JPH063656A - 液晶表示素子用ガラス基板の加工方法 - Google Patents
液晶表示素子用ガラス基板の加工方法Info
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- JPH063656A JPH063656A JP18440792A JP18440792A JPH063656A JP H063656 A JPH063656 A JP H063656A JP 18440792 A JP18440792 A JP 18440792A JP 18440792 A JP18440792 A JP 18440792A JP H063656 A JPH063656 A JP H063656A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶表示素子用ガラス基板の表面不純物濃度
を低減し且つ表面平坦度を向上させる。 【構成】 工程Ｓ１で表面研磨処理を施した後、工程Ｓ
２で通常の基板洗浄を行なう。続いて、工程Ｓ３で表面
エッチング処理を行ない研磨粒子残渣等を除去する。工
程Ｓ４でＳｉＯ2 膜を被覆し基板表面に残された凹凸や
スクラッチを埋めるとともに、工程Ｓ５で熱処理を行な
い平滑化を促進する。
を低減し且つ表面平坦度を向上させる。 【構成】 工程Ｓ１で表面研磨処理を施した後、工程Ｓ
２で通常の基板洗浄を行なう。続いて、工程Ｓ３で表面
エッチング処理を行ない研磨粒子残渣等を除去する。工
程Ｓ４でＳｉＯ2 膜を被覆し基板表面に残された凹凸や
スクラッチを埋めるとともに、工程Ｓ５で熱処理を行な
い平滑化を促進する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフラット型液晶表示素子
の構成部品として用いられるガラス基板の加工方法に関
する。より詳しくは、ガラス基板の清浄度及び平滑度を
維持する為の表面処理方法に関する。
の構成部品として用いられるガラス基板の加工方法に関
する。より詳しくは、ガラス基板の清浄度及び平滑度を
維持する為の表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からガラス基板は様々なフラット型
デバイスの主要構成部品として用いられている。例え
ば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及び画素電極が集積的
に形成された薄膜トランジスタアレイ基板（ＴＦＴ基
板）はアクティブマトリクス型液晶表示素子の駆動基板
として用いられる。ＴＦＴ基板を構成する板ガラス材料
の品質は表示品位に敏感に反映し、又素子製造工程に影
響を与える。従って、ガラス基板加工技術の向上が液晶
ディスプレイの発展に重要な役割を果たす。そこで、以
下にガラス基板に求められている特性及び品質を簡潔に
説明する。
デバイスの主要構成部品として用いられている。例え
ば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及び画素電極が集積的
に形成された薄膜トランジスタアレイ基板（ＴＦＴ基
板）はアクティブマトリクス型液晶表示素子の駆動基板
として用いられる。ＴＦＴ基板を構成する板ガラス材料
の品質は表示品位に敏感に反映し、又素子製造工程に影
響を与える。従って、ガラス基板加工技術の向上が液晶
ディスプレイの発展に重要な役割を果たす。そこで、以
下にガラス基板に求められている特性及び品質を簡潔に
説明する。
【０００３】まず第一に基板表面の平滑性及び平坦性が
要求される。平滑性を阻害する要因としては例えば表面
の傷あるいはスクラッチが挙げられる。ＴＦＴ基板では
配線の最小パタンが５〜１０μｍであり、ガラス基板上
の欠陥もこれに応じて５μｍ以下とする必要がある。一
般のセグメントパタンや単純マトリクスパタンでは５０
μｍ程度とされてきたが、最近ではパタンが微細化して
きており、５０μｍ以下の傷も問題になり得る。又、平
坦性を阻害する要因としてはガラス基板表面の微細な凹
凸が挙げられる。この微細な凹凸は一般に人の目の分解
能よりも細かい表面変化であり、基板上に形成される各
種の膜の特性、液晶の配向、パタンエッジの切れ等に悪
影響を与える。
要求される。平滑性を阻害する要因としては例えば表面
の傷あるいはスクラッチが挙げられる。ＴＦＴ基板では
