(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン層上に形成された薄膜をレジストマスクをマスクとしてエッチングして前記レジストマスク下に前記薄膜を残存させ、前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去し、前記薄膜下以外の領域における前記シリコン層の表面にシリコン酸化膜を形成した上、前記レジストマスクを剥離し、この後前記シリコン酸化膜をエッチング液を用いてエッチングを行うことにより除去して前記シリコン層の表面を露出し、露出した前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、露出した前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の発明において、前記シリコン酸化膜は酸素プラズマ処理により形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
シリコン層上に形成された薄膜をレジストマスクをマスクとしてエッチングして前記レジストマスク下に前記薄膜を残存させ、前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去し、次いで前記レジストマスクを剥離した上、酸素プラズマ処理により前記レジストマスクの剥離時に前記シリコン層の表面に形成された汚染層を除去し、前記シリコン層の表面に形成されたシリコン酸化膜をエッチング液を用いてエッチングを行うことにより除去して前記シリコン層の表面を露出し、露出した前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、露出した前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記シリコン層は基板上に成膜されたアモルファスシリコン層またはポリシリコン層であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置には、例えばアクティブマトリックス型の液晶表示装置の画素用スイッチング素子として用いられる薄膜トランジスタがある。次に、従来のこのような薄膜トランジスタの製造方法の一例について、図４を参照して説明する。
【０００３】
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板１の上面の所定の箇所にゲート電極２を含む走査信号ライン（図示せず）を形成し、その上面にゲート絶縁膜３を成膜し、その上面にアモルファスシリコンからなるシリコン層４を成膜し、その上面に窒化シリコンからなるチャネル保護膜５を成膜し、その上面においてゲート電極２に対応する部分にレジストマスク６を形成する。
【０００４】
次に、レジストマスク６をマスクとしてチャネル保護膜５をエッチング液を用いてエッチングすると、図４（Ｂ）に示すように、レジストマスク６下にのみチャネル保護膜５が残存される。次に、シリコン層４の表面等に残存するエッチング液を除去するために純水で洗浄する。次に、シリコン層４の表面等に残存する純水を除去するために乾燥する。この場合の乾燥方法としては、ガラス基板１を高速回転させて遠心力により水滴を振り切るスピンドライ法があり、またスリット状のノズルから窒素を吹き付けて水滴を吹き飛ばすエアーナイフ法がある。
【０００５】
次に、レジストマスク６をレジスト剥離液を用いて剥離する。この場合、レジスト剥離液がシリコン層４の表面に接触するので、図４（Ｃ）に示すように、シリコン層４の表面がレジストの成分である有機物により汚染され、汚染層７が形成される。次に、汚染層７の表面等に残存するレジスト剥離液を除去するために純水で洗浄する。次に、汚染層７の表面等に残存する純水を除去するためにスピンドライ法やエアーナイフ法により乾燥する。
【０００６】
次に、フッ酸やフッ化アンモン等のエッチング液を用いてエッチングを行うことにより、汚染層７を除去する（図４（Ｄ）参照）。次に、シリコン層４の表面等に残存するエッチング液を除去するために純水で洗浄する。次に、シリコン層４の表面等に残存する純水を除去するためにスピンドライ法やエアーナイフ法により乾燥する。
【０００７】
以下、簡単に説明すると、図４（Ｅ）に示すように、シリコン層４を素子分離する。次に、シリコン層４及びチャネル保護膜５の上面の両側にｎ+シリコン層８、９を形成し、ｎ+シリコン層８、９の各上面にドレイン電極１０及びソース電極１１を形成する。また、ドレイン電極１０及びソース電極１１の形成と同時に、ゲート絶縁膜３の上面の所定の箇所にデータ信号ライン（図示せず）を形成する。なお、ドレイン電極１０、ソース電極１１及びデータ信号ラインを形成する前に、ゲート絶縁膜３の上面の所定の箇所に画素電極１２を形成する。かくして、薄膜トランジスタが製造される。
【０００８】
