JP6785101B2 - プラズマエッチング方法 - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマエッチング方法に関する。
ＦＰＤ（Flat Panel Display）に使用される薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）は、ガラス基板などの基板上に、ゲート電極やゲート絶縁膜、半導体層などをパターニングしながら順次積層していくことにより形成される。
例えば、チャネルエッチ型のボトムゲート側構造のＴＦＴを製造するにあたっては、ガラス基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体膜を順次形成した後、酸化物半導体膜の上に、金属膜を形成し、その後、その金属膜をプラズマエッチングすることにより、ソース電極およびドレイン電極を形成する。ソース電極およびドレイン電極となる金属膜としてはＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜が多用されており、特許文献１には、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜を成膜する際のエッチングガスとしてＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスを用いることが記載されている。
ところで、プラズマエッチングを行うプラズマエッチング装置においては、処理を行う処理容器（チャンバー）として、内面が陽極酸化処理されたアルミニウムが用いられており、陽極酸化皮膜により耐食性を付与しているが、エッチングガスとして特許文献１に示すＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスのような塩素含有ガスを用いると、チャンバー内壁の陽極酸化皮膜がエッチングされて消耗し、処理を繰り返すと陽極酸化皮膜が消失してしまうことが判明した。
したがって、本発明の課題は、陽極酸化皮膜等のアルミニウム含有物を内面に有する処理容器内で、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜を塩素含有ガスを用いてプラズマエッチングする際に、アルミニウム含有物の消耗を抑制することができるプラズマエッチング方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、内面の少なくとも一部がアルミニウム含有物からなる処理容器内に、下層Ｔｉ膜、Ａｌ膜、および上層Ｔｉ膜を積層してなるＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜を有し、その上にパターン化されたレジスト層が形成された基板を搬入する工程と、塩素ガスと三塩化ホウ素ガスとからなる塩素含有ガスを含むエッチングガスおよび窒素ガスのプラズマを生成し、前記Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜を、前記レジスト層をマスクとして前記プラズマにより前記レジスト層をアッシングしながらプラズマエッチングするエッチング工程とを含み、前記塩素含有ガスと前記窒素ガスとの流量比は、６：１〜１０：１の範囲であることを特徴とするプラズマエッチング方法を提供する。
本発明において、前記エッチングガスおよび前記窒素ガスを前記処理容器内に供給し、前記処理容器内でプラズマ化するようにしてよい。
前記エッチング工程において、プラズマ化した前記窒素ガスにより、前記処理容器の内面の前記アルミニウム含有物を窒化することができる。また、前記エッチング工程において、前記窒素ガスのプラズマによりアッシングされた前記レジスト層の成分を、前記処理容器の内面に堆積させることができる。
前記エッチングガスとして、塩素含有ガスと不活性ガスを用いてもよい。
前記処理容器の内面のアルミニウム含有物は、アルミニウムを陽極酸化して形成された陽極酸化皮膜であってよい。
本発明によれば、塩素含有ガスを含むエッチングガスおよび窒素ガスのプラズマを生成し、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜を、レジスト層をマスクとして、生成したプラズマによりプラズマエッチングするので、窒素ガスのプラズマの作用により、アルミニウム含有物の消耗を抑制することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜プラズマエッチング装置＞
図１は本発明の実施形態に係るプラズマエッチング方法を実施するためのプラズマエッチング装置を示す断面図である。
図１は本発明の実施形態に係るプラズマエッチング方法を実施するためのプラズマエッチング装置を示す断面図である。
