JP2006024823A - レジスト除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面変質層が形成されたレジストパターンを容易に除去する。
【解決手段】 例えば、まず、窒化シリコンからなるオーバーコート膜１３をその上に形成されたコンタクトホール１５形成用のレジストパターン２４をマスクとしてドライエッチングしてコンタクトホール１５を形成すると、レジストパターン２４の表面に表面変質層２４ａが形成される。次に、表面変質層２４ａを含むレジストパターン２４をモノエタノールアミンを主成分とするレジスト剥離液を用いて剥離する。この場合、表面変質層２４ａは上記レジスト剥離液に溶解しないため、表面変質層２４ａが残渣としてある程度残る。そこで、次に、この表面変質層残渣を水素水中でメガソニック洗浄を行なって除去する。
【選択図】 図７

Description

この発明はレジスト除去方法に関する。

薄膜パターンを形成する際に利用されるフォトリソグラフィ法では、一般的に、基板上に成膜された被加工薄膜の上面にレジスト膜を塗布形成し、露光、現像を行なってレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして被加工薄膜をエッチングして薄膜パターンを形成し、レジストパターンをレジスト剥離液を用いて剥離除去している。

このうち、レジストパターンをレジスト剥離液を用いて剥離除去する方法には、レジスト剥離液としてのオゾン水（オゾンを溶解させた純水）を超音波を加えた状態で基板のレジストパターン形成面に供給して、レジストパターンを剥離除去する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この場合、超音波を加えたオゾン水を供給するのは、先に供給されたオゾン水と新たに供給されたオゾン水との交換を促進し、レジスト除去時間を短縮するためである。

特開平１１−１６５１３６号公報

ところで、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示素子の薄膜トランジスタパネルの製造方法では、ゲート絶縁膜やオーバーコート膜を窒化シリコンによって形成することが多い。そして、被加工薄膜としての窒化シリコン薄膜を、その上に形成されたレジストパターンをマスクとして、ＣＦ₄やＳＦ₆等を含むガスを用いたドライエッチングを行なうと、レジストパターンの表面が変質し、表面変質層が形成される。

ところで、上記特許文献１に記載の、超音波を加えたオゾン水を基板のレジストパターン形成面に供給して、レジストパターンを剥離除去するレジスト除去方法では、レジストパターンの表面に形成された表面変質層を除去することができても、オゾン水自体によるレジスト除去速度が比較的遅いため、レジスト除去時間が比較的長くなるという問題があった。また、供給されたオゾン水を回収するための容器等の装置が塩化ビニールやその他の有機材料によって形成されている場合には、当該装置がオゾン水との接触によってダメージを受け、また回収されたオゾン水に塩化ビニール等が含まれていると、その廃水処理が大変であるという問題があった。

そこで、この発明は、表面変質層を含むレジストパターンの除去時間を短縮することができ、またレジスト剥離液と接触する塩化ビニール等からなる装置がダメージを受けないようにすることができ、さらに特別な廃水処理を不要とすることができるレジスト除去方法を提供することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、表面変質層を含むレジストパターンをモノエタノールアミンを主成分とするレジスト剥離液を用いて剥離し、次いで前記表面変質層の残渣を水素水中でメガソニック洗浄または超音波洗浄を行なって除去することを特徴とするものである。

この発明によれば、表面変質層を含むレジストパターンをモノエタノールアミンを主成分とするレジスト剥離液を用いて剥離し、次いで前記表面変質層の残渣を水素水中でメガソニック洗浄または超音波洗浄を行なって除去しているので、超音波を加えたオゾン水の供給のみによって除去する場合と比較して、レジスト除去時間を短縮することができ、またレジスト剥離液と接触する塩化ビニール等からなる装置がダメージを受けないようにすることができ、さらに特別な廃水処理を不要とすることができる。

図１はこの発明のレジスト除去方法を含む製造方法により製造された薄膜トランジスタパネルの一例の要部の断面図を示す。この場合、図１の右側から左側に向かって、画素電極１４を含む薄膜トランジスタ１２の部分の断面図、走査ライン３の外部接続端子１６の部分の断面図、データライン１１の外部接続端子１８の部分の断面図を示す。

まず、画素電極１４を含む薄膜トランジスタ１２の部分について説明する。ガラスや樹脂フィルム等からなる透明基板１の上面の所定の箇所にはクロムやアルミニウム系金属等からなるゲート電極２および該ゲート電極２に接続された走査ライン３が設けられている。ゲート電極２および走査ライン３を含む透明基板１の上面には窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４が設けられている。

ゲート電極２上におけるゲート絶縁膜４の上面の所定の箇所には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜５が設けられている。半導体薄膜５の上面ほぼ中央部には窒化シリコンからなるチャネル保護膜６が設けられている。チャネル保護膜６の上面両側およびその両側における半導体薄膜５の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層７、８が設けられている。

一方のオーミックコンタクト層７の上面およびその近傍のゲート絶縁膜４の上面にはクロムやアルミニウム系金属等からなるソース電極９が設けられている。他方のオーミックコンタクト層８の上面およびゲート絶縁膜４の上面の所定の箇所にはクロムやアルミニウム系金属等からなるドレイン電極１０および該ドレイン電極１０に接続されたデータライン１１が設けられている。

そして、ゲート電極２、ゲート絶縁膜４、半導体薄膜５、チャネル保護膜６、オーミックコンタクト層７、８、ソース電極９およびドレイン電極１０により、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ１２が構成されている。

薄膜トランジスタ１２等を含むゲート絶縁膜４の上面には窒化シリコンからなるオーバーコート膜１３が設けられている。オーバーコート膜１３の上面の所定の箇所にはＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極１４が設けられている。画素電極１４は、オーバーコート膜１３に設けられたコンタクトホール１５を介してソース電極９に接続されている。

次に、走査ライン３の外部接続端子１６の部分について説明する。オーバーコート膜１３の上面に設けられた、画素電極１４と同一の材料からなる外部接続端子１６は、オーバーコート膜１３およびゲート絶縁膜４に連続して設けられたコンタクトホール１７を介して、透明基板１の上面に設けられた走査ライン３の接続パッド部３ａに接続されている。

次に、データライン１１の外部接続端子１８の部分について、この実施形態におけるレジスト除去方法と併せて説明する。オーバーコート膜１３の上面に設けられた、画素電極１４と同一の材料からなる外部接続端子１８は、オーバーコート膜１３に設けられたコンタクトホール１９を介して、ゲート絶縁膜４の上面に設けられたデータライン１１の接続パッド部１１ａに接続されている。

次に、この薄膜トランジスタパネルの製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、透明基板１の上面の所定の箇所に、スパッタ法により成膜されたクロムやアルミニウム系金属等からなる金属層をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、ゲート電極２および接続パッド部３ａを含む走査ライン３を形成する。

次に、ゲート電極２、接続パッド部３ａおよび走査ライン３を含む透明基板１の上面に、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４、真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜形成用層５ａおよび窒化シリコンからなるチャネル保護膜形成用層６ａを連続して成膜する。

次に、チャネル保護膜形成用層６ａの上面に、フォトリソグラフィ法により、チャネル保護膜形成用のレジストパターン２１を形成する。次に、レジストパターン２１をマスクとして、チャネル保護膜形成用層６ａをエッチングすると、図３に示すように、レジストパターン２１下にチャネル保護膜６が形成される。次に、レジストパターン２１をレジスト剥離液を用いて剥離する。

次に、図４に示すように、チャネル保護膜６を含む半導体薄膜形成用層５ａの上面に、プラズマＣＶＤ法により、ｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層形成用層２２を成膜する。次に、オーミックコンタクト層形成用層２２の上面に、フォトリソグラフィ法により、デバイスエリア形成用（オーミックコンタクト層および半導体薄膜形成用）のレジストパターン２３を形成する。

次に、レジストパターン２３およびチャネル保護膜６をマスクとして、オーミックコンタクト層形成用層２２および半導体薄膜形成用層５ａを連続してエッチングすると、図５に示すように、レジストパターン２３下にオーミックコンタクト層７、８が形成され、またオーミックコンタクト層７、８およびチャネル保護膜６下に半導体薄膜５が形成される。次に、レジストパターン２３をレジスト剥離液を用いて剥離する。

次に、図６に示すように、オーミックコンタクト層７、８を含むゲート絶縁膜４の上面に、スパッタ法により成膜されたクロムやアルミニウム系金属等からなる金属層をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、ソース電極９、ドレイン電極１０および接続パッド部１１ａを含むデータライン１１を形成する。

次に、ソース電極９、ドレイン電極１０、接続パッド部１１ａおよびデータライン１１を含むゲート絶縁膜４の上面に、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコンからなるオーバーコート膜１３を成膜する。次に、オーバーコート膜１３の上面に、フォトリソグラフィ法により、コンタクトホール形成用のレジストパターン２４を形成する。

次に、レジストパターン２４をマスクとして、ＣＦ₄やＳＦ₆等（つまりＦ）を含むガスを用いたドライエッチング（プラズマエッチング）を行なうと、図７に示すように、ソース電極９の所定の箇所に対応する部分におけるオーバーコート膜１３にコンタクトホール１５が形成され、また接続パッド部３ａの中央部に対応する部分におけるオーバーコート膜１３およびゲート絶縁膜４にコンタクトホール１７が連続して形成され、さらに接続パッド部１１ａの中央部に対応する部分におけるオーバーコート膜１３にコンタクトホール１９が形成される。

この場合、レジストパターン２４の表面に表面変質層２４ａが形成される。レジストパターン２４の表面に表面変質層２４ａが形成される要因としては、プラズマからの紫外線等の照射によりレジスト表面が架橋して変質したり、エッチングガス中のＦ等のハロゲン系元素とレジストとの反応によりレジスト表面が変質したり、プラズマの熱によりレジスト表面が硬化して変質したりすることが挙げられる。

次に、表面変質層２４ａを含むレジストパターン２３を、モノエタノールアミンを主成分とするレジスト剥離液を用いて剥離する。この場合、表面変質層２４ａはモノエタノールアミンを主成分とするレジスト剥離液に溶解しないため、図８に示すように、コンタクトホール１５、１７、１９の周囲におけるオーバーコート膜１３の上面に表面変質層残渣２４ｂがある程度残る。

ここで、レジスト剥離液としてオゾン水のみを用いた場合のレジスト除去速度は最大でも１．５μｍ／分程度である。これに対し、モノエタノールアミンを主成分とするレジスト剥離液を用いた場合には、レジスト除去速度が比較的大きく、レジスト剥離液としてオゾン水のみを用いた場合の５〜１０倍程度であり、レジスト除去時間を短縮することができる。

次に、図示しないメガソニック洗浄槽内の水素水（水素を溶解させた純水、水素濃度０．１〜１．５ｍｇ／ｌ）中でメガソニック洗浄を行なうと、表面変質層残渣２４ｂが除去される。ここで、水素水でのメガソニック洗浄とは、水素水に１ＭＨｚ前後の振動を与えながら行なう洗浄のことである。一例として、水素濃度１．５ｍｇ／ｌの水素水に０．８ＭＨｚの振動を与えながら洗浄を行なうと、表面変質層残渣２４ｂを短時間で完全に除去することができる。

ここで、例えば、メガソニック洗浄槽が塩化ビニールやその他の有機材料によって形成されていても、水素水との接触によってダメージを受けることはなく、また回収された水素水に塩化ビニール等が含まれることもなく、したがって特別な廃水処理を不要とすることができる。

次に、図１に示すように、オーバーコート膜１３の上面に、スパッタ法により成膜されたＩＴＯ等からなる透明導電層をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、画素電極１４をコンタクトホール１５を介してソース電極９に接続させて形成し、また外部接続端子１６をコンタクトホール１７を介して接続パッド部３ａに接続させて形成し、さらに外部接続端子１８をコンタクトホール１９を介して接続パッド部１１ａに接続させて形成する。かくして、図１に示す薄膜トランジスタパネルが得られる。

なお、メガソニック洗浄槽内の水素水中でメガソニック洗浄を行なう代わりに、超音波洗浄槽内の水素水中で超音波洗浄を行なうようにしてもよい。この場合、水素水中で超音波洗浄とは、水素水に可聴周波領域を越えるｋＨｚ領域の振動を与えながら行なう洗浄のことである。

ところで、図３に示す工程において、レジストパターン２１をマスクとしてＣＦ₄やＳＦ₆等を含むガスを用いたドライエッチングによりチャネル保護膜６を形成したとき、レジストパターン２１の表面に表面変質層が形成された場合には、上記と同様のレジスト除去方法により、表面変質層を含むレジストパターン２１を除去するようにすればよい。

また、図５に示す工程において、レジストパターン２３をマスクとしてＣＦ₄やＳＦ₆等を含むガスを用いたドライエッチングによりオーミックコンタクト層７、８および半導体薄膜５を形成したとき、レジストパターン２３の表面に表面変質層が形成された場合には、上記と同様のレジスト除去方法により、表面変質層を含むレジストパターン２３を除去するようにすればよい。

この発明のレジスト除去方法を含む製造方法により製造された薄膜トランジスタパネルの一例の要部の断面図。 図１に示す薄膜トランジスタパネルの製造に際し、当初の工程の断面図。 図２に続く工程の断面図。 図３に続く工程の断面図。 図４に続く工程の断面図。 図５に続く工程の断面図。 図６に続く工程の断面図。 図７に続く工程の断面図。

符号の説明

１ 透明基板
２ ゲート電極
３ 走査ライン
３ａ 接続パッド部
４ ゲート絶縁膜
５ 半導体薄膜
６ チャネル保護膜
７、８ オーミックコンタクト層
９ ソース電極
１０ ドレイン電極
１１ データライン
１１ａ 接続パッド部
１２ 薄膜トランジスタ
１３ オーバーコート膜
１４ 画素電極
１５ コンタクトホール
１６ 外部接続端子
１７ コンタクトホール
１８ 外部接続端子
１９ コンタクトホール
５ａ 半導体薄膜形成用層
５ｂ チャネル保護膜形成用層
２１ レジストパターン
２２ オーミックコンタクト層形成用層
２３、２４ レジストパターン
２４ａ 表面変質層
２４ｂ 表面変質層残渣

Claims (6)

1. 被加工薄膜をその上に形成されたレジストパターンをマスクとしてドライエッチングして薄膜パターンを形成したとき、前記レジストパターンの表面に表面変質層が形成され、前記表面変質層を含む前記レジストパターンをモノエタノールアミンを主成分とするレジスト剥離液を用いて処理し、次いで前記表面変質層の残渣を水素水中でメガソニック洗浄または超音波洗浄を行なって除去することを特徴とするレジスト除去方法。
2. 請求項１に記載の発明において、前記被加工薄膜は窒化シリコンからなり、前記ドライエッチングはＦを含むガスを用いたドライエッチングであることを特徴とするレジスト除去方法。
3. 請求項１に記載の発明において、前記水素水の水素濃度は０．１〜１．５ｍｇ／ｌであることを特徴とするレジスト除去方法。
4. 請求項１に記載の発明において、前記被加工薄膜は、薄膜トランジスタパネルの少なくとも窒化シリコンからなるオーバーコート膜であり、前記レジストパターンは、少なくとも前記オーバーコート膜にコンタクトホールを形成するためのものであることを特徴とするレジスト除去方法。
5. 請求項１に記載の発明において、前記被加工薄膜は、薄膜トランジスタパネルの窒化シリコンからなるチャネル保護膜形成用層であり、前記レジストパターンは、チャネル保護膜を形成するためのものであることを特徴とするレジスト除去方法。
6. 請求項１に記載の発明において、前記被加工薄膜は、薄膜トランジスタパネルのｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層形成用層および真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜形成用層であり、前記レジストパターンは、オーミックコンタクト層および半導体薄膜を形成するためのものであることを特徴とするレジスト除去方法。

Images