專利名稱：：元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及液晶顯示器等的顯示器件中的元件的制造方法，特別涉及使用鋁合金膜作為配線電路材料的元件的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，液晶顯示器被用于各種電子設(shè)備的顯示，構(gòu)成該液晶顯示器的顯示器件的開(kāi)發(fā)日新月異。作為該液晶顯示器的顯示器件，已知例如薄膜晶體管(ThinFilmTransistor,以下簡(jiǎn)稱TFT)，作為構(gòu)成該TFT的配線材料，采用鋁(A1)合金。制造TFT等顯示器件的情況下，配線或構(gòu)成電極的電極由鋁合金膜形成，形成采用該鋁合金膜的電極(以下稱為鋁合金層)時(shí)，目前在IT0或IZ0等的透明電極層和鋁合金層的接合界面設(shè)有由Mo或Cr等形成的所謂接觸阻擋層(或稱為蓋層)(例如參照非專利文獻(xiàn)l)。非專利文獻(xiàn)l:內(nèi)田龍男編著，《下一代液晶顯示器技術(shù)(次世代液晶f<77°kY技術(shù))》，第一版，株式會(huì)社工業(yè)調(diào)查會(huì)，1994年11月1日，p.36-38如果介以該接觸阻擋層，可以抑制由于鋁合金層和透明電極層的氧化還原電位值的差異而產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)，防止接合界面的破壞和接觸電阻值的增加。但是，設(shè)置該接觸阻擋層的情況下，顯示器件結(jié)構(gòu)本身變得復(fù)雜，有導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加的傾向。此外，最近市場(chǎng)也有摒棄構(gòu)成接觸阻擋層的材料中的Cr的使用的趨勢(shì)，對(duì)于接觸阻擋層的形成技術(shù)開(kāi)始產(chǎn)生較大的制約。因此，最近提出了可省去接觸阻擋層而將鋁合金層和透明電極層直接接合的顯示器件結(jié)構(gòu)(例如參照專利文獻(xiàn)l、專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)l:日本專利特開(kāi)2004-214606號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開(kāi)2003-89864號(hào)公報(bào)然而，這些現(xiàn)有技術(shù)所揭示的鋁合金材料基本上以鋁為主要成分，因此如果直接接觸例如顯影液、抗蝕膜的剝離液等顯示器件的制造工藝中所使用的藥液，則容易發(fā)生氣孔等侵蝕或污染。如果該鋁合金層產(chǎn)生氣孔等缺陷，則可能會(huì)影響元件的電氣特性，例如將鋁合金層和透明電極層直接接合時(shí)的接合特性下降等。即，關(guān)于采用鋁合金膜的顯示器件的元件的制造方法，目前對(duì)于更有效的對(duì)策還未進(jìn)行具體的研究。發(fā)明的揭示本發(fā)明是在如上所述的背景下完成的，涉及具備刻蝕鋁合金膜而形成配線電路的工序的元件的制造方法，其目的在于提供極度抑制對(duì)鋁合金膜造成的破壞，可以實(shí)現(xiàn)可靠性高的元件的制造技術(shù)。為了解決上述課題，本發(fā)明是具備在基板上形成鋁合金膜，刻蝕該鋁合金膜而形成配線電路的工序的元件的制造方法，其中，形成鋁合金膜后，使鋁合金膜表面氧化。形成于基板上的鋁合金膜通常在膜形成后通過(guò)光刻法被加工成配線電路，但可能會(huì)發(fā)生這時(shí)的抗蝕膜的涂布、抗蝕膜的顯影液、抗蝕膜的剝離液等藥液與鋁合金膜的接觸。因此，鋁合金膜的表面很可能因與各種藥液的接觸而產(chǎn)生氣孔等侵蝕或表面污染。因此，本發(fā)明中，在鋁合金膜形成后，主動(dòng)地將該鋁合金膜的表面進(jìn)行氧化處理，形成作為保護(hù)膜的表面氧化被膜。該鋁合金膜的氧化被膜主要是鋁氧化被膜。該鋁氧化被膜的耐腐蝕性良好，因此即使與各種藥液接觸，也可以抑制鋁合金膜的侵蝕和污染。本發(fā)明的元件的制造方法中，在基板上形成鋁合金膜后進(jìn)行氧化處理，但也可以鋁合金膜形成前在基板上進(jìn)行其它成膜處理，形成半導(dǎo)體層、絕緣層等?？偠灾X合金膜形成后，在對(duì)鋁合金膜進(jìn)行某種處理之前，先進(jìn)行氧化處理而在鋁合金膜上形成表面氧化被膜即可。此外，鋁合金膜的氧化處理可以采用所謂的退火處理、氧氣灰化處理等公知的方法。另外，本發(fā)明中，鋁合金膜表面的氧化處理理想的是如下進(jìn)行以相對(duì)于將具備自然氧化被膜的規(guī)定厚度的鋁合金膜通過(guò)鋁合金用刻蝕液以總厚度刻蝕時(shí)所算出的厚度方向的刻蝕速度可以確保80%以上的刻蝕速度的條件，形成氧化被膜。該情況下，實(shí)施了規(guī)定的氧化處理的鋁合金膜的刻蝕速度的上限不足自然氧化被膜的刻蝕速度的100%，但需要預(yù)先實(shí)施實(shí)質(zhì)上表面的氧化程度比自然氧化被膜高，不因與藥液的接觸而發(fā)生鋁合金膜表面的侵蝕和污染的程度的氧化處理。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明人的研究確認(rèn)，如果是自然氧化被膜的刻蝕速度的95%以下的氧化處理，則存在不發(fā)生藥液引起的鋁合金膜表面的侵蝕或污染的傾向。作為表面氧化被膜形成的鋁氧化被膜雖然耐腐蝕性良好，同時(shí)也兼具電絕緣性。因此，例如與ITO等透明電極層進(jìn)行直接接合時(shí)，如果在該接合界面存在鋁氧化被膜，則引起接觸電阻的增加，無(wú)法制造實(shí)用的元件。因此，本發(fā)明人對(duì)形成于鋁合金膜的表面的表面氧化被膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)氧化處理形成了表面氧化被膜的鋁合金膜如果是規(guī)定的刻蝕速度，則可以在不對(duì)元件的電氣特性產(chǎn)生大的影響的情況下，實(shí)現(xiàn)鋁合金膜的保護(hù)。已知自然形成的鋁氧化被膜通常具有510mn左右的厚度，但已知通過(guò)退火處理等強(qiáng)制性的氧化處理形成的表面氧化被膜與自然氧化被膜的厚度相比，其厚度變化不大，鋁氧化被膜本身的結(jié)構(gòu)變得致密。即，具有像表面氧化被膜那樣的致密性的結(jié)構(gòu)本身的特定不容易進(jìn)行，因此本發(fā)明人著眼于鋁合金膜的厚度方向的刻蝕速度。通過(guò)鋁合金用刻蝕液刻蝕鋁合金膜的情況下，進(jìn)行該刻蝕時(shí)的限速過(guò)程為刻蝕鋁合金膜的表面氧化被膜時(shí)。因此，對(duì)于相同組成的鋁合金膜，厚度方向的刻蝕速度的變化對(duì)應(yīng)于包括其厚度的差異的表面氧化被膜自身結(jié)構(gòu)的不同。由此，本發(fā)明的鋁合金膜的氧化處理可以基于刻蝕具備自然氧化被膜的規(guī)定厚度的鋁合金膜時(shí)其厚度方向的刻蝕速度進(jìn)行特定。更具體來(lái)說(shuō)，在基板上形成1000A以上的厚度的鋁合金膜，不進(jìn)行任何處理的情況下放置于大氣中，使鋁合金膜的表面生成自然氧化被膜。對(duì)于該具備自然氧化被膜的鋁合金膜，使用鋁合金用刻蝕液，例如磷酸類混酸刻蝕液(關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社(関東化學(xué)(株)社)制鋁混酸刻蝕劑，組成(容量比)/磷酸乙二酸乙酸水=16:1:2:1，液溫32。C)等可溶解鋁合金的溶液，以總厚度刻蝕鋁合金膜，算出其厚度方向上的刻蝕速度(在這里稱為基準(zhǔn)刻蝕速度)。接著，形成相同厚度的鋁合金膜，形成基于規(guī)定條件的氧化處理的表面氧化被膜，通過(guò)相同的刻蝕液以總厚度刻蝕鋁合金膜，算出厚度方向的刻蝕速度。如果該進(jìn)行規(guī)定條件的氧化處理時(shí)的刻蝕速度為預(yù)先求得的基準(zhǔn)刻蝕速度的80%以上的刻蝕速度，則可以在對(duì)元件的電氣特性不產(chǎn)生大的影響的情況下，形成可實(shí)現(xiàn)鋁合金膜的保護(hù)的表面氧化被膜。上述的本發(fā)明的元件的制造方法理想的是包含鎳、鈷、鐵、碳、硼中的至少l種以上的元素，其余部分為鋁的鋁合金膜。尤其，鋁合金膜為Al-Ni類合金時(shí)是有效的。