以上のように、従来の薄膜トランジスタの製造方法では、所定の工程後に、純水で洗浄して乾燥する工程がある。そこで、次に、特に、シリコン層４の表面と純水との一般的な関係について説明する。シリコン層４の表面は高撥水性を示すので、この表面に純水が静止した場合、純水の接触角は７０°程度以上と大きくなる。ここで、接触角について説明すると、例えば図５に示すように、シリコン層４の表面に静止した純水１３の表面とシリコン層４の表面とのなす角θを接触角という。そして、純水の接触角が７０°程度以上と大きくなると、シリコン層４の表面に静止した純水１３はほぼ半球状の水滴となる。このほぼ半球状の水滴１３は、シリコン層４の表面が高撥水性を示し、水はじきが良いので、スピンドライ法やエアーナイフ法による乾燥工程を経ると、すべて除去される。
【０００９】
ところで、上述の従来の薄膜トランジスタの製造方法では、例えば図４（Ｃ）に示す汚染層７を除去すると、図４（Ｄ）に示すように、チャネル保護膜５下以外の領域におけるシリコン層４の表面が露出される。しかし、この露出されたシリコン層４の表面は汚染層７によって一度汚染されているので、当該表面に対する純水の接触角が５５°程度となり、撥水性が低下する。このため、スピンドライ法やエアーナイフ法による乾燥工程を経ても、シリコン層４の表面に純水が残存することがある。特に、ガラス基板１の上面に走査信号ライン等の配線がある場合、この配線上に形成されるシリコン層４に段差部が生じ、またチャネル保護膜５も段差部を形成し、このような段差部に純水が引っ掛かって残りやすい。この残存する純水の接触角は５５°程度であるので、依然としてほぼ半球状の水滴となり、蒸発するのに時間がかかる。このため、水滴が静止してから数十秒程度経過すると、シリコン層４から極めて微量のシリコンが水滴中に溶け出し、水滴が蒸発した後に水滴中のシリコンが酸化シリコンとして析出し、この析出された酸化シリコンがウォータマークと呼ばれるシミ（以下、ウォータマークという。）として残存することになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の薄膜トランジスタの製造方法では、所定の洗浄、乾燥工程後に、チャネル保護膜５下以外の領域におけるシリコン層４の表面に局部的にウォータマークが発生することがある。このような現象が生じた場合には、シリコン層４を素子分離するとき、ウォータマークがエッチングマスクとして機能し、シリコン層４が局部的に不要に残存し、この不要に残存するシリコン層４を介して、画素電極１２とデータ信号ラインとがショートしてしまうことがあり、歩留低下の一要因となっているという問題があった。なお、シリコンウェハを用いた半導体装置の製造方法においても、ウォータマークの発生に起因する問題があった。
この発明の課題は、ウォータマークが発生しないようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、シリコン層上に形成された薄膜をレジストマスクをマスクとしてエッチングして前記レジストマスク下に前記薄膜を残存させ、前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去し、前記薄膜下以外の領域における前記シリコン層の表面にシリコン酸化膜を形成した上、前記レジストマスクを剥離し、この後前記シリコン酸化膜をエッチング液を用いてエッチングを行うことにより除去して前記シリコン層の表面を露出し、露出した前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、露出した前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去するようにしたものである。請求項３記載の発明は、シリコン層上に形成された薄膜をレジストマスクをマスクとしてエッチングして前記レジストマスク下に前記薄膜を残存させ、前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去し、次いで前記レジストマスクを剥離した上、酸素プラズマ処理により前記レジストマスクの剥離時に前記シリコン層の表面に形成された汚染層を除去し、前記シリコン層の表面に形成されたシリコン酸化膜をエッチング液を用いてエッチングを行うことにより除去して前記シリコン層の表面を露出し、露出した前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、露出した前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去するようにしたものである。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、薄膜下以外の領域におけるシリコン層の表面にシリコン酸化膜を形成してからレジストマスクを剥離し、この後前記シリコン酸化膜をエッチング液を用いて除去して前記シリコン層の表面を露出し、露出した前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、露出した前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去しているので、レジストマスクの剥離時にシリコン酸化膜の表面に汚染層が形成されず、また、この後前記シリコン酸化膜をエッチングして除去し、こうして露出されたシリコン層の表面を純水で洗浄し、その純水を乾燥させており、このためシリコン酸化膜の除去により露出されたシリコン層の表面が本来の高撥水性を示し、この結果ウォータマークが発生しないようにすることができる。