JP6967944B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

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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 plasma processing equipment.

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。 Conventionally, a plasma processing apparatus that performs plasma processing such as etching and film formation has been known. The plasma processing apparatus is provided with a mounting table on which an object to be processed such as a glass substrate is placed. The mounting table is provided with an electrostatic chuck composed of an alumina sprayed film, an electrode layer, a sealing agent, etc. on the upper surface on which the object to be processed is placed. 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, in order to remove the product adhering to the mounting table by the plasma processing, dry cleaning is performed by supplying a cleaning gas for cleaning.

特開２００８−０６６７０７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-066707

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 dry cleaning. For example, dry cleaning consumes the materials that make up 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 has, in one embodiment, an insulating layer constituting the mounting surface of the mounting table on which the object to be treated by the plasma treatment is mounted. The insulating layer is made of alumina, itria and a silicon compound. Further, the plasma processing apparatus is provided in the insulating layer and has an adsorption electrode that adsorbs the object to be processed 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 plasma processing apparatus disclosed, it is possible to increase the resistance of the mounting table to plasma even when dry cleaning is performed.

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 be treated to which the plasma treatment method according to the 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 diagram showing an example of the resistance of a metal to a chlorine-based 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 an aftertreatment device mounted on 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Ｃｌ２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 produced in a chamber when an Al-containing metal film is etched using Cl 2 gas as a treatment gas. 図９は、処理ガスとしてＣｌ２ガスを用いてＡｌ含有金属膜をエッチングした後、Ｏ２ガス、またはＯ２ガスおよびＣＦ４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。FIG. 9 shows the reaction generated in the chamber when the Al-containing metal film is etched with Cl 2 gas as the treatment gas and then post-treated with O 2 gas, or O 2 gas and CF 4 gas. It is a schematic diagram which shows 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 on 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 the base material and the electrostatic chuck according to the 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 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 the coefficient of linear expansion. 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 the plasma processing method according to the second embodiment. 図１６は、処理ガスとしてＳＦ６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 produced in a chamber when a Mo-based material film is etched using SF 6 gas as a processing gas. 図１７は、処理ガスとしてＳＦ６ガスおよびＯ２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 produced in a chamber when a Mo-based material film is etched using SF 6 gas and O 2 gas as processing gases.

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 addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts in each drawing. Further, the invention disclosed by the present embodiment is not limited. Each embodiment can be appropriately combined 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 the substrate to which the 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 be treated to which the plasma treatment method according to the embodiment of the present invention is applied. In this 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 type 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 a light-shielding layer 2 made of a Mo-based material (Mo, MoW) is formed on the light-shielding layer 2 and is made of polysilicon, which is a semiconductor layer, via an insulating film 3 on the light-shielding layer 2. Polysilicon film (p-Si film) 4 is formed, a gate electrode 6 made of a Mo-based material (Mo, MoW) is formed on it via a gate insulating film 5, and an interlayer insulating film 7 is formed on the gate electrode 6. It is formed. A contact hole is formed in the interlayer insulating film 7, and a source electrode 8a and a drain electrode 8b connected to the p—Si film 4 via the contact hole are formed on the interlayer insulating film 7. The source electrode 8a and the drain electrode 8b are made of, for example, an Al-containing metal film having a Ti / Al / Ti structure in which a titanium film, an aluminum film, and a titanium film are laminated in this order. 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 is formed 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, the etching process of the Al-containing metal film when forming the source electrode 8a and the drain electrode 8b 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 on the Al-containing metal film, and plasma etching is performed using the resist film (not shown) as a mask. It is done.

［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 apparatus, etc. used in the first embodiment]
First, an apparatus configuration 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 an aftertreatment device mounted on 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 apparatus 30, and an aftertreatment apparatus 40. There is. The plasma etching apparatus 30 and the post-treatment apparatus 40 are processed under a predetermined reduced pressure atmosphere. The vacuum transfer chamber 10 has a rectangular planar shape. The load lock chamber 20, the two plasma etching apparatus 30 and the aftertreatment apparatus 40 are connected to each wall portion of the vacuum transfer chamber 10 via a gate valve G. A carrier 50 for accommodating the rectangular substrate S is arranged on the outside of 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 these two carriers 50, and 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, retracted, and rotated. It has a base 62 that supports it as possible.

