JPH11244796A - 基板洗浄方法及び基板洗浄装置並びに液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
基板洗浄方法及び基板洗浄装置並びに液晶表示装置及びその製造方法Info
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- JPH11244796A JPH11244796A JP10054902A JP5490298A JPH11244796A JP H11244796 A JPH11244796 A JP H11244796A JP 10054902 A JP10054902 A JP 10054902A JP 5490298 A JP5490298 A JP 5490298A JP H11244796 A JPH11244796 A JP H11244796A
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Abstract
で、基板の中心部付近と外周部において均一な洗浄効果
が得られる基板洗浄方法及び装置を提供する。 【解決手段】 基板1を所定の速度で回転させながら、
アーム2に所定の間隔を置いて取り付けられた3本のブ
ラシ3a、3b、3cを、基板1の中心部を通る円弧状
の軌跡で複数回走査させる。ブラシ3aは、基板1の中
心部から外周部にかけて全範囲を走査し、ブラシ3bは
基板1の中心部付近を除く周辺の範囲、ブラシ3cはブ
ラシ3bよりもさらに外周部を走査する。このように、
基板1表面を走査するブラシの本数を、基板1の中心部
付近よりも外周部に対して多くすることにより、基板の
中心部付近と外周部の単位面積当たりの洗浄時間がほぼ
等しくなり、基板1全面に均一な洗浄効果が得られる。
また、ブラシ洗浄の他に、ノズルから超音波の発振を乗
せた純水を噴射する超音波洗浄にも適用できる。
Description
板、半導体基板及びフォトマスク用基板、光ディスク用
基板等に用いられる基板洗浄方法及び基板洗浄装置と、
これを用いた液晶表示装置及びその製造方法に関するも
のである。
基板及びフォトマスク用基板、光ディスク用基板等の洗
浄方法としては、一般に、基板を所定の速度で回転させ
ながら、基板表面に物理的な力を作用させる処理機構が
取り付けられたアームを、基板上の所定の範囲内で複数
回走査させ、基板表面の付着物を除去する基板洗浄方法
が用いられている。物理的な力の作用としては、例え
ば、高圧水噴射や、ブラシ洗浄及び超音波洗浄等がよく
用いられている。高圧水噴射は、ノズルから基板表面に
洗浄液を高圧で噴射するものである。また、ブラシ洗浄
は、洗浄液が供給された基板表面を、親水性材料よりな
るブラシを回転させながら擦るものである。また、超音
波洗浄は、超音波の振動が乗った洗浄液を基板表面に噴
射するものである。いずれの方法も、基板を所定の速度
で回転させながら、ブラシまたはノズルが取り付けられ
たアームを、基板の外周部から中心部を通る円弧状の軌
跡で、一定の速度で走査させることによって、基板表面
の全範囲を洗浄するものであった。
外周部から中心部を通る軌跡を一定の速度で走査させる
従来の方法では、基板の中心部付近と外周部の洗浄時間
がほぼ同じになる。しかし、基板外周部は中心部付近に
比べて面積的には中心からの半径の2乗に比例して大き
くなる。つまり、単位面積当たりの洗浄時間は、基板外
周部では中心部付近よりも少ないことになる。このた
め、基板の外周部において洗浄不足が発生し、例えば半
導体装置の製造工程では外周部の歩留まり低下、液晶表
示装置の製造工程では外周部の欠陥による不良品の発生
を招いていた。
付近と外周部での洗浄効果を均一にする方法が考案され
ている。例えば特開平9−148295号公報では、基
板の中心部付近と外周部でのノズルまたはブラシの走査
速度を変えることによって、外周部の洗浄効果を上げる
方法が提案されている。しかし、この方法では、走査速
度を変化させるための制御機構が必要であり、装置コス
トが上昇するという問題があった。
ためになされたもので、従来の基板洗浄装置と同程度の
装置コストで、基板の中心部付近と外周部において均一
な洗浄効果が得られる基板洗浄方法及び基板洗浄装置を
提供し、この基板洗浄方法を用いて液晶表示装置を製造
することにより、配線間や電極間の短絡に起因する表示
欠陥の発生確率を低減し、生産性及び歩留まりを向上さ
せることを目的とする。
方法は、被洗浄体である基板を所定の速度で回転させな
がら、基板表面に物理的な力を作用させる処理機構が取
り付けられたアームを、基板上の所定の範囲内で複数回
