装置において、外気遮断通路と連絡し、外気と遮断された処理室であって、基板に対してアニール処理を施すアニール処理室をさらに備えている。
【００１６】
この構成により、成膜された膜を外気にさらすことなくアニール処理することができる。このため、成膜されたアモルファスシリコン膜の化学的汚染等を防止した状態でアニール処理して多結晶体シリコン膜とすることが可能となる。
【００１７】
請求項６の液晶表示装置の製造装置では、請求項５の装置において、アニール処理室で基板に対してレーザアニール処理ができる光学アラインメントユニットを備えている。
【００１８】
この構成により、アモルファスシリコン膜を低温で結晶粒径の大きい多結晶体シリコン膜とすることができる。このため、化学的汚染を防止したうえで、駆動回路に使用できる性能を有するＴＦＴを製造することができる。
【００１９】
請求項７の液晶表示装置の製造装置では、請求項１〜６のいずれかの装置において、成膜処理室は、外気遮断通路と連絡する第１の成膜処理室と、外気遮断通路と連絡する第２の成膜処理室とを備えている。
【００２０】
この構成により、第１の成膜室で成膜される化学的汚染を嫌う膜、例えば多結晶体シリコンは、下地膜の側からも、また上側、すなわちゲート絶縁膜の側からも化学的汚染を防止することができる。この結果、安定したしきい値電圧を得ることができ、歩留り向上を果たすことができる。
【００２１】
請求項８の液晶表示装置の製造装置では、請求項３の装置において、密封カセットは、外気から概ね遮断される程度の緩密閉構造を有しており、密封カセットの内部では、基板に対して不活性の不活性ガスが外気に対して陽圧に保たれている。請求項９の液晶表示装置の製造装置では、請求項１から８のいずれか装置において、ケミカルフィルタをさらに備え、該ケミカルフィルタを通して窒素ガスまたはドライエアが外気遮断通路または密封カセットに導入されている。
【００２２】
この構成は、厳密な密閉構造よりも安価に実現することができる。このため、安価に化学的汚染やパーティクル付着を防止することができ、歩留り向上の効果をより一層享受することが可能となる。
【００２３】
本発明の請求項１０の液晶表示装置の製造方法は、ガラス基板の上に下地膜を有する基板を洗浄処理室に装入して洗浄処理を行う工程と、洗浄が行われた基板を、洗浄処理室から取り出し、外気にさらすことなく成膜処理室に装入する移送工程と、成膜処理室において基板の上にアモルファスシリコン膜を成膜する工程とを備える。移送工程は、複数の基板が収容可能なカセットに基板を挿入して搬送する工程を含む。移送工程は、洗浄処理室で洗浄された基板を外気にさらすことなく、カセット内に搬入する工程と、成膜処理室において基板をカセット内から取り出す工程とを含む。移送工程は、外気から概ね遮断される程度の緩密閉構造を有しており、内部では基板に対して不活性の不活性ガスが外気に対して陽圧に保たれている外気遮断通路を通して行なう。
【００２４】
この構成により、化学的汚染を嫌うアモルファスシリコン膜が下側から化学的汚染やパーティクル付着を受けることがないので、誤動作等を起こさず、高い歩留りを維持することが可能となる。
【００２５】
請求項１１の液晶表示装置の製造方法では、請求項１０の製造方法において、アモルファスシリコン膜を形成する工程の後に、引き続き外気にさらすことなく、アモルファスシリコン膜が成膜された基板を、アニールして多結晶体シリコン膜にする工程とを備えている。
【００２６】
この構成により、画素領域においては高精細化が可能となり、駆動回路領域の駆動トランジスタでは安価で安定した高精度しきい値電圧の確保が可能となる。また、画素領域と駆動回路領域とを一体的に形成することができ、液晶表示装置において重視される小型化を実現することができる。
【００２７】
請求項１２の液晶表示装置の製造方法では、請求項１１の製造方法において、多結晶体シリコン膜を形成する工程の後に、引き続き外気にさらすことなく別の成膜処理室に移送する工程と、その別の成膜処理室において、多結晶体シリコン膜の上にゲート絶縁膜を形成する工程とを備えている。
