JP2004125881A - 基板洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】１回の洗浄のみによってラフネスの増大を抑制しながら、十分な洗浄効果を得る。
【解決手段】基板を１５ｐｐｍ以上の濃度のオゾン水によって処理する工程（ステップＳ２１〜Ｓ３０）を具備したことを特徴とする。オゾン水によって、膜表面の汚染を除去すると共に、保護膜としての酸化膜を形成する。そして、フッ酸を用いることで酸化膜及び基板表面の金属を除去する。そして、再度オゾン水を用いることで、有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション（保護膜）形成 ・汚染再付着防止を行う。十分な濃度のオゾン水を用いており、１回の洗浄によって汚染の確実な除去を可能にして、ラフネスの増大を抑制している。
【選択図】 図１
【解決手段】基板を１５ｐｐｍ以上の濃度のオゾン水によって処理する工程（ステップＳ２１〜Ｓ３０）を具備したことを特徴とする。オゾン水によって、膜表面の汚染を除去すると共に、保護膜としての酸化膜を形成する。そして、フッ酸を用いることで酸化膜及び基板表面の金属を除去する。そして、再度オゾン水を用いることで、有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション（保護膜）形成 ・汚染再付着防止を行う。十分な濃度のオゾン水を用いており、１回の洗浄によって汚染の確実な除去を可能にして、ラフネスの増大を抑制している。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板及びポリシリコン基板等に好適な基板洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶装置の構造としては、基板の表面に画素をマトリクス状に配列させたパッシブ方式のものや、各画素毎にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ：薄膜ダイオード）等の非線形素子を設け、この非線形素子を介して信号電極と画素電極とを接続したアクティブ方式のもの等がある。
【０００３】
アクティブ方式の液晶装置は、一方の基板に、能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向する電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００４】
このようなＴＦＴ基板は、洗浄、成膜、パターン形成の工程の繰返しで構成される。液晶装置においては、表示画像の高品位化という一般的な要請が強く、このためには、画素ピッチを微細化する必要がある。このような素子の微細化に伴い、製造プロセスにおいて混入してくるパーティクルや金属不純物がデバイスの歩留まりや特性に与える影響が増大している。例えば、パーティクルの付着は各種絶縁膜の膜厚不均一化を引き起こし、金属不純物は酸化膜の耐圧不良や接合リーク不良を引き起こす。しかしながら、ＴＦＴ製造プロセスは、そのほとんどがパーティクルや金属不純物の発生源であるため、デバイスの歩留まりやその特性を向上させるためには、製造の全プロセスにわたり、基板表面を清浄に保たなければならない。
【０００５】
このようなＴＦＴ基板の洗浄には、従来、シリコン半導体基板の洗浄方法として多用されているＲＣＡ洗浄（例えば、ＲＣＡ Ｒｅｖｉｅｗ ３１−６、ｐｐ．１８５−２０５ （１９７０） ）が採用される。ウエット洗浄法の代表であるＲＣＡ洗浄は、過酸化水素をベースとした、アルカリ洗浄と酸洗浄とからなる洗浄法である。一般的なＲＣＡ洗浄では、アンモニアと過酸化水素とからなる溶液を用いたいわゆるＳＣ−１（ＲＣＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ −１）洗浄、塩酸と過酸化水素とからなる溶液を用いたいわゆるＳＣ−２（ＲＣＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ −２）洗浄及び希フッ酸洗浄が採用される。ＳＣ−１洗浄は、パーティクルの除去に効果があり、ＳＣ−２（ＲＣＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ −２）洗浄は金属不純物の除去に効果がある。希フッ酸洗浄は、ＳＣ−１洗浄およびＳＣ−２洗浄で基板表面に形成された自然酸化膜の除去と金属不純物の除去とに効果がある。
【０００６】
このようなＲＣＡ洗浄に代表される薬液洗浄法に対して、近年、環境への影響等を考慮した機能水洗浄法が採用されるようになってきた。例えば、特許文献１においては、シリコン半導体基板に対する洗浄方法として、オゾン水でシリコン酸化膜を形成してこの酸化膜中にパーティクルや金属不純物を取込み、希フッ酸水溶液で洗浄してシリコン酸化膜をエッチング除去して、同時にパーティクル及び金属不純物を除去する洗浄方法が開示されている。
【０００７】
また、例えば、特許文献２においては、シリコン半導体基板を溶存オゾン水溶液で処理した後、希フッ酸水溶液で処理することにより、Ｃｕ膜を除去洗浄する洗浄方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３１４６７９号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平８−１５３６９８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２の提案による機能水洗浄方法は、オゾン水とフッ酸水溶液とを繰返し用いることで汚染の除去を行うようになっている。この場合でも、これらの提案では単結晶シリコン基板の洗浄を目的としていることから特には問題はない。しかしながら、これらの提案による洗浄方法をガラス基板上に構成したポリシリコン膜の洗浄に適用した場合、ポリシリコンのラフネスの特性を考慮すると、オゾン水とフッ酸水溶液との繰返し洗浄を行うことによってポリシリコン膜のラフネスが大きくなり、酸化膜に悪影響を及ぼしてしまうことが考えられる。また、単結晶シリコン基板とポリシリコン基板とでは表面電位が異なり、メタルの付着やパーティクルの付着の挙動が異なることから、単結晶シリコン基板用の機能水洗浄方法をポリシリコン基板用として単純に転用することはできない。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、１回の洗浄のみによってラフネスの増大を抑制しながら、十分な洗浄効果を得ることができる基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基板洗浄方法は、基板を１５ｐｐｍ以上の濃度のオゾン水によって処理する工程を具備したことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、十分な濃度のオゾン水によって、基板表面に存在する有機及び金属不純物を溶解除去するので、１回の洗浄で、確実な汚染除去が可能である。
【００１４】
また、前記基板は、単結晶シリコン基板、ポリシリコン基板又はガラス基板であることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、十分な濃度のオゾン水によって１回のみの洗浄で汚染を除去することができるので、単結晶シリコン基板だけでなく、ポリシリコン基板又はガラス基板等においてもラフネスを増大させることなく確実な洗浄が可能である。
【００１６】
また、前記基板は、成膜処理されたものであることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、基板上のシリコン膜、ポリシリコン膜、酸化膜等の汚染を確実に除去することができる。
【００１８】
また、前記オゾン水は、濃度が１５〜１００ｐｐｍであることを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、洗浄装置に適用可能で且つ十分な洗浄能力を有するオゾン水を用いた洗浄が可能である。
【００２０】
また、前記オゾン水による処理は、１回のみ行われることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、オゾン水処理によって基板及び基板上の膜に与える影響を最小限に抑制することができる。
【００２２】
また、前記オゾン水による処理は、オゾン水処理によって形成される酸化膜の膜厚が０．５〜２ｎｍの範囲となるように処理時間が制御されることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、オゾン水の処理時間を制御することで、十分且つ最適な保護用の酸化膜を形成することができる。
【００２４】
また、前記オゾン水は、室温と同様の温度で使用されることを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、室温と同様の温度のオゾン水を使用することができ、洗浄の作業性に優れている。
【００２６】
また、本発明の洗浄方法は、液晶装置、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、電気泳動装置等の電気光学装置の基板にも適用できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄方法を示すフローチャートである。図２は本実施の形態を適用する基板であるＴＦＴ基板（素子基板）の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３は本実施の形態を適用する素子基板を用いた液晶装置の平面図であり、素子基板の上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図である。また、図５は図３及び図４の液晶装置を詳細に示す断面図である。また、図６及び図７は素子基板の基板工程を示す工程図である。
【００２８】
本実施の形態はオゾン水による１回のみの洗浄、オゾン水及び希フッ酸溶液による１回のみの洗浄並びにオゾン水、希フッ酸溶液及びオゾン水による１回のみの洗浄の３つの洗浄パターンをＴＦＴ基板の製造プロセス中の各洗浄プロセスに採用することにより、ラフネスの増大を抑制しながら、十分な洗浄効果を得るようになっている。なお、オゾン水による洗浄はメタル系の洗浄には用いずに、シリコン系の洗浄にのみ使用する。
【００２９】
また、各洗浄パターンにおいては、後述するように、濃度及び洗浄時間を適正に制御することによって、フッ酸の残さを抑制しつつ不要なエッチングを防いで、効率のよい洗浄を可能にしている。これにより、歩留まりを向上させることができる。なお、後述するように、オゾン水の濃度は３０〜１００ｐｐｍであり、希フッ酸水溶液の濃度は０．１〜１０％に設定している。
【００３０】
先ず、図２乃至図５を参照して、本実施の形態における洗浄の対象である素子基板を用いた液晶装置の構造について説明する。
【００３１】
液晶装置は、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００３２】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００３３】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００３４】
図５は、一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図である。
【００３５】
ガラスや石英等の素子基板１０には、溝１１が形成されている。この溝１１上に遮光膜１２及び第１層間絶縁膜１３を介してＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０が形成されている。溝１１によって、ＴＦＴ基板の液晶５０との境界面が平坦化される。
【００３６】
ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に下層及び上層絶縁膜２ａ，２ｂを介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。なお、遮光膜１２は、ＴＦＴ３０の形成領域に対応する領域、後述するデータ線６ａ及び走査線３ａ等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この遮光膜１２によって、反射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。
【００３７】
ＴＦＴ３０上には第２層間絶縁膜１４が積層され、第２層間絶縁膜１４上には中間導電層１５が形成されている。中間導電層１５上には誘電体膜１７を介して容量線１８が対向配置されている。容量線１８は、容量層と遮光層とからなり、中間導電層１５との間で蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置に中間導電層１５を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【００３８】
容量線１８上には第３層間絶縁膜１９が配置され、第３層間絶縁膜１９上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第３及び第２層間絶縁膜１９，１４を貫通するコンタクトホール２４ａ，２４ｂを介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第４層間絶縁膜２５を介して画素電極９ａが積層されている。画素電極９ａは、第４〜第２層間絶縁膜２５，１９，１４を貫通するコンタクトホール２６ａ，２６ｂにより容量線１８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００３９】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００４０】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００４１】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００４２】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての遮光膜４２が設けられている。遮光膜４２は例えば遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００４３】
遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００４４】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００４５】
次に、このように構成される素子基板の製造工程及び基板洗浄方法について図１のフローチャート並びに図６及び図７の工程図を参照して説明する。
【００４６】
先ず、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板１０を用意する。本実施の形態においては、基板１０に対してステップＳ２１の洗浄処理が行われる。
【００４７】
即ち、ステップＳ２１においては、図６（ａ）の基板１０に対して、濃度が３０〜６０ｐｐｍで温度が２３〜４０℃のオゾン水Ｏ３を用いて、３〜５分間洗浄を行う。これにより、基板１０表面の有機物及び金属を除去すると共に、オゾン水による保護膜の形成（パッシベーション）を行う。以上の洗浄方法を以下、［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成］と表記する。
【００４８】
ステップＳ２１では、次に、室温で３〜５分間、超純水によるリンスを行ってオゾン水を除去してもよい。この洗浄方法を以下、［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ） 置換］と表記する。またリンスをせずに以下のフッ酸水溶液と混合して用いても良い。
【００４９】
次に、ステップＳ２１では、フッ酸、過酸化水素及び純水を１：１：５０の割合で混合した温度が２３〜２５℃の希フッ酸水溶液を用いて、３０秒〜３分間洗浄を行う。これにより、基板１０表面の金属を除去すると共に、ケミカル及び自然酸化膜をエッチング除去する。この洗浄方法を以下、［ＤＨＦｏｒＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ］ 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］と表記する。
【００５０】
次に、ステップＳ２１では、［超純水（ 室温／５〜８ｍｉｎ ） 置換］による洗浄を行い、次いで、［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・（ハ゜シヘ゛ーション） ・汚染再付着防止］による洗浄を行い、更に、［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ） 置換］による純水置換を行って、最後に乾燥（［Ｄｒｙ（ＩＰＡ（イソフ゜ロヒ゜ルアルコール）雰囲気引き上げ乾燥）］と表記）を行う。
【００５１】
即ち、ステップＳ２１の基板洗浄をまとめると、以下のようになる。
【００５２】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション（保護膜）形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換）［ＤＨＦｏｒＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ））］ 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛）
［超純水（ 室温／５〜８ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［超純水（／室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＤｒｙＩＰＡ（イソフ゜ロヒ゜ルアルコール）雰囲気引き上げ乾燥］］
オゾンの反応性を高める為には、温度が２３〜４０℃の範囲となるようにオゾン水の温度コントロールすることが有効である。また、オゾンの劣化以上に３５℃近傍の温度が最も反応性が高く、洗浄能力は常温の最大８倍ほど高い。また、本実施の形態においては、オゾン水を３０ｐｐｍ以上の濃度で用いており、高い洗浄能力を得ている。なお、温度コントロールした場合もオゾンの劣化が生じることから元のオゾン濃度が高い方が望ましい。
【００５３】
なお、上記ステップＳ２１の説明では、バッチ洗浄を例に説明したが、枚葉洗浄においても、オゾン水、希フッ酸水溶液及びオゾン水を用いた洗浄法が考えられる。この場合には、例えば回転式の枚葉洗浄機を用いた以下の洗浄法が考えられる。なお、回転式の枚葉洗浄機は、基板を回転させながら、基板に対してノズルから洗浄液を吐出させて洗浄を行うものである。
【００５４】
即ち、ノズルからの基板１０に対して、濃度が３０〜６０ｐｐｍで温度が２３〜４０℃のオゾン水Ｏ３を吐出させる。このオゾン水はノズルから吐出されて基板表面に吹き付けられ、３０秒〜３分間洗浄が行われる。これにより、基板１０表面の有機物及び金属を除去すると共に、オゾン水によるパッシベーションの形成を行う。
【００５５】
以上の洗浄方法を以下、［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成］と表記する。
【００５６】
次に、フッ酸及び純水を１：５０〜２００の割合で混合した温度が２３〜２５℃の希フッ酸水溶液をノズルから吐出させる。そして、希フッ酸水溶液を用いて、５〜３０秒間洗浄を行う。これにより、基板１０表面の金属を除去すると共に、ケミカル及び自然酸化膜をエッチング除去する。この洗浄方法を以下、［ＤＨＦ ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］と表記する。
【００５７】
次に、［超純水（スヒ゜ンリンス， １ｍｉｎ）］による洗浄を行う。即ち、ノズルから純水を１分間吐出させ、基板の表面に吹き付ける。ノズルからの吐出された純水は基板１０の中央から遠心方向に勢いよく流出する。この純水の流れにより、基板１０上からリフトオフしたパーティクル（汚染物）は、基板１０の周辺に押し流されて基板１０から除去される。
【００５８】
次に、再度、ノズルからオゾン水を吐出させ、基板１０の表面に吹き付ける。即ち、［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］による洗浄を行い、最後に乾燥（［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］と表記）を行う。なお、乾燥工程中においても、基板１０を回転させることによって基板１０の水切りを短時間に行うことができる。
【００５９】
ステップＳ２１において枚葉洗浄を採用した場合における基板洗浄をまとめると、以下のようになる。
【００６０】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス， １ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］
次に、洗浄した基板１０に対して、好ましくはＮ２（窒素）等の不活性ガス雰囲気且つ約９００〜１３００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおけるＴＦＴアレイ基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。
【００６１】
次に、図１のステップＳ１ において、ＴＦＴアレイ基板１０に対してエッチング等によって溝１１（図１、図５参照）を形成する。次に、図１のステップＳ２ において、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、スパッタリングにより、１００〜５００ｎｍ程度の膜厚、好ましくは約２００ｎｍの膜厚に堆積させる。そしてフォトリソグラフィ及びエッチングにより、平面形状が格子状の下側遮光膜１２を形成する。
【００６２】
次に、ステップＳ２２において、第１層間絶縁膜１３（図６（ｂ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２２の洗浄を示すと以下のようになる。
【００６３】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＤＨＦ ｏｒ ＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛、ハ゜ーティクル除去］
［超純水（ 室温／５〜８ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＤｒｙＩＰＡ（イソフ゜ロヒ゜ルアルコール）雰囲気引き上げ乾燥］
下側遮光膜１２を構成するＷＳｉは酸化されやすいが、本実施の形態においては、オゾンの強力な酸化力ですばやくパッシベーションの形成が可能である。また、フッ酸によるリフトオフ機能によって、常温でＭＳ（メガソニック）を使用することなくスパッタ成膜後の高いパーティクル除去能力を得ることができる。パーティクル残さが残ると相関絶縁膜内の異常成長を促し、上部形成される膜の均一な成膜が阻害されてしまい、断線や後のドライエッチング後に膜残りを生じさせデバイス不良を引き起こす原因となってしまう。しかし、本実施の形態においては、フッ酸水溶液による洗浄によって高いパーティクル除去性能を得ており、デバイス不良の発生を防止することができる。
【００６４】
また、ステップＳ２２において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００６５】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ２＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛。ハ゜ーティクル除去］
［超純水（スヒ゜ンリンス， １ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］
次に、ステップＳ３ において、下側遮光膜１２上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等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からなる層間絶縁膜１３を形成する。この層間絶縁膜１３の膜厚は、例えば約５００〜２０００ｎｍ程度とする。
【００６６】
次に、ステップＳ２３において、半導体層１ａ（図６（ｃ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２３の洗浄を示すと以下のようになる。
【００６７】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＤＨＦｏｒＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（室温／５〜８ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［ＤＩＷ超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
この洗浄工程においても、上記各洗浄工程と同様の効果を有する。
【００６８】
また、ステップＳ２３において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００６９】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［ＤＩＷ（スヒ゜ンリンス， ＞１ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］
次に、ステップＳ４ において、層間絶縁膜１３上に、約４５０〜５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００〜６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣＶＤ）により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００〜７００℃にて約１〜１０時間、好ましくは、４〜６時間のアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜を約５０〜２００ｎｍの粒径、好ましくは約１００ｎｍの粒径となるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）を使ったアニール処理でもよいし、エキシマレーザー等を用いたレーザーアニールでもよい。この際、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を、ｎチャネル型とするかｐチャネル型にするかに応じて、Ｖ族元素やＩＩＩ族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしてもよい。そして、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半導体層１ａを形成する。
【００７０】
次に、ステップＳ２４において、ゲート絶縁膜２ａ（図６（ｄ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２４の洗浄を示すと以下のようになる。
【００７１】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）水置換）））））］
［ＤＨＦｏｒＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（ 室温／８〜１５ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥］］
また、ステップＳ２４において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００７２】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス ＞１ｍｉｎ）］
ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）の軽元素不純物検査より、 Ｏ３−ＤＨＦ洗浄は、Ｓｉ−ＳｉＯの洗浄界面にフッ素が残り易い。未結合手（ダングリングボンド）にＨＦ２ −、ＨＦ−が残さとして残り易いため完全な水素終端を阻害する。置換特性を挙げるため、また水素終端の最適化にはＤＨＦ洗浄後にリンスを実施した方がよい。
【００７３】
また、大気中或いは装置中の汚染がＳｉのダングリングボンドに付着した場合には、フッ酸だけでは除去しにくい。そこで、一旦オゾン（Ｏ３）水で酸化パッシベーションを形成してフッ酸でリフトオフするようになっている。
【００７４】
次に、ステップＳ５ において、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを約９００〜１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度により熱酸化し、続けて減圧ＣＶＤ法等により、若しくは両者を続けて行うことにより、多層の高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜からなる（ゲート絶縁膜を含む）下層及び上層のゲート絶縁膜２ａ，２ｂを形成する。
【００７５】
この結果、半導体層１ａは、約３０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３５〜５０ｎｍの厚さとなり、絶縁膜２ａ，２ｂの厚さは、約２０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３０〜１００ｎｍの厚さとなる。
【００７６】
次に、画素スイッチング用のＴＦＴ３０のスレッシュホールド電圧Ｖｔｈを制御するために、半導体層１ａのうちＮチャネル領域或いはＰチャネル領域に、ボロン等のドーパントを予め設定された所定量だけイオン注入等によりドープする。
【００７７】
次に、ステップＳ２５において、走査線３ａ（図６（ｅ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２５の洗浄を示すと以下のようになる。
【００７８】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２５において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００７９】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（スヒ゜ンリンス）］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、ステップＳ６ において、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する。または、Ｐイオンをこのポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。このポリシリコン膜の膜厚は、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３５０ｎｍ程度である。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、ＴＦＴ３０のゲート電極部を含めて所定パターンの走査線３ａを形成する。
【００８０】
例えば、ＴＦＴ３０を、ＬＤＤ構造を持つｎチャネル型のＴＦＴとする場合には、半導体層１ａに、低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成するために、走査線３ａ（ゲート電極）をマスクとして、Ｐ等のＶ族元素のドーパントを低濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０１３／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする（ステップＳ７ ）。これにより走査線３ａ下の半導体層１ａはチャネル領域１ａ’となる。
【００８１】
更に、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、走査線３ａよりも幅の広い平面パターンを有するレジスト層を走査線３ａ上に形成する。その後、Ｐ等のＶ族元素のドーパントを高濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０１５／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする（ステップＳ８ ）。
【００８２】
こうして、低濃度のソース・ドレイン領域と高濃度のソース・ドレイン領域とを有するＬＤＤ構造の素子を構成する。なお、例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のＴＦＴとしてもよく、走査線３ａをマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしてもよい。この不純物のドープにより走査線３ａは更に低抵抗化される。
【００８３】
次に、ステップＳ２６において、第２層間絶縁膜１４（図６（ｆ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２６の洗浄を示すと以下のようになる。
【００８４】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２６において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００８５】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（スヒ゜ンリンス）］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、ステップＳ９ では、走査線３ａ上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳガス、ＴＥＢガス、ＴＭＯＰガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等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からなる第２層間絶縁膜１４を形成する。この第２層間絶縁膜１４の膜厚は、例えば約５００〜２０００ｎｍ程度とする。ここで好ましくは、８００℃の程度の高温でアニール処理し、層間絶縁膜１４の膜質を向上させておく。
【００８６】
次に、ステップＳ１０において、第２層間絶縁膜１４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２４ａ，２６ａを同時開孔する。
【００８７】
次に、ステップＳ２７において、蓄積容量の下側電極を構成する第１中間導電層１５（図６（ｇ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２７の洗浄を示すと以下のようになる。
【００８８】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ蒸気雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２７において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００８９】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜１０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス 、 ＞１ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、本実施の形態においては、ステップＳ１１において、蓄積容量の下部容量電極となる第１中間導電層１５が形成される。即ち、第２層間絶縁膜１４上に、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する。または、Ｐイオンをこのポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。このポリシリコン膜の膜厚は、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約１５０ｎｍ程度である。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングを行って、第１中間導電層１５を形成する。
【００９０】
次に、ステップＳ２８において、容量の絶縁膜を構成する誘電体膜１７（図７（ｇ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２８の洗浄を示すと以下のようになる。
【００９１】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＦＰＭ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜１ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（室温／８〜１５ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２８において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００９２】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス ＞１ｍｉｎ）］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］
次のステップＳ１２において、蓄積容量の絶縁膜である誘電体膜１７を形成する。即ち、画素電位側容量電極を兼ねる第１中間導電層１５及び第２層間絶縁膜１４上に、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１７を膜厚５０ｎｍ程度の比較的薄い厚さに堆積する。
【００９３】
なお、誘電体膜１７は、絶縁膜２ａ，２ｂの場合と同様に、単層膜或いは多層膜のいずれから構成してもよく、一般にＴＦＴのゲート絶縁膜を形成するのに用いられる各種の公知技術により形成可能である。そして、誘電体膜１７を薄くする程、蓄積容量は大きくなるので、結局、膜破れ等の欠陥が生じないことを条件に、膜厚５０ｎｍ以下の極薄い絶縁膜となるように誘電体膜１７を形成すると有利である。
【００９４】
次に、ステップＳ２９において、蓄積容量の上部電極を構成する容量線１８（図７（ｉ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２９の洗浄を示すと以下のようになる。
【００９５】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２９において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００９６】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（スヒ゜ンリンス）］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、ステップＳ１３において、誘電体膜１７上に容量線１８を形成する。容量線１８の膜厚は例えば１５０ｎｍに設定する。
【００９７】
次に、ステップＳ３０において、第３層間絶縁膜１９（図７（ｊ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ３０の洗浄を示すと以下のようになる。
【００９８】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＦＰＭ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜１ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（室温／８〜１５ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ３０において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００９９】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜１０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス， ＞１ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、ステップＳ１４において、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等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からなる第３層間絶縁膜１９を形成する。第３層間絶縁膜１９の膜厚は、例えば５００〜１５００ｎｍ程度である。
【０１００】
次に、ステップＳ１５において、コンタクトホール２４ａ，２４ｂを埋めるように第３層間絶縁膜１９上の全面に、スパッタリング等により、遮光性のＡｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜として、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。そして、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データ線６ａを形成する（ステップＳ１６）。
【０１０１】
次に、ステップＳ１７において、データ線６ａ上を覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等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からなる第４層間絶縁膜２５を形成する。第４層間絶縁膜２５の膜厚は、例えば５００〜１５００ｎｍ程度である。
【０１０２】
次に、ステップＳ１８において、第４層間絶縁膜２５及び第３層間絶縁膜１９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２６ｂを開孔する。
【０１０３】
次に、ステップＳ１９において、このコンタクトホール２６ｂの内周面及び第４層間絶縁膜２５上に、スパッタ処理等により、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、画素電極９ａを形成する。なお、液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Ａｌ（アルミニウム）等の反射率の高い不透明な材料から画素電極９ａを形成してもよい。コンタクトホール２６ｂは、第１中間導電層１５と画素電極９ａとを接続する。
【０１０４】
このように、本実施の形態においては、オゾン水による１回のみの洗浄、オゾン水及び希フッ酸溶液による１回のみの洗浄並びにオゾン水、希フッ酸溶液及びオゾン水による１回のみの洗浄の３つの洗浄パターンをＴＦＴ基板の製造プロセス中の各洗浄プロセスに採用することにより、ラフネスの増大を抑制しながら、十分な洗浄効果を得るようになっている。
【０１０５】
即ち、製造ライン或いは装置内聞で表面に取り込まれた有機不純物、パーティクル異物または金属不純物が存在するガラス基板／あるいは膜表面を、先ず、３０ｐｐｍ程度のオゾン水で洗浄することによって、最表面に存在する有機及び金属不純物を表面から引き離して水溶液中に溶解して除去する。ポリシリコン膜表面上であれば、高濃度オゾン水によって均一に表面を０．５〜２ｎｍ酸化することができ、ポリシリコン膜最表面から０．５〜２ｎｍ深さの極界面領域に微少な残さとして存在しやすい金属不純物を酸化膜中に取り込むことができる。
【０１０６】
更に、希フッ酸を併用することにより、酸化膜を除去すると同時にその酸化膜中に存在する金属不純物分子（原子）及び酸化膜表面上に残った金属不純物とパーティクルをポリシリコン膜及び絶縁膜表面から略完全に分離することが可能である。
【０１０７】
この手法を用いると、単結晶シリコンと比較して格子欠陥やラフネスが大きいポリシリコン或いは不純物拡散されたポリシリコン膜表面を過剰にダメージを与えること無く清浄化することができることから、その上に形成される酸化膜或いは層間絶縁膜はより良質な膜成長を促され、それによって形成されるデバイスは特性及び歩留まりを安定させることができる。
【０１０８】
このように、本実施の形態では、単結晶シリコン基板と比較して、フッ酸通水水溶液、アンモニア通水水溶液によるダメージが表面に入り易いポリシリコン膜表面、不純物拡散ポリシリコン膜表面、シリサイド膜表面のマイクロダメージを抑制しながら清浄化することが可能である。しかも、有機物汚染、金属汚染及びパーティクル汚染を短時間且つ良好に除去することができる。また、液晶基板に対する洗浄、特に格子欠陥や不純物ドープの多いポリシリコン表面に対する洗浄では、単結晶シリコン表面と比較して選択酸化とエッチングにより面荒れが大きくなる虞があるのに対し、本実施の形態においては、濃いオゾン溶存水による均一酸化と希フッ酸水溶液或いは希フッ酸を含む高濃度オゾン水の組み合わせによるエッチングによって面荒れを抑制しており、ポリシリコン上に形成した酸化膜耐圧寿命を向上させ、歩留まりをより安定させることができる。なお、均一酸化速度を向上させるため、またエッチングによるポリシリコン表面やその他の絶縁膜に対する影響を考慮して希フッ酸濃度を極力薄くするために、上述したように、オゾン水の溶存濃度は１５ｐｐｍ以上に設定する。これにより、ポリシリコン表面から０．５〜２ｎｍ深さに存在する不純物を取込むポリシリコン上の酸化膜形成の時間を短縮し、１回のオゾン水と希フッ酸の処理で汚染の除去を可能にしている。
【０１０９】
本発明の基板は、液晶装置だけに限るもので無く、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、電気泳動装置等の表示パネルにも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄方法を示すフローチャート。
【図２】本実施の形態を適用する半導体装置であるＴＦＴ基板（素子基板）の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】本実施の形態を適用する素子基板を用いた液晶装置の平面図であり、素子基板の上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図。
【図５】図３及び図４の液晶装置を詳細に示す断面図。
【図６】基板洗浄方法を工程順に示す工程図。
【図７】基板洗浄方法を工程順に示す工程図。
【符号の説明】
Ｓ２１…基板洗浄、Ｓ２２…第１層間絶縁膜前洗浄、Ｓ２３…半導体層前洗浄、Ｓ２４…ゲート絶縁膜前洗浄、Ｓ２５…走査線前洗浄、Ｓ２６…第２層間絶縁膜前洗浄、Ｓ２７…中間導電層前洗浄、Ｓ２８…絶縁膜前洗浄、Ｓ２９…容量線前洗浄、Ｓ３０…第３層間絶縁膜前洗浄。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板及びポリシリコン基板等に好適な基板洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶装置の構造としては、基板の表面に画素をマトリクス状に配列させたパッシブ方式のものや、各画素毎にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ：薄膜ダイオード）等の非線形素子を設け、この非線形素子を介して信号電極と画素電極とを接続したアクティブ方式のもの等がある。
【０００３】
アクティブ方式の液晶装置は、一方の基板に、能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向する電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００４】
このようなＴＦＴ基板は、洗浄、成膜、パターン形成の工程の繰返しで構成される。液晶装置においては、表示画像の高品位化という一般的な要請が強く、このためには、画素ピッチを微細化する必要がある。このような素子の微細化に伴い、製造プロセスにおいて混入してくるパーティクルや金属不純物がデバイスの歩留まりや特性に与える影響が増大している。例えば、パーティクルの付着は各種絶縁膜の膜厚不均一化を引き起こし、金属不純物は酸化膜の耐圧不良や接合リーク不良を引き起こす。しかしながら、ＴＦＴ製造プロセスは、そのほとんどがパーティクルや金属不純物の発生源であるため、デバイスの歩留まりやその特性を向上させるためには、製造の全プロセスにわたり、基板表面を清浄に保たなければならない。
【０００５】
このようなＴＦＴ基板の洗浄には、従来、シリコン半導体基板の洗浄方法として多用されているＲＣＡ洗浄（例えば、ＲＣＡ Ｒｅｖｉｅｗ ３１−６、ｐｐ．１８５−２０５ （１９７０） ）が採用される。ウエット洗浄法の代表であるＲＣＡ洗浄は、過酸化水素をベースとした、アルカリ洗浄と酸洗浄とからなる洗浄法である。一般的なＲＣＡ洗浄では、アンモニアと過酸化水素とからなる溶液を用いたいわゆるＳＣ−１（ＲＣＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ −１）洗浄、塩酸と過酸化水素とからなる溶液を用いたいわゆるＳＣ−２（ＲＣＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ −２）洗浄及び希フッ酸洗浄が採用される。ＳＣ−１洗浄は、パーティクルの除去に効果があり、ＳＣ−２（ＲＣＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ −２）洗浄は金属不純物の除去に効果がある。希フッ酸洗浄は、ＳＣ−１洗浄およびＳＣ−２洗浄で基板表面に形成された自然酸化膜の除去と金属不純物の除去とに効果がある。
【０００６】
このようなＲＣＡ洗浄に代表される薬液洗浄法に対して、近年、環境への影響等を考慮した機能水洗浄法が採用されるようになってきた。例えば、特許文献１においては、シリコン半導体基板に対する洗浄方法として、オゾン水でシリコン酸化膜を形成してこの酸化膜中にパーティクルや金属不純物を取込み、希フッ酸水溶液で洗浄してシリコン酸化膜をエッチング除去して、同時にパーティクル及び金属不純物を除去する洗浄方法が開示されている。
【０００７】
また、例えば、特許文献２においては、シリコン半導体基板を溶存オゾン水溶液で処理した後、希フッ酸水溶液で処理することにより、Ｃｕ膜を除去洗浄する洗浄方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３１４６７９号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平８−１５３６９８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２の提案による機能水洗浄方法は、オゾン水とフッ酸水溶液とを繰返し用いることで汚染の除去を行うようになっている。この場合でも、これらの提案では単結晶シリコン基板の洗浄を目的としていることから特には問題はない。しかしながら、これらの提案による洗浄方法をガラス基板上に構成したポリシリコン膜の洗浄に適用した場合、ポリシリコンのラフネスの特性を考慮すると、オゾン水とフッ酸水溶液との繰返し洗浄を行うことによってポリシリコン膜のラフネスが大きくなり、酸化膜に悪影響を及ぼしてしまうことが考えられる。また、単結晶シリコン基板とポリシリコン基板とでは表面電位が異なり、メタルの付着やパーティクルの付着の挙動が異なることから、単結晶シリコン基板用の機能水洗浄方法をポリシリコン基板用として単純に転用することはできない。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、１回の洗浄のみによってラフネスの増大を抑制しながら、十分な洗浄効果を得ることができる基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基板洗浄方法は、基板を１５ｐｐｍ以上の濃度のオゾン水によって処理する工程を具備したことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、十分な濃度のオゾン水によって、基板表面に存在する有機及び金属不純物を溶解除去するので、１回の洗浄で、確実な汚染除去が可能である。
【００１４】
また、前記基板は、単結晶シリコン基板、ポリシリコン基板又はガラス基板であることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、十分な濃度のオゾン水によって１回のみの洗浄で汚染を除去することができるので、単結晶シリコン基板だけでなく、ポリシリコン基板又はガラス基板等においてもラフネスを増大させることなく確実な洗浄が可能である。
【００１６】
また、前記基板は、成膜処理されたものであることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、基板上のシリコン膜、ポリシリコン膜、酸化膜等の汚染を確実に除去することができる。
【００１８】
また、前記オゾン水は、濃度が１５〜１００ｐｐｍであることを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、洗浄装置に適用可能で且つ十分な洗浄能力を有するオゾン水を用いた洗浄が可能である。
【００２０】
また、前記オゾン水による処理は、１回のみ行われることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、オゾン水処理によって基板及び基板上の膜に与える影響を最小限に抑制することができる。
【００２２】
また、前記オゾン水による処理は、オゾン水処理によって形成される酸化膜の膜厚が０．５〜２ｎｍの範囲となるように処理時間が制御されることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、オゾン水の処理時間を制御することで、十分且つ最適な保護用の酸化膜を形成することができる。
【００２４】
また、前記オゾン水は、室温と同様の温度で使用されることを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、室温と同様の温度のオゾン水を使用することができ、洗浄の作業性に優れている。
【００２６】
また、本発明の洗浄方法は、液晶装置、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、電気泳動装置等の電気光学装置の基板にも適用できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄方法を示すフローチャートである。図２は本実施の形態を適用する基板であるＴＦＴ基板（素子基板）の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３は本実施の形態を適用する素子基板を用いた液晶装置の平面図であり、素子基板の上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図である。また、図５は図３及び図４の液晶装置を詳細に示す断面図である。また、図６及び図７は素子基板の基板工程を示す工程図である。
【００２８】
本実施の形態はオゾン水による１回のみの洗浄、オゾン水及び希フッ酸溶液による１回のみの洗浄並びにオゾン水、希フッ酸溶液及びオゾン水による１回のみの洗浄の３つの洗浄パターンをＴＦＴ基板の製造プロセス中の各洗浄プロセスに採用することにより、ラフネスの増大を抑制しながら、十分な洗浄効果を得るようになっている。なお、オゾン水による洗浄はメタル系の洗浄には用いずに、シリコン系の洗浄にのみ使用する。
【００２９】
また、各洗浄パターンにおいては、後述するように、濃度及び洗浄時間を適正に制御することによって、フッ酸の残さを抑制しつつ不要なエッチングを防いで、効率のよい洗浄を可能にしている。これにより、歩留まりを向上させることができる。なお、後述するように、オゾン水の濃度は３０〜１００ｐｐｍであり、希フッ酸水溶液の濃度は０．１〜１０％に設定している。
【００３０】
先ず、図２乃至図５を参照して、本実施の形態における洗浄の対象である素子基板を用いた液晶装置の構造について説明する。
【００３１】
液晶装置は、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００３２】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００３３】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００３４】
図５は、一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図である。
【００３５】
ガラスや石英等の素子基板１０には、溝１１が形成されている。この溝１１上に遮光膜１２及び第１層間絶縁膜１３を介してＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０が形成されている。溝１１によって、ＴＦＴ基板の液晶５０との境界面が平坦化される。
【００３６】
ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に下層及び上層絶縁膜２ａ，２ｂを介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。なお、遮光膜１２は、ＴＦＴ３０の形成領域に対応する領域、後述するデータ線６ａ及び走査線３ａ等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この遮光膜１２によって、反射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。
【００３７】
ＴＦＴ３０上には第２層間絶縁膜１４が積層され、第２層間絶縁膜１４上には中間導電層１５が形成されている。中間導電層１５上には誘電体膜１７を介して容量線１８が対向配置されている。容量線１８は、容量層と遮光層とからなり、中間導電層１５との間で蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置に中間導電層１５を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【００３８】
容量線１８上には第３層間絶縁膜１９が配置され、第３層間絶縁膜１９上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第３及び第２層間絶縁膜１９，１４を貫通するコンタクトホール２４ａ，２４ｂを介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第４層間絶縁膜２５を介して画素電極９ａが積層されている。画素電極９ａは、第４〜第２層間絶縁膜２５，１９，１４を貫通するコンタクトホール２６ａ，２６ｂにより容量線１８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００３９】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００４０】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００４１】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００４２】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての遮光膜４２が設けられている。遮光膜４２は例えば遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００４３】
遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００４４】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００４５】
次に、このように構成される素子基板の製造工程及び基板洗浄方法について図１のフローチャート並びに図６及び図７の工程図を参照して説明する。
【００４６】
先ず、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板１０を用意する。本実施の形態においては、基板１０に対してステップＳ２１の洗浄処理が行われる。
【００４７】
即ち、ステップＳ２１においては、図６（ａ）の基板１０に対して、濃度が３０〜６０ｐｐｍで温度が２３〜４０℃のオゾン水Ｏ３を用いて、３〜５分間洗浄を行う。これにより、基板１０表面の有機物及び金属を除去すると共に、オゾン水による保護膜の形成（パッシベーション）を行う。以上の洗浄方法を以下、［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成］と表記する。
【００４８】
ステップＳ２１では、次に、室温で３〜５分間、超純水によるリンスを行ってオゾン水を除去してもよい。この洗浄方法を以下、［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ） 置換］と表記する。またリンスをせずに以下のフッ酸水溶液と混合して用いても良い。
【００４９】
次に、ステップＳ２１では、フッ酸、過酸化水素及び純水を１：１：５０の割合で混合した温度が２３〜２５℃の希フッ酸水溶液を用いて、３０秒〜３分間洗浄を行う。これにより、基板１０表面の金属を除去すると共に、ケミカル及び自然酸化膜をエッチング除去する。この洗浄方法を以下、［ＤＨＦｏｒＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ］ 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］と表記する。
【００５０】
次に、ステップＳ２１では、［超純水（ 室温／５〜８ｍｉｎ ） 置換］による洗浄を行い、次いで、［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・（ハ゜シヘ゛ーション） ・汚染再付着防止］による洗浄を行い、更に、［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ） 置換］による純水置換を行って、最後に乾燥（［Ｄｒｙ（ＩＰＡ（イソフ゜ロヒ゜ルアルコール）雰囲気引き上げ乾燥）］と表記）を行う。
【００５１】
即ち、ステップＳ２１の基板洗浄をまとめると、以下のようになる。
【００５２】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション（保護膜）形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換）［ＤＨＦｏｒＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ））］ 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛）
［超純水（ 室温／５〜８ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［超純水（／室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＤｒｙＩＰＡ（イソフ゜ロヒ゜ルアルコール）雰囲気引き上げ乾燥］］
オゾンの反応性を高める為には、温度が２３〜４０℃の範囲となるようにオゾン水の温度コントロールすることが有効である。また、オゾンの劣化以上に３５℃近傍の温度が最も反応性が高く、洗浄能力は常温の最大８倍ほど高い。また、本実施の形態においては、オゾン水を３０ｐｐｍ以上の濃度で用いており、高い洗浄能力を得ている。なお、温度コントロールした場合もオゾンの劣化が生じることから元のオゾン濃度が高い方が望ましい。
【００５３】
なお、上記ステップＳ２１の説明では、バッチ洗浄を例に説明したが、枚葉洗浄においても、オゾン水、希フッ酸水溶液及びオゾン水を用いた洗浄法が考えられる。この場合には、例えば回転式の枚葉洗浄機を用いた以下の洗浄法が考えられる。なお、回転式の枚葉洗浄機は、基板を回転させながら、基板に対してノズルから洗浄液を吐出させて洗浄を行うものである。
【００５４】
即ち、ノズルからの基板１０に対して、濃度が３０〜６０ｐｐｍで温度が２３〜４０℃のオゾン水Ｏ３を吐出させる。このオゾン水はノズルから吐出されて基板表面に吹き付けられ、３０秒〜３分間洗浄が行われる。これにより、基板１０表面の有機物及び金属を除去すると共に、オゾン水によるパッシベーションの形成を行う。
【００５５】
以上の洗浄方法を以下、［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成］と表記する。
【００５６】
次に、フッ酸及び純水を１：５０〜２００の割合で混合した温度が２３〜２５℃の希フッ酸水溶液をノズルから吐出させる。そして、希フッ酸水溶液を用いて、５〜３０秒間洗浄を行う。これにより、基板１０表面の金属を除去すると共に、ケミカル及び自然酸化膜をエッチング除去する。この洗浄方法を以下、［ＤＨＦ ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］と表記する。
【００５７】
次に、［超純水（スヒ゜ンリンス， １ｍｉｎ）］による洗浄を行う。即ち、ノズルから純水を１分間吐出させ、基板の表面に吹き付ける。ノズルからの吐出された純水は基板１０の中央から遠心方向に勢いよく流出する。この純水の流れにより、基板１０上からリフトオフしたパーティクル（汚染物）は、基板１０の周辺に押し流されて基板１０から除去される。
【００５８】
次に、再度、ノズルからオゾン水を吐出させ、基板１０の表面に吹き付ける。即ち、［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］による洗浄を行い、最後に乾燥（［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］と表記）を行う。なお、乾燥工程中においても、基板１０を回転させることによって基板１０の水切りを短時間に行うことができる。
【００５９】
ステップＳ２１において枚葉洗浄を採用した場合における基板洗浄をまとめると、以下のようになる。
【００６０】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス， １ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］
次に、洗浄した基板１０に対して、好ましくはＮ２（窒素）等の不活性ガス雰囲気且つ約９００〜１３００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおけるＴＦＴアレイ基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。
【００６１】
次に、図１のステップＳ１ において、ＴＦＴアレイ基板１０に対してエッチング等によって溝１１（図１、図５参照）を形成する。次に、図１のステップＳ２ において、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、スパッタリングにより、１００〜５００ｎｍ程度の膜厚、好ましくは約２００ｎｍの膜厚に堆積させる。そしてフォトリソグラフィ及びエッチングにより、平面形状が格子状の下側遮光膜１２を形成する。
【００６２】
次に、ステップＳ２２において、第１層間絶縁膜１３（図６（ｂ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２２の洗浄を示すと以下のようになる。
【００６３】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＤＨＦ ｏｒ ＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛、ハ゜ーティクル除去］
［超純水（ 室温／５〜８ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＤｒｙＩＰＡ（イソフ゜ロヒ゜ルアルコール）雰囲気引き上げ乾燥］
下側遮光膜１２を構成するＷＳｉは酸化されやすいが、本実施の形態においては、オゾンの強力な酸化力ですばやくパッシベーションの形成が可能である。また、フッ酸によるリフトオフ機能によって、常温でＭＳ（メガソニック）を使用することなくスパッタ成膜後の高いパーティクル除去能力を得ることができる。パーティクル残さが残ると相関絶縁膜内の異常成長を促し、上部形成される膜の均一な成膜が阻害されてしまい、断線や後のドライエッチング後に膜残りを生じさせデバイス不良を引き起こす原因となってしまう。しかし、本実施の形態においては、フッ酸水溶液による洗浄によって高いパーティクル除去性能を得ており、デバイス不良の発生を防止することができる。
【００６４】
また、ステップＳ２２において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００６５】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ２＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛。ハ゜ーティクル除去］
［超純水（スヒ゜ンリンス， １ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］
次に、ステップＳ３ において、下側遮光膜１２上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等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からなる層間絶縁膜１３を形成する。この層間絶縁膜１３の膜厚は、例えば約５００〜２０００ｎｍ程度とする。
【００６６】
次に、ステップＳ２３において、半導体層１ａ（図６（ｃ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２３の洗浄を示すと以下のようになる。
【００６７】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＤＨＦｏｒＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（室温／５〜８ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［ＤＩＷ超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
この洗浄工程においても、上記各洗浄工程と同様の効果を有する。
【００６８】
また、ステップＳ２３において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００６９】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［ＤＩＷ（スヒ゜ンリンス， ＞１ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］
次に、ステップＳ４ において、層間絶縁膜１３上に、約４５０〜５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００〜６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣＶＤ）により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００〜７００℃にて約１〜１０時間、好ましくは、４〜６時間のアニール処理を施することにより、ポリシリコン膜を約５０〜２００ｎｍの粒径、好ましくは約１００ｎｍの粒径となるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）を使ったアニール処理でもよいし、エキシマレーザー等を用いたレーザーアニールでもよい。この際、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を、ｎチャネル型とするかｐチャネル型にするかに応じて、Ｖ族元素やＩＩＩ族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしてもよい。そして、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半導体層１ａを形成する。
【００７０】
次に、ステップＳ２４において、ゲート絶縁膜２ａ（図６（ｄ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２４の洗浄を示すと以下のようになる。
【００７１】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）水置換）））））］
［ＤＨＦｏｒＦＰＭ（ＨＦ（：Ｈ２Ｏ２）：Ｈ２Ｏ＝１（：１）：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（ 室温／８〜１５ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥］］
また、ステップＳ２４において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００７２】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス ＞１ｍｉｎ）］
ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）の軽元素不純物検査より、 Ｏ３−ＤＨＦ洗浄は、Ｓｉ−ＳｉＯの洗浄界面にフッ素が残り易い。未結合手（ダングリングボンド）にＨＦ２ −、ＨＦ−が残さとして残り易いため完全な水素終端を阻害する。置換特性を挙げるため、また水素終端の最適化にはＤＨＦ洗浄後にリンスを実施した方がよい。
【００７３】
また、大気中或いは装置中の汚染がＳｉのダングリングボンドに付着した場合には、フッ酸だけでは除去しにくい。そこで、一旦オゾン（Ｏ３）水で酸化パッシベーションを形成してフッ酸でリフトオフするようになっている。
【００７４】
次に、ステップＳ５ において、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを約９００〜１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度により熱酸化し、続けて減圧ＣＶＤ法等により、若しくは両者を続けて行うことにより、多層の高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜からなる（ゲート絶縁膜を含む）下層及び上層のゲート絶縁膜２ａ，２ｂを形成する。
【００７５】
この結果、半導体層１ａは、約３０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３５〜５０ｎｍの厚さとなり、絶縁膜２ａ，２ｂの厚さは、約２０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３０〜１００ｎｍの厚さとなる。
【００７６】
次に、画素スイッチング用のＴＦＴ３０のスレッシュホールド電圧Ｖｔｈを制御するために、半導体層１ａのうちＮチャネル領域或いはＰチャネル領域に、ボロン等のドーパントを予め設定された所定量だけイオン注入等によりドープする。
【００７７】
次に、ステップＳ２５において、走査線３ａ（図６（ｅ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２５の洗浄を示すと以下のようになる。
【００７８】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２５において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００７９】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（スヒ゜ンリンス）］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、ステップＳ６ において、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する。または、Ｐイオンをこのポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。このポリシリコン膜の膜厚は、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３５０ｎｍ程度である。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、ＴＦＴ３０のゲート電極部を含めて所定パターンの走査線３ａを形成する。
【００８０】
例えば、ＴＦＴ３０を、ＬＤＤ構造を持つｎチャネル型のＴＦＴとする場合には、半導体層１ａに、低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成するために、走査線３ａ（ゲート電極）をマスクとして、Ｐ等のＶ族元素のドーパントを低濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０１３／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする（ステップＳ７ ）。これにより走査線３ａ下の半導体層１ａはチャネル領域１ａ’となる。
【００８１】
更に、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、走査線３ａよりも幅の広い平面パターンを有するレジスト層を走査線３ａ上に形成する。その後、Ｐ等のＶ族元素のドーパントを高濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０１５／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする（ステップＳ８ ）。
【００８２】
こうして、低濃度のソース・ドレイン領域と高濃度のソース・ドレイン領域とを有するＬＤＤ構造の素子を構成する。なお、例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のＴＦＴとしてもよく、走査線３ａをマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしてもよい。この不純物のドープにより走査線３ａは更に低抵抗化される。
【００８３】
次に、ステップＳ２６において、第２層間絶縁膜１４（図６（ｆ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２６の洗浄を示すと以下のようになる。
【００８４】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２６において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００８５】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（スヒ゜ンリンス）］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、ステップＳ９ では、走査線３ａ上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳガス、ＴＥＢガス、ＴＭＯＰガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等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からなる第２層間絶縁膜１４を形成する。この第２層間絶縁膜１４の膜厚は、例えば約５００〜２０００ｎｍ程度とする。ここで好ましくは、８００℃の程度の高温でアニール処理し、層間絶縁膜１４の膜質を向上させておく。
【００８６】
次に、ステップＳ１０において、第２層間絶縁膜１４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２４ａ，２６ａを同時開孔する。
【００８７】
次に、ステップＳ２７において、蓄積容量の下側電極を構成する第１中間導電層１５（図６（ｇ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２７の洗浄を示すと以下のようになる。
【００８８】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ蒸気雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２７において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００８９】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜１０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス 、 ＞１ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、本実施の形態においては、ステップＳ１１において、蓄積容量の下部容量電極となる第１中間導電層１５が形成される。即ち、第２層間絶縁膜１４上に、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する。または、Ｐイオンをこのポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。このポリシリコン膜の膜厚は、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約１５０ｎｍ程度である。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングを行って、第１中間導電層１５を形成する。
【００９０】
次に、ステップＳ２８において、容量の絶縁膜を構成する誘電体膜１７（図７（ｇ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２８の洗浄を示すと以下のようになる。
【００９１】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＦＰＭ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜１ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（室温／８〜１５ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成・汚染再付着防止］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２８において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００９２】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜３０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス ＞１ｍｉｎ）］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）］
次のステップＳ１２において、蓄積容量の絶縁膜である誘電体膜１７を形成する。即ち、画素電位側容量電極を兼ねる第１中間導電層１５及び第２層間絶縁膜１４上に、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１７を膜厚５０ｎｍ程度の比較的薄い厚さに堆積する。
【００９３】
なお、誘電体膜１７は、絶縁膜２ａ，２ｂの場合と同様に、単層膜或いは多層膜のいずれから構成してもよく、一般にＴＦＴのゲート絶縁膜を形成するのに用いられる各種の公知技術により形成可能である。そして、誘電体膜１７を薄くする程、蓄積容量は大きくなるので、結局、膜破れ等の欠陥が生じないことを条件に、膜厚５０ｎｍ以下の極薄い絶縁膜となるように誘電体膜１７を形成すると有利である。
【００９４】
次に、ステップＳ２９において、蓄積容量の上部電極を構成する容量線１８（図７（ｉ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ２９の洗浄を示すと以下のようになる。
【００９５】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ２９において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００９６】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（スヒ゜ンリンス）］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、ステップＳ１３において、誘電体膜１７上に容量線１８を形成する。容量線１８の膜厚は例えば１５０ｎｍに設定する。
【００９７】
次に、ステップＳ３０において、第３層間絶縁膜１９（図７（ｊ））の形成前の洗浄処理が行われる。上記［］書きと同様の表記でステップＳ３０の洗浄を示すと以下のようになる。
【００９８】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［ＦＰＭ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５０〜４００／２３〜２５℃／３０ｓ〜１ｍｉｎ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（室温／８〜１５ｍｉｎ ）置換］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３〜５ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］
［超純水（室温／３〜５ｍｉｎ ）置換］
［Ｄｒｙ（ＩＰＡ雰囲気引き上げ乾燥）］
また、ステップＳ３０において、以下の洗浄方法を採用することも可能である。この洗浄方法は特に枚葉式の洗浄に好適である。
【００９９】
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／３０ｓ〜３ｍｉｎ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ］
［ＤＨＦ（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜２００／２３〜２５℃／５〜１０ｓ） 金属除去、ケミカル及び自然酸化膜エッチンク゛］
［超純水（スヒ゜ンリンス， ＞１ｍｉｎ）］
［Ｏ３（オゾン）水 （濃度３０〜６０ｐｐｍ／温度 ２３〜４０℃／ ３０ｓ〜３ｍｉｎ ） 有機物除去・金属除去・ハ゜シヘ゛ーション形成 ・汚染再付着防止］
［Ｄｒｙ（Ｎ２ハ゜ーシ゛型スピン乾燥）
次に、ステップＳ１４において、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等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からなる第３層間絶縁膜１９を形成する。第３層間絶縁膜１９の膜厚は、例えば５００〜１５００ｎｍ程度である。
【０１００】
次に、ステップＳ１５において、コンタクトホール２４ａ，２４ｂを埋めるように第３層間絶縁膜１９上の全面に、スパッタリング等により、遮光性のＡｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜として、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。そして、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データ線６ａを形成する（ステップＳ１６）。
【０１０１】
次に、ステップＳ１７において、データ線６ａ上を覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等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からなる第４層間絶縁膜２５を形成する。第４層間絶縁膜２５の膜厚は、例えば５００〜１５００ｎｍ程度である。
【０１０２】
次に、ステップＳ１８において、第４層間絶縁膜２５及び第３層間絶縁膜１９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２６ｂを開孔する。
【０１０３】
次に、ステップＳ１９において、このコンタクトホール２６ｂの内周面及び第４層間絶縁膜２５上に、スパッタ処理等により、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、画素電極９ａを形成する。なお、液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Ａｌ（アルミニウム）等の反射率の高い不透明な材料から画素電極９ａを形成してもよい。コンタクトホール２６ｂは、第１中間導電層１５と画素電極９ａとを接続する。
【０１０４】
このように、本実施の形態においては、オゾン水による１回のみの洗浄、オゾン水及び希フッ酸溶液による１回のみの洗浄並びにオゾン水、希フッ酸溶液及びオゾン水による１回のみの洗浄の３つの洗浄パターンをＴＦＴ基板の製造プロセス中の各洗浄プロセスに採用することにより、ラフネスの増大を抑制しながら、十分な洗浄効果を得るようになっている。
【０１０５】
即ち、製造ライン或いは装置内聞で表面に取り込まれた有機不純物、パーティクル異物または金属不純物が存在するガラス基板／あるいは膜表面を、先ず、３０ｐｐｍ程度のオゾン水で洗浄することによって、最表面に存在する有機及び金属不純物を表面から引き離して水溶液中に溶解して除去する。ポリシリコン膜表面上であれば、高濃度オゾン水によって均一に表面を０．５〜２ｎｍ酸化することができ、ポリシリコン膜最表面から０．５〜２ｎｍ深さの極界面領域に微少な残さとして存在しやすい金属不純物を酸化膜中に取り込むことができる。
【０１０６】
更に、希フッ酸を併用することにより、酸化膜を除去すると同時にその酸化膜中に存在する金属不純物分子（原子）及び酸化膜表面上に残った金属不純物とパーティクルをポリシリコン膜及び絶縁膜表面から略完全に分離することが可能である。
【０１０７】
この手法を用いると、単結晶シリコンと比較して格子欠陥やラフネスが大きいポリシリコン或いは不純物拡散されたポリシリコン膜表面を過剰にダメージを与えること無く清浄化することができることから、その上に形成される酸化膜或いは層間絶縁膜はより良質な膜成長を促され、それによって形成されるデバイスは特性及び歩留まりを安定させることができる。
【０１０８】
このように、本実施の形態では、単結晶シリコン基板と比較して、フッ酸通水水溶液、アンモニア通水水溶液によるダメージが表面に入り易いポリシリコン膜表面、不純物拡散ポリシリコン膜表面、シリサイド膜表面のマイクロダメージを抑制しながら清浄化することが可能である。しかも、有機物汚染、金属汚染及びパーティクル汚染を短時間且つ良好に除去することができる。また、液晶基板に対する洗浄、特に格子欠陥や不純物ドープの多いポリシリコン表面に対する洗浄では、単結晶シリコン表面と比較して選択酸化とエッチングにより面荒れが大きくなる虞があるのに対し、本実施の形態においては、濃いオゾン溶存水による均一酸化と希フッ酸水溶液或いは希フッ酸を含む高濃度オゾン水の組み合わせによるエッチングによって面荒れを抑制しており、ポリシリコン上に形成した酸化膜耐圧寿命を向上させ、歩留まりをより安定させることができる。なお、均一酸化速度を向上させるため、またエッチングによるポリシリコン表面やその他の絶縁膜に対する影響を考慮して希フッ酸濃度を極力薄くするために、上述したように、オゾン水の溶存濃度は１５ｐｐｍ以上に設定する。これにより、ポリシリコン表面から０．５〜２ｎｍ深さに存在する不純物を取込むポリシリコン上の酸化膜形成の時間を短縮し、１回のオゾン水と希フッ酸の処理で汚染の除去を可能にしている。
【０１０９】
本発明の基板は、液晶装置だけに限るもので無く、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、電気泳動装置等の表示パネルにも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄方法を示すフローチャート。
【図２】本実施の形態を適用する半導体装置であるＴＦＴ基板（素子基板）の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】本実施の形態を適用する素子基板を用いた液晶装置の平面図であり、素子基板の上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図。
【図５】図３及び図４の液晶装置を詳細に示す断面図。
【図６】基板洗浄方法を工程順に示す工程図。
【図７】基板洗浄方法を工程順に示す工程図。
【符号の説明】
Ｓ２１…基板洗浄、Ｓ２２…第１層間絶縁膜前洗浄、Ｓ２３…半導体層前洗浄、Ｓ２４…ゲート絶縁膜前洗浄、Ｓ２５…走査線前洗浄、Ｓ２６…第２層間絶縁膜前洗浄、Ｓ２７…中間導電層前洗浄、Ｓ２８…絶縁膜前洗浄、Ｓ２９…容量線前洗浄、Ｓ３０…第３層間絶縁膜前洗浄。
Claims (8)
- 基板を１５ｐｐｍ以上の濃度のオゾン水によって処理する工程を具備したことを特徴とする基板洗浄方法。
- 前記基板は、単結晶シリコン基板、ポリシリコン基板又はガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
- 前記基板は、成膜処理されたものであることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
- 前記オゾン水は、濃度が１５〜１００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
- 前記オゾン水による処理は、１回のみ行われることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
- 前記オゾン水による処理は、オゾン水処理によって形成される酸化膜の膜厚が０．５〜２ｎｍの範囲となるように処理時間が制御されることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
- 前記オゾン水は、室温と同様の温度で使用されることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
- 前記基板は、電気光学装置用基板であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104517806A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 芝浦机械电子装置股份有限公司 | 基板处理方法和基板处理装置 |
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2002
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |