JP5143731B2 - ストリッピング組成物、tft基板の製造方法及びストリッピング組成物のリサイクル方法 - Google Patents
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Description
このため、最近では、TFT基板を製造するのに必要な工程数を大幅に減少させて、製造費用を低減させるための様々な技術開発が行われている。
たとえば、特許文献1には、薄膜トランジスタ基板の製造方法及びストリッピング組成物の技術が記載されている。この技術によれば、ストリッピング組成物中に存在する導電膜を、貯蔵タンク内に貯蔵中に加熱溶解させることにより、ストリッピング組成物を再使用している。具体的には、上記加熱溶解を行うために、チオ安息香酸、チオール酸等のチオール系化合物をストリッピング組成物中に混在させ、導電膜を溶解している。また、上記チオール系化合物を含むストリッピング組成物は、レジストとともに導電膜をも溶解させる。このため、不要な導電膜を基板から剥離させるのに必要な第1時間と、必要な画素電極が完全に溶解してしまう第2時間との間には、第1時間<第2時間の関係が必要である。
また、導電膜が、たとえば、結晶化した酸化インジウム・酸化スズ(ITO)などからなる場合には、ストリッピング組成物(弱酸)への溶解速度が遅く、実質的に実際の製造ラインへの適用は困難なものであるといった問題があった。また、導電膜が、完全に溶解したことを保証することが困難であり、製造歩留りを低下させる要素を含んでいるといった問題があった。
また、上記特許文献1に記載された技術は、チオール系化合物が、第1時間中に導電膜をも溶解し、画素電極へダメージを与える。このことから、製造歩留り及び信頼性を向上させる観点から好ましくないといった問題があった。
さらに、チオグリコール酸などの硫黄を含む化合物は、悪臭を放つことが多く、作業環境を劣悪なものにする。そのため、周辺環境への負荷も大きく工業的に使用するには、非常に大きなリスクを伴うものであった。
さらに、ストリッピング組成物をリサイクルすることにより、製造原価のコストダウンを図れる。また、ストリッピング工程における作業効率を改善し、生産性を向上させることが要望されている。
このように、カルボン系化合物を含むことにより、チオール系化合物を含む場合と比べて、レジストを溶解する際、ほとんど導電体膜が溶解されない。これによって、画素電極などの必要な導電体膜へダメージを与えることもなく、製造歩留り及び信頼性を向上させることができる。また、悪臭を放つといったこともなく、作業環境を改善できる。
このように、アミン系化合物と非プロトン性極性化合物の代わりにエチレンカーボネートを用いてもよい。このようにすると、製造歩留り及び信頼性を向上させるとともに、作業環境を改善することができる。
このように、アミン系化合物と非プロトン性極性化合物の代わりにアルコキシアクリルアミド化合物を用いてもよい。このようにすると、製造歩留り及び信頼性を向上させるとともに、作業環境を改善することができる。
R−COOH (一般式2)
ここで、Rは炭素数1から10のアルキル基、アリール基とする。
HOOC−R4−COOH (一般式3)
ここで、R4は炭素数1から10のアルキレン基、アリーレン基とする。
このようにすると、必要な導電体膜へダメージを与えることもなく、かつ、使用済みストリッピング組成物を効率よく溶解させることができる。
このようにすると、マスク数を削減することができる。これによって、製造工程が削減され、生産性を向上させることができる。また、カルボン系化合物を含むことにより、チオール系化合物を含む場合と比べて、レジストを溶解する際、ほとんど導電体膜が溶解されないので、画素電極などの必要な導電体膜へダメージを与えることもない。これによって、製造歩留り及び信頼性を向上させることができる。また、悪臭を放つといったこともなく、作業環境を改善できる。
このようにすると、製造歩留り及び信頼性を向上させることができるとともに、使用済みストリッピング組成物を再利用することができる。これによって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
このようにすると、製造歩留り及び信頼性を向上させるとともに、使用済みストリッピング組成物を効率よく再利用することができる。
このようにすると、カルボン系化合物が導電体膜を容易に溶解することができる。これによって、生産性を向上させることができる。
このようにすると、マスク数を削減することができる。これによって、製造工程が削減され、生産性を向上させることができる。また、基板から剥離したレジスト上の導電体膜を、使用済みストリッピング組成物からほぼ完全に分離することができる。これによって、歩留まりを低下させることなく、使用済みストリッピング組成物を再利用することができる。
前記レジストを所定の形状に形成し、該レジストの周縁下部にアンダーカット部を形成する工程と、前記保護用絶縁膜及びレジスト上に導電性物質を蒸着させ、前記アンダーカット部によって互いに分離された画素電極及びレジスト上の導電体膜を形成する工程と、前記基板上にストリッピング組成物を供給し、前記レジスト上の導電体膜を前記基板から剥離させるストリッピング工程とを有するTFT基板の製造方法であって、前記ストリッピング組成物が、20〜80重量%のアミン系化合物と、20〜80重量%の非プロトン性極性化合物とを含む方法としてある。
