JPH10335310A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

半導体素子の製造方法

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JPH10335310A
JPH10335310A JP14128697A JP14128697A JPH10335310A JP H10335310 A JPH10335310 A JP H10335310A JP 14128697 A JP14128697 A JP 14128697A JP 14128697 A JP14128697 A JP 14128697A JP H10335310 A JPH10335310 A JP H10335310A
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JP
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film
insulating substrate
conductive film
electrode
substrate
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JP14128697A
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Masato Takatoku
真人 高徳
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁基板を荷電粒子にさらす工程を行う際の
絶縁基板上面における特性変動のばらつきを防止すると
ともに、静電ダメージによる半導体素子の不良発生を防
止する。 【解決手段】 電極13上に絶縁基板1を配置して絶縁
基板1を荷電粒子にさらす工程の前に予め、絶縁基板1
の下面1cあるいは下面1cおよび側面1bに導電膜2
を形成しておくようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の製造方
法に関し、特にガラス基板等の絶縁基板上面へのトラン
ジスタの製造に適用される半導体素子の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、絶縁基板上面への半導体素子の製
造プロセスとしては、例えば液晶表示装置の液晶パネル
の作製工程におけるガラス基板上面へのTFT(Thin F
ilm Transister) の製造が知られている。このガラス基
板上面へのTFTの形成では、各種処理工程、例えば化
学的気相成長(CVD)、スパッタリング等の成膜、エ
ッチング、アッシング、不純物のドーピング等の処理工
程の多くでプラズマ放電が利用されている。
【0003】プラズマ放電を利用する処理工程に用いら
れる装置では、通常、図4(a)、(b)に示すように
絶縁基板等の被処理基板20を載置する保持台30がプ
ラズマを発生させるための、あるいはプラズマ中からイ
オン化物を引き寄せるための電極を兼ねたものとなって
いる(以下、保持台30を電極30と記す)。このよう
な電極30としては、図4(a)に示すように例えばそ
の上面の略中心付近に凹部や、ヘリウム(He)や窒素
(N2 )等の不活性ガスの吹き出し部、あるいは被処理
基板用の搬送ピンが設けられているものが知られてい
る。
【0004】上記凹部は、被処理基板20を電極30上
に搬送しまた電極30上から外部へ被処理基板20を搬
送するための搬送用フォークをこれら搬送の際に被処理
基板20の下面側に位置させるために設けられたもので
あり、プラズマ放電を発生させる際には真空となる部分
である。また不活性ガスの吹き出し部は、電極30の内
部に処理温度の調整機構が設けられている場合、この電
極30と被処理基板20との熱伝導率を高めるために設
けられたものである。
【0005】さらに搬送ピンは、被処理基板20を電極
30上に搬送しあるいは電極30上から外部へ被処理基
板20を搬送する際に電極30の上面から突出するよう
に電極30内部に埋設されており、処理に悪影響を及ぼ
さないようにその突出部分が例えばフッ素系の有機物材
料で覆われた状態となっている。したがって、電極30
の上面においてこれら凹部、不活性ガスの吹き出し部、
搬送ピンが設けられた箇所は誘電率の低い部分Aとなっ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
プラズマ放電を利用する装置の電極の上面には、凹部や
不活性ガスの吹き出し部、搬送用のピンによって、誘電
率の低い部分が存在する。よって、被処理基板に例えば
ガラス基板を用い、図4(a)に示すように被処理基板
20を、その下面をガラス剥き出しとしたまま電極30
上に載せ、プラズマを発生させて処理工程を行うと、ガ
ラス基板自体も絶縁体であるために誘電率の低い部分A
およびその直上において容量が大きくなる。
【0007】この結果、図4(a)の矢印にて示すよう
に、被処理基板20の誘電率の低い部分Aの直上位置に
プラズマ中の荷電粒子が作用し難くなって例えばエッチ
ング速度や堆積速度が遅くなる等し、被処理基板20の
面内においてエッチングが不均一になる、膜厚、膜質が
不均一になる等の特性変動が起きるという不具合が発生
する。またガラス基板からなる被処理基板20は熱伝導
率が低いため、このことも被処理基板20の面内におい
