JP2004064048A - コンタクトホール形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板112と、基板の表面に配置された導電層114と、導電層の上に堆積された誘電体層122とを含む液晶表示(LCD)パネルにおいて、まず、誘電体層の上に誘電体層表面に到達する開口部126をもつフォトレジスト層124を形成する。次にエッチングプロセスを行い導電層の表面にまで達するコンタクトホール128を上記開口部の誘電体層を除去して形成する。その後、フォトレジスト層を除去するときに導電層を損傷するのを防止するのに、保護層130を形成するための後処理を行う。
【選択図】 図5
Description
【発明の属する技術分野】
この発明はコンタクトホール形成の改良方法に関するものであり、特に後処理工程でコンタクトホールを形成する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置(LCD)は携帯性、低消費電力、低い電磁波放射などの利点があり、ノートパソコンや携帯情報端末(PDA)など様々な携帯情報商品に広く使われている。LCDは一般的なデスクトップコンピュータの陰極線管(CRT)モニターと、徐々にとって換わりつつある。全ての種類のLCDのなかで、アクティブなマトリックス動作を行うように液晶表示パネル上に配置されたピクセルを駆動する薄膜トランジスタ型液晶表示装置(TFT−LCD)が注目されている。
【0003】
薄膜トランジスタの製造プロセスにおいて、LCDパネル上の電気素子を分離したり保護したりするために、トランジスタと金属層との間に層間誘電体(ILD)が配置される。トランジスタあるいはその他の電気素子を電気的に接続するのに金属層で満たすことができるように、複数のコンタクトホールがILD層に形成される。LCDパネルのピクセルの動作を制御するために、コンタクトホールの金属層を通ってトランジスタのソースやドレインにデータ信号が伝送される。
【0004】
図1から図3に、従来技術によってLCDパネル10にコンタクトホールを形成する方法の概略を示す。図1に示すように、LCDパネルは基板12、基板上に設けられた導電層14、導電層14上に設けられた誘電体層とから構成されている。さらに、LCDパネル10は複数の駆動トランジスタのゲート構造のような他の電気素子(図示されない)も含まれる。導電層14は駆動トランジスタのソースやドレインに電気を供給する。誘電体層16は駆動トランジスタとその他の電気素子とを分離し、続くプロセスのために平坦な表面を提供するために使われる。一般的なコンタクトホールを形成方法では、まず誘電体層16の上にフォトレジスト層18を施す写真製版が適用される。フォトレジスト層18はコンタクトホールを形成する位置のパターンで、誘電体層16までとどくような開口20を含む。
【0005】
図2に示すように、続いてドライエッチングあるいはウエットエッチングなどのエッチング工程により、フォトレジスト層をマスクとして誘電体層の開口20の位置に導電層14の表面に達するコンタクトホール22が形成される。図3に示すように、フォトレジストを剥がした後、ドープされた多結晶シリコン層あるいは金属層のような導電物コンタクトホール22が満たされLCDパネル10上の駆動トランジスタや他の電気素子と電気的に接続するための電動線や接続プラグが形成される。
【0006】
LCDパネル上の各駆動トランジスタが各ピクセルに対応するので、駆動トランジスタの電気的性能がLCDパネル10の表示の均一性を左右する。LCDパネル10の表示性能を改善するために、残留するフォトレジスト層18によって生じる被害を避けて均一にLCDパネル上のフォトレジスト層18を除去するフォトレジスト除去剤(PR除去剤)としてアミンが基材として含まれる溶液が使用されている。しかし、フォトレジストが剥がされるときに、コンタクトホール22の底にある導電層14がアミンを含んだ除去剤に晒される。その結果、導電層14の表面にしばしば損傷が発生する。これらは点欠陥となり、データ伝送の安定性を低下させ商品の信頼性に影響を与える。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、フォトレジスト除去剤によりフォトレジストが剥がされるときに、コンタクトホールの底にある導電層の表面が損傷するのを防止し、データ伝送の安定性を高め、商品の信頼性を高めることが課題である。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の主たる目的は、上記課題を解決するために導電層の上に保護層を形成する後処理を含むようなLCDパネルのコンタクトホール形成方法を提供することである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明について具体的に説明する。
LCDパネルは基板と基板の表面に配置された導電層と基板上に配置された誘電体層からなっている。まずはじめに、フォトレジスト層が誘電体層の上に形成される。フォトレジスト層は誘電体層に達する開口を含む。エッチングにより開口部の誘電体層が除去されて導電層の表面にまで達するコンタクトホールが形成される。続く後処理により、導電層の上に保護層を形成する。フォトレジスト層が除去された後に保護層が除去され、コンタクトホールを通じて電気的に接続された導電線が誘電体層上に形成される。
【0010】
この発明の利点は、導電層がアミンを含むフォトレジスト除去剤に晒されることを防ぐための保護層を形成する後処理が実施されることである。それ故、この発明による方法は、導電層の損傷を十分に防止し製品の信頼性を改善する。
【0011】
【実施例】
図4から図7に、この発明による、LCDパネル110上にコンタクトホールを形成する方法の概略を示す。図4に示すように、LCDパネル110は基板112、基板112に表面に配置された複数のトランジスタ118、トランジスタ118覆う層間誘電体(ILD)層122などからなっている。各トランジスタは駆動トランジスタとして使用され、基板112の表面に配置された金属ゲート120、金属ゲートの下にあるソースあるいはドレインの機能をもつ導電層114、導電層114と金属ゲート120との間に配置されたゲート酸化膜116などからなっている。この発明の好ましい具体例として、基板112はシリコン基板またはガラス基板からなっている。導電層114は多結晶シリコン層またはドープした多結晶シリコン層で形成される。ILD層122は窒化シリコン層または酸化シリコン層のような誘電体層からなっている。この発明による方法では、まず、ILD層122の上にフォトレジスト層124を形成する写真製版工程が行われる。フォトレジスト層124はコンタクトホールのパターンで位置を決めてILD層の表面まで達する開口126からなる。
