(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にゲート電極およびゲート絶縁膜を介して形成されたアモルファスＳｉ膜と、その上に形成されたｎ＋型アモルファスＳｉ膜と、さらにその上に形成され、Ａｌ含有膜の両側にバリアメタルが形成された３層構造膜とを有する積層膜をエッチングして、前記３層構造膜をソース電極およびドレイン電極とし、前記アモルファスＳｉ膜をチャネル部とする、薄膜トランジスター用のエッチング方法であって、
Ｃｌ含有ガスおよびＨ含有ガスを含む処理ガスのプラズマにより、前記３層構造膜の下層のバリアメタルの途中または前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜の途中までを、前記３層構造膜の下層のバリアメタルまたは前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜でエッチングが停止または減速するように処理ガス中のＨ含有ガスの量を制御してエッチングする第１工程と、
前記第１工程のエッチングの停止または著しい減速を確認する第２工程と、
エッチングの停止または著しい減速を確認した後、Ｆ含有ガスを含む処理ガスのプラズマにより、前記３層構造膜の下層のバリアメタルの残部および前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜およびアモルファスＳｉ膜、または前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜の残部およびアモルファスＳｉ膜をエッチングする第３工程と
を具備することを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記第１工程は、前記３層構造膜の下層のバリアメタルの途中までを、前記３層構造膜の下層のバリアメタルでエッチングが停止または減速するように、処理ガス中のＨ含有ガスの量を制御してエッチングするものであり、前記第３工程は、前記３層構造膜の下層のバリアメタルの残部および前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜およびアモルファスＳｉ膜をエッチングするものであることを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記第２工程は、プラズマ状態を監視することによりエッチングの停止または著しい減速を確認することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記第１工程のエッチングは前記第３工程のエッチングよりも高いイオンエネルギーのイオンで行われることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記第１工程は、Ｃｌ含有ガスおよびＨ含有ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチングマスクとしてのフォトレジストがスパッタされる条件で行われることを特徴とする請求項４に記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記第１工程は、Ｃｌ含有ガスとしてＣｌ２ガスを用い、Ｈ含有ガスとしてＨ２ガスを用いてエッチングを行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記第３工程は、Ｆ含有ガスであるＳＦ６と、ＨＣｌガスと、Ｈｅガスとを用いてエッチングを行うことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等に含まれる上層のＡｌ系膜と下層のＳｉ系膜との積層構造をエッチングするエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＦＴを用いたアクティブマトリクスＬＣＤ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、表示性能が極めて高く、薄型化が可能であることから、ＣＲＴに代わってパーソナルコンピュータ等の表示装置として多用されている。
【０００３】
