JP3526546B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
液晶表示装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング用薄
膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）がマトリクス状に
形成されたアクティブマトリクス基板のゲート配線部も
しくはソース配線部を、チタン膜、アルミニウム合金膜
及び窒化チタン膜を含む積層膜をプラズマエッチングに
よりパターン形成する配線部分の形成方法に関する。
膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）がマトリクス状に
形成されたアクティブマトリクス基板のゲート配線部も
しくはソース配線部を、チタン膜、アルミニウム合金膜
及び窒化チタン膜を含む積層膜をプラズマエッチングに
よりパターン形成する配線部分の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアクティブマトリクス基板の断面
図を図７に示す。ＴＦＴ素子は導電膜、絶縁膜、半導体
膜などからなる薄膜パターンを互いに積層、交差させて
構成されている。透明導電膜２１、外部駆動回路との接
続端子及び、外部駆動回路との接続端子と検査用配線と
のジャンパ線の一部などは酸化インジウム、酸化スズ、
酸化インジウムスズ（以下ＩＴＯと記す）等の酸化物透
明導電膜で構成される。この電極、配線、外部駆動回路
との接続端子の一部は、アルミニウム、チタン、モリブ
デン等の金属またはこれらの合金膜を用いている。ゲー
ト絶縁膜１６、層間絶縁膜２２、またはパッシベーショ
ン膜（保護膜）は窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の
絶縁膜で、ＴＦＴ素子のチャネル部は非晶質シリコン膜
または多結晶シリコン膜等の半導体層１７で構成され
る。ゲート電極１５はＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ、ソース電極
１９と、ドレイン電極２０はＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉを用い
ている。ガラスからなる基板５上の一部にスパッタリン
グ法にてゲート電極１５が形成される。その上にプラズ
マCVD法にて窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜か
らなるゲート絶縁膜１６が形成される。ゲート電極１５
はＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉの３層構造からなるが、その最上
層の窒化チタンＴｉＮはＡｌのヒロックを抑制するため
である。また、更にゲート絶縁膜１６との密着性も向上
させるために窒化膜とし、ＴｉＮの膜厚は約５０ｎｍで
ある。
図を図７に示す。ＴＦＴ素子は導電膜、絶縁膜、半導体
膜などからなる薄膜パターンを互いに積層、交差させて
構成されている。透明導電膜２１、外部駆動回路との接
続端子及び、外部駆動回路との接続端子と検査用配線と
のジャンパ線の一部などは酸化インジウム、酸化スズ、
酸化インジウムスズ（以下ＩＴＯと記す）等の酸化物透
明導電膜で構成される。この電極、配線、外部駆動回路
との接続端子の一部は、アルミニウム、チタン、モリブ
デン等の金属またはこれらの合金膜を用いている。ゲー
ト絶縁膜１６、層間絶縁膜２２、またはパッシベーショ
ン膜（保護膜）は窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の
絶縁膜で、ＴＦＴ素子のチャネル部は非晶質シリコン膜
または多結晶シリコン膜等の半導体層１７で構成され
る。ゲート電極１５はＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ、ソース電極
１９と、ドレイン電極２０はＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉを用い
ている。ガラスからなる基板５上の一部にスパッタリン
グ法にてゲート電極１５が形成される。その上にプラズ
マCVD法にて窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜か
らなるゲート絶縁膜１６が形成される。ゲート電極１５
はＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉの３層構造からなるが、その最上
