CN109801827B - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置。等离子体蚀刻装置具有构成基片载置台(130)的载置面的静电吸盘(132)的绝缘层(145)，其中，该基片载置台(130)用于载置作为等离子体处理的对象的基片。绝缘层(145)包括氧化铝、氧化钇和硅化合物。另外，等离子体蚀刻装置(30)具有吸附电极(146)，该吸附电极(146)设置在绝缘层(145)内，通过对其施加规定的电压来吸附基片。吸附电极(146)由含镍金属或者含铬金属形成。本发明即使在进行干式清洁的情况下，也能够提高载置台对等离子体的耐受性。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明的各种方面和实施方式涉及一种等离子体处理装置。
背景技术
一直以来，已知一种进行蚀刻和成膜等等离子体处理的等离子体处理装置。等离子体处理装置设置有用于载置玻璃基片等被处理件的载置台。载置台中，在载置被处理件的上方设置有由氧化铝的喷镀膜、电极层、密封剂等构成的静电吸盘，在等离子体处理时，利用静电吸盘吸附被处理件。
但是，等离子体处理装置为了除去由于等离子体处理而附着在载置台上的生成物，进行供给清洁用的气体以进行清洁的干式清洁。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-066707号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，等离子体处理装置中，载置台由于干式清洁而被消耗。例如，由于干式清洁，构成静电吸盘的材料被消耗。
用于解决技术问题的技术手段
本发明的等离子体处理装置，在一个实施方式中，包括：构成载置台的载置面的绝缘层，其中，上述载置台用于载置作为等离子体处理的对象的被处理件。绝缘层包括氧化铝、氧化钇和硅化合物。另外，等离子体处理装置包括设置在上述绝缘层内的吸附电极，通过对上述吸附电极施加规定的电压来吸附被处理件。吸附电极包括含镍金属或者含铬金属。
发明效果
依照本发明的等离子体处理装置的一个方式，即使在进行干式清洁的情况下，也能够起到提高载置台对等离子体的耐受性的效果。
附图说明
图1是表示适用于本发明的实施方式的等离子体处理方法的被处理件的结构的截面图。
图2是表示用于实施第一实施方式的处理方法的处理系统的概略平面图。
图3是表示安装于图2的处理系统的等离子体蚀刻装置的截面图。
图4是表示第一实施方式的基材和静电吸盘的构成的截面图。
图5是表示金属对氯系气体的耐受性的一个例子的图。
图6是表示安装于图2的处理系统的后处理装置的概略图。
图7是表示第一实施方式的等离子体处理方法的流程图。
图8是表示使用Cl2气体作为处理气体来对含Al金属膜进行了蚀刻的情况下，在腔室内生成的反应生成物的概略图。
图9是表示使用Cl2气体作为处理气体来对含Al金属膜进行了蚀刻后，使用O2气体或者O2气体和CF4气体进行了后处理的情况下，在腔室内生成的反应生成物的概略图。
图10是表示用于实施第二实施方式的处理方法的处理系统的概略平面图。
图11是表示安装于处理系统的等离子体蚀刻装置的截面图。
图12是表示第二实施方式的基材和静电吸盘的构成的截面图。
图13是表示蒸气压的一个例子的截面图。
图14是表示线膨胀系数的一个例子的截面图。
图15是表示第二实施方式的等离子体处理方法的流程图。
图16是表示使用SF6气体作为处理气体来对Mo系材料膜进行了蚀刻的情况下，在腔室内生成的反应生成物的概略图。
图17是表示使用SF6气体和O2气体作为处理气体来对Mo系材料膜进行了蚀刻的情况下，在腔室内生成的反应生成物的概略图。
附图标记说明
1 玻璃基片
2 遮光层
4 多晶硅膜
5 栅极绝缘膜
6 栅电极
7 层间绝缘膜
8a 源电极
8b 漏电极
10 真空运送室
20 负载锁定室
30、90 等离子体蚀刻装置
40 后处理装置
50 载体
60 运送机构
70 真空运送机构
80 控制部
100、200 处理系统
101 主体容器
102 电介质壁
104 腔室
111喷淋壳体
113 高频天线
115、153 高频电源
120、120′、220 处理气体供给机构
130 基片载置台
131 基材
132、232 静电吸盘
145、245 绝缘层
145a、245a 上部绝缘层
145b、245b 下部绝缘层
146、246 吸附电极
160 排气部
S 基片。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明公开的等离子体处理装置的实施方式。此外，在各附图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记。另外，本发明不限于本实施方式公开的内容。各实施方式在使处理内容不矛盾的范围内能够适当进行组合。
<适用于本发明的实施方式的等离子体处理方法的基片的结构>
图1是表示适用于本发明的实施方式的等离子体处理方法的被处理件的结构的截面图。在本实施方式中，以将被处理件作为基片S的情况为例进行说明。
该基片S具有在玻璃基片上形成有顶栅型TFT的结构。具体而言，图1如所示，在玻璃基片1上形成由Mo系材料(Mo、MoW)形成的遮光层2，在其上隔着绝缘膜3形成作为半导体层的由多晶硅形成的多晶硅膜(p-Si膜)4，在其上隔着栅极绝缘膜5形成由Mo系材料(Mo、MoW)形成的栅电极6，在其上形成层间绝缘膜7。层间绝缘膜7形成有接触孔(contacthole)，在层间绝缘膜7上形成经由接触孔与p-Si膜 4连接的源电极8a和漏电极8b。源电极8a和漏电极8b例如由依次叠层钛膜、铝膜、钛膜而成的Ti/Al/Ti结构的含Al金属膜构成。在源电极8a和漏电极8b上例如形成有由SiN膜构成的保护膜(未图示)，在保护膜上形成与源电极8a和漏电极8b连接的透明电极(未图示)。
