JP2002198360A - Etching method - Google Patents

Etching method

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JP2002198360A
JP2002198360A JP2000398506A JP2000398506A JP2002198360A JP 2002198360 A JP2002198360 A JP 2002198360A JP 2000398506 A JP2000398506 A JP 2000398506A JP 2000398506 A JP2000398506 A JP 2000398506A JP 2002198360 A JP2002198360 A JP 2002198360A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an etching method by which upper layer aluminum based films can be etched in good shape, and lower layer silicon base films can be etched with good controllability, in the etching of a laminated structure constituted of the upper layer aluminum based films an the lower layer silicon based films. SOLUTION: This etching method of the laminated structure constituted of the upper layer aluminum based films and the lower layer silicon base films comprises a first process in which the upper layer aluminum based films (46, 47, 48) are etched by plasma of a process gas which includes a chlorine containing gas and a hydrogen containing gas, a second process to confirm stoppage or considerable slowing down of the etching in the first process appropriately, and a third process in which the lower layer silicon based films (44, 45) are etched by plasma of a process gas which includes a fluorine containing gas, being switched after confirming stoppage or considerable slowing down of the etching.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置(L
CD)に用いられる薄膜トランジスタ(TFT)等に含
まれる上層のAl系膜と下層のSi系膜との積層構造を
エッチングするエッチング方法に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display (L).
The present invention relates to an etching method for etching a laminated structure of an upper Al-based film and a lower Si-based film included in a thin film transistor (TFT) used for a CD).

【0002】[0002]

【従来の技術】TFTを用いたアクティブマトリクスL
CD(TFT−LCD)は、表示性能が極めて高く、薄
型化が可能であることから、CRTに代わってパーソナ
ルコンピュータ等の表示装置として多用されている。
2. Description of the Related Art Active matrix L using TFT
A CD (TFT-LCD) is extremely used as a display device for a personal computer or the like instead of a CRT because it has extremely high display performance and can be made thin.

【0003】LCDに用いられるTFT構造を製造する
に際しては、ガラス基板上にゲート電極を形成し、その
上にゲート絶縁膜を形成する。そして、その上に半導体
層ならびにソース電極およびドレイン電極を形成するた
めの膜を順次形成し、エッチングによりソース電極およ
びドレイン電極ならびにチャネル部を形成する。具体的
には、ゲート絶縁膜の上にアモルファスSi(a−S
i)膜およびna−Siを成膜し、その上にTi−A
l−Ti積層膜を形成し、この積層膜およびna−S
iを経てa−Si膜の途中までエッチングして、Ti−
Al−Ti積層膜にソース電極およびドレイン電極を形
成するとともに、a−Si膜にチャネル部を形成する。
When manufacturing a TFT structure used for an LCD, a gate electrode is formed on a glass substrate, and a gate insulating film is formed thereon. Then, a semiconductor layer and a film for forming a source electrode and a drain electrode are sequentially formed thereon, and the source electrode, the drain electrode, and a channel portion are formed by etching. Specifically, amorphous Si (a-S
i) A film and n + a-Si are formed, and Ti-A
An l-Ti laminated film is formed, and this laminated film and n + a-S
Etching to the middle of the a-Si film via i
A source electrode and a drain electrode are formed on the Al-Ti laminated film, and a channel portion is formed on the a-Si film.

【0004】このエッチングに際しては、従来、まずC
によりAl系膜としてTi−Al−Tiの積層膜を
エッチングしてソース電極およびドレイン電極を形成し
(以下、「SDエッチング」という)、このSDエッチ
ングの終点を検出した後、エッチングガスをフッ素
(F)系ガスに切り替えてna−Si膜およびa−S
i膜をエッチングしてチャネルの形成を行っている(以
下、「チャネルエッチング」という)。チャネルエッチ
ングはTFT特性を決定する重要なプロセスであり、a
−Si膜エッチング量を一定に、また均一にエッチング
する必要がある。また、チャネルエッチング後のa−S
i膜が薄い方がTFTの特性が良好になるとされてい
る。
In this etching, conventionally, first, C
by etching the laminated film of Ti-Al-Ti as Al-based film to form a source electrode and a drain electrode by l 2 (hereinafter, referred to as "SD etch"), after detecting the end point of this SD etching, an etching gas Switching to a fluorine (F) -based gas to switch the n + a-Si film and aS
A channel is formed by etching the i-film (hereinafter, referred to as “channel etching”). Channel etching is an important process for determining TFT characteristics.
-It is necessary to etch the etching amount of the Si film uniformly and uniformly. Also, a-S after channel etching
It is said that the thinner the i film, the better the characteristics of the TFT.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記SDエッチングの
際には、良好な形状性を有する必要があり、所望の形状
制御を行うためにはエッチングの際に高バイアスパワー
が必要となる。しかし、この場合には反応性イオンエッ
チングが行われるので、AlおよびTiのna−Si
に対する選択比が低い。また、Ti−Al−Ti積層膜
の膜厚が完全に均一ではなく、エッチングレートも完全
に面内均一ではないので、終点検出後もオーバーエッチ
ングをする必要がある。この結果、下地のna−Si
膜がエッチングされてしまい、a−Si膜を薄く均一に
残存させる必要のあるチャネル部のエッチング分布制御
が困難である。一方、SDエッチングを低バイアスパワ
ーで行うと、下地のna−Si膜のエッチレートは低
下し、チャネル部のエッチング制御が行いやすくなる
が、Al膜がサイドエッチされて形状性が悪くなった
り、a−Si膜にデポジション等が発生するという問題
があった。
In the above-mentioned SD etching, it is necessary to have a good shape. In order to perform a desired shape control, a high bias power is required in the etching. However, in this case, since reactive ion etching is performed, n + a-Si of Al and Ti is used.
The selectivity to is low. In addition, since the thickness of the Ti—Al—Ti laminated film is not completely uniform and the etching rate is not completely in-plane, it is necessary to perform over-etching even after the end point is detected. As a result, the underlying n + a-Si
Since the film is etched, it is difficult to control the etching distribution in the channel portion where the a-Si film needs to remain thin and uniform. On the other hand, when the SD etching is performed with a low bias power, the etching rate of the underlying n + a-Si film is reduced, and the etching of the channel portion is easily controlled, but the Al film is side-etched and the shape is deteriorated. And the deposition of the a-Si film occurs.

【0006】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、下層のSi系膜と上層のAl系膜との積層構
造をエッチングするにあたり、形状性よく上層のAl系
膜をエッチングすることができ、さらに下層のSi系膜
を制御性よくエッチングすることができるエッチング方
法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and in etching a laminated structure of a lower Si-based film and an upper Al-based film, the upper Al-based film is etched with good shape. It is another object of the present invention to provide an etching method capable of etching a lower Si-based film with good controllability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の観点では、上層のAl系膜と下層の
Si系膜との積層構造をエッチングするエッチング方法
であって、前記上層のAl系膜をCl含有ガスおよびH
含有ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチングす
る第1工程と、前記第1工程のエッチングの停止または
著しい減速を確認する第2工程と、エッチングの停止ま
たは著しい減速を確認した後、F含有ガスを含む処理ガ
スのプラズマにより前記下層のSi系膜をエッチングす
る第3工程とを具備することを特徴とするエッチング方
法を提供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an etching method for etching a laminated structure of an upper Al-based film and a lower Si-based film. The upper Al-based film is formed by adding Cl-containing gas and H
After the first step of etching by the plasma of the processing gas containing the containing gas, the second step of confirming the stop or remarkable deceleration of the etching of the first step, and after confirming the stop or remarkable deceleration of the etching, the F-containing gas is removed. A third step of etching the lower Si-based film by plasma of a processing gas containing the etching gas.

【0008】本発明の第2の観点では、基板上にゲート
電極およびゲート絶縁膜を介して形成されたSi系膜
と、その上に形成されたAl系膜とを有する積層膜をエ
ッチングして、前記Al系膜をソース電極およびドレイ
ン電極とし、前記Si系膜をチャネル部とする、薄膜ト
ランジスター用のエッチング方法であって、前記Al系
膜をCl含有ガスおよびH含有ガスを含む処理ガスのプ
ラズマによりエッチングする第1工程と、前記第1工程
のエッチングの停止または著しい減速を確認する第2工
程と、エッチングの停止または著しい減速を確認した
後、F含有ガスを含む処理ガスのプラズマにより前記S
i系膜をエッチングする第3工程とを具備することを特
徴とするエッチング方法を提供する。
According to a second aspect of the present invention, a laminated film having a Si-based film formed on a substrate via a gate electrode and a gate insulating film and an Al-based film formed thereon is etched. An etching method for a thin film transistor, wherein the Al-based film is used as a source electrode and a drain electrode, and the Si-based film is used as a channel portion, wherein the Al-based film is a processing gas containing a Cl-containing gas and an H-containing gas. A first step of etching with plasma, a second step of confirming the stop or significant deceleration of the etching in the first step, and after confirming the stop or significant deceleration of the etching, the plasma of a processing gas containing an F-containing gas is used to perform the etching. S
and a third step of etching the i-type film.

【0009】本発明の第3の観点では、基板上にゲート
電極およびゲート絶縁膜を介して形成されたアモルファ
スSi膜と、その上に形成されたn型アモルファスS
i膜と、さらにその上に形成され、Al含有膜の両側に
バリアメタルが形成された3層構造膜とを有する積層膜
をエッチングして、前記3層構造膜をソース電極および
ドレイン電極とし、前記アモルファスSi膜をチャネル
部とする、薄膜トランジスター用のエッチング方法であ
って、少なくとも前記3層構造膜をCl含有ガスおよび
H含有ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチング
してソース電極およびドレイン電極を形成する第1工程
と、前記第1工程のエッチングの停止または著しい減速
を確認する第2工程と、エッチングの停止または著しい
減速を確認した後、F含有ガスを含む処理ガスのプラズ
マにより前記n型アモルファスSi膜およびアモルフ
ァスSi膜をエッチングしてチャネル部を形成する第3
工程とを具備することを特徴とするエッチング方法を提
供する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an amorphous Si film formed on a substrate via a gate electrode and a gate insulating film, and an n + type amorphous S film formed thereon.
etching a laminated film having an i-film and a three-layer structure film further formed thereon and having a barrier metal formed on both sides of an Al-containing film, and using the three-layer structure film as a source electrode and a drain electrode; An etching method for a thin film transistor, wherein the amorphous Si film is used as a channel portion, wherein at least the three-layer structure film is etched by a plasma of a processing gas containing a Cl-containing gas and an H-containing gas to form a source electrode and a drain electrode. a first step of forming a second step of confirming the etch stop or significant speed reduction of the first step, after confirming the etch stop or significant speed reduction, said by the plasma of the processing gas containing the F-containing gas n + -Type amorphous Si film and a third method of forming a channel portion by etching the amorphous Si film
And an etching method.

【0010】本発明においては、上層のAl系膜をCl
含有ガスおよびH含有ガスを含む処理ガスのプラズマに
よりエッチングするので、Cl含有ガスによるエッチン
グ作用とH含有ガスによる保護作用とによりAl系膜の
エッチングを形状性よくエッチングすることができ、し
かもH含有ガスの作用により所望の位置でエッチングを
停止または急激に減速させることができ、これを確認し
た後、F含有ガスを含む処理ガスによりエッチングする
ことによりSi系膜を制御性よくエッチングすることが
できる。
In the present invention, the upper Al-based film is formed of Cl
Since the etching is performed by the plasma of the processing gas containing the H-containing gas and the H-containing gas, the etching of the Al-based film can be etched with good shape by the etching action by the Cl-containing gas and the protection action by the H-containing gas. The etching can be stopped or rapidly decelerated at a desired position by the action of the gas, and after confirming this, the Si-based film can be etched with good controllability by etching with a processing gas containing an F-containing gas. .

【0011】これは、H含有ガスのプラズマによりフォ
トレジスト中のCがスパッタされ、被エッチング面でH
と重合反応が生じることで皮膜が形成され、エッチング
を阻害するためと考えられる。つまり、この皮膜により
Al系膜のサイドエッチが防止されて形状性が良好とな
り、またこの皮膜の堆積により適当な部分でエッチング
を停止することができ、下層のSi系膜に対する選択性
を良好にすることができる。このような観点から、Al
系膜をエッチングする際には、Cl含有ガスおよびH含
有ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチングマス
クとしてのフォトレジストがスパッタされる条件である
ことが好ましい。また、Al系膜をエッチングする際
に、処理ガス中のH含有ガスの量を制御することによ
り、エッチングの停止または著しい減速が生じる位置を
制御することができる。
[0011] This is because C in the photoresist is sputtered by the plasma of the H-containing gas and H on the surface to be etched.
It is considered that a film is formed due to the polymerization reaction occurring and inhibits etching. In other words, this film prevents side etching of the Al-based film and improves the shape. In addition, the deposition of this film can stop etching at an appropriate portion, thereby improving the selectivity to the underlying Si-based film. can do. From such a viewpoint, Al
When etching the system film, it is preferable that the conditions be such that a photoresist serving as an etching mask is sputtered by plasma of a processing gas containing a Cl-containing gas and an H-containing gas. In addition, when the Al-based film is etched, by controlling the amount of the H-containing gas in the processing gas, it is possible to control the position where the etching stops or a significant deceleration occurs.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施
形態に係るエッチング方法を実施するためのプラズマエ
ッチング装置を示す断面図である。このプラズマエッチ
ング装置1は、容量結合型平行平板プラズマエッチング
装置として構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a plasma etching apparatus for performing an etching method according to one embodiment of the present invention. The plasma etching apparatus 1 is configured as a capacitively coupled parallel plate plasma etching apparatus.