配線の最小パタンが５〜１０μｍであり、ガラス基板上
の欠陥もこれに応じて５μｍ以下とする必要がある。一
般のセグメントパタンや単純マトリクスパタンでは５０
μｍ程度とされてきたが、最近ではパタンが微細化して
きており、５０μｍ以下の傷も問題になり得る。又、平
坦性を阻害する要因としてはガラス基板表面の微細な凹
凸が挙げられる。この微細な凹凸は一般に人の目の分解
能よりも細かい表面変化であり、基板上に形成される各
種の膜の特性、液晶の配向、パタンエッジの切れ等に悪
影響を与える。
【０００４】第二にガラス基板は高純度でなければなら
ない。ガラス基板中の不純物金属成分例えばアルカリ成
分が液晶セル中に溶出すると、液晶の比抵抗が低下して
表示特性が変化する原因となる。又、ＴＦＴを作成する
半導体プロセス中で微量のアルカリが溶出すると、ポリ
シリコン等からなる機能膜の特性低下をもたらす惧れが
ある。
ない。ガラス基板中の不純物金属成分例えばアルカリ成
分が液晶セル中に溶出すると、液晶の比抵抗が低下して
表示特性が変化する原因となる。又、ＴＦＴを作成する
半導体プロセス中で微量のアルカリが溶出すると、ポリ
シリコン等からなる機能膜の特性低下をもたらす惧れが
ある。
【０００５】第三にガラス基板には耐熱性が要求され
る。ガラス基板が耐え得る最高温度は一般に歪点温度で
表わされる。この歪点温度は液晶表示素子の製造工程に
おける最高処理温度以上でなければならない。例えば、
ポリシリコン薄膜を加工する場合には半導体製造プロセ
スにおける処理温度が１０００℃以上に達する。この
為、ガラス基板材料は高い耐熱性を必要とする。
る。ガラス基板が耐え得る最高温度は一般に歪点温度で
表わされる。この歪点温度は液晶表示素子の製造工程に
おける最高処理温度以上でなければならない。例えば、
ポリシリコン薄膜を加工する場合には半導体製造プロセ
スにおける処理温度が１０００℃以上に達する。この
為、ガラス基板材料は高い耐熱性を必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
な様に、液晶表示素子用ガラス基板には平滑度、純度及
び耐熱性等に関し高い品質が求められており、これらの
観点から石英ガラスが広く採用されている。例えば、
「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４
２委員会編，１９８９年日刊工業社）第２２２頁にその
記載がある。石英ガラスの特性はその製造方法により大
きく異なるが、２種類に大別する事ができる。１つは天
然水晶を高温溶融してインゴット化し得られる溶融石英
ガラスである。他方は、ＳｉＣｌ4 ，Ｈ2 ，Ｏ2 を原料
とするＣＶＤ法に代表される気相法により得られる合成
石英ガラスである。特にバルク不純物に関してはＡｌ，
Ｂ，Ｃｒ，Ｎａ，Ｔｉ等について合成石英ガラスの方が
低く高純度である。
な様に、液晶表示素子用ガラス基板には平滑度、純度及
び耐熱性等に関し高い品質が求められており、これらの
観点から石英ガラスが広く採用されている。例えば、
「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４
２委員会編，１９８９年日刊工業社）第２２２頁にその
記載がある。石英ガラスの特性はその製造方法により大
きく異なるが、２種類に大別する事ができる。１つは天
然水晶を高温溶融してインゴット化し得られる溶融石英
ガラスである。他方は、ＳｉＣｌ4 ，Ｈ2 ，Ｏ2 を原料
とするＣＶＤ法に代表される気相法により得られる合成
石英ガラスである。特にバルク不純物に関してはＡｌ，
Ｂ，Ｃｒ，Ｎａ，Ｔｉ等について合成石英ガラスの方が
低く高純度である。
【０００７】石英ガラス基板はインゴットをスライスし
て得られウエハと呼ばれる。スライスした状態では表面
に傷やダメージが残されており、所望の平滑度を得る為
に例えばＣｅＯ2 研磨剤等を用いて精密研磨加工を行な
う。その後研磨剤残渣を除去し且つ表面を清浄化する為
に洗浄処理を行なう。洗浄液としては一般に界面活性
剤、弱アルカリ溶剤、弱酸性溶剤等が用いられる。洗浄
手段としては超音波洗浄、バブル洗浄、蒸気洗浄等が用
いられる。しかしながら、洗浄処理を繰り返し行なって
も表面のスクラッチ部や面取り部分の凹凸に入り込んだ
研磨剤残渣を完全に除去する事は困難である。この為、
