JP3574270B2

JP3574270B2 - Ａｌテーパドライエッチング方法

Info

Publication number: JP3574270B2
Application number: JP9509496A
Authority: JP
Inventors: 雄三大土井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2016-04-17
Also published as: JPH09279367A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩおよび液晶ディスプレイなどの薄膜素子の配線材料に使用されているアルミニウム（Ａｌ）またはＡｌ合金（以下、合わせて「Ａｌ」という）の加工法に関する。本発明は、とくに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に代表されるアクティブマトリックス方式の液晶ディスプレイのＡｌゲート配線および他のＡｌ配線のテーパドライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイでは、パターンの最小線幅が１μｍ以下のＬＳＩとは異なり、通常２〜１０μｍ以上と広い。ゲート配線には、加工のしやすさ、および耐薬品性などから、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗまたはこれらの合金が一般的に用いられている。しかし、大画面化および高精細化などに伴い、ゲート配線の電気抵抗の増大による信号遅延が問題になってきている。また、少しでもゲート線幅を小さくしてパネルの開口率を大きくするために、電気抵抗の低いＡｌゲート電極が望まれるようになった。
【０００３】
また、Ａｌの加工は、硝酸、リン酸もしくは酢酸系のウエットエッチング、またはＣｌ系ガスを用いたドライエッチングで行なうことができる。現在、液晶ディスプレイにおいてＡｌを使用するばあいには主としてウエットエッチングが使用されているが、配線の微細化、再現性確保、廃棄物の削減およびコストの低減を考えたばあい、ＬＳＩと同様にＡｌの加工はウエットエッチングからドライエッチングに向かうものと考えられる。
【０００４】
図８はフラットパネル・ディスプレイ’９１（日経ＢＰ社刊行）の８８〜９９頁に記載されている液晶ディスプレイのＴＦＴ断面図である。図において、１はガラスまたは石英などからなる基板、２はＡｌ、Ｃｒ、Ｔａ、ＭｏまたはＷなどからなるゲート配線、３はＳｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２またはＡｌ_２Ｏ_３などからなるゲート絶縁膜、４はａ−Ｓｉまたはｐｏｌｙ−Ｓｉなどからなるチャネル、５はＰまたはＢなどの不純物が注入されたａ−Ｓｉまたはｐｏｌｙ−Ｓｉなどからなるソースドレイン、６はＡｌ、Ｃｒ、Ｔａ、ＭｏまたはＷなどからなるソースドレイン電極、７はＳｉ_３Ｎ_４またはＳｉＯ_２などからなる保護膜である。この構造は、チャネルエッチ型ボトムゲート構造といわれている。
【０００５】
ＴＦＴは図８に示したようなボトムゲート構造が一般的であり、ゲート絶縁膜およびチャネルなどをゲート配線上に形成する必要がある。ゲート配線上に形成する膜の被覆性、ゲート絶縁膜の耐圧およびＴＦＴ特性などを考慮したばあい、少なくとも６０°以下、好ましくは４０°以下の小さいテーパ角θが望ましいことが多くの実験から明らかになった。しかし、ＬＳＩ技術で使用されているＡｌドライエッチング技術は１μｍ以下の微細化が主目的であるため、テーパ化とは逆の垂直化を目指したものとなっており、通常、テーパ角θは７０〜９０°である。
【０００６】
Ａｌテーパドライエッチング技術としては、たとえば、特開昭６４−１５９３３号公報に、垂直エッチングおよびテーパ化のためのオーバーエッチングの２つのエッチング工程を用いる方法が記載されている。しかし、オーバーエッチングを行なうことで、露出したＳｉＯ_２またはＳｉ_３Ｎ_４などからなる下地（基板）までもがエッチングされるという問題があった。
【０００７】