【0013】このプラズマエッチング装置1は、例えば
表面がアルマイト処理(陽極酸化処理)されたアルミニ
ウムからなる角筒形状に成形されたチャンバー2を有し
ている。前記チャンバー2内の底部には絶縁材からなる
角柱状のサセプタ支持台3が設けられており、さらにこ
のサセプタ支持台3の上には、被処理基板であるLCD
ガラス基板Gを載置するためのサセプタ5が設けられて
いる。このサセプタ5はアルマイト処理(陽極酸化処
理)されたアルミニウムからなり、下部電極として機能
する。また、サセプタ5の外周および上面周縁には絶縁
部材4が設けられている。
The plasma etching apparatus 1 has, for example, a chamber 2 formed into a rectangular cylindrical shape made of aluminum whose surface is anodized (anodized). A prism-shaped susceptor support 3 made of an insulating material is provided at the bottom of the chamber 2, and an LCD, which is a substrate to be processed, is provided on the susceptor support 3.
A susceptor 5 for mounting the glass substrate G is provided. The susceptor 5 is made of alumite-treated (anodized) aluminum and functions as a lower electrode. The insulating member 4 is provided on the outer periphery and the upper surface periphery of the susceptor 5.

【0014】サセプタ5の上方には基板Gの周囲を上面
から機械的にクランプするための額縁状をなすクランプ
部材6が設けられている。このクランプ部材6は、シリ
ンダ機構等で構成される昇降機構7により昇降される。
Above the susceptor 5, there is provided a frame-shaped clamp member 6 for mechanically clamping the periphery of the substrate G from above. The clamp member 6 is raised and lowered by a lifting mechanism 7 including a cylinder mechanism and the like.

【0015】サセプタ5には、高周波電力を供給するた
めの給電線12が接続されており、この給電線12には
整合器13および高周波電源14が接続されている。高
周波電源14からは例えば13.56MHzの高周波電
力がサセプタ5に供給される。この高周波電源14から
の給電により、処理ガスがプラズマ化されるとともに、
下部電極であるサセプタ5にバイアスパワーが供給され
る。
A power supply line 12 for supplying high-frequency power is connected to the susceptor 5, and a matching unit 13 and a high-frequency power supply 14 are connected to the power supply line 12. For example, 13.56 MHz high frequency power is supplied to the susceptor 5 from the high frequency power supply 14. By supplying power from the high-frequency power supply 14, the processing gas is turned into plasma,
A bias power is supplied to the susceptor 5 serving as a lower electrode.

【0016】前記サセプタ5の上方には、このサセプタ
5と平行に対向して上部電極として機能するシャワーヘ
ッド15が設けられている。このシャワーヘッド15
は、チャンバー2の上部に支持されており、内部に空間
17を有するとともに、サセプタ5との対向面に処理ガ
スを吐出する多数の吐出孔18が形成されている。この
シャワーヘッド15は接地されており、サセプタ5とと
もに一対の平行平板電極を構成している。
Above the susceptor 5, there is provided a shower head 15 which functions as an upper electrode facing the susceptor 5 in parallel. This shower head 15
Is supported at the upper part of the chamber 2, has a space 17 therein, and has a large number of discharge holes 18 for discharging a processing gas on a surface facing the susceptor 5. The shower head 15 is grounded, and forms a pair of parallel plate electrodes together with the susceptor 5.

【0017】シャワーヘッド15の上面にはガス導入口
19が設けられ、このガス導入口19には、ガス供給管
20が接続されており、このガス供給管20には、処理
ガス供給機構21が接続されている。処理ガス供給機構
21は、Cl含有ガスとしてClガスを供給するCl
供給源22と、H含有ガスとしてのHガスを供給す
るH供給源23と、F含有ガスとしてのSFを供給
するSF供給源24と、HClガスを供給するHCl
供給源25と、Heガスを供給するHe供給源26と、
BClガスを供給するBCl供給源27とを有して
いる。これらCl供給源22、H供給源23、SF
供給源24、HCl供給源25、He供給源26およ
びBCl供給源27には、それぞれガスライン22
a,23a,24a,25a,26a,27aが接続さ
れている。これらガスラインはガス供給管20に繋がっ
ており、各供給源からのガスが各ガスライン、ガス供給
管20を経てシャワーヘッド15に至り、シャワーヘッ
ドの吐出孔18から吐出されるようになっている。各ガ
スラインにはバルブ32とマスフローコントローラ33
とが設けられている。
A gas inlet 19 is provided on the upper surface of the shower head 15, and a gas supply pipe 20 is connected to the gas inlet 19, and a processing gas supply mechanism 21 is connected to the gas supply pipe 20. It is connected. The processing gas supply mechanism 21 supplies Cl 2 gas as a Cl-containing gas.
A second supply source 22, a H 2 supply source 23 for supplying H 2 gas as H-containing gas, a SF 6 supply source 24 for supplying SF 6 as F-containing gas, supplying HCl gas HCl
A supply source 25, a He supply source 26 for supplying He gas,
A BCl 3 supply source 27 for supplying a BCl 3 gas. These Cl 2 supply source 22, H 2 supply source 23, SF
6 supply 24, HCl supply 25, He supply 26 and BCl 3 supply 27 have gas lines 22 respectively.
a, 23a, 24a, 25a, 26a, 27a are connected. These gas lines are connected to a gas supply pipe 20, and gas from each supply source reaches the shower head 15 through each gas line and the gas supply pipe 20, and is discharged from the discharge hole 18 of the shower head. I have. Each gas line has a valve 32 and a mass flow controller 33
Are provided.

【0018】前記チャンバー2の側壁底部には排気管3
4が接続されており、この排気管34には排気装置35
が接続されている。排気装置35はターボ分子ポンプな
どの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー2
内を所定の減圧雰囲気まで真空引き可能なように構成さ
れている。また、チャンバー2の側壁には基板搬入出口
36と、この基板搬入出口36を開閉するゲートバルブ
37が設けられており、このゲートバルブ37を開にし
た状態で基板Gが隣接するロードロック室(図示せず)
との間で搬送されるようになっている。また、チャンバ
ー2のゲートバルブ37側と反対側の側壁には、プラズ
マからの光を透過する窓38が形成されており、その窓
38から透過したプラズマ光を分光しAlおよびTiの
発光スペクトルを検出するプラズマ光検出装置39が設
けられている。
An exhaust pipe 3 is provided at the bottom of the side wall of the chamber 2.
The exhaust pipe 34 is connected to an exhaust device 35.
Is connected. The exhaust device 35 is provided with a vacuum pump such as a turbo-molecular pump.
The inside is evacuated to a predetermined reduced pressure atmosphere. Further, a substrate loading / unloading port 36 and a gate valve 37 for opening and closing the substrate loading / unloading port 36 are provided on the side wall of the chamber 2, and the substrate G is adjacent to the load lock chamber (with the gate valve 37 opened). (Not shown)
And is transported between them. On the side wall of the chamber 2 opposite to the gate valve 37 side, a window 38 for transmitting light from the plasma is formed, and the plasma light transmitted from the window 38 is separated to obtain the emission spectra of Al and Ti. A plasma light detection device 39 for detection is provided.

