(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロム（Ｃｒ）薄膜パターンが表面に形成された絶縁基板上に少なくとも絶縁膜一層を含む膜を被覆した後の該絶縁基板の水洗工程において、
前記絶縁膜形成直後であってフォトレジスト塗布前に、前記クロム（Ｃｒ）薄膜パターンの断線を防止するために、最初に該絶縁基板に接触する溶液が導電性を有することを特徴とする薄膜デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記溶液は、導電性が抵抗率で５００ｋΩｃｍより低いことを特徴とする請求項１記載の薄膜デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記溶液が、エッチング液、洗浄液、炭酸ガス含有水、オゾン水の何れかであることを特徴とする請求項１記載の薄膜デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記溶液が絶縁基板に接触する直前に、あらかじめ該絶縁基板表面の静電気を除去することを特徴とする請求項１記載の薄膜デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ製造工程に関し、ガラス等の絶縁基板上に形成されたクロム（Ｃｒ）薄膜パターン上に少なくとも絶縁膜を１層含む多層膜を形成した後の水を用いた洗浄工程での、基板表面が絶縁膜のために基板自身が静電気で帯電するのを除去する方法である。
【０００２】
【従来の技術】
図４は薄膜デバイスの模式平面図と断線の一例を示す図、図５はＣｒ膜浸食の説明図である。
【０００３】
図において、１０は絶縁基板、１１はＣｓバスライン、１２はゲートバスライン、１３はゲート電極、１４はソース電極、１５はドレイン電極、１６はドレインバスライン、１７はコンタクトホール、１８はＩＴＯ膜、１９は異物（黒点）、２０は断線部、２１は絶縁基板、２２はＣｒ膜、２３は下層絶縁膜、２４は上層絶縁膜、２５は異物（黒点）、２６はクラック、２７はＣｒ膜浸食部である。
【０００４】
薄膜トランジスタ製造工程において、ガラス等の絶縁基板上に形成されたＣｒ薄膜パターンはその後、薄膜パターン上に少なくとも絶縁膜を１層含む多層配線膜を被覆された後、絶縁基板の水洗工程が行われるが、絶縁基板表面が絶縁膜のために絶縁基板自身が静電気で帯電する。
【０００５】
そのため、従来はこの静電気を除去するために、比抵抗が低い電解水で除電する。この場合、比抵抗が高い水（１６．５ＭΩ）では化学反応を起こしてしまう。その他の方法として、Ｘ線イオナイザー等で除電していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４に薄膜デバイスの模式平面図を示したように、薄膜トランジスタ製造工程において、ガラス基板上のクロム（Ｃｒ）薄膜パターンを形成し、絶縁膜１層を含む多層配線膜を形成した後の工程で、水を用いた洗浄工程の時にＣｒ薄膜パターン上に絶縁膜のピンホールがあった場合に、Ｃｒ薄膜からなるゲートバスライン１２やＣｓバスライン１１が断線する問題があった。
【０００７】
断線の原因を追求するために、種々の確認実験を行った。
先ず、Ｃｒ膜２２が絶縁基板上に露出している状態ではＣｒ膜２２のパターンに欠陥は見られないが、Ｃｒ膜２２の上に少なくとも一層の絶縁膜を被覆すると、図５（ａ）に示すようにＣｒ膜２２上に異物がない場合には、Ｃｒ膜２２の浸食は起こらないが、図５（ｂ）に示すように、Ｃｒ膜２２上に異物があると、欠陥が生じることが確認された。
【０００８】
次に、一方にはＣｒ膜の上に絶縁膜として窒化シリコン膜、他方にはＣｒ膜の上に半導体膜としてアモルファスシリコン膜を形成した場合の純水洗浄におけるＣｒ膜の浸食の状況の比較では、Ｃｒ膜の上に絶縁膜を形成した場合のみにＣｒ膜の浸食が見られた。
【０００９】
また、絶縁膜の洗浄前にＸ線イオナイザにより絶縁基板の電荷を除電すると、欠陥が見られなくなったことから、欠陥の発生には静電気が関与していることが分かった。