走査させ、物理的な力により基板表面の付着物を除去す
る基板洗浄方法であって、物理的な力を作用させる回数
を、基板の中心部付近よりも外周部に対して多くしたも
のである。また、処理機構は、気体、液体、固体及びこ
れらの混合物のいずれかを基板表面に噴射するノズルで
あり、基板上を走査するノズルの数を、基板の中心部付
近よりも外周部に対して多くしたものである。さらに、
一本のアームに複数のノズルを所定の間隔を置いて取り
付け、連動させるようにしたものである。また、処理機
構は、気体、液体、固体及びこれらの混合物のいずれか
を基板表面に噴射するノズルであり、このノズルの走査
回数を基板の中心部付近よりも外周部に対して多くした
ものである。
表面を回転しながら擦る親水性材料よりなるブラシであ
り、基板上を走査するブラシの数を、基板の中心部付近
よりも外周部に対して多くしたものである。さらに、一
本のアームに複数のブラシを所定の間隔を置いて取り付
け、連動させるようにしたものである。また、処理機構
は、液体が供給された基板表面を回転しながら擦る親水
性材料よりなるブラシであり、ブラシの走査回数を基板
の中心部付近よりも外周部に対して多くしたものであ
る。
回転させながら、基板表面に物理的な力を作用させる処
理機構が取り付けられたアームを、基板上の所定の範囲
内で複数回走査させ、物理的な力により基板表面の付着
物を除去する基板洗浄方法であって、物理的な力の作用
を基板の中心部付近よりも外周部に対して大きくしたも
のである。また、処理機構は、気体、液体、固体及びこ
れらの混合物のいずれかを基板表面に噴射するノズルで
あり、このノズルより噴射される気体、液体、固体及び
これらの混合物の流量を、基板の中心部付近よりも外周
部に対して大きくしたものである。また、処理機構は、
20kHz〜2MHzの超音波の振動を乗せた気体、液
体、固体及びこれらの混合物のいずれかを噴射するノズ
ルであり、この超音波の発振の出力を、基板の中心部付
近よりも外周部に対して大きくしたものである。さら
に、基板の外周部において複数の異なる処理機構を併用
することにより、物理的な力の作用を基板の中心部付近
よりも外周部に対して大きくしたものである。
洗浄体である基板を所定の速度で回転させる回転駆動手
段と、基板表面に液体を噴射する複数のノズルが所定の
間隔を置いて取り付けられたアームと、このアームの一
端を軸として、アームを基板の外周部から中心部を通る
円弧状の軌跡で走査させる走査手段と、ノズルから噴射
される液体に20kHz〜2MHzの超音波の振動を乗
せる超音波発振手段を備えたものである。
回転させる回転駆動手段と、基板表面に液体を供給する
ノズルと、親水性材料よりなる複数のブラシが所定の間
隔を置いて取り付けられたアームと、ブラシを回転させ
る回転駆動手段と、アームの一端を軸として、アームを
基板の外周部から中心部を通る円弧状の軌跡で走査させ
る走査手段を備えたものである。
で回転させる回転駆動手段と、一端に基板表面に液体を
噴射するノズルが取り付けられたアームと、このアーム
の他端を軸として、アームを基板の外周部から中心部を
通る円弧上の軌跡で走査させる走査手段と、ノズルから
噴射される液体に20kHz〜2MHzの超音波の振動
を乗せる超音波発振手段と、超音波発振手段による発振
の出力を、アームが走査する基板の範囲によって変化さ
せる制御手段を備えたものである。
方法は、薄膜トランジスタを含むスイッチング素子およ
びこのスイッチング素子を経てそれぞれ制御される表示
素子を有するTFTアレイ基板と、透明電極およびカラ
ーフィルタ等を有する対向電極基板の間に液晶を挟持し
てなる液晶表示装置の製造方法であって、薄膜形成前の
基板を、上記のいずれかに記載の基板洗浄方法を用いて
洗浄する工程と、この基板上にスパッタリングまたはP
CVD等により薄膜を形成する工程を含んで製造するよ
うにしたものである。さらに、薄膜トランジスタを含む
スイッチング素子およびこのスイッチング素子を経てそ
れぞれ制御される表示素子を有するTFTアレイ基板
と、透明電極およびカラーフィルタ等を有する対向電極
基板の間に液晶を挟持してなる液晶表示装置の製造方法
であって、スパッタリングまたはPCVD等により薄膜
が形成された基板を、上記のいずれかに記載の基板洗浄
方法を用いて洗浄する工程と、この基板上にレジスト膜
を形成し、所望のパターンマスクを用いて露光する工程
を含んで製造するようにしたものである。
記のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法を用いて
作成され、基板の面積が約0. 3m2 以上であるもので
ある。