ＬＣＤに用いられるＴＦＴ構造を製造するに際しては、ガラス基板上にゲート電極を形成し、その上にゲート絶縁膜を形成する。そして、その上に半導体層ならびにソース電極およびドレイン電極を形成するための膜を順次形成し、エッチングによりソース電極およびドレイン電極ならびにチャネル部を形成する。具体的には、ゲート絶縁膜の上にアモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）膜およびｎ＋ａ−Ｓｉを成膜し、その上にＴｉ−Ａｌ−Ｔｉ積層膜を形成し、この積層膜およびｎ＋ａ−Ｓｉを経てａ−Ｓｉ膜の途中までエッチングして、Ｔｉ−Ａｌ−Ｔｉ積層膜にソース電極およびドレイン電極を形成するとともに、ａ−Ｓｉ膜にチャネル部を形成する。
【０００４】
このエッチングに際しては、従来、まずＣｌ２によりＡｌ系膜としてＴｉ−Ａｌ−Ｔｉの積層膜をエッチングしてソース電極およびドレイン電極を形成し（以下、「ＳＤエッチング」という）、このＳＤエッチングの終点を検出した後、エッチングガスをフッ素（Ｆ）系ガスに切り替えてｎ＋ａ−Ｓｉ膜およびａ−Ｓｉ膜をエッチングしてチャネルの形成を行っている（以下、「チャネルエッチング」という）。チャネルエッチングはＴＦＴ特性を決定する重要なプロセスであり、ａ−Ｓｉ膜エッチング量を一定に、また均一にエッチングする必要がある。また、チャネルエッチング後のａ−Ｓｉ膜が薄い方がＴＦＴの特性が良好になるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＳＤエッチングの際には、良好な形状性を有する必要があり、所望の形状制御を行うためにはエッチングの際に高バイアスパワーが必要となる。しかし、この場合には反応性イオンエッチングが行われるので、ＡｌおよびＴｉのｎ＋ａ−Ｓｉに対する選択比が低い。また、Ｔｉ−Ａｌ−Ｔｉ積層膜の膜厚が完全に均一ではなく、エッチングレートも完全に面内均一ではないので、終点検出後もオーバーエッチングをする必要がある。この結果、下地のｎ＋ａ−Ｓｉ膜がエッチングされてしまい、ａ−Ｓｉ膜を薄く均一に残存させる必要のあるチャネル部のエッチング分布制御が困難である。一方、ＳＤエッチングを低バイアスパワーで行うと、下地のｎ＋ａ−Ｓｉ膜のエッチレートは低下し、チャネル部のエッチング制御が行いやすくなるが、Ａｌ膜がサイドエッチされて形状性が悪くなったり、ａ−Ｓｉ膜にデポジション等が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、下層のＳｉ系膜と上層のＡｌ系膜との積層構造をエッチングするにあたり、形状性よく上層のＡｌ系膜をエッチングすることができ、さらに下層のＳｉ系膜を制御性よくエッチングすることができるエッチング方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、基板上にゲート電極およびゲート絶縁膜を介して形成されたアモルファスＳｉ膜と、その上に形成されたｎ＋型アモルファスＳｉ膜と、さらにその上に形成され、Ａｌ含有膜の両側にバリアメタルが形成された３層構造膜とを有する積層膜をエッチングして、前記３層構造膜をソース電極およびドレイン電極とし、前記アモルファスＳｉ膜をチャネル部とする、薄膜トランジスター用のエッチング方法であって、Ｃｌ含有ガスおよびＨ含有ガスを含む処理ガスのプラズマにより、前記３層構造膜の下層のバリアメタルの途中または前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜の途中までを、前記３層構造膜の下層のバリアメタルまたは前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜でエッチングが停止または減速するように処理ガス中のＨ含有ガスの量を制御してエッチングする第１工程と、前記第１工程のエッチングの停止または著しい減速を確認する第２工程と、エッチングの停止または著しい減速を確認した後、Ｆ含有ガスを含む処理ガスのプラズマにより、前記３層構造膜の下層のバリアメタルの残部および前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜およびアモルファスＳｉ膜、または前記ｎ＋型アモルファスＳｉ膜の残部およびアモルファスＳｉ膜をエッチングする第３工程とを具備することを特徴とするエッチング方法を提供する。
