JP2014090031A - Etching method and etching device - Google Patents
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Abstract
【課題】薄膜トランジスタの製造工程において、ドライエッチングを使用することなく、レジスト膜のエッチングを行うことができるエッチング方法及びエッチング装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板4上にレジスト膜17が形成された被処理基板48に対して、オゾンのマイクロナノバブルを含有する処理液5を噴射して、レジスト膜17を酸化分解することにより、レジスト膜17をエッチングする。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide an etching method and an etching apparatus capable of etching a resist film without using dry etching in a manufacturing process of a thin film transistor.
A resist film is formed by spraying a treatment liquid containing ozone micro-nano bubbles onto a substrate to be processed having a resist film formed on the substrate to oxidatively decompose the resist film. 17 is etched.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ウェットプロセスを使用したエッチング方法及びエッチング装置に関する。 The present invention relates to an etching method and an etching apparatus using a wet process.
従来、液晶表示装置や有機EL表示装置等の表示装置においては、例えば、ガラス基板上にマトリックス状に配置された画素が、その近傍に配置されたトランジスタによって制御されている。また、このトランジスタとしては、アモルファスシリコン薄膜やポリシリコン薄膜からなる薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が用いられている。 Conventionally, in display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices, for example, pixels arranged in a matrix on a glass substrate are controlled by transistors arranged in the vicinity thereof. As this transistor, a thin film transistor (TFT) made of an amorphous silicon thin film or a polysilicon thin film is used.
また、例えば、液晶表示パネルを構成する基板に、薄膜トランジスタ等の素子を所定のパターンに形成する場合には、エッチング工程が必須の工程になっている。 For example, when an element such as a thin film transistor is formed in a predetermined pattern on a substrate constituting a liquid crystal display panel, an etching process is an essential process.
例えば、基板上にゲート電極を形成する第1の工程と、ゲート電極の上に第1の絶縁層を形成し、第1の絶縁層上に酸化物半導体からなる酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層上に電極層を形成する第2の工程と、電極層上にレジストを形成し、ハーフトーンマスクを用いてレジストを露光、現像して、厚みが厚い第1の領域と厚みが薄い第2の領域とを有するレジスト膜を形成し、レジスト膜をマスクとして電極層と酸化物半導体層をエッチングする第3の工程と、第2の領域のレジスト膜を除去して非被覆領域とした後、残存する第1の領域のレジスト膜をマスクとして電極層をエッチングする第4の工程と、第2の絶縁層を形成した後に、第2の絶縁層をパターニングする第5の工程と、非被覆領域の酸化物半導体層を低抵抗化する第6の工程とを備える薄膜トランジスタの製造方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, a first step of forming a gate electrode over a substrate, a first insulating layer over the gate electrode, an oxide semiconductor layer made of an oxide semiconductor over the first insulating layer, A second step of forming an electrode layer on the oxide semiconductor layer; a resist is formed on the electrode layer; the resist is exposed and developed using a halftone mask; Forming a resist film having a thin second region, etching the electrode layer and the oxide semiconductor layer using the resist film as a mask, removing the resist film in the second region, Then, a fourth step of etching the electrode layer using the resist film in the remaining first region as a mask, a fifth step of patterning the second insulating layer after forming the second insulating layer, Reduce the resistance of the oxide semiconductor layer in the uncovered region Method of manufacturing the thin film transistor and a sixth step has been proposed (e.g., see Patent Document 1).
ここで、上記従来の薄膜トランジスタの製造工程においては、上述の第4の工程において、ハーフトーン露光プロセスでパターン形成されたレジスト膜のエッチング(アッシング)を行う際に、溶剤などを用いるウェットエッチングは膜厚の制御性が乏しく、レジスト膜の膜厚の均一性が確保できないため、ドライエッチングを使用せざるを得なかった。 Here, in the manufacturing process of the conventional thin film transistor, wet etching using a solvent or the like is performed when etching (ashing) the resist film patterned by the halftone exposure process in the fourth process described above. Since the controllability of the thickness is poor and the uniformity of the film thickness of the resist film cannot be ensured, it has been necessary to use dry etching.
従って、上記従来の薄膜トランジスタの製造工程においては、ウェットエッチングとドライエッチングが混在していたため、薄膜トランジスタの製造に長時間を要するという問題があった。 Therefore, in the above-described conventional thin film transistor manufacturing process, wet etching and dry etching are mixed, and thus there is a problem that it takes a long time to manufacture the thin film transistor.
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、薄膜トランジスタの製造工程において、ドライエッチングを使用することなく、レジスト膜のエッチングを行うことができるエッチング方法及びエッチング装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides an etching method and an etching apparatus capable of etching a resist film without using dry etching in a thin film transistor manufacturing process. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明のエッチング方法は、基板上にレジスト膜が形成された被処理基板に対して、気体のマイクロナノバブルを含有する処理液を噴射して、レジスト膜を酸化分解することにより、レジスト膜をエッチングすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the etching method of the present invention oxidizes and decomposes a resist film by injecting a treatment liquid containing gaseous micro / nano bubbles onto a substrate to be processed having a resist film formed on the substrate. Thus, the resist film is etched.
