JPH05234994A - コンタクトホールの形成方法 - Google Patents
コンタクトホールの形成方法Info
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- JPH05234994A JPH05234994A JP3341092A JP3341092A JPH05234994A JP H05234994 A JPH05234994 A JP H05234994A JP 3341092 A JP3341092 A JP 3341092A JP 3341092 A JP3341092 A JP 3341092A JP H05234994 A JPH05234994 A JP H05234994A
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- Japan
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- film
- contact hole
- insulating film
- organic insulating
- silicon oxide
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 薄膜トランジスタの層間絶縁に有機絶縁膜を
用いた液晶表示装置のコンタクトホールの形成方法 【構成】 酸化シリコン膜１０３と有機絶縁膜１０４の
積層構造からなる層間絶縁膜に０．１Ｔｏｒｒ以上のド
ライエッチングおよび０．１Ｔｏｒｒ以下のドライエッ
チングを連続して施すことにより、前記層間絶縁膜にコ
ンタクトホールを形成する。
用いた液晶表示装置のコンタクトホールの形成方法 【構成】 酸化シリコン膜１０３と有機絶縁膜１０４の
積層構造からなる層間絶縁膜に０．１Ｔｏｒｒ以上のド
ライエッチングおよび０．１Ｔｏｒｒ以下のドライエッ
チングを連続して施すことにより、前記層間絶縁膜にコ
ンタクトホールを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に用いられる
ＭＯＳ型トランジスタおよび液晶表示装置に用いる薄膜
トランジスタに関する製造方法である。
ＭＯＳ型トランジスタおよび液晶表示装置に用いる薄膜
トランジスタに関する製造方法である。
【０００２】
【従来の技術】図１は薄膜トランジスタと画素電極の層
間絶縁に有機絶縁膜を用いた本発明の製造方法によって
製造された液晶表示装置の構造を表している。図１(a)
は前記薄膜トランジスタを表方向からみ見たときの構造
を表しており、図１(b)は薄膜トランジスタのドレイン
部、すなわち図１(a)の線分ＡＢで切りとられたコンタ
クトホール部分の断面図である。１０１は石英あるいは
ガラスの基板、１０２は半導体不純物を含む島状の低抵
抗シリコン、１０３は酸化シリコンの層間絶縁膜、１０
４はパッシベーションおよび層間絶縁を目的とした有機
絶縁膜であり、１０５は透明画素電極である。
間絶縁に有機絶縁膜を用いた本発明の製造方法によって
製造された液晶表示装置の構造を表している。図１(a)
は前記薄膜トランジスタを表方向からみ見たときの構造
を表しており、図１(b)は薄膜トランジスタのドレイン
部、すなわち図１(a)の線分ＡＢで切りとられたコンタ
クトホール部分の断面図である。１０１は石英あるいは
ガラスの基板、１０２は半導体不純物を含む島状の低抵
抗シリコン、１０３は酸化シリコンの層間絶縁膜、１０
４はパッシベーションおよび層間絶縁を目的とした有機
絶縁膜であり、１０５は透明画素電極である。
【０００３】図２(a)〜(f)は従来の製造方法による薄膜
トランジスタのドレイン部コンタクトホールの形成方法
を示す工程図である。
トランジスタのドレイン部コンタクトホールの形成方法
を示す工程図である。
【０００４】特にここではパターン形成性、耐熱性およ
び耐薬品性に優れているため、従来半導体装置および液
晶表示装置の製造に用いられることの多かったポリイミ
ド系樹脂膜を用いた液晶表示装置の工程について以下に
記述する。
び耐薬品性に優れているため、従来半導体装置および液
晶表示装置の製造に用いられることの多かったポリイミ
ド系樹脂膜を用いた液晶表示装置の工程について以下に
記述する。
【０００５】まず、基板２０１上に島状にパターン形成
された低抵抗シリコン２０２に気相成長法あるいはスパ
