JPH0377209A

JPH0377209A - 透明導電膜のエッチング方法

Info

Publication number: JPH0377209A
Application number: JP21178489A
Authority: JP
Inventors: Mikio Mori; 毛利　幹雄; Hiroaki Kakinuma; 柿沼　弘明
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1991-04-02
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2521815B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、透明導電膜をパターニングする際ある。

（従来の技術）透明電極は、太陽電池、イメージセンサ、フラットパネ
ルデイスプレィ等の電極として不可欠なものとなってい
る。このような透明電極は、ＩＴＯ（Ｉｎ２０３：Ｓｎ
）　、　５ｎＯ７、ｌｎＯ”４のような酸化物半導体か
ら戊るいわゆる透明導電膜をパターニングすることて形
成される。そして、このパターニング時の透明導電膜の
エツチングは、一般に、ウェットエツチング法により行
なわれており、例えばＩＴＯのエツチングは、一般に、
以下に説明する■〜■のような方法で行なわれていた。

■・・・ＩＴＯ上にレジストバタンを形成した後、この
試料を塩酸や塩化第二鉄溶液等のエツチング液に浸漬す
る方法。

■・・・ＮＯ上にレジストバタンを形成した後、この試
料上に２ｎ粉をざらに塗布し、然る後、この試料を塩酸
中に浸漬する方法。

■・・・塩酸系のエツチング液を用いる代わり（こヨウ
化水素酸をエツチング液として用いる方法。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述のウェットエツチング法では、以下
に説明するような種々の問題点があった。

■・・・エツチング液の濃度分布バラツキ、被エツチン
グ物を保持する治具の影ｉ１等があるため、被エツチン
グ物全体を均一にエツチングすることか出来ないという
問題点。

■・・・アンダーカット（サイドエツチング）が大きく
なり易いため、精度の良いパターンを得ることが困難で
あり、また、微細パターンの形成が困難であるという問
題点。

■・＝Ｚｎ粉を使用する方法では、２ｎ粉によってクリ
ーンルームが汚染されるという問題点。

■・・・塩化第二鉄を含むエツチング液を用いる場合、
エツチング液の劣化が早いため、エツチング残渣が生し
易い。ざらに、エツチング液中に水酸化鉄の沈殿が生じ
易いために、この沈殿によって被エツチング物が汚染さ
れるという問題点。

この発明はこのような点に鑑みなぎれ１とものであり、
従ってこの発明の目的は、透明導電膜を均一にエツチン
グ出来然も透明導電膜の微細バタンを形成出来るエツチ
ング方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）この目的の達／１ｉＩ２ヲ図るため、この発明（こよれ
ば、透明導電膜をパターニングするに当たり、該透明導
電膜の不要部分のエツチングを、透明導電膜を加熱しな
がら、水素及び一般弐０７目、で表わされる炭化水素の
混合ガスを用いた反応性ドライエツチングによって行な
うことを特徴とする（但し、一般式中のｎは１以上の整
数、ｍは４≦ｍ≦２ｎ＋２を満足する整数。）。

ここで、上記一般式で表わされる炭化水素の具体例とし
では、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、エ
チレン、プロピレン、アセチレン等を挙げることが出来
る。

また、この発明の実施に当たり、前述の透明導電膜の加
熱を　この透明導電膜が形成されている下地ヲ５０〜２
００℃の温度に加熱することで行なうのが好適である。

なお、ここで云う下地とは、例えば、イメージセンサ等
を作製するため用いる半導体基板、フラットパネルデイ
スプレィを作製するため用いるガラス基板等のｆ！々の
基板、ざらにこれら基板に半導体層や絶線層等が形成さ
れた中間物等のことである。

（作用）このような構成によれば、後述する実験結果からも明ら
かなように、透明導電膜の所望のバタンかトライエツチ
ング法により形成出来るようになる。この発明の各構成
成分がトライエツチングの完成にどのように作用してい
るかについでは、定かではないが、以下のようなことで
あろうと思われる。

