JP4763245B2

JP4763245B2 - 表示装置等電子装置の製造装置、製造方法および表示装置等の電子装置

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Publication number: JP4763245B2
Application number: JP2004076645A
Authority: JP
Inventors: 忠弘大見; 明大森本; 丈佳加藤
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Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2024-03-17
Also published as: JP2005268426A

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ等の表示装置やプリント配線板等を含む電子装置を製造するための製造装置に関し、またそれらの製造方法、製造されたフラットパネルディスプレイ等の表示装置またはプリント配線板等を含む電子装置に関する。

従来から、あらゆる電子装置は基板上に絶縁層とともに形成された配線層を含んで構成されている。その一例として表示装置とくにフラットパネルディスプレイ装置を例にとって説明すると、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置は、マトリクス状に配置されたＴＦＴに対する配線構造（アクティブマトリクス構造）を有している。アクティブマトリクス構造においては、データ信号の書き込みタイミングを伝達する走査線と、表示画像に応じたデータ信号を画素に供給する信号線と、走査線に生じるタイミング信号に合わせ画素にデータ信号を供給するスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴ）とから構成されている。走査線、信号線、ＴＦＴを含む基板はアクティブマトリクス基板とも呼ばれ、基板の表面に、減圧雰囲気における成膜やフォトリソグラフィなどのプロセスにより幾層もの回路パターンを形成し構成されている。一方表示装置の性能向上のために、開口率と呼ばれる表示装置の有効画素面積比率を高める検討が進められている。第一の方法として特開平０９−０８０４１６（特許文献１）や特開平０９−０９０４０４（特許文献２）等に記載されている、通常段差のあるＴＦＴを被覆する層間絶縁膜さらにその上に透明電極を蒸着法やスパッタ法で形成し、信号線と透明電極を多層構造にすることで開口率を高める工夫がなされている。この中で層間絶縁膜の光線透過率は９０％以上必要とされている。第二の方法として、本発明者等は、先に特願２００３−４００３０（特許文献３）において、ゲート配線により生じる段差を吸収するためにゲート配線を囲むように平坦化層を構成することを提案している。さらに信号線を厚膜化し、配線幅を狭くすることで開口率を高めることを実現している。第一，第二の方法とも層間絶縁膜や平坦化層には、透明な熱硬化性樹脂を用いている。

現状硬化時の加熱雰囲気に関して、環境制御は行われていない。一般的には大気中やパーセントオーダーの不純物を含む窒素などの環境で加熱する場合が多い。そのため条件によっては熱硬化性樹脂が分解・解離し、光線透過率を低下させ、結果として表示装置の明るさが暗くなるなど表示性能を劣化させる。光線透過率劣化の原因としては、加熱条件が熱硬化性樹脂を熱的に分解させる温度以上での処理によるものと、加熱処理雰囲気中の残留酸素や残留水分により熱硬化性樹脂の劣化が促進されるものが挙げられる。

一方、ゲート配線を囲むように平坦化層を形成する場合、アクティブマトリックス基板の構造として、平坦化層直上にプラズマ処理装置によってＴＦＴ用の半導体層を成膜する必要がある。一般的にプラズマ成膜する際の基板表面温度は、３００〜３５０℃に達する。また、半導体層形成プロセス中に、プロセス雰囲気からの水分や炭素成分の混入が半導体特性に大きな影響を及ぼすことは以前から知られている。そのため、平坦化層からの発ガス量を抑えるためには、半導体層成膜温度と同等もしくはより高温、例えば３００℃以上の加熱処理を行う必要がある。しかしながら、現状の平坦化層形成のための熱硬化性樹脂の加熱プロセスは、雰囲気中の残存酸素量や水分量に関して管理が十分とは言えず、熱硬化性樹脂の劣化が生じ光線透過率が低下するといった問題があった。

以上のような問題は、アクティブマトリクス基板に限らず、プリント基板や電子装置一般においても、微細化に伴い生ずる問題である。

特開平０９−０８０４１６号公報特開平０９−０９０４０４号公報特願２００３−４００３０号公報

本発明の目的は、電子装置の高性能化高信頼性化に効果がある透明な熱硬化性樹脂を加熱処理する加熱雰囲気の制御し、光線透過率の高い膜の形成を可能にする電子装置の製造装置、および製造方法を提供することにある。また本発明はそれらの方法によって製造された光線透過率の高い膜を有する高性能・高信頼性の表示装置等電子装置を提供することも目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を加えたところ、電子装置製造における製造装置特に加熱設備の内表面の粗さや材質が加熱雰囲気の酸素や水分などの不純物含有量に大きく影響を及ぼすこと、および加熱雰囲気の残存酸素量、残存水分量や還元性ガス量を制御することが熱硬化性樹脂の透明性向上に効果があることを見出し、本発明の完成に至った。