また、本発明のエッチング装置は、気体のマイクロナノバブルを含有する処理液を生成する生成手段と、生成手段から供給された処理液を噴射する噴射ノズルが設けられたノズルヘッダーと、ノズルヘッダーに対向するように、基板上にレジスト膜が形成された被処理基板を支持するホルダーとを備え、被処理基板に対して、処理液を噴射して、レジスト膜を酸化分解することにより、レジスト膜をエッチングするように構成されていることを特徴とする。 Further, the etching apparatus of the present invention has a generating means for generating a processing liquid containing gaseous micro / nano bubbles, a nozzle header provided with an injection nozzle for injecting a processing liquid supplied from the generating means, and a nozzle header. And a holder for supporting the substrate to be processed having a resist film formed on the substrate, and spraying the processing liquid onto the substrate to be processed to oxidatively decompose the resist film, It is configured to perform etching.
本発明によれば、従来のエッチング方法とは異なり、ドライエッチングを使用することなく、ウェットプロセス(気体のマイクロナノバブルを含有する処理液を使用したプロセス)により、レジスト膜のエッチングを行うことができるため、例えば、レジスト膜をマスクとしてエッチングを行う薄膜トランジスタの製造工程において、ウェットエッチングとドライエッチングが混在することがなくなり、薄膜トランジスタの製造に要する時間を飛躍的に短縮化することができる。 According to the present invention, unlike a conventional etching method, a resist film can be etched by a wet process (a process using a processing solution containing gaseous micro / nano bubbles) without using dry etching. Therefore, for example, in the manufacturing process of a thin film transistor in which etching is performed using a resist film as a mask, wet etching and dry etching are not mixed, and the time required for manufacturing the thin film transistor can be dramatically shortened.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るレジスト膜のエッチング装置の全体構成を示す概略図であり、図2は、本発明の第1の実施形態に係るレジスト膜のエッチング装置の全体構成を示す平面図である。また、図3は、本発明の第1の実施形態に係るレジスト膜のエッチング装置におけるホルダーの構成を説明するための図である。 FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of a resist film etching apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an overall view of the resist film etching apparatus according to the first embodiment of the present invention. It is a top view which shows a structure. FIG. 3 is a view for explaining the structure of the holder in the resist film etching apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態のレジスト膜のエッチング装置(以下、単に「エッチング装置」と言う。)1は、気体のマイクロナノバブルが混合された処理液を生成する処理液生成手段(以下、「生成手段」と言う。)2と、生成手段2から供給されたマイクロナノバブルが混合された処理液(マイクロナノバブルが混合された純水)5を、薄膜トランジスタが形成される被処理基板48に向けて噴射する噴射ノズル3を備えるノズルヘッダー36を備えている。
As shown in FIG. 1, a resist film etching apparatus (hereinafter simply referred to as an “etching apparatus”) 1 of the present embodiment is a processing liquid generating means (hereinafter referred to as a processing liquid generating means) for generating a processing liquid in which gaseous micro / nano bubbles are mixed. 2) and a processing liquid (pure water mixed with micro-nano bubbles) 5 mixed with micro-nano bubbles supplied from the generating
また、エッチング装置1は、被処理基板48の処理が行われる処理槽6と、噴射ノズル3に対向するように被処理基板48を支持するホルダー7とを備えている。なお、噴射ノズル3は、処理槽6の内部に設けられている。
In addition, the
ここで、マイクロナノバブルとは、直径が0.01μm以上50μm以下である気泡のことを言う。また、オゾンのマイクロナノバブルとは、気泡を構成する気体がオゾンであるマイクロナノバブルのことを言う。また、オゾンマイクロナノバブル液とは、オゾンのマイクロナノバブルを含有する処理液のことを言う。オゾンマイクロナノバブル液におけるオゾンのマイクロナノバブルの密度は、1mlあたり1000個以上100000個以下である。 Here, the micro / nano bubble means a bubble having a diameter of 0.01 μm or more and 50 μm or less. The ozone micro-nano bubble refers to a micro-nano bubble whose gas is ozone. The ozone micro / nano bubble liquid refers to a treatment liquid containing ozone micro / nano bubbles. The density of ozone micro / nano bubbles in the ozone micro / nano bubble liquid is 1,000 or more and 100,000 or less per ml.
