Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR100543016B1 - Method for fabricating Thin Film Transitor - Google Patents

Method for fabricating Thin Film Transitor Download PDF

Info

Publication number
KR100543016B1
KR100543016B1 KR1020040038532A KR20040038532A KR100543016B1 KR 100543016 B1 KR100543016 B1 KR 100543016B1 KR 1020040038532 A KR1020040038532 A KR 1020040038532A KR 20040038532 A KR20040038532 A KR 20040038532A KR 100543016 B1 KR100543016 B1 KR 100543016B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning
thin film
hydrofluoric acid
seconds
film transistor
Prior art date
Application number
KR1020040038532A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050113043A (en
Inventor
권정현
박문희
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020040038532A priority Critical patent/KR100543016B1/en
Publication of KR20050113043A publication Critical patent/KR20050113043A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100543016B1 publication Critical patent/KR100543016B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656Special treatments
    • H01L21/02658Pretreatments
    • H01L21/02661In-situ cleaning
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742Thin film unipolar transistors
    • H01L29/6675Amorphous silicon or polysilicon transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78696Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

박막트랜지스터의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 반도체층이 형성된 절연 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 반도체층을 패터닝하는 단계 및 상기 반도체층 패턴이 형성된 기판 전면을 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 1차 세정을 수행하고 26 내지 30초 동안 불산용액을 사용한 2차 세정을 수행한 다음, 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 3차 세정을 수행하고 66 내지 70초 동안 불산용액을 사용한 4차 세정을 수행하는 단계를 포함한다. 상기 방법으로 세정을 수행함으로써 경화성 포토레지스트 잔류물을 제거하여 결과적으로 험프 발생을 없애 특성이 좋은 박막트랜지스터를 제조할 수 있다는 이점을 제공한다. Provided is a method of manufacturing a thin film transistor. The method includes forming a photoresist pattern on an insulating substrate on which a semiconductor layer is formed, patterning the semiconductor layer using the photoresist pattern, and ozone water for 10 to 20 seconds on the entire surface of the substrate on which the semiconductor layer pattern is formed. Carry out the first wash used and the second wash with hydrofluoric acid solution for 26-30 seconds, then perform the third wash with ozone water for 10-20 seconds and the fourth wash with hydrofluoric acid solution for 66-70 seconds. It includes the step of performing. Performing the cleaning in this manner provides the advantage that a curable photoresist residue can be removed, resulting in elimination of humps, resulting in a thin film transistor with good properties.

험프(Hump), 언더컷(Undercut)Hump, Undercut

Description

박막트랜지스터의 제조 방법 {Method for fabricating Thin Film Transitor} Method for manufacturing thin film transistor {Method for fabricating Thin Film Transitor}             

도 1a 내지 도 1c는 파열(Bursting)이 발생한 박막트랜지스터의 사진들,1A to 1C are photographs of a thin film transistor in which bursting occurs;

도 1d는 파열이 발생한 박막트랜지스터의 단면 사진,1D is a cross-sectional photograph of a thin film transistor in which rupture occurs;

도 2a는 종래의 공정 조건에서의 에스 팩터(s-factor)를 나타낸 그래프,Figure 2a is a graph showing the s-factor (s-factor) in the conventional process conditions,

도 2b는 본 발명의 공정 조건에서의 에스 팩터를 나타낸 그래프이다. Figure 2b is a graph showing the S factor in the process conditions of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10a, 30a : NMOS의 에스 팩터 10b, 30b : PMOS의 에스 팩터10a, 30a: NMOS S factor 10b, 30b: PMOS S factor

20 : 험프(Hump)20: Hump

본 발명은 박막트랜지스터의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리 실리콘의 표면을 오존수와 불산용액을 사용하여 반복 세정하는 단계를 포함하여 박막트랜지스터를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor, and more particularly, to a method of manufacturing a thin film transistor including the step of repeatedly cleaning the surface of polysilicon using ozone water and hydrofluoric acid solution.