層の窒化チタンＴｉＮはＡｌのヒロックを抑制するため
である。また、更にゲート絶縁膜１６との密着性も向上
させるために窒化膜とし、ＴｉＮの膜厚は約５０ｎｍで
ある。
【０００３】上記の断面構造を有する液晶表示装置はウ
ェットエッチングのほかにドライエッチング工程も経て
作製される。従来は、特開平９−３２１０２６号公報に
示されているように、エッチング残渣を抑制するために
塩素ガスと塩化硼素ガスを用いていた。しかし、塩化硼
素ガスは極めて腐蝕性の強いガスであり、そのために空
気中に漏れたり配管のリーク等による水分との接触によ
り強酸になり、配管、チャンバ等の金属部分を徐々に腐
蝕させていく。このガスは人体に対しても非常に危険
で、眼、鼻、皮膚等が犯され、呼吸器の粘膜組織を破壊
する。ＡＣＧＩＨ（米国産業衛生学会）が発表している
ＴＬＶ−ＴＷＡ（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｌｉｍｉｔ Ｖ
ａｌｕｅｓ−Ｔｉｍｅ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ａｖｅｒａ
ｇｅ）による許容濃度は、上限として１ｐｐｍと定めら
れている。
ェットエッチングのほかにドライエッチング工程も経て
作製される。従来は、特開平９−３２１０２６号公報に
示されているように、エッチング残渣を抑制するために
塩素ガスと塩化硼素ガスを用いていた。しかし、塩化硼
素ガスは極めて腐蝕性の強いガスであり、そのために空
気中に漏れたり配管のリーク等による水分との接触によ
り強酸になり、配管、チャンバ等の金属部分を徐々に腐
蝕させていく。このガスは人体に対しても非常に危険
で、眼、鼻、皮膚等が犯され、呼吸器の粘膜組織を破壊
する。ＡＣＧＩＨ（米国産業衛生学会）が発表している
ＴＬＶ−ＴＷＡ（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｌｉｍｉｔ Ｖ
ａｌｕｅｓ−Ｔｉｍｅ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ａｖｅｒａ
ｇｅ）による許容濃度は、上限として１ｐｐｍと定めら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の、
エッチング残渣の抑制を目的とし塩素ガスと塩化硼素ガ
スの混合ガスを用いるエッチング方法は、塩化硼素ガス
そのものが高価であることと、許容濃度を１ｐｐｍ以下
に維持するための付帯設備費用が高額となり、液晶表示
装置の原価低減に対する阻害要因となっていた。また、
塩素ガスと塩化硼素ガスを用いた従来の方法では、完全
にエッチング残渣をなくすことが困難であった。
エッチング残渣の抑制を目的とし塩素ガスと塩化硼素ガ
スの混合ガスを用いるエッチング方法は、塩化硼素ガス
そのものが高価であることと、許容濃度を１ｐｐｍ以下
に維持するための付帯設備費用が高額となり、液晶表示
装置の原価低減に対する阻害要因となっていた。また、
塩素ガスと塩化硼素ガスを用いた従来の方法では、完全
にエッチング残渣をなくすことが困難であった。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、有害な塩化硼素ガスを用いないで、
パターン形成工程において、チタン膜、アルミニウム合
金膜と窒化チタン膜を含む積層膜をパターニングして配
線層を形成するときに、エッチング残渣を抑制し、テー
パ角も制御して信頼性の高い配線層を形成する液晶表示
装置の製造方法を提供することを目的とする。
されたものであり、有害な塩化硼素ガスを用いないで、
パターン形成工程において、チタン膜、アルミニウム合
金膜と窒化チタン膜を含む積層膜をパターニングして配
線層を形成するときに、エッチング残渣を抑制し、テー
パ角も制御して信頼性の高い配線層を形成する液晶表示
装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
液晶表示装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板
に形成される、チタン膜とアルミニウム膜と窒化チタン
膜との積層膜、又は、チタン膜とアルミニウム合金膜と
窒化チタン膜との積層膜を有するゲート配線もしくはソ
ース配線のパターン形成工程において、塩素ガスとアル
ゴンガスとの混合ガスを用いてプラズマエッチングによ
るパターン形成を行うこと特徴としている。
液晶表示装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板
に形成される、チタン膜とアルミニウム膜と窒化チタン