また、図1に示すように、処理槽6には、被処理基板48を支持するホルダー7を処理槽6の内部に搬入するための搬入ゲート41と、当該ホルダー7を処理槽6の外部へと搬出するための搬出ゲート42とが設けられている。なお、処理槽6の内部の気圧は大気圧に維持されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
また、図1に示すように、生成手段2には、空気圧縮機8が接続されている。空気圧縮機8は、開閉弁9が設けられた配管10を介して、生成手段2に接続されている。
As shown in FIG. 1, an
また、図1に示すように、空気圧縮機8には、気体(オゾン)発生器21が接続されている。気体発生器21は、配管22を介して、空気圧縮機8に接続されている。
As shown in FIG. 1, a gas (ozone)
また、本実施形態のエッチング装置1においては、生成手段2へ供給される純水20が貯留された純水貯留槽14が設けられている。
Moreover, in the
この純水貯留槽14は、純水貯留槽14内の純水20を生成手段2を経由させて処理槽6へ供給するための供給ポンプ19が設けられた配管16を介して、生成手段2に接続されている。また、純水貯留槽14は、生成手段2へ純水20を供給するためのものである。
The pure water storage tank 14 is generated through a
また、本実施形態のエッチング装置1においては、処理槽6内の処理液5を外部に排出するための排出口15が設けられている。
Moreover, in the
また、図1に示すように、生成手段2には、上述の供給ポンプ19が接続されており、供給ポンプ19は、処理槽6へ供給される純水20中に存在する異物を除去するためのフィルター11が設けられた配管16を介して、生成手段2に接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, the above-described
また、図1に示すように、ノズルヘッダー36の噴射ノズル3には、生成手段2が接続されており、生成手段2は、当該生成手段2により生成された気体のマイクロナノバブルが混合された処理液を噴射ノズル3に供給するための配管13を介して、噴射ノズル3に接続される構成となっている。
Further, as shown in FIG. 1, the generating
そして、生成手段2は、いわゆる加圧溶解法によって、オゾンマイクロナノバブル液を生成するように構成されている。 And the production | generation means 2 is comprised so that an ozone micro nano bubble liquid may be produced | generated by what is called a pressure dissolution method.
加圧溶解法では、ヘンリーの法則を利用して、加圧下で液体に気体を溶解させ、その後、減圧開放させることによって気泡を発生させる。即ち、空気圧縮機8により圧縮されたオゾンは、開閉弁9の開放状態で、配管10を介して、生成手段2へと供給される。
In the pressure dissolution method, a gas is dissolved in a liquid under pressure using Henry's law, and then bubbles are generated by opening under reduced pressure. That is, the ozone compressed by the
そして、生成手段2において、供給ポンプ19により、生成手段2の内部へと供給された純水20にオゾンを加圧溶解させて、オゾンマイクロナノバブル液を発生させる。
Then, in the
生成手段2内のオゾンマイクロナノバブル液は、配管13を介して、噴射ノズル3に供給される。そして、被処理基板48のレジスト膜17に対して、噴射ノズル3からオゾンマイクロナノバブル液を噴射することにより、被処理基板48(即ち、レジスト膜17)を処理する構成となっている。
The ozone micro / nano bubble liquid in the generating means 2 is supplied to the
なお、マイクロナノバブルを発生させる手段として、加圧溶解法を採用しているが、その他にも、例えば、超高速旋回方式、気液混合せん断方式、細孔方式及び超音波方式等を採用することも可能であり、これに限定されるものではない。 In addition, as a means for generating micro-nano bubbles, a pressure dissolution method is adopted. However, for example, an ultra-high speed swirling method, a gas-liquid mixed shear method, a pore method, an ultrasonic method, etc. should be adopted. However, the present invention is not limited to this.
被処理基板48としては、薄膜トランジスタが形成されるガラス基板等の基板4と、当該基板4上に形成され、エッチング処理される電極層(例えば、薄膜トランジスタのソース電極やドレイン電極等を形成するCu膜)18と、当該エッチング処理において使用されるレジスト膜17とを備えたものが使用される。
The
そして、図1及び図2に示すように、被処理基板48においては、被処理基板48の噴射ノズル3側の表面に、上述の電極層18及びレジスト膜17が設けられるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、基板4としては、ガラス基板以外に、例えば、シリコン基板やフレキシブル基板(ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ポリイミド基板、カーバイド基板)等を使用することができる。
In addition to the glass substrate, for example, a silicon substrate or a flexible substrate (polycarbonate substrate, polyethylene naphthalate substrate, polyimide substrate, carbide substrate) or the like can be used as the
また、ホルダー7は、図1、図2に示すように、被処理基板48とノズルヘッダー36との間隔を一定に維持しながら、被処理基板48を所定方向(図1及び図2で示す矢印Yの方向)に移動させるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