このようにすると、レジストだけを溶解し、画素電極にダメージを与えない。これによって、歩留り及び信頼性を向上させることができる。
なお、ストリッピング組成物に、該ストリッピング組成物の性能に悪影響を与えない範囲で、供給する際の泡立ちを抑える溶剤や、粘度を低減するための希釈剤などを添加してもよい。
前記レジストを所定の形状に形成し、該レジストの周縁下部にアンダーカット部を形成する工程と、前記保護用絶縁膜及びレジスト上に導電性物質を蒸着させ、前記アンダーカット部によって互いに分離された画素電極及びレジスト上の導電体膜を形成する工程と、前記基板上にストリッピング組成物を供給し、前記レジスト上の導電体膜を前記基板から剥離させるストリッピング工程とを有するTFT基板の製造方法であって、前記ストリッピング組成物が、下記一般式1で表されるアルコキシアクリルアミド化合物を含む方法としてある。
このようにすると、レジストだけを溶解し、画素電極にダメージを与えない。これによって、歩留り及び信頼性を向上させることができる。また、アルコキシアクリルアミド化合物は水溶性を有しており、引火性のない安全なストリッピング組成物を提供することができる。
前記レジストを所定の形状に形成し、該レジストの周縁下部にアンダーカット部を形成する工程と、前記保護用絶縁膜及びレジスト上に導電性物質を蒸着させ、前記アンダーカット部によって互いに分離された画素電極及びレジスト上の導電体膜を形成する工程と、前記基板上にストリッピング組成物を供給し、前記レジスト上の導電体膜を前記基板から剥離させるストリッピング工程とを有するTFT基板の製造方法であって、前記ストリッピング組成物が、エチレンカーボネートを含む方法としてある。
このようにすると、レジストだけを溶解し、画素電極にダメージを与えない。これによって、歩留り及び信頼性を向上させることができる。
このようにすると、基板から剥離したレジスト上の導電体膜を、使用済みストリッピング組成物からほぼ完全に分離することができる。したがって、歩留まりを低下させることなく、使用済みストリッピング組成物を再利用することができる。
このようにすると、容易かつ確実にレジスト上の導電体膜を分離することができる。
これらの導電体膜は、ストリッピング組成物に全く溶解しないので、必要な画素電極を微量ながら溶解させてしまうといった、製造歩留りを低下させる心配を排除することができる。さらに、導電体膜の比重は、ストリッピング組成物の比重より約5倍以上あるため、容易かつ精度よく沈降式分離や遠心式分離を行うことができる。
このようにすると、ストリッピング組成物がアンダーカット部に入り込みやすくなるので、レジスト上の導電体膜を基板から効果的に剥離させることができる。また、スプレー時間を短縮することができるので、生産性を向上させることができる。
このようにすると、アンダーカット部がより確実に形成できる。これによって、歩留りを向上させることができる。
このようにすると、レジストを溶解する際、ほとんど導電体膜が溶解されないので、画素電極などの必要な導電体膜へダメージを与えることもない。これによって、歩留まりを低下させることなく、使用済みストリッピング組成物を再利用することができる。また、悪臭を放つといったこともなく、作業環境を改善できる。
このようにすると、基板から剥離したレジスト上の導電体膜を、使用済みストリッピング組成物からほぼ完全に分離することができる。これによって、歩留まりを低下させることなく、使用済みストリッピング組成物を再利用することができる。
本発明のストリッピング組成物は、半導体装置の製造に用いられるストリッピング組成物である。このストリッピング組成物は、後述するアンダーカット部の形成されたレジストと、このレジスト上に積層された導電体膜に対して用いられる。また、このストリッピング組成物は、レジストを溶解することによって、不必要な導電体膜を基板から剥離させる。このように、不必要な導電体膜が基板から剥離されることによって、所定の形状を有する必要な導電体膜(たとえば、TFT基板における画素電極)が基板に形成される。
なお、半導体装置とは、ウエハやガラス板などの基板と、トランジスタや受光素子などの半導体を用いた電気素子及び/又は光学素子とを備えた装置をいう。
上記アミン系化合物と非プロトン性極性化合物は、レジストを溶解するためのレジスト用ストリッピング剤として機能する。また、カルボン系化合物は、導電体膜を溶解するための導電体膜用溶解添加剤として機能する。
非プロトン性極性化合物の例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルイミダゾール、ジメチルスルホキシド等が挙げられる(図3参照)。また、上記非プロトン性極性化合物は、単独又は二つ以上の組合せで使用してもよい。
なお、ストリッピング組成物に、該ストリッピング組成物の性能に悪影響を与えない範囲で、供給する際の泡立ちを抑える溶剤や、粘度を低減するための希釈剤などを添加してもよい。
R−COOH (一般式2)
ここで、Rは炭素数1から10のアルキル基、アリール基とする。
HOOC−R4−COOH (一般式3)
ここで、R4は炭素数1から10のアルキレン基、アリーレン基とする。
なお、使用済みストリッピング組成物とは、基板から剥離されたレジスト上の導電体膜が含まれたストリッピング組成物をいう。