ッタリング法により堆積された酸化シリコン膜２０３
に、図２(a)に示すようにフォトレジスト２０５のパタ
ーンを形成し、バッファ沸酸によって酸化シリコン２０
３をエッチングすると図２(b)に示すようになる。その
後、図２(c)に示すようにポリイミド系樹脂膜２０４を
回転塗布する。従来のポリイミド系樹脂膜のパターン加
工法を用いると、回転塗布してから１００〜１５０℃の
温度で１時間程セミキュアした後、図２(d)に示すよう
にフォトレジスト２０５のパターンを形成し、ヒドラジ
ン系のエッチング液にて図２(e)の如くエッチングし、
図２(f)に示すようにフォトレジスト２０５を除去した
後、２５０〜３５０℃程度の高温度で約１時間ポストキ
ュアすることによって完全にイミド化を促進させてポリ
イミド系樹脂膜２０４のパターンを形成し層間絶縁膜ま
たはパッシベーション膜として使っていた。
された低抵抗シリコン２０２に気相成長法あるいはスパ
ッタリング法により堆積された酸化シリコン膜２０３
に、図２(a)に示すようにフォトレジスト２０５のパタ
ーンを形成し、バッファ沸酸によって酸化シリコン２０
３をエッチングすると図２(b)に示すようになる。その
後、図２(c)に示すようにポリイミド系樹脂膜２０４を
回転塗布する。従来のポリイミド系樹脂膜のパターン加
工法を用いると、回転塗布してから１００〜１５０℃の
温度で１時間程セミキュアした後、図２(d)に示すよう
にフォトレジスト２０５のパターンを形成し、ヒドラジ
ン系のエッチング液にて図２(e)の如くエッチングし、
図２(f)に示すようにフォトレジスト２０５を除去した
後、２５０〜３５０℃程度の高温度で約１時間ポストキ
ュアすることによって完全にイミド化を促進させてポリ
イミド系樹脂膜２０４のパターンを形成し層間絶縁膜ま
たはパッシベーション膜として使っていた。
【０００６】しかしながら、フォトリソグラフィー工程
が２度必要であること、あるいはポリイミド系樹脂の熱
処理工程を２度に分けて行わなくてはならないことによ
って生産性が低く、さらに図２(e)に示すようにポリイ
ミド系樹脂膜２０４をエッチングした場所に低抵抗シリ
コン膜２０２が露出してくるとヒドラジン系エッチング
液によって低抵抗シリコン膜２０２はエッチングされて
しまうため、しばしば液晶表示装置に欠陥を生じ製品と
しての信頼性を損なうといった欠点があった。
が２度必要であること、あるいはポリイミド系樹脂の熱
処理工程を２度に分けて行わなくてはならないことによ
って生産性が低く、さらに図２(e)に示すようにポリイ
ミド系樹脂膜２０４をエッチングした場所に低抵抗シリ
コン膜２０２が露出してくるとヒドラジン系エッチング
液によって低抵抗シリコン膜２０２はエッチングされて
しまうため、しばしば液晶表示装置に欠陥を生じ製品と
しての信頼性を損なうといった欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は層間絶縁膜お
よびパッシベーション膜としてポリイミド系樹脂膜を使
った、半導体装置および液晶表示装置のコンタクトホー
ル形成方法において、 (1)ポリイミド系樹脂膜の熱処理工程を１回にすること
によって、生産性の向上をはかること (2)ポリイミド系樹脂膜をヒドラジン系エッチング液に
よってエッチングする際、低抵抗シリコンがエッチング
されるという問題を、ドライエッチングすることにより
解決すること また、ポリイミド系樹脂膜以外にも、他の有機絶縁膜を
層間絶縁に用いた半導体装置および液晶表示装置のコン
タクトホールの形成方法において、 (3)従来、パッシベーションあるいは層間絶縁に有機絶
縁膜を用いた液晶表示装置および半導体装置において
は、パターン形成性の良さからポリイミド系樹脂膜が使
用されることが多かったが、更にフッ素系樹脂膜、アク
リル系樹脂膜等の他の有機絶縁膜を広く使用すること (4)従来、酸化シリコンとシリコンのドライエッチング
は低選択比であり、なおかつ大面積基板を用いるとき酸
化シリコン膜を均一に堆積することが困難なため、層間
絶縁膜に用いる酸化シリコンのコンタクトホールの形成
は困難であったが、有機絶縁膜を厚く塗布し、逆に酸化
シリコン膜の膜厚を薄くすることによりゲートラインと
ソースラインの交差部でのショートを多発すること無
く、コンタクトホールの加工を容易にすること (5)１枚の金属マスクを用いて、０．１Ｔｏｒｒ以上の
ドライエッチングおよび０．１Ｔｏｒｒ以下のドライエ