請求項３記載の発明によれば、酸素プラズマ処理によりレジストマスクの剥離時にシリコン層の表面に形成された汚染層を除去し、この後前記シリコン層の表面に形成されたシリコン酸化膜をエッチングして除去し、こうして露出されたシリコン層の表面を純水で洗浄し、その純水を乾燥させているので、汚染層の除去により露出されたシリコン層の表面が本来の高撥水性を示し、この結果ウォータマークが発生しないようにすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を薄膜トランジスタの製造方法に適用した場合の第１実施形態について、図１を参照して説明する。この場合、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す工程までは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す従来の場合と同じであるが、再度説明する。まず、図１（Ａ）に示すように、ガラス基板１の上面の所定の箇所にゲート電極２を含む走査信号ライン（図示せず）を形成し、その上面にゲート絶縁膜３を成膜し、その上面にアモルファスシリコンからなるシリコン層４を成膜し、その上面に窒化シリコンからなるチャネル保護膜５を成膜し、その上面においてゲート電極２に対応する部分にレジストマスク６を形成する。次に、レジストマスク６をマスクとしてチャネル保護膜５をエッチング液を用いてエッチングすると、図１（Ｂ）に示すように、レジストマスク６下にのみチャネル保護膜５が残存される。次に、シリコン層４の表面等に残存するエッチング液を除去するために純水で洗浄する。次に、シリコン層４の表面等に残存する純水を除去するためにスピンドライ法やエアーナイフ法により乾燥する。この場合、シリコン層４の表面は高撥水性を示すので、ウォータマークが発生することはない。
【００１４】
次に、図１（Ｃ）に示すように、酸素プラズマ処理を行うと、チャネル保護膜５下以外の領域におけるシリコン層４の表面にシリコン酸化膜４ａが形成される。次に、レジストマスク６をレジスト剥離液を用いて剥離する。この場合、レジスト剥離液がシリコン酸化膜４ａの表面に接触するが、シリコン酸化膜４ａの表面にレジストの成分である有機物の汚染層は形成されない。次に、フッ酸やフッ化アンモン等のエッチング液を用いてエッチングを行うことにより、シリコン酸化膜４ａを除去する（図１（Ｄ）参照）。この場合、シリコン酸化膜４ａの表面に汚染層は形成されていないので、シリコン酸化膜４ａは完全に除去され、この除去により露出されたシリコン層４の表面が本来の高撥水性を示すことになる。ちなみに、フッ化アンモンによるエッチング処理時間が３０〜６０秒程度であると、シリコン層４の表面に対する純水の接触角が６０〜６５°程度となった。次に、シリコン層４の表面等に残存するエッチング液を除去するために純水で洗浄する。次に、シリコン層４の表面等に残存する純水を除去するためにスピンドライ法やエアーナイフ法により乾燥する。この場合、シリコン層４の表面は本来の高撥水性を示すので、ウォータマークが発生することはない。以下、図１（Ｅ）に示す工程となるが、この工程は図４（Ｅ）に示す従来の場合と同じであるので、その説明を省略する。
【００１５】
以上のように、この薄膜トランジスタの製造方法では、ウォータマークが発生しないようにすることができ、したがってウォータマークの発生に起因する不都合を解消することができ、歩留の向上を図ることができる。
【００１６】
次に、この発明を薄膜トランジスタの製造方法に適用した場合の第２実施形態について、図２を参照して説明する。この場合、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す工程までは、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す場合と同じであるので、レジストマスク６をマスクとしてエッチングしてレジストマスク６下にのみチャネル保護膜５を残存させた後の工程から説明する。まず、図２（Ｂ）に示す状態では、レジストマスク６を剥離するためのレジスト剥離液には浸漬されていないので、シリコン層４の表面にはレジストの成分である有機物の汚染層は形成されていない。この状態で、酸素プラズマ処理を行いフルアッシングにより、レジストマスク６を除去する。すなわち、酸素プラズマ処理であるため、レジストマスク６は分解されて除去されることになり、シリコン層４の表面にレジストの成分である有機物の汚染層は形成されず、図２（Ｃ）に示すように、レジストマスク６が除去された状態となる。ただし、この酸素プラズマ処理により、同図（Ｃ）に示すように、シリコン層４の表面にシリコン酸化膜４ａが形成される。
【００１７】
次に、フッ酸やフッ化アンモン等のエッチング液を用いてエッチングを行うことにより、シリコン酸化膜４ａを除去する（図２（Ｄ）参照）。この場合、シリコン酸化膜４ａは有機物を含まないものであるので完全に除去され、この除去により露出されたシリコン層４の表面が本来の高撥水性を示すことになる。ちなみに、フッ化アンモンによるエッチング処理時間が６０〜９０秒程度であると、シリコン層４の表面に対する純水の接触角が６０〜６２°程度となった。次に、シリコン層４の表面等に残存するエッチング液を除去するために純水で洗浄する。次に、シリコン層４の表面等に残存する純水を除去するためにスピンドライ法やエアーナイフ法により乾燥する。この場合、シリコン層４の表面は本来の高撥水性を示すので、ウォータマークが発生することはない。以下、図２（Ｅ）に示す工程となるが、この工程は図４（Ｅ）に示す従来の場合と同じであるので、その説明を省略する。