【0019】次に、上記プラズマエッチング装置1によ
り本発明の一実施形態を実施する際の処理動作について
説明する。まず、図2に示す層構造を有する基板Gを準
備する。この基板Gは、ガラスパネル(基板)41上に
部分的にゲート電極42が形成され、このゲート電極4
2およびガラスパネル41の面の全面にゲート絶縁膜4
3が形成され、このゲート絶縁膜43上にはトランジス
タを形成するためのSi系膜としてa−Si膜44およ
びna−Si膜45が形成され、さらにその上にソー
ス電極およびドレイン電極を形成するためのAl系膜と
して下層Ti膜46、Al膜47および上層Ti膜48
の3層積層膜が形成されてなる。そして、Ti膜48の
上にはエッチングマスクとしてのフォトレジスト層49
が形成されている。これらTi膜46,48はバリアメ
タルとして機能する。バリアメタルとしてTi(チタ
ン)に代えてTiN(窒化チタン)等を用いてもよい。
Next, a processing operation when the embodiment of the present invention is implemented by the plasma etching apparatus 1 will be described. First, a substrate G having a layer structure shown in FIG. 2 is prepared. In the substrate G, a gate electrode 42 is partially formed on a glass panel (substrate) 41.
2 and a gate insulating film 4 on the entire surface of the glass panel 41.
An a-Si film 44 and an n + a-Si film 45 are formed on the gate insulating film 43 as a Si-based film for forming a transistor, and a source electrode and a drain electrode are further formed thereon. The lower Ti film 46, the Al film 47, and the upper Ti film 48 as Al-based films to be formed.
Is formed. Then, a photoresist layer 49 as an etching mask is formed on the Ti film 48.
Are formed. These Ti films 46 and 48 function as barrier metals. TiN (titanium nitride) or the like may be used as the barrier metal instead of Ti (titanium).

【0020】ゲートバルブ37を開放した後、このよう
な構造の基板Gを図示しないロードロック室から基板搬
入出口36を介してチャンバー2内へと搬入し、サセプ
タ5上に載置する。この場合に、基板Gの受け渡しはサ
セプタ5の内部を挿通しサセプタ5から突出可能に設け
られたリフターピン(図示せず)によって行われる。次
いで、クランプ部材6により基板Gをサセプタ5にクラ
ンプする。その後、ゲートバルブ37を閉じ、排気装置
35によって、チャンバー2内が所定の真空度まで真空
引きされ、エッチング処理が開始される。
After the gate valve 37 is opened, the substrate G having such a structure is carried into the chamber 2 from the load lock chamber (not shown) via the substrate carrying-in / out port 36 and is placed on the susceptor 5. In this case, the transfer of the substrate G is performed by a lifter pin (not shown) provided so as to pass through the inside of the susceptor 5 and protrude from the susceptor 5. Next, the substrate G is clamped to the susceptor 5 by the clamp member 6. Thereafter, the gate valve 37 is closed, and the inside of the chamber 2 is evacuated to a predetermined degree of vacuum by the exhaust device 35, and the etching process is started.

【0021】このエッチング処理は、上層Ti膜48表
面のTi酸化物を除去する表面変質層除去工程、ソース
電極およびドレイン電極を形成するSDエッチング工
程、SDエッチングの停止または著しい減速を確認する
工程および半導体層をエッチングしてチャネル部を形成
するチャネルエッチング工程が順次行われる。以下、こ
れら工程を図3の断面図を参照しながら説明する。
This etching process includes a step of removing a surface-altered layer for removing Ti oxide on the surface of the upper Ti film 48, an SD etching step of forming a source electrode and a drain electrode, a step of confirming stop or remarkable deceleration of SD etching, and A channel etching step of etching a semiconductor layer to form a channel portion is sequentially performed. Hereinafter, these steps will be described with reference to the cross-sectional view of FIG.

【0022】「表面変質層除去工程」においては、BC
供給源27のバルブ32を開き、マスフローコント
ローラ33により流量を所定量に制御しつつ、チャンバ
ー2内に処理ガスであるBClガスを所定流量で導入
するとともに、高周波電源14から整合器13を介して
高周波電力をサセプタ5に印加する。これにより、下部
電極としてのサセプタ5と上部電極としてのシャワーヘ
ッド15との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離し
てプラズマ化し、上層Ti膜表面のTi酸化膜が除去さ
れる。その後、高周波電力は切断される。
In the “surface altered layer removing step”, BC
opening the valve 32 of l 3 source 27, while controlling a predetermined amount of flow by the mass flow controller 33 to introduce the BCl 3 gas is a process gas into the chamber 2 at a predetermined flow rate, the matching unit from the high frequency power source 14 13 The high frequency power is applied to the susceptor 5 via the. As a result, a high-frequency electric field is generated between the susceptor 5 as the lower electrode and the shower head 15 as the upper electrode, the processing gas is dissociated and turned into plasma, and the Ti oxide film on the surface of the upper Ti film is removed. Thereafter, the high frequency power is cut off.

【0023】次に、「SDエッチング工程」において
は、Cl供給源22およびH供給源23のバルブ3
2を開き、マスフローコントローラ33により流量を所
定量に制御しつつ、チャンバー2内に処理ガスとしてC
l含有ガスであるClガスおよびH含有ガスであるH
ガスを所定流量で導入するとともに、高周波電力をサ
セプタ5に印加する。これにより、処理ガスがプラズマ
化し、SDエッチングが進行する。
Next, in the “SD etching step”, the valves 3 of the Cl 2 supply source 22 and the H 2 supply source 23 are used.
2, and while controlling the flow rate to a predetermined amount by the mass flow controller 33, C
1-containing gas Cl 2 gas and H-containing gas H
While introducing two gases at a predetermined flow rate, high-frequency power is applied to the susceptor 5. As a result, the processing gas is turned into plasma, and the SD etching proceeds.

【0024】この際に、フォトレジスト層49がプラズ
マ中のイオンでスパッタされることにより、レジスト中
のCと処理ガスに含まれるHガスのHとが重合して被
エッチング面に重合膜が形成される。この重合膜はエッ
チングを阻害する作用を有すると考えられ、この重合膜
により主にAl膜47のサイドエッチが防止されて、図
3の(a)に示すように形状性が良好なエッチングホー
ル50が得られる。また、この際にこの重合膜はエッチ
ングホール50の底にも堆積する。この重合膜の堆積に
より、SDエッチングの途中でエッチングが停止するか
著しく減速する(以下、この状態をエッチングストップ
という)。この際、ClガスとHガスとの混合ガス
によるエッチングではAl膜47のTi膜46に対する
選択比が高いため、エッチングストップが生じている時
点ではAl膜47は除去されている。
At this time, since the photoresist layer 49 is sputtered by ions in the plasma, C in the resist and H of the H 2 gas contained in the processing gas are polymerized, and a polymer film is formed on the surface to be etched. It is formed. This polymer film is considered to have an effect of inhibiting etching, and the polymer film mainly prevents side etching of the Al film 47, and as shown in FIG. Is obtained. At this time, the polymer film is also deposited on the bottom of the etching hole 50. Due to the deposition of the polymer film, the etching stops or significantly slows down during the SD etching (hereinafter, this state is referred to as etching stop). At this time, since the selectivity of the Al film 47 to the Ti film 46 is high in the etching with the mixed gas of the Cl 2 gas and the H 2 gas, the Al film 47 is removed at the time when the etching is stopped.

