JP2004111991A - Contact hole formation method for active matrix substrate - Google Patents
Contact hole formation method for active matrix substrate Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004111991A JP2004111991A JP2003385535A JP2003385535A JP2004111991A JP 2004111991 A JP2004111991 A JP 2004111991A JP 2003385535 A JP2003385535 A JP 2003385535A JP 2003385535 A JP2003385535 A JP 2003385535A JP 2004111991 A JP2004111991 A JP 2004111991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact hole
- forming
- electrode
- etching
- active matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、絶縁性基板上に形成された絶縁膜や半導体膜にコンタクトホールを形成する方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板として絶縁性基板上に形成されたクロムまたはクロム化合物からなる電極と上部電極との電気的コンタクト用の穴(以下、コンタクトホールという)を形成するドライエッチング方法およびドライエッチング後の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a contact hole in an insulating film or a semiconductor film formed on an insulating substrate. More specifically, the present invention relates to a hole for electrical contact between an electrode made of chromium or a chromium compound formed on an insulating substrate as an active matrix substrate used in a liquid crystal display device and an upper electrode (hereinafter referred to as a contact hole). ), And a processing method after dry etching.
マトリックス型液晶表示装置は、通常、半導体薄膜からなる薄膜トランジスタ(thin film transistor、以下、TFTという)が設けられた基板と対向基板との2枚の基板のあいだに液晶が挟持され、この表示材料に対して、画素ごとに選択的に電圧が印加されるようにして構成されている。対向基板上には、対向電極、カラーフィルタおよびブラックマトリクスが設けられている。このようなTFTアレイ基板を用いた液晶表示装置(liquid crystal display、以下、LCDという)を、以下、TFT−LCDという。 In a matrix type liquid crystal display device, a liquid crystal is sandwiched between a substrate provided with a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) composed of a semiconductor thin film and a counter substrate, and a liquid crystal is sandwiched between the substrates. In contrast, the configuration is such that a voltage is selectively applied to each pixel. A counter electrode, a color filter, and a black matrix are provided on the counter substrate. A liquid crystal display (LCD) using such a TFT array substrate is hereinafter referred to as a TFT-LCD.
TFTアレイ基板は、ガラスなどからなる絶縁性基板上に各画素ごとにマトリックス状にTFTおよび画素電極が少なくとも設けられ、その他、配向膜や必要に応じて蓄積容量が設けられるとともに、ゲート配線やソース配線などの信号線が設けられている。 The TFT array substrate is provided with at least TFTs and pixel electrodes in a matrix for each pixel on an insulating substrate made of glass or the like, and further includes an alignment film and, if necessary, a storage capacitor, a gate wiring and a source. A signal line such as a wiring is provided.
このようなTFTアレイ基板を用いた液晶表示装置を作製するにはガラス基板上にTFT、ゲート配線、ソース配線およびその他の共通配線をアレイ状に作製して表示領域とするとともに、入力端子、予備配線および駆動回路などを表示領域の周辺に配設する。このとき、それぞれの機能を発現させるために導電膜や絶縁膜を必要に応じて配設する。また、対向基板上には対向電極を設けるとともにカラーフィルタ、ブラックマトリックスを設ける。 To manufacture a liquid crystal display device using such a TFT array substrate, TFTs, gate wirings, source wirings, and other common wirings are formed in an array on a glass substrate to form a display area, and input terminals and spares. Wiring and driving circuits are arranged around the display area. At this time, a conductive film or an insulating film is provided as needed in order to exert each function. Further, a counter electrode is provided on the counter substrate, and a color filter and a black matrix are provided.
TFTアレイ基板と対向基板とを作製したのち、のちに2枚の基板のあいだに液晶材料が注入されうるように所望の隙間を有する状態にして両基板をその周囲で貼りあわせる。そののち、2枚の基板のあいだの隙間に液晶材料を注入して液晶表示装置を作製する。 (4) After manufacturing the TFT array substrate and the counter substrate, the two substrates are bonded together in a state having a desired gap so that a liquid crystal material can be injected between the two substrates. After that, a liquid crystal material is injected into a gap between the two substrates to manufacture a liquid crystal display device.
液晶表示装置に用いられるTFTアレイ基板や対向基板には、いわゆる薄膜技術を利用して種々の半導体装置や固体装置が設けられている。これらの半導体装置や固体装置には、半導体膜や絶縁膜、導電膜が用いられている。 TFTVarious semiconductor devices and solid-state devices are provided on a TFT array substrate and a counter substrate used for a liquid crystal display device using a so-called thin film technology. Semiconductor films, insulating films, and conductive films are used in these semiconductor devices and solid-state devices.
液晶表示装置においては、画素とゲート配線とをコンタクトさせるために、また、画素とソース配線とをコンタクトさせるため、また、画素とドレイン配線とをコンタクトさせるために、さらに、配線どうしをコンタクトさせるために、層間絶縁膜を介して必要な箇所にコンタクトホールが設けられる。層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールの形成にはドライエッチング法が使われている。ドライエッチングのためのガスとしてはSF6ガス、CF4ガス、又はこれらのガスと酸素ガスや不活性ガスなどとの混合ガスがよく使われている。中でもエッチングレートや、下地膜との選択性の観点から6フッ化イオウガスと酸素ガスの組み合わせが最も一般的である。 In a liquid crystal display device, in order to make a contact between a pixel and a gate wiring, to make a contact between a pixel and a source wiring, to make a contact between a pixel and a drain wiring, and to make a wiring contact. Then, a contact hole is provided at a necessary place via an interlayer insulating film. A dry etching method is used to form a contact hole penetrating the interlayer insulating film. As a gas for dry etching, SF 6 gas, CF 4 gas, or a mixed gas of these gases with an oxygen gas or an inert gas is often used. Among them, a combination of a sulfur hexafluoride gas and an oxygen gas is most common from the viewpoints of an etching rate and selectivity with respect to a base film.
コンタクトホールの形成に関しては、通常、目的の膜に対するフォトレジストのエッチングレートの比をコントロールすることによって、テーパのある穴形状のコンタクトホールを形成する。 (4) Regarding formation of a contact hole, usually, a contact hole having a tapered hole shape is formed by controlling a ratio of an etching rate of a photoresist to a target film.
この際、フッ素ガスに酸素ガスを混合したガスを用いるのであるが、酸素ガスの流量比を増やすとレジストが速くエッチングされ、コンタクトホール寸法が大きくなったりエッチング中にレジストパターンがなくなる場合があるので、酸素ガス流量は他の混合ガスの流量以下に抑えられている。また、エッチング直後には、レジスト表面のダメージ層を取り去るために酸素プラズマ処理がなされるのが一般的である。 At this time, a gas in which oxygen gas is mixed with fluorine gas is used, but if the flow rate ratio of oxygen gas is increased, the resist is quickly etched, and the contact hole size may be increased or the resist pattern may be lost during etching. In addition, the flow rate of the oxygen gas is controlled to be lower than the flow rate of the other mixed gas. Immediately after etching, oxygen plasma treatment is generally performed to remove a damaged layer on the resist surface.
クロムからなる膜(以下、クロム膜という)は、絶縁膜(SiN)のエッチング条件ではほとんどエッチングされない。そのため、クロム膜にはその表面にガスが吸着したり、エッチングによる反応生成物が再付着したりする。したがって、コンタクトホールの上にITOからなる導電膜を成膜したばあいに、クロム膜とITO膜の良好なコンタクトはえられなかった。 膜 A film made of chromium (hereinafter, referred to as a chromium film) is hardly etched under the etching condition of the insulating film (SiN). Therefore, a gas is adsorbed on the surface of the chromium film, or a reaction product by etching is re-adhered to the chromium film. Therefore, when a conductive film made of ITO was formed on the contact hole, good contact between the chromium film and the ITO film could not be obtained.
