JP3491470B2 - Dry etching method and method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents

Dry etching method and method for manufacturing liquid crystal display device

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JP3491470B2
JP3491470B2 JP30221196A JP30221196A JP3491470B2 JP 3491470 B2 JP3491470 B2 JP 3491470B2 JP 30221196 A JP30221196 A JP 30221196A JP 30221196 A JP30221196 A JP 30221196A JP 3491470 B2 JP3491470 B2 JP 3491470B2
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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】本発明はドライエッチング方
法に係り、特に、金属クロム薄膜を精度良くパターニン
グする際に効果的なエッチングガスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method and, more particularly, to an etching gas effective for patterning a metal chromium thin film with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属クロム薄膜のエッチング方法として
は、一般にウエットエッチングが用いられている。これ
は、エッチングレートが高く、大面積化が容易で、管理
も比較的簡便であり、さらに量産性が高いためである。
2. Description of the Related Art Wet etching is generally used as a method for etching a metal chromium thin film. This is because the etching rate is high, the area can be easily increased, the management is relatively simple, and the mass productivity is high.

【0003】一方、金属クロム薄膜は成膜方法や成膜条
件によって膜質が異なり、この膜質の差によって、エッ
チングレートやパターニング特性が異なる。例えば金属
クロムをターゲットとしてアルゴン等の不活性ガス雰囲
気中でスパッタリングを行う方法により金属クロム薄膜
を形成する場合、アルゴンガスの圧力を低くする程、薄
膜内の金属クロムの結晶粒が大きく成長し、薄膜の比抵
抗は低くなる。しかし、結晶粒が大きくなることによっ
て、エッチングレートが低下するとともに、パターニン
グ形状が粗くなり、パターニング精度も低下するという
問題がある。
On the other hand, the metal chromium thin film has a different film quality depending on the film forming method and film forming conditions, and the etching rate and the patterning characteristics differ depending on the film quality difference. For example, when forming a metal chromium thin film by a method of performing sputtering in an inert gas atmosphere such as argon with a target of metal chromium, the lower the pressure of the argon gas, the larger the crystal grains of metal chromium in the thin film grow, The specific resistance of the thin film is low. However, since the crystal grains become large, the etching rate decreases, the patterning shape becomes rough, and the patterning accuracy also decreases.

【0004】このように、金属クロム薄膜の比抵抗とパ
ターニング性とは相反する関係にあり、比抵抗を小さく
することを重視すると、パターニング精度が得られない
という問題点がある。
As described above, the specific resistance of the metal chromium thin film and the patterning property are in a contradictory relationship, and if the importance is placed on reducing the specific resistance, patterning accuracy cannot be obtained.

【0005】さらに、上記金属クロム薄膜においては、
スパッタリングの条件を同一にしても、ターゲット表面
の組成が経時変化することによって膜質が変化すること
もあるため、金属クロム薄膜の膜質は非常に不安定であ
る。
Further, in the above metal chromium thin film,
Even if the sputtering conditions are the same, the film quality of the metallic chromium thin film is very unstable because the composition of the target surface may change over time.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記金属クロム薄膜の
成膜においては、比抵抗を重視した成膜条件で実施され
る場合が多いため、エッチングレートの制御が困難であ
り、金属クロム薄膜のパターニング時に通常行われてい
るウエットエッチングにおいては、エッチング時間を管
理することによってエッチング量を調節していることか
ら、エッチング不足によりエッチング残りが発生した
り、エッチング過多によりサイドエッチングが発生して
パターンの細りが頻発するという問題点がある。
In the film formation of the metal chromium thin film described above, the etching rate is difficult to control because it is often carried out under the film forming conditions that place importance on the specific resistance. In wet etching, which is usually performed at times, the etching amount is adjusted by controlling the etching time.Therefore, etching residue may occur due to insufficient etching, or side etching may occur due to excessive etching, resulting in pattern thinning. There is a problem that occurs frequently.

【0007】この解決策として、フォトリソグラフィ、
ウエットエッチング工程を2回繰り返す方法がある。し
かし、この方法では、工程数が2倍になるため、量産性
が損なわれるという問題点がある。
As a solution to this problem, photolithography,
There is a method of repeating the wet etching process twice. However, this method has a problem that the number of steps is doubled, which impairs mass productivity.

【0008】また、金属クロム薄膜の下地に段差が形成
されている場合には、金属クロムのパターニングの際
に、当該段差に沿ってエッチング液が金属クロム薄膜と
下地との間に沁み込み、金属クロム薄膜のパターンが侵
食されたり、極端な場合にはパターン切れを起こしたり
するという問題点がある。
Further, when a step is formed on the underlayer of the metal chromium thin film, the etching liquid permeates along the step during the patterning of the metal chromium, and the metal etches between the metal chromium thin film and the underlayer. There is a problem that the pattern of the chromium thin film is eroded or, in an extreme case, the pattern is broken.

