(57)【要約】      （修正有）【課題】Ａｌ合金膜の腐食を抑制でき、透明導電膜との接触電気抵抗も低減された表示デバイスを製造する。【解決手段】下記（１）〜（４）の工程によってＡｌ合金膜を透明導電膜と直接接触させる。（１）Ａｌよりも貴な金属元素を含むＡｌ合金膜を形成する第１の工程、（２）フォトリソグラフィおよびドライエッチングによってコンタクトホールを形成する第２の工程、（３）フォトリソグラフィで生成したフォトレジストの剥離を行なう第３の工程、（４）透明導電膜を形成する第４の工程と、をこの順序で包含し、第２の工程は、オーバーエッチングにおけるガスの流量比を、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の比率で３０％以下に制御して前記Ａｌ合金膜の表面をＡｌの酸化物で覆う工程を含み、第３の工程は、ｐＨ１０．５以上のアルカリ溶液に接触させて前記Ａｌの酸化物を除去する工程を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜と直接接触するＡｌ合金膜が基板上に形成されており、絶縁膜を介して前記Ａｌ合金膜と前記透明導電膜を電気的に接続するコンタクトホールを有する表示デバイスの製造方法であって、
下記（１）〜（４）の工程によって前記Ａｌ合金膜を前記透明導電膜と直接接触させることを特徴とする表示デバイスの製造方法。
（１）Ａｌよりも貴な金属元素を含むＡｌ合金膜を形成する第１の工程、
（２）フォトリソグラフィおよびドライエッチングによってコンタクトホールを形成する第２の工程、
（３）フォトリソグラフィで生成したフォトレジストの剥離および洗浄を行なう第３の工程、および
（４）透明導電膜を形成する第４の工程と、
をこの順序で包含し、
前記第２の工程は、オーバーエッチングにおけるガスの流量比を、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の比率で３０％以下に制御して前記Ａｌ合金膜の表面をＡｌの酸化物で覆う工程を含み、
前記第３の工程は、ｐＨ１０．５以上のアルカリ溶液に接触させて前記Ａｌの酸化物を除去する工程を含む。
【請求項２】
前記第２の工程は、オーバーエッチングの後に酸素アッシングを行なって前記Ａｌ合金膜の表面をＡｌの酸化物で覆う工程を含み、前記オーバーエッチングにおけるガスの流量比は、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の比率で６５％以下である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程は、ｐＨ１０．５未満のアルカリ溶液に接触させた後、ｐＨ１０．５以上のアルカリ溶液に接触させて前記Ａｌの酸化物を除去する工程を含む請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程におけるＡｌ合金膜は、Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｇ，Ａｕ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を含むものである請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
前記Ａｌ合金膜は、希土類元素の１種以上を０．１〜０．５原子％の比率で更に含有するものである請求項４に記載の製法。
【請求項６】
前記第３の工程は、レジスト剥離の後に、水による洗浄工程を更に含む請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ、半導体装置、光学部品などに使用される表示デバイスの製造方法に関するものである。詳細には、本発明は、Ａｌ合金膜と透明導電膜が直接接触されたダイレクトコンタクト技術の改良発明であり、絶縁膜を介してＡｌ合金膜と透明導電膜が電気的に接続するコンタクトホールを有する表示デバイスにおいて、Ａｌ合金膜を腐食させることなく低接触電気抵抗の表示デバイスを製造することのできる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ａｌ合金は、電気抵抗率が低く、加工が容易であるなどの理由により、液晶表示デバイス、プラズマ表示デバイス、エレクトロルミネッセンス表示デバイス、フィールドエミッション表示デバイスなどの薄型表示デバイス（ＦＰＤ）の分野で、配線膜、電極膜、反射電極膜の薄膜材料などに利用されている。
【０００３】
例えば、アクティブマトリクス型の液晶パネルは、図１に示すように、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜などの酸化物透明導電膜から構成される画素電極５、および走査線や信号線を含む配線部６を有するＴＦＴ基板１を備えている。この走査線や信号線を構成する配線材料として、上記Ａｌ合金が用いられている。この走査線や信号線を含む配線部６のＡｌ合金膜と画素電極（透明導電膜）５は、通常、それらの間に設けられた絶縁膜のコンタクトホールを通して電気的に接続される。
【０００４】
尚、従来は、Ａｌ合金膜によって形成される各種電極部分と画素電極を直接接触させると、絶縁性の酸化アルミニウムなどが界面に形成されて接触電気抵抗が上昇するため、Ａｌ合金膜と透明導電膜との間にＭｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ等の高融点金属からなるバリアメタル層が形成されていた。
【０００５】