例えば、図3に示すように、ホルダー7を、被処理基板48が載置されるベルト部7aと、ベルト部7aを搬送する複数のローラ7bとにより構成しても良い。なお、被処理基板48の搬送速度は、例えば、1000mm/min以上10000mm/min以下である。
For example, as shown in FIG. 3, the
ノズルヘッダー36は、ホルダー7の上方に固定配置され、ヘッダ本体23と、ヘッダ本体23の下部に設けられた複数の噴射ノズル3とを有している。ヘッダ本体23には、配管13を介して上記生成手段2で生成されたオゾンマイクロナノバブル液が供給される。
The
複数の噴射ノズル3は、図1、及び図2に示すように、一列に並んで配置されている。噴射ノズル3の配列方向は、被処理基板48の移動方向Yに直交する方向(すなわち、被処理基板48の幅方向X)である。
The plurality of
そして、噴射ノズル3は、被処理基板48の表面に垂直な方向において、気体(オゾン)のマイクロナノバブルが混合された処理液5を噴射するようになっている。
The
なお、本実施形態においては、噴射ノズル3のノズル内径は、0.05mm以上0.5mm以下に規定されている。このことにより、噴射ノズル3の目詰まりを防止しつつ、被処理基板48の洗浄に好適なオゾンマイクロナノバブル液の流速を得ることができる。
In the present embodiment, the nozzle inner diameter of the
また、噴射ノズル3におけるオゾンマイクロナノバブル液の噴射量は、0.5ml/cm2・sec以上100ml/cm2・sec以下である。
Moreover, the injection amount of the ozone micro-nano bubble liquid in the
こうして、エッチング装置1は、ホルダー7に支持された被処理基板48に対し、ノズルヘッダー36における複数の噴射ノズル3からオゾンマイクロナノバブル液を噴射することにより、被処理基板48を処理(即ち、レジスト膜17をエッチング処理)するように構成されている。
Thus, the
次に、上述のエッチング装置1による被処理基板48の処理方法、及び薄膜トランジスタの製造方法について説明する。図4、図5は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
Next, a processing method of the
<ゲート電極形成工程>
まず、ガラス基板、シリコン基板、耐熱性を有するプラスチック基板などの絶縁性の基板4の基板全体に、スパッタリング法により、例えば、モリブテン膜(厚さ150nm程度)などを成膜する。次いで、そのモリブテン膜に対して、第1フォトマスクを用いたフォトリソグラフィによるレジストのパターニング、ウェットエッチング及びレジストの剥離洗浄を行うことにより、図4(a)に示すように、基板4上に、ゲート電極31を形成する。
<Gate electrode formation process>
First, for example, a molybdenum film (thickness of about 150 nm) or the like is formed on the entire substrate of the insulating
なお、本実施形態では、ゲート電極31を構成する金属膜として、単層構造のモリブテン膜を例示したが、例えば、アルミニウム膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜、チタン膜、銅膜等の金属膜、または、これらの合金膜や積層膜によりゲート電極31を、50nm〜300nmの厚さで形成する構成としても良い。
In the present embodiment, the molybdenum film having a single layer structure is exemplified as the metal film constituting the
また、上記プラスチック基板を形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、アクリル樹脂、及びポリイミド樹脂を使用することができる。 Moreover, as a material which forms the said plastic substrate, a polyethylene terephthalate resin, a polyethylene naphthalate resin, a polyether sulfone resin, an acrylic resin, and a polyimide resin can be used, for example.
<ゲート絶縁膜形成工程>
次いで、ゲート電極31が形成された基板全体に、CVD法により、例えば、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、あるいはこれらの積層膜(厚さ200nm〜500nm程度)を成膜して、図4(a)に示すように、基板4上に、ゲート電極31を覆うようにゲート絶縁膜32を形成する。
<Gate insulation film formation process>
Next, for example, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a laminated film (thickness of about 200 nm to 500 nm) is formed on the entire substrate on which the
<有機半導体層形成工程>
次に、ゲート絶縁膜32が形成された基板全体に、例えば、ペンタセン等の材料を塗布してパターニングした後、100〜150℃程度の温度で数分から数十分程度、焼成して、溶剤を揮発させて、図4(a)に示すように、ゲート絶縁膜32上に、厚さが20nm〜80nm程度の有機半導体膜33を形成する。
<Organic semiconductor layer formation process>
Next, for example, a material such as pentacene is applied to the entire substrate on which the
なお、有機半導体膜33を形成する材料としては、上述のペンタセン以外に、ペンタセン誘導体、ペリレン誘導体、フタロシアニン、オリゴチオフェン、ポリチオフェン、フラーレン、フラーレン誘導体等を使用することができる。