クロム膜の上に、同じクロムからなるもう1つの膜を形成するばあいのように同じ材料でコンタクトホールを介して接触させた場合、電気抵抗値は低い場合が多い。また、デバイスによっては抵抗値が数kΩでもよい場合もある。よって、とくにこれまで問題とはなっていなかった。しかし、クロム膜配線を形成し、途中に別の工程を経て最後にITO膜を成膜してコンタクトをとるばあいは、単純にこれまでのドライエッチング条件を適用すると、コンタクト抵抗が数MΩ程度と極端に高くなり使用できない。また、表示特性を上げる等、パネルとしての特性上の問題からも抵抗値としては数kΩから一桁以上低下させる必要性が生じてきた。 (4) In the case where the same material is contacted through a contact hole as in the case of forming another film made of the same chromium on the chromium film, the electric resistance value is often low. Further, the resistance value may be several kΩ depending on the device. Therefore, it has not been a problem in particular. However, if a chromium film wiring is formed, an ITO film is formed at the end of another process, and a contact is made, a contact resistance of about several MΩ can be obtained by simply applying the conventional dry etching conditions. It becomes extremely high and cannot be used. Further, from the viewpoint of the characteristics of the panel, such as increasing the display characteristics, it is necessary to reduce the resistance value from several kΩ to one or more digits.
発明者らによる調査の結果、コンタクトホールを介してコンタクトされる配線材料の組合わせのうち下層側にクロムのように絶縁膜に対するエッチング条件ではほとんどエッチングされない材料で、上層側はITOまたはアルミニウム等のように、上層側と下層側とで異種の材料の組合わせとなるばあいに特にコンタクト抵抗が高くなることがわかった。 As a result of the investigations by the inventors, among the combinations of wiring materials contacted through the contact holes, the lower layer is a material which is hardly etched under the etching conditions for the insulating film, such as chromium, and the upper layer is a material such as ITO or aluminum. As described above, it was found that the contact resistance was particularly high when a combination of different materials was used on the upper layer side and the lower layer side.
このような従来の問題を解決し、低いコンタクト抵抗を得ることのできるアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法を提供することを目的とする。 を It is an object of the present invention to solve such a conventional problem and to provide a method for forming a contact hole in an active matrix substrate which can obtain a low contact resistance.
特に、クロム膜とITO膜のコンタクト抵抗を低下させるための検討を行った結果、エッチング条件および、エッチング後の後処理条件によって、コンタクト抵抗を著しく下げることができることがわかった。 In particular, as a result of a study for reducing the contact resistance between the chromium film and the ITO film, it was found that the contact resistance can be significantly reduced depending on the etching conditions and post-treatment conditions after etching.
このような後処理条件の1つとしてエッチング後の、酸素によるプラズマ処理が効果があることがわかった。プラズマ処理による効果は、処理圧力への依存性が強いという特徴がある。従来のレジストアッシング条件はダメージを受けたレジスト表面層の剥離のみを考えているため抵抗を増大させているばあいが多いこともわかった。したがって、レジストアッシング条件の見直しが必要である。とくに、一度酸素プラズマ処理をしてコンタクト抵抗を増大させると、抵抗値を元に戻したり下げたりするということはドライエッチング装置単独で行うのは非常に難しい。 プ ラ ズ マ It was found that plasma treatment with oxygen after etching was effective as one of such post-treatment conditions. The effect of the plasma processing is characterized by a strong dependence on the processing pressure. It was also found that the conventional resist ashing conditions often increase the resistance because only the peeling of the damaged resist surface layer is considered. Therefore, it is necessary to review the resist ashing conditions. In particular, once the oxygen plasma treatment is performed to increase the contact resistance, it is very difficult to restore or reduce the resistance value by using the dry etching apparatus alone.
ドライエッチングでコンタクト抵抗を制御しない手段としては(コンタクト抵抗を増大させてしまったばあいなど)、ウェット処理が有効なばあいがある。しかし、ウェット処理するばあいでも単にクロムがエッチングされるエッチング液によって処理しても好ましい結果をうることができず、酸化剤が入ったエッチング液を用いなければならないということも見出された。 し な い As a means of not controlling the contact resistance by dry etching (for example, when the contact resistance is increased), there is a case where wet processing is effective. However, it has also been found that even in the case of wet treatment, favorable results cannot be obtained even if the treatment is carried out simply by using an etching solution for etching chromium, and that an etching solution containing an oxidizing agent must be used.
また、量産工程における処理枚数などの制約により、前述した手段をとることができないばあいには、ドライエッチング条件のうち酸素ガス流量を増やすことで、解決できる。ただし、穴寸法やテーパ角などの理由によって制約を受けることとなり、酸素プラズマ処理を追加した方が良いばあいもある。 あ い In addition, if the above means cannot be taken due to restrictions on the number of processed wafers in the mass production process, the problem can be solved by increasing the oxygen gas flow rate in the dry etching conditions. However, there is a restriction due to reasons such as a hole size and a taper angle, and in some cases, it is better to add an oxygen plasma treatment.
このようにプラズマ処理することによってクロム電極の表面に付着するガスあるいは生成物が、減少し、または無くなり、上層側のITO膜やその他の導電体と良好なコンタクトがえられることとなる。 プ ラ ズ マ By the plasma treatment, gas or products adhering to the surface of the chromium electrode is reduced or eliminated, and good contact with the upper ITO film or other conductor is obtained.
本発明の請求項1にかかわるコンタクトホール形成方法は、
(1)基板上に設けた第1の電極および該基板を覆って絶縁膜を成膜する工程と、
(2)該絶縁膜をドライエッチングしてパターニングしてコンタクトホールを形成する工程と、
(3)第2の電極を形成して該第2の電極と前記第1の電極とのコンタクトをとる工程と
からなるアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法であって、
前記(2)の工程において、前記コンタクトホールを形成したのち、酸素ガスによるプラズマエッチングによって、第1のクロム電極の表面に吸着したガスや反応生成物を除去することができ、良好なコンタクトがとれるようになる。
The contact hole forming method according to
(1) forming an insulating film over the first electrode provided on the substrate and the substrate;
(2) dry etching and patterning the insulating film to form a contact hole;
(3) a method for forming a contact hole in an active matrix substrate, comprising the steps of: forming a second electrode and making contact between the second electrode and the first electrode;
In the step (2), after the contact hole is formed, a gas or a reaction product adsorbed on the surface of the first chromium electrode can be removed by plasma etching using an oxygen gas, and a good contact can be obtained. Become like
本発明の請求項2にかかわるコンタクトホール形成方法において、前記酸素ガスを用いるプラズマエッチングの処理圧Pが50Pa≦P≦400Paであるので、処理圧が50Paよりも高真空では表面処理の効果が低く、400Paよりも低真空では装置上、酸素プラズマが得られる実用レベルではないので、処理圧Pを50Pa≦P≦400Paとすることが好ましい。
In the contact hole forming method according to
本発明の請求項3にかかわるコンタクトホール形成方法において、前記酸素ガスでの処理圧Pが150Pa≦P≦250Pa程度が実用上表面処理効果を得やすいので好ましい。 In the contact hole forming method according to the third aspect of the present invention, it is preferable that the processing pressure P of the oxygen gas is about 150 Pa ≦ P ≦ 250 Pa because the surface treatment effect is easily obtained in practical use.
本発明の請求項4にかかわるコンタクトホール形成方法において、前記表面処理を前記(2)の工程が行われる処理装置の処理室と同一処理室で行なうことができる。 In the contact hole forming method according to claim 4 of the present invention, the surface treatment can be performed in the same processing chamber as the processing chamber of the processing apparatus in which the step (2) is performed.
本発明の請求項5にかかわるコンタクトホール形成方法において、前記表面処理を前記(2)の工程が行われる処理装置の処理室とは別の処理室または別の処理装置内で行うこともできる。 In the contact hole forming method according to claim 5 of the present invention, the surface treatment may be performed in a processing chamber different from or in a processing chamber of a processing apparatus in which the step (2) is performed.