たとえバルク内では高純度の合成石英ガラス材料を用い
ても、洗浄効果が不十分である為表面不純物が残留して
いる。この為、例えば薄膜トランジスタアレイ基板の場
合、ＴＦＴのリーク電流増大や閾値電圧Ｖｔｈシフトの
原因になるという課題あるいは問題点がある。
て得られウエハと呼ばれる。スライスした状態では表面
に傷やダメージが残されており、所望の平滑度を得る為
に例えばＣｅＯ2 研磨剤等を用いて精密研磨加工を行な
う。その後研磨剤残渣を除去し且つ表面を清浄化する為
に洗浄処理を行なう。洗浄液としては一般に界面活性
剤、弱アルカリ溶剤、弱酸性溶剤等が用いられる。洗浄
手段としては超音波洗浄、バブル洗浄、蒸気洗浄等が用
いられる。しかしながら、洗浄処理を繰り返し行なって
も表面のスクラッチ部や面取り部分の凹凸に入り込んだ
研磨剤残渣を完全に除去する事は困難である。この為、
たとえバルク内では高純度の合成石英ガラス材料を用い
ても、洗浄効果が不十分である為表面不純物が残留して
いる。この為、例えば薄膜トランジスタアレイ基板の場
合、ＴＦＴのリーク電流増大や閾値電圧Ｖｔｈシフトの
原因になるという課題あるいは問題点がある。
【０００８】さらに、精密研磨加工を行なっても、ガラ
ス基板表面の微細な傷やスクラッチ、ミクロな凹凸等を
完全に除去する事は困難であり所望の平滑度を達成する
事ができない。この為、ＴＦＴの特性に悪影響を与える
という課題あるいは問題点がある。
ス基板表面の微細な傷やスクラッチ、ミクロな凹凸等を
完全に除去する事は困難であり所望の平滑度を達成する
事ができない。この為、ＴＦＴの特性に悪影響を与える
という課題あるいは問題点がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題あるいは問題点に鑑み、本発明は液晶表示素子用ガラ
ス基板の表面平滑度及び平坦度を高め、且つ表面不純物
を除去して清浄度を高める為に有用な表面処理加工方法
を提供する事を目的とする。かかる目的を達成する為
に、液晶表示素子用ガラス基板の研磨処理を行なった
後、表面エッチング処理を施し研磨剤残渣を除去すると
ともに、その後ガラス表面を平坦にする様にＳｉＯ2 膜
を形成するという手段を講じた。ＳｉＯ2 膜は例えば減
圧化学気相成長法により成膜し緻密な膜構造としてい
る。さらに、ＳｉＯ2 膜の軟化点以上の温度で熱処理を
加えると平滑性及び平坦性が一層改善できる。本発明に
かかる加工方法は、例えば石英ガラス基板に対して適用
できる。清浄化及び平坦化された石英ガラス基板の表面
に薄膜トランジスタ群や画素電極群を形成する事により
薄膜トランジスタアレイ基板が得られる。このＴＦＴ基
板と対向基板を所定の間隙を介して重ね合わせ両基板間
に液晶を充填封入する事により液晶表示素子が製造でき
る。
題あるいは問題点に鑑み、本発明は液晶表示素子用ガラ
ス基板の表面平滑度及び平坦度を高め、且つ表面不純物
を除去して清浄度を高める為に有用な表面処理加工方法
を提供する事を目的とする。かかる目的を達成する為
に、液晶表示素子用ガラス基板の研磨処理を行なった
後、表面エッチング処理を施し研磨剤残渣を除去すると
ともに、その後ガラス表面を平坦にする様にＳｉＯ2 膜
を形成するという手段を講じた。ＳｉＯ2 膜は例えば減
圧化学気相成長法により成膜し緻密な膜構造としてい
る。さらに、ＳｉＯ2 膜の軟化点以上の温度で熱処理を
加えると平滑性及び平坦性が一層改善できる。本発明に
かかる加工方法は、例えば石英ガラス基板に対して適用
できる。清浄化及び平坦化された石英ガラス基板の表面
に薄膜トランジスタ群や画素電極群を形成する事により
薄膜トランジスタアレイ基板が得られる。このＴＦＴ基
板と対向基板を所定の間隙を介して重ね合わせ両基板間
に液晶を充填封入する事により液晶表示素子が製造でき
る。
【００１０】
【作用】本発明においては、石英等からなるガラス基板
の最終研磨加工後に、通常の洗浄処理を行ない、次いで
表面エッチング処理を施す。この処理では石英に対して
例えば穏やかなエッチング作用を有する溶液を用い、表
面スクラッチやミクロな凹凸部に残留している研磨剤粒
子等の異物を除去する。続いてＳｉＯ2 膜を堆積しスク
ラッチやミクロな凹凸を埋め平坦化処理を行なう。さら
に、ＳｉＯ2 膜の軟化点以上の温度で熱処理を行ない一