<第一实施方式>
首先，说明第一实施方式。第一实施方式中，以形成图1所示的基片S的源电极8a和漏电极8b时对含Al金属膜进行的蚀刻处理为例进行说明。此外，在为了形成源电极8a和漏电极8b而对含Al金属膜进行蚀刻时，在其上形成具有规定的图案的抗蚀剂膜(未图示)，将其作为掩模进行等离子体蚀刻。
[第一实施方式中使用的处理系统和等离子体蚀刻装置等装置构成]
首先，说明第一实施方式中使用的处理系统和等离子体蚀刻装置等装置构成。
图2是表示用于实施第一实施方式的处理方法的处理系统的概略平面图。图3是表示安装于图2的处理系统的等离子体蚀刻装置的截面图。图6是表示安装于图2的处理系统的后处理装置的概略图。
如图2所示，处理系统100是多腔室型的处理系统，包括真空运送室10、负载锁定(load lock)室20、2个等离子体蚀刻装置30和后处理装置40。等离子体蚀刻装置30和后处理装置40在规定的减压气氛下进行处理。真空运送室10的平面形状形成为矩形。负载锁定室20、 2个等离子体蚀刻装置30和后处理装置40经门阀G与真空运送室10 的各壁部连接。在负载锁定室20的外侧配置有矩形形状的用于收纳基片S的载体50。
在上述2个载体50之间设置有运送机构60，该运送机构60包括上下2层地设置的叉(pick)61(仅图示一个)和与该叉61一体地进入退避且以可旋转的方式支承该叉61的基座62。
真空运送室10能够保持规定的减压气氛，如图2所示，在其中设置有真空运送机构70。并且，利用该真空运送机构70，能够在负载锁定室20、2个等离子体蚀刻装置30和后处理装置40之间运送基片S。真空运送机构70中，在可转动且可上下移动的基座71上可前后移动地设置有2个基片运送臂72(仅图示一个)。
负载锁定室20用于在处于大气气氛的载体50与处于减压气氛的真空运送室10之间进行基片S的交接，能够在短时间内切换真空气氛和大气气氛。负载锁定室20中，上下2层地设置有基片收纳部(未图示)，在各基片收纳部内，基片S通过定位器(未图示)而对准。
等离子体蚀刻装置30用于蚀刻基片S的含Al金属膜，如图3所示，例如具有由内壁面经阳极氧化处理过的铝构成的方筒形状的气密的主体容器101。该主体容器101接地。主体容器101被电介质壁102 划分上下，上侧成为划分出天线室的天线容器103，下侧成为划分出处理室的腔室(处理容器)104。电介质壁102构成腔室104的顶壁，由 Al2O3等陶瓷、石英等构成。
在主体容器101中的天线容器103的侧壁103a于腔室104的侧壁 104a之间设置有向内侧突出的支承棚105。在支承棚105上载置有电介质壁102。
在电介质壁102的下侧部分嵌入着处理气体供给用的喷淋壳体 111。喷淋壳体111设置为十字状，形成从下方支承电介质壁102的梁结构。喷淋壳体111成为利用多个悬挂件(未图示)悬吊在主体容器 101的顶部的状态。
该喷淋壳体111由导电性材料、例如其内表面或者外表面由经阳极氧化处理过的铝构成。在该喷淋壳体111形成有水平延伸的气体流路112，该气体流路112与向下方延伸的多个气体排出孔112a连通。
另一方面，在电介质壁102的上表面中央，以与该气体流路112 连通的方式设置有气体供给管121。气体供给管121从主体容器101 的顶部贯通至其外侧，分支为分支管121a、121b。分支管121a与供给含氯气体例如Cl2气体的含氯气体供给源122连接。另外，分支管121b 与供给作为吹扫气体或稀释气体使用的Ar气体、N2气体等不活泼气体的不活泼气体供给源123连接。含氯气体被用作蚀刻气体和干式清洁气体。在分支管121a、121b设置有质量流量控制器等流量控制器和阀系统。
气体供给管121、分支管121a、121b、含氯气体供给源122、不活泼气体供给源123、流量控制器和阀系统构成处理气体供给机构120。
在等离子体蚀刻装置30中，从处理气体供给机构120供给的含氯气体被供给到喷淋壳体111内，从其下表面的气体排出孔112a被排出到腔室104内，对基片S的含Al金属膜进行蚀刻或者对腔室104进行干式清洁。干式清洁是通过供给清洁用的气体，不开放腔室104而能够除去附着在腔室104内的反应生成物的处理。作为含氯气体，优选氯(Cl2)气，不过也能够使用三氯化硼(BCl3)气体、四氯化碳(CCl4) 气体等。
在天线容器103内配置有高频(RF)天线113。高频天线113构成为将由铜、铝等良导电性的金属形成的天线113a配置成环状、旋涡状等现有技术中使用的任意形状。高频天线113可以为具有多个天线部的多重天线。高频天线113通过由绝缘部件形成的间隔件117而与电介质壁102隔开间隔。
天线113a的端子118与向天线容器103的上方延伸的供电部件116 连接，供电部件116的上端与供电线119连接，供电线119与匹配器114和高频电源115连接。而且，从高频电源115向高频天线113供给频率例如为13.56MHz的高频电力，在腔室104内形成感应电场，利用该感应电场将由喷淋壳体111供给的处理气体等离子体化，生成电感耦合等离子体。
在腔室104内的底壁，隔着呈框状的由绝缘体形成的间隔件134，设置有用于载置基片S的基片载置台130。基片载置台130包括：设置在上述间隔件134之上的基材131、设置在基材131之上的静电吸盘 132和覆盖基材131及静电吸盘132的侧壁的侧壁绝缘部件133。基材 131和静电吸盘132形成与基片S的形状对应的矩形，基片载置台130 的整体形成为四边板形或者柱形。间隔件134和侧壁绝缘部件133由氧化铝等绝缘性陶瓷构成。