また、テーパドライエッチング方法としては、たとえば、エッチングされる加工膜の側壁面に積極的に堆積物（デポ）を形成して横方向のエッチングを制御する側壁形成法があり、レジストに酸素などを添加することでレジストマスクのエッチングを促進するレジスト後退法がある。
【０００８】
しかし、前記側壁形成法には堆積物でテーパ部表面が荒れやすく、発塵が多くなるという欠点があるため好ましくない。また、前記の従来のレジスト後退法ではＡｌエッチングの際にレジスト中の酸素が発塵の原因となるという欠点があり、改良の余地があった。
【０００９】
さらに等方エッチング法では、エッチング残渣が出やすいという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記問題点に鑑み、液晶ディスプレイのＡｌゲート配線のＡｌテーパ角を小さくすることのできる、レジスト後退法にもとづくＡｌテーパドライエッチング技術を提供することにある。また、本発明の目的は、下地のエッチング問題などがほとんどなく、できるだけ簡単なドライエッチング工程でＡｌテーパ化を実現できる条件を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
小さいＡｌテーパ角をうるためのＡｌテーパドライエッチング方法として、レジスト後退法にもとづくことが有効であることがわかった。
【００１２】
本発明のレジスト後退法は、レジストに酸素添加を行なわずに小さいレジストテーパ角を形成して、異方性ドライエッチングで小さいＡｌテーパ角をうることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかわるＡｌテーパドライエッチング方法は以下のものである。
【００１４】
所望する小さいＡｌテーパ角に対応した小さいレジストテーパ角を有するレジストパターンを形成する工程およびイオン性異方性ドライエッチング工程からなる、小さいＡｌテーパ角をうるための、レジスト後退法にもとづくＡｌテーパドライエッチング方法。
【００１６】
レジストパターン成形工程におけるレジスト塗布膜厚は１．５μｍ以下であり、かつアスペクト比が３／１０以下であるのがよい。
【００１８】
レジストパターン形成工程において、露光時の露光量が最適露光量より多いオーバー露光であることが好ましい。
【００１９】
レジストパターン形成工程における、露光機の解像度は、形成するレジストパターン線幅よりも大きいものであるのがよい。
【００２１】
ドライエッチングとしては、基板側に高周波電力を印加する平行平板ＲＩＥ方式のイオン性エッチングまたは基板側に高周波電力を印加するその他のプラズマエッチングが考えられる。
【００２２】
ドライエッチング工程におけるガス圧力は、３０ｍＴｏｒｒ以下であるのがよい。
【００２３】
ドライエッチング工程におけるガスの主反応ガスがＢＣｌ_３であり、ＢＣｌ_３濃度が８０〜１００％であるのがよい。
【００２４】
ドライエッチング工程におけるＡｌとレジストとのエッチングレートの比が１．０以下で、レジストのエッチングレートが速いほうがよい。
【００２５】
ドライエッチング工程におけるガスには、フッ素系ガスが添加されるのが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明は、小さいレジストテーパ角を有するレジストパターンを形成する工程および異方性ドライエッチングを行なう工程からなり、小さいＡｌテーパ角をうるための、レジスト後退法にもとづくＡｌテーパドライエッチング方法に関する。
【００２７】
本発明において、Ａｌテーパ角とは図１に示すように、Ａｌゲート配線のテーパ部（傾斜部）と基板面がなす角θ_１をいい、レジストテーパ角とはレジストのテーパ部とＡｌ加工膜の上面がなす角θ_２をいう（ただし、１は基板、８はＡｌ、９はレジストである）。
【００２８】
レジストテーパ角を小さくする方法としてはつぎのような種々の方法がある。
【００２９】
（１）レジスト形成時
アスペクト比（レジストの膜厚／レジストの線幅）を小さくする方法。これはポストベーク時にレジストが体積収縮する際、レジストが横方向に引っ張られやすいという理由によりレジストテーパ角を小さくすることができる。
【００３０】
（２）露光時