また、本発明の請求項6にかかわるコンタクトホール形成方法は、
(1)基板上に設けた第1の電極および該基板を覆って絶縁膜を成膜する工程と、
(2)該絶縁膜をドライエッチングしてパターニングしてコンタクトホールを形成する工程と、
(3)第2の電極を形成して該第2の電極と前記第1の電極とのコンタクトをとる工程と
からなるアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法であって、
前記(2)の工程において、前記コンタクトホールを形成したのち、酸素ガスで処理圧Pが100Pa≦P≦400Paで反応性イオンエッチング(reactive ion etching、以下、略してRIEともいう)により前記コンタクトホールを表面処理すれば、やはりコンタクト抵抗を低くすることができる。
Further, the method for forming a contact hole according to claim 6 of the present invention includes:
(1) forming an insulating film over the first electrode provided on the substrate and the substrate;
(2) dry etching and patterning the insulating film to form a contact hole;
(3) a method for forming a contact hole in an active matrix substrate, comprising the steps of: forming a second electrode and making contact between the second electrode and the first electrode;
In the step (2), after the contact hole is formed, the contact hole is formed by reactive ion etching (hereinafter, also abbreviated as RIE) with an oxygen gas at a processing pressure P of 100 Pa ≦ P ≦ 400 Pa. Can also lower the contact resistance.
本発明の請求項7にかかわるコンタクトホール形成方法において、前記酸素ガスでの処理圧Pを150Pa≦P≦250Paで処理すると効果が高いので好ましい。 に お い て In the contact hole forming method according to claim 7 of the present invention, it is preferable to perform the treatment with the oxygen gas at a processing pressure P of 150 Pa ≦ P ≦ 250 Pa, since the effect is high, and thus it is preferable.
本発明の請求項8にかかわるコンタクトホール形成方法において、反応性イオンエッチングにより表面処理する場合でも、前記表面処理を前記(2)の工程が行われる処理装置の処理室で行なうことができる。 In the contact hole forming method according to claim 8 of the present invention, even when the surface treatment is performed by reactive ion etching, the surface treatment can be performed in the processing chamber of the processing apparatus in which the step (2) is performed.
本発明の請求項9にかかわるコンタクトホール形成方法において、前記表面処理を前記(2)の工程が行われる処理装置の処理室とは別の処理室または別の処理装置内で行うこともできる。 In the contact hole forming method according to the ninth aspect of the present invention, the surface treatment may be performed in a processing chamber different from or in a processing chamber of a processing apparatus in which the step (2) is performed.
また、本発明にかかわる他のコンタクトホールの形成方法において、請求項10にかかわるコンタクトホール形成方法は、
(1)基板上に設けた第1の電極および該基板を覆って絶縁膜を成膜する工程と、
(2)該絶縁膜をドライエッチングしてパターニングしてコンタクトホールを形成する工程と、
(3)第2の電極を形成して該第2の電極と前記第1の電極とのコンタクトをとる工程と
からなるアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法であって、
前記(2)の工程において、前記コンタクトホールを形成したのち、硝酸セリウムアンモニウムと硝酸との混合液で前記コンタクトホールの電極表面を処理することにより、工程数は増加するが、コンタクト抵抗を小さくできる効果は大きい。
In another method for forming a contact hole according to the present invention, the method for forming a contact hole according to claim 10 is characterized in that:
(1) forming an insulating film over the first electrode provided on the substrate and the substrate;
(2) dry etching and patterning the insulating film to form a contact hole;
(3) a method for forming a contact hole in an active matrix substrate, comprising the steps of: forming a second electrode and making contact between the second electrode and the first electrode;
In the step (2), after forming the contact hole, the electrode surface of the contact hole is treated with a mixed solution of cerium ammonium nitrate and nitric acid, thereby increasing the number of steps but reducing contact resistance. The effect is great.
本発明によれば、クロム膜上に絶縁膜である窒化ケイ素を成膜し、ドライエッチングによってコンタクトホールを形成し、ITO膜を成膜したばあいでも良好なコンタクトが実現できる。 According to the present invention, good contact can be realized even when silicon nitride as an insulating film is formed on a chromium film, a contact hole is formed by dry etching, and an ITO film is formed.
本発明の請求項1記載の発明によれば、本発明にかかわるコンタクトホールの形成方法は、(1)基板上に設けた第1の電極および該基板を覆って絶縁膜を成膜する工程と、(2)該絶縁膜をドライエッチングしてパターニングしてコンタクトホールを形成する工程と、(3)第2の電極を形成して該第2の電極と前記第1の電極とのコンタクトをとる工程とからなるアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法であって、前記(2)の工程において、前記コンタクトホールを形成したのち、酸素ガス中で適当な処理圧でプラズマエッチングモードでプラズマ処理することにより、コンタクトホール形成時のドライエッチングでついたクロム電極表面の付着物を除去することができ、低い良好なコンタクトがとれるという効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for forming a contact hole according to the present invention, comprising the steps of: (1) forming a first electrode provided on a substrate and forming an insulating film over the substrate; (2) a step of forming a contact hole by dry-etching and patterning the insulating film; and (3) forming a second electrode to make contact between the second electrode and the first electrode. Forming a contact hole in the active matrix substrate in the step (2). After forming the contact hole in the step (2), the contact hole is subjected to plasma processing in an oxygen gas at a suitable processing pressure in a plasma etching mode. In addition, it is possible to remove deposits on the surface of the chromium electrode formed by dry etching at the time of forming a contact hole, and obtain an effect that a good contact can be obtained. To.
本発明の請求項2記載の発明によれば、前記酸素ガスでの処理圧Pが50Pa≦P≦400Paであるので容易に酸素プラズマを得て表面処理できるという効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, since the processing pressure P with the oxygen gas is 50 Pa ≦ P ≦ 400 Pa, there is an effect that oxygen plasma can be easily obtained and surface treatment can be performed.
本発明の請求項3記載の発明によれば、前記酸素ガスでの処理圧Pが150Pa≦P≦250Paであるので表面処理の効果を得やすいという効果を奏する。 According to the third aspect of the present invention, since the processing pressure P with the oxygen gas is 150 Pa ≦ P ≦ 250 Pa, the effect of the surface treatment can be easily obtained.
本発明の請求項4記載の発明によれば、前記表面処理を前記(2)の工程が行われる処理装置の処理室と同一の処理室内で行うことができ、低い抵抗のコンタクトを得る効果を奏する。 According to the invention described in claim 4 of the present invention, the surface treatment can be performed in the same processing chamber as the processing chamber of the processing apparatus in which the step (2) is performed, and the effect of obtaining a low-resistance contact can be obtained. Play.
本発明の請求項5記載の発明によれば、前記表面処理を前記(2)の工程が行われる処理装置の処理室とは別の処理室および別の処理装置のうちいずれかで行うことができ、低い抵抗のコンタクトを得る効果を奏する。 According to the invention described in claim 5 of the present invention, the surface treatment can be performed in one of a processing chamber different from the processing chamber of the processing apparatus in which the step (2) is performed and another processing apparatus. And has the effect of obtaining a low-resistance contact.
本発明の請求項6記載の発明にかかわる他のコンタクトホールの形成方法は、
前記(2)の工程において、前記コンタクトホールを形成したのち、酸素ガス中で適当な処理圧で反応性イオンエッチングモードでプラズマ処理することにより、コンタクトホール形成時のドライエッチングでついたクロム電極表面の付着物を除去することができ、低い良好なコンタクトがとれるという効果を奏する。
Another contact hole forming method according to the invention described in claim 6 of the present invention is as follows.
In the step (2), after forming the contact hole, the surface of the chromium electrode formed by dry etching at the time of forming the contact hole is subjected to plasma processing in a reactive ion etching mode at an appropriate processing pressure in oxygen gas. This has the effect of removing adhering substances and providing good low contact.