実施の形態を図について説明する。図1は、本発明の実
施の形態1である基板洗浄装置を示す模式図であり、図
において、1は被洗浄体である例えばTFTアレイ基板
等の基板、2は基板1上の所定の範囲を走査するアー
ム、3はアーム2の先端に取り付けられ、基板1表面を
回転しながら擦るナイロン等の親水性材料よりなるブラ
シ、4は基板1中心部付近に純水を供給するノズルであ
る。なお、本実施の形態による基板洗浄装置は、基板1
を所定の速度で回転させる回転駆動手段と、ブラシを回
転させる回転駆動手段、アーム2の一端を軸として、ア
ーム2を基板1の外周部から中心部を通る円弧状の軌跡
で走査させる走査手段(いずれも図示せず)を備えてお
り、基板1を所定の速度で回転させながら、基板1表面
に物理的な力を作用させる処理機構、ここではブラシ3
が取り付けられたアーム2を、基板1上の所定の範囲内
で複数回走査させ、物理的な力の作用、ここではブラシ
3が回転しながら基板1表面を擦ることにより、基板1
表面の付着物を除去するものである。
図2を用いて説明する。基板1を所定の速度で同心円状
に回転させながら、アーム2の先端に取り付けられたブ
ラシ3を、図2のAに示すように基板1の外周部から中
心部を通る円弧状の軌跡で複数回走査させた後、さらに
図2のBに示す範囲を複数回走査させる。この時、ノズ
ル4より回転中心に向かって純水をかけながら洗浄を行
うことにより付着物の除去効果が向上する。
に示す基板洗浄装置により超音波洗浄を行う。図におい
て、5は、アーム2の先端に取り付けられ、基板1表面
に純水を噴射するノズルである。なお、本洗浄装置は、
基板1を所定の速度で回転させる回転駆動手段と、アー
ム2の一端を軸として、アーム2を基板1の外周部から
中心部を通る円弧状の軌跡で走査させる走査手段と、ノ
ズル5から噴射される純水に20kHz〜2MHzの超
音波の振動を乗せる超音波発振手段(いずれも図示せ
ず)を備えており、基板1を所定の速度で回転させなが
ら、基板1表面に純水を噴射するノズル5が取り付けら
れたアーム2を、基板1上の所定の範囲内で複数回走査
させ、ノズル5より噴射される超音波の発振を乗せた純
水により基板1表面の付着物を除去するものである。
と同様に、基板1を所定の速度で同心円状に回転させ、
アーム2の先端に取り付けられたノズル5を、図4のA
に示すように基板1の外周部から中心部を通る円弧状の
軌跡で複数回走査させた後、さらに図4のBに示す範囲
を複数回走査させる。このように、ブラシ洗浄と超音波
洗浄を組み合わせて行うことにより、ブラシ3によって
除去できなかった付着物や、ブラシ3による再付着物等
を超音波洗浄によって効果的に除去することができる。
て中心からの半径の2乗に比例して大きくなるため、基
板の中心部付近と外周部を一定の速度且つ同じ走査回数
で洗浄した場合、単位面積当たりの洗浄時間は基板外周
部の方が少なくなる。このため、本実施の形態では、ブ
ラシ3またはノズル5の走査回数を、基板1の中心部付
近よりも外周部に対して多くしたので、基板中心部付近
と外周部の単位面積当たりの洗浄時間がほぼ等しくな
り、基板1全面に均一な洗浄効果が得られた。その結
果、従来、基板1の外周部で発生していた洗浄不足が解
消し、洗浄後の残留物を低減することができた。また、
本実施の形態による基板洗浄装置は、駆動系統に速度制
御等の特別な機構を取り付ける必要がないため、従来の
基板洗浄装置と同程度の装置コストで洗浄効果を上げる
ことができた。
製造工程で使用される一般的な基板洗浄装置に本発明を
適用した例を示したが、本発明は、最近半導体装置の製
造工程等で使用されている、ノズルから基板1表面に純
水と気体を混合状態で噴射する方法、氷の様な固体を噴
射する方法等にも適用することができる。すなわち、ノ
ズルから噴射させる物質は、気体、液体、固体及びこれ
らの混合物のどれでも良く、同様の効果を上げることが
できる。また、本実施の形態では、ブラシ洗浄に用いる
親水性ブラシとしてナイロン製ブラシを用いたが、モヘ
ア、ポリビニルアルコール等、他の親水性材料よりなる
ブラシでも良い。
態2による基板洗浄装置を示す模式図である。図におい
て、3a、3b、3cは、例えばナイロン等の親水性材
料よりなるブラシであり、これら複数のブラシ3a、3
b及び3cは、一本のアーム2に所定の間隔を置いて取
り付けられ、連動する。また、本実施の形態による基板
洗浄装置は、基板1を所定の速度で回転させる回転駆動
手段、基板1表面に液体を供給するノズル、ブラシ3
a、3b及び3cを回転させる回転駆動手段、アーム2
の一端を軸として、アーム2を基板1の外周部から中心
