JP2002025968A

JP2002025968A - 半導体基板の洗浄方法

Info

Publication number: JP2002025968A
Application number: JP2000202473A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Takeuchi; 志彦竹内; Masahiro Nohara; 正寛野原; Hiroyuki Okazoe; 博之岡副; Takehito Maruyama; 岳人丸山; Hisaoki Abe; 久起阿部; Tetsuo Aoyama; 哲男青山
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc; Sharp Corp
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc; Sharp Corp
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体基板を製造する工程で、半導体層であ
るａ−Ｓｉやポリシリコン等のドライエッチング時に発
生する残渣物を容易に除去でき、さらにガラス、シリコ
ンウェハー、プラスチック等の基板や薄膜回路に使用さ
れるａ−Ｓｉ、ポリシリコンや配線材料を全く腐食する
ことなく極めて効率良く半導体基板を洗浄する方法を提
供する。【解決手段】半導体基板の製造工程において、半導体
層のドライエッチング時に発生する残渣物を酸化剤とキ
レ−ト剤とを含有する洗浄剤により除去する。洗浄剤中
の酸化剤濃度が０．１〜６０重量％、洗浄剤中のキレー
ト剤濃度が０．０００１〜５重量％であることが好まし
い。酸化剤が過酸化水素、キレート剤がホスホン酸キレ
ート剤であると好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、半導体基板を製造する
工程における半導体基板の洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶パネルや集積回路用の半導
体基板上の不純物は、半導体製造の歩留まりの低下等の
多くの問題となるので、可能な限り除去しなければなら
ない。特に、液晶パネルに使用される液晶用ガラス基板
は、表面積が大きくなるとともに、画素数の多いパネル
が多くなり、それに伴い基板面全体の洗浄度が製品歩留
まりに直接関係するようになり、その結果、洗浄力の向
上が強く望まれるようになってきた。図１に一般的なＴ
ＦＴ−ＬＣＤの製造工程プロセスフロ−を示す。（Ａ）最初にガラス基板上にゲ−ト電極メタルを成膜
し、フォトレジスト（ＰＲ）を塗布し、パタ−ン露光
後、ゲ−トメタルのエッチングを行った後、ＰＲを剥離
し、ゲ−ト電極を形成する。（Ｂ）ゲ−ト電極上にＳｉ
Ｎのようなゲ−ト絶縁膜とアモルファスシリコン（ａ−
Ｓｉ）、さらに電極とのコンタクトを良くするためと、
逆電界におけるリ−ク電流を防止するために、リンを微
量添加したｎ＋ａ−Ｓｉ膜を成膜する。（Ｃ）ｎ＋ａ−
Ｓｉ上にＰＲを塗布した後、パタ−ン露光し、ａ−Ｓｉ
層をドライエッチングした後、ＰＲ剥離を行って、ａ−
Ｓｉアイランド層を形成する。（Ｄ）次いで、上層配線
のメタルを成膜し、ＰＲ塗布後、パタ−ン露光し、エッ
チングを行い、ＰＲの剥離を行って、ソ−ス、ドレイン
電極を形成する。（Ｅ）さらに、フッ素系のガスを使用
し、ソ−ス、ドレイン電極をマスクとしてｎ＋ａ−Ｓｉ
のドライエッチングを行う。ここのドライエッチングの
工程は重要であり、エッチングの特性が、ＴＦＴ特性、
信頼性に大きな影響を与える。（Ｆ）ｎ＋ａ−Ｓｉのド
ライエッチングを行った後、ＳｉＮのようなパッシベ−
ション膜を成膜し、ＰＲを塗布後、パタ−ン露光を行っ
てさらに、エッチング、ＰＲ剥離を行う。（Ｇ）画素電
極であるＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）を成膜し、Ｐ
Ｒ塗布後、パタ−ン露光し、ＩＴＯのエッチングを行
い、ＰＲを剥離し、ＩＴＯ画素電極を形成し、ＴＦＴ−
ＬＣＤの素子が完成する。現在、液晶用ガラス基板の洗
浄剤としては、無機アルカリや有機アルカリ等のアルカ
リ系洗浄剤、または、硫酸、フッ酸、バッファ−ドフッ
酸等の酸系洗浄剤が使用されている。しかし、無機アル
カリを使用した洗浄剤は、洗浄後にアルカリイオンが吸
着されて残存し、特に薄膜トランジスタ−（ＴＦＴ）基
板の場合、残存したアルカリイオンが電気的特性上の問
題を起こすことがある。また、有機アルカリを使用した
洗浄剤では充分な洗浄効果が得られず、場合によって
は、次工程で形成される薄膜の密着不良を引き起こす等
の問題が生じてしまう。従来、上記の製造工程におい
て、バッファ−ドフッ酸やフッ酸系の洗浄剤が用いられ
てきたが、これらの洗浄剤はガラス基板、ａ−Ｓｉ膜、
ポリシリコンや配線材料等を腐食するなどの問題点が多
かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体基板
を製造する工程で、半導体層であるａ−Ｓｉやポリシリ
コン等のドライエチング時に発生する残渣物を容易に除
去でき、さらにガラス、シリコンウェハー、プラスチッ
ク等の基板や薄膜回路に使用されるａ−Ｓｉ、ポリシリ
コンや配線材料を全く腐食することなく極めて効率良く
半導体基板を洗浄する方法を提供することを目的とする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、半導体基板の
半導体層のドライエチング時に発生する残渣物を除去す
る際、酸化剤とキレート剤とを含有する洗浄剤で洗浄す
ることにより、その目的が達成されることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明は、半導体基板の製造工程において、半
導体層のドライエッチング時に発生する残渣物を酸化剤
とキレート剤とを含有する洗浄剤により除去することを
特徴とする半導体基板の洗浄方法を提供するものであ
る。さらに詳しくは、本発明は、図１中の（Ｅ）の工程
で、ｎ＋ａ−Ｓｉのドライエッチング後に発生する残渣
物を、酸化剤とキレート剤とを含有する洗浄剤により、
温和な条件下、短時間で、ａ−Ｓｉ、ポリシリコンや配
線材料、さらには基板等を全く腐食せずに、除去する洗
浄方法である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で用いる洗浄剤は、酸化剤
とキレート剤とを含有するものであり、特に酸化剤とキ
レート剤とを含有する水溶液からなると好ましい。本発
明で使用する酸化剤の濃度は特に制限はないが、通常は
０．１〜６０重量％、好ましくは０．５〜３０重量％で
ある。酸化剤の濃度が０．１重量％未満では所望の洗浄
効果が得られず、６０重量％を超えると導電薄膜材料を
腐食する恐れがある。本発明で使用する酸化剤として
は、例えば、過酸化水素、オゾン、過塩素酸などの水溶
液等が挙げられ、過酸化水素が特に好ましい。本発明で
使用するキレート剤の濃度は特に制限はないが、通常は
０．０００１〜５重量％である。キレート剤の濃度が
０．０００１重量％未満では、所望の洗浄効果が得られ
ず、５重量％を超えると導電薄膜材料を腐食する恐れが
ある。また、キレート剤の好ましい濃度は、洗浄効果、
経済性などの理由から０．０１〜３重量％である。