【００１０】
そこで、少なくとも絶縁基板上に被覆されたＣｒ膜の上に絶縁膜が存在する場合には、水洗工程で除電することが必要となった。
静電気発生のメカニズムは、ＣｒゲートパターンのＣｒ側をプラス、連続成膜のピンホール上に純水を滴下してマイナスとし、５Ｖ電圧を印加した。すると、Ｃｒゲートパターンが溶解してＣｒ側から気体が発生した。また、極性を逆にして同様の実験を行うと、Ｃｒゲートパターンは溶解し、純水側の電極から気体の発生が確認できた。以上より、Ｃｒ黒点のメカニズムは電気化学反応であることが確認された。
【００１１】
Ｃｒ黒点の発生の反応式は
２Ｃｒ＋Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ  →  ２Ｃｒ2+  ＋  ２ＯＨ- 
と考えられ、Ｃｒ側がマイナスであるとすると、熱力学的に起こり得る反応である。つまり、水の分解反応、すなわち酸素の還元反応である。
【００１２】
Ｃｒの黒点は連続成膜のピンホールにより、Ｃｒ膜表面が露出した部分と、純水が反応してＣｒが溶出して、Ｃｒの配線パターンが断線することとなる。その反応は、静電気により絶縁基板に帯電した電荷によって促進されるため、帯電した電荷を除電することが有効な手段である。
【００１３】
本発明は上記の問題点に鑑み、薄膜トランジスタ製造工程に関し、ガラス等の絶縁基板上に形成されたＣｒ薄膜パターン上に少なくとも絶縁膜を１層含む多層膜を形成した後の水を用いた洗浄工程での、基板表面が絶縁膜のために基板自身が静電気で帯電するのを除去する方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理説明図である。
Ｃｒ黒点に起因するＣｒ配線パターンの浸食による断線は、多層絶縁膜の連続成膜時における絶縁基板上の異物に起因する絶縁膜のピンホールや亀裂等が原因であることが分かった。その原因はほとんどが微細な異物等のゴミの付着であるため、多層配線絶縁膜が形成されたＣｒ膜を有する絶縁基板の水洗工程において、あらかじめ、導電性溶液で洗浄するか、更にＸ線イオナイザーで除電してから導電性溶液で洗浄するかが必要となる。
【００１５】
そのため、本発明ではＴＦＴ形成時の各パターン形成工程でのレジスト塗布前の洗浄工程で、あらかじめ絶縁基板を電導性溶液に触れさせるか、Ｘ線イオナイザーで除電して、絶縁基板上の電荷を除去してから純水洗浄を行うこととした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の一実施例の工程順模式断面図、図３はＴＦＴ試験歩留移を示す図である。
【００１７】
図において、１は絶縁基板、２はＣｒ膜、３はＳｉＮ膜、４はα−Ｓｉ膜、５はＳｉＮ膜、６はｎ+ α−Ｓｉ膜、７はＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜、８は保護ＳｉＮ膜、９はＩＴＯ膜である。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、透明ガラスからなる絶縁基板１を過硫酸で処理し、水洗した後、Ｃｒ膜２をスパッタにより１，５００Åの厚さに成膜する。続いてＣｒ膜２をレジストをマスクとしてフォトエッチングし、レジストを除去、Ｃｒ膜からなるゲート電極のパターンとＣｓ（補助容量）バスラインのパターンを形成する。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁基板１を良く洗浄した後で、プラズマＣＶＤにより窒化シリコン（ＳｉＮ）膜３を４，０００Å、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）膜４を３００Å、再びＳｉＮ膜５を１，２００Åの厚さに連続成膜する。
【００２０】
この三層膜４、５、６のうち、三層をガラス基板側からの背面露光を行い、続いて、絶縁基板１の表面から、マスクを用いてチャネル保護膜であるＳｉＮ膜５のパターン形成を行う。