旦流動状態とする事により平坦化及び平滑化を一層完全
なものとする。かかる一連の表面処理により、表面不純
物濃度が極めて低く且つ表面スクラッチや凹凸等の抑制
された液晶表示素子用ガラス基板を作成する事ができ
る。
の最終研磨加工後に、通常の洗浄処理を行ない、次いで
表面エッチング処理を施す。この処理では石英に対して
例えば穏やかなエッチング作用を有する溶液を用い、表
面スクラッチやミクロな凹凸部に残留している研磨剤粒
子等の異物を除去する。続いてＳｉＯ2 膜を堆積しスク
ラッチやミクロな凹凸を埋め平坦化処理を行なう。さら
に、ＳｉＯ2 膜の軟化点以上の温度で熱処理を行ない一
旦流動状態とする事により平坦化及び平滑化を一層完全
なものとする。かかる一連の表面処理により、表面不純
物濃度が極めて低く且つ表面スクラッチや凹凸等の抑制
された液晶表示素子用ガラス基板を作成する事ができ
る。
【００１１】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかる液晶表示素子用
ガラス基板の加工方法を示すフローチャートである。ま
ず、工程Ｓ１において、ガラス基板の表面研磨処理を行
なう。ガラス基板としては、例えば溶融石英インゴット
あるいは合成石英インゴットからスライス状に切り出さ
れた石英ガラス基板が挙げられる。なお、本発明は石英
ガラスに限られる事なく、ソーダライムガラス、硼硅酸
ガラス、無アルカリガラス等の基板材料に対しても適用
可能である。表面研磨処理は例えばＣｅＯ2 研磨剤を用
いて行なわれる。研磨剤には薄膜トランジスタ等の特性
に悪影響を与える不純物が混入している。
詳細に説明する。図１は本発明にかかる液晶表示素子用
ガラス基板の加工方法を示すフローチャートである。ま
ず、工程Ｓ１において、ガラス基板の表面研磨処理を行
なう。ガラス基板としては、例えば溶融石英インゴット
あるいは合成石英インゴットからスライス状に切り出さ
れた石英ガラス基板が挙げられる。なお、本発明は石英
ガラスに限られる事なく、ソーダライムガラス、硼硅酸
ガラス、無アルカリガラス等の基板材料に対しても適用
可能である。表面研磨処理は例えばＣｅＯ2 研磨剤を用
いて行なわれる。研磨剤には薄膜トランジスタ等の特性
に悪影響を与える不純物が混入している。
【００１２】次に工程Ｓ２において基板洗浄を行なう。
洗浄液としては、例えば界面活性剤、弱アルカリ溶剤、
弱酸性溶剤等が用いられ、超音波洗浄、バブル洗浄ある
いは蒸気洗浄等を複数回繰り返す事によりガラス基板表
面を清浄化する。しかしながら、基板表面の微細なスク
ラッチや凹凸にトラップされた研磨粒子残渣等を完全に
除去する事はできない。
洗浄液としては、例えば界面活性剤、弱アルカリ溶剤、
弱酸性溶剤等が用いられ、超音波洗浄、バブル洗浄ある
いは蒸気洗浄等を複数回繰り返す事によりガラス基板表
面を清浄化する。しかしながら、基板表面の微細なスク
ラッチや凹凸にトラップされた研磨粒子残渣等を完全に
除去する事はできない。
【００１３】続いて工程Ｓ３において表面エッチング処
理を行なう。この処理は湿式で行ない、石英ガラス基板
に対してエッチング作用のある溶液を用いる。本実施例
ではＨＦ濃度が２．５％であるＨＦ／ＮＨ4 Ｆ混合溶液
を用いて室温で５分間処理した。用いるエッチング溶液
は例示に限られるものではなく、例えばＨＦ水溶液、Ｈ
Ｆ／Ｈ2 Ｏ2 溶液、ＫＯＨ溶液等も使用可能である。又
処理時間や処理温度もガラス基板の最終研磨条件等に合
わせて適宜設定すれば良い。ガラス基板の表面に対して
過度のエッチングを行なう事なくスクラッチやミクロな
凹凸に捕捉された残渣を除去するのに十分であれば良
い。
理を行なう。この処理は湿式で行ない、石英ガラス基板
に対してエッチング作用のある溶液を用いる。本実施例
ではＨＦ濃度が２．５％であるＨＦ／ＮＨ4 Ｆ混合溶液
を用いて室温で５分間処理した。用いるエッチング溶液
は例示に限られるものではなく、例えばＨＦ水溶液、Ｈ
Ｆ／Ｈ2 Ｏ2 溶液、ＫＯＨ溶液等も使用可能である。又
処理時間や処理温度もガラス基板の最終研磨条件等に合
わせて適宜設定すれば良い。ガラス基板の表面に対して
過度のエッチングを行なう事なくスクラッチやミクロな
凹凸に捕捉された残渣を除去するのに十分であれば良
い。
【００１４】続いて工程Ｓ４において、純水及びイソプ
ロピルアルコールを用いて洗浄乾燥を行なった後、Ｓｉ