かくして本発明によれば、透明な熱硬化性樹脂を加熱処理する加熱処理装置の内表面の表面粗さが、中心平均粗さRaで表現すると、１μｍ以下であり、前記内表面が酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化マグネシウムのうちの少なくとも一つを含む酸化物不働態膜を有し、前記加熱処理の雰囲気を不活性ガスとし、かつ加熱処理雰囲気中の残存酸素濃度が１０ｐｐｍ以下に制御され、前記加熱処理雰囲気中の残存水分濃度が１０ｐｐｍ以下に制御され、前記不活性ガス雰囲気中に０．１〜１００体積％の還元性ガスが添加されていることを特徴とする電子装置製造装置が提供される。

また、本発明によれば、電子装置製造装置の透明な熱硬化性樹脂を処理する加熱処理部および処理部に高純度不活性ガスを供給する配管系の内表面の表面粗さが、中心平均粗さRaで表現すると、１μｍ以下であり、前記内表面が酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化マグネシウムのうちの少なくとも一つを含む酸化物不働態膜を有し、前記加熱処理の雰囲気を不活性ガスとし、かつ加熱処理雰囲気中の残存酸素濃度が１０ｐｐｍ以下に制御され、前記加熱処理雰囲気中の残存水分濃度が１０ｐｐｍ以下に制御され、前記不活性ガス雰囲気中に０．１〜１００体積％の還元性ガスが添加されていることを特徴とする電子装置製造装置が提供される。

また、本発明によれば、透明な熱硬化性樹脂を硬化する工程を有する電子装置の製造方法において、前記硬化する工程が加熱処理を含み、該加熱処理を内表面の表面粗さが、中心平均粗さRaで表現すると、１μｍ以下であるような加熱処理装置内で行い、前記内表面が酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化マグネシウムのうちの少なくとも一つを含む酸化物不働態膜を有し、前記加熱処理の雰囲気を不活性ガスとし、かつ加熱処理雰囲気中の残存酸素濃度を１０ｐｐｍ以下に制御し、前記加熱処理雰囲気中の残存水分濃度を１０ｐｐｍ以下に制御し、前記不活性ガス雰囲気中に０．１〜１００体積％の還元性ガスを添加することにより、光線透過率の高い膜を形成することを特徴とする電子装置の製造方法が提供される。

なお、上記熱硬化性樹脂がアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂およびシリカ系樹脂からなる群から選ばれた樹脂を一種または複数種含むことが好ましい。

さらに、本発明は上記製造装置および製造方法によって製造されたことを特徴とするフラットパネル表示装置等の高性能表示装置、プリント基板、パソコンや携帯電話端末のような電子装置一般を提供する。

本発明では、電子装置の製造に使用される加熱処理装置の内表面の表面粗さを制御することによって、当該加熱処理装置内で使用される熱硬化性樹脂の分解、解離等による悪影響を軽減し、光線透過率の高い膜を形成することができる。このため、本発明は、光線透過率の高い膜を必要とするアクティブマトリックス基板等の電子装置製造に適用して、効果を上げることができる。

本発明の実施例において、表示装置等電子装置製造用加熱処理装置内表面の材質としてはステンレス鋼、アルミニウム合金が適用される。特にステンレス鋼としては、オーステナイト系、フェライト系、オーステナイト・フェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼が使用可能であるが、例えば、オーステナイト系ＳＵ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｌ等が好適に使用される。ステンレス鋼の表面研磨としては酸洗、機械研磨、ベルト研磨、バレル研磨、バフ研磨、流動砥粒研磨、ラップ研磨、バニッシング研磨、化学研磨、電解複合研磨または電解研磨処理等が可能であり、もちろん一つの材料中にこれらの研磨が混在しても構わない。ただし、表示装置等電子装置製造用加熱処理装置の内表面の表面粗さが中心平均粗さＲａであらわしたとき、１μｍ以下のバフ研磨、流動砥粒研磨、ラップ研磨、バニッシング研磨、化学研磨、電解複合研磨および電解研磨が有効である。表面粗さは、中心平均粗さＲａで１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましく、０．１μｍ以下が最も好ましい。表面粗さが中心平均粗さＲａで１μｍより大きいと容器の内壁に吸着している酸素や水分などの不純物ガスなどが加熱装置内雰囲気中へ混入する恐れがある。