プラズマエッチング装置１００は、基板ＳのＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜をエッチングするためのものであり、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１を有する。本体容器１の内面には３０〜７０μｍ程度の厚さを有する陽極酸化皮膜１ａが形成されている。陽極酸化皮膜１ａが形成される部分は、本体容器１の内面前面に限らず、その一部のみ、例えば側面のみであってもよい。この本体容器１は、接地されている。本体容器１は、誘電体壁２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３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）４となっている。誘電体壁２はチャンバー４の天井壁を構成しており、Ａｌ2Ｏ3等のセラミックス、石英等で構成されている。チャンバー４の水平断面は矩形状をなし、長辺と短辺を有している。
本体容器１におけるアンテナ容器３の側壁３ａとチャンバー４の側壁４ａとの間には内側に突出する支持棚５が設けられており、この支持棚５の上に誘電体壁２が載置される。
誘電体壁２の下側部分には、処理ガス供給用のシャワー筐体１１が嵌め込まれている。シャワー筐体１１は、複数本のサスペンダ（図示せず）により本体容器１の天井に吊された状態となっている。
このシャワー筐体１１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１１には水平に伸びるガス流路１２が形成されており、このガス流路１２には、下方に向かって延びる複数のガス吐出孔１２ａが連通している。
一方、誘電体壁２の上面中央には、このガス流路１２に連通するようにガス供給管２１が設けられている。ガス供給管２１は、本体容器１の天井からその外側へ貫通し、分岐管２１ａ、２１ｂに分岐されている。分岐管２１ａには、塩素含有ガス、例えば塩素ガス（Ｃｌ２ガス）および三塩化ホウ素ガス（ＢＣｌ３ガス）を供給する塩素含有ガス供給源２２が接続されている。また、分岐管２１ｂには窒素ガス（Ｎ２ガス）を供給するＮ２ガス供給源２３が接続されている。分岐管２１ａ，２１ｂ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。
ガス供給管２１、分岐管２１ａ，２１ｂ、塩素含有ガス供給源２２、Ｎ２ガス供給源２３、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２０を構成する。
なお、塩素含有ガスとしては、Ｃｌ２ガス単独、ＢＣｌ３ガス単独であってもよいし、四塩化炭素（ＣＣｌ４）ガス等の他のものを塩素含有ガスの一部または全部として用いることもできる。
アンテナ容器３内には、高周波（ＲＦ）アンテナ１３が配設されている。高周波アンテナ１３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１３ａ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１３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１３は絶縁部材からなるスペーサ１７により誘電体壁２から離間している。
アンテナ線１３ａの端子１８にはアンテナ容器３の上方へ延びる給電部材１６が接続されている。給電部材１６の上端には、給電線１９が接続されており、給電線１９には整合器１４および高周波電源１５が接続されている。そして、高周波アンテナ１３に、高周波電源１５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４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１１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。
チャンバー４内の底壁には、額縁状をなす絶縁体からなるスペーサ２６を介して、基板Ｓを載置する基板載置台３０が設けられている。基板載置台３０は、上述したスペーサ２６の上に設けられた、基材３１と、基材３１の上に設けられた静電チャック３２と、基材３１および静電チャック３２の側壁を覆う絶縁体からなるシールドリング３３とを有している。基材３１および静電チャック３２は基板Ｓの形状に対応した矩形状をなし、基板載置台３０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２６およびシールドリング３３は、アルミナ等の絶縁性セラミックスで構成されている。
静電チャック３２は、基材３１の表面に形成されたセラミックス溶射膜からなる誘電体層４５と、誘電体層４５の内部に設けられた吸着電極４６とを有する。吸着電極４６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４６には、給電線４７を介して直流電源４８が接続されており、吸着電極４６に直流電圧が印加されるようになっている。吸着電極４６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４６に直流電圧を印加することにより、クーロン力やジョンセン・ラーベック力等の静電吸着力が発生し基板Ｓが吸着される。静電チャック３２の誘電体層４５としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やイットリア（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックスを用いることができる。
