JPH0786230A - テーパエッチング方法 - Google Patents
テーパエッチング方法Info
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Abstract
ーパに形成するとともに、配線上に発生する虫食い状欠
陥を防止し、歩留りのよい金属配線膜を提供する。 【構成】 基板1上に、断面形状がテーパ状の側壁を有
すべき第1の金属膜3を形成し、上記第1の金属膜上で
あって、その上層膜として形成されるべき第2の金属膜
4との間に、上記両金属膜に対して拡散係数の小さな第
3の金属膜7を形成し、さらに上記第3の金属膜7上に
上層膜として第2の金属膜4を形成し、その後、上記第
2の金属膜4上にレジストパターン5を形成し、上記第
2の金属膜4及び上記第3の金属膜7のパターン並びに
上記レジストパターン5をエッチングマスクとして上記
第1の金属膜3をエッチングし、第1の金属膜3の断面
形状をテーパ状に形成する。
Description
ッチング加工する場合に、そのパターンの断面形状をテ
ーパ状に加工するテーパエッチング方法に関し、アルミ
ニウム配線膜を使用するTFT液晶パネルや半導体製造
プロセスに応用して特に効果のあるものである。
チング速度の違いを用いた特開平1−151236号公
報記載の発明が知られている。
パエッチング方法を工程順に示した断面図であり、この
図に従ってその方法を説明する。図7に示すように、ス
パッタ法又は蒸着法等の薄膜堆積法を用いて、基板1上
にアルミニウム膜3、アルミニウム膜3上にモリブデン
膜4を形成し、モリブデン膜4上にフォトレジスト5を
塗布し所定のパターンに形成する。そして、図8に示す
ように、基板1を例えばりん酸、硝酸、水から成るエッ
チング液に浸漬すると、モリブデン膜4のエッチングが
進行して下地のアルミニウム膜3が露出し、エッチング
液に接触すると、モリブデン膜4とアルミニウム膜3は
同時にエッチングされ、アルミニウム膜3は、モリブデ
ン膜4をマスクとしてエッチングされる。この時、モリ
ブデン膜4はアルミニウム膜3よりもエッチング速度が
高いため、アルミニウム膜3のパターンの断面形状は、
緩やかなテーパ形状となる。次に、図9に示すように、
フォトレジスト5を除去し、さらに、図10に示すよう
に、モリブデン膜4を除去したい場合には、ドライエッ
チングでエッチ・オフして、テーパ状にエッチングされ
たアルミニウム膜のパターンを得ることができる。
−77344号公報には、半導体基板上に、テーパ状の
パターンを形成すべき第1の薄膜(AlもしくはAl-Si合金
膜)の上に第2の薄膜(W-T合金膜もしくはMoその他の高
融点金属およびその合金)を被着し、第2の薄膜の上に
レジストパターンを形成し、これをマスクとしてドライ
エッチングすると、第2の薄膜のエッジがレジストパタ
ーンのエッジよりも内側までエッチングされるが、さら
に条件を変えてドライエッチングすると、レジスト膜が
除去されても、第2の薄膜が第2のエッチングマスクと
して働くことによって第1の薄膜の側壁にテーパを形成
する技術が開示されている。
ン基板上に、第1の薄膜であるクロム膜を形成し、その
上に第2の薄膜であるアルミニウム膜又はアルミニウム
合金膜を形成し、さらにこの上に所望のレジストパター
ンを形成し、上記第1及び第2の薄膜をりん酸によりエ
ッチングし、両層のエッチング速度の差によって、クロ
ム膜断面形状をテーパ状に形成できるようにする技術が
開示されている。
基板上に、下層として金膜を形成し、上層として下層膜
よりもエッチング速度の速い金膜を成膜し、その上にフ
ォトレジストを形成した後、湿式エッチングにより下層
をテーパ状に形成する技術が開示されている。
げたものは、いずれも、基板上に積層した、エッチング
速度の相違する下層膜と上層膜とをエッチングすること
により、エッチング速度の遅い方の下層膜の側壁にテー
パを形成するようにしたものである。しかしながら、成
膜温度を高かったり、成膜時間が長かったりすると、下
層膜と上層膜を構成する金属イオンの拡散距離が増大し
て金属相互の拡散が起こり易くなり、上記金属界面に合
金が生じる。
度が異なるので、エッチングしたときに、上下層の界面
に生じた合金部分の方が速くエッチングされたり、逆
に、エッチングが遅くなったり、場合によってはエッチ
ングがあまり行なわれなかったりと、いずれかの現象が
起こる。しかし、上下二層と合金のエッチング速度が異
なると、本発明の目的であるテーパエッチングを行うこ
とができない。
面に粒状に形成された場合、その粒界にエッチャントが
染み込む。すると、染み込んだ部分の金属が部分的に取
り除かれるため、図11に示すように、配線上に虫食い
状欠陥8が生じる。この虫食い状欠陥は、断線による短
絡のおそれを増大させる。また、合金は、温度等の外界
の要因により、その大きさ、形状が異なるため、基板の
保存状態によって、二層金属膜間の界面状態が変化し、
テーパ形成を不安定にさせるという問題がある。
した従来技術の問題に着目してなされたものであり、配
線上に発生する虫食い状欠陥を防止し、歩留りのよい金
属配線膜を提供することにある。
状を制御よく安定したテーパ状に形成することにある。
に、基板上に、断面形状がテーパ状の側壁を有すべき第
1の金属膜を形成し、上記第1の金属膜上であって、そ
の上層膜として形成されるべき第2の金属膜との間に、
上記両金属膜に対して拡散係数の小さな第3の金属膜を
形成し、さらに、上記第3の金属膜上に上層膜として第
2の金属膜を形成し、その後、上記第2の金属膜上にレ
ジストパターンを形成し、上記第2の金属膜及び上記第
3の金属膜のパターン並びに上記レジストパターンをエ
ッチングマスクとして上記第1の金属膜をエッチング
し、第1の金属膜の断面形状をテーパ状に形成してい
る。
の金属膜と上層膜である第2の金属膜との界面におい
て、両金属の合金が形成されるのを阻止することができ
る。さらに、均等なエッチング速度によって第1の金属
膜のエッチング処理を行うことができる。
て説明する。当該図1乃至図6は、本発明によるテーパ
エッチング方法を工程順に説明するための断面図であ
る。なお、従来技術における説明した構成要素と同一で
ある場合には、それと同一の符合をしようする。
基板、2は基板1上に形成されたシリコン酸化膜2、3
はシリコン酸化膜2上に形成したアルミニウム膜で、例
えば、スパッタ法により厚さ2000オングストローム
となるように形成する。図2において、7は上記アルミ
ニウミ膜3の上に形成された酸化アルミニウム膜であ
り、アルミニウム膜3を形成後、200゜cで加熱し、
その後酸素雰囲気中あるいは大気中に10分間晒すこと
によって、厚さ10オングストロームに形成する。
ば、スパッタ法により、モリブデン膜4を厚さ500オ
ングストロームとなるように形成する。このように、ア
ルミニウム膜3とモリブデン膜4との間に酸化アルミニ
ウム膜7を介在させたことにより、モリブデンのアルミ
ニウム中への拡散が防止される。ただし、上記のように
二つの金属層間の拡散による合金化を防止するために、
下層金属膜であるアルミニウム層と上層金属膜であるモ
リブデン層との間に、酸化アルミニウム層を介在させた
が、下層金属膜と上層金属膜に対して拡散係数の小さな
金属であれば、上記酸化アルミニウムに限定されるもの
ではなく、他の金属膜として、例えば、チタン等のバリ
アメタルを用いても良い。また、酸化アルミニウム膜7
がアルミニウム膜3とモリブデン膜4との間にあって
も、酸化アルミニウム膜7の厚さが10オングストロー
ムと薄いため、アルミニウム膜3とモリブデン膜4との
間の抵抗値は小さく問題とならない。
に、レジストパターン5を形成する。当該レジストパタ
ーン5のエッジがテーパ状になっているのは、スピンコ
ータで作っているためである。
・酢酸・水から成る混合液に浸漬してエッチングを行
う。このときの断面形状は図4に示す通りである。即
ち、レジストパターン5に覆われていない部分のモリブ
デン膜4が、まずエッチングされ、次いで酸化アルミニ
ウムマク7がエッチングされる。このとき、モリブデン
膜4及び酸化アルミニウム膜7のエッジは、レジストパ
ターン5のエッジよりも内側に向かってもサイドエッチ
ングにより進行し、下層のアルミニウム膜3も、モリブ
デン膜4及び酸化アルミニウム膜7がマスクとなって同
時にエッチングが進行する。なお、当該アルミニウム膜
3は、モリブデン膜4及び酸化アルミニウム膜7より
も、エッチング速度が遅いので、アルミニウム膜3の断
面は、テーパ角20度になるように再現性良く形成され
る。
ン5を除去し、さらに図6に示すように、モリブデン膜
4上に、例えば、スパッタ法によりシリコン酸化膜を被
着する。なお、上記実施例では、基板1として、ガラス
基板を使用したが、シリコン基板など他の材質のもので
も良い。
酸化アルミニウム/モリブデンから成る三層構造の他の
実施例として、下からアルミニウム/酸化アルミニウム
/チタンから成る三層構造、クロム/酸化クロム/アル
ミニウムから成る三層構造にも適用でき、さらに、下か
らモリブデン/アルミニウム/酸化アルミニウム/モリ
ブデンを積層した四層構造についても適用できる。
き下層と上層との間に、合金の形成が妨げられるため、
虫食い状欠陥の発生を防止することができ、さらに、エ
ッチング速度も均等化されるので、テーパ状のパターン
形成を安定化させることができる。
チング方法の工程(1)の断面図
チング方法の工程(2)の断面図
チング方法の工程(3)の断面図
チング方法の工程(4)の断面図
チング方法の工程(5)の断面図
チング方法の工程(6)の断面図
面図
面図
面図
面図
の平面図
Claims (12)
- 【請求項1】基板上に、エッチング速度の異なる下層金
属膜と上層金属膜とを積層し、下層金属膜にテーパ形状
のパターンを形成するテーパエッチング方法において、
上記下層金属膜と上記上層金属膜との間に、上記両金属
膜に対して拡散係数の小さな金属膜を形成して上記両金
属膜間に合金が形成されるのを防御した後、上記下層金
属膜をテーパ状にエッチングすることを特徴とするテー
パエッチング方法。 - 【請求項2】上記上層金属膜及び上記拡散係数の小さな
金属膜のエッチング速度が上記下層金属膜のエッチング
速度よりも速いことを特徴とする請求項1記載のテーパ
エッチング方法。 - 【請求項3】上記下層金属膜がアルミニウムであり、上
記上層金属膜がモリブデンであり、上記拡散係数の小さ
な金属膜が酸化アルミニウムであることを特徴とする請
求項1記載のテーパエッチング方法。 - 【請求項4】上記酸化アルミニウムの厚さが10オング
ストロームであることを特徴とする請求項3記載のテー
パエッチング方法。 - 【請求項5】上記下層金属膜がクロムであり、上記上層
金属膜がアルミニウムであり、上記拡散係数の小さな金
属膜が酸化クロムであることを特徴とする請求項1記載
のテーパエッチング方法。 - 【請求項6】上記下層金属膜がアルミニウムであり、上
記上層金属膜がチタンであり、上記拡散係数の小さな金
属膜が酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項
1記載のテーパエッチング方法。 - 【請求項7】上記下層金属膜がアルミニウムであり、上
記上層金属膜がモリブデンであり、上記拡散係数の小さ
な金属膜がバリアメタルであることを特徴とする請求項
1記載のテーパエッチング方法。 - 【請求項8】上記バリアメタルがチタンであることを特
徴とする請求項7記載のテーパエッチング方法。 - 【請求項9】基板上にテーパ状の側壁を有すべき第1の
金属膜と第2の金属膜を形成する工程と、上記第1の金
属膜上であって上記第2の金属膜との間に、上記第1の
金属膜と上記第2の金属膜との界面において合金が形成
されるのを阻止する第3の金属膜を形成する工程と、上
記第2の金属膜上にレジストパターンを形成する工程
と、上記第2の金属膜及び上記第3の金属膜のパターン
並びに上記レジストパターンをエッチングマスクとして
上記第1の金属膜をテーパ状にエッチングする工程を含
むテーパエッチング方法。 - 【請求項10】上記第2の金属膜及び上記第3の金属膜
のエッチング速度が上記第1の金属膜のエッチング速度
よりも速いことを特徴とする請求項9記載のテーパエッ
チング方法。 - 【請求項11】ガラス基板上にアルミニウム膜を形成す
る工程と、上記アルミニウム膜形成後、上記基板を加熱
又は大気中に晒すことによって上記アルミニウム膜上に
酸化アルミニウム膜を形成する工程と、上記酸化アルミ
ニウム膜の上にモリブデン膜を形成する工程と、上記モ
リブデン膜の上にレジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとして、湿式エッチング
により上記モリブデン膜及び酸化アルミニウム膜を除去
する工程と、上記モリブデン膜及び酸化アルミニウム膜
をマスクとして、湿式エッチングにより上記アルミニウ
ム膜の断面形状をテーパ状に形成する工程とを含むテー
パエッチング方法。 - 【請求項12】上記酸化アルミニウムの厚さが10オン
グストロームであることを特徴とする請求項11記載の
テーパエッチング方法。
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JP2614403B2 JP2614403B2 (ja) | 1997-05-28 |
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US (1) | US5464500A (ja) |
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