JP2019096650A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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Abstract

To increase resistance to plasma in a mounting table even if dry cleaning is performed.SOLUTION: A plasma etching apparatus includes an insulating layer 145 of an electrostatic chuck 132 constituting a mounting surface of a substrate mounting table 130 that mounts a substrate to be subjected to plasma processing thereon. The insulating layer 145 is formed of alumina, yttria and a silicon compound. The plasma etching apparatus 30 also includes an adsorption electrode 146 that is provided at the inside of the insulating layer 145 and adsorbs a substrate when a predetermined voltage is applied thereto. The adsorption electrode 146 is formed of a nickel-containing metal or chromium-containing metal.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。   Various aspects and embodiments of the present invention relate to a plasma processing apparatus.

従来から、エッチングや成膜などのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理装置は、ガラス基板などの被処理体を載置する載置台が設けられている。載置台は、被処理体を載置される上面に、アルミナの溶射膜や、電極層、封止剤などにより構成された静電チャックが設けられており、プラズマ処理の際に、静電チャックにより被処理体を吸着する。   BACKGROUND Conventionally, plasma processing apparatuses that perform plasma processing such as etching and film formation are known. The plasma processing apparatus is provided with a mounting table on which an object to be processed such as a glass substrate is mounted. The mounting table is provided with an electrostatic chuck composed of a sprayed film of alumina, an electrode layer, a sealing agent, and the like on the upper surface on which the object to be processed is mounted. Adsorbs the object to be treated.

ところで、プラズマ処理装置は、プラズマ処理によって載置台上に付着した生成物を除去するためクリーニング用のガスを供給してクリーニングするドライクリーニングが行われる。   By the way, in the plasma processing apparatus, dry cleaning is performed in which a cleaning gas is supplied and cleaned in order to remove a product attached on the mounting table by the plasma processing.

特開2008−066707号公報JP, 2008-066707, A

しかしながら、プラズマ処理装置は、ドライクリーニングによって載置台が消耗する。例えば、ドライクリーニングによって、静電チャックを構成する材料が消耗する。   However, in the plasma processing apparatus, the mounting table is consumed by the dry cleaning. For example, dry cleaning consumes the material constituting the electrostatic chuck.

開示するプラズマ処理装置は、1つの実施態様において、プラズマ処理の対象となる被処理体が載置される載置台の載置面を構成する絶縁層を有する。絶縁層は、アルミナ、イットリアおよび珪素化合物により形成されている。また、プラズマ処理装置は、絶縁層内に設けられ、所定の電圧が印加されることで被処理体を吸着する吸着電極を有する。吸着電極は、ニッケル含有金属またはクロム含有金属により形成されている。   The disclosed plasma processing apparatus includes, in one embodiment, an insulating layer which constitutes a mounting surface of a mounting table on which an object to be processed of plasma processing is mounted. The insulating layer is formed of alumina, yttria and a silicon compound. In addition, the plasma processing apparatus includes an adsorption electrode which is provided in the insulating layer and adsorbs the object by applying a predetermined voltage. The adsorption electrode is formed of a nickel-containing metal or a chromium-containing metal.

開示するプラズマ処理装置の1つの態様によれば、ドライクリーニングが行われる場合でも、載置台のプラズマに対する耐性を高くすることができるという効果を奏する。   According to one aspect of the disclosed plasma processing apparatus, even in the case where dry cleaning is performed, the resistance to the plasma of the mounting table can be increased.

図1は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理方法が適用される被処理体の構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an object to which a plasma processing method according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、第1の実施形態の処理方法を実施するための処理システムを示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a processing system for implementing the processing method of the first embodiment. 図3は、図2の処理システムに搭載されたプラズマエッチング装置を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus mounted on the processing system of FIG. 図4は、第1の実施形態に係る基材および静電チャックの構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the base material and the electrostatic chuck according to the first embodiment. 図5は、金属の塩素系ガスに対する耐性の一例を示す図である。FIG. 5 is a view showing an example of the resistance of metals to chlorine gas. 図6は、図2の処理システムに搭載された後処理装置を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing a post-processing apparatus installed in the processing system of FIG. 図7は、第1の実施形態に係るプラズマ処理方法を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the plasma processing method according to the first embodiment. 図8は、処理ガスとしてClガスを用いてAl含有金属膜をエッチングした場合のチャンバー内で生成する反応生成物を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing a reaction product generated in a chamber when an Al-containing metal film is etched using Cl 2 gas as a processing gas. 図9は、処理ガスとしてClガスを用いてAl含有金属膜をエッチングした後、Oガス、またはOガスおよびCFガスを用いて後処理を行った場合のチャンバー内で生成する反応生成物を示す概略図である。Figure 9 is produced in a chamber in the case of performing after etching the Al-containing metal layer with a Cl 2 gas as the processing gas, O 2 gas, or the post-treated with an O 2 gas and CF 4 gas reaction Figure 2 is a schematic showing the product. 図10は、第2の実施形態の処理方法を実施するための処理システムを示す概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a processing system for implementing the processing method of the second embodiment. 図11の処理システムに搭載されたプラズマエッチング装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the plasma etching apparatus mounted in the processing system of FIG. 図12は、第2の実施形態に係る基材および静電チャックの構成を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of a base and an electrostatic chuck according to a second embodiment. 図13は、蒸気圧の一例を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the vapor pressure. 図14は、線膨張係数の一例を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a linear expansion coefficient. 図15は、第2の実施形態に係るプラズマ処理方法を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing a plasma processing method according to the second embodiment. 図16は、処理ガスとしてSFガスを用いてMo系材料膜をエッチングした場合のチャンバー内で生成する反応生成物を示す概略図である。FIG. 16 is a schematic view showing a reaction product generated in the chamber when the Mo-based material film is etched using SF 6 gas as a processing gas. 図17は、処理ガスとしてSFガスおよびOガスを用いてMo系材料膜をエッチングした場合のチャンバー内で生成する反応生成物を示す概略図である。FIG. 17 is a schematic view showing a reaction product generated in the chamber when the Mo-based material film is etched using SF 6 gas and O 2 gas as a processing gas.

以下、図面を参照して本願の開示するプラズマ処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。また、本実施形態により開示する発明が限定されるものではない。各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。   Hereinafter, embodiments of the plasma processing apparatus disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference numerals. Moreover, the invention disclosed by this embodiment is not limited. The respective embodiments can be combined appropriately as long as the processing contents do not contradict each other.

<本発明の実施形態に係るプラズマ処理方法が適用される基板の構造>
図1は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理方法が適用される被処理体の構造を示す断面図である。本実施形態では、被処理体を基板Sとした場合を例に説明する。
<Structure of Substrate to which Plasma Processing Method According to the Embodiment of the Present Invention is Applied>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an object to which a plasma processing method according to an embodiment of the present invention is applied. In the present embodiment, the case where the object to be processed is the substrate S will be described as an example.

この基板Sは、ガラス基板上にトップゲート型TFTが形成された構造を有している。具体的には、図1に示すように、ガラス基板1上にMo系材料(Mo,MoW)からなる遮光層2が形成され、その上に絶縁膜3を介して半導体層であるポリシリコンからなるポリシリコン膜(p−Si膜)4が形成され、その上にゲート絶縁膜5を介してMo系材料(Mo,MoW)からなるゲート電極6が形成され、その上に層間絶縁膜7が形成される。層間絶縁膜7にはコンタクトホールが形成され、層間絶縁膜7の上にコンタクトホールを介してp−Si膜4に接続されるソース電極8aおよびドレイン電極8bが形成される。ソース電極8aおよびドレイン電極8bは、例えば、チタン膜、アルミニウム膜、チタン膜を順に積層してなるTi/Al/Ti構造のAl含有金属膜からなる。ソース電極8aおよびドレイン電極8bの上には、例えばSiN膜からなる保護膜(図示せず)が形成され、保護膜の上にソース電極8aおよびドレイン電極8bに接続される透明電極(図示せず)が形成される。   The substrate S has a structure in which a top gate TFT is formed on a glass substrate. Specifically, as shown in FIG. 1, a light shielding layer 2 made of a Mo-based material (Mo, MoW) is formed on a glass substrate 1, and on top of that, polysilicon as a semiconductor layer is formed through an insulating film 3 A polysilicon film (p-Si film) 4 is formed, and a gate electrode 6 made of a Mo-based material (Mo, MoW) is formed thereon via a gate insulating film 5, and an interlayer insulating film 7 is formed thereon. It is formed. A contact hole is formed in interlayer insulating film 7, and source electrode 8 a and drain electrode 8 b connected to p-Si film 4 via the contact hole are formed on interlayer insulating film 7. The source electrode 8a and the drain electrode 8b are made of, for example, an Al-containing metal film of a Ti / Al / Ti structure formed by sequentially laminating a titanium film, an aluminum film, and a titanium film. A protective film (not shown) made of, for example, a SiN film is formed on the source electrode 8a and the drain electrode 8b, and a transparent electrode (not shown) connected to the source electrode 8a and the drain electrode 8b on the protective film. ) Is formed.

<第1の実施形態>
まず、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、図1に示す基板Sのソース電極8aおよびドレイン電極8bを形成する際のAl含有金属膜のエッチング処理を例にとって説明する。なお、ソース電極8aおよびドレイン電極8bを形成するためのAl含有金属膜のエッチングに際しては、その上に所定のパターンを有するレジスト膜(図示せず)が形成され、それをマスクとしてプラズマエッチングが行われる。
First Embodiment
First, the first embodiment will be described. In the first embodiment, an etching process of an Al-containing metal film when forming the source electrode 8 a and the drain electrode 8 b of the substrate S shown in FIG. 1 will be described as an example. When etching the Al-containing metal film for forming the source electrode 8a and the drain electrode 8b, a resist film (not shown) having a predetermined pattern is formed thereon, and plasma etching is performed using the resist film as a mask. It will be.

[第1の実施形態に用いる処理システムおよびプラズマエッチング装置等の装置構成]
最初に、第1の実施形態に用いる処理システムおよびプラズマエッチング装置等の装置構成について説明する。
[Device Configuration of Processing System, Plasma Etching Device Etc. Used in First Embodiment]
First, apparatus configurations such as a processing system and a plasma etching apparatus used in the first embodiment will be described.

図2は、第1の実施形態の処理方法を実施するための処理システムを示す概略平面図である。図3は、図2の処理システムに搭載されたプラズマエッチング装置を示す断面図である。図6は、図2の処理システムに搭載された後処理装置を示す概略図である。   FIG. 2 is a schematic plan view showing a processing system for implementing the processing method of the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus mounted on the processing system of FIG. FIG. 6 is a schematic view showing a post-processing apparatus installed in the processing system of FIG.

図2に示すように、処理システム100は、マルチチャンバタイプの処理システムであり、真空搬送室10と、ロードロック室20と、2つのプラズマエッチング装置30と、後処理装置40とを有している。プラズマエッチング装置30および後処理装置40は、所定の減圧雰囲気下で処理が行われる。真空搬送室10は、平面形状が矩形状に形成されている。ロードロック室20、2つのプラズマエッチング装置30および後処理装置40は、真空搬送室10の各壁部にゲートバルブGを介して連接されている。ロードロック室20の外側には、矩形状の基板Sを収容するキャリア50が配置されている。   As shown in FIG. 2, the processing system 100 is a multi-chamber type processing system, and includes a vacuum transfer chamber 10, a load lock chamber 20, two plasma etching devices 30, and a post-processing device 40. There is. The plasma etching apparatus 30 and the post-processing apparatus 40 are processed in a predetermined reduced pressure atmosphere. The vacuum transfer chamber 10 has a rectangular planar shape. The load lock chamber 20, the two plasma etching devices 30 and the post-processing device 40 are connected to the respective walls of the vacuum transfer chamber 10 via gate valves G. A carrier 50 that accommodates a rectangular substrate S is disposed outside the load lock chamber 20.

これら2つのキャリア50の間には、搬送機構60が設けられており、この搬送機構60は上下2段に設けられたピック61(1つのみ図示)、およびこれらを一体的に進出退避および回転可能に支持するベース62を有している。   A transport mechanism 60 is provided between the two carriers 50. The transport mechanism 60 is provided with picks 61 (only one is shown) provided in two upper and lower stages, and these are integrally advanced and retracted and rotated. It has a base 62 which can be supported.

真空搬送室10は、所定の減圧雰囲気に保持することが可能であり、その中には、図2に示すように、真空搬送機構70が設けられている。そして、この真空搬送機構70により、ロードロック室20、2つのプラズマエッチング装置30、および後処理装置40の間で基板Sが搬送される。真空搬送機構70は、旋回可能および上下動可能なベース71上に2つ基板搬送アーム72(1つのみ図示)が前後動可能に設けられている。   The vacuum transfer chamber 10 can be maintained in a predetermined reduced pressure atmosphere, and as shown in FIG. 2, a vacuum transfer mechanism 70 is provided therein. Then, the substrate S is transported between the load lock chamber 20, the two plasma etching devices 30, and the post-processing device 40 by the vacuum transport mechanism 70. In the vacuum transfer mechanism 70, two substrate transfer arms 72 (only one is shown) are provided on a pivotable and vertically movable base 71 so as to be movable back and forth.

