JP3111478B2 - 金属薄膜のテーパーエッチング方法及び薄膜トランジスタ - Google Patents

金属薄膜のテーパーエッチング方法及び薄膜トランジスタ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエット法による金属
薄膜のテーパーエッチング方法に関するものであり、特
に金属配線のテーパー角の均一性と制御性を高めたエッ
チング方法と、該テーパー形状のゲート電極を有する薄
膜トランジスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の金属薄膜のエッチング方法につい
て述べる。図１に示したフローチャートのように、まず
金属薄膜にフェノールノボラック樹脂を主鎖とするフォ
トレジストを用いて通常の写真製版の技術により所定の
形状にパターニングする。次に特開平１ー８６５２４号
公報に示されたテーパーエッチング液を用いてシャワー
法、スプレー法、パドル法など既知の方法でウエットエ
ッチングする。
【０００３】次に金属薄膜のテーパー角制御方法につい
て述べる。例えば図２は特開平１ー８６５２４号公報に
て示されたクロム薄膜での従来のテーパー角制御方法で
ある。図において、イ〜ニはエッチング液温度を示し、
図の横軸はエッチング液中での硝酸濃度を示しており、
図の縦軸は形成された金属配線のエッチング端面での基
板とのなすテーパー角度を示している。
【０００４】従来のＴＦＴの構造は、図５に示すように
ゲート電極の端面が垂直ないしほぼ垂直に近い形状をし
ている。あるいはテーパー形状のゲート電極を形成する
時には、ドライエッチング技術を用いてモリブデン、タ
ンタル等の金属を加工していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の金属薄膜のテー
パーエッチングは以上のように構成されているので、金
属薄膜の膜厚を変更したとき、あるいは任意の角度にテ
ーパー角度を設定したいときには、エッチング液中の硝
酸濃度やエッチング液温度を変更しなければならない等
の問題があった。また、金属薄膜表面は堆積後の経時変
化によって不均一な状態になっているため、テーパー角
度が基板内で不均一に形成される等の問題点があった。
さらにテーパー角度を２０度以下に設定しようとする
と、図２より制御性の悪い範囲で行わなければならない
等の問題があった。
【０００６】さらに従来のＴＦＴにおけるゲート電極端
面形状では、その上に堆積する絶縁膜や金属などのカバ
レージ不良を引き起こし易く、耐圧低下や配線の段切れ
等の不良によるＴＦＴアレイの歩留まりの低下を招いて
いた。さらにドライエッチ技術を用いたテーパー形状の
形成では、プロセスの簡便性やコストの面で不利な状況
にあった。
【０００７】本発明に係る金属薄膜のテーパーエッチン
グ方法及び薄膜トランジスタは、上記のような問題点を
解決するためになされたもので、基板内で均一性の良
い、更にテーパー角２０度以下で制御性の良い金属薄膜
のテーパーエッチングが可能となるエッチング方法を提
供すること、及び配線歩留まりの良い薄膜トランジスタ
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る金属薄膜の
テーパーエッチング方法は、レジスト塗布前に金属薄膜
表面上に遠紫外線照射を行い、フォトレジストを用いて
パターン形成を行い、エッチング液を用いてテーパーエ
ッチングを行うものである。また、硝酸濃度２モル／リ
ットル以上のエッチング液で金属薄膜をウエットエッチ
ングするものである。 また、本発明に係る薄膜トランジ
スタは、上記テーパーエッチング方法により加工した電
極を有するものである。
【０００９】
【作用】本発明に係る金属薄膜のテーパーエッチング方
法は、まずフェノールノボラック樹脂を主鎖とするフォ
トレジストを用いてパターニングし、硝酸濃度２モル／
リットル以上のエッチング液を用いてエッチングするこ
とによって、レジストを剥しながらのテーパーエッチン
グは基本的に可能である。ただしこの場合、前記問題点
等によって基板内テーパー角の均一性及び２０度以下で
の角度制御性が悪くなる。ここでレジストを剥しながら
のエッチングは、金属表面の状態に大きく依存している
ためなんらかの処理が必要となる。レジスト塗布前の金
属表面全体への遠紫外線照射は、前記金属表面状態を均
一化する目的で行っており、この処理によって基板内の
テーパー角の均一化が図られる。
【００１０】一方、テーパー角の制御はレジストの剥が
れる速度を制御することで可能であり、これはレジスト