（ａ）焦点位置をレジストの線幅に対する焦点範囲からはずれたものとする方法。ここで、焦点範囲とは、ほぼ垂直なレジストパターンを形成できる範囲をいい、この範囲からはずれると、レジストは必然的にテーパ化されることになる。
【００３１】
（ｂ）露光量が最適露光量より多いオーバー露光とする方法。これは、光回折により、本来露光されない部分のレジストが一部露光されて、現像液に溶解するという理由によりレジストテーパ角を小さくすることができる。なお、最適露光量とは、レチクル（マスク）寸法とレジスト寸法が一致するばあいの露光量のことをいう。
【００３２】
（ｃ）露光機の解像度をレジストパターンの線幅よりも低くする方法。解像度を垂直なレジストパターンを形成できる解像度よりも低くする（解像できる線幅よりもレジストパターンの線幅を小さくする）と、形成されるレジストにテーパが生ずる。
【００３３】
（３）現像時
レジストの溶解度を大きくする方法。このばあい現像液の温度、濃度などを調節することにより達成できる。
【００３４】
（４）ポストベーク時
露光前のレジスト乾燥（溶剤揮発）工程におけるプリベーク温度以上の温度でポストベークを行なうことにより、レジストの体積収縮を起こさせる方法。これは、プリベーク時に充分揮発できなかったレジスト中の揮発成分を除去することによりレジストの体積を収縮させ、その結果レジストテーパ角を小さくすることができるものである。とくに、レジストの軟化点以上の温度でポストベークを行なうと、レジスト自体を軟化させて流動させることによりレジストテーパ角を小さくすることができるので有利である。
【００３５】
前記方法はそれぞれ単独で、または適宜組み合わせて用いてもよい。
【００３６】
また、前記方法を行なう条件については以下の実施例において述べるが、とくに、本発明において所望する小さいＡｌテーパ角をうるためには、６０°以下のＡｌテーパ角に対して８０°以下のレジストテーパ角、ボトムゲート構造のＴＦＴ特性、ゲート配線上に形成する膜の被覆性およびゲート絶縁膜の耐圧を向上させるという理由から４０°以下のＡｌテーパ角に対して７０°以下のレジストテーパ角であるのが好ましい。
【００３７】
なお、本発明においてレジスト後退法を行なうためには、小さいＡｌテーパ角ほどエッチング前に、それに対応した小さいレジストテーパ角を形成する必要がある。
【００３８】
テーパ角の小さいレジストパターンに対して異方性エッチングを行なうと、レジスト自体もエッチングされるために、該レジストの下層に存在するＡｌ層も該レジストのテーパ角に対応したテーパ角を有することになる。すなわち、加工膜であるＡｌにレジストテーパ角に対応した角度を転写することができるのである。
【００３９】
なお、等方性エッチングを行なうと、レジストの形状およびテーパ角などに関係なくＡｌがエッチングされるため、小さいＡｌテーパ角を実現することは困難である。
【００４０】
異方性ドライエッチングとしては、プラズマ化されたイオンを用いる異方性ドライエッチングが好ましく、さらにイオンを基板側へ入射するという点から基板に高周波電力を印加して行なう平行平板ＲＩＥ方式のイオン性異方性エッチングが好ましい。たとえば、ＥＣＲ、ヘリカル、ヘリコン、ＩＣＰまたはＳＷＰ方式などの当業者に公知の高密度プラズマ方式異方性ドライエッチングを行なってもよい。
【００４１】
本発明による小さいＡｌテーパ角をうるためのイオン性異方性ドライエッチングの方法には、つぎのようなものがある。
【００４２】
（１）エッチング時のガス圧を低くする方法。これは、ガス圧が低いほどイオン同士の衝突確率が低くなり、イオンの平均自由工程が長くなってエッチングの異方性が増すという理由により、Ａｌテーパ角を小さくすることができるものである。
【００４３】
（２）エッチング時のガス組成をＢＣｌ_３およびＣｌ_２を含むものにする方法。これは、ＡｌをエッチングすることができるＣｌ_２系ガスとしてＬＳＩ技術において実績があるという理由による。このばあい、異方性ドライエッチングを強めるという理由から、ＢＣｌ_３の濃度が８０〜１００％であるのが好ましい。
【００４４】