部を通る円弧状の軌跡で走査させる走査手段(いずれも
図示せず)を備えている。なお、図中、同一、相当部分
には同一符号を付し、説明を省略する。
図5を用いて説明する。基板1を所定の速度で同心円状
に回転させながら、アーム2に所定の間隔を置いて取り
付けられた3本のブラシ3a、3b及び3cを、図5に
示すように、基板1の外周部から中心部を通る円弧状の
軌跡で複数回走査させる。この時、ブラシ3aは、基板
1の中心部から外周部にかけて全範囲を走査し、ブラシ
3bは基板1の中心部は通らないため、基板1の中心部
付近を除く周辺の範囲を走査し、ブラシ3cはブラシ3
bよりもさらに外周部を走査する。すなわち、基板1の
中心部付近よりも外周部を走査するブラシの本数が多い
ことになる。
に示す基板洗浄装置により超音波洗浄を行う。図におい
て、5a、5b及び5cは、基板1表面に純水を噴射す
るノズルであり、一本のアーム2に所定の間隔を置いて
取り付けられ、連動する。なお、ノズル5a、5b及び
5cより噴出される純水には、超音波発振手段(図示せ
ず)により、20kHz〜2MHzの超音波の振動が乗
せられている。その他の機構は、上記実施の形態1と同
様であるので説明を省略する。次に、動作を説明する。
基板1を所定の速度で同心円状に回転させながら、アー
ム2に所定の間隔を置いて取り付けられた3本のノズル
5a、5b及び5cを、図6に示すように、基板1の外
周部から中心部を通る円弧状の軌跡で複数回走査させ
る。この時、ノズル5aは、基板1の中心部から外周部
にかけて全範囲を走査し、ノズル5bは基板1の中心部
は通らないため、基板1の中心部付近を除く周辺の範囲
を走査し、ノズル5cはノズル5bよりもさらに外周部
を走査する。すなわち、基板1の中心部付近よりも外周
部を走査するノズルの本数が多いことになる。
ブラシまたはノズルの本数を、基板1の中心部付近より
も外周部に対して多くすることにより、基板の中心部付
近と外周部の単位面積当たりの洗浄時間がほぼ等しくな
り、基板1全面に均一な洗浄効果が得られた。その結
果、従来、基板1の外周部で発生していた洗浄不足が解
消し、洗浄後の残留物を低減することができた。また、
本実施の形態による基板洗浄装置は、駆動系統に速度制
御等の特別な機構を取り付ける必要がないため、従来の
基板洗浄装置と同程度の装置コストで洗浄効果を上げる
ことができた。
に取り付けるブラシ及びノズルの数を3本としたが、2
本また4本以上でも良く、複数本であれば同様な効果を
得ることができる。また、本実施の形態では、複数のブ
ラシまたはノズルを1本のアーム2に取り付けて連動さ
せたが、複数のアームに取り付け、独立に駆動しても良
い。
は、基板表面に物理的な力を作用させる処理機構である
ブラシまたはノズルの本数または走査回数を、基板の中
心部付近よりも外周部に対して多くすることにより、基
板の中心部付近と外周部の単位面積当たりの洗浄時間を
ほぼ等しくし、基板全面に均一な洗浄効果が得られるよ
うにした。本実施の形態では、物理的な力の作用の回数
を増やすのではなく、作用そのものの大きさを、基板の
中心部付近よりも外周部に対して大きくすることによ
り、上記実施の形態1及び2と同様の効果を得るもので
ある。
の構成及び動作の一例を説明する。本実施の形態による
基板洗浄装置は、被洗浄体である基板を所定の速度で回
転させる回転駆動手段と、一端に基板表面に液体を噴射
するノズルが取り付けられたアームと、このアームの他
端を軸として、アームを基板の外周部から中心部を通る
円弧上の軌跡で走査させる走査手段と、ノズルから噴射
される液体に20kHz〜2MHzの超音波の振動を乗
せる超音波発振手段と、超音波発振手段による発振の出
力を、アームが走査する基板の範囲によって変化させる
制御手段より構成されている。次に、動作を説明する。
基板を所定の速度で同心円状に回転させ、アームの先端
に取り付けられたノズルを、基板の外周部から中心部を
通る円弧状の軌跡で複数回走査させ、基板表面に20k
Hz〜2MHzの超音波の振動を乗せた液体を噴射して
付着物を除去する。この時、超音波発振手段の制御手段
により、発振の出力を基板の中心部付近よりも外周部に
対して大きくする。
用の大きさを、基板の中心部付近よりも外周部に対して
大きくすることにより、基板全面に均一な洗浄効果が得
られるようになり、その結果、基板の外周部で発生して
いた洗浄不足が解消し、洗浄後の残留物を低減すること
ができた。なお、本実施の形態では、物理的な力の作用
として、超音波の発振の出力を基板の中心部付近よりも
外周部に対して大きくしたが、処理機構が例えば気体、
液体、固体及びこれらの混合物のいずれかを基板表面に