박막트랜지스터를 제조함에 있어서, 각 공정 후에는 많은 잔류물 또는 오염물이 표면에 남게 되므로 이것들을 제거하는 세정 공정(cleaning process)의 중요성은 부각되고 있는 추세다. 박막트랜지스터 제조 공정 중 발생하는 오염물은 소자의 구조적 형상의 왜곡과 전기적 특성을 저하시킴으로서 그 소자의 성능, 신뢰성 및 수율 등에 특히 큰 영향을 미치기 때문에 반드시 제거되어야 한다. 제조 공정 중 발생하거나 여러 오염원으로부터 오염되는 많은 오염물을 유기 오염물, 파티클, 금속 불순물 및 자연산화막으로 분류할 수 있고 또한 오염물은 아니지만 세정 공정을 통해 반드시 제어해야 할 표면거칠기도 오염물에 포함시켜 제거하고 있다.  In the manufacture of thin film transistors, many residues or contaminants remain on the surface after each process, so the importance of the cleaning process for removing them is increasing. Contaminants generated during the thin film transistor manufacturing process must be removed because they significantly affect the performance, reliability, and yield of the device by reducing distortion of the structural shape and electrical characteristics of the device. Many pollutants generated during the manufacturing process or contaminated from various pollutants can be classified into organic pollutants, particles, metal impurities, and natural oxide films. Also, the surface roughness, which is not contaminant but must be controlled through the cleaning process, is included in the pollutant to remove it. .

상기 오염물을 제거하는 방법에는 습식 세정법과 건식 세정법이 있으며 특히, 습식 세정법은 탈이온화수(DI water)로 쉽게 린스(rinse)가 가능하고 건조 후에도 잔류물이 매우 적으며 제거될 오염물에 따라 적당하고 많은 종류의 화학 용액을 사용할 수 있다는 장점이 있어 많이 사용되고 있다. The method of removing the contaminants includes a wet cleaning method and a dry cleaning method. In particular, the wet cleaning method can be easily rinsed with DI water, there are very few residues after drying, and it is suitable according to the contaminants to be removed. Many types of chemical solutions can be used, which is widely used.

박막트랜지스터의 제조 공정 중 실리콘층을 형성하는 단계에서 실리콘층이 형성됨과 함께 자연산화막도 형성된다. 자연산화막이 있는 경우에는 실리콘층의 성능이 떨어지고 접촉 형성시 접촉 저항을 높여주기도 한다. 그리고, 이 자연산화막이 성장하면서 몇몇 금속불순물과 같은 무기 오염물들이 그 내부에 포함될 수 있는바, 이같은 자연산화막이 완전히 제거되지 않는다면 이것은 금속불순물의 오염원이 되기도 한다. 또한, 이 금속불순물들이 실리콘층 안으로 확산되기도 하는데 후속 열처리시 확산된 금속불순물들이 소자의 결함을 발생시킬 수 있다. 이러한 자연산화막은 반드시 제거되어야 할 대상인바 이것을 제거하는 습식 세정법으로는 일반적 으로 불산용액(이하, HF)에 의한 세정법이 가장 많이 사용되고 있다. HF 세정은 자연산화막 또는 화학적 산화막을 식각시키고 산화막 내에 포함되어 있는 불순물도 함께 제거시킨다. 보통 HF와 H2O를 혼합한 희석 용액을 사용하는 DHF(Dilute HF cleaning) 세정법을 사용하고 있다. HF 세정 용액은 산화막 내에 포함되어 있는 금속 오염물은 효과적으로 제거할 수 있지만, Cu, Au와 같은 금속들은 제거하기 힘들다. 따라서, HF 내에 산화제인 과산화수소를 첨가한 세정 용액이 사용되기도 한다. In the step of forming the silicon layer during the manufacturing process of the thin film transistor, the silicon layer is formed and a natural oxide film is also formed. If there is a natural oxide film, the performance of the silicon layer is degraded and the contact resistance may be increased when forming a contact. As the natural oxide film is grown, inorganic contaminants such as some metal impurities may be included therein. If the natural oxide film is not completely removed, it may be a source of contamination of the metal impurities. In addition, these metal impurities may diffuse into the silicon layer, and the metal impurities diffused during subsequent heat treatment may cause device defects. Since the natural oxide film is an object to be removed, a wet cleaning method is generally used as a wet cleaning method to remove it. HF cleaning etches the natural oxide or chemical oxide and removes the impurities contained in the oxide. Usually, a dilute HF cleaning (DHF) cleaning method using a dilute solution of HF and H 2 O is used. The HF cleaning solution can effectively remove metal contaminants contained in the oxide film, but it is difficult to remove metals such as Cu and Au. Therefore, a cleaning solution in which hydrogen peroxide as an oxidizing agent is added to HF may be used.