【００２８】
この構成により、多結晶体シリコンが下地膜の側からもゲート絶縁膜の側からも化学的汚染や洗浄後のパーティクル付着を受けることがなくなる。この結果、しきい値電圧の変動をより一層抑制することができ、歩留り低下をさらに確実に避けることが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次ぎに、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は本発明の洗浄処理室と成膜処理室とが一体化された装置を示す概略構成図である。本装置は、カセットローダ５、スピン式のウエット洗浄ユニット（以下、「洗浄ユニット」と記す）９が設置された洗浄ユニット室１ａ、ＵＶ照射ユニット室１ｂおよびＣＶＤ装置室２を有し、各室間の基板１１の移動は、中央部のロードロック室（搬送ロボット室）３に設置された搬送ロボット４によって枚葉で行われる。ロードロック室３、ＵＶ照射ユニット室１ｂ、洗浄ユニット室１ａ、ＣＶＤ装置室２は、いずれも概ね密閉された緩密閉構造となっており、それぞれ配管（図示せず）によってガスを誘導できる構造を有し、ケミカルフィルタ７によって汚染物質が除去された窒素ガスまたはドライエアが導入される。各室内では、本装置外の雰囲気に対して陽圧となるように、誘導ガスの流量制御を行い、本装置外の雰囲気が混入しないようにしている。ロードロック室３に通じる各室の入口には開閉自在の扉８を設け、各室での基板処理中はロードロック室と雰囲気を分離できる構成となっている。カセットローダ５とロードロック室８との間にも開閉自在の扉８を設け、基板の受け渡し時以外は閉じておく。特に、洗浄が完了した基板のＣＶＤ装置室２への搬送時には、ロードロック室３の雰囲気を制御する必要がある。成膜処理を行うＣＶＤ装置室内においては、当然、通常の真空装置と同様に、ポンプにより真空または減圧に引けるようにされている。
【００３１】
つぎに、各ユニット（装置）について説明する。図２は、ＵＶ照射ユニット室１ｂに設置されたＵＶ照射ユニットの模式的断面図である。基板１１のサイズに合わせたＵＶ照射ユニット２１は、１５０Ｗ程度の低出力型のＵＶランプ２２が０．２本/ｃｍの密度で備えられている。また、ステージを可動構造にして、ランプピッチの半分の振幅で、基板１１を揺動しＵＶ照射が均一に行われるようにする。このＵＶランプの代わりに、波長１７２ｎｍのエキシマＵＶランプ等を用いることにより、有機物の除去効率を高めることも可能である。図３は洗浄ユニット９の模式的断面図である。ここに備えられる洗浄処理装置は、液晶表示装置の製造に一般的に用いられるインライン写真製版装置の洗浄ユニットや現像ユニットと同等の性能のものでよい。この洗浄ユニット９は、基板の回転機構、アームによるブラシ洗浄機構１２、メガソニック洗浄機構などの物理洗浄と、薬液やリンス液を放出できるノズルによる化学洗浄との両方ができるアーム機構１３を備える。洗浄に使用する薬液に応じて、基板支持ステージ台や薬液の飛散防止のカップの材質を耐薬液性とすることが望ましい。ここでは、薬液としてフッ酸系が使えるように、テフロンをコーティングしたステンレスを用いるのがよい。物理洗浄機構と薬液との組合せに不都合が生じる場合には、スピン式の物理洗浄ユニットを別に設けてもよい。その場合には、酸化性の薬液などを用いることも可能である。
【００３２】