噴射するノズルである場合、このノズルより噴射される
気体、液体、固体及びこれらの混合物の流量を、基板の
中心部付近よりも外周部に対して大きくする方法でもよ
い。さらに、基板の外周部において複数の異なる処理機
構を併用することにより、物理的な力の作用を基板の中
心部付近よりも外周部に対して大きする方法でも、同様
の効果が得られる。
薄膜トランジスタを含むスイッチング素子およびこのス
イッチング素子を経てそれぞれ制御される表示素子を有
するTFTアレイ基板と、透明電極およびカラーフィル
タ等を有する対向電極基板の間に液晶を挟持してなる。
本実施の形態は、上記実施の形態1〜3に記載した基板
洗浄方法を、TFTアレイ基板の製造工程に適用したも
のである。図7は、本実施の形態によるチャネルエッチ
ング型のアモルファスシリコン薄膜トランジスタを用い
たTFTアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図
において、6は透明絶縁性基板であるガラス基板、7は
金属膜、8はゲート電極及び配線、9は共通配線、10
はシリコン窒化膜等よりなるゲート絶縁膜、11はアモ
ルファスシリコン膜、12はn+型アモルファスシリコ
ン膜、13はITO等の透明導電膜よりなる画素電極、
14は端子電極、15はコンタクトホール、16はソー
ス電極及び配線、17はドレイン電極、18はシリコン
窒化膜等よりなる絶縁膜をそれぞれ示している。
造方法を図7を用いて説明する。まず、ガラス基板6の
表面に、例えばCr、Ta、Mo、Al系合金の様な金
属膜7をスパッタリングにより200〜500nm程度
成膜する(図7(a) )。次に、レジストを用い、レジス
トパターニングを行う。このレジストを塗布する前に、
金属膜7が形成されたガラス基板6に、上記実施の形態
1〜3のいずれかの基板洗浄方法によって、ブラシ洗浄
及び超音波洗浄を行う。実施の形態1の基板洗浄方法と
は、ガラス基板6を回転させながら、ブラシまたは超音
波の振動を乗せた純水を噴射するノズルが取り付けられ
たアームを、ガラス基板6の中心部付近よりも外周部へ
の走査回数が多くなるように走査させるものである。ま
た、実施の形態2の基板洗浄方法とは、ガラス基板6を
回転させながら、ブラシまたは超音波の振動を乗せた純
水を噴射するノズルが複数個取り付けられたアームを走
査させ、ガラス基板6の中心部付近よりも外周部を走査
するブラシまたはノズルの数を多くするものである。さ
らに、実施の形態3の基板洗浄基板とは、ガラス基板6
を回転させながら、超音波の振動を乗せた純水を噴射す
るノズルが先端に取り付けられたアームを走査させる際
に、超音波の発振の出力をガラス基板6の中心部付近よ
りも外周部に対して大きくするものである。これらの洗
浄方法によれば、ガラス基板6の外周部の洗浄不足が解
消され、基板全面に均一な洗浄効果を上げることができ
る。ただし、金属膜7がAl系合金の場合には、ブラシ
によって膜が損傷する可能性があるため、超音波洗浄の
みを行う。
ト電極及び配線8、さらに、必要に応じて共通配線9を
形成する(図7(b) )。続いて、PCVDによって、シ
リコン窒化膜よりなるゲート絶縁膜10、アモルファス
シリコン膜11、n+型アモルファスシリコン膜12
を、それぞれ例えば500nm、200nm、50nm
程度、連続成膜する(図7(c) )。さらに、トランジス
タのチャネル部分を形成するために、アモルファスシリ
コン膜11及びn+型アモルファスシリコン膜12を島
状にパターニングする(図7(d) )。この際にも、レジ
ストを塗布する前に、n+型アモルファスシリコン膜1
2表面に、上記実施の形態1〜3のいずれかの基板洗浄
方法によって、ブラシ洗浄及び超音波洗浄を行う。
例えば100nm程度成膜し、パターニングによって、
画素電極13及び端子電極14を形成する。この際に
も、レジストを塗布する前に、ITO膜表面に、上記実
施の形態1〜3のいずれかの基板洗浄方法によって、ブ
ラシ洗浄及び超音波洗浄を行う。さらに、端子部分のコ
ンタクトホール15を形成する(図7(e) )。次に、最
下層が例えばCrやTi100nm程度、第2層がAl
系合金300nm程度、最上層がCr50nm程度の三
層膜からなる金属膜を形成し、パターニングを行い、三
層膜のエッチングを行う。この際にも、レジストを塗布
する前に、三層膜表面に、上記実施の形態1〜3のいず
れかの基板洗浄方法によって、ブラシ洗浄及び超音波洗
浄を行う。その後、ドライエッチングによってチャネル
上のn+型アモルファスシリコン膜を除去することによ
り、ソース電極及び配線16、ドレイン電極17を形成
した後、レジストを除去する(図7(f) )。最後に、T
FTを保護するために、シリコン窒化膜等の絶縁膜18
で覆い、画素電極13及び端子電極14上の絶縁膜18
は除去する(図7(g) )。なお、本実施の形態では、ソ
ース、ドレイン材料として三層膜を用いたが、配線抵
抗、画素電極形成プロセス等で特に問題を生じなけれ
ば、Mo、Cr、Ti等の単層膜や、下層Cr、上層A
l系合金等の二層膜でも構わない。
イ基板を作成した結果、基板外周部の洗浄効果が向上
し、従来、製造タクト時間を短縮していくにつれ基板外
周部で多発していたゲート金属膜、チャネルとなるアモ
ルファスシリコン膜、画素ITO膜及びソース・ドレイ
ン金属膜のパターン欠陥に起因する配線間や電極間の短
絡による表示欠陥を低減することができ、高開口率な液
晶表示装置を高生産性、高歩留まりで製造することがで
きた。なお、この効果は、最近液晶表示装置の製造によ
く使用されている面積0. 3m2 以上の大型基板におい
て、より顕著であった。
るチャネルエッチング型のアモルファスシリコン薄膜ト
ランジスタを用いたTFTアレイ基板の製造工程を示す
断面図である。図において、19、20はコンタクトホ
ールである。なお、図中、同一、相当部分には同一符号
を付し、説明を省略する。本実施の形態は、上記実施の
形態1〜3のいずれかの基板洗浄方法を、上記実施の形
態4とは構造の異なるTFTアレイ基板の製造工程に適
用したものである。
造方法を図8を用いて説明する。まず、ガラス基板6の
表面に、例えばCr、Ta、Mo、Al系合金の様な金
属膜7をスパッタリングにより200〜500nm程度
成膜する(図8(a) )。次に、レジストを用い、レジス
トパターニングを行う。このレジストを塗布する前に、
金属膜7が形成されたガラス基板6に、上記実施の形態
1〜3のいずれかの基板洗浄方法によって、ブラシ洗浄
及び超音波洗浄を行う。これらの洗浄方法によれば、ガ
ラス基板6の外周部の洗浄不足が解消され、基板全面に
均一な洗浄効果を上げることができる。ただし、金属膜
7がAl系合金の場合には、ブラシによって膜が損傷す
る可能性があるため、超音波洗浄のみを行う。
ト電極及び配線8、さらに、必要に応じて共通配線9を
形成する(図8(b) )。続いて、PCVDによって、シ
リコン窒化膜よりなるゲート絶縁膜10、アモルファス
シリコン膜11、n+型アモルファスシリコン膜12
を、それぞれ例えば500nm、200nm、50nm
程度、連続成膜する(図8(c) )。さらに、トランジス
タのチャネル部分を形成するために、アモルファスシリ
コン膜11及びn+型アモルファスシリコン膜12を島
状にパターニングする(図8(d) )。この際にも、レジ
ストを塗布する前に、n+型アモルファスシリコン膜1
2表面に、上記実施の形態1〜3のいずれかの基板洗浄
方法によって、ブラシ洗浄及び超音波洗浄を行う。
m程度、第2層がAl系合金300nm程度、最上層が
Cr50nm程度の三層膜からなる金属膜を形成し、パ
ターニングを行い、三層膜のエッチングを行う。この際
にも、レジストを塗布する前に、三層膜表面に、上記実
施の形態1〜3のいずれかの基板洗浄方法によって、ブ
ラシ洗浄及び超音波洗浄を行う。その後、ドライエッチ
ングによってチャネル上のn+型アモルファスシリコン
膜を除去することにより、ソース電極及び配線16、ド
レイン電極17を形成した後、レジストを除去する(図
8(e) )。なお、本実施の形態では、ソース、ドレイン
材料として三層膜を用いたが、配線抵抗、画素電極形成
プロセス等で特に問題を生じなければ、Mo、Cr、T
i等の単層膜や、下層Cr、上層Al系合金等の二層膜
でも構わない。
有機透明膜1000nmの様な絶縁膜18で覆い、ドレ
イン電極上と端子部分のゲート絶縁膜10及び絶縁膜1
8は除去し、コンタクトホール19、20を形成する
(図8(f) )。この時、有機透明膜として感光性材料を
用い、写真製版によってコンタクトホール19、20を
形成してもよい。さらに、ITO膜をスパッタリングに
よって例えば100nm程度成膜し、パターニングによ
って、画素電極13及び端子電極14を形成する(図8
(g) )。この際にも、レジストを塗布する前に、ITO
膜表面に、上記実施の形態1〜3のいずれかの基板洗浄
方法によって、ブラシ洗浄及び超音波洗浄を行う。以上
のような製造工程によってTFTアレイ基板を作成した
結果、上記実施の形態4と同様の効果が得られた。
実施の形態1〜3のいずれかの基板洗浄方法をチャネル
エッチ型のアモルファスシリコン薄膜トランジスタを用
いたTFTアレイ基板の製造工程に適用した例を述べた
が、本発明による基板洗浄方法及び基板洗浄装置は、チ