또한, 반도체층 패턴을 형성한 후에는 상기 반도체층 패턴 상에 있는 포토레지스트를 제거하는 공정 즉, 스트립(strip) 공정을 수행한다. 상기 스트립 공정은 드라이 에칭을 통하여 수행되어질 수 있다. 상기 드라이 에칭을 수행한 경우 대부분의 포토레지스트가 제거되기는 하나 잔류물이 남을 수가 있다. 상기 잔류물이 제거되지 않고 남아서 경화된다면 박막트랜지스터의 특성을 저하시킬 수 있다. 이러한 포토레지스트 잔류물을 제거하기 위하여 통상 HF 세정을 실시한다. In addition, after the semiconductor layer pattern is formed, a process of removing the photoresist on the semiconductor layer pattern, that is, a strip process is performed. The strip process may be performed by dry etching. When the dry etching is performed, most of the photoresist is removed, but residues may remain. If the residue is not removed and is cured, the characteristics of the thin film transistor may be degraded. HF cleaning is usually performed to remove this photoresist residue.

HF 세정 방법으로는 오존수와 HF를 번갈아 가면서 세정하는 방법을 사용한다. 종래에는, 오존수를 20초 동안 입혀 산화막을 형성시킨 후 HF로 160초 동안 깍아 포토레지스트 잔류물을 제거하였다. 그러나, 이경우 반도체층 패턴 하부에 언더컷(undercut)이 발생하여 박막트래지스터가 파열(Bursting)된다는 문제점이 있다. 상기 언더컷이라함은 막의 하부가 과도하게 식각되어 움푹 패인 것을 말한다.  As the HF washing method, a method of washing ozone water and HF alternately is used. Conventionally, ozone water was applied for 20 seconds to form an oxide film followed by shaving for 160 seconds with HF to remove photoresist residue. However, in this case, there is a problem that an undercut occurs under the semiconductor layer pattern and the thin film transistor is bursted. The undercut means that the lower part of the membrane is excessively etched and recessed.

도 1a 내지 도 1c는 파열(Bursting)이 발생한 박막트랜지스터의 사진들이다. 1A to 1C are photographs of a thin film transistor in which bursting occurs.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 박막트랜지스터를 현미경으로 찍은 사진들로 서, 각각 게이트 전극과 드레인 전극이 만나는 영역에 게이트 절연막이 얇아져서 파열이 일어났음을 알수 있다. 도 1c는 도 1a에 나타난 박막트랜지스터의 SEM 사진이다. Referring to FIGS. 1A to 1C, the thin film transistors are microscopically photographed, and it can be seen that the gate insulating film is thinned in the region where the gate electrode and the drain electrode meet, respectively, so that the rupture occurs. FIG. 1C is a SEM photograph of the thin film transistor shown in FIG. 1A.

도 1d는 파열이 발생한 박막트랜지스터의 단면 사진이다.1D is a cross-sectional photograph of a thin film transistor in which rupture occurs.

도 1d를 참조하면, 도 1a에 나타난 박막트랜지스터의 단면구조를 찍은 SEM 사진으로서, 반도체층 하부에 언더컷이 발생하여 하부 버퍼층 및 게이트 절연막이 얇아진 것을 알수 있다. Referring to FIG. 1D, it is a SEM photograph showing the cross-sectional structure of the thin film transistor shown in FIG. 1A, and it can be seen that an undercut occurs in the lower portion of the semiconductor layer, resulting in thinning of the lower buffer layer and the gate insulating layer.