【0025】この場合に、被エッチング面に重合膜を形
成し、SDエッチングの形状を良好にするために異方性
エッチングをするという観点から高周波電源14による
バイアスパワーが高いことが好ましい。従来は、SDエ
ッチングの形状性を良好にするために高周波電源による
バイアスパワーを上げると、エッチングの選択性が悪く
なりa−Si膜44までエッチングされてしまい、チャ
ネル部のエッチング分布制御が困難であったが、このよ
うにエッチングの処理ガスにH含有ガスであるHガス
が含まれていることにより、SDエッチングの途中で上
述のようにエッチングストップを生じさせることができ
るので選択性が悪いという問題も解消することができ
る。
In this case, the bias power from the high-frequency power source 14 is preferably high from the viewpoint of forming a polymer film on the surface to be etched and performing anisotropic etching in order to improve the shape of SD etching. Conventionally, if the bias power by a high-frequency power source is increased in order to improve the shape of SD etching, the etching selectivity deteriorates and the a-Si film 44 is etched, making it difficult to control the etching distribution in the channel portion. However, since the etching gas contains H 2 gas, which is an H-containing gas, the etching stop can be generated during the SD etching as described above, so that the selectivity is poor. Can also be solved.

【0026】この際に、SDエッチングによって少なく
ともAl膜47は完全にエッチングする必要があるの
で、少なくともTi膜46の途中でエッチングストップ
を生じさせるようにする。na−Si膜45の途中で
エッチングストップを生じさせてもよい。その後のチャ
ネルエッチングの制御性を良好にする観点からは図3の
(b)に示すようにna−Si膜45の直前(上面)
でエッチングストップを生じさせることが好ましい。
At this time, since at least the Al film 47 must be completely etched by SD etching, an etching stop is generated at least in the middle of the Ti film 46. An etching stop may be generated in the middle of the n + a-Si film 45. From the viewpoint of improving the controllability of the subsequent channel etching, as shown in FIG. 3B, immediately before (the upper surface) of the n + a-Si film 45.
It is preferable to cause an etching stop.

【0027】このようなエッチングストップを生じさせ
る位置の制御は、H含有ガスであるHガスの量を制御
することにより達成することができる。つまり、H
スの量を制御することにより、C−H重合による重合膜
の量を制御することができ、これによりエッチングの停
止または著しい減速が生じる位置を決定することができ
る。具体的には、例えば、Cl/H流量比が1:1
の時にTi膜46でエッチングストップが生じ、5:1
の時にna−Si膜45でエッチングストップが生じ
た。
Control of the position at which such an etching stop occurs can be achieved by controlling the amount of H 2 gas, which is an H-containing gas. That is, by controlling the amount of the H 2 gas, the amount of the polymer film formed by the C—H polymerization can be controlled, and thereby, the position where the etching stops or a significant deceleration can be determined. Specifically, for example, the Cl 2 / H 2 flow ratio is 1: 1.
Etching stops at the Ti film 46 at the time of 5: 1.
At this time, an etching stop occurred in the n + a-Si film 45.

【0028】なお、高周波電源14から供給する電力を
調整してバイアスパワーを制御することによってもC−
H重合による重合膜の量を制御することができ、エッチ
ングストップが生じる位置を制御することができる。以
上のようなSDエッチングにより、ソース電極51およ
びドレイン電極52が形成される。また、ソース電極5
1の左側およびドレイン電極52の右側のフォトレジス
ト層49で覆われていない部分ではゲート絶縁膜43が
露出する(図3の(b))。
It is also possible to control the bias power by adjusting the power supplied from the high frequency power supply 14 to control the C−
The amount of the polymer film formed by the H polymerization can be controlled, and the position where the etching stop occurs can be controlled. The source electrode 51 and the drain electrode 52 are formed by the SD etching as described above. The source electrode 5
The gate insulating film 43 is exposed on the left side of the gate electrode 1 and on the right side of the drain electrode 52 not covered with the photoresist layer 49 (FIG. 3B).

【0029】上記SDエッチング工程において、適宜
(例えば、0.1秒ごとに)「SDエッチングのエッチ
ングストップを確認する工程」が行われる。この工程
は、窓38を透過したプラズマ光をプラズマ光検出装置
39により分光してAl、Tiの発光スペクトルを検出
することにより行われる。すなわち、Ti膜46でエッ
チングストップが生じる条件でエッチングを行っている
場合には、Alの発光スペクトルが減少した時点でエッ
チングストップが生じたものと判断し、na−Si膜
45でエッチングストップが生じる条件でエッチングを
行っている場合には、Tiの発光スペクトルが減少した
時点でエッチングストップが生じたものと判断する。プ
ラズマ光検出装置39がエッチングストップを検出する
と、処理ガスの供給を停止するとともに高周波電力を切
断する。そして、次の「チャネルエッチング工程」に備
えてチャンバー2内を真空排気する。
In the above-mentioned SD etching step, a “step of confirming etching stop of SD etching” is performed as appropriate (for example, every 0.1 seconds). This step is performed by detecting the emission spectra of Al and Ti by dispersing the plasma light transmitted through the window 38 by the plasma light detection device 39. That is, when the etching is performed under the condition that the etching stop occurs in the Ti film 46, it is determined that the etching stop has occurred when the emission spectrum of Al decreases, and the etching stop is performed in the n + a-Si film 45. In the case where etching is performed under the conditions that cause the above, it is determined that the etching stop has occurred when the emission spectrum of Ti decreases. When the plasma light detection device 39 detects the etching stop, the supply of the processing gas is stopped and the high-frequency power is cut off. Then, the inside of the chamber 2 is evacuated to prepare for the next “channel etching step”.

【0030】次の「チャネルエッチング工程」は、n
a−Si膜45およびa−Si膜44のSi系膜をエッ
チングしやすい条件でエッチングを行う。具体的には、
SF 供給源24、HCl供給源25およびHe供給源
26のバルブを開いてSFガス、HClガス、Heガ
スをチャンバー内に導入するとともに、高周波電力を印
加して、これらのガスのプラズマによりエッチングを進
行させる。HClガスに代えてClガスを用いてもよ
い。
In the next “channel etching step”, n+
The Si-based films of the a-Si film 45 and the a-Si film 44 are etched.
Etching is performed under conditions that are easy to chin. In particular,
SF 6Source 24, HCl source 25 and He source
Open valve 26 and SF6Gas, HCl gas, He gas
Into the chamber and apply high frequency power.
In addition, etching proceeds with the plasma of these gases.
Let go. Cl instead of HCl gas2You can use gas
No.