たとえば、従来例において、導電体膜用溶解添加剤として使用されるチオグリコール酸が、pKa=3.82であるの対して、上記酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、ジメチルプロピオン酸、酪酸、吉草酸等は、pKa(酸解離定数)が、約4.0以上約5.2以下となっている。すなわち、上記カルボン酸は、チオグリコール酸に比べて、大きな値を示しており、カルボン酸の方がチオグリコール酸より弱酸である。これにより、ストリッピング工程において、ストリッピング組成物がレジストを溶解しているとき、必要な導電体膜が溶解するといった不具合を回避することができる。
本実施形態のストリッピング組成物は、エチレンカーボネートと、0.5〜5重量%のカルボン系化合物とを含む構成としてある。すなわち、上記第一実施形態と比べて、アミン系化合物及び非プロトン性極性化合物の代わりに、エチレンカーボネートを含んでいる点が相違する。
なお、その他の構成は、ほぼ第一実施形態のストリッピング組成物とほぼ同様としてある。
本実施形態のストリッピング組成物は、アルコキシアクリルアミド化合物と、0.5〜5重量%のカルボン系化合物とを含む構成としてある。すなわち、上記第一実施形態と比べて、アミン系化合物及び非プロトン性極性化合物の代わりに、アルコキシアクリルアミド化合物を含んでいる点が相違する。
なお、その他の構成は、ほぼ第一実施形態のストリッピング組成物と同様としてある。
図4は、本発明の第一実施形態にかかるTFT基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
図4において、まず、基板1010上に、薄膜トランジスタ1050を形成する(ステップS1001)。
次に、薄膜トランジスタ1050の形成方法について、図面を参照して説明する。
図5において、まず、ガラス基板1010が用意され、ホトリソグラフィー法により、Al(アルミニウム)などの導電体薄膜からなるゲート配線1021及びゲート電極1022を形成する。続いて、露出したガラス基板1010、ゲート配線1021及びゲート電極1022上に、ゲート絶縁膜1023が積層される。
なお、図示してないが、ゲート配線1021及びゲート電極1022を形成するために、第一のマスクが使用される。
図6において、まず、ゲート絶縁膜1023上に、ソース配線1031、ソース電極1032、チャンネル部1051、及び、ドレイン電極1042が形成される。これによって、ガラス基板1010上に薄膜トランジスタ1050が形成される(ステップS1001)。次に、ガラス基板1010及び薄膜トランジスタ1050上に、保護用絶縁膜1054が積層されている(ステップS1002)。
次に、レジスト1055及びアンダーカット部1554の形成方法について、図面を参照して説明する。
図7において、まず、保護用絶縁膜1054上にレジスト1055が積層される(ステップS1003)。続いて、ハーフトーン露光技術により、レジスト1055が所定の形状に形成される。すなわち、レジスト1055は、ドレイン電極1042の上方に、コンタクトホール1541を形成するための開口部1056が形成される。さらに、画素電極1612が形成される部分(図11参照)に、厚さの薄いハーフトーン露光レジスト1552が形成され、画素電極1612が形成されない部分には、厚さの厚い全露光レジスト1551が形成される。
図8(a)において、まず、ハーフトーン露光技術により形成されたレジスト1055を用いて、保護用絶縁膜1054に対してエッチング(通常、ドライエッチング)を行う。さらに、画素電極1612とドレイン電極1042を接続させるためのコンタクトホール1541を形成する。
また、上層レジスト1551aと下層レジスト1551bに溶解性の差を付けるためには、たとえば、2種類以上のレジスト樹脂をブレンドするなどして成分を調整する。あるいは、光反応を利用して、硬化度に差を設けて溶解性に差を付けることができる。
次に、画素電極1612及びレジスト上の導電体膜1611の形成方法について、図面を参照して説明する。
図9において、ガラス基板1010の上方に、透明な導電性物質が蒸着され、導電体膜1061(互いに分離された画素電極1612及びレジスト上の導電体膜1611)が形成される(ステップS1005)。すなわち、ガラス基板1010の上方に透明な導電性物質が蒸着されるにつれて、再形成レジスト1553上に、レジスト上の導電体膜1611が形成される。また、露出したドレイン電極1042及び保護用絶縁膜1054上に、画素電極1612が形成される。画素電極1612は、アンダーカット部1554によって、レジスト上の導電体膜1611から離れており、電気的に接続されていない。この画素電極1612は、コンタクトホール1541を介してドレイン電極1042と電気的に接続されている。
なお、導電性物質としては、上記のものが好ましいが、これらに限定されるものではなく、たとえば、ストリッピング工程において、ストリッピング組成物によってほとんど溶解されず、かつ、リサイクル工程において、ストリッピング組成物に溶解されるものであればよい。
また、酸化インジウム・酸化スズ(ITO)、アモルファス酸化インジウム・酸化スズ(a−ITO)、酸化チタン・酸化ニオブ、酸化スズ・酸化亜鉛、酸化スズ・酸化アンチモン、フッ素ドープ酸化スズ、及びこれらの組合せからなる群から選択された、これらの導電体膜は、本発明にかかるストリッピング組成物には全く溶解しない。