Ｏ2 膜を約５００nmの膜厚で被覆した。このＳｉＯ2 膜
堆積処理により石英ガラス基板表面のスクラッチやミク
ロな凹凸が埋められ平坦化される。又、工程Ｓ３の表面
エッチング処理により石英ガラス基板の表面が若干荒ら
されたとしてもこの被覆処理により精密研磨面の平滑度
を回復できる。本実施例では減圧化学気相成長法を用い
て成膜した。基板温度を８００℃に保ちＳｉＨ 4 とＮ2
Ｏの原料ガスを減圧下で導入した。５nm／min の成長レ
ートで１００分間堆積処理を行ない５００nmの膜厚を得
た。減圧化学気相成長法により成膜されたＳｉＯ2 膜は
緻密な組成を有するとともにカバレッジが良いので被覆
フィルムとして優れている。なお、本発明はこれに限ら
れるものではなく減圧化学気相成長法に代えて常圧化学
気相成長法を用いても良い。例えば、基板温度を４５０
℃に保ちＳｉＨ4 とＯ2 とＮ2 の混合された原料ガスを
導入して３０分程度堆積処理を行なっても良い。表面平
坦化用の被覆膜としては屈折率やカバレッジ等の観点か
ら化学気相成長膜（ＣＶＤ膜）が最適であり、その膜厚
は表面エッチング処理におけるエッチング量や残された
スクラッチ等の大きさにより適宜設定される。
ロピルアルコールを用いて洗浄乾燥を行なった後、Ｓｉ
Ｏ2 膜を約５００nmの膜厚で被覆した。このＳｉＯ2 膜
堆積処理により石英ガラス基板表面のスクラッチやミク
ロな凹凸が埋められ平坦化される。又、工程Ｓ３の表面
エッチング処理により石英ガラス基板の表面が若干荒ら
されたとしてもこの被覆処理により精密研磨面の平滑度
を回復できる。本実施例では減圧化学気相成長法を用い
て成膜した。基板温度を８００℃に保ちＳｉＨ 4 とＮ2
Ｏの原料ガスを減圧下で導入した。５nm／min の成長レ
ートで１００分間堆積処理を行ない５００nmの膜厚を得
た。減圧化学気相成長法により成膜されたＳｉＯ2 膜は
緻密な組成を有するとともにカバレッジが良いので被覆
フィルムとして優れている。なお、本発明はこれに限ら
れるものではなく減圧化学気相成長法に代えて常圧化学
気相成長法を用いても良い。例えば、基板温度を４５０
℃に保ちＳｉＨ4 とＯ2 とＮ2 の混合された原料ガスを
導入して３０分程度堆積処理を行なっても良い。表面平
坦化用の被覆膜としては屈折率やカバレッジ等の観点か
ら化学気相成長膜（ＣＶＤ膜）が最適であり、その膜厚
は表面エッチング処理におけるエッチング量や残された
スクラッチ等の大きさにより適宜設定される。
【００１５】さらに好ましくは、工程Ｓ５において熱処
理が行なわれる。例えば、ＳｉＯ2膜の軟化点（９００
〜１０００℃）より高い温度で２０分程度窒素ガス雰囲
気中で基板加熱を行なう。この熱処理あるいはアニール
によりＳｉＯ2 膜の粘性が増し流動性が生じるのでスク
ラッチやミクロな凹凸がさらに完全に埋められる。な
お、ＳｉＯ2 膜の被覆処理で略完全な平坦性及び平滑性
が得られた場合には工程Ｓ５の熱処理を省略しても良
い。以上に説明した工程Ｓ１〜工程Ｓ５の表面処理加工
により表面不純物濃度が低く平坦性に優れた液晶表示素
子用ガラス基板が得られる。
理が行なわれる。例えば、ＳｉＯ2膜の軟化点（９００
〜１０００℃）より高い温度で２０分程度窒素ガス雰囲
気中で基板加熱を行なう。この熱処理あるいはアニール
によりＳｉＯ2 膜の粘性が増し流動性が生じるのでスク
ラッチやミクロな凹凸がさらに完全に埋められる。な
お、ＳｉＯ2 膜の被覆処理で略完全な平坦性及び平滑性
が得られた場合には工程Ｓ５の熱処理を省略しても良
い。以上に説明した工程Ｓ１〜工程Ｓ５の表面処理加工
により表面不純物濃度が低く平坦性に優れた液晶表示素
子用ガラス基板が得られる。
【００１６】この様にして得られた石英ガラス基板は例
えば薄膜トランジスタアレイ基板の製造に用いられる。
即ち、工程Ｌ１において通常の薄膜製造技術及び半導体
製造技術を駆使して石英ガラス基板上に薄膜トランジス
タ群を集積形成する。表面不純物濃度が抑制され且つ優
れた平坦性を有するので、形成された薄膜トランジスタ
の電気特性に悪影響を与える事がなく高信頼性の薄膜ト
ランジスタアレイ基板が得られる。
えば薄膜トランジスタアレイ基板の製造に用いられる。
即ち、工程Ｌ１において通常の薄膜製造技術及び半導体
製造技術を駆使して石英ガラス基板上に薄膜トランジス
タ群を集積形成する。表面不純物濃度が抑制され且つ優
れた平坦性を有するので、形成された薄膜トランジスタ
の電気特性に悪影響を与える事がなく高信頼性の薄膜ト
ランジスタアレイ基板が得られる。
【００１７】この基板を用いてアクティブマトリクス型
の液晶表示素子が製造できる。即ち、工程Ｌ２において
ＩＴＯ等の透明導電膜をパタニングして画素電極群を形
成した後、工程Ｌ３において薄膜トランジスタアレイ基
板と対向基板を重ね合わせ両者の間隙に液晶を充填封入
する事により液晶表示素子が組み立てられる。
の液晶表示素子が製造できる。即ち、工程Ｌ２において
ＩＴＯ等の透明導電膜をパタニングして画素電極群を形
成した後、工程Ｌ３において薄膜トランジスタアレイ基
板と対向基板を重ね合わせ両者の間隙に液晶を充填封入
する事により液晶表示素子が組み立てられる。
【００１８】図２は前述した表面処理加工の施されたガ
ラス基板の断面構造を示す。合成石英ガラス基板１の表
面にはスクラッチ２等の傷やダメージが若干残されてい
る。このスクラッチは例えば表面研磨処理や表面エッチ
ング処理で発生もしくは拡大したものも含まれる。又基
板１の端部にはテーパ加工あるいは面取り加工の際発生
した微細な凹凸３が残されている。これらのスクラッチ
や凹凸はＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜４により埋め込まれており
基板の表面状態は極めて平坦且つ平滑である。基板の表
面状態を光学的位相差式表面粗さ計（Ｗｙｋｏ社ＴＯＰ
Ｏ−２Ｄ）で測定したところ、基板表面部及びテーパ部
の何れにおいても表面エッチング処理前の状態と比較し
同等もしくはそれ以上の平坦度が得られた。従って表面
エッチング処理により仮に基板面が若干荒れたとしても
ＳｉＯ2 膜被覆及び熱処理により十分に修復する事が可
能である。
ラス基板の断面構造を示す。合成石英ガラス基板１の表
面にはスクラッチ２等の傷やダメージが若干残されてい
る。このスクラッチは例えば表面研磨処理や表面エッチ
ング処理で発生もしくは拡大したものも含まれる。又基
板１の端部にはテーパ加工あるいは面取り加工の際発生
した微細な凹凸３が残されている。これらのスクラッチ
や凹凸はＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜４により埋め込まれており
基板の表面状態は極めて平坦且つ平滑である。基板の表
面状態を光学的位相差式表面粗さ計（Ｗｙｋｏ社ＴＯＰ
Ｏ−２Ｄ）で測定したところ、基板表面部及びテーパ部
の何れにおいても表面エッチング処理前の状態と比較し
同等もしくはそれ以上の平坦度が得られた。従って表面
エッチング処理により仮に基板面が若干荒れたとしても
ＳｉＯ2 膜被覆及び熱処理により十分に修復する事が可
能である。
【００１９】図３は工程Ｓ３における表面エッチング処
理時間とＦｅ残留不純物濃度との関係を示すグラフであ
る。前述した様に表面エッチング処理は２．５％の（Ｈ
Ｆ／ＮＨ4 Ｆ混合溶液を用いて行なった。不純物Ｆｅは
Ｆｅ2 Ｏ3 として研磨剤ＣｅＯ2 に混入されていたもの
である。不純物鉄は例えばポリシリコン薄膜やアモルフ
ァスシリコン薄膜に拡散してディープレベルを形成し薄
膜トランジスタリーク電流の増大を引き起こす為極力除
去する必要がある。図３のグラフは表面残留Ｆｅ濃度を
全反射蛍光Ｘ線分析計で測定した結果を示している。表
面エッチング処理時間が５分程度で不純物除去能力が飽
和する事がわかる。従って、表面エッチング処理は５分
を超えて行なう必要はなくむしろエッチング荒れ等が生
じるので好ましくない。
理時間とＦｅ残留不純物濃度との関係を示すグラフであ
る。前述した様に表面エッチング処理は２．５％の（Ｈ
Ｆ／ＮＨ4 Ｆ混合溶液を用いて行なった。不純物Ｆｅは
Ｆｅ2 Ｏ3 として研磨剤ＣｅＯ2 に混入されていたもの
である。不純物鉄は例えばポリシリコン薄膜やアモルフ
ァスシリコン薄膜に拡散してディープレベルを形成し薄
膜トランジスタリーク電流の増大を引き起こす為極力除
去する必要がある。図３のグラフは表面残留Ｆｅ濃度を
全反射蛍光Ｘ線分析計で測定した結果を示している。表
面エッチング処理時間が５分程度で不純物除去能力が飽
和する事がわかる。従って、表面エッチング処理は５分
を超えて行なう必要はなくむしろエッチング荒れ等が生
じるので好ましくない。
【００２０】最後に図４を参照して図１に示した工程Ｌ