ロードロック室20は、大気雰囲気にあるキャリア50と減圧雰囲気にある真空搬送室10との間で基板Sの授受を行うためのものであり、真空雰囲気と大気雰囲気とを短時間で切り替えることができるようになっている。ロードロック室20は、基板収容部(図示せず)が上下2段に設けられており、各基板収容部内には基板Sがポジショナー(図示せず)により位置合わせされるようになっている。   The load lock chamber 20 is for transferring the substrate S between the carrier 50 in the air atmosphere and the vacuum transfer chamber 10 in the reduced pressure atmosphere, and it is possible to switch between the vacuum atmosphere and the air atmosphere in a short time. It can be done. Substrate holders (not shown) are provided in upper and lower two stages in the load lock chamber 20, and a substrate S is positioned in each substrate holder by a positioner (not shown).

プラズマエッチング装置30は、基板SのAl含有金属膜をエッチングするためのものであり、図3に示すように、例えば、内壁面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる角筒形状の気密な本体容器101を有する。この本体容器101は、接地されている。本体容器101は、誘電体壁102により上下に区画されており、上側がアンテナ室を画成するアンテナ容器103となっており、下側が処理室を画成するチャンバー(処理容器)104となっている。誘電体壁102は、チャンバー104の天井壁を構成しており、Al等のセラミックス、石英等で構成されている。 The plasma etching apparatus 30 is for etching the Al-containing metal film of the substrate S, and as shown in FIG. 3, for example, a rectangular cylindrical airtight main body container whose inner wall surface is made of anodized aluminum. It has 101. The main container 101 is grounded. The main container 101 is divided up and down by the dielectric wall 102, the upper side is an antenna container 103 defining an antenna chamber, and the lower side is a chamber (processing container) 104 defining a processing chamber. There is. The dielectric wall 102 constitutes a ceiling wall of the chamber 104, and is made of ceramics such as Al 2 O 3 , quartz or the like.

本体容器101におけるアンテナ容器103の側壁103aとチャンバー104の側壁104aとの間には、内側に突出する支持棚105が設けられている。支持棚105の上には、誘電体壁102が載置される。   Between the side wall 103 a of the antenna case 103 and the side wall 104 a of the chamber 104 in the main body case 101, a support shelf 105 projecting inward is provided. The dielectric wall 102 is placed on the support shelf 105.

誘電体壁102の下側部分には、処理ガス供給用のシャワー筐体111が嵌め込まれている。シャワー筐体111は、十字状に設けられており、誘電体壁102を下から支持する梁構造となっている。シャワー筐体111は、複数本のサスペンダ(図示せず)により本体容器101の天井に吊された状態となっている。   In the lower part of the dielectric wall 102, a shower case 111 for supplying a processing gas is fitted. The shower housing 111 is provided in a cross shape, and has a beam structure for supporting the dielectric wall 102 from below. The shower case 111 is suspended from the ceiling of the main body container 101 by a plurality of suspenders (not shown).

このシャワー筐体111は導電性材料、例えばその内面または外面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。このシャワー筐体111には水平に伸びるガス流路112が形成されており、このガス流路112には、下方に向かって延びる複数のガス吐出孔112aが連通している。   The shower housing 111 is made of a conductive material, for example, aluminum whose inner surface or outer surface is anodized. A gas flow passage 112 extending horizontally is formed in the shower casing 111, and a plurality of gas discharge holes 112a extending downward are in communication with the gas flow passage 112.

一方、誘電体壁102の上面中央には、このガス流路112に連通するようにガス供給管121が設けられている。ガス供給管121は、本体容器101の天井からその外側へ貫通し、分岐管121a、121bに分岐されている。分岐管121aには、塩素含有ガス、例えば、Clガスを供給する塩素含有ガス供給源122が接続されている。また、分岐管121bには、パージガスや希釈ガスとして用いられる、Arガス、Nガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給源123に接続されている。塩素含有ガスはエッチングガスおよびドライクリーニングガスとして用いられる。分岐管121a,121bにはマスフローコントローラ等の流量制御器やバルブシステムが設けられている。 On the other hand, a gas supply pipe 121 is provided at the center of the upper surface of the dielectric wall 102 so as to communicate with the gas flow path 112. The gas supply pipe 121 penetrates from the ceiling of the main body container 101 to the outside thereof and is branched into branch pipes 121a and 121b. A chlorine-containing gas supply source 122 for supplying a chlorine-containing gas such as a Cl 2 gas is connected to the branch pipe 121a. Further, the branch pipe 121b is connected to an inert gas supply source 123 for supplying an inert gas such as Ar gas or N 2 gas, which is used as a purge gas or a dilution gas. The chlorine-containing gas is used as an etching gas and a dry cleaning gas. The branch pipes 121a and 121b are provided with flow controllers such as mass flow controllers and a valve system.

ガス供給管121、分岐管121a,121b、塩素含有ガス供給源122、不活性ガス供給源123、ならびに流量制御器およびバルブシステムは、処理ガス供給機構120を構成する。   The gas supply pipe 121, the branch pipes 121a and 121b, the chlorine-containing gas supply source 122, the inert gas supply source 123, the flow rate controller and the valve system constitute a processing gas supply mechanism 120.

プラズマエッチング装置30においては、処理ガス供給機構120から供給された塩素含有ガスが、シャワー筐体111内に供給され、その下面のガス吐出孔112aからチャンバー104内へ吐出され、基板SのAl含有金属膜のエッチングまたはチャンバー104のドライクリーニングが行われる。ドライクリーニングとは、クリーニング用のガスを供給することで、チャンバー104を開放することなくチャンバー104内に付着した反応生成物を除去する処理である。塩素含有ガスとしては、塩素(Cl)ガスが好ましいが、三塩化ホウ素(BCl)ガス、四塩化炭素(CCl)ガス等を用いることもできる。 In the plasma etching apparatus 30, the chlorine-containing gas supplied from the processing gas supply mechanism 120 is supplied into the shower housing 111 and discharged from the gas discharge holes 112a on the lower surface thereof into the chamber 104, and the Al content of the substrate S is contained. Etching of the metal film or dry cleaning of the chamber 104 is performed. The dry cleaning is a process of removing a reaction product deposited in the chamber 104 without opening the chamber 104 by supplying a cleaning gas. The chlorine-containing gas is preferably chlorine (Cl 2 ) gas, but boron trichloride (BCl 3 ) gas, carbon tetrachloride (CCl 4 ) gas or the like can also be used.

アンテナ容器103内には、高周波(RF)アンテナ113が配設されている。高周波アンテナ113は、銅やアルミニウム等の良導電性の金属からなるアンテナ線113aを環状や渦巻状等の従来用いられる任意の形状に配置して構成される。高周波アンテナ113は、複数のアンテナ部を有する多重アンテナであってもよい。高周波アンテナ113は絶縁部材からなるスペーサ117により誘電体壁102から離間している。   In the antenna container 103, a radio frequency (RF) antenna 113 is disposed. The high frequency antenna 113 is configured by arranging an antenna wire 113a made of a metal with good conductivity such as copper or aluminum in an arbitrary shape conventionally used such as annular or spiral. The high frequency antenna 113 may be a multiple antenna having a plurality of antenna units. The high frequency antenna 113 is separated from the dielectric wall 102 by a spacer 117 made of an insulating member.

アンテナ線113aの端子118には、アンテナ容器103の上方へ延びる給電部材116が接続されている。給電部材116の上端には、給電線119が接続されており、給電線119には整合器114および高周波電源115が接続されている。そして、高周波アンテナ113に、高周波電源115から周波数が例えば13.56MHzの高周波電力が供給されることにより、チャンバー104内に誘導電界が形成され、この誘導電界によりシャワー筐体111から供給された処理ガスがプラズマ化され、誘導結合プラズマが生成される。   A feed member 116 extending above the antenna container 103 is connected to the terminal 118 of the antenna wire 113a. A feed line 119 is connected to the upper end of the feed member 116, and a matching unit 114 and a high frequency power supply 115 are connected to the feed line 119. Then, a high frequency power having a frequency of, for example, 13.56 MHz is supplied from the high frequency power source 115 to the high frequency antenna 113, whereby an induction electric field is formed in the chamber 104, and the treatment electric field is supplied from the shower casing 111 by this induction electric field. The gas is plasmatized to produce an inductively coupled plasma.

チャンバー104内の底壁には、額縁状をなす絶縁体からなるスペーサ134を介して、基板Sを載置する基板載置台130が設けられている。基板載置台130は、上述したスペーサ134の上に設けられた、基材131と、基材131の上に設けられた静電チャック132と、基材131および静電チャック132の側壁を覆う側壁絶縁部材133とを有している。基材131および静電チャック132は、基板Sの形状に対応した矩形状をなし、基板載置台130の全体が四角板状または柱状に形成されている。スペーサ134および側壁絶縁部材133は、アルミナ等の絶縁性セラミックスで構成されている。   A substrate mounting table 130 on which the substrate S is mounted is provided on the bottom wall in the chamber 104 via a spacer 134 made of a frame-like insulator. The substrate mounting table 130 is a substrate 131 provided on the above-described spacer 134, an electrostatic chuck 132 provided on the substrate 131, and a side wall covering the sidewalls of the substrate 131 and the electrostatic chuck 132. And an insulating member 133. The base material 131 and the electrostatic chuck 132 have a rectangular shape corresponding to the shape of the substrate S, and the entire substrate mounting table 130 is formed in a square plate shape or a columnar shape. The spacer 134 and the side wall insulating member 133 are made of insulating ceramic such as alumina.

静電チャック132は、基材131の表面に形成されたセラミックス溶射膜などの誘電体からなる絶縁層145と、絶縁層145の内部に設けられた吸着電極146とを有する。   The electrostatic chuck 132 has an insulating layer 145 made of a dielectric such as a ceramic sprayed film formed on the surface of the base material 131, and a suction electrode 146 provided inside the insulating layer 145.

ここで、基材131および静電チャック132の構成について、図4を用いて説明する。図4は、第1の実施形態に係る基材および静電チャックの構成を示す断面図である。   Here, the configurations of the base material 131 and the electrostatic chuck 132 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the base material and the electrostatic chuck according to the first embodiment.

静電チャック132は、基材131の上に配置されている。基材131は、例えば、ステンレスにより形成されている。基材131は、ステンレスを用いることにより、高温電極としても使用でき、塩素含有ガスのプラズマ環境でも、後述するフッ素含有ガスのプラズマ環境でも使用できる。   The electrostatic chuck 132 is disposed on the substrate 131. The substrate 131 is made of, for example, stainless steel. By using stainless steel, the substrate 131 can be used as a high temperature electrode, and can be used in a plasma environment of a chlorine-containing gas or in a plasma environment of a fluorine-containing gas described later.

静電チャック132は、絶縁層145と、絶縁層145の内部に設けられた吸着電極146とを有する。絶縁層145は、上下方向に重なった2層の上部絶縁層145aと、下部絶縁層145bとを有する。本実施形態では、絶縁層145は、吸着電極146に対して基板S側となる上部絶縁層145aと、吸着電極146に対して基板Sの反対側となる下部絶縁層145bとを有する。   The electrostatic chuck 132 has an insulating layer 145 and a suction electrode 146 provided inside the insulating layer 145. The insulating layer 145 includes two upper insulating layers 145 a and lower insulating layers 145 b which overlap in the vertical direction. In the present embodiment, the insulating layer 145 includes an upper insulating layer 145 a on the substrate S side with respect to the suction electrode 146 and a lower insulating layer 145 b on the opposite side of the substrate S with respect to the suction electrode 146.

上部絶縁層145aおよび下部絶縁層145bは、混合溶射膜で構成されている。混合溶射膜は、アルミナ(Al)と、イットリア(Y)と、珪素化合物との混合物を溶射して形成されたものである。Yは、材質的にプラズマ耐性が高い。また、Alは、塩素含有ガスに対する化学的耐性が高い。さらに、珪素化合物は、ガラス質となってYおよびAlの粒界を埋めて緻密化する作用があるため、混合溶射膜は、Clガス等の塩素含有ガスのプラズマに対して高い耐性を有する。混合溶射膜としては、珪素化合物として酸化珪素(SiO)を用いたAl・Y・SiO膜が好ましい。また、珪素化合物として窒化珪素(Si)を用いたAl・Y・SiO・Si膜も好適に用いることができる。 The upper insulating layer 145a and the lower insulating layer 145b are composed of a mixed spray film. The mixed sprayed film is formed by spraying a mixture of alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), and a silicon compound. Y 2 O 3 is highly resistant to plasma in terms of the material. Also, Al 2 O 3 has high chemical resistance to chlorine-containing gas. Further, silicon compounds, because of the effect of densification to fill the grain boundaries of the Y 2 O 3 and Al 2 O 3 becomes glassy mixture sprayed coating, the plasma of the chlorine-containing gas 2 gas or the like Cl Has high resistance to. As the mixed spray coating, an Al 2 O 3 .Y 2 O 3 .SiO 2 film using silicon oxide (SiO 2 ) as a silicon compound is preferable. In addition, an Al 2 O 3 .Y 2 O 3 .SiO 2 .Si 3 N 4 film using silicon nitride (Si 3 N 4 ) as a silicon compound can also be suitably used.