一方、本発明における表示装置等電子装置製造用加熱処理装置の内表面は、特開平７−２３３４７６、特開平１１−３０２８２４に記載の酸化性雰囲気ガス中で熱処理を行うことにより、酸化物不働態膜を形成することが望ましい。

例として酸化アルミニウムの形成条件は、酸素もしくは水分を含む酸化性ガスにアルミニウム含有ステンレス鋼に接触させ酸化アルミニウム不働態膜を形成することを特徴とし、酸素濃度は、５００ｐｐｂ〜１００ｐｐｍ、好ましくは１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍであり、また水分濃度は、２００ｐｐｂ〜５０ｐｐｍ、好ましくは５００ｐｐｂ〜１０ｐｐｍである。さらに、酸化性ガス中に水素を含む酸化性混合ガスでも良い。酸化処理温度は７００℃〜１２００℃、好ましくは８００℃〜１１００℃である。酸化処理時間は３０分〜３時間である。

酸化物不働態膜を形成することにより、耐食性の改善や表面吸着水分量の低減が可能となる。また、電解研磨のような清浄化表面処理が施されたステンレス鋼であっても、配管内表面から放出される水分量制御が不十分であるため、加熱雰囲気形成用の高純度不活性ガスや還元性ガスと接する部分には不動態膜形成することが望ましい。酸化物不働態膜の種類としては、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン等が挙げられるが、材料の耐食性や内表面吸着水分量低減の点で酸化アルミニウムが特に望ましい。

また、本発明の実施例に適用されるアクティブマトリックス表示装置等電子装置に用いる熱硬化性樹脂の加熱雰囲気は、加熱処理装置内部を不活性ガスで置換した際の残存酸素濃度を１０ｐｐｍ以下に制御することが望ましい。不活性ガスの種類は特に限定されないが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンなどの希ガス類や窒素が挙げられる。特に水分等の不純物が１ｐｐｂ以下の高純度化したガスの入手のし易さから、アルゴンや窒素が特に望ましい。加熱処理装置内雰囲気の残存酸素濃度は１０ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下、更に好ましくは１００ｐｐｂ以下であることが望ましい。雰囲気中の残存酸素濃度が１０ｐｐｍ以上の場合、加熱処理装置内温度が２００℃以上で熱硬化性樹脂の酸化劣化が始まり、透明性が劣化する。

加熱処理装置内の不活性ガス雰囲気中への、還元性ガスの添加は熱硬化性樹脂の劣化による光線透過率低下を抑制する効果がある。還元性ガスの添加量としては不活性ガスに対し、０．１〜１００体積％、好ましくは１〜５０体積％、特に好ましくは１０〜３０体積％である。還元性ガスの添加量が０．１％以下では、熱硬化性樹脂劣化を抑制する効果が得られない。

本発明に使用する還元性ガスの種類は、樹脂の酸化反応を抑制する効果があれば特に限定されないが、還元効果と高純度化したガスの入手のし易さから水素が好ましい。

本発明に適用される電子装置の配線構造は特に限定されないが、絶縁性基板上に配線層が平坦化層とともに設けられる構造が好ましい。たとえば、アクティブマトリクス基板では、走査線と、信号線と、該走査線と該信号線の交差部付近に、該走査線にゲート電極が接続され、該信号線にソースあるいはドレイン電極が接続された薄膜トランジスタを有し、薄膜トランジスタと透明電極間に平坦化層が存在し、該平坦化層は熱硬化性樹脂によって形成された構造、または信号線およびソース電極ならびにドレイン電極の表面はこれらを囲む平坦化層と実質上同一平面を形成し、該平坦化層は熱硬化性樹脂によって形成された構造が望ましい。特に信号線およびソース電極ならびにドレイン電極の表面はこれらを囲む平坦化層と実質上同一平面を形成する構造の場合は、一般的な構造に比べ平坦化層が増加することによる光線透過率の劣化を抑制するため、より好ましい。

