JP6878154B2 - エッチング方法およびエッチング装置 - Google Patents
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Description
図1は、エッチング装置1の一例を示す図である。エッチング装置1は、本体10および制御部20を有する。エッチング装置1は、被処理基板W上に形成された金属膜をプラズマによりエッチングする装置である。本実施形態において、被処理基板Wは、例えばFPDパネルであり、エッチング装置1によるエッチング処理を経て、被処理基板W上に複数のTFTが形成される。なお、以下では、被処理基板W上に形成されるそれぞれのTFTを、素子Dと記載する。
ここで、被処理基板W上に設けられた複数の素子Dの形成過程の一部について説明する。図2は、ボトムゲート構造のTFTである素子Dの電極形成工程の一例を示す模式図である。被処理基板W上の素子Dの電極形成工程では、まず、ガラス基板などの基板上にゲート電極が形成され、ゲート電極上にゲート絶縁膜30が積層される。そして、例えば図2(a)に示すように、ゲート絶縁膜30上に半導体層31が積層される。本実施形態において、半導体層31は、例えば、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、および亜鉛(Zn)からなる酸化物半導体である。酸化物半導体である半導体層31は、TFTのチャネルを構成する。
ここで、Ti膜に対するAl膜の選択比が大きいガスについての実験結果について説明する。図5は、Cl2ガスの流量に対してN2ガスの流量を変えた場合のエッチングレートおよび選択比の実験結果の一例を示す図である。
図6は、エッチング中のTi元素およびAl元素の発光強度の変化の一例を示す模式図である。例えば図2(a)に示した素子Dが形成された被処理基板Wに対してCl2ガスのプラズマによりエッチングが行われると、まず、電極層32内のTi膜322がエッチングされる。これにより、Ti膜322から離脱したTi元素が処理室104内に漂い始め、例えば図6に示すように処理室104内においてTi元素に対応する波長の光の発光強度が増加し始める。
図7は、エッチング処理の一例を示すフローチャートである。図6に示すエッチング処理は、制御部20の制御により実行される。
図8は、制御部20のハードウェアの一例を示す図である。制御部20は、例えば図8に示すように、CPU(Central Processing Unit)21、RAM(Random Access Memory)22、ROM(Read Only Memory)23、補助記憶装置24、通信インターフェイス(I/F)25、入出力インターフェイス(I/F)26、およびメディアインターフェイス(I/F)27を備える。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
G ゲートバルブ
W 被処理基板
1 エッチング装置
10 本体
20 制御部
101 チャンバ
102 誘電体壁
103 アンテナ室
104 処理室
106 窓
111 シャワー筐体
113 アンテナ
115 高周波電源
120 ガス供給機構
130 載置台
131 基材
132 静電チャック
148 直流電源
153 高周波電源
160 排気機構
170 発光モニタ
30 ゲート絶縁膜
31 半導体層
32 電極層
320 Ti膜
321 Al膜
322 Ti膜
33 フォトレジスト
Claims (8)
- 第1のTi膜の上にAl膜が積層され前記Al膜の上に第2のTi膜が積層された電極層が半導体層の上に形成された複数の素子が設けられた被処理基板を、チャンバ内に搬入する搬入工程と、
前記チャンバ内に、第1の処理ガスを供給する供給工程と、
前記チャンバ内において前記第1の処理ガスのプラズマにより、それぞれの前記素子の前記電極層に含まれる前記第2のTi膜をエッチングし、いずれかの前記素子において前記第1のTi膜が露出するまで、それぞれの前記素子の前記電極層に含まれる前記Al膜をエッチングする第1のエッチング工程と、
前記チャンバ内に供給される処理ガスを、前記第1の処理ガスから、N2ガスを含む第2の処理ガスに切り換える第1の切換工程と、
前記チャンバ内において前記第2の処理ガスのプラズマにより、それぞれの前記素子の前記電極層のエッチングを再開する第2のエッチング工程と
を含み、
前記第1の処理ガスは、Cl2ガス、または、BCl3ガスおよびCl2ガスの混合ガスであり、
前記第2の処理ガスは、Cl2ガスおよびN2ガスの混合ガスであることを特徴とするエッチング方法。 - 前記第1のエッチング工程において、前記チャンバ内の空間に存在するTi元素に対応する波長の光の発光強度を測定し、前記発光強度が減少した後に増加に転じたか否かを判定する第1の判定工程をさらに含み、
前記第1の切換工程では、
前記第1の判定工程において前記発光強度が減少した後に増加に転じたと判定された場合に、前記チャンバ内に供給される処理ガスが、前記第1の処理ガスから前記第2の処理ガスに切り換られることを特徴とする請求項1に記載のエッチング方法。 - 前記第2のエッチング工程において全ての前記素子において前記第1のTi膜が露出した後に、前記チャンバ内に供給される処理ガスを、前記第2の処理ガスから、窒素元素を含まない第3の処理ガスに切り換える第2の切換工程と、
前記チャンバ内において前記第3の処理ガスのプラズマにより、それぞれの前記素子の前記電極層のエッチングを再開する第3のエッチング工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載のエッチング方法。 - 前記第2のエッチング工程において、前記チャンバ内の空間に存在するTi元素に対応する波長の光の発光強度を測定し、前記発光強度の増加率が所定値以下になったか否かを判定する第2の判定工程をさらに含み、
前記第2の切換工程では、
前記第2の判定工程において前記発光強度の増加率が前記所定値以下になったと判定された場合に、前記チャンバ内に供給される処理ガスが、前記第2の処理ガスから前記第3の処理ガスに切り換られることを特徴とする請求項3に記載のエッチング方法。 - 前記第3の処理ガスは、BCl3ガスおよびCl2ガスの混合ガス、または、Cl2ガスであることを特徴とする請求項3または4に記載のエッチング方法。
- 前記半導体層は、酸化物半導体であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のエッチング方法。
- 前記酸化物半導体は、TFT(Thin Film Transistor)のチャネルを構成することを特徴とする請求項6に記載のエッチング方法。
- チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、第1のTi膜の上にAl膜が積層され前記Al膜の上に第2のTi膜が積層された電極層が半導体層の上に形成された複数の素子が設けられた被処理基板が載置される載置台と、
前記チャンバ内に、処理ガスを供給する供給部と、
前記載置台に前記被処理基板が載置された状態で、前記チャンバ内に供給された前記処理ガスのプラズマを生成する生成部と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記供給部を制御して前記チャンバ内に第1の処理ガスを供給させ、前記生成部を制御して前記チャンバ内において第1の処理ガスのプラズマを生成させることにより、それぞれの前記素子の前記電極層に含まれる前記第2のTi膜をエッチングし、いずれかの前記素子において前記第1のTi膜が露出するまで、それぞれの前記素子の前記電極層に含まれる前記Al膜をエッチングする第1のエッチング工程と、
前記供給部を制御して前記チャンバ内に供給される前記処理ガスを、前記第1の処理ガスから、N2ガスを含む第2の処理ガスに切り換える切換工程と、
前記生成部を制御して前記チャンバ内において前記第2の処理ガスのプラズマを生成させることにより、それぞれの前記素子の前記電極層のエッチングを再開する第2のエッチング工程と
を実行し、
前記第1の処理ガスは、Cl2ガス、または、BCl3ガスおよびCl2ガスの混合ガスであり、
前記第2の処理ガスは、Cl2ガスおよびN2ガスの混合ガスであることを特徴とするエッチング装置。
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