【0012】
図5に示すように、ドライエッチングあるいはウエットエッチングなどのエッチング工程により、フォトレジスト層124をマスクとして誘電体層122が除去されて導電層114の表面に達するコンタクトホール128が形成される。その後、導電層114の表面を覆うようにコンタクトホール128の底に保護層130を形成する後処理を行う。保護層130の厚みは100オングストロームより小さい。この発明の好ましい具体例としては、保護層130の厚みは50オングストロームである。
【0013】
この発明の好ましい具体例として、後処理はLCDパネル110にUV光またはエキシマUV光を照射して導電層114の表面に酸化層を形成し保護層130とする方法である。後処理工程の目的が、導電層114がそれに続くプロセスに晒されることを防止するために、保護層を形成することであるということが重要である。それ故、後処理は上記のようなUV光照射に限定されるものではなくて、製造工程の要求から導電層114の表面に保護層130を形成する異なったプロセスでもよい。例えば、保護層130を形成するための後処理として、導電層114の表面をオゾン水で洗うとか、導電層114の表面を酸化するために熱酸化処理または酸素を含むプラズマを利用するとか、導電層114の表面を酸化するために6時間以上導電層114を空気中に晒しておくことができる。
【0014】
さらに、後処理工程は製造工程を簡素化したり、製造コストを削減するために他の工程と統合することもできる。例えば、コンタクトホール128を形成するのにドライエッチングを使う場合、コンタクトホール128形成のエッチング工程で、エッチング用のプラズマに酸素プラズマを加えることで、保護層130が同時に形成される。
【0015】
図6に示すように、アミンを基材とした溶液のようなPR除去剤がLCDパネル110の洗浄とLCDパネル110の上のフォトレジスト層124の除去に使用される。フォトレジスト層が除去された後、保護層130が除去される。それから導電材がILD層122の上に堆積される。導電材の一部分がコンタクトホール128を埋めて導電層124と電気的に接続される。図6と図7に示すように、この電気的接続は他の方法でも可能なことに注目するべきである。図6に示すように、導電材から作られる導電線132がILD層122の上に形成される。導電線132の一部分がコンタクトホール128を埋めてトランジスタ118と電気的に接続される。導電線132はデータ伝送のためのデータバスラインになる。図7では、コンタクトホール128のなかに導電材を堆積させるようなCVDプロセスを使ってコンタクトホール128のなかにコンタクトプラグ134を形成している。コンタクトプラグ134は外部回路との電気的接続に使用される。この発明の好ましい具体例として、希釈したHF溶液が保護層130除去するのに使用され、つづいて導電線132を形成するためのCVDプロセスが行われる。しかし、この発明はここに述べたプロセスに限定されるものではない。製造プロセスの要求により、ここに述べたのと同じ目的を達成するために他のプロセスが使われてもよい。例えば、保護層130を除去し、導電線132またはコンタクトプラグ134を形成することを同時に行うために、スパッタリングプロセスを使ってもよい。
【0016】
この発明は、コンタクトホール128が形成された後で、導電層114の上に保護層130を形成する後処理を行うことを含む。その結果として、PR除去工程でPR除去基材により導電層114の表面に発生する損傷が防止できる。ここではLCDパネルのコンタクトホール形成に注目して述べたけれども、さらに、この発明によるコンタクトホール形成方法はコンタクトホールが形成されるような他の分野にも応用されることに注目するべきである。例えば、この発明による方法は、半導体ウエハにおけるコンタクトホール形成に使うことができるが、特に、コンタクトホールを形成するときに、フォトレジスト層の除去をPR除去基材溶液で行う必要がある金属層をもつ半導体ウエハに応用することができる。
【0017】
以上はこの発明の好ましい一実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。この発明の精神のもとに、当業者のなし得る変形案や代替案が、この発明と同等の効果を有するものは、この発明の特許請求範囲に属するものと解釈されるべきである。
【0018】
【発明の効果】
コンタクトホールを形成する従来技術に対して、この発明はフォトレジスト層が除去される前に保護層が形成されるようなコンタクトホール形成の後処理を含む。結果として、通常の方法ではPR除去基材により損傷する導電層の問題を避けることができる。言い換えれば、この発明はコンタクトホールの形成を十分に改善し、製品の信頼性を高め、コンタクトホールのなかのコンタクトプラグや導電線を通したデータ伝送の安定性を増大させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
【図2】
【図3】は、従来技術によるコンタクトホール形成方法の概略を示す図である。
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】は、この発明によるコンタクトホール形成方法の概略を示す図である。
【符号の説明】
10 LCDパネル
12 基板
14 導電層
16 誘電体層
18 フォトレジスト
20 開口
22 コンタクトホール
110 LCDパネル
112 基板
114 導電層
116 ゲート酸化膜
118 トランジスタ
120 金属ゲート
122 層間誘電体層
124 フォトレジスト層
126 開口
128 コンタクトホール
130 保護層
132 導電層
134 コンタクトプラグ
Claims (36)
- 基板と、基板の表面に配置された導電層と、導電層の上に堆積された誘電体層とを含む液晶表示(LCD)パネルにおいて、誘電体層の上に誘電体層表面に到達する開口部をもつフォトレジスト層を形成する工程と、導電層の表面にまで達するコンタクトホールを上記開口部の誘電体層を除去して形成するエッチングプロセスと、保護層を形成するための後処理とフォトレジストを除去する工程を含むことを特徴とするコンタクトホール形成方法。
