【手続補正書】
【提出日】平成16年4月27日(2004.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にアモルファスシリコン層を堆積させ、核形成物質を添加したのち熱処理を施すことによって多結晶シリコン層に変換し、次いで、前記多結晶シリコン層にレーザ照射を施したのち前記多結晶シリコン層を多結晶シリコンパターンにエッチングし、次いで、少なくとも、次の成膜工程の前に、前記核形成物質を含むエッチング残渣を除去するエッチング処理を行うことを特徴とする薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項２】
上記核形成物質が、Ｎｉ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｆｅのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項３】
上記エッチング残渣を除去するエッチング処理が、ＨＦ系エッチング液を用いたウェット・エッチングであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項４】
上記エッチング残渣を除去するエッチング処理が、ドライ・エッチングであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項５】
上記多結晶シリコン層を多結晶シリコンパターンにエッチングする工程がドライ・エッチング工程であり、前記ドライ・エッチング工程に引き続いて、０．０１Ｗ／ｃｍ3 以上の電力によるＯ2 アッシングを行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項６】
上記多結晶シリコン層を多結晶シリコンパターンにエッチングする工程がドライ・エッチング工程であり、前記多結晶シリコン層を多結晶シリコンパターンにエッチングする工程の前に、前記多結晶シリコン層を設けた上記透明基板の無い状態で、０．０２Ｗ／ｃｍ3 以上の電力によるＯ2 アッシングを行なって、ドライ・エッチング装置を構成するチャンバーを清浄化することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項７】
上記薄膜半導体装置が、アクティブマトリクス型液晶表示装置を構成する薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成の説明図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１（ａ）乃至（ｃ）参照
（１）本発明は、薄膜半導体装置の製造方法において、透明基板１上にアモルファスシリコン層を堆積させ、核形成物質を添加したのち熱処理を施すことによって多結晶シリコン層２に変換し、次いで、多結晶シリコン層２にレーザ照射を施したのち多結晶シリコン層２を多結晶シリコンパターン４にエッチングし、次いで、少なくとも、次の成膜工程の前に、核形成物質を含むエッチング残渣５を除去するエッチング処理を行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この様に、多結晶シリコン層２をレジストパターン３をマスクとして多結晶シリコンパターン４にエッチングしたのち、少なくとも、次の成膜工程の前に核形成物質を含むエッチング残渣５を除去するエッチング処理を行うことにより、次工程において成膜された電極膜や絶縁膜に突起が生ずることがなく、パターニング精度を向上することができ、ひいてはＴＦＴ等の薄膜半導体装置の特性の信頼性を向上することができる。
また、多結晶シリコンパターン４にエッチングする前に多結晶シリコン層２にレーザ照射を行うことにより、多結晶シリコン層２の結晶性を改善し、移動度を高めることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
（３）また、本発明は、上記（１）または（２）において、エッチング残渣５を除去するエッチング処理が、ＨＦ系エッチング液を用いたウェット・エッチングであることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
（４）また、本発明は、上記（１）または（２）において、エッチング残渣５を除去するエッチング処理が、ドライ・エッチングであることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
（５）また、本発明は、上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、多結晶シリコン層２を多結晶シリコンパターン４にエッチングする工程がドライ・エッチング工程であり、このドライ・エッチング工程に引き続いて、０．０１Ｗ／ｃｍ3 以上の電力によるＯ2 アッシングを行うことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
（６）また、本発明は、上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、多結晶シリコン層２を多結晶シリコンパターン４にエッチングする工程がドライ・エッチング工程であり、多結晶シリコン層２を多結晶シリコンパターン４にエッチングする工程の前に、多結晶シリコン層２を設けた透明基板１の無い状態で０．０２Ｗ／ｃｍ3 以上の電力によるＯ2 アッシングを行い、ドライ・エッチング装置を構成するチャンバーを清浄化することを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
（７）また、本発明は、上記（１）乃至（６）のいずれかにおいて、薄膜半導体装置が、アクティブマトリクス型液晶表示装置を構成する薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
【発明の実施の形態】
ここで、図２を参照して本発明の前提となる参考例１の工程を説明する。
図２（ａ）参照
まず、ＴＦＴ基板となる透明の石英ガラス基板１１上に、ＬＰＣＶＤ法を用いて、厚さ１０〜２００ｎｍ、例えば、５０ｎｍのアモルファスシリコン層１２を堆積させる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
この様に、参考例１においては、ゲート絶縁膜及びゲート電極となる導電膜の堆積前に、基板をエッチング処理してエッチング残渣１６を除去しているので、ゲート絶縁膜及びゲート電極となる導電膜を異常成長を生ずることなく平坦に堆積させることができ、そのパターンを設計通りに形成することができるので、ＴＦＴ特性の信頼性を向上することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
次に、図３を参照して、本発明の前提となる参考例２を説明する。
図３（ａ）参照
