JPH0695135A - 薄膜のドライエッチング方法 - Google Patents
薄膜のドライエッチング方法Info
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- JPH0695135A JPH0695135A JP24818092A JP24818092A JPH0695135A JP H0695135 A JPH0695135 A JP H0695135A JP 24818092 A JP24818092 A JP 24818092A JP 24818092 A JP24818092 A JP 24818092A JP H0695135 A JPH0695135 A JP H0695135A
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- film
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- transparent conductive
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明は、段差上に成膜された透明導電薄膜
を所定形状にパターニングする際にドライエッチング法
を用いるとともに、予め前記透明導電薄膜下層のパター
ンエッジをテーパー状に形成するかあるいは、下地絶縁
膜を平坦化することにより段差部最大テーパー角を８０
度以下に形成してからＲＩＥモードでエッチングするこ
とで、透明導電薄膜の膜質によらず高速にエッチングが
可能であり、量産性を損なうことなく透明導電薄膜の膜
質を最適にすることができる。 【効果】 この結果、下地に段差があっても下地膜を冒
すことなく透明導電薄膜のパターン分離ができる。ま
た、マスクに忠実なパターニングが可能となり微細化に
も容易に対応できる。
を所定形状にパターニングする際にドライエッチング法
を用いるとともに、予め前記透明導電薄膜下層のパター
ンエッジをテーパー状に形成するかあるいは、下地絶縁
膜を平坦化することにより段差部最大テーパー角を８０
度以下に形成してからＲＩＥモードでエッチングするこ
とで、透明導電薄膜の膜質によらず高速にエッチングが
可能であり、量産性を損なうことなく透明導電薄膜の膜
質を最適にすることができる。 【効果】 この結果、下地に段差があっても下地膜を冒
すことなく透明導電薄膜のパターン分離ができる。ま
た、マスクに忠実なパターニングが可能となり微細化に
も容易に対応できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性透明基板のよう
な絶縁膜上に成膜され表示パネル等の透明電極として機
能する透明導電薄膜のドライエッチング方法に関するも
のである。
な絶縁膜上に成膜され表示パネル等の透明電極として機
能する透明導電薄膜のドライエッチング方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】透明導電薄膜の材料としてはＩＴＯ（Ｉ
ｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が一般的である。そ
してこのエッチング方法としてはエッチングレートが速
く、大面積化が容易で、管理も比較的簡便であり量産性
が高いことからウェットエッチング法が従来より用いら
れている。また、透明導電薄膜の成膜方法としては、Ｉ
ＴＯ金属酸化物をターゲットとして極少量の酸素を含ん
だアルゴン等の不活性ガス雰囲気中でスパッタリンクす
る方法が一般的である。この成膜の際に薄膜中に取り込
まれるスパッタガス中の酸素量と結晶状態とが膜質に大
きく影響する。これらは成膜時の温度、酸素／アルゴン
流量比、電極印加電力に左右される。例えば、温度は高
い方が酸化反応が進み易く膜の透明性は上がるとともに
結晶粒も大きく成長するため比抵抗は低くなるというメ
リットがある反面、エッチングレートが低下しパターニ
ング性が悪くなるというデメリットがある。加えて、同
一成膜条件でスパッタしてもターゲット表面の組成が経
時変化するため、透明導電薄膜の膜質は非常に不安定で
ある。
ｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が一般的である。そ
してこのエッチング方法としてはエッチングレートが速
く、大面積化が容易で、管理も比較的簡便であり量産性
が高いことからウェットエッチング法が従来より用いら
れている。また、透明導電薄膜の成膜方法としては、Ｉ
ＴＯ金属酸化物をターゲットとして極少量の酸素を含ん
だアルゴン等の不活性ガス雰囲気中でスパッタリンクす
る方法が一般的である。この成膜の際に薄膜中に取り込
まれるスパッタガス中の酸素量と結晶状態とが膜質に大
きく影響する。これらは成膜時の温度、酸素／アルゴン
流量比、電極印加電力に左右される。例えば、温度は高
い方が酸化反応が進み易く膜の透明性は上がるとともに
結晶粒も大きく成長するため比抵抗は低くなるというメ
リットがある反面、エッチングレートが低下しパターニ
ング性が悪くなるというデメリットがある。加えて、同
一成膜条件でスパッタしてもターゲット表面の組成が経
時変化するため、透明導電薄膜の膜質は非常に不安定で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、透明導電薄膜
の膜特性が不安定ながらも透明性や比抵抗が重視される
ため、エッチング性をある程度犠牲にした成膜条件が採
られていた。このため、ウェットエッチングでは終点が
時間管理されるため、エッチング残りやオーバーエッチ
の不良が頻発していた。
の膜特性が不安定ながらも透明性や比抵抗が重視される
ため、エッチング性をある程度犠牲にした成膜条件が採
られていた。このため、ウェットエッチングでは終点が
時間管理されるため、エッチング残りやオーバーエッチ
の不良が頻発していた。
【０００４】この解決策として、ＩＴＯのパターニング
に際してフォトリソグラフィ、ウェットエッチング工程
を繰り返し２回行う方法が採られていた。しかし、この
方法においては工数が２倍になるため、ウェットエッチ
ングの最大のメリットである量産性が損なわれるという
欠点があった。
に際してフォトリソグラフィ、ウェットエッチング工程
を繰り返し２回行う方法が採られていた。しかし、この
方法においては工数が２倍になるため、ウェットエッチ
ングの最大のメリットである量産性が損なわれるという
欠点があった。
【０００５】また、別の問題としてＩＴＯ薄膜のウェッ
トエッチング液は塩酸系エッチャントが用いられるた
め、下地膜が酸に冒されるアルミニウム等の金属薄膜の
場合にはＩＴＯ薄膜との間に絶縁膜等を介在させる必要
があった。その際にもＩＴＯ薄膜と金属薄膜との間に介
在させた膜のピンホールからエッチング液が染み込むた
め、根本的な対策とはならなかった。
トエッチング液は塩酸系エッチャントが用いられるた
め、下地膜が酸に冒されるアルミニウム等の金属薄膜の
場合にはＩＴＯ薄膜との間に絶縁膜等を介在させる必要
があった。その際にもＩＴＯ薄膜と金属薄膜との間に介
在させた膜のピンホールからエッチング液が染み込むた
め、根本的な対策とはならなかった。
【０００６】この対策として、ドライエッチング法の検
討を行った。ＩＴＯ膜のドライエッチングではエッチン
グガスとして、メタン（ＣＨ4）やメタノール（ＣＨ3Ｏ
Ｈ）等が使用される。エッチング方法はＰＥ（プラズマ
エッチング）モードでは反応速度が１００Å／分以下と
極めて遅いため、通常ＲＩＥ（反応性イオンエッチンン
グ）モードで行われる。ところが、ＲＩＥモードでは異
方性が高いため段差上に成膜された薄膜をエッチングす
る場合には、その側壁部に沿ってエッチング残りが発生
しパターン分離ができないという問題が発生した。
討を行った。ＩＴＯ膜のドライエッチングではエッチン
グガスとして、メタン（ＣＨ4）やメタノール（ＣＨ3Ｏ
Ｈ）等が使用される。エッチング方法はＰＥ（プラズマ
エッチング）モードでは反応速度が１００Å／分以下と
極めて遅いため、通常ＲＩＥ（反応性イオンエッチンン
グ）モードで行われる。ところが、ＲＩＥモードでは異
方性が高いため段差上に成膜された薄膜をエッチングす
る場合には、その側壁部に沿ってエッチング残りが発生
しパターン分離ができないという問題が発生した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜のドライエ
ッチング方法は、所定形状にパターニングされた少なく
とも一層の薄膜上に直接あるいは絶縁膜を介して透明導
電薄膜を成膜後、所定形状にパターニングする際にドラ
イエッチング法を用いるとともに、予め前記透明導電薄
膜下層のパターンエッジをテーパー状に形成するかある
いは、下地絶縁膜を平坦化することにより段差部最大テ
ーパー角を８０度以下に形成してからエッチングするこ
とを特徴とする。
ッチング方法は、所定形状にパターニングされた少なく
とも一層の薄膜上に直接あるいは絶縁膜を介して透明導