しかしながら、バリアメタル層の形成は製造コストの上昇や生産性の低下を招くことから、バリアメタル層の形成を省略し、Ａｌ合金膜を画素電極に直接接触させる技術（ダイレクトコンタクト技術）が提案されている（例えば特許文献１および特許文献２を参照）。これらの特許文献には、所定の合金元素を含むＡｌ合金膜を用いれば、バリアメタル層を省略しても、画素電極との接触抵抗を低減できること、更にはＡｌ合金自体の電気抵抗の低減や耐熱性の向上も達成できることが開示されている。
【０００６】
Ａｌ合金膜と透明導電膜が、絶縁膜上に形成されたコンタクトホールを介して電気的に接続する構造は、例えば後述する図２〜図１０の工程により形成される。即ち、図３に示す通り、スパッタリング等によりＡｌ合金膜を成膜し、パターニングしてドレイン電極２９を形成する（図７を参照）。次に、例えばプラズマＣＶＤ法で絶縁膜（ＳｉＮＸ絶縁膜）３０を成膜し、更にその上にフォトレジスト（感光樹脂）３１を形成し、フォトレジスト３１の開口部をエッチングして、図８に示す通り絶縁膜３０にコンタクトホール３２を形成する。コンタクトホール３２の形成後は、図９に示す通り、フォトレジスト３１を剥離液で除去し、次に図１０に示す通り、絶縁膜３０上に、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜等の透明導電膜５を形成することにより、Ａｌ合金膜と透明導電膜が直接接触する構造が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６１６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１や特許文献２に開示されているように、Ａｌに所定の合金元素を添加することによって種々の機能が付与されるが、合金元素の添加によって耐食性が悪化するという、好ましくない傾向が現れる。
【０００９】
例えば、アレイ基板の製造工程では複数のウェットプロセスを通ることになるが、Ａｌよりも貴な金属を添加すると、ガルバニック腐食の問題が表れ、耐食性が劣化してしまう。例えばフォトリソグラフィ工程では、ＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)を含むアルカリ性の現像液を使用するが、ダイレクトコンタクト構造の場合、バリアメタル層を省略しているためＡｌ合金膜がむき出しとなり、現像液によるダメージを受けやすくなる。
【００１０】
また、フォトリソグラフィの工程で形成したフォトレジスト（樹脂）を剥離する洗浄工程では、アミン類を含む有機剥離液を用いて連続的に水洗が行なわれている。ところがアミンと水が混合するとアルカリ性溶液になるため、短時間でＡｌを腐食させてしまうという別の問題が生じる。ところでＡｌ合金は、剥離洗浄工程を通るより以前にＣＶＤ工程を経ることによって熱履歴を受けている。この熱履歴の過程でＡｌマトリクス中には合金成分が析出物（高抵抗なＡｌ酸化物）を形成するため、Ａｌ合金膜を透明導電膜の画素電極と直接接触させると接触電気抵抗が上昇する。また、この析出物とＡｌの間には大きな電位差があるので、剥離液であるアミンが水と接触した瞬間に前記ガルバニック腐食によってアルカリ腐食が進行し、電気化学的に卑であるＡｌがイオン化して溶出し、ピット状の孔食（黒点）が形成されてしまう、といった問題がある。特に、Ａｌ合金膜をｐＨ８．５〜１０程度の弱アルカリ溶液に浸漬すると、析出物のＡｌ酸化物とＡｌ合金膜の間で電池反応が起こり、部分的な腐食が発生する。
【００１１】
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、透明導電膜と直接接触するＡｌ合金膜が基板上に形成されており、Ａｌ合金膜と透明導電膜が電気的に接続するコンタクトホールを有する表示デバイスにおいて、Ａｌ合金膜の腐食を抑制でき、透明導電膜との接触電気抵抗も低減された表示デバイスを製造することのできる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成することのできた本発明に係る表示デバイスの製造方法は、透明導電膜と直接接触するＡｌ合金膜が基板上に形成されており、絶縁膜を介して前記Ａｌ合金膜と前記透明導電膜を電気的に接続するコンタクトホールを有する表示デバイスの製造方法であって、下記（１）〜（４）の工程によって前記Ａｌ合金膜を前記透明導電膜と直接接触させるところに要旨を有するものである。
（１）Ａｌよりも貴な金属元素を含むＡｌ合金膜を形成する第１の工程、
（２）フォトリソグラフィおよびドライエッチングによってコンタクトホールを形成する第２の工程、
（３）フォトリソグラフィで生成したフォトレジストの剥離を行なう第３の工程、および
（４）透明導電膜を形成する第４の工程と、
をこの順序で包含し、
前記第２の工程は、オーバーエッチングにおけるガスの流量比を、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の比率で３０％以下に制御して前記Ａｌ合金膜の表面をＡｌの酸化物で覆う工程を含み、
前記第３の工程は、ｐＨ１０．５以上のアルカリ溶液に接触させて前記Ａｌの酸化物を除去する工程を含む。
【００１３】
好ましい実施形態において、前記第２の工程は、オーバーエッチングの後に酸素アッシングを行なって前記Ａｌ合金膜の表面をＡｌの酸化物で覆う工程を含み、前記オーバーエッチングにおけるガスの流量比は、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の比率で６５％以下である前記第３の工程は、前記オーバーエッチングの後に、酸素アッシングを行なう工程を更に含んでいる。
【００１４】
好ましい実施形態において、前記第３の工程は、ｐＨ１０．５未満のアルカリ溶液に接触させた後、ｐＨ１０．５以上のアルカリ溶液に接触させて前記Ａｌの酸化物を除去する工程を含む。
【００１５】
好ましい実施形態において、前記第３の工程は、レジスト剥離の後に、水による洗浄工程を更に含んでいる。