ャネル保護型のアモルファスシリコン薄膜トランジスタ
を用いたTFTアレイ基板や、その他のポリシリコント
ランジスタ、半導体装置、光ディスク等の製造工程にお
いても、成膜前やレジスト塗布前の基板洗浄方法として
適用することができ、高い洗浄効果が得られる。
所定の速度で回転させながら、基板表面に物理的な力を
作用させる処理機構が取り付けられたアームを、基板上
の所定の範囲内で複数回走査させ、物理的な力により基
板表面の付着物を除去する基板洗浄方法において、物理
的な力を作用させる回数を、基板の中心部付近よりも外
周部に対して多くしたので、基板の中心部付近と外周部
の単位面積当たりの洗浄時間がほぼ等しくなり、外周部
の洗浄不足が解消し、基板全面に均一な洗浄効果が得ら
れた。
ら、基板表面に物理的な力を作用させる処理機構が取り
付けられたアームを、基板上の所定の範囲内で複数回走
査させ、物理的な力により基板表面の付着物を除去する
基板洗浄方法において、物理的な力の作用を基板の中心
部付近よりも外周部に対して大きくしたので、基板外周
部の洗浄不足が解消し、基板全面に均一な洗浄効果が得
られた。
適用することにより、従来の洗浄装置と同程度の装置コ
ストで、基板全面に均一な洗浄効果が得られ、配線間や
電極間の短絡に起因する表示欠陥の発生確率を低減で
き、高生産性、高歩留まりで液晶表示装置を製造するこ
とができた。
示す模式図である。
動作を説明する平面図である。
示す模式図である。
動作を説明する平面図である。
動作を説明する平面図である。
示す模式図である。
基板の製造工程を示す断面図である。
基板の製造工程を示す断面図である。
シ、4、5、5a、5b、5c ノズル、6 ガラス基
板、7 金属膜、8 ゲート電極及び配線、9 共通配
線、10 ゲート絶縁膜、11 アモルファスシリコン
膜、12 n+型アモルファスシリコン膜、13 画素
電極、14 端子電極、15、19、20 コンタクト
ホール、16 ソース電極及び配線、17 ドレイン電
極、18 絶縁膜。
Claims (17)
- 【請求項1】 被洗浄体である基板を所定の速度で回転
させながら、上記基板表面に物理的な力を作用させる処
理機構が取り付けられたアームを、上記基板上の所定の
範囲内で複数回走査させ、上記物理的な力により上記基
板表面の付着物を除去する基板洗浄方法であって、上記
物理的な力を作用させる回数を、上記基板の中心部付近
よりも外周部に対して多くしたことを特徴とする基板洗
浄方法。 - 【請求項2】 処理機構は、気体、液体、固体及びこれ
らの混合物のいずれかを基板表面に噴射するノズルであ
り、上記基板上を走査する上記ノズルの数を、上記基板
の中心部付近よりも外周部に対して多くしたことを特徴
とする請求項1記載の基板洗浄方法。 - 【請求項3】 一本のアームに複数のノズルを所定の間
隔を置いて取り付け、連動させるようにしたことを特徴
とする請求項2記載の基板洗浄方法。 - 【請求項4】 処理機構は、気体、液体、固体及びこれ
らの混合物のいずれかを基板表面に噴射するノズルであ
り、このノズルの走査回数を上記基板の中心部付近より
も外周部に対して多くしたことを特徴とする請求項1記
載の基板洗浄方法。 - 【請求項5】 処理機構は、液体が供給された基板表面
を回転しながら擦る親水性材料よりなるブラシであり、
上記基板上を走査する上記ブラシの数を、上記基板の中
心部付近よりも外周部に対して多くしたことを特徴とす
る請求項1記載の基板洗浄方法。 - 【請求項6】 一本のアームに複数のブラシを所定の間
隔を置いて取り付け、連動させるようにしたことを特徴
とする請求項5記載の基板洗浄方法。 - 【請求項7】 処理機構は、液体が供給された基板表面
を回転しながら擦る親水性材料よりなるブラシであり、
このブラシの走査回数を上記基板の中心部付近よりも外
周部に対して多くしたことを特徴とする請求項1記載の
基板洗浄方法。 - 【請求項8】 被洗浄体である基板を所定の速度で回転
させながら、上記基板表面に物理的な力を作用させる処
理機構が取り付けられたアームを、上記基板上の所定の
範囲内で複数回走査させ、上記物理的な力により上記基
板表面の付着物を除去する基板洗浄方法であって、上記
物理的な力の作用を上記基板の中心部付近よりも外周部
に対して大きくしたことを特徴とする基板洗浄方法。 - 【請求項9】 処理機構は、気体、液体、固体及びこれ
らの混合物のいずれかを基板表面に噴射するノズルであ
り、このノズルより噴射される気体、液体、固体及びこ
れらの混合物の流量を、上記基板の中心部付近よりも外
周部に対して大きくしたことを特徴とする請求項8記載