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 held in a predetermined depressurized atmosphere, and as shown in FIG. 2, a vacuum transfer mechanism 70 is provided therein. Then, the substrate S is conveyed between the load lock chamber 20, the two plasma etching apparatus 30, and the post-processing apparatus 40 by the vacuum transfer mechanism 70. The vacuum transfer mechanism 70 is provided with two substrate transfer arms 72 (only one is shown) so as to be movable back and forth on a base 71 that can be swiveled and moved up and down.

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 exchanging the substrate S between the carrier 50 in the atmospheric atmosphere and the vacuum transfer chamber 10 in the decompressed atmosphere, and can switch between the vacuum atmosphere and the atmospheric atmosphere in a short time. You can do it. The load lock chamber 20 is provided with substrate accommodating portions (not shown) in two upper and lower stages, and the substrate S is aligned in each substrate accommodating portion 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、Ａｌ２Ｏ３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, an airtight main body container having a square cylinder shape made of aluminum whose inner wall surface has been anodized. Has 101. The main body container 101 is grounded. The main body container 101 is vertically partitioned by a dielectric wall 102, the upper side is an antenna container 103 that defines an antenna chamber, and the lower side is a chamber (processing container) 104 that defines a processing chamber. There is. Dielectric wall 102 constitutes a ceiling wall of the chamber 104, ceramics such as Al 2 O 3, is composed of quartz.

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。 A support shelf 105 projecting inward is provided between the side wall 103a of the antenna container 103 and the side wall 104a of the chamber 104 in the main body container 101. A 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。 A shower housing 111 for supplying processing gas is fitted in the lower portion of the dielectric wall 102. The shower housing 111 is provided in a cross shape and has a beam structure that supports the dielectric wall 102 from below. The shower housing 111 is suspended from the ceiling of the main 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 or outer surface is anodized. A horizontally extending gas flow path 112 is formed in the shower housing 111, and a plurality of downwardly extending gas discharge holes 112a communicate with the gas flow path 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、Ｃｌ２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、Ｎ２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, in the center of the upper surface of the dielectric wall 102, a gas supply pipe 121 is provided 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, for example, Cl 2 gas, is connected to the branch pipe 121a. In addition, the branch pipe 121b, is used as a purge gas and a dilution gas, Ar gas, is connected to an inert gas supply source 123 for supplying an inert gas such as N 2 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 a flow rate controller such as a mass flow controller 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, and the flow control and valve system constitute the 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（Ｃｌ２）ガスが好ましいが、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス、四塩化炭素（ＣＣｌ４）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, discharged from the gas discharge hole 112a on the lower surface thereof into the chamber 104, and contains Al in the substrate S. Etching of the metal film or dry cleaning of the chamber 104 is performed. The dry cleaning is a process of removing the reaction product adhering to the inside of the chamber 104 without opening the chamber 104 by supplying a cleaning gas. As the chlorine-containing gas, chlorine (Cl 2 ) gas is preferable, but boron trichloride (BCl 3 ) gas, carbon tetrachloride (CCl 4 ) gas and 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。 A radio frequency (RF) antenna 113 is arranged in the antenna container 103. The high-frequency antenna 113 is configured by arranging an antenna wire 113a made of a good conductive metal such as copper or aluminum in an arbitrary shape conventionally used such as an annular shape or a spiral shape. The high frequency antenna 113 may be a multiple antenna having a plurality of antenna portions. 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 feeding member 116 extending upward from the antenna container 103 is connected to the terminal 118 of the antenna wire 113a. A feeder line 119 is connected to the upper end of the feeder member 116, and a matching unit 114 and a high frequency power supply 115 are connected to the feeder line 119. Then, a high-frequency power having a frequency of, for example, 13.56 MHz is supplied to the high-frequency antenna 113 from the high-frequency power supply 115 to form an inductive electric field in the chamber 104, and the processing supplied from the shower housing 111 by this inductive electric field. The gas is turned into plasma and inductively coupled plasma is generated.