て特性変動が起きる一因となっている。このような被処
理基板20の面内での特性ばらつきを回避するには、電
極30の形状を平坦にする等の制限を加えればよいが、
前述したように電極30への被処理基板20の搬送機構
から、電極の30形状に制限を加えるのが困難である。
【0008】また、たとえ誘電率の低い部分が存在しな
い電極を実現できても、例えば図4(b)のようにガラ
ス基板からなる被処理基板20を、その下面をガラス剥
き出しとしたまま電極30上に載せて各種の処理工程を
行った場合には、ガラス基板自体が絶縁体であるため、
プラズマ放電の際に起きる異常放電dや例えばプラズマ
放電を終了させた際に被処理基板20上に取り残される
電荷eの逃げ道がない。その結果、被処理基板20上面
のTFTの形成部分に電荷eが蓄積して帯電してしま
い、TFTのゲート絶縁膜や層間絶縁膜の絶縁破壊が起
こる等、TFTやその配線が静電ダメージを受ける。よ
って、TFTが不良となる確率を下げることが困難にな
っている。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、電極上に絶縁基板を配置してこの
絶縁基板を荷電粒子にさらす工程を有する絶縁基板上へ
の半導体素子の製造方法において、荷電粒子にさらす工
程の前に予め、絶縁基板の下面あるいは下面および側面
に導電膜を形成しておくことを特徴とする。
【0010】本発明では、絶縁基板の下面あるいは下面
および側面に導電膜を形成した後に絶縁基板を荷電粒子
にさらす工程を行うため、絶縁基板を載せる電極の一部
に誘電率が低い部分があっても、絶縁基板の誘電率の低
い部分直上位置にて容量が大きくなることがない。よっ
て、絶縁基板上面全体がほぼ均一に荷電粒子にさらされ
ることになる。また電極が接地されていれば、導電膜が
異常放電や絶縁基板上面に供給される電荷の逃げ道にな
って電極に流れていくため、絶縁基板上面の帯電が防止
される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体素子の
製造方法の実施形態を図面に基づいて説明するが、これ
に先立ち、この実施形態の実施に適用される電極を備え
た装置の一構成例を図2の概略断面図を用いて説明す
る。
【0012】この装置10は、例えば平行平板型のエッ
チング装置であり、真空容器であるチャンバー11内に
上部電極12と下部電極13とが対向させた状態で略平
行に配置されている。上部電極12は例えば接地されて
おり、下部電極13はコンデンサ14を介して高周波
(RF)電源15が接続されている。下部電極13は本
発明の絶縁基板を載せる電極となるものであり、従来と
同様に上面に凹部、不活性ガスの吹き出し部、搬送用の
ピン等が設けられて誘電率の低い部分Aを有して構成さ
れている。またチャンバー11にはエッチングガスの導
入管16が接続されて、ここからエッチングガスが吹き
出されるようになっている。さらにチャンバー11に
は、このチャンバー11内を所定の真空度に保つ排気管
17が接続されている。
【0013】このようなプラズマエッチング装置10で
は、チャンバー11内を真空状態にするとともにチャン
バー11内にエッチングガスを導入し、下部電極13に
RF電源15からRF電圧を印加することにより、上部
電極12と下部電極13との間でプラズマ放電が開始さ
れてエッチングガスのプラズマを発生するようになって
いる。
【0014】図1は本発明の一実施形態を工程順に説明
するための図であり、上記プラズマエッチング装置を用
いたエッチング工程に本発明を適用した例を示してい
る。例えば液晶パネルの作製プロセスにおいて、絶縁基
板1としてガラス基板を用い、この絶縁基板1の上面1
aに半導体素子としてTFTを製造するにあたり、絶縁
基板1の上面1aに形成された膜(図示略)のエッチン
グを行う場合、まず図1(a)に示すように、予め絶縁
基板1の下面1cあるいは下面1cおよび側面1bに導
電膜2を形成する。
【0015】導電膜2としては、本実施形態においては
例えばTFTの製造に使用可能な膜であればいかなる膜
も適用可能である。例えば、配線やTFTの活性層に用
いるものでリンやヒ素等の不純物が導入されて導電性が
付与された多結晶ポリシリコン膜や、透明導電膜として
用いるITO(Indium Tin Oxide) 膜、遮光膜や配線と
して用いる金属膜あるいは金属化合物膜等が挙げられ
る。
【0016】上記金属膜としては、例えばアルミニウム
(Al)や銅(Cu)等の膜、あるいはモリブデン(M
o)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン
(Ti)等の高融点金属膜を使用でき、また上記金属化
合物膜としては例えば上記した高融点金属のシリサイド
膜が使用可能である。また不純物が導入された多結晶ポ
リシリコン膜を例えば50nm程度の薄膜としたものを
用いてもよく、さらにこれを例えば10nm程度まで薄
膜化としたものを導電膜2として用いることも可能であ
る。
【0017】上記した種々の膜のうちITO膜は、最終
的に画素開口部の透過率を得るために、絶縁基板1の下
面1cに形成した導電膜2をエッチングする工程が不要
であり、また多結晶ポリシリコン膜は減圧CVD法によ
って絶縁基板1の上面1a、側面1bおよび下面1cに
堆積可能であることから、導電膜2として好適である。
また上記した後の導電膜2エッチングの際、絶縁基板1
にストレスが加わって反りの変化が起きるが、多結晶ポ
リシリコン膜を薄膜としたものは上記ストレスが小さ
く、よって絶縁基板1の反りを小さくできるため好適で
ある。
【0018】さらに上記導電膜2の形成では、絶縁基板
1の下面1cあるいは下面1cおよび側面1bの全体に
亘って膜を形成する以外に、パターン状に形成して導電
パターンからなる導電膜2としてもよい。例えば絶縁基
板1の下面1cあるいは下面1cおよび側面1bの全体
に亘って成膜した後、この膜をパターニングして格子状
の導電パターンに形成することもできる。この場合に
も、薄膜の多結晶ポリシリコン膜を用いた場合と同様の
効果、すなわち後の導電膜2エッチングの際に絶縁基板
1の反りを抑制できる効果が得られる。
【0019】さらに絶縁基板1の反りの変化を小さくす
る、あるいはエッチング工程を削減する目的で、絶縁基
板1の下面1cに形成する導電膜2を画素遮光部分に対
応した形状にパターン形成した導電パターンとして形成
することもできる。この場合には、例えば絶縁基板1の
下面1cあるいは下面1cおよび側面1bの全体に亘っ
て成膜した後、絶縁基板1の下面1cの膜をパターニン
グすることにより形成される。なお、本実施形態では、
例えば絶縁基板1の下面1cおよび側面1bにリンを拡
散させた多結晶ポリシリコン膜を導電膜2として成膜す
る。
【0020】導電膜2を形成した後は、絶縁基板1を荷
電粒子にさらす工程を行う。ここでは、図1(b)に示
すように絶縁基板1を先に説明したプラズマエッチング
装置10の下部電極13上に載せて、通常通り、下部電
極13と上部電極14(図2参照)との間でプラズマ放
電を開始させ、絶縁基板1の上面1aをこのプラズマに
さらして上面1aに形成された膜のエッチングを行う。
なお、図1(b)では図2に示したプラズマエッチング
装置10の下部電極13以外の構成要素を省略してあ
る。
【0021】この実施形態では、予め絶縁基板1の下面
1cおよび側面1bに導電膜2を形成した後、絶縁基板
1上に形成された膜をエッチングするため、下部電極1
3の一部に誘電率が低い部分Aがあっても、この誘電率
が低い部分Aの直上位置の容量が大きくならない。また
絶縁基板1が熱伝導率の低いガラス基板であっても、少
なくとも絶縁基板1の下面1cに導電膜2が形成されて
いるため、絶縁基板1の面内における温度分布をほぼ均
一とすることができる。よって、図1(b)にて矢印で
示すように、絶縁基板1の上面1a全体にほぼ均一にプ
ラズマが作用することになるので、面内均一性良くエッ
チングを施すことができる。
【0022】ところで、上記実施形態では、一部に誘電
率が低い部分が存在する電極上にガラス基板からなる絶
縁基板を載せてエッチングを行った場合について述べた
が、誘電率が低い部分が存在しない電極上に例えばガラ
ス基板からなる絶縁基板を載せて荷電粒子にさらす工程
を行ってもよいのはもちろんである。例えば図2に示し
たプラズマエッチングの下部電極13に替えて、図3に
示す他の実施形態のように誘電率の低い部分が存在しな
い下部電極23を備えたプラズマエッチング装置を用い
て絶縁基板1のエッチング工程を行った場合には、少な
くとも絶縁基板1の下面1cに形成された導電膜2によ
って絶縁基板1の上面1a全体にほぼ均一にプラズマが
作用することになるので、上記実施形態と同様の効果を
得ることができる。
【0023】また図3に示す下部電極23では、この下
部電極23にコンデンサ14およびRF電源15が接続
されるとともにこれらに並列にコイル18、直流電源1
9が接続されてRF電源15および直流電源19が接地
されている。このような下部電極23に下面1cおよび
側面1bに導電膜2が形成されているガラス基板からな
る絶縁基板1を載せてエッチングを行った場合には、導
電膜2が、異常放電dや従来においてプラズマ放電の停
止時に絶縁基板1上に取り残されていた電荷等の逃げ道
となり、電荷が導電膜2を介して接地されている下部電
極23へと流れていく。よって絶縁基板1の上面1aの
帯電を防止することができるので、その上面1aに形成
されるTFTおよび配線が静電ダメージを受けるのを防
止することができる。
【0024】したがって、本実施形態によれば、通常、
シリコン基板用の半導体製造装置として用いられるプラ
ズマエッチング装置10によるプラズマ放電を利用して
面内均一性良くエッチング処理工程を行うことができる
ので、これまで困難であった絶縁基板1上への0.数ミ
クロンレベルの微細なTFTの製造を実現することがで
きる。また静電気によるTFT等の不良の発生を低減で
きるので、この方法を用いれば信頼性の高いTFTを生
産性よく製造することができる。
【0025】なお、上記実施形態では、本発明の絶縁基
板としてガラス基板を用いたが、電極に載置される面が
絶縁性のものであればいかなるものを用いてもよい。例
えばシリコン等の半導体基板の下面に絶縁膜が被着され
たものを絶縁基板として用いることもできる。また導電
膜は上記実施形態の例に限定されるものでなく、導電性
を有する膜であればよい。
【0026】また上記実施形態では、絶縁基板を荷電粒
子にさらす工程をプラズマ放電を利用したエッチング工
程としたが、その他、アッシング、CVD、スパッタリ
ング、イオン注入等に本発明を適用できる。この場合に
も、絶縁基板面内における特性変動や静電ダメージを防
止できるのはもちろんである。例えばプラズマCVDに
よって絶縁基板上に層間絶縁膜を形成する工程に本発明
を適用した場合には、層間絶縁膜の膜質および膜厚均一
性の向上を図ることができるので、層間絶縁膜上に形成
する金属配線の信頼性を向上できるという効果が得られ
る。
【0027】さらに本実施形態では、半導体素子として
TFTを形成する場合について述べたが、その他の半導
体素子の形成に本発明を適用可能である。また絶縁基板
の下面および側面の双方に導電膜を形成する例を説明し
たが、絶縁基板の下面のみに導電膜を形成した場合にも
上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体素子
の製造方法によれば、絶縁基板の下面あるいは下面およ
び側面に導電膜を形成した後に絶縁基板を荷電粒子にさ
らすので、絶縁基板の面内にて均一性よく荷電粒子によ
る処理を施すことができ、絶縁基板面内における特性変
動を防止できる。よって、これまで困難であった絶縁基
板上への0.数ミクロンレベルの微細な半導体素子の製
造を実現することができる。また電極が接地されていれ
ば、絶縁基板上面の帯電を防止でき、静電気による半導
体素子の不良の発生を低減できる。したがって、この方
法を用いれば信頼性の高い半導体素子を生産性良く製造
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)は本発明に係る半導体素子の製
造方法の一実施形態を工程順に説明するための図であ
る。
【図2】実施形態の実施に適用する処理装置の一構成例
を示す概略断面図である。
【図3】本発明に係る半導体素子の製造方法の他の実施
形態を説明するための図である。
【図4】(a)、(b)は、本発明の課題を説明する図
である。
【符号の説明】
1 絶縁基板 1a 上面 1b 側面 1c
下面 13、23 下部電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // H01L 21/205

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極上に絶縁基板を配置して該絶縁基板
    を荷電粒子にさらす工程を有する前記絶縁基板上面への
    半導体素子の製造方法において、 前記荷電粒子にさらす工程の前に予め、前記絶縁基板の
    下面あるいは下面および側面に導電膜を形成しておくこ
    とを特徴とする半導体素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記荷電粒子にさらす工程は、プラズマ
    放電を利用したエッチング、アッシング、膜形成または
    イオン注入工程であることを特徴とする請求項1記載の
    半導体素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記導電膜が、不純物を導入した多結晶
    ポリシリコン膜からなることを特徴とする請求項1記載
    の半導体素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記多結晶ポリシリコン膜を薄膜とする
    ことを特徴とする請求項3記載の半導体素子の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記導電膜が金属膜あるいは金属化合物
    膜からなることを特徴とする請求項1記載の半導体素子
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記金属膜が高融点金属膜からなること
    を特徴とする請求項5記載の半導体素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記金属化合物膜が高融点金属のシリサ
    イド膜からなることを特徴とする請求項5記載の半導体
    素子の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記導電膜として、導電パターンを形成
    することを特徴とする請求項1記載の半導体素子の製造
    方法。
  9. 【請求項9】 前記導電パターンが格子状のものからな
    ることを特徴とする請求項8記載の半導体素子の製造方
    法。
  10. 【請求項10】 前記半導体素子が液晶表示装置の液晶
    パネルに形成するトランジスタであり、 前記絶縁基板の下面に形成する導電膜が、画素遮光部分
    に対応した導電パターンからなることを特徴とする請求
    項8記載の半導体素子の製造方法。
JP14128697A 1997-05-30 1997-05-30 半導体素子の製造方法 Pending JPH10335310A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005339895A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Sekisui Chem Co Ltd プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP2008294440A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Samsung Electronics Co Ltd プラズマイオン注入システム
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