ッチングを連続して施すことにより、前記有機絶縁膜と
酸化シリコン膜をエッチングすることにより、従来２回
必要であったフォトリソグラフィー工程を１回にするこ
とにより、工程の短縮およびフォトグラフィー工程にお
けるアライメントのずれの防止をはかること (6)なおかつ素子容量の低減をはかるため層間絶縁膜を
厚くした場合にもステップカバリッジの良い微細なコン
タクトホールを形成すること以上を目的とする。
よびパッシベーション膜としてポリイミド系樹脂膜を使
った、半導体装置および液晶表示装置のコンタクトホー
ル形成方法において、 (1)ポリイミド系樹脂膜の熱処理工程を１回にすること
によって、生産性の向上をはかること (2)ポリイミド系樹脂膜をヒドラジン系エッチング液に
よってエッチングする際、低抵抗シリコンがエッチング
されるという問題を、ドライエッチングすることにより
解決すること また、ポリイミド系樹脂膜以外にも、他の有機絶縁膜を
層間絶縁に用いた半導体装置および液晶表示装置のコン
タクトホールの形成方法において、 (3)従来、パッシベーションあるいは層間絶縁に有機絶
縁膜を用いた液晶表示装置および半導体装置において
は、パターン形成性の良さからポリイミド系樹脂膜が使
用されることが多かったが、更にフッ素系樹脂膜、アク
リル系樹脂膜等の他の有機絶縁膜を広く使用すること (4)従来、酸化シリコンとシリコンのドライエッチング
は低選択比であり、なおかつ大面積基板を用いるとき酸
化シリコン膜を均一に堆積することが困難なため、層間
絶縁膜に用いる酸化シリコンのコンタクトホールの形成
は困難であったが、有機絶縁膜を厚く塗布し、逆に酸化
シリコン膜の膜厚を薄くすることによりゲートラインと
ソースラインの交差部でのショートを多発すること無
く、コンタクトホールの加工を容易にすること (5)１枚の金属マスクを用いて、０．１Ｔｏｒｒ以上の
ドライエッチングおよび０．１Ｔｏｒｒ以下のドライエ
ッチングを連続して施すことにより、前記有機絶縁膜と
酸化シリコン膜をエッチングすることにより、従来２回
必要であったフォトリソグラフィー工程を１回にするこ
とにより、工程の短縮およびフォトグラフィー工程にお
けるアライメントのずれの防止をはかること (6)なおかつ素子容量の低減をはかるため層間絶縁膜を
厚くした場合にもステップカバリッジの良い微細なコン
タクトホールを形成すること以上を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリコン上に
酸化シリコン膜を堆積する工程と、有機絶縁膜を積層す
る工程と、金属膜を堆積する工程と、前記金属膜をフォ
トリソグラフィー法によりパターニングする工程と、
０．１Ｔｏｒｒ以上のドライエッチングおよび０．１Ｔ
ｏｒｒ以下のドライエッチングを連続して施す工程によ
り、前記有機絶縁膜と酸化シリコン膜をエッチングする
ことを特徴とする。
酸化シリコン膜を堆積する工程と、有機絶縁膜を積層す
る工程と、金属膜を堆積する工程と、前記金属膜をフォ
トリソグラフィー法によりパターニングする工程と、
０．１Ｔｏｒｒ以上のドライエッチングおよび０．１Ｔ
ｏｒｒ以下のドライエッチングを連続して施す工程によ
り、前記有機絶縁膜と酸化シリコン膜をエッチングする
ことを特徴とする。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例をポリイミド系樹脂膜
に特定せずにフッ素系樹脂膜、アクリル系樹脂膜等の他
の有機絶縁膜について説明する。
に特定せずにフッ素系樹脂膜、アクリル系樹脂膜等の他
の有機絶縁膜について説明する。
【００１０】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明による有機層
間絶縁膜のコンタクトホール形成方法を示す工程図であ
る。３０１は石英あるいはガラスの基板、３０２は半導
体不純物を含む島状の低抵抗シリコン、３０３は１００
０Å程度の薄い酸化シリコン膜、３０４はパッシベーシ
ョンおよび層間絶縁を目的としたポリイミド系樹脂、フ
ッ素系樹脂、アクリル系樹脂等の有機絶縁膜、３０５は
フォトレジスト３０６によってパターン形成された金属
マスクである。
間絶縁膜のコンタクトホール形成方法を示す工程図であ
る。３０１は石英あるいはガラスの基板、３０２は半導
体不純物を含む島状の低抵抗シリコン、３０３は１００