【００１６】
好ましい実施形態において、前記第１の工程におけるＡｌ合金膜は、Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｇ，Ａｕ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を含むものである。
【００１７】
好ましい実施形態において、前記Ａｌ合金膜は、希土類元素の１種以上を０．１〜０．５原子％の比率で更に含有するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、（ア）コンタクトホール形成のためのオーバーエッチング（更には、必要に応じて酸素アッシング）を制御し、Ａｌ合金膜表面にＡｌの酸化物を積極的に生成させているため、Ａｌ合金膜の腐食を効果的に防止でき、且つ、（イ）当該Ａｌの酸化物を、その後の適切なウエットエッチングによって完全に除去しているため、Ａｌ合金膜と透明導電膜の接触電気抵抗を低減できる。よって、本発明によれば、Ａｌ合金膜の腐食を防止しつつ、低い接触電気抵抗を安定して長期間実現できるため、信頼性の高い表示デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、アクティブマトリクス型の液晶表示デバイスに適用される代表的な液晶パネルの構造を示す概略断面拡大説明図である。
【図２】図２は、表示デバイス用アレイ基板に適用される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構成を例示する概略断面説明図である。
【図３】図３は、図２に示した表示デバイス用アレイ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図４】図４は、図２に示した表示デバイス用アレイ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図５】図５は、図２に示した表示デバイス用アレイ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図６】図６は、図２に示した表示デバイス用アレイ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図７】図７は、図２に示した表示デバイス用アレイ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図８】図８は、図２に示した表示デバイス用アレイ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図９】図９は、図２に示した表示デバイス用アレイ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１０】図１０は、図２に示した表示デバイス用アレイ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１１】図１１は、実施例における実験用表示デバイスの作製工程外略図である。
【図１２】図１２は、実施例における実験用表示デバイスの作製工程外略図である。
【図１３】図１３は、本発明例のＡｌ表面酸化膜（ＡｌＯｘ）のＴＥＭ像である。
【図１４】図１４は、比較例のＡｌ表面酸化膜（ＡｌＯｘ）のＴＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、表示デバイスの基板上で、Ａｌより貴な金属元素を含むＡｌ合金膜（以下、単に「Ａｌ合金膜」と略記する場合がある。）と透明導電膜が直接接触するダイレクトコンタクト技術の改良技術であり、絶縁膜を介してＡｌ合金膜と透明導電膜が電気的に接続するコンタクトホールを有する表示デバイスにおいて、Ａｌ合金膜の腐食防止と、Ａｌ合金膜と透明導電膜の接触電気抵抗（以下、単に「接触電気抵抗」と呼ぶ場合がある。）の低減化を満足し得る表示デバイスの製造方法に関するものである。
【００２１】
本発明者は、上記構成の表示デバイスにおいて、低い接触電気抵抗を維持しつつ、フォトレジストの剥離・その後の洗浄工程などで生成する黒点を効果的に防止できる製造方法を提供するため、検討を重ねてきた。その結果、Ａｌ合金膜を透明導電膜に直接接触させるまでの工程手順において、意外にも、接触電気抵抗の低減化に悪影響を及ぼすＡｌの酸化物をＡｌ合金膜の表面に、特定時期の間、積極的に生成させると黒点の生成が顕著に抑制されることを見出した。具体的には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等の層間絶縁膜にフォトリソグラフィおよびドライエッチングによってコンタクトホールを形成した後、フォトリソグラフィで生成したフォトレジストの剥離を行なう前（すなわち、絶縁膜のコンタクトホール形成後、フォトレジスト剥離の前）に、Ａｌ合金膜の表面を酸化するための処理を施してＡｌの酸化物（ＡｌＯｘ）で覆えば良いことが判明した（後記する実施例を参照）。更に、引き続き、フォトレジストの剥離・洗浄工程において、少なくともｐＨ１０．５以上の強アルカリ溶液に接触（浸漬）して当該ＡｌＯｘを除去する工程を行なえば、接触電気抵抗の低減化も同時に達成できることも判明した（後記する実施例を参照）。
【００２２】
更に、上記のＡｌ酸化物（ＡｌＯｘ）を効率よく生成させるためには、上述した「絶縁膜のコンタクトホール形成後、レジスト剥離の前」の時期に、酸素イオンをイオンボンバードする方法が有効であることを突き止めた。具体的には、ドライエッチング後のオーバーエッチング（絶縁膜を除去した後の継続エッチング）、またはオーバーエッチングおよびその後の酸素アッシング（酸素プラズマを用いたアッシング）において、オーバーエッチングにおけるガスの流量比（フッ素系ガスと酸素ガスの混合ガスの流量比）の制御、酸素アッシングにおけるＲＦパワーや処理時間の制御を適切に行えば、黒点防止に有用な所望のＡｌＯｘが得られることを見出し、本発明を完成した。