【0009】これらの各問題点を解決するために、ドラ
イエッチング法を検討した。金属クロム薄膜のドライエ
ッチングとしては、通常、塩素ガスと酸素ガスの混合ガ
スが使用される。エッチング方法としては、反応性イオ
ンエッチング(以下、単に「RIE」という。)と、プ
ラズマエッチング(以下、単に「PE」という。)とが
ある。金属クロム薄膜に対してはRIEモードのエッチ
ングでは反応速度が300Å/分以下ときわめて遅いた
め、PEモードで行うことが現実的である。
In order to solve each of these problems, a dry etching method was examined. For dry etching of the metal chromium thin film, a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas is usually used. As an etching method, there are reactive ion etching (hereinafter, simply referred to as “RIE”) and plasma etching (hereinafter, simply referred to as “PE”). Since the reaction rate of RIE mode etching for a metal chromium thin film is extremely slow at 300 Å / min or less, it is realistic to perform it in PE mode.

【0010】このドライエッチングにおいては、金属ク
ロムをまず酸化クロムとし、この酸化クロムを塩素と反
応させて気化させるため、必ず酸素ガスを使用する必要
があるが、この酸素ガスには、薄膜パターンのマスクと
して用いられるレジストをアッシングする作用があり、
レジストパターンが酸素ガスによって細るという問題点
があり、このために、パターニング精度が得られにく
く、パターニングのばらつきも発生するという欠点があ
る。
In this dry etching, the metallic chromium is first converted to chromium oxide, and since this chromium oxide is reacted with chlorine to be vaporized, it is necessary to always use oxygen gas. Has the effect of ashing the resist used as a mask,
There is a problem that the resist pattern is thinned by the oxygen gas, which makes it difficult to obtain patterning accuracy and causes patterning variations.

【0011】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、金属クロム薄膜をドライエッチン
グによってパターニングする方法において、パターニン
グ精度を犠牲にすることなく、迅速に処理することがで
き、しかも、パターニングのばらつきの少ない実用的な
方法を得ることにある。
Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the problem is that in a method of patterning a metal chromium thin film by dry etching, rapid processing can be performed without sacrificing patterning accuracy. Moreover, it is to obtain a practical method with little variation in patterning.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、金属クロムの表面上にマスク
を形成した状態でドライエッチングにより前記金属クロ
ムを前記マスクの所定パターンに応じてエッチングする
ドライエッチング方法において、塩素ガス、酸素ガス及
びCH4の少なくとも3成分系よりなるエッチングガス
を用い、前記エッチングガスに対する前記塩素ガスの流
量比を7対4とするとき、前記エッチングガスに対する
前記CH4の流量比を7対0.75より少ない範囲とす
ることを特徴とするドライエッチング方法である。
Means for Solving the Problems The means taken by the present invention to solve the above-mentioned problems are to dry the metal chrome according to a predetermined pattern of the mask by dry etching with a mask formed on the surface of the metal chrome. In a dry etching method of etching by using an etching gas composed of at least a ternary system of chlorine gas, oxygen gas and CH 4 , when the flow rate ratio of the chlorine gas to the etching gas is 7: 4, The dry etching method is characterized in that the flow rate ratio of CH 4 is set to a range of less than 7: 0.75.

【0013】 さらに、金属クロムの表面上にマスクを
形成した状態でドライエッチングにより前記金属クロム
を前記マスクの所定パターンに応じてエッチングするド
ライエッチング方法において、塩素ガス、酸素ガス及び
CH3OHの少なくとも3成分系よりなるエッチングガ
スを用い、前記エッチングガスに対する前記塩素ガスの
流量比を7対4とするとき、前記エッチングガスに対す
る前記CH3OHの流量比を7対0.75より少ない範
囲とすることを特徴とする。
Furthermore, in a dry etching method of etching the metal chromium according to a predetermined pattern of the mask by dry etching with a mask formed on the surface of the metal chromium, at least chlorine gas, oxygen gas and CH 3 OH are used. When an etching gas of a three-component system is used and the flow rate ratio of the chlorine gas to the etching gas is 7: 4, the flow rate ratio of the CH 3 OH to the etching gas is set to a range less than 7: 0.75. It is characterized by

【0014】これらの手段によれば、塩素ガス及び酸素
ガスに加えて、CH4またはCH3OHの有機系ガスを混
合してエッチングを行うことによって、パターニング性
を損なうことなくエッチングレートを向上させることが
できる。
According to these means, in addition to chlorine gas and oxygen gas, an organic gas of CH 4 or CH 3 OH is mixed for etching, thereby improving the etching rate without impairing the patterning property. be able to.

