JPH06260413A - 多層膜のドライエッチング方法及び装置 - Google Patents

多層膜のドライエッチング方法及び装置

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JPH06260413A
JPH06260413A JP4767593A JP4767593A JPH06260413A JP H06260413 A JPH06260413 A JP H06260413A JP 4767593 A JP4767593 A JP 4767593A JP 4767593 A JP4767593 A JP 4767593A JP H06260413 A JPH06260413 A JP H06260413A
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JP
Japan
Prior art keywords
dry etching
multilayer film
chamber
film
photoresist
Prior art date
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Pending
Application number
JP4767593A
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English (en)
Inventor
Hiroki Sakuta
弘樹 作田
Takayuki Wakui
陽行 和久井
Masaru Takahata
勝 高畠
Nobutake Konishi
信武 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】UV処理の耐熱効果を低減させることなくホト
レジストをマスクとした多層膜のドライエッチング、及
び、反応生成物の堆積をなくすことによる多層膜の加工
精度向上,エッチングレートの向上,スループット向
上,装置の製造コスト低減を提供するところにある。 【構成】ドライエッチング装置9の前室にレジスト中に
含まれる水分を除去するための真空加熱機構、及び、レ
ジストを高分子化するUV処理機構を有するUV処理装
置10を付随、もしくは、ドライエッチング装置の前室
である真空搬送待機室内に前記UV処理機構を有し、大
気中に開放されることなくドライエッチング処理を行う
ことができる構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層膜のドライエッチ
ング方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ホトレジストを塗布,露光,現像の工程
を経てパターニングされたレジストをマスクとし、膜を
加工する手段としてウエットエッチング法やドライエッ
チング法がある。ウエットエッチング法は、多層膜をエ
ッチングする際、多層膜の形状制御が非常に困難であ
る。また、ドライエッチング法に関しては、エッチング
時におけるホトレジストの密着性及び耐熱性が問題とな
ってくる。ドライエッチング法において、密着性及び耐
熱性の問題を解決する一つの手段としてホトレジストに
紫外光を照射してレジストを高分子化させるUV処理が
導入されている。しかし、UV処理からドライエッチン
グ処理にいくまでの工程において、UV処理が終わった
後、一度大気中に基板を出すことにより、レジストが大
気中の水分を吸着する。この水分吸着によりUV処理の
耐熱効果低減、及び、ドライエッチング時の化学反応に
よりレジストが分解されやすくなりエッチングガス及び
レジスト成分からなる反応生成物がエッチングされた膜
の側面及び、下地膜に堆積する。これにより、エッチン
グレートの劣化、及び、パターン精度の劣化等の問題が
生じてしまう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、UV処理の耐熱効果を低減させることなくホトレジ
ストをマスクとした多層膜のドライエッチング、及び、
反応生成物の堆積をなくすことによる多層膜の加工精度
向上,エッチングレートの向上を達成できることであ
る。また、本発明の第2の目的は、スループット向上,
装置の製造コスト低減を提供するところにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記第1及び、前記第2
の目的に対して、ドライエッチング装置の前室にレジス
ト中に含まれる水分を除去するための真空加熱機構、及