３により作成された液晶表示素子の構造を示す。図示す
る様にアクティブマトリクス型の液晶表示素子は合成石
英ガラス基板１の上に組み立てられる。この基板１は前
述した様に平坦化用のＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜４により被覆
されている。この上にＴＦＴ５が形成される。ＴＦＴ５
は島状にパタニングされた半導体薄膜６の上に形成され
る。半導体薄膜はドレイン領域Ｄとソース領域Ｓと両者
の間のチャネル領域とを有している。チャネル領域の上
にはゲート絶縁膜を介してゲート電極Ｇが形成されてい
る。基板１からはＦｅ等の不純物が略完全に除去されて
いるのでＴＦＴ５に悪影響を及ぼす惧れがない。ガラス
基板１の上には、さらに層間絶縁膜７を介して透明な画
素電極８、補助容量９、配線電極１０等が形成されてい
る。
３により作成された液晶表示素子の構造を示す。図示す
る様にアクティブマトリクス型の液晶表示素子は合成石
英ガラス基板１の上に組み立てられる。この基板１は前
述した様に平坦化用のＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜４により被覆
されている。この上にＴＦＴ５が形成される。ＴＦＴ５
は島状にパタニングされた半導体薄膜６の上に形成され
る。半導体薄膜はドレイン領域Ｄとソース領域Ｓと両者
の間のチャネル領域とを有している。チャネル領域の上
にはゲート絶縁膜を介してゲート電極Ｇが形成されてい
る。基板１からはＦｅ等の不純物が略完全に除去されて
いるのでＴＦＴ５に悪影響を及ぼす惧れがない。ガラス
基板１の上には、さらに層間絶縁膜７を介して透明な画
素電極８、補助容量９、配線電極１０等が形成されてい
る。
【００２１】一方対向基板１１の内表面には順に対向電
極１２、遮光膜１３、カラーフィルタ膜１４等が積層さ
れている。遮光膜１３の開口部１５は画素電極８に整合
している。この対向基板１１はアクティブマトリクスア
レイ基板１に対して所定の間隙を介し貼り合わされてい
る。両基板の間隙内には液晶層１６が封入充填されてい
る。
極１２、遮光膜１３、カラーフィルタ膜１４等が積層さ
れている。遮光膜１３の開口部１５は画素電極８に整合
している。この対向基板１１はアクティブマトリクスア
レイ基板１に対して所定の間隙を介し貼り合わされてい
る。両基板の間隙内には液晶層１６が封入充填されてい
る。
【００２２】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、石
英等からなるガラス基板の最終研磨後に石英に対してエ
ッチング作用のある溶液で表面エッチング処理を施し、
続いてＳｉＯ2 膜を残留凹凸やスクラッチの深さを埋め
るのに十分な膜厚で形成した後、ＳｉＯ2 膜の軟化点以
上の高温で熱処理を行なっている。かかる加工方法によ
り、表面不純物の著しい低減が図られ且つ表面凹凸等の
増大が抑制でき、信頼性の高い液晶表示素子用のガラス
基板を提供する事ができるという効果がある。
英等からなるガラス基板の最終研磨後に石英に対してエ
ッチング作用のある溶液で表面エッチング処理を施し、
続いてＳｉＯ2 膜を残留凹凸やスクラッチの深さを埋め
るのに十分な膜厚で形成した後、ＳｉＯ2 膜の軟化点以
上の高温で熱処理を行なっている。かかる加工方法によ
り、表面不純物の著しい低減が図られ且つ表面凹凸等の
増大が抑制でき、信頼性の高い液晶表示素子用のガラス
基板を提供する事ができるという効果がある。
【図１】本発明にかかる液晶表示素子用ガラス基板の加
工方法を示すフローチャートである。
工方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明にかかる加工方法により処理された液晶
表示素子用ガラス基板の断面形状を示す模式図である。
表示素子用ガラス基板の断面形状を示す模式図である。
【図３】表面エッチング処理時間とＦｅ残留不純物濃度
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図４】本発明にかかる液晶表示素子用ガラス基板を用
いて製造されたアクティブマトリクス型液晶表示素子を
示す模式的な断面図である。
いて製造されたアクティブマトリクス型液晶表示素子を
示す模式的な断面図である。