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】 また、本発明の液晶表示装置は、少なく
とも一方の基板に金属クロム層を有し、前記金属クロム
の表面上にマスクを形成した状態でドライエッチングに
より前記金属クロムを前記マスクの所定パターンに応じ
てエッチングする液晶表示装置の製造方法において、前
記のドライエッチング方法によって前記金属クロムをド
ライエッチングすることを特徴とする。
In addition, the liquid crystal display device of the present invention has a metal chromium layer on at least one substrate, and dry-etches the metal chromium into a predetermined pattern on the mask in a state where a mask is formed on the surface of the metal chromium. According to the method of manufacturing a liquid crystal display device, the metal chromium is dry-etched by the dry etching method.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る実施形態について説明する。図1には本発明に係
るドライエッチング方法に用いるドライエッチング装置
の概略構造を示す。このドライエッチング装置は平行平
板型の装置であり、比較的大面積の基板表面を均一に処
理することが可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic structure of a dry etching apparatus used in the dry etching method according to the present invention. This dry etching apparatus is a parallel plate type apparatus and is capable of uniformly processing the surface of a substrate having a relatively large area.

【0026】この装置においては、真空容器10の内部
に上部電極11と下部電極12とが所定間隔になるよう
に平行に対向配置されている。上部電極11と下部電極
12とは共に平板状の板面を備え、下側の下部電極12
の板面上に基板20がセットされている。
In this apparatus, the upper electrode 11 and the lower electrode 12 are arranged in parallel inside the vacuum container 10 so as to face each other at a predetermined interval. Both the upper electrode 11 and the lower electrode 12 have flat plate surfaces, and the lower lower electrode 12
The substrate 20 is set on the plate surface of.

【0027】上部電極11は真空容器10の外部に配置
された高周波電源13に接続されており、13.56M
Hzの高周波電位(交流電位)が印加されるように構成
されている。なお、真空容器10と下部電極12には配
線14を介して接地電位が供給されている。
The upper electrode 11 is connected to a high-frequency power source 13 arranged outside the vacuum container 10, and 13.56 M
A high frequency electric potential (AC electric potential) of Hz is applied. A ground potential is supplied to the vacuum container 10 and the lower electrode 12 via the wiring 14.

【0028】上部電極11には、図示しないガス供給系
に接続されたガス導入管15が接続されている。ガス供
給系は、複数種類の気体を収容したガスボンベからそれ
ぞれ所定の流量でガスを導き出し、混合して供給するよ
うに構成されており、例えばマスフローコントローラを
介して各気体の流量を適宜調整して供給できるように構
成されている。上部電極11に導入されたガスは、上部
電極11において多数の開口部を備えたシャワーヘッド
状の底面部11aから真空容器10内に供給される。こ
のように上部電極11を形成することによってエッチン
グの均一性を向上させることができる。
A gas introduction pipe 15 connected to a gas supply system (not shown) is connected to the upper electrode 11. The gas supply system is configured to draw out gases at predetermined flow rates from gas cylinders containing a plurality of types of gases, mix the gases, and supply the gases, for example, by appropriately adjusting the flow rates of the gases via a mass flow controller. It is configured so that it can be supplied. The gas introduced into the upper electrode 11 is supplied into the vacuum container 10 from the shower head-shaped bottom surface portion 11 a having a large number of openings in the upper electrode 11. By forming the upper electrode 11 in this way, the uniformity of etching can be improved.

【0029】また、真空容器10には図示しないガス排
気系(例えば真空ポンプ)に接続された排気管16が接
続されている。この排気管16からの排気によって、処
理中における真空容器10内の圧力をほぼ一定に制御で
きるように、公知の圧力制御系が設けられている。
An exhaust pipe 16 connected to a gas exhaust system (not shown) (for example, a vacuum pump) is connected to the vacuum container 10. A known pressure control system is provided so that the pressure in the vacuum container 10 during processing can be controlled to be substantially constant by the exhaust from the exhaust pipe 16.