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。 On the bottom wall in the chamber 104, a substrate mounting table 130 on which the substrate S is mounted is provided via a spacer 134 made of an insulator forming a frame shape. The substrate mounting table 130 includes a base material 131 provided on the spacer 134 described above, an electrostatic chuck 132 provided on the base material 131, and a side wall covering the base material 131 and the side walls of the electrostatic chuck 132. It has 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 ceramics 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 an adsorption 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 arranged on the base material 131. The base material 131 is made of, for example, stainless steel. By using stainless steel, the base material 131 can also be used as a high-temperature electrode, and can be used in a plasma environment of a chlorine-containing gas or 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 an adsorption electrode 146 provided inside the insulating layer 145. The insulating layer 145 has two layers of the upper insulating layer 145a and the lower insulating layer 145b which are overlapped in the vertical direction. In the present embodiment, the insulating layer 145 has an upper insulating layer 145a on the substrate S side with respect to the adsorption electrode 146 and a lower insulating layer 145b on the opposite side of the substrate S with respect to the adsorption 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（Ａｌ２Ｏ３）と、イットリア（Ｙ２Ｏ３）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。Ｙ２Ｏ３は、材質的にプラズマ耐性が高い。また、Ａｌ２Ｏ３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Ｙ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３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、Ｃｌ２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（ＳｉＯ２）を用いたＡｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３・ＳｉＯ２膜が好ましい。また、珪素化合物として窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を用いたＡｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３・ＳｉＯ２・Ｓｉ３Ｎ４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 sprayed film. The mixed sprayed film is formed by spraying a mixture of alumina (Al 2 O 3 ), yttrium (Y 2 O 3 ), and a silicon compound. Y 2 O 3 has high plasma resistance in terms of material. In addition, 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 sprayed film, an Al 2 O 3 · Y 2 O 3 · SiO 2 film using silicon oxide (SiO 2 ) as a silicon compound is preferable. Further, an Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 film using silicon nitride (Si 3 N 4 ) as the silicon compound can also be preferably 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 sealed with a sealing member in order to improve the insulating property. However, the sealing member may separate from the insulating layer 145 and cause particles when dry cleaning is performed. Therefore, in the present embodiment, of the upper insulating layer 145a and the lower insulating layer 145b, only the lower insulating layer 145b is sealed with the sealing member. That is, the upper insulating layer 145a has not been sealed. As a result, it is possible to suppress the generation of particles when the upper insulating layer 145a is dry-cleaned by not performing the pore-sealing treatment.

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。 Since the upper insulating layer 145a is not sealed, the adsorption electrode 146 needs to use a metal that is less corrosive to chlorine-based 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, and Hastelloy. These nickel-containing metals have high resistance to plasma of chlorine-containing gas. Since pure nickel is a ferromagnet, it is not preferable as an adsorption electrode 146. It is preferable to use a nickel-containing metal having low magnetism for the adsorption electrode 146.