【0031】チャネルエッチング工程のバイアスパワー
はSDエッチング工程のそれよりも小さくする。バイア
スパワーを小さくするのは、フォトレジスト層49がス
パッタされることにより発生する重合物が被エッチング
面に付着することを防止し、また被エッチング面がイオ
ン衝撃によりダメージを受けるのを防止するためであ
る。ただし、この場合でもSDエッチング工程でエッチ
ングホール50の底面に付着した重合物を除去できる程
度のバイアスパワーは必要である。なお、バイアスパワ
ーが大きい・小さいは、被エッチング面に対するプラズ
マ中のイオンのイオンエネルギーが大きい・小さいを意
味する。
The bias power in the channel etching step is smaller than that in the SD etching step. The reason for reducing the bias power is to prevent a polymer generated by sputtering the photoresist layer 49 from adhering to the surface to be etched and to prevent the surface to be etched from being damaged by ion bombardment. It is. However, even in this case, a bias power that can remove the polymer adhered to the bottom surface of the etching hole 50 in the SD etching process is necessary. Note that a large / small bias power means a large / small ion energy of ions in the plasma with respect to the surface to be etched.

【0032】SF等のF含有ガスは、通常、Si系膜
のエッチングに使用され、Si系膜を高精度でエッチン
グすることができる。しかも、AlFの蒸気圧はチャ
ンバー2内の圧力(1.33Pa程度)よりも低いため
Al膜47はほとんどエッチングされない。エッチング
ストップがTi膜46で生じる場合には、このチャネル
エッチングでTi膜46の残部をエッチングする必要が
あるが、TiはSF等のF含有ガスを用いたエッチン
グにより十分にエッチングされる。また、SF ガスと
ともにHClガスを用いるのは、ソース電極51の左側
およびドレイン電極52の右側において露出しているゲ
ート絶縁膜43がエッチングされるのを防止するためで
ある。
[0032] SF6F-containing gas such as Si-based film
Etching of Si-based film with high precision
Can be Moreover, AlFxThe vapor pressure of the cha
Because it is lower than the pressure in the chamber 2 (about 1.33 Pa)
Al film 47 is hardly etched. etching
If a stop occurs in the Ti film 46, this channel
It is necessary to etch the rest of the Ti film 46 by etching
However, Ti is SF6Using F-containing gas such as
Etching. Also, SF 6With gas
The reason why both use HCl gas is that the left side of the source electrode 51 is used.
And the gate exposed on the right side of the drain electrode 52.
To prevent the gate insulating film 43 from being etched.
is there.

【0033】このようにしてチャネルエッチングを行う
ことにより、図3の(c)に示すように、a−Si膜4
4の途中までエッチングして制御性よくチャネル部53
を形成することができる。この際のエッチングの終点
は、予め把握された時間により管理し、エッチング時間
が所定時間に達した時点でエッチングを停止する。
By performing the channel etching in this manner, the a-Si film 4 is formed as shown in FIG.
Channel part 53 with good controllability by etching to the middle of 4
Can be formed. The end point of the etching at this time is managed based on a previously grasped time, and the etching is stopped when the etching time reaches a predetermined time.

【0034】以上のように、SDエッチングにおいて、
処理ガスにH含有ガスとしてHガスを含有させ、比較
的大きいバイアスパワーを印加することによってエッチ
ングの際にフォトレジスト層49がスパッタされること
により、形状性よくエッチングすることができる。しか
も、H含有ガスであるHの作用により適切な位置でエ
ッチングストップを生じさせることができ、そのエッチ
ングストップを確認した時点で、チャネルエッチング用
のF含有ガスであるSFを含む処理ガスに切り替える
ことにより、チャネル部を制御性よくエッチングするこ
とができる。このように、SDエッチングにおける形状
性を良好にすることができ、チャネルエッチングの制御
性を向上させることができることから、これらのプロセ
スマージンを著しく高めることが可能となる。
As described above, in the SD etching,
The processing gas contains H 2 gas as an H-containing gas, and by applying a relatively large bias power, the photoresist layer 49 is sputtered at the time of etching, so that etching can be performed with good shape. In addition, an etching stop can be generated at an appropriate position by the action of H 2 which is an H-containing gas, and when the etching stop is confirmed, the processing gas containing SF 6 which is an F-containing gas for channel etching is processed. By switching, the channel portion can be etched with good controllability. As described above, the shape in the SD etching can be improved, and the controllability of the channel etching can be improved. Therefore, it is possible to remarkably increase these process margins.

【0035】なお、上記実施形態では、下部電極である
サセプタ5に高周波電源14を接続し、そこから高周波
電力をサセプタ5に供給することにより、エッチングの
ためのプラズマを形成するパワーとバイアスパワーを一
つの高周波電源14から供給する装置を示したが、サセ
プタ5へ供給する高周波電力をバイアスパワー専用と
し、エッチング用のプラズマはシャワーヘッド15に高
周波電力を供給して形成するか、あるいはチャンバーの
上方または側方にアンテナを配設してそこに高周波電力
を供給することで形成された誘導電界によって形成する
ような装置であってもよい。
In the above embodiment, the high frequency power supply 14 is connected to the susceptor 5 serving as the lower electrode, and the high frequency power is supplied to the susceptor 5 therefrom, so that the power for forming the plasma for etching and the bias power are reduced. Although the apparatus supplied from one high-frequency power source 14 is shown, the high-frequency power supplied to the susceptor 5 is dedicated to the bias power, and the plasma for etching is formed by supplying the high-frequency power to the shower head 15 or the upper part of the chamber. Alternatively, a device may be formed in which an antenna is provided on a side and an induction electric field is formed by supplying high-frequency power thereto.

【0036】次に、以上のSDエッチングおよびチャネ
ルエッチングを実際に行った結果について説明する。こ
のエッチングに際しては、アンテナを用いた誘導結合型
プラズマエッチング装置を用いた。SDエッチングおよ
びチャネルエッチングの条件は以下の通りである。
Next, the results of actually performing the above-described SD etching and channel etching will be described. In this etching, an inductively coupled plasma etching apparatus using an antenna was used. The conditions for SD etching and channel etching are as follows.

【0037】SDエッチング工程におけるClガスと
ガスとの流量比は5:1とし、チャネルエッチング
工程におけるSFガス、HClガス、およびHeガス
の流量比は1:1:1とした。また、バイアスパワー密
度(LCDガラス基板の単位面積あたりサセプタに印加
する高周波電力)は、SDエッチング工程においては
0.29W/cm、チャネルエッチング工程において
は0.06W/cmとした。
The flow ratio of Cl 2 gas to H 2 gas in the SD etching step was 5: 1, and the flow ratio of SF 6 gas, HCl gas and He gas in the channel etching step was 1: 1: 1. The bias power density (high-frequency power applied to the susceptor per unit area of the LCD glass substrate), in the SD etching process 0.29 W / cm 2, in the channel etching process was 0.06 W / cm 2.

