JPH0673569A - Dry etching method for transparent electrode film - Google Patents

Dry etching method for transparent electrode film

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JPH0673569A
JPH0673569A JP10331493A JP10331493A JPH0673569A JP H0673569 A JPH0673569 A JP H0673569A JP 10331493 A JP10331493 A JP 10331493A JP 10331493 A JP10331493 A JP 10331493A JP H0673569 A JPH0673569 A JP H0673569A
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JP
Japan
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transparent electrode
etching
film
electrode film
gas
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Application number
JP10331493A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Furumiya
秀雄 古宮
Hironori Matsumoto
弘則 松本
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PURPOSE:To enable the formation of fine patterns of transparent electrode films even if there are level differences on a ground surface by adopting a second stage in which the amts. of the org. gas for preventing adhesion and reducing gas to be supplied are increased in the method for evaporating In and Sn as org. matter. CONSTITUTION:An indium oxide film 1' contg Sn is deposited by sputtering evaporation at a prescribed thickness nearly over the entire surface of a quartz substrate 3 on which the electrodes 2 of a prescribed thickness are formed. A resist film 4 is then patterned and formed by photolithography on the film 1', and thereafter, the substrate 3 is inserted into a device, such as parallel flat plate type plasma etching device. H2 is then supplied as a reducing gas, CH4 as an org. gas for evaporation, and CH3OH as an org. gas for preventing the adhesion of a reactional product by cracking the reactional by-product generated by an evaporation reaction. These gases are supplied to the film 1' to etch the film 1' by as much as the thickness part corresponding to 80% of the film thickness. In succession, the flow rate of the CH3OH or H2 is increased and the remaining film 1' is etched at 100% overetching.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に透明電
極膜をパターン形成するための透明電極膜のドライエッ
チング方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method for a transparent electrode film for patterning a transparent electrode film on a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述の透明電極膜は、Snを含有する酸
化インジウム(ITO)からなり、ドライエッチングを
行うことが困難である。このため、従来においては、ウ
ェットエッチング方法を用いてパターン形成されてい
た。このウェットエッチング方法は、エッチングにおけ
る線幅シフトが1〜2μmと大きく、従来の液晶表示装
置では許容できる範囲であったが、近年、液晶表示装置
の高精細化に伴って、許容できないものとなってきた。
よって、エッチングにおける線幅シフトを±0.1μm
程度にできるドライエッチング方法を使用することが求
められるようになっている。
2. Description of the Related Art The above-mentioned transparent electrode film is made of indium oxide (ITO) containing Sn and is difficult to dry-etch. For this reason, conventionally, pattern formation has been performed using the wet etching method. This wet etching method has a large line width shift in etching of 1 to 2 μm, which is within an allowable range in the conventional liquid crystal display device, but in recent years, it has become unacceptable as the liquid crystal display device becomes finer. Came.
Therefore, the line width shift in etching is ± 0.1 μm.
It has been required to use a dry etching method which can be controlled.

【0003】ところで、透明電極膜のドライエッチング
方法には、ウェットエッチング方法と同様、ハロゲン化
水素等のガスを用いてハロゲン化することによりエッチ
ングする方法と、有機ガスを用いて有機物となして気化
させることによりエッチングする方法とがある。前者の
方法は、腐食性が強く、不安定なハロゲン系ガスを使用
するので、より安全な後者の方法が主流になりつつあ
る。後者の方法を、より具体的に説明すると、Snを含
有する酸化インジウムからなる透明電極膜におけるIn
およびSnを有機化合物にして気化させる気化用有機ガ
スと、気化反応により生じた反応副生成物を分解させて
気化反応を促進させる還元ガスとを、透明電極膜に供給
して反応させる方法である。
In the dry etching method for the transparent electrode film, similar to the wet etching method, a method of etching by halogenating with a gas such as hydrogen halide, and a method of vaporizing an organic substance by using an organic gas are vaporized. There is a method of etching by doing so. The former method uses a halogen gas that is highly corrosive and unstable, so that the safer latter method is becoming mainstream. The latter method will be described more specifically. In in a transparent electrode film made of indium oxide containing Sn was used.
And a vaporizing organic gas that vaporizes Sn into an organic compound and vaporizes, and a reducing gas that decomposes a reaction by-product generated by the vaporization reaction to promote the vaporization reaction are supplied to the transparent electrode film to react. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記後者の方
法による場合においても、透明電極膜が、段差がある下
地の上に形成されていると、その段差上の透明電極膜に
も段差部が形成されるので、反応副生成物による妨害を
受けて、特に透明電極膜の段差部に沿った部分がエッチ
ングされにくくなる。このため、透明電極膜の段差部に
沿ってエッチング残渣が生じ、微細なパターン形成を行
えないという問題があった。
However, even in the case of the latter method described above, when the transparent electrode film is formed on the base having a step, the transparent electrode film on the step also has a step portion. Since it is formed, the portion along the stepped portion of the transparent electrode film is hardly etched due to the interference by the reaction by-product. For this reason, there is a problem that an etching residue is generated along the step portion of the transparent electrode film and a fine pattern cannot be formed.