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 diagram showing an example of the resistance of a metal to a chlorine-based gas. FIG. 5 shows the amount of scraping of Cr, Ni-5Al, SUS316L and Hastelloy, and tungsten (W) and molybdenum (Mo) conventionally used for the adsorption electrode 146 as chlorine-based gas with respect to Cl gas-based gas. Has been done. The amount of scraping shown in FIG. 5 is a value standardized based on the amount of scraping of Ni-5Al, and is rounded off to the nearest whole number. 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 sealed, it is preferable to spray it densely. Further, if the upper insulating layer 145a is likely to be heated in temperature, such as by providing a heating function to the electrostatic chuck 132 or transferring heat from the base material 131, the heat resistance is lowered if the upper insulating layer 145a is too dense. , Some holes are needed. Therefore, the upper insulating layer 145a is formed by semi-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 is in the range of 2.1% to 3.1%. As a result, the upper insulating layer 145a can suppress the ingress of gas into the inside and suppress the arrival of gas at the adsorption electrode 146. The lower insulating layer 145b may also be formed by semi-dense mixed thermal spraying in the same manner as 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 shape, a film shape, a grid shape, and a net shape. As shown in FIG. 3, a DC power supply 148 is connected to the suction electrode 146 via a feeder line 147, and a DC voltage is applied to the suction electrode 146. The power supply to the suction electrode 146 is turned on and off by a switch (not shown). By applying a DC voltage to the adsorption electrode 146, electrostatic adsorption force due to Coulomb force is generated 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 applying a bias is connected to the base material 131 via a feeder line 151. Further, a matching unit 152 is provided between the base material 131 of the feeder line 151 and the high frequency power supply 153. The high frequency power supply 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 order to control the temperature of the substrate S, a temperature control mechanism such as a heater and a refrigerant flow path and a temperature sensor (none of which are shown) are provided in the substrate 131 of the substrate mounting table 130. Further, a heat transfer gas supply mechanism for supplying a heat transfer gas for heat transfer, for example, He gas, between the substrate S and the substrate mount 130 with the substrate S mounted on the substrate mount 130 (a heat transfer gas supply mechanism). (Not shown) is provided. Further, the substrate mounting table 130 is provided with a plurality of elevating pins (not shown) for transferring the substrate S so as to be retractable with respect to the upper surface of the electrostatic chuck 132, so that the substrate S can be transferred. This is performed on the elevating pin in a state of protruding 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。 The side wall 104a of the chamber 104 is provided with an carry-in outlet 155 for carrying the substrate S into and out of the chamber 104, and the carry-in outlet 155 can be opened and closed by the gate valve G. By opening the gate valve G, the substrate S can be carried in and out through the carry-in / out outlet 155 by the vacuum transport mechanism 70 provided in the vacuum transport chamber 10.

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。 A plurality of exhaust ports 159 (only two are shown) are formed at the edges or corners of the bottom wall of the chamber 104. 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. It has a vacuum pump 163 for exhausting through the exhaust pipe 161. Then, the inside of the chamber 104 is exhausted by the vacuum pump 163, and the inside of the chamber 104 is set and maintained in 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-treatment device 40 is for performing post-treatment for suppressing corrosion after etching the Al-containing metal film of the substrate S. As shown in FIG. 6, the post-treatment apparatus 40 has a processing gas supply mechanism 120'that supplies a gas different from that of the plasma etching apparatus 30 in place of the processing gas supply mechanism 120. Although other configurations are 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 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、Ｏ２ガスを供給するＯ２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、Ｎ２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 aftertreatment device 40 includes a gas supply pipe 121', branch pipes 121a', 121b', 121c' branching from the gas supply pipe 121'on the upper and outer sides of the main body container 101, and the 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 ' was, and a Ar gas, the inert gas supply source 126 for supplying an inert gas such as N 2 gas as a purge gas and a diluent gas. The gas supply pipe 121'is connected to the gas flow path 112 of the shower housing 111, like the gas supply pipe 121 of the plasma etching apparatus 30 (see FIG. 3). The branch pipes 121a', 121b', 121c' are provided with a flow rate controller such as a mass flow controller 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Ｏ２ガス、またはＯ２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（ＣＦ４）を好適に用いることができるが、六フッ化硫黄（ＳＦ６）等を用いることもできる。 In the post-treatment device 40, the O 2 gas supplied from the treatment gas supply mechanism 120'or the O 2 gas and the fluorine-containing gas are discharged into the chamber 104 via the shower housing 111, and after etching the substrate S, the O 2 gas and the fluorine-containing gas are discharged into the chamber 104. Corrosion suppression treatment of the Al-containing metal film is performed. As the fluorine-containing gas, carbon tetrafluoride (CF 4 ) can be preferably used, but 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、Ａｌ２Ｏ３またはＹ２Ｏ３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-treatment device 40, since the insulating layer 145 of the electrostatic chuck 132 is not required to have resistance to plasma of 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 be composed of a sprayed film. 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 composed of a computer including a CPU and a storage unit, and each component of the processing system 100 (vacuum transfer chamber 10, load lock chamber 20, plasma etching apparatus 30, post-processing apparatus 40, transfer mechanism 60). , Each component of the vacuum transfer mechanism 70) is controlled so that a predetermined process is performed 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, the plasma processing method according to the first embodiment by the above processing system 100 will be described with reference to the flowchart of FIG. 7. 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 processing system 100 performs plasma etching processing of the Ti / Al / Ti film, which is an Al-containing metal film for forming the source electrode 8a and the drain electrode 8b formed on the substrate S.

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, the processing gas is selected so that the reaction product produced in the plasma etching process in the plasma etching apparatus 30 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、Ｃｌ２ガスを選定する。図８は、処理ガスとしてＣｌ２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, Cl 2 gas is selected as the treatment gas. FIG. 8 is a schematic view showing a reaction product produced in a chamber when an Al-containing metal film is etched using Cl 2 gas as a treatment gas. When a Ti / Al / Ti film is plasma-etched using a chlorine-containing gas, as shown in FIG. 8, AlClx is mainly generated as a reaction product, and a part of these adheres to the chamber wall and deposits ( Depot). This AlClx has a high vapor pressure and can be removed by dry cleaning.

図９は、処理ガスとしてＣｌ２ガスを用いてＡｌ含有金属膜をエッチングした後、Ｏ２ガス、またはＯ２ガスおよびＣＦ４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Ｃｌ２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Ｏ２ガスを供給してプラズマ処理を行うと、付着したＡｌＣｌｘとＯ２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、Ｏ２ガスに加えてフッ素含有ガス、例えば、ＣＦ４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。 FIG. 9 shows the reaction generated in the chamber when the Al-containing metal film is etched with Cl 2 gas as the treatment gas and then post-treated with O 2 gas, or O 2 gas and CF 4 gas. It is a schematic diagram which shows the product. On the other hand, when the Ti / Al / Ti film is etched with Cl 2 gas and then the post-treatment for suppressing corrosion is performed in the same chamber as in the conventional case, as shown in FIG. 9, O 2 gas is used as the post-treatment gas. When it is supplied and subjected to plasma treatment, the adhered AlClx reacts with the O 2 gas to generate AlOx 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 in order to further enhance the corrosion suppressing effect, AlFx having a low vapor pressure is also generated in addition to AlOx in the chamber. Since these AlOx and AlFx have low vapor pressure, they do not volatilize and tend to adhere to the chamber wall and become deposits (depots). And if this peels off, it causes particles and adversely affects the product. In addition, these are highly stable and 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（Ｃｌ２ガス）のみとする。 Therefore, in the present embodiment, AlClx that can be dry-cleaned is generated as a reaction product in the chamber, and AlOx and AlFx that cause particles and are difficult to remove by dry cleaning are not generated, so that the substrate in the plasma etching apparatus 30 is not generated. 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、Ｃｌ２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 processing gas previously selected by the plasma etching apparatus 30 is applied to the Ti / Al / Ti film which is the Al-containing metal film formed on the substrate S. Plasma etching treatment 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 in 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 from the carrier 50 by the transfer mechanism 60 and conveyed to the load lock chamber 20, and the vacuum transfer mechanism 70 in the vacuum transfer chamber 10 receives the substrate S from the load lock chamber 20 and conveys it 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 suitable for the vacuum transfer chamber 10 by the vacuum pump 163, the gate valve G is opened, and the substrate S is transferred from the carry-in outlet 155 to the chamber 104 by the vacuum transfer mechanism 70. The substrate S is placed on the substrate mounting table 130. After retracting 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、Ｃｌ２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 the automatic pressure control valve (APC) 162, and chlorine, which is an etching gas, is used as the processing gas from the processing gas supply mechanism 120 via the shower housing 111. The 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 diluting 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 adsorbed by the electrostatic chuck 132 and is 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 to form a uniform induced electric field in the chamber 104 via the dielectric wall 102. The induced electric field thus formed produces a plasma of chlorine-containing gas. The high-density inductively coupled plasma thus generated etches the Ti / Al / Ti film, which is the Al-containing metal film of the substrate S.