In addition to the above pentacene, pentacene derivatives, perylene derivatives, phthalocyanines, oligothiophenes, polythiophenes, fullerenes, fullerene derivatives, and the like can be used as a material for forming the
<電極層形成工程>
次いで、有機半導体膜33が形成された基板全体に、スパッタリング法により、例えば、電極層18用のチタン膜(厚みが300〜400Å)及び銅膜(厚さ50nm〜400nm程度)などを順に成膜して、図4(a)に示すように、ソース/ドレイン電極用の電極層18を形成する。
<Electrode layer forming step>
Next, for example, a titanium film (thickness: 300 to 400 mm) for the
<レジスト膜形成工程>
次いで、電極層18が形成された基板全体に、例えば、ノボラック樹脂に感光剤であるオルソナフトキノンジアジド(NGD)化合物が混合された材料からなるポジ型のフォトレジストを形成し、このフォトレジストを、フォトマスクを使用して、ハーフ露光を用いて所定の形状にパターニングして、図4(b)に示すように、例えば、1μmの厚みを有するレジスト膜17を形成する。
<Resist film formation process>
Next, a positive photoresist made of a material in which an orthonaphthoquinonediazide (NGD) compound that is a photosensitizer is mixed with a novolak resin, for example, is formed on the entire substrate on which the
なお、このレジスト膜17は、図4(b)に示すように、有機半導体膜(有機半導体層)33のチャネル領域Cに対応する部分17aの膜厚が薄くなるようにパターニングされる。
As shown in FIG. 4B, the resist
<第1ウェットエッチング工程>
次いで、レジスト膜17をマスクとして用いて、電極層18、及び有機半導体膜33に対してウェットエッチングを行うことにより、図4(c)に示すように、有機半導体膜33、及び電極層18の一部を除去して、電極層18、及び有機半導体膜33のアイランドを形成するとともに、有機半導体膜33からなる有機半導体層34を形成する。
<First wet etching process>
Next, wet etching is performed on the
<エッチング(アッシング)工程>
次いで、上述のエッチング装置1を使用して、オゾンマイクロナノバブル液によるレジスト膜17のエッチング処理(アッシング処理)を行う。より具体的には、まず、ホルダー7により、上述の第1ウェットエッチング工程が行われた被処理基板48を支持し、当該ホルダー7により、被処理基板48をノズルヘッダー36の下方に移動させる。そして、移動してきた被処理基板48に対し、図1、図2に示すように、その移動方向に直行する方向に一列に並んだ複数の噴射ノズル3から、気体マイクロナノバブル液を噴射して供給し、図4(d)に示すように、被処理基板48におけるレジスト膜17に対してエッチング(アッシング)を行う。そうすると、レジスト膜17全体において、均一に厚みが減少し、レジスト膜17のチャネル領域Cに相当する部分17aが除去されるとともに、電極層18のチャネル領域Cに相当する部分18aが露出される。
<Etching (ashing) process>
Next, the etching process (ashing process) of the resist
次に、オゾンマイクロナノバブル液によりレジスト膜17がエッチングされる原理について説明する。
Next, the principle of etching the resist
オゾンは水に溶解(即ち、水中に分子レベルで存在している状態に)すると、自己分解により、水中に酸化力が強いOHラジカルを生成させるため、レジスト膜17にオゾンマイクロナノバブル液を噴射すると、このOHラジカルによりレジスト膜17が酸化されて分解し、レジスト膜17がエッチングされる。
When ozone is dissolved in water (that is, in a state where it exists in water at a molecular level), OH radicals with strong oxidizing power are generated in the water by self-decomposition. The resist
特に、本実施形態においては、オゾンマイクロナノバブル水が圧壊(微小気体であるマイクロナノバブルが何らかの外的刺激(本実施形態においては、噴射ノズル3から噴射されて被処理基板48へ衝突する際の衝撃)により水中に溶解する現象)する際に、水中にOHラジカルを飛躍的に効率良く生成させることができるため、より強力に有機物(レジスト膜17)を酸化分解させることができる。
In particular, in this embodiment, ozone micro-nano bubble water is crushed (in this embodiment, micro-nano bubbles, which are minute gases, are subjected to some external stimulus (in this embodiment, an impact when the micro-nano bubbles are jetted from the
また、この際、レジスト膜17は酸化分解されるため、酸化分解に起因する反応物が、レジスト膜17の表面から速やかに除去されるとともに、オゾンマイクロナノバブル液と共に排出される。従って、レジスト膜17の表面には、常に新しいオゾンマイクロナノバブル液を供給することが可能になる。
At this time, since the resist
その結果、エッチングされるレジスト膜17の膜厚制御性が向上するため、レジスト膜17全体において、均一に厚みを減少させることが可能になる。
As a result, since the film thickness controllability of the resist
従って、本実施形態においては、上記従来の薄膜トランジスタの製造方法とは異なり、ドライエッチングを使用することなく、ウェットプロセス(オゾンマイクロナノバブル液を使用したプロセス)により、レジスト膜17のエッチングを行うことができる。
Therefore, in this embodiment, unlike the conventional thin film transistor manufacturing method, the resist