次に、レジスト上の導電体膜1611をガラス基板1010から剥離させる方法、及び、使用済みストリッピング組成物にレジスト上の導電体膜1611を溶解させ、その後使用済みストリッピング組成物を再利用する方法について、図面を参照して説明する。
図10において、導電体膜1061が積層されたガラス基板1010は、ストリッピング工程として、ストリッピング装置1007によって再形成レジスト1553が溶解され、レジスト上の導電体膜1611が剥離される(ステップS1006)。
まず、ストリッピング装置1007は、貯留槽1071aに低温(通常、約50℃未満)の剥離液1070が蓄えられる。さらに、電磁バルブ1711が開、電磁バルブ1761が閉、電磁バルブ1762が開、電磁バルブ1712が閉の状態にある。ここで、貯留槽1071aに蓄えられた剥離液1070は、レジスト上の導電体膜1611が全てストリッピング組成物に溶解している。
本実施形態のストリッピング工程では、剥離液1070がスプレーノズル1072からスプレー状に噴射される。このようにすると、微小な隙間を通ってアンダーカット部1554に剥離液1070が入り込む。これによって、レジスト上の導電体膜1611をガラス基板1010から効果的に剥離させることができる(ステップS1006)。ここで、ガラス基板1010に吹き付けられた剥離液1070は、ストリッピング組成物のカルボン系化合物が弱酸であること、さらに、低温であることによって、必要な画素電極1612を溶解させてしまうといった不具合を防止する。
なお、図10は、ストリッピング中の状態を示しており、再形成レジスト1553及びレジスト上の導電体膜1611が部分的に残っている。
また、ストリッピング組成物は、導電体膜1061を溶解しない。したがって、最適なストリッピング条件(スプレー圧力やスプレー噴射時間など)を選ぶことができる。一般的に、本実施形態のストリッピング組成物を使用する場合、スプレー噴射時間は、約0.5〜5分であり、好ましくは、約1〜3分である。また、再形成レジスト1553の溶解は、ストリッピング組成物の温度が、約30℃以上60℃未満の温度範囲で行われることが好ましく、さらに、約40℃以上50℃以下が好ましい。
このように、リサイクル工程において、ストリッピング組成物を昇温させると、溶解速度が速くなる。したがって、レジスト上の導電体膜1611をより短時間で溶解させることができる。特に、ストリッピング組成物の温度が、約70℃以上となると、カルボン系化合物における酸の活性が向上し、強酸にほぼ等しい挙動を示す。これによって、レジスト上の導電体膜1611を容易に溶解する。
図11において、TFT基板1001は、ストリッピング工程により、再形成レジスト1553及びレジスト上の導電体膜1611が除去され、画素電極1612及び保護用絶縁膜1054が露出している。
なお、本実施形態のTFT基板1001の製造方法は、第一のマスク、第二のハーフトーンマスク及び第三のハーフトーンマスクの三枚のマスクを使用している。これによって、本実施形態のTFT基板1001の製造方法は、製造工程が削減され、生産性に優れている。
次に、上記TFT基板の製造方法の実施例及び比較例について説明する。
次に、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの約2.8wt%の水溶液にて、現像し、上記ライン・スペースのストライプパターンを得た。現像後、純水シャワー洗浄、エアーブローにより洗浄水を飛ばした後、約130℃にて、約15分オーブンにて加熱した。
剥離液a,b,c,d,eを約40℃に加温した後に、上記で得られたガラス基板を、上記剥離液中に2分間浸漬し、レジスト剥離を行い、純水洗浄、エアーブローした後、乾燥器にて乾燥させた。これにより、IZOからなる薄膜(幅約90μm)、及び、約20μmのスペースの形成されたガラス基板を得た。
使用済み剥離液a,b,c,d,eの内容物を光学顕微鏡にて観察すると、剥離された幅約20μmのコイル状のIZO薄膜が存在することが確認された(図12参照)。
上記使用済み剥離液a,b,c,d,eを、約70℃にて、約10分間攪拌すると、上記コイル状のIZO薄膜は、溶解し、コイル状のIZO薄膜は観察されなかった。この剥離液a,b,c,d,eにて、再度レジスト剥離を行い、レジスト剥離できることを確認した。また、剥離された基板上には、コイル状IZOや、粉末状IZOは観察されなかった。
使用済み剥離液f,gの内容物を光学顕微鏡にて観察すると、剥離された幅約20μmのコイル状のIZO薄膜が存在することが確認された(図12参照)。
上記使用済み剥離液f,gを、約70℃にて、約10分間攪拌すると、上記コイル状のIZO薄膜は、溶解し、コイル状のIZO薄膜は観察されなかった。この剥離液f,gにて、再度レジスト剥離を行い、レジスト剥離できることを確認した。また、剥離された基板上には、コイル状IZOや、粉末状IZOは観察されなかった。
使用済み剥離液h,i,jの内容物を光学顕微鏡にて観察すると、剥離された幅約20μmのコイル状のIZO薄膜が存在することが確認された(図12参照)。
上記使用済み剥離液h,i,jを、約70℃にて、約10分間攪拌すると、上記コイル状のIZO薄膜は、溶解し、コイル状のIZO薄膜は観察されなかった。この剥離液にて、再度レジスト剥離を行い、レジスト剥離できることを確認した。また、剥離された基板上には、コイル状IZOや、粉末状IZOは観察されなかった。