（３）Ａｌエッチングレート／レジストエッチングレートの比（Ａｌ／レジスト選択比）を小さくする方法。図１において、θ_１をＡｌテーパ角、θ_２をエッチング前のレジストテーパ角、ＭをＡｌのエッチングレートおよびＲをレジストのエッチングレートとしたばあい、Ｍ／ＲがＡｌ／レジスト選択比であり、ｔａｎθ_１＝Ｍ／Ｒ×ｔａｎθ_２という関係式が成り立つ。したがって、Ａｌテーパ角が前記の比に比例するという理由により、Ａｌテーパ角を小さくすることができるのである。
【００４５】
前記方法は、それぞれ単独で、または適宜組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
なお、前記方法を行なう条件については、以下の実施例において述べる。
【００４７】
【実施例】
［実施例１］
本発明を以下の実施例により説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４８】
本発明は、所望のＡｌテーパ角に対応した小さいレジストテーパ角を有するレジストパターン（マスク）を形成する工程条件と、イオン性の異方性ドライエッチングを行なう工程条件の２条件を与えることが必要である。はじめに、レジストパターン形成条件について述べる。
【００４９】
図２は本発明にかかわるレジストテーパ角のポストベーク温度依存性を示した図である。図より、現像後にポストベークを行なうことにより、ポストベーク温度が高いほどレジストテーパ角が小さくなることがわかる。これは、プリベーク温度以上の温度でポストベークすることで、プリベークでは揮発できなかったレジスト中に残留する有機溶媒が揮発してレジストが体積収縮を起こし、さらにレジスト軟化点以上の高温ではレジスト自体が軟化してだれる（流動する）ことでレジストのテーパ化（球状化と呼ばれるばあいもある）がなされているものである。ポストベークの温度はレジストパターンの精度が劣らない程度にレジストのテーパ角を小さくできる温度であればよく、レジストの軟化点（たとえば１４０〜１５０℃）に依存するが、レジスト軟化点以上の温度がレジストのテーパ化に有利である。
【００５０】
つぎに、この小さいテーパ角のレジストパターンを使用してＡｌをイオン性異方性ドライエッチング工程を行なうことで小さいＡｌテーパ角がえられる。
【００５１】
レジストおよびＡｌの膜厚をそれぞれ１．５μｍおよび０．２５μｍとし、レジストの線幅が５、１０および５０μｍ（それぞれ実験番号１−１、１−２および１−３）のものについて実験した。
【００５２】
このときのドライエッチング条件は、平行平板式のＲＩＥ装置で、ガス圧３０ｍＴｏｒｒ、ガス組成ＢＣｌ_３／Ｃｌ_２＝４０／１０ｓｃｃｍ、電力密度１．４Ｗ／ｃｍ^２である。図２に示すように、それぞれ実験番号１−１〜３におけるポストベーク温度１８０℃のレジストパターンを用いたばあい、線幅５、１０または５０μｍのＡｌ膜のＡｌテーパ角として３０〜６０°がえられた（実験番号１−４〜６）。
【００５３】
図２より気づく点として、線幅によってポストベーク後のレジストテーパ角に大きな差があり、線幅が広い方が小さいレジストテーパ角がえられていることから好ましくは１０μｍ以上であるのがよい。この理由としては、レジスト膜厚と線幅のアスペクト比が小さい方が、レジスト体積収縮時にパターン端が横方向に引っ張られ易く、テーパ化され易いからである。
【００５４】
また、ポストベーク時の体積収縮でレジスト膜厚と線幅のアスペクト比がレジストテーパ角に関係するのであれば、レジストテーパ角はポストベーク温度以外にレジスト膜厚にも関係すると考えられる。アスペクト比が小さい方がテーパ化され易いとすれば、同じ線幅であれば、レジスト膜厚が薄い方が小さいテーパ角になる。
【００５５】
図３は本発明にかかわるポストベーク後のＡｌテーパ角のレジスト塗布膜厚依存性を示したグラフである。なるべく小さいレジストテーパ角をうるため、ポストベーク温度は１８０℃のものを示す。Ａｌ膜厚を０．２５μｍとし、レジストの線幅を５、１０または５０μｍとした（実験番号１−７〜９）。どのレジスト塗布膜厚および線幅でも６０°以下のテーパ角がえられている。前記のように、レジスト膜厚が薄い方が小さいレジストテーパ角がえられた。とくに、レジスト塗布膜厚を１．５μｍ以下、好ましくは０．５〜１．０μｍにした方がＡｌテーパ化により効果的である。
【００５６】