【0038】このエッチングの結果、SDエッチングに
おいては、Al膜のサイドエッチ等が生じず、良好な形
状性を示し、かつna−Si膜でエッチングストップ
が生じた。エッチングストップを確認後のチャネルエッ
チングにおいても、Al膜にサイドエッチが生じず、n
a−Si膜およびa−Si膜が制御性よくエッチング
され、良好なチャネルエッチングが行われた。
As a result of this etching, in the SD etching, side etching and the like of the Al film did not occur, good shape was exhibited, and etching was stopped in the n + a-Si film. Even in the channel etching after confirming the etching stop, side etching does not occur in the Al film, and n
+ The a-Si film and the a-Si film were etched with good controllability, and good channel etching was performed.

【0039】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことなく本発明の思想の範囲内で種々変形可能である。
例えば、上記実施形態では、本発明をLCDの薄膜トラ
ンジスターのソース電極・ドレイン電極およびチャネル
部を形成する場合に適用した例について示し、これに限
らず上層のAl系膜と下層のSi系膜との積層構造をエ
ッチングする全ての場合に適用可能である。また、Al
系膜としてTi−Al−Tiの3層膜を用い、Si系膜
としてna−Si膜、a−Si膜を用いた例について
示したが、Al系膜としてはTi−Al−Tiの3層膜
に限らず、純Al、またはAl−Si−Cu、Al−C
u、Al−Nd等のAl合金の単層であっても、これら
とTi以外の他の膜の複合体であってもよく、Si系膜
としては上記の他、poly−Siや単結晶Siであっ
てもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention.
For example, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to the case where the source electrode / drain electrode and the channel portion of a thin film transistor of an LCD are formed is shown, and the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to all cases where the laminated structure is etched. Also, Al
Although an example in which a three-layered film of Ti-Al-Ti is used as a system-based film and an n + a-Si film and an a-Si film are used as a Si-based film, a Ti-Al-Ti film is used as an Al-based film. Not limited to three-layer film, pure Al, Al-Si-Cu, Al-C
u, Al-Nd, or a single layer of an Al alloy, or a composite of these and another film other than Ti. The Si-based film may be poly-Si or single-crystal Si in addition to the above. It may be.

【0040】また、上記実施形態ではAl系膜をエッチ
ングする際の処理ガスにおいて、Cl含有ガスとしてC
を用い、H含有ガスとしてHガスを用いたが、こ
れに限らず他のガスであってもよい。例えば、SDエッ
チング工程においては、HClやBCl等をCl含有
ガスの添加ガスとして用いることができるし、H含有ガ
スとしてはHClやHBr等を用いることができる。
In the above embodiment, the processing gas for etching the Al-based film is C-containing gas as C-containing gas.
Although l 2 was used and H 2 gas was used as the H-containing gas, other gases may be used. For example, in the SD etching step, HCl, BCl 3, or the like can be used as an additive gas of the Cl-containing gas, and HCl, HBr, or the like can be used as the H-containing gas.

【0041】さらに、上記実施形態ではSi系膜をエッ
チングする際における処理ガスとしてはSF、HC
l、Heを用いたが、これに限らず、他のF含有ガス、
例えばCF等を含むものであってもよい。
Further, in the above embodiment, the processing gas for etching the Si-based film is SF 6 , HC
l, He was used, but not limited thereto, other F-containing gas,
For example it may include a CF 4 or the like.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上層のAl系膜をCl含有ガスおよびH含有ガスを含む
処理ガスのプラズマによりエッチングするので、Cl含
有ガスによるエッチング作用とH含有ガスによる保護作
用とによりAl系膜のエッチングを形状性よくエッチン
グすることができ、しかもH含有ガスの作用により所望
の位置でエッチングを停止または著しく減速させること
ができ、これを確認した後、F含有ガスを含む処理ガス
でエッチングすることによりSi系膜を制御性よくエッ
チングすることができる。したがって、下層のSi系膜
と上層のAl系膜との積層構造、例えばLCDにおける
薄膜トランジスターのソース電極・ドレイン電極および
チャネル部をエッチングする際のプロセスマージンを著
しく高めることが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Since the upper Al-based film is etched by the plasma of the processing gas containing the Cl-containing gas and the H-containing gas, the etching of the Al-based film is etched with good shape by the etching action by the Cl-containing gas and the protection action by the H-containing gas. The etching can be stopped or remarkably decelerated at a desired position by the action of the H-containing gas. After confirming this, the Si-based film can be controlled by etching with a processing gas containing an F-containing gas. Can be etched well. Therefore, it becomes possible to significantly increase the process margin when etching the laminated structure of the lower Si-based film and the upper Al-based film, for example, the source electrode / drain electrode and the channel portion of the thin film transistor in the LCD.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るエッチング方法を実
施するためのプラズマエッチング装置を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a plasma etching apparatus for performing an etching method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係るエッチング方法に適
用される基板の層構造を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a layer structure of a substrate applied to the etching method according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態に係るエッチング方法を説
明するための基板の層構造を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a layer structure of a substrate for describing an etching method according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;プラズマエッチング装置 2;チャンバー 5;サセプタ 6;クランプ部材 14;高周波電源 15;シャワーヘッド 21;処理ガス供給機構 22;Cl供給源 23;H供給源 24;SF供給源 25;HCl供給源 26;He供給源 39;プラズマ光検出装置 44;a−Si膜 45;na−Si膜 46,48;Ti膜 47;Al膜 50;エッチングホール 51;ソース電極 52;ドレイン電極 53;チャネル部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Plasma etching apparatus 2; Chamber 5; Susceptor 6; Clamp member 14; High-frequency power supply 15; Shower head 21; Processing gas supply mechanism 22; Cl 2 supply source 23; H 2 supply source 24; SF 6 supply source 25; He source 39; Plasma light detector 44; a-Si film 45; n + a-Si films 46 and 48; Ti film 47; Al film 50; etching hole 51; source electrode 52; ; Channel section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/336 Fターム(参考) 4M104 AA09 BB01 BB40 CC01 DD66 DD67 FF16 GG09 5F004 BA04 BB13 BB28 CA02 CB02 DA00 DA04 DA11 DA18 DA22 DA29 DA30 DB01 DB02 DB08 DB09 EA14 EB02 5F110 AA16 CC07 DD02 GG02 GG15 HK01 HK03 HK04 HK09 HK16 HK22 QQ04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/336 F term (Reference) 4M104 AA09 BB01 BB40 CC01 DD66 DD67 FF16 GG09 5F004 BA04 BB13 BB28 CA02 CB02 DA00 DA04 DA11 DA18 DA22 DA29 DA30 DB01 DB02 DB08 DB09 EA14 EB02 5F110 AA16 CC07 DD02 GG02 GG15 HK01 HK03 HK04 HK09 HK16 HK22 QQ04

