薄膜トランジスタ（Thin film transistor、TFT）の共通電極製造工程において、一部のTFTサンプルの漏れ電流（I_off）が異常に高いことが確認された。これらのサンプルは同じフォトレジスト剥離装置を通過しており、その装置の稼働停止を引き起こし、生産能力の損失を招いた。この剥離装置によって引き起こされるTFTの漏れ電流増加の原因を明確にし、解決することは生産能力と品質の確保に重要である。本研究ではまず、異常装置と正常装置の剥離液を収集し、その成分を分析したところ、異常装置の剥離液中のAlイオン含有量が高いことが判明した。次に、TFTのI_offは異常装置での処理回数の増加に伴い上昇することが分かった。その原因は、剥離工程中にAlイオンがAl_2O_3粒子を生成し、これがTFTデバイスのパッシベーション層に付着して寄生ゲート効果を形成し、最終的にI_offが増加するためである。最後に、TRIZを活用して解決策を導出し、最適案を選択して改善検証を行った。実験結果では、剥離液中のAlイオン濃度が1×10^-8から2.189×10^-6に上昇すると、I_offは3.56 pAから7.56 pAに増加した。剥離液中にAlイオンが存在し、剥離回数が増えるほどI_offは上昇傾向を示した。パッシベーション層形成前のプラズマ処理出力強化およびパッシベーション層膜厚の増加により、I_offの増加を抑制できる。以上より、剥離装置におけるI_offの異常上昇の原因は、剥離液中のAlイオンによって生じる寄生ゲート効果であり、パッシベーション層の前処理強化および膜厚増加によりこの効果を抑制できることが確認された。

薄膜トランジスタ;フォトレジスト剥離;Alイオン;寄生ゲート効果;発明問題解決理論