【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、下地に段差があっても透明電極膜を微
細なパターンで形成でき、さらに透明電極膜の膜質や膜
厚にバラツキがあってもエッチングを制御できる透明電
極膜のドライエッチング方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to form a transparent electrode film with a fine pattern even if there is a step on the base, and further, the quality and thickness of the transparent electrode film vary. It is an object of the present invention to provide a dry etching method for a transparent electrode film that can control etching even if there is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の透明電極膜のド
ライエッチング方法は、Snを含有する酸化インジウム
からなる透明電極膜におけるInおよびSnを有機化合
物にして気化させる気化用有機ガスと、気化反応により
生じた反応副生成物を分解させて気化反応を促進させる
還元ガスと、該反応副生成物が透明電極膜に付着するの
を防止する付着防止用有機ガスとを、該透明電極膜に供
給して反応させる第1の工程と、該付着防止用有機ガス
および/または該還元ガスの供給量を第1の工程より増
量し、気化用有機ガス、還元ガスおよび付着防止用有機
ガスを透明電極膜に供給することにより反応させる第2
の工程とを含み、そのことにより上記目的が達成され
る。前記第1および第2の工程は、エッチング装置内で
エッチング装置の陰極降下電圧をモニターしながら行
い、該陰極降下電圧の変化により第1の工程から第2の
工程へ移行するタイミングを決定することができる。
A method for dry etching a transparent electrode film according to the present invention comprises: a vaporizing organic gas for vaporizing In and Sn into an organic compound in a transparent electrode film made of indium oxide containing Sn; A reducing gas that decomposes the reaction by-product generated by the reaction to promote the vaporization reaction, and an adhesion-preventing organic gas that prevents the reaction by-product from adhering to the transparent electrode film are applied to the transparent electrode film. The first step of supplying and reacting, and the supply amount of the adhesion preventing organic gas and / or the reducing gas are increased from the first step, and the vaporizing organic gas, the reducing gas and the adhesion preventing organic gas are transparent. Second reaction by supplying to electrode film
And the steps for achieving the above object. The first and second steps are performed while monitoring the cathode drop voltage of the etching apparatus in the etching apparatus, and the timing of transition from the first step to the second step is determined by the change in the cathode drop voltage. You can

【0007】[0007]

【作用】本発明者らは、透明電極膜の段差部において、
エッチングが阻害される状況を詳しく検討した結果、以
下のような知見を得た。
The present inventors have found that in the step portion of the transparent electrode film,
As a result of detailed examination of the situation where etching is hindered, the following findings were obtained.

【0008】反応副生成物は、有機ガスによるプラズマ
重合により生成される。また、透明電極膜の表面には、
透明電極膜からの酸素の供給があるので、この反応副生
成物は付着しないという現象がある。よって、反応副生
成物の生成を防止し、積極的にエッチング残渣を除去す
ることで、透明電極膜の段差部におけるエッチングの阻
害を防止することができる。尚、反応副生成物の生成を
防止するためには、アルコール類等の酸素を含む有機物
を使用することが有効である。また、積極的にエッチン
グ残渣を除去するためには、透明電極膜のエッチング終
了前にエッチング条件を切り換えることが有効である。
The reaction by-product is produced by plasma polymerization with an organic gas. Also, on the surface of the transparent electrode film,
Since oxygen is supplied from the transparent electrode film, there is a phenomenon that this reaction by-product does not adhere. Therefore, by preventing the generation of reaction by-products and positively removing the etching residue, it is possible to prevent the etching from being disturbed in the step portion of the transparent electrode film. In order to prevent the formation of reaction by-products, it is effective to use organic substances containing oxygen such as alcohols. Further, in order to positively remove the etching residue, it is effective to switch the etching conditions before the etching of the transparent electrode film is completed.

【0009】本発明においては、透明電極膜に気化用有
機ガスと還元ガスと付着防止用有機ガスとを供給して反
応させる第1の工程に加えて、付着防止用有機ガスおよ
び/または還元ガスの供給量を第1の工程より増量し、
気化用有機ガス、還元ガスおよび付着防止用有機ガスを
透明電極膜に供給して反応させる第2の工程を採用して
いる。このことにより、反応副生成物の生成が防止さ
れ、エッチング残渣が積極的に防止される。
In the present invention, in addition to the first step of supplying the vaporizing organic gas, the reducing gas, and the adhesion preventing organic gas to the transparent electrode film to react them, the adhesion preventing organic gas and / or the reducing gas. The supply amount of is increased from the first step,
The second step is adopted in which the vaporizing organic gas, the reducing gas and the adhesion preventing organic gas are supplied to the transparent electrode film and reacted. This prevents the formation of reaction by-products and positively prevents etching residues.

【0010】さらに、本発明者らは、透明電極膜のエッ
チングを行う際に、エッチング装置の陰極降下電圧(V
DC)の波形をモニターすると、エッチングの途上にお
いてVDCの波形に変異点が見られることを発見した。
この変異点は、付着防止用有機ガスおよび/または還元
ガスを増加させない条件(第1の工程の条件)と、増加
させた条件(第2の工程の条件)との両方に現れる。ま
た、変異点は、上記2つの条件で共通して、平坦部の透
明電極膜のエッチングがほぼ完了する前に現れることが
確認できた。
Furthermore, the inventors of the present invention, when performing etching of the transparent electrode film, the cathode drop voltage (V
When the waveform of (DC) was monitored, it was discovered that a variation point was found in the waveform of VDC during etching.
This mutation point appears in both the condition (the condition of the first step) that does not increase the adhesion preventing organic gas and / or the reducing gas and the condition (the condition of the second step) that the increased amount. Further, it was confirmed that the mutation point appeared in common under the above two conditions before the etching of the transparent electrode film on the flat portion was almost completed.