び、レジストを高分子化するUV処理機構を有するUV
処理装置を付随、もしくは、ドライエッチング装置の前
室である真空搬送待機室に前記UV処理機構を有し、大
気中に開放されることなくドライエッチング処理を行う
ことにより解決する。
【0005】
【作用】一般にUV照射は、成膜された膜をパターン加
工するために使用するレジストの耐熱性及び密着性を向
上させる目的で使用されている。このUV照射は、真空
中で加熱しながら紫外光を照射することにより、レジス
トに含まれる水分を容易に除去することができ、ホトレ
ジスト分子を高分子化でき耐熱性が向上する。
【0006】しかし、UV照射後に大気中に基板を出す
ことにより大気中の水分をレジストが吸着することによ
り耐熱性及び密着性の低下、及びエッチング時の化学反
応によりレジストが分解されやすくなりエッチングガス
及び、レジスト成分による反応生成物が堆積する。側壁
及び、下地膜に付いた生成物は加工する膜のエッチング
の障壁となってしまい、エッチングレートの低下及び、
パターンの加工精度の劣化につながる。すなわち、UV
処理の効果を低下させないためには、ホトレジストに水
分を吸着させることなくドライエッチングによる多層膜
の加工を行うことが必要である。
【0007】これらの問題は、ドライエッチング装置と
UV処理装置を一体化し装置間の基板の搬送は真空状態
を維持したままで行い、UV照射とドライエッチングの
連続処理を行うことで解決する。また、装置を一体化す
ることによりスループット向上,装置の製造コスト低減
を図ることができる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【0009】図1にUV処理装置とドライエッチング装
置の一体化装置を使用してメタル/透明導電膜(ITO)
の多層膜をエッチングした第1実施例を示す。ガラス基
板1上にITO2,アルミニウム3を順次スパッタリン
グ法等により形成した後、ホトレジスト4を塗布,露
光,現像の工程を経て一体化装置を使用してエッチング
を行う。処理方法は、まず、パターニングされたホトレ
ジストに圧力0.2Torr程度の真空度を保ち、基板
を加熱しながらUV照射を行い、硬化したレジスト5を
マスクとして、例えば、BClとCl2 の塩素系の
混合ガス、あるいは、HBrとBCl3 の混合ガスで一
括ドライエッチングを行う。また、ドライエッチングに
より変質したレジストはアッシングとレジスト剥離液を
使って除去する。
【0010】図2にUV処理装置とドライエッチング装
置の一体化装置を使用してメタル/透明導電膜(IT
O)の多層膜をエッチングした第2実施例を示す。ガラ
ス基板1上にITO2,高融点金属6(例えば、モリブ
デン,タングステン等),アルミニウム3を順次スパッ
タリング法等により形成した後、ホトレジスト4を塗
布,露光,現像の工程を経て一体化装置を使用してエッ
チングを行う。エッチング方法は、まず、パターニング
されたホトレジストに圧力0.2Torr 程度の真空度を保
ち、基板を加熱しながらUV照射を行い、硬化したレジ
スト5をマスクとして、例えは、BCl3とCl2の塩素
系の混合ガス、あるいは、HBrとBCl3の混合ガス
で一括ドライエッチングを行う。また、ドライエッチン
グにより変質したレジストはアッシングとレジスト剥離
液を使って除去する。
【0011】図3にUV処理装置とドライエッチング装
置の一体化装置を使用して半導体層/絶縁層/メタルの
多層膜をエッチングした第3実施例を示す。ガラス基板
1上にアルミニウム3をスパッタリング法等により形成
したのち、絶縁膜7,半導体層8をプラズマCVD法等
で堆積する。その後、ホトレジスト4を塗布,露光,現
像の工程を経て一体化装置を使用して多層膜のエッチン
グを行う。また、ドライエッチングにより変質したレジ
ストはアッシングとレジスト剥離液を使って除去する。
【0012】図4に多層膜の一括エッチングを行うとき
に使用するドライエッチング装置とUV照射装置を複合
したUV処理装置一体型ドライエッチング装置の第1構
成例を示す。9はドライエッチング装置のドライエッチ
ングチャンバー室、10はUV処理室である。ドライエ
ッチングチャンバー室9は、ドライエッチングにより膜
をパターン加工する室である。UV処理室10は、紫外
光をホトレジストに照射しレジストを硬化させ耐ドライ
エッチング性を向上させるための室である。また、UV
処理室10は、UVチャンバー室11とUVランプ部1
2に大別され、UVチャンバー室11上部にはUV光を
通す石英板が設置してある。チャンバー内を真空に保つ