つぎにＣＶＤ装置の例を示す。これらのＣＶＤ装置は、どの種類のＣＶＤ装置においても、一般の液晶表示装置の製造に用いられるＣＶＤ装置と同様のものでよい。図４は、減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）ユニットの断面図である。このＬＰＣＶＤ装置３０は、チャンバ内に基板を支持する石英ボート２３、ポンプ（図示せず）等による減圧が可能な排気機構、および成膜ガスを導入するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３２やバルブ３１を備えた配管系統を有している。また、図５に示すように、プラズマＣＶＤ（ＰＣＶＤ）装置では、プラズマ発生機構の付いた成膜処理室３９には成膜ガスを導入するＭＦＣ３２やバルブ３１等を備えた配管が接続されている。また、基板１１の予備加熱や冷却、さらに成膜処理室と低圧状態で基板の受け渡しが可能なように、ロードロック室３６と、搬送ロボット３８を設置した予備室３７との二室を備えている。また、成膜処理室３９はそれぞれ独立に、ポンプにより低圧に引ける排気機構を有している。このＣＶＤ装置に付け加えて、同じ雰囲気内にアモルファスシリコンから多結晶体シリコンに結晶化するレーザアニール室を配置してもよい。レーザアニール装置としては、３００℃程度の低温で多結晶体シリコンを生成させる一般的な装置でよい。
【００３３】
上記の装置を用いて得られる作用はつぎのとおりである。洗浄処理から成膜処理、さらにレーザアニール処理に至る工程を外気に触れることなく、自動的に連続処理することができる。この結果、基板への化学汚染やパーティクル付着を低減することができる。また、このような緩密閉構造に雰囲気を制御したガスを導入することにより、さらに汚染付着を低減することが可能である。使用するガスとしては窒素ガスまたはドライエアのような安全で比較的安価なガスでよく、ケミカルフィルタを通して汚染物質を除去したものを導入することが望ましい。各室とも緩密閉構造を採用しているので、液晶表示装置用の大型ガラス基板を処理する場合、完全密閉構造とする場合に比較して装置コストの大きな低減をはかることができる。また、本装置は、成膜処理装置にＬＰＣＶＤ装置を用いた場合に、とくに効果が高くなる。その理由は、ＬＰＣＶＤ法によって成膜したアモルファスシリコンを結晶化して多結晶体シリコンを形成する場合に、ＬＰＣＶＤによる成膜速度がとくに遅く、下地の汚染の影響が大きく現れるからである。この汚染の影響により、多結晶体シリコンの結晶性が変動し易く、この結果、完成したＴＦＴの特性は汚染の影響を強く受ける。本実施の形態の装置を用いれば、上記の変動を抑制して安定した特性のＴＦＴを作り込むことが可能となる。
【００３４】
さらに装置構成として、搬送ロボットを中心に各ユニットを配置したことにより、装置が非常にコンパクトになり、装置の省スペース化が可能となる。また、本実施の形態では、ＵＶ照射ユニットと他のウエット洗浄ユニットとの両方を用いたために、有機物および金属の汚染を確実に防止することができる。また、酸化性の処理液を用いると、有機物の除去効果がさらに向上する。しかし、とくに汚染を有機物に限定してよい場合には、洗浄ユニットとしてＵＶ照射ユニットのみでよい。この場合には、装置の大きさは、従来の成膜装置の搬送ロボットと成膜室との間にＵＶ照射ユニットを取り付けただけの非常なコンパクトな装置とすることができ、省スペースの効果を上げることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２における製造装置の概略構成図である。洗浄装置は、液晶表示装置の製造に用いられてきた従来の洗浄装置でよく、ＵＶ照射ユニット５１、ブラシ洗浄やメガソニック洗浄等の物理洗浄ユニット５２、薬液による化学洗浄ユニット５３、水洗ユニット５４、乾燥ユニット５５を備えている。成膜処理室２には、実施の形態１で説明したものと同等の性能のＣＶＤ装置が備えられる。洗浄処理室４４のアンローダ４３には、密閉可能なゴムパッキング付きの扉を備えたカセット１８内に基板１１を入れ、カセットの扉を閉じることによってカセット内に基板を密封封入する機構（図示せず）が備えられている。また、成膜処理室２のローダ４６においては、密閉カセットの扉を開ける機構（図示せず）が備えられている。この密閉カセット１８は洗浄処理室から成膜処理室まで、ＡＧＶ等によって搬送してもよいし、洗浄処理室から成膜処理室までコンベアで自動搬送してもよい。
【００３６】