０Å程度の薄い酸化シリコン膜、３０４はパッシベーシ
ョンおよび層間絶縁を目的としたポリイミド系樹脂、フ
ッ素系樹脂、アクリル系樹脂等の有機絶縁膜、３０５は
フォトレジスト３０６によってパターン形成された金属
マスクである。
【００１１】図３（ａ）前記有機絶縁膜３０４上にスパ
ッタリング法により金属膜３０５を堆積させた後、フォ
トレジスト３０６によって上記金属膜３０５をパターン
形成した状態を示している。その後、酸素プラズマによ
り有機絶縁膜３０４を０．１Ｔｏｒｒ以上のドライドラ
イエッチングすると、図３（ｂ）に示すようになる。こ
のとき、フォトレジスト３０６は有機膜であるため前記
有機絶縁膜３０４と同時にエッチングされる。次に、上
記金属マスク３０５をそのまま用いて、ＣＨＦ３ガス等
を用いた反応性プラズマエッチング法により酸化シリコ
ン膜３０３を０．１Ｔｏｒｒ以下のドライエッチングす
ると、図３（ｃ）に示すように酸化シリコン膜３０３が
エッチングされ、その後金属膜３０５を適当なエッチン
グ液でエッチングすると図３（ｄ）に示すようなコンタ
クトホールが形成される。
ッタリング法により金属膜３０５を堆積させた後、フォ
トレジスト３０６によって上記金属膜３０５をパターン
形成した状態を示している。その後、酸素プラズマによ
り有機絶縁膜３０４を０．１Ｔｏｒｒ以上のドライドラ
イエッチングすると、図３（ｂ）に示すようになる。こ
のとき、フォトレジスト３０６は有機膜であるため前記
有機絶縁膜３０４と同時にエッチングされる。次に、上
記金属マスク３０５をそのまま用いて、ＣＨＦ３ガス等
を用いた反応性プラズマエッチング法により酸化シリコ
ン膜３０３を０．１Ｔｏｒｒ以下のドライエッチングす
ると、図３（ｃ）に示すように酸化シリコン膜３０３が
エッチングされ、その後金属膜３０５を適当なエッチン
グ液でエッチングすると図３（ｄ）に示すようなコンタ
クトホールが形成される。
【００１２】一般的に、０．Ｔｏｒｒ以下のドライエッ
チングの欠点はエッチング速度の均一性が悪い上に酸化
シリコンとシリコンとの選択比が小さいため、大面積基
板を用いた薄膜トランジスタの層間絶縁膜のコンタクト
ホール形成は困難であり、また薄膜トランジスタを微細
化するためにコンタクトホールの径を小さくするとアス
ペクト比が大きくなりソース配線膜及び透明導電膜のス
テップカバリッジが悪く、接合不良の原因となるが、本
発明においては、図３（ｄ）に示すように層間絶縁に１
０００Å程度の薄い酸化シリコン膜３０３と有機絶縁膜
３０４の積層構造にし、上記のように０．１Ｔｏｒｒ以
上のドライエッチングと０．Ｔｏｒｒ以下のドライエッ
チングを連続して施すことにより、選択比、均一性およ
びステップカバリッジの問題を解決することが可能にな
った。
チングの欠点はエッチング速度の均一性が悪い上に酸化
シリコンとシリコンとの選択比が小さいため、大面積基
板を用いた薄膜トランジスタの層間絶縁膜のコンタクト
ホール形成は困難であり、また薄膜トランジスタを微細
化するためにコンタクトホールの径を小さくするとアス
ペクト比が大きくなりソース配線膜及び透明導電膜のス
テップカバリッジが悪く、接合不良の原因となるが、本
発明においては、図３（ｄ）に示すように層間絶縁に１
０００Å程度の薄い酸化シリコン膜３０３と有機絶縁膜
３０４の積層構造にし、上記のように０．１Ｔｏｒｒ以
上のドライエッチングと０．Ｔｏｒｒ以下のドライエッ
チングを連続して施すことにより、選択比、均一性およ
びステップカバリッジの問題を解決することが可能にな
った。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の薄膜トラン
ジスタの製造方法を用いることにより、選択比、均一性
およびステップカバリッジの問題を解決することがで
き、大面積基板上に厚い層間絶縁膜をもつ薄膜トランジ
スタのコンタクトホールを形成することが可能となっ
た。さらに、従来技術と異なり１回のフォトリソグラフ
ィー工程によってパターニングされた金属マスクを用い
て、一括して有機絶縁膜と酸化シリコン膜のコンタクト
ホールを開口できるため、アライメントずれが起こらず
薄膜トランジスタを微細化する上で有利であり、かつ工
程の短縮が図れる。
ジスタの製造方法を用いることにより、選択比、均一性
およびステップカバリッジの問題を解決することがで
き、大面積基板上に厚い層間絶縁膜をもつ薄膜トランジ
スタのコンタクトホールを形成することが可能となっ