【００２３】
以下、上記知見に到達した経緯および本発明の特徴部分について、詳しく説明する。
【００２４】
前述したように、ドレイン電極などを構成するＡｌ合金膜上に透明導電膜を構成するＩＴＯ膜をスパッタリングなどによって成膜すると、Ａｌ合金膜と透明導電膜との界面に酸化皮膜（ＡｌＯｘ）が形成され、接触電気抵抗が高くなる。そのため、これまでは、ＩＴＯ膜の成膜初期段階では、Ａｌ合金膜の表面を極力酸化しない対策が講じられており、例えば、酸素添加なしの雰囲気にて、膜厚約５〜２０ｎｍ（好ましくは約１０ｎｍ程度）のＩＴＯ膜を成膜していた。しかしながら、表示デバイスの成膜工程では複数のウェットプロセスを通ることになるため、ＮｉやＣｕなどのＡｌよりも貴な金属を含むＡｌ合金膜を用いると、前述したガルバニック腐食の問題が表れ、耐食性が劣化してしまう。例えば、絶縁膜にコンタクトホールを形成するに当たっては、通常、Ａｌ合金膜上にフォトリソグラフィ法によって絶縁膜をパターン形成し、コンタクトホールを形成するためのドライエッチング（コンタクトエッチング）を行なった後に、レジスト剥離液（代表的には、東京応化工業株式会社製の「ＴＯＫ１０６」および「ＰＲＳ２０００」など）を用いてレジスト剥離を行なうが、レジスト剥離後の水洗リンス（洗浄工程）において、その水溶性液体はアルカリ溶液となり、ｐＨ８．５〜１０領域でマトリックスアルミニウムと金属間化合物との間で腐食（部分的な腐食）が発生し、黒点が生成されるようになる。
【００２５】
これに対し、本発明では、「コンタクトホール形成後フォトレジストの剥離前」という所定の時期において、（ア）混合ガスの流量比が適切に制御されたオーバーエッチングを行なうか、または、（イ）オーバーエッチングの後に酸素アッシングを行なう場合には、オーバーエッチング時の混合ガスの流量比や酸素アッシング時のＲＦパワーなどを適切に制御する、という「ＡｌＯｘ生成処理」を行なって、Ａｌ合金膜の表面を積極的に酸化させてＡｌＯｘで覆うようにしている。そのため、本発明の方法によれば、Ａｌ合金膜が上記のアルカリ溶液に曝された場合であってもＡｌ合金膜の部分腐食の発生が抑制される。
【００２６】
更に本発明では、上記工程の後、レジストの剥離・洗浄工程において、ｐＨ１０．５以上の強アルカリ溶液に接触させてＡｌ合金膜の表面をウエットエッチングする工程を必ず行なうようにしているため、上記のＡｌＯｘは完全に除去される。そのため、その後の透明導電膜の形成によってＡｌ合金膜と透明導電膜を直接接触させた場合であっても、接触電気抵抗の上昇をもたらす高抵抗のＡｌ酸化物は形成され難い状態となる。また、本発明によれば、Ａｌよりも貴な金属元素を含む導電性の析出物が透明導電膜との界面に形成されるようになるため、コンタクト抵抗の低下が抑えられる。
【００２７】
このように、本発明の方法は、「コンタクトホール形成後フォトレジストの剥離前」に「黒点生成防止」のためのＡｌＯｘ生成処理と、「フォトレジストの剥離・洗浄工程」で「接触電気抵抗低減」のための強アルカリ溶液によるウエットエッチング処理を、両方行なうことによって、Ａｌ合金膜の腐食防止と接触電気抵抗の低減化を両立させたところに特徴を有している。特に、本発明の方法は、接触電気抵抗低減化の観点からは排除すべきと考えられ、その生成を極力抑制するための対策が講じられていたＡｌ酸化物（ＡｌＯｘ）を、「耐食性向上の観点からは、所定の時期には、むしろ積極的に生成させて有効利用すべき」という逆転の発想（思想）に基づき完成されたものである。更に、本発明の方法によれば、好ましくは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇｅなどのコンタクト抵抗低減元素を比較的少量添加しているため、上記の作用がより一層促進される。
【００２８】
本発明の特徴部分をなす各工程について、より詳しく説明する。
【００２９】
まず、上記の「コンタクトホール形成後、レジスト剥離の前」にＡｌ合金膜を酸化してＡｌＯｘを形成するに当たっては、酸素イオンをイオンボンバードすることが有効であり、反応性イオンエッチング（ＲＥＡＣＴＩＶＥ  ＩＯＮ  ＥＴＣＨＩＮＧ、ＲＩＥ）方式でイオンボンバードを行なうことが好ましい。これにより、コンタクトホール周辺でのＡｌ合金膜配線の断線や密着性低下などを回避できるほか、緻密な膜が形成され易くなって腐食防止効果が向上する。
【００３０】
具体的には、絶縁膜を除去した後のオーバーエッチングのみを行なう場合と、オーバーエッチングの後に酸素アッシングを行なう場合とで、制御条件が若干異なるので、以下、個別に説明する。
【００３１】
（Ａ）オーバーエッチングのみを行なう場合（その後の酸素アッシングなし）
上記態様では、フッ素系ガス（例えば、ＳＦ6）と酸素ガスとの混合ガスを用い、その流量比を、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の比率で３０％以下に制御してオーバーエッチングを行なう。これにより、黒点防止に有効なＡｌＯｘが所定厚さ（好ましくは約４ｎｍ以上）生成されるようになる。黒点防止という観点からすれば、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の流量比は少ない程よく、おおむね、１０％以下であることが好ましい。なお、上記流量比の下限は、黒色防止の観点からは特に限定されないが絶縁膜であるＳｉＮの残渣を除去する観点からすれば、おおむね、５％以上とすることが好ましい。
【００３２】