静电吸盘132包括：形成在基材131的表面的、由陶瓷喷镀膜等电介质形成的绝缘层145；和设置于绝缘层145的内部的吸附电极146。
在此，使用图4，说明基材131和静电吸盘132的构成。图4是表示第一实施方式的基材和静电吸盘的构成的截面图。
静电吸盘132配置在基材131上。基材131例如由不锈钢形成。基材131使用不锈钢，由此也能够用作高温电极，无论是在含氯气体的等离子体环境下，还是在后述的含氟气体的等离子体环境下都能够使用。
静电吸盘132包括绝缘层145和设置于绝缘层145的内部的吸附电极146。绝缘层145包括在上下方向重叠的2层的上部绝缘层145a 和下部绝缘层145b。在本实施方式中，绝缘层145包括相对于附电极 146处于基片S侧的上部绝缘层145a和相对于吸附电极146处于基片 S的相反侧的下部绝缘层145b。
上部绝缘层145a和下部绝缘层145b由混合喷镀膜构成。混合喷镀膜通过喷镀氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)、硅化合物的混合物而形成。Y2O3在材质方面等离子体耐受性高。另外，Al2O3对含氯气体的化学耐受性高。并且，硅化合物成为玻璃质，填埋Y2O3和Al2O3的晶界而具有致密化的作用，因此，混合喷镀膜对Cl2气体等含氯气体的等离子体具有较高的耐受性。作为混合喷镀膜，优选使用氧化硅(SiO2) 作为硅化合物的Al2O3·Y2O3·SiO2膜。另外，也能够适宜采用使用氮化硅(Si3N4)作为硅化合物的Al2O3·Y2O3·SiO2·Si3N4膜。
一直以来，对于绝缘层145，为了提高绝缘性而对其进行利用封孔材料的封孔处理。但是，在进行干式清洁时，封孔材料存在从绝缘层 145脱离而成为造成颗粒的原因的情况。所以，在本实施方式中，上部绝缘层145a和下部绝缘层145b之中仅下部绝缘层145b进行利用封孔材料的封孔处理。即，上部绝缘层145a不进行封孔处理。由此，上部绝缘层145a不进行封孔处理，从而能够抑制在进行干式清洁时产生颗粒。
由于不对上部绝缘层145a进行封孔处理，因此吸附电极146需要使用对于氯系气体腐蚀较少的金属。所以，吸附电极146由含镍金属构成。例如，吸附电极146由Ni-5Al、SUS316L、哈氏合金的任意者形成。上述含镍金属对含氯气体的等离子体的耐受性高。此外，纯镍为强磁性体，因此不宜作为吸附电极146。吸附电极146优选使用磁性较小的含镍金属。
图5是表示金属对氯系气体的耐受性的一个例子的图。图5表示 Cr、Ni-5Al、SUS316L、哈氏合金和一直以来在吸附电极146中使用的钨(W)及钼(Mo)对于作为氯系气体的Cl气体系的削减量。此外，图5所示的削减量是以Ni-5Al的削减量为基准进行了归一化的值，小数点以下四舍五入。如图5所示，Ni-5Al、SUS316L和哈氏合金相对于氯系气体，削减量少，耐受性高。
另外，上部绝缘层145a不进行封孔处理，因此，优选致密地进行喷镀。另外，关于上部绝缘层145a，由于在静电吸盘132设置加热功能或者具有从基材131传递热等存在升温的可能性的情况下过于致密而耐热性较低，因此需要一定程度的空孔。因此，上部绝缘层145a通过准致密混合喷镀形成。上部绝缘层145a优选气孔率在1.5％～4％的范围。进一步优选气孔率在2.1％～3.1％的范围。由此，上部绝缘层145a 能够抑制气体进入内部，能够抑制气体到达吸附电极146。下部绝缘层 145b也与上部绝缘层145a同样地通过准致密混合喷镀形成。
吸附电极146可以采用板状、膜状、格子状、网状等各种的方式。如图3所示，吸附电极146经由供电线147与直流电源148连接，来对吸附电极146施加直流电压。对吸附电极146的供电通过开关(未图示)导通和断开。通过对吸附电极146施加直流电压，产生由库伦力引起的静电吸附力，对基片S进行吸附。
基材131经由供电线151与偏压施加用的高频电源153连接。另外，在供电线151的基材131和高频电源153之间设置有匹配器152。高频电源153用于将离子引入到基材131上的基片S，能够使用 50kHz～10MHz的范围的频率，例如3.2MHz。
此外，在基片载置台130的基材131内，为了控制基片S的温度，而设置有加热器、制冷剂流路等温度调节机构和温度传感器(均未图示)。另外，设置有导热气体供给机构(未图示)，其在基片S载置于基片载置台130的状态下，向基片S与基片载置台130之间供给用于热传递的导热气体，例如He气体。并且，用于进行基片S的交接的多个升降销(未图示)以相对于静电吸盘132的上表面能够突出和没入的方式设置于基片载置台130，对从静电吸盘132的上表面上方突出的状态下的升降销进行基片S的交接。
在腔室104的侧壁104a设置有用于将基片S运入运出腔室104的运入运出口155，运入运出口155能够通过闸阀G开闭。通过使闸阀G 打开，能够利用设置于真空运送室10内的真空运送机构70经由运入运出口155运入运出基片S。
在腔室104的底壁的缘部或者角部形成有多个排气口159(仅图示 2个)。在各排气口159设置有排气部160。排气部160包括：与排气口159连接的排气配管161；通过调节排气配管161的开度来控制腔室 104内的压力的自动压力控制阀(APC)162；和用于经由排气配管161 对腔室104内进行排气的真空泵163。而且，利用真空泵163对腔室 104内进行排气，在等离子体蚀刻处理中，通过调节自动压力控制阀 (APC)162的开度，能够将腔室104内设定并维持为规定的真空气氛。