膜との積層膜、又は、チタン膜とアルミニウム合金膜と
窒化チタン膜との積層膜を有するゲート配線もしくはソ
ース配線のパターン形成工程において、塩素ガスとアル
ゴンガスとの混合ガスを用いてプラズマエッチングによ
るパターン形成を行うこと特徴としている。
【０００７】本発明の請求項２記載の液晶表示装置の製
造方法は、アルゴンガスの分圧と、アルゴンガスに塩素
ガスを混合した混合ガスの全圧との割合が、１０／１０
０以上６０／１００以下であることを特徴としている。
造方法は、アルゴンガスの分圧と、アルゴンガスに塩素
ガスを混合した混合ガスの全圧との割合が、１０／１０
０以上６０／１００以下であることを特徴としている。
【０００８】本発明の請求項３記載の液晶表示装置の製
造方法は、上記アクティブマトリクス基板上のゲート配
線もしくはソース配線のパターン形成工程において、平
行平板型の高周波プラズマエッチング装置を使用するこ
とを特徴としている。
造方法は、上記アクティブマトリクス基板上のゲート配
線もしくはソース配線のパターン形成工程において、平
行平板型の高周波プラズマエッチング装置を使用するこ
とを特徴としている。
【０００９】本発明の請求項４記載の液晶表示装置の製
造方法は、上記アクティブマトリクス基板上のゲート配
線もしくはソース配線のパターン形成工程において、ア
クティブマトリクス基板に形成されるゲート配線もしく
はソース配線の側壁のテーパ角を３０°〜８０°に形成
することを特徴としている。
造方法は、上記アクティブマトリクス基板上のゲート配
線もしくはソース配線のパターン形成工程において、ア
クティブマトリクス基板に形成されるゲート配線もしく
はソース配線の側壁のテーパ角を３０°〜８０°に形成
することを特徴としている。
【００１０】以下、上記構成による作用を説明する。
【００１１】塩素ガスとアルゴンガスの混合ガスを用い
て、残渣除去を行えば、残渣を効率的に有効に除去でき
ると同時に、塩化硼素ガスを用いないために、作業者に
対する負担が軽減される。また、容器、容器用弁、配管
部材のメインテナンス、ガスセンサ、警報装置等の付帯
設備費用が減り液晶表示装置の原価低減を行うことがで
きる。
て、残渣除去を行えば、残渣を効率的に有効に除去でき
ると同時に、塩化硼素ガスを用いないために、作業者に
対する負担が軽減される。また、容器、容器用弁、配管
部材のメインテナンス、ガスセンサ、警報装置等の付帯
設備費用が減り液晶表示装置の原価低減を行うことがで
きる。
【００１２】上記アクティブマトリクス基板上のゲート
配線もしくはソース配線のパターン形成工程において、
アクティブマトリクス基板のゲート配線もしくはソース
配線側壁のテーパ角を３０°〜８０°に形成すること
で、ステップカバレッジを向上させ、窒化チタン表面凹
凸に起因したエッチング残渣の発生とサイドエッチング
を抑制することができ、配線間の短絡防止と保護膜の亀
裂の発生を防止する。従って、信頼性の高い微細な配線
層を有する液晶表示装置を製造できる。
配線もしくはソース配線のパターン形成工程において、
アクティブマトリクス基板のゲート配線もしくはソース
配線側壁のテーパ角を３０°〜８０°に形成すること
で、ステップカバレッジを向上させ、窒化チタン表面凹
凸に起因したエッチング残渣の発生とサイドエッチング
を抑制することができ、配線間の短絡防止と保護膜の亀
裂の発生を防止する。従って、信頼性の高い微細な配線
層を有する液晶表示装置を製造できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。
に説明する。
【００１４】（実施の形態1）
本発明の実施の形態１について、図面を参照して説明す
る。実施の形態１では、図３に示すリアクティブイオン
エッチング装置（以下ＲＩＥ装置と記す）を用いてプラ
ズマエッチングを行う。図１（Ａ）は、本発明の一実施
例のプロセスフローチャートと各段階における断面を模
式的に示した図であり、積層アルミ配線をフォトレジス
トマスクにてドライエッチングする場合の断面を模式的
に示した図である。図１において１はフォトレジスト、
２は窒化チタン（ＴｉＮ）、３はアルミニウム（Ａ
ｌ）、４はチタン（Ｔｉ）である。図１（Ｃ）はフォト
レジストをマスクとしたエッチング前の断面図であり、
図１（Ｅ）はエッチング後の断面図である。
る。実施の形態１では、図３に示すリアクティブイオン
エッチング装置（以下ＲＩＥ装置と記す）を用いてプラ
ズマエッチングを行う。図１（Ａ）は、本発明の一実施
例のプロセスフローチャートと各段階における断面を模
式的に示した図であり、積層アルミ配線をフォトレジス
トマスクにてドライエッチングする場合の断面を模式的