なお、オゾンマイクロナノバブル液は、上述のごとく、生成手段2で生成され、配管13を介してノズルヘッダー36のヘッダ本体23に供給される。また、オゾンマイクロナノバブル液の温度は、15℃以上50℃以下とする。
As described above, the ozone micro / nano bubble liquid is generated by the generating
また、上述のごとく、処理液5中のマイクロナノバブルは、直径が0.01μm以上50μm以下である微細な気泡であるため、マイクロナノバブルが、レジスト膜17の表面に速やかに到達し、短時間でレジスト膜17のエッチングを行うことが可能になる。
Further, as described above, since the micro / nano bubbles in the
また、被処理基板48の洗浄を行う際には、いわゆる枚葉方式により、複数の被処理基板48を、順次搬送しながら洗浄を行う。
Further, when cleaning the
より具体的には、上述のエッチング装置1において、まず、処理槽6の内部の処理液5を排出口15により外部へ排出した状態で、搬入ゲート41を開いて、被処理基板48を支持するホルダー7を処理槽6の内部に搬入する。
More specifically, in the above-described
次いで、搬入ゲート41を閉じた状態で、被処理基板48の表面に対して噴射ノズル3から、オゾンマイクロナノバブルが混合された処理液5を噴射して、被処理基板48を移動させながら、レジスト膜17のエッチング処理を行う。
Next, with the carry-in
そして、エッチング処理が終了後、搬出ゲート42を開いて、被処理基板48を支持するホルダー7を処理槽6の外部へ搬出する。搬出後、搬出ゲートを閉じて、レジスト膜17のエッチング処理工程が終了する。
Then, after the etching process is completed, the carry-out
<第2ウェットエッチング工程>
次いで、エッチング処理が行われたレジスト膜17をマスクとして用いて、電極層18及び有機半導体層34に対してウェットエッチングを行うことにより、図5(a)に示すように、有機半導体層34上にソース電極35及びドレイン電極37を形成するとともに、有機半導体層34のチャネル領域Cを露出させる。
<Second wet etching process>
Next, wet etching is performed on the
なお、本工程においては、図5(a)に示すように、有機半導体層34においては、チャネル領域Cの表面のみがウェットエッチングされる。
In this step, as shown in FIG. 5A, in the
<レジスト膜剥離工程>
次いで、ソース電極35、及びドレイン電極37上に残存するレジスト膜17を、上述のエッチング装置1を使用して剥離し、レジスト膜17を除去する。より具体的は、上述のエッチング工程の場合と同様に、まず、ホルダー7により、上述の第2ウェットエッチング工程が行われた図5(a)に示す被処理基板50を支持し、当該ホルダー7により、被処理基板50をノズルヘッダー36の下方に移動させる。そして、移動してきた被処理基板50に対し、図1の場合と同様に、その移動方向に直行する方向に一列に並んだ複数の噴射ノズル3から、気体マイクロナノバブル液を噴射して供給し、図5(b)に示すように、被処理基板48におけるレジスト膜17を剥離し、当該レジスト膜17を除去する。
<Resist film peeling process>
Next, the resist
以上の各工程によって、図5(b)に示す薄膜トランジスタ38が製造され、薄膜トランジスタ38の製造処理が終了する。
Through the above steps, the
なお、一般に、レジスト膜の剥離は、剥離液を用いたウェットプロセス(溶剤によるレジストの溶解による剥離)を行うが、この溶剤を溜め込み方式で使用するため、レジスト膜の剥離処理を続けると、剥離液が劣化してしまい、定期的に交換する必要があるという問題点がある。また、一般に、使用する剥離液は有機アルカリ溶液であるため、特殊な廃液処理が必要になるという問題がある。 Generally, the resist film is peeled off by a wet process using a stripping solution (stripping by dissolving the resist with a solvent). Since this solvent is used in a reservoir method, the resist film is peeled off when the resist film is continuously removed. There is a problem that the liquid deteriorates and needs to be replaced periodically. In general, since the stripping solution used is an organic alkali solution, there is a problem that a special waste liquid treatment is required.
一方、本実施形態においては、上記従来の剥離液を使用しないウェットプロセス(水とオゾンのみで構成されたオゾンマイクロナノバブル液を使用したレジスト膜17の除去プロセス)を使用するため、既設の排水処理設備で廃液処理が可能となる。従って、レジスト膜17を除去するためのオゾンマイクロナノバブル液を使い捨てで使用できるため、上記従来の剥離液を使用する場合と異なり、溜め込み方式が不要となる。
On the other hand, in this embodiment, since the wet process (the removal process of the resist
その結果、剥離液の定期的な交換が不要になるとともに、剥離液用の特殊な廃液処理が不要になり、レジスト膜17の剥離に使用する液体(即ち、オゾンマイクロナノバブル液)の管理が容易となる。 As a result, it is not necessary to periodically replace the stripping solution, and a special waste liquid treatment for the stripping solution is not required, so that the liquid used for stripping the resist film 17 (ie, ozone micro-nano bubble solution) can be easily managed. It becomes.
