JP2001210615A - 電気光学装置の製造方法および電気光学装置の製造装置 - Google Patents
電気光学装置の製造方法および電気光学装置の製造装置Info
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Abstract
エッチングにより形成されるパターン幅の均一性を著し
く改善する。 【解決手段】 エッチング対象材料である基板の表面濡
れ性を向上させるために、エッチング液を塗布する前
に、基板を回転させながらエッチング対象の基板上に水
を塗布する(S1)。次に、ステップS1で塗布した基
板表面の水が乾燥しないように、薬液供給ノズルからエ
ッチング用の薬液塗布を行う(S2)。その後、基板を
リンス(洗浄)する(S3)とともに、基板を乾燥する
(S4)。
Description
製造方法および電気光学装置の製造装置に関する。特
に、エッチング工程の改良に関する。
して、枚葉式ウエットエッチング装置が知られている。
枚葉式ウエットエッチング装置を用いてエッチングする
ときは、まず、回転板の表面に半導体ウエハー(基板)
を載置し、上方に設けた薬液ノズルから基板上にエッチ
ング液を滴下しまたは吹き付けながら回転させる。この
とき基板及び回転板を所定の回転数で回転させる。これ
によりエッチングが行われる。
晶表示装置が知られている。液晶表示装置には、プロジ
ェクタのライトバルブとして使用するものがあるが、こ
のTFT液晶基板において表示ムラの発生が観測され
た。この表示ムラは特に特徴がなく、発生するチップ位
置、ムラの方向性などに傾向は見つからなかった。TF
T基板の完成段階においてマクロ観察でムラが確認され
ていた。
いかけると、アルミニウム(Al)エッチング時のフッ
酸エッチング処理工程から発生していることがわかっ
た。この工程において、何らかの理由でAl配線を微妙
に不均一にエッチングしていると考えられる。配線幅を
計っても規格内に収まる程度であり、ごくわずかの不均
一しか認められなかった。
Al配線幅のごくわずかなばらつきは、従来はあまり問
題にならなかった。しかし、プロジェクタのライトバル
ブ用の液晶表示装置においてこのような微妙な不均一が
生じると、画像が拡大投影されるためにこの不均一が拡
大表示され、肉眼で識別できるようになる。したがっ
て、高品位の液晶表示装置においては、係る微妙な不均
一を除去する必要がある。また、通常の表示装置として
用いられる液晶表示装置においても、今後品質が向上し
さらに解像度が高まると、やはり係る微妙な不均一を除
去する必要があると考えられる。そのためには従来にな
い製造方法及び製造装置を新たに開発する必要がある。
れたもので、エッチングの程度を均一化することによ
り、エッチングにより形成されるパターン幅の均一性を
著しく改善することができる電気光学装置の製造方法お
よび電気光学装置の製造装置を提供することを目的とす
る。
に、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、電気光学
装置を製造するためのエッチング処理方法であって、表
面濡れ性が改善するように基板に水を塗布する水塗布工
程と、前記水塗布工程で塗布した基板表面の水が乾燥し
ないうちに、前記基板表面にエッチング用の薬液塗布を
行う薬液塗布工程とを備える。
薬液塗布前に基板全面を一様に水で濡らし、その状態で
薬液を塗布するので、エッチングのムラをなくすことが
できる。本発明によれば、何ら悪影響を与えることな
く、簡単かつ安全な方法により、ウエットエッチングに
より形成されるアルミニウムのパターン幅の均一性を著
しく改善することができる。したがって、電気光学素子
で問題となる表示ムラを大幅に軽減することができる。
また、本発明の装置及び工程は、石英基板及びシリコン
基板上の配線材料のエッチング全般に効果があるととも
に、コンタクトホールエッチング時の面内の均一性の改
善にも効果がある。
製造方法は、前記水塗布工程が、水を塗布するときに基
板を回転させる回転工程を含み、前記基板の回転数は遠
心力により前記基板表面が一様に水で覆われる程度であ
る。
製造方法は、前記水塗布工程において、前記基板表面が
一様に水で覆われるように、少なくとも所定時間よりも
長い時間水を塗布する。
製造方法は、前記水塗布工程から前記薬液塗布工程に移
行する際の待機時間を、前記水塗布工程で塗布した基板