本発明の請求項7記載の発明によれば、前記酸素ガスでの処理圧Pが150Pa≦P≦250Paであると高効率に表面処理できるという効果を奏する。 According to the invention of claim 7 of the present invention, when the processing pressure P with the oxygen gas is 150 Pa ≦ P ≦ 250 Pa, there is an effect that surface treatment can be performed with high efficiency.
本発明の請求項8記載の発明によれば、前記表面処理を前記(2)の工程が行われる処理装置の処理室と同一の処理室内で行うことができ、低い抵抗のコンタクトを得る効果を奏する。 According to the invention of claim 8 of the present invention, the surface treatment can be performed in the same processing chamber as the processing chamber of the processing apparatus in which the step (2) is performed, and the effect of obtaining a low-resistance contact can be obtained. Play.
本発明の請求項9記載の発明によれば、前記表面処理を前記(2)の工程が行われる処理装置の処理室とは別の処理室および別の処理装置のうちいずれかで行うことができ、低い抵抗のコンタクトを得る効果を奏する。 According to the ninth aspect of the present invention, the surface treatment may be performed in one of a processing chamber different from the processing chamber of the processing apparatus in which the step (2) is performed and another processing apparatus. And has the effect of obtaining a low-resistance contact.
本発明の請求項10記載の発明にかかわる他のコンタクトホール形成方法は、前記(2)の工程において、前記コンタクトホールを形成したのち、硝酸セリウムアンモニウムと硝酸との混合液で前記コンタクトホールをウェット処理すると、ドライエッチングやレジストアッシング等のプラズマ処理条件にかかわらず、コンタクト抵抗を低くすることができるという効果を奏する。 According to another method for forming a contact hole according to claim 10 of the present invention, in the step (2), after forming the contact hole, the contact hole is wetted with a mixed solution of cerium ammonium nitrate and nitric acid. When the treatment is performed, there is an effect that the contact resistance can be reduced regardless of plasma processing conditions such as dry etching and resist ashing.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
実施の形態1
まず、本発明の一実施の形態にかかわる、アクティブマトリクス基板およびアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法について説明する。図1は、アクティブマトリクス基板中のコンタクトホールの構造を示す断面説明図である。図において、1は絶縁性基板であり、2は第1の電極であるクロム膜のゲート電極であり、3はゲート絶縁膜として設けた絶縁膜であり、4は透明導電膜であり、この導電膜をパターニングして、第2の電極である画素電極を形成する。なお、本実施の形態においては、絶縁膜上などに半導体膜を設けない構造について説明しているが、TFTアレイ基板の設計の都合により半導体膜を設けることもある。このばあい、コンタクトホールが半導体膜をも貫通する場合も生じるが、以下に説明するコンタクトホールの形成方法は、半導体膜をも貫通するばあいにも適用することができる。
First, an active matrix substrate and a method of forming contact holes in the active matrix substrate according to one embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a structure of a contact hole in an active matrix substrate. In the figure, 1 is an insulating substrate, 2 is a gate electrode of a chromium film as a first electrode, 3 is an insulating film provided as a gate insulating film, 4 is a transparent conductive film, and The film is patterned to form a pixel electrode as a second electrode. Note that in this embodiment, a structure in which a semiconductor film is not provided over an insulating film or the like is described; however, a semiconductor film may be provided in consideration of the design of a TFT array substrate. In this case, the contact hole may also penetrate the semiconductor film. However, the method for forming the contact hole described below can be applied to the case where the contact hole also penetrates the semiconductor film.
つぎに、かかるコンタクト部分に示したコンタクトホールの形成方法をコンタクト部分の製造工程にしたがって説明する。 Next, a method for forming the contact hole shown in the contact portion will be described in accordance with the manufacturing process of the contact portion.
まず、第1の工程として、絶縁性基板1の上に成膜されたゲート電極2の上にゲート絶縁膜を成膜する。絶縁性基板1はたとえばガラス板であり、寸法370mm×470mm、厚さ0.7mm程度のものを用い、ゲート電極2は、画素に走査信号を入力するために設けられ、たとえばクロムまたはクロム化合物からなり、スパッタ法によって所望の位置に厚さ400nm程度に形成される。ゲート絶縁膜3は、たとえば窒化ケイ素からなり、CVD法によって、ゲート電極およびゲート電極が形成されていない部分の絶縁性基板1の全面を覆って厚さ400nm程度に形成する。ゲート絶縁膜の材料として窒化ケイ素のかわりに酸化ケイ素なども同様に用いることができる。
First, as a first step, a gate insulating film is formed on the
つぎに、第2の工程として、いわゆるフォトリソグラフィー技術により、コンタクトホールを形成する。すなわち、ゲート絶縁膜3上の所望の位置にレジストパターンをつけてドライエッチングによってコンタクトホールを形成する。レジストは所望の位置に厚さ1.6μm程度に塗布し、乾燥し、160℃でベークされる。ドライエッチングはたとえば6フッ化イオウガス(SF6 gas)と酸素ガスとの混合ガスを用いて圧力16Pa程度、パワー2000W程度という条件で行ない、ゲート絶縁膜に、ゲート電極に達するホールを穴あけする。
Next, as a second step, a contact hole is formed by a so-called photolithography technique. That is, a contact pattern is formed at a desired position on the
つぎに、第3の工程として導電膜4を成膜し、さらにフォトリソグラフィー技術によりパターニングして、コンタクトホールを介してゲート電極と画素電極とのコンタクトをとる。導電膜はたとえばITOであり、スパッタ法によって厚さ100nm程度に形成される。コンタクトホール形成のためのドライエッチング処理中は、クロム膜の表面はプラズマに常にさらされている。この表面が、エッチングガスである程度エッチングできれば、反応ガスがクロム膜の表面についてもすぐに除去されるのであるが、クロムはシリコンおよび窒化シリコンのための一般的なドライエッチング条件ではほとんどエッチングされないので、クロム膜の表面に吸着した、ガスやドライエッチングによる反応生成物(以下、吸着物ともいう)はとれにくい。これらの吸着物によりITO膜とのコンタクトが不良となり、コンタクト抵抗の増大をもたらす。 Next, as a third step, the conductive film 4 is formed, and further patterned by photolithography to make contact between the gate electrode and the pixel electrode through the contact hole. The conductive film is, for example, ITO, and is formed to a thickness of about 100 nm by a sputtering method. During the dry etching process for forming the contact hole, the surface of the chromium film is constantly exposed to the plasma. If this surface can be etched to some extent with an etching gas, the reaction gas is also immediately removed from the surface of the chromium film.However, since chromium is hardly etched under general dry etching conditions for silicon and silicon nitride, It is difficult to remove gas or reaction products by dry etching (hereinafter also referred to as adsorbed substances) adsorbed on the surface of the chromium film. These adsorbed substances cause poor contact with the ITO film, resulting in an increase in contact resistance.
クロム膜の表面の吸着物を少なくする方法の考え方としては、大きく分けて2通りある。エッチング中に付着しないようにするか、または、付着した物をあとから取り除くかである。 考 え 方 There are roughly two ways to reduce the amount of adsorbed substances on the surface of the chromium film. Either do not adhere during etching or remove the adhered matter later.