以上に説明したように、本実施形態においては、第1及び第2ウェットエッチング工程、及びウェットプロセス(オゾンマイクロナノバブル液を使用したエッチング工程)により、薄膜トランジスタ38を製造することができ、薄膜トランジスタ38の製造工程において、ウェットエッチングとドライエッチングが混在していないため、薄膜トランジスタ38の製造に要する時間を飛躍的に短縮化することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、一般に、ドライエッチングを行う場合は、複雑かつ高価なエッチング装置を使用する必要があるが、本実施形態においては、ドライエッチングを行わないため、簡易かつ低コストで薄膜トランジスタ38を製造することができる。
In general, when dry etching is performed, it is necessary to use a complicated and expensive etching apparatus. However, in this embodiment, since dry etching is not performed, the
以上に説明した本実施形態においては、以下の効果を得ることができる。 In the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態においては、基板4上にレジスト膜17が形成された被処理基板48に対して、気体のマイクロナノバブルを含有する処理液5を噴射して、レジスト膜17を酸化分解することにより、レジスト膜17をエッチングする構成としている。従って、従来のエッチング方法とは異なり、ドライエッチングを使用することなく、ウェットプロセス(気体のマイクロナノバブルを含有する処理液5を使用したプロセス)により、レジスト膜17のエッチングを行うことができる。従って、基板4上に有機半導体層34及びソース/ドレイン電極35,37が形成された薄膜トランジスタ38を製造する場合であって、レジスト膜17をマスクとして、ウェットエッチングを行うことにより、有機半導体層34及びソース/ドレイン電極35,37を形成する場合に、ウェットエッチング工程、及びウェットプロセスにより、薄膜トランジスタ38を製造することが可能になる。その結果、薄膜トランジスタ38の製造工程において、ウェットエッチングとドライエッチングが混在することがなくなるため、薄膜トランジスタ38の製造に要する時間を飛躍的に短縮化することができる。
(1) In the present embodiment, the resist
(2)また、ドライエッチングを行わないため、簡易かつ低コストでレジスト膜17のエッチングを行うことができる。
(2) Since dry etching is not performed, the resist
(3)更に、レジスト膜17の酸化分解に起因する反応物を、レジスト膜17の表面から速やかに除去して、処理液5と共に排出することができるため、レジスト膜17の表面に、常に新しい処理液5を供給することが可能になる。従って、エッチングされるレジスト膜17の膜厚制御性が向上するため、レジスト膜17の全体において、均一に厚みを減少させることが可能になる。
(3) Furthermore, since the reaction product resulting from the oxidative decomposition of the resist
(4)本実施形態においては、直径が0.01μm以上50μm以下であるマイクロナノバブルを使用する構成としている。従って、マイクロナノバブルが、レジスト膜17の表面に速やかに到達し、短時間でレジスト膜17のエッチングを行うことが可能になる。
(4) In this embodiment, it is set as the structure which uses the micro nano bubble whose diameter is 0.01 micrometer or more and 50 micrometers or less. Accordingly, the micro / nano bubbles quickly reach the surface of the resist
(5)本実施形態においては、気体としてオゾンを使用し、処理液5として、オゾンのマイクロナノバブルを含有する純水を使用する構成としている。従って、環境に優しい処理液5を使用して、レジスト膜17のエッチング処理を行うことができる。
(5) In this embodiment, ozone is used as the gas, and pure water containing ozone micro-nano bubbles is used as the
(6)本実施形態においては、被処理基板48を搬送しながら、レジスト膜17をエッチングする構成としている。即ち、ホルダー7により、被処理基板48に対して処理液5が噴射された状態を維持しながら、被処理基板48を搬送するように構成している。従って、被処理基板48の表面全体において、気体のマイクロナノバブルを含有する処理液5を均一に噴射することが可能になる。その結果、被処理基板48の全体において、エッチング処理効果をより一層向上させることが可能になる。
(6) In the present embodiment, the resist
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は、本発明の第2の実施形態に係るレジスト膜のエッチング装置の全体構成を示す平面図であり、図7は、本発明の第2の実施形態に係るレジスト膜のエッチング装置におけるノズルヘッダ部を拡大して示す断面図である。なお、上記第1の実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、エッチング装置1によるレジスト膜17のエッチング方法については、上記第1の実施形態と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a plan view showing the overall configuration of a resist film etching apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a nozzle in the resist film etching apparatus according to the second embodiment of the present invention. It is sectional drawing which expands and shows a header part. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Further, the etching method of the resist
本実施形態のエッチング装置1においては、ノズルヘッダー36における噴射ノズル3の配置構成に特徴がある。より具体的には、図6、図7に示すように、複数の噴射ノズル3が、ノズルヘッダー36において、被処理基板48の移動方向Yに直交する方向Xに、2列に並ぶとともに千鳥状に並んで配置されている。
The
従って、複数の噴射ノズル3を、被処理基板48の移動方向Y、及びその方向に直交する方向Xにそれぞれ高密度に配置できるため、被処理基板48の単位面積当たりの処理液5の流量を増加させることができる。
Accordingly, since the plurality of
以上に説明した本実施形態によれば、上述の(1)〜(6)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (6) described above.