ための真空排気系13及び、基板を加熱するためのヒー
タを有している。それぞれの室はシャッターで区切られ
ており、部屋間の基板の搬送は真空中にて行う。UV処
理室10において、パターニングされたホトレジストに
真空中で加熱しながらUV照射することによりホトレジ
スト中の水分をうまく除去でき、ホトレジスト膜を硬化
することができる。これにより、耐ドライエッチング性
を向上させることができドライエッチングによるレジス
トダメージを低減できる。また、装置を一体化するため
UV処理の効果を低減させることがなく多層膜の加工が
可能である。また、スループット向上,装置の製造コス
ト低減が望める。
【0013】図5に多層膜の一括エッチングを行うとき
に使用するドライエッチング装置とUV照射装置を複合
したUV処理装置一体型ドライエッチング装置の第2構
成例を示す。9はドライエッチング装置のドライエッチ
ングチャンバー室、14は真空搬送待機室となってい
る。真空搬送待機室は、ドライエッチング装置の予備室
で有ると同時にUV処理機構及び加熱機構を有してい
る。
【0014】図6に多層膜の一括エッチングを行うとき
に使用するドライエッチング装置とUV照射装置を複合
したUV処理装置一体型ドライエッチング装置の第3構
成例を示す。9はドライエッチング装置のドライエッチ
ングチャンバー室、10はUV処理室、15はアッシャ
ー室となっている。アッシャー室は、ドライエッチング
でダメージを受けたレジストを除去するのに用いる。
【0015】図7から図12に一体型ドライエッチング
装置を使用して製作した逆スタガ型の薄膜トランジスタ
をスイッチング素子として用いた液晶ディスプレイの製
作手順の一例を示す。
【0016】図7は、ガラス基板1上に透明導電膜であ
るITO2,高融点金属6,アルミニウム3を順次スパ
ッタリング法により膜を堆積した後、ホトレジストを塗
布,露光,現像した後、一体型ドライエッチング装置を
使用して、加熱しながら真空中でUV照射し硬化したホ
トレジスト5をマスクに金属/ITOの多層膜を一括で
ドライエッチ加工した様子を示す。エッチングガスは、
BCl3+Cl2の塩素系混合ガスあるいは、HBr+B
Cl3 の混合ガスを使用する。高融点金属6は、ITO
2とアルミニウム3のバリアメタルとして使用するもの
で、例えば、モリブデン,タングステン,窒化タンタル
及び、窒化チタン等が使われる。この一括加工でTFT
のゲート電極,画素電極を同時形成しパターン加工する
ことで工程数削減,スループット向上を図ることができ
る。
【0017】図8は、硬化したホトレジスト5をアッシ
ング及び剥離液で除去した後、プラズマCVD法により
ゲート絶縁膜である窒化珪素膜16及び、半導体層17
を堆積した後、ホトレジスト4を塗布,露光,現像し、
半導体層17をドライエッチ加工した様子を示す。
【0018】図9は、ホトレジストをアッシング及び剥
離液で除去した後、一体型ドライエッチング装置を使用
し、加熱しながら真空中でUV照射することで硬化した
ホトレジスト5をマスクに窒化珪素膜16をドライエッ
チ加工する。その後、開口部18となる部分のITOを
露出させるために、アルミニウム3と高融点金属6の多
層膜をドライエッチ加工した様子を示す。
【0019】図10は、硬化したホトレジスト5をアッ
シング及び剥離液で除去した後、ソース/ドレイン電極
19を構成するアルミニウムをスパッタリング法によっ
て堆積した後、ホトレジスト4を塗布,露光,現像した
後、アルミニウムをドライエッチ加工した様子を示す。
【0020】図11は、ホトレジスト4をアッシング及
び剥離液で除去した後、保護膜20となる窒化珪素膜を
プラズマCVD法で形成した様子を示す。
【0021】図12は、保護膜20を形成して完成した
TFT付きガラス基板21とITO付きガラス基板22
との間に配向膜23,液晶24を封入して形成される液
晶ディスプレイ表示パネルの断面構造を示す。
【0022】
【発明の効果】多層膜のドライエッチングは、UV処理
装置とドライエッチング装置を一体化し、装置間の基板
の搬送は、真空中で行いUV処理とドライエッチングの
連続処理をすることによりUV処理の耐熱効果を低減さ
せることなくレジストをマスクとした多層膜のドライエ
ッチングが可能となる。また、エッチングガス及び、レ
ジスト成分による反応生成物の堆積をなくすことにより
エッチングレートの向上及び、多層膜の加工精度を向上
させることができる。また、装置を一体化することによ