の基板洗浄方法。 - 【請求項10】 処理機構は、20kHz〜2MHzの
超音波の振動を乗せた気体、液体、固体及びこれらの混
合物のいずれかを噴射するノズルであり、この超音波の
発振の出力を、上記基板の中心部付近よりも外周部に対
して大きくしたことを特徴とする請求項8記載の基板洗
浄方法。 - 【請求項11】 基板の外周部において複数の異なる処
理機構を併用することにより、物理的な力の作用を上記
基板の中心部付近よりも外周部に対して大きくしたこと
を特徴とする請求項8記載の基板洗浄方法。 - 【請求項12】 被洗浄体である基板を所定の速度で回
転させる回転駆動手段、 上記基板表面に液体を噴射する複数のノズルが所定の間
隔を置いて取り付けられたアーム、 このアームの一端を軸として、上記アームを上記基板の
外周部から中心部を通る円弧状の軌跡で走査させる走査
手段、 上記ノズルから噴射される液体に20kHz〜2MHz
の超音波の振動を乗せる超音波発振手段を備えたことを
特徴とする基板洗浄装置。 - 【請求項13】 被洗浄体である基板を所定の速度で回
転させる回転駆動手段、 上記基板表面に液体を供給するノズル、 親水性材料よりなる複数のブラシが所定の間隔を置いて
取り付けられたアーム、 上記ブラシを回転させる回転駆動手段、 上記アームの一端を軸として、上記アームを上記基板の
外周部から中心部を通る円弧状の軌跡で走査させる走査
手段を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。 - 【請求項14】 被洗浄体である基板を所定の速度で回
転させる回転駆動手段、 一端に上記基板表面に液体を噴射するノズルが取り付け
られたアーム、 このアームの他端を軸として、上記アームを上記基板の
外周部から中心部を通る円弧上の軌跡で走査させる走査
手段、 上記ノズルから噴射される液体に20kHz〜2MHz
の超音波の振動を乗せる超音波発振手段、 上記超音波発振手段による発振の出力を、上記アームが
走査する上記基板の範囲によって変化させる制御手段を
備えたことを特徴とする基板洗浄装置。 - 【請求項15】 薄膜トランジスタを含むスイッチング
素子およびこのスイッチング素子を経てそれぞれ制御さ
れる表示素子を有するTFTアレイ基板と、透明電極お
よびカラーフィルタ等を有する対向電極基板の間に液晶
を挟持してなる液晶表示装置の製造方法であって、 薄膜形成前の基板を、請求項1〜請求項11のいずれか
一項に記載の基板洗浄方法を用いて洗浄する工程、 上記基板上にスパッタリングまたはPCVD等により薄
膜を形成する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置
の製造方法。 - 【請求項16】 薄膜トランジスタを含むスイッチング
素子およびこのスイッチング素子を経てそれぞれ制御さ
れる表示素子を有するTFTアレイ基板と、透明電極お
よびカラーフィルタ等を有する対向電極基板の間に液晶
を挟持してなる液晶表示装置の製造方法であって、 スパッタリングまたはPCVD等により薄膜が形成され
た基板を、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載
の基板洗浄方法を用いて洗浄する工程、 上記基板上にレジスト膜を形成し、所望のパターンマス
クを用いて露光する工程を含むことを特徴とする液晶表
示装置の製造方法。 - 【請求項17】 請求項15または請求項16に記載の
液晶表示装置の製造方法を用いて作成され、基板の面積
が約0. 3m2 以上であることを特徴とする液晶表示装
置。
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JP05490298A JP4011717B2 (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 基板洗浄方法及び基板洗浄装置並びに液晶表示装置及びその製造方法 |
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JPH11244796A true JPH11244796A (ja) | 1999-09-14 |
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-
1998
- 1998-03-06 JP JP05490298A patent/JP4011717B2/ja not_active Expired - Fee Related
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