基材３１には、給電線５１を介してバイアス印加用の高周波電源５３が接続されている。また、給電線５１の基材３１と高周波電源５３の間には整合器５２が設けられている。高周波電源５３は基材３１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。
なお、基板載置台３０の基材３１内には、基板Ｓの温度を制御するため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３０に基板Ｓが載置された状態で、基板Ｓと基板載置台３０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３０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３２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３２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。
チャンバーの側壁４ａには、基板Ｓをチャンバー４に対して搬入出するための搬入出口５５が設けられており、搬入出口５５はゲートバルブ５６によって開閉可能となっている。ゲートバルブ５６を開にすることにより、隣接して設けられた真空搬送室（図示せず）内の搬送装置（図示せず）により搬入出口５５を介して基板Ｓの搬入出が可能となる。
チャンバー４の底壁の縁部または隅部には複数の排気口５９（２つのみ図示）が形成されており、各排気口５９には排気機構６０が設けられている。排気機構６０は、排気口５９に接続された排気配管６１と、排気配管６１の開度を調整することによりチャンバー４内の圧力を制御する自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）６２と、チャンバー４内を排気配管６１を介して排気するための真空ポンプ６３とを有している。そして、真空ポンプ６３によりチャンバー４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）６２の開度を調整することによりチャンバー４内を所定の真空雰囲気に設定、維持する。
プラズマエッチング装置１００は、さらに制御部７０を有している。制御部７０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、プラズマエッチング装置１００の各構成部（処理ガス供給機構２０の流量制御器およびバルブシステム、高周波電源１５，５３、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）６２、直流電源４８等）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。
＜プラズマエッチング方法＞
次に、以上のプラズマエッチング装置１００により実施される発明の一実施形態に係るプラズマエッチング方法について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
次に、以上のプラズマエッチング装置１００により実施される発明の一実施形態に係るプラズマエッチング方法について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ゲートバルブ５６を開けて搬送装置（図示せず）により搬入出口５５を介して、内面に陽極酸化皮膜１ａを有するアルミニウムからなるチャンバー４内に、図３に示すような、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜を有し、その上にパターン化されたフォトレジスト層が形成された基板Ｓを搬入し、基板載置台３０上に載置する（ステップ１）。搬送機構をチャンバー４から退避させた後、ゲートバルブ５６を閉じる。
基板Ｓは、チャネルエッチ型のボトムゲート型構造のＴＦＴを形成するためのものであり、より詳細には、図３に示すように、ガラス基体１０１上にゲート電極１０２が形成され、その上にゲート絶縁膜１０３を介してＩＧＺＯ等の酸化物半導体からなる半導体膜１０４が形成され、その上にソース電極およびドレイン電極となるＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜１０５が形成されている。Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜１０５は、上層Ｔｉ膜１０５ａと、下層Ｔｉ膜１０５ｃと、これらの間に設けられたＡｌ膜１０５ｂとを有している。Ａｌ膜１０５ｂは、Ａｌ単体であってもよいし、Ａｌ−Ｓｉ等のＡｌ合金であってもよい。上層Ｔｉ膜１０５ａおよび下層Ｔｉ膜１０５ｃの膜厚は３０〜１００ｎｍ程度であり、Ａｌ膜１０５ｂの膜厚は３００〜１０００ｎｍ程度である。Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜１０５の上には、エッチングマスクとしてパターン化されたフォトレジスト層１０６が形成されている。
この状態で、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）６２によりチャンバー４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２０からシャワー筐体１１を介して、処理ガスとして、塩素含有ガスを含むエッチングガス、例えばＣｌ２ガス＋ＢＣｌ３ガス、およびＮ２ガスをチャンバー内へ供給し、これらをプラズマ化してＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜１０５を図４に示すようにプラズマエッチングする（ステップ２）。