【0011】このVDC波形の変異点は、エッチングに
使用されるガス組成とITO膜との組み合わせにより現
れる普遍的現象であると考えられる。
It is considered that the variation point of the VDC waveform is a universal phenomenon that appears due to the combination of the gas composition used for etching and the ITO film.

【0012】本発明においては、このVDC波形の変化
を、第1工程と第2工程との切り替えタイミングとして
利用しているので、切り替えを適切に行える。このた
め、高い信頼性をもって透明電極膜のエッチングを行う
ことができ、透明電極膜の微細なパターン形成とエッチ
ング残渣が生じない確実なエッチングを行うことができ
る。
In the present invention, the change in the VDC waveform is used as the switching timing between the first step and the second step, so that the switching can be appropriately performed. Therefore, the transparent electrode film can be etched with high reliability, and it is possible to perform fine pattern formation of the transparent electrode film and reliable etching without generating etching residues.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】(実施例1)図2は、本発明を用いて形成
した透明電極膜の一例を示す平面図である。この透明電
極膜1は、電極2・・・が形成された石英基板3の上のほ
ぼ全面に、Snを含有する酸化インジウム膜を形成し、
その酸化インジウム膜を本発明のドライエッチング方法
を用いてエッチングすることによりパターン形成されて
いる。この透明電極膜は、段差を有する下地の上にパタ
ーン形成されたものである。
Example 1 FIG. 2 is a plan view showing an example of a transparent electrode film formed by using the present invention. In the transparent electrode film 1, an indium oxide film containing Sn is formed on almost the entire surface of the quartz substrate 3 on which the electrodes 2 ...
A pattern is formed by etching the indium oxide film using the dry etching method of the present invention. This transparent electrode film is patterned on a base having a step.

【0015】次に、この透明電極膜のパターン形成につ
いて説明する。
Next, the pattern formation of this transparent electrode film will be described.

【0016】まず、図1(a)に示すように、厚み約4
000オングストロームの電極2が形成された石英基板
3の上ほぼ全面に、スパッタリング法により、Snを含
有する酸化インジウム膜1’を厚み1200オングスト
ロームに蒸着する。
First, as shown in FIG. 1A, the thickness is about 4
An indium oxide film 1 ′ containing Sn is vapor-deposited to a thickness of 1200 Å on the substantially entire surface of the quartz substrate 3 on which the electrode 2 having a thickness of 000 Å is formed, by a sputtering method.

【0017】次に、図1(b)に示すように、酸化イン
ジウム膜1’の上に、レジスト膜4を、フォトリソグラ
フィーによりパターニングして形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a resist film 4 is formed on the indium oxide film 1'by patterning by photolithography.

【0018】その後、石英基板3を、例えば平行平板型
プラズマエッチング装置などのエッチング装置に挿入し
て、表1のSTEP1の条件で、酸化インジウム膜1’
を膜厚の80%に相当する厚み960オングストローム
部分だけエッチングする。
Then, the quartz substrate 3 is inserted into an etching device such as a parallel plate type plasma etching device, and the indium oxide film 1'is prepared under the conditions of STEP 1 in Table 1.
Of 960 angstroms corresponding to 80% of the film thickness are etched.

【0019】具体的には、酸化インジウム膜1’に含ま
れるInおよびSnを酸素との結合状態から分離する還
元ガスとしてH2を用い、有機化合物にして気化させる
気化用有機ガスとしてCH4を用い、気化反応により生
じた反応副生成物、例えばメタン系ポリマーを分解さ
せ、反応副生成物の付着を防止する付着防止用有機ガス
としてCH3OHを用いて、図1(c)に示すように、
酸化インジウム膜1’に供給した。尚、CH4の流量は
45SCCM、H2の流量は75SCCM、CH3OHの
流量は5SCCMとし、エッチング装置内部の圧力は2
0mTorr、高周波電力(RFパワー)は200Wと
した(第1の工程)。
Specifically, H 2 is used as a reducing gas for separating In and Sn contained in the indium oxide film 1 ′ from the bonded state with oxygen, and CH 4 is used as a vaporizing organic gas for vaporizing it as an organic compound. As shown in FIG. 1 (c), CH 3 OH is used as an organic gas for adhesion prevention that decomposes a reaction byproduct generated by the vaporization reaction, for example, a methane-based polymer, and prevents the adhesion of the reaction byproduct. To
It was supplied to the indium oxide film 1 ′. The flow rate of CH 4 is 45 SCCM, the flow rate of H 2 is 75 SCCM, the flow rate of CH 3 OH is 5 SCCM, and the pressure inside the etching apparatus is 2
0 mTorr and high frequency power (RF power) were 200 W (first step).

【0020】続いて、エッチングを終了する前の適当な
時期に、表1のSTEP2に示すように、付着防止用有
機ガスであるCH3OHの流量を5SCCMから10S
CCMに増加させ、他の条件はSTEP1と同一にし
て、残りの酸化インジウム膜1’(240オングストロ
ーム)をオーバーエッチ100%でエッチングする(第
2の工程)。
Then, at an appropriate time before the end of etching, as shown in STEP 2 of Table 1, the flow rate of CH 3 OH, which is an organic gas for adhesion prevention, is changed from 5 SCCM to 10 S.
The remaining indium oxide film 1 ′ (240 Å) is etched with 100% overetching while increasing the CCM and the other conditions to be the same as STEP 1 (second step).

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】さらに、レジスト4を化学的に除去して、
透明電極膜1を得る。
Further, the resist 4 is chemically removed,
The transparent electrode film 1 is obtained.

【0023】上記のようにして得られた透明電極膜1に
ついて、段差部底部に酸化インジウム膜1’の残渣が残
っているか否かをチェックした。チェックは、図2に示
すように、電流測定器5にて0〜20Vの電圧を透明電
極膜に印加し、その時の電流値により判断して行った。
その結果、STEP1の条件のみで最後までエッチング
を行い、さらに膜厚50%相当の追加エッチングを行っ
た場合には、20V印加時の電流値が200〜300p
Aであったのに対し、STEP1の条件の後にSTEP
2の条件でエッチングを行った場合には、20V印加時
の電流値を20pAとすることができた。この値(20
pA)は、エッチングが完全に終了したと考えられる値
であり、除去すべき箇所の酸化インジウム膜1’が完全
にエッチング除去されたことがわかる。
With respect to the transparent electrode film 1 obtained as described above, it was checked whether or not the residue of the indium oxide film 1 ′ remained at the bottom of the step portion. As shown in FIG. 2, the check was performed by applying a voltage of 0 to 20 V to the transparent electrode film with a current measuring device 5 and judging the current value at that time.
As a result, when the etching is performed to the end only under the conditions of STEP 1 and the additional etching corresponding to the film thickness of 50% is performed, the current value at the time of applying 20 V is 200 to 300 p.
Although it was A, after the condition of STEP 1, STEP
When etching was performed under the condition of 2, the current value when 20 V was applied could be 20 pA. This value (20
pA) is a value that is considered to be the completion of etching, and it can be seen that the indium oxide film 1 ′ at the location to be removed was completely removed by etching.

【0024】(実施例2)この実施例2においては、実
施例1とは異なり、エッチングを終了する前の適当な時
期に、還元ガスの流量を増量させてエッチングを行って
いる。具体的な工程を、以下に説明する。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, unlike Embodiment 1, etching is performed by increasing the flow rate of the reducing gas at an appropriate time before the end of etching. Specific steps will be described below.

【0025】まず、実施例1と同様に、厚み約4000
オングストロームの電極2が形成された石英基板3の上
ほぼ全面に、Snを含有する酸化インジウム膜1’を厚
み1200オングストロームに蒸着し、酸化インジウム
膜1’の上にレジスト膜4をパターニング形成する。
First, as in the first embodiment, the thickness is about 4000.
An indium oxide film 1'containing Sn is vapor-deposited to a thickness of 1200 angstrom on substantially the entire surface of the quartz substrate 3 on which the angstrom electrode 2 is formed, and a resist film 4 is patterned on the indium oxide film 1 '.

【0026】その後、石英基板3を、例えば平行平板型
プラズマエッチング装置などのエッチング装置に挿入し
て、表2のSTEP1の条件で、酸化インジウム膜1’
を膜厚の80%に相当する厚み960オングストローム
部分だけエッチングする。具体的には、酸化インジウム
膜1’に含まれるInおよびSnを酸素との結合状態か
ら分離する還元ガスとしてH2を用い、有機化合物にし
て気化させる気化用有機ガスとしてCH4を用い、気化
反応により生じた反応副生成物、例えばメタン系ポリマ
ーを分解させ、反応副生成物の付着を防止する付着防止
用有機ガスとしてCH3OHを用いて、図1(c)に示
すように、酸化インジウム膜1’に供給した。尚、CH
4の流量は45SCCM、H2の流量は75SCCM、C
3OHの流量は5SCCMとし、エッチング装置内部
の圧力は20mTorr、高周波電力(RFパワー)は
200Wとした(第1の工程)。
Thereafter, the quartz substrate 3 is inserted into an etching apparatus such as a parallel plate type plasma etching apparatus, and the indium oxide film 1'is prepared under the conditions of STEP 1 in Table 2.
Of 960 angstroms corresponding to 80% of the film thickness are etched. Specifically, H 2 is used as a reducing gas that separates In and Sn contained in the indium oxide film 1 ′ from the bonded state with oxygen, and CH 4 is used as a vaporizing organic gas that is vaporized into an organic compound. As shown in FIG. 1 (c), CH 3 OH is used as an adhesion preventing organic gas that decomposes a reaction by-product generated by the reaction, for example, a methane-based polymer, and prevents the reaction by-product from adhering. It was supplied to the indium film 1 ′. In addition, CH
The flow rate of 4 is 45 SCCM, the flow rate of H 2 is 75 SCCM, C
The flow rate of H 3 OH was 5 SCCM, the pressure inside the etching apparatus was 20 mTorr, and the high frequency power (RF power) was 200 W (first step).

【0027】続いて、エッチングを終了する前の適当な
時期に、表2のSTEP2に示すように、還元ガスであ
るH2の流量を75SCCMから100SCCMに増加
させて、残りの酸化インジウム膜1’(240オングス
トローム)をオーバーエッチ100%でエッチングす
る。尚、この時、気化用有機ガスと還元ガスとの供給量
の合計がSTEP1と同じになるように、気化用有機ガ
スであるCH4の流量を45SCCMから20SCCM
に減少させている(第2の工程)。
Then, at an appropriate time before the etching is finished, as shown in STEP 2 of Table 2, the flow rate of H 2 as a reducing gas is increased from 75 SCCM to 100 SCCM to leave the remaining indium oxide film 1 '. Etch (240 Å) with 100% overetch. At this time, the flow rate of CH 4 as the vaporizing organic gas is changed from 45 SCCM to 20 SCCM so that the total supply amount of the vaporizing organic gas and the reducing gas is the same as STEP 1.
Is reduced to (second step).

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】さらに、レジスト4を化学的に除去して、
透明電極膜1を得る。
Further, the resist 4 is chemically removed,
The transparent electrode film 1 is obtained.

【0030】上記のようにして得られた透明電極膜1に
ついて、段差部底部に酸化インジウム膜1’の残渣が残
っているか否かを実施例1と同様にしてチェックした。
その結果、STEP1の条件のみで最後までエッチング
を行い、さらに膜厚50%相当の追加エッチングを行っ
た場合には、20V印加時の電流値が200〜300p
Aであったのに対し、STEP1の条件の後にSTEP
2の条件でエッチングを行った場合には、20V印加時
の電流値を30pAとすることができた。この値(30
pA)も、エッチングが完全に終了したと考えられる値
であり、除去すべき箇所の酸化インジウム膜1’が完全
にエッチング除去されたことがわかる。 (実施例3)上記実施例1および実施例2では、エッチ
ングを終了する前の適当な時期から付着防止用ガスおよ
び/または還元ガスの供給量を増量して第2の工程を行
っている。上記第1の工程は、第2の工程に比べて高エ
ッチレート(250オングストローム/min)であ
り、サイドエッチングによる線幅シフトが少ない。よっ
て、透明電極膜のパターン精度を高めるためには、第1
の工程によるエッチング量をできるだけ多くする必要が
ある。しかし、平坦部の透明電極膜が全てエッチング除
去された時点から、反応副生成物が透明電極膜の段差部
に付着し始め、第2の工程に切り換えて付着防止用ガス
および/または還元ガスの供給量を増量しても、反応副
生成物の付着により妨害されて、透明電極膜の段差部の
エッチングが進行しない。このため、平坦部の透明電極
膜が完全にエッチング除去される前に、第1の工程から
第2の工程へ切り替える必要があり、その切り替えタイ
ミングが重要である。この切り替えタイミングを設定す
るために、透明電極膜の膜厚とエッチレートとから平坦
部の透明電極膜がエッチング除去される時間を計算して
もよいが、透明電極膜の膜質や膜厚のバラツキに対し
て、エッチングの制御性を向上させることが困難な場合
がある。例えば、第1の工程が短かすぎると、上述のよ
うにパターン精度を向上させることができない。また、
第1の工程で透明導電膜の平坦部のエッチング除去が完
全に終了してしまうと、上述のように反応副生成物が付
着して段差部に残渣が残って、パターン間がショートす
るという問題が生じる。よって、この実施例では、透明
電極膜のエッチングを行う際に、エッチング装置のVD
Cの波形をモニターして、第1の工程から第2の工程へ
の切り替えタイミングを決定した。
In the transparent electrode film 1 obtained as described above, it was checked in the same manner as in Example 1 whether or not the residue of the indium oxide film 1'was left at the bottom of the step portion.
As a result, when the etching is performed to the end only under the conditions of STEP 1 and the additional etching corresponding to the film thickness of 50% is performed, the current value at the time of applying 20 V is 200 to 300 p.
Although it was A, after the condition of STEP 1, STEP
When etching was performed under the condition of 2, the current value when 20 V was applied could be 30 pA. This value (30
pA) is also a value that is considered to be the completion of etching, and it can be seen that the indium oxide film 1 ′ at the portion to be removed was completely removed by etching. (Third Embodiment) In the first and second embodiments, the second step is performed by increasing the supply amount of the adhesion preventing gas and / or the reducing gas from an appropriate time before the etching is completed. The first step has a higher etch rate (250 Å / min) than the second step, and the line width shift due to side etching is small. Therefore, in order to improve the pattern accuracy of the transparent electrode film, the first
It is necessary to increase the amount of etching by the process of (1) as much as possible. However, when all the transparent electrode film on the flat portion is removed by etching, the reaction by-products start to adhere to the stepped portion of the transparent electrode film, and the process is switched to the second step to remove the adhesion preventing gas and / or the reducing gas. Even if the supply amount is increased, the reaction by-product is prevented from adhering and the step portion of the transparent electrode film is not etched. Therefore, it is necessary to switch from the first step to the second step before the transparent electrode film on the flat portion is completely removed by etching, and the switching timing is important. In order to set this switching timing, the time taken to remove the transparent electrode film on the flat portion by etching may be calculated from the film thickness and the etching rate of the transparent electrode film, but there are variations in the film quality and film thickness of the transparent electrode film. On the other hand, it may be difficult to improve the controllability of etching. For example, if the first step is too short, the pattern accuracy cannot be improved as described above. Also,
When the flat portion of the transparent conductive film is completely removed by etching in the first step, the reaction by-product adheres to leave a residue on the step portion as described above, resulting in a short circuit between patterns. Occurs. Therefore, in this embodiment, when the transparent electrode film is etched, the VD of the etching device is
The waveform of C was monitored to determine the timing of switching from the first step to the second step.

【0031】初めに、VDC波形の変異点がどの時点で
現れるのかを、以下のようにして確認した。
First, it was confirmed at what point in time the VDC waveform variation point appeared, as follows.

【0032】まず、石英基板3の上に、Snを含有する
酸化インジウム膜を、スパッタリングにより厚み120
0オングストロームに蒸着し、その上にレジスト膜4を
フォトリソグラフィー法によりパターン形成する。ここ
では、サイズ25μm×25μmの繰り返しパターン
を、パターン同士の間隔を3μmにして形成した。
First, an indium oxide film containing Sn is formed on the quartz substrate 3 by sputtering to a thickness of 120.
It is vapor-deposited to 0 angstrom, and a resist film 4 is patterned thereon by photolithography. Here, a repeating pattern having a size of 25 μm × 25 μm was formed with a space between the patterns of 3 μm.

【0033】この石英基板3を、平行平板型プラズマエ
ッチング装置などのエッチング装置に装入して、上記表
2のSTEP1の条件で酸化インジウム膜のエッチング
を行った。この時、エッチング装置から得られるVDC
の変化をモニターすると、図3(a)および(c)に示
すような、変異点を有する波形が得られた。
This quartz substrate 3 was placed in an etching device such as a parallel plate type plasma etching device, and the indium oxide film was etched under the conditions of STEP 1 in Table 2 above. At this time, VDC obtained from the etching device
Was monitored to obtain a waveform having a mutation point as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (c).

【0034】同様にして、上記酸化インジウム膜の上に
レジスト膜4をパターニング形成した石英基板3を、エ
ッチング装置に挿入して、上記表2のSTEP2の条件
で酸化インジウム膜1’をエッチングすると、図3
(b)および(d)に示すような、変異点を有する波形
が得られた。
Similarly, the quartz substrate 3 in which the resist film 4 is patterned and formed on the indium oxide film is inserted into an etching apparatus, and the indium oxide film 1'is etched under the conditions of STEP 2 in Table 2 above. Figure 3
Waveforms having mutation points were obtained as shown in (b) and (d).

【0035】上記2つの条件(STEP1およびSTE
P2)により、VDCの変化をモニターしながらエッチ
ングを行い、VDCの波形の変異点が現れた時点でエッ
チングプロセスを停止したところ、STEP1の条件に
よる場合は、760オングストロームのエッチング量で
あり、STEP2の条件による場合は、720オングス
トロームのエッチング量であった。
The above two conditions (STEP 1 and STE)
According to P2), etching was performed while monitoring the change of VDC, and the etching process was stopped at the time when a variation point of the waveform of VDC appeared, and in the case of the condition of STEP 1, the etching amount was 760 Å, Depending on the conditions, the etching amount was 720 Å.

【0036】以上の結果から、VDCの変異点が得られ
た時点では、透明導電膜のエッチング除去が完全に終了
していないことが理解される。従って、変異点が現れて
から第1の工程から第2の工程へ切り換えても、反応副
生成物の段差部への付着を防ぐのに充分であることがわ
かる。
From the above results, it is understood that the etching removal of the transparent conductive film is not completely completed at the time when the VDC mutation point is obtained. Therefore, it can be seen that even if the first step is switched to the second step after the mutation point appears, it is sufficient to prevent the reaction by-product from adhering to the step portion.

【0037】ところで、パターン精度を高めるために第
1の工程によるエッチング量をできるだけ多くすること
が望ましい。よって、第1の工程によるエッチング量を
できるだけ多くし、かつ、透明電極膜の段差部で残渣が
生じない条件を、以下のようにして確認した。
By the way, it is desirable to increase the etching amount in the first step as much as possible in order to improve the pattern accuracy. Therefore, the conditions under which the etching amount in the first step is increased as much as possible and no residue is generated in the step portion of the transparent electrode film were confirmed as follows.

【0038】まず、実施例1と同様に、厚み約4000
オングストロームの電極2が形成された石英基板3の上
ほぼ全面に、Snを含有する酸化インジウム膜1’を厚
み1200オングストロームに蒸着し、酸化インジウム
膜1’の上にレジスト膜4をパターニング形成する。こ
こでは、サイズ25μm×25μmの繰り返しパターン
を、パターン同士の間隔を3μmにして形成した。
First, as in the first embodiment, the thickness is about 4000.
An indium oxide film 1'containing Sn is vapor-deposited to a thickness of 1200 angstrom on substantially the entire surface of the quartz substrate 3 on which the angstrom electrode 2 is formed, and a resist film 4 is patterned on the indium oxide film 1 '. Here, a repeating pattern having a size of 25 μm × 25 μm was formed with a space between the patterns of 3 μm.

【0039】この石英基板3を、平行平板型プラズマエ
ッチング装置などのエッチング装置に装入して、上記表
2のSTEP1の条件で酸化インジウム膜1’のエッチ
ングを行った。ここでは、酸化インジウム膜の膜厚の6
0〜80%相当分をエッチング除去するように、時間的
に測定してエッチングを行った(第1の工程)。また、
この時、同時にVDCの変化をモニターしたところ、図
1(e)に示すような波形を得た。
This quartz substrate 3 was placed in an etching apparatus such as a parallel plate type plasma etching apparatus, and the indium oxide film 1'was etched under the conditions of STEP 1 in Table 2 above. Here, the thickness of the indium oxide film is 6
Etching was carried out by measuring the time so as to remove a portion corresponding to 0 to 80% by etching (first step). Also,
At this time, when a change in VDC was simultaneously monitored, a waveform as shown in FIG. 1 (e) was obtained.

【0040】続いて、上記表2のSTEP2の条件で、
残りの酸化インジウム膜1’をオーバーエッチ50%で
エッチング除去した(第2の工程)。
Then, under the conditions of STEP 2 in Table 2 above,
The remaining indium oxide film 1 ′ was removed by etching with 50% overetching (second step).

【0041】上記のようにしてパターニングされた2つ
の透明導電膜に、電圧を印加して配線間ショートの有無
をチェックした。その結果を図4に示す。また、比較例
として、STEP1の条件のみを用いてオーバエッチ5
0%でエッチングを行ったものを同時に示す。この図か
ら理解されるように、第1の工程で、酸化インジウム膜
の膜厚の60〜80%相当分をエッチング除去したもの
は、パターン間ショートがなく、段差部でのエッチング
残渣がない良好なエッチングを行うことができる。例え
ば、60%除去したものは、20V印加時の電流値が1
0〜30pAであり、70%除去したものは、20V印
加時の電流値が30〜80pAであり、80%除去した
ものは、20V印加時の電流値が30〜80pAであ
り、それぞれ基準とした100pAを下回っている。こ
れに対し、第1の工程のみを行ったものは、平坦部が完
全に除去されて、段差部に反応副生成物が付着する。こ
のため、段差部のエッチングが阻害され、残渣が生じ
て、配線間でリーク電流が大きくなると考えられる。例
えば、20V印加時の電流値は、230pA〜1nAで
あった。
A voltage was applied to the two transparent conductive films patterned as described above to check the presence or absence of a short circuit between wirings. The result is shown in FIG. In addition, as a comparative example, overetching was performed using only the conditions of STEP1.
The ones etched at 0% are shown at the same time. As can be understood from this figure, in the first step, 60 to 80% of the film thickness of the indium oxide film was removed by etching, and there was no short circuit between patterns and no etching residue at the step portion. Etching can be performed. For example, the one with 60% removed has a current value of 1 when 20 V is applied.
0 to 30 pA, 70% removed has a current value of 30 to 80 pA when 20 V is applied, and 80% removed has a current value of 20 to 80 pA that is 30 to 80 pA. It is below 100 pA. On the other hand, in the case where only the first step is performed, the flat portion is completely removed and the reaction by-product adheres to the step portion. Therefore, it is considered that the etching of the step portion is hindered, a residue is generated, and the leak current between the wirings becomes large. For example, the current value when 20 V was applied was 230 pA to 1 nA.

【0042】以上より、第1の工程で、酸化インジウム
膜の膜厚の60〜80%程度をエッチング除去し、残り
を第2の工程で除去することにより、段差部での残渣が
生じないことがわかる。
From the above, by removing about 60 to 80% of the film thickness of the indium oxide film in the first step and removing the rest in the second step, no residue is generated in the step portion. I understand.

【0043】上記第1の工程で、酸化インジウム膜の膜
厚の60〜80%相当分をエッチング除去した際に、同
時にVDCの変化をモニターしたところ、図1(e)に
示すような波形を得た。この図において、変異点は、7
0%相当分がエッチング除去される付近に現れている。
この時点は、上述のように段差部に残渣が存在しない範
囲に入っているので、この変異点を第1の工程から第2
の工程への切り替えタイミングを決定するために用いる
ことができることがわかる。
In the first step, when a portion corresponding to 60 to 80% of the film thickness of the indium oxide film was removed by etching, the change in VDC was simultaneously monitored, and a waveform as shown in FIG. 1 (e) was obtained. Obtained. In this figure, the mutation point is 7
A portion corresponding to 0% appears in the vicinity of being removed by etching.
Since this point is within the range in which no residue is present in the stepped portion as described above, this mutation point is changed from the first step to the second step.
It can be seen that it can be used to determine the timing of switching to the process.

【0044】上記図2に示した透明導電膜のパターン形
成において、VDCのモニターを行い、変異点が現れた
時点でSTEP1の条件からSTEP2の条件に切り換
えてエッチングを行ったところ、パターン間ショートの
ない良好な配線が得られた。上記実施例1〜実施例3で
は、付着防止用有機ガスまたは還元ガスの供給量を増量
して第2の工程を行っているが、付着防止用有機ガスお
よび還元ガスの両方の供給量を増量してもよい。
In the pattern formation of the transparent conductive film shown in FIG. 2, VDC was monitored, and when the variation point appeared, the condition of STEP 1 was switched to the condition of STEP 2 and etching was performed. No good wiring was obtained. In Examples 1 to 3 above, the supply amount of the adhesion preventing organic gas or the reducing gas is increased to perform the second step, but the supply amounts of both the adhesion preventing organic gas and the reducing gas are increased. You may.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、透明電極膜の段差部に沿った透明電極膜部分
に対するエッチング阻害が防止でき、透明電極膜の段差
部に沿って残渣が残ることがない。このため、微細なパ
ターンで透明電極膜を形成することができ、高密度・高
精細の液晶表示装置を実現することができる。また、本
発明は、従来の高速エッチングと残渣除去のためのエッ
チングを組み合わせて、生産性の良好なレベルの処理能
力を有し、しかも高い信頼性を有している。第1の工程
と第2の工程との切り替えタイミングは、エッチング装
置の陰極降下電圧の変化をモニターすることにより決定
することができ、透明電極膜の膜質や膜厚のバラツキに
対して、エッチングの制御性を向上させて、確実なエッ
チングと微細なパターン形成を行うことができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to prevent the etching inhibition on the transparent electrode film portion along the step portion of the transparent electrode film, and to prevent the residue along the step portion of the transparent electrode film. Will never remain. Therefore, the transparent electrode film can be formed with a fine pattern, and a high-density and high-definition liquid crystal display device can be realized. In addition, the present invention combines the conventional high-speed etching and the etching for removing residues, has a processing capability with a good productivity level, and has high reliability. The timing of switching between the first step and the second step can be determined by monitoring the change in the cathode drop voltage of the etching apparatus, and the etching can be performed against variations in the film quality and film thickness of the transparent electrode film. Controllability can be improved, and reliable etching and fine pattern formation can be performed.

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

【図1】本発明のドライエッチング方法を説明する工程
図である。
FIG. 1 is a process diagram illustrating a dry etching method of the present invention.

【図2】本発明により得られる透明電極膜の一例を示す
平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an example of a transparent electrode film obtained by the present invention.

【図3】(a)〜(e)は、実施例3におけるVDCの
変化を示す図である。
3 (a) to 3 (e) are diagrams showing changes in VDC in Example 3. FIG.

【図4】実施例3の配線パターン間の電流を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a current between wiring patterns according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明電極膜 1’ Snを含有する酸化インジウム膜 2 電極 3 石英基板 4 レジスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent electrode film 1'Sn containing indium oxide film 2 Electrode 3 Quartz substrate 4 Resist

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Snを含有する酸化インジウムからなる
透明電極膜におけるInおよびSnを有機化合物にして
気化させる気化用有機ガスと、気化反応により生じた反
応副生成物を分解させて気化反応を促進させる還元ガス
と、該反応副生成物が透明電極膜に付着するのを防止す
る付着防止用有機ガスとを、該透明電極膜に供給して反
応させる第1の工程と、 該付着防止用有機ガスおよび/または該還元ガスの供給
量を第1の工程より増量し、気化用有機ガス、還元ガス
および付着防止用有機ガスを透明電極膜に供給すること
により反応させる第2の工程と、 を含む透明電極膜のドライエッチング方法。
1. An organic gas for vaporization for vaporizing In and Sn as an organic compound in a transparent electrode film made of indium oxide containing Sn, and a reaction by-product generated by the vaporization reaction are decomposed to accelerate the vaporization reaction. A reducing gas, and a first step of reacting the transparent electrode film with an adhesion-preventing organic gas for preventing the reaction by-product from adhering to the transparent electrode film; and A second step of increasing the supply amount of the gas and / or the reducing gas from the first step, and supplying the vaporizing organic gas, the reducing gas and the adhesion preventing organic gas to the transparent electrode film to cause a reaction; A method of dry etching a transparent electrode film including.
【請求項2】 前記第1および第2の工程を、エッチン
グ装置内でエッチング装置の陰極降下電圧をモニターし
ながら行い、該陰極降下電圧の変化により第1の工程か
ら第2の工程へ移行するタイミングを決定する請求項1
に記載の透明電極膜のドライエッチング方法。
2. The first and second steps are carried out in an etching apparatus while monitoring a cathode drop voltage of the etching apparatus, and a change in the cathode drop voltage causes a transition from the first step to the second step. Claim 1 which determines timing
5. The method for dry etching a transparent electrode film according to [4].
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001348686A (en) * 2000-06-08 2001-12-18 Mitsui Chemicals Inc Dry etching method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001348686A (en) * 2000-06-08 2001-12-18 Mitsui Chemicals Inc Dry etching method
JP4565480B2 (en) * 2000-06-08 2010-10-20 合同資源産業株式会社 Dry etching method

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