- さらにフォトレジスト層を除去した後に、保護層を除去するのを含むことを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- フォトレジスト層を除去した後、誘電体層の上にデータバスを形成し、データバスの一部がコンタクトホールを埋めて導電層と電気的に接続するようにすることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- フォトレジスト層を除去した後に、コンタクトホールにコンタクトプラグを形成することを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- コンタクトプラグが液晶表示パネルの駆動トランジスタとデータバスラインと電気的に接続されて使用されることを特徴とする請求項4に記載するコンタクトホール形成方法。
- エッチングプロセスはドライエッチングであることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- エッチングプロセスはウエットエッチングであることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理として、導電層の表面に紫外線(UV)を照射することを含むことを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理として、導電層の表面をオゾン溶液で洗浄して保護層を形成するのを含むことを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理が熱酸化工程であることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理として、導電層の表面を酸化するために、少なくとも6時間空気中に晒して保護層を形成するのを含むことを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理として、導電層の表面を酸素プラズマにより酸化して保護層を形成するのを含むことを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 導電層が多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 導電層がアモルファスシリコン層であることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 保護層が酸化シリコン層であることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- フォトレジスト除去にPR除去基材溶液が使用されることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- フォトレジスト層を除去するときに、導電層が損傷を受けないように保護層を使うことを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 導電層が液晶表示パネルの駆動トランジスタのソースまたはドレインとして使用されることを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 保護層の厚みは100オングストロームより小さいことを特徴とする請求項1に記載するコンタクトホール形成方法。
- 基板と、基板の表面に配置された導電層と、導電層の上に堆積された誘電体層とを含む半導体ウエハにおいて、誘電体層の上に誘電体層表面に到達する開口部をもつフォトレジスト層を形成する工程と、導電層の表面にまで達するコンタクトホールを上記開口部の誘電体層を除去して形成するエッチングプロセスと、保護層を形成するための後処理とフォトレジストを除去する工程を含むことを特徴とするコンタクトホール形成方法。
- さらにフォトレジスト層を除去した後に、保護層を除去するのを含むことを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- フォトレジスト層を除去した後、誘電体層の上にデータバスを形成し、データバスの一部がコンタクトホールを埋めて導電層と電気的に接続するようにすることを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- フォトレジスト層を除去した後に、コンタクトホールにコンタクトプラグを形成することを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- フォトレジスト層を形成する前に、半導体ウエハの上にゲートを形成することを含むことを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- ゲートは金属ゲートであることを特徴とする請求項24に記載する方法。
- エッチングプロセスはドライエッチングであることを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- エッチングプロセスはウエットエッチングであることを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理として、保護層形成のため、導電層の表面に紫外線(UV)を照射することを含むことを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理として、導電層の表面をオゾン溶液で洗浄して保護層を形成するのを含むことを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理が熱酸化工程であることを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理として、導電層の表面を酸素プラズマにより酸化して保護層を形成するのを含むことを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- 後処理として、導電層の表面を酸化するために、少なくとも6時間空気中に晒して保護層を形成するのを含むことを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- 導電層が多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- 保護層が酸化シリコン層であることを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- フォトレジスト除去にPR除去基材溶液が使用されることを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
- 導電層が液晶表示パネルの駆動トランジスタのソースまたはドレインとして使用されることを特徴とする請求項20に記載するコンタクトホール形成方法。
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