鋁中包含鎳的A卜Ni類合金的與透明電極層的直接接合的接合特性良好，通過(guò)采用本發(fā)明的制造方法，能夠以低接觸電阻值制造直接接合的接合狀態(tài)良好的元件。如果采用該Al-Ni類合金中的A1-Ni-B合金，則可以制造在與半導(dǎo)體層的直接接合中接合特性也良好的元件。上述的本發(fā)明的氧化處理理想的是通過(guò)所謂的退火處理或采用氧氣的灰化處理進(jìn)行。如果是退火處理，理想的是退火氣氛以氧分壓計(jì)為20%100%。退火溫度和退火處理時(shí)間根據(jù)退火氣氛的氧化能力而不同，較好是15(TC不足50(TC的退火溫度，30分鐘不足24小時(shí)的處理時(shí)間。此外，灰化處理中，理想的是灰化氣氛的氧濃度為80100%，處理時(shí)間為10秒不足2分鐘，灰化時(shí)的投入電力為50300W。如果超出這些氧化處理?xiàng)l件的范圍，則存在無(wú)法形成適合的氧化被膜或氧化程度過(guò)高而直接接合中的接觸電阻值升高的傾向。附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖l為基于四端子法的電阻值測(cè)定元件的簡(jiǎn)圖。圖2為20(TC退火處理的鋁合金膜表面的SEM觀察照片。圖3為1分鐘氧氣灰化處理的鋁合金膜表面的SEM觀察照片。圖4為未處理的鋁合金膜表面的SEM觀察照片。圖5為圖4的放大SEM觀察照片。實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，對(duì)本發(fā)明所涉及的最佳實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式中，鋁合金膜采用Al-0.4at%B-5.Oat%Ni的Al-Ni類合金，透明電極層采用IT0(組成In203-10wtXSn02)。首先，對(duì)氧化處理和刻蝕速度的關(guān)系的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。鋁合金膜的成膜如下方法濺射條件設(shè)為投入電力3.0W/cm2、氬氣流量100ccra、氬氣壓力O.5Pa,通過(guò)磁控濺射裝置(特機(jī)株式會(huì)社(卜、乂年社)制多室型濺射裝置MSL464)，在玻璃基板上使用上述組成的A1合金靶材形成厚2000A的鋁合金膜。接著，進(jìn)行該鋁合金膜的各條件的氧化處理。作為氧化處理?xiàng)l件，在大氣氣氛中進(jìn)行10(TC30(TC的退火處理(30分鐘)以及氧氣灰化處理(氧氣流量50ccm、壓力10Pa、投入電力100W、室溫處理時(shí)間13分鐘)，從而形成樣品。對(duì)于進(jìn)行了該氧化處理的各樣品，被覆抗蝕膜(0FPR800:東京應(yīng)化工業(yè)株式會(huì)社(東京応化工業(yè)(株)))，配置20ixm寬電路形成用圖案膜，進(jìn)行曝光處理，用濃度2.38%、液溫23"C的含氫氧化四甲銨的堿性顯影液(以下簡(jiǎn)稱TMAH顯影液)進(jìn)行顯影處理。顯影處理后，通過(guò)磷酸類混酸刻蝕液(關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社(関東化學(xué)(株)社)制鋁混酸刻蝕劑，組成(容量比)/磷酸乙二酸乙酸水=16:1:2:1，液溫32°0進(jìn)行電路形成，通過(guò)DMSO(為二甲亞砜的縮寫(xiě)，以下記作DMSO)剝離液進(jìn)行抗蝕膜的除去，形成20tim寬電路。將進(jìn)行了這樣的電路形成的樣品通過(guò)上述磷酸類混酸刻蝕液對(duì)所有電路進(jìn)行刻蝕處理，從而測(cè)定其刻蝕速度。磷酸類混酸刻蝕液的結(jié)果示于表1。另外，鋁合金膜形成后，對(duì)于僅直接在大氣氣氛下于室溫放置60分鐘左右的形成自然氧化被膜的樣品(未處理)也進(jìn)行同樣的刻蝕處理，測(cè)定其刻蝕速度。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(刻蝕速度A/秒)如表1所示，刻蝕速度在同一氧化處理?xiàng)l件下對(duì)2個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)定。