オーバーエッチングに用いられるガス（混合ガス）は、少なくとも、ＳＦ6などのフッ素系ガスと酸素ガスを含有していれば良く、更に、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを含有していても良い。いずれにせよ、全混合ガス中のフッ素系ガス（ＳＦ6）の流量比が上記範囲内に制御されていれば良い。
【００３３】
オーバーエッチングでは、上記以外の条件は特に限定されず、例えば、圧力：約１０Ｐａ、ＲＦパワー：約５０Ｗに制御して行なえば良い。
【００３４】
（Ｂ）オーバーエッチングの後に酸素アッシングを行なう場合
上記態様では、まず、オーバーエッチング時における混合ガスの流量比を、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の比率で６５％以下に制御してオーバーエッチングを行なう。ここでは、その後に酸素アッシングを行なっているため、上記流量比の上限を、前述した（Ａ）の場合に比べ、より高く設定できる。上記の流量比は少ない程よく、おおむね、５０％以下であることが好ましい。
【００３５】
オーバーエッチングの条件は、上記の流量比の上限が異なること以外は、上記（Ａ）の場合と同じである。
【００３６】
その後に酸素アッシングを行なう。酸素アッシングとは、酸素プラズマによるアッシングを意味し、ドライエッチングによるレジスト表面のダメージ層を除去する目的で、通常行なわれているものである。黒点生成防止に有用なＡｌＯｘを効果的に生成させるためには、酸素アッシングにおけるＲＦパワーは高いほど、また長時間行うほど好ましく、例えば、以下のように制御することが好ましい。
ＲＦパワー：好ましくは５０Ｗ以上であり、より好ましくは１００Ｗ以上。
酸素アッシングの時間：好ましくは１分間以上であり、より好ましくは３分間以上。
【００３７】
酸素アッシングにおける、上記以外の条件は特に限定されず、通常行なわれる条件を適宜選択して採用することができる。
【００３８】
上記の方法によれば、Ａｌ合金膜の表面を覆うようにＡｌＯｘが形成される。上記ＡｌＯｘの厚さは、おおむね、４ｎｍ以上であることが好ましく、これにより、黒点の生成を有効に防止することができる（後記する実施例を参照）。上記作用を効果的に発揮させるためには、ＡｌＯｘの厚さは厚いほどよく、おおむね、５ｎｍ以上であることがより好ましい。ＡｌＯｘの上限は、後続のアルカリ溶液との接触による除去のされ易さなどを考慮するとおおむね、２０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、ＡｌＯｘの厚さは、日立製作所製「ＦＥ−ＴＥＭ  ＨＦ−２０００」を用いた断面ＴＥＭ観察によって求めた。
【００３９】
次に、フォトレジストの剥離・洗浄を行なう。上記工程において、本発明では、少なくともｐＨ１０．５以上のアルカリ溶液との接触（ウエットエッチング）を行なうことが不可欠であり、これにより、前述した工程によって生成したＡｌＯｘは完全に除去（全面腐食、膜減り）されるようになる。その結果、Ａｌ合金膜の部分腐食の発生を招くことなく、低い接触電気抵抗が長時間安定して確保される。すなわち、後記する実施例で実証したように、ｐＨが１０．５未満（実施例ではｐＨ９．５）の弱アルカリ溶液によるウエットエッチングを浸漬条件を変えて種々行なっても、それだけでは接触電気抵抗の低減効果は得られず、本発明で規定するようにｐＨ１０．５以上の強アルカリによるウエットエッチングを行なった場合に初めて、所望とする低い接触電気抵抗を達成できた。接触電気抵抗の低減化の観点からは、アルカリ溶液のｐＨは高いほど良いが、ｐＨが高くなり過ぎると、ＡｌＯｘの膜減りが大きくなり過ぎて、後に形成されるＩＴＯなどの透明導電性膜の断線を招くことから、ｐＨは約１３以下であることが好ましい。具体的には、例えば、上記ｐＨの水酸化ナトリウム水溶液などを用いることができる。上記のアルカリ溶液は、市販品を用いても良く、例えば、現像液として用いられるｐＨ１２．５程度のＴＭＡＨ液として、東京応化製の「ＮＭＤ−Ｗ」、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製の「ＡＺ−３００ＭＩＦ」；ｐＨ１０．５〜１３程度のレジスト剥離液「ＴＯＫ１０６」（東京応化工業株式会社製）の水溶液；ｐＨ１０．５〜１３程度のＤｏｎｇｗｏｏ  Ｆｉｎｅｃｈｅｍ社製の「ＰＲＳ２０００」の水溶液などが代表的に例示される。上記の「ＴＯＫ１０６」および「ＰＲＳ２０００」は、モノエタノールアミンとジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）の混合溶液であり、これらの混合比率によってｐＨの範囲を調整できる。ウエットエッチングの好ましい温度や時間は、ＡｌＯｘが適切に除去されるように、使用するアルカリ溶液やＡｌ合金の組成などに応じて適宜適切に定めれば良いが、おおむね、３０〜７０℃で５〜１８０秒間（好ましくは、３０〜６０℃で１０〜１２０秒間）であることが好ましい。
【００４０】
本発明では、フォトレジストの剥離・洗浄において、「ｐＨ１０．５以上の強アルカリ溶液との接触処理（ウエットエッチング処理）」を少なくとも行なえば良く、本発明の作用効果を阻害しない限度において、それ以外の処理を更に含んでいても良い。例えば、ｐＨ１０．５未満の弱アルカリ溶液によるウエットエッチング処理を行ってから、上記のｐＨ１０．５以上の強アルカリによるウエットエッチング処理を行っても良く、このような異なるｐＨのアルカリ溶液を用いた段階的処理も本発明の範囲に包含される。後記する実施例では、ｐＨ９．５のＴＭＡＨ溶液の浸漬後にｐＨ１２．８のＴＭＡＨ溶液の浸漬を行なっているが、上記方法は、本発明で規定する「強アルカリ溶液による処理」を行なってＡｌＯｘを完全に除去しているため、所望の効果が有効に発揮されている。弱アルカリ溶液によるウエットエッチング処理は、本発明の作用を損なわない範囲で、「強アルカリ溶液によるウエットエッチング処理」やＡｌ合金膜の組成などに応じて適宜適切に行えば良いが、おおむね、ｐＨ９．５〜１０程度の弱アルカリ溶液を、約３０〜６０℃で約１０〜３００秒間程度行なうことが好ましい。