さらに、ITZOの組成としては、In2O3を約20〜90wt%、SnO2を約5〜40wt%、ZnOを約5〜40wt%とするのが好ましい。より好ましくは、In2O3を約40〜80wt%、SnO2を約10〜30wt%、ZnOを約10〜30wt%とするとよい。
また、ZTOの組成は、ZnOを約50〜90wt%、SnO2を約10〜50wt%とするのが好ましい。より好ましくは、ZnOを約55〜80wt%、SnO2を約20〜45wt%とするとよい。
各実施例で使用したIZOターゲットに代えて、ITO(In2O3:SnO2=約90:10wt%)ターゲットを用いた以外、上記各実施例と同様の操作を行った。
得られた使用済み剥離液a〜jの内容物を光学顕微鏡にて観察すると、剥離された20μmのコイル状のITO薄膜が存在することを確認した。当該使用済み剥離液を、約70℃にて、約30分間攪拌したが、上記コイル状のITO薄膜は、溶解せず、コイル状のITO薄膜及び微粉化したITOが観察された。この剥離液にて、再度レジスト剥離を行い、レジスト剥離できることを確認したが、剥離された基板上には、微粉末状ITOが付着しているのが観察された。
これら、付着物は、後工程の配向膜塗布や配向処理、液晶注入、封止工程を経て、液晶パネルが完成する。しかし、付着物は、当該後工程中に配向膜中に拡散したり、液晶中に拡散したりし、表示欠陥や表示不良の原因になる。
また、本発明は、ストリッピング組成物のリサイクル方法としても有効である。
本実施形態にかかるストリッピング組成物のリサイクル方法は、上述した第一実施形態のTFT基板の製造方法とほぼ同様な方法としてある。
図13は、本発明の第二実施形態にかかるTFT基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
図13において、まず、基板2010上に、薄膜トランジスタ2050を形成する(ステップS2001)。
次に、薄膜トランジスタ2050の形成方法について、図面を参照して説明する。
図14において、まず、ガラス基板2010が用意され、ホトリソグラフィー法により、Al(アルミニウム)などの導電体薄膜からなるゲート配線2021及びゲート電極2022を形成し、続いて、露出したガラス基板2010、ゲート配線2021及びゲート電極2022上に、ゲート絶縁膜2023が積層される。
なお、図示してないが、ゲート配線2021及びゲート電極2022を形成するために、第一のマスクが使用される。
図15において、まず、ゲート絶縁膜2023上に、ソース配線2031、ソース電極2032、チャンネル部2051、及び、ドレイン電極2042が形成されることによって、ガラス基板2010上に薄膜トランジスタ2050が形成され(ステップS2001)、次に、ガラス基板2010及び薄膜トランジスタ2050上に、保護用絶縁膜2054が積層される(ステップS2002)。
次に、レジスト2055及びアンダーカット部2554の形成方法について、図面を参照して説明する。
図16において、まず、保護用絶縁膜2054上にレジスト2055が積層される(ステップS2003)。続いて、ハーフトーン露光技術により、レジスト2055が所定の形状に形成される。すなわち、レジスト2055は、ドレイン電極2042の上方に、コンタクトホール2541を形成するための開口部2056が形成され、さらに、画素電極2612が形成される部分(図23参照)に、厚さの薄いハーフトーン露光レジスト2552が形成され、画素電極2612が形成されない部分には、厚さの厚い全露光レジスト2551が形成される。
図17(a)において、まず、ハーフトーン露光技術により形成されたレジスト2055を用いて、保護用絶縁膜2054に対してエッチング(通常、ドライエッチング)を行い、画素電極2612とドレイン電極2042を接続させるためのコンタクトホール2541を形成する。
また、上層レジスト2551aと下層レジスト2551bに溶解性の差を付けるためには、たとえば、2種類以上のレジスト樹脂をブレンドするなどして成分を調整したり、あるいは、光反応を利用して、硬化度に差を設けて溶解性に差を付けることができる。
次に、画素電極2612及びレジスト上の導電体膜2611の形成方法について、図面を参照して説明する。
図18において、ガラス基板2010の上方に、透明な導電性物質が蒸着され、導電体膜2061(互いに分離された画素電極2612及びレジスト上の導電体膜2611)が形成される(ステップS2005)。すなわち、ガラス基板2010の上方に透明な導電性物質が蒸着されるにつれて、再形成レジスト2553上に、レジスト上の導電体膜2611が形成される。また、露出したドレイン電極2042及び保護用絶縁膜2054上に、画素電極2612が形成される。画素電極2612は、アンダーカット部2554によって、レジスト上の導電体膜2611から離れており、電気的に接続されていない。この画素電極2612は、コンタクトホール2541を介してドレイン電極2042と電気的に接続されている。
次に、レジスト上の導電体膜2611をガラス基板2010から剥離させる方法、及び、剥離されたレジスト上の導電体膜2611を使用済みストリッピング組成物から分離し、該使用済みストリッピング組成物を再利用する方法について、図面を参照して説明する。
図19において、導電体膜2061が積層されたガラス基板2010は、ストリッピング工程として、ストリッピング装置2007によって再形成レジスト2553が溶解され、レジスト上の導電体膜2611が剥離される(ステップS2006)。ストリッピング装置2007は、ストリッピング組成物を含む剥離液2070が貯留される貯留槽2071、ガラス基板2010に剥離液2070をスプレー状に噴射するスプレーノズル2072、ポンプ2073及び吸込みパイプ2074とからなっている。
本実施形態のストリッピング工程では、剥離液2070がスプレーノズル2072からスプレー状に噴射されており、このようにすると、微小な隙間を通ってアンダーカット部2554に剥離液2070が入り込むので、レジスト上の導電体膜2611をガラス基板2010から効果的に剥離させることができる。
なお、図19は、ストリッピング中の状態を示しており、再形成レジスト2553及びレジスト上の導電体膜2611が部分的に残っている。
アミン系化合物の例としては、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、メチルメタノールアミン、エチルエタノールアミン、ジメタノールアミン、アミノエトキシエタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる(図20,21参照)。また、上記各アミン系化合物は、単独又は二つ以上の組合せで使用してもよい。
非プロトン性極性化合物の例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルイミダゾール、ジメチルスルホキシド等が挙げられる(図22参照)。また、上記非プロトン性極性化合物は、単独又は二つ以上の組合せで使用してもよい。
このようにすると、再形成レジスト2553だけを溶解し、画素電極2612にダメージを与えないので、歩留り及び信頼性を向上させることができる。また、アルコキシアクリルアミド化合物は水溶性を有しており、引火性のない安全なストリッピング組成物を提供することができる。
また、ストリッピング組成物は、導電体膜2061を溶解しないので、画素電極2612が溶解するといった心配を排除することができる。すなわち、画素電極2612がストリッピング組成物によって損傷されないので、最適なストリッピング条件を選ぶことができる。一般的に、本実施形態のストリッピング組成物を使用する場合、スプレー噴射時間は、約0.5〜5分であり、好ましくは、約1〜3分である。また、再形成レジスト2553のエッチング及び導電膜の溶解は、約30℃〜60℃の温度範囲で行われることが好ましく、さらに、約40〜50℃が好ましい。
ここで、上記微小片は、密度が大きい方が好ましい。すなわち、使用済みストリッピング組成物中に存在する微小片の比重は、ストリッピング組成物の比重より遥かに大きいので、貯留槽2071内で、容易に沈降し、分離することができ、微小片の含まれない剥離液2070を容易かつ効率よく再利用することができる。
なお、使用済みストリッピング組成物に含まれるレジスト上の導電体膜2611を分離する方法は、上記方法に限定されるものではなく、たとえば、専用の沈殿槽に約10〜30分間静置し、デカンテーションにより上澄み液を集める方法としてもよい。
図23において、TFT基板2001は、ストリッピング工程により、再形成レジスト2553及びレジスト上の導電体膜2611が除去され、画素電極2612及び保護用絶縁膜2054が露出している。
なお、本実施形態のTFT基板2001の製造方法は、第一のマスク、第二のハーフトーンマスク及び第三のハーフトーンマスクの三枚のマスクを使用しており、製造工程が削減され、生産性に優れている。
次に、上記TFT基板の製造方法の実施例及び比較例について説明する。
次に、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの約2.8wt%の水溶液にて、現像し、上記ライン・スペースのストライプパターンを得た。現像後、純水シャワー洗浄、エアーブローにより洗浄水を飛ばした後、約130℃にて、約15分オーブンにて加熱した。
剥離液I及び剥離液IIを約35℃に加温した後に、上記で得られたガラス基板を、上記剥離液中に2分間浸漬し、レジスト剥離を行い、純水洗浄、エアーブローした後、乾燥器にて乾燥させ、IZOからなる薄膜(幅約90μm)、及び、約20μmのスペースの形成されたガラス基板を得た。
また、使用済み剥離液I、及び、使用済み剥離液IIを、約35℃にて、約10分間静置すると、上記コイル状のIZO薄膜は、沈殿し、底部に沈降することが確認され、上澄み中には、コイル状のIZO薄膜は観察されなかった。さらに、上記使用済み剥離液I、及び、使用済み剥離液IIの上澄みからなる上澄み剥離液にて、新たなガラス基板に対してレジスト剥離を行ったところ、正常にレジスト剥離できることを確認した。また、剥離されたガラス基板上には、コイル状IZOや、粉末状IZOは観察されなかった。
さらに、上記使用済み剥離液I及び使用済み剥離液IIを遠心分離器により、個液分離し、分離された再生剥離液I及び再生剥離液IIにより、新たなガラス基板に対してレジスト剥離を行ったところ、正常にレジスト剥離できることを確認した。また、剥離されたガラス基板上には、コイル状IZOや、粉末状IZOは観察されなかった。
また、上記n−ブトキシ−N,N−ジメチルアクリルアミドに約30重量%の水を添加して、同様の操作を実施した。水を添加しない場合と比べて、ほぼ同様の剥離効果が得られ、また、コイル状IZO薄膜の沈降状態に変化が無いことを確認した。このように水を添加した剥離液は、引火性がないので、安全性を向上させることができる。
ここで、IZOは、酸化インジウム・酸化亜鉛からなるアモルファスの導電膜であり、酸化亜鉛を約10wt%添加した酸化インジウムからなる非晶質の膜である。酸化亜鉛の添加量は、適宜選択されるが、酸化亜鉛を約5〜40wt%添加すると、良好な結果が得られる。
ここで、酸化インジウム・酸化スズ(ITO)は、酸化スズを約5〜15wt%添加した酸化インジウムである。アモルファス酸化インジウム・酸化スズ(a−ITO)は、アモルファス化したITO膜である。酸化チタン・酸化ニオブは、酸化ニオブを約0.1〜5wt%添加した酸化チタンである。酸化スズ・酸化亜鉛は、酸化スズ:約60〜95wt%、酸化亜鉛:約5〜40wt%からなる複合酸化物である。酸化スズ・酸化アンチモンは、酸化アンチモンを約0.5〜5wt%添加した酸化スズである。フッ素ドープ酸化スズは、フッ素を約0.01〜1wt%添加した酸化スズである。これら酸化スズ系の導電膜は、蓚酸などの弱酸では、エッチング加工によるパターニングが困難であり、当該実施例にあるようにリフトオフによるパターニング加工は有効である。
実施例で使用した使用済み剥離液I及び使用済み剥離液IIをそのまま使用して、新たなガラス基板に対してレジスト剥離を行ったところ、正常にレジスト剥離できることを確認した。ただし、剥離されたガラス基板上に、粉末状IZOが付着していることが確認された。
液晶パネルは、後工程の配向膜塗布や配向処理、液晶注入、封止工程を経て、完成するが、上記付着物は、後工程において配向膜中に拡散したり、液晶中に拡散したりして、表示欠陥や表示不良の原因となる。
また、本発明は、ストリッピング組成物のリサイクル方法としても有効である。
本実施形態にかかるストリッピング組成物のリサイクル方法は、上述した第二実施形態のTFT基板の製造方法とほぼ同様な方法としてある。
例えば、上記ストリッピング組成物の各実施形態では、ストリッピング組成物に、該ストリッピング組成物の性能に悪影響を与えない範囲で、供給する際の泡立ちを抑える溶剤や、粘度を低減するための希釈剤などを添加してもよい。
また、TFT基板の製造方法の第二実施形態では、貯留槽2071において、剥離されたレジスト上の導電体膜2611を沈降させて分離する沈降式分離法を採用しているが、分離する方法は、これに限定されるものではない。たとえば、遠心分離器やサイクロトンなどによる遠心式分離法や、フィルターなどによるろ過式分離法を採用してもよい。さらに、沈降式分離法、遠心式分離法、及び、ろ過式分離法のいずれか一つを採用する方法に限定されるものではない。たとえば、上記各分離法を組み合わせて採用してもよい。
Claims (13)
- 半導体装置の製造に用いられ、レジストを溶解して、前記レジスト上に積層された導電体膜を剥離させるストリッピング組成物であって、
前記ストリッピング組成物が、20〜79.5重量%のアミン系化合物と、20〜79.5重量%の非プロトン性極性化合物と、0.5〜5重量%のカルボン系化合物とを含み、
前記カルボン系化合物が、下記一般式2,3で表されるカルボン酸、及び、これらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの化合物を含み、
R−COOH (一般式2)
(ここで、Rは炭素数1から10のアルキル基、アリール基とする。)
HOOC−R4−COOH (一般式3)
(ここで、R4は炭素数1から10のアルキレン基、アリーレン基とする。)
さらに、前記導電体膜が、酸化インジウム・酸化亜鉛(IZO)、酸化インジウム・酸化スズ・酸化亜鉛(ITZO)、酸化スズ・酸化亜鉛(ZTO)、及び、これらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの物質を含むことを特徴とするストリッピング組成物。 - 前記アミン系化合物が、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、メチルメタノールアミン、エチルエタノールアミン、ジメタノールアミン、アミノエトキシエタノールアミン、ジエタノールアミン、及び、これらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載のストリッピング組成物。
- 前記非プロトン性極性化合物が、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルイミダゾール、ジメチルスルホキシド、及び、これらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの化合物を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のストリッピング組成物。
- 半導体装置の製造に用いられ、レジストを溶解して、前記レジスト上に積層された導電体膜を剥離させるストリッピング組成物であって、
前記ストリッピング組成物が、エチレンカーボネートと、0.5〜5重量%のカルボン系化合物とを含み、
前記カルボン系化合物が、下記一般式2,3で表されるカルボン酸、及び、これらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの化合物を含み、
R−COOH (一般式2)
(ここで、Rは炭素数1から10のアルキル基、アリール基とする。)
HOOC−R4−COOH (一般式3)
(ここで、R4は炭素数1から10のアルキレン基、アリーレン基とする。)
さらに、前記導電体膜が、酸化インジウム・酸化亜鉛(IZO)、酸化インジウム・酸化スズ・酸化亜鉛(ITZO)、酸化スズ・酸化亜鉛(ZTO)、及び、これらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの物質を含むことを特徴とするストリッピング組成物。 - 半導体装置の製造に用いられ、レジストを溶解して、前記レジスト上に積層された導電体膜を剥離させるストリッピング組成物であって、
前記ストリッピング組成物が、アルコキシアクリルアミド化合物と、0.5〜5重量%のカルボン系化合物とを含み、
前記カルボン系化合物が、下記一般式2,3で表されるカルボン酸、及び、これらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの化合物を含み、
R−COOH (一般式2)
(ここで、Rは炭素数1から10のアルキル基、アリール基とする。)
HOOC−R4−COOH (一般式3)
(ここで、R4は炭素数1から10のアルキレン基、アリーレン基とする。)
さらに、前記導電体膜が、酸化インジウム・酸化亜鉛(IZO)、酸化インジウム・酸化スズ・酸化亜鉛(ITZO)、酸化スズ・酸化亜鉛(ZTO)、及び、これらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの物質を含むことを特徴とするストリッピング組成物。 - 前記アルコキシアクリルアミド化合物が、下記一般式1で表される化合物、及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの化合物を含むことを特徴とする請求項5に記載のストリッピング組成物。
- 前記カルボン系化合物のpKa(酸解離定数)を、4.0以上5.2以下としたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のストリッピング組成物。
- 基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、
前記基板及び薄膜トランジスタ上に保護用絶縁膜を積層する工程と、
前記保護用絶縁膜上にレジストを積層する工程と、
前記レジストを所定の形状に形成し、該レジストの周縁下部にアンダーカット部を形成する工程と、
前記保護用絶縁膜及びレジスト上に導電性物質を蒸着させ、前記アンダーカット部によって互いに分離された画素電極及びレジスト上の導電体膜を形成する工程と、
前記基板上に、上記請求項1〜7のいずれか一項に記載されたストリッピング組成物を供給し、前記レジスト上の導電体膜を前記基板から剥離させるストリッピング工程と
を有することを特徴とするTFT基板の製造方法。 - 前記基板から剥離されたレジスト上の導電体膜が含まれた使用済みストリッピング組成物を回収して、前記レジスト上の導電体膜を前記使用済みストリッピング組成物内に溶解させ、該使用済みストリッピング組成物を再利用するリサイクル工程を有することを特徴とする請求項8に記載のTFT基板の製造方法。
- 前記基板に供給されるストリッピング組成物の温度を30℃以上60℃未満とし、前記回収された使用済みストリッピング組成物の温度を60℃以上100℃未満としたことを特徴とする請求項9に記載のTFT基板の製造方法。
- 前記ストリッピング工程において、前記ストリッピング組成物が、スプレー方式により、前記基板上に供給されることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載のTFT基板の製造方法。
- 前記レジストの下層部が、該レジストの上層部より、現像液に対して溶解性が高いことを特徴とする請求項8〜11のいずれか一項に記載のTFT基板の製造方法。
- 基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、
前記基板及び薄膜トランジスタ上に保護用絶縁膜を積層する工程と、
前記保護用絶縁膜上にレジストを積層する工程と、
前記レジストを所定の形状に形成し、該レジストの周縁下部にアンダーカット部を形成する工程と、
前記保護用絶縁膜及びレジスト上に導電性物質を蒸着させ、前記アンダーカット部によって互いに分離された画素電極及びレジスト上の導電体膜を形成する工程と、
前記基板上に、上記請求項1〜7のいずれか一項に記載されたストリッピング組成物を供給し、前記レジスト上の導電体膜を前記基板から剥離させるストリッピング工程と、
前記基板から剥離されたレジスト上の導電体膜が含まれた使用済みストリッピング組成物を回収して、前記レジスト上の導電体膜を前記使用済みストリッピング組成物内に溶解させ、該使用済みストリッピング組成物を再利用するリサイクル工程と
を有することを特徴とするストリッピング組成物のリサイクル方法。
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