專(zhuān)利名稱(chēng)：硅膜的干刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅膜的干刻蝕方法。
背景技術(shù)：
例如，以往的薄膜晶體管有逆交錯(cuò)型的薄膜晶體管(例如，參照專(zhuān)利 文獻(xiàn)1)。在該薄膜晶體管中，在基板的上表面設(shè)有柵電極。在包含柵電極 在內(nèi)的基板的上表面設(shè)有柵絕緣膜。在柵電極上的柵絕緣膜的上表面設(shè)有
由本征非晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜。在半導(dǎo)體薄膜的上表面兩側(cè)設(shè)有由n型 非晶硅構(gòu)成的歐姆接觸層。在各歐姆接觸層的上表面設(shè)有源電極及漏電極。
專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2007-79342號(hào)公報(bào)(圖5)
可是，在上述以往的薄膜晶體管中的歐姆接觸層及半導(dǎo)體薄膜的形成 方法中，對(duì)形成在柵絕緣膜的上表面的本征非晶硅膜(半導(dǎo)體薄膜形成用 膜)及n型非晶硅膜(歐姆接觸層形成用膜)連續(xù)地進(jìn)行干刻蝕。在此種 情況下，作為刻蝕氣體采用SF6(六氟化硫)氣體(專(zhuān)利文獻(xiàn)1的第130段)。
作為這樣的干刻蝕方法所使用的刻蝕氣體的SF6近年來(lái)作為地球變暖 的一個(gè)因素而被視為問(wèn)題，因此取代其的代替氣體的選擇成為重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是，提供一種不采用SF6等成為地球變暖的一 個(gè)因素的氣體，也能良好地對(duì)非晶硅等硅膜進(jìn)行干刻蝕的硅膜的干刻蝕方 法。
本發(fā)明的優(yōu)選的方案是硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，通過(guò)采用含 有氟氣(fluorinegas)及氯氣(chlorinegas)的混合氣體的平行平板型的干 刻蝕來(lái)對(duì)硅膜進(jìn)行干刻蝕。
另外，本發(fā)明的優(yōu)選的方案之一是硅膜的干刻蝕方法，其特征在于， 準(zhǔn)備在基板上層疊有硅膜的被加工物；將被加工物搬入到高頻電極及對(duì)置電極被平行配置的平行平板型的干刻蝕裝置內(nèi)，將所述被加工物的基板載 置在所述高頻電極或?qū)χ秒姌O中的任何一方上；將所述干刻蝕裝置減壓， 向所述干刻蝕裝置內(nèi)導(dǎo)入氟氣及氯氣；對(duì)所述高頻電極施加高頻，從而刻 蝕所述硅膜。


圖1是利用包含本發(fā)明的干刻蝕方法的制造方法來(lái)制造的薄膜晶體管 面板的一個(gè)例子的剖視圖。
圖2是在圖1所示的薄膜晶體管面板的制造方法的一個(gè)例子中最初的 工序的剖視圖。
圖3是繼圖2之后的工序的剖視圖。
圖4是繼圖3之后的工序的剖視圖。
圖5是繼圖4之后的工序的剖視圖。
圖6是繼圖5之后的工序的剖視圖。
圖7是干刻蝕裝置的一個(gè)例子的概略構(gòu)成圖。
圖8是干刻蝕裝置的另一個(gè)例子的概略構(gòu)成圖。
圖9是用于說(shuō)明晶體管特性的圖示。
具體實(shí)施例方式
圖1是利用包含本發(fā)明的干刻蝕方法的制造方法來(lái)制造的薄膜晶體管 面板的一個(gè)例子的剖視圖。該薄膜晶體管面板具備玻璃基板1。在玻璃基板 1的上表面的規(guī)定部位上設(shè)有由鉻等構(gòu)成的柵電極2。在包含柵電極2在內(nèi) 的玻璃基板1的上表面設(shè)有由氮化硅構(gòu)成的柵絕緣膜3。
在柵電極2上的柵絕緣膜3的上表面的規(guī)定部位上設(shè)有由本征非晶硅 構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜4。在半導(dǎo)體薄膜4的上表面的規(guī)定部位上設(shè)有由氮化硅 構(gòu)成的溝道保護(hù)膜5。在溝道保護(hù)膜5的上表面兩側(cè)及其兩側(cè)的半導(dǎo)體薄膜 4的上表面設(shè)有由n型非晶硅構(gòu)成的歐姆接觸層6、 7。在歐姆接觸層6、 7 的各自上表面設(shè)有由鉻等構(gòu)成的源電極8及漏電極9。
此處，通過(guò)柵電極2、柵絕緣膜3、半導(dǎo)體薄膜4、溝道保護(hù)膜5、歐 姆接觸層6、 7、源電極8及漏電極9來(lái)構(gòu)成逆交錯(cuò)型、溝道保護(hù)膜型的薄膜晶體管10。