【００１８】
次に、この発明を薄膜トランジスタの製造方法に適用した場合の第３実施形態について、図３を参照して説明する。この場合、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す工程までは、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す従来の場合と同じであるので、レジストマスク６をレジスト剥離液を用いて剥離した後の工程から説明する。この場合、図３（Ｂ）に示すように、チャネル保護膜５下以外の領域におけるシリコン層４の表面が露出した状態で、レジストマスク６をレジスト剥離液を用いて剥離するので、チャネル保護膜５下以外の領域におけるシリコン層４の表面にはレジストの成分である有機物の汚染層７が形成される。そこで、次に、酸素プラズマ処理により汚染層７を除去する。この場合、酸素プラズマ処理であるので、レジストの成分である有機物は分解され、シリコン層４の表面に有機汚染層が形成されることはないが、図３（Ｄ）に示すように、シリコン層４の表面にシリコン酸化膜４ａが形成される。
【００１９】
次に、フッ酸やフッ化アンモン等のエッチング液を用いてエッチングを行うことにより、シリコン酸化膜４ａを除去する。この場合、シリコン酸化膜４ａは有機物を含まないものであるので完全に除去され、この除去により露出されたシリコン層４の表面が本来の高撥水性を示すことになる。ちなみに、フッ化アンモンによるエッチング処理時間が３０〜６０秒程度であると、シリコン層４の表面に対する純水の接触角が６３〜６５°程度となった。次に、シリコン層４の表面等に残存するエッチング液を除去するために純水で洗浄する。次に、シリコン層４の表面等に残存する純水を除去するためにスピンドライ法やエアーナイフ法により乾燥する。この場合、シリコン層４の表面は本来の高撥水性を示すので、ウォータマークが発生することはない。以下、図３（Ｅ）に示す工程となるが、この工程は図４（Ｅ）に示す従来の場合と同じであるので、その説明を省略する。
【００２０】
なお、上記実施形態では、この発明を、成膜したアモルファスシリコン層からなるシリコン層４を備えた薄膜トランジスタの製造方法に適用した場合について説明したが、これに限らず、成膜したポリシリコン層からなるシリコン層４を備えた薄膜トランジスタの製造方法にも適用することができる。また、シリコンウェハを用いた半導体装置の製造方法にも適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、薄膜下以外の領域におけるシリコン層の表面にシリコン酸化膜を形成してからレジストマスクを剥離し、この後前記シリコン酸化膜をエッチング液を用いて除去して前記シリコン層の表面を露出し、露出した前記シリコン層の表面に残存するエッチング液を純水で洗浄して除去し、露出した前記シリコン層の表面に残存する純水を乾燥して除去しているので、レジストマスクの剥離時にシリコン酸化膜の表面に汚染層が形成されず、また、この後前記シリコン酸化膜をエッチングして除去し、こうして露出されたシリコン層の表面を純水で洗浄し、その純水を乾燥させており、このためシリコン酸化膜の除去により露出されたシリコン層の表面が本来の高撥水性を示し、この結果ウォータマークが発生しないようにすることができる。請求項３記載の発明によれば、酸素プラズマ処理によりレジストマスクの剥離時にシリコン層の表面に形成された汚染層を除去し、この後前記シリコン層の表面に形成されたシリコン酸化膜をエッチングして除去し、こうして露出されたシリコン層の表面を純水で洗浄し、その純水を乾燥させているので、汚染層の除去により露出されたシリコン層の表面が本来の高撥水性を示し、この結果ウォータマークが発生しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれこの発明を適用した薄膜トランジスタの製造方法の第１実施形態における各製造工程を示す断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれこの発明を適用した薄膜トランジスタの製造方法の第２実施形態における各製造工程を示す断面図。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれこの発明を適用した薄膜トランジスタの製造方法の第３実施形態における各製造工程を示す断面図。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ従来の薄膜トランジスタの製造方法の一例における各製造工程を示す断面図。
【図５】純水の接触角を説明するために示す図。
【符号の説明】
１  ガラス基板
４  シリコン層
４ａ  シリコン酸化膜
５  チャネル保護膜
６  レジストマスク
【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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