또한, 포토레지스트 잔류물이 제거되지 않고 경화되면 박막트랜지스터의 특성을 저하시킬 수 있다. 특히, 에스 팩터(s-factor)에 험프(Hump)가 발생할 수 있다. 상기 험프라함은 막의 표면에 포토레지스트 잔류물을 비롯한 기타 오염물로 인하여 에스 팩터 곡선에 굴곡이 생기는 것을 말한다. 상기 험프의 발생은 박막트랜지스터의 소자 특성이 저하되었음을 의미하므로 제거되어야 할 대상이다. In addition, when the photoresist residue is cured without being removed, the characteristics of the thin film transistor may be degraded. In particular, a hump may occur in the s-factor. The humfraham refers to the bending of the S-factor curve due to photoresist residues and other contaminants on the surface of the film. The generation of the hump means that the device characteristics of the thin film transistor are deteriorated, and thus are to be removed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경화성 포토레지스트 잔류물을 비롯한 기타 오염물을 제거함으로써 험프(Hump)현상을 없애 특성이 좋은 박막트랜지스터의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art described above, to provide a method of manufacturing a thin film transistor having a good characteristic by removing the hump (Hump) phenomenon by removing other contaminants, including the curable photoresist residue. Its purpose is.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 박막트랜지스터의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 절연 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계, 상기 비정질 실리콘층을 결정화하고 패터닝하여 반도체층 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 반도체층 패턴이 형성된 기판 전면을 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 1차 세정을 수행하고 26 내지 30초 동안 불산용액을 사용한 2차 세정을 수행한 다음, 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 3차 세정을 수행하고 66 내지 70초 동안 불산용액을 사용한 4차 세정을 수행하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a method of manufacturing a thin film transistor. The method includes forming an amorphous silicon layer on an insulating substrate, crystallizing and patterning the amorphous silicon layer to form a semiconductor layer pattern, and using the ozone water for 10 to 20 seconds on the entire surface of the substrate on which the semiconductor layer pattern is formed. Perform a first wash, perform a second wash with hydrofluoric acid for 26 to 30 seconds, then perform a third wash with ozone water for 10 to 20 seconds, and perform a fourth wash with hydrofluoric acid for 66 to 70 seconds. Performing the steps.

상기 불산용액을 사용한 세정의 총 수행시간이 90 내지 100초인 것이 바람직하다. It is preferable that the total execution time of the washing using the hydrofluoric acid solution is 90 to 100 seconds.

상기 오존수를 3 내지 3.5ℓ/min로 흘려 보내주고, 상기 불산용액을 9 내지 10ℓ/min로 흘려 보내주는 것이 바람직하다. It is preferable to flow the ozone water at 3 to 3.5 l / min, and to flow the hydrofluoric acid solution at 9 to 10 l / min.

상기 불산 용액을 사용한 세정은 DHF(dilute HF cleaning) 세정법을 사용할 수 있다. 상기 불산 용액은 불산과 물의 비율이 1 : 200인 것을 사용할 수 있다. 즉, 0.5 퍼센트 농도로 희석된 불산 용액을 사용할 수 있다. The cleaning using the hydrofluoric acid solution may use a dilute HF cleaning (DHF) cleaning method. The hydrofluoric acid solution may be a hydrofluoric acid and water ratio of 1: 200. That is, a hydrofluoric acid solution diluted to a concentration of 0.5 percent can be used.

나아가서, 상기 방법은 상기 4차 세정을 수행하는 단계 후에 탈이온화수를 사용하여 초음파 세정을 수행하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. HF 세정으로 인하여 발생할 수 있는 파티클 등과 같은 오염물을 제거하기 위하여 탈이온화수를 사용한 초음파 세정을 부가하여 세정할 수 있다. Furthermore, the method may further include performing ultrasonic cleaning using deionized water after performing the fourth cleaning. Ultrasonic cleaning using deionized water may be added to remove contaminants such as particles generated by HF cleaning.

더 나아가서, 상기 방법은 상기 비정질 실리콘층을 형성하는 단계 후에 상기 비정질 실리콘층을 불산용액으로 세정하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 비정질 실 리콘층과 함께 형성될 수 있는 자연산화막 등과 같은 오염물을 제거하기 위하여 HF 세정을 부가하여 수행할 수 있다.Furthermore, the method may further comprise the step of cleaning the amorphous silicon layer with a hydrofluoric acid solution after the step of forming the amorphous silicon layer. HF cleaning may be added to remove contaminants such as a natural oxide film or the like that may be formed together with the amorphous silicon layer.

또한, 상기 절연 기판과 비정질 실리콘층 사이에 버퍼층을 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. The method may further include forming a buffer layer between the insulating substrate and the amorphous silicon layer.

상기 방법에 의하여 제조되는 박막트랜지스터는 액정 표시 소자 또는 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있다. The thin film transistor manufactured by the above method may be used in a liquid crystal display device or an organic electroluminescent device.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따라 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings in accordance with the present invention to describe the present invention in more detail.