【０００６】本発明で使用するキレート剤としては、例
えば、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ヒド
ロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、
ジヒドロキシエチルエチレンジアミン四酢酸（ＤＨＥＤ
ＤＡ）、１，３−プロパンジアミン四酢酸（１，３−Ｐ
ＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、
トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＮＡ）、ニトリロ
酸酢酸（ＮＴＡ）またはヒドロキシエチルイミノ二酢酸
（ＨＩＭＤＡ）等のアミノポリカルボン酸類、あるいは
これらのアンモニウム塩、金属塩、有機アルカリ塩等、
メチルジホスホン酸、アミノトリスメチレンホスホン
酸、エチリデンジホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデ
ン−１，１−ジホスホン酸、１−ヒドロプロピリデン−
１，１−ジホスホン酸、エチルアミノビスメチレンホス
ホン酸、ドデシルアミノビスメチレンホスホン酸、ニト
リロトリスメチレンホスホン酸、エチレンジアミンビス
メチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラキスメチ
レンホスホン酸、ヘキセンジアミンテトラキスメチレン
ホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホス
ホン酸、１，２−プロパンジアミンテトラメチレンホス
ホン酸等のホスホン酸類、あるいはこれらのアンモニウ
ム塩、アルカリ金属塩、有機アミン塩等、分子中にホス
ホン酸基またはその塩を１以上有するキレート剤、さら
にはこれらホスホン酸系キレート剤の内、その分子中に
窒素原子を有するものが酸化されてＮ−オキシド体とな
った酸化体も挙げられる。また、本発明におけるキレー
ト剤として、縮合リン酸類を用いることが出来るが、こ
の縮合リン酸類としては、例えばメタリン酸、テトラメ
タリン酸、ヘキサメタリン酸、トリポリリン酸などがあ
り、さらに、これらのアンモニウム塩、金属塩、有機ア
ミン塩等が挙げられる。上記キレート剤のうち好ましく
は、ホスホン酸系キレート剤であり、特に２つ又はそれ
以上のホスホン酸基を有するキレート剤が好ましく、具
体的には、１，２−プロパンジアミンテトラメチレンホ
スホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホ
ン酸およびエチレンジアミンビスメチレンホスホン酸等
である。