１ 合成石英ガラス基板 ２ スクラッチ ３ 凹凸 ４ ＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜 ５ ＴＦＴ ６ 半導体薄膜 ８ 画素電極 １１ 対向基板 １６ 液晶
Claims (5)
- 【請求項１】 研磨処理及びエッチング処理が施された
ガラス基板に対してそのガラス表面を平坦にする様にＳ
ｉＯ2 膜を形成する事を特徴とする液晶表示素子用ガラ
ス基板の加工方法。 - 【請求項２】 減圧化学気相成長法でＳｉＯ2 膜を成膜
した後、熱処理を行なう事を特徴とする請求項１記載の
液晶表示素子用ガラス基板の加工方法。 - 【請求項３】 研磨処理及びエッチング処理が施された
石英ガラス基板の表面に、前記処理によって生じた凸凹
を埋める様に化学気相成長法でＳｉＯ2 膜を形成した
後、ＳｉＯ2 膜の軟化点以上の温度で熱処理を行なう事
を特徴とする石英ガラス基板の加工方法。 - 【請求項４】 研磨処理及びエッチング処理が施された
ガラス基板に対してそのガラス表面を平坦化する様にＳ
ｉＯ2 膜を形成し、さらにこのガラス基板上に薄膜トラ
ンジスタ群を形成した事を特徴とする薄膜トランジスタ
アレイ基板の製造方法。 - 【請求項５】 研磨処理及びエッチング処理が施された
ガラス基板に対してそのガラス表面を平坦化する様にＳ
ｉＯ2 膜を形成し、さらにこのガラス基板上に画素電極
とこの画素電極を駆動する薄膜トランジスタ群を形成す
る工程を含む事を特徴とする液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18440792A JPH063656A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 液晶表示素子用ガラス基板の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18440792A JPH063656A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 液晶表示素子用ガラス基板の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063656A true JPH063656A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=16152632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18440792A Pending JPH063656A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 液晶表示素子用ガラス基板の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063656A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006119402A (ja) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置の製造方法及び製造装置、電気光学装置並びに電子機器 |
| JP2008176348A (ja) * | 2008-04-14 | 2008-07-31 | Ibm Japan Ltd | 液晶表示セル、表示セル及び表示装置用ガラス基板 |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP18440792A patent/JPH063656A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006119402A (ja) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置の製造方法及び製造装置、電気光学装置並びに電子機器 |
| JP2008176348A (ja) * | 2008-04-14 | 2008-07-31 | Ibm Japan Ltd | 液晶表示セル、表示セル及び表示装置用ガラス基板 |
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