【００４１】
上記工程では、水による洗浄（洗浄リンス）を更に行なうことが好ましい。これにより、上記レジスト剥離液などの溶液が洗浄槽に持ち込まれるため、例えば、ｐＨ９．５〜１３程度の様々なアルカリ性水溶液となり、Ａｌ合金膜に部分的に発生した腐食を完全に抑制できるようになる。
【００４２】
以上、本発明を特徴付ける工程について説明した。
【００４３】
本発明は、特に上記の工程を制御したところに特徴があり、その他の工程については、通常用いられる方法を適宜採用することができる。
【００４４】
本明細書において「Ａｌより貴な金属元素」とは、Ａｌよりもイオン化傾向が小さい金属元素を意味する。また、本明細書において「フォトリソグラフィ法」とは、フォトレジスト（ネガおよびポジ両方のフォトレジストを含む）に光を照射して現像し、次いでエッチングすることによりパターン形成を行なう方法を意味する。
【００４５】
以下、図面を参照しながら、本発明法の詳細を、工程順に詳しく説明する。本発明の特徴部分は、上記に詳述したため、以下では、それ以外の工程を中心に説明する。
【００４６】
まず図２に示したＴＦＴアレイ基板１の製法について簡単に説明する。尚ここで、スイッチング素子として形成される薄膜トランジスタは、水素化アモルファスシリコンを半導体層として用いたアモルファスシリコンＴＦＴを一例として挙げる。
【００４７】
まずガラス基板１ａに、スパッタリング等の手法で例えば膜厚２００ｎｍ程度のＡｌ合金膜（例えば、Ａｌ−０．６原子％Ｎｉ−０．５原子％Ｃｕ−０．３原子％Ｌａ）を形成し、該Ａｌ合金膜をパターニングすることにより、ゲート電極２６と走査線２５を形成する（図３）。このとき、後記ゲート絶縁膜２７のカバレッジが良くなるように、アルミニウム合金薄膜の周縁を約３０〜４０°のテーパー状にエッチングしておくのがよい。次いで、図４に示す如く、例えばプラズマＣＶＤ法等の手法で、例えば膜厚が約３００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯx）でゲート絶縁膜２７を形成し、更に、例えば膜厚５０ｎｍ程度の水素化アモルファスシリコン膜(ａ−Ｓｉ：Ｈ)と膜厚３００ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を成膜する。
【００４８】
続いて、ゲート電極２６をマスクとする裏面露光によって図５に示す如く窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）をパターニングし、チャネル保護膜を形成する。更にその上に、燐をドーピングした例えば膜厚５０ｎｍ程度のｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ：Ｈ）を成膜した後、図６に示す如く、水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）とｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ：Ｈ）をパターニングする。
【００４９】
そしてその上に、例えば膜厚３００ｎｍ程度のＡｌ合金膜を成膜し、図７に示す様にパターニングすることで、信号線と一体のソース電極２８と、透明導電膜５に接触されるドレイン電極２９を形成する。更に、ソース電極２８とドレイン電極２９をマスクとして、チャネル保護膜（ＳｉＮｘ）上のｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ：Ｈ）を除去する。
【００５０】
そして図８に示す如く、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて、窒化シリコン膜３０を例えば膜厚３００ｎｍ程度で成膜することにより保護膜を形成する。このときの成膜は例えば２６０℃程度で行なわれる。そしてこの窒化シリコン膜３０上にフォトレジスト層３１を形成した後、該窒化シリコン膜３０をパターニングし、例えばドライエッチング等によって窒化シリコン膜３０にコンタクトホール３２を形成する。また図示していないが、同時にパネル端部のゲート電極上のＴＡＢとの接続に当たる部分にコンタクトホールを形成する。本発明において、このドライエッチングの条件は特に限定されず、通常、用いられる条件を適宜採用することができる。前述したように、本発明は、ドライエッチング後のオーバーエッチング（更には酸素アッシング）の条件を適切に制御して黒色防止に有用なＡｌＯｘを生成させるものだからである。ドライエッチングの好ましい条件の一例としては、ＳＦ6およびＯ2の混合ガスを用い、ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）の流量比を約１０％、ＲＦパワーを約５０Ｗに制御することが例示される。
【００５１】
次いで、Ａｌ合金膜を酸化し、黒点防止に有用なＡｌＯｘの生成を目的として、前述したように、ドライエッチング後のオーバーエッチングを適切に制御して行なう。詳細は前述したとおりであり、これにより、Ａｌ合金膜の表面がＡｌＯｘで覆われるようになる（図示せず）。
【００５２】
更に図９に示す如く、必要に応じて、酸素プラズマによるアッシング工程を、前述した条件で行なう。この酸素アッシング工程は必須ではなく、上記のオーバーエッチングのみを行なっても良い。その後、例えばアミン系等の剥離液を用いてフォトレジスト層３１の剥離処理を行い、最後に例えば保管時間８時間程度以内に、図１０に示す如く例えば膜厚４０ｎｍ程度のＩＴＯ膜を成膜し、パターニングによって透明導電膜５を形成する。同時に、パネル端部のゲート電極のＴＡＢとの接続部分に、ＴＡＢとのボンディングのためＩＴＯ膜をパターニングすると、ＴＦＴアレイ基板が完成する。