박막트랜지스터의 전체적인 공정을 살펴보면, 먼저 절연 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성한다. 상기 비정질 실리콘층을 결정화하여 다결정 실리콘층을 형성한다. 상기 다결정 실리콘층 상에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 다결정 실리콘층을 패터닝함으로써 반도체층 패턴을 형성한다. 포토레지스트를 제거한 후 상기 반도체층 패턴 상에 게이트 절연막을 형성한다. 이어서, 상기 게이트 절연막 상에 금속층 및 포토레지스트층을 순차적으로 적층한다. 상기 포토레지스트층을 패터닝하고 상기 패터닝된 포토레지스트층을 마스크로 하여 상기 금속층을 식각 함으로써 게이트전극을 형성한다. 계속해서, 상기 게이트전극을 마스크로 하여 이온주입 공정을 수행하여 상기 반도체층 패턴의 양단부에 소오스/드레인 영역들을 정의한다. 상기 게이트전극 상에 층간 절연막을 형성하고 상기 층간 절연막에 상기 소오스/드레인 영역들에 이르는 콘택홀을 형성시킨다. 이 결과물에 금속층을 증착하고 패터닝하여 소스전극 및 드레인 전극을 형성하 여 박막트랜지스터를 완성한다. Looking at the overall process of the thin film transistor, first, an amorphous silicon layer is formed on an insulating substrate. The amorphous silicon layer is crystallized to form a polycrystalline silicon layer. A photoresist pattern is formed on the polycrystalline silicon layer. The semiconductor layer pattern is formed by patterning the polycrystalline silicon layer using the photoresist pattern. After removing the photoresist, a gate insulating film is formed on the semiconductor layer pattern. Subsequently, a metal layer and a photoresist layer are sequentially stacked on the gate insulating film. The gate electrode is formed by patterning the photoresist layer and etching the metal layer using the patterned photoresist layer as a mask. Subsequently, an ion implantation process is performed using the gate electrode as a mask to define source / drain regions at both ends of the semiconductor layer pattern. An interlayer insulating layer is formed on the gate electrode, and a contact hole reaching the source / drain regions is formed in the interlayer insulating layer. A metal layer is deposited on the resultant and patterned to form a source electrode and a drain electrode to complete a thin film transistor.

상기한 바와 같이 박막트랜지스터의 제조를 위해서는 여러 공정이 필요하며, 각 공정을 수행한 후에는 각각의 결과물 상에 잔류물 또는 오염물이 남게 되므로 이것을 제거하기 위하여 세정 과정을 거치게 된다. 특히, 본 발명에서는 반도체층 패턴의 형성 후 제거되지 않고 남아있는 포토레지스트의 잔류물에 기인하여 발생되는 문제점을 해결하기 위한 세정 방법을 더욱 포함하고 있다.As described above, several processes are required to manufacture the thin film transistor, and after each process, residues or contaminants remain on each resultant, and thus, a cleaning process is performed to remove the thin film transistors. In particular, the present invention further includes a cleaning method for solving the problem caused by the residue of the photoresist remaining without being removed after the formation of the semiconductor layer pattern.

본 발명에서의 세정 방법은 상기에서 살펴본 종래기술의 문제점 즉, HF 세정을 수행한 경우 발생할 수 있는 험프를 제거하기 위한 세정 방법을 제공하고 있다. The cleaning method in the present invention provides a cleaning method for removing humps that may occur when the above-described problems, namely, HF cleaning, are performed.

상세히 설명하면, 포토레지스트 패턴의 잔류물을 제거하기 위하여 기판 전면을 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 1차 세정을 수행한다. 상기 세정을 통하여 기판 전면은 산화막으로 덮이게 된다. 일반적으로 오존수로 세정하는 경우, 20초를 포화점(saturation point)으로 하여 그 이상인 경우에는 산화막 발생이 어렵다. 따라서, 10 내지 20초 동안 오존수로 세정하는 것이 바람직하다. In detail, the first surface of the substrate is washed with ozone water for 10 to 20 seconds to remove the residue of the photoresist pattern. Through the cleaning, the entire surface of the substrate is covered with an oxide film. In general, in the case of washing with ozone water, it is difficult to generate an oxide film when the saturation point is 20 seconds or more. Therefore, it is preferable to wash with ozone water for 10 to 20 seconds.

이어서, 26 내지 30초 동안 불산용액을 사용한 2차 세정을 수행한다. 상기 HF는 상기 오존수에 의해 형성된 산화막을 깎아주는 역할을 한다. 즉, HF 세정으로 포토레지스트 잔류물을 상기 산화막과 함께 제거시킨다. 일반적으로, HF(0.5 퍼센트 농도)는 분당 100Å 정도를 식각시키는 역할을 하므로, 상기 오존수에 의해 형성된 산화막을 제거하는데에는 26 내지 30초 동안 HF 세정을 하면 가능하다. Subsequently, a second wash with hydrofluoric acid solution is performed for 26 to 30 seconds. The HF serves to shave the oxide film formed by the ozone water. That is, the photoresist residue is removed together with the oxide film by HF cleaning. In general, since HF (0.5 percent concentration) serves to etch about 100 kPa per minute, it is possible to clean the HF for 26 to 30 seconds to remove the oxide film formed by the ozone water.