ー金属表面の密着力の調整によって行うことができる。
すなわちポストベーク温度、時間の調整によって密着力
の制御を行うわけである。
【００１１】次に本発明に係るＴＦＴは、上記のような
方法で加工したテーパー形状を有する電極を用いること
によって、その上に堆積する絶縁膜の表面とゲート電極
表面の距離を均一にし、耐圧を向上させ、かつテーパー
形状に対するカバレージ性の良さを生かし金属配線の段
切れ、マウスホール等の発生をなくすことができる。
【００１２】
【実施例】実施例１． 以下、本発明の一実施例について述べる。まずシリコン
基板あるいは角型ガラス基板等に、例えばスパッタ法な
どでクロム、タンタル、アルミニウム、銅、チタンなど
の金属を５００〜５０００Åに堆積する。次に薄膜表面
に１８５、２５４ｎｍを主波長とする遠紫外線照射を行
う。前記処理の後、通常の写真製版技術を用いて厚さ
０．５〜３μｍのフェノールノボラック樹脂を主鎖とす
るフォトレジストを所定の形状にパターニングする。現
像後、ポストベークを１２０℃で０〜３０分行い、その
後硝酸濃度２モル／リットル以上含むクロムエッチング
液（特開平１ー８６５２４号公報）を用いてディップ
法、スプレー法、パドル法などの既知の方法でエッチン
グすることにより、図３に示すような角度を有するエッ
チング端面を得ることができる。
【００１３】なおレジスト塗布前の金属表面の処理方法
は、遠紫外線照射に限定されるものではなく、例えばプ
ラズマ照射、陽極酸化等の処理でも同様の効果を得るこ
とが可能である。さらにレジストー金属薄膜の密着力の
調整方法のポストベーク条件の変更に関しては、コンベ
クションタイプ、ホットプレートタイプどちらの方式で
も可能であり、ポストベーク条件のみならず現像後の水
洗工程における水洗時間、超純水温度の調整でも同様の
効果を得ることが可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明のテーパーエッチン
グ方法によれば、レジスト塗布前に、金属薄膜表面上に
遠紫外線を照射し、フォトレジストを用いてパターン形
成を行い、エッチング液を用いてテーパーエッチングを
行うので、従来制御の困難であった２０度までのテーパ
ー角を任意に形成することが可能となり、表面状態が均
一化されるため、テーパー角の基板内均一性が向上す
る。また、硝酸濃度２モル／リットル以上のエッチング
液で金属薄膜をウエットエッチングすることにより、所
望の角度を有するエッチング端面が得られる効果があ
る。 また、本発明の薄膜トランジスタによれば、上記テ
ーパーエッチング方法により加工した電極を有するの
で、配線歩留まりの良い薄膜トランジスタを得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のテーパーエッチングプロセスのフローチ
ャート
【図２】従来のテーパーエッチングプロセスでのテーパ
ー角制御方法説明図
【図３】本発明によるテーパーエッチングプロセスでの
テーパー角制御方法説明図
【図４】本発明のテーパーエッチングプロセスのフロー
チャート
【図５】従来のＴＦＴの断面構造図
【図６】本発明によるテーパー形状を有するクロムゲー
ト電極を用いたＴＦＴの断面構造図
【符号の説明】
イ〜ニ テーパーエッチング液温度 ホ ゲート電極エッジ部 ヘ ゲート電極 ト ソース・ドレイン電極 チ ａーＳｉ／ゲート絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/306,21/308 C23F 1/00 - 3/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平面状基板に金属薄膜を堆積し、該基板
    にフォトレジストを所定の形状にパターニングし、該金
    属薄膜をウエットエッチングし所定の形状に金属薄膜を
    テーパエッチングする工程において、フォトレジスト塗
    布前に該金属薄膜表面に遠紫外線照射を行うことを特徴
    とする金属薄膜のテーパーエッチング方法。
  2. 【請求項２】 硝酸濃度２モル／リットル以上のエッチ
    ング液で金属薄膜をウエットエッチングすることを特徴
    とする請求項１記載の金属薄膜のテーパーエッチング方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載のエッチング方法
    により加工した電極を備えたことを特徴とする薄膜トラ
    ンジスタ。
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