(7)本実施形態においては、複数の噴射ノズル3を、ノズルヘッダー36において千鳥状に並んで配置する構成としている。従って、被処理基板48の単位面積当たりの処理液5の流量を増加させることができるため、レジスト膜17を、より容易かつ効率的にエッチングすることができる。
(7) In this embodiment, the plurality of
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図8は、本発明の第3の実施形態に係るレジスト膜のエッチング装置におけるノズルヘッダ部を拡大して示す断面図である。なお、上記第1の実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、エッチング装置1によるレジスト膜17のエッチング方法については、上記第1の実施形態と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a nozzle header portion in the resist film etching apparatus according to the third embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Further, the etching method of the resist
上記第1の実施形態においては、複数の噴射ノズル3は、被処理基板48の表面に垂直な方向において、気体のマイクロナノバブルが混合された処理液5を噴射するように構成されていたが、本実施形態のエッチング装置1においては、複数の噴射ノズル3は、被処理基板48の表面に対して斜め方向に処理液5を噴射するように構成されている点に特徴がある。
In the first embodiment, the plurality of
より具体的には、図8に示すように、被処理基板48の表面に対し、この被処理基板48の移動方向Yと反対側の方向(即ち、図中の矢印Zの方向)へ傾いた斜め方向に、処理液5を噴射するようになっている。
More specifically, as shown in FIG. 8, the surface of the substrate to be processed 48 is inclined in the direction opposite to the movement direction Y of the substrate to be processed 48 (that is, the direction of the arrow Z in the figure). The
そして、このエッチング装置1によって被処理基板48を処理する場合には、被処理基板48とノズルヘッダー36との間隔を一定に維持しながら、当該被処理基板48を所定の移動方向Yに移動させるとともに、複数の噴射ノズル3から、被処理基板48の表面に対し、この被処理基板48の移動方向Yと反対側Zへ傾いた斜め方向に、処理液5を噴射させる。
When processing the
従って、噴射ノズル3から斜め方向に噴射された処理液5によって、レジスト膜17の酸化分解に起因する反応物は、被処理基板48の移動方向Yの反対側の方向Zに流されることになる。従って、レジスト膜17の酸化分解に起因する反応物は、被処理基板48の表面(即ち、レジスト膜17の表面)に、再度、付着することなく、処理液5中に拡散することになる。
Accordingly, the reaction product resulting from the oxidative decomposition of the resist
特に、大型の基板4(例えば、幅が2180mm、長さが2480mm、厚みが0.7mmの大型のマザーガラス)を使用する場合、枚葉方式により、複数の被処理基板48を、順次搬送しながら洗浄を行うと、レジスト膜17の酸化分解により発生した反応物の再付着が起こりやすくなるが、本実施形態のごとく、噴射ノズル3から斜め方向に処理液5を噴射することにより、レジスト膜17の酸化分解により発生した反応物が、被処理基板48の表面に、再度、付着することなく、処理液5中に拡散することになる。
In particular, when a large substrate 4 (for example, a large mother glass having a width of 2180 mm, a length of 2480 mm, and a thickness of 0.7 mm) is used, a plurality of substrates to be processed 48 are sequentially transferred by a single wafer method. When cleaning is performed, the reaction product generated by the oxidative decomposition of the resist
なお、上記本実施形態においては、斜め方向に処理液5を噴射する噴射ノズル3を、上述の第1の実施形態と同様に、被処理基板48の移動方向Yに直交する方向Xに一列に並べても良く、上述の第2の実施形態と同様に、千鳥状に配置してもよい。
In the present embodiment, the
以上に説明した本実施形態によれば、上述の(1)〜(6)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (6) described above.
(8)本実施形態においては、複数の噴射ノズル3が、被処理基板48の表面に対して、被処理基板48の移動方向Yと反対側へ傾いた斜め方向に、処理液5を噴射するように構成している。従って、レジスト膜17の酸化分解に起因する反応物が、被処理基板48の表面(即ち、レジスト膜17の表面)に再付着することを確実に防止することができる。
(8) In the present embodiment, the plurality of
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
上記実施形態においては、半導体層として有機半導体層34を使用したが、半導体層はこれに限定されず、有機半導体層34の代わりに、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンにより形成されたシリコン系半導体層や、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)等からなる酸化物半導体膜により形成された酸化物半導体層を薄膜トランジスタの半導体層として使用する構成としても良い。
In the above embodiment, the
以上説明したように、本発明は、薄膜トランジスタを製造する際に使用するレジスト膜のエッチング方法及びエッチング装置に有用である。 As described above, the present invention is useful for a resist film etching method and an etching apparatus used in manufacturing a thin film transistor.
1 エッチング装置
2 生成手段
3 噴射ノズル
4 基板
5 処理液
6 処理槽
7 ホルダー
15 排出口
17 レジスト膜
18 電極層
20 純水
23 ヘッダ本体
31 ゲート電極
32 ゲート絶縁膜
33 有機半導体膜
34 有機半導体層
35 ソース電極
36 ノズルヘッダー
37 ドレイン電極
38 薄膜トランジスタ
41 搬入ゲート
42 搬出ゲート
48 被処理基板
50 被処理基板
Y 被処理物の移動方向
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記生成手段から供給された前記処理液を噴射する噴射ノズルが設けられたノズルヘッダーと、
前記ノズルヘッダーに対向するように、基板上にレジスト膜が形成された被処理基板を支持するホルダーとを備え、
前記被処理基板に対して、前記処理液を噴射して、前記レジスト膜を酸化分解することにより、前記レジスト膜をエッチングするように構成されている
ことを特徴とするエッチング装置。 Generating means for generating a treatment liquid containing gaseous micro-nano bubbles;
A nozzle header provided with an injection nozzle for injecting the processing liquid supplied from the generation unit;
A holder for supporting a substrate to be processed having a resist film formed on the substrate so as to face the nozzle header;
An etching apparatus configured to etch the resist film by spraying the processing liquid onto the substrate to be processed and oxidizing and decomposing the resist film.
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