【0030】本実施形態は、基板20上に形成された金
属クロム薄膜をパターニングする工程に用いる方法であ
る。基板20上に金属クロム薄膜を形成するケースとし
ては、図2に示すように、アクティブマトリクス型の液
晶パネルの素子側基板上にMIM素子を形成するために
一方の電極層をCrで形成する場合がある。
This embodiment is a method used in the step of patterning a metallic chromium thin film formed on the substrate 20. As a case of forming a metal chromium thin film on the substrate 20, as shown in FIG. 2, when one electrode layer is formed of Cr for forming an MIM element on the element side substrate of an active matrix type liquid crystal panel, There is.

【0031】この場合、基板20は透明な無アルカリガ
ラスで構成されており、基板20の表面上にTaを数百
Å程度スパッタリングによって堆積させ、熱酸化によっ
て酸化Taからなる下地層(図示せず。)を形成する。
この下地層は基板20と以下に述べる上層との間の密着
性を向上させるためのものである。
In this case, the substrate 20 is made of transparent non-alkali glass, and Ta is deposited on the surface of the substrate 20 by sputtering by several hundred Å, and a base layer (not shown) made of Ta oxide is formed by thermal oxidation. .) Is formed.
This underlayer is for improving the adhesion between the substrate 20 and the upper layer described below.

【0032】次に、再びTaをスパッタリング法によっ
て2〜3千Å程度の厚さに堆積させ、通常のフォトリソ
グラフィ法によってパターニングして配線層21を形成
する。この配線層21は素子側基板である基板20上の
画素領域毎に突出した第1電極部21aを一体に備えて
いる。さらに、これら配線層21及び第1電極部21a
の表面上に陽極酸化法によって厚さ500Å程度の薄い
絶縁膜(図示せず。)を形成する。
Next, Ta is deposited again by sputtering to a thickness of about 2 to 3,000 liters, and patterned by a normal photolithography method to form the wiring layer 21. The wiring layer 21 is integrally provided with a first electrode portion 21a protruding for each pixel region on the substrate 20 which is the element side substrate. Further, the wiring layer 21 and the first electrode portion 21a
A thin insulating film (not shown) having a thickness of about 500Å is formed on the surface of the substrate by anodization.

【0033】次に、上記絶縁膜の上からCrをスパッタ
リング法によって、一部が第1電極部21上にかかるよ
うに厚さ800Å程度の金属クロム薄膜を被着する。こ
の金属クロム薄膜をパターニングするのに、上記図1に
示すドライエッチング装置が使用される。金属クロム薄
膜は、パターニングによって、第1電極部21aの上に
交差するように重なる電極部22aと、この電極部22
aから伸びて広がった画素接触部22bとを有する図2
に示すような平面パターンに形成された第2電極層22
となる。
Next, a chromium metal thin film having a thickness of about 800 Å is deposited on the insulating film by a sputtering method so as to partially cover the first electrode portion 21. The dry etching apparatus shown in FIG. 1 is used to pattern the metal chromium thin film. The metal chrome thin film is formed by patterning the electrode portion 22a that overlaps the first electrode portion 21a so as to intersect with the first electrode portion 21a and the electrode portion 22a.
2 with a pixel contact portion 22b extending from and extending from a.
Second electrode layer 22 formed in a plane pattern as shown in FIG.
Becomes

【0034】最後に、第2電極層22の画素接触部22
bの上に重なるように、画素電極である透明電極23が
ITO(インジウムスズ酸化物)によって形成される。
Finally, the pixel contact portion 22 of the second electrode layer 22.
The transparent electrode 23, which is a pixel electrode, is formed of ITO (indium tin oxide) so as to overlap with b.

【0035】図2に示す金属クロム薄膜をエッチングし
て第2電極層22をパターン形成するには、基板20の
表面上にレジストを塗布して露光し、第2電極層22の
形成部分をレジストで被覆した状態とし、このレジスト
をマスクとしてエッチング処理を行う。
In order to pattern the second electrode layer 22 by etching the metal chromium thin film shown in FIG. 2, a resist is applied on the surface of the substrate 20 and exposed, and the portion where the second electrode layer 22 is formed is resist-coated. Etching is performed using this resist as a mask.

【0036】この場合、第1電極部21aと第2電極層
22とが絶縁膜を介して積層する部分は図2に示す接合
面S(斜線部)となり、この接合面Sの面積がMIM素
子の接合面積となる。したがって、接合面Sの面積はM
IM素子の特性を決定する重要なファクターである。例
えば、接合面Sの面積はMIM素子の接合容量を決定
し、その結果、液晶容量とMIM容量との比が定まっ
て、MIM素子のオン抵抗が決まり、画素電極への書き
込み特性が決定される。
In this case, the portion where the first electrode portion 21a and the second electrode layer 22 are laminated via the insulating film is the joint surface S (hatched portion) shown in FIG. 2, and the area of this joint surface S is the MIM element. It becomes the joint area of. Therefore, the area of the joint surface S is M
This is an important factor that determines the characteristics of the IM device. For example, the area of the junction surface S determines the junction capacitance of the MIM element, and as a result, the ratio between the liquid crystal capacitance and the MIM capacitance is determined, the ON resistance of the MIM element is determined, and the writing characteristic to the pixel electrode is determined. .