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上層のAl系膜と下層のSi系膜との積
層構造をエッチングするエッチング方法であって、 前記上層のAl系膜をCl含有ガスおよびH含有ガスを
含む処理ガスのプラズマによりエッチングする第1工程
と、 前記第1工程のエッチングの停止または著しい減速を確
認する第2工程と、 エッチングの停止または著しい減速を確認した後、F含
有ガスを含む処理ガスのプラズマにより前記下層のSi
系膜をエッチングする第3工程とを具備することを特徴
とするエッチング方法。
1. An etching method for etching a laminated structure of an upper Al-based film and a lower Si-based film, wherein the upper Al-based film is subjected to plasma of a processing gas containing a Cl-containing gas and an H-containing gas. A first step of etching; a second step of confirming stop or significant deceleration of the etching of the first step; and confirming a stop or significant deceleration of the etching of the first step. Si
And a third step of etching the base film.
【請求項2】 基板上にゲート電極およびゲート絶縁膜
を介して形成されたSi系膜と、その上に形成されたA
l系膜とを有する積層膜をエッチングして、前記Al系
膜をソース電極およびドレイン電極とし、前記Si系膜
をチャネル部とする、薄膜トランジスター用のエッチン
グ方法であって、 前記Al系膜をCl含有ガスおよびH含有ガスを含む処
理ガスのプラズマによりエッチングする第1工程と、 前記第1工程のエッチングの停止または著しい減速を確
認する第2工程と、 エッチングの停止または著しい減速を確認した後、F含
有ガスを含む処理ガスのプラズマにより前記Si系膜を
エッチングする第3工程とを具備することを特徴とする
エッチング方法。
2. An Si-based film formed on a substrate via a gate electrode and a gate insulating film, and an A-based film formed on the Si-based film.
An etching method for a thin film transistor, comprising: etching a stacked film having an I-based film; using the Al-based film as a source electrode and a drain electrode; and using the Si-based film as a channel portion. A first step of etching with plasma of a processing gas containing a Cl-containing gas and a H-containing gas, a second step of confirming stop or significant deceleration of the etching of the first step, and after confirming stop or significant deceleration of etching. And a third step of etching the Si-based film with a plasma of a processing gas containing an F-containing gas.
【請求項3】 前記Al系膜は、Al含有膜の両側にバ
リアメタルが形成された3層構造膜であることを特徴と
する請求項1または請求項2に記載のエッチング方法。
3. The etching method according to claim 1, wherein the Al-based film is a three-layer structure film in which a barrier metal is formed on both sides of an Al-containing film.
【請求項4】 前記Si系膜は、チャネル部となるアモ
ルファスSi膜の上にn型アモルファスSi膜が積層
された構造を有することを特徴とする請求項1から請求
項3のいずれか1項に記載のエッチング方法。
4. The Si-based film according to claim 1, wherein the n + -type amorphous Si film is stacked on an amorphous Si film serving as a channel portion. The etching method according to the paragraph.
【請求項5】 基板上にゲート電極およびゲート絶縁膜
を介して形成されたアモルファスSi膜と、その上に形
成されたn型アモルファスSi膜と、さらにその上に
形成され、Al含有膜の両側にバリアメタルが形成され
た3層構造膜とを有する積層膜をエッチングして、前記
3層構造膜をソース電極およびドレイン電極とし、前記
アモルファスSi膜をチャネル部とする、薄膜トランジ
スター用のエッチング方法であって、 少なくとも前記3層構造膜をCl含有ガスおよびH含有
ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチングしてソ
ース電極およびドレイン電極を形成する第1工程と、 前記第1工程のエッチングの停止または著しい減速を確
認する第2工程と、 エッチングの停止または著しい減速を確認した後、F含
有ガスを含む処理ガスのプラズマにより前記n型アモ
ルファスSi膜およびアモルファスSi膜をエッチング
してチャネル部を形成する第3工程とを具備することを
特徴とするエッチング方法。
5. An amorphous Si film formed on a substrate via a gate electrode and a gate insulating film, an n + -type amorphous Si film formed thereon, and an Al-containing film formed thereon. Etching a laminated film having a three-layer structure film having a barrier metal formed on both sides, and using the three-layer structure film as a source electrode and a drain electrode, and using the amorphous Si film as a channel portion for a thin film transistor. A method of etching at least the three-layer structure film with a plasma of a processing gas containing a Cl-containing gas and a H-containing gas to form a source electrode and a drain electrode; and stopping the etching in the first step. Or a second step of confirming remarkable deceleration, and a process including F-containing gas after stopping etching or recognizing remarkable deceleration. Etching method characterized by comprising a third step of the plasma gas by etching the n + -type amorphous Si film and an amorphous Si film to form a channel portion.
【請求項6】 前記第1工程において、前記3層構造膜
の下層のバリアメタルまたはn型アモルファスSi膜
でエッチングが停止または減速することを特徴とする請
求項3から請求項5のいずれか1項に記載のエッチング
方法。
6. The method according to claim 3, wherein in the first step, etching is stopped or decelerated in a barrier metal or an n + type amorphous Si film below the three-layer structure film. Item 2. The etching method according to item 1.
【請求項7】 前記第1工程において、処理ガス中のH
含有ガスの量を制御することにより、エッチングの停止
または著しく減速する位置を制御することを特徴とする
請求項6に記載のエッチング方法。
7. The method according to claim 1, wherein in the first step, H
7. The etching method according to claim 6, wherein the position of stopping or significantly decelerating the etching is controlled by controlling the amount of the contained gas.
【請求項8】 前記第2工程は、プラズマ状態を監視す
ることによりエッチングの停止または著しい減速を確認
することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の
エッチング方法。
8. The etching method according to claim 6, wherein in the second step, stopping or remarkable deceleration of the etching is confirmed by monitoring a plasma state.
【請求項9】 前記第1工程のエッチングは前記第3工
程のエッチングよりも高いイオンエネルギーのイオンで
行われることを特徴とする請求項1から請求項8のいず
れか1項に記載のエッチング方法。
9. The etching method according to claim 1, wherein the etching in the first step is performed with ions having a higher ion energy than the etching in the third step. .
【請求項10】 前記第1工程は、Cl含有ガスおよび
H含有ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチング
マスクとしてのフォトレジストがスパッタされる条件で
行われることを特徴とする請求項9に記載のエッチング
方法。
10. The method according to claim 9, wherein the first step is performed under a condition in which a photoresist as an etching mask is sputtered by a plasma of a processing gas containing a Cl-containing gas and an H-containing gas. Etching method.
【請求項11】 前記第1工程は、Cl含有ガスとして
Clガスを用い、H含有ガスとしてHガスを用いて
エッチングを行うことを特徴とする請求項1から請求項
10のいずれか1項に記載のエッチング方法。
11. The method according to claim 1, wherein in the first step, etching is performed using Cl 2 gas as a Cl-containing gas and H 2 gas as an H-containing gas. The etching method according to the paragraph.
【請求項12】 前記第3工程は、F含有ガスであるS
と、HClガスと、Heガスとを用いてエッチング
を行うことを特徴とする請求項1から請求項11のいず
れか1項に記載のエッチング方法。
12. The method according to claim 11, wherein the third step is performed by using a sulfur-containing gas containing sulfur.
And F 6, HCl gas and etching method of any one of claims 1 to 11, characterized in that etching is carried out using a He gas.
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