に示した図である。図１において１はフォトレジスト、
２は窒化チタン（ＴｉＮ）、３はアルミニウム（Ａ
ｌ）、４はチタン（Ｔｉ）である。図１（Ｃ）はフォト
レジストをマスクとしたエッチング前の断面図であり、
図１（Ｅ）はエッチング後の断面図である。
【００１５】次に、ドライエッチングに用いるエッチン
グ装置について述べる。エッチング装置は図３に示すリ
アクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置（平行平板
型の高周波プラズマエッチング装置）を用いた。基板５
は、下部電極８の上部に固定され、排気口９より、チャ
ンバ１０を真空に排気する。排気後、ガス導入口１１よ
りエッチングガスを供給し、設定値に圧力を調整する。
その後、ＲＦ電源１２から１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を、ブロッキングコンデンサを介して下部電極８に供
給しチャンバ１０にプラズマを生成しエッチングを行
う。実施の形態１では、ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉの積層構造
のアルミ配線を形成するにあたり、まず、フォトレジス
ト１をマスクとし、エッチングガスとして、塩素ガスと
アルゴンガスとから成る混合ガスを用いる。この混合ガ
スを用いＲＩＥ装置においてドライエッチングを行っ
た。エッチングガス流量は、塩素ガス／アルゴンガス＝
１５０／５０（ｓｃｃｍ）で行い、反応圧力は１５ｍＴ
ｏｒｒ、ＲＦ電力は、３０００Ｗで行った。
グ装置について述べる。エッチング装置は図３に示すリ
アクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置（平行平板
型の高周波プラズマエッチング装置）を用いた。基板５
は、下部電極８の上部に固定され、排気口９より、チャ
ンバ１０を真空に排気する。排気後、ガス導入口１１よ
りエッチングガスを供給し、設定値に圧力を調整する。
その後、ＲＦ電源１２から１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を、ブロッキングコンデンサを介して下部電極８に供
給しチャンバ１０にプラズマを生成しエッチングを行
う。実施の形態１では、ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉの積層構造
のアルミ配線を形成するにあたり、まず、フォトレジス
ト１をマスクとし、エッチングガスとして、塩素ガスと
アルゴンガスとから成る混合ガスを用いる。この混合ガ
スを用いＲＩＥ装置においてドライエッチングを行っ
た。エッチングガス流量は、塩素ガス／アルゴンガス＝
１５０／５０（ｓｃｃｍ）で行い、反応圧力は１５ｍＴ
ｏｒｒ、ＲＦ電力は、３０００Ｗで行った。
【００１６】エッチング終了後のアルミニウム配線形成
時の断面形状を図１（Ｅ）に示す。ドライエッチング
後、塩素ガスの置換のためプラズマ置換処理を行ってあ
る。エッチング後のテーパ形状は良好である。図２にＳ
ＥＭで観察した塩化ホウ素ガスを使用しない場合のエッ
チング後の表面写真と図６にＳＥＭで観察した塩化ホウ
素ガスを使用した場合のエッチング後の表面の写真を比
較してわかるように、図２塩化ホウ素ガスを使用しない
場合ではエッチング終了後、エッチング残渣を生じてい
ない。
時の断面形状を図１（Ｅ）に示す。ドライエッチング
後、塩素ガスの置換のためプラズマ置換処理を行ってあ
る。エッチング後のテーパ形状は良好である。図２にＳ
ＥＭで観察した塩化ホウ素ガスを使用しない場合のエッ
チング後の表面写真と図６にＳＥＭで観察した塩化ホウ
素ガスを使用した場合のエッチング後の表面の写真を比
較してわかるように、図２塩化ホウ素ガスを使用しない
場合ではエッチング終了後、エッチング残渣を生じてい
ない。
【００１７】(比較例）本比較例では、実施の形態１と
同様の基板、エッチング装置を用い、エッチングを行っ
た。エッチングガス流量は、塩素ガス／塩化ホウ素ガス
＝１５０／５０（ｓｃｃｍ）で行い、反応圧力は、１５
ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電力は、３０００Ｗで行った。図６の
塩化ホウ素ガスを使用した場合のＳＥＭ写真に示すよう
に、エッチング後のテーパ形状は良好であるが、エッチ
ング残渣が発生している。実施の形態１と本比較例での
エッチング時間は、塩素ガス流量に依存しており塩化ホ
ウ素ガスをアルゴンガスにかえてもエッチング時間は変
わらなかった。本発明は、アルミニウムもしくはアルミ
ニウム合金膜３をエッチングするドライエッチング方法