このとき、基板Ｓは、静電チャック３２により吸着され、温調機構（図示せず）により温調される。
ステップ２においては、まず、処理ガスとして、塩素含有ガスを含むエッチングガスおよびＮ２ガスをチャンバー内へ供給する。この際に、エッチングガスを構成する塩素含有ガスとして、例えばＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスを用いる。なお、エッチングガスとして塩素含有ガスに加えてＡｒガス等の不活性ガスを供給してもよい。
次いで、処理ガスをプラズマ化するに際しては、高周波電源１５から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波を高周波アンテナ１３に印加し、これにより誘電体壁２を介してチャンバー４内に均一な誘導電界を形成する。このとき、高周波電源５３から基材３１に例えば３．２ＭＨｚの高周波バイアスを供給し、基板Ｓに対し、適切なイオン引き込み作用を与える。
このようにして形成された誘導電界により、高密度の誘導結合プラズマが生成され、エッチングガスとして供給された塩素含有ガスであるＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスがプラズマ化される。このとき、Ｎ２ガスも同様にプラズマ化される。
そして、プラズマ化されたＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスにより、基板ＳのＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜１０５に対し、ソース電極およびドレイン電極を形成するためのプラズマエッチングが行われる。
このとき、供給される処理ガスがエッチングガスである塩素含有ガスのみであると、塩素含有ガスのプラズマにより、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜１０５のエッチングが行われるとともに、チャンバー４の内面に存在するＡｌ２Ｏ３からなる陽極酸化皮膜１ａがスパッタされ、消耗する。特に、塩素含有ガスとして本例のＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスの混合ガスのように、ＢＣｌ３ガスを含有するものを用いることにより、Ｂの還元作用により陽極酸化皮膜１ａの消耗が激しくなる。このように陽極酸化皮膜１ａが消耗し、最終的に陽極酸化皮膜１ａが消失すると、チャンバー４内面の耐エッチング性が保てなくなってしまう。
そこで、本実施形態では、エッチングガスである塩素含有ガスに加えてＮ２ガスを供給し、Ｎ２ガスもプラズマ化する。Ｎ２ガスのプラズマは、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜１０５のエッチングにはほとんど寄与しないが、図５（ａ）のように、陽極酸化皮膜１ａ内のＡｌを窒化し、耐プラズマ性を上昇させて保護する作用、および図５（ｂ）に示すように、フォトレジスト層１０６をアッシングし、それにより生成されたＣ系およびＣＨ系の成分をチャンバー４の陽極酸化皮膜１ａの表面に堆積させ、陽極酸化皮膜１ａを保護する作用を有する。
この２つの作用により、チャンバー４内面の陽極酸化皮膜１ａの消耗を抑制することができる。このため、陽極酸化皮膜１ａが消失して耐プラズマ性が低下することを防止することができる。
この場合に、塩素含有ガス：Ｎ２ガス（流量比）は、６：１〜１０：１の範囲であることが好ましい。また、塩素含有ガスとしてＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスを用いる場合には、Ｃｌ２ガス：ＢＣｌ３ガス（流量比）は、１．５：１〜５：１の範囲であることが好ましい。また、エッチングガスとしてＡｒガス等の不活性ガスを用いる場合には、塩素含有ガス：不活性ガス（流量比）は、１．５：１〜５：１の範囲が好ましい。
本例のように、エッチングガスとしてＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスを用いてプラズマエッチングを行う際の好ましい条件は、
チャンバー内の圧力：１．３３〜２．６６Ｐａ（０．０１〜０．０２Ｔｏｒｒ）
Ｃｌ２ガスの流量：６００〜１０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
ＢＣｌ３ガスの流量：３００〜５００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
Ｎ２ガスの流量：１００〜２００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
誘導結合プラズマ生成用の高周波電源１５のパワー：２０００〜３０００Ｗ
高周波バイアス用の高周波電源５３のパワー：１０００〜２０００Ｗ
である。
チャンバー内の圧力：１．３３〜２．６６Ｐａ（０．０１〜０．０２Ｔｏｒｒ）