此外，表中，相對(duì)于未處理的形成自然氧化被膜的樣品的平均刻蝕速度的各氧化處理?xiàng)l件下的平均刻蝕速度的比例以百分比表示。由表l的結(jié)果可知，若氧氣灰化處理進(jìn)行2分鐘以上，則達(dá)到不足自然氧化被膜時(shí)的80%的刻蝕速度。以下，對(duì)在進(jìn)行與透明電極層的直接接合的情況下的各氧化處理及其接觸電阻值的調(diào)査結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。測(cè)定其接觸電阻值的評(píng)價(jià)樣品的制作如下進(jìn)行。首先，以與上述相同的濺射條件，在玻璃基板上使用上述組成的A1合金靶材形成厚2000A的鋁合金膜。接著，進(jìn)行上述的各氧化處理后，通過(guò)上述的電路形成條件形成由鋁合金膜形成的20um寬電路。接著，將形成了20"m寬電路的基板進(jìn)行純水清洗、干燥處理，在其表面形成SiNx的絕緣層(厚4200A)。該絕緣層的成膜使用濺射裝置，以投入電力RF3.0W/cra2、氬氣流量90ccm、氮?dú)饬髁?0ccm、壓力O.5Pa、基板溫度300'C的濺射條件進(jìn)行。然后，在絕緣層表面被覆正型抗蝕膜(東京應(yīng)化工業(yè)株式會(huì)社(東京応化工業(yè)(株)社)制TFR-970)，配置IOumX10um正方形的接觸孔開(kāi)口用圖案膜，進(jìn)行曝光處理，通過(guò)TMAH顯影液進(jìn)行顯影處理。接著，使用CF4的干法刻蝕氣體，形成接觸孔。接觸孔形成條件在CF4氣體時(shí)為CF4氣體流量50ccm、氧氣流量5ccra、壓力4.OPa、功率150W。接觸孔形成后，通過(guò)以下所示的抗蝕膜剝離液DMSO進(jìn)行抗蝕膜的剝離。進(jìn)行了抗蝕膜的剝離處理的各評(píng)價(jià)樣品在純水洗去殘存的剝離液后進(jìn)行干燥處理。然后，對(duì)于該抗蝕膜的剝離處理結(jié)束后的各樣品，使用ITO靶材(組成In2O3-10wt%SnO2)，在接觸孔內(nèi)及其周圍形成ITO的透明電極層。透明電極層的形成如下進(jìn)行進(jìn)行濺射(基板溫度70。C、投入電力1.8W/cm2、氬氣流量80ccm、氧氣流量O.7ccm、壓力O.37Pa)，形成作為透明電極層的厚1000A的ITO膜。接著，在該ITO膜表面被覆抗蝕膜(OFPR800:東京應(yīng)化工業(yè)株式會(huì)社(東京応化工業(yè)(株)社)制)，配置圖案膜，進(jìn)行曝光處理，用濃度2.38%、液溫23。C的TMAH顯影液進(jìn)行顯影處理，通過(guò)乙二酸類混酸刻蝕液(關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社(関東化學(xué)(株)社)制IT005N)進(jìn)行20"m寬電路的形成，IT0膜電路形成后，通過(guò)剝離液(DMS0100wt^)除去抗蝕膜。對(duì)于通過(guò)如上的步驟形成接觸孔而由鋁合金膜形成的電路和透明電極層通過(guò)接觸孔直接接合的評(píng)價(jià)樣品，測(cè)定其接觸電阻值。其測(cè)定結(jié)果示于表2。其接觸電阻值的測(cè)定方法基于如圖l所示的四端子法，將作為評(píng)價(jià)樣品的元件在大氣中于25(TC進(jìn)行30分鐘退火處理后，進(jìn)行各評(píng)價(jià)樣品的電阻值測(cè)定。另外，該圖l所示的四端子法中，從熱處理后的評(píng)價(jià)樣品的端子部分連續(xù)通電(3mA)，測(cè)定其電阻。[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表2的結(jié)果可知，為了使接觸電阻值在200Q以下，采用通過(guò)10(TC300'C的退火處理、1.5分鐘以下的氧氣灰化處理形成表面氧化被膜的情況。由表1的刻蝕速度的測(cè)定結(jié)果和表2的接觸電阻值的結(jié)果可知，如果是可以實(shí)現(xiàn)自然氧化被膜的刻蝕速度的80%以上的刻蝕處理的氧化處理(100r30(TC的退火處理、1分鐘或1.5分鐘的氧氣灰化處理)，可以降低與ITO膜直接接合時(shí)的接觸電阻值。