JPH09164366A - 異種成分基板表面に均質な層を塗布するための方法 - Google Patents
異種成分基板表面に均質な層を塗布するための方法Info
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Abstract
より詳細には、材料の均質な層を異種成分基板の表面に
塗布するための方法に関する。 【解決手段】 本発明は、出願人の、加熱された異種成
分基板上に堆積される膜の不均質性は、大きなエリアの
金属構造をパターン化することによって大幅に低減でき
るという発見に基づく。より詳細には、約2mm2 以上の
エリアを持つ金属構造がその金属が金属の端から1mm
以内に来るようにパターン化される。こうして、例え
ば、ガラス基板上の通常はパターンを持たないクロム結
合パッドが、1mmのクロムラインから成るパターン化
された開かれた格子として適当に製造される。このよう
なパターンを持つ場合、その後堆積される窒化ケイ素の
層は、エッチング速度の一様性が改善されるのを含め
て、大きなエリアを通じて、均質性が改善される。
Description
めの方法、より詳細には、材料の均質な層を異種成分基
板の表面に塗布するための方法に関する。
セスにおいて有益である。例えば、窒化ケイ素の薄い層
の塗布が、集積回路の製造において、高品質誘電体の薄
い従順な層を提供するために使用される。このような用
途においては、窒化物が、典型的には、異種成分基板
(heterogeneous substrates)、例えば、シリコン上に
パターン化された金属上に塗布される。このような用途
における最も大きな金属要素は、典型的には、数十平方
ミクロンを超えないエリアを持つ。
の製造において、窒化ケイ素の層が大きなエリアの異種
成分基板、例えば、ガラス上にパターン化されたクロム
上に塗布される。この用途においては、平方ミリメート
ルあるいはそれ以上のエリアを持つパターン化された金
属要素が要望されるが、ただし、これら異種成分の表面
上に堆積される窒化ケイ素の膜は、多くの点で均質でな
い。例えば、堆積された窒化ケイ素のエッチング速度
は、位置によって大幅に変動し、ディスプレイの設計お
よび製造を、困難で、かつ、高価なものにする。他の薄
膜、例えば、シリコン酸化物(SiOx )およびアモル
ファスシリコン(a−Si)の塗布においても、それら
が低圧環境内で加熱された異種成分基板上に堆積された
場合、類似の不均質性が観察される。
上に均質な層を塗布するための改善された方法に対する
需要が存在する。
熱された異種成分基板上に堆積される膜の不均質性は、
大きなエリアの金属構造をパターン化することによって
大幅に低減できるという発見に基づく。より詳細には、
約2mm2 以上のエリアを持つ金属構造がその金属が金属
の端から1mm以内に来るようにパターン化される。こ
うして、例えば、ガラス基板上の通常はパターンを持た
ないクロム結合パッドが、1mmのクロムラインから成
るパターン化された開かれた格子として適当に製造され
る。このようなパターンを持つ場合、その後堆積される
窒化ケイ素の層は、エッチング速度の一様性が改善され
るのを含めて、大きなエリアを通じて、均質性が改善さ
れる。
の均質性を向上させるための好ましいプロセスのステッ
プを示す流れ図である。図1のブロックAに示されるよ
うに、第一のステップは、基板を提供することから成
る。さまざまな広範囲の絶縁および半導体基板を使用す
ることができるが、平坦なパネルディスプレイを製造す
るためのこの一例の用途においては、好ましい基板とし
ては、Corning 7059などのガラスが使用される。
金属の層を基板の作業表面に塗布するステップから成
る。真空蒸着やスパッタリングなどを含む金属を塗布す
るのに適当なさまざまな広い範囲の技術が存在する。デ
ィスプレイの製造のためには、好ましい金属としては、
クロムが使用され、好ましい塗布プロセスとしては、ス
パッタリングが使用される。
これは、メタルをパターン化することにより、小さなエ
リアのパターンから成る一つあるいはそれ以上の大きな
エリアのユニットを作製することから成る。より詳細に
は、こうしてパターン化された金属エリアの中には、表
面上に、約2mm2 を超える総エリアを持つ一つあるいは
複数のユニットが存在することが要求される。これら大
きなエリアのユニットは、金属のバルク(>90%)が
金属パターンの端から1mm以内に来るようにパターン化
されるべきである。
ってより良く理解できるが、図2には、基板20が示さ
れる。基板20は、平坦な主表面を持ち、この主表面
は、複数の大きなエリアの金属ユニット(2mm2 以上の
エリア)、例えば、結合パッドコンタクト23およびフ
レーム24を含む。これら大きなエリアのユニットは、
おのおの、金属のバルクがパターンの端から1mm以内に
来るような内部パターンを持つ。
に、大きなエリアの金属ユニット23、24は、金属の
バルクが金属の端から1mm以内に来るように、約1mmの
幅の相互接続され交差されたストリップ25に構成され
る。このパターン化は、従来のホトリソグラフィー、シ
ルクスクリーニングなどを含む様々なパターン化プロセ
スの任意の一つによって達成することができる。
誘電材料の層、例えば、窒化ケイ素を、パターン化され
た大きなエリアの金属ユニットを通じて、作業表面上に
塗布するステップから成る。誘電材料は、低圧環境内で
基板を加熱するステップを含む様々な周知のプロセスの
任意の一つによって塗布することができる。ディスプレ
イ用途に対しては、誘電材料は、好ましくは、窒化ケイ
素とされ、これは、好ましくは、プラズマ強化化学蒸着
(PECVD)によって塗布される。典型的な厚さは、
2000−5000nmの範囲とされる。
層をパターン化することから成る。これは、典型的に
は、誘電層をホトレジストにてマスクし、マスクされて
ない部分をエッチングにて除去することから成る。窒化
ケイ素に対しては、フッ化水素酸(BHF)が好ましい
エッチング剤として用いられる。図1の長所が明らかに
なるのはこのステップにおいてである。従来の金属パタ
ーン化の場合は、エッチング速度が、ガラスが露出する
基板表面の領域と、大きなパターン化を持たないエリア
から成る金属ユニットの内側領域との間で幅広く変動
し、このために、エッチングプロセスの設計および制御
が困難となる。これとは対照的に、図3および図4のパ
ターン化においては、エッチング速度は、表面を横断し
て実質的に一様であり、設計および制御が簡単になる。
図2の特定の実施例においては、結合パッドコンタクト
23上の窒化物が除去され、フレーム24上の窒化物は
残される。
性の向上の程度は、以下の特定の例を考察することによ
ってより良く理解できるものである。 例1 パターン化を持たない大きなエリアの金属ユニッ
ト クロム金属(100nm)が、Corning 7059ガラス基板
(320×400×1.1mm)上に、Leybold ZV6000イ
ンラインツールを使用して、スパッター堆積された。T
ELアメリカンクラスタツールを使用して、300nm
のSiN:Hが、0.75torrのSiH4 (200scc
m)、NH3 (2400sccm)、およびN2 (2400s
ccm)を通じて700Wのプラズマをランすることによ
って堆積された。基板がその上に固定される電極の温度
は、330℃に維持された。
タイラスプロフィロメータ(DektakFPD 450)を使用し
てエッチング深さが測定できるように、ラインと空間の
格子が窒化物内にパターン化された。プレートをBHF
のタブ内に約5分間浸けることによってエッチングが遂
行された。エッチングは攪拌には左右されず、エッチン
グは表面速度によってのみ制限され、輸送によっては制
限されないことが示された。図5は、ガラスの水平(x
−軸)方向に沿っての関数として測定されたエッチング
速度を示す。より詳細には、図5は、それぞれ、パター
ン化されてないガラスから成る下側基板、半分のアース
されたクロムとハーフガラスから成る基板、および半分
のフローティングクロムと半分のガラスから成る基板上
にプラズマ強化化学蒸着されたa−SiN:Hに対する
BHFエッチング速度を示す。パターン化されてないガ
ラス表面の場合は、ガラスの両端に向ってのBHFエッ
チング速度の系統的な増加が見られる。この大きなスケ
ールの不均一性は、ガラス両端上に使用されたアースさ
れた非加熱の固定具によって生成されるプラズマの不均
一性に起因する。
属ユニット 同じように製造された基板のセット内に、大きなエリア
のクロム領域が2から10mmの範囲のライン/空間寸法
にてパターン化され、窒化物のエッチング速度が測定さ
れた。図6は位置(従って、ライン/空間の寸法)の関
数としてのエッチング速度をグラフにプロットしたもの
である。図からわかるように、BHFエッチング速度
は、ガラス上に堆積された膜に対して、およびガラスに
隣接するクロムに対して、一貫して、高い。ライン/空
間の寸法が2mmに縮められると、BHFエッチング速度
は、下側のパターンと関係がなくなる。
は、パターン化されてない大きなエリアのクロムユニッ
ト上の窒化物膜を横断しての不均質性は、クロムとガラ
スとの間の温度差に起因するものと信じる。これら温度
差は、今度は、窒化膜内の不均質性の原因となる。これ
ら温度の効果は熱消散性の差に起因するために、窒化ケ
イ素以外の他の誘電体およびクロム以外の他の金属が使
用された場合も類似する効果が現われると考えられる。
のような依存性は、平坦なパネルディスプレイに対する
a−SiN:H膜のエッチングの際に、大きなエリアの
金属パッド上のコンタクトウインドウをきれいにするた
めにオーバーエッチングが必要となるために問題とな
る。隣接する金属ライン間の距離が、1−2mm以下で
ある場合は、生じる温度差は小さく、均一な窒化物コー
ティングを塗布することが可能である。
の塗布に関するが、本発明の方法は、SiOx およびa
−Siなどのような他の誘電材料の塗布に対しても同様
に適用するものである。本発明は、放射熱損失のメカニ
ズムの下で機能する堆積システム、つまり、異種成分基
板が低圧容器内で周囲の容器よりも高い温度に加熱さ
れ、容器内の圧力が数Torrよりも(約5torr)よりも低
くされるようなシステムにおいて使用するのに適する。
この背景下においては、異種成分基板は、その上にパタ
ーン化された材料の層(ここで、このパターンは、約2
mm2 以上の大きなエリアを持つ)を含む任意の異種成分
基板(ここで、この材料は、下側の均質な基板の材料と
異なる熱放射性を持つ)であり得る。
るためのプロセスの流れを示す図である。
ネルディスプレイ用のパネルワークピースを示す図であ
る。
る。
る。
い基板上に塗布された窒化ケイ素薄膜のエッチング速度
の変動を示すグラフである。
チング速度の一様性が改善されることを示すグラフであ
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 誘電材料の層をパターン化された金属構
造を持つ基板上にコーティングするための方法であっ
て、この方法が:平坦な主表面を持つ基板を提供するス
テップ;前記の表面に金属のコーティングを塗布するス
テップ;および前記の金属コーティングを2mm2 を超え
るエリアを持つ一つあるいは複数の金属構造が形成され
るようにパターン化するステップを含み、このパターン
が前記の金属のバルクが金属の端から1mm以内に来るよ
うに構成され;この方法がさらに前記のパターン化され
た金属の上に誘電材料のコーティングを塗布するステッ
プを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記の誘電層が約5Torr以下の圧力を持
つ低圧容器内で塗布され、前記の基板が前記の容器以上
の温度に加熱されることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記のパターンが一連の交差する金属ス
トリップに構成されることを特徴とする請求項1の方
法。 - 【請求項4】 前記の誘電材料のコーティングがプラズ
マ強化化学蒸着(PECVD) によって塗布されることを特
徴とする請求項1の方法。 - 【請求項5】 前記の基板がガラスであり、前記の誘電
材料が窒化ケイ素であり、前記の窒化ケイ素がPECV
Dによって塗布されることを特徴とする請求項1の方
法。 - 【請求項6】 前記の金属がクロムであることを特徴と
する請求項3の方法。 - 【請求項7】 前記の基板が絶縁材料から成ることを特
徴とする請求項1の方法。 - 【請求項8】 前記の金属がスパッタリングによって塗
布されることを特徴とする請求項1の方法。
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