表面の水が乾燥しないように、少なくとも所定時間より
も短い時間とする。
は、エッチング処理の対象である基板を載置するための
回転板と、前記回転板を回転するための駆動手段と、表
面濡れ性が改善するように前記基板に水を塗布する水塗
布手段と、前記水塗布手段で塗布した基板表面の水が乾
燥しないうちに、前記基板表面にエッチング用の薬液塗
布を行う薬液塗布手段とを備える。
は、エッチング処理を行うための電気光学装置の製造装
置であって、エッチング処理の対象である基板を載置す
るとともに、前記基板を順次搬送するための複数の回転
棒と、表面濡れ性が改善するように前記基板に水を塗布
する水塗布手段と、前記水塗布手段の後に設けられ、前
記水塗布手段で塗布した基板表面の水が乾燥しないうち
に、前記基板表面にエッチング用の薬液塗布を行う薬液
塗布手段とを備える。
製造装置は、水を塗布してから薬液を塗布するまでの間
に、塗布した基板表面の水が乾燥しないように、前記薬
液塗布手段の放出範囲を前記水塗布手段の放出範囲の少
なくとも一部に重ねて配置したものである。
製造装置は、前記水塗布手段が、前記基板全体に均一に
水を塗布するように、シャワータイプの塗布手段であ
る。
の発明の実施の形態1に係る電気光学装置の製造方法を
説明するためのフローチャートである。図2及び図3
は、この発明の実施の形態1に係る電気光学装置の製造
装置の概略構造を示す。この装置は、電気光学装置のア
ルミニウム(Al)配線のエッチング、単板のTFT液
晶製造ラインのエッチング工程、及び、半導体製造工程
のエッチング処理における利用が考えられる。以下の説
明において、電気光学装置の一例として液晶表示装置
(LCD)を製造する場合について説明する。
葉式ウエットエッチング装置の斜視図である。説明に必
要な部分のみを示し、それ以外の表示は省略している。
枚葉式ウエットエッチング装置は、必要なパターンに応
じてフォトレジストで覆った半導体ウエハー(基板)を
一枚づつウエハーチャックにセットし、ウエハーチャッ
クをスピン回転させながら、ノズルからウエハー上にエ
ッチング液を滴下してエッチングを行い、その後、水洗
および乾燥までを実施する装置である。この枚葉式ウエ
ットエッチング装置は、Si層およびSiO2層のエッ
チング、並びにウエハの洗浄に用いられる。
装置は、基板を載置して回転させるための回転板2を備
える。回転板2の周囲には、基板を固定するための複数
の(図では6つの)ツメ3が設けられている。基板が回
転板2に載置されると、ツメ3により保持されるので、
基板が回転してもずれたり外れたりすることはない。回
転板2の下側には駆動モーター9が設けられている。駆
動モーター9は回転軸8に結合され、回転板2を回転さ
せる。図2の枚葉式ウエットエッチング装置は、回転板
2に保持された基板に純水を供給するための純水ノズル
4及び薬液ノズル5を、回転板2の上側に備える。純水
ノズル4及び薬液ノズル5により、必要に応じて基板の
表面濡れ性を向上させるための純水及び基板をエッチン
グするための薬液が供給される。純水ノズル4及び薬液
ノズル5は、それぞれ、純水供給パイプ6及び薬液供給
パイプ7により液体を供給される。なお、純水ノズル4
の形状は、通常のパイプ形状のストレートタイプである
か、あるいは細かい水流を基板全体に降り注ぐような、
細かい穴を多数備えるシャワータイプである。
示す。図3において、図2に示された部分と同一あるい
は相当する部分には、同一の符号を附している。図3
(a)は、図2の装置の上面図であり、図3(b)は、
A−A矢視断面図である。説明の都合上、図3(a)の
縮尺と図3(b)の縮尺とは同じではない。
状態を示す。同図(b)の断面図からわかるように、回
転板2の下側に、使用済みの純水やエッチング液を排出
するための廃液口(ドレイン)10が設けられている。
回転板2の側面に、側壁11が設けられている。側壁1
1は、基板1が回転したときに遠心力で飛ばされる純水
やエッチング液を受けて飛び散らないようにするための
ものである。また、回転板2の上側にカバー12が設け
られている。
ついて図1乃至図3に基づき説明する。
半導体ウェハー(基板)1にフォトレジストを塗布す
る。次に、所望のパターンを形成したマスクをかぶせて
紫外線を照射し、パターンに応じたフォトレジストを半
導体ウェハー(基板)1上に設ける。