【００２１】
この場合、異物が絶縁基板１上のＣｒ膜２からなるゲート電極パターンやＣｓバスラインパターン上にあると、その上の絶縁膜であるＳｉＮ膜３、５の亀裂やピンホールから水分がしみ込み、電池作用でＣｒ膜２が浸食され、甚だしい時にはゲート電極やＣｓラインの断線に至る。
【００２２】
そのため、フォトレジスト塗布前の絶縁基板の水洗において、純水で洗浄する前に、炭酸ガスをバブリングで溶出させて、比抵抗を０．３６〜０．４３ＭΩとした炭酸水で洗浄する。
【００２３】
この後、自然酸化膜除去のために弗酸水溶液でスライトエッチングを行い、プラズマＣＶＤにより３００Åの厚さにｎ+ α−Ｓｉ膜６の形成を行う。
続いて、図２（ｃ）に示すように、ソース電極、ドレイン電極、ドレインバスライン用にＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜７をスパッタにより１，５００Åの厚さに連続成膜し、フォトエッチングによりこれらの金属膜を塩素ガスによりドライエッチングしてドレインバスラインのパターンを形成し、水洗の直前に絶縁基板１に帯電した電荷をＸ線イオナイザーを用いて除電した後、純水で残留塩素を洗い流す。
【００２４】
続いて、図２（ｄ）に示すように、保護膜として保護ＳｉＮ膜８をＣＶＤにより３，３００Åの厚さに被覆する。
続いてマスクを用いて保護ＳｉＮ膜８をフォトエッチングする際も、絶縁基板の水洗工程において、先ず最初に導電製の炭酸水で洗浄してから純水洗浄を行う。そして、フォトエッチングによりＩＴＯ膜のコンタクト窓を開口する。
【００２５】
最後に、図２（ｅ）に示すように、画素（ピクセル）形成用のＩＴＯ膜９をＣＶＤにより８００Åの厚さに成膜し、フォトエッチングで画素パターンを形成して薄膜デバイスとする。
【００２６】
上記の本発明の一実施例では比抵抗が０．３６〜０．４３ＭΩの炭酸水を用いたが、０．５ＭΩ以下の導電性溶液ならば、絶縁膜や金属膜の種類により、各種エッチング液、洗浄液、オゾン含有水の何れかを使い分けて用いることができる。
【００２７】
このように、従来のフォトレジスト塗布前の純水による洗浄の前に、絶縁基板を導電性溶液に接触させたり、エッチング後の水洗前のＸ線イオナイザーによる絶縁基板の除電により、ＴＦＴの試験歩留りは図３に示すように、本発明のＣｒ膜の浸食防止対策を行った週より確実に効果を上げ、従来は７０〜８０％の歩留りで推移していたのが、９０％と１０％以上も歩留りが向上し、断線障害のみでも１５％から５％以下へと減少出来、歩留り向上の大部分が断線防止であることが示された。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ｃｒ膜パターンが形成された絶縁基板上の多層配線膜の各所の水洗工程では、純水洗浄の前にイオナイザーで除電し、導電性溶液で洗浄する。また、工程によっては純水洗浄の前にイオナイザーで除電して、Ｃｒ膜パターン上に微細な異物があったとしても、静電気によるＣｒ膜パターンの浸食を防ぐことができ、薄膜デバイス製造の歩留りの向上に大きく寄与することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の原理説明図
【図２】  本発明の一実施例の工程順模式断面図
【図３】  ＴＦＴ試験歩留り推移
【図４】  薄膜デバイスの模式平面図と断線の一例
【図５】  Ｃｒ膜浸食の説明図
【符号の説明】
図において
１  絶縁基板
２  Ｃｒ膜
３  ＳｉＮ膜
４  α−Ｓｉ膜
５  ＳｉＮ膜
６  ｎ+ α−Ｓｉ膜
７  Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜
８  保護ＳｉＮ膜
９  ＩＴＯ膜
【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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