従来、絶縁層145には、絶縁性を高めるため、封孔部材による封孔処理が行なわれる。しかし、封孔部材は、ドライクリーニングを行った際に、絶縁層145から離脱してパーティクルの原因となる場合がある。そこで、本実施形態では、上部絶縁層145aと下部絶縁層145bのうち、下部絶縁層145bにのみ封孔部材による封孔処理を行なっている。すなわち、上部絶縁層145aは、封孔処理が行われていない。これにより、上部絶縁層145aには、封孔処理を行わないことで、ドライクリーニングを行った際のパーティクルの発生を抑制できる。   Conventionally, the insulating layer 145 is subjected to sealing treatment with a sealing member in order to enhance the insulation. However, when dry sealing is performed, the sealing member may be separated from the insulating layer 145 to cause particles. Therefore, in the present embodiment, only the lower insulating layer 145b of the upper insulating layer 145a and the lower insulating layer 145b is subjected to the sealing treatment by the sealing member. That is, the upper insulating layer 145a is not sealed. As a result, the upper insulating layer 145a is not subjected to sealing treatment, whereby generation of particles when dry cleaning is performed can be suppressed.

上部絶縁層145aに対して封孔処理を行わないため、吸着電極146は、塩素系ガスに対して腐食の少ない金属を用いる必要がある。そこで、吸着電極146は、ニッケル含有金属で構成する。例えば、吸着電極146は、Ni−5Al、SUS316L、ハステロイの何れかにより形成されている。これらニッケル含有金属は、塩素含有ガスのプラズマに対する耐性が高い。なお、純ニッケルは、強磁性体となるため、吸着電極146としては好ましくない。吸着電極146は、磁性が少ないニッケル含有金属を用いることが好ましい。   In order not to seal the upper insulating layer 145a, the adsorption electrode 146 needs to use a metal that is less corrosive to chlorine gas. Therefore, the adsorption electrode 146 is made of a nickel-containing metal. For example, the adsorption electrode 146 is formed of any of Ni-5Al, SUS316L, or Hastelloy. These nickel-containing metals have high resistance to chlorine-containing gas plasma. Pure nickel is not preferable as the adsorption electrode 146 because it is ferromagnetic. As the adsorption electrode 146, it is preferable to use a nickel-containing metal which is less magnetic.

図5は、金属の塩素系ガスに対する耐性の一例を示す図である。図5には、Cr、Ni−5Al、SUS316Lおよびハステロイと、従来から吸着電極146に用いられているタングステン(W)およびモリブデン(Mo)とについて、塩素系ガスとしてClガス系に対する削れ量が示されている。なお、図5に示す削れ量は、Ni−5Alの削れ量を基準として規格化した値としており、少数点以下を四捨五入している。図5に示すようにNi−5Al、SUS316Lおよびハステロイは、塩素系ガスに対して、削れ量が少なく、耐性が高い。   FIG. 5 is a view showing an example of the resistance of metals to chlorine gas. FIG. 5 shows the amount of scraping of a Cl gas system as a chlorine gas for Cr, Ni-5Al, SUS316L and hastelloy, and tungsten (W) and molybdenum (Mo) conventionally used for the adsorption electrode 146. It is done. In addition, the amount of removal shown in FIG. 5 is taken as the value normalized on the basis of the amount of removal of Ni-5Al, and the decimal point or less is rounded off. As shown in FIG. 5, Ni-5Al, SUS316L and hastelloy have a small amount of scraping and high resistance to chlorine-based gas.

また、上部絶縁層145aは、封孔処理を行わないため、緻密に溶射することが好ましい。また、上部絶縁層145aは、静電チャック132に加熱機能を設ける、または、基材131から熱を伝熱させるなど、昇温される可能性がある場合、緻密すぎると耐熱性が低下するため、ある程度の空孔が必要になる。そこで、上部絶縁層145aは、準緻密混合溶射により形成する。上部絶縁層145aは、気孔率が1.5%〜4%の範囲とすることが好ましく。気孔率が2.1%〜3.1%の範囲とすることがより好ましい。これにより、上部絶縁層145aは、内部へのガスの進入を抑え、吸着電極146へのガス到達を抑制することができる。下部絶縁層145bも、上部絶縁層145aと同様に、準緻密混合溶射により形成してもよい。   Further, since the upper insulating layer 145a is not subjected to sealing treatment, it is preferable to perform thermal spraying densely. In the case where the upper insulating layer 145a has a possibility of raising the temperature, for example, by providing the electrostatic chuck 132 with a heating function or transferring heat from the base material 131, the heat resistance is lowered if it is too dense. , Need some degree of vacancies. Therefore, the upper insulating layer 145a is formed by quasi-dense mixed thermal spraying. The upper insulating layer 145a preferably has a porosity in the range of 1.5% to 4%. It is more preferable that the porosity be in the range of 2.1% to 3.1%. Accordingly, the upper insulating layer 145a can suppress the inflow of gas into the inside and can suppress the gas reaching the adsorption electrode 146. The lower insulating layer 145b may also be formed by semi-dense mixed spraying as in the case of the upper insulating layer 145a.

吸着電極146は板状、膜状、格子状、網状等種々の形態をとることができる。図3に示すように、吸着電極146には、給電線147を介して直流電源148が接続されており、吸着電極146に直流電圧が印加されるようになっている。吸着電極146への給電は、スイッチ(図示せず)でオンオフされるようになっている。吸着電極146に直流電圧を印加することにより、クーロン力による静電吸着力が発生し基板Sが吸着される。   The adsorption electrode 146 can take various forms such as a plate, a film, a grid, and a net. As shown in FIG. 3, a DC power supply 148 is connected to the adsorption electrode 146 via a feed line 147, and a DC voltage is applied to the adsorption electrode 146. Power supply to the adsorption electrode 146 is turned on and off by a switch (not shown). By applying a DC voltage to the adsorption electrode 146, an electrostatic adsorption force is generated by the coulomb force, and the substrate S is adsorbed.

基材131には、給電線151を介してバイアス印加用の高周波電源153が接続されている。また、給電線151の基材131と高周波電源153との間には、整合器152が設けられている。高周波電源153は基材131上の基板Sにイオンを引き込むためのものであり、50kHz〜10MHzの範囲の周波数が用いられ、例えば3.2MHzである。   A high frequency power supply 153 for bias application is connected to the base material 131 via a feeder line 151. In addition, a matching unit 152 is provided between the base material 131 of the feed line 151 and the high frequency power supply 153. The high frequency power source 153 is for drawing ions into the substrate S on the base material 131, and a frequency in the range of 50 kHz to 10 MHz is used, for example, 3.2 MHz.

なお、基板載置台130の基材131内には、基板Sの温度を制御するため、ヒータや冷媒流路などの温調機構および温度センサー(いずれも図示せず)が設けられている。また、基板載置台130に基板Sが載置された状態で、基板Sと基板載置台130との間に熱伝達のための伝熱ガス、例えば、Heガスを供給する伝熱ガス供給機構(図示せず)が設けられている。さらに、基板載置台130には、基板Sの受け渡しを行うための複数の昇降ピン(図示せず)が静電チャック132の上面に対して突没可能に設けられており、基板Sの受け渡しは、静電チャック132の上面から上方に突出した状態の昇降ピンに対して行われる。   In addition, in the base material 131 of the substrate mounting stand 130, in order to control the temperature of the board | substrate S, temperature control mechanisms and temperature sensors (all are not shown), such as a heater and a refrigerant flow path, are provided. Further, a heat transfer gas supply mechanism (for example, He gas) for supplying a heat transfer gas for heat transfer between the substrate S and the substrate mounting table 130 in a state where the substrate S is mounted on the substrate mounting table 130 ( Not shown). Furthermore, on the substrate mounting table 130, a plurality of lifting pins (not shown) for delivering the substrate S are provided so as to be able to protrude and retract with respect to the upper surface of the electrostatic chuck 132. This is performed on the raising and lowering pins in a state of projecting upward from the upper surface of the electrostatic chuck 132.

チャンバー104の側壁104aには、基板Sをチャンバー104に対して搬入出するための搬入出口155が設けられており、搬入出口155はゲートバルブGによって開閉可能となっている。ゲートバルブGを開にすることにより、真空搬送室10内に設けられた真空搬送機構70により搬入出口155を介して基板Sの搬入出が可能となる。   A loading / unloading port 155 for loading / unloading the substrate S into / from the chamber 104 is provided on the side wall 104 a of the chamber 104, and the loading / unloading port 155 can be opened and closed by the gate valve G. By opening the gate valve G, the vacuum transfer mechanism 70 provided in the vacuum transfer chamber 10 enables loading and unloading of the substrate S through the loading / unloading port 155.

チャンバー104の底壁の縁部または隅部には、複数の排気口159(2つのみ図示)が形成されている。各排気口159には、排気部160が設けられている。排気部160は、排気口159に接続された排気配管161と、排気配管161の開度を調整することによりチャンバー104内の圧力を制御する自動圧力制御バルブ(APC)162と、チャンバー104内を排気配管161を介して排気するための真空ポンプ163とを有している。そして、真空ポンプ163によりチャンバー104内が排気され、プラズマエッチング処理中、自動圧力制御バルブ(APC)162の開度を調整することによりチャンバー104内を所定の真空雰囲気に設定、維持する。   At the edge or corner of the bottom wall of the chamber 104, a plurality of exhaust ports 159 (only two shown) are formed. Each exhaust port 159 is provided with an exhaust unit 160. The exhaust unit 160 includes an exhaust pipe 161 connected to the exhaust port 159, an automatic pressure control valve (APC) 162 that controls the pressure in the chamber 104 by adjusting the opening degree of the exhaust pipe 161, and the inside of the chamber 104. And a vacuum pump 163 for exhausting air through an exhaust pipe 161. Then, the inside of the chamber 104 is evacuated by the vacuum pump 163, and the inside of the chamber 104 is set and maintained at a predetermined vacuum atmosphere by adjusting the opening degree of the automatic pressure control valve (APC) 162 during the plasma etching process.

後処理装置40は、基板SのAl含有金属膜をエッチングした後、コロージョン抑制のための後処理を行うためのものである。後処理装置40は、図6に示すように、プラズマエッチング装置30とは異なるガスを供給する処理ガス供給機構120′を処理ガス供給機構120の代わりに有している。図6には、それ以外の構成を省略しているが、プラズマエッチング装置30と同様に構成されている。なお、以下の説明においては、プラズマエッチング装置30と同じ部材は、同じ符号を付して説明する。   The post-processing apparatus 40 is for performing post-processing for corrosion suppression after etching the Al-containing metal film of the substrate S. The post-processing apparatus 40 has a processing gas supply mechanism 120 ′ for supplying a gas different from that of the plasma etching apparatus 30 instead of the processing gas supply mechanism 120, as shown in FIG. 6. Although the configuration other than that is omitted in FIG. 6, the configuration is the same as that of the plasma etching apparatus 30. In the following description, the same members as in the plasma etching apparatus 30 will be described with the same reference numerals.

後処理装置40の処理ガス供給機構120′は、ガス供給管121′と、本体容器101の上方外側でガス供給管121′から分岐する分岐管121a′,121b′,121c′と、分岐管121a′に接続された、Oガスを供給するOガス供給源124と、分岐管121b′に接続された、フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給源125と、分岐管121c′に接続された、パージガスや希釈ガスとしてArガス、Nガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給源126とを有する。ガス供給管121′は、プラズマエッチング装置30のガス供給管121と同様、シャワー筐体111のガス流路112に接続されている(図3参照)。分岐管121a′,121b′,121c′にはマスフローコントローラ等の流量制御器やバルブシステムが設けられている。 The processing gas supply mechanism 120 'of the post-processing apparatus 40 includes a gas supply pipe 121', branch pipes 121a ', 121b', and 121c 'branched from the gas supply pipe 121' at the upper outside of the main vessel 101, and a branch pipe 121a. 'connected to, and O 2 gas supply source 124 for supplying an O 2 gas, the branch pipes 121b' is connected to a fluorine-containing gas supply source 125 for supplying a fluorine-containing gas, is connected to the branch pipes 121c ' And an inert gas supply source 126 for supplying an inert gas such as Ar gas or N 2 gas as a purge gas or a dilution gas. The gas supply pipe 121 'is connected to the gas flow path 112 of the shower enclosure 111 as in the case of the gas supply pipe 121 of the plasma etching apparatus 30 (see FIG. 3). The branch pipes 121a ', 121b' and 121c 'are provided with flow controllers such as mass flow controllers and a valve system.