接著，對(duì)在上述的接觸孔形成中的no膜形成前的接觸孔內(nèi)的鋁合金膜表面的觀察結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。鋁合金膜表面的SEM觀察照片示于圖2圖5。圖2表示20(TC退火處理的情況，圖3表示1分鐘氧氣灰化處理的情況，圖4表示未處理(自然氧化)的情況(倍數(shù)5萬(wàn)倍)。圖5中表示圖4的放大SEM觀察照片(倍數(shù)20萬(wàn)倍)，確認(rèn)自然氧化被膜的情況下的鋁合金膜表面形成大量的小氣孔。另一方面，圖2和圖3所示的氧化處理的情況下，鋁合金膜表面未發(fā)現(xiàn)氣孔等侵蝕。由上述結(jié)果可知，未處理(自然氧化)的情況下，雖然接觸電阻低，但認(rèn)為由于存在氣孔而直接接合的可靠性不好；相反地，如果是本發(fā)明的進(jìn)行氧化處理的情況，滿足實(shí)用的接觸電阻值的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)可靠性高的直接接合結(jié)構(gòu)。另外，雖然省略了SEM觀察照片，但確認(rèn)100'C的退火處理的情況下的鋁合金膜表面形成個(gè)數(shù)非常少的小氣孔。認(rèn)為氧化處理不到10(TC的退火處理的程度的情況下，可能會(huì)發(fā)生氣孔等侵蝕，在直接接合的可靠性方面也不足。根據(jù)以上的結(jié)果判斷，作為表面氧化被膜的形成條件，進(jìn)行達(dá)到自然氧化被膜的刻蝕速度的80%95%的氧化處理時(shí)，可以形成適合于實(shí)際使用的元件。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，如果采用本發(fā)明，則可以在不對(duì)鋁合金膜造成破壞的情況下制造可靠性高的元件。此外，在使鋁合金膜與透明電極層或半導(dǎo)體層直接接合的情況下，如果采用本發(fā)明，也可以制造接觸電阻值低的元件。權(quán)利要求1.元件的制造方法，它是具備在基板上形成鋁合金膜，刻蝕該鋁合金膜而形成配線電路的工序的元件的制造方法，其特征在于，形成鋁合金膜后，使鋁合金膜表面氧化。2.如權(quán)利要求l所述的元件的制造方法，其特征在于，由所述鋁合金膜形成的配線電路具有與透明電極層和/或半導(dǎo)體層直接接合的部分。3.如權(quán)利要求1或2所述的元件的制造方法，其特征在于，鋁合金膜表面的氧化處理如下進(jìn)行以相對(duì)于將具備自然氧化被膜的規(guī)定厚度的鋁合金膜通過(guò)鋁合金用刻蝕液以總厚度刻蝕時(shí)所算出的厚度方向的刻蝕速度，可以確保80%以上的刻蝕速度的條件，形成氧化被膜。4.如權(quán)利要求3所述的元件的制造方法，其特征在于，所述鋁合金用刻蝕液為以容量比計(jì)磷酸乙二酸乙酸水=16:1:2:1的組成，刻蝕時(shí)的液溫為32'C。5.如權(quán)利要求14中的任一項(xiàng)所述的元件的制造方法，其特征在于，所述鋁合金膜包含鎳、鈷、鐵、碳、硼中的至少l種以上的元素，其余部分為鋁。6.如權(quán)利要求15中的任一項(xiàng)所述的元件的制造方法，其特征在于，所述氧化處理為退火處理或采用氧氣的灰化處理。全文摘要本發(fā)明涉及具備刻蝕鋁合金膜而形成配線電路的工序的元件的制造方法，提供極度抑制對(duì)鋁合金膜造成的破壞，可以實(shí)現(xiàn)可靠性高的元件的制造技術(shù)。具備在基板上形成鋁合金膜，刻蝕該鋁合金膜而形成配線電路的工序的元件的制造方法中，形成鋁合金膜后，使鋁合金膜表面氧化。這時(shí)的氧化處理如下進(jìn)行以相對(duì)于將具備自然氧化被膜的規(guī)定厚度的鋁合金膜通過(guò)鋁合金用刻蝕液以總厚度刻蝕時(shí)所算出的厚度方向的刻蝕速度，可以確保80％以上的刻蝕速度的條件，形成氧化被膜。文檔編號(hào)H01L23/52GK101283443SQ20068003780公開(kāi)日2008年10月8日申請(qǐng)日期2006年10月13日優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日發(fā)明者久保田高史,松浦宜范申請(qǐng)人:三井金屬鉱業(yè)株式會(huì)社