【００１０】
本発明においては、上層のＡｌ系膜である、Ａｌ含有膜の両側にバリアメタルが形成された３層構造膜をＣｌ含有ガスおよびＨ含有ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチングするので、Ｃｌ含有ガスによるエッチング作用とＨ含有ガスによる保護作用とによりＡｌ系膜である前記３層構造膜のエッチングを形状性よく行うことができ、しかもＨ含有ガスの作用により所望の位置でエッチングを停止または急激に減速させることができ、これを確認した後、Ｆ含有ガスを含む処理ガスによりエッチングすることにより下層のｎ＋型アモルファスＳｉ膜およびアモルファスＳｉ膜を制御性よくエッチングすることができる。
【００１１】
これは、Ｈ含有ガスのプラズマによりフォトレジスト中のＣがスパッタされ、被エッチング面でＨと重合反応が生じることで皮膜が形成され、エッチングを阻害するためと考えられる。つまり、この皮膜により、Ａｌ系膜である、Ａｌ含有膜の両側にバリアメタルが形成された３層構造膜のサイドエッチが防止されて形状性が良好となり、またこの皮膜の堆積により適当な部分でエッチングを停止することができ、下層のｎ＋型アモルファスＳｉ膜およびアモルファスＳｉ膜に対する選択性を良好にすることができる。このような観点から、Ａｌ系膜をエッチングする際には、Ｃｌ含有ガスおよびＨ含有ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチングマスクとしてのフォトレジストがスパッタされる条件であることが好ましい。また、Ａｌ系膜である前記３層構造膜をエッチングする際に、処理ガス中のＨ含有ガスの量を制御することにより、エッチングの停止または著しい減速が生じる位置を制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るエッチング方法を実施するためのプラズマエッチング装置を示す断面図である。このプラズマエッチング装置１は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。
【００１３】
このプラズマエッチング装置１は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる角筒形状に成形されたチャンバー２を有している。前記チャンバー２内の底部には絶縁材からなる角柱状のサセプタ支持台３が設けられており、さらにこのサセプタ支持台３の上には、被処理基板であるＬＣＤガラス基板Ｇを載置するためのサセプタ５が設けられている。このサセプタ５はアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなり、下部電極として機能する。また、サセプタ５の外周および上面周縁には絶縁部材４が設けられている。
【００１４】
サセプタ５の上方には基板Ｇの周囲を上面から機械的にクランプするための額縁状をなすクランプ部材６が設けられている。このクランプ部材６は、シリンダ機構等で構成される昇降機構７により昇降される。
【００１５】
サセプタ５には、高周波電力を供給するための給電線１２が接続されており、この給電線１２には整合器１３および高周波電源１４が接続されている。高周波電源１４からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力がサセプタ５に供給される。この高周波電源１４からの給電により、処理ガスがプラズマ化されるとともに、下部電極であるサセプタ５にバイアスパワーが供給される。
【００１６】
前記サセプタ５の上方には、このサセプタ５と平行に対向して上部電極として機能するシャワーヘッド１５が設けられている。このシャワーヘッド１５は、チャンバー２の上部に支持されており、内部に空間１７を有するとともに、サセプタ５との対向面に処理ガスを吐出する多数の吐出孔１８が形成されている。このシャワーヘッド１５は接地されており、サセプタ５とともに一対の平行平板電極を構成している。
【００１７】
シャワーヘッド１５の上面にはガス導入口１９が設けられ、このガス導入口１９には、ガス供給管２０が接続されており、このガス供給管２０には、処理ガス供給機構２１が接続されている。処理ガス供給機構２１は、Ｃｌ含有ガスとしてＣｌ２ガスを供給するＣｌ２供給源２２と、Ｈ含有ガスとしてのＨ２ガスを供給するＨ２供給源２３と、Ｆ含有ガスとしてのＳＦ６を供給するＳＦ６供給源２４と、ＨＣｌガスを供給するＨＣｌ供給源２５と、Ｈｅガスを供給するＨｅ供給源２６と、ＢＣｌ３ガスを供給するＢＣｌ３供給源２７とを有している。これらＣｌ２供給源２２、Ｈ２供給源２３、ＳＦ６供給源２４、ＨＣｌ供給源２５、Ｈｅ供給源２６およびＢＣｌ３供給源２７には、それぞれガスライン２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａ，２７ａが接続されている。これらガスラインはガス供給管２０に繋がっており、各供給源からのガスが各ガスライン、ガス供給管２０を経てシャワーヘッド１５に至り、シャワーヘッドの吐出孔１８から吐出されるようになっている。各ガスラインにはバルブ３２とマスフローコントローラ３３とが設けられている。
【００１８】
前記チャンバー２の側壁底部には排気管３４が接続されており、この排気管３４には排気装置３５が接続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー２の側壁には基板搬入出口３６と、この基板搬入出口３６を開閉するゲートバルブ３７が設けられており、このゲートバルブ３７を開にした状態で基板Ｇが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。また、チャンバー２のゲートバルブ３７側と反対側の側壁には、プラズマからの光を透過する窓３８が形成されており、その窓３８から透過したプラズマ光を分光しＡｌおよびＴｉの発光スペクトルを検出するプラズマ光検出装置３９が設けられている。
【００１９】
次に、上記プラズマエッチング装置１により本発明の一実施形態を実施する際の処理動作について説明する。
まず、図２に示す層構造を有する基板Ｇを準備する。この基板Ｇは、ガラスパネル（基板）４１上に部分的にゲート電極４２が形成され、このゲート電極４２およびガラスパネル４１の面の全面にゲート絶縁膜４３が形成され、このゲート絶縁膜４３上にはトランジスタを形成するためのＳｉ系膜としてａ−Ｓｉ膜４４およびｎ＋ａ−Ｓｉ膜４５が形成され、さらにその上にソース電極およびドレイン電極を形成するためのＡｌ系膜として下層Ｔｉ膜４６、Ａｌ膜４７および上層Ｔｉ膜４８の３層積層膜が形成されてなる。そして、Ｔｉ膜４８の上にはエッチングマスクとしてのフォトレジスト層４９が形成されている。これらＴｉ膜４６，４８はバリアメタルとして機能する。バリアメタルとしてＴｉ（チタン）に代えてＴｉＮ（窒化チタン）等を用いてもよい。
【００２０】
ゲートバルブ３７を開放した後、このような構造の基板Ｇを図示しないロードロック室から基板搬入出口３６を介してチャンバー２内へと搬入し、サセプタ５上に載置する。この場合に、基板Ｇの受け渡しはサセプタ５の内部を挿通しサセプタ５から突出可能に設けられたリフターピン（図示せず）によって行われる。次いで、クランプ部材６により基板Ｇをサセプタ５にクランプする。その後、ゲートバルブ３７を閉じ、排気装置３５によって、チャンバー２内が所定の真空度まで真空引きされ、エッチング処理が開始される。
【００２１】
このエッチング処理は、上層Ｔｉ膜４８表面のＴｉ酸化物を除去する表面変質層除去工程、ソース電極およびドレイン電極を形成するＳＤエッチング工程、ＳＤエッチングの停止または著しい減速を確認する工程および半導体層をエッチングしてチャネル部を形成するチャネルエッチング工程が順次行われる。以下、これら工程を図３の断面図を参照しながら説明する。
【００２２】
「表面変質層除去工程」においては、ＢＣｌ３供給源２７のバルブ３２を開き、マスフローコントローラ３３により流量を所定量に制御しつつ、チャンバー２内に処理ガスであるＢＣｌ３ガスを所定流量で導入するとともに、高周波電源１４から整合器１３を介して高周波電力をサセプタ５に印加する。これにより、下部電極としてのサセプタ５と上部電極としてのシャワーヘッド１５との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化し、上層Ｔｉ膜表面のＴｉ酸化膜が除去される。その後、高周波電力は切断される。
【００２３】
次に、「ＳＤエッチング工程」においては、Ｃｌ２供給源２２およびＨ２供給源２３のバルブ３２を開き、マスフローコントローラ３３により流量を所定量に制御しつつ、チャンバー２内に処理ガスとしてＣｌ含有ガスであるＣｌ２ガスおよびＨ含有ガスであるＨ２ガスを所定流量で導入するとともに、高周波電力をサセプタ５に印加する。これにより、処理ガスがプラズマ化し、ＳＤエッチングが進行する。
【００２４】
この際に、フォトレジスト層４９がプラズマ中のイオンでスパッタされることにより、レジスト中のＣと処理ガスに含まれるＨ２ガスのＨとが重合して被エッチング面に重合膜が形成される。この重合膜はエッチングを阻害する作用を有すると考えられ、この重合膜により主にＡｌ膜４７のサイドエッチが防止されて、図３の（ａ）に示すように形状性が良好なエッチングホール５０が得られる。また、この際にこの重合膜はエッチングホール５０の底にも堆積する。この重合膜の堆積により、ＳＤエッチングの途中でエッチングが停止するか著しく減速する（以下、この状態をエッチングストップという）。この際、Ｃｌ２ガスとＨ２ガスとの混合ガスによるエッチングではＡｌ膜４７のＴｉ膜４６に対する選択比が高いため、エッチングストップが生じている時点ではＡｌ膜４７は除去されている。
【００２５】
この場合に、被エッチング面に重合膜を形成し、ＳＤエッチングの形状を良好にするために異方性エッチングをするという観点から高周波電源１４によるバイアスパワーが高いことが好ましい。従来は、ＳＤエッチングの形状性を良好にするために高周波電源によるバイアスパワーを上げると、エッチングの選択性が悪くなりａ−Ｓｉ膜４４までエッチングされてしまい、チャネル部のエッチング分布制御が困難であったが、このようにエッチングの処理ガスにＨ含有ガスであるＨ２ガスが含まれていることにより、ＳＤエッチングの途中で上述のようにエッチングストップを生じさせることができるので選択性が悪いという問題も解消することができる。
【００２６】
この際に、ＳＤエッチングによって少なくともＡｌ膜４７は完全にエッチングする必要があるので、少なくともＴｉ膜４６の途中でエッチングストップを生じさせるようにする。ｎ＋ａ−Ｓｉ膜４５の途中でエッチングストップを生じさせてもよい。その後のチャネルエッチングの制御性を良好にする観点からは図３の（ｂ）に示すようにｎ＋ａ−Ｓｉ膜４５の直前（上面）でエッチングストップを生じさせることが好ましい。
【００２７】
このようなエッチングストップを生じさせる位置の制御は、Ｈ含有ガスであるＨ２ガスの量を制御することにより達成することができる。つまり、Ｈ２ガスの量を制御することにより、Ｃ−Ｈ重合による重合膜の量を制御することができ、これによりエッチングの停止または著しい減速が生じる位置を決定することができる。具体的には、例えば、Ｃｌ２／Ｈ２流量比が１：１の時にＴｉ膜４６でエッチングストップが生じ、５：１の時にｎ＋ａ−Ｓｉ膜４５でエッチングストップが生じた。
【００２８】
なお、高周波電源１４から供給する電力を調整してバイアスパワーを制御することによってもＣ−Ｈ重合による重合膜の量を制御することができ、エッチングストップが生じる位置を制御することができる。以上のようなＳＤエッチングにより、ソース電極５１およびドレイン電極５２が形成される。また、ソース電極５１の左側およびドレイン電極５２の右側のフォトレジスト層４９で覆われていない部分ではゲート絶縁膜４３が露出する（図３の（ｂ））。
【００２９】
上記ＳＤエッチング工程において、適宜（例えば、０．１秒ごとに）「ＳＤエッチングのエッチングストップを確認する工程」が行われる。この工程は、窓３８を透過したプラズマ光をプラズマ光検出装置３９により分光してＡｌ、Ｔｉの発光スペクトルを検出することにより行われる。すなわち、Ｔｉ膜４６でエッチングストップが生じる条件でエッチングを行っている場合には、Ａｌの発光スペクトルが減少した時点でエッチングストップが生じたものと判断し、ｎ＋ａ−Ｓｉ膜４５でエッチングストップが生じる条件でエッチングを行っている場合には、Ｔｉの発光スペクトルが減少した時点でエッチングストップが生じたものと判断する。プラズマ光検出装置３９がエッチングストップを検出すると、処理ガスの供給を停止するとともに高周波電力を切断する。そして、次の「チャネルエッチング工程」に備えてチャンバー２内を真空排気する。
【００３０】
次の「チャネルエッチング工程」は、ｎ＋ａ−Ｓｉ膜４５およびａ−Ｓｉ膜４４のＳｉ系膜をエッチングしやすい条件でエッチングを行う。具体的には、ＳＦ６供給源２４、ＨＣｌ供給源２５およびＨｅ供給源２６のバルブを開いてＳＦ６ガス、ＨＣｌガス、Ｈｅガスをチャンバー内に導入するとともに、高周波電力を印加して、これらのガスのプラズマによりエッチングを進行させる。ＨＣｌガスに代えてＣｌ２ガスを用いてもよい。
【００３１】
チャネルエッチング工程のバイアスパワーはＳＤエッチング工程のそれよりも小さくする。バイアスパワーを小さくするのは、フォトレジスト層４９がスパッタされることにより発生する重合物が被エッチング面に付着することを防止し、また被エッチング面がイオン衝撃によりダメージを受けるのを防止するためである。ただし、この場合でもＳＤエッチング工程でエッチングホール５０の底面に付着した重合物を除去できる程度のバイアスパワーは必要である。なお、バイアスパワーが大きい・小さいは、被エッチング面に対するプラズマ中のイオンのイオンエネルギーが大きい・小さいを意味する。
【００３２】
ＳＦ６等のＦ含有ガスは、通常、Ｓｉ系膜のエッチングに使用され、Ｓｉ系膜を高精度でエッチングすることができる。しかも、ＡｌＦｘの蒸気圧はチャンバー２内の圧力（１．３３Ｐａ程度）よりも低いためＡｌ膜４７はほとんどエッチングされない。エッチングストップがＴｉ膜４６で生じる場合には、このチャネルエッチングでＴｉ膜４６の残部をエッチングする必要があるが、ＴｉはＳＦ６等のＦ含有ガスを用いたエッチングにより十分にエッチングされる。また、ＳＦ６ガスとともにＨＣｌガスを用いるのは、ソース電極５１の左側およびドレイン電極５２の右側において露出しているゲート絶縁膜４３がエッチングされるのを防止するためである。
【００３３】
このようにしてチャネルエッチングを行うことにより、図３の（ｃ）に示すように、ａ−Ｓｉ膜４４の途中までエッチングして制御性よくチャネル部５３を形成することができる。この際のエッチングの終点は、予め把握された時間により管理し、エッチング時間が所定時間に達した時点でエッチングを停止する。
【００３４】
以上のように、ＳＤエッチングにおいて、処理ガスにＨ含有ガスとしてＨ２ガスを含有させ、比較的大きいバイアスパワーを印加することによってエッチングの際にフォトレジスト層４９がスパッタされることにより、形状性よくエッチングすることができる。しかも、Ｈ含有ガスであるＨ２の作用により適切な位置でエッチングストップを生じさせることができ、そのエッチングストップを確認した時点で、チャネルエッチング用のＦ含有ガスであるＳＦ６を含む処理ガスに切り替えることにより、チャネル部を制御性よくエッチングすることができる。このように、ＳＤエッチングにおける形状性を良好にすることができ、チャネルエッチングの制御性を向上させることができることから、これらのプロセスマージンを著しく高めることが可能となる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、下部電極であるサセプタ５に高周波電源１４を接続し、そこから高周波電力をサセプタ５に供給することにより、エッチングのためのプラズマを形成するパワーとバイアスパワーを一つの高周波電源１４から供給する装置を示したが、サセプタ５へ供給する高周波電力をバイアスパワー専用とし、エッチング用のプラズマはシャワーヘッド１５に高周波電力を供給して形成するか、あるいはチャンバーの上方または側方にアンテナを配設してそこに高周波電力を供給することで形成された誘導電界によって形成するような装置であってもよい。
【００３６】
次に、以上のＳＤエッチングおよびチャネルエッチングを実際に行った結果について説明する。このエッチングに際しては、アンテナを用いた誘導結合型プラズマエッチング装置を用いた。ＳＤエッチングおよびチャネルエッチングの条件は以下の通りである。
【００３７】
ＳＤエッチング工程におけるＣｌ２ガスとＨ２ガスとの流量比は５：１とし、チャネルエッチング工程におけるＳＦ６ガス、ＨＣｌガス、およびＨｅガスの流量比は１：１：１とした。また、バイアスパワー密度（ＬＣＤガラス基板の単位面積あたりサセプタに印加する高周波電力）は、ＳＤエッチング工程においては０．２９Ｗ／ｃｍ２、チャネルエッチング工程においては０．０６Ｗ／ｃｍ２とした。
【００３８】
このエッチングの結果、ＳＤエッチングにおいては、Ａｌ膜のサイドエッチ等が生じず、良好な形状性を示し、かつｎ＋ａ−Ｓｉ膜でエッチングストップが生じた。エッチングストップを確認後のチャネルエッチングにおいても、Ａｌ膜にサイドエッチが生じず、ｎ＋ａ−Ｓｉ膜およびａ−Ｓｉ膜が制御性よくエッチングされ、良好なチャネルエッチングが行われた。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく本発明の思想の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、本発明をＬＣＤの薄膜トランジスターのソース電極・ドレイン電極およびチャネル部を形成する場合に適用した例について示し、これに限らず上層のＡｌ系膜と下層のＳｉ系膜との積層構造をエッチングする全ての場合に適用可能である。また、Ａｌ系膜としてＴｉ−Ａｌ−Ｔｉの３層膜を用い、Ｓｉ系膜としてｎ＋ａ−Ｓｉ膜、ａ−Ｓｉ膜を用いた例について示したが、Ａｌ系膜としてはＴｉ−Ａｌ−Ｔｉの３層膜に限らず、純Ａｌ、またはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｎｄ等のＡｌ合金の単層であっても、これらとＴｉ以外の他の膜の複合体であってもよく、Ｓｉ系膜としては上記の他、ｐｏｌｙ−Ｓｉや単結晶Ｓｉであってもよい。
【００４０】
また、上記実施形態ではＡｌ系膜をエッチングする際の処理ガスにおいて、Ｃｌ含有ガスとしてＣｌ２を用い、Ｈ含有ガスとしてＨ２ガスを用いたが、これに限らず他のガスであってもよい。例えば、ＳＤエッチング工程においては、ＨＣｌやＢＣｌ３等をＣｌ含有ガスの添加ガスとして用いることができるし、Ｈ含有ガスとしてはＨＣｌやＨＢｒ等を用いることができる。
【００４１】
さらに、上記実施形態ではＳｉ系膜をエッチングする際における処理ガスとしてはＳＦ６、ＨＣｌ、Ｈｅを用いたが、これに限らず、他のＦ含有ガス、例えばＣＦ４等を含むものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上層のＡｌ系膜である、Ａｌ含有膜の両側にバリアメタルが形成された３層構造膜をＣｌ含有ガスおよびＨ含有ガスを含む処理ガスのプラズマによりエッチングするので、Ｃｌ含有ガスによるエッチング作用とＨ含有ガスによる保護作用とによりＡｌ系膜である前記３層構造膜のエッチングを形状性よくエッチングすることができ、しかもＨ含有ガスの作用により所望の位置でエッチングを停止または著しく減速させることができ、これを確認した後、Ｆ含有ガスを含む処理ガスでエッチングすることにより下層のｎ＋型アモルファスＳｉ膜およびアモルファスＳｉ膜を制御性よくエッチングすることができる。したがって、ＬＣＤにおける薄膜トランジスターのソース電極・ドレイン電極およびチャネル部をエッチングする際のプロセスマージンを著しく高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るエッチング方法を実施するためのプラズマエッチング装置を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るエッチング方法に適用される基板の層構造を示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係るエッチング方法を説明するための基板の層構造を示す断面図。
【符号の説明】
１；プラズマエッチング装置
２；チャンバー
５；サセプタ
６；クランプ部材
１４；高周波電源
１５；シャワーヘッド
２１；処理ガス供給機構
２２；Ｃｌ２供給源
２３；Ｈ２供給源
２４；ＳＦ６供給源
２５；ＨＣｌ供給源
２６；Ｈｅ供給源
３９；プラズマ光検出装置
４４；ａ−Ｓｉ膜
４５；ｎ＋ａ−Ｓｉ膜
４６，４８；Ｔｉ膜
４７；Ａｌ膜
５０；エッチングホール
５１；ソース電極
５２；ドレイン電極
５３；チャネル部
【図１】
0004421103.tif 000002
【図２】
0004421103.tif 000003
【図３】
0004421103.tif 000004