た。さらに、従来技術と異なり１回のフォトリソグラフ
ィー工程によってパターニングされた金属マスクを用い
て、一括して有機絶縁膜と酸化シリコン膜のコンタクト
ホールを開口できるため、アライメントずれが起こらず
薄膜トランジスタを微細化する上で有利であり、かつ工
程の短縮が図れる。
【００１４】なお、本発明は半導体装置におけるコンタ
クトホールの形成工程においても有効である。
クトホールの形成工程においても有効である。
【図１】 本発明の薄膜トランジスタアレイの平面図お
よびコンタクトホール部の断面図。
よびコンタクトホール部の断面図。
【図２】 層間絶縁にポリイミド系樹脂膜を用いた薄膜
トランジスタにおける、従来のコンタクトホール形成方
法を示す工程図。
トランジスタにおける、従来のコンタクトホール形成方
法を示す工程図。
【図３】 層間絶縁に有機絶縁膜を用いた薄膜トランジ
スタにおける、本発明の一実施例によるコンタクトホー
ル形成方法を示す工程図。
スタにおける、本発明の一実施例によるコンタクトホー
ル形成方法を示す工程図。
１０１ ガラス基板 １０２ シリコン膜 １０３ 酸化シリコン膜 １０４ 有機絶縁膜 １０５ 透明導電膜 ２０１ ガラス基板 ２０２ シリコン膜 ２０３ 酸化シリコン膜 ２０４ ポリイミド系樹脂膜 ２０５ フォトレジスト ３０１ ガラス基板 ３０２ シリコン膜 ３０３ 酸化シリコン膜 ３０４ 有機絶縁膜 ３０５ 金属膜（金属マスク） ３０６ フォトレジスト
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン上に酸化シリコン膜を堆積する
工程と、有機絶縁膜を積層する工程と、金属膜を堆積す
る工程と、前記金属膜をフォトリソグラフィー法により
パターニングする工程と、０．１Ｔｏｒｒ以上のドライ
エッチングおよび０．１Ｔｏｒｒ以下のドライエッチン
グを連続して施す工程を含む、前記有機絶縁膜と酸化シ
リコン膜をエッチングすることを特徴とするコンタクト
ホールの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341092A JPH05234994A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | コンタクトホールの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341092A JPH05234994A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | コンタクトホールの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234994A true JPH05234994A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12385825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341092A Pending JPH05234994A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | コンタクトホールの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05234994A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011222688A (ja) * | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜のパターニング方法及び表示パネルの製造方法 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP3341092A patent/JPH05234994A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011222688A (ja) * | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜のパターニング方法及び表示パネルの製造方法 |
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