后处理装置40在对基片S的含Al金属膜进行蚀刻后，进行用于抑制腐蚀的后处理的部件。如图6所示，后处理装置40具有供给与等离子体蚀刻装置30不同的气体的处理气体供给机构120′，来替代处理气体供给机构120。在图6中，省略了除此以外的构成，该构成与等离子体蚀刻装置30相同。此外，在以下的说明中，对与等离子体蚀刻装置30相同的部件标注相同的附图标记进行说明。
后处理装置40的处理气体供给机构120′包括：气体供给管121′；在主体容器101的上方外侧从气体供给管121′分支的分支管121a′、 121b′、121c′；与分支管121a′连接的供给O2气体的O2气体供给源124；与分支管121b′连接的供给含氟气体的含氟气体供给源125；和与分支管121c′连接的供给作为吹扫气体或稀释气体的Ar气体、N2气体等不活泼气体的不活泼气体供给源126。气体供给管121′与等离子体蚀刻装置30的气体供给管121同样，与喷淋壳体111的气体流路112连接(参照图3)。在分支管121a′、121b′、121c′设置有质量流量控制器等流量控制器和阀系统。
在后处理装置40中，从处理气体供给机构120′供给的O2气体或者O2气体和含氟气体经由喷淋壳体111被排出到腔室104内，对基片 S的蚀刻后的含Al金属膜进行腐蚀抑制处理。作为含氟气体能够适宜使用四氟化碳(CF4)，也能够使用六氟化硫(SF6)等。
此外，在后处理装置40中，不要求静电吸盘132的绝缘层145对含氯气体的等离子体的耐受性，因此能够与现有技术同样，利用包括 Al2O3或者Y2O3的喷镀膜构成绝缘层145。另外，后处理装置40仅进行腐蚀抑制处理，因此也可以不设置静电吸盘132。
处理系统100还包括控制部80。控制部80由具有CPU和存储部的计算机构成，处理系统100的各构成部(真空运送室10、负载锁定室20、等离子体蚀刻装置30、后处理装置40、运送机构60、真空运送机构70这样的各构成部)被控制为基于存储在存储部的处理方案(程序)进行规定的处理。处理方案存储在硬盘、光盘、半导体存储器等存储介质中。
[第一实施方式的等离子体处理方法]
接着，参照图7的流程图，说明由以上的处理系统100进行的第一实施方式的等离子体处理方法。图7是表示第一实施方式的等离子体处理方法的流程图。
在此，利用处理系统100，执行作为含Al金属膜的Ti/Al/Ti膜的等离子体蚀刻处理，所述含Al金属膜用于形成在基片S形成的源电极 8a和漏电极8b。
最初，在由等离子体蚀刻装置30进行等离子体蚀刻处理中，选定处理气体，使得生成的反应生成物成为能够被干式清洁的物质(步骤 1)。
具体而言，在本实施方式中，选定含氯气体(例如Cl2气体)，作为处理气体。图8是表示使用Cl2气体作为处理气体来对含Al金属膜进行了蚀刻的情况下，在腔室内生成的反应生成物的概略图。在使用含氯气体对Ti/Al/Ti膜进行等离子体蚀刻的情况下，如图8所示，作为反应生成物主要生成AlClx，其一部分附着在腔室壁而成为堆积物(沉积物)。该AlClx蒸气压较高，能够以干式清洁的方式被除去。
图9是表示使用Cl2气体作为处理气体来对含Al金属膜进行了蚀刻后，使用O2气体或者O2气体和CF4气体进行了后处理的情况下，在腔室内生成的反应生成物的概略图。另一方面，如现有的方式，在利用Cl2气体对Ti/Al/Ti膜进行了蚀刻后，在相同的腔室内进行腐蚀抑制的后处理的情况下，如图9所示，供给O2气体作为后处理气体来进行等离子体处理时，附着的AlClx和O2气体发生反应而在腔室内生成蒸气压较低的AlOx。另外，为了进一步提高腐蚀抑制效果，除了O2气体之外，还供给含氟气体例如CF4气体时，在腔室内除了AlOx之外，还生成蒸气压较低的AlFx。由于上述AlOx和AlFx的蒸气压较低，因此它们不挥发而容易附着在腔室壁成为堆积物(沉积物)。而且，由于它们在被剥离时成为造成颗粒的原因，对产品产生不良影响。另外，由于它们的稳定性高，因此难以在干式清洁中被除去。
所以，在本实施方式中，使等离子体蚀刻装置30中的基片S的处理气体仅为作为蚀刻气体的含氯气体(Cl2气体)，使得在腔室内作为反应生成物生成能够被干式清洁的AlClx，而不生成成为造成颗粒的原因且难以在干式清洁中被除去的AlOx和AlFx。
这样一来，在选定等离子体蚀刻时的处理气体后，利用等离子体蚀刻装置30，使用预先选定的作为处理气体的含氯气体，例如Cl2气体，对形成在基片S的作为含Al金属膜的Ti/Al/Ti膜实施等离子体蚀刻处理(步骤2)。
以下，对步骤2的等离子体蚀刻处理进行具体说明。
利用运送机构60从载体50取出基片S，并运送到负载锁定室20，真空运送室10内的真空运送机构70从负载锁定室20接收基片S并将其运送到等离子体蚀刻装置30。
在等离子体蚀刻装置30中，首先，利用真空泵163将腔室104内调节为适合真空运送室10的压力，打开闸阀G利用真空运送机构70 将基片S从运入运出口155运入腔室104内，将基片S载置在基片载置台130上。在使真空运送机构70从腔室104退避后，关闭闸阀G。
在该状态下，利用自动压力控制阀(APC)162将腔室104内的压力调节为规定的真空度，并从处理气体供给机构120经由喷淋壳体111 将作为处理气体的蚀刻气体即含氯气体(例如Cl2气体)供给到腔室 104内。除了含氯气体之外，也可以供给Ar气体等不活泼气体作为稀释气体。
此时，基片S由静电吸盘132吸附，通过温度调节机构(未图示) 对其进行温度调节。
接着，从高频电源115将例如13.56MHz的高频施加到高频天线 113，由此，隔着电介质壁102在腔室104内形成均匀的感应电场。利用如上述那样形成的感应电场，生成含氯气体的等离子体。利用如上述那样生成的高密度的电感耦合等离子体，对作为基片S的含Al金属膜的Ti/Al/Ti膜进行蚀刻。