なお、現像後のレジストのポストベークによって、体積収縮を利用したレジストテーパ化を促進する方法では、前記理由により線幅依存性が大きい。また、小さい線幅ではテーパ化されにくい。したがって、ポストベークによらずに現像直後にレジストテーパ化を行なう方法が好ましい。
【００５７】
小さいレジストテーパ角をうるその他の方法としては、以下のものが考えられる。露光時の焦点位置が、露光機のその線幅に対する焦点範囲からはずれたものにすれば、焦点がぼけて垂直のパターンが形成できないことになるので、結果として現像直後でもレジストのテーパ化がなされる。なお、焦点深度は波長／（レンズ開口率）^２に比例する。
【００５８】
また、露光時の露光量が最適露光量より数十〜数百％多いオーバー露光であっても、光回折により本来は露光されない部分も多少露光されて現像液に溶解するので、現像直後でもレジストのテーパ化がなされる。なお、オーバー露光はレジストパターンの線幅が細くなるので、この細り分を見込んだマスク（レチクル）を設計する必要がある。
【００５９】
また、レジストパターンの線幅が露光機の解像度より狭いばあいには、垂直のパターンが形成できないことになるので、現像直後でもレジストのテーパ化がなされる。なお、通常、解像度とはほぼ垂直なパターンが形成できる最小線幅と定義されるので、ゲート配線のような孤立パターンでは解像度以下の線幅が形成できないわけではない。線幅が決まっているばあい、露光機の解像度を落とすには、解像度は波長／レンズ開口率ＮＡに比例するので、レンズ開口率ＮＡをたとえば０．１程度とする（ＮＡは本来は大きい方がよいので、必要最小限にとどめる）。または、露光波長を液晶ディスプレイ製造で使用されている光源のＨｇランプのｇおよびｈ線より長波長化するとよい。
【００６０】
図４は露光量とレジスト残膜率との関係（レジスト感度曲線）を概念的に示すグラフである。縦軸のレジスト残膜率とは現像後のレジスト厚／現像前のレジスト厚のことをいう。レジスト感度曲線と横軸の露光量（対数軸）とがなす接線角度θのｔａｎθ値をγ値という。現在、一般的に液晶ディスプレイで使用されているレジスト（たとえばＴＦＲ−Ｂ（東京応化工業（株）製））のγ値は１．８程度である。この値が大きいほど垂直なレジストパターン形成が容易となる。従来、ＬＳＩのように微細化が目的のばあいは、パターン垂直化のためにγ値が２以上になるようにレジスト材料開発およびプロセス開発がなされている。理想的な（垂直な）レジスト感度曲線を図４にＡとして示す。本発明はＡｌテーパ角θ_１を曲線Ｂ、曲線Ｃと小さくする方法である。テーパ化が目的のばあいは、γ値が１．５以下、好ましくは０．５〜１．５になるようにレジスト材料の感光基やベース樹脂、プリベーク温度（たとえば７０〜１３０℃）、プリベーク時間（たとえば３０秒〜１時間）、現像液、現像温度および現像時間などの条件を選択すればテーパ化が容易になる。たとえば、レジスト感度のわるいものを使用する、レジストプリベーク温度を最適温度から低くもしくは高くする、プリベーク時間を長くするなどしてレジスト感光基を分解してレジスト感度を低下させる、現像液の濃度を濃く、現像液の温度を通常の温度（たとえば２３℃）から高くもしくは低くしてレジストの未感光部の溶解度を大きくする、および／またはオーバー現像してテーパ化を促進するなどの工夫を、適宜組み合わせて行なうことも可能である。
【００６１】
なお、前記方法は、従来のエッチング工程における最適使用条件ではないため、パターン精度および再現性などを低下させることになり易いので注意が必要である。しかし、液晶ディスプレイのゲート配線のばあいは、通常は線幅が５μｍ以上と広いためにＬＳＩなどのような精度の必要はなく、また、ゲート配線は孤立パターンとして扱える画素設計のばあいが多いので前記方法を行なうことができるのである。
【００６２】
［実施例２］
つぎに、イオン性の異方性ドライエッチングにより、Ａｌテーパ化を促進させる条件について述べる。異方性エッチングを実現するには、エッチング時のガス圧力が最も重要である。ガス圧力が低いほどイオン同士の衝突確率が低く平均自由工程が長くなるため、異方性エッチングが実現され易い。
【００６３】