において、エッチングガスとして塩素ガスとアルゴンガ
スの混合ガスを用いることにより、従来から使用されて
いる塩化ホウ素ガスを用いずに処理することが可能であ
り、塩化ホウ素ガスを使用した場合と同等のエッチング
形状を達成できる。また、エッチング残渣に関しては図
２に示すように、図６に示す従来の塩化ホウ素ガスを使
用する場合よりエッチング残渣を抑制することができ
る。
同様の基板、エッチング装置を用い、エッチングを行っ
た。エッチングガス流量は、塩素ガス／塩化ホウ素ガス
＝１５０／５０（ｓｃｃｍ）で行い、反応圧力は、１５
ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電力は、３０００Ｗで行った。図６の
塩化ホウ素ガスを使用した場合のＳＥＭ写真に示すよう
に、エッチング後のテーパ形状は良好であるが、エッチ
ング残渣が発生している。実施の形態１と本比較例での
エッチング時間は、塩素ガス流量に依存しており塩化ホ
ウ素ガスをアルゴンガスにかえてもエッチング時間は変
わらなかった。本発明は、アルミニウムもしくはアルミ
ニウム合金膜３をエッチングするドライエッチング方法
において、エッチングガスとして塩素ガスとアルゴンガ
スの混合ガスを用いることにより、従来から使用されて
いる塩化ホウ素ガスを用いずに処理することが可能であ
り、塩化ホウ素ガスを使用した場合と同等のエッチング
形状を達成できる。また、エッチング残渣に関しては図
２に示すように、図６に示す従来の塩化ホウ素ガスを使
用する場合よりエッチング残渣を抑制することができ
る。
【００１８】（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について図３、図４、
図５を参照して説明する。まず図１に示すように、ホウ
珪酸ガラスからなる基板５による、アクティブマトリク
ス基板に形成された、チタン膜４、アルミニウム合金膜
３及び窒化チタン膜２を有するゲート配線を、塩素ガス
とアルゴンガスの混合ガスを用いてパターン形成を行っ
た、実施の形態についての、検討結果を以下に説明す
る。
図５を参照して説明する。まず図１に示すように、ホウ
珪酸ガラスからなる基板５による、アクティブマトリク
ス基板に形成された、チタン膜４、アルミニウム合金膜
３及び窒化チタン膜２を有するゲート配線を、塩素ガス
とアルゴンガスの混合ガスを用いてパターン形成を行っ
た、実施の形態についての、検討結果を以下に説明す
る。
【００１９】図３は、平行平板型のＲＩＥ装置の概念図
である。この平行平板型のＲＩＥ装置を使用して、アル
ゴンガスの分圧と、アルゴンガスに塩素ガスを混合した
混合ガスの全圧との割合について、Ａｒ分圧（％）が、
０％〜６５％の範囲で配線の側壁のテーパ角との関係を
検討した。その結果を図４に示す。
である。この平行平板型のＲＩＥ装置を使用して、アル
ゴンガスの分圧と、アルゴンガスに塩素ガスを混合した
混合ガスの全圧との割合について、Ａｒ分圧（％）が、
０％〜６５％の範囲で配線の側壁のテーパ角との関係を
検討した。その結果を図４に示す。
【００２０】配線の側壁のテーパ角を左右するパラメー
タは、プロセス圧力、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｕｒｅｑｕ
ｅｎｃｙ）電力、エッチャントガス流量比がある。これ
らすべてのパラメータは、相互に影響しあいテーパ角の
形状に影響を与えるが、プロセスチャンバの排気能力、
電極構造により制限を受けやすい。これらプロセスチャ
ンバの排気能力、電極構造の制限から、エッチャントガ
ス流量も制限される。その中で、特に限られた流量でテ
ーパ形状をコントロールすることができるガスとして、
アルゴンガスがある。アルゴンガスの分圧が大きくなる
と、テーパ角が小さくなり、逆にアルゴンガスの分圧が
小さくなるとテーパ角が大きくなる。
タは、プロセス圧力、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｕｒｅｑｕ
ｅｎｃｙ）電力、エッチャントガス流量比がある。これ
らすべてのパラメータは、相互に影響しあいテーパ角の
形状に影響を与えるが、プロセスチャンバの排気能力、
電極構造により制限を受けやすい。これらプロセスチャ
ンバの排気能力、電極構造の制限から、エッチャントガ
ス流量も制限される。その中で、特に限られた流量でテ
ーパ形状をコントロールすることができるガスとして、
アルゴンガスがある。アルゴンガスの分圧が大きくなる
と、テーパ角が小さくなり、逆にアルゴンガスの分圧が
小さくなるとテーパ角が大きくなる。
【００２１】図４はＣｌ2ガス及びＡｒガスの混合ガス