さらに洗浄処理室のアンローダ４５と成膜処理室のローダ４６とは、入口と出口との両方に開閉自在の扉８を備え、扉を閉じた状態において概ね密閉構造となる緩密閉構造を有する。さらに、これらのアンローダ４５およびローダ４６には、ケミカルフィルタ７を通った窒素ガスやドライエアを誘導し、流量制御により装置外に対して陽圧を保ち、装置外の雰囲気が混入しない構造となっている。
【００３７】
密閉カセット内の雰囲気としては、洗浄処理室のアンローダ４５の雰囲気であるドライエアをそのまま封入してもよい。または、アンローダ４５の雰囲気とは別に汚染物質を除去した窒素ガスまたはドライエアを直接カセット内に送り込んで封入してもよく、このほうがカセット内の雰囲気の管理を確実に実施できる。また、密閉後にカセット内を１０³Ｐａ以下程度に真空引きしても、雰囲気の汚染物質を１／１００程度に低減できるので、基板に付着する汚染物質を十分に低くすることが可能である。
【００３８】
別の方法として、図７に示すように、洗浄室のアンローダ４５と成膜室のローダ４６との間を概ね密閉構造の通路４８として、この緩密閉構造の通路４８に対して雰囲気制御を行うようにしてもよい。この構成によれば、上記の密閉カセット１８における密閉機構および密閉カセットに対する開閉機構を省略することができる。この場合にも、実施の形態１において説明したように、液晶表示装置用の大型ガラス基板の処理において、完全に密閉する構造に比較して装置コストを大きく低減することができる。
【００３９】
なお、実施の形態１および２ともに、成膜装置としてＣＶＤ装置を用いる場合を説明したが、洗浄後のパーティクル付着が歩留り低下につながるスパッタリング装置についても、本発明が適用できることは言うまでもない。
【００４０】
（実施の形態３）
つぎに実施の形態１または２に示す製造装置にレーザアニール室を付け加えた本発明に係る装置を用いて、液晶表示装置の駆動回路部の多結晶体シリコンＴＦＴを製造する方法を説明する。まず、図８に示すように、ガラス基板１１の表面に、例えば、ＰＥＣＶＤによって下地膜としてシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との２層膜６２を連続形成する。つぎに、上記の洗浄・成膜・アニール一体型の装置を用いて、洗浄処理とＬＰＣＶＤ装置による成膜処理とレーザアニール処理とを連続して行う。洗浄処理としては、ＵＶ照射処理、ブラシ洗浄およびメガソニック洗浄を行い、その後、オゾン水またはＨＦ系洗浄液を用いて薬液洗浄を行う。この後、基板を外気に触れないようにして成膜処理室に搬送して成膜処理を行う。成膜処理としては、アモルファスシリコン膜を図４に示したＬＰＣＶＤ装置によって６０ｎｍ程度形成する。さらに、外気にさらされることなく、上記装置に付け加えて設けたレーザアニール装置によってトランジスタのチャネル部のアモルファスシリコンをアニールして多結晶体シリコンとした後、図８に示すように、ドライエッチングによりパターニングしてトランジスタ領域６４を形成する。つぎに、図９に示すように、ゲート絶縁膜として、例えば、ＴＥＯＳ(Tetra Ethyl Ortho Silicate)ＰＥＣＶＤによりシリコン酸化膜６５を７０ｎｍ程度形成する。この後、レジストを設けｎ型トランジスタ７６のチャネル領域６９の両端に燐イオンを低濃度に注入してｎ-型不純物領域のＬＤＤ(Lightly Doped Domain)７５を形成する。次に、例えば、Ｃｒ膜を成膜し、パターニングしてゲート電極６６を形成する。その後、燐イオン、ボロンイオンを順に注入してソース/ドレイン領域となるｎ+型不純物領域６７およびｐ型不純物領域を形成し、それぞれｎ型トランジスタ７６およびｐ型トランジスタ７７を作り込む。燐イオンおよびボロンイオンの注入時には、ｎ型トランジスタには燐イオンが、またｐ型トランジスタにはボロンイオンが注入されるようにする。
【００４１】