まず、ＴＦＴ基板となる透明の石英ガラス基板１１上に、ＬＰＣＶＤ法を用いて、厚さ１０〜２００ｎｍ、例えば、４０ｎｍのアモルファスシリコン層１２を堆積させる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
次いで、参考例２と同様に、ＰＣＶＤ法によってゲート酸化膜となる厚さ５０〜２００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのＳｉＯ2 膜を堆積させたのち、スパッタリング法によってゲート電極となる厚さ１００〜５００ｎｍ、例えば、２００ｎｍのＡｌ膜を堆積させ、所定形状のレジストパターンをマスクとしてドライ・エッチングすることによってゲート電極を形成する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
この様に、参考例２においては、多結晶シリコン層１３のエッチング及びエッチング残渣１６の除去を全てドライ・エッチングで行っているので、同じドライ・エッチング装置のチャンバー内で連続して処理することができ、スループットが向上する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
次に、図４を参照して、本発明の第１の実施の形態を説明する。
図４（ａ）参照
まず、ＴＦＴ基板となる透明の石英ガラス基板１１上に、ＬＰＣＶＤ法を用いて、厚さ１０〜５００ｎｍ、例えば、１５０ｎｍの下地酸化膜となるＳｉＯ2 膜１７、及び、厚さ１０〜２００ｎｍ、例えば、５０ｎｍのアモルファスシリコン層１２を堆積させる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
次いで、参考例１と同様に、ＰＣＶＤ法によってゲート酸化膜となる厚さ５０〜２００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのＳｉＯ2 膜を堆積させたのち、スパッタリング法によってゲート電極となる厚さ１００〜５００ｎｍ、例えば、２００ｎｍのＡｌ膜を堆積させ、所定形状のレジストパターンをマスクとしてドライ・エッチングすることによってゲート電極を形成する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
この様に、本発明の第１の実施の形態においては、エッチング残渣１６の除去工程の前に、Ｏ2 アッシングにより基板表面のエッチング残渣１６以外の異物を除去しているので、ゲート絶縁膜及びＡｌ膜に突起が形成されずより平坦な表面を形成することができ、設計通りの多結晶シリコンパターン１５を形成することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
なお、この第１の実施の形態においては、エッチング残渣１６を除去するために、ウェット・エッチング処理を行っているが、参考例２と同様に、ドライ・エッチング処理を行っても良いものであり、この場合には、一連の処理を同じチャンバー内で行うことができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
次に、上記の第１の実施の形態の変形例である第２の実施の形態を説明する。
まず、上記の第１の実施の形態と全く同様に、石英ガラス基板上に、下地ＳｉＯ2 膜、アモルファスシリコン層を堆積させ、Ｎｉを添加したのちアニール処理及びレーザアニール処理を施して多結晶シリコン層に変換し、次いで、レジストパターンをマスクとして多結晶シリコンパターンを形成したのち、Ｏ2 アッシングを施す。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
なお、チャンバーから取り出した基板は、第１の実施の形態と同様にエッチング残渣除去のためのウェット・エッチングを行い、以降はＴＦＴを形成するための成膜工程及びパターニング工程を行う。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
この第２の実施の形態においては、一つの基板を処理したのち、チャンバーをＯ2 アッシングにより清浄化したのち、次の基板を処理しているので、連続処理をする場合に比べて、処理枚数が増加しても処理精度の経時的低下は見られず、再現性良く多結晶シリコンパターンの形成及びエッチング残渣の除去を行うことができる。
なお、このチャンバーの清浄化は基板一枚毎に行うことが望ましい。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
また、上記の第１及び第２の実施の形態においては、石英ガラス基板上に下地ＳｉＯ2 膜を介してアモルファスシリコン層を堆積しているが、上記参考例１及び参考例２の様に石英ガラス基板上に直接アモルファスシリコン層を堆積しても良いものである。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
また、エッチング残渣の除去のために、上記の参考例１においてはＡＢＨＦを用い、第１の実施の形態においてはＢＨＦを用いているが、ＢＨＦはＡＢＨＦに比べてエッチングレートが高いので、エッチング時間を長くすると多結晶シリコンパターンのサイドエッチングが発生するが、得られた結果はより良好になり、いずれを用いるかは、工程が必要とする精度・処理時間等に応じて適宜選択すれば良い。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
また、エッチング残渣の除去を参考例２のようにドライ・エッチングで行う場合にも、エッチングガスは、ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2 ＋ＳｉＣｌ4 に限られるものではなく、使用した核形成物質に応じて形成されるシリサイド等を除去できる反応ガスを適宜選択して使用するものである。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
本発明の前提となる参考例１の工程の説明図である。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
本発明の前提となる参考例２の工程の説明図である。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
本発明の第１の実施の形態の工程の説明図である。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
1998326898.tif 000001
【手続補正３０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
1998326898.tif 000002
【手続補正３１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
1998326898.tif 000003