ッチングするときは、まず、回転板2の表面に、フォト
レジストを設けた半導体ウエハー(基板)1を載置し、
ツメ3に係止させた状態でセットする。次いで、上方に
設けた薬液ノズル5から基板1上にエッチング液を滴下
し、または吹き付けながら回転軸8を回転させる。この
とき基板1及び回転板2は所定の回転数(例えば、0〜
1000rpm)で回転する。これによりフォトレジス
トが設けられていない個所についてエッチングが行われ
る。
ットエッチング装置は、薬液ノズル5からエッチング用
薬液を基板1に対して塗布する前に、エッチング対象材
料である基板1の表面濡れ性を向上させることを特徴と
する。そのために、薬液を塗布する前に、回転させなが
らエッチング対象の基板1上に水を塗布する。すなわ
ち、基板1が載置された状態において、基板表面全体が
濡れるように基板1上に純水ノズル4から適量の純水を
塗布する(S1)。ここで、エッチャントを吹き付ける
前にウエハーが一様に濡れていることが必要である。純
水ノズル4で供給する水量を調整することにより、以下
のステップにおけるエッチング液の濃度を調整すること
ができる。この点からすれば、純水ノズル4は水スプレ
ーであることが望ましい。
水が乾燥しないように、水の塗布中に薬液供給ノズル5
からエッチング用の薬液塗布を行う(S2)。あるい
は、ステップS1の水塗布が終了した後、約30秒以内
にエッチング薬液塗布を開始する(S2)。このとき、
すばやくエッチング液が出ることが望ましい。また、ス
テップS1からS2へ移行するときの待機時間を極力減
らすために、純水を出すノズルと薬液を出すノズルがオ
ーバーラップするように配置されることが望ましい(例
えば、図3(a)参照)。
3)。基板1上に純水あるいはリンス液を滴下あるいは
吹き付けながら、基板1を所定の回転数(例えば、0〜
1000rpm)の速度でスピン回転させて洗浄を行
う。
への純水あるいはリンス液の供給をやめてから、さらに
所定の回転数(例えば、2000〜3000rpm)の
高速でスピン回転させることにより、純水あるいはリン
ス液を振り切って乾燥させる。
行う一般のエッチングだけでなく、スパッタや の前の
ライトエッチングを行うときにも本実施の形態を用いる
ことができる。ライトエッチングの場合、ウェットエッ
チング装置に入れる基板1上にはフォトレジストが設け
られておらず、基板の表面全体を薄くエッチングするも
のである。この場合も上記説明と同様にパターンを均一
にエッチングすることができる。
装置及び工程の説明である。次に、好ましい実施例につ
いて、実験結果をもとに説明する。
布時の基板回転数を0、200、500、800、10
00、2000rpmとしたときに、パターンムラが発
生するかどうかを実験した結果を示す。表1からわかる
ように、200〜1000rpmであれば良好な結果が
得られている。もっとも、後述のように0回転であって
も、純水ノズル4がシャワータイプであれば良好な結果
が得られる。表1によれば、ステップS1における回転
数は200〜1000rpmであることが望ましい。
布時間を1、2、3、4、5、10、30秒としたとき
に、パターンムラが発生するかどうか実験した結果を示
す。表2からわかるように、3秒以上であれば良好な結
果が得られている。処理時間を短くしようとすれば、純
水塗布時間を3秒とすることが望ましい。
液吐出までの待機時間を0、1、2、3、5、10、3
0秒としたときに、パターンムラが発生するかどうか実
験した結果を示す。表3からわかるように、3秒以下で
あれば良好な結果が得られている。このことは純水塗布
と薬液吐出との間で時間をおかないことが望ましいこと
を意味するとともに、純水ノズル4と薬液ノズル5の放
出範囲がオーバーラップしていることが望ましいことを
意味すると考えられる。
に、適当な回転数がどのようになるかを実験した結果を
示す。ノズルの形状として、純水が基板上の一点にあた
るストレートタイプと、純水が基板全面にあたるシャワ
ータイプの2種類を用いた。表4からわかるように、シ
ャワータイプのノズルであれば、回転数が0rpmであ
っても良好な結果が得られる。
pmで回転させつつ、10秒間純水を塗布し、その後、
待機時間0(ゼロ)秒でエッチング用薬液を吐出するこ
とが望ましい。併せて、純水用ノズル4と薬液用ノズル
5をその放出範囲がオーバーラップするように配置し、
このオーバーラップ吐出により待機時間を無くすことが