水素ガスは、透明導電膜のレジストバタンから露出して
いる部分の酸素を透明導電膜から脱離する。

上記脂肪族炭化水素はプラズマ分解によりアルキル基の
ラジカル及びイオンを生成する。そして、このアルキル
基のラジカル及びイオンは、水素か脱離した後の透明導
電膜中の金属（例えば透明導電膜かＩＴＯである場合は
ＩｎｆＩＳｎ）と結合しこれら金属ヲガス化する。

この結果、透明導電膜のドライエツチングか可能になる
。

また、発明者の実験によれば、透明導電膜を加熱しない
場合、Ｉｎ、、Ｓｎ等のような金属と、炭化水素ガスと
の結合は起こるか、金属のガス化が容易に起きなくなる
のでエツチングがなされす、かつ、透明導電膜上にアモ
ルファスカーボンか成膜されてしまうという不具合が生
しる。しかしこの発明では透明導電膜を加熱しでいるの
でこのような不具合か防止される。

（実施例）以下、この発明の透明導電膜のエツチング方法の実施例
につき説明する。なお、以下の実施例はこの発明の範囲
内の好ましい条件により説明している。しかし、これら
条件は単なる例示であり、この発明かこれら条件にのみ
限定されるものてはないことは理解されたい。

先ず、実験用試料を以下に説明するような手順により作
製した。

下地としての例えばガラス基板上１こ、真空蒸着法又は
スパッタ法等の好適な方法によって所望の膜厚（例えば
１００〜１０００λ）のＩＴＯを形成した。

次に、このＩＴＯ上に公知のホトリソグラフィ法により
ライン幅及びスペース幅が各々２〜３ｇｍであるライン
・アンド・スペースのレジストバタンを形成した。

次に、このレジストバタン付きガラス基板をベーク炉を
用い１４０〜２００°Ｃ程度の温度でハードヘークして
、実験用試料を作製した。なお、このハードベーク処理
は、後に行なう反応性ドライエツチング時のレジストの
プラズマ耐性を向上させるためのものである。

次に、この試料上のＩＴＯのレジストバタンから露出し
ている部分を、ガラス基板を加熱しながら、水素と、一
般弐〇。日、で表わされる炭化水素としてのメタン（Ｃ
Ｈ，）との混合ガスを用いた反応・性トライエツチング
により、下記の第１表に示すような条件でエツチングし
た。

一方、比較例として上述と同様な試料を用意しこれを、
基板加熱を行なわないこと以外は第１表と同様な条件で
エツチングした。

なお、エツチングに用いたドライエツチング装置は、第
１図に示したような構成のものとしでいる。第１図にお
いて、１１は反応室、１３は下部電極、１５は上部電極
、１７はヒーター、１９は水素（Ｈ２）ガス導入系、２
１はメタン（ＣＨ４）ガス導入系、２３は排気系、２５
は排気装置、２７はマツチング回路、２９はＲＦ零電源
それぞれ示す。下部電極１３上には、ＩＴＯ膜付きのガ
ラス基板３１が＠置される。

そして、このガラス基板３１は、ヒータ１７によって所
定温度に加熱されるので結果的に透明導電膜が第１表エツチングの終了した実施例及び比較例の各試料のレジ
ス１〜を剥離しＮＯのバタンを観察した。

その結果、以下のようなことが分った。

水素及びメタンの混合ガスを用いた反応性ドライエツチ
ングにより、ＩＴＯのパターニングが可能であることが
分った。

しかし、基板加熱を行なわない場合、ＩＴＯのエツチン
グは行なわれず、ＩＴＯ膜上には逆にアモルファスカー
ボン（ａ−Ｃ：）ｌ）がＦ＆膜されてしまうことが分っ
た。

基板加熱温度を５０℃程度以上にすると、アモルファス
カーポジの底膜は行なわれなくなり、ＩＴＯのエツチン
グが行なわれるようになることが分った。しかし、基板
加熱温度ヲ２００℃程度より高くすると、ＩＴＯのエツ
チングは行なえるものの、基板とＩＴＯ膜との熱膨張率
の違い等に起因すると思われる不具合（ＩＴＯ膜でのク
ラック発生等）、レジストバタンの変形、レジスト剥離
が困難になる等の不具合が生じることが予想されるので
好ましくない。