を用いてパターニングするときのテーパ角度とＡｒ分圧
（％）との関係を示す表である。図５は、配線のテーパ
角度とメタル配線層がエッチングされた時のエッチャン
トの配線層への染込み数の関係を示すグラフである。
を用いてパターニングするときのテーパ角度とＡｒ分圧
（％）との関係を示す表である。図５は、配線のテーパ
角度とメタル配線層がエッチングされた時のエッチャン
トの配線層への染込み数の関係を示すグラフである。
【００２２】ステップカバレッジの強度確認方法とその
結果について説明する。メタル配線層形成後に、メタル
保護膜（ＳｉＮｘ）で覆い、メタル配線層を融解するこ
とのできるエッチャントを用いてエッチングを行い、ス
テップカバレッジの強度確認を行った。テーパ角度は、
ステップカバレッジに影響を与える。角度が急になるほ
ど保護膜に亀裂が入りやすくなる。発生した亀裂からエ
ッチャントが染込みメタル配線層がエッチングされる。
結果について説明する。メタル配線層形成後に、メタル
保護膜（ＳｉＮｘ）で覆い、メタル配線層を融解するこ
とのできるエッチャントを用いてエッチングを行い、ス
テップカバレッジの強度確認を行った。テーパ角度は、
ステップカバレッジに影響を与える。角度が急になるほ
ど保護膜に亀裂が入りやすくなる。発生した亀裂からエ
ッチャントが染込みメタル配線層がエッチングされる。
【００２３】図５は、メタル配線層がエッチングされた
時のエッチャントの染込み数を示したものであり、染込
み数（相対値）が少ないほどステップカバレッジの強度
が優れている。ここで、９０（凹）の記号が、付けられ
ているテーパ角は、エツチング後の断面が、９０度よ
り、幾分かオーバーハングの断面形状となっている条件
での結果を示しており、ステップカバレッジが極めて劣
る例として、比較例として示したものである。８０度以
下ならば、染込み数が少ないことがわかる。
時のエッチャントの染込み数を示したものであり、染込
み数（相対値）が少ないほどステップカバレッジの強度
が優れている。ここで、９０（凹）の記号が、付けられ
ているテーパ角は、エツチング後の断面が、９０度よ
り、幾分かオーバーハングの断面形状となっている条件
での結果を示しており、ステップカバレッジが極めて劣
る例として、比較例として示したものである。８０度以
下ならば、染込み数が少ないことがわかる。
【００２４】図４に示す結果から、Ａｒ分圧（％）が大
きくなるとテーパ角が小さくなり、Ａｒ分圧（％）が小
さくなるとテーパ角が大きくなることを見出した。Ａｒ
ガスは限られた流量で、テーパ角形状を制御できる最適
なガスであることがわかった。すなわち、制御性の観点
からＡｒガスは、テーパ形状を制御できる最適なガスで
ある。その結果、Ａｒ分圧（％）を調整することによっ
てメタル配線層形成後にＳｉＮｘからなる保護膜の亀裂
を防止できた。
きくなるとテーパ角が小さくなり、Ａｒ分圧（％）が小
さくなるとテーパ角が大きくなることを見出した。Ａｒ
ガスは限られた流量で、テーパ角形状を制御できる最適
なガスであることがわかった。すなわち、制御性の観点
からＡｒガスは、テーパ形状を制御できる最適なガスで
ある。その結果、Ａｒ分圧（％）を調整することによっ
てメタル配線層形成後にＳｉＮｘからなる保護膜の亀裂
を防止できた。
【００２５】Ａｒ分圧（％）を大きくしテーパ角が３０
°以下の場合、ＳｉＮｘからなる保護膜の亀裂防止効果
は、３０°のテーパ角より改善されず飽和した値で略同
等であった。したがって、生産性、短絡不良率のデメリ
ットが起る３０°以下のテーパ角度を採用することは適
切でない。
°以下の場合、ＳｉＮｘからなる保護膜の亀裂防止効果
は、３０°のテーパ角より改善されず飽和した値で略同
等であった。したがって、生産性、短絡不良率のデメリ
ットが起る３０°以下のテーパ角度を採用することは適
切でない。
【００２６】また、アルミニウム合金膜と窒化チタン膜
を含む積層膜は絶縁膜マスクを用いてエッチングする。
エッチングガスとして、Ｃｌ2／Ａｒ混合ガスを用い、
Ａｒ／（Ａｒ＋Ｃｌ2）のＡｒガス分圧の割合を少なく
とも１０％〜６０％とすることにより、窒化チタン膜の
エッチング時に窒化チタン表面の凹凸を抑制することが
できる。これにより窒化チタン表面凹凸に起因したエッ
チング残渣の発生を抑制し、配線間の短絡を防止する。
サイドエッチングを抑制しその上に形成される薄膜に亀
裂が生じない信頼性の高い微細な配線層を形成できる。
を含む積層膜は絶縁膜マスクを用いてエッチングする。
エッチングガスとして、Ｃｌ2／Ａｒ混合ガスを用い、
Ａｒ／（Ａｒ＋Ｃｌ2）のＡｒガス分圧の割合を少なく
とも１０％〜６０％とすることにより、窒化チタン膜の
エッチング時に窒化チタン表面の凹凸を抑制することが