【0037】上記MIM素子の接合面Sの面積は、第1
電極部21aのパターン形状と、第2電極層22のパタ
ーン形状とによって決定される。したがって、第2電極
層22のパターニング精度やパターンのばらつきはMI
M素子の特性の精度及び特性ばらつきに直接影響する。
The area of the bonding surface S of the MIM element is the first
It is determined by the pattern shape of the electrode portion 21a and the pattern shape of the second electrode layer 22. Therefore, the patterning accuracy of the second electrode layer 22 and the variation in the pattern are MI.
It directly affects the accuracy and variation of the characteristics of the M element.

【0038】次に、上記第2電極層22のパターニング
工程におけるエッチング処理について説明する。このエ
ッチング処理は上記図1に示すドライエッチング装置を
用いて行う。この場合に、真空容器10内に導入するエ
ッチングガスは、通常は金属クロムをエッチングするた
めの塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いる。この混
合ガスの導入によって活性化された酸素イオンと塩素イ
オンが発生し、以下の式とに示す反応が金属クロム
薄膜に対して起こり、エッチング作用が進行する。
Next, the etching process in the patterning process of the second electrode layer 22 will be described. This etching process is performed using the dry etching apparatus shown in FIG. In this case, the etching gas introduced into the vacuum chamber 10 is usually a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas for etching metallic chromium. Oxygen ions and chlorine ions activated by the introduction of this mixed gas are generated, the reaction represented by the following formula occurs with respect to the metal chromium thin film, and the etching action proceeds.

【0039】 Cr + XO2- → CrOX … CrOX + (2−X)O2- + 2Cl- → CrO2 Cl2 ↑ … すなわち、式に示すように金属クロムは活性化された
酸素イオンと反応して酸化クロムとなり、この酸化クロ
ムが式に示すように活性化された酸素イオン及び塩素
イオンと反応して気化するのである。
Cr + XO 2- → CrO X ... CrO X + (2-X) O 2- + 2Cl → CrO 2 Cl 2 ↑ ... That is, metallic chromium is activated oxygen ions as shown in the formula. It reacts to form chromium oxide, and this chromium oxide is vaporized by reacting with activated oxygen ions and chlorine ions as shown in the formula.

【0040】ここで、上記式及びに示すように、エ
ッチング反応には酸素が不可欠であるが、この酸素は通
常のレジスト層をアッシングして、エッチング中にレジ
ストを細らせるという問題点がある。このレジストに対
するアッシング作用は、金属クロム薄膜のパターニング
精度を低下させ、液晶パネル内の画素毎の第2電極層の
パターンのばらつき、ひいてはMIM素子の特性のばら
つきを生ずるため、表示ムラを招くという問題点があ
る。
Here, as shown in the above equations and, oxygen is indispensable for the etching reaction, but there is a problem that this oxygen ashes the ordinary resist layer and thins the resist during etching. . The ashing action on the resist lowers the patterning accuracy of the metal chrome thin film, and causes variations in the pattern of the second electrode layer for each pixel in the liquid crystal panel and eventually variations in the characteristics of the MIM element, which causes display unevenness. There is a point.

【0041】本実施形態では、上記問題点を解決するた
めに、上記混合ガスにさらに有機系ガスを添加してエッ
チングを行う。以下の表1に、塩素ガスと酸素ガスとの
混合ガスにさらに各種有機系ガスを添加してドライエッ
チングを行った場合のエッチング条件を示す。ここで、
モードはPEモードで行っている。
In the present embodiment, in order to solve the above problems, etching is performed by further adding an organic gas to the mixed gas. Table 1 below shows the etching conditions when dry etching is performed by adding various organic gases to a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas. here,
The mode is PE mode.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】上記表1において、パワーは1800W、
電極間ギャップは100mm、上部電極11の温度は試
料番号20を除いて20℃、試料番号20は55℃であ
る。下部電極12の温度は全ての試料番号において20
℃である。また、全ガスの総流量はほぼ1200〜16
00cc/minである。
In Table 1 above, the power is 1800 W,
The gap between the electrodes is 100 mm, the temperature of the upper electrode 11 is 20 ° C. except for the sample number 20, and the sample number 20 is 55 ° C. The temperature of the lower electrode 12 is 20 for all sample numbers.
℃. In addition, the total flow rate of all gases is approximately 1200 to 16
It is 00 cc / min.