電薄膜を成膜後、所定形状にパターニングする際にドラ
イエッチング法を用いるとともに、予め前記透明導電薄
膜下層のパターンエッジをテーパー状に形成するかある
いは、下地絶縁膜を平坦化することにより段差部最大テ
ーパー角を８０度以下に形成してからエッチングするこ
とを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、段差上に成膜された透明導電
薄膜を所定形状にパターニングする際にドライエッチン
グ法を用いるとともに、予め前記透明導電薄膜下層のパ
ターンエッジをテーパー状に形成するかあるいは、下地
絶縁膜を平坦化することにより段差部最大テーパー角を
８０度以下に形成してからＲＩＥモードでエッチングす
ることで、透明導電薄膜の膜質によらず高速にエッチン
グが可能であり、量産性を損なうことなく透明導電薄膜
の膜質を最適にすることができる。この結果、下地に段
差があっても下地膜を冒すことなく透明導電薄膜のパタ
ーン分離ができる。また、マスクに忠実なパターニング
が可能となり微細化にも容易に対応できる。
薄膜を所定形状にパターニングする際にドライエッチン
グ法を用いるとともに、予め前記透明導電薄膜下層のパ
ターンエッジをテーパー状に形成するかあるいは、下地
絶縁膜を平坦化することにより段差部最大テーパー角を
８０度以下に形成してからＲＩＥモードでエッチングす
ることで、透明導電薄膜の膜質によらず高速にエッチン
グが可能であり、量産性を損なうことなく透明導電薄膜
の膜質を最適にすることができる。この結果、下地に段
差があっても下地膜を冒すことなく透明導電薄膜のパタ
ーン分離ができる。また、マスクに忠実なパターニング
が可能となり微細化にも容易に対応できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１０】図１に本発明のドライエッチング装置を示
す。真空容器１に絶縁物８を介してカソード電極２が取
り付けられている。このカソード電極２上に基板５を支
持する基板ホルダー４が取り付けてある。そしてカソー
ド電極２には高周波電源７が接続されている。前記基板
ホルダー４と平行してアノード電極３が絶縁物９を介し
て真空容器１に取り付けてある。このアノード電極３に
はガス吹き出し用のシャワーパネル６が取り付けられて
いる。さらに、真空容器１には真空排気用の排気口１０
が設けてある。
す。真空容器１に絶縁物８を介してカソード電極２が取
り付けられている。このカソード電極２上に基板５を支
持する基板ホルダー４が取り付けてある。そしてカソー
ド電極２には高周波電源７が接続されている。前記基板
ホルダー４と平行してアノード電極３が絶縁物９を介し
て真空容器１に取り付けてある。このアノード電極３に
はガス吹き出し用のシャワーパネル６が取り付けられて
いる。さらに、真空容器１には真空排気用の排気口１０
が設けてある。
【００１１】処理方法は、まず排気口１０より真空容器
１内を真空排気する。所定の圧力に達したら、シャワー
パネル６よりメタンガスを導入し、所定の圧力になるよ
うに図示しない排気制御を行う。この状態を保ちつつ高
周波電源７により高周波電力をカソード電極２に印加す
る。
１内を真空排気する。所定の圧力に達したら、シャワー
パネル６よりメタンガスを導入し、所定の圧力になるよ
うに図示しない排気制御を行う。この状態を保ちつつ高
周波電源７により高周波電力をカソード電極２に印加す
る。
【００１２】次に表示パネル用の表示素子の形成方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１３】まず図２におけるガラス基板２１上にＣＶ
Ｄ法により多結晶シリコン薄膜２２を約１０００Åの厚
さに堆積させ、フォトリソグラフィにより所定の形状に
形成する。続いて、酸素雰囲気中で熱処理して多結晶シ
リコン薄膜２２の一部を酸化して約１０００Åの酸化膜
２３を形成する。その上に燐をドープした多結晶シリコ
ン薄膜２４をＣＶＤ法により約３０００Å堆積し、フォ
トリソグラフィにより所定のゲート電極形状に形成す
る。次いで、多結晶シリコン薄膜２２に多結晶シリコン
２４をマスクにして燐を２×１０15／ｃｍ2 ドープし、
ソース及びドレイン領域を形成する。その上に、層間絶
縁膜２５としてＳｉＯ2 膜をＣＶＤ法により約５０００
Å堆積させる。次に、ソース領域にフォトリソグラフィ
によりコンタクトホール２６を開けた後、スパッタリン
グ法によりＡｌ膜を約６０００Å堆積させ、フォトリソ
グラフィにより所定形状の配線２７を形成しコンタクト
ホール２６で接続する。再び、ＣＶＤ法により層間絶縁
膜２８としてＳiＯ2を約５０００Å堆積させる。この
際、デポガスにＯ3-ＴＥＯＳガスを用いると図３（ａ）
に示すような平坦化が可能となる。次に、ドレイン領域
にフォトリソグラフィによりコンタクトホール２９を開
けた後、スパッタリング法によりＩＴＯ膜を約１５００
Å堆積させ、フォトリソグラフィにより所定形状の透明
電極３０を形成し、コンタクトホール２９でスイッチン
グ素子と接続する。
Ｄ法により多結晶シリコン薄膜２２を約１０００Åの厚
さに堆積させ、フォトリソグラフィにより所定の形状に
形成する。続いて、酸素雰囲気中で熱処理して多結晶シ
リコン薄膜２２の一部を酸化して約１０００Åの酸化膜
２３を形成する。その上に燐をドープした多結晶シリコ
ン薄膜２４をＣＶＤ法により約３０００Å堆積し、フォ
トリソグラフィにより所定のゲート電極形状に形成す
る。次いで、多結晶シリコン薄膜２２に多結晶シリコン
２４をマスクにして燐を２×１０15／ｃｍ2 ドープし、
ソース及びドレイン領域を形成する。その上に、層間絶
縁膜２５としてＳｉＯ2 膜をＣＶＤ法により約５０００
Å堆積させる。次に、ソース領域にフォトリソグラフィ
によりコンタクトホール２６を開けた後、スパッタリン
グ法によりＡｌ膜を約６０００Å堆積させ、フォトリソ
グラフィにより所定形状の配線２７を形成しコンタクト
ホール２６で接続する。再び、ＣＶＤ法により層間絶縁
膜２８としてＳiＯ2を約５０００Å堆積させる。この
際、デポガスにＯ3-ＴＥＯＳガスを用いると図３（ａ）
に示すような平坦化が可能となる。次に、ドレイン領域
にフォトリソグラフィによりコンタクトホール２９を開
けた後、スパッタリング法によりＩＴＯ膜を約１５００
Å堆積させ、フォトリソグラフィにより所定形状の透明
電極３０を形成し、コンタクトホール２９でスイッチン
グ素子と接続する。
【００１４】このようにして形成した表示素子における
透明電極のドライエッチング条件を以下に詳しく述べ
る。透明導電薄膜のエッチングは上記の装置を使用して
行った。処理条件としてはエッチングガスとしてメタン
（ＣＨ4） を用い、ガス圧は５０ｍＴｏｒｒ、電極には
０．５Ｗ／ｃｍ2 の電力を印加した。エッチング時間は
７分とした。尚、エッチングガスとしてメタンの代わり
にメタノール（ＣＨ3ＯＨ）、エタノール（Ｃ2Ｈ5Ｏ
Ｈ）、エタン（Ｃ2Ｈ6） 等を用いたり、アルゴン（Ａr
）、水素（Ｈ2 ）を添加しても良い。
透明電極のドライエッチング条件を以下に詳しく述べ
る。透明導電薄膜のエッチングは上記の装置を使用して
行った。処理条件としてはエッチングガスとしてメタン
（ＣＨ4） を用い、ガス圧は５０ｍＴｏｒｒ、電極には
０．５Ｗ／ｃｍ2 の電力を印加した。エッチング時間は
７分とした。尚、エッチングガスとしてメタンの代わり
にメタノール（ＣＨ3ＯＨ）、エタノール（Ｃ2Ｈ5Ｏ
Ｈ）、エタン（Ｃ2Ｈ6） 等を用いたり、アルゴン（Ａr
）、水素（Ｈ2 ）を添加しても良い。
【００１５】上記のようにドライエッチングした際の下
地段差側壁部のＩＴＯ膜残りは図３（ａ）に示すように
発生しなかった。また別の方法として、Ａｌ配線のエッ
チングをレジスト後退法によるドライエッチングにより
テーパー状にし、層間絶縁膜２８をプラズマＣＶＤによ
り堆積した場合も図３（ｂ）に示すようにＩＴＯ膜残り
は発生しなかった。
地段差側壁部のＩＴＯ膜残りは図３（ａ）に示すように
発生しなかった。また別の方法として、Ａｌ配線のエッ
チングをレジスト後退法によるドライエッチングにより
テーパー状にし、層間絶縁膜２８をプラズマＣＶＤによ
り堆積した場合も図３（ｂ）に示すようにＩＴＯ膜残り
は発生しなかった。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、段差
上に成膜された透明導電薄膜を所定形状にパターニング
する際にドライエッチング法を用いるとともに、予め前
記透明導電薄膜下層のパターンエッジをテーパー状に形
成するかあるいは、下地絶縁膜を平坦化することにより
段差部最大テーパー角を８０度以下に形成してからＲＩ
Ｅモードでエッチングすることで、透明導電薄膜の膜質
によらず高速にエッチングが可能であり、量産性を損な
うことなく透明導電薄膜の膜質を最適にすることができ
るという効果を有する。この結果、下地に段差があって
も下地膜を冒すことなく透明導電薄膜のパターン分離が
できる。また、マスクに忠実なパターニングが可能とな
り微細化にも容易に対応できる。
上に成膜された透明導電薄膜を所定形状にパターニング
する際にドライエッチング法を用いるとともに、予め前
記透明導電薄膜下層のパターンエッジをテーパー状に形
成するかあるいは、下地絶縁膜を平坦化することにより
段差部最大テーパー角を８０度以下に形成してからＲＩ
Ｅモードでエッチングすることで、透明導電薄膜の膜質
によらず高速にエッチングが可能であり、量産性を損な
うことなく透明導電薄膜の膜質を最適にすることができ
るという効果を有する。この結果、下地に段差があって
も下地膜を冒すことなく透明導電薄膜のパターン分離が
できる。また、マスクに忠実なパターニングが可能とな
り微細化にも容易に対応できる。
【図１】 本発明のドライエッチング装置を示した説明
図。
図。
【図２】 本発明の表示素子の断面構造を示した説明
図。
図。
【図３】 本発明の透明電極下地段差部断面構造を示し
た説明図。
た説明図。
【図４】 従来の透明電極下地段差部断面構造を示した
説明図。
説明図。
１ 真空容器 ２ カソード電極 ３ アノード電極 ４ 基板ホルダー ５ 基板 ６ シャワーパネル ７ 高周波電源 ８ 絶縁物 ９ 絶縁物 １０ 排気口 ２１ ガラス基板 ２２ シリコン薄膜 ２３ ゲート酸化膜 ２４ ゲート電極 ２５ 層間絶縁膜 ２６ コンタクトホール ２７ 配線 ２８ 層間絶縁膜 ２９ コンタクトホール ３０ 透明電極
Claims (3)
- 【請求項１】 透明絶縁性基板上に所定形状にパターニ
ングされた少なくとも一層の薄膜上に直接あるいは絶縁
膜を介して透明導電薄膜を成膜後、所定形状にパターニ
ングする際にドライエッチング法を用いるとともに、予
め前記透明導電薄膜の下地段差部最大テーパー角を８０
度以下に形成することを特徴とする薄膜のドライエッチ
ング方法。 - 【請求項２】 透明導電薄膜下層のパターニングされた
薄膜の端面をテーパー状に形成することを特徴とする請
求項１記載の薄膜のドライエッチング方法。 - 【請求項３】 透明導電薄膜下地の絶縁膜を平坦化して
段差部をテーパー状に形成することを特徴とする請求項
１記載の薄膜のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24818092A JPH0695135A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 薄膜のドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24818092A JPH0695135A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 薄膜のドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0695135A true JPH0695135A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17174393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24818092A Pending JPH0695135A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 薄膜のドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695135A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6356328B1 (en) | 1997-12-03 | 2002-03-12 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Liquid crystal display |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP24818092A patent/JPH0695135A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6356328B1 (en) | 1997-12-03 | 2002-03-12 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Liquid crystal display |
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