JPH11274143A - ドライエッチング方法及び薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
ドライエッチング方法及び薄膜トランジスタの製造方法Info
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- JPH11274143A JPH11274143A JP7291798A JP7291798A JPH11274143A JP H11274143 A JPH11274143 A JP H11274143A JP 7291798 A JP7291798 A JP 7291798A JP 7291798 A JP7291798 A JP 7291798A JP H11274143 A JPH11274143 A JP H11274143A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アモルファスシリコン上のシリコン窒化膜を
選択的にエッチングでき、エッチング残等の不良の発生
を低減するドライエッチング方法を提供する。 【解決手段】 ｉ型アモルファスシリコン５上のシリコ
ン窒化膜６のみを選択的にエッチングする工程におい
て、少なくともＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを含む混合ガスを
用い、平行平板型プラズマエッチング装置を用い、アノ
ード結合モード、ガス圧力１５Ｐａ、高周波出力密度
０. ２ｗ／ｃｍ2 の条件でドライエッチングを行った。
この時、混合ガス中のＯ2 ガス濃度を段階的または連続
的に増加させることにより処理時間の短縮が図られ、寸
法シフト量を低減できた。本発明によれば、堆積性のエ
ッチング反応生成物の生成量が少なく、処理室内の異物
が大幅に減少したので、エッチング残による欠陥の発生
が低減でき、薄膜トランジスタの製造歩留まりが向上し
た。
選択的にエッチングでき、エッチング残等の不良の発生
を低減するドライエッチング方法を提供する。 【解決手段】 ｉ型アモルファスシリコン５上のシリコ
ン窒化膜６のみを選択的にエッチングする工程におい
て、少なくともＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを含む混合ガスを
用い、平行平板型プラズマエッチング装置を用い、アノ
ード結合モード、ガス圧力１５Ｐａ、高周波出力密度
０. ２ｗ／ｃｍ2 の条件でドライエッチングを行った。
この時、混合ガス中のＯ2 ガス濃度を段階的または連続
的に増加させることにより処理時間の短縮が図られ、寸
法シフト量を低減できた。本発明によれば、堆積性のエ
ッチング反応生成物の生成量が少なく、処理室内の異物
が大幅に減少したので、エッチング残による欠陥の発生
が低減でき、薄膜トランジスタの製造歩留まりが向上し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に用
いられる薄膜トランジスタ及び半導体装置の製造工程に
おいて、アモルファスシリコン上のシリコン窒化膜を選
択的にエッチングするドライエッチング方法に関するも
のである。
いられる薄膜トランジスタ及び半導体装置の製造工程に
おいて、アモルファスシリコン上のシリコン窒化膜を選
択的にエッチングする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】図６は、液晶表示装置に用いられる薄膜
トランジスタの製造工程の一例を示す断面図である。図
において、１は透明絶縁性基板であるガラス基板、２は
透明導電膜よりなる画素電極、３はゲート電極、４はゲ
ート絶縁膜、５はｉ型アモルファスシリコン、６はシリ
コン窒化膜、７はｎ型アモルファスシリコン、８はソー
ス電極、９はドレイン電極をそれぞれ示している。従来
の薄膜トランジスタの製造方法を図６を用いて説明す
る。まず、ガラス基板１上にＩＴＯ（インジウム錫酸化
膜）等の透明導電膜よりなる画素電極２を形成する。次
に、ゲート電極３を形成する。さらに、ゲート絶縁膜
４、ノンドープのｉ型アモルファスシリコン５、シリコ
ン窒化膜６を連続的に成膜し、レジストパターンを形成
し、ｉ型アモルファスシリコン５上のシリコン窒化膜６
のみをエッチングし、除去する。この時のエッチング方
法としては、例えば、緩衝フッ酸水溶液を用いたウエッ
トエッチングや、ＣＨＦ3 ガスを含むドライエッチング
が用いられていた。その後、ｉ型アモルファスシリコン
５上にリン等をドーピングしたｎ型アモルファスシリコ
ン７を形成し、次に、画素電極２とドレイン電極９を接
続するコンタクトホールを開口する。その後、Ｃｒ、Ａ
ｌ等からなるソース電極８、ドレイン電極９を形成し、
ｎ型及びｉ型アモルファスシリコンをエッチングにより
除去して、薄膜トランジスタが完成する。
トランジスタの製造工程の一例を示す断面図である。図
において、１は透明絶縁性基板であるガラス基板、２は
透明導電膜よりなる画素電極、３はゲート電極、４はゲ
ート絶縁膜、５はｉ型アモルファスシリコン、６はシリ
コン窒化膜、７はｎ型アモルファスシリコン、８はソー
ス電極、９はドレイン電極をそれぞれ示している。従来
の薄膜トランジスタの製造方法を図６を用いて説明す
る。まず、ガラス基板１上にＩＴＯ（インジウム錫酸化
膜）等の透明導電膜よりなる画素電極２を形成する。次
に、ゲート電極３を形成する。さらに、ゲート絶縁膜
４、ノンドープのｉ型アモルファスシリコン５、シリコ
ン窒化膜６を連続的に成膜し、レジストパターンを形成
し、ｉ型アモルファスシリコン５上のシリコン窒化膜６
のみをエッチングし、除去する。この時のエッチング方
法としては、例えば、緩衝フッ酸水溶液を用いたウエッ
トエッチングや、ＣＨＦ3 ガスを含むドライエッチング
が用いられていた。その後、ｉ型アモルファスシリコン
５上にリン等をドーピングしたｎ型アモルファスシリコ
ン７を形成し、次に、画素電極２とドレイン電極９を接
続するコンタクトホールを開口する。その後、Ｃｒ、Ａ
ｌ等からなるソース電極８、ドレイン電極９を形成し、
ｎ型及びｉ型アモルファスシリコンをエッチングにより
除去して、薄膜トランジスタが完成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
薄膜トランジスタの製造工程において、ｉ型アモルファ
スシリコン５上のシリコン窒化膜６のみを選択的にエッ
チングする方法として用いられていた緩衝フッ酸水溶液
を用いたウエットエッチングでは、コンタクトホール部
でシリコン窒化膜６のエッチング残が発生したり、エッ
チング後の水洗、乾燥後に、ｉ型アモルファスシリコン
５表面に染みが発生するという問題があった。このよう
にエッチング残や染みが発生した場合には、ｉ型アモル
ファスシリコン５とその後形成するｎ型アモルファスシ
リコン７との間に電気的コンタクトがとれずにトランジ
スタが正常に動作せず、点欠陥となり、歩留まり低下の
原因となっていた。
薄膜トランジスタの製造工程において、ｉ型アモルファ
スシリコン５上のシリコン窒化膜６のみを選択的にエッ
チングする方法として用いられていた緩衝フッ酸水溶液
を用いたウエットエッチングでは、コンタクトホール部
でシリコン窒化膜６のエッチング残が発生したり、エッ
チング後の水洗、乾燥後に、ｉ型アモルファスシリコン
５表面に染みが発生するという問題があった。このよう
にエッチング残や染みが発生した場合には、ｉ型アモル
ファスシリコン５とその後形成するｎ型アモルファスシ
リコン７との間に電気的コンタクトがとれずにトランジ
スタが正常に動作せず、点欠陥となり、歩留まり低下の
原因となっていた。
【０００４】また、ｉ型アモルファスシリコン５上のシ
リコン窒化膜６をＣＨＦ3 ガスを含むドライエッチング
で行う場合には、ｉ型アモルファスシリコン５に対する
シリコン窒化膜６のエッチング速度比（以下、選択比
（ＳｉＮ／ａ−Ｓｉ）と記す）を大きくとることがで
き、ｉ型アモルファスシリコン５上のシリコン窒化膜６
のみを選択的にエッチングすることは可能であった。し
かし、ＣＨＦ3 ガスがプラズマ中で反応した膜がドライ
エッチング装置の処理室内に堆積し、これが剥がれて異
物となりエッチング中の基板に付着し、シリコン窒化膜
６のエッチング残が発生するという問題があった。この
ように、ＣＨＦ3 ガスをエッチングガスとして用いた場
合には、エッチング残による欠陥が多く発生し、歩留ま
りが低いという問題があった。さらに、ＣＨＦ3 ガスを
含むドライエッチングで行う場合には、レジスト及びｉ