Ｃｌ２ガスの流量：６００〜１０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
ＢＣｌ３ガスの流量：３００〜５００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
Ｎ２ガスの流量：１００〜２００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
誘導結合プラズマ生成用の高周波電源１５のパワー：２０００〜３０００Ｗ
高周波バイアス用の高周波電源５３のパワー：１０００〜２０００Ｗ
である。
以上のようなプラズマエッチング処理を所定時間行った後、処理ガスを停止し、チャンバー４内を真空ポンプ６３により排気しつつ、適宜のパージガスによりパージした後、ゲートバルブ５６を開け、搬送機構（図示せず）により処理後の基板Ｓを搬入出口５５を介して搬出する（ステップ３）。
＜実験例＞
［実験例１］
実験例１では、図１に示す装置の矩形状のチャンバーの長辺側の壁部と短辺側の壁部の図６に示す複数の位置にＳｉチップを貼り付け、エッチングガスとしてＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスを用い、Ｎ２ガスを添加せずに誘導結合プラズマを生成した場合、およびＮ２ガスを添加して誘導結合プラズマを生成した場合について、Ｓｉチップの削れ量を把握した。
［実験例１］
実験例１では、図１に示す装置の矩形状のチャンバーの長辺側の壁部と短辺側の壁部の図６に示す複数の位置にＳｉチップを貼り付け、エッチングガスとしてＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスを用い、Ｎ２ガスを添加せずに誘導結合プラズマを生成した場合、およびＮ２ガスを添加して誘導結合プラズマを生成した場合について、Ｓｉチップの削れ量を把握した。
本実験例におけるＳｉチップの貼り付け位置は、長辺側の壁部はＮｏ．１〜Ｎｏ．５の位置、短辺側はＮｏ．６〜Ｎｏ．１０の位置である。また、条件は、圧力：１５ｍＴｏｒｒ（２Ｐａ）、ガス流量：Ｃｌ２／ＢＣｌ３／Ｎ２＝６３０／３１５／０または１００ｓｃｃｍ、ＲＦパワー（ソース／バイアス）：２９００／１９４０Ｗとした。
結果を図７に示す。この図に示すように、Ｎ２ガスを供給しない場合は、チャンバーの壁部の上部ほど、かつ中央ほどプラズマのスパッタ力が強く、Ｓｉ削れ量が非常に多くなっているが、Ｎ２ガスを１００ｓｃｃｍ供給することにより、チャンバー壁の位置にかかわらずＳｉ削れ量が著しく少なく、プラズマ中にＮ２を含有させることにより、プラズマのスパッタから保護する効果が高いことが確認された。
［実験例２］
実験例２では、図１の装置を用い、エッチングガスとしてＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスを用い、Ｎ２ガスを添加しない場合と、Ｎ２ガスを添加した場合について、１００００枚の基板を量産（プラズマエッチング）した後、チャンバー内壁の図８に示す複数の位置において、陽極酸化膜の膜厚を調査した。なお、Ｃｌ２ガスの流量は４００〜１１００ｓｃｃｍ、ＢＣｌ３ガスの流量は２００〜６００ｓｃｃｍ、Ｎ２ガスを添加した場合の流量は５０〜２００ｓｃｃｍとした。
実験例２では、図１の装置を用い、エッチングガスとしてＣｌ２ガスおよびＢＣｌ３ガスを用い、Ｎ２ガスを添加しない場合と、Ｎ２ガスを添加した場合について、１００００枚の基板を量産（プラズマエッチング）した後、チャンバー内壁の図８に示す複数の位置において、陽極酸化膜の膜厚を調査した。なお、Ｃｌ２ガスの流量は４００〜１１００ｓｃｃｍ、ＢＣｌ３ガスの流量は２００〜６００ｓｃｃｍ、Ｎ２ガスを添加した場合の流量は５０〜２００ｓｃｃｍとした。
陽極酸化膜の膜厚はアルミニウムの地金表面に付着している皮膜の全体の厚さの増減（変化量）を測定することにより行った。図９は、Ｎ２ガスを添加しない場合とＮ２ガスを添加しない場合について、図８の各位置における皮膜厚さの変化量（単位：μｍ）を示す図であり、皮膜が消失（減少）した場合をマイナスの数値、増加した場合をプラスの数値で表している。図９に示すように、Ｎ２を添加しない場合は、陽極酸化皮膜の消耗が見られ、最も消耗が激しい長辺側壁部の上部中央では皮膜厚さが−３９μｍと大きく消失していたのに対し、Ｎ２を添加した場合には、陽極酸化皮膜の消耗が抑制され、長辺側壁部の上部中央でも−３μｍであった。また、他の部分は初期の皮膜厚さよりむしろ増膜していた。このことから、Ｎ２ガスを添加することにより、陽極酸化皮膜を保護して、陽極酸化皮膜の消耗を抑制する効果が得られることが確認された。
［実験例３］
実験例３では、Ｎ２ガス添加によるエッチング処理への影響を確認した。
ここでは、エッチングガスとしてＣｌ２ガスを用い、Ｎ２ガスを添加しない場合と、Ｎ２ガスを添加した場合について、プラズマエッチングを行った場合の、基板のセンター、ミドル、エッジにおけるＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜エッチング部分のテーパー角を求めた。その結果、Ｎ２ガスを添加しない場合は、テーパー角がセンター：８２．１°、ミドル：７４．４°、エッジ：逆テーパー（レジスト層の下までエッチング部分が侵入するアンダーカット）であったのに対し、Ｎ２ガスを添加した場合は、テーパー角がセンター：８４．６°、ミドル：８０．７°、エッジ：８１．８°となり、エッチング処理への悪影響は存在せず、むしろ、Ｎ２ガス添加による保護効果によって、センターとエッジの形状差が低減することが確認された。
実験例３では、Ｎ２ガス添加によるエッチング処理への影響を確認した。
ここでは、エッチングガスとしてＣｌ２ガスを用い、Ｎ２ガスを添加しない場合と、Ｎ２ガスを添加した場合について、プラズマエッチングを行った場合の、基板のセンター、ミドル、エッジにおけるＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜エッチング部分のテーパー角を求めた。その結果、Ｎ２ガスを添加しない場合は、テーパー角がセンター：８２．１°、ミドル：７４．４°、エッジ：逆テーパー（レジスト層の下までエッチング部分が侵入するアンダーカット）であったのに対し、Ｎ２ガスを添加した場合は、テーパー角がセンター：８４．６°、ミドル：８０．７°、エッジ：８１．８°となり、エッチング処理への悪影響は存在せず、むしろ、Ｎ２ガス添加による保護効果によって、センターとエッジの形状差が低減することが確認された。
＜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、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。
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、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。
また、上記実施形態では、内面にアルミニウムの陽極酸化皮膜を有するチャンバーを用いた場合について示したが、これに限らず、本発明は、チャンバー内面の少なくとも一部がアルミニウム含有物である場合に適用可能である。
１；本体容器
１ａ；陽極酸化皮膜
２；誘電体壁
４；チャンバー（処理容器）
１１；シャワー筐体
１３；高周波アンテナ
１５；高周波電源
２０；処理ガス供給機構
３０；基板載置台
３２；静電チャック
３３；シールドリング
６０；排気機構
１００；プラズマエッチング装置
１０１；ガラス基体
１０２；ゲート電極
１０３；ゲート絶縁膜
１０４；半導体膜
１０５；Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜
１０５ａ；上層Ｔｉ膜
１０５ｂ；Ａｌ膜
１０５ｃ；下層Ｔｉ膜
１０６；フォトレジスト層
Ｓ；基板
１ａ；陽極酸化皮膜
２；誘電体壁
４；チャンバー（処理容器）
１１；シャワー筐体
１３；高周波アンテナ
１５；高周波電源
２０；処理ガス供給機構
３０；基板載置台
３２；静電チャック
３３；シールドリング
６０；排気機構
１００；プラズマエッチング装置
１０１；ガラス基体
１０２；ゲート電極
１０３；ゲート絶縁膜
１０４；半導体膜
１０５；Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜
１０５ａ；上層Ｔｉ膜
１０５ｂ；Ａｌ膜
１０５ｃ；下層Ｔｉ膜
１０６；フォトレジスト層
Ｓ；基板
Claims (6)
- 内面の少なくとも一部がアルミニウム含有物からなる処理容器内に、下層Ｔｉ膜、Ａｌ膜、および上層Ｔｉ膜を積層してなるＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜を有し、その上にパターン化されたレジスト層が形成された基板を搬入する工程と、
塩素ガスと三塩化ホウ素ガスとからなる塩素含有ガスを含むエッチングガスおよび窒素ガスのプラズマを生成し、前記Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層膜を、前記レジスト層をマスクとして前記プラズマにより前記レジスト層をアッシングしながらプラズマエッチングするエッチング工程と
を含み、
前記塩素含有ガスと前記窒素ガスとの流量比は、６：１〜１０：１の範囲であることを特徴とするプラズマエッチング方法。 - 前記エッチングガスおよび前記窒素ガスを前記処理容器内に供給し、前記処理容器内でプラズマ化することを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記エッチング工程において、プラズマ化した前記窒素ガスにより、前記処理容器の内面の前記アルミニウム含有物を窒化することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記エッチング工程において、前記窒素ガスのプラズマによりアッシングされた前記レジスト層の成分を、前記処理容器の内面に堆積させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記エッチングガスとして、前記塩素含有ガスと不活性ガスを用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記処理容器の内面のアルミニウム含有物は、アルミニウムを陽極酸化して形成された陽極酸化皮膜であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。
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