つぎに、図１０に示すように、保護膜としてTEOS PECVDによりシリコン酸化膜７１を形成した後、４００℃で活性化アニールを行う。保護膜にコンタクトホールをドライエッチングにより開口し、Ｃｒ膜を１００ｎｍ、またＡｌ系合金膜を４００ｎｍ、さらにＣｒ膜を１００ｎｍ連続してスパッタにより積層し、パターニングしてソース/ドレイン電極７２を形成する。この後、水素プラズマ中でチャネル部を対象に多結晶体シリコンの水素化処理を行い、特性の向上や安定化をした後に、シリコン窒化膜等により絶縁膜７４を形成する。このようなプロセスで作製したｎ型トランジスタ７６およびｐ型トランジスタ７７を組み合わせて、駆動回路に備えられるＣＭＯＳ回路を構成する。
【００４２】
上記の駆動回路領域の作製中に、同じガラス基板に作製される表示画素領域についても同じ種類の層は駆動回路領域と同じタイミングで成膜処理がなされる。図１１に示すように、表示画素領域に形成される素子部分は、画素用の２個のｎ型トランジスタからなる画素トランジスタ８９、および上部電極８６、下部電極８５を有する容量８８が形成される点を除いて、駆動回路領域の素子部分と変わるところはない。表示画素領域における成膜手順は、駆動回路領域の成膜と平行して一体的に進行する。下部ガラス基板側において、絶縁膜７４が形成された後、表示画素領域では画素電極８７がコンタクトホールを介して表示画像領域のｎ型トランジスタに接続され、さらにその上に配向膜８４が形成される。表示画素領域の上部ガラス基板８１には、カラーフィルタ８２、対向電極８３が積層され、その上に配向膜８４が形成される。この後、上記の処理がなされた上部および下部のガラス基板をギャップ間隔を保って貼り合わせ、そのギャップに液晶７８を注入することによって液晶表示装置を完成する（図１１）。
【００４３】
上記の方法で製造された液晶表示装置では、チャネル部の多結晶体シリコンの上層および下層からの有機物や金属による汚染を防止することができる。このため、レーザアニール後に多結晶体シリコン中へ金属不純物が混入することによるしきい値電圧Ｖthの変動や、下地の不純物の影響によって結晶化時の結晶成長が変動する等に起因するＴＦＴの特性劣化が発生しなくなった。また、各成膜前のパーティクルの再付着も低減することができた。この結果、ＴＦＴのしきい値電圧のばらつき、容量絶縁膜の耐圧とも問題なく、製品の歩留り、耐久性、信頼性等のすべての面での向上が可能となった。本実施の形態では、とくに特性面での効果の高い、チャネル部のシリコンの成膜工程およびレーザアニール工程において、実施の形態１における装置にレーザアニール装置を付け加えた装置を導入した。しかし、洗浄後のパーティクル再付着の低減効果があるので、その他のスパッタ成膜等に応用することによってスパッタ成膜における歩留りを向上することが可能となる。
【００４４】
（実施の形態４）
実施の形態３に示した液晶表示装置について、実施の形態２における装置を用いることにより、薬液槽等で基板を洗浄処理することができるので、強酸性の薬液や高温の薬液を温度制御して洗浄することができる。例えば、半導体装置の製造によく使用されるＲＣＡ洗浄液、すなわちＨ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏからなる洗浄液や、ＮＨ₃＋Ｈ₂Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ、ＨＣｌ＋Ｈ₂Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ、ＨＦ＋Ｈ₂Ｏ等の洗浄液を用いることができる。これらの洗浄液は、除去対象物やガラス基板表面へのダメージ具合等に応じて適宜組み合わせて、それぞれの処理を常温〜１００℃程度までの適当な温度で行う。これらの洗浄処理によって、汚染物質を除去し、その後、汚染物質を付着させずに成膜およびアニールすることが可能となる。上記の方法によって形成された液晶表示装置では、チャネル部の上層および下層において有機物や金属による汚染がなく、レーザアニール後の多結晶体シリコン中の金属不純物によるＶthの変動や結晶化における結晶性への影響がないので、ＴＦＴの特性劣化が発生しなくなる。また、各成膜前のパーティクルの再付着も低減することができる。この結果、ＴＦＴのしきい値電圧Ｖthのばらつき、容量絶縁膜の耐圧とも問題なくなり、製品の歩留り、耐久性、信頼性のすべての面での向上を得ることができる。
【００４５】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置の製造装置を用いることにより、基板を洗浄後、化学的汚染やパーティクル等の再付着を受けずに液晶表示装置を製造することができる。この結果、しきい値電圧の変動等に起因する歩留り低下を生じることがなくなる。また、ロードロック室を中心に洗浄処理室および成膜処理室を配置することにより、本発明の装置は非常にコンパクトになり、液晶表示装置の製造現場の省スペースに寄与することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における洗浄・成膜処理一体型の液晶表示装置の製造装置の概略構成図である。
【図２】図１におけるＵＶ照射ユニットの模式的断面図である。
【図３】図１におけるスピン式ウエット洗浄ユニットの模式的断面図である。
【図４】実施の形態１におけるＬＰＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図５】実施の形態１におけるＰＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図６】実施の形態２において洗浄処理室から成膜処理室に基板を搬送する機構を説明する図である。
【図７】実施の形態２において洗浄処理室から成膜処理室に基板を搬送する、もう一つの機構を説明する図である。
【図８】実施の形態３において、ガラス基板の上に下地膜を形成し、アモルファスシリコン膜を形成した後、アニールして結晶化し、トランジスタ部をパターニングした段階の断面図である。
【図９】ゲート絶縁膜を成膜し、ソース/ドレイン領域に不純物イオンを注入し、ゲート配線を形成した段階の断面図である。
【図１０】層間絶縁膜、ソース/ゲート電極および保護絶縁膜を形成した段階の断面図である。
【図１１】液晶表示装置の駆動回路領域および表示画素領域の断面図である。
【図１２】洗浄処理工程から成膜処理工程に至る、従来の搬送工程の雰囲気を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ洗浄処理室、２成膜処理室（ＣＶＤ装置室）、３ロードロック室、４搬送ロボット、５カセットロード/アンロード、６カセット、７ケミカルフィルタ、８扉、９スピン式洗浄ユニット、１１基板（基板）、１２ブラシ洗浄機構、１３物理洗浄および薬液洗浄機構、１８密封カセット、２１ＵＶ照射ユニット、２２ＵＶランプ、２３石英ボート、３０ＬＰＣＶＤ、３１バルブ、３２ＭＦＣ、３５ＰＣＶＤ、３６ロードロック室、３７予備室、３８搬送ロボット、３９成膜処理室、４３ローダ、４４洗浄処理室、４５アンローダ、４６ローダ/アンローダ、４８緩密閉通路、５１ＵＶ照射ユニット、５２物理洗浄ユニット（ブラシ洗浄、メガソニック洗浄）、５３薬液洗浄ユニット、５４水洗ユニット、５５乾燥ユニット、６４トランジスタ部、６５ゲート絶縁膜、６６ゲート配線、６７ｎ+型不純物領域、６８ｐ型不純物領域、６９チャネル領域、７１層間絶縁膜、７２金属配線、７４保護膜、７５ｎ-型不純物領域、７６ｎ型トランジスタ、７７ｐ型トランジスタ、７８液晶、８１上部ガラス基板、８２カラーフィルタ、８３対向電極、８４配向層、８５容量下部電極、８６容量上部電極、８７画素電極、８８容量、８９画素トランジスタ。

Claims

液晶表示装置の基板を洗浄する洗浄処理室と、
前記洗浄処理室で洗浄された前記基板に対して成膜処理を行う成膜処理室と、
前記洗浄処理室から前記成膜処理室へ前記基板を外気にさらすことなく移送する外気遮断移送手段とを備え、
