JP6854600B2 - プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、および基板載置台 - Google Patents
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Description
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基板の構造を示す断面図である。
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。
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。
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。
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、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、図4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。
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5のフローチャートを参照して説明する。
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30へ搬送する。
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。
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。
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8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、図9は図8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。
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10のフローチャートを参照して説明する。
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。
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。
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;処理容器
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;高周波電源
120,120′,220;処理ガス供給機構
130;基板載置台
132,232;静電チャック
145,245;誘電体層
146,246;吸着電極
160;排気機構
S;基板
Claims (19)
- 基板に形成された所定の金属を含む膜をプラズマエッチング装置により処理容器の内部でプラズマエッチングするプラズマエッチング方法であって、
前記基板を載置し吸着する静電チャックであって、その誘電体層がアルミナとイットリア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である静電チャックを備えた基板載置台を前記処理容器内に設ける工程と、
前記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、生成される反応物がドライクリーニング可能なものとなるように、塩素またはフッ素を含有し酸素を含有しない処理ガスを選定する工程と、
前記プラズマエッチング装置において、前記所定の金属を含む膜に対し、前記処理ガスを用いてプラズマエッチング処理を行う工程と、
前記プラズマエッチング処理を行う工程を1回または2回以上の所定回数行った後、前記プラズマエッチング装置の前記処理容器内を前記プラズマエッチング処理の際の前記処理ガスと同じガスのプラズマによりドライクリーニングする工程と
を有することを特徴とするプラズマエッチング方法。 - 前記所定の金属を含む膜は、Al含有金属膜であり、前記処理ガスは塩素含有ガスであり、前記反応生成物はAlClxであり、
前記プラズマエッチング装置において前記プラズマエッチング処理を行った後、処理後の基板を別個に設けられた後処理装置に搬送し、O2ガス、またはO2ガスおよびフッ素含有ガスを用いて、コロージョン抑制のための後処理を行う工程をさらに有し、
前記ドライクリーニングする工程は、前記プラズマエッチング処理を行う工程および前記後処理を行う工程を1回または2回以上の所定回数行った後に行う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。 - 前記処理ガスの前記塩素含有ガスは、Cl2ガスであることを特徴とする請求項2に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記Al含有金属膜は、薄膜トランジスターのソース電極およびドレイン電極を形成するためのTi/Al/Ti膜であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記所定の金属を含む膜はMo系材料膜であり、前記処理ガスはフッ素含有ガスであり、前記反応生成物はMoFxであ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。
- 前記処理ガスの前記フッ素含有ガスは、SF6ガスであることを特徴とする請求項5に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記Mo系材料膜は、薄膜トランジスターのゲート電極または遮光膜を形成するためのMo膜またはMoW膜であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のプラズマエッチング方法。
- 基板に形成された所定の金属を含む膜に対してプラズマエッチング処理を施すプラズマエッチング装置であって、
基板が収容される処理容器と、
前記処理容器内で基板を載置する基板載置台と、
前記処理容器内に前記プラズマエッチング処理およびドライクリーニングを行うための処理ガスを供給するガス供給機構と、
前記処理容器内を排気する排気機構と、
前記処理容器内で前記処理ガスを用いて前記プラズマエッチング処理および前記ドライクリーニングのためのプラズマを生成するプラズマ生成機構と
を有し、
前記基板載置台は、基材と、前記基材上に設けられた、セラミックス溶射膜からなる誘電体層および前記誘電体層の内部に設けられた吸着電極を有する静電チャックとを有し、
前記静電チャックの前記誘電体層は、アルミナと、イットリアと、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であり、
前記所定の金属を含む膜に対し、生成される反応物がドライクリーニング可能なものとなるように前記処理ガスとして選定された、塩素またはフッ素を含有し酸素を含有しないガスを用いて生成されたプラズマにより前記プラズマエッチング処理が行われ、
前記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の前記処理容器内が、前記エッチング処理の際の処理ガスと同じガスを用いて生成されたプラズマによりドライクリーニングされることを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 前記静電チャックの前記誘電体層を構成する混合溶射膜は、珪素化合物として酸化ケイ素または窒化珪素を用いたものであることを特徴とする請求項8に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記処理ガスは塩素を含有するガスであり、前記静電チャックの前記吸着電極は、タングステンまたはモリブデンからなることを特徴とする請求項8または請求項9に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記処理ガスは、Cl2ガスであることを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか1項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記処理ガスはフッ素を含有するガスであり、前記吸着電極はアルミニウムからなることを特徴とする請求項8または請求項9に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記処理ガスは、SF6ガスであることを特徴とする請求項8、請求項9、または請求項12に記載のプラズマエッチング装置。
- 基板に形成された所定の金属を含む膜に対し、生成される反応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として選定された、塩素またはフッ素を含有し酸素を含有しないガスを用いたプラズマにより処理容器内でプラズマエッチング処理を行い、かつ前記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の前記処理容器内を、前記エッチング処理の際の処理ガスと同じガスを用いて生成されたプラズマによりドライクリーニングするプラズマエッチング装置において、前記処理容器内で基板を載置する基板載置台であって、
基材と、
前記基材上に設けられた、セラミックス溶射膜からなる誘電体層および前記誘電体層の内部に設けられた吸着電極を有する静電チャックとを有し、
前記静電チャックの前記誘電体層は、アルミナと、イットリアと、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であることを特徴とする基板載置台。 - 前記静電チャックの前記誘電体層は、珪素化合物として酸化ケイ素または窒化珪素を用いたものであることを特徴とする請求項14に記載の基板載置台。
- 前記処理ガスは塩素を含有するガスであり、前記静電チャックの前記吸着電極は、タングステンまたはモリブデンからなることを特徴とする請求項14または請求項15に記載の基板載置台。
- 前記処理ガスは、Cl2ガスであることを特徴とする請求項14から請求項16のいずれか1項に記載の基板載置台。
- 前記処理ガスはフッ素を含有するガスであり、前記吸着電極はアルミニウムからなることを特徴とする請求項14または請求項15に記載の基板載置台。
- 前記処理ガスは、SF6ガスであることを特徴とする請求項14、請求項15、または請求項18に記載の基板載置台。
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