後処理装置40においては、処理ガス供給機構120′から供給されたOガス、またはOガスとフッ素含有ガスがシャワー筐体111を介してチャンバー104内へ吐出され、基板Sのエッチング後のAl含有金属膜のコロージョン抑制処理が行われる。フッ素含有ガスとしては、四フッ化炭素(CF)を好適に用いることができるが、六フッ化硫黄(SF)等を用いることもできる。 In the post-processing apparatus 40, the O 2 gas or the O 2 gas and the fluorine-containing gas supplied from the processing gas supply mechanism 120 ′ are discharged into the chamber 104 through the shower housing 111, and the substrate S is etched. A corrosion suppression process is performed on the Al-containing metal film. Although carbon tetrafluoride (CF 4 ) can be suitably used as the fluorine-containing gas, sulfur hexafluoride (SF 6 ) or the like can also be used.

なお、後処理装置40においては、静電チャック132の絶縁層145には塩素含有ガスのプラズマに対する耐性が要求されないので、絶縁層145を、従来と同様、AlまたはYからなる溶射膜で構成することができる。また、後処理装置40はコロージョン抑制処理を行うだけであるから静電チャック132が設けられていなくてもよい。 In the post-processing apparatus 40, since the insulating layer 145 of the electrostatic chuck 132 is not required to be resistant to plasma of a chlorine-containing gas, the insulating layer 145 is made of Al 2 O 3 or Y 2 O 3 as in the conventional case. It can comprise with the thermal-sprayed film which becomes. Further, since the post-processing device 40 only performs the corrosion suppression process, the electrostatic chuck 132 may not be provided.

処理システム100は、さらに制御部80を有している。制御部80は、CPUおよび記憶部を備えたコンピュータで構成されており、処理システム100の各構成部(真空搬送室10、ロードロック室20、プラズマエッチング装置30、後処理装置40、搬送機構60、真空搬送機構70の各構成部)は、記憶部に記憶された処理レシピ(プログラム)に基づいて所定の処理が行われるように制御される。処理レシピは、ハードディスク、コンパクトディスク、半導体メモリ等の記憶媒体に格納されている。   The processing system 100 further includes a control unit 80. The control unit 80 is configured by a computer including a CPU and a storage unit, and each component of the processing system 100 (a vacuum transfer chamber 10, a load lock chamber 20, a plasma etching apparatus 30, a post-processing apparatus 40, a transfer mechanism 60). Each component of the vacuum transfer mechanism 70 is controlled to perform a predetermined process based on the process recipe (program) stored in the storage unit. The processing recipe is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, or a semiconductor memory.

[第1の実施形態に係るプラズマ処理方法]
次に、以上の処理システム100による第1の実施形態に係るプラズマ処理方法について図7のフローチャートを参照して説明する。図7は、第1の実施形態に係るプラズマ処理方法を示すフローチャートである。
[Plasma processing method according to the first embodiment]
Next, a plasma processing method according to the first embodiment of the above processing system 100 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the plasma processing method according to the first embodiment.

ここでは、処理システム100により、基板Sに形成されたソース電極8aおよびドレイン電極8bを形成するためのAl含有金属膜であるTi/Al/Ti膜のプラズマエッチング処理を行う。   Here, the plasma etching process of the Ti / Al / Ti film which is an Al-containing metal film for forming the source electrode 8 a and the drain electrode 8 b formed on the substrate S is performed by the processing system 100.

最初に、プラズマエッチング装置30でのプラズマエッチング処理において、生成される反応生成物がドライクリーニング可能なものとなるように、処理ガスを選定する(ステップ1)。   First, in the plasma etching process in the plasma etching apparatus 30, a process gas is selected so that the generated reaction product can be dry-cleaned (step 1).

具体的には、本実施形態では処理ガスとして塩素含有ガス、例えば、Clガスを選定する。図8は、処理ガスとしてClガスを用いてAl含有金属膜をエッチングした場合のチャンバー内で生成する反応生成物を示す概略図である。塩素含有ガスを用いてTi/Al/Ti膜をプラズマエッチングする場合、図8に示すように、反応生成物として主にAlClxが生成され、これらの一部がチャンバー壁に付着して堆積物(デポ)となる。このAlClxは、蒸気圧が高くドライクリーニングで除去可能である。 Specifically, in the present embodiment, a chlorine-containing gas, for example, a Cl 2 gas is selected as the processing gas. FIG. 8 is a schematic view showing a reaction product generated in a chamber when an Al-containing metal film is etched using Cl 2 gas as a processing gas. When plasma etching a Ti / Al / Ti film using a chlorine-containing gas, as shown in FIG. 8, AlClx is mainly generated as a reaction product, and a part of these deposits on the chamber wall and deposits ( Depot). The AlClx has a high vapor pressure and can be removed by dry cleaning.

図9は、処理ガスとしてClガスを用いてAl含有金属膜をエッチングした後、Oガス、またはOガスおよびCFガスを用いて後処理を行った場合のチャンバー内で生成する反応生成物を示す概略図である。一方、従来のように、Ti/Al/Ti膜をClガスでエッチングした後、同じチャンバー内でコロージョン抑制の後処理を行う場合、図9に示すように、後処理ガスとしてOガスを供給してプラズマ処理を行うと、付着したAlClxとOガスとが反応してチャンバー内で蒸気圧の低いAlOxが生成される。また、さらにコロージョン抑制効果を高めるために、Oガスに加えてフッ素含有ガス、例えば、CFガスを供給すると、チャンバー内でAlOxに加え、やはり蒸気圧の低いAlFxも生成される。これらAlOxおよびAlFxは、蒸気圧が低いため、揮発せず、チャンバー壁に付着して堆積物(デポ)となりやすい。そして、これが剥がれるとパーティクルの原因となり、製品に悪影響を及ぼす。また、これらは安定性が高いため、ドライクリーニングでは除去することが困難である。 Figure 9 is produced in a chamber in the case of performing after etching the Al-containing metal layer with a Cl 2 gas as the processing gas, O 2 gas, or the post-treated with an O 2 gas and CF 4 gas reaction Figure 2 is a schematic showing the product. On the other hand, as shown in FIG. 9, when performing post-treatment for corrosion suppression in the same chamber after etching a Ti / Al / Ti film with Cl 2 gas as in the prior art, O 2 gas is used as a post-treatment gas When supplied and plasma treatment is performed, the deposited AlClx reacts with the O 2 gas to generate AlO x having a low vapor pressure in the chamber. Further, when a fluorine-containing gas, for example, CF 4 gas is supplied in addition to the O 2 gas to further enhance the corrosion suppression effect, AlF x having a low vapor pressure is also generated in the chamber in addition to AlO x. Since AlOx and AlFx have a low vapor pressure, they do not volatilize and easily adhere to the chamber wall to form a deposit. And if this peels off, it causes particles and adversely affects the product. Moreover, since these are highly stable, they are difficult to remove by dry cleaning.

そこで、本実施形態では、チャンバー内で反応生成物としてドライクリーニングが可能なAlClxが生成され、パーティクルの原因となりドライクリーニングでは除去が困難なAlOxおよびAlFxが生成されないように、プラズマエッチング装置30における基板Sの処理ガスを、エッチングガスである塩素含有ガス(Clガス)のみとする。 Therefore, in the present embodiment, AlClx capable of dry cleaning is generated as a reaction product in the chamber, and a substrate in the plasma etching apparatus 30 is generated so that AlOx and AlFx difficult to be removed by dry cleaning. The processing gas of S is only a chlorine-containing gas (Cl 2 gas) which is an etching gas.

このようにしてプラズマエッチングの際の処理ガスを選定した後、基板Sに形成されたAl含有金属膜であるTi/Al/Ti膜に対し、プラズマエッチング装置30により、予め選定された処理ガスである塩素含有ガス、例えば、Clガスを用いてプラズマエッチング処理を施す(ステップ2)。 After selecting the processing gas for plasma etching in this way, the Ti / Al / Ti film, which is an Al-containing metal film formed on the substrate S, is selected by the plasma etching apparatus 30 in advance using the processing gas. A plasma etching process is performed using a certain chlorine-containing gas, for example, Cl 2 gas (step 2).

以下、ステップ2のプラズマエッチング処理について具体的に説明する。   Hereinafter, the plasma etching process of step 2 will be specifically described.

キャリア50から搬送機構60により基板Sを取り出し、ロードロック室20に搬送し、真空搬送室10内の真空搬送機構70がロードロック室20から基板Sを受け取ってプラズマエッチング装置30へ搬送する。   The substrate S is taken out of the carrier 50 by the transport mechanism 60 and transported to the load lock chamber 20, and the vacuum transport mechanism 70 in the vacuum transport chamber 10 receives the substrate S from the load lock chamber 20 and transports the substrate S to the plasma etching apparatus 30.

プラズマエッチング装置30においては、まず、真空ポンプ163によってチャンバー104内を真空搬送室10に適合する圧力に調整し、ゲートバルブGを開放して搬入出口155から真空搬送機構70によって基板Sをチャンバー104内に搬入し、基板載置台130上に基板Sを載置させる。真空搬送機構70をチャンバー104から退避させた後、ゲートバルブGを閉じる。   In the plasma etching apparatus 30, first, the inside of the chamber 104 is adjusted to a pressure compatible with the vacuum transfer chamber 10 by the vacuum pump 163, the gate valve G is opened, and the substrate S is chamber 104 by the vacuum transfer mechanism 70 from the loading / unloading port 155. Then, the substrate S is placed on the substrate mounting table 130. After evacuating the vacuum transfer mechanism 70 from the chamber 104, the gate valve G is closed.

この状態で、自動圧力制御バルブ(APC)162によりチャンバー104内の圧力を所定の真空度に調整するとともに、処理ガス供給機構120からシャワー筐体111を介して、処理ガスとしてエッチングガスである塩素含有ガス、例えば、Clガスをチャンバー104内に供給する。塩素含有ガスに加えて希釈ガスとしてArガス等の不活性ガスを供給してもよい。 In this state, the pressure in the chamber 104 is adjusted to a predetermined degree of vacuum by an automatic pressure control valve (APC) 162 and chlorine as an etching gas as a processing gas from the processing gas supply mechanism 120 via the shower housing 111 A contained gas, for example, Cl 2 gas is supplied into the chamber 104. In addition to the chlorine-containing gas, an inert gas such as Ar gas may be supplied as a dilution gas.

このとき、基板Sは、静電チャック132により吸着され、温調機構(図示せず)により温調される。   At this time, the substrate S is attracted by the electrostatic chuck 132 and temperature-controlled by a temperature control mechanism (not shown).

次いで、高周波電源115から例えば13.56MHzの高周波を高周波アンテナ113に印加し、これにより誘電体壁102を介してチャンバー104内に均一な誘導電界を形成する。このようにして形成された誘導電界により、塩素含有ガスのプラズマが生成される。このようにして生成された、高密度の誘導結合プラズマにより、基板SのAl含有金属膜であるTi/Al/Ti膜がエッチングされる。   Next, a high frequency of 13.56 MHz, for example, is applied from the high frequency power source 115 to the high frequency antenna 113, thereby forming a uniform induction electric field in the chamber 104 via the dielectric wall 102. The induction electric field thus formed generates a plasma of a chlorine-containing gas. The Ti / Al / Ti film which is the Al-containing metal film of the substrate S is etched by the high density inductively coupled plasma generated in this manner.

このとき、プラズマエッチング装置30では、上述したように反応生成物としてAlClxが生成され、その一部がチャンバー104内の壁部等に付着する。一方、AlOxおよびAlFxはほとんど生成されない。   At this time, in the plasma etching apparatus 30, AlClx is generated as a reaction product as described above, and a part thereof adheres to a wall or the like in the chamber 104. On the other hand, AlOx and AlFx are hardly generated.

次に、プラズマエッチング後の基板SのAl含有金属膜であるTi/Al/Ti膜に対し、後処理装置40により、Oガス、またはOガスおよびフッ素含有ガス、例えば、CFガスを用いてコロージョン抑制のための後処理を行う(ステップ3)。 Next, with respect to the Ti / Al / Ti film which is the Al-containing metal film of the substrate S after plasma etching, an O 2 gas or an O 2 gas and a fluorine-containing gas, for example, a CF 4 gas Post-processing for corrosion suppression is performed (step 3).

以下、ステップ3の後処理について具体的に説明する。   The post-processing of step 3 will be specifically described below.

真空搬送機構70により、プラズマエッチング装置30からエッチング処理後の基板Sを取り出し、後処理装置40へ搬送する。   The substrate S after the etching process is taken out of the plasma etching apparatus 30 by the vacuum transfer mechanism 70 and transferred to the post-processing apparatus 40.