まず、第1の、エッチング中に付着しないようにする方法としては、エッチングガス中の酸素ガスの比率を多くして、不必要な反応ガスと結合させてチャンバーの外へ排気する方法がある。この方法は、もともとエッチングガス中に若干含まれている酸素ガスの流量比を増やすだけなので、一見簡単な方法である。しかし、酸素ガスの流量比を増やすとレジストのエッチングレートが上がり、パターンシフト(レジストパターンと、エッチングされたパターンの寸法のずれ)が大きくなったり、レジストパターン自体がエッチング中に無くなったりする。したがって、絶縁膜が非常に薄いばあいすなわち、エッチング時間が短いばあいでないと適用不可能である。また、混合ガスの中のフッ素系ガスを、通常よく使われている6フッ化イオウガスではなく、4フッ化炭素ガスとしたのは、クロム膜の表面の吸着量が少なく、コンタクト抵抗が、6フッ化イオウガスを用いたものよりも、約1桁良いことが発明者らによって見出されたためである。 {Circle around (1)} First, as a method for preventing adhesion during the etching, there is a method in which the ratio of oxygen gas in the etching gas is increased to combine with an unnecessary reaction gas and exhaust the gas to the outside of the chamber. This method is a seemingly simple method because the flow rate ratio of the oxygen gas originally contained in the etching gas is slightly increased. However, if the flow rate ratio of the oxygen gas is increased, the etching rate of the resist increases, and the pattern shift (the deviation between the dimensions of the resist pattern and the etched pattern) increases, or the resist pattern itself disappears during the etching. Therefore, it is not applicable unless the insulating film is very thin, that is, if the etching time is short. Further, the fluorine-based gas in the mixed gas is not a commonly used sulfur hexafluoride gas but a carbon tetrafluoride gas because the amount of adsorption on the surface of the chromium film is small and the contact resistance is 6%. This is because the inventors have found that it is about an order of magnitude better than that using sulfur fluoride gas.
絶縁膜の厚さが100nm程度であるばあいのエッチング条件は以下の通りである(RIEは反応性イオンエッチングであることを示す)。
エッチングモード:RIE
高周波電圧電源 :13.56MHz、300W
エッチングガス :4フッ化炭素ガス/30sccmと酸素ガス/80sccmとの混合ガス
ガスの処理圧 :5Pa
電極板間隔 :65mm
電極板温度 :25℃
The etching conditions when the thickness of the insulating film is about 100 nm are as follows (RIE indicates reactive ion etching).
Etching mode: RIE
High frequency voltage power supply: 13.56 MHz, 300 W
Etching gas: Processing pressure of mixed gas of carbon tetrafluoride gas / 30 sccm and oxygen gas / 80 sccm: 5 Pa
Electrode plate interval: 65mm
Electrode plate temperature: 25 ° C
実施の形態1において4フッ化炭素ガス(CF4 gas)と酸素ガスとの混合ガスが用いられ、酸素ガスの流量が4フッ化炭素ガスの流量よりも多くなるように設定した。酸素ガスの流量は総流量の50%以上95%以下であることが好ましい。ここで50%以上と限定する理由は吸着量が増える臨界の比率がこの程度であるためであり、95%以下と限定する理由は酸素ガス流量の比率が大きくなると、窒化シリコンのエッチングレートが落ちるとともに、レジストのエッチングレートが増加し、エッチングが可能な限度であるためである。さらには70%以上95%以下とすることが吸着が起こりにくい点で好ましい。 In the first embodiment, a mixed gas of carbon tetrafluoride gas (CF 4 gas) and oxygen gas is used, and the flow rate of oxygen gas is set to be higher than the flow rate of carbon tetrafluoride gas. The flow rate of the oxygen gas is preferably 50% or more and 95% or less of the total flow rate. Here, the reason for limiting to 50% or more is that the critical ratio at which the amount of adsorption increases is this level, and the reason for limiting to 95% or less is that when the ratio of the flow rate of oxygen gas increases, the etching rate of silicon nitride decreases. At the same time, the etching rate of the resist increases, and the etching is at a possible limit. Further, the content is preferably set to 70% or more and 95% or less in that the adsorption hardly occurs.
なお、実施の形態1のばあいにドライエッチングに用いる混合ガスに不活性ガスをさらに混合するとエッチングレートの面内ばらつきを小さくしてエッチングの均一性を向上することができる。不活性ガスとしては、たとえばアルゴンガスもしくはヘリウムガスまたはその両方を用いることができ、入手の容易なガスを用いてエッチングの均一性を向上できる。不活性ガスを混合するばあいの、混合ガス中の酸素ガスの流量比も50%以上95%以下である。
In addition, in the case of
本実施の形態においては、第2の電極が、ITOからなる透明導電膜である場合を説明したが、第2の電極の材料としては、クロムまたはアルミニウムを用いた場合でも、これまでよりも低いコンタクト抵抗を得ることができる。 In this embodiment, the case where the second electrode is a transparent conductive film made of ITO has been described. However, even when chromium or aluminum is used as the material of the second electrode, the second electrode is lower than before. Contact resistance can be obtained.
実施の形態2
実施の形態2は、窒化ケイ素からなる絶縁膜の厚さが100〜400nm程度のばあいに適用する。
エッチングモード:RIE
高周波電圧電源 :13.56MHz、1000W
エッチングガス :4フッ化炭素ガス/50sccmと酸素ガス/60sccmとの混合ガス
ガスの処理圧 :5Pa
電極板間隔 :65mm
電極板温度 :25℃
Etching mode: RIE
High frequency voltage power supply: 13.56 MHz, 1000 W
Etching gas: processing pressure of mixed gas of carbon tetrafluoride gas / 50 sccm and oxygen gas / 60 sccm: 5 Pa
Electrode plate interval: 65mm
Electrode plate temperature: 25 ° C
ここに示したエッチング条件以外の他の製造条件や用いる電極材料の種類などは実施の形態1と同じであり、実施の形態1と同じ効果を得ることができる。 (4) Manufacturing conditions other than the etching conditions shown here, the types of electrode materials to be used, and the like are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
実施の形態3
実施の形態3において、窒化ケイ素からなる絶縁膜のエッチングの大部分すなわち、全エッチング量の50%以上100%以下を従来の、レジストとの選択比が大きいエッチング条件によって行う。酸素ガスの流量を増やして2段目エッチングおよびオーバーエッチングする。ここでエッチング量を50%以上と限定する理由は50%未満で切り替えた場合、レジストが2段目のエッチングでなくなる場合があり、また、エッチングの均一性からみても50%まではクロム表面が出るおそれはほとんどない。100%以下と限定する理由はクロム電極上に吸着物をつけないためである。この2段階エッチングによって、パターンシフト及びパターン消滅の問題は解決できる。
In the third embodiment, most of the etching of the insulating film made of silicon nitride, that is, 50% or more and 100% or less of the total etching amount is performed under the conventional etching condition having a large selectivity with respect to the resist. Second-stage etching and over-etching are performed by increasing the flow rate of oxygen gas. Here, the reason why the etching amount is limited to 50% or more is that if the switching is performed at less than 50%, the resist may not be etched in the second step, and the chromium surface may be reduced to 50% from the viewpoint of uniformity of etching. There is almost no risk of leaving. The reason for limiting the content to 100% or less is to prevent adsorbed substances from being formed on the chromium electrode. The two-stage etching can solve the problems of pattern shift and pattern disappearance.
2段階エッチングのエッチングガスなどの条件は
1番目 2番目
エッチングモード
(mode):RIE RIE
高周波電圧電源 :13.56MHz、800W 13.56MHz、300W
エッチングガス :4フッ化炭素ガス/ 4フッ化炭素ガス/
250sccmと酸素ガス/ 30sccmと酸素ガス/
110sccmとの混合ガス 80sccmとの混合ガス
ガスの処理圧 :5Pa 5Pa
電極板間隔 :65mm 65mm
電極板温度 :25℃ 25℃
として、1番目と2番目の切り替え点は、EPD(end point detector)で窒素の発光強度をモニターすることによって決定される。2番目の処理時間はエッチングレートを考えて所望の量、たとえば20%程度のオーバーエッチング量となるように決定する。
The conditions such as the etching gas for the two-step etching are first second etching mode (mode): RIE RIE
High frequency voltage power supply: 13.56 MHz, 800 W 13.56 MHz, 300 W
Etching gas: Carbon tetrafluoride gas / Carbon tetrafluoride gas /
250 sccm and oxygen gas / 30 sccm and oxygen gas /
Processing pressure of mixed gas with 110 sccm mixed gas with 80 sccm: 5 Pa 5 Pa
Electrode plate interval: 65mm 65mm
Electrode plate temperature: 25 ° C 25 ° C
The first and second switching points are determined by monitoring the emission intensity of nitrogen with an EPD (end point detector). The second processing time is determined in consideration of an etching rate so as to be a desired amount, for example, an over-etching amount of about 20%.