また、透明導電膜をＩＴＯの代わりにＳｎＯ□とした場
合、ＺｎＯとした場合それぞれについて、上述のＩＴＯ
の場合と同様にエツチング実験を行なったところ、いず
れの場合もＩＴＯと同様な所望のパターニングを行なう
ことが出来た。

以上がこの発明の透明導電膜のエツチング方法の実施例
の説明である。しかし、この発明は、上述の実施例に限
られるものではなく以下に説明するような種々の変更を
加えることが出来る。

上述の実施例では、透明導電膜の加熱を下地（ガラス基
板）に接するヒーター１７によりこの下地を加熱し結果
的に透明導電膜を加熱することで行なっている。しかし
、透明導電膜の上方からランプ等により透明導電膜を直
接加熱しでも勿論良い。

また、上述の実施例は、一般弐〇、、Ｈ，，，（ｎは１
以上の整数、ｍは４≦ｍ≦２０＋２を満足する整数、）
で表わされる炭化水素をパラフィン系炭化水素であるＣ
Ｈ４（メタン）とした例であった。しかし、この発明で
用いて好適な炭化水素は、プラズマによってアルキル基
のラジカル及びイオンを生威し透明導電膜中の金属をガ
ス化出来るものであれば、他のものでも良い０例えば、
エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３１（ａ）、ブタン
（ＣａＨ＋。）、エチレン（Ｃ２Ｈ−）、プロピレン（
Ｃ３１４、）、又は、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）等を用い
でも実施例と同様な効果を期待出来る。

（発明の効果）上述した説明からも明らかなように、この発明の透明導
電膜中チ電膜のエツチングをドライエツチング法によって行なっ
ている。従って、ウェットエツチング（こよる種々の問
題を全て解決出来るので、例えば以下に説明するような
効果が得られる。

エツチングが異方性的に進行するので、アンダーカット
を最小限に抑えることが出来る。従−〕で、マスク寸法
とバタン寸法との変換差が極めて少なくなるので、バタ
ン精度が非常（こ高くなる。

これかため、例えば透明電極の微細化が容易になる。

大型基板上の各所に透明電極を形成する場合でも、透明
導電膜のエツチングが各所で均一（こ行なえるので、大
型の太陽電池やフラットパネルデイスプレィの作製か可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例で用いた反応性ドライエツチング装置
の説明図である。１１・・・反応室、　　　　　　１３・・・下部電極１
５・・・上部電極、　　　　　１７・・・ヒータ１９・
・・Ｈ２ガス導入系、　　　２１・・・ＣＨ４ガス導入
系２３・・・排気系、　　　　　２５・・・排気装貫２
７・・・マツチング回路、　２９・・・ＲＦ電源３１・
・・ＩＴＯ付きガラス基板。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明導電膜をパターニングするためのエッチング
方法において、前記エッチングを、透明導電膜を加熱しながら、水素及
び一般式Ｃ＿ｎＨ＿ｍで表わされる炭化水素の混合ガス
を用いた反応性ドライエッチングにより行なうことを特徴とする透明導電膜のエッチング方法（但し、一般
式中のｎは１以上の整数、ｍは４≦ｍ≦２ｎ＋２を満足
する整数。）。
（２）前記透明導電膜の加熱を、該透明導電膜が形成さ
れている下地を５０〜２００℃の温度に加熱することで
行なう請求項１に記載の透明導電膜のエッチング方法。