此时，在等离子体蚀刻装置30中，如上述那样，作为反应生成物生成AlClx，其一部分附着在腔室104内的壁部等。另一方面，几乎不生成AlOx和AlFx。
接着，利用后处理装置40，使用O2气体或者O2气体和含氟气体 (例如CF4气体)，对等离子体蚀刻后的基片S的作为含Al金属膜的 Ti/Al/Ti膜进行用于抑制腐蚀的后处理(步骤3)。
以下，具体说明步骤3的后处理。
利用真空运送机构70，从等离子体蚀刻装置30取出蚀刻处理后的基片S，并运送到后处理装置40。
在后处理装置40中，与等离子体蚀刻装置30同样，将基片S运入腔室104内并载置在基片载置台130上，将腔室104内的压力调节为规定的真空度，并从处理气体供给机构120′经由喷淋壳体111将作为后处理气体的O2气体或者O2气体和含氟气体(例如CF4气体)供给到腔室104内。除此之外，还可以供给作为稀释气体的Ar等不活泼气体。
而且，与等离子体蚀刻装置30同样，利用感应电场生成作为后处理气体的O2气体或者O2气体和含氟气体的等离子体，利用如上述那样生成的电感耦合等离子体，进行对蚀刻后的作为含Al金属膜的 Ti/Al/Ti膜的腐蚀抑制处理。
此时，在后处理装置40中不进行蚀刻处理，因此反应生成物的产生量较少。
利用真空运送机构70从后处理装置40的腔室104取出由后处理装置40进行了后处理后的基片S，运送到负载锁定室20，并利用运送机构60使该基片S返回载体50。
在以1次或者2次以上的规定次数执行以上的等离子体蚀刻处理 (步骤2)和后处理(步骤3)后，进行等离子体蚀刻装置30的腔室 104内的干式清洁处理(步骤4)。
在基片载置台130上未载置基片S的状态下，供给与向腔室104 内供给作为干式清洁气体的等离子体蚀刻时的蚀刻气体同样的含氯气体(例如Cl2气体)，利用与等离子体蚀刻时同样的电感耦合等离子体进行干式清洁。
通过该干式清洁，能够除去附着在等离子体蚀刻装置30的腔室 104的AlClx。即，在等离子体蚀刻装置30中，不进行现有的利用O2气体或者O2气体和含氟气体进行的腐蚀抑制处理，因此作为反应生成物不生成难以通过干式清洁除去的AlOx和AlFx，而能够进行干式清洁。
另外，在干式清洁时，在基片载置台130上不载置基片S，在静电吸盘132不存在基片S，因此作为干式清洁气体的含氯气体的等离子体能够直接作用在静电吸盘132。
一直以来，等离子体蚀刻装置不进行干式清洁，因此在静电吸盘未载置基片S的状态下不进行等离子体处理，静电吸盘的绝缘层为 Y2O3、Al2O3的喷镀膜已经足够。但是，已明确的是，在干式清洁时若含氯气体的等离子体直接作用，则绝缘层为Y2O3、Al2O3的喷镀膜会损伤，寿命可能变短。为了消除该问题，考虑在干式清洁时，在基片载置台130上载置有作为伪基片的未加工玻璃的状态下进行干式清洁，但在该情况下，产生将未加工玻璃运入/运出等离子体蚀刻装置30的工序，生产性降低。
因此，在本实施方式中，作为静电吸盘132的绝缘层145，使用喷镀Al2O3、Y2O3和硅化合物的混合物而形成的混合喷镀膜。Y2O3在材质方面等离子体耐受性高，另外，Al2O3对含氯气体的化学的耐受性高，并且，硅化合物成为玻璃质，填埋Y2O3和Al2O3的晶界而具有致密化的作用，因此，混合喷镀膜对于Cl2气体等含氯气体的等离子体的耐受性变高，即使在干式清洁时不载置未加工玻璃，也能够确保所希望寿命。另外，绝缘层145包括：相对于吸附电极146处于基片S侧的上部绝缘层145a；和相对于吸附电极146处于基片S的相反侧的下部绝缘层145b。在下部绝缘层145b进行利用封孔材料的封孔处理。在上部绝缘层145a不进行封孔处理。如上所述，上部绝缘层145a不进行封孔处理，从而能够在干式清洁时抑制由封孔材料产生颗粒。
如上所述，作为混合喷镀膜，优选使用Al2O3·Y2O3·SiO2的混合喷镀膜。另外，也能够适宜使用Al2O3·Y2O3·SiO2·Si3N4膜。另外，静电吸盘132的吸附电极146使用Ni-5Al、SUS316L、哈氏合金，由此对含氯气体的等离子体表现出较高的耐受性。
如上所述，以规定次数执行的等离子体蚀刻处理(步骤2)和后处理(步骤3)后，反复进行干式清洁(步骤4)的循环时，附着在等离子体蚀刻装置30的腔室104内的堆积物(沉积)开始发生剥离。因此，在以规定次数反复这样的循环后，开放腔室104进行腔室湿式清洁(步骤5)。通过用酒精擦拭堆积物或者用特殊药液清洗等，来进行腔室湿式清洁。
如以上所述，等离子体蚀刻装置30包括静电吸盘132的绝缘层 145，该静电吸盘132构成基片载置台130的载置面，该基片载置台130 用于载置作为等离子体处理的对象的基片S。绝缘层145包括氧化铝、氧化钇和硅化合物。另外，等离子体蚀刻装置30包括设置在绝缘层145 内，通过被施加规定的电压而吸附基片S的吸附电极146。吸附电极 146由含镍金属形成。由此，等离子体蚀刻装置30中，即使在进行干式清洁的情况下，也能够提高基片载置台130对等离子体的耐受性。其结果，等离子体蚀刻装置30中，能够通过干式清洁除去腔室内的堆积物(沉积物)，能够使开放腔室而进行的腔室清洁的周期，即维护循环显著加长。
另外，等离子体蚀刻装置30进行利用含氯气体的等离子体的等离子体蚀刻处理。吸附电极146由含镍金属形成。例如，吸附电极146 由Ni-5Al、SUS316L、哈氏合金的任意者形成。由此，吸附电极146 对于干式清洁时的含氯气体的等离子体具有耐受性，因此即使进行干式清洁也能够确保静电吸盘的寿命。
另外，等离子体蚀刻装置30的绝缘层145由相对于吸附电极146 处于基片S侧的上部绝缘层145a和相对于吸附电极146处于基片S的相反侧的下部绝缘层145b形成。而且，等离子体蚀刻装置30仅下部绝缘层145b进行利用封孔材料的封孔处理。由此，等离子体蚀刻装置 30能够抑制干式清洁时由封孔材料产生颗粒。