【０００７】本発明で使用する洗浄剤のｐＨは、特に制
限はなく、適宜選定すればよいが、通常はｐＨ３〜１
２、好ましくはｐＨ５〜９の範囲に調節される。洗浄剤
がｐＨ３未満では洗浄効果の低下の恐れがあり、ｐＨ１
２を超えると酸化剤が分解し、不安定になる傾向があ
る。さらに該洗浄剤のｐＨは、エッチングの条件等より
選択すれば良く、例えばアルカリ性で使用するならばア
ンモニア、アミン、テトラメチルアンモニウム水酸化物
のような第四級アンモニウム水酸化物を添加すれば良
く、酸性で使用するならば、有機酸、無機酸等を添加す
れば良い。本発明で使用する洗浄剤には、濡れ性を向上
させるために、界面活性剤を添加しても良く、カチオン
系、ノニオン系、アニオン系の何れの界面活性剤も使用
できる。なかでも好ましくは、スルホン酸系界面活性
剤、ポリカルボン酸型界面活性剤またはエチレンオキサ
イド付加型の界面活性剤である。本発明の方法を実施す
る際の洗浄温度は、通常は、常温から８０℃の範囲であ
り、エッチング条件や使用される薄膜材料により適宜選
択すれば良い。また、本発明の方法は、ポリシリコン等
のドライエッチング時に発生する残渣物の除去にも使用
することができる。

【０００８】

〔ＳＥＭ表面観察による除去性の評価基準〕

◎：残渣物が完全に除去された。 △：残渣物の一部残存が認められた。 ×：残渣物の大部分が残存していた。さらに、ＸＰＳで表面の分析を行った結果、（ａ）の
Ｆ、（ｂ）のＳｉ及びＦ、（ｃ）のＦは全く認められな
かった。これらの結果を表１に示す。

【０００９】実施例２〜７及び比較例１〜３実施例１と同一の基板を使用して、表１に示す成分組成
の洗浄剤、洗浄条件で実施例１と同様にして洗浄を行
い、ＳＥＭによる残渣物除去性とＸＰＳによる表面分析
を行った。それらの結果を表１に示す。

【００１０】

【表１】 ※ＮＤ：検出されずＤ：検出された

【００１１】

【発明の効果】本発明の方法によれば、半導体層である
ａ−Ｓｉやポリシリコン等のドライエチング時に発生す
る残渣物を容易に除去し、ガラス、シリコンウェハー、
プラスチック等の基板や薄膜回路に使用されるａ−Ｓ
ｉ、ポリシリコンや配線材料を全く腐食することなく、
十分に洗浄することが出来るため、不純物の極めて少な
い高品質の半導体基板を効率良く得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なＴＦＴ−ＬＣＤの製造工程プロセス
フロ−を示す図である。

【図２】ｎ＋ａ−Ｓｉ層をフッ素系ガスを使用して、
ドライエッチングを行った後の状態を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１１Ｄ 7/60 Ｃ１１Ｄ 7/60 (72)発明者野原正寛大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者岡副博之大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者丸山岳人新潟県新潟市太夫浜新割182 三菱瓦斯化学株式会社新潟研究所内 (72)発明者阿部久起新潟県新潟市太夫浜新割182 三菱瓦斯化学株式会社新潟研究所内 (72)発明者青山哲男新潟県新潟市太夫浜新割182 三菱瓦斯化学株式会社新潟研究所内Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB01 BB05 BB82 BB92 BB93 BB96 CB01 CC01 CC11 CC21 4H003 BA12 DA15 EB24 ED02 EE03 EE04 FA07 FA15 FA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板の製造工程において、半導体
層のドライエッチング時に発生する残渣物を酸化剤とキ
レート剤とを含有する洗浄剤により除去することを特徴
とする半導体基板の洗浄方法。
【請求項２】洗浄剤中の酸化剤濃度が０．１〜６０重
量％であることを特徴とする請求項１に記載の半導体基
板の洗浄方法。
【請求項３】洗浄剤中のキレート剤濃度が０．０００
１〜５重量％であることを特徴とする請求項１に記載の
半導体基板の洗浄方法。
【請求項４】酸化剤が過酸化水素であることを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載の半導体基板の洗浄
方法。
【請求項５】キレート剤がホスホン酸キレート剤であ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半
導体基板の洗浄方法。