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 the wall portion 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、Ｏ２ガス、またはＯ２ガスおよびフッ素含有ガス、例えば、ＣＦ４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, the Ti / Al / Ti film, which is the Al-containing metal film of the substrate S after plasma etching, is subjected to O 2 gas or O 2 gas and fluorine-containing gas, for example, CF 4 gas by the post-treatment device 40. Post-treatment for suppressing corrosion is performed using this (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。 Hereinafter, the post-processing of step 3 will be specifically described.

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 vacuum transfer mechanism 70 takes out the etched substrate S from the plasma etching apparatus 30 and conveys it 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、Ｏ２ガス、またはＯ２ガスとフッ素含有ガス、例えば、ＣＦ４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, similarly to the plasma etching apparatus 30, the substrate S is carried into the chamber 104 and placed on the substrate mounting table 130, the pressure in the chamber 104 is adjusted to a predetermined degree of vacuum, and the processing is performed. O 2 gas or O 2 gas and a fluorine-containing gas, for example, CF 4 gas are supplied into the chamber 104 as post-treatment gas 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 diluting 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Ｏ２ガス、またはＯ２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, as in the plasma etching apparatus 30, plasma of O 2 gas, which is a post-treatment gas, or O 2 gas and a fluorine-containing gas is generated by the induced electric field, and is etched by the inductively coupled plasma thus generated. The Corosion suppression treatment 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, since the etching treatment is not performed in the post-treatment apparatus 40, the amount of reaction products generated is small.

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 the post-treatment by the post-treatment device 40 is taken out from the chamber 104 of the post-treatment device 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 performing the plasma etching treatment (step 2) and the post-treatment (step 3) as described above once or twice or more a predetermined number of times, the dry cleaning treatment 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、Ｃｌ２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, Cl 2 gas, is supplied as the dry cleaning gas into the chamber 104 as the etching gas at the time of plasma etching without mounting the substrate S on the substrate mounting table 130. It is performed by the same induction coupling plasma as in the case of plasma etching.

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、Ｏ２ガス、またはＯ２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 adhering 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 is possible without doing so.

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 placed on the substrate mounting table 130, and the substrate S does not exist on the electrostatic chuck 132. Therefore, the plasma of the chlorine-containing gas, which is the dry cleaning gas, is directly applied to the electrostatic chuck. It 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、Ｙ２Ｏ３やＡｌ２Ｏ３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Ｙ２Ｏ３やＡｌ２Ｏ３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 mounting the substrate S on the electrostatic chuck, and the insulating layer of the electrostatic chuck is Y 2 O 3 or Al 2 O. The sprayed film of 3 was sufficient. However, the plasma of the chlorine-containing gas during the dry cleaning is applied directly, the insulating layer damage is exerted in the sprayed film of Y 2 O 3 and Al 2 O 3, it was found that there is a risk that the life is shortened. In order to solve this problem, it is conceivable to perform dry cleaning with the raw glass, which is a dummy substrate, placed on the substrate mounting table 130 at the time of dry cleaning. In this case, the raw glass is used. A step of carrying in / out to the plasma etching apparatus 30 occurs, and the productivity is lowered.

