JP3642841B2 - エッチング方法及び半導体装置の作製方法 - Google Patents
エッチング方法及び半導体装置の作製方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置の作製技術において、例えばウェトエッチング法のように、溶液を塗布する技術に使用される溶液塗布装置および溶液塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体集積回路や、アクティブマトリクス型の液晶電気光学装置等、半導体基板やガラス基板等の上に、半導体、絶縁体、金属などの薄膜を積層、形成し、薄膜トランジスタ等の半導体装置を作製工程において、洗浄、ウェットエッチングのように、溶液を基板に供給する工程がしばしば行われている。
溶液の供給方法には、以下に示すようなものが一般に行われている。
（１）例えばバッチエッチングに使用されているように、基板を溶液の入った水槽に浸す方法
（２）基板上面に、複数の噴出口からシャワーのように溶液を流出させる方法。（スプレー法）
（３）基板を回転させながら、回転面の中心付近にノズルから溶液を滴下又は流出させる方法。（スピンコーティング法）
特に、方法（３）のスピンコーティング法は、基板を一枚づつ均質に処理でき、いわゆる枚葉式処理に適した方法である。
【０００３】
【従来技術の問題点】
しかしながら、スピンコーティング法では、基板を速度１００〜１０００ｒｐｍで回転させているため、回転面の中心付近に滴下、流出された溶液が高速で回転面の外側へと移動される。このため、基板に対して溶液の移動速度、すなわち液循環が、他の溶液供給方法（１）、（２）と比較して極めて速い。
また、遠心力のため、回転面の中心部分と外周部分において、外周部分の溶液の移動速度が中心部分より速い。
【０００４】
このことが原因となって、以下のような問題が生じていた。
例えば、ウェットエッチング工程において、レジストに対する接触角の大きいエッチング液、例えばフッ酸系のエッチング液を用いてスピンエッチングを行った場合、被エッチング面にエッチング液が十分に濡れず、エッチング液が玉状になって流れ出てしまったりした。
その結果、基板面全体に島状のエッチングのムラが生じてしまった。
特に、アルミ混酸系のエッチング液を用いた場合には、外周部にエッチングされていない部分が残ってしまった。
このように、エッチングが同一基板面内において、不均一になるという現象が発生した。
【０００５】
この現象は、レジストのパターン幅の微細化が進むほど顕著となった。すなわち、微細部にエッチング液が均一に侵入できず、液循環が不十分になりやすかった。
また、基板面積が大きくなると、基板面に対するエッチング液の接触が不均一になりやすかった。
また、上記（２）のスプレー法においても、ムラが生じることがあった。
【０００６】
液晶表示装置において、石英やガラス等の１枚の基板上に数十万個の薄膜トランジスタが同一の工程で作製されるため、１個の薄膜トランジスタの不良が基板の不良になるため、上記のようなエッチングの不均一は歩留りの大きな要因となる。
【０００７】
また、レジストのマスクを使用する工程で、薄膜トランジスタの作製工程に特徴的な技術として、金属元素の触媒作用を利用して、非晶質の半導体材料を選択的に結晶化させる技術が本出願人により、特開平６−３１９１６７号等に開示されている。
これは、非晶質珪素膜上にレジストのマスクを形成して、ニッケル等の金属元素を添加した溶液を塗布する。この結果、フォトレジストのマスクの開口部において、金属元素が非晶質珪素膜の表面に選択的に接触される。この状態で、熱アニール、レーザー光照射により加熱すること、金属元素が接している領域から順次に非晶質珪素膜が結晶化される。
しかしながら、金属元素を含有する溶液が均一に塗布されないと、非晶質珪素膜が十分に結晶化されないため、同一基板上で、素子毎の特性がばらついてしまう。
従来、金属元素を含有する溶液を均一に塗布するために、非晶質珪素膜の表面に極薄い酸化膜を形成して、非晶質珪素膜の濡れ性を高めたり、或いは溶液に界面活性剤を混入していたが、手間が掛かる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の問題点を解決して、スピンコーティングのような、基板面に対して溶液の移動速度、すなわち液循環が速い溶液供給方法に関して、フォトレジストが形成されている基板に対して、溶液を均一に塗布でき、かつ良好に液循環することが可能な溶液塗布装置および溶液塗布方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、スピンエッチングのような、被エッチング面に対してエッチング液の移動速度、すなわち液循環が速い溶液塗布方法に関して、溶液の供給（滴下、流出）方法を工夫して、溶液を均一に塗布することを可能にする溶液塗布装置および溶液塗布を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するたの手段】
上記の問題点を解決するために、本明細書に開示する発明の１つは、
パターニングされたレジストが表面に形成されている被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に対して、エッチング液を均一に塗布するための手段を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１０】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する手段と、
前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１１】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する手段と、
前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する手段と、
前記被エッチング基板を回転させる手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１２】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる手段と、
前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１３】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる手段と、
前記被エッチング基板に対し、エッチング液を供給する手段と、
前記被エッチング基板を回転させるための手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１４】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する工程と、
該工程の後、前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００１５】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対し、紫外線を照射する工程と、
該工程の後、前記被エッチング基板を回転させ、回転している前記被エッチング基板に対し、エッチング液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００１６】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対し、オゾン水を接触させる工程と、
該工程の後、前記被エッチング基板に対し、エッチング液を供給する工程と、を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００１７】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる工程と、
該工程の後、前記被エッチング基板を回転させながら、前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００１８】
また、本明細書に開示する他の発明は、
パターニングされたレジストが表面に形成されている基板または基板上の被膜に対して、金属元素を含有する溶液を均一に塗布するための手段を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１９】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する手段と、
前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００２０】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する手段と、
前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する手段と、
前記基板を回転させる手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００２１】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる手段と、
前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００２２】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる手段と、
前記基板に対し、金属元素を含有する溶液を供給する手段と、
前記基板を回転させるための手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００２３】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する工程と、
該工程の後、前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００２４】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する工程と、
該工程の後、前記基板を回転させながら、前記基板に対し、金属元素を含有する溶液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００２５】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対し、オゾン水を接触させる工程と、
該工程の後、前記基板に対し、金属元素を含有する溶液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００２６】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる工程と、
該工程の後、前記基板を回転させながら、前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００２７】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板を回転させる手段と、
パターニングされたレジストが形成されている基板または基板上の被膜に対し、溶液を供給する手段と、
を有し、
前記溶液を供給する手段は、所定の時間内において、回転している基板の上面全体に、溶液を供給すること
を特徴とする溶液塗布装置である。
【００２８】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板を回転する回転手段と、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、溶液を供給する手段と、
を有し、
前記溶液を供給する手段において、
溶液の流出口は、基板面に平行な方向に往復移動し、かつ該往復運動における前記溶液の流出口の軌跡が、前記基板の回転の概略中心部分を通ること
を特徴とする溶液塗布装置である。
【００２９】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板を回転する手段と、
パターニングされたレジストが形成されている基板または基板上の被膜に対し、溶液を供給する手段と、
を有し、
前記溶液を供給する手段は、少なくとも、前記基板の回転軌跡の中心から外周までの長さにわたって、溶液を同時に供給すること
を特徴とする溶液塗布装置である。
【００３０】
【作用】
一般に硬化後のレジストに対して、紫外線を一定時間照射したり、オゾン水（オゾン（Ｏ3 ）が０．１〜２０ｐｐｍ溶解した水）を接触させることで、レジストに対する溶液の接触角が小さくなり、溶液の濡れ性が大幅に向上する。
本発明はこの現象を利用したものであり、溶液を塗布する前に、基板に形成された、パターニング・硬化したレジストのマスクに対し、紫外線を照射する、またはオゾン水と接触をさせるようにしている。これにより、スピンエッチングなど、被エッチング面に対するエッチング液の移動速度が速いエッチング方法において、接触角の大きいエッチング液を用いても、同一基板面内において、ムラのない均質なエッチングが可能となる。
【００３１】
さらに、パターン幅が数μｍ程度以下のファインパターンであっても、パターンを形成しているレジスト間に溶液が十分に進入するため、均質なエッチングが可能である。
また、基板を大型化した場合でも、エッチングのムラの発生を防ぐことができる。
【００３２】
紫外線照射、またはオゾン水処理により溶液が良好に塗布される効果が生じる原理としては、硬化したレジストに対して、紫外線の照射またはオゾン水との接触を行うことで、レジスト表面の有機物（または有機性汚染物）が分解、除去され、またはそれと同時にレジスト表面が活性化し、その結果レジストの表面エネルギーが低下し、溶液との接触角が小さくなる、ということが考えられる。なお、紫外線照射する場合には、酸素雰囲気の方が有機物との反応性に富むため効果的である。
【００３３】
ただし、硬化したレジストに対して、紫外線の照射またはオゾン水との接触を行うことで、液体との接触角が小さくなる現象は、一時的に現れるものであり、紫外線を照射した後やオゾン水を接触をした後、しばらくすると再び接触角が増大する。
接触角が低下している時間は、紫外線照射時間やオゾン水との接触時間、紫外線（紫外光）の強度、オゾン水のオゾン濃度等により変化するが、空気中においては数分〜数時間である。
したがって、紫外線を照射する工程、またはオゾン水を接触する工程は、溶液を塗布する直前に行うことが望ましい。
【００３４】
また、本発明において、均一に溶液を塗布する方法として、スピンコーティングおいて、レジストに対する紫外線の照射や、オゾン水との接触を行う以外に、溶液の滴下又は流出方法を改良している。
即ち、所定の時間内において、回転している被エッチング基板の上面全体に、溶液が滴下、流出されるようにすることにより、基板の回転面の中心付近にのみ溶液を滴下、流出させている場合に比較して、溶液が均一に塗布されることを、本出願人は発見した。
具体的には、基板を回転しながら、溶液を滴下、流出するノズルの溶液流出口（ノズルの先端）を、基板の面と平行に往復移動させて、エッチング液が基板面全体に滴下、流出されるようにする。
【００３５】
あるいは、基板を回転しながら、少なくとも基板の回転の中心から外周までの長さにわたって、エッチング液を同時に流出または滴下して、シャワー状に散布してもよい。すなわち、少なくとも基板が１回転することで、基板面全体に溶液が滴下、流出（供給）されるので、均一に溶液が塗布される。
この溶液塗布工程の直前に、紫外線照射工程またはオゾン水とのに接触工程を行うことにより、溶液塗布の均一化に一層寄与する。
【００３６】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例は、アクティブマトリクス型の液晶電気光学装置に用いられる、Ｐチャネル型の画素ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の作製工程において、エッチング工程の前に紫外線を照射する工程を行うようにした例である。図１は本実施例におけるＰチャネル型の画素ＴＦＴの作製工程図である。
【００３７】
図１（Ａ）に示すように、まずガラス基板１０１（コーニング社♯７０５９
１００ｍｍ×１００ｍｍ）上に、下地膜１０２としてスパッタ法で酸化珪素膜を３０００Åの厚さに成膜する。
【００３８】
次に、プラズマＣＶＤ法によって非晶質珪素膜を５００Åに厚さに成膜する。その後、窒素雰囲気中において、６００℃、１２時間の熱アニールを施すことによって結晶化せしめた。その後、さらに、結晶性を向上させるためにレーザーアニールを施する。レーザーのエネルギー密度は２５０〜３５０ｍＪ／ｃｍ2 が適当であった。本実施例では３００ｍＪ／ｃｍ2 とする。
このようにして形成した結晶性珪素膜をパターニングして、島状珪素膜１０３を形成する。この島状珪素膜１０３は後にＴＦＴの活性層を構成するものである。
そして、この島状珪素膜１０３を覆うように、ゲイト絶縁膜１０４として厚さ１０００Åの酸化珪素膜をスパッタ法により形成する。
【００３９】
その後、厚さ６０００Åのアルミニウム膜を減圧ＣＶＤ法によって形成する。このアルミニウム膜の上面にフォトレジスト、ここでは東京応化（株）製ＯＦＰＲ−８００（３０ｃｐ）をスピンコーティング法により塗布して、９０℃で仮焼成し、露光、現像、本焼成して、パターニングして、硬化したフォトレジストのマスク１０５を形成する。
【００４０】
次に、基板を図２に示すスピンエッチング装置内へ導入し、紫外線照射と、アルミニウム膜のエッチングを行ない、ゲイト電極１０６を形成する。なお、基板１０１の移動はロボットアーム等の搬送手段を用いることが望ましい。
【００４１】
図２に示すスピンエッチング装置について説明する。
図２において、基板１０１はステージ２０１上に真空チャックにより固定される。ステージ２０１は図示しないモーターに接続され、回転する。
【００４２】
また、チャンバー内には、紫外線源照射手段２００が設けられている。紫外線源（光源）には波長４００ｎｍ以下の光を発するものが使用できる。ここでは３６５ｎｍの高圧水銀ランプを用いた。
基板１０１を搬入し、ステージ２０１上に真空チャックにより固定して、紫外線源照射手段２００により、フォトレジストのマスク１０５に紫外線を照射する。照射時間は５〜１８０ｓｅｃとし、ここでは６０ｓｅｃとする。また、出力は基板１０１上で３ｍＷ／ｃｍ2 となるようにする。
【００４３】
これにより、フォトレジスト表面に対するエッチング液の接触角は、紫外線照射前（純水洗浄後）が約３０°、紫外線照射後において約４°と、紫外線照射により接触角を大幅に小さくすることができた。これは、紫外線照射により、フォトレジスト表面の表面エネルギーが小さくなったことを示す。
なお、被エッチング面に対するエッチング液の接触角は、基板を２５℃の恒温室内で水平に静置し、エッチング液をシリンジより一滴被エックング面上に滴下し、測定する。
【００４４】
次に、第１のノズル２０３が基板１０１の上面の中心付近へ移動し、基板１０１を回転した状態で、回転の中心部分に向かって、エッチング液を流出する。
基板１０１上に流出されたエッチング液は、ステージ２０１の回転による遠心力で基板１０１の外側へと移動され、カップ２０２へ飛翔する。
カップ２０２に付着したエッチング液は、廃液口２０５より、図示しない廃液タンクに集められる。
【００４５】
ここでは、エッチング液として、４５℃のアルミ混酸（リン酸＋酢酸＋硝酸）を第１のノズル２０３より流出させ、基板１０１の回転数を５００ｒｐｍとし、４分間のエッチングを行った。
エッチングレートは１５００Å／ｍｉｎであった。
【００４６】
エッチングの後に、回転している基板１０１の上面の中心部分に、第２のノズル２０４から純水を流出させ、基板１０１の上面を洗浄する。また、エッチングの前にも同様に基板１０１を洗浄するようにしてもよい。
このようにしてエッチング工程を終了し、ゲイト電極１０６を形成する。このとき、エッチングは基板１０１面内において均一に行われていた。（図１（Ａ））
【００４７】
一方、紫外線照射を行わずに、その他の条件を同一にしてエッチングを行った場合、エッチングが不十分な領域が島状（ブチ状）に多数存在していた。特に外周部にエッチングの不十分な領域が多数存在していた。
【００４８】
エッチング工程の後に、ロボッドアームにより、基板１０１をスピンエッチング装置から搬出して、ゲイト電極１０６を陽極酸化する。
図１（Ｂ）に示すように、フォトレジストのマスク１０５を除去せずに、３％の硫酸水溶液を用いて、ゲイト電極１０６の側面に多孔質の陽極酸化物１０７を０．１〜１μｍここでは０．５μｍの厚さに形成する。
続いて、フォトレジストのマスク１０５を除去して、３〜１０％の酒石酸、硼酸、燐酸が含まれ、アンモニアで中和されたＰＨ≒７のエチレングルコール溶液を用いて、ゲイト電極１０６の側面および上面に緻密な陽極酸化物１０８を１５００Åの厚さに形成する。
【００４９】
その後、イオンドーピング法によって、島状珪素膜１０３にゲイト電極１０６、陽極酸化物１０７、１０８をマスクにして不純物を注入し、半導体の活性層を自己整合的に作製する。本実施例では、Ｐ型の伝導性を得るために硼素イオンを注入する。
このときドーズ量は１〜８×１０15原子／ｃｍ2 、加速電圧は４０〜８０ｋＶ、例えばドーズ量を５×１０15原子／ｃｍ2 、加速電圧は６５ｋＶとする。
この結果、Ｐ型不純物領域１０９（ソース／ドレイン領域）、真性領域１１１（チャネル領域）が、Ｐ型不純物の濃度が極めて低いオフセット領域１１０を有して形成される。このオフセット領域により、ＯＦＦ時のリーク電流の減少を図ることができる。（図１（Ｂ））
【００５０】
その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて、多孔質陽極酸化物をエッチングする。このエッチングでは、多孔質の陽極酸化物１０７のみがエッチングされ、緻密な陽極酸化物１０８は残存する。このときのエッチングレートは約６００Å／分とする。
【００５１】
さらに、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、活性層中に注入された不純物イオンを活性化させる。
その後、全面に層間絶縁膜１１２として窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって３０００Åの厚さに形成する。
【００５２】
つぎに、図１（Ｃ）に示すように層間絶縁膜１１２上面に、フォトレジストをパターニング、焼成して、フォトレジストのマスクを作製し、このマスクを用いて、層間絶縁膜１１２とゲイト絶縁膜１０５、および陽極酸化物１０７に対しエッチングを行ない、コンタクトホール１１３、１１４を作製する。
【００５３】
次に、ゲイト電極１０６の作製工程と同様に、フォトレジストのマスクに紫外線を照射して、フォトレジストのマスクの濡れ性を高める。その後、図２に示すスピンエッチング装置に基板を搬送して、スピンエッチングを行った。
【００５４】
まず、窒化珪素よりなる層間絶縁膜１１２と酸化珪素よりなるゲイト絶縁膜１０４に対してエッチングを行った。
ここでは、エッチング液としてバッファードフッ酸（ＢＨＦ）（ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝１０：１）を、第１のノズル２０３から流出させ、基板１０１を回転数５００ｒｐｍで回転させながら、４分間のエッチングを行った。エッチングレートは約１０００Å／ｍｉｎであった。
エッチング終了後、基板１０１を回転させながら、第２のノズル２０４から純水を供給して、基板１０１を洗浄する。
【００５５】
さらに、図２の構成を有する他の装置のチャンバーに基板を移動し、緻密な陽極酸化物１０８をエッチングする。 必要であれば、エッチングの前にフォトレジストのマスクに紫外線を照射してもよい。
ここではエッチング液として、７０℃に加熱した、３％燐酸＋３％無水クロム酸の混液を用いる。基板１０１を回転数５００ｒｐｍで回転しながら、４分間のエッチングを行った。エッチングレートは４００Å／ｍｉｎであった。エッチング終了後、純水により洗浄する。
２回のエッチング工程を経て、ソース領域とゲイト電極領域にコンタクトホール１１３、１１４が形成される。（図１（Ｃ））
【００５６】
さらに、アルミニウム膜をスパッタ法によって６０００Åの厚さに成膜する。前述のゲイト電極１０６を形成する工程と同様に、フォトレジストのマスクに対して紫外線を照射した後に、アルミニウム膜をスピンエッチングして、ソース電極１１５、ゲイト電極１１６を形成する。
諸条件は前述したゲイト電極１０６のエッチングと同じとする。（図１（Ｄ））
【００５７】
その後、パッシベーション膜１１７として酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって２０００Åの厚さに形成する。
このパッシベーション膜１１７上にレジストを塗布して、パターニングして、焼成して、エッチングのマスクを形成する。このマスクを用いて、パッシベーション膜１１７と層間絶縁膜１１２とゲイト絶縁膜１０４とに対してエッチングを行って、コンタクトホール１１８を形成する。
【００５８】
エッチング液として、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）（ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝１０：１）を用い、紫外線照射ののち、スピンエッチングを行った。エッチング時間は、６分、エッチングレートは約１０００Å／ｍｉｎ、回転数５００ｒｐｍであった。その後同様に洗浄工程を行った。
このようにして、コンタクトホール１１８が形成される。（図１（Ｅ））
【００５９】
さらに、スパッタ法によってＩＴＯ膜を８００Åの厚さに形成し、フォトレジストのマスクを形成したのち、紫外線照射を同様に行い、さらにスピンエッチングを行った。
エッチング液として、ＩＴＯ混酸（ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ：ＨＮＯ3 ＝１：１：０．０３）を用いた。エッチング時間は０．５分、エッチングレートは１６００Å／ｍｉｎ、回転数５００ｒｐｍであった。その後同様に洗浄工程を行った。
【００６０】
このようにして、エッチングをおこなってコンタクトホールを形成し、画素電極１１９を形成し、画素ＴＦＴを作製する。いずれのエッチング工程においても、エッチングのムラは見られなかった。（図１（Ｆ））
【００６１】
本実施例において、純水による洗浄工程前に、フォトレジストのマスクに対して紫外線を照射してもよい。これにより、フォトレジストのマスクの濡れ性が高まるため、純水による洗浄をより効果的に行うことができる。
また、図２に示すスピンエッチング装置のチャンバー内に、高圧水銀ランプ等の紫外線源を設けて、同一チャンバー内で紫外線照射とエッチングを行うようにしてもよい。
さらにノズルを増設することで、複数のエッチング液を流出させ、異なる種類のエッチングを同一チャンバー内で連続して行うことも可能である。
【００６２】
〔実施例２〕
本実施例は他の装置とを一体化されたスピンエッチング装置とに関するものであり、図３は本実施例のスピンエッチング装置の構成図である。
本体３０１上には、中央部に基板１０１を移動させるロボットアーム３０２が設けられ、ロボットアーム３０２を取り囲むように、複数の基板１０１を収納するためのカセット３０３と、位置合わせ（アライメント）装置３０４と、スピンエッチング装置３０５とが設けられている。
【００６３】
位置合わせ装置３０４内には、上部から紫外線を照射するために、高圧水銀ランプ等から成る紫外線照射手段３０４ａが設けられている。これにより、位置合わせと同時に、紫外線を照射できるようにして、工程を簡略化している。
【００６４】
また、スピンエッチング装置３０５内には、エッチング液を流出する第１のノズルと、洗浄用の純水を流出する第２のノズルとが設けられており、同一チャンバー内にて、洗浄、エッチング、および乾燥（スピンドライ）を行うようになっている。
なお、洗浄用のチャンバー、異なる種類のエッチングを行うためのチャンバー等を別々に本体３０１上に設けて、チャンバー毎に処理を行ってもよい。
【００６５】
〔実施例３〕
本実施例は、本発明をアクティブマトリクス型の液晶電気光学装置に用いられる、Ｐチャネル型の画素ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を形成工程に応用したものであり、エッチング工程の前にオゾン水をレジストに接触させる工程を採用したものである。
【００６６】
図１は本実施例のＰチャネル型の画素ＴＦＴの作製工程図であり、ガラス基板１０１（コーニング社＃７０５９ １００ｍｍ×１００ｍｍ）上に、下地膜１０２としてスパッタ法で酸化珪素膜を３０００Åの厚さに成膜する。
【００６７】
次に、プラズマＣＶＤ法によって非晶質珪素膜を５００Åの厚さに成膜する。その後、窒素雰囲気中において、６００℃、１２時間の熱アニールを施すことによって結晶化せしめた。その後、結晶性をより向上させるために、レーザーアニールを施す。レーザーのエネルギー密度は２５０〜３５０ｍＪ／ｃｍ2 が適当であり、本実施例では３００ｍＪ／ｃｍ2 とする。
このようにして形成した、結晶性珪素膜をパターニングして、島状珪素膜１０３を形成する。この島状珪素膜１０３は後にＴＦＴの活性層を形成するものである。
そして、この島状珪素膜１０３を覆うように、ゲイト絶縁膜１０４として厚さ１０００Åの酸化珪素膜を、スパッタ法により形成する。
【００６８】
その後、厚さ６０００Åのアルミニウム膜を減圧ＣＶＤ法によって形成する。このアルミニウム膜の上面にフォトレジスト、ここでは東京応化（株）製ＯＦＰＲ−８００（３０ｃｐ）をスピンコーティング法により塗布し、９０℃で仮焼成し、露光、現像、本焼成して、パターニングして、フォトレジストのマスク１０５を形成する。フォトレジストのマスク１０５を用いて、アルミニウム膜をエッチングして、ゲイト電極１０６を形成する。（図１（Ａ））
【００６９】
ゲイト電極１０６を形成するには、基板１０１を図７に示すスピンエッチング装置内へ搬入して、フォトレジストのマスク１０５をオゾン水と接しさせて、エッチングする。
なお、基板１０１の移動はロボットアーム等の搬送手段を用いることが望ましい。
【００７０】
図７に示すように、基板１０１はステージ６０１上に真空チャックにより固定される。ステージ６０１は図示しないモーターに接続され、回転される。
基板１０１を回転した状態で、第１のノズル６０３が基板１０１の上面の中心付近へ移動し、この中心部分に向かって、オゾン水を流出する。
オゾン水はオゾンが０．１〜２０ｐｐｍの濃度で純水に溶解しているものが使用でき、ここではオゾンが２ｐｐｍ溶解している溶液を用いた。
【００７１】
基板１０１上に流出されたオゾン水は、ステージ６０１の回転による遠心力で基板１０１の外側へと移動されて、オゾン水は飛翔して、カップ６０２に付着し、廃液口６０６から図示しない廃液タンクに集められる。
第１のノズル６０３からオゾン水を流出しながら、基板１０１を３分間、回転数３０００ｒｐｍで回転し、基板１０１全面にオゾン水が接するようにする。
この後に、基板１０１の回転数を２５００ｒｐｍにして、基板１０１上のオゾン水を乾燥（スピンドライ）させる。
【００７２】
次に、第２のノズル６０４が基板上面の中心付近へ移動し、基板１０１の上面の中心部分に向かって、エッチング液を流出する。エッチング液には４５℃のアルミ混酸（燐酸＋酢酸＋硝酸）を使用する。基板１０１を回転数５００ｒｐｍで４分間回転させながら、エッチングを行った。このときエッチングレートは１５００Å／ｍｉｎであった。
この後、第３のノズル６０５が基板１０１の回転の中心付近に移動して、純粋を流出する。
このようにしてエッチング工程を終了し、ゲイト電極１０６を形成する。このとき、エッチングは基板面内において均一に行われていた。（図１（Ａ））
【００７３】
なお、フォトレジスト表面に対するエッチング液の接触角は、オゾン水の流出前（純水洗浄後）が約３０°、オゾン水の流出後において約７°と、オゾン水との接触により、接触角が大幅に小さくなった。これは、レジスト表面へのオゾン水の接触により、フォトレジスト表面の表面エネルギーが小さくなったことを示す。
基板面に対する接触角は、基板を２５℃の恒温室内で水平に静置して、オゾン水をシリンジより一滴基板上に滴下して、測定した。
【００７４】
一方、オゾン水の流出工程を行わずに、その他を同一条件にしてエッチングを行った場合、エッチングが不十分な領域が島状（ブチ状）に多数存在していた。特に外周部にエッチングが不十分な領域が多数存在していた。
【００７５】
続いてフォトレジストのマスク１０５を除去せずに、３％の硫酸水溶液を用いて、ゲイト電極１０６の側面に多孔質の陽極酸化物１０７を０．１〜１μｍの厚さに、ここでは０．５μｍの厚さに形成する。
続いて、フォトレジストのマスク１０５を除去し、３〜１０％の酒石酸、硼酸、燐酸が含まれ、アンモニアで中和されたＰＨ≒７のエチレングルコール溶液を用いて、ゲイト電極１０６の側面および上面に緻密な陽極酸化物１０８を１５００Å形成する。
【００７６】
その後、イオンドーピング法によって、島状珪素膜１０３にゲイト電極１０６、陽極酸化物１０７、１０８をマスクとして自己整合的に不純物として硼素を注入する。
このときドーズ量は１〜８×１０15原子／ｃｍ2 、加速電圧は４０〜８０ｋＶ、例えばドーズ量を５×１０15原子／ｃｍ2 、加速電圧は６５ｋＶとする。
この結果、Ｐ型不純物領域１０９（ソース／ドレイン領域）、真性領域１１１（チャネル領域）が、Ｐ型不純物の濃度が極めて低いオフセット領域１１０を有して形成された。このオフセット領域１１０により、ＯＦＦ時のリーク電流の減少を図ることができる。（図１（Ｂ））
【００７７】
その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて、多孔質陽極酸化物１０７をエッチングする。このエッチングでは、多孔質陽極酸化物１０７のみがエッチングされ、緻密な陽極酸化物１０８は残存する。このときのエッチングレートは約６００Å／分であった。
【００７８】
さらに、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、活性層中に導入された不純物イオンの活性化をおこなった。
その後、全面に層間絶縁膜１１２として窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって３０００Åの厚さに形成する。
【００７９】
つぎに、この層間絶縁膜１１２上面に、フォトレジストをパターニング、焼成して、その後、層間絶縁膜１１２とゲイト絶縁膜１０５、および陽極酸化物１０７をエッチングして、コンタクトホール１１３、１１４を形成する。
コンタクトホール１１３、１１４を形成するには、図６の装置内に基板を設置し、オゾン水をレジストのマスクに接触させた後に、スピンエッチングを行った。
【００８０】
まず、窒化珪素よりなる層間絶縁膜１１２と酸化珪素よりなるゲイト絶縁膜１０５に対してコンタクトホールを設けるためのエッチングを行った。
ゲイト電極１０６の形成工程と同様の条件で、第１のノズル６０３からオゾン水を流出させて、フォトレジストのマスクに接触させる。その後、エッチング液としてバッファードフッ酸（ＢＨＦ）（ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝１０：１）を第２のノズル６０４から流出させ、基板を回転数５００ｒｐｍの速度で回転させながら、４分間のエッチングを行った。エッチングレートは１０００Å／ｍｉｎであった。
エッチング終了後、第３のノズル６０５から純粋を流出して、基板１０１を回転しながら、洗浄する。
【００８１】
さらに、図６の構成を有する他のチャンバーに基板１０１を移動し、陽極酸化物１０８をエッチングする。エッチングの前に、フォトレジストのマスクに再び、オゾン水を接触させてもよい。
ここではエッチング液として、７０℃に加熱した、３％燐酸＋３％無水クロム酸の混液を用い、基板を回転数５００ｒｐｍで回転させながら、４分間のエッチングを行った。なお、エッチングレートは４００Å／ｍｉｎであった。
エッチング終了後、第３のノズル６０５から純粋を流出して、基板１０１を回転しながら、洗浄する。
このようにして、ソース領域とゲイト電極領域にコンタクトホール１１３、１１４が形成される。（図１（Ｃ））
【００８２】
ここでは、絶縁膜（層間絶縁膜１１２、ゲイト絶縁膜１０５）のエッチングと、陽極酸化物１０８のエッチングを異なるエッチング装置で行ったが、図６に示すエッチング装置に、更にノズルを設けて、異なるエッチング液を供給するようにして、２つのエッチング工程を同一のエッチング内で行えるようにしてもよい。
【００８３】
コンタクトホール１１３、１１４を形成した後に、アルミニウム膜をスパッタ法によって６０００Åの厚さに成膜して、前述のゲイト電極１０６と同様に、パターニングされたフォトレジストに対するオゾン水の接触、スピンエッチングを行い、ソース電極１１５、ゲイト電極１１６を形成する。 諸条件は前述したゲイト電極１０６のエッチングと同じであった。（図１（Ｄ））
【００８４】
その後、パッシベーション膜１１７として酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって２０００Åの厚さに形成する。
つぎに、このパッシベーション膜１１７上にレジストを塗布、パターニング、焼成して形成し、パッシベーション膜１１７と層間絶縁膜１１２とゲイト絶縁膜１０４に対しエッチングを行った。
【００８５】
エッチング液として、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）（ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝１０：１）を用い、オゾン水の流出ののち、スピンエッチングを行った。エッチング時間は、６分、エッチングレートは、１０００Å／ｍｉｎ、回転数５００ｒｐｍであった。その後同様に洗浄工程を行った。
このようにして、コンタクトホール１１８を形成する。（図１（Ｅ））
【００８６】
さらに、ＩＴＯ膜をスパッタ法によって８００Åの厚さに形成し、フォトレジストを形成したのち、オゾン水の流出を同様に行い、スピンエッチングを行った。
エッチング液として、ＩＴＯ混酸（ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ：ＨＮＯ3 ）＝１：１：０．０３）を用いた。エッチング時間は０．５分、エッチングレートは１６００Å／ｍｉｎ、回転数５００ｒｐｍであった。その後同様に洗浄工程を行った。
【００８７】
このようにして、エッチングを行って画素電極１１９を形成し、画素ＴＦＴを作製する。いずれのエッチング工程においても、エッチングのムラは見られなかった。（図１（Ｆ））
【００８８】
なお、純水による洗浄工程前に、オゾン水流出工程を加えてもよい。これにより、純水による洗浄をより効果的に行うことができる。
また、オゾン水の流出と、スピンエッチングを個別のチャンバーにて、ともに基板を回転させながら行ってもよい。オゾン水の流出工程において、基板を回転させなくてもよい。
【００８９】
また、図７に示すエッチング装置に、実施例１で示したような紫外線照射手段を設けてもよい。この場合には、フォトレジストの濡れ性を高める工程には、紫外線照射と、オゾン水の接触を適宜に選択して行うことができる。さらにノズルを増設して、複数のエッチング液を流出させるようにすれば、異なる種類のエッチングを同一チャンバー内で連続して行うことも可能である。
【００９０】
本実施例では、オゾン水の流出によりレジスト表面の濡れ性を向上させる方法は、従来のスピンエッチング装置において、ノズルの数を増やすか、或いは流出させる溶液の種類を変えるのみで実現できるため、装置の新規な設計等が不要となる。
【００９１】
例えば、図３に示す装置において、スピンエッチング装置３０５内に、オゾン水を流出する第１のノズル、エッチング液を流出する第２のノズル、洗浄用の純水を流出する第３のノズルとを設けて、同一チャンバー内にて、洗浄、オゾン水流出、エッチング、および乾燥（スピンドライ）を行う。
この場合は、位置合わせ装置３０４の紫外線照射手段３０４ａを設けなくてもよい。
また、オゾン水流出用のチャンバー、洗浄用のチャンバー、異なる種類のエッチングを行うためのチャンバー等を本体３０１上に設けて各チャンバー毎に処理を行ってもよい。
【００９２】
〔実施例４〕
図４は本実施例のスピンエッチング装置の構成図であり、図５は図４の上面図である。実施例１〜３では、溶液が回転している基板の中心付近にのみ滴下、流出される構成としたが、実施例４では、所定の時間内において、回転している基板の上面（回転面）全体に、溶液が滴下、流出される構成とする。
【００９３】
実施例４においては、図４に示すスピンエッチング装置を用い、実施例１と同様にして、図１（Ａ）に示すような、パターニングされた硬化したフォトレジストが形成された被エッチング基板１０１を、スピンエッチング装置内へ導入し、エッチングを施す例を示す。
【００９４】
図４において、基板１０１はステージ２０１上に真空チャックにより固定されている。ステージ２０１は図示しないモーターに接続され、回転される。
図５に示すように、ノズル４０１は基板１０１の回転面の外側から延びており、その先端部４０１ａからエッチング液４１０が回転する基板１０１の上面に流出される。
【００９５】
さらに、ノズル４０１は、エッチング液の流出口すなわち先端部４０１ａは、基板１０１の回転面のほぼ中心部分を通過しながら、基板１０１の面に平行方向に左右に振られて、その軌跡が基板１０１の回転の中心を通る円弧を描くようになっている。
【００９６】
さらに、エッチング液が基板１０１の上面全体に滴下、流出されるように、ノズル４０１は基板１０１の面積に応じて、回転面の外周の一方から他方の間を、およそ０．５秒〜数秒で１往復するようになっている。なお、ノズル４０１の往復する範囲は回転している基板１０１の中心を通る実線で示す位置から、点線で示す位置の何れか一方（例えば右）の間であってもよい。
【００９７】
図５のように、ノズル４０１を先端部４０１ａを円弧状になるように振ると、極めて簡単な構成で、ノズル４０１の先端部４０１ａを基板１０１の回転面に対し水平に移動させることができる。
また、ノズル４０１の先端部４０１ａの軌跡を円弧状にしないで、ノズル４０１をリニアモーター等に取付け、この軌跡が直線状になるように振っても構わない。
【００９８】
図４に示すスピンエッチング装置を用いて、基板１０１上に形成されたアルミニウム膜のエッチングを行った。エッチング液として、４５℃のアルミ混酸（リン酸＋酢酸＋硝酸）をノズル４０１より流出させ、基板の回転数５００ｒｐｍ、４分間のエッチングを行なった。 エッチングレートは１５００Å／ｍｉｎであった。
その結果、エッチングは基板１０１の面内において均一に行われており、エッチングが不十分な領域はみられなかった。
【００９９】
このように、図４に示す構成とすることで、エッチング液は、基板回転面の中心部にのみエッチング液を滴下、流出した場合に比較して、基板１０１の面積が大きくなっても、エッチング液を基板１０１に均一に塗布することができる。
その結果、エッチングを基板面内において均一に行うことができる。
【０１００】
なお、図１、図７に示す実施例１、実施例２のスピンエッチング装置において、本実施例のノズルの構成を採用することも可能である。これにより、エッチングを基板の全表面に均一に供給することができると共に、基板にフォトレジストのマスクが形成されていても、紫外線照射又はオゾン水を接することにより、フォトレジストの濡れ性を向上させることができるため、基板に溶液をより均一に塗布することができる。
【０１０１】
〔実施例５〕
実施例５はノズルの構成に関するものであり、図６は実施例５のスピンエッチング装置の構成図であり、基板１０１の上方に、基板１０１の回転面に平行に直線状のエッチング液流出用のノズル５０１が設けられている。ノズル５０１に設けられた多数の孔５０２より、エッチング液５１０が基板１０１の面上に同時に滴下、流出され、基板１０１上に塗布される。
【０１０２】
ノズル５０１によってエッチング液が滴下、流出される幅は、少なくとも基板の対角線長の１／２以上を有している必要がある。この場合、基板が１回転することで、基板上面全体に均一にエッチング液が塗布される。
図６においては、ノズル５０１は基板の対角線全長にわたってエッチング液が滴下、流出されるようになっている。このため、基板１０１が１／２回転することで、基板１０１の上面全体に均一にエッチング液が塗布される。
【０１０３】
本実施例のように、シャワー状にエッチング液を流出させつつ、スピンエッチングを行うことによっても、図４の装置と同様に、エッチング液を基板上面に対し均一に塗布することができる。その結果、エッチングを、基板面内において、均一に行うことができる。
なお、上記エッチング工程の前に、フォトレジスト表面に対し、紫外線を照射したり、あるいはオゾン水を接触させると、より有効である。
【０１０４】
なお、図１、図７に示す実施例１、実施例２のスピンエッチング装置において、本実施例のノズルの構成を採用することも可能である。これにより、エッチングを基板の全表面に均一に供給することができると共に、基板にフォトレジストのマスクが形成されていても、紫外線照射又はオゾン水を接することにより、フォトレジストの濡れ性を向上させることができるため、基板に溶液をより均一に塗布することができる。
【０１０５】
〔実施例６〕
本実施例は、レジストマスクを用いて非晶質珪素膜表面上に所望のマスクパターンを形成し、このマスパターン上からニッケルを含んだ溶液を塗布することにより、非晶質珪素膜にニッケルを選択的に導入する例に関する。
【０１０６】
図８に本実施例における作製工程の概略を示す。まず、ガラス基板７０１（コーニング７０５９、１０ｃｍ角）上に、プラズマＣＶＤ法により、非晶質珪素膜７０２を５００Åの厚さに成膜する。この表面に、レジストを形成する。なお、レジストはポジ型でもネガ型のいずれでもでもよい。
そして通常のフォトリソパターニング工程により、必要とするパターンにレジストマスク７０３をパーニングする。（図８（Ａ））。
【０１０７】
この状態で、レジストのマスク７０３に紫外線を照射する。本実施例では、紫外線源として３６５ｎｍの高圧水銀ランプを用いて、出力が基板７０１表面で３ｍＷ／ｃｍ2 となるようにする。また照射時間は５〜１８０ｓｅｃ程度とすればよい。
【０１０８】
次に、１００ｐｐｍのニッケルを含有した酢酸塩溶液を５ｍｌ塗布（１０ｃｍ角基板の場合）する。この溶液の塗布するには、図４、５又は図６に示す装置をスピンコータとして用いればよい。
ステージ２０１を５０ｒｐｍの速度で回転しながら、ノズル４０１（５０１）からニッケル酢酸溶液を滴下して、１０秒のスピンコートをする。予め、レジストのマスク７０３に紫外線を照射したため、溶液に対する接触角が小さくなっているため、基板７０１表面全体に均一な膜７０４が形成される。
この状態で５分間保持した後に、ステージ２０１を２０００ｒｐｍの速度で回転して、６０秒のスピンドライを行う。なおこの保持は、ステージ２０１を速度０〜１５０ｒｐｍの回転をさせながら行なってもよい。（図８（Ｂ））
【０１０９】
そして、レジストのマスク７０３を酸素アッシングによって除去すると、マスク７０２の開口部７０３ａにおいて、非晶質珪素膜７０２に選択的にニッケル元素が吸着した領域７０５が形成される。なおレジストマスクの除去は、酸素中でのアニールによるものでもよい。
【０１１０】
その後５５０度（窒素雰囲気）、４時間の加熱処理を施すことにより、非晶質珪素膜７０２の結晶化を行う。この際、矢印で示すように、ニッケルが導入された領域７０５から、ニッケルが導入されなかった領域へと横方向に結晶成長が行われる。図８（Ｃ）において、７０６はニッケルが直接導入されて結晶化が行われた領域であり、７０７が横方向に結晶成長した領域である。
【０１１１】
上記加熱処理による結晶化の工程の後に、レーザー光や強光の照射によるアニールを行なうことは有用である。これは、結晶性珪素膜の結晶性をより高める効果がある。レーザー光としては、ＫｒＦエキシマレーザーやＸｅＣｌレーザーを用いればよい、また強光として赤外光を用いるのも有用である。赤外光は、ガラス基板には吸収されにくく、珪素に選択的に吸収されるので、大きなアニール効果を得ることができる。
〔実施例７〕
本実施例は、レジストマスクを用いて非晶質珪素膜表面上に所望のマスクパターンを形成し、このマスパターン上からニッケルを含んだ溶液を塗布することにより、非晶質珪素膜にニッケルを選択的に導入する例に関する。
【０１１２】
図８に本実施例における作製工程の概略を示す。まず、ガラス基板７０１（コーニング７０５９、１０ｃｍ角）上に、プラズマＣＶＤ法により、非晶質珪素膜７０２を５００Åの厚さに成膜する。この表面に、レジストを形成する。なお、レジストはポジ型でもネガ型のいずれでもでもよい。
そして通常のフォトリソパターニング工程により、必要とするパターンにパーニングして、レジストマスク７０３を形成する。（図８（Ａ））。
【０１１３】
この状態で、レジストのマスク７０３にオゾン水を接触させる。この際に、図４、５又は図６に示す装置をスピンコータとして用いればよい。
ステージ２０１を回転数３０００ｒｐｍで３分間回転しながら、ノズル４０１（５０１）からオゾン水を流出させる。オゾン水には、純水にオゾンが１〜２０ｐｐｍ程度溶解しているものを使用すればよい。
【０１１４】
次に、１００ｐｐｍのニッケルを含有した酢酸塩溶液を５ｍｌ塗布（１０ｃｍ角基板の場合）する。この溶液を塗布するには、図４〜６に示す装置をスピンコータとして用いればよい。
ステージ２０１を５０ｒｐｍの速度で回転しながら、ノズル４０１（６０１）からニッケル酢酸溶液を滴下して、１０秒のスピンコートをする。予め、レジストのマスク７０３にオゾン水を接しさせたため、溶液に対する接触角が小さくなっているため、基板７０１表面全体に均一な膜７０４が形成される。
この状態で５分間保持した後に、ステージ２０１を２０００ｒｐｍの速度で回転して、６０秒のスピンドライを行う。なおこの保持は、ステージ２０１を速度０〜１５０ｒｐｍの回転をさせながら行なってもよい。（図８（Ｂ））
【０１１５】
そして、レジストのマスク７０３を酸素アッシングによって除去すると、マスク７０２の開口部７０３ａにおいて、非晶質珪素膜７０２に選択的にニッケル元素が吸着した領域７０５が形成される。なおレジストマスクの除去は、酸素中でのアニールによるものでもよい。
【０１１６】
その後５５０度（窒素雰囲気）、４時間の加熱処理を施すことにより、非晶質珪素膜７０２の結晶化を行う。この際、矢印で示すように、ニッケルが導入された領域７０５から、ニッケルが導入されなった領域へと横方向に結晶成長が行われる。図８（Ｃ）において、７０６はニッケルが直接導入され結晶化が行われた領域であり、７０７が横方向に結晶化が行われた領域である。
【０１１７】
また、本実施例では、例えば図２に示す装置を使用して、オゾン水の接触と、ニッケル酢酸溶液の塗布を同一の装置で行うようにすることもできる。この場合には、ノズル２０３からオゾン水を供給するようにし、ノズル２０４からニッケル酢酸溶液を供給するようにすればよい。
【０１１８】
実施例６、７では珪素の結晶化を助長するための金属元素として、ニッケル（Ｎｉ）を使用したが、例えばＮｉの他に、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂから選ばれた一種または複数種類の元素を用いることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明により、スピンコーティングなど、基板面に対するエッチング液の移動速度が速い溶液塗布工程において、フォトレジスト表面に対し、紫外線を照射したり、あるいはオゾン水を接触させて、溶液に対する接触角を小さくなるようにしたため、レジストが形成されている基板に溶液を均一に塗布することが可能になる。このため、接触角の大きい溶液を用いても、またパターン幅が数μｍ程度以下のファインパターンであっても、パターンを形成しているレジスト間に溶液が十分に進入することができるので、例えばムラのない均一なエッチングや、珪素膜を均一に結晶化することが可能となる。
【０１２０】
また、溶液の流出口の軌跡を工夫することにより、従来のスピンコーティング法よりも溶液を均一に塗布することが可能であり、基板を大型化した場合でも、溶液を均一に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図２】 スピンエッチング装置を示す。
【図３】 スピンエッチング装置と他の装置とを一体化して設けた枚葉式装置を示す。
【図４】 スピンエッチング装置の他の構成を示す。
【図５】 図４の上面図を示す。
【図６】 スピンエッチング装置の他の構成を示す。
【図７】 スピンエッチング装置の他の構成を示す。
【図８】 非晶質珪素膜の結晶化工程を示す。
【符号の説明】
１０１ ガラス基板
１０２ 下地膜
１０３ 島状珪素膜
１０４ ゲイト絶縁膜
１０５ フォトレジストのマスク
１０６ ゲイト電極
１０７ 陽極酸化物（多孔質）
１０８ 陽極酸化物（緻密な膜質）
１０９ Ｐ型不純物領域（ソース／ドレイン領域）
１１０ オフセット領域
１１１ 真性領域
１１２ 層間絶縁膜
１１３、１１４、１１８ コンタクトホール
１１５ ソース電極
１１６ ゲイト電極
１１７ パッシベーション膜
１１９ 画素電極
２００ 紫外線照射手段
２０１ ステージ
２０２ カップ
２０３ 第１のノズル
２０４ 第２のノズル
２０５ 廃液口
３０１ 本体
３０２ ロボットアーム
３０３ カセット
３０４ 位置合わせ装置
３０５ スピンエッチング装置
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置の作製技術において、例えばウェトエッチング法のように、溶液を塗布する技術に使用される溶液塗布装置および溶液塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体集積回路や、アクティブマトリクス型の液晶電気光学装置等、半導体基板やガラス基板等の上に、半導体、絶縁体、金属などの薄膜を積層、形成し、薄膜トランジスタ等の半導体装置を作製工程において、洗浄、ウェットエッチングのように、溶液を基板に供給する工程がしばしば行われている。
溶液の供給方法には、以下に示すようなものが一般に行われている。
（１）例えばバッチエッチングに使用されているように、基板を溶液の入った水槽に浸す方法
（２）基板上面に、複数の噴出口からシャワーのように溶液を流出させる方法。（スプレー法）
（３）基板を回転させながら、回転面の中心付近にノズルから溶液を滴下又は流出させる方法。（スピンコーティング法）
特に、方法（３）のスピンコーティング法は、基板を一枚づつ均質に処理でき、いわゆる枚葉式処理に適した方法である。
【０００３】
【従来技術の問題点】
しかしながら、スピンコーティング法では、基板を速度１００〜１０００ｒｐｍで回転させているため、回転面の中心付近に滴下、流出された溶液が高速で回転面の外側へと移動される。このため、基板に対して溶液の移動速度、すなわち液循環が、他の溶液供給方法（１）、（２）と比較して極めて速い。
また、遠心力のため、回転面の中心部分と外周部分において、外周部分の溶液の移動速度が中心部分より速い。
【０００４】
このことが原因となって、以下のような問題が生じていた。
例えば、ウェットエッチング工程において、レジストに対する接触角の大きいエッチング液、例えばフッ酸系のエッチング液を用いてスピンエッチングを行った場合、被エッチング面にエッチング液が十分に濡れず、エッチング液が玉状になって流れ出てしまったりした。
その結果、基板面全体に島状のエッチングのムラが生じてしまった。
特に、アルミ混酸系のエッチング液を用いた場合には、外周部にエッチングされていない部分が残ってしまった。
このように、エッチングが同一基板面内において、不均一になるという現象が発生した。
【０００５】
この現象は、レジストのパターン幅の微細化が進むほど顕著となった。すなわち、微細部にエッチング液が均一に侵入できず、液循環が不十分になりやすかった。
また、基板面積が大きくなると、基板面に対するエッチング液の接触が不均一になりやすかった。
また、上記（２）のスプレー法においても、ムラが生じることがあった。
【０００６】
液晶表示装置において、石英やガラス等の１枚の基板上に数十万個の薄膜トランジスタが同一の工程で作製されるため、１個の薄膜トランジスタの不良が基板の不良になるため、上記のようなエッチングの不均一は歩留りの大きな要因となる。
【０００７】
また、レジストのマスクを使用する工程で、薄膜トランジスタの作製工程に特徴的な技術として、金属元素の触媒作用を利用して、非晶質の半導体材料を選択的に結晶化させる技術が本出願人により、特開平６−３１９１６７号等に開示されている。
これは、非晶質珪素膜上にレジストのマスクを形成して、ニッケル等の金属元素を添加した溶液を塗布する。この結果、フォトレジストのマスクの開口部において、金属元素が非晶質珪素膜の表面に選択的に接触される。この状態で、熱アニール、レーザー光照射により加熱すること、金属元素が接している領域から順次に非晶質珪素膜が結晶化される。
しかしながら、金属元素を含有する溶液が均一に塗布されないと、非晶質珪素膜が十分に結晶化されないため、同一基板上で、素子毎の特性がばらついてしまう。
従来、金属元素を含有する溶液を均一に塗布するために、非晶質珪素膜の表面に極薄い酸化膜を形成して、非晶質珪素膜の濡れ性を高めたり、或いは溶液に界面活性剤を混入していたが、手間が掛かる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の問題点を解決して、スピンコーティングのような、基板面に対して溶液の移動速度、すなわち液循環が速い溶液供給方法に関して、フォトレジストが形成されている基板に対して、溶液を均一に塗布でき、かつ良好に液循環することが可能な溶液塗布装置および溶液塗布方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、スピンエッチングのような、被エッチング面に対してエッチング液の移動速度、すなわち液循環が速い溶液塗布方法に関して、溶液の供給（滴下、流出）方法を工夫して、溶液を均一に塗布することを可能にする溶液塗布装置および溶液塗布を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するたの手段】
上記の問題点を解決するために、本明細書に開示する発明の１つは、
パターニングされたレジストが表面に形成されている被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に対して、エッチング液を均一に塗布するための手段を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１０】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する手段と、
前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１１】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する手段と、
前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する手段と、
前記被エッチング基板を回転させる手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１２】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる手段と、
前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１３】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる手段と、
前記被エッチング基板に対し、エッチング液を供給する手段と、
前記被エッチング基板を回転させるための手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１４】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する工程と、
該工程の後、前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００１５】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対し、紫外線を照射する工程と、
該工程の後、前記被エッチング基板を回転させ、回転している前記被エッチング基板に対し、エッチング液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００１６】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対し、オゾン水を接触させる工程と、
該工程の後、前記被エッチング基板に対し、エッチング液を供給する工程と、を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００１７】
また、本明細書に開示する他の発明は、
被エッチング基板または被エッチング基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる工程と、
該工程の後、前記被エッチング基板を回転させながら、前記被エッチング基板に対して、エッチング液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００１８】
また、本明細書に開示する他の発明は、
パターニングされたレジストが表面に形成されている基板または基板上の被膜に対して、金属元素を含有する溶液を均一に塗布するための手段を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００１９】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する手段と、
前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００２０】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する手段と、
前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する手段と、
前記基板を回転させる手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００２１】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる手段と、
前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００２２】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる手段と、
前記基板に対し、金属元素を含有する溶液を供給する手段と、
前記基板を回転させるための手段と、
を有することを特徴とする溶液塗布装置である。
【００２３】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する工程と、
該工程の後、前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００２４】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、紫外線を照射する工程と、
該工程の後、前記基板を回転させながら、前記基板に対し、金属元素を含有する溶液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００２５】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対し、オゾン水を接触させる工程と、
該工程の後、前記基板に対し、金属元素を含有する溶液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００２６】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、オゾン水を接触させる工程と、
該工程の後、前記基板を回転させながら、前記基板に対して、金属元素を含有する溶液を供給する工程と、
を有することを特徴とする溶液塗布方法である。
【００２７】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板を回転させる手段と、
パターニングされたレジストが形成されている基板または基板上の被膜に対し、溶液を供給する手段と、
を有し、
前記溶液を供給する手段は、所定の時間内において、回転している基板の上面全体に、溶液を供給すること
を特徴とする溶液塗布装置である。
【００２８】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板を回転する回転手段と、
基板または基板上の被膜に形成された、パターニングされたレジストに対して、溶液を供給する手段と、
を有し、
前記溶液を供給する手段において、
溶液の流出口は、基板面に平行な方向に往復移動し、かつ該往復運動における前記溶液の流出口の軌跡が、前記基板の回転の概略中心部分を通ること
を特徴とする溶液塗布装置である。
【００２９】
また、本明細書に開示する他の発明は、
基板を回転する手段と、
パターニングされたレジストが形成されている基板または基板上の被膜に対し、溶液を供給する手段と、
を有し、
前記溶液を供給する手段は、少なくとも、前記基板の回転軌跡の中心から外周までの長さにわたって、溶液を同時に供給すること
を特徴とする溶液塗布装置である。
【００３０】
【作用】
一般に硬化後のレジストに対して、紫外線を一定時間照射したり、オゾン水（オゾン（Ｏ3 ）が０．１〜２０ｐｐｍ溶解した水）を接触させることで、レジストに対する溶液の接触角が小さくなり、溶液の濡れ性が大幅に向上する。
本発明はこの現象を利用したものであり、溶液を塗布する前に、基板に形成された、パターニング・硬化したレジストのマスクに対し、紫外線を照射する、またはオゾン水と接触をさせるようにしている。これにより、スピンエッチングなど、被エッチング面に対するエッチング液の移動速度が速いエッチング方法において、接触角の大きいエッチング液を用いても、同一基板面内において、ムラのない均質なエッチングが可能となる。
【００３１】
さらに、パターン幅が数μｍ程度以下のファインパターンであっても、パターンを形成しているレジスト間に溶液が十分に進入するため、均質なエッチングが可能である。
また、基板を大型化した場合でも、エッチングのムラの発生を防ぐことができる。
【００３２】
紫外線照射、またはオゾン水処理により溶液が良好に塗布される効果が生じる原理としては、硬化したレジストに対して、紫外線の照射またはオゾン水との接触を行うことで、レジスト表面の有機物（または有機性汚染物）が分解、除去され、またはそれと同時にレジスト表面が活性化し、その結果レジストの表面エネルギーが低下し、溶液との接触角が小さくなる、ということが考えられる。なお、紫外線照射する場合には、酸素雰囲気の方が有機物との反応性に富むため効果的である。
【００３３】
ただし、硬化したレジストに対して、紫外線の照射またはオゾン水との接触を行うことで、液体との接触角が小さくなる現象は、一時的に現れるものであり、紫外線を照射した後やオゾン水を接触をした後、しばらくすると再び接触角が増大する。
接触角が低下している時間は、紫外線照射時間やオゾン水との接触時間、紫外線（紫外光）の強度、オゾン水のオゾン濃度等により変化するが、空気中においては数分〜数時間である。
したがって、紫外線を照射する工程、またはオゾン水を接触する工程は、溶液を塗布する直前に行うことが望ましい。
【００３４】
また、本発明において、均一に溶液を塗布する方法として、スピンコーティングおいて、レジストに対する紫外線の照射や、オゾン水との接触を行う以外に、溶液の滴下又は流出方法を改良している。
即ち、所定の時間内において、回転している被エッチング基板の上面全体に、溶液が滴下、流出されるようにすることにより、基板の回転面の中心付近にのみ溶液を滴下、流出させている場合に比較して、溶液が均一に塗布されることを、本出願人は発見した。
具体的には、基板を回転しながら、溶液を滴下、流出するノズルの溶液流出口（ノズルの先端）を、基板の面と平行に往復移動させて、エッチング液が基板面全体に滴下、流出されるようにする。
【００３５】
あるいは、基板を回転しながら、少なくとも基板の回転の中心から外周までの長さにわたって、エッチング液を同時に流出または滴下して、シャワー状に散布してもよい。すなわち、少なくとも基板が１回転することで、基板面全体に溶液が滴下、流出（供給）されるので、均一に溶液が塗布される。
この溶液塗布工程の直前に、紫外線照射工程またはオゾン水とのに接触工程を行うことにより、溶液塗布の均一化に一層寄与する。
【００３６】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例は、アクティブマトリクス型の液晶電気光学装置に用いられる、Ｐチャネル型の画素ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の作製工程において、エッチング工程の前に紫外線を照射する工程を行うようにした例である。図１は本実施例におけるＰチャネル型の画素ＴＦＴの作製工程図である。
【００３７】
図１（Ａ）に示すように、まずガラス基板１０１（コーニング社♯７０５９
１００ｍｍ×１００ｍｍ）上に、下地膜１０２としてスパッタ法で酸化珪素膜を３０００Åの厚さに成膜する。
【００３８】
次に、プラズマＣＶＤ法によって非晶質珪素膜を５００Åに厚さに成膜する。その後、窒素雰囲気中において、６００℃、１２時間の熱アニールを施すことによって結晶化せしめた。その後、さらに、結晶性を向上させるためにレーザーアニールを施する。レーザーのエネルギー密度は２５０〜３５０ｍＪ／ｃｍ2 が適当であった。本実施例では３００ｍＪ／ｃｍ2 とする。
このようにして形成した結晶性珪素膜をパターニングして、島状珪素膜１０３を形成する。この島状珪素膜１０３は後にＴＦＴの活性層を構成するものである。
そして、この島状珪素膜１０３を覆うように、ゲイト絶縁膜１０４として厚さ１０００Åの酸化珪素膜をスパッタ法により形成する。
【００３９】
その後、厚さ６０００Åのアルミニウム膜を減圧ＣＶＤ法によって形成する。このアルミニウム膜の上面にフォトレジスト、ここでは東京応化（株）製ＯＦＰＲ−８００（３０ｃｐ）をスピンコーティング法により塗布して、９０℃で仮焼成し、露光、現像、本焼成して、パターニングして、硬化したフォトレジストのマスク１０５を形成する。
【００４０】
次に、基板を図２に示すスピンエッチング装置内へ導入し、紫外線照射と、アルミニウム膜のエッチングを行ない、ゲイト電極１０６を形成する。なお、基板１０１の移動はロボットアーム等の搬送手段を用いることが望ましい。
【００４１】
図２に示すスピンエッチング装置について説明する。
図２において、基板１０１はステージ２０１上に真空チャックにより固定される。ステージ２０１は図示しないモーターに接続され、回転する。
【００４２】
また、チャンバー内には、紫外線源照射手段２００が設けられている。紫外線源（光源）には波長４００ｎｍ以下の光を発するものが使用できる。ここでは３６５ｎｍの高圧水銀ランプを用いた。
基板１０１を搬入し、ステージ２０１上に真空チャックにより固定して、紫外線源照射手段２００により、フォトレジストのマスク１０５に紫外線を照射する。照射時間は５〜１８０ｓｅｃとし、ここでは６０ｓｅｃとする。また、出力は基板１０１上で３ｍＷ／ｃｍ2 となるようにする。
【００４３】
これにより、フォトレジスト表面に対するエッチング液の接触角は、紫外線照射前（純水洗浄後）が約３０°、紫外線照射後において約４°と、紫外線照射により接触角を大幅に小さくすることができた。これは、紫外線照射により、フォトレジスト表面の表面エネルギーが小さくなったことを示す。
なお、被エッチング面に対するエッチング液の接触角は、基板を２５℃の恒温室内で水平に静置し、エッチング液をシリンジより一滴被エックング面上に滴下し、測定する。
【００４４】
次に、第１のノズル２０３が基板１０１の上面の中心付近へ移動し、基板１０１を回転した状態で、回転の中心部分に向かって、エッチング液を流出する。
基板１０１上に流出されたエッチング液は、ステージ２０１の回転による遠心力で基板１０１の外側へと移動され、カップ２０２へ飛翔する。
カップ２０２に付着したエッチング液は、廃液口２０５より、図示しない廃液タンクに集められる。
【００４５】
ここでは、エッチング液として、４５℃のアルミ混酸（リン酸＋酢酸＋硝酸）を第１のノズル２０３より流出させ、基板１０１の回転数を５００ｒｐｍとし、４分間のエッチングを行った。
エッチングレートは１５００Å／ｍｉｎであった。
【００４６】
エッチングの後に、回転している基板１０１の上面の中心部分に、第２のノズル２０４から純水を流出させ、基板１０１の上面を洗浄する。また、エッチングの前にも同様に基板１０１を洗浄するようにしてもよい。
このようにしてエッチング工程を終了し、ゲイト電極１０６を形成する。このとき、エッチングは基板１０１面内において均一に行われていた。（図１（Ａ））
【００４７】
一方、紫外線照射を行わずに、その他の条件を同一にしてエッチングを行った場合、エッチングが不十分な領域が島状（ブチ状）に多数存在していた。特に外周部にエッチングの不十分な領域が多数存在していた。
【００４８】
エッチング工程の後に、ロボッドアームにより、基板１０１をスピンエッチング装置から搬出して、ゲイト電極１０６を陽極酸化する。
図１（Ｂ）に示すように、フォトレジストのマスク１０５を除去せずに、３％の硫酸水溶液を用いて、ゲイト電極１０６の側面に多孔質の陽極酸化物１０７を０．１〜１μｍここでは０．５μｍの厚さに形成する。
続いて、フォトレジストのマスク１０５を除去して、３〜１０％の酒石酸、硼酸、燐酸が含まれ、アンモニアで中和されたＰＨ≒７のエチレングルコール溶液を用いて、ゲイト電極１０６の側面および上面に緻密な陽極酸化物１０８を１５００Åの厚さに形成する。
【００４９】
その後、イオンドーピング法によって、島状珪素膜１０３にゲイト電極１０６、陽極酸化物１０７、１０８をマスクにして不純物を注入し、半導体の活性層を自己整合的に作製する。本実施例では、Ｐ型の伝導性を得るために硼素イオンを注入する。
このときドーズ量は１〜８×１０15原子／ｃｍ2 、加速電圧は４０〜８０ｋＶ、例えばドーズ量を５×１０15原子／ｃｍ2 、加速電圧は６５ｋＶとする。
この結果、Ｐ型不純物領域１０９（ソース／ドレイン領域）、真性領域１１１（チャネル領域）が、Ｐ型不純物の濃度が極めて低いオフセット領域１１０を有して形成される。このオフセット領域により、ＯＦＦ時のリーク電流の減少を図ることができる。（図１（Ｂ））
【００５０】
その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて、多孔質陽極酸化物をエッチングする。このエッチングでは、多孔質の陽極酸化物１０７のみがエッチングされ、緻密な陽極酸化物１０８は残存する。このときのエッチングレートは約６００Å／分とする。
【００５１】
さらに、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、活性層中に注入された不純物イオンを活性化させる。
その後、全面に層間絶縁膜１１２として窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって３０００Åの厚さに形成する。
【００５２】
つぎに、図１（Ｃ）に示すように層間絶縁膜１１２上面に、フォトレジストをパターニング、焼成して、フォトレジストのマスクを作製し、このマスクを用いて、層間絶縁膜１１２とゲイト絶縁膜１０５、および陽極酸化物１０７に対しエッチングを行ない、コンタクトホール１１３、１１４を作製する。
【００５３】
次に、ゲイト電極１０６の作製工程と同様に、フォトレジストのマスクに紫外線を照射して、フォトレジストのマスクの濡れ性を高める。その後、図２に示すスピンエッチング装置に基板を搬送して、スピンエッチングを行った。
【００５４】
まず、窒化珪素よりなる層間絶縁膜１１２と酸化珪素よりなるゲイト絶縁膜１０４に対してエッチングを行った。
ここでは、エッチング液としてバッファードフッ酸（ＢＨＦ）（ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝１０：１）を、第１のノズル２０３から流出させ、基板１０１を回転数５００ｒｐｍで回転させながら、４分間のエッチングを行った。エッチングレートは約１０００Å／ｍｉｎであった。
エッチング終了後、基板１０１を回転させながら、第２のノズル２０４から純水を供給して、基板１０１を洗浄する。
【００５５】
さらに、図２の構成を有する他の装置のチャンバーに基板を移動し、緻密な陽極酸化物１０８をエッチングする。 必要であれば、エッチングの前にフォトレジストのマスクに紫外線を照射してもよい。
ここではエッチング液として、７０℃に加熱した、３％燐酸＋３％無水クロム酸の混液を用いる。基板１０１を回転数５００ｒｐｍで回転しながら、４分間のエッチングを行った。エッチングレートは４００Å／ｍｉｎであった。エッチング終了後、純水により洗浄する。
２回のエッチング工程を経て、ソース領域とゲイト電極領域にコンタクトホール１１３、１１４が形成される。（図１（Ｃ））
【００５６】
さらに、アルミニウム膜をスパッタ法によって６０００Åの厚さに成膜する。前述のゲイト電極１０６を形成する工程と同様に、フォトレジストのマスクに対して紫外線を照射した後に、アルミニウム膜をスピンエッチングして、ソース電極１１５、ゲイト電極１１６を形成する。
諸条件は前述したゲイト電極１０６のエッチングと同じとする。（図１（Ｄ））
【００５７】
その後、パッシベーション膜１１７として酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって２０００Åの厚さに形成する。
このパッシベーション膜１１７上にレジストを塗布して、パターニングして、焼成して、エッチングのマスクを形成する。このマスクを用いて、パッシベーション膜１１７と層間絶縁膜１１２とゲイト絶縁膜１０４とに対してエッチングを行って、コンタクトホール１１８を形成する。
【００５８】
エッチング液として、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）（ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝１０：１）を用い、紫外線照射ののち、スピンエッチングを行った。エッチング時間は、６分、エッチングレートは約１０００Å／ｍｉｎ、回転数５００ｒｐｍであった。その後同様に洗浄工程を行った。
このようにして、コンタクトホール１１８が形成される。（図１（Ｅ））
【００５９】
さらに、スパッタ法によってＩＴＯ膜を８００Åの厚さに形成し、フォトレジストのマスクを形成したのち、紫外線照射を同様に行い、さらにスピンエッチングを行った。
エッチング液として、ＩＴＯ混酸（ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ：ＨＮＯ3 ＝１：１：０．０３）を用いた。エッチング時間は０．５分、エッチングレートは１６００Å／ｍｉｎ、回転数５００ｒｐｍであった。その後同様に洗浄工程を行った。
【００６０】
このようにして、エッチングをおこなってコンタクトホールを形成し、画素電極１１９を形成し、画素ＴＦＴを作製する。いずれのエッチング工程においても、エッチングのムラは見られなかった。（図１（Ｆ））
【００６１】
本実施例において、純水による洗浄工程前に、フォトレジストのマスクに対して紫外線を照射してもよい。これにより、フォトレジストのマスクの濡れ性が高まるため、純水による洗浄をより効果的に行うことができる。
また、図２に示すスピンエッチング装置のチャンバー内に、高圧水銀ランプ等の紫外線源を設けて、同一チャンバー内で紫外線照射とエッチングを行うようにしてもよい。
さらにノズルを増設することで、複数のエッチング液を流出させ、異なる種類のエッチングを同一チャンバー内で連続して行うことも可能である。
【００６２】
〔実施例２〕
本実施例は他の装置とを一体化されたスピンエッチング装置とに関するものであり、図３は本実施例のスピンエッチング装置の構成図である。
本体３０１上には、中央部に基板１０１を移動させるロボットアーム３０２が設けられ、ロボットアーム３０２を取り囲むように、複数の基板１０１を収納するためのカセット３０３と、位置合わせ（アライメント）装置３０４と、スピンエッチング装置３０５とが設けられている。
【００６３】
位置合わせ装置３０４内には、上部から紫外線を照射するために、高圧水銀ランプ等から成る紫外線照射手段３０４ａが設けられている。これにより、位置合わせと同時に、紫外線を照射できるようにして、工程を簡略化している。
【００６４】
また、スピンエッチング装置３０５内には、エッチング液を流出する第１のノズルと、洗浄用の純水を流出する第２のノズルとが設けられており、同一チャンバー内にて、洗浄、エッチング、および乾燥（スピンドライ）を行うようになっている。
なお、洗浄用のチャンバー、異なる種類のエッチングを行うためのチャンバー等を別々に本体３０１上に設けて、チャンバー毎に処理を行ってもよい。
【００６５】
〔実施例３〕
本実施例は、本発明をアクティブマトリクス型の液晶電気光学装置に用いられる、Ｐチャネル型の画素ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を形成工程に応用したものであり、エッチング工程の前にオゾン水をレジストに接触させる工程を採用したものである。
【００６６】
図１は本実施例のＰチャネル型の画素ＴＦＴの作製工程図であり、ガラス基板１０１（コーニング社＃７０５９ １００ｍｍ×１００ｍｍ）上に、下地膜１０２としてスパッタ法で酸化珪素膜を３０００Åの厚さに成膜する。
【００６７】
次に、プラズマＣＶＤ法によって非晶質珪素膜を５００Åの厚さに成膜する。その後、窒素雰囲気中において、６００℃、１２時間の熱アニールを施すことによって結晶化せしめた。その後、結晶性をより向上させるために、レーザーアニールを施す。レーザーのエネルギー密度は２５０〜３５０ｍＪ／ｃｍ2 が適当であり、本実施例では３００ｍＪ／ｃｍ2 とする。
このようにして形成した、結晶性珪素膜をパターニングして、島状珪素膜１０３を形成する。この島状珪素膜１０３は後にＴＦＴの活性層を形成するものである。
そして、この島状珪素膜１０３を覆うように、ゲイト絶縁膜１０４として厚さ１０００Åの酸化珪素膜を、スパッタ法により形成する。
【００６８】
その後、厚さ６０００Åのアルミニウム膜を減圧ＣＶＤ法によって形成する。このアルミニウム膜の上面にフォトレジスト、ここでは東京応化（株）製ＯＦＰＲ−８００（３０ｃｐ）をスピンコーティング法により塗布し、９０℃で仮焼成し、露光、現像、本焼成して、パターニングして、フォトレジストのマスク１０５を形成する。フォトレジストのマスク１０５を用いて、アルミニウム膜をエッチングして、ゲイト電極１０６を形成する。（図１（Ａ））
【００６９】
ゲイト電極１０６を形成するには、基板１０１を図７に示すスピンエッチング装置内へ搬入して、フォトレジストのマスク１０５をオゾン水と接しさせて、エッチングする。
なお、基板１０１の移動はロボットアーム等の搬送手段を用いることが望ましい。
【００７０】
図７に示すように、基板１０１はステージ６０１上に真空チャックにより固定される。ステージ６０１は図示しないモーターに接続され、回転される。
基板１０１を回転した状態で、第１のノズル６０３が基板１０１の上面の中心付近へ移動し、この中心部分に向かって、オゾン水を流出する。
オゾン水はオゾンが０．１〜２０ｐｐｍの濃度で純水に溶解しているものが使用でき、ここではオゾンが２ｐｐｍ溶解している溶液を用いた。
【００７１】
基板１０１上に流出されたオゾン水は、ステージ６０１の回転による遠心力で基板１０１の外側へと移動されて、オゾン水は飛翔して、カップ６０２に付着し、廃液口６０６から図示しない廃液タンクに集められる。
第１のノズル６０３からオゾン水を流出しながら、基板１０１を３分間、回転数３０００ｒｐｍで回転し、基板１０１全面にオゾン水が接するようにする。
この後に、基板１０１の回転数を２５００ｒｐｍにして、基板１０１上のオゾン水を乾燥（スピンドライ）させる。
【００７２】
次に、第２のノズル６０４が基板上面の中心付近へ移動し、基板１０１の上面の中心部分に向かって、エッチング液を流出する。エッチング液には４５℃のアルミ混酸（燐酸＋酢酸＋硝酸）を使用する。基板１０１を回転数５００ｒｐｍで４分間回転させながら、エッチングを行った。このときエッチングレートは１５００Å／ｍｉｎであった。
この後、第３のノズル６０５が基板１０１の回転の中心付近に移動して、純粋を流出する。
このようにしてエッチング工程を終了し、ゲイト電極１０６を形成する。このとき、エッチングは基板面内において均一に行われていた。（図１（Ａ））
【００７３】
なお、フォトレジスト表面に対するエッチング液の接触角は、オゾン水の流出前（純水洗浄後）が約３０°、オゾン水の流出後において約７°と、オゾン水との接触により、接触角が大幅に小さくなった。これは、レジスト表面へのオゾン水の接触により、フォトレジスト表面の表面エネルギーが小さくなったことを示す。
基板面に対する接触角は、基板を２５℃の恒温室内で水平に静置して、オゾン水をシリンジより一滴基板上に滴下して、測定した。
【００７４】
一方、オゾン水の流出工程を行わずに、その他を同一条件にしてエッチングを行った場合、エッチングが不十分な領域が島状（ブチ状）に多数存在していた。特に外周部にエッチングが不十分な領域が多数存在していた。
【００７５】
続いてフォトレジストのマスク１０５を除去せずに、３％の硫酸水溶液を用いて、ゲイト電極１０６の側面に多孔質の陽極酸化物１０７を０．１〜１μｍの厚さに、ここでは０．５μｍの厚さに形成する。
続いて、フォトレジストのマスク１０５を除去し、３〜１０％の酒石酸、硼酸、燐酸が含まれ、アンモニアで中和されたＰＨ≒７のエチレングルコール溶液を用いて、ゲイト電極１０６の側面および上面に緻密な陽極酸化物１０８を１５００Å形成する。
【００７６】
その後、イオンドーピング法によって、島状珪素膜１０３にゲイト電極１０６、陽極酸化物１０７、１０８をマスクとして自己整合的に不純物として硼素を注入する。
このときドーズ量は１〜８×１０15原子／ｃｍ2 、加速電圧は４０〜８０ｋＶ、例えばドーズ量を５×１０15原子／ｃｍ2 、加速電圧は６５ｋＶとする。
この結果、Ｐ型不純物領域１０９（ソース／ドレイン領域）、真性領域１１１（チャネル領域）が、Ｐ型不純物の濃度が極めて低いオフセット領域１１０を有して形成された。このオフセット領域１１０により、ＯＦＦ時のリーク電流の減少を図ることができる。（図１（Ｂ））
【００７７】
その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて、多孔質陽極酸化物１０７をエッチングする。このエッチングでは、多孔質陽極酸化物１０７のみがエッチングされ、緻密な陽極酸化物１０８は残存する。このときのエッチングレートは約６００Å／分であった。
【００７８】
さらに、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、活性層中に導入された不純物イオンの活性化をおこなった。
その後、全面に層間絶縁膜１１２として窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって３０００Åの厚さに形成する。
【００７９】
つぎに、この層間絶縁膜１１２上面に、フォトレジストをパターニング、焼成して、その後、層間絶縁膜１１２とゲイト絶縁膜１０５、および陽極酸化物１０７をエッチングして、コンタクトホール１１３、１１４を形成する。
コンタクトホール１１３、１１４を形成するには、図６の装置内に基板を設置し、オゾン水をレジストのマスクに接触させた後に、スピンエッチングを行った。
【００８０】
まず、窒化珪素よりなる層間絶縁膜１１２と酸化珪素よりなるゲイト絶縁膜１０５に対してコンタクトホールを設けるためのエッチングを行った。
ゲイト電極１０６の形成工程と同様の条件で、第１のノズル６０３からオゾン水を流出させて、フォトレジストのマスクに接触させる。その後、エッチング液としてバッファードフッ酸（ＢＨＦ）（ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝１０：１）を第２のノズル６０４から流出させ、基板を回転数５００ｒｐｍの速度で回転させながら、４分間のエッチングを行った。エッチングレートは１０００Å／ｍｉｎであった。
エッチング終了後、第３のノズル６０５から純粋を流出して、基板１０１を回転しながら、洗浄する。
【００８１】
さらに、図６の構成を有する他のチャンバーに基板１０１を移動し、陽極酸化物１０８をエッチングする。エッチングの前に、フォトレジストのマスクに再び、オゾン水を接触させてもよい。
ここではエッチング液として、７０℃に加熱した、３％燐酸＋３％無水クロム酸の混液を用い、基板を回転数５００ｒｐｍで回転させながら、４分間のエッチングを行った。なお、エッチングレートは４００Å／ｍｉｎであった。
エッチング終了後、第３のノズル６０５から純粋を流出して、基板１０１を回転しながら、洗浄する。
このようにして、ソース領域とゲイト電極領域にコンタクトホール１１３、１１４が形成される。（図１（Ｃ））
【００８２】
ここでは、絶縁膜（層間絶縁膜１１２、ゲイト絶縁膜１０５）のエッチングと、陽極酸化物１０８のエッチングを異なるエッチング装置で行ったが、図６に示すエッチング装置に、更にノズルを設けて、異なるエッチング液を供給するようにして、２つのエッチング工程を同一のエッチング内で行えるようにしてもよい。
【００８３】
コンタクトホール１１３、１１４を形成した後に、アルミニウム膜をスパッタ法によって６０００Åの厚さに成膜して、前述のゲイト電極１０６と同様に、パターニングされたフォトレジストに対するオゾン水の接触、スピンエッチングを行い、ソース電極１１５、ゲイト電極１１６を形成する。 諸条件は前述したゲイト電極１０６のエッチングと同じであった。（図１（Ｄ））
【００８４】
その後、パッシベーション膜１１７として酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって２０００Åの厚さに形成する。
つぎに、このパッシベーション膜１１７上にレジストを塗布、パターニング、焼成して形成し、パッシベーション膜１１７と層間絶縁膜１１２とゲイト絶縁膜１０４に対しエッチングを行った。
【００８５】
エッチング液として、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）（ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝１０：１）を用い、オゾン水の流出ののち、スピンエッチングを行った。エッチング時間は、６分、エッチングレートは、１０００Å／ｍｉｎ、回転数５００ｒｐｍであった。その後同様に洗浄工程を行った。
このようにして、コンタクトホール１１８を形成する。（図１（Ｅ））
【００８６】
さらに、ＩＴＯ膜をスパッタ法によって８００Åの厚さに形成し、フォトレジストを形成したのち、オゾン水の流出を同様に行い、スピンエッチングを行った。
エッチング液として、ＩＴＯ混酸（ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ：ＨＮＯ3 ）＝１：１：０．０３）を用いた。エッチング時間は０．５分、エッチングレートは１６００Å／ｍｉｎ、回転数５００ｒｐｍであった。その後同様に洗浄工程を行った。
【００８７】
このようにして、エッチングを行って画素電極１１９を形成し、画素ＴＦＴを作製する。いずれのエッチング工程においても、エッチングのムラは見られなかった。（図１（Ｆ））
【００８８】
なお、純水による洗浄工程前に、オゾン水流出工程を加えてもよい。これにより、純水による洗浄をより効果的に行うことができる。
また、オゾン水の流出と、スピンエッチングを個別のチャンバーにて、ともに基板を回転させながら行ってもよい。オゾン水の流出工程において、基板を回転させなくてもよい。
【００８９】
また、図７に示すエッチング装置に、実施例１で示したような紫外線照射手段を設けてもよい。この場合には、フォトレジストの濡れ性を高める工程には、紫外線照射と、オゾン水の接触を適宜に選択して行うことができる。さらにノズルを増設して、複数のエッチング液を流出させるようにすれば、異なる種類のエッチングを同一チャンバー内で連続して行うことも可能である。
【００９０】
本実施例では、オゾン水の流出によりレジスト表面の濡れ性を向上させる方法は、従来のスピンエッチング装置において、ノズルの数を増やすか、或いは流出させる溶液の種類を変えるのみで実現できるため、装置の新規な設計等が不要となる。
【００９１】
例えば、図３に示す装置において、スピンエッチング装置３０５内に、オゾン水を流出する第１のノズル、エッチング液を流出する第２のノズル、洗浄用の純水を流出する第３のノズルとを設けて、同一チャンバー内にて、洗浄、オゾン水流出、エッチング、および乾燥（スピンドライ）を行う。
この場合は、位置合わせ装置３０４の紫外線照射手段３０４ａを設けなくてもよい。
また、オゾン水流出用のチャンバー、洗浄用のチャンバー、異なる種類のエッチングを行うためのチャンバー等を本体３０１上に設けて各チャンバー毎に処理を行ってもよい。
【００９２】
〔実施例４〕
図４は本実施例のスピンエッチング装置の構成図であり、図５は図４の上面図である。実施例１〜３では、溶液が回転している基板の中心付近にのみ滴下、流出される構成としたが、実施例４では、所定の時間内において、回転している基板の上面（回転面）全体に、溶液が滴下、流出される構成とする。
【００９３】
実施例４においては、図４に示すスピンエッチング装置を用い、実施例１と同様にして、図１（Ａ）に示すような、パターニングされた硬化したフォトレジストが形成された被エッチング基板１０１を、スピンエッチング装置内へ導入し、エッチングを施す例を示す。
【００９４】
図４において、基板１０１はステージ２０１上に真空チャックにより固定されている。ステージ２０１は図示しないモーターに接続され、回転される。
図５に示すように、ノズル４０１は基板１０１の回転面の外側から延びており、その先端部４０１ａからエッチング液４１０が回転する基板１０１の上面に流出される。
【００９５】
さらに、ノズル４０１は、エッチング液の流出口すなわち先端部４０１ａは、基板１０１の回転面のほぼ中心部分を通過しながら、基板１０１の面に平行方向に左右に振られて、その軌跡が基板１０１の回転の中心を通る円弧を描くようになっている。
【００９６】
さらに、エッチング液が基板１０１の上面全体に滴下、流出されるように、ノズル４０１は基板１０１の面積に応じて、回転面の外周の一方から他方の間を、およそ０．５秒〜数秒で１往復するようになっている。なお、ノズル４０１の往復する範囲は回転している基板１０１の中心を通る実線で示す位置から、点線で示す位置の何れか一方（例えば右）の間であってもよい。
【００９７】
図５のように、ノズル４０１を先端部４０１ａを円弧状になるように振ると、極めて簡単な構成で、ノズル４０１の先端部４０１ａを基板１０１の回転面に対し水平に移動させることができる。
また、ノズル４０１の先端部４０１ａの軌跡を円弧状にしないで、ノズル４０１をリニアモーター等に取付け、この軌跡が直線状になるように振っても構わない。
【００９８】
図４に示すスピンエッチング装置を用いて、基板１０１上に形成されたアルミニウム膜のエッチングを行った。エッチング液として、４５℃のアルミ混酸（リン酸＋酢酸＋硝酸）をノズル４０１より流出させ、基板の回転数５００ｒｐｍ、４分間のエッチングを行なった。 エッチングレートは１５００Å／ｍｉｎであった。
その結果、エッチングは基板１０１の面内において均一に行われており、エッチングが不十分な領域はみられなかった。
【００９９】
このように、図４に示す構成とすることで、エッチング液は、基板回転面の中心部にのみエッチング液を滴下、流出した場合に比較して、基板１０１の面積が大きくなっても、エッチング液を基板１０１に均一に塗布することができる。
その結果、エッチングを基板面内において均一に行うことができる。
【０１００】
なお、図１、図７に示す実施例１、実施例２のスピンエッチング装置において、本実施例のノズルの構成を採用することも可能である。これにより、エッチングを基板の全表面に均一に供給することができると共に、基板にフォトレジストのマスクが形成されていても、紫外線照射又はオゾン水を接することにより、フォトレジストの濡れ性を向上させることができるため、基板に溶液をより均一に塗布することができる。
【０１０１】
〔実施例５〕
実施例５はノズルの構成に関するものであり、図６は実施例５のスピンエッチング装置の構成図であり、基板１０１の上方に、基板１０１の回転面に平行に直線状のエッチング液流出用のノズル５０１が設けられている。ノズル５０１に設けられた多数の孔５０２より、エッチング液５１０が基板１０１の面上に同時に滴下、流出され、基板１０１上に塗布される。
【０１０２】
ノズル５０１によってエッチング液が滴下、流出される幅は、少なくとも基板の対角線長の１／２以上を有している必要がある。この場合、基板が１回転することで、基板上面全体に均一にエッチング液が塗布される。
図６においては、ノズル５０１は基板の対角線全長にわたってエッチング液が滴下、流出されるようになっている。このため、基板１０１が１／２回転することで、基板１０１の上面全体に均一にエッチング液が塗布される。
【０１０３】
本実施例のように、シャワー状にエッチング液を流出させつつ、スピンエッチングを行うことによっても、図４の装置と同様に、エッチング液を基板上面に対し均一に塗布することができる。その結果、エッチングを、基板面内において、均一に行うことができる。
なお、上記エッチング工程の前に、フォトレジスト表面に対し、紫外線を照射したり、あるいはオゾン水を接触させると、より有効である。
【０１０４】
なお、図１、図７に示す実施例１、実施例２のスピンエッチング装置において、本実施例のノズルの構成を採用することも可能である。これにより、エッチングを基板の全表面に均一に供給することができると共に、基板にフォトレジストのマスクが形成されていても、紫外線照射又はオゾン水を接することにより、フォトレジストの濡れ性を向上させることができるため、基板に溶液をより均一に塗布することができる。
【０１０５】
〔実施例６〕
本実施例は、レジストマスクを用いて非晶質珪素膜表面上に所望のマスクパターンを形成し、このマスパターン上からニッケルを含んだ溶液を塗布することにより、非晶質珪素膜にニッケルを選択的に導入する例に関する。
【０１０６】
図８に本実施例における作製工程の概略を示す。まず、ガラス基板７０１（コーニング７０５９、１０ｃｍ角）上に、プラズマＣＶＤ法により、非晶質珪素膜７０２を５００Åの厚さに成膜する。この表面に、レジストを形成する。なお、レジストはポジ型でもネガ型のいずれでもでもよい。
そして通常のフォトリソパターニング工程により、必要とするパターンにレジストマスク７０３をパーニングする。（図８（Ａ））。
【０１０７】
この状態で、レジストのマスク７０３に紫外線を照射する。本実施例では、紫外線源として３６５ｎｍの高圧水銀ランプを用いて、出力が基板７０１表面で３ｍＷ／ｃｍ2 となるようにする。また照射時間は５〜１８０ｓｅｃ程度とすればよい。
【０１０８】
次に、１００ｐｐｍのニッケルを含有した酢酸塩溶液を５ｍｌ塗布（１０ｃｍ角基板の場合）する。この溶液の塗布するには、図４、５又は図６に示す装置をスピンコータとして用いればよい。
ステージ２０１を５０ｒｐｍの速度で回転しながら、ノズル４０１（５０１）からニッケル酢酸溶液を滴下して、１０秒のスピンコートをする。予め、レジストのマスク７０３に紫外線を照射したため、溶液に対する接触角が小さくなっているため、基板７０１表面全体に均一な膜７０４が形成される。
この状態で５分間保持した後に、ステージ２０１を２０００ｒｐｍの速度で回転して、６０秒のスピンドライを行う。なおこの保持は、ステージ２０１を速度０〜１５０ｒｐｍの回転をさせながら行なってもよい。（図８（Ｂ））
【０１０９】
そして、レジストのマスク７０３を酸素アッシングによって除去すると、マスク７０２の開口部７０３ａにおいて、非晶質珪素膜７０２に選択的にニッケル元素が吸着した領域７０５が形成される。なおレジストマスクの除去は、酸素中でのアニールによるものでもよい。
【０１１０】
その後５５０度（窒素雰囲気）、４時間の加熱処理を施すことにより、非晶質珪素膜７０２の結晶化を行う。この際、矢印で示すように、ニッケルが導入された領域７０５から、ニッケルが導入されなかった領域へと横方向に結晶成長が行われる。図８（Ｃ）において、７０６はニッケルが直接導入されて結晶化が行われた領域であり、７０７が横方向に結晶成長した領域である。
【０１１１】
上記加熱処理による結晶化の工程の後に、レーザー光や強光の照射によるアニールを行なうことは有用である。これは、結晶性珪素膜の結晶性をより高める効果がある。レーザー光としては、ＫｒＦエキシマレーザーやＸｅＣｌレーザーを用いればよい、また強光として赤外光を用いるのも有用である。赤外光は、ガラス基板には吸収されにくく、珪素に選択的に吸収されるので、大きなアニール効果を得ることができる。
〔実施例７〕
本実施例は、レジストマスクを用いて非晶質珪素膜表面上に所望のマスクパターンを形成し、このマスパターン上からニッケルを含んだ溶液を塗布することにより、非晶質珪素膜にニッケルを選択的に導入する例に関する。
【０１１２】
図８に本実施例における作製工程の概略を示す。まず、ガラス基板７０１（コーニング７０５９、１０ｃｍ角）上に、プラズマＣＶＤ法により、非晶質珪素膜７０２を５００Åの厚さに成膜する。この表面に、レジストを形成する。なお、レジストはポジ型でもネガ型のいずれでもでもよい。
そして通常のフォトリソパターニング工程により、必要とするパターンにパーニングして、レジストマスク７０３を形成する。（図８（Ａ））。
【０１１３】
この状態で、レジストのマスク７０３にオゾン水を接触させる。この際に、図４、５又は図６に示す装置をスピンコータとして用いればよい。
ステージ２０１を回転数３０００ｒｐｍで３分間回転しながら、ノズル４０１（５０１）からオゾン水を流出させる。オゾン水には、純水にオゾンが１〜２０ｐｐｍ程度溶解しているものを使用すればよい。
【０１１４】
次に、１００ｐｐｍのニッケルを含有した酢酸塩溶液を５ｍｌ塗布（１０ｃｍ角基板の場合）する。この溶液を塗布するには、図４〜６に示す装置をスピンコータとして用いればよい。
ステージ２０１を５０ｒｐｍの速度で回転しながら、ノズル４０１（６０１）からニッケル酢酸溶液を滴下して、１０秒のスピンコートをする。予め、レジストのマスク７０３にオゾン水を接しさせたため、溶液に対する接触角が小さくなっているため、基板７０１表面全体に均一な膜７０４が形成される。
この状態で５分間保持した後に、ステージ２０１を２０００ｒｐｍの速度で回転して、６０秒のスピンドライを行う。なおこの保持は、ステージ２０１を速度０〜１５０ｒｐｍの回転をさせながら行なってもよい。（図８（Ｂ））
【０１１５】
そして、レジストのマスク７０３を酸素アッシングによって除去すると、マスク７０２の開口部７０３ａにおいて、非晶質珪素膜７０２に選択的にニッケル元素が吸着した領域７０５が形成される。なおレジストマスクの除去は、酸素中でのアニールによるものでもよい。
【０１１６】
その後５５０度（窒素雰囲気）、４時間の加熱処理を施すことにより、非晶質珪素膜７０２の結晶化を行う。この際、矢印で示すように、ニッケルが導入された領域７０５から、ニッケルが導入されなった領域へと横方向に結晶成長が行われる。図８（Ｃ）において、７０６はニッケルが直接導入され結晶化が行われた領域であり、７０７が横方向に結晶化が行われた領域である。
【０１１７】
また、本実施例では、例えば図２に示す装置を使用して、オゾン水の接触と、ニッケル酢酸溶液の塗布を同一の装置で行うようにすることもできる。この場合には、ノズル２０３からオゾン水を供給するようにし、ノズル２０４からニッケル酢酸溶液を供給するようにすればよい。
【０１１８】
実施例６、７では珪素の結晶化を助長するための金属元素として、ニッケル（Ｎｉ）を使用したが、例えばＮｉの他に、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂから選ばれた一種または複数種類の元素を用いることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明により、スピンコーティングなど、基板面に対するエッチング液の移動速度が速い溶液塗布工程において、フォトレジスト表面に対し、紫外線を照射したり、あるいはオゾン水を接触させて、溶液に対する接触角を小さくなるようにしたため、レジストが形成されている基板に溶液を均一に塗布することが可能になる。このため、接触角の大きい溶液を用いても、またパターン幅が数μｍ程度以下のファインパターンであっても、パターンを形成しているレジスト間に溶液が十分に進入することができるので、例えばムラのない均一なエッチングや、珪素膜を均一に結晶化することが可能となる。
【０１２０】
また、溶液の流出口の軌跡を工夫することにより、従来のスピンコーティング法よりも溶液を均一に塗布することが可能であり、基板を大型化した場合でも、溶液を均一に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図２】 スピンエッチング装置を示す。
【図３】 スピンエッチング装置と他の装置とを一体化して設けた枚葉式装置を示す。
【図４】 スピンエッチング装置の他の構成を示す。
【図５】 図４の上面図を示す。
【図６】 スピンエッチング装置の他の構成を示す。
【図７】 スピンエッチング装置の他の構成を示す。
【図８】 非晶質珪素膜の結晶化工程を示す。
【符号の説明】
１０１ ガラス基板
１０２ 下地膜
１０３ 島状珪素膜
１０４ ゲイト絶縁膜
１０５ フォトレジストのマスク
１０６ ゲイト電極
１０７ 陽極酸化物（多孔質）
１０８ 陽極酸化物（緻密な膜質）
１０９ Ｐ型不純物領域（ソース／ドレイン領域）
１１０ オフセット領域
１１１ 真性領域
１１２ 層間絶縁膜
１１３、１１４、１１８ コンタクトホール
１１５ ソース電極
１１６ ゲイト電極
１１７ パッシベーション膜
１１９ 画素電極
２００ 紫外線照射手段
２０１ ステージ
２０２ カップ
２０３ 第１のノズル
２０４ 第２のノズル
２０５ 廃液口
３０１ 本体
３０２ ロボットアーム
３０３ カセット
３０４ 位置合わせ装置
３０５ スピンエッチング装置
Claims (11)
- 被エッチング基板の表面または基板上の被エッチング膜の表面に形成された、パターニングされたレジストマスクに対し酸素雰囲気中で紫外線を照射し、
前記基板上にエッチング液を塗布し、
前記レジストマスクに対し酸素雰囲気中で紫外線を照射し、
前記レジストマスクが形成されている基板を純水で洗浄すること、を特徴とするエッチング方法。 - 請求項１において前記エッチング液は、滴下または流出することにより塗布されることを特徴とするエッチング方法。
- 請求項１又は２において、前記エッチング液を塗布する際、前記基板を回転させること、を特徴とするエッチング方法。
- 請求項３において、エッチング液を塗布する際、エッチング液流出部は前記基板上を前記基板と平行に往復運動し、
前記エッチング液流出部が通る軌跡は前記基板の回転中心付近を通ることを特徴とするエッチング方法。 - 請求項４において、前記回転中心を通る軌跡は円弧、または直線であることを特徴とするエッチング方法。
- 請求項１において、前記基板を紫外線が照射する位置に合わせて、位置合わせを行うことを特徴とするエッチング方法。
- 請求項１又は請求項６において、前記基板が紫外線照射位置から溶液塗布位置まで移動することを特徴とするエッチング方法。
- 請求項７において、前記移動はロボットアームによって行われることを特徴とするエッチング方法。
- 絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜を結晶化し結晶質半導体膜とし、
前記結晶質半導体膜をパターニングし複数の結晶質半導体層とし、
前記複数の半導体層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に導電性の膜を形成し、
前記導電性の膜上に所望のパターン形状を有するレジストマスクを形成し、
前記レジストマスクの表面に酸素雰囲気中で紫外線を照射し、
エッチング液により、前記導電性の膜をエッチングし、
前記レジストマスクの表面に酸素雰囲気中で紫外線を照射し、
前記レジストマスクが形成されている基板を純水で洗浄することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項９において、前記導電性の膜はアルミニウムであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項９において、前記エッチング液は、リン酸、酢酸、硝酸を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
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