本発明に使用する平坦化層は樹脂によって形成されていることを特徴とし、感光性樹脂組成物によって形成されていることが好ましい。また、前記平坦化層は無機物を含んでいてもよい。前記平坦化層はより好ましくは、アルカリ可溶性脂環式オレフィン樹脂と感放射線成分とを含有する樹脂組成物を用いて形成されていることが望ましいが、前記感光性樹脂組成物はアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選ばれた樹脂をふくんでいてもよい。

［実施例］
以下に本発明の実施例を説明する。なお、当然のことであるが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例および比較例中の分析値は、いずれも四捨五入して求めた値である。

また、以下の実施例および比較例における分析条件は下記の通りである。

（分析条件１）Ｘ線光電子分光分析（以下、「ＸＰＳ分析」と略す。）
装置：島津製作所製ＥＳＣＡ−１０００
（分析条件２）大気圧イオン化質量分析（以下、「ＡＰＩ−ＭＳ分析」と略す。）
装置：バイオラッド社製ＦＴＳ−５０Ａ
（分析条件３）全光線透過率（紫外分光光度分析）
装置：島津製作所製ＵＶ−２５５０
全光線透過率は４００nmから８００nm間の各波長での光線透過率の平均値と定義した。
（分析条件４）残膜率（段差測定）
装置：ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製Ｐ−１０
残膜率は下記式から導かれる値と定義した。
残膜率＝（加熱処理後膜厚／加熱処理前膜厚）×１００

［実施例１］
本実施例では、Ｃｒ含有量２９．１重量％のフェライト系ステンレス鋼配管の内表面を電解研磨処理し使用した。配管外径１/４インチ、配管長２ｍ、表面粗度は約０．５μｍとした。電解研磨処理後、炉内に上記のステンレス鋼を装入し、不純物濃度が数ｐｐｂ以下のＡｒガスを炉内に流しながら室温から５５０℃まで１時間かけて昇温し、同温度で１時間ベーキングを行い表面から付着水分を除去した。上記ベーキング終了後、水素濃度１０％、水分濃度１００ｐｐｍの処理ガスに切り替え３時間の熱処理を行なった。上記配管の一部を切り取り、ＸＰＳ分析によって配管内表面に１００％Ｃｒ_２Ｏ_３が深さ方向に約１５ｎｍの厚さで形成されていることを確認した。

［実施例２］
本実施例ではＡｌ含有量４．０重量％のオーステナイト系ステンレス鋼配管の内表面を電解研磨処理し使用した。実施例１と同様サイズの配管を使用した。電界研磨処理後、炉内に上記のステンレス鋼を装入し、不純物濃度が数ｐｐｂ以下のＡｒガスを炉内に流しながら室温から４００℃まで１時間かけて昇温した。同温度で１時間ベーキングを行い表面から付着水分を除去した。上記ベーキング終了後、水分濃度５ｐｐｍ、さらに水分混合ガス中に水素を１０％添加した酸化性雰囲気に切り替え、処理温度は９００℃、処理時間は１時間で酸化処理を行なった。上記配管の一部を切り取り、ＸＰＳ分析によって配管内表面に１００％Ａｌ_２Ｏ_３が深さ方向に約２００ｎｍの厚さで形成されていることを確認した。

［各種表面処理された配管の水枯れ特性評価］
実施例１、２で処理したステンレス鋼配管および同サイズの内表面を電解研磨したＳＵＳ３１６−ＥＰ管、焼鈍し処理したＳＵＳ３１６−ＢＡ管を用い、配管の水枯れ特性を図１に示された評価装置により評価した。前記配管を水分量０．１ｐｐｂ以下のアルゴンガス雰囲気で５００℃に加熱し完全に内表面に吸着した水分を除去した後、温度２３℃で相対湿度４５％のクリーンルーム空気に２４時間曝した。

その後、各種表面処理された直径１／４インチ、長さ２ｍのチューブに１．２L／分のＡｒガスを室温で１０時間流し、その間のＡｒ中の水分量をＡＰＩ−ＭＳで測定した。その結果を図２に示す。なお、最初の3分間は水分発生量が膨大であるため、Ａｒガスを流し始めて３分後からのデータになっている。焼鈍し処理したＳＵＳ３１６−ＢＡ表面では、１０時間７２０ＬのＡｒガスを流した後でも１０ｐｐｂ以上の水分量が発生しているのに対し、実施例１、２で処理したステンレス鋼配管および電解研磨したＳＵＳ３１６−ＥＰ管では３ｐｐｂ以下にまで低下している。特に実施例１、２で処理したステンレス鋼配管においては、４時間２８０ＬのＡｒガスを流すと１ｐｐｂ以下の水分発生量に抑えられる。

［実施例３］
［平坦化層の分光光度分析］
２０ｍｍ×３０ｍｍサイズの無アルカリガラス基板を洗浄後、高純度窒素中で脱水加熱を行った。その後、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＳ）の蒸気処理によって密着層を形成した。密着層形成後、熱硬化性樹脂のＪＳＲ株式会社製感光性アクリル樹脂（ポジ型）をスピンコート法によって塗布し、約１μｍ厚みの樹脂膜を形成した。樹脂膜を形成した無アルカリガラス基板をマスクアライナー（ＣＡＮＯＮ製ＰＬＡ５０１）で５００ｍJ（ｇ、ｈ、i線混合）基板全面を露光した。露光後、装置内を電解研磨処理したＳＵＳ３１６Ｌ−ＥＰ表面の図３の焼成装置を用い、高純度窒素と酸素により装置内の酸素濃度を１０ｐｐｍに制御した雰囲気の下、３００℃で６０分間加熱し、樹脂膜を硬化した。加熱処理したガラス基板の分光光度計による光線透過率測定と触針式膜厚計による膜厚測定を行った。結果を表１に示す。

［比較例１］
焼成装置内の酸素濃度を１００ｐｐｍに制御した以外は、実施例３と同様に行った。結果を表１に示す。

［比較例２］
焼成装置内の酸素濃度を１０００ｐｐｍに制御した以外は、実施例３と同様に行った。結果を表１に示す。

［実施例４］
酸素の代わりに水素を２％添加した以外は、実施例３と同様に行った。結果を表１に示す。

［実施例５，６および比較例３］
熱硬化性樹脂として日本ゼオン株式会社製感光性脂環式オレフィン樹脂（ポジ型）を用いた以外は、実施例３，４および比較例１と同様に行った。結果を表１に示す。

［実施例７］
水素濃度を２０％添加した以外は、実施例６と同様に行った。結果を表１に示す。

［実施例８，９］
熱硬化性樹脂としてＪＳＲ株式会社製感光性シリコーン樹脂（ネガ型）を用いた以外は、実施例５，６と同様に行った。結果を表１に示す。

［実施例１０］
焼成装置内の酸素濃度１０ｐｐｍ、水素を２％添加した以外は、実施例８と同様に行った。結果を表１に示す。

［比較例４］
焼成装置内の酸素濃度を１％に制御した以外は、実施例８と同様に行った。結果を表１に示す。

［実施例１１］
本発明の実施例１１におけるアクティブマトリクス表示装置について、図４を参照して説明する。図４は本実施例１１のアクティブマトリクス液晶ディスプレイの構造を示す断面図であり、ガラス基板上に形成された走査線と、信号線と、該走査線と該信号線の交差部付近に、該走査線にゲート電極が接続され、該信号線にソースあるいはドレイン電極が接続された薄膜トランジスタを有しており、信号線、ソース電極、およびドレイン電極を囲むように平坦化層が形成され、信号線、ソース電極、ドレイン電極と該平坦化層とは実質的に同一平面を形成している。この平面上に層間絶縁膜を介して画素電極が配置され、アクティブマトリクス基板を構成し、対向基板との間で液晶を挟持して構成される。本実施例１１の走査線およびゲート電極配線をインクジェット法による埋め込み配線とした。ここでは、ゲート配線部の形成方法について述べる。まずガラス基板の表面に１μｍの厚さの感光性を有する脂環式オレフィン樹脂系の透明樹脂膜（熱硬化性樹脂）をスピンコート法等の手法により形成する。この感光性樹脂膜はフォトレジスト膜としての機能を有している。次に、感光性透明樹脂膜を活性放射線を用いて選択的に露光、現像および除去、加熱硬化をすることにより図５（ａ）に示すように感光性透明樹脂膜に溝を形成する。加熱硬化条件は、感光性透明樹脂の光線透過率を高めるため、装置内表面をＳＵＳ３１６の電解研磨処理した加熱装置を用い、更に残存酸素濃度を１０ｐｐｍに制御し、３００℃で６０分焼成した。配線幅が微細である場合は、印刷精度を高めるために、前記透明樹脂層表面に撥水性を持たせる処理を行ってもよい。具体的にはＮＦ３などのフッ素系ガスのプラズマを用いて表面をフッ素処理したり、樹脂の加熱硬化前にフッ素系シリル化剤を樹脂前駆体に含浸したりすることなどが例示される。次にインクジェット印刷法などの印刷法やメッキ法により、前記溝部に配線前駆体を充填する。配線形成方法はインクの効率的な使用の観点からインクジェット法が好ましいが、スクリーン印刷法などを用いてもよい。本実施例では配線前駆体として特開２００２−３２４９６６に開示されるものと同様の銀ペーストインクを用いて配線を形成した。配線前駆体を充填後２５０度の温度で３０分間焼成を行い、走査線およびゲート電極配線とした(図５（ｂ）)。次に、マイクロ波励起プラズマを用いたプラズマＣＶＤ法によりＳｉＨ４ガスとＨ２ガスとＮ２ガスとＡｒガスを用いてシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ膜）を成膜した。通常の高周波励起プラズマを用いてもＳｉＮｘ膜の成膜が可能であるが、マイクロ波励起プラズマを用いることで、より低温でのＳｉＮｘ膜の成膜が可能である。成膜温度は３００℃とし、膜厚は０．２μｍとした（図５（ｂ））。次にマイクロ波励起プラズマを用いたプラズマＣＶＤ法により、アモルファスシリコン層およびｎ＋型アモルファスシリコン層を成膜した。アモルファスシリコン層はＳｉＨ４ガスを用い、ｎ＋型アモルファスシリコン層はＳｉＨ４ガスおよびＰＨ３ガス、Ａｒガスを用い、３００℃の温度で成膜した（図５（ｃ））。次に、全面にフォトレジストをスピンコート法により塗布し、１００℃で１分間、ホットプレート上で乾燥し溶剤を除去した。次にｇ線ステッパを用いて、３６ｍＪ／ｃｍ２のエネルギードーズ量で露光を行った。露光に際しては、素子領域を残存するようにマスクを形成し、素子領域内部のチャネル領域に相当する部分はスリットマスクを用いて、露光量を調整した。