이어서, 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 3차 세정을 수행하여 다시한번 기판 전면에 산화막을 형성시킨다. 이어서, 66 내지 70초 동안 불산용액을 사용한 4차 세정을 수행하여 기판 전면에 형성된 상기 산화막을 깎아 처리한다. 이로써, 남아있을 수 있는 포토레지스트 잔류물은 산화막과 함께 다시한번 제거된다. 두번째 불산 용액을 이용한 세정에서는 완전하게 산화막 및 오염물을 제거해야 하고 반도체층 패턴의 각도를 60도 이상 유지하기 위하여 최소 60초의 세정 시간이 필요하다. 또한, 불산용액을 사용한 세정의 총 수행시간을 90 내지 100초, 바람직하게는 100초 동안 유지함으로써 반도체층의 하부막 특히, 버퍼층에 언더컷(undercut)이 발생되지 않게 하여 결과적으로 박막트랜지스터가 파열(Bursting)되는 것을 막을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 두번째 불산 용액의 세정 시간을 60 내지 70초 동안으로 하였다. Subsequently, a third washing with ozone water is performed for 10 to 20 seconds to form an oxide film on the entire surface of the substrate. Subsequently, a fourth cleaning using a hydrofluoric acid solution is performed for 66 to 70 seconds to remove the oxide film formed on the entire surface of the substrate. As a result, any remaining photoresist residue is once again removed along with the oxide film. In the second cleaning using hydrofluoric acid solution, the oxide film and contaminants must be completely removed, and a cleaning time of at least 60 seconds is required to maintain the angle of the semiconductor layer pattern more than 60 degrees. In addition, by maintaining the total execution time of the cleaning using the hydrofluoric acid solution for 90 to 100 seconds, preferably 100 seconds, the undercut of the lower layer of the semiconductor layer, in particular the buffer layer is prevented from occurring, resulting in the tearing of the thin film transistor ( To prevent bursting). Therefore, in the present invention, the cleaning time of the second hydrofluoric acid solution was set to 60 to 70 seconds.

반면에, 불산용액을 사용한 세정의 총 수행시간을 100초 이상을 수행하는 경우에는 반도체층 하부막에 과도한 식각을 유발할 수 있어 소자 특성을 저하시킨다. On the other hand, when the total execution time of the cleaning using the hydrofluoric acid solution is performed for 100 seconds or more, excessive etching may be caused to the lower layer of the semiconductor layer, thereby degrading device characteristics.

또한, 상기 오존수를 3 내지 3.5ℓ/min로 흘려 보내주고, 상기 불산용액을 9 내지 10ℓ/min로 흘려 보내주는 것이 바람직하다. 오존수의 경우 반도체층 패턴으 표면을 친수성으로 유지하므로 적은 유량(3 내지 3.5ℓ/min)으로도 수막을 형성할 수 있으나, 불산 용액의 경우에는 표면을 소수성으로 바꾸어 주므로 유량을 충분히 하지 않으면 수막 형성이 어려우므로 불산용액을 9 내지 10ℓ/min로 흘려 보내는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to flow the ozone water at 3 to 3.5 l / min, and to send the hydrofluoric acid solution at 9 to 10 l / min. In the case of ozone water, the surface of the semiconductor layer pattern is kept hydrophilic, so that a water film can be formed even at a low flow rate (3 to 3.5 l / min), but in the case of hydrofluoric acid solution, the surface is changed to hydrophobic. Because of this difficulty, it is preferable to flow the hydrofluoric acid solution at 9 to 10 l / min.

본 발명에서는 상기한 바와 같이 기판 전면을 오존수와 불산 용액으로 반복하여 세정함으로써 자연산화막과 같은 오염물을 제거시키고, 경화된 포토레지스트 잔류물도 깨끗하게 제거하여 험프발생을 없애주는 효과를 확인하였다. In the present invention, as described above, by repeatedly washing the entire surface of the substrate with ozone water and hydrofluoric acid solution to remove contaminants such as natural oxide film, and also to remove the cured photoresist residue to confirm the effect of eliminating the hump generation.

도 2a는 종래의 공정 조건에서 에스 팩터(s-factor)를 나타낸 그래프이다.2A is a graph showing an s-factor under conventional process conditions.

도 2a를 참조하면, NMOS의 에스 팩터(10a)와 PMOS의 에스 팩터(10b)가 도시되어 있다. 상기 NMOS의 에스 팩터(10a)가 PMOS의 에스팩터(10b) 보다 오염물에 더 민감함을 알수 있다. 종래의 세정 공정 조건에서는 포토레지스트의 잔류물이 제거되지 않아서 NMOS의 에스 팩터(10a)에 굴곡이 생기는 험프(Hump, 20)가 발생한 것을 확인할 수 있다. 험프의 발생은 상기한 바와 같이 반도체층 계면에 잔류물을 비롯한 오염물이 많다는 것을 의미하고, 이로 인하여 박막트랜지스터의 소자 특성이 저하된다. 또한, 에스 팩터의 기울기가 낮아 소자의 구동시 높은 전압이 필요함을 알수 있다. Referring to FIG. 2A, the S factor 10a of the NMOS and the S factor 10b of the PMOS are shown. It can be seen that the S factor 10a of the NMOS is more sensitive to contaminants than the S factor 10b of the PMOS. It can be seen that in the conventional cleaning process conditions, the residue of the photoresist is not removed, and thus, a hump (Hump) 20 is generated in the S factor 10a of the NMOS. As described above, the generation of the hump means that there are a lot of contaminants including residues at the interface of the semiconductor layer, thereby degrading device characteristics of the thin film transistor. In addition, the slope of the S factor is low, it can be seen that a high voltage is required when driving the device.

도 2b는 본 발명의 공정 조건에서 에스 팩터를 나타낸 그래프이다. Figure 2b is a graph showing the S factor in the process conditions of the present invention.

도 2b를 참조하면, PMOS의 에스 팩터(30b)는 종래와 거의 변함이 없으나, NMOS의 에스 팩터(30a)의 경우에는 종래에 발생하였던 험프가 사라졌음을 확인할 수 있다. 이는 반도체층 계면에 포토레지스트 잔류물을 비롯한 오염물이 제거되었음을 의미한다. 또한, 에스 팩터의 기울기도 더욱 높아져 낮은 구동 전압으로도 소자를 구동시킬수 있어 스위칭 박막트랜지스터로서의 특성이 향상되었음을 알수 있다. Referring to FIG. 2B, the S-factor 30b of the PMOS is almost unchanged from the conventional one, but in the case of the N-factor S-factor 30a of the NMOS, the hump that has occurred in the past has disappeared. This means that contaminants, including photoresist residues, were removed at the semiconductor layer interface. In addition, the slope of the S-factor is also higher, so that the device can be driven even at a lower driving voltage, thereby improving the characteristics of the switching thin film transistor.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 반도체층 패턴이 형성된 절연 기판 전면을 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 1차 세정을 수행하고 26 내지 30초 동안 불산용액을 사용한 2차 세정을 수행한 다음, 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 3차 세정을 수행하고 66 내지 70초 동안 불산용액을 사용한 4차 세정을 수행함으로써 경화성 포토레지스트 잔류물을 제거하여 결과적으로 험프 발생을 없애 특성이 좋은 박막트랜지스터를 제조할 수 있다는 이점을 제공한다. As described above, according to the present invention, the entire surface of the insulating substrate on which the semiconductor layer pattern is formed is subjected to primary cleaning using ozone water for 10 to 20 seconds and secondary cleaning using hydrofluoric acid solution for 26 to 30 seconds, and then By performing the third cleaning using ozone water for 20 to 20 seconds and the fourth cleaning using hydrofluoric acid solution for 66 to 70 seconds, the curable photoresist residue is removed, thereby eliminating the generation of humps, thereby producing a thin film transistor having good characteristics. It offers the advantage that it can.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

Claims (10)