在包含薄膜晶體管10在內(nèi)的柵絕緣膜3的上表面設(shè)有由氮化硅構(gòu)成的 罩面涂膜11。在與源電極8的規(guī)定部位對(duì)應(yīng)的部分上的罩面涂膜11上設(shè)有 接觸孔12。在罩面涂膜11的上表面的規(guī)定部位上設(shè)有由ITO構(gòu)成的像素電 極13，其經(jīng)由接觸孔12與源電極8連接。
接著，對(duì)該薄膜晶體管面板的制造方法的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。首先， 如圖2所示，在玻璃基板1的上表面的規(guī)定部位，通過(guò)用光刻蝕法對(duì)由濺 射法形成的由鉻等構(gòu)成的金屬膜進(jìn)行布圖加工(patterning),從而形成柵電 極2。
接著，在包含柵電極2在內(nèi)的玻璃基板1的上表面上，利用等離子體 CVD法連續(xù)地形成由氮化硅構(gòu)成的柵絕緣膜3、本征非晶硅膜(半導(dǎo)體薄 膜形成用膜)21及氮化硅膜(溝道保護(hù)膜形成用膜)22。接著，在氮化硅 膜22的上表面的溝道保護(hù)膜形成區(qū)域，通過(guò)用光刻蝕法對(duì)用印刷法等涂布 形成的抗蝕劑膜進(jìn)行布圖加工，從而形成抗蝕劑膜23。
接著，當(dāng)以抗蝕劑膜23作為掩模，對(duì)氮化硅膜22進(jìn)行干刻蝕，則可 將抗蝕劑膜23下以外的區(qū)域上的氮化硅膜22除去，從而如圖3所示，在 抗蝕劑膜23下形成溝道保護(hù)膜5。然后，剝離抗蝕劑膜23。
接著，如圖4所示，在包含溝道保護(hù)膜5在內(nèi)的本征非晶硅膜21的上 表面，利用等離子體CVD法形成n型非晶硅膜(歐姆接觸層形成用膜)24。 然后，在n型非晶硅膜24的上表面，利用濺射法形成由鉻等構(gòu)成的源電極 及漏電極形成用膜25。
接著，在源電極及漏電極形成用膜25的上表面的源電極形成區(qū)域及漏 電極形成區(qū)域，通過(guò)用光刻蝕法對(duì)由印刷法等涂布形成的抗蝕劑膜進(jìn)行布 圖加工，從而形成抗蝕劑膜26、 27。
接著，當(dāng)以抗蝕劑膜26、 27作為掩模，對(duì)源電極及漏電極形成用膜25 進(jìn)行濕刻蝕，則可將抗蝕劑膜26、 27下以外的區(qū)域上的源電極及漏電極形 成用膜25除去，從而如圖5所示，在抗蝕劑膜26、 27下形成源電極8及 漏電極9。
接著，當(dāng)以抗蝕劑膜26、 27及溝道保護(hù)膜5作為掩模，對(duì)n型非晶硅 膜24及本征非晶硅膜21連續(xù)地進(jìn)行如后所述那樣的干刻蝕，則可將抗蝕劑膜26、 27下以外的區(qū)域上的n型非晶硅膜24除去，并且，可將抗蝕劑 膜26、 27及溝道保護(hù)膜5下以外的區(qū)域上的本征非晶硅膜21除去，從而 如圖6所示，在源電極8及漏電極9下形成歐姆接觸層6、 7，并且在歐姆 接觸層6、 7及溝道保護(hù)膜5下形成半導(dǎo)體薄膜4。然后，剝離抗蝕劑膜26、 27。
接著，如圖1所示，在包含薄膜晶體管10在內(nèi)的柵絕緣膜3的上表面， 利用等離子體CVD法形成由氮化硅構(gòu)成的罩面涂膜11。然后，在罩面涂膜 11的規(guī)定部位上利用光刻蝕法形成接觸孔12。
接著，在罩面涂膜ll的上表面的規(guī)定部位上，通過(guò)用光刻蝕法對(duì)由濺 射法形成的ITO膜進(jìn)行布圖加工以形成像素電極13，其經(jīng)由接觸孔12與 源電極8連接。由此得到圖1所示的薄膜晶體管面板。
接著，對(duì)上述制造方法中用于進(jìn)行干刻蝕的干刻蝕裝置的一個(gè)例子， 參照?qǐng)D7所示的概略構(gòu)成圖進(jìn)行說(shuō)明。該干刻蝕裝置為平行平板型，其具 備反應(yīng)容器31。在反應(yīng)容器31內(nèi)的下部設(shè)有下部電極32，上部設(shè)有上部 電極33。在此種情況下，下部電極32與高頻電源34連接，上部電極33接 地。在下部電極32的上表面載置有被加工物35。反應(yīng)容器31的下部的規(guī) 定部位經(jīng)由配管36與真空泵37連接。
在反應(yīng)容器31的上部中央部以貫通上部電極33的中央部的方式設(shè)有 氣體導(dǎo)入管38。氣體導(dǎo)入管38與共用配管39連接。在共用配管39上連接 有第1配管40、第2配管41。在第1配管40和第2配管41中裝有第1電 磁閥42和第2電磁閥43、以及第1質(zhì)量流量控制器44和第2質(zhì)量流量控 制器45。由高壓儲(chǔ)氣罐等構(gòu)成的氟氣供給源46及氯氣供給源47與第1配 管40和第2配管41的各頂端部連接。