型アモルファスシリコン５上にフロロカーボン系の堆積
膜が形成されるため、この膜を除去する工程が必要とな
り、工程数が増えるという問題もあった。例えば、エッ
チング後、レジストをウエット処理で除去する際にカー
ボン系の堆積膜は除去されずに残るため、レジスト除去
前にカーボン系の堆積膜を酸素を含むプラズマ処理で除
去する工程が必要であった。
リコン窒化膜６をＣＨＦ3 ガスを含むドライエッチング
で行う場合には、ｉ型アモルファスシリコン５に対する
シリコン窒化膜６のエッチング速度比（以下、選択比
（ＳｉＮ／ａ−Ｓｉ）と記す）を大きくとることがで
き、ｉ型アモルファスシリコン５上のシリコン窒化膜６
のみを選択的にエッチングすることは可能であった。し
かし、ＣＨＦ3 ガスがプラズマ中で反応した膜がドライ
エッチング装置の処理室内に堆積し、これが剥がれて異
物となりエッチング中の基板に付着し、シリコン窒化膜
６のエッチング残が発生するという問題があった。この
ように、ＣＨＦ3 ガスをエッチングガスとして用いた場
合には、エッチング残による欠陥が多く発生し、歩留ま
りが低いという問題があった。さらに、ＣＨＦ3 ガスを
含むドライエッチングで行う場合には、レジスト及びｉ
型アモルファスシリコン５上にフロロカーボン系の堆積
膜が形成されるため、この膜を除去する工程が必要とな
り、工程数が増えるという問題もあった。例えば、エッ
チング後、レジストをウエット処理で除去する際にカー
ボン系の堆積膜は除去されずに残るため、レジスト除去
前にカーボン系の堆積膜を酸素を含むプラズマ処理で除
去する工程が必要であった。
【０００５】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、アモルファスシリコン上のシリ
コン窒化膜を選択的にエッチングでき、かつ工程数を増
加する必要がなく、エッチング残等の不良の発生を低減
可能なドライエッチング方法を提供し、薄膜トランジス
タの製造歩留まりを向上させることを目的とする。
ためになされたもので、アモルファスシリコン上のシリ
コン窒化膜を選択的にエッチングでき、かつ工程数を増
加する必要がなく、エッチング残等の不良の発生を低減
可能なドライエッチング方法を提供し、薄膜トランジス
タの製造歩留まりを向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるドライエ
ッチング方法は、真空雰囲気中にエッチングガスを導入
し、プラズマ中でアモルファスシリコン上に形成された
シリコン窒化膜を選択的にエッチングするドライエッチ
ング方法であって、エッチングガスとして、少なくとも
ＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを含む混合ガスを用いるものであ
る。また、エッチング中に、混合ガス中のＯ2 ガス濃度
を段階的に増加させるものである。また、エッチング中
に、混合ガス中のＯ2 ガス濃度を連続的に増加させるも
のである。さらに、平行平板型プラズマエッチング装置
を用い、ガス圧力１〜５０Ｐａ、高周波出力密度０. ０
１〜１ｗ／ｃｍ2 の範囲でエッチングを行うものであ
る。
ッチング方法は、真空雰囲気中にエッチングガスを導入
し、プラズマ中でアモルファスシリコン上に形成された
シリコン窒化膜を選択的にエッチングするドライエッチ
ング方法であって、エッチングガスとして、少なくとも
ＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを含む混合ガスを用いるものであ
る。また、エッチング中に、混合ガス中のＯ2 ガス濃度
を段階的に増加させるものである。また、エッチング中
に、混合ガス中のＯ2 ガス濃度を連続的に増加させるも
のである。さらに、平行平板型プラズマエッチング装置
を用い、ガス圧力１〜５０Ｐａ、高周波出力密度０. ０
１〜１ｗ／ｃｍ2 の範囲でエッチングを行うものであ
る。
【０００７】また、本発明に係わる薄膜トランジスタの
製造方法は、透明絶縁性基板上にゲート電極を形成する
工程と、ゲート絶縁膜、ｉ型アモルファスシリコン及び
シリコン窒化膜を連続的に成膜し、レジストパターンを
形成する工程と、エッチングガスとして、少なくともＳ
Ｆ6 ガスとＯ2 ガスを含む混合ガスを用い、ｉ型アモル
ファスシリコン上のシリコン窒化膜のみを選択的にエッ
チングする工程を含んで製造するようにしたものであ
る。さらに、エッチング中に、混合ガス中のＯ2 ガス濃
度を段階的または連続的に増加させるものである。
製造方法は、透明絶縁性基板上にゲート電極を形成する
工程と、ゲート絶縁膜、ｉ型アモルファスシリコン及び
シリコン窒化膜を連続的に成膜し、レジストパターンを
形成する工程と、エッチングガスとして、少なくともＳ
Ｆ6 ガスとＯ2 ガスを含む混合ガスを用い、ｉ型アモル
ファスシリコン上のシリコン窒化膜のみを選択的にエッ
チングする工程を含んで製造するようにしたものであ
る。さらに、エッチング中に、混合ガス中のＯ2 ガス濃
度を段階的または連続的に増加させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下に、本発明の
実施の形態を図について説明する。図６は、液晶表示装
置に用いられる薄膜トランジスタの製造工程の一例を示
す断面図である。図において、１は透明絶縁性基板であ
るガラス基板、２は透明導電膜よりなる画素電極、３は
ゲート電極、４はゲート絶縁膜、５はｉ型アモルファス
シリコン、６はシリコン窒化膜、７はｎ型アモルファス
シリコン、８はソース電極、９はドレイン電極をそれぞ
れ示している。本実施の形態による薄膜トランジスタの
製造方法を図６を用いて説明する。まず、ガラス基板１
上にＩＴＯ等の透明導電膜よりなる画素電極２を形成す
る。次に、ゲート電極３を形成する。さらに、ゲート絶
縁膜４、ノンドープのｉ型アモルファスシリコン５、シ
リコン窒化膜６を連続的に成膜し、レジストパターンを
形成する。続いて、ｉ型アモルファスシリコン５上のシ
リコン窒化膜６のみを後述の方法で選択的にエッチング
し、除去する。その後、ｉ型アモルファスシリコン５上
にリン等をドーピングしたｎ型アモルファスシリコン７
を形成し、画素電極２とドレイン電極９を接続するコン
タクトホールを開口する。その後、Ｃｒ、Ａｌ等からな
るソース電極８、ドレイン電極９を形成し、ｎ型及びｉ
型アモルファスシリコンをエッチングにより除去して、
薄膜トランジスタが完成する。
実施の形態を図について説明する。図６は、液晶表示装
置に用いられる薄膜トランジスタの製造工程の一例を示
す断面図である。図において、１は透明絶縁性基板であ
るガラス基板、２は透明導電膜よりなる画素電極、３は
ゲート電極、４はゲート絶縁膜、５はｉ型アモルファス
シリコン、６はシリコン窒化膜、７はｎ型アモルファス
シリコン、８はソース電極、９はドレイン電極をそれぞ
れ示している。本実施の形態による薄膜トランジスタの
製造方法を図６を用いて説明する。まず、ガラス基板１
上にＩＴＯ等の透明導電膜よりなる画素電極２を形成す
る。次に、ゲート電極３を形成する。さらに、ゲート絶
縁膜４、ノンドープのｉ型アモルファスシリコン５、シ
リコン窒化膜６を連続的に成膜し、レジストパターンを
形成する。続いて、ｉ型アモルファスシリコン５上のシ
リコン窒化膜６のみを後述の方法で選択的にエッチング
し、除去する。その後、ｉ型アモルファスシリコン５上
にリン等をドーピングしたｎ型アモルファスシリコン７
を形成し、画素電極２とドレイン電極９を接続するコン
タクトホールを開口する。その後、Ｃｒ、Ａｌ等からな
るソース電極８、ドレイン電極９を形成し、ｎ型及びｉ
型アモルファスシリコンをエッチングにより除去して、
薄膜トランジスタが完成する。
【０００９】本実施の形態では、ｉ型アモルファスシリ
コン５上のシリコン窒化膜６のみを選択的にエッチング
する工程において、少なくともＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを
含む混合ガスを用いたドライエッチングを用いて行うも
のである。図１は、平行平板型プラズマエッチング装置
を用い、アノード結合モード、ガス圧力１５Ｐａ、高周
波出力密度０. ２ｗ／ｃｍ2 の時のＳＦ6 とＯ2 ガスを
含む混合ガスによるｉ型アモルファスシリコン５、シリ
コン窒化膜６及びレジストのエッチング速度を示す図で
ある。Ｏ2 ガス濃度の増加とともに、ｉ型アモルファス
シリコン５及びシリコン窒化膜６のエッチング速度は減
少するが、レジストのエッチング速度は増大する。ま
た、図２は、図１より計算した選択比（ＳｉＮ／ａ−Ｓ
ｉ）、レジストに対するシリコン窒化膜のエッチング速
度比（以下、選択比（ＳｉＮ／レジスト）と記す）を示
す図である。Ｏ2 ガス濃度の増加とともに選択比（Ｓｉ
Ｎ／ａ−Ｓｉ）は増大するが、選択比（ＳｉＮ／レジス
ト）は小さくなる。すなわち、Ｏ2 ガス濃度が大きいほ
ど、シリコン窒化膜６の選択的エッチングには好ましい
が、レジストに対するシリコン窒化膜６の膜厚が厚い場
合には、エッチング中にレジストが消失してしまうこと
がある。このため、ｉ型アモルファスシリコン５、レジ
スト、シリコン窒化膜６の膜厚比を考慮し、適当なＯ2
ガス濃度の条件を設定する必要がある。
コン５上のシリコン窒化膜６のみを選択的にエッチング
する工程において、少なくともＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを
含む混合ガスを用いたドライエッチングを用いて行うも
のである。図１は、平行平板型プラズマエッチング装置
を用い、アノード結合モード、ガス圧力１５Ｐａ、高周
波出力密度０. ２ｗ／ｃｍ2 の時のＳＦ6 とＯ2 ガスを
含む混合ガスによるｉ型アモルファスシリコン５、シリ
コン窒化膜６及びレジストのエッチング速度を示す図で
ある。Ｏ2 ガス濃度の増加とともに、ｉ型アモルファス
シリコン５及びシリコン窒化膜６のエッチング速度は減
少するが、レジストのエッチング速度は増大する。ま
た、図２は、図１より計算した選択比（ＳｉＮ／ａ−Ｓ
ｉ）、レジストに対するシリコン窒化膜のエッチング速
度比（以下、選択比（ＳｉＮ／レジスト）と記す）を示
す図である。Ｏ2 ガス濃度の増加とともに選択比（Ｓｉ
Ｎ／ａ−Ｓｉ）は増大するが、選択比（ＳｉＮ／レジス
ト）は小さくなる。すなわち、Ｏ2 ガス濃度が大きいほ
ど、シリコン窒化膜６の選択的エッチングには好ましい
が、レジストに対するシリコン窒化膜６の膜厚が厚い場
合には、エッチング中にレジストが消失してしまうこと
がある。このため、ｉ型アモルファスシリコン５、レジ
スト、シリコン窒化膜６の膜厚比を考慮し、適当なＯ2
ガス濃度の条件を設定する必要がある。
【００１０】本実施の形態におけるＳＦ6 ガスとＯ2 ガ
スを含む混合ガスを用いたドライエッチング方法によれ
ば、堆積性のエッチング反応生成物の生成量が少なく、
処理室内に付着する堆積膜の量がＣＨＦ3 ガスを用いた
場合に比べて大きく減少した。このため、処理室内の壁
等に付着した堆積膜が剥がれることによって生じる異物
を大幅に低減することができ、エッチング残による欠陥
が大きく減少した。また、従来のウエットエッチングで
発生していたエッチング残や、ｉ型アモルファスシリコ
ン５表面の染みも発生せず、薄膜トランジスタの製造歩
留まりが向上した。さらに、本実施の形態のドライエッ
チング方法では、エッチング後のウエット処理によるレ
ジスト除去の際に、従来のＣＨＦ3 ガスを用いたドライ
エッチングの場合に見られた基板上の堆積膜が形成され
ていなかった。このため、従来行っていた酸素を含むプ
ラズマ処理の工程を省略することができ、工程の簡略化
が可能となった。
スを含む混合ガスを用いたドライエッチング方法によれ
ば、堆積性のエッチング反応生成物の生成量が少なく、
処理室内に付着する堆積膜の量がＣＨＦ3 ガスを用いた
場合に比べて大きく減少した。このため、処理室内の壁
等に付着した堆積膜が剥がれることによって生じる異物
を大幅に低減することができ、エッチング残による欠陥
が大きく減少した。また、従来のウエットエッチングで
発生していたエッチング残や、ｉ型アモルファスシリコ
ン５表面の染みも発生せず、薄膜トランジスタの製造歩
留まりが向上した。さらに、本実施の形態のドライエッ
チング方法では、エッチング後のウエット処理によるレ
ジスト除去の際に、従来のＣＨＦ3 ガスを用いたドライ
エッチングの場合に見られた基板上の堆積膜が形成され
ていなかった。このため、従来行っていた酸素を含むプ
ラズマ処理の工程を省略することができ、工程の簡略化
が可能となった。
【００１１】なお、本実施の形態では、ＳＦ6 ガスとＯ
2 ガスの２種類の混合ガスを用いたが、他にＨｅガス、
Ｎ2 ガスを混合しても良い。また、ガス圧力は１〜５０
Ｐａ、高周波出力密度は０. ０１〜１ｗ／ｃｍ2 の範囲
であればよく、カソード結合モードでもよく、同様の効
果が得られる。
2 ガスの２種類の混合ガスを用いたが、他にＨｅガス、
Ｎ2 ガスを混合しても良い。また、ガス圧力は１〜５０
Ｐａ、高周波出力密度は０. ０１〜１ｗ／ｃｍ2 の範囲
であればよく、カソード結合モードでもよく、同様の効
果が得られる。
【００１２】実施の形態２．上記実施の形態１では、選
択比（ＳｉＮ／ａ−Ｓｉ）と選択比（ＳｉＮ／レジス
ト）は、トレードオフの関係であることを示したが、レ
ジストに対するシリコン窒化膜６の膜厚が大きい場合、
シリコン窒化膜６に対するｉ型アモルファスシリコン５
の膜厚が薄く大きな選択比が必要な場合、あるいは寸法
シフト量を小さく抑える必要がある場合には、選択比
（ＳｉＮ／ａ−Ｓｉ）と選択比（ＳｉＮ／レジスト）の
両方を大きくする必要がある。本実施の形態では、エッ
チング中の混合ガス中のＯ2 濃度を２段階で増加させる
ことにより、上記の条件を達成することができた。
択比（ＳｉＮ／ａ−Ｓｉ）と選択比（ＳｉＮ／レジス
ト）は、トレードオフの関係であることを示したが、レ
ジストに対するシリコン窒化膜６の膜厚が大きい場合、
シリコン窒化膜６に対するｉ型アモルファスシリコン５
の膜厚が薄く大きな選択比が必要な場合、あるいは寸法
シフト量を小さく抑える必要がある場合には、選択比
（ＳｉＮ／ａ−Ｓｉ）と選択比（ＳｉＮ／レジスト）の
両方を大きくする必要がある。本実施の形態では、エッ
チング中の混合ガス中のＯ2 濃度を２段階で増加させる
ことにより、上記の条件を達成することができた。
【００１３】図３は、本発明の実施の形態２におけるＳ
Ｆ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃度の時間変化を示
す図である。図に示すように、エッチング開始後、まず
第１段階では、レジストのエッチングを抑えてエッチン
グするために、Ｏ2 濃度が小さい条件でエッチングす
る。ここでは、シリコン窒化膜６をすべてエッチングし
てしまうと、ｉ型アモルファスシリコン５のエッチング
量が大きくなってしまうため、ｉ型アモルファスシリコ
ン５が表面に現れる前に放電を停止する。次いで、第２
段階では、シリコン窒化膜６の膜厚が薄くなり、ｉ型ア
モルファスシリコン５に対する選択比が必要となるの
で、Ｏ2 濃度が大きい条件でエッチングする。
Ｆ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃度の時間変化を示
す図である。図に示すように、エッチング開始後、まず
第１段階では、レジストのエッチングを抑えてエッチン
グするために、Ｏ2 濃度が小さい条件でエッチングす
る。ここでは、シリコン窒化膜６をすべてエッチングし
てしまうと、ｉ型アモルファスシリコン５のエッチング
量が大きくなってしまうため、ｉ型アモルファスシリコ
ン５が表面に現れる前に放電を停止する。次いで、第２
段階では、シリコン窒化膜６の膜厚が薄くなり、ｉ型ア
モルファスシリコン５に対する選択比が必要となるの
で、Ｏ2 濃度が大きい条件でエッチングする。
【００１４】本実施の形態によるドライエッチング方法
の一例を説明する。比較例として、選択比（ＳｉＮ／ａ
−Ｓｉ）が４．５、選択比（ＳｉＮ／レジスト）が０.
５の条件で、１段階でエッチングする場合、シリコン窒
化膜の膜厚をｄとし、膜厚に対し２０％のオーバーエッ
チングをするとした時に、レジストの除去量は２．４ｄ
となる。これに対し、第１段階を選択比（ＳｉＮ／ａ−
Ｓｉ）が１．５、選択比（ＳｉＮ／レジスト）が２の条
件で、第２段階を選択比（ＳｉＮ／ａ−Ｓｉ）が４．
５、選択比（ＳｉＮ／レジスト）が０．５でエッチング
する場合について説明する。仮に、第１段階では、シリ
コン窒化膜６の８０％をエッチングし、残りの２０％と
２０％のオーバーエッチングを行う時、エッチング中の
レジスト除去量は１．２ｄとなり、１段階の場合の約半
分となる。このため、１段階エッチングでは、レジスト
が消失する場合でも、２段階エッチングではレジストは
残ることになる。一般に、寸法シフト量はレジスト除去
量にほぼ比例するため、１段階エッチングに比べ２段階
エッチングでは、寸法シフト量もほぼ半分となる。
の一例を説明する。比較例として、選択比（ＳｉＮ／ａ
−Ｓｉ）が４．５、選択比（ＳｉＮ／レジスト）が０.
５の条件で、１段階でエッチングする場合、シリコン窒
化膜の膜厚をｄとし、膜厚に対し２０％のオーバーエッ
チングをするとした時に、レジストの除去量は２．４ｄ
となる。これに対し、第１段階を選択比（ＳｉＮ／ａ−
Ｓｉ）が１．５、選択比（ＳｉＮ／レジスト）が２の条
件で、第２段階を選択比（ＳｉＮ／ａ−Ｓｉ）が４．
５、選択比（ＳｉＮ／レジスト）が０．５でエッチング
する場合について説明する。仮に、第１段階では、シリ
コン窒化膜６の８０％をエッチングし、残りの２０％と
２０％のオーバーエッチングを行う時、エッチング中の
レジスト除去量は１．２ｄとなり、１段階の場合の約半
分となる。このため、１段階エッチングでは、レジスト
が消失する場合でも、２段階エッチングではレジストは
残ることになる。一般に、寸法シフト量はレジスト除去
量にほぼ比例するため、１段階エッチングに比べ２段階
エッチングでは、寸法シフト量もほぼ半分となる。
【００１５】以上のように、本実施の形態によれば、混
合ガス中のＯ2 ガス濃度を２段階で増加させてエッチン
グすることにより、上記実施の形態１と同様の効果が得
られ、さらに、シリコン窒化膜６の膜厚が厚い場合に
も、レジストが消失することなくエッチングすることが
でき、寸法シフト量を小さく抑えることができる。ま
た、第１段階でのエッチング速度は大きく、処理速度が
向上するという効果も得られた。
合ガス中のＯ2 ガス濃度を２段階で増加させてエッチン
グすることにより、上記実施の形態１と同様の効果が得
られ、さらに、シリコン窒化膜６の膜厚が厚い場合に
も、レジストが消失することなくエッチングすることが
でき、寸法シフト量を小さく抑えることができる。ま
た、第１段階でのエッチング速度は大きく、処理速度が
向上するという効果も得られた。
【００１６】実施の形態３．図４は、本発明の実施の形
態３におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃度
の時間変化を示す図である。上記実施の形態２では、エ
ッチング中のＯ2 ガス濃度を２段階で増加させてエッチ
ングする例について示したが、本実施の形態では、図４
に示すように３段階でＯ2 濃度を増加させてエッチング
を行うものである。本実施の形態によっても、上記実施
の形態２と同様の効果が得られる。なお、３段階以上で
Ｏ2 ガス濃度を増加させても良い。
態３におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃度
の時間変化を示す図である。上記実施の形態２では、エ
ッチング中のＯ2 ガス濃度を２段階で増加させてエッチ
ングする例について示したが、本実施の形態では、図４
に示すように３段階でＯ2 濃度を増加させてエッチング
を行うものである。本実施の形態によっても、上記実施
の形態２と同様の効果が得られる。なお、３段階以上で
Ｏ2 ガス濃度を増加させても良い。
【００１７】実施の形態４．図５は、本発明の実施の形
態４におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃度
の時間変化を示す図である。上記実施の形態２及び３で
は、エッチング中のＯ2 ガス濃度を段階的に増加させて
エッチングする例について示したが、本実施の形態で
は、図５に示すように、放電を止めずに、連続的にＯ2
ガス濃度を増加させてエッチングを行うものである。本
実施の形態によっても、上記実施の形態２及び３と同様
の効果が得られる。
態４におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃度
の時間変化を示す図である。上記実施の形態２及び３で
は、エッチング中のＯ2 ガス濃度を段階的に増加させて
エッチングする例について示したが、本実施の形態で
は、図５に示すように、放電を止めずに、連続的にＯ2
ガス濃度を増加させてエッチングを行うものである。本
実施の形態によっても、上記実施の形態２及び３と同様
の効果が得られる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、アモル
ファスシリコン上に形成されたシリコン窒化膜を選択的
にエッチングするドライエッチング方法において、エッ
チングガスとして、少なくともＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを
含む混合ガスを用いたので、堆積性のエッチング反応生
成物の生成量が少なくなり、処理室内の異物を大幅に低
減することができた。その結果、エッチング残による欠
陥を低減することができ、薄膜トランジスタの製造歩留
まりが向上した。また、従来のエッチング方法において
必要であった堆積膜の除去工程が不要となり、製造が簡
略化された。
ファスシリコン上に形成されたシリコン窒化膜を選択的
にエッチングするドライエッチング方法において、エッ
チングガスとして、少なくともＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを
含む混合ガスを用いたので、堆積性のエッチング反応生
成物の生成量が少なくなり、処理室内の異物を大幅に低
減することができた。その結果、エッチング残による欠
陥を低減することができ、薄膜トランジスタの製造歩留
まりが向上した。また、従来のエッチング方法において
必要であった堆積膜の除去工程が不要となり、製造が簡
略化された。
【００１９】さらに、エッチング中にＯ2 ガス濃度を増
加させることにより、処理時間の短縮が図られ、寸法シ
フト量を低減することができた。
加させることにより、処理時間の短縮が図られ、寸法シ
フト量を低減することができた。
【図１】 本発明の実施の形態１〜４であるドライエッ
チング方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガ
ス濃度とエッチング速度の関係を示す図である。
チング方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガ
ス濃度とエッチング速度の関係を示す図である。
【図２】 本発明の実施の形態１〜４であるドライエッ
チング方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガ
ス濃度とエッチング選択比の関係を示す図である。
チング方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガ
ス濃度とエッチング選択比の関係を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態２であるドライエッチン
グ方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃
度の時間変化を示す図である。
グ方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃
度の時間変化を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態３であるドライエッチン
グ方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃
度の時間変化を示す図である。
グ方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃
度の時間変化を示す図である。
【図５】 本発明の実施の形態４であるドライエッチン
グ方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃
度の時間変化を示す図である。
グ方法におけるＳＦ6 とＯ2 混合ガス系でのＯ2 ガス濃
度の時間変化を示す図である。
【図６】 液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ
の製造工程の一例を示す断面図である。
の製造工程の一例を示す断面図である。
１ ガラス基板、２ 画素電極、３ ゲート電極、４
ゲート絶縁膜、５ ｉ型アモルファスシリコン、６ シ
リコン窒化膜、７ ｎ型アモルファスシリコン、８ ソ
ース電極、９ ドレイン電極。
ゲート絶縁膜、５ ｉ型アモルファスシリコン、６ シ
リコン窒化膜、７ ｎ型アモルファスシリコン、８ ソ
ース電極、９ ドレイン電極。
Claims (6)
- 【請求項１】 真空雰囲気中にエッチングガスを導入
し、プラズマ中でアモルファスシリコン上に形成された
シリコン窒化膜を選択的にエッチングするドライエッチ
ング方法であって、上記エッチングガスとして、少なく
ともＳＦ6 ガスとＯ2 ガスを含む混合ガスを用いること
を特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項２】 エッチング中に、混合ガス中のＯ2 ガス
濃度を段階的に増加させることを特徴とする請求項１記
載のドライエッチング方法。 - 【請求項３】 エッチング中に、混合ガス中のＯ2 ガス
濃度を連続的に増加させることを特徴とする請求項１記
載のドライエッチング方法。 - 【請求項４】 平行平板型プラズマエッチング装置を用
い、ガス圧力１〜５０Ｐａ、高周波出力密度０. ０１〜
１ｗ／ｃｍ2 の範囲でエッチングを行うことを特徴とす
る請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のドライエ
ッチング方法。 - 【請求項５】 透明絶縁性基板上にゲート電極を形成す
る工程、 ゲート絶縁膜、ｉ型アモルファスシリコン及びシリコン
窒化膜を連続的に成膜し、レジストパターンを形成する
工程、 エッチングガスとして、少なくともＳＦ6 ガスとＯ2 ガ
スを含む混合ガスを用い、上記ｉ型アモルファスシリコ
ン上の上記シリコン窒化膜のみを選択的にエッチングす
る工程を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造
方法。 - 【請求項６】 エッチング中に、混合ガス中のＯ2 ガス
濃度を段階的または連続的に増加させることを特徴とす
る請求項５記載の薄膜トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7291798A JPH11274143A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ドライエッチング方法及び薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7291798A JPH11274143A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ドライエッチング方法及び薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11274143A true JPH11274143A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13503195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7291798A Pending JPH11274143A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ドライエッチング方法及び薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11274143A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6759315B1 (en) * | 1999-01-04 | 2004-07-06 | International Business Machines Corporation | Method for selective trimming of gate structures and apparatus formed thereby |
| JP2008300478A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Casio Comput Co Ltd | 窒化シリコン膜のドライエッチング方法 |
| JP2010073935A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Casio Computer Co Ltd | シリコン化合物膜のドライエッチング方法 |
| JP2010177708A (ja) * | 2010-05-07 | 2010-08-12 | Casio Computer Co Ltd | 窒化シリコン膜のドライエッチング方法および薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP2011054909A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法 |
| US7928013B1 (en) | 2009-10-15 | 2011-04-19 | Au Optronics Corp. | Display panel and rework method of gate insulating layer of thin film transistor |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP7291798A patent/JPH11274143A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6759315B1 (en) * | 1999-01-04 | 2004-07-06 | International Business Machines Corporation | Method for selective trimming of gate structures and apparatus formed thereby |
| JP2008300478A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Casio Comput Co Ltd | 窒化シリコン膜のドライエッチング方法 |
| JP2010073935A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Casio Computer Co Ltd | シリコン化合物膜のドライエッチング方法 |
| CN102129984A (zh) * | 2008-09-19 | 2011-07-20 | 卡西欧计算机株式会社 | 硅化合物膜的干式刻蚀方法 |
| KR101153679B1 (ko) * | 2008-09-19 | 2012-06-18 | 가시오게산키 가부시키가이샤 | 실리콘을 포함하는 막의 드라이 에칭방법 |
| US8394686B2 (en) | 2008-09-19 | 2013-03-12 | Casio Computer Co., Ltd. | Dry etching method of silicon compound film |
| JP2011054909A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法 |
| KR101124810B1 (ko) * | 2009-09-04 | 2012-03-23 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 에칭 방법 |
| US7928013B1 (en) | 2009-10-15 | 2011-04-19 | Au Optronics Corp. | Display panel and rework method of gate insulating layer of thin film transistor |
| TWI426565B (zh) * | 2009-10-15 | 2014-02-11 | 友達光電股份有限公司 | 顯示面板及薄膜電晶體之閘極絕緣層的重工方法 |
| JP2010177708A (ja) * | 2010-05-07 | 2010-08-12 | Casio Computer Co Ltd | 窒化シリコン膜のドライエッチング方法および薄膜トランジスタの製造方法 |
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