図５はＡｌテーパ角のエッチング時のガス圧力依存性を示す図である。５、１０および５０μｍの線幅のレジストについて（実験番号２−１〜３）、ガス圧を１５、３０および６０ｍＴｏｒｒにして実験を行なった。レジストのポストベーク温度は１８０℃、レジスト膜厚は１．５μｍ、ガス組成はＢＣｌ_３／Ｃｌ_２＝４０／１０ｓｃｃｍ、電力密度は１．４Ｗ／ｃｍ^２である。
【００６４】
図より、ガス圧力が小さいほどテーパ化し易く、とくにどの線幅でもテーパ角を６０°以下にするには３０ｍＴｏｒｒ以下（好ましくは１５ｍＴｏｒｒ以下）がよいことがわかる。なお、ガス圧力が６０ｍＴｏｒｒと高いばあい、エッチングはイオン性の異方性エッチングからラジカル性の等方性エッチングになるため、ＡｌＳｉＣｕなどのようなＡｌ合金膜では粒界でテーパ部の形状が荒れたり、基板にＣｕなどの蒸気圧の低い添加物のエッチング残渣が残り易いという傾向にあった。
【００６５】
［実施例３］
また、異方性ドライエッチングを促進するにはガス組成も非常に重要である。
【００６６】
図６はＡｌテーパ角のエッチング時のガス組成依存性を示す図である。エッチング時のガス圧力は３０ｍＴｏｒｒで、ガス組成以外の他の条件は実施例２と同じである（レジスト線幅が５、１０および５０μｍのものに対する実験をそれぞれ実験番号３−１、２および３とする）。ガス組成はＡｌをエッチングできる塩素系ガスという理由からＢＣｌ_３およびＣｌ_２が一般的である。このばあい、ＢＣｌ_３濃度が高い方がドライエッチングに堆積性（デポ性）が多少加わり、エッチングされたＡｌ側壁面を保護して横方向のエッチングを防ぐ効果を奏し、異方性エッチングが強くなる。他方、ＢＣｌ_３濃度が低いとエッチングされたＡｌ側壁面に堆積性がなく、Ｃｌ_２に触れるだけでも横方向のエッチングが進行するので等方性エッチングになり易い。また、粒界でテーパ部の形状が荒れる問題も生じ易くなる。本実施例ではＢＣｌ_３濃度６０％のばあいのＡｌテーパ角は図では小さく見えるが、実際はテーパ部の形状が荒れて凹凸がひどく（テーパ角が一様でない）、パターンの直線性がないために使用できないものであった。したがって、ＢＣｌ_３濃度は８０〜１００％が好ましい。
【００６７】
また、Ａｌの異方性エッチングを促進する堆積性（デポ性）を有するガスとして、ＢＣｌ_３以外にＳｉＣｌ_４でも同様の効果が期待できる。
【００６８】
［実施例４］
本発明の基本的な考え方はレジスト後退法にもとづくものである。したがって、マスクであるレジストはＡｌエッチング中に同時にエッチングされる。
【００６９】
図７は異方性エッチング時のレジストエッチングレートとＡｌエッチングレートの比（Ａｌ／レジスト選択比）から計算したＡｌテーパ角のエッチング前のレジストテーパ角依存性を示す図である。Ａｌ／レジスト選択比が０．２、０．５、０．８、１．０、１．５および２．０のものをそれぞれ４−１〜６とする。エッチング時のＡｌ／レジスト選択比が１のときは、Ａｌテーパ角とエッチング前のレジストテーパ角とが同じになるが、Ａｌ／レジスト選択比が１以下では、Ａｌテーパ化が促進される。逆にＡｌ／レジスト選択比が１以上ではＡｌ垂直化が促進される。したがって、Ａｌ／レジスト選択比が１以下になるように、レジストのエッチングレートを促進するエッチング条件がＡｌテーパ化に対して好ましい。
【００７０】
レジストエッチングを促進する方法として、エッチングガス中にレジストをエッチングするがＡｌはエッチングしないＯ_２、ＣＦ_４、ＳＦ_６などのガスを添加することが考えられる。
【００７１】
Ａｌテーパ角のエッチングガスにＣＦ_４を添加したばあいの効果を確認した。ポストベーク温度を１８０℃とし、レジスト膜厚１．５μｍ、線幅５、１０および５０μｍのものについて実験した（実験番号４−７〜９）。ここではＣＦ_４をＢＣｌ_３およびＣｌ_２の反応ガスの全流量に対し約３０％添加した。結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】

【００７３】
レジストエッチングレートを促進することにより、Ａｌテーパ化がどの線幅でも促進されていることがわかる。一般的なレジスト後退法ではレジストのエッチングレートを促進するためにＯ_２を添加するが、Ａｌエッチングにおいては、反応ガスのＢＣｌ_３とＯ_２が反応してＢの酸化物を形成して装置内発塵の原因となり、素子欠陥が増えるため使用できない。したがって、レジストエッチングレートを促進する同様の効果が期待できるＣＦ_４またはＳＦ_６などの含フッ素のガスを添加することが有効である。