절연 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계;Forming an amorphous silicon layer on the insulating substrate; 상기 비정질 실리콘층을 결정화하고 패터닝하여 반도체층 패턴을 형성하는 단계; 및Crystallizing and patterning the amorphous silicon layer to form a semiconductor layer pattern; And 상기 반도체층 패턴이 형성된 기판 전면을 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 1차 세정을 수행하고 26 내지 30초 동안 불산용액을 사용한 2차 세정을 수행한 다음, 10 내지 20초 동안 오존수를 사용한 3차 세정을 수행하고 66 내지 70초 동안 불산용액을 사용한 4차 세정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법.After performing the first cleaning using ozone water for 10 to 20 seconds and performing the second cleaning using hydrofluoric acid solution for 26 to 30 seconds on the entire surface of the substrate on which the semiconductor layer pattern is formed, and then performing the third cleaning using ozone water for 10 to 20 seconds. A method of manufacturing a thin film transistor comprising performing a cleaning and performing a fourth cleaning using a hydrofluoric acid solution for 66 to 70 seconds. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 불산용액을 사용한 세정의 총 수행시간이 90 내지 100초인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법.Method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that the total execution time of the cleaning using the hydrofluoric acid solution is 90 to 100 seconds. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오존수를 3 내지 3.5ℓ/min로 흘려 보내주는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법.The method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that to send the ozone water to 3 to 3.5l / min. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 불산용액을 9 내지 10ℓ/min로 흘려 보내주는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법.The method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that for flowing the hydrofluoric acid solution at 9 to 10l / min. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 불산 용액을 사용한 세정은 DHF(dilute HF cleaning) 세정법을 사용하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법.The cleaning using the hydrofluoric acid solution is a method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that using a dilute HF cleaning (DHF) cleaning method. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 불산 용액은 불산과 물의 비율이 1 : 200인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법.The hydrofluoric acid solution is a method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that the ratio of hydrofluoric acid and water 1: 200. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 4차 세정 후에 탈이온화수를 사용하여 초음파 세정을 수행하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법. And performing ultrasonic cleaning using deionized water after the fourth cleaning. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 비정질 실리콘층을 형성하는 단계 후에 상기 비정질 실리콘층을 불산용액으로 세정하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법.And after the step of forming the amorphous silicon layer, further cleaning the amorphous silicon layer with a hydrofluoric acid solution. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연 기판과 비정질 실리콘층 사이에 버퍼층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising forming a buffer layer between the insulating substrate and the amorphous silicon layer. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 방법에 의하여 제조되는 박막트랜지스터는 액정 표시 소자 또는 유기 전계 발광 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The thin film transistor manufactured by the above method is used for a liquid crystal display device or an organic electroluminescent device.
KR1020040038532A 2004-05-28 2004-05-28 Method for fabricating Thin Film Transitor KR100543016B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040038532A KR100543016B1 (en) 2004-05-28 2004-05-28 Method for fabricating Thin Film Transitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040038532A KR100543016B1 (en) 2004-05-28 2004-05-28 Method for fabricating Thin Film Transitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050113043A KR20050113043A (en) 2005-12-01
KR100543016B1 true KR100543016B1 (en) 2006-01-20

Family

ID=37287828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040038532A KR100543016B1 (en) 2004-05-28 2004-05-28 Method for fabricating Thin Film Transitor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100543016B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050113043A (en) 2005-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4455670B1 (en) Semiconductor substrate surface treatment equipment
US8222149B2 (en) Method for photoresist pattern removal
CN102931073B (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR20130024691A (en) Method and structure for advanced semiconductor channel substrate materials
JP4162211B2 (en) Method for cleaning silicon wafer and cleaned silicon wafer
JP2006196523A (en) Process for fabricating semiconductor device
JP2008218867A (en) Semiconductor device manufacturing method
US7439183B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device, and a semiconductor substrate
JP2006216854A (en) Manufacturing method for semiconductor device
TWI316737B (en) Method for manufacturting gate electrode for use in semiconductor device
US6429144B1 (en) Integrated circuit manufacture method with aqueous hydrogen fluoride and nitric acid oxide etch
JP2005236083A (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100543016B1 (en) Method for fabricating Thin Film Transitor
US5858861A (en) Reducing nitride residue by changing the nitride film surface property
US7727900B2 (en) Surface preparation for gate oxide formation that avoids chemical oxide formation
KR100801744B1 (en) Method for fabricating metal gate in semicondutor device
CN113497142B (en) Semiconductor structure and forming method thereof
US6989331B2 (en) Hard mask removal
US6423646B1 (en) Method for removing etch-induced polymer film and damaged silicon layer from a silicon surface
KR100543015B1 (en) Thin Film Transitor and Method of fabricating thereof
CN112652518A (en) Method for forming semiconductor device
US6667243B1 (en) Etch damage repair with thermal annealing
KR100557611B1 (en) Method for forming gate-oxides of semiconductor devices
JP2005210075A (en) Cleaning method of semiconductor wafer
JP3740792B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130102

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140102

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191223

Year of fee payment: 15