【0044】上記表1の試料に対するエッチングレー
ト、サイドエッチ量及びエッチング量の基板面内の均一
性を以下の表2に示す。
Table 2 below shows the in-plane uniformity of the etching rate, the amount of side etching, and the amount of etching for the samples in Table 1 above.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】上記のように、塩素ガス及び酸素ガスにさ
らに有機系ガスを加えることによって、エッチングレー
トを向上できる場合があることが判る。特に、メタノー
ル(CH3 OH)やメタン(CH4 )においては、有機
系ガスの流量を調節することによって、試料番号7や2
0に示すようにサイドエッチング量やエッチ量の均一性
を保持しながら15〜33%程度エッチングレートを高
めることができる。
As described above, it is understood that the etching rate may be improved by adding an organic gas to chlorine gas and oxygen gas. Especially in methanol (CH 3 OH) and methane (CH 4 ), sample numbers 7 and 2 can be adjusted by adjusting the flow rate of the organic gas.
As shown in 0, the etching rate can be increased by about 15 to 33% while maintaining the uniformity of the side etching amount and the etching amount.

【0047】また、上記のうち、COやCHF3 はサイ
ドエッチング量を低減するのに効果がある。H2 0はサ
イドエッチング量の低減に多少の効果が見られるが、エ
ッチングレートが低下するために好ましくない。
Of the above, CO and CHF 3 are effective in reducing the amount of side etching. H 2 0 has some effect in reducing the amount of side etching, but it is not preferable because it lowers the etching rate.

【0048】一般に塩素ガスと酸素ガスのみでエッチン
グする場合には、酸素ガスを増やすことによってエッチ
ングレートを高めることができるが、酸素ガス量を増加
させると金属クロム薄膜を覆うレジストをアッシング
し、パターンの細り等が発生してパターニング性が損な
われる。したがって、ある程度酸素ガス量を抑制する必
要があるため、エッチングレートの向上とパターニング
性とのトレードオフが存在するという問題点がある。
Generally, when etching is performed only with chlorine gas and oxygen gas, the etching rate can be increased by increasing the oxygen gas. However, when the oxygen gas amount is increased, the resist covering the metal chromium thin film is ashed to form a pattern. And the patterning property is impaired. Therefore, there is a problem that there is a trade-off between the improvement of the etching rate and the patterning property because it is necessary to suppress the oxygen gas amount to some extent.

【0049】一方、本実施形態では、塩素ガスと酸素ガ
スに加え、さらに、有機系ガスを混合したエッチングガ
スを用いることによって、酸素ガスを増加させずにエッ
チングレートを高めることが可能になっている。有機系
ガスの種類としては、ハイドロカーボンを含有した分子
ガスであればパターニング性を悪化させずにエッチング
レートを向上させることができる。例えば、パラフィン
炭化水素(CH4 ,C2 6 ,C3 8 ,・・・)や、
アルコール(CH3 OH,C2 5 OH,C37
H,・・・)がある。このうち、特に、メチル基(CH
3 )を備えた有機系ガスが効果的である。
On the other hand, in this embodiment, by using the etching gas in which the organic gas is mixed in addition to the chlorine gas and the oxygen gas, the etching rate can be increased without increasing the oxygen gas. There is. As the type of organic gas, a molecular gas containing hydrocarbon can improve the etching rate without deteriorating the patterning property. For example, paraffin hydrocarbons (CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , ...)
Alcohol (CH 3 OH, C 2 H 5 OH, C 3 H 7 O
H, ...) Of these, especially the methyl group (CH
Organic gas with 3 ) is effective.

【0050】上記有機系ガスはレジストの表面に選択的
に有機系デポジションを生成するので、レジストのアッ
シングが抑制され、パターニング性の悪化が制限され
る。レジストのアッシングが適度に行われれば、金属ク
ロム薄膜は、その側壁が順テーパー形状になるようにパ
ターニングされるため、上層の画素電極等の被覆性を高
め、パターン切れを防止することができる。特にハイド
ロカーボンを含む有機系ガスは、ハイドロカーボン系の
薄膜をレジストの表面上に形成するため、レジストのア
ッシング作用を防止することができ、パターニング精度
を高め、パターニングのばらつきを低減できる。
Since the above organic gas selectively produces organic deposition on the surface of the resist, ashing of the resist is suppressed and deterioration of the patterning property is limited. If the ashing of the resist is appropriately performed, the metal chromium thin film is patterned so that its side wall has a forward tapered shape, so that the coverage of the upper pixel electrode and the like can be enhanced and the pattern break can be prevented. In particular, since an organic gas containing hydrocarbon forms a hydrocarbon thin film on the surface of the resist, the ashing action of the resist can be prevented, the patterning accuracy can be improved, and the patterning variation can be reduced.

【0051】上記有機系ガスの添加効果は、他のエッチ
ング条件をほぼ一定にした場合、添加量が少ないとエッ
チングレートは低く、添加量を増加させていくとエッチ
ングレートのピークがあり、さらに添加量を増加させて
いくとエッチングレートは逆に低下していく。エッチン
グレートのピーク領域に対応する有機系ガスの添加量
は、有機系ガスの種類、塩素ガスと酸素ガスの流量、ガ
ス圧等の他のエッチング条件によって異なる。
With respect to the effect of adding the above organic gas, when the other etching conditions are kept substantially constant, the etching rate is low when the addition amount is small, and there is a peak of the etching rate when the addition amount is increased. On the contrary, as the amount is increased, the etching rate decreases. The addition amount of the organic gas corresponding to the peak area of the etching rate varies depending on other etching conditions such as the type of organic gas, the flow rates of chlorine gas and oxygen gas, and the gas pressure.

【0052】上記表1では、ガス圧及び塩素ガス流量を
ほぼ一定にし、酸素ガスと有機系ガスとの合計流量もほ
ぼ一定の条件下で、酸素ガスと有機系ガスとの流量比を
変えてエッチングしている。
In Table 1 above, the gas pressure and the chlorine gas flow rate are kept substantially constant, and the flow rate ratio between the oxygen gas and the organic gas is changed under the condition that the total flow rate of the oxygen gas and the organic gas is also kept substantially constant. Etching.

【0053】その結果、例えば上記表1の試料番号4〜
6の条件で有機系ガスの流量を増加させていくと、図3
に示すように有機系ガスの流量に対してエッチングレー
トのピークが存在する。同様に、上記表1の試料番号7
〜10の条件で有機系ガスの流量を増加させていくと、
図4に示すようにやはりエッチングレートのピークが存
在する。
As a result, for example, sample Nos. 4 to 4 in Table 1 above
When the flow rate of the organic gas is increased under the condition of No. 6, as shown in FIG.
As shown in, there is a peak of the etching rate with respect to the flow rate of the organic gas. Similarly, sample number 7 in Table 1 above
When the flow rate of the organic gas is increased under the condition of 10
As shown in FIG. 4, there is also an etching rate peak.

【0054】以上の通り、図3及び図4に示すように、
本実施形態では、パターニング性を悪化させることなく
有機系ガスの流量を調節することによってエッチングレ
ートを向上させることができるものである。
As described above, as shown in FIG. 3 and FIG.
In this embodiment, the etching rate can be improved by adjusting the flow rate of the organic gas without deteriorating the patterning property.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば以下
の効果を奏する。
As described above, the present invention has the following effects.

【0056】請求項1によれば、塩素ガス及び酸素ガス
に加えて有機系ガスを混合してエッチングを行うことに
よって、パターニング性を損なうことなくエッチングレ
ートを向上させることができる。
According to the first aspect, the etching rate can be improved without impairing the patterning property by performing the etching by mixing the organic gas in addition to the chlorine gas and the oxygen gas.

【0057】請求項2によれば、ハイドロカーボンを含
む有機系ガスを混合することによって、金属クロムのマ
スク上にハイドロカーボンの被膜が形成されるため、マ
スクが侵食されることを防止できるから、パターニング
精度を向上させることができる。
According to the second aspect, since the hydrocarbon film is formed on the mask of metallic chromium by mixing the organic gas containing hydrocarbon, it is possible to prevent the mask from being eroded. Patterning accuracy can be improved.

【0058】請求項3によれば、メチル基を有する有機
ガスを用いることによって、特にエッチングレートの向
上とパターニング性の確保を両立させることができる。
According to the third aspect, by using the organic gas having a methyl group, it is possible to achieve both improvement of etching rate and securing of patterning property.

【0059】請求項7によれば、特にサイドエッチング
量が低減され、パターニング精度を向上させることがで
きる。
According to the seventh aspect, especially the side etching amount is reduced and the patterning accuracy can be improved.

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

【図1】本発明に係るドライエッチング方法を実施する
ための装置構成を示す概略構造図である。
FIG. 1 is a schematic structural diagram showing an apparatus configuration for carrying out a dry etching method according to the present invention.

【図2】本発明に係るドライエッチング方法を実施する
液晶パネルの素子基板上の平面構造を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing a planar structure on an element substrate of a liquid crystal panel that performs a dry etching method according to the present invention.

【図3】本発明に係るドライエッチング方法における有
機系ガス(メチルアルコール)の流量比とエッチングレ
ートとの関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a flow rate ratio of an organic gas (methyl alcohol) and an etching rate in the dry etching method according to the present invention.

【図4】本発明に係るドライエッチング方法における有
機系ガス(メタン)の流量比とエッチングレートとの関
係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a flow rate ratio of an organic gas (methane) and an etching rate in the dry etching method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 真空容器 11 上部電極 12 下部電極 13 高周波電源 10 vacuum container 11 Upper electrode 12 Lower electrode 13 High frequency power supply

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−230557(JP,A) 特開 平4−247619(JP,A) 特開 平6−181189(JP,A) 特開 平3−33848(JP,A) 特開 昭58−19476(JP,A) 特開 昭51−50244(JP,A) 特開 昭61−256728(JP,A) 特開 昭50−119575(JP,A) 特開 昭55−89474(JP,A) 特開 昭50−80082(JP,A) 特開 昭53−136966(JP,A) 特開 昭61−270827(JP,A) 特開 昭51−90274(JP,A) 特開 昭60−148123(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 4/00 G02F 1/13 H01L 21/3065 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-230557 (JP, A) JP-A-4-247619 (JP, A) JP-A-6-181189 (JP, A) JP-A-3-33848 (JP , A) JP 58-19476 (JP, A) JP 51-50244 (JP, A) JP 61-256728 (JP, A) JP 50-119575 (JP, A) JP 55-89474 (JP, A) JP-A-50-80082 (JP, A) JP-A-53-136966 (JP, A) JP-A-61-270827 (JP, A) JP-A-51-90274 (JP, A) A) JP-A-60-148123 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C23F 4/00 G02F 1/13 H01L 21/3065

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 金属クロムの表面上にマスクを形成した
状態でドライエッチングにより前記金属クロムを前記マ
スクの所定パターンに応じてエッチングするドライエッ
チング方法において、 塩素ガス、酸素ガス及びCH4の少なくとも3成分系よ
りなるエッチングガスを用い、 前記エッチングガスに対する前記塩素ガスの流量比を7
対4とするとき、前記エッチングガスに対する前記CH
4の流量比を7対0.75より少ない範囲とすることを
特徴とするドライエッチング方法。
1. A dry etching method in which a mask is formed on the surface of metal chromium, and the metal chromium is etched according to a predetermined pattern of the mask by dry etching, wherein at least 3 of chlorine gas, oxygen gas and CH 4 are used. An etching gas composed of a component system is used, and the flow rate ratio of the chlorine gas to the etching gas is 7
When pair 4 is used, the CH for the etching gas is used.
4. A dry etching method, characterized in that the flow rate ratio of 4 is within a range of less than 7: 0.75.
【請求項2】 金属クロムの表面上にマスクを形成した
状態でドライエッチングにより前記金属クロムを前記マ
スクの所定パターンに応じてエッチングするドライエッ
チング方法において、 塩素ガス、酸素ガス及びCH3OHの少なくとも3成分
系よりなるエッチングガスを用い、 前記エッチングガスに対する前記塩素ガスの流量比を7
対4とするとき、前記エッチングガスに対する前記CH
3OHの流量比を7対0.75より少ない範囲とするこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
2. A dry etching method of etching metal chromium in accordance with a predetermined pattern of the mask by dry etching with a mask formed on the surface of metal chromium, wherein at least chlorine gas, oxygen gas and CH 3 OH are used. An etching gas composed of a three-component system is used, and the flow rate ratio of the chlorine gas to the etching gas is 7
When pair 4 is used, the CH for the etching gas is used.
A dry etching method characterized in that a flow rate ratio of 3 OH is set to a range less than 7: 0.75.
【請求項3】 少なくとも一方の基板に金属クロム層を
有し、前記金属クロムの表面上にマスクを形成した状態
でドライエッチングにより前記金属クロムを前記マスク
の所定パターンに応じてエッチングする液晶表示装置の
製造方法において、 請求項1または2に記載のドライエッチング方法によっ
て前記金属クロムをドライエッチングすることを特徴と
する液晶表示装置の製造方法。
3. A liquid crystal display device having a metal chrome layer on at least one substrate, wherein the metal chrome is etched according to a predetermined pattern of the mask by dry etching with a mask formed on the surface of the metal chrome. 3. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the metallic chromium is dry-etched by the dry etching method according to claim 1.
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