【００５３】
なお、本発明に用いられるＡｌ合金は、Ａｌよりも貴な金属元素（Ａｌよりもイオン化傾向が小さい元素）を含有するものであり、好ましくは、Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｇ，Ａｕ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を含んでいる。これらの元素は、コンタクト抵抗の低減に寄与する元素であり、本発明では、これらを単独で、または２種以上を併用することができる。好ましい金属元素はＮｉ，Ｃｏ，Ａｇ，Ｚｎであり、より好ましくはＮｉ，Ｃｏ，Ａｇである。
【００５４】
上記金属元素の含有量（合計）は、Ａｌ合金膜中に０．１〜１．０原子％程度であることが好ましい。上記金属元素の含有量が０．１原子％未満では、接触電気抵抗が却って低下する。一方、上記金属元素の含有量が１．０原子％を超えると、Ａｌ合金膜自体の電気抵抗が高くなる。金属元素のより好ましい含有量は、０．２原子％以上１．０原子％以下である。
【００５５】
また、本発明のＡｌ合金膜には、上記以外の金属元素（合金元素）として、希土類元素の１種以上を更に含有させることも有効である。これらの元素は、Ａｌ合金膜中に好ましくは０．１〜０．５原子％含有させることによって耐熱性を３００℃以上に高め、また機械的強度や耐食性などを高める作用を発揮する。こうした金属としては、ランタノイド系列希土類元素のいずれも採用できるが、特に好ましいのは、Ｌａ，Ｇｄ，Ｎｄよりなる群から選択される少なくとも１種である。
【００５６】
この様にして形成されたＴＦＴアレイ基板を備えた表示デバイスを、例えば液晶表示デバイスとして使用すれば、透明導電膜と接続配線部との間の接触電気抵抗を最小限に抑えることができるため、表示画面の表示品位に及ぼす悪影響を可及的に抑制できる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５８】
（実験用表示デバイスの作製）
図１１および図１２は、本実施例に用いた実験用表示デバイスの作製工程概略図である。実験用表示デバイスの構造は、前述した図７および図８に示したドレイン電極２９として用いられるＡｌ合金膜、層間絶縁膜３０、コンタクトホール３２、フォトレジスト３１の部分を再現したものであり、ＴＦＴ等は作製していない。
【００５９】
まず、図１１に示すように、無アルカリガラス板（板厚０．７ｍｍ）を基板とし、その表面に、ドレイン電極を想定して、Ａｌ−０．６原子％Ｎｉ−０．５原子％Ｃｕ−０．３原子％Ｌａ合金膜７２をスパッタリング法により成膜した（厚さ３００ｎｍ）。次いで、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによるパターニングを行ない、Ａｌ合金薄膜７２を約３０°〜４０°のテーパー状にエッチングした。
【００６０】
この上に、絶縁膜７３として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜をプラズマ気相蒸着法（ＣＶＤ法）によって成膜した（厚さ３００ｎｍ）。このときの成膜温度は２５０℃で行い、成膜時間は約６分とした。
【００６１】
この絶縁膜７３の表面にエッチング用マスクとして、厚膜の感光樹脂（フォトレジスト、ノボラック樹脂製）７４をコーティングし、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによるパターニングを行ない、窒化シリコンにコンタクトホール（接触エリア１０μｍ×１０μｍ）７５を形成した（図１１を参照）。ドライエッチングはＲＩＥ（反応性イオンエッチング）で実施し、使用ガスは、ＳＦ6：３３．３％、Ｏ2：２６．７％、Ａｒ:４０％の混合ガスとした。
【００６２】
このようにして窒化シリコンをドライエッチングした後に、下記（１）〜（４）の方法で、オーバーエッチング（必要に応じて酸素アッシング）→アルカリ溶液によるウエットエッチング処理を行ってフォトレジストを除去した（図１２を参照）。その後、温度約２５℃、湿度約５０％に制御されたクリーンルーム内で８時間保管した後、Ａｌ合金膜の表面に、スパッタリング法で膜厚２００ｎｍのＩＴＯ膜を成膜した（図示せず）。
【００６３】
下記（１）〜（４）の方法において、（１）と（３）、（２）と（４）は、それぞれ対応しており、（１）の後に強アルカリ処理を行なったのが（３）；（２）の後に強アルカリ処理を行なったのが（４）である。これらの概要を以下に示す。
（１）の方法・・・オーバーエッチング（酸素アッシングなし）→弱アルカリによるウエットエッチング
（３）の方法・・・上記（１）の後に、強アルカリによるウエットエッチング
（２）の方法・・・オーバーエッチング（酸素アッシングあり）→弱アルカリによるウエットエッチング
（４）の方法・・・上記（２）の後に、強アルカリによるウエットエッチング
【００６４】
以下、各方法について、詳細に説明する。
【００６５】
（１）オーバーエッチング（酸素アッシングなし）→弱アルカリによるウエットエッチング処理（表１を参照）
まず、ＳＦ6とＯ2の混合ガスを用いてオーバーエッチングを行なった。混合ガスの流量比［ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）］は、表１に示すように、１０〜６５％の範囲で変化させて行なった。上記以外のオーバーエッチングの条件は、圧力約１０Ｐａ、ＲＦパワー約５０Ｗとした。
【００６６】