ここに示したエッチング条件以外の他の製造条件や用いる電極材料の種類などは実施の形態1と同じであり、実施の形態1と同じ効果を得ることができる。 (4) Manufacturing conditions other than the etching conditions shown here, the types of electrode materials to be used, and the like are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
なお、最初の条件はどのようなガスを使用してもよいわけだが、クロム表面に反応生成物が付着する量は、最初のドライエッチング条件に依存する。たとえば6フッ化イオウガスを主体とするエッチング条件で最初のエッチングを行うときには、後処理なしで良好なコンタクトをうることは難しい。また、2番目のエッチング時間を長くしすぎるとやはりレジストがなくなったり、パターンシフトの量が大きくなったりする。 Note that any gas may be used for the first condition, but the amount of the reaction product adhering to the chromium surface depends on the first dry etching condition. For example, when the first etching is performed under etching conditions mainly containing sulfur hexafluoride gas, it is difficult to obtain a good contact without post-processing. On the other hand, if the second etching time is too long, the resist will be lost or the amount of pattern shift will increase.
このような2段階ドライエッチングによって、絶縁膜が厚い場合でもレジストパターンがなくならずにエッチングができる効果を得る。 {Circle around (2)} By such two-stage dry etching, an effect is obtained in which etching can be performed without loss of the resist pattern even when the insulating film is thick.
実施の形態4
以上のように、エッチング中に反応生成物をクロム膜に吸着させないのが実施の形態1〜3であったが、加工条件によっては、反応生成物をクロム膜に吸着させないのはかなり難しいばあいがある。たとえば、ゲート絶縁膜とソース配線上の絶縁膜とを一度にエッチングするばあいがあり、図2は、そのコンタクト部を示した概略断面説明図である。図2に示した符号は、図1と共通に示した1〜4の他、5はソース電極であり、6は絶縁膜であり、11はゲート端子部であり、12はソース端子部である。最下層のゲート電極と、その上の絶縁膜のさらに上のソース配線などの電極に同時にコンタクトホールを形成するばあいなどでは、上の方のソース配線用の電極上に穴が開いたのち、さらに最下層のクロム膜の上に穴を開ける時間だけ(ほとんど倍の時間)、上層のソース配線のクロム膜はエッチングガスのプラズマにさらされていることになる。このようなばあいは後処理が必要となる。
Embodiment 4
As described above, in the first to third embodiments, the reaction product is not adsorbed on the chromium film during the etching. However, depending on the processing conditions, it is quite difficult to prevent the reaction product from being adsorbed on the chromium film. There is. For example, there is a case where the gate insulating film and the insulating film on the source wiring are etched at one time, and FIG. 2 is a schematic sectional explanatory view showing the contact portion. The reference numerals shown in FIG. 2 are the same as 1 to 4 shown in FIG. 1, 5 is a source electrode, 6 is an insulating film, 11 is a gate terminal, and 12 is a source terminal. . For example, when a contact hole is formed simultaneously in the lowermost gate electrode and an electrode such as a source wiring further above the insulating film, a hole is opened in the upper source wiring electrode, and so on. Furthermore, the chromium film of the upper source wiring is exposed to the plasma of the etching gas only for the time required to make a hole on the lowermost chromium film (almost twice as long). In such a case, post-processing is required.
実施の形態4および5に記載するコンタクトホール形成方法はエッチング後に酸素プラズマ処理をさらに行うものである。その酸素プラズマ処理の条件をつぎに示す。
エッチングモード:PE
高周波電圧電源 :13.56MHz、1500W
エッチングガス :酸素ガス/500sccm
ガスの処理圧 :200Pa
電極板間隔 :65mm
電極板温度 :25℃
処理時間 :30sec
In the contact hole forming methods described in the fourth and fifth embodiments, oxygen plasma treatment is further performed after etching. The conditions of the oxygen plasma treatment are shown below.
Etching mode: PE
High frequency voltage power supply: 13.56 MHz, 1500 W
Etching gas: oxygen gas / 500 sccm
Gas processing pressure: 200 Pa
Electrode plate interval: 65mm
Electrode plate temperature: 25 ° C
Processing time: 30 sec
この酸素プラズマ処理は従来より行われているいわゆるライトアッシングとは目的および効果が異なっている。従来行われていた酸素プラズマ処理は、ドライエッチング中にダメージを受けたレジストの表面層を一部取り去るという目的で行われていた。このばあい、レジストのアッシング量のみで条件を決めていたため、コンタクト抵抗を増大させていたばあいが多かった。 This oxygen plasma treatment has a different purpose and effect from the so-called light ashing that has been conventionally performed. Conventionally, the oxygen plasma treatment is performed for the purpose of removing a part of the surface layer of the resist damaged during the dry etching. In this case, since the conditions were determined only by the ashing amount of the resist, there were many cases where the contact resistance was increased.
本実施の形態においては、ドライエッチングによってコンタクトホールを形成したのち、同じ装置内で、または別の装置内で酸素ガスを導入して酸素プラズマを発生し、酸素プラズマでコンタクトホールの電極の表面処理をする。本実施の形態において説明した酸素プラズマ処理条件の他、本実施の形態においては、コンタクトホール形成時のドライエッチングはどのような条件で行なってもよい。また、その他の製造条件や用いる電極材料の種類などは実施の形態1と同じである。 In this embodiment, after a contact hole is formed by dry etching, oxygen plasma is generated by introducing oxygen gas in the same device or another device, and oxygen plasma is used for surface treatment of an electrode of the contact hole. do. In addition to the oxygen plasma processing conditions described in the present embodiment, in this embodiment, dry etching for forming a contact hole may be performed under any conditions. The other manufacturing conditions and the types of electrode materials to be used are the same as in the first embodiment.
このとき、酸素プラズマでの処理圧Pが50Pa≦P≦400Paであることが好ましい。400Paよりも高真空と限定する理由は装置で容易に実現できる限度であるためであり、50Paよりも低真空と限定する理由はコンタクト抵抗を下げるためである。この範囲で従来の設備の改変等必要とせずに酸素プラズマを得ることができ、コンタクト抵抗を低くすることができる。この範囲の中でも150Pa≦P≦250Pa程度の処理圧が実用上、表面処理効果を得やすいので、容易にコンタクト抵抗を低くできる。 At this time, it is preferable that the processing pressure P in the oxygen plasma is 50 Pa ≦ P ≦ 400 Pa. The reason for limiting the vacuum to higher than 400 Pa is the limit that can be easily realized by the apparatus, and the reason for limiting the vacuum to lower than 50 Pa is to reduce the contact resistance. Within this range, oxygen plasma can be obtained without the need for modification of conventional equipment, and the contact resistance can be reduced. Even within this range, a processing pressure of about 150 Pa ≦ P ≦ 250 Pa is practically easy to obtain a surface treatment effect, so that the contact resistance can be easily reduced.
なお、この処理は同一処理装置の同一処理室でエッチング後に連続して処理しても良いし、同一処理装置の別の処理室または、一度真空中から出して別の処理装置に移して処理しても良く、同じ効果を得ることができる。 In addition, this processing may be performed continuously after etching in the same processing chamber of the same processing apparatus, or may be performed in another processing chamber of the same processing apparatus, or once in a vacuum and transferred to another processing apparatus. And the same effect can be obtained.