接著，對(duì)采用上述構(gòu)成的干刻蝕裝置，使載置在下部電極32的上表面 上的被加工物35處于圖5所示的狀態(tài)，并對(duì)由氮化硅構(gòu)成的柵絕緣膜3上 的n型非晶硅膜24及本征非晶硅膜21上連續(xù)地進(jìn)行干刻蝕時(shí)的情況進(jìn)行 說(shuō)明。首先，通過(guò)驅(qū)動(dòng)真空泵37，排出反應(yīng)容器31內(nèi)的氣體，使反應(yīng)容器 31內(nèi)的壓力達(dá)到10Pa。
接著，打開(kāi)第1電磁闊42和第2電磁閥43，將從氟氣供給源46及氯 氣供給源47供給的氟氣及氯氣的混合氣體從氣體導(dǎo)入管38導(dǎo)入反應(yīng)容器31內(nèi)。此時(shí)，通過(guò)第1質(zhì)量流量控制器44和第2質(zhì)量流量控制器45調(diào)節(jié) 氟氣及氯氣的各自流量，使氟氣的流量達(dá)到lOOsccm，使氯氣的流量達(dá)到 100 1000sccm。此外，從高頻電源34施加13.56MHz的高頻電力700W。 于是，抗蝕劑膜27、 28及溝道保護(hù)膜5下以外的區(qū)域上的n型非晶硅 膜24及本征非晶硅膜21被連續(xù)地干刻蝕而被除去，其刻蝕速率約為1500A /min。在此種情況下，當(dāng)本征非晶硅膜21被完全除去，則基底的由氮化 硅構(gòu)成的柵絕緣膜3露出，雖然該露出的柵絕緣膜3某種程度地被干刻蝕 除去，但其刻蝕速率約為400A/min。因此，此時(shí)的選擇比約是4倍，是 可實(shí)用的。而且，氟氣的變暖系數(shù)為零，非常有助于抑制變暖氣體(溫室 氣體)的排放量。
再者，作為氟氣供給源46，也可以供給用氮、氦、氖、氬等惰性氣體 (也稱(chēng)為不活潑氣體)中的任何一種或多種氣體稀釋的稀釋氟氣。例如， 也可以將用氮?dú)獍?0voin/。稀釋的稀釋氟氣的流量設(shè)定為500sccm (僅氟氣 的流量為100sccm)，將氯氣的流量設(shè)定為100 1000sccm。
此外，除氟氣供給源46以外，也可以另外設(shè)置惰性氣體供給源。此外， 在上述所有情況下，雖然氯氣與氟氣的流量比都為1 10，但只要在1 20 的范圍內(nèi)就可以。另外，反應(yīng)容器31內(nèi)的壓力只要在1 100Pa的范圍內(nèi) 就可以。
可是，對(duì)于圖7所示的干刻蝕裝置，對(duì)載置有被加工物35的下部電極 32施加高頻，容易發(fā)生接地的上部電極33側(cè)即陰極側(cè)的陰極下降電壓，將 放電產(chǎn)生的離子用于反應(yīng)，被稱(chēng)為反應(yīng)性離子刻蝕(RIE)，是利用陰極耦 合的干刻蝕。
在該利用陰極耦合的干刻蝕中，可進(jìn)行側(cè)面刻蝕少的各向異性刻蝕。 但是，在利用陰極耦合的干刻蝕中，有時(shí)陰極側(cè)的陰極下降電壓形成的離 子撞擊對(duì)晶體管特性造成影響。因此，下面，對(duì)能夠降低離子損傷的情況 進(jìn)行說(shuō)明。
圖8表示干刻蝕裝置的另一個(gè)例子的概略構(gòu)成圖。在該干刻蝕裝置中， 與圖7所示的干刻蝕裝置不同的地方在于，使下部電極32接地，將上部電 極33連接在高頻電源34上。因此，在該干刻蝕裝置中，進(jìn)行利用陽(yáng)極耦 合的干刻蝕，與利用陰極耦合的干刻蝕相比，能夠降低離子損傷。而且，研究了利用陽(yáng)極耦合的干刻蝕和利用陰極耦合的干刻蝕時(shí)的晶
體管特性(Vg (柵電壓)-Id (漏電流)特性)，結(jié)果得到圖9所示的結(jié)果。 從圖9看出，在用實(shí)線表示的陽(yáng)極耦合時(shí)，與用虛線表示的陰極耦合時(shí)相 比，立起部分的凸起消失，晶體管特性被改進(jìn)。
可是，在該干刻蝕裝置中，將刻蝕條件設(shè)定為與上述情況相同，也就 是說(shuō)，將反應(yīng)容器31內(nèi)的壓力設(shè)定為10Pa，將氟氣的流量設(shè)定為100sccm， 將氯氣的流量設(shè)定為100 1000sccm，從高頻電源34施加13.56MHz的高頻 電力7O0W,則n型非晶硅膜24及本征非晶硅膜21的刻蝕速率約為1500A /min，基底的由氮化硅構(gòu)成的柵絕緣膜3的刻蝕速率約為500A/min。因 此，此時(shí)的選擇比約為3倍，是可實(shí)用的。
再者，在上述實(shí)施方式中，對(duì)在采用非晶硅的薄膜晶體管中，對(duì)將在 由氮化硅構(gòu)成的柵絕緣膜3的上表面形成的本征非晶硅膜21和n型非晶硅 膜24進(jìn)行干刻蝕的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也不限定于此。
例如，在采用多晶硅的薄膜晶體管中，也可以將在氮化硅膜的上表面 形成的多晶硅膜進(jìn)行干刻蝕。此外，在采用硅的薄膜二極管(TED: Thin Film Diode)中，也可以將在氮化硅膜的上表面形成的硅膜進(jìn)行干刻蝕。
此外，本發(fā)明并不限定于以上的實(shí)施例，可以在不脫離本發(fā)明的宗旨 的范圍內(nèi)進(jìn)自由地行變更、改進(jìn)。
權(quán)利要求
1、一種硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，通過(guò)采用含有氟氣及氯氣的混合氣體的平行平板型的干刻蝕來(lái)對(duì)硅膜進(jìn)行干刻蝕。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述干刻 蝕是利用陰極耦合的干刻蝕。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述干刻 蝕是利用陽(yáng)極耦合的干刻蝕。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述硅膜 形成在氮化硅膜上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述混合 氣體還含有惰性氣體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述氯氣 與所述氟氣的流量比為1 10。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述氯氣 與所述氟氣的流量比為1 20。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述干刻 蝕在1 100Pa的真空氣氛下進(jìn)行。
9、 一種硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，其包括以下工序-準(zhǔn)備在基板上層疊有硅膜的被加工物；將被加工物搬入到高頻電極及對(duì)置電極被平行配置的平行平板型的干 刻蝕裝置內(nèi)，將所述被加工物的基板載置在所述高頻電極或?qū)χ秒姌O中的任何一方上；將所述干刻蝕裝置減壓，向所述干刻蝕裝置內(nèi)導(dǎo)入氟氣及氯氣； 對(duì)所述高頻電極施加高頻，從而刻蝕所述硅膜。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，準(zhǔn)備在 基板上層疊有硅膜的被加工物的工序包括在所述基板上形成氮化硅膜， 在所述氮化硅膜上形成由所述硅膜構(gòu)成的被加工物。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述刻 蝕是利用陰極耦合的干刻蝕。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述刻 蝕是利用陽(yáng)極耦合的干刻蝕。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述氟 氣在用惰性氣體稀釋后使用。
14、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述氯 氣與所述氟氣的流量比為1 10。
15、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述氯 氣與所述氟氣的流量比為1 20。
16、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，所述刻 蝕在1 100Pa的真空氣氛下進(jìn)行。
全文摘要
一種硅膜的干刻蝕方法，其特征在于，其包括以下工序準(zhǔn)備在基板上層疊有硅膜的被加工物；將被加工物搬入到高頻電極及對(duì)置電極被平行配置的平行平板型的干刻蝕裝置內(nèi)，將所述被加工物的基板載置在所述高頻電極或?qū)χ秒姌O中的任何一方上；將所述干刻蝕裝置減壓，向所述干刻蝕裝置內(nèi)導(dǎo)入氟氣及氯氣；對(duì)所述高頻電極施加高頻，從而刻蝕所述硅膜。
文檔編號(hào)C23F1/12GK101315889SQ20081009985
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者登坂久雄 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社