【００７４】
なお、この実施例のＡｌテーパドライエッチング法により、Ａｌテーパ角として約２０°という非常に小さいテーパ角のＡｌＳｉＣｕ合金ゲートがえられていた。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、レジストテーパ角を小さくする条件、イオン性異方性エッチングの条件およびテーパ化促進条件を与えることにより、小さなテーパ角のレジストパターンがＡｌに転写され、６０°以下のＡｌのテーパ角をうることができる。したがって、Ａｌゲート配線上に形成する膜の被覆性、ゲート絶縁膜の耐圧およびＴＦＴ特性の改善に寄与しうるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｌテーパ角およびレジストテーパ角の説明図である。
【図２】本発明の実施例１によるレジストテーパ角のポストベーク温度依存性を示す図である。
【図３】本発明の実施例１によるＡｌテーパ角のレジスト塗布膜厚依存性を示す図である。
【図４】本発明の実施例１のレジスト感度曲線を示す図である。
【図５】本発明の実施例２によるＡｌテーパ角のエッチング時のガス圧力依存性を示す図である。
【図６】本発明の実施例３によるＡｌテーパ角のエッチング時のガス組成依存性を示す図である。
【図７】本発明の実施例４のＡｌテーパ角のレジストテーパ角依存性を示す図である。
【図８】液晶ディスプレイのＴＦＴ構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１基板、２ゲート配線、３ゲート絶縁膜、４チャネル、５ソースドレイン、６ソースドレイン電極、７保護膜、８Ａｌ、９レジスト。

Claims

所望の小さいテーパ角に対応した小さいレジストテーパ角を有するレジストパターンをＡｌまたはＡｌ合金膜上に形成する工程および該レジストパターンを有するＡｌまたはＡｌ合金膜に異方性ドライエッチングを行う工程からなる、小さいＡｌテーパ角をうるためのレジスト後退法に基づくテーパドライエッチング方法であって、塗布したレジストの乾燥後の膜厚が１．５μｍ以下、かつアスペクト比が３／１０以下であり、前記異方性ドライエッチング工程において、エッチングガスのＢＣｌ₃濃度が８０〜１００％であり、酸素を含まず、ガス圧力が３０ｍＴｏｒｒ以下であるＡｌテーパドライエッチング方法。
所望の小さいテーパ角に対応した小さいレジストテーパ角を有するレジストパターンをＡｌまたはＡｌ合金膜上に形成する工程および該レジストパターンを有するＡｌまたはＡｌ合金膜に異方性ドライエッチングを行う工程からなる、小さいＡｌテーパ角をうるためのレジスト後退法に基づくテーパドライエッチング方法であって、露光時の露光量が最適露光量より多いオーバー露光であり、前記異方性ドライエッチング工程において、エッチングガスのＢＣｌ₃濃度が８０〜１００％であり、酸素を含まず、ガス圧力が３０ｍＴｏｒｒ以下であるＡｌテーパドライエッチング方法。
所望の小さいテーパ角に対応した小さいレジストテーパ角を有するレジストパターンをＡｌまたはＡｌ合金膜上に形成する工程および該レジストパターンを有するＡｌまたはＡｌ合金膜に異方性ドライエッチングを行う工程からなる、小さいＡｌテーパ角をうるためのレジスト後退法に基づくテーパドライエッチング方法であって、露光機の解像度が形成するレジストパターン線幅より低く、前記異方性ドライエッチング工程において、エッチングガスのＢＣｌ₃濃度が８０〜１００％であり、酸素を含まず、ガス圧力が３０ｍＴｏｒｒ以下であるＡｌテーパドライエッチング方法。
ドライエッチング工程が、基板側に高周波電力を印加する平行平板ＲＩＥ方式イオン性エッチングまたは基板側に高周波電力を印加するプラズマエッチングで行なう請求項１、２および３記載のＡｌテーパドライエッチング方法。
ドライエッチング工程において、エッチング時のＡｌのエッチングレートとレジストのエッチングレートとの比が１．０以下である請求項４記載のＡｌテーパドライエッチング方法。
ドライエッチング工程において、エッチングガスに含フッ素化合物のガスを添加する請求項４記載のＡｌテーパドライエッチング方法。