りスループット向上,装置の製造コスト低減を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】多層膜のエッチング例(その1)を示す図であ
る。
【図2】多層膜のエッチング例(その2)を示す図であ
る。
【図3】多層膜のエッチング例(その3)を示す図であ
る。
【図4】一体化装置の第1構成例を示す図である。
【図5】一体化装置の第2構成例を示す図である。
【図6】一体化装置の第3構成例を示す図である。
【図7】一体化装置を使用し、液晶ディスプレイに適用
した場合の製作手順(その1)を示す図である。
【図8】一体化装置を使用し、液晶ディスプレイに適用
した場合の製作手順(その2)を示す図である。
【図9】一体化装置を使用し、液晶ディスプレイに適用
した場合の製作手順(その3)を示す図である。
【図10】一体化装置を使用し、液晶ディスプレイに適
用した場合の製作手順(その4)を示す図である。
【図11】一体化装置を使用し、液晶ディスプレイに適
用した場合の製作手順(その5)を示す図である。
【図12】一体化装置を使用し、液晶ディスプレイに適
用した場合の製作手順(その6)を示す図である。
【符号の説明】
1…ガラス基板、2…ITO、3…アルミニウム、4…
ホトレジスト、5…硬化したレジスト、6…高融点金
属、7…絶縁膜、8…半導体層、9…ドライエッチング
チャンバー室、10…UV処理室、11…UVチャンバ
ー室、12…UVランプ部、13…真空排気系、14…
真空搬送待機室(UV処理機構付き)、15…アッシャ
ー室、16…窒化珪素膜、17…半導体層、18…開口
部、19…ソーズ/ドレイン電極、20…保護膜、21
…TFT付きガラス基板、22…ITO付きがラス基
板、23…配向膜、24…液晶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01L 29/784 9056−4M H01L 29/78 311 F (72)発明者 小西 信武 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄膜トランジスタ及び、画素容量で構成さ
    れるアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイにお
    いて、それを構成する材料である金属膜,透明導電膜,
    半導体膜,絶縁膜のうち少なくとも二層以上の多層膜を
    ホトレジストをマスクとしてパターン加工するドライエ
    ッチング方法において、ホトレジスト中の水分を除去す
    る工程,レジストを高分子化する工程、及び、大気中に
    開放されることなく多層膜をドライエッチングする工程
    を経ることを特徴とする多層膜のドライエッチング方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1において、ホトレジストを真空中
    で加熱して水分を除去する工程,UV処理により高分子
    化する工程を連続で行い、大気中にさらされることなく
    多層膜をドライエッチングすることを特徴とする多層膜
    のドライエッチング方法。
  3. 【請求項3】ドライエッチング室の前室である真空搬送
    待機室に加熱、及び、UV照射の処理機構を有すること
    を特徴とする多層膜のドライエッチング装置。
  4. 【請求項4】請求項3において、前記真空搬送待機室,
    ドライエッチング室、及びレジスト除去を行うアッシャ
    ー室を一体化したことを特徴とする多層膜のドライエッ
    チング装置。
JP4767593A 1993-03-09 1993-03-09 多層膜のドライエッチング方法及び装置 Pending JPH06260413A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10302965A (ja) * 1997-05-01 1998-11-13 Minolta Co Ltd 有機エレクトロルミネセンス素子及びその製造方法
KR100810796B1 (ko) * 2005-03-17 2008-03-06 동경 엘렉트론 주식회사 대기 반송실, 피처리체의 처리 후 반송 방법, 프로그램 및기억 매체
WO2020229919A1 (ja) * 2019-05-10 2020-11-19 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、および半導体装置の作製方法

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