実施の形態5
実施の形態4においては、プラズマエッチングモードでの酸素プラズマ処理を行なったが、プラズマエッチングモードのかわりに反応性イオンエッチング、以下、RIEという)モードで処理を行うこともできる。RIEモードで処理することの他の条件は実施の形態4と同じである。かかるRIEモードでの処理の条件の一例を示す。
エッチングモード:RIE
高周波電圧電源 :13.56MHz、1000W
エッチングガス :酸素ガス/500sccm
ガスの処理圧 :200Pa
電極板間隔 :135mm
電極板温度 :25℃
処理時間 :30sec
Embodiment 5
In the fourth embodiment, the oxygen plasma processing is performed in the plasma etching mode, but the processing may be performed in a reactive ion etching (hereinafter, referred to as RIE) mode instead of the plasma etching mode. Other conditions for processing in the RIE mode are the same as in the fourth embodiment. An example of processing conditions in the RIE mode will be described.
Etching mode: RIE
High frequency voltage power supply: 13.56 MHz, 1000 W
Etching gas: oxygen gas / 500 sccm
Gas processing pressure: 200 Pa
Electrode plate interval: 135mm
Electrode plate temperature: 25 ° C
Processing time: 30 sec
このとき、酸素ガスでの処理圧Pが100Pa≦P≦400Paであることが好ましい。処理圧は、電源のRFパワーやレジストのアッシングレートなど他のパラメータに応じて最適値を決める。400Paよりも高真空と限定する理由は装置で容易に実現できる限度であるためであり、100Paよりも低真空と限定する理由はコンタクト抵抗を低くするためである。さらに、酸素プラズマでの処理圧Pが150≦P≦250Paとすることによりコンタクト抵抗を低くできる点でとくに好ましい。このようにして酸素プラズマによってコンタクトホールの電極表面を表面処理することにより、表面に形成された反応物を除去することができ、低い値の良好なコンタクトがとれる。 At this time, it is preferable that the processing pressure P with the oxygen gas is 100 Pa ≦ P ≦ 400 Pa. The processing pressure determines an optimum value according to other parameters such as the RF power of the power supply and the ashing rate of the resist. The reason why the vacuum is limited to higher than 400 Pa is the limit that can be easily realized by the apparatus, and the reason that the vacuum is set to be lower than 100 Pa is to reduce the contact resistance. Furthermore, it is particularly preferable that the contact resistance can be reduced by setting the processing pressure P in the oxygen plasma to 150 ≦ P ≦ 250 Pa. By treating the surface of the electrode in the contact hole with the oxygen plasma in this manner, a reactant formed on the surface can be removed, and a good contact with a low value can be obtained.
図3にRIEモードでの酸素プラズマ処理後の35μm角での、クロム膜とITO膜とのコンタクト抵抗について、酸素ガスの処理圧力のコンタクト抵抗への影響を示す。図3によるとコンタクト抵抗は酸素プラズマ条件によってかなり大きく変わり、低真空の方が低い抵抗をうる結果となる。また、図4に酸素プラズマ処理時間とコンタクト抵抗の関係を示す。図4によれば、短時間では充分な効果がえられないばあいがあり、30秒程度の処理は必要であることがわかる。なお、この必要な時間はコンタクトホール形成時のエッチング条件によっても変わる。コンタクト性は酸素プラズマのRFパワーにも影響される。しかも、いったん酸素プラズマ処理でコンタクト抵抗を増大させてしまうと、こののちに追加でプラズマ処理をしてもコンタクト抵抗が改善されないばあいがあり、ここでの酸素プラズマ処理の条件には注意が必要である。なお、この処理は同一処理装置の同一処理室でエッチング後に連続して処理できるし、同一処理装置の別の処理室または、一度真空中から出して別の処理装置に移して行うこともでき、同じ効果を得ることができる。 FIG. 3 shows the influence of the oxygen gas treatment pressure on the contact resistance between the chromium film and the ITO film at 35 μm square after oxygen plasma treatment in the RIE mode. According to FIG. 3, the contact resistance varies considerably depending on the oxygen plasma conditions, and a lower vacuum results in a lower resistance. FIG. 4 shows the relationship between the oxygen plasma processing time and the contact resistance. According to FIG. 4, there is a case where a sufficient effect cannot be obtained in a short time, and it is understood that a process of about 30 seconds is necessary. Note that the required time varies depending on the etching conditions when forming the contact hole. The contact property is also affected by the RF power of the oxygen plasma. Moreover, once the contact resistance is increased by the oxygen plasma treatment, the contact resistance may not be improved even if additional plasma treatment is performed. Care must be taken in the conditions of the oxygen plasma treatment. It is. In addition, this processing can be continuously performed after etching in the same processing chamber of the same processing apparatus, or can be performed in another processing chamber of the same processing apparatus or once out of the vacuum and transferred to another processing apparatus. The same effect can be obtained.
なお、実施の形態4および5ではクロム膜表面がエッチングにさらされる時間が長い場合としたが、絶縁膜が薄い場合ももちろん有効である。 In the fourth and fifth embodiments, the case where the chromium film surface is exposed to the etching for a long time is used. However, the case where the insulating film is thin is also effective.
実施の形態6
また、ドライエッチングの条件または基板処理数の関係で実施の形態1から実施の形態5において説明した対策がとれないときおよび、付着物を逆にとれなくしてしまった場合には、ウェットエッチングで表面層を取り去るという方法もある。ドライエッチングのかわりにウェットエッチングで表面層を取り去ること以外の点は実施の形態4と同じである。
Embodiment 6
Further, when the countermeasures described in
実施の形態6の方法では、通常のドライエッチングののちに硝酸セリウムアンモニウムと硝酸の混合液にドライエッチングした基板をいれ、クロム表面をきれいにする。このばあい、通常はドライエッチング直後に行うが、レジスト除去後でもとくに問題はない。なお、一般的にクロムのエッチング液として用いられている硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液ではコンタクト抵抗を低減させるのは不可能である。しかし、硝酸セリウムアンモニウムと硝酸の混合液を用いると、付着物の除去が可能である。詳しいメカニズムはわかっていないが、他のエッチング液でも、クロム膜をエッチングできるエッチング液の中には、付着物および表面層を除去し、良好なコンタクトを確保できるものがある。 According to the method of the sixth embodiment, the substrate which has been dry-etched is put in a mixed solution of cerium ammonium nitrate and nitric acid after the usual dry etching to clean the chromium surface. In this case, the etching is usually performed immediately after the dry etching, but there is no problem after removing the resist. Note that it is impossible to reduce the contact resistance with a mixed solution of cerium ammonium nitrate and perchloric acid, which is generally used as an etching solution for chromium. However, if a mixed solution of cerium ammonium nitrate and nitric acid is used, it is possible to remove deposits. Although the detailed mechanism is unknown, some of the other etchants that can etch the chromium film can remove the deposits and the surface layer and ensure good contact.
この場合、クロム膜はエッチングされるので、なくならないように表面層だけを取り去るように制御しなければならない。 In this case, since the chromium film is etched, it must be controlled so that only the surface layer is removed so as not to be lost.
実施の形態7
以上、実施の形態1から実施の形態6までに説明したコンタクトホール形成方法にしたがって作製したアクティブマトリクス基板および、このアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置について説明する。
Embodiment 7
As described above, an active matrix substrate manufactured according to the contact hole forming methods described in
アクティブマトリクス基板およびこのアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置の構成およびその製法は従来技術によるものと同様である。 The structure of the active matrix substrate and the liquid crystal display device using the active matrix substrate and the method of manufacturing the same are the same as those according to the prior art.