表２に、各条件でオーバーエッチングを行なった後、（弱アルカリ処理の前に）Ａｌ合金膜の表面に形成されるＡｌの酸化膜（ＡｌＯｘ）の厚さを、それぞれ示す。また、参考のため、ＡｌＯｘのＴＥＭ像（３，０００，０００倍）を、図１３（膜厚３．９ｎｍ、比較例）および図１４（膜厚４．９ｎｍ、本発明例）に、それぞれ示す。
【００６７】
次に、ｐＨ９．５の弱アルカリ溶液（ＴＭＡＨ液として、Ｄｏｎｇｗｏｏ  Ｆｉｎｅｃｈｅｍ社製の「ＰＲＳ２０００」の水溶液を使用）でＡｌ薄膜表面をウエットエッチングした。ウエットエッチング時間は、表１に示すように、１〜１５分間の間で変化させた。
【００６８】
（２）オーバーエッチング（酸素アッシングあり）→弱アルカリによるウエットエッチング処理（表３を参照）
上記（１）の方法において、ＳＦ6とＯ2の混合ガスの流量比［ＳＦ6／（ＳＦ6＋Ｏ2）］を、表３に示すように５０％で一定としたこと以外は、上記（１）と同様にしてオーバーエッチングエッチングを行った。その後の酸素アッシングを、表３に示すように、ＲＦパワーおよび処理時間を変化させて行なった。表３以外の酸素アッシングの条件は、圧力約１０Ｐａ、ＲＦパワー約５０Ｗとした。
【００６９】
表４に、各条件でオーバーエッチング→酸素アッシングの後に、（弱アルカリ処理の前に）Ａｌ合金膜の表面に形成されるＡｌの酸化膜（ＡｌＯｘ）の厚さを、それぞれ示す。
【００７０】
次に、上記（１）と同様にして、ｐＨ９．５の弱アルカリ溶液でウエットエッチングを行なった。ウエットエッチング時間は、表２に示すように、１〜１５分間の間で変化させた。
【００７１】
（３）オーバーエッチング（酸素アッシングなし）→弱アルカリによるウエットエッチング処理→強アルカリによるウエットエッチング処理（表５を参照）
上記（１）の工程を行なった後、ｐＨ１２．８の強アルカリ溶液（ＴＭＡＨ液として、Ｄｏｎｇｗｏｏ  Ｆｉｎｅｃｈｅｍ社製の「ＰＲＳ２０００」の水溶液を使用）でＡｌ薄膜表面をウエットエッチングした（ウエットエッチング時間は２５秒間）。
【００７２】
（４）オーバーエッチング（酸素アッシングあり）→弱アルカリによるウエットエッチング処理→強アルカリによるウエットエッチング処理（表６を参照）
上記（２）の工程を行なった後、上記（３）の工程で用いたｐＨ１２．８の強アルカリ溶液でＡｌ薄膜表面をウエットエッチングした（ウエットエッチング時間は２５秒間）。
【００７３】
上記の各試料について、ＩＴＯ膜（透明導電膜）とＡｌ合金膜の接触電気抵抗を四端子ケルビン法で測定した。本実施例では、接触電気抵抗が３００Ω以下を合格とした。
【００７４】
また、上記の１０μｍ□コンタクトホールを１０００倍の光学顕微鏡で観察し、黒点の個数を測定した。黒点の個数に応じて、○（０個）、△（１〜１０個）、×（１０個以上）で評価した。本実施例では、○または△を合格（Ａｌ合金膜の腐食防止効果あり）とした。
【００７５】
これらの結果を表１、３、５、および６に併記する。表中、接触電気抵抗の単位はΩである。
【００７６】
【表１】
2010181839.tif 000003
【００７７】
【表２】
2010181839.tif 000004
【００７８】
【表３】
2010181839.tif 000005
【００７９】
【表４】
2010181839.tif 000006
【００８０】
【表５】
2010181839.tif 000007
【００８１】
【表６】
2010181839.tif 000008
【００８２】
まず、上記（１）および（２）の方法を行なった表１および表３を参照する。
【００８３】
上記方法のように、フォトレジストの剥離・洗浄工程で、本発明で規定する強アルカリ溶液によるウエットエッチングを行わなかった場合は、弱アルカリ溶液の処理時間にかかわらず、いずれの場合も、本発明で設定する低い接触電気抵抗は得られなかった。このことから、弱アルカリ溶液による浸漬処理では、接触電気抵抗の上昇をもたらすＡｌＯｘを完全に除去できないことが確認された。なお、接触電気抵抗については、本発明で規定する条件でオーバーエッチングや酸素アッシングを行なった例では、黒点数の減少（○または△）が認められた。
【００８４】
次に、上記（３）よおび（４）の方法を行なった表５および表６を参照する。
【００８５】
これらの方法では、強アルカリ溶液によるウエットエッチングを行なったため、すべての例で、接触電気抵抗の低減が認められた。これらのうち、本発明で規定する条件でオーバーエッチング（更には酸素アッシング）を行なった例では、黒点の数も抑えられ、Ａｌ合金膜の腐食防止と接触電気抵抗の低減化の両方を実現することができた。
【符号の説明】
【００８６】
１  ＴＦＴアレイ基板
１ａ  ガラス基板
２  対向基板
３  液晶層
４  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５  透明導電膜
６  配線部
７  共通電極
８  カラーフィルタ
９  遮光膜
１０  偏光板
１１  配向膜
１２  ＴＡＢテープ
１３  ドライバ回路
１４  制御回路
１５  スペーサー
１６  シ−ル材
１７  保護膜
１８  拡散膜
１９  プリズムシート
２０  導光板
２１  反射板
２２  バックライト
２３  保持フレーム
２４  プリント基板
２５  走査線
２６  ゲート電極
２７  ゲート絶縁膜
２８  ソース電極
２９  ドレイン電極
３０  保護膜（窒化シリコン膜）
３１  フォトレジスト
３２  コンタクトホール
７１  ガラス基板
７２  Ａｌ合金膜
７３  絶縁膜
７４  フォトレジスト
【図１１】
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【図１２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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