望ましい。
吹き付ける前に、基板1が一様に濡れているために必要
な条件であると考えられる。基板1が一様に濡れている
ことによりパターン均一性が向上する理由として、次の
ようなことが考えられる。レジストを溶かさないものと
して用いられる、フッ酸、リン酸、硝酸などエッチング
液は水溶性であるため、予め基板1の表面を純水により
一様に濡らしておくことにより、エッチングが均一に進
行する。また、純水は安価であるとともに、基板及びエ
ッチング液双方になんら悪影響を与えない。
実施の形態1の装置及び工程によれば、何ら悪影響を与
えることなく、簡単かつ安全な方法により、ウエットエ
ッチングにより形成されるアルミニウムのパターン幅の
均一性を著しく改善することができる。したがって、T
FT液晶で問題となる表示ムラを大幅に軽減することが
できる。本発明の実施の形態1の装置及び工程は、石英
基板上の配線材料のエッチング全般に効果があるととも
に、コンタクトホールエッチング時の面内の均一性の改
善にも効果がある。アルミニウム(Al)以外にも、タ
ングステン、ポリシリコン、銅、チタン等の配線材料の
エッチングにおいても効果がある。
l配線のエッチング工程に採用することにより、表示品
位の向上、歩留まり向上、高開口率化、コントラスト向
上を期待できる。また、単板のTFT液晶製造ライン、
エッチング工程に採用することにより、表示品位の向
上、歩留まり向上、高開口率化を期待できる。また、半
導体製造工程エッチング処理時に用いることにより、微
細プロセスでの断線防止、歩留まり向上、回路の集積
化、効率向上を期待できる。
態1の装置は枚葉式ウエットエッチング装置の例であっ
たが、本発明は、これに限らず他の種類の装置にも適用
できる。
気光学装置の製造装置の概略構造を示す。図4は、この
発明を水平搬送型ウエットエッチング装置に適用したも
のである。図4において、符号1は基板、符号4は純水
ノズル、符号5は薬液ノズル、符号20は中心に沿って
回転する搬送棒(ローラ)である。搬送棒20は基板の
進行方向に沿って多数設けられている。搬送棒20は連
動して同一方向に回転することにより、上に置かれた基
板1が横方向に搬送される。符号21はエッチングを行
うためのチャンバー、符号22はフィルタ、符号23は
ポンプ、符号24はタンクである。フィルタ22、ポン
プ23、タンク24は、製造コスト削減のためにエッチ
ング液を再使用するためのものである。スプレーされた
エッチング液をチャンバー21内で回収し、フィルター
5を通してゴミ等を除去した上でタンク24にため、そ
れをポンプ23で再び薬液ノズルに供給する。
液ノズル5は図4の右側に設けられている。基板1が図
4の左から右側に運ばれることに伴い、図1のフローチ
ャートの工程を実現するための配置である。なお、図4
では純水ノズル4を2つ、薬液ノズルを7つ備えるが、
あくまでもこれは例示であり、この数に限定されるわけ
ではない。
面を均一に濡らすようにシャワータイプである。純水ノ
ズル4と薬液ノズル5の数や間隔は、実施の形態1で示
した条件に適合するように選択される。すなわち、純水
ノズル4の数及びその配置間隔は、純水塗布時間が表2
の条件を満足するように設定され、純水ノズル4と薬液
ノズル5の間隔は、待機時間が表3の条件を満足するよ
うに設定される。また、純水ノズル4と薬液ノズル5の
放射範囲は、多少オーバーラップしてもよい。例えば、
純水ノズル4から薬液ノズル5への移行部において、純
水ノズル4と薬液ノズル5が入り混じっていてもよい
(例えば、・・・、純水ノズル4、純水ノズル4、薬液
ノズル5、純水ノズル4、薬液ノズル5、薬液ノズル
5、・・・)。
ズル5からエッチング用薬液を基板1に対して塗布する
前に、エッチング対象材料である基板1の表面濡れ性を
向上させることを特徴とする。図4において、搬送棒2
0により基板1が左から右へ搬送されていくと純水ノズ
ル4の下を通過し、そこで基板表面全体が濡れるように
基板1上に適量の純水を塗布する(S1)。純水ノズル
4で供給する水量を調整することにより、以下のステッ
プにおけるエッチング液の濃度を調整することができ
る。
する。そこで、ステップS1で塗布した基板表面の水が
乾燥しないうちに、薬液供給ノズル5からエッチング用
の薬液塗布が行われる(S2)。あるいは、ステップS
1の水塗布が終了した後、約30秒以内にエッチング薬
液塗布を開始する(S2)。このとき、すばやくエッチ
ング液が出ることが望ましい。。
3)。基板1上に純水(リンス液)を滴下あるいは吹き
付けて洗浄を行う。
れば、何ら悪影響を与えることなく、簡単かつ安全な方
法により、ウエットエッチングにより形成されるアルミ
ニウムのパターン幅の均一性を著しく改善することがで
きる。したがって、TFT液晶で問題となる表示ムラを
大幅に軽減することができる。
ことなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内
で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内
に包含されるものであることは言うまでもない。
の製造方法を説明するためのフローチャートである。
置を製造するための枚葉式ウエットエッチング装置の斜
視図である。
置を製造するための枚葉式ウエットエッチング装置の平
面図及び断面図である。
置を製造するための水平搬送型ウエットエッチング装置
の断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 電気光学装置を製造するためのエッチン
グ処理方法であって、 表面濡れ性が改善するように基板に水を塗布する水塗布
工程と、 前記水塗布工程で塗布した基板表面の水が乾燥しないう
ちに、前記基板表面にエッチング用の薬液塗布を行う薬
液塗布工程とを備える電気光学装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記水塗布工程は、水を塗布するときに
基板を回転させる回転工程を含み、前記基板の回転数は
遠心力により前記基板表面が一様に水で覆われる程度で
あることを特徴とする請求項1記載の電気光学装置の製
造方法。 - 【請求項3】 前記水塗布工程において、前記基板表面
が一様に水で覆われるように、少なくとも所定時間より
も長い時間水を塗布することを特徴とする請求項1記載
の電気光学装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記水塗布工程から前記薬液塗布工程に
移行する際の待機時間を、前記水塗布工程で塗布した基
板表面の水が乾燥しないように、少なくとも所定時間よ
りも短い時間とすることを特徴とする請求項1記載の電
気光学装置の製造方法。 - 【請求項5】 電気光学装置を製造するためのエッチン
グ処理を行う製造装置であって、 エッチング処理の対象である基板を載置するための回転
板と、 前記回転板を回転するための駆動手段と、 表面濡れ性が改善するように前記基板に水を塗布する水
塗布手段と、 前記水塗布手段で塗布した基板表面の水が乾燥しないう
ちに、前記基板表面にエッチング用の薬液塗布を行う薬
液塗布手段とを備える電気光学装置の製造装置。 - 【請求項6】 電気光学装置を製造するためのエッチン
グ処理を行う製造装置であって、 エッチング処理の対象である基板を載置するとともに、
前記基板を順次搬送するための複数の回転棒と、 表面濡れ性が改善するように前記基板に水を塗布する水
塗布手段と、 前記水塗布手段の後に設けられ、前記水塗布手段で塗布
した基板表面の水が乾燥しないうちに、前記基板表面に
エッチング用の薬液塗布を行う薬液塗布手段とを備える
電気光学装置の製造装置。 - 【請求項7】 水を塗布してから薬液を塗布するまでの
間に、塗布した基板表面の水が乾燥しないように、前記
薬液塗布手段の放出範囲を前記水塗布手段の放出範囲の
少なくとも一部に重ねて配置したことを特徴とする請求
項5又は請求項6に記載の電気光学装置の製造装置。 - 【請求項8】 前記水塗布手段は、前記基板全体に均一
に水を塗布するように、シャワータイプの塗布手段であ
ることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の電気
光学装置の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000019133A JP2001210615A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 電気光学装置の製造方法および電気光学装置の製造装置 |
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