２．３８％のＴＭＡＨ溶液を用いてパドル現像７０秒間を行った結果、図５（ｄ）に示すフォトレジスト形状を得た。次に、プラズマエッチング装置を用いて、ｎ＋型アモルファスシリコン層、アモルファスシリコン層のエッチングを行った。この際、フォトレジストも若干エッチングされ、膜厚が減少するため、フォトレジスト膜厚の薄いチャネル領域部のレジストはエッチング除去され、ｎ＋シリコン層もエッチングされる。素子領域部以外のｎ＋型アモルファスシリコン層およびアモルファスシリコン層がエッチング除去され、チャネル領域のｎ＋型アモルファスシリコン層がエッチング除去された時点で、エッチング処理を終了すると図５（ｅ）に示す形状を得る。ソース電極部およびドレイン電極部のｎ＋型アモルファスシリコン層上のフォトレジストは残存したままである。次にこの状態で、Ａｒガス、N2ガス、H2ガスを用いて、マイクロ波励起プラズマ処理を行い、チャネル部のアモルファスシリコン表面に直接、窒化膜を形成する（図５（ｆ））。一般的な高周波プラズマを用いても窒化膜の形成は可能であるが、マイクロ波励起プラズマを用いることにより、電子温度が低いプラズマを生成できるため、チャネル部にプラズマによるダメージを与えることなく窒化膜を形成でき好ましい。また、ＣＶＤ法により窒化膜を形成することも可能であるが、ソース電極およびドレイン電極領域にも窒化膜が形成され、後に除去工程が必要になるため、直接窒化膜がより好ましい。次に、ソース電極、およびドレイン電極領域上に残存するフォトレジスト膜を、酸素プラズマアッシングを施した後、レジスト剥離液などにより除去することで図５（ｇ）のような形状を得る。続いて、信号線、ソース電極配線およびドレイン電極配線をインクジェット印刷法などの印刷法やメッキ法で形成する際に必要となる配線形成補助層として脂環式オレフィン樹脂系の感光性透明樹脂膜前駆体（熱硬化性樹脂）を塗布し、信号線、ソース電極配線およびドレイン電極配線用フォトマスクを用いて露光、現像、加熱硬化を行うことで透明樹脂層を形成し、図５（ｈ）に記載のように、信号線、ソース電極配線およびドレイン電極配線領域となる溝を得る。加熱硬化条件は、感光性透明樹脂の光線透過率を高めるため、装置内表面をＳＵＳ３１６の電解研磨処理した加熱装置を用い、更に残存酸素濃度を１０ｐｐｍに制御し、２５０℃で６０分焼成した。配線幅が微細である場合は、精度を高めるために、前記透明樹脂層表面に撥水性を持たせる処理を行ってもよい。具体的にはＮＦ３などのフッ素系ガスを用いたプラズマを用いて表面をフッ素処理したり、樹脂のポストベーク前にフッ素系シリル化剤を樹脂前駆体に含浸したりすることなどが例示される。次にインクジェット印刷法などの印刷法やメッキ法により、前記溝部に配線前駆体を充填する。配線形成方法はインクの効率的な使用の観点からインクジェット法が好ましいが、スクリーン印刷法などを用いてもよい。本実施例では配線前駆体として特開２００２−３２４９６６に開示されるものと同様の銀ペーストインクを用いて配線を形成した。配線前駆体を充填後２５０度の温度で３０分間焼成を行い、配線とした(図５（ｉ）)。このようにして、ＴＦＴの形成を完了した。次に、層間絶縁膜として、脂環式オレフィン樹脂系の感光性透明樹脂を成膜し、露光、現像を行うことで、画素電極から前記ＴＦＴ電極へのコンタクトホールを形成した。感光性透明樹脂の硬化はこれまでの工程と同様に、感光性透明樹脂の光線透過率を高めるため、装置内表面をＳＵＳ３１６の電解研磨処理した加熱装置を用い、更に残存酸素濃度を１０ｐｐｍに制御し、２５０℃で６０分焼成した。これに引き続き、基板全面にＩＴＯをスパッタ成膜し、パターニングすることで画素電極とした。ＩＴＯの代わりにＳｎＯ２などの透明導電膜材料を用いてもよい。この表面に液晶の配向膜としてポリイミド膜を形成し、対向基板との間に液晶を挟持することで、アクティブマトリクス液晶表示装置を得た。