たとえば、絶縁性基板上にクロム膜を成膜し、パターニングする。その上にゲート絶縁膜である窒化ケイ素膜および半導体層であるシリコン膜をCVDで成膜し、シリコン膜をパターニングして、TFT部分およびその近傍のみに存在するようにする。その上にソース・ドレイン電極であるクロム膜を成膜し、パターニングする。この上に絶縁膜を形成し、実施の形態1から6までに説明したうちのいずれかの方法でコンタクトホールを形成する。そして画素電極であるITO膜を成膜し、パターニングして、アクティブマトリクス基板を完成する。実施の形態1から6までの方法を使ってコンタクトホールを形成するため、コンタクト抵抗が低く、クロム膜上に、ITO膜などを直接コンタクトする構成でアクティブマトリクス基板を作製するプロセスが可能となり、低いコンタクト抵抗が実現できるという効果を得た。また、本発明にかかわるアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置はコンタクト抵抗にかかわる不良発生がない優れた品質を有するという効果を得た。
For example, a chromium film is formed on an insulating substrate and patterned. A silicon nitride film as a gate insulating film and a silicon film as a semiconductor layer are formed thereon by CVD, and the silicon film is patterned so as to be present only in the TFT portion and its vicinity. A chromium film as a source / drain electrode is formed thereon and patterned. An insulating film is formed thereon, and a contact hole is formed by any of the methods described in the first to sixth embodiments. Then, an ITO film as a pixel electrode is formed and patterned to complete an active matrix substrate. Since the contact holes are formed using the methods of
1 絶縁性基板、2 ゲート電極、3 ゲート絶縁膜、4 導電膜、5 ソース電極、6 絶縁膜。 {1} insulating substrate, 2 gate electrode, 3 gate insulating film, 4 conductive film, 5 source electrode, 6 insulating film.
Claims (10)
(2)該絶縁膜をドライエッチングしてパターニングしてコンタクトホールを形成する工程と、
(3)第2の電極を形成して該第2の電極と前記第1の電極とのコンタクトをとる工程と
からなるアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法であって、
前記(2)の工程において、前記コンタクトホールをドライエッチングで形成したのち、酸素ガスによるプラズマエッチングによって前記コンタクトホールを表面処理するアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法。 (1) forming an insulating film over the first electrode provided on the substrate and the substrate;
(2) dry etching and patterning the insulating film to form a contact hole;
(3) a method for forming a contact hole in an active matrix substrate, comprising the steps of: forming a second electrode and making contact between the second electrode and the first electrode;
In the step (2), a method of forming a contact hole in an active matrix substrate, wherein the contact hole is formed by dry etching and then the contact hole is surface-treated by plasma etching with oxygen gas.
(2)該絶縁膜をドライエッチングしてパターニングしてコンタクトホールを形成する工程と、
(3)第2の電極を形成して該第2の電極と前記第1の電極とのコンタクトをとる工程と
からなるアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法であって、
前記(2)の工程において、前記コンタクトホールを形成したのち、酸素ガス中で処理圧Pが100Pa≦P≦400Paで反応性イオンエッチングモードにより前記コンタクトホールを表面処理するアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法。 (1) forming an insulating film over the first electrode provided on the substrate and the substrate;
(2) dry etching and patterning the insulating film to form a contact hole;
(3) a method for forming a contact hole in an active matrix substrate, comprising the steps of: forming a second electrode and making contact between the second electrode and the first electrode;
In the step (2), after forming the contact hole, forming a contact hole on the active matrix substrate, the surface of which is treated in a reactive ion etching mode at a processing pressure P of 100 Pa ≦ P ≦ 400 Pa in oxygen gas. Method.
(2)該絶縁膜をドライエッチングしてパターニングしてコンタクトホールを形成する工程と、
(3)第2の電極を形成して該第2の電極と前記第1の電極とのコンタクトをとる工程と
からなるアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法であって、
前記(2)の工程において、前記コンタクトホールを形成したのち、硝酸セリウムアンモニウムと硝酸との混合液で前記コンタクトホールの電極表面を処理するアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法。 (1) forming an insulating film over the first electrode provided on the substrate and the substrate;
(2) dry etching and patterning the insulating film to form a contact hole;
(3) a method for forming a contact hole in an active matrix substrate, comprising the steps of: forming a second electrode and making contact between the second electrode and the first electrode;
In the step (2), a method for forming a contact hole in an active matrix substrate, wherein after forming the contact hole, an electrode surface of the contact hole is treated with a mixed solution of cerium ammonium nitrate and nitric acid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003385535A JP3947515B2 (en) | 1997-05-27 | 2003-11-14 | Contact hole forming method of active matrix substrate |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13725597 | 1997-05-27 | ||
JP2003385535A JP3947515B2 (en) | 1997-05-27 | 2003-11-14 | Contact hole forming method of active matrix substrate |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12801198A Division JP3587683B2 (en) | 1997-05-27 | 1998-05-12 | Active matrix substrate, method for forming contact hole in the substrate, and liquid crystal display device using the substrate |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006339147A Division JP4402684B2 (en) | 1997-05-27 | 2006-12-15 | Contact hole forming method of active matrix substrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004111991A true JP2004111991A (en) | 2004-04-08 |
JP3947515B2 JP3947515B2 (en) | 2007-07-25 |
Family
ID=32299917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003385535A Expired - Fee Related JP3947515B2 (en) | 1997-05-27 | 2003-11-14 | Contact hole forming method of active matrix substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3947515B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006023388A (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Kobe Steel Ltd | Display device and method for manufacturing the same |
JP2008041856A (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dry etching method |
US7758760B2 (en) | 2006-01-27 | 2010-07-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method of manufacturing the same |
JP2010256910A (en) * | 2010-05-27 | 2010-11-11 | Kobe Steel Ltd | Display device and manufacturing method thereof |
-
2003
- 2003-11-14 JP JP2003385535A patent/JP3947515B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006023388A (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Kobe Steel Ltd | Display device and method for manufacturing the same |
JP4541787B2 (en) * | 2004-07-06 | 2010-09-08 | 株式会社神戸製鋼所 | Display device |
US7758760B2 (en) | 2006-01-27 | 2010-07-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method of manufacturing the same |
JP2008041856A (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dry etching method |
JP2010256910A (en) * | 2010-05-27 | 2010-11-11 | Kobe Steel Ltd | Display device and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3947515B2 (en) | 2007-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6414730B1 (en) | Liquid crystal display device and method for manufacturing the same | |
JP4458563B2 (en) | Thin film transistor manufacturing method and liquid crystal display device manufacturing method using the same | |
US5777702A (en) | Liquid crystal display device and method of fabricating the same by patterning semiconductor, insulator, and gatelines with single mask | |
KR100575233B1 (en) | Fabrication method of liquid crystal display device | |
US5995174A (en) | Liquid crystal display apparatus with source/drain electrodes and pixel electrode formed by the same material | |
US5963826A (en) | Method of forming contact hole and multilayered lines structure | |
JP3288615B2 (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
KR100202231B1 (en) | A method for producting lcd device and structure of the lcd device | |
JP3324730B2 (en) | TFT substrate and manufacturing method thereof | |
US20210225903A1 (en) | Etching method, manufacturing method of thin film transistor, process device and display device | |
JP3587683B2 (en) | Active matrix substrate, method for forming contact hole in the substrate, and liquid crystal display device using the substrate | |
JP3947515B2 (en) | Contact hole forming method of active matrix substrate | |
US6890856B2 (en) | Method for eliminating process byproduct during fabrication of liquid crystal display | |
JP2004241395A (en) | Method of patterning multilayer film and multilayer wiring electrode | |
KR100351220B1 (en) | Contact hole formation method of active matrix substrate | |
GB2315245A (en) | Etching a hole in an organic passivation layer for an LCD | |
JP2737982B2 (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
JP4402684B2 (en) | Contact hole forming method of active matrix substrate | |
KR100603844B1 (en) | The method for fabricating the pixel electrode in the liquid crystal display | |
JPH08339974A (en) | Thin film transistor and manufacture thereof | |
KR20010083687A (en) | method for fabricating the array substrate for liquid crystal display device | |
JP2001102362A (en) | Forming method of contact hole and liquid crystal display device manufactured therethrough | |
JP2776336B2 (en) | Thin film transistor and method of manufacturing thin film transistor | |
JP2004103680A (en) | Method of forming contact hole and liquid crystal display device | |
KR20010056769A (en) | Liquid crystal display and method for fabricating the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070413 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
S631 | Written request for registration of reclamation of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313632 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100420 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100420 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110420 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120420 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120420 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130420 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130420 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140420 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |