KR19980070413A - 테이퍼진 프로파일 에칭 방법 - Google Patents
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Abstract
기판, 에칭가능한 막 및 패턴이 형성된 마스크층을 가진 물품을 에칭하는 방법은 할로겐 함유 가스 및 불활성 가스를 포함하는 에천트 가스 혼합물에 물품을 노출시키는 단계를 포함한다. 에칭가능한 막 및 마스크 층사이의 접촉영역을 평탄하게 한 에칭 프로파일이 형성된다. 본 방법은 평면-패널 디스플레이와 같은 물품의 소자를 제조할 때 특히 유용하다.
Description
본 발명은 일반적으로 연속적으로 평탄한 에칭 프로파일을 형성하는 에칭 방법, 특히 할로겐 가스 및 불활성 가스의 에천트 가스 혼합물을 사용하여 에칭하는 방법에 관한 것이다.
종래 에칭방법은 전형적으로 기판상에 증착된 에칭가능한 막, 예를들어 알루미늄 또는 비결정질 실리콘을 가진 물품에 포토레지스트를 공급하는 단계를 포함한다. 포토레지스트는 에칭가능한 막상에 마스크층을 형성하기 위하여 선택적으로 노출 및 현상된다. 마스크층에 의해 덮혀지지 않은 막의 부분은 에칭가능한 막의 노출된 부분을 제거하기 위하여 에칭된다. 최종적으로, 마스크층은 예를들어 용제에 의해 제거된다.
공지된 에칭 공정은 습식 에칭을 포함한다. 습식 에칭공정에서는 에칭될 물품이 불화수소산(HF)을 포함하는 용액과 같은 에칭용액에 노출된다. 습식 에칭공정은 예를들어 S. Ghandhi, VLSI Fabrication Principles(2d. Ed., John Wiley Sons.Inc., New York, NY 1994), pp. 589-613에 기술된다.
그러나, 습식 에칭공정은 여러 단점을 가진다. 예를들어, 각각의 물품이 처리된후 에칭 용액을 바꾸는 것은 보통 비실용적이다. 에칭용액은 전형적으로 주마다 한번씩 바꾸게된다. 결과적으로, 입자 및 잔류물은 에칭용액에 축적된다. 이들 축적물은 시간이 지남에 따라 에칭의 량을 감소시키는 경향이 있다. 다른 문제점은 불균일성이다. 습식 에칭공정은 물품의 전체 노출표면상에서 에칭가능한 노출된 막을 종종 균일하게 제거할 수없으며, 특히 에칭가능한 막의 하부가 잘려질 수 있는 문제점을 가진다. 더욱이, 이러한 공정은 에칭 탱크, 세정 탱크 및 건식 장치등을 위한 영역을 필요로한다. 최종적으로, 습식 에칭공정, 특히 강한 에천트 용액 및/또는 유기 용제를 사용하는 공정은 환경에 적대적이며 중요한 처리문제를 발생시킨다.
건식 에칭방법은 집적회로 제조시 습식 에칭방법에 관련한 여러 문제점을 피한다. 건식 에칭방법은 예를들어 전술한 간행물 pp. 613-624에 개시되어 있다. 이러한 방법은 이온빔 에칭 및 스퍼터링 에칭과 같은 물리적인 건식 에칭방법과 화학적인 에칭방법을 포함한다. 건식 에칭방법은 전형적으로 소량의 화학약품을 이용하며, 용이하게 자동화될 수있으며, 처리문제가 감소된다.
집적회로를 제조할 때, 사용된 에칭공정이 에칭된 막에서 수직한 프로파일을 생기게 하는 것은 중요하다. 도 1 및 도 2는 종래 건식 에칭공정을 기술한다. 도 1에 도시된 바와같이, 기판(10), 에칭가능한 막(12)(예를들어 알루미늄 막 또는 비결정질 실리콘 막) 및 패턴(16)이 형성된 마스크 층(14)을 포함하는 물품은 에천트 가스에 노출된다. 선택적으로, 물품은 플라즈마 에칭될 수있다. 마스크층(14)은 에칭가능한 막(12)에 대해 제 1 에칭 각도 θ1을 형성하는 마스크 표면(18)을 가진다. 선택된 에칭공정에 의해 에칭가능한 막(12)의 노출된 부분이 제거된후에, 에칭가능한 막(12)의 표면(20)은 도 2에 도시된 바와같이 기판(10)에 대해 제 2 에칭 각도θ2을 형성한다. 표면(20)은 약 85°-90°, 바람직하게 약 90°의 각도 θ2을 바람직하게 형성한다.
기술된 공정에서는 에칭가능한 막(12)이 비율 RF로 에칭되며 마스크층(14)이 비율 RM으로 에칭된다. 두 비율의 비, 즉 RF/RM은 바람직하게 1보다 크며, 전형적으로 약 4 내지 10이다. 마스크층(14)에 대한 막(12)의 고에칭률은 도 2에 도시된 바와같이 막(12)에서 수직한 에칭 프로파일이 형성될 수있게 한다.
그러나, 평면 패널 디스플레이(FPD)와 같은 다른 응용에서는 수직한, 즉 테이퍼진 프로파일에 대하여 경사진 프로파일을 형성하는 것이 중요하다. 도 3에 도시된 바와같이, 약 15° 내지 60°인 에칭가능한 층(12)의 에칭 각도θ2을 형성하는 것은 바람직하다. 이러한 테이퍼진 프로파일을 형성하기 위하여, 막(12) 및 마스크층(14)의 각도 에칭률이 거의 동일한 값을 가져서, 비 RF/RM이 약 2이하, 바람직하게 약 1 내지 2인 것은 바람직하다.
문제점은 테이퍼진 프로파일을 제조할 때 발생한다. 예를들어, 공지된 건식 에칭기술을 사용하여 RF대 RM의 적절한 낮은 비를 달성하는 것은 곤란하다. 특히, 에칭가능한 막(12) 및 마스크층(14)이 만나는 접촉영역(22)을 완전하게 에칭하는 것은 곤란하다. 이 곤란성은 알루미늄 막(12)의 경우의 알루미나(Al1O3) 또는 막(12)의 표면영역(24)에 존재할 수 있는 비결정질 실리콘막(12)의 경우의 실리콘 2산화물(SiO2)과 같은 산화 부산물의 존재 때문에 및/또는 마스크 잔류물의 존재 때문에 발생한다. 만일 접촉영역(22)이 마스크(14) 및 막(12)보다 저비율로 에칭된다면, 리지(26)는 도 4에 도시된 바와같이 접촉영역(22)에 형성되며 연속적으로 테이퍼진 윤곽은 형성되지 않을 수있다.
테이퍼진 에칭 프로파일을 제조하기 위한 공지된 공정에서는 염소 기본 에칭 화학물이 종종 사용된다. 예를들어, 에칭가능한 막(12)이 알루미늄 막일 때, 붕소 염화물(BCl3) 및 염소 가스(Cl2)가 사용된다. 초기에, BCl3은 노출된 알루미늄 막(12)의 표면영역(24)으로부터 Al2O3산화 부산물을 제거한다. 이때, BCl3및 Cl2의 혼합물은 알루미늄 막(12) 및 마스크(14)를 에칭하기 위하여 사용된다. 그러나, 가스 혼합물은 막(12) 및 마스크(14)가 효율적으로 제거되도록 접촉영역(22)으로부터 Al2O3를 제거하지 못한다. 이것은 리지(26)를 형성하여, 평탄한 에칭 프로파일이 마스크(12) 및 마스크층(14) 전반에 걸쳐 형성되는 것을 막는다.
다른 공지된 재료로 이루어진 막(12)을 에칭하기 위한 공정은 리지가 형성되는 문제점을 가진다. 막(12)이 비결정질 실리콘 막일 때, BCl3은 전형적으로 노출된 실리콘 막(12)의 표면영역(24)으로부터 실리콘 산화 부산물을 제거한다. 이때, Cl2는 실리콘 막(12)을 에칭하기 위하여 사용된다. 다시, Cl2는 그것이 막(12) 및 마스크층(14)으로부터 실리콘을 제거하는 것과 동일한 비율로 접촉영역(22)으로부터 실리콘을 제거하지 못하여, 테이퍼진 윤곽은 빠르게 형성될 수없다.
본 발명의 목적은 리지 및 다른 불규칙한 윤곽이 형성되지 않은 연속적으로 테이퍼진 평탄한 에칭 프로파일을 가진 FPD와 같은 에칭된 물품을 제조할 수 있는 건식 에칭방법을 제공하는데 있다.
도 1 및 도 2는 사실상 수직한 에칭 프로파일이 에칭가능한 막에서 형성되는 집적회로에 대한 종래 건식 에칭방법을 도시하는데, 도 1은 에칭공정전 기판, 에칭가능한 막 및 마스크 층을 포함하는 물품의 단면도이며, 도 2는 에칭공정의 완료후의 단면도.
도 3은 FPD를 제조하는데 필요한 에칭 프로파일을 나타낸 도면.
도 4는 평탄한 적정 에칭 프로파일이 에칭가능한 막 및 마스크 층사이의 접촉영역에 리지를 형성함으로써 인터럽트되는 종래 방법에 따라 제조된 테이퍼된 에칭 프로파일을 가진 에칭된 물품의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 테이퍼된 에칭 프로파일을 가진 에칭된 물품과 θ1및 θ2가 대략 동일한 평탄한 프로파일을 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 기판 12: 에칭가능한 막
14: 마스크층 22: 접촉영역
26: 리지
일 특징에 있어서, 본 발명은 기판, 에칭가능한 막 및 마스크층을 포함하는 물품을 에칭하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 마스크층에 패턴을 형성하고 할로겐 함유 가스 및 불활성 가스를 포함하는 에천트 가스 혼합물에 물품을 노출시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 에천트 가스 혼합물을 사용함으로써, 에칭 프로파일은 에칭가능한 막 및 마스크층사이의 접촉영역을 평탄하게 한 에칭 프로파일이 형성된다.
본 발명의 실행은 다음과 같다. 에칭 프로파일은 기판에 대해 제 1각도 θ2를 형성하며 에칭가능한 막을 가로지르는 제 1 세그먼트를 포함한다. 마스크층을 가로지르는 제 2세그먼트는 에칭가능한 층에 대해 제 2각도 θ1을 형성한다. 제 1 및 제 2 각도의 차이는 약 15°이하이다. 막은 비율 RF로 에칭되고 마스크층은 비율 RM으로 에칭되어, 비 RF/RM은 2 보다 작거나 동일하며, 특히 약 1 내지 2이다.
에칭가스 혼합물은 (a) 할로겐 함유 가스 또는 이 할로겐 함유 가스의 배합물과, (b) 불활성 가스 또는 이 불활성 가스의 배합물을 포함한다.
본 발명의 에천트 가스 혼합물에 사용하기 위한 할로겐 함유 가스는 염소 함유 가스 및 불소 함유 가스를 포함한다. 할로겐 함유 가스는 분자 염소와 같은 염소 함유가스, 붕소 3염화물, 탄소 4염화물 또는 이들의 혼합물일 수있다.
본 발명의 에천트 가스 혼합물에 사용하기 위한 불활성 가스는 영족 기체, 특히 헬륨, 아르곤, 크세논 또는 이들의 혼합물일 수있다.
할로겐 함유 가스 및 영족 기체는 약 75:25 내지 40:60의 비, 특히 약 70:30 내지 40:60의 비로 에천트 가스 혼합물에 존재한다. 에칭 단계는 약 5050밀리토르의 압력 및 약 0.1-2.0 W/cm2의 전력에서 실행된다.
본 방법은 특히 평탄한 에칭 프로파일을 형성하기 위하여 실리콘 및 알루미늄과 같은 에칭 막에 사용할 수있다. 마스크층은 중합성 포토레지스트층일 수있다. 에천트 가스 혼합물은 산소를 더 포함할 수있다.
다른 특징에 있어서, 본 발명은 기판, 에칭가능한 막 및 마스크층을 포함하는 물품을 에칭하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 마스크층의 중합성 포토레지스트층에 패턴을 형성하는 단계와, 염소 함유 가스 및 영족 기체를 포함하는 에천트 가스 혼합물에 물품을 노출시키는 단계를 포함하여, 에칭가능한 막 및 마스크층사이의 접촉영역을 평탄하게 한 에칭 프로파일이 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 에칭된 물품을 제조하는 방법은 기판 및 에칭가능한 막을 가진 물품상에 중합성 포토레지스트를 포함하는 마스크층을 형성하여 에칭가능한 막 및 마스크층사이의 접촉영역을 가진 물품을 형성하는 단계와, 마스크층을 선택적으로 노출 및 현상함으로써 마스크층에 패턴을 형성하는 단계와, 에칭가능한 층에 패턴을 형성하기 위하여 염소 함유 가스 및 영족기체를 가지는 에천트 가스 혼합물에 물품을 노출시킴으로써 물품을 에칭하여 에칭가능한 막 및 마스크층사이의 접촉영역을 평탄하게 한 에칭 프로파일이 형성되는 단계와, 마스크 층을 제거하는 단계를 포함한다.
또 다른 특징에 있어서, 본 발명은 에칭된 물품을 형성하는 방법에 관한 것으로써, 기판 및 에칭가능한 막을 가지는 물품상에 중합성 포토레지스트를 가진 마스크층을 형성하여 에칭가능한 막 및 마스크층사이의 접촉영역을 가진 물품을 형성하는 단계를 포함한다. 패턴은 마스크 층을 선택적으로 노출 및 현상함으로써 마스크층에 형성된다. 다른 단계는 에칭가능한 층에 패턴을 형성하기 위하여 염소 함유 가스 및 영족 기체를 가지는 에천트 가스 혼합물에 물품을 노출시킴으로써 물품을 에칭하여 에칭가능한 막 및 마스크층사이의 접촉영역을 평탄하게 한 에칭 프로파일이 형성되는 단계와, 마스크층을 제거하는 단계를 포함한다.
또 다른 특징에 있어서, 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조된 물품에 관한 것이다. 이 물품은 FPD의 소자일 수있다.
그외의 장점과 함께 본 발명은 도면을 참조로하여 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.
아르곤, 다른 영족 기체 또는 이들의 배합물과 같은 불활성 가스를 할로겐 함유 에천트 가스의 성분으로써 사용하면, 평탄한 연속적인 에칭 프로파일이 형성된다. 따라서, 본 발명의 에천트 가스 혼합물은 비수직 에칭 프로파일을 필요로하는 FPD와 같은 에칭된 물품을 제조하기에 특히 적합하다.
여기서 사용되는 용어 에칭가능한 막은 에천트 가스 혼합물에 의해 에칭되며 에칭공정의 완료후에 물품의 비노출영역에서 유지되는 막을 나타낸다. 에칭가능한 막은 적어도 부분적으로 산화되는 상부를 특히 포함할 수있다. 전형적인 에칭가능한 막은 비결정질 실리콘 막 및 알루미늄 막을 포함한다.
여기서 사용되는 용어 마스크층은 중합가능한 포토레지스트 성분을 선택적으로 노출 및 현상함으로써 형성되는 패턴이 형성되며 에칭공정의 완료후에 물품으로부터 완전히 제거되는 층을 나타낸다.
여기서 사용되는 용어 에칭 프로파일은 에칭공정의 완료후에 에칭가능한 하부층과 상부 마스크층에 의해 형성되는 단면 프로파일을 나타낸다. 에칭 프로파일은 기판에 대해 제 1에칭 각도θ2을 형성하는 에칭가능한 막의 에지상의 제 1세그먼트와 에칭가능한 층에 대해(그리고 기판에 대해) 제 2 에칭 각도θ1을 형성하며 마스크층을 가로지르는 제 2세그먼트를 포함한다.
여기서 사용되는 용어 접촉영역은 에칭가능한 막 및 마스크층사이의 접촉평면을 나타낸다. 에칭 프로파일과 관련하여 사용될 때, 용어 접촉영역은 에칭가능한 막이 마스크층과 접촉하는 에칭 프로파일상의 접점을 특히 나타낸다.
여기서 사용되는 용어 사실상 평탄한 에칭 프로파일은 접촉영역에서 리지와 같은 불연속 부분이 없는 에칭 프로파일이다. 특히, 전술한 제 1에칭 각도θ2및 제 2 에칭 각도 θ1은 사실상 다르지 않다. 예를들어, 두 개의 에칭 각도의 차이는 약 15°이하가 아니다. 특히, 에칭 각도 θ1및 θ2는 대략 동일할 수있다.
본 발명에 따라 사용되는 에천트 가스 혼합물은 염소 함유 가스 또는 불소 함유 가스일 수 있는 할로겐 함유 가스를 포함한다. 에천트 가스 혼합물에 사용될 수 있는 특정 염소 함유 가스는 Cl2, BCl3, 탄소 4염화물(CCl4) 및 이들의 배합물을 포함한다. 공지된 건식 에칭 공정에 사용되는 다른 공지된 염소 함유 가스가 사용될 수도 있다. 특정 염소 함유 가스 또는 이 염소 함유 가스의 혼합물의 선택은 에칭될 에칭가능한 막의 형태와 같은 인자에 따른다.
할로겐 함유 가스 또는 이들의 배합물외에, 본 발명에 따라 사용되는 에천트 가스 혼합물은 적어도 하나의 불활성 가스를 포함한다. 불활성 가스는 영족 기체, 특히 헬륨(He), 아르곤(Ar) 또는 크세논(Xe)일 수있다. 아르곤은 용이한 유용성 및 저비용 때문에 유용하다. Ar/He 또는 Ar/Xe와 같은 영족 기체의 배합물이 사용될 수도 있다.
할로겐 함유 가스 및 불활성 가스는 약 95:25 내지 40:60의 비로 본 발명의 에천트 가스 혼합물에 존재할 수있다. 따라서, 본 발명의 에칭 공정동안 불활성 가스 또는 불활성 가스의 배합물의 유동비는 전체 에천트 가스 유동비의 약 30% 내지 60% 다르다.
일반적으로, 높은 불활성가스 유동비는 낮은 에칭율을 유발하나, 에칭 프로파일의 균일성을 높이며, 즉 제 1 및 제 2에칭 각도 θ2및 θ1사이의 차이를 작게 한다. 반대로, 낮은 불활성 가스 유동비(즉, 높은 할로겐 함유 가스 유동비)는 일반적으로 높은 에칭율을 제공하나, 제 1 및 제 2 에칭 각도 θ2및 θ1사이의 차이를 크게할 수있다. 따라서, 낮은 불활성 가스 유동비는 비록 불활성 가스를 포함하지 않는 공지된 에칭 가스 혼합물에 의해 형성된 에칭 프로파일보다 훨씬 더 평탄할지라도 약간 덜 평탄한 에칭 프로파일을 달성하는 경향이 있다. 적정 에칭율 및 에칭 프로파일 균일성은 할로겐 함유 가스 또는 불활성 가스의 선택 및 에칭 가스 혼합물의 각각의 성분의 상대 특성을 통해 선택될 수있다.
에칭가능한 막의 에칭 비율 RF이 마스크층의 에칭 비율 RM보다 상대적으로 커서 비 RF/RM가 약 4 내지 10인 공지된 건식 에칭공정에 대조적으로, 본 발명에 의해 제공된 대응하는 비는 약 2이하, 바람직하게 1 내지 2로 제한될 수있다.
본 발명의 에칭 가스 혼합물은 FPD를 제조하는 공지된 에칭공정을 포함하는 다양한 에칭공정에 사용될 수있다. 상기 공정중 한 공정은 마스크층을 형성하기 위하여 중합가능한 포토레지스트를 사용할 수있다. 포토레지스트를 현상한 후 그리고 에칭 가스 혼합물에 물품을 노출시키기 전에 마스크층의 초기 각도 θ1의 형성은 리플로우 단계에 의해 야기될 수있다(즉 높은 온도, 전형적으로 약 120℃로 마스크층을 가열시킴으로써). UV 큐어링(curing)과 같은 다른 공지된 방법은 필요한 경우 사용될 수있도 있다.
FPD를 제조하는데 사용되는 수단을 포함하는 공지된 여러 에칭장치는 본 발명의 에칭 방법을 실행하기 위해 이용될 수있다. 본 발명의 에칭 방법을 실행하기 위해 특히 유용한 한 장치는 미국 캘리포니아 산타 클라라에서 제조되는 어플라이드 코마츠 테크놀로지(AKT)의 에처 1600 또는 AKT 에처 3500이다. 이 장치의 상세한 설명은 본 발명의 양수인에게 양도되고 참조로 여기에 통합되는 미합중국 출원번호 제 08/273,382 및 제 08/732,968호에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 에칭 방법은 저압력 및 고전력하에서 바람직하게 실행된다. 압력은 바람직하게 약 5 내지 50 밀리토르, 더 바람직하게 약 10 내지 15밀리토르이다. 에칭시간은 에칭될 층의 두께 및 조성물에 따라 변화할 것이다. 전형적인 에칭시간은 약 0.5 내지 5밀리토르이다. 예를들어, 약 3000Å 두께를 가진 비결정질 실리콘 또는 알루미늄의 에칭가능한 층은 전술한 압력 및 전력 조건엣 약 2분동안 에칭된다.
본 발명의 방법은 다음과 같이 동작될 수있다. 건조 에칭방법에서 할로겐 함유 가스 및 불활성 가스를 포함하는 에천트 가스 혼합물을 사용함으로서, 에칭은 두 개의 독립 메커니즘, 할로겐 에칭 및 스퍼터링에 의해 발생한다. 바람직한 저압력 및 고전력에서, 스퍼터링 메커니즘은 강화된다. 이 스퍼터링은 에칭가능한 알루미늄층의 경우의 Al2O3과 에칭가능한 비결정질 실리콘층의 경우의 SiO2와 같은 계면 재료 뿐만아니라 마스크 잔류물을 제거할 때 가스 에칭 혼합물의 효과를 향상시킨다. 결과적으로, 에칭가능한 막 및 마스크 층사이의 접촉영역에서 리지 및 다른 불규칙 부분의 형성이 감소되어, 결과적인 에칭 프로파일은 접촉영역이 평탄하게 된다.
도 5는 테이퍼진 마스크 표면(18) 및 테이퍼진 에칭가능한 막 표면(20)이 대략 동일한 에칭 각도 θ1및 θ2를 각각 형성하는 본 발명의 방법에 따라 제조된 에칭된 물품을 도시한다. 에칭된 물품은 리지를 형성하지 않고 에칭가능한 막(12) 및 마스크층(14)사이의 접촉영역을 평탄하게 한 적정 에칭 프로파일을 가진다.
언급한 바와같이, 본 발명에 따른 에천트 가스 혼합물은 FPD를 제조하는데 사용되는 에칭방법과 같은 공지된 에칭방법에 사용될 수있다. 본 발명의 에천트 가스 혼합물은 에천트 가스의 성분으로써 산소를 사용하는 공정에서 산소와 결합되어 사용될 수있다.
본 발명은 다음과 같은 비제한 실시예에 의해 더 기술된다.
실시예 1: 알루미늄 막 에칭
물품은 본 발명의 실시예에 따른 에천트 가스 혼합물을 사용하여 AKT 에처에 의해 에칭된다. 에천트 가스는 분당 155 표준 입방 센티미터(sccm)의 전체 가스 유동비를 가지며, 다음과 같은 조성물 즉 70 sccm Ar, 20 sccm BCl3및 65 sccm Cl2을 가진다. 이들 값은 용량 180리터를 가진 챔버에서 사용되며 크거나 작은 챔버에 대해서는 조절된다. 예를들어 Ar 유동비는 챔버 용량의 리터당 약 0.4sccm일 수있다. 유동비는 에칭공정동안 일정하게 유지된다. 에칭공정은 2분동안 10밀리토르의 압력 및 1W/cm2의 전력밀도에서 실행된다.
에칭단계의 완료후에, 마스크-Al 층 접촉영역에 대한 에칭 프로파일은 평탄하며 45°의 에칭각도 θ1및 θ2를 형성한다.
실시예 2:비결정질 실리콘 막 에칭
물품은 유리 기판과, 3000Å 두께를 가진 비결정질 실리콘 막과, 중합성 포토레지스트 마스크층을 가지는 층을 포함하도록 준비된다. 물품은 마스크층에 패턴을 형성하기 위하여 선택적으로 노출 및 현상된다. 현상후의 마스크 층은 비결정질 하부 실리콘 막에 대해 45°의 에칭 각도 θ2를 형성한다.
물품은 본 발명의 에천트 가스 혼합물을 사용하여 AKT 에처에 의해 에칭된다. 에천트 가스는 전체 145sccm을 가지며 다음과 같은 조성물, 즉 70 sccm Ar 및 75 sccm Cl2을 가진다. 유동비는 에칭공정동안 일정하게 유지된다. Ar에 대해 10 내지 1000sccm 및 Cl2에 대해 10 내지 500sccm의 유동비가 사용될 수도 있다. 에칭공정은 약 2분동안 10밀리토르의 압력 및 0.4W/cm2의 전력밀도에서 실행된다. 약 0.1 W/cm2내지 5W/cm2의 전력밀도는 일반적으로 사용될 수 될 수있다.
에칭단계의 완료후에, 마스크-실리콘층 접촉영역에 대한 에칭 프로파일은 평탄하며 45°의 에칭 각도 θ1및 θ2을 형성한다.
실시예 3: FPD 제조
물품은 유리 기판, 3000°두께를 가진 비결정질 실리콘 막 및 FPD에서 사용하기 위하여 패턴이 형성된 중합성 포토레지스트 마스크층을 가지는 층을 포함하도록 준비된다. 물품은 실시예 2에서 처럼 에칭되며, 그다음에 마스크 층은 제거된다. 에칭된 물품은 FPD를 제조하는데 사용하기에 적합하다.
따라서, 본 발명은 리지 및 다른 불규칙한 계면 없이 평탄한 에칭 프로파일을 제조하기 위한 개선된 방법을 제공한다. 본 방법은 전체 에칭공정동안 사용하기 위해 단지 하나의 에천트 가스 조성물을 필요로하며, 비수직 에칭 프로파일을 필요로하는 FPD와 같은 물품을 제조하는데 특히 유용하다.
본 발명은 바람직한 실시예에 의해 기술되었다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시예에 제한되지 않고 부가된 청구범위에 의해서 제한된다.
본 발명은 리지 및 다른 불규칙한 윤곽이 형성되지 않은 연속적으로 테이퍼진 평탄한 에칭 프로파일을 가진 FPD와 같은 에칭된 물품을 제조할 수 있는 효과를 가진다.
Claims (36)
- 기판, 에칭가능한 막 및 마스크층을 포함하는 물품을 에칭하는 방법에 있어서,상기 마스크층을 선택적으로 노출 및 에칭시킴으로써 상기 마스크층에 패턴을 형성하는 단계와;상기 에칭가능한 막 및 상기 마스크층사이의 접촉영역이 평탄하게 된 에칭 프로파일이 형성되도록 할로겐 함유 가스 및 불활성 가스를 가지는 에천트 가스 혼합물에 상기 물품을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 에칭 프로파일은 상기 기판에 대해 제 1 각도 θ2를 형성하며 상기 에칭가능한 막을 가로지르는 제 1세그먼트와 상기 에칭가능한 층에 대해 제 2 각도θ1를 형성하며 상기 마스크층을 가로지르는 제 2세그먼트를 포함하며;상기 제 1 및 제 2 각도의 차이는 약 15°이하인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 에천트 가스 혼합물은 적어도 부분적으로 플라즈마 형태인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 막은 비율 RF로 에칭되며 상기 마스크층은 RM으로 에칭되어, 비 RF/RM이 약 2보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 RF/RM은 약 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 할로겐 함유 가스는 염소 함유 가스 또는 불소 함유 가스인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 염소 함유 가스는 분자 염소, 붕소 3염화물, 탄소 4염화물 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 불활성 가스는 영족 가스인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 영족 가스는 헬륨, 아르곤, 크세논 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 영족 가스는 아르곤인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 할로겐 함유 가스 및 상기 불활성 가스는 약 75:25 내지 약 40:60의 비로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 비는 약 70:30 내지 약 40:60의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 에칭단계는 약 0.1 내지 2.0 W/cm2의 전력에서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 에칭 단계는 약 0.5 내지 5분의 시간동안에 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 에칭가능한 막은 비결정질 실리콘 및 알루미늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 마스크층은 중합성 포토레지스트 층인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 에천트 가스 혼합물은 산소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 따른 방법에 의해 제조되는 물품.
- 제 18항에 있어서, 상기 물품은 평면 패널 디스플레이인 것을 특징으로 하는 방법.
- 기판, 에칭가능한 막 및 마스크층을 포함하는 물품을 에칭하는 방법에 있어서,상기 마스크층의 중합성 포토레지스트층에 패턴을 형성하는 단계와;상기 에칭가능한 막 및 상기 마스크층사이의 접촉영역이 평탄하게 된 에칭 프로파일이 형성되도록 염소 함유 가스 및 영족 가스를 가지는 에천트 가스 혼합물에 상기 물품을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 에칭 프로파일은 상기 기판에 대해 제 1각도 θ2을 형성하는 상기 에칭가능한 막을 가로지르는 제 1세그먼트 및 상기 에칭가능한 층에 대해 제 2각도 θ1를 형성하며 상기 마스크층을 가로지르는 제 2세그먼트를 포함하며;상기 제 1 및 제 2각도의 차이는 약 15°이하인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 막은 RF로 에칭되며 상기 마스크층은 비율 RM으로 에칭되어, 비 RF/RM은 약 2보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 22항에 있어서, 상기 비 RF/RM은 약 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 염소 함유 가스는 분자 염소, 붕소 3염화물, 탄소 4염화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 영족 가스는 헬륨, 아르곤, 크세논 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 염소 함유 가스 및 상기 영족 가스는 약 75:25 내지 40:60의 비로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 에칭가능한 막은 비결정질 실리콘 및 알루미늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 20항에 따른 방법에 의해 제조된 물품.
- (a) 기판 및 에칭가능한 막을 가지는 물품상에 중합성 포토레지스트를 포함하는 마스크층을 형성하여 상기 에칭가능한 막 및 상기 마스크층사이에 접촉영역을 가진 물품을 형성하는 단계와;(b) 상기 마스크를 선택적으로 노출 및 현상함으로써 상기 마스크층에 패턴을 형성하는 단계와;(c) 상기 에칭가능한 막 및 상기 마스크층사이의 상기 접촉영역이 평탄하게 된 에칭 프로파일이 형성되도록, 상기 에칭가능한 층에 상기 패턴을 형성하기 위하여 염소 함유 가스 및 영족 가스를 가지는 에천트 가스 혼합물에 상기 물품을 노출시켜 상기 물품을 에칭하는 단계와;상기 마스크층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭된 물품을 제조하는 방법.
- 제 29항에 있어서, 상기 막은 비율 RF로 에칭되며 상기 마스크층은 비율 RM로 에칭되어, 비 RF/RM은 약 2보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 에칭된 물품을 제조하는 방법.
- 제 30항에 있어서, 상기 RF/RM은 약 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 에칭된 물품을 제조하는 방법.
- 제 29항에 있어서, 상기 염소 함유 가스는 분자 염소, 붕소 3염화물, 탄소 4염화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에칭된 물품을 제조하는 방법.
- 제 29항에 있어서, 상기 영족가스는 헬륨, 아르곤, 크세논 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에칭된 물품을 제조하는 방법.
- 제 29항에 있어서, 상기 염소 함유 가스 및 상기 영족가스는 약 75:25 내지 40:60의 비로 제공되는 것을 특징으로 하는 에칭된 물품을 제조하는 방법.
- 제 29항에 따른 방법에 의해 제조된 물품.
- (a) 할로겐 함유 가스 또는 할로겐 함유 가스들의 배합물과;(b) 불활성 가스 또는 불활성 가스들의 배합물을 포함하며,상기 에칭 가스 혼합물에서 상기 성분 (a) 및 (b)의 비는 약 75:25 내지 40:60인 것을 특징으로 하는 에칭가스 혼합물.
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