本実施例のアクティブマトリクス液晶表示装置によれば、平坦化層の透明性が高いため、低消費電力かつ輝度が高く、高品質な表示を得ることができた。

本発明は、アクティブマトリクス基板等の表示装置を製造するのに適用できるだけでなく、プリント配線板等を含む各種電子装置の製造にも適用できる。

本発明に係る酸化物不働態膜を有する配管を評価する評価装置を説明する図である。図１に示された評価装置による評価結果を説明するグラフである。本発明に係る処理を施した焼成装置を用いた電子装置製造システムを説明する図である。本発明に係るアクティブマトリクス基板の断面を説明する図である。（ａ）〜（ｉ）は図４に示されたアクティブマトリクス基板の製造工程を工程順に説明する図である。

Claims

電子装置製造において透明な熱硬化性樹脂を加熱処理する加熱処理装置の内表面の表面粗さが、中心平均粗さRaで表現すると、１μｍ以下であり、
前記内表面が酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化マグネシウムのうちの少なくとも一つを含む酸化物不働態膜を有し、
前記加熱処理の雰囲気を不活性ガスとし、かつ加熱処理雰囲気中の残存酸素濃度が１０ｐｐｍ以下に制御され、
前記加熱処理雰囲気中の残存水分濃度が１０ｐｐｍ以下に制御され、
前記不活性ガス雰囲気中に０．１〜１００体積％の還元性ガスが添加されていることを特徴とする電子装置製造装置。
電子装置製造装置の透明な熱硬化性樹脂を処理する加熱処理部および処理部に高純度不活性ガスを供給する配管系の内表面の表面粗さが、中心平均粗さRaで表現すると、１μｍ以下であり、
前記内表面が酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化マグネシウムのうちの少なくとも一つを含む酸化物不働態膜を有し、
前記加熱処理の雰囲気を不活性ガスとし、かつ加熱処理雰囲気中の残存酸素濃度が１０ｐｐｍ以下に制御され、
前記加熱処理雰囲気中の残存水分濃度が１０ｐｐｍ以下に制御され、
前記不活性ガス雰囲気中に０．１〜１００体積％の還元性ガスが添加されていることを特徴とする電子装置製造装置。
前記内表面が、酸化性ガスを接触させて熱処理を行なうことにより酸化物不働態膜を形成したものであることを特徴とする請求項１または２記載の電子装置製造装置。
前記内表面が、酸化物不働態膜を溶射で形成したものであることを特徴とする請求項１または２記載の電子装置製造装置。
透明な熱硬化性樹脂を硬化する工程を有する電子装置の製造方法において、
前記硬化する工程が加熱処理を含み、該加熱処理を内表面の表面粗さが、中心平均粗さRaで表現すると、１μｍ以下であるような加熱処理装置内で行い、
前記内表面が酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化マグネシウムのうちの少なくとも一つを含む酸化物不働態膜を有し、
前記加熱処理の雰囲気を不活性ガスとし、かつ加熱処理雰囲気中の残存酸素濃度を１０ｐｐｍ以下に制御し、
前記加熱処理雰囲気中の残存水分濃度を１０ｐｐｍ以下に制御し、
前記不活性ガス雰囲気中に０．１〜１００体積％の還元性ガスを添加することにより、光線透過率の高い膜を形成することを特徴とする電子装置の製造方法。
前記加熱処理の雰囲気用の不活性ガスを内表面の表面粗さが、中心平均粗さRaで表現すると、１μｍ以下である配管系を介して供給することを特徴とする請求項５記載の電子装置の製造方法。
前記還元性ガスが水素であることを特徴とする請求項５または６記載の電子装置の製造方法。
前記熱硬化性樹脂がアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂およびシリカ系樹脂からなる群から選ばれた樹脂を一種または複数種含むことを特徴とする請求項５乃至７のどれかに記載の電子装置の製造方法。
透明な熱硬化性樹脂層を有する電子装置であって、前記熱硬化性樹脂層が請求項５乃至８のどれかに記載された方法によって製造されたものであること特徴とする電子装置。
前記電子装置は基板を有し、前記熱硬化性樹脂層が前記基板上に配線層とともに配置されていることを特徴とする請求項９記載の電子装置。
絶縁性基板上に少なくとも走査線と、信号線と、該走査線と該信号線の交差部付近に、該走査線にゲート電極が接続され、該信号線にソースあるいはドレイン電極が接続された薄膜トランジスタを有し、薄膜トランジスタと透明電極間に平坦化層が存在するアクティブマトリックス基板を有する電子装置において、該平坦化層は透明な熱硬化性樹脂によって形成され、前記熱硬化性樹脂が請求項５乃至８のどれかに記載された方法によって硬化されたものであること特徴とする電子装置。
絶縁性基板上に少なくとも走査線と、信号線と、該走査線と該信号線の交差部付近に、該走査線にゲート電極が接続され、該信号線にソースあるいはドレイン電極が接続された薄膜トランジスタを有し、信号線およびソース電極ならびにドレイン電極の表面はこれらを囲む平坦化層と同一平面を形成しているアクティブマトリクス基板を有する電子装置において、該平坦化層は透明な熱硬化性樹脂によって形成されかつ前記熱硬化性樹脂が請求項５乃至８のどれかに記載された方法によって硬化されたものであること特徴とする電子装置。
前記熱硬化性樹脂はアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選ばれた樹脂を一種以上含むことを特徴とする請求項９乃至１２のどれかに記載の電子装置。
請求項１１または１２に記載の電子装置において、前記平坦化層はアルカリ可溶性脂環式オレフィン樹脂と感放射線成分とを含有する樹脂組成物を含むことを特徴とする電子装置。
前記電子装置は、フラットパネル表示装置、プリント基板、パソコンまたは携帯電話端末であることを特徴とする請求項９乃至１４のどれかに記載の電子装置。
前記電子装置は液晶表示装置または有機EL表示装置であることを特徴とする請求項９乃至１４のどれかに記載の電子装置。