できる。これにより窒化チタン表面凹凸に起因したエッ
チング残渣の発生を抑制し、配線間の短絡を防止する。
サイドエッチングを抑制しその上に形成される薄膜に亀
裂が生じない信頼性の高い微細な配線層を形成できる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、塩素ガスとアルゴンガ
スの混合ガスを用いて、残渣の除去を行うために、残渣
を効率的に除去できる。有害な塩化硼素ガスを用いない
ために、作業者に対する負担が軽減される。また、容
器、容器用弁、配管部材のメインテナンス、ガスセン
サ、警報装置等の付帯設備費用が減り液晶表示装置の原
価低減を行うことができる効果を奏する。
スの混合ガスを用いて、残渣の除去を行うために、残渣
を効率的に除去できる。有害な塩化硼素ガスを用いない
ために、作業者に対する負担が軽減される。また、容
器、容器用弁、配管部材のメインテナンス、ガスセン
サ、警報装置等の付帯設備費用が減り液晶表示装置の原
価低減を行うことができる効果を奏する。
【００２８】上記アクティブマトリクス基板上のゲート
配線もしくはソース配線のパターン形成工程において、
アクティブマトリクス基板のゲート配線もしくはソース
配線側壁のテーパ角を３０°〜８０°に形成すること
で、ステップカバレッジを向上させ、窒化チタン表面凹
凸に起因したエッチング残渣の発生とサイドエッチング
を抑制して、配線間の短絡を防止し保護膜の亀裂の発生
を防止する。従って、信頼性の高い微細な配線層を有す
る液晶表示装置を製造できる効果を奏する。
配線もしくはソース配線のパターン形成工程において、
アクティブマトリクス基板のゲート配線もしくはソース
配線側壁のテーパ角を３０°〜８０°に形成すること
で、ステップカバレッジを向上させ、窒化チタン表面凹
凸に起因したエッチング残渣の発生とサイドエッチング
を抑制して、配線間の短絡を防止し保護膜の亀裂の発生
を防止する。従って、信頼性の高い微細な配線層を有す
る液晶表示装置を製造できる効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態１についての工程順
断面図である。
断面図である。
【図２】図１（Ｅ）に示す断面図を走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）により観察した表面状態を示す図である。
（ＳＥＭ）により観察した表面状態を示す図である。
【図３】平行平板型のＲＩＥ装置の概念図である。
【図４】Ｃｌ2ガス及びＡｒガスの混合ガスを用いてパ
ターニングするときのテーパ角度とＡｒガス分圧との関
係を示す表である。
ターニングするときのテーパ角度とＡｒガス分圧との関
係を示す表である。
【図５】配線のテーパ角度とメタル配線層がエッチング
された時のエッチャントの染込み数（相対値）の関係を
示したグラフである。
された時のエッチャントの染込み数（相対値）の関係を
示したグラフである。
【図６】従来の塩化硼素ガスを使用して図１（Ｅ）に示
す断面図を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し
た図２との比較の図である。
す断面図を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し
た図２との比較の図である。
【図７】従来のアクティブマトリクス基板の断面図であ
る。
る。
１ フォトレジスト
２ ＴｉＮ膜
３ Ａｌ合金膜（Ａｌ膜）
４ Ｔｉ膜
５ 基板
６ レジスト膜パターン
７ 上部電極
８ 下部電極
９ 排気口
１０ チャンバ
１１ ガス導入口
１２ ＲＦ電源
１３ 整流板
１４ 圧力計
１５ ゲート電極
１６ ゲート絶縁膜
１７ 半導体層
１８ チャネル保護層
１９ ソース電極
２０ ドレイン電極
２１ 透明導電膜
２２ 層間絶縁膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１６Ｋ
６１６Ｕ
６１７Ｌ
６１７Ｊ
６２７Ｃ
(72)発明者 豊田 基博
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号
シャープ株式会社内
(56)参考文献 特開 平９−26598（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−240150（ＪＰ，Ａ)
特開2000−81632（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1343
G02F 1/1368
Claims (4)
- 【請求項１】 アクティブマトリクス基板に形成され
る、チタン膜とアルミニウム膜と窒化チタン膜との積層
膜、又は、チタン膜とアルミニウム合金膜と窒化チタン
膜との積層膜を有するゲート配線もしくはソース配線の
パターン形成工程において、 塩素ガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いてプラズマ
エッチングによるパターン形成を行うことを特徴とする
液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項２】 アルゴンガスの分圧と、アルゴンガスに
塩素ガスを混合した混合ガスの全圧との割合が、１０／
１００以上６０／１００以下であることを特徴とする請
求項1記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項３】 上記アクティブマトリクス基板上のゲー
ト配線もしくはソース配線のパターン形成工程におい
て、平行平板型の高周波プラズマエッチング装置を使用
することを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装
置の製造方法。 - 【請求項４】 上記アクティブマトリクス基板上のゲー
ト配線もしくはソース配線のパターン形成工程におい
て、アクティブマトリクス基板に形成されるゲート配線
もしくはソース配線の側壁のテーパ角を３０°〜８０°
に形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
記載の液晶表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000260300A JP3526546B2 (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 液晶表示装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000260300A JP3526546B2 (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 液晶表示装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002072230A JP2002072230A (ja) | 2002-03-12 |
| JP3526546B2 true JP3526546B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=18748335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000260300A Expired - Fee Related JP3526546B2 (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 液晶表示装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526546B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101316634B1 (ko) | 2006-09-29 | 2013-10-15 | 삼성디스플레이 주식회사 | 금속 배선의 제조 방법 및 표시 기판의 제조 방법 |
| JP2011151194A (ja) | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Hitachi Displays Ltd | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP5740169B2 (ja) * | 2010-02-19 | 2015-06-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | トランジスタの作製方法 |
| JP7199174B2 (ja) * | 2018-07-26 | 2023-01-05 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法 |
-
2000
- 2000-08-30 JP JP2000260300A patent/JP3526546B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2002072230A (ja) | 2002-03-12 |
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