另外，在由等离子体蚀刻装置30进行蚀刻处理中，处理系统100 使用于处理基片S的处理气体仅为作为蚀刻气体的含氯气体(例如Cl2气体)，使得生成的反应生成物成为能够被干式清洁的物质。而且，处理系统100使一直以来在蚀刻后在同一腔室内进行的用于抑制腐蚀的、利用O2气体或者O2气体和含氟气体进行的等离子体处理，在另外设置的后处理装置40中进行。因此，在等离子体蚀刻装置30中，等离子体蚀刻处理时不产生蒸气压较低的AlOx和AlFx，在腔室产生的堆积物(沉积物)仅为蒸气压较高的AlClx。因此，等离子体蚀刻装置30 与现有技术相比腔室内的堆积物(沉积物)本身减少，并能够通过干式清洁除去腔室内的堆积物(沉积物)。该结果，处理系统100中，能够使开放等离子体蚀刻装置30的腔室而进行的腔室清洁的周期，即维护循环显著加长。
<第二实施方式>
接着，说明第二实施方式。本实施方式中，以形成图1所示的基片S的栅电极6或者遮光层2时对Mo系材料膜的蚀刻处理为例进行说明。此外，在对用于形成栅电极6或者遮光层2的Mo系材料膜进行蚀刻时，在其之上形成具有规定的图案的抗蚀剂膜(未图示)，将其作为掩模进行等离子体蚀刻。
[第二实施方式中使用的处理系统和等离子体蚀刻装置的装置构成]
首先，说明第二实施方式中使用的处理系统和等离子体蚀刻装置等装置构成。图10是表示用于实施本实施方式的处理方法的处理系统的概略平面图。图11是表示安装于图10的处理系统的等离子体蚀刻装置的截面图。
如图10所示，处理系统200构成为与图2的处理系统100基本相同的多腔室型的处理系统。本实施方式的处理系统200除了替代2个等离子体蚀刻装置30和后处理装置40而设置3个等离子体蚀刻装置 90之外，具有与图2的处理系统100相同的构成。其他的构成与图2相同，因此标注相同的附图标记并省略说明。
等离子体蚀刻装置90是用于蚀刻基片S的Mo系材料膜的装置，如图11如所示，替代处理气体供给机构120而设置处理气体供给机构 220，替代静电吸盘132而设置静电吸盘232，除此之外，具有与图3 的等离子体蚀刻装置30相同的构成。因此，与图3同样地标注相同的附图标记并省略说明。
处理气体供给机构220包括：气体供给管221；在主体容器101 的上方外侧从气体供给管221分支的分支管221a、221b；与分支管221a 连接的、供给作为含氟气体的SF6气体的SF6气体供给源222；与分支管221b连接的、供给作为吹扫气体或稀释气体的Ar气体、N2气体等不活泼气体的不活泼气体供给源223。气体供给管221与图3的等离子体蚀刻装置30的气体供给管121同样，与喷淋壳体111的气体流路112 连接。含氟气体被用作蚀刻气体和干式清洁气体。此外，作为含氟气体，除了SF6气体之外，还能够使用CF4或者NF3。
静电吸盘232具有形成在基材131的表面的由陶瓷喷镀膜形成的绝缘层245和设置在绝缘层245的内部的吸附电极246。
在此，使用图12，说明基材131和静电吸盘232的构成。图12 是表示第二实施方式的基材和静电吸盘的构成的截面图。
静电吸盘232配置在基材131上。基材131例如由不锈钢形成。基材131使用不锈钢，由此也能够用作高温电极，无论在含氯气体的等离子体环境下，还是在含氟气体的等离子体环境下，都能够使用。
静电吸盘232包括绝缘层245和设置于绝缘层245的内部的吸附电极246。绝缘层245包括在上下方向重叠2层的上部绝缘层245a和下部绝缘层245b。本实施方式中，绝缘层245包括：相对于吸附电极 246处于基片S侧的上部绝缘层245a；和相对于吸附电极246处于基片S的相反侧的下部绝缘层245b。
上部绝缘层245a和下部绝缘层245b由混合喷镀膜构成。混合喷镀膜通过喷镀氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)、硅化合物的混合物而形成。Y2O3在材质方面等离子体耐受性高。另外，Al2O3对含氯气体的化学的耐受性高。并且，硅化合物成为玻璃质而填埋Y2O3和Al2O3的晶界，具有致密化的作用，因此混合喷镀膜对于SF6气体等含氟气体的等离子体具有较高的耐受性。作为混合喷镀膜，优选使用氧化硅(SiO2) 作为硅化合物的Al2O3·Y2O3·SiO2膜。另外，也能够适宜使用利用氮化硅(Si3N4)作为硅化合物的Al2O3·Y2O3·SiO2·Si3N4膜。
另外，本实施方式中，上部绝缘层245a和下部绝缘层245b之中、仅下部绝缘层245b进行利用封孔材料的封孔处理。即，上部绝缘层245a 不进行封孔处理。由此，上部绝缘层245a不进行封孔处理，从而能够抑制在进行干式清洁时产生颗粒。
对上部绝缘层245a不进行封孔处理，因此，吸附电极246需要使用对于氟系气体，腐蚀较少的金属。因此，吸附电极246由含铬金属构成。例如，吸附电极246由铬(Cr)形成。上述铬(Cr)与一直以来在吸附电极中使用的钨(W)和钼(Mo)相比，氯化物、氟化物的蒸气压低。
图13是表示蒸气压的一个例子的截面图。图13表示按铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo)的氯化物、氟化物的温度的蒸气压。铬(Cr)与钨 (W)和钼(Mo)相比，氯化物、氟化物的蒸气压低。因此，铬(Cr) 与钨(W)和钼(Mo)相比，铬(Cr)对含氟气体的耐受性高。
另外，铬(Cr)与钨(W)和钼(Mo)相比，线膨胀系数接近氧化铝(Al2O3)和氧化钇(Y2O3)。
图14是表示线膨胀系数的一个例子的截面图。图14表示铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo)、氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)的线膨胀系数 (a)。另外，表示铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo)与氧化铝(Al2O3)和氧化钇(Y2O3)的线膨胀系数之差(Δa)。如图14所示，铬(Cr)与钨(W)和钼(Mo)相比，线膨胀系数接近氧化铝(Al2O3)和氧化钇 (Y2O3)。由此，静电吸盘232中，由铬(Cr)形成吸附电极246，由此即使在成为高温的情况下，也绝缘层245也不易发生喷镀裂开。
另外，上部绝缘层245a不进行封孔处理，因此与第一实施方式的上部绝缘层145a同样，优选通过准致密混合喷镀致密地喷镀。
吸附电极246能够采用板状、膜状、格子状、网状等各种的方式。吸附电极246经由供电线147与直流电源148连接，以对吸附电极246 施加直流电压。对吸附电极246的供电通过开关(未图示)导通和断开。通过对吸附电极246施加直流电压，产生由库伦力引起的静电吸附力，对基片S进行吸附。
静电吸盘232的绝缘层245由喷镀氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3) 和硅化合物的混合物而形成的混合喷镀膜或者Y2O3构成。另外，静电吸盘232的吸附电极246由铬(Cr)构成。构成绝缘层245的氧化铝 (Al2O3)、氧化钇(Y2O3)及硅化合物的混合物，Y2O3和构成吸附电极246的Al，对作为氟系气体的SF6的等离子体具有较高的耐受性。
[第二实施方式的等离子体处理方法]
接着，参照图15的流程图，说明由以上的处理系统200进行的第二实施方式的等离子体处理方法。图15是表示第二实施方式的等离子体处理方法的流程图。
在此，利用处理系统200，对形成于基片S的Mo系材料膜，例如 Mo膜或者MoW膜进行等离子体蚀刻处理。
首先，在由等离子体蚀刻装置90进行的等离子体蚀刻处理中，选定处理气体，使得生成的反应生成物成为能够被干式清洁的物质(步骤11)。
具体而言，在本实施方式中，选定作为含氟气体的SF6气体，来作为处理气体。图16是表示在使用SF6气体作为处理气体来对Mo系材料膜进行了蚀刻情况下，在腔室内生成的反应生成物的概略图。在使用SF6气体对Mo膜或MoW膜这样的Mo系材料膜进行等离子体蚀刻的情况下，如图16所示，作为反应生成物主要生成MoFx，其一部分附着在腔室壁成为堆积物(沉积物)，MoFx的蒸气压较高，能够通过干式清洁除去。
图17是表示使用SF6气体和O2气体作为处理气体来对Mo系材料膜进行了情况下，在腔室内生成的反应生成物的概略图。另一方面，如现有技术那样，在使用SF6气体和O2气体对Mo系材料膜进行蚀刻的情况下，如图17所示，作为反应生成物，除MoFx之外还生成MoFxOy、MoOx。上述产物之中，MoOx的蒸气压较低，因此不挥发，容易附着在腔室壁而成为堆积物(沉积物)。而且，作为堆积物的MoOx被剥离时成为造成颗粒的原因，对产品产生不良影响。另外，MoOx的稳定性高，因此在干式清洁中难以被除去。
因此，在本实施方式中，使等离子体蚀刻装置90中的基片S的处理气体仅为作为含氟气体的SF6气体，以在腔室内作为反应生成物生成能够被干式清洁的MoFx，而不生成成为造成颗粒的原因且在干式清洁中难以被除去的MoOx。
这样一来，在选定等离子体蚀刻时的处理气体后，利用等离子体蚀刻装置90，使用预先选定的作为处理气体的SF6气体，对形成于基片S的Mo材料膜实施等离子体蚀刻处理(步骤12)。
以下，具体说明步骤12的等离子体蚀刻处理。
利用运送机构60从载体50取出基片S，将其运送到负载锁定室 20，真空运送室10内的真空运送机构70从负载锁定室20接收基片S 并运送到等离子体蚀刻装置90。
在等离子体蚀刻装置90中，在将腔室104内调节为适合真空运送室10的压力后，开放闸阀G，利用真空运送机构70将基片S从运入运出口155运入腔室104内，在基片载置台130上载置基片S。在使真空运送机构70从腔室104退避后，关闭闸阀G。
在该状态下，通过自动压力控制阀(APC)162将腔室104内的压力调节为规定的真空度，并将作为处理气体的含氟气体即SF6气体从处理气体供给机构220经由喷淋壳体111供给到腔室104内。也可以除了SF6气体之外，供给Ar气体等不活泼气体作为稀释气体。
此时，基片S被静电吸盘232吸附，通过温度调节机构(未图示) 进行温度调节。
接着，从高频电源115将例如13.56MHz的高频施加到高频天线 113，由此，隔着电介质壁102在腔室104内形成均匀的感应电场。利用如上所述那样形成的感应电场，生成作为含氟气体的SF6气体的等离子体。利用如上所述那样生成的高密度的电感耦合等离子体，来蚀刻作为基片S的Mo系材料膜。
此时，在等离子体蚀刻装置90中，如上述那样作为反应生成物生成MoFx，并附着在腔室104内的壁部等。另一方面，几乎不生成MoOx。
由等离子体蚀刻装置90进行了步骤12的等离子体蚀刻处理后，利用真空运送机构70将基片S取出，运送到负载锁定室20，并利用运送机构60使该基片S返回载体50。
在以1次或者2次以上的规定次数执行以上的步骤12的等离子体蚀刻处理后，进行等离子体蚀刻装置90的腔室104内的干式清洁处理 (步骤13)。
在基片载置台130上不载置基片S的状态下，向腔室104内供给作为干式清洁气体的、与等离子体蚀刻时的蚀刻气体相同的作为含氟气体的SF6气体，利用与等离子体蚀刻时同样的电感耦合等离子体进行干式清洁。
通过该干式清洁，能够除去附着在等离子体蚀刻装置30的腔室 104的MoFx。即，在等离子体蚀刻装置90中，作为蚀刻气体不包含一直以来使用的O2气体，因此作为反应生成物，不生成能够通过干式清洁除去的MoOx，而能够进行干式清洁。
另外，在干式清洁时，在基片载置台130上不载置基片S，在静电吸盘232不存在基片S，因此作为干式清洁气体的SF6气体的等离子体直接作用在静电吸盘232。
一直以来，等离子体蚀刻装置不进行干式清洁，因此并不在静电吸盘未载置基片S的状态下进行等离子体处理，而作为静电吸盘，使用作为绝缘层采用Y2O3、Al2O3的喷镀膜且作为吸附电极采用W、Mo 这样的部件已经足够。但是，已明确的是，在干式清洁时作为含氟气体的SF6气体等离子体直接进行作用时，作为绝缘层的Y2O3、Al2O3的喷镀膜具有耐受性，喷镀膜的封孔处理材料被等离子体除去，若等离子体和含氟气体到达吸附面，则吸附电极在W、Mo处受到损伤，存在静电吸盘的寿命变短的可能性。为了消除该问题，考虑在干式清洁时，在基片载置台130上载置作为伪基片的未加工玻璃的状态下进行干式清洁，但是在该情况下，产生将未加工玻璃运入/运出等离子体蚀刻装置90的工序，生产性降低。
所以，在本实施方式中，作为静电吸盘232的吸附电极246使用含铬金属。例如，在本实施方式中，使用铬(Cr)作为吸附电极246。 Cr与W、Mo相比，对作为含氟气体的SF6气体的等离子体的耐受性高，因此在干式清洁时不载置素玻璃，也能够确保所希望的寿命。
另外，由于喷镀氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)和硅化合物的混合物而形成的混合喷镀膜和Y2O3，对作为含氟气体的SF6气体的等离子体的耐受性较高，因此除了使用Cr作为吸附电极246之外，通过使用混合喷镀膜或者Y2O3作为绝缘层245，能够进一步提高对SF6气体的等离子体的耐受性。
如上所述，以规定次数执行等离子体蚀刻处理(步骤12)后，反复进行干式清洁(步骤13)的循环时，附着在等离子体蚀刻装置90 的腔室104内的堆积物(沉积)开始发生剥离。因此，在以规定次数反复这样的循环后，开放腔室104进行腔室湿式清洁(步骤14)。腔室湿式清洁是通过用酒精擦拭堆积物，或者通过用特殊药液清洁等来进行的。
如上所述，等离子体蚀刻装置30进行利用含氟气体的等离子体的等离子体蚀刻处理。吸附电极246由含铬金属形成。例如，吸附电极 246由铬(Cr)形成。由此，吸附电极246对于干式清洁时的含氟气体的等离子体具有耐受性，因此即使进行干式清洁，也能够确保静电吸盘132的寿命。另外，使用混合喷镀膜作为静电吸盘232的绝缘层245，由此能够进一步提高对作为含氟气体的SF6气体的等离子体的耐受性。
另外，在由等离子体蚀刻装置30进行的蚀刻处理中，处理系统100 使用于蚀刻基片S的气体仅为作为含氟气体SF6气体，而不使用一直以来与SF6气体一起使用的O2气体，使得能够对生成的反应生成物进行干式清洁。因此，在等离子体蚀刻装置90中，等离子体蚀刻处理时不产生蒸气压较低的MoOx，在腔室产生的堆积物(沉积物)仅为蒸气压较高的MoFx。因此，等离子体蚀刻装置90与现有技术相比腔室内的堆积物(沉积物)本身减少，并能够通过干式清洁除去腔室内的堆积物(沉积物)。该结果，处理系统100能够使开放等离子体蚀刻装置90的腔室来进行的腔室清洁的周期，即维护循环显著加长。
<其他的应用>
此外，本发明不限于上述实施方式，而在本发明的思想的范围内能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，对适合于用于形成TFT 的源电极及漏电极的含Al金属膜的蚀刻和用于形成遮光膜或栅电极的 Mo系材料膜的蚀刻的例子进行了说明，但是不限于此，只要在由等离子体蚀刻装置进行的等离子体蚀刻处理中，能够使用可对生成的反应生成物进行干式清洁的处理气体即可。
另外，在上述实施方式中，给出了使用与等离子体蚀刻时的蚀刻气体相同的气体作为清洁气体的例子，但是清洁气体也可以与蚀刻气体不同。
另外，在上述实施方式中，给出了使用电感耦合等离子体蚀刻装置作为等离子体蚀刻装置的例子，但是不限于此，也可以为电容耦合等离子体蚀刻装置、微波等离子体蚀刻装置等其他等离子体蚀刻装置。

Claims (5)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
构成载置台的载置面的绝缘层，其中，所述载置台用于载置作为等离子体处理的对象的被处理件，所述绝缘层包括氧化铝、氧化钇和硅化合物；和
设置在所述绝缘层内的吸附电极，其由含镍金属或者含铬金属形成，通过对其施加规定的电压来吸附被处理件，
所述绝缘层包括相对于所述吸附电极处于所述被处理件侧的上部绝缘层和相对于所述吸附电极处于所述被处理件的相反侧的下部绝缘层，仅对下部绝缘层利用封孔材料进行了封孔处理。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述等离子体处理是利用含氯气体的等离子体进行的等离子体蚀刻处理，
所述吸附电极由含镍金属形成。
3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述等离子体处理是利用含氟气体的等离子体进行的等离子体蚀刻处理，
所述吸附电极由含铬金属形成。
4.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述吸附电极由Ni-5Al、SUS316L、哈氏合金的任意者形成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
还包括用于支承所述绝缘层的基材，所述基材由不锈钢形成。
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