後処理装置40では、プラズマエッチング装置30と同様に、基板Sをチャンバー104内に搬入し、基板載置台130上に載置させ、チャンバー104内の圧力を所定の真空度に調整するとともに、処理ガス供給機構120′からシャワー筐体111を介して、後処理ガスとして、Oガス、またはOガスとフッ素含有ガス、例えば、CFガスをチャンバー104内へ供給する。これらに加えて希釈ガスとしてAr等の不活性ガスを供給してもよい。 In the post-processing apparatus 40, as in the plasma etching apparatus 30, the substrate S is carried into the chamber 104, mounted on the substrate mounting table 130, and the pressure in the chamber 104 is adjusted to a predetermined degree of vacuum and processing As a post-treatment gas, O 2 gas or O 2 gas and a fluorine-containing gas, for example, CF 4 gas are supplied into the chamber 104 from the gas supply mechanism 120 ′ via the shower housing 111. In addition to these, an inert gas such as Ar may be supplied as a dilution gas.

そして、プラズマエッチング装置30と同様、誘導電界により、後処理ガスであるOガス、またはOガスとフッ素含有ガスのプラズマが生成され、このようにして生成された誘導結合プラズマにより、エッチングされたAl含有金属膜であるTi/Al/Ti膜のコロージョン抑制処理が行われる。 Then, similarly to the plasma etching apparatus 30, plasma of O 2 gas as a post-treatment gas or O 2 gas and fluorine-containing gas is generated by the induction electric field, and etched by the inductively coupled plasma generated in this manner. The corrosion suppression processing of the Ti / Al / Ti film which is the Al-containing metal film is performed.

このとき、後処理装置40では、エッチング処理が行われないので反応生成物の発生量は少ない。   At this time, in the post-processing apparatus 40, the amount of generated reaction products is small because the etching process is not performed.

後処理装置40での後処理の後の基板Sを、真空搬送機構70により、後処理装置40のチャンバー104から取り出し、ロードロック室20に搬送し、搬送機構60によりキャリア50に戻す。   The substrate S after post-processing in the post-processing apparatus 40 is taken out of the chamber 104 of the post-processing apparatus 40 by the vacuum transfer mechanism 70, transferred to the load lock chamber 20, and returned to the carrier 50 by the transfer mechanism 60.

以上のようなプラズマエッチング処理(ステップ2)および後処理(ステップ3)とを1回または2回以上の所定回数行った後、プラズマエッチング装置30のチャンバー104内のドライクリーニング処理を行う(ステップ4)。   After the plasma etching process (step 2) and the post-processing (step 3) described above are performed one or two or more predetermined times, the dry cleaning process in the chamber 104 of the plasma etching apparatus 30 is performed (step 4) ).

ドライクリーニングは、基板載置台130上に基板Sを載置しない状態で、チャンバー104内にドライクリーニングガスとしてプラズマエッチングの際のエッチングガスと同様、塩素含有ガス、例えば、Clガスを供給し、プラズマエッチングの際と同様の誘導結合プラズマにより行う。 In the dry cleaning, a chlorine-containing gas, for example, a Cl 2 gas is supplied as a dry cleaning gas into the chamber 104 in the same manner as an etching gas in plasma etching without mounting the substrate S on the substrate mounting table 130. The same inductive coupling plasma as in plasma etching is used.

このドライクリーニングにより、プラズマエッチング装置30のチャンバー104に付着したAlClxを除去することができる。すなわち、プラズマエッチング装置30では、従来のような、Oガス、またはOガスとフッ素含有ガスによるコロージョン抑制処理を行わないので、反応生成物としてドライクリーニングにより除去が困難なAlOxおよびAlFxが生成せず、ドライクリーニングが可能となる。 By this dry cleaning, AlClx attached to the chamber 104 of the plasma etching apparatus 30 can be removed. That is, in the plasma etching apparatus 30, conventional as, O 2 gas or is not performed corrosion inhibition treatment with O 2 gas and fluorine-containing gas, are difficult AlOx and AlFx removed by dry cleaning as a reaction product, produced Dry cleaning becomes possible without doing.

また、ドライクリーニングの際には、基板載置台130上に基板Sが載置されず、静電チャック132に基板Sが存在しないため、ドライクリーニングガスである塩素含有ガスのプラズマが直接静電チャック132に作用する。   Further, during dry cleaning, the substrate S is not mounted on the substrate mounting table 130, and the substrate S does not exist on the electrostatic chuck 132, so the plasma of chlorine-containing gas, which is a dry cleaning gas, is directly electrostatic chuck Acts on 132.

従来、プラズマエッチング装置は、ドライクリーニングを行っていないため、静電チャックに基板Sを載せない状態でプラズマ処理を行うことがなく、静電チャックの絶縁層は、YやAlの溶射膜で十分であった。しかし、ドライクリーニングの際に塩素含有ガスのプラズマが直接作用すると、絶縁層がYやAlの溶射膜ではダメージが及ぼされ、寿命が短くなるおそれがあることが判明した。この問題を解消するために、ドライクリーニングの際に、基板載置台130上にダミー基板である素ガラスを載置した状態でドライクリーニングを行うことが考えられるが、この場合には、素ガラスをプラズマエッチング装置30に対して搬入/搬出する工程が発生し、生産性が低下してしまう。 Conventionally, since the plasma etching apparatus does not perform dry cleaning, plasma processing is not performed without placing the substrate S on the electrostatic chuck, and the insulating layer of the electrostatic chuck is made of Y 2 O 3 or Al 2 O The sprayed film of 3 was sufficient. However, it has been found that if the plasma of a chlorine-containing gas directly acts during dry cleaning, the insulating layer is damaged by the sprayed film of Y 2 O 3 or Al 2 O 3 and the life may be shortened. In order to solve this problem, it is conceivable that dry cleaning is performed in a state where the raw glass which is a dummy substrate is mounted on the substrate mounting table 130 at the time of dry cleaning. In this case, the raw glass is used. A process of carrying in / out the plasma etching apparatus 30 occurs, and the productivity is reduced.

そこで、本実施形態では、静電チャック132の絶縁層145として、Alと、Yと、珪素化合物との混合物を溶射して形成された混合溶射膜を用いる。Yは材質的にプラズマ耐性が高く、また、Alは塩素含有ガスに対する化学的耐性が高く、さらに珪素化合物は、ガラス質となってYおよびAlの粒界を埋めて緻密化する作用があるため、混合溶射膜は、Clガス等の塩素含有ガスのプラズマに対する耐性が高くなり、ドライクリーニングの際に素ガラスを載置することなく、所望の寿命を保つことができる。また、絶縁層145は、吸着電極146に対して基板S側となる上部絶縁層145aと、吸着電極146に対して基板Sの反対側となる下部絶縁層145bとを有する。下部絶縁層145bには、封孔部材による封孔処理を行う。上部絶縁層145aには、封孔処理を行なわない。このように上部絶縁層145aに封孔処理を行わないことで、ドライクリーニングの際に封孔部材からのパーティクルの発生を抑制できる。 Therefore, in the present embodiment, a mixed sprayed film formed by spraying a mixture of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and a silicon compound is used as the insulating layer 145 of the electrostatic chuck 132. Y 2 O 3 is high in plasma resistance as a material, Al 2 O 3 is high in chemical resistance to chlorine-containing gas, and silicon compounds are vitrified to become Y 2 O 3 and Al 2 O 3 . Since the mixed thermal spray coating has high resistance to plasma of chlorine-containing gas such as Cl 2 gas because it has the function of filling grain boundaries and densifying it, it is desirable to mount the raw glass during dry cleaning, without putting it on. It can maintain the life. In addition, the insulating layer 145 includes an upper insulating layer 145 a on the substrate S side with respect to the suction electrode 146 and a lower insulating layer 145 b on the opposite side of the substrate S with respect to the suction electrode 146. The lower insulating layer 145 b is subjected to sealing treatment with a sealing member. The upper insulating layer 145a is not sealed. By thus not sealing the upper insulating layer 145a, generation of particles from the sealing member can be suppressed at the time of dry cleaning.

上述したように、混合溶射膜としては、Al、Y、SiOの混合溶射膜が好ましい。また、Al・Y・SiO・Si4の混合溶射膜も好適に用いることができる。また、静電チャック132の吸着電極146は、Ni−5Al、SUS316L、ハステロイを用いることにより、塩素含有ガスのプラズマに対して高い耐性を示す。 As described above, a mixed sprayed film of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and SiO 2 is preferable as the mixed sprayed film. The mixing sprayed film of Al 2 O 3 · Y 2 O 3 · SiO 2 · Si 3 N 4 can also be suitably used. Further, the adsorption electrode 146 of the electrostatic chuck 132 exhibits high resistance to the plasma of the chlorine-containing gas by using Ni-5Al, SUS316L, or hastelloy.

このように、プラズマエッチング処理(ステップ2)および後処理(ステップ3)を所定回数行った後、ドライクリーニング(ステップ4)を行うサイクルを繰り返すと、プラズマエッチング装置30のチャンバー104内に付着した堆積物(デポ)に剥がれが生じ始めるようになる。このため、このようなサイクルを所定回数繰り返した後、チャンバー104を開放してチャンバーウェットクリーニング(ステップ5)を行う。チャンバーウェットクリーニングは、堆積物をアルコールで拭き取ること、または特殊薬液で洗浄すること等により行われる。   As described above, after the plasma etching process (step 2) and the post-processing (step 3) are performed a predetermined number of times, the cycle of performing the dry cleaning (step 4) is repeated, and deposition deposited in the chamber 104 of the plasma etching apparatus 30 Peeling starts to occur on objects (depots). Therefore, after repeating such a cycle a predetermined number of times, the chamber 104 is opened and chamber wet cleaning (step 5) is performed. The chamber wet cleaning is performed by wiping the deposit with alcohol, cleaning with a special chemical solution, or the like.

以上のように、プラズマエッチング装置30は、プラズマ処理の対象となる基板Sが載置される基板載置台130の載置面を構成する静電チャック132の絶縁層145を有する。絶縁層145は、アルミナ、イットリアおよび珪素化合物により形成されている。また、プラズマエッチング装置30は、絶縁層145内に設けられ、所定の電圧が印加されることで基板Sを吸着する吸着電極146を有する。吸着電極146は、ニッケル含有金属により形成されている。これにより、プラズマエッチング装置30は、ドライクリーニングが行われる場合でも、基板載置台130のプラズマに対する耐性を高くすることができる。この結果、プラズマエッチング装置30は、チャンバー内の堆積物(デポ)がドライクリーニングにより除去可能となり、チャンバーを開放して行われるチャンバークリーニングの周期、すなわちメンテナンスサイクルを著しく長くすることができる。   As described above, the plasma etching apparatus 30 has the insulating layer 145 of the electrostatic chuck 132 which constitutes the mounting surface of the substrate mounting table 130 on which the substrate S to be subjected to plasma processing is mounted. The insulating layer 145 is formed of alumina, yttria and a silicon compound. The plasma etching apparatus 30 further includes an adsorption electrode 146 which is provided in the insulating layer 145 and adsorbs the substrate S when a predetermined voltage is applied. The adsorption electrode 146 is formed of a nickel-containing metal. Thus, the plasma etching apparatus 30 can increase the resistance of the substrate mounting table 130 to plasma even when dry cleaning is performed. As a result, in the plasma etching apparatus 30, deposits (deposits) in the chamber can be removed by dry cleaning, and the cycle of the chamber cleaning performed by opening the chamber, that is, the maintenance cycle can be significantly extended.

また、プラズマエッチング装置30は、塩素含有ガスのプラズマによるプラズマエッチング処理を行う。吸着電極146は、ニッケル含有金属により形成されている。例えば、吸着電極146は、Ni−5Al、SUS316L、ハステロイの何れかにより形成されている。これにより、吸着電極146は、ドライクリーニングの際の塩素含有ガスのプラズマに対して耐性を有するので、ドライクリーニングを行っても静電チャックの寿命を確保することができる。   In addition, the plasma etching apparatus 30 performs a plasma etching process using plasma of a chlorine-containing gas. The adsorption electrode 146 is formed of a nickel-containing metal. For example, the adsorption electrode 146 is formed of any of Ni-5Al, SUS316L, or Hastelloy. Thereby, since the adsorption electrode 146 has resistance to the plasma of the chlorine-containing gas at the time of dry cleaning, the life of the electrostatic chuck can be secured even if dry cleaning is performed.

また、プラズマエッチング装置30は、絶縁層145が、吸着電極146に対して基板S側となる上部絶縁層145aと、吸着電極146に対して基板Sの反対側となる下部絶縁層145bとにより形成されている。そして、プラズマエッチング装置30は、下部絶縁層145bのみ封孔部材による封孔処理が行われている。これにより、プラズマエッチング装置30は、ドライクリーニングの際の封孔部材からのパーティクルの発生を抑制できる。   Further, in the plasma etching apparatus 30, the insulating layer 145 is formed by the upper insulating layer 145a on the substrate S side with respect to the suction electrode 146, and the lower insulating layer 145b on the opposite side of the substrate S with respect to the suction electrode 146. It is done. In the plasma etching apparatus 30, only the lower insulating layer 145b is sealed by the sealing member. Thereby, the plasma etching apparatus 30 can suppress the generation of particles from the sealing member at the time of dry cleaning.

また、処理システム100は、プラズマエッチング装置30でのエッチング処理において、生成される反応生成物がドライクリーニング可能なものとなるように、基板Sを処理する処理ガスを、エッチングガスである塩素含有ガス、例えばClガスのみとしている。そして、処理システム100は、従来、エッチング後に同じチャンバー内で行っていたコロージョン抑制のためのOガスまたはOガスとフッ素含有ガスによるプラズマ処理を別個に設けられた後処理装置40で行う。このため、プラズマエッチング装置30では、プラズマエッチング処理の際に蒸気圧の低いAlOxおよびAlFxは発生せず、チャンバーに生じる堆積物(デポ)は蒸気圧の高いAlClxのみとなる。このため、プラズマエッチング装置30は、従来よりもチャンバー内の堆積物(デポ)自体が減少するとともに、チャンバー内の堆積物(デポ)がドライクリーニングにより除去可能となる。この結果、処理システム100は、プラズマエッチング装置30のチャンバーを開放して行われるチャンバークリーニングの周期、すなわちメンテナンスサイクルを著しく長くすることができる。 Further, the processing system 100 is configured such that the processing gas for processing the substrate S is a chlorine-containing gas which is an etching gas so that the reaction product generated in the etching processing in the plasma etching apparatus 30 can be dry-cleaned. For example, only Cl 2 gas is used. Then, the processing system 100 performs plasma processing with O 2 gas or O 2 gas and fluorine-containing gas for corrosion suppression, which has conventionally been performed in the same chamber after etching, with the post-processing device 40 separately provided. Therefore, in the plasma etching apparatus 30, AlOx and AlFx having a low vapor pressure are not generated during the plasma etching process, and only deposits having a high vapor pressure are AlClx generated in the chamber. Therefore, in the plasma etching apparatus 30, deposits (deposits) in the chamber are reduced as compared with the prior art, and deposits (deposits) in the chamber can be removed by dry cleaning. As a result, the processing system 100 can significantly prolong the cycle of the chamber cleaning performed by opening the chamber of the plasma etching apparatus 30, that is, the maintenance cycle.

<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態では、図1に示す基板Sのゲート電極6または遮光層2を形成する際のMo系材料膜のエッチング処理を例にとって説明する。なお、ゲート電極6または遮光層2を形成するためのMo系材料膜のエッチングに際しては、その上に所定のパターンを有するレジスト膜(図示せず)が形成され、それをマスクとしてプラズマエッチングが行われる。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, an etching process of the Mo-based material film in forming the gate electrode 6 or the light shielding layer 2 of the substrate S shown in FIG. 1 will be described as an example. When etching the Mo-based material film for forming the gate electrode 6 or the light shielding layer 2, a resist film (not shown) having a predetermined pattern is formed thereon, and plasma etching is performed using the resist film as a mask. It will be.

[第2の実施形態に用いる処理システムおよびプラズマエッチング装置の装置構成]
最初に、第2の実施形態に用いる処理システムおよびプラズマエッチング装置の装置構成について説明する。図10は、本実施形態の処理方法を実施するための処理システムを示す概略平面図である。図11は、図10の処理システムに搭載されたプラズマエッチング装置を示す断面図である。
[Processing System Used in Second Embodiment and Apparatus Configuration of Plasma Etching Apparatus]
First, an apparatus configuration of a processing system and a plasma etching apparatus used in the second embodiment will be described. FIG. 10 is a schematic plan view showing a processing system for implementing the processing method of the present embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus mounted on the processing system of FIG.

図10に示すように、処理システム200は、基本的に図2の処理システム100と同様のマルチチャンバタイプの処理システムとして構成される。本実施形態の処理システム200は、2つのプラズマエッチング装置30と、後処理装置40の代わりに、3つのプラズマエッチング装置90が設けられている他は、図2の処理システム100と同様の構成を有している。他の構成は図2と同じなので、同じ符号を付して説明を省略する。   As shown in FIG. 10, the processing system 200 is basically configured as a multi-chamber type processing system similar to the processing system 100 of FIG. The processing system 200 of this embodiment has the same configuration as the processing system 100 of FIG. 2 except that three plasma etching apparatuses 90 are provided instead of the two plasma etching apparatuses 30 and the post-processing apparatus 40. Have. The other configuration is the same as that of FIG.

プラズマエッチング装置90は、基板SのMo系材料膜をエッチングするためのものであり、図11に示すように、処理ガス供給機構120の代わりに処理ガス供給機構220が設けられ、静電チャック132の代わりに静電チャック232が設けられている他は、図3のプラズマエッチング装置30と同じ構成を有している。したがって、図3と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。   The plasma etching apparatus 90 is for etching the Mo-based material film of the substrate S, and as shown in FIG. 11, a processing gas supply mechanism 220 is provided instead of the processing gas supply mechanism 120, and the electrostatic chuck 132 is provided. The plasma etching apparatus 30 has the same configuration as that of the plasma etching apparatus 30 of FIG. Therefore, the same components as those in FIG.

処理ガス供給機構220は、ガス供給管221と、本体容器101の上方外側でガス供給管221から分岐する分岐管221a,221bと、分岐管221aに接続された、フッ素含有ガスであるSFガスを供給するSFガス供給源222と、分岐管221bに接続された、パージガスや希釈ガスとしてArガス、N2ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給源223とを有する。ガス供給管221は、図3のプラズマエッチング装置30のガス供給管121と同様、シャワー筐体111のガス流路112に接続されている。フッ素含有ガスは、エッチングガスおよびドライクリーニングガスとして用いられる。なお、フッ素含有ガスとしては、SFガスの他、CFまたはNFを用いることもできる。 The processing gas supply mechanism 220 includes SF 6 gas, which is a fluorine-containing gas, connected to the gas supply pipe 221, branch pipes 221a and 221b branching from the gas supply pipe 221 at the upper outside of the main vessel 101, and the branch pipe 221a. the has a SF 6 gas supply source 222 supplies, connected to the branch pipe 221b, Ar gas as a purge gas or diluted gas, and an inert gas supply source 223 for supplying an inert gas such as N2 gas. The gas supply pipe 221 is connected to the gas flow path 112 of the shower housing 111 as in the case of the gas supply pipe 121 of the plasma etching apparatus 30 of FIG. 3. The fluorine-containing gas is used as an etching gas and a dry cleaning gas. In addition to CF 6 gas, CF 4 or NF 3 can also be used as the fluorine-containing gas.

静電チャック232は、基材131の表面に形成されたセラミックス溶射膜からなる絶縁層245と、絶縁層245の内部に設けられた吸着電極246とを有する。   The electrostatic chuck 232 has an insulating layer 245 formed of a ceramic sprayed film formed on the surface of the base material 131, and a suction electrode 246 provided inside the insulating layer 245.

ここで、基材131および静電チャック232の構成について、図12を用いて説明する。図12は、第2の実施形態に係る基材および静電チャックの構成を示す断面図である。   Here, the configurations of the base material 131 and the electrostatic chuck 232 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of a base and an electrostatic chuck according to a second embodiment.

静電チャック232は、基材131の上に配置されている。基材131は、例えば、ステンレスにより形成されている。基材131は、ステンレスを用いることにより、高温電極としても使用でき、塩素含有ガスのプラズマ環境でも、フッ素含有ガスのプラズマ環境でも使用できる。   The electrostatic chuck 232 is disposed on the substrate 131. The substrate 131 is made of, for example, stainless steel. The base material 131 can be used as a high temperature electrode by using stainless steel, and can be used either in a plasma environment of a chlorine-containing gas or in a plasma environment of a fluorine-containing gas.

静電チャック232は、絶縁層245と、絶縁層245の内部に設けられた吸着電極246とを有する。絶縁層245は、上下方向に重なった2層の上部絶縁層245aと、下部絶縁層245bとを有する。本実施形態では、絶縁層245は、吸着電極246に対して基板S側となる上部絶縁層245aと、吸着電極246に対して基板Sの反対側となる下部絶縁層245bとを有する。   The electrostatic chuck 232 has an insulating layer 245 and a suction electrode 246 provided inside the insulating layer 245. The insulating layer 245 has two upper insulating layers 245 a and lower insulating layers 245 b which overlap in the vertical direction. In the present embodiment, the insulating layer 245 has an upper insulating layer 245 a that is on the side of the substrate S with respect to the suction electrode 246 and a lower insulating layer 245 b that is on the opposite side of the substrate S with respect to the suction electrode 246.

上部絶縁層245aおよび下部絶縁層245bは、混合溶射膜で構成されている。混合溶射膜は、アルミナ(Al)と、イットリア(Y)と、珪素化合物との混合物を溶射して形成されたものである。Yは、材質的にプラズマ耐性が高い。さらに、珪素化合物は、ガラス質となってYおよびAlの粒界を埋めて緻密化する作用があるため、混合溶射膜は、SFガス等のフッ素含有ガスのプラズマに対して高い耐性を有する。混合溶射膜としては、珪素化合物として酸化珪素(SiO)を用いたAl・Y・SiO膜が好ましい。また、珪素化合物として窒化珪素(Si)を用いたAl・Y・SiO・Si膜も好適に用いることができる。 The upper insulating layer 245a and the lower insulating layer 245b are composed of a mixed spray film. The mixed sprayed film is formed by spraying a mixture of alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), and a silicon compound. Y 2 O 3 is highly resistant to plasma in terms of the material. Furthermore, the silicon compound has the effect of vitrifying and filling the grain boundaries of Y 2 O 3 and Al 2 O 3 and densifying it, so that the mixed spray coating is suitable for plasma of fluorine-containing gas such as SF 6 gas. Has high resistance to. As the mixed spray coating, an Al 2 O 3 .Y 2 O 3 .SiO 2 film using silicon oxide (SiO 2 ) as a silicon compound is preferable. In addition, an Al 2 O 3 .Y 2 O 3 .SiO 2 .Si 3 N 4 film using silicon nitride (Si 3 N 4 ) as a silicon compound can also be suitably used.

また、本実施形態でも、上部絶縁層245aと下部絶縁層245bのうち、下部絶縁層245bにのみ封孔部材による封孔処理を行なっている。すなわち、上部絶縁層245aは、封孔処理が行われていない。これにより、上部絶縁層245aには、封孔処理を行わないことで、ドライクリーニングを行った際のパーティクルの発生を抑制できる。   Also in this embodiment, only the lower insulating layer 245b of the upper insulating layer 245a and the lower insulating layer 245b is subjected to the sealing treatment by the sealing member. That is, the upper insulating layer 245a is not sealed. Thus, the sealing process is not performed on the upper insulating layer 245a, which can suppress the generation of particles when the dry cleaning is performed.

上部絶縁層245aに対して封孔処理を行わないため、吸着電極246は、フッ素含有ガスに対して腐食の少ない金属を用いる必要がある。そこで、吸着電極246は、クロム含有金属で構成する。例えば、吸着電極246は、クロム(Cr)により形成されている。これらクロム(Cr)は、従来から吸着電極に用いられているタングステン(W)およびモリブデン(Mo)よりも、塩化物、フッ化物の蒸気圧が低い。   In order not to seal the upper insulating layer 245a, the adsorption electrode 246 needs to use a metal that is less corrosive to the fluorine-containing gas. Therefore, the adsorption electrode 246 is made of a chromium-containing metal. For example, the adsorption electrode 246 is formed of chromium (Cr). The chromium (Cr) has a lower vapor pressure of chloride and fluoride than tungsten (W) and molybdenum (Mo) conventionally used for the adsorption electrode.

図13は、蒸気圧の一例を示す断面図である。図13には、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)の塩化物、フッ化物の温度ごとの蒸気圧が示されている。クロム(Cr)は、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)よりも、塩化物、フッ化物の蒸気圧が低い。このため、クロム(Cr)は、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)よりも、フッ素含有ガスに対して、耐性が高い。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the vapor pressure. FIG. 13 shows the vapor pressures of chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo) chloride and fluoride at different temperatures. Chromium (Cr) has a lower vapor pressure of chloride and fluoride than tungsten (W) and molybdenum (Mo). Therefore, chromium (Cr) is more resistant to fluorine-containing gas than tungsten (W) and molybdenum (Mo).

また、クロム(Cr)は、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)よりもアルミナ(Al)と、イットリア(Y)に線膨張係数が近い。 Further, chromium (Cr) has a linear expansion coefficient closer to that of alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3 ) than tungsten (W) and molybdenum (Mo).

図14は、線膨張係数の一例を示す断面図である。図14には、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、アルミナ(Al)、イットリア(Y)の線膨張係数(a)が示されている。また、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)には、アルミナ(Al)およびイットリア(Y)との線膨張係数の差(Δa)が示されている。図14に示すように、クロム(Cr)は、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)よりもアルミナ(Al)と、イットリア(Y)に線膨張係数が近い。これにより、静電チャック232は、吸着電極246をクロム(Cr)により形成することにより、高温となった場合でも絶縁層245の溶射割れが発生しにくくなる。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a linear expansion coefficient. FIG. 14 shows the linear expansion coefficients (a) of chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo), alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3 ). Further, in chromium (Cr), tungsten (W), and molybdenum (Mo), the difference (Δa) in linear expansion coefficient between alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3 ) is shown. As shown in FIG. 14, chromium (Cr) has a linear expansion coefficient closer to that of alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3 ) than tungsten (W) and molybdenum (Mo). As a result, the electrostatic chuck 232 is made of chromium (Cr) and the thermal spray cracking of the insulating layer 245 is less likely to occur even when the temperature becomes high.

上部絶縁層245aは、封孔処理を行わないため、第1の実施形態の上部絶縁層145aと同様に、準緻密混合溶射により緻密に溶射することが好ましい。   The upper insulating layer 245a is preferably subjected to dense thermal spraying by quasi-dense mixed thermal spraying in the same manner as the upper insulating layer 145a of the first embodiment because sealing treatment is not performed.

吸着電極246は板状、膜状、格子状、網状等種々の形態をとることができる。吸着電極246には、給電線147を介して直流電源148が接続されており、吸着電極246に直流電圧が印加されるようになっている。吸着電極246への給電は、スイッチ(図示せず)でオンオフされるようになっている。吸着電極246に直流電圧を印加することにより、クーロン力による静電吸着力が発生し基板Sが吸着される。   The adsorption electrode 246 can take various forms such as a plate, a film, a lattice, a mesh and the like. A DC power supply 148 is connected to the adsorption electrode 246 via a feeder line 147, and a DC voltage is applied to the adsorption electrode 246. Power supply to the adsorption electrode 246 is turned on and off by a switch (not shown). By applying a DC voltage to the adsorption electrode 246, an electrostatic adsorption force is generated by the coulomb force, and the substrate S is adsorbed.

静電チャック232の絶縁層245は、アルミナ(Al)とイットリア(Y)と珪素化合物との混合物を溶射して形成された混合溶射膜、またはYで構成されている。また、静電チャック232の吸着電極246は、クロム(Cr)で構成されている。絶縁層245を構成するアルミナ(Al)とイットリア(Y)と珪素化合物との混合物、およびY、ならびに吸着電極246を構成するAlは、フッ素系ガスであるSFのプラズマに対して高い耐性を有する。 The insulating layer 245 of the electrostatic chuck 232 is composed of a mixed sprayed film formed by spraying a mixture of alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ) and a silicon compound, or Y 2 O 3 ing. Further, the attraction electrode 246 of the electrostatic chuck 232 is made of chromium (Cr). A mixture of alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), and a silicon compound constituting the insulating layer 245, Y 2 O 3 , and Al constituting the adsorption electrode 246 are SF, which is a fluorine-based gas. It has high resistance to 6 plasmas.

[第2の実施形態に係るプラズマ処理方法]
次に、以上の処理システム200による第2の実施形態に係るプラズマ処理方法について図15のフローチャートを参照して説明する。図15は、第2の実施形態に係るプラズマ処理方法を示すフローチャートである。
[Plasma processing method according to the second embodiment]
Next, a plasma processing method according to the second embodiment of the above processing system 200 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 15 is a flowchart showing a plasma processing method according to the second embodiment.

ここでは、処理システム200により、基板Sに形成されたMo系材料膜、例えばMo膜またはMoW膜のプラズマエッチング処理を行う。   Here, the plasma etching process of the Mo-based material film formed on the substrate S, for example, the Mo film or the MoW film is performed by the processing system 200.

最初に、プラズマエッチング装置90でのプラズマエッチング処理において、生成される反応生成物がドライクリーニング可能なものとなるように処理ガスを選定する(ステップ11)。   First, in the plasma etching process in the plasma etching apparatus 90, a process gas is selected so that the reaction product generated can be dry-cleaned (step 11).

具体的には、本実施形態では処理ガスとして、フッ素含有ガスであるSFガスを選定する。図16は、処理ガスとしてSFガスを用いてMo系材料膜をエッチングした場合のチャンバー内で生成する反応生成物を示す概略図である。SFガスを用いてMo膜やMoW膜のようなMo系材料膜をプラズマエッチングする場合、図16に示すように、反応生成物として主にMoFxが生成され、これらの一部がチャンバー壁に付着して堆積物(デポ)となるが、MoFxは蒸気圧が高くドライクリーニングで除去可能である。 Specifically, in the present embodiment, SF 6 gas which is a fluorine-containing gas is selected as the processing gas. FIG. 16 is a schematic view showing a reaction product generated in the chamber when the Mo-based material film is etched using SF 6 gas as a processing gas. When plasma etching a Mo-based material film such as Mo film or MoW film using SF 6 gas, as shown in FIG. 16, mainly MoF x is generated as a reaction product, and a part of these is on the chamber wall Although it adheres to a deposit (depot), MoFx has a high vapor pressure and can be removed by dry cleaning.

図17は、処理ガスとしてSFガスおよびOガスを用いてMo系材料膜をエッチングした場合のチャンバー内で生成する反応生成物を示す概略図である。一方、従来のように、Mo系材料膜をSFガスとOガスを用いてエッチングする場合には、図17に示すように、反応生成物としてMoFxの他、MoFxOyやMoOxも生成される。これらのうち、MoOxは蒸気圧が低いため、揮発せず、チャンバー壁に付着して堆積物(デポ)となりやすい。そして、堆積物であるMoOxが剥がれるとパーティクルの原因となり、製品に悪影響を及ぼす。また、MoOxは安定性が高いため、ドライクリーニングでは除去することが困難である。 FIG. 17 is a schematic view showing a reaction product generated in the chamber when the Mo-based material film is etched using SF 6 gas and O 2 gas as a processing gas. On the other hand, when etching a Mo-based material film using SF 6 gas and O 2 gas as in the prior art, as shown in FIG. 17, MoFx Oy and MoO x as well as MoF x are also produced as reaction products. . Among these, MoOx does not volatilize because it has a low vapor pressure, and it easily adheres to the chamber wall and becomes a deposit (depot). And if MoOx which is a deposit peels off, it becomes a cause of a particle and exerts a bad influence on a product. Moreover, MoOx is difficult to remove by dry cleaning because it has high stability.

そこで、本実施形態では、チャンバー内で反応生成物としてドライクリーニングが可能なMoFxが生成され、パーティクルの原因となりドライクリーニングでは除去が困難なMoOxが生成されないように、プラズマエッチング装置90における基板Sの処理ガスを、フッ素含有ガスであるSFガスのみとする。 Therefore, in the present embodiment, MoFx capable of dry cleaning is generated as a reaction product in the chamber, and particles of the substrate S in the plasma etching apparatus 90 are not generated so as to cause generation of MoOx which is difficult to remove by dry cleaning. The processing gas is only the SF 6 gas which is a fluorine-containing gas.

このようにしてプラズマエッチングの際の処理ガスを選定した後、基板Sに形成されたMo材料膜に対し、プラズマエッチング装置90により、予め選定された処理ガスであるSFガスを用いてプラズマエッチング処理を施す(ステップ12)。 After selecting the processing gas at the time of plasma etching in this way, the plasma etching apparatus 90 performs plasma etching on the Mo material film formed on the substrate S using SF 6 gas which is a processing gas selected in advance. Perform processing (step 12).

以下、ステップ12のプラズマエッチング処理について具体的に説明する。
キャリア50から搬送機構60により基板Sを取り出し、ロードロック室20に搬送し、真空搬送室10内の真空搬送機構70がロードロック室20から基板Sを受け取ってプラズマエッチング装置90へ搬送する。
Hereinafter, the plasma etching process of step 12 will be specifically described.
The substrate S is taken out of the carrier 50 by the transport mechanism 60 and transported to the load lock chamber 20, and the vacuum transport mechanism 70 in the vacuum transport chamber 10 receives the substrate S from the load lock chamber 20 and transports the substrate S to the plasma etching apparatus 90.

プラズマエッチング装置90においては、チャンバー104内を真空搬送室10に適合する圧力に調整した後、ゲートバルブGを開放して搬入出口155から真空搬送機構70によって基板Sをチャンバー104内に搬入し、基板載置台130上に基板Sを載置させる。真空搬送機構70をチャンバー104から退避させた後、ゲートバルブGを閉じる。   In the plasma etching apparatus 90, after the inside of the chamber 104 is adjusted to a pressure compatible with the vacuum transfer chamber 10, the gate valve G is opened, and the substrate S is loaded into the chamber 104 from the loading / unloading port 155 by the vacuum transfer mechanism 70, The substrate S is mounted on the substrate mounting table 130. After evacuating the vacuum transfer mechanism 70 from the chamber 104, the gate valve G is closed.

この状態で、自動圧力制御バルブ(APC)162によりチャンバー104内の圧力を所定の真空度に調整するとともに、処理ガス供給機構220からシャワー筐体111を介して、処理ガスとしてフッ素含有ガスであるSFガスをチャンバー104内に供給する。SFガスに加えて希釈ガスとしてArガス等の不活性ガスを供給してもよい。 In this state, the pressure in the chamber 104 is adjusted to a predetermined degree of vacuum by the automatic pressure control valve (APC) 162, and the processing gas supply mechanism 220 is a fluorine-containing gas as the processing gas via the shower housing 111. SF 6 gas is supplied into the chamber 104. In addition to the SF 6 gas, an inert gas such as Ar gas may be supplied as a dilution gas.

このとき、基板Sは、静電チャック232により吸着され、温調機構(図示せず)により温調される。   At this time, the substrate S is attracted by the electrostatic chuck 232 and temperature-controlled by a temperature control mechanism (not shown).

次いで、高周波電源115から例えば13.56MHzの高周波を高周波アンテナ113に印加し、これにより誘電体壁102を介してチャンバー104内に均一な誘導電界を形成する。このようにして形成された誘導電界により、フッ素含有ガスであるSFガスのプラズマが生成される。このようにして生成された、高密度の誘導結合プラズマにより、基板SのMo系材料膜がエッチングされる。 Next, a high frequency of 13.56 MHz, for example, is applied from the high frequency power source 115 to the high frequency antenna 113, thereby forming a uniform induction electric field in the chamber 104 via the dielectric wall 102. The induction electric field thus formed generates a plasma of SF 6 gas which is a fluorine-containing gas. The Mo-based material film of the substrate S is etched by the high density inductively coupled plasma generated in this manner.

このとき、プラズマエッチング装置90では、上述したように反応生成物としてMoFxが生成され、チャンバー104内の壁部等に付着する。一方、MoOxはほとんど生成されない。   At this time, in the plasma etching apparatus 90, MoFx is generated as a reaction product as described above, and adheres to a wall or the like in the chamber 104. On the other hand, MoOx is hardly generated.

プラズマエッチング装置90でステップ12のプラズマエッチング処理を行った後、基板Sを、真空搬送機構70により取り出し、ロードロック室20に搬送し、搬送機構60によりキャリア50に戻す。   After the plasma etching process of step 12 is performed by the plasma etching apparatus 90, the substrate S is taken out by the vacuum transfer mechanism 70, transferred to the load lock chamber 20, and returned to the carrier 50 by the transfer mechanism 60.

以上のようなステップ12のプラズマエッチング処理を1回または2回以上の所定回数行った後、プラズマエッチング装置90のチャンバー104内のドライクリーニング処理を行う(ステップ13)。   After the plasma etching process of step 12 as described above is performed one or two or more predetermined times, the dry cleaning process is performed in the chamber 104 of the plasma etching apparatus 90 (step 13).

ドライクリーニングは、基板載置台130上に基板Sを載置しない状態で、チャンバー104内にドライクリーニングガスとしてプラズマエッチングの際のエッチングガスと同様、フッ素含有ガスであるSFガスを供給し、プラズマエッチングの際と同様の誘導結合プラズマにより行う。 In dry cleaning, in a state where the substrate S is not mounted on the substrate mounting table 130, SF 6 gas which is a fluorine-containing gas is supplied as a dry cleaning gas into the chamber 104 as a dry cleaning gas. The same inductive coupling plasma as etching is used.

このドライクリーニングにより、プラズマエッチング装置90のチャンバー104に付着したMoFxを除去することができる。すなわち、プラズマエッチング装置90では、エッチングガスとして従来用いていたOガスを含まないので、反応生成物としてドライクリーニングにより除去が困難なMoOxが生成せず、ドライクリーニングが可能となる。 By this dry cleaning, MoFx attached to the chamber 104 of the plasma etching apparatus 90 can be removed. That is, since the plasma etching apparatus 90 does not contain the O 2 gas conventionally used as the etching gas, MoO x which is difficult to remove by dry cleaning is not generated as a reaction product, and dry cleaning becomes possible.

また、ドライクリーニングの際には、基板載置台130上に基板Sが載置されず、静電チャック232に基板Sが存在しないため、ドライクリーニングガスであるSFガスのプラズマが直接静電チャック232に作用する。 Further, in dry cleaning, the substrate S is not mounted on the substrate mounting table 130, and the substrate S does not exist on the electrostatic chuck 232, so the plasma of SF 6 gas which is a dry cleaning gas is directly electrostatic chucked. Acts on 232.

従来、プラズマエッチング装置ではドライクリーニングを行っていないため、静電チャックに基板Sを載せない状態でプラズマ処理を行うことがなく、静電チャックとしては、絶縁層としてYやAlの溶射膜を用い、吸着電極としてWやMoを用いることで十分であった。しかし、ドライクリーニングの際にフッ素含有ガスであるSFガスプラズマが静電チャックに直接作用しても、絶縁層であるYやAlの溶射膜は耐性を有するが、溶射膜の封孔処理材がプラズマにより除去されて、プラズマおよびフッ素含有ガスが吸着面に達すると、吸着電極がWやMoではダメージが及ぼされ、静電チャックの寿命が短くなるおそれがあることが判明した。この問題を解消するために、ドライクリーニングの際に、基板載置台130上にダミー基板である素ガラスを載置した状態でドライクリーニングを行うことが考えられるが、この場合には、素ガラスをプラズマエッチング装置90に対して搬入/搬出する工程が発生し、生産性が低下してしまう。 Conventionally, since dry cleaning is not performed in a plasma etching apparatus, plasma processing is not performed in a state in which the substrate S is not placed on the electrostatic chuck, and Y 2 O 3 or Al 2 O as an insulating layer is used as an electrostatic chuck. It was sufficient to use W and Mo as an adsorption electrode using the sprayed film of No. 3 . However, even if SF 6 gas plasma, which is a fluorine-containing gas, acts directly on the electrostatic chuck during dry cleaning, the sprayed film of Y 2 O 3 or Al 2 O 3 which is an insulating layer has resistance, but thermal spraying When the sealing material of the film is removed by plasma and the plasma and fluorine-containing gas reach the adsorption surface, the adsorption electrode may be damaged by W or Mo, and the life of the electrostatic chuck may be shortened. found. In order to solve this problem, it is conceivable that dry cleaning is performed in a state where the raw glass which is a dummy substrate is mounted on the substrate mounting table 130 at the time of dry cleaning. In this case, the raw glass is used. A process of carrying in / out the plasma etching apparatus 90 occurs, and the productivity is reduced.

そこで、本実施形態では、静電チャック232の吸着電極246としてクロム含有金属を用いる。例えば、本実施形態では、吸着電極246として、クロム(Cr)を用いる。Crは、WやMoよりもフッ素含有ガスであるSFガスのプラズマに対する耐性が高いため、ドライクリーニングの際に素ガラスを載置することなく、所望の寿命を保つことができる。 Therefore, in the present embodiment, a chromium-containing metal is used as the attraction electrode 246 of the electrostatic chuck 232. For example, in the present embodiment, chromium (Cr) is used as the adsorption electrode 246. Since Cr has higher resistance to plasma of SF 6 gas which is a fluorine-containing gas than W and Mo, it is possible to maintain a desired life without mounting the raw glass at the time of dry cleaning.

また、アルミナ(Al)とイットリア(Y)と珪素化合物との混合物を溶射して形成された混合溶射膜、およびYは、フッ素含有ガスであるSFガスのプラズマに対する耐性が高いため、吸着電極246としてCrを用いることに加えて、絶縁層245として混合溶射膜またはYを用いることにより、SFガスのプラズマに対する耐性をより高めることができる。 In addition, a mixed sprayed film formed by spraying a mixture of alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ) and a silicon compound, and Y 2 O 3 is an SF 6 gas that is a fluorine-containing gas. Since the resistance to plasma is high, the resistance to SF 6 gas plasma can be further enhanced by using a mixed spray film or Y 2 O 3 as the insulating layer 245 in addition to using Cr as the adsorption electrode 246.

このように、プラズマエッチング処理(ステップ12)を所定回数行った後、ドライクリーニング(ステップ13)を行うサイクルを繰り返すと、プラズマエッチング装置90のチャンバー104内に付着した堆積物(デポ)に剥がれが生じ始めるようになる。このため、このようなサイクルを所定回数繰り返した後、チャンバー104を開放してチャンバーウェットクリーニング(ステップ14)を行う。チャンバーウェットクリーニングは、堆積物をアルコールで拭き取ること、または特殊薬液で洗浄すること等により行われる。   As described above, after performing the plasma etching process (step 12) a predetermined number of times and repeating the dry cleaning (step 13) cycle, the deposits (deposits) deposited in the chamber 104 of the plasma etching apparatus 90 are peeled off. It will start to occur. Therefore, after repeating such a cycle a predetermined number of times, the chamber 104 is opened and chamber wet cleaning (step 14) is performed. The chamber wet cleaning is performed by wiping the deposit with alcohol, cleaning with a special chemical solution, or the like.

以上のように、プラズマエッチング装置30は、フッ素含有ガスのプラズマによるプラズマエッチング処理を行う。吸着電極246は、クロム含有金属により形成されている。例えば、吸着電極246は、クロム(Cr)により形成されている。これにより、吸着電極246は、ドライクリーニングの際のフッ素含有ガスのプラズマに対して耐性を有するので、ドライクリーニングを行っても静電チャック132の寿命を確保することができる。また、静電チャック232の絶縁層245として混合溶射膜を用いることにより、フッ素含有ガスであるSFガスのプラズマに対する耐性をより高めることができる。 As described above, the plasma etching apparatus 30 performs a plasma etching process using plasma of a fluorine-containing gas. The adsorption electrode 246 is formed of a chromium-containing metal. For example, the adsorption electrode 246 is formed of chromium (Cr). Thereby, since the adsorption electrode 246 has resistance to the plasma of the fluorine-containing gas at the time of dry cleaning, the life of the electrostatic chuck 132 can be secured even if dry cleaning is performed. In addition, by using a mixed spray coating as the insulating layer 245 of the electrostatic chuck 232, the resistance to plasma of SF 6 gas which is a fluorine-containing gas can be further enhanced.

また、処理システム100は、プラズマエッチング装置90でのエッチング処理において、生成される反応生成物がドライクリーニング可能なものとなるように、基板Sをエッチングするガスをフッ素含有ガスであるSFガスのみとし、従来、SFガスとともに用いていたOガスを用いないようにした。このため、プラズマエッチング装置90では、プラズマエッチング処理の際に蒸気圧の低いMoOxは発生せず、チャンバーに生じる堆積物(デポ)は蒸気圧の高いMoFxのみとなる。このため、プラズマエッチング装置90は、従来よりもチャンバー内の堆積物(デポ)自体が減少するとともに、チャンバー内の堆積物(デポ)がドライクリーニングにより除去可能となる。この結果、処理システム100は、プラズマエッチング装置90のチャンバーを開放して行われるチャンバークリーニングの周期、すなわちメンテナンスサイクルを著しく長くすることができる。 Further, the processing system 100 etches the substrate S only with SF 6 gas, which is a fluorine-containing gas, so that the reaction product generated in the etching processing by the plasma etching apparatus 90 can be dry-cleaned. And, it was made not to use O 2 gas which was conventionally used together with SF 6 gas. Therefore, in the plasma etching apparatus 90, MoOx having a low vapor pressure is not generated during the plasma etching process, and deposits (depots) generated in the chamber are only MoFx having a high vapor pressure. Therefore, in the plasma etching apparatus 90, the deposits (deposits) in the chamber are reduced as compared with the prior art, and the deposits (deposits) in the chamber can be removed by dry cleaning. As a result, the processing system 100 can significantly prolong the cycle of the chamber cleaning performed by opening the chamber of the plasma etching apparatus 90, that is, the maintenance cycle.

<他の適用>
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、TFTのソース電極およびドレイン電極を形成するためのAl含有金属膜のエッチング、および遮光膜またはゲート電極を形成するためのMo系材料膜のエッチングに適用した例について説明したが、これに限らず、プラズマエッチング装置でのプラズマエッチング処理において、生成される反応生成物がドライクリーニング可能なものとなる処理ガスを用いることができればよい。
<Other application>
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the example applied to the etching of the Al-containing metal film for forming the source electrode and the drain electrode of the TFT and the etching of the Mo-based material film for forming the light shielding film or the gate electrode has been described. However, the present invention is not limited to this, as long as it is possible to use a processing gas which makes it possible to dry clean the reaction product generated in the plasma etching process in the plasma etching apparatus.

また、上記実施形態では、クリーニングガスとしてプラズマエッチングの際のエッチングガスと同じものを用いた例を示したが、クリーニングガスはエッチングガスと異なるものであってもよい。   In the above embodiment, an example in which the same etching gas as plasma etching is used is shown as the cleaning gas, but the cleaning gas may be different from the etching gas.

さらに、上記実施形態では、プラズマエッチング装置として誘導結合プラズマエッチング装置を用いた例を示したが、これに限らず、容量結合プラズマエッチング装置やマイクロ波プラズマエッチング装置等の他のプラズマエッチング装置であってもよい。   Furthermore, although the example which used the inductive coupling plasma etching apparatus as a plasma etching apparatus was shown in the said embodiment, it is not only this but other plasma etching apparatuses, such as a capacitive coupling plasma etching apparatus and a microwave plasma etching apparatus. May be

1 ガラス基板
2 遮光層
4 ポリシリコン膜
5 ゲート絶縁膜
6 ゲート電極
7 層間絶縁膜
8a ソース電極
8b ドレイン電極
10 真空搬送室
20 ロードロック室
30,90 プラズマエッチング装置
40 後処理装置
50 キャリア
60 搬送機構
70 真空搬送機構
80 制御部
100,200 処理システム
101 本体容器
102 誘電体壁
104 チャンバー
111 シャワー筐体
113 高周波アンテナ
115,153 高周波電源
120,120′,220 処理ガス供給機構
130 基板載置台
131 基材
132,232 静電チャック
145,245 絶縁層
145a,245a 上部絶縁層
145b,245b 下部絶縁層
146,246 吸着電極
160 排気部
S 基板
Reference Signs List 1 glass substrate 2 light shielding layer 4 polysilicon film 5 gate insulating film 6 gate electrode 7 interlayer insulating film 8 a source electrode 8 b drain electrode 10 vacuum transfer chamber 20 load lock chamber 30, 90 plasma etching device 40 post-processing device 50 carrier 60 transfer mechanism 70 vacuum transfer mechanism 80 control unit 100, 200 processing system 101 main container 102 dielectric wall 104 chamber 111 shower case 113 high frequency antenna 115, 153 high frequency power supply 120, 120 ', 220 processing gas supply mechanism 130 substrate mounting table 131 substrate 132, 232 electrostatic chuck 145, 245 insulating layer 145a, 245a upper insulating layer 145b, 245b lower insulating layer 146, 246 adsorption electrode 160 exhaust portion S substrate

Claims (6)

プラズマ処理の対象となる被処理体が載置される載置台の載置面を構成し、アルミナ、イットリアおよび珪素化合物により形成された絶縁層と、
前記絶縁層内に設けられ、ニッケル含有金属またはクロム含有金属により形成され、所定の電圧が印加されることで被処理体を吸着する吸着電極と、
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
An insulating layer which constitutes a mounting surface of a mounting table on which an object to be treated to be subjected to plasma processing is to be mounted, and which is formed of alumina, yttria and a silicon compound;
An adsorbing electrode which is provided in the insulating layer, is formed of a nickel-containing metal or a chromium-containing metal, and adsorbs the object by applying a predetermined voltage;
What is claimed is: 1. A plasma processing apparatus comprising:
前記プラズマ処理は、塩素含有ガスのプラズマによるプラズマエッチング処理であり、
前記吸着電極は、ニッケル含有金属により形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The plasma processing is plasma etching processing by plasma of chlorine-containing gas,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the adsorption electrode is formed of a nickel-containing metal.
前記プラズマ処理は、フッ素含有ガスのプラズマによるプラズマエッチング処理であり、
前記吸着電極は、クロム含有金属により形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The plasma processing is plasma etching processing by plasma of fluorine-containing gas,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the adsorption electrode is formed of a chromium-containing metal.
前記吸着電極は、Ni−5Al、SUS316L、ハステロイの何れかにより形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the adsorption electrode is formed of any one of Ni-5Al, SUS316L, and Hastelloy.
前記絶縁層は、前記吸着電極に対して前記被処理体側となる上部絶縁層と、前記吸着電極に対して前記被処理体の反対側となる下部絶縁層とにより形成され、下部絶縁層のみ封孔部材による封孔処理が行われている
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1つに記載のプラズマ処理装置。
The insulating layer is formed of an upper insulating layer on the side of the object to be treated with respect to the adsorption electrode and a lower insulating layer on the opposite side of the object to be treated with respect to the adsorption electrode, and only the lower insulating layer is sealed. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein sealing treatment with a hole member is performed.
前記絶縁層を支持し、ステンレスにより形成された基材をさらに有する
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1つに記載のプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a base material that supports the insulating layer and is formed of stainless steel.
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