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、Ａｌ２Ｏ３と、Ｙ２Ｏ３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。Ｙ２Ｏ３は材質的にプラズマ耐性が高く、また、Ａｌ２Ｏ３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Ｙ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３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、Ｃｌ２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, as the insulating layer 145 of the electrostatic chuck 132, a mixed thermal spraying film formed by spraying a mixture of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 and a silicon compound is used. Y 2 O 3 has high plasma resistance in terms of material, Al 2 O 3 has high chemical resistance to chlorine-containing gas, and the silicon compound becomes vitreous and becomes Y 2 O 3 and Al 2 O 3 . Since it has the function of filling the grain boundaries and densifying, the mixed spray film has high resistance to plasma of chlorine-containing gas such as Cl 2 gas, and is desired without placing raw glass during dry cleaning. You can keep the life. Further, the insulating layer 145 has an upper insulating layer 145a on the substrate S side with respect to the adsorption electrode 146 and a lower insulating layer 145b on the opposite side of the substrate S with respect to the adsorption electrode 146. The lower insulating layer 145b is sealed with a sealing member. The upper insulating layer 145a is not sealed. By not performing the sealing treatment on the upper insulating layer 145a in this way, it is possible to suppress the generation of particles from the sealing member during dry cleaning.

上述したように、混合溶射膜としては、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２の混合溶射膜が好ましい。また、Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３・ＳｉＯ２・Ｓｉ３Ｎ４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, as the mixed sprayed film, a mixed sprayed film of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and SiO 2 is preferable. Further, a mixed sprayed film of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 can also be preferably used. Further, the adsorption electrode 146 of the electrostatic chuck 132 exhibits high resistance to plasma of chlorine-containing gas by using Ni-5Al, SUS316L, and 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, when the cycle of performing the plasma etching treatment (step 2) and the post-treatment (step 3) a predetermined number of times and then performing the dry cleaning (step 4) is repeated, the deposition adhering to the chamber 104 of the plasma etching apparatus 30 is repeated. The thing (depot) begins to peel off. Therefore, after repeating such a cycle a predetermined number of times, the chamber 104 is opened and the chamber wet cleaning (step 5) is performed. Chamber wet cleaning is performed by wiping off the deposits with alcohol, washing 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 an insulating layer 145 of the electrostatic chuck 132 that constitutes the mounting surface of the substrate mounting table 130 on which the substrate S to be plasma processed is mounted. The insulating layer 145 is made of an alumina, ytria and a silicon compound. Further, the plasma etching apparatus 30 is provided in the insulating layer 145 and has an adsorption electrode 146 that adsorbs the substrate S by applying a predetermined voltage. The adsorption electrode 146 is made of a nickel-containing metal. As a result, 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, the plasma etching apparatus 30 can remove the deposits (depots) in the chamber by dry cleaning, and the chamber cleaning cycle performed by opening the chamber, that is, the maintenance cycle can be significantly lengthened.

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。 Further, the plasma etching apparatus 30 performs a plasma etching process using plasma of a chlorine-containing gas. 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, and Hastelloy. As a result, the adsorption electrode 146 is resistant to the plasma of the chlorine-containing gas during dry cleaning, so that the life of the electrostatic chuck can be ensured even after dry cleaning.

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 an upper insulating layer 145a on the substrate S side with respect to the adsorption electrode 146 and a lower insulating layer 145b on the opposite side of the substrate S with respect to the adsorption electrode 146. Has been done. Then, in the plasma etching apparatus 30, only the lower insulating layer 145b is sealed by the sealing member. As a result, the plasma etching apparatus 30 can suppress the generation of particles from the sealing member during 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Ｃｌ２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Ｏ２ガスまたはＯ２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, in the processing system 100, 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 process in the plasma etching apparatus 30 can be dry-cleaned. For example, only Cl 2 gas is used. Then, the treatment system 100 is performed by a post-treatment device 40 separately provided with O 2 gas or O 2 gas and a fluorine-containing gas for plasma treatment for suppressing coagulation, which has been conventionally performed in the same chamber after etching. Therefore, in the plasma etching apparatus 30, AlOx and AlFx having a low vapor pressure are not generated during the plasma etching process, and the deposits (depots) generated in the chamber are only AlClx having a high vapor pressure. Therefore, in the plasma etching apparatus 30, the deposits (depots) in the chamber themselves are reduced as compared with the conventional case, and the deposits (depots) in the chamber can be removed by dry cleaning. As a result, the processing system 100 can significantly lengthen the chamber cleaning cycle, that is, the maintenance cycle, which is performed by opening the chamber of the plasma etching apparatus 30.