前記外気遮断移送手段は、前記洗浄処理室で洗浄された前記基板を外気にさらすことなく、複数の前記基板が収容可能なカセット内に搬入する基板搬入手段と、前記成膜処理室において前記基板を前記カセット内から取り出す基板取出し手段とを含み、
前記外気遮断移送手段は、前記洗浄処理室から前記成膜処理室まで前記基板が移送される通路であって外気が遮断された外気遮断通路を含み、
前記外気遮断移送手段は、前記カセットを搬送可能に形成され、
前記外気遮断通路は、外気から概ね遮断される程度の緩密閉構造を有しており、前記外気遮断通路の内部では、前記基板に対して不活性の不活性ガスが外気に対して陽圧に保たれている、液晶表示装置の製造装置。
前記洗浄処理室は、前記基板を薬液により洗浄する薬液洗浄処理室を含む、請求項１に記載の液晶表示装置の製造装置。
前記カセットは、外気と隔離可能な密封カセットを含む、請求項１または２に記載の液晶表示装置の製造装置。
カセットロード室と、搬送ロボットを有する搬送ロボット室とを備え、前記カセットロード室、前記洗浄処理室および前記成膜処理室は、いずれも、前記搬送ロボットの周囲に配置され、前記搬送ロボットによって前記基板の出し入れができるように前記搬送ロボット室と連絡している、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造装置。
前記外気遮断通路と連絡し、外気と遮断された処理室であって、前記基板に対してアニール処理を施すアニール処理室をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置の製造装置。
前記アニール処理室において、前記基板に対してレーザアニール処理ができる光学アラインメントユニットを備える、請求項５に記載の液晶表示装置の製造装置。
前記成膜処理室は、前記外気遮断通路と連絡する第１の成膜処理室と、前記外気遮断通路と連絡する第２の成膜処理室とを備える、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置の製造装置。
前記密封カセットは、外気から概ね遮断される程度の緩密閉構造を有しており、前記密封カセットの内部では、前記基板に対して不活性の不活性ガスが外気に対して陽圧に保たれている、請求項３に記載の液晶表示装置の製造装置。
ケミカルフィルタをさらに備え、該ケミカルフィルタを通して前記不活性ガスが前記外気遮断通路または密封カセットに導入されている、請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置の製造装置。
ガラス基板の上に下地膜を有する基板を洗浄処理室に装入して、洗浄処理を行う工程と、
前記洗浄が行われた前記基板を、前記洗浄処理室から取り出し、外気にさらすことなく成膜処理室に装入する移送工程と、
前記成膜処理室において前記基板の上にアモルファスシリコン膜を成膜する工程とを備え、
前記移送工程は、複数の前記基板が収容可能なカセットに前記基板を挿入して搬送する工程を含み、
前記移送工程は、前記洗浄処理室で洗浄された前記基板を外気にさらすことなく、カセット内に搬入する工程と、前記成膜処理室において前記基板を前記カセット内から取り出す工程とを含み、
前記移送工程は、外気から概ね遮断される程度の緩密閉構造を有しており、内部では前記基板に対して不活性の不活性ガスが外気に対して陽圧に保たれている外気遮断通路を通して行なう、液晶表示装置の製造方法。
前記アモルファスシリコン膜を形成する工程の後に、引き続き外気にさらすことなく、前記アモルファスシリコン膜が成膜された基板を、アニールして多結晶体シリコン膜にする工程とを備える、請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記多結晶体シリコン膜を形成する工程の後に、引き続き外気にさらすことなく別の成膜処理室に移送する工程と、その別の成膜処理室において、前記多結晶体シリコン膜の上にゲート絶縁膜を形成する工程とを備える、請求項１１に記載の液晶表示装置の製造方法。