＜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, the second embodiment will be described. In this embodiment, the etching process of the Mo-based material film when 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 on the Mo-based material film, and plasma etching is performed using the resist film (not shown) as a mask. It is.

［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。 [Device configuration of processing system and plasma etching apparatus used in the second embodiment]
First, the apparatus configuration of the processing system and the 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 the present embodiment has the same configuration as the processing system 100 of FIG. 2 except that two plasma etching apparatus 30 and three plasma etching apparatus 90 are provided instead of the post-processing apparatus 40. Have. Since other configurations are the same as those in FIG. 2, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.

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. It has the same configuration as the plasma etching apparatus 30 of FIG. 3, except that the electrostatic chuck 232 is provided instead of the plasma etching apparatus 30. Therefore, the same reference numerals as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

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ＳＦ６ガスを供給するＳＦ６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、ＳＦ６ガスの他、ＣＦ４またはＮＦ３を用いることもできる。 The processing gas supply mechanism 220 includes a gas supply pipe 221, branch pipes 221a and 221b branching from the gas supply pipe 221 on the upper outside of the main body container 101, and SF 6 gas which is a fluorine-containing gas connected to the branch pipe 221a. It has an SF 6 gas supply source 222 for supplying the gas, and an inert gas supply source 223 connected to the branch pipe 221b for supplying an inert gas such as Ar gas or N2 gas as a purge gas or a diluting gas. The gas supply pipe 221 is connected to the gas flow path 112 of the shower housing 111, like the gas supply pipe 121 of the plasma etching apparatus 30 of FIG. The fluorine-containing gas is used as an etching gas and a dry cleaning gas. As the fluorine-containing gas, CF 4 or NF 3 can be used in addition to SF 6 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 made of a ceramic sprayed film formed on the surface of the base material 131, and an adsorption 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 the base material and the electrostatic chuck according to the 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 arranged on the base material 131. The base material 131 is made of, for example, stainless steel. By using stainless steel, the base material 131 can be used as a high temperature electrode, and can be used in a plasma environment of a chlorine-containing gas or 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 an adsorption electrode 246 provided inside the insulating layer 245. The insulating layer 245 has two upper insulating layers 245a and a lower insulating layer 245b that are overlapped in the vertical direction. In the present embodiment, the insulating layer 245 has an upper insulating layer 245a on the substrate S side with respect to the adsorption electrode 246 and a lower insulating layer 245b on the opposite side of the substrate S with respect to the adsorption 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（Ａｌ２Ｏ３）と、イットリア（Ｙ２Ｏ３）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。Ｙ２Ｏ３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Ｙ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３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、ＳＦ６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（ＳｉＯ２）を用いたＡｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３・ＳｉＯ２膜が好ましい。また、珪素化合物として窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を用いたＡｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３・ＳｉＯ２・Ｓｉ３Ｎ４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 sprayed film. The mixed sprayed film is formed by spraying a mixture of alumina (Al 2 O 3 ), yttrium (Y 2 O 3 ), and a silicon compound. Y 2 O 3 has high plasma resistance in terms of material. 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 fluorine-containing gas such as SF 6 gas Has high resistance to. As the mixed sprayed film, an Al 2 O 3 · Y 2 O 3 · SiO 2 film using silicon oxide (SiO 2 ) as a silicon compound is preferable. Further, an Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 film using silicon nitride (Si 3 N 4 ) as the silicon compound can also be preferably 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。 Further, also in this embodiment, of the upper insulating layer 245a and the lower insulating layer 245b, only the lower insulating layer 245b is sealed with the sealing member. That is, the upper insulating layer 245a has not been sealed. As a result, it is possible to suppress the generation of particles when the upper insulating layer 245a is dry-cleaned by not performing the pore-sealing treatment.

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。 Since the upper insulating layer 245a is not sealed, 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). These chromiums (Cr) have lower vapor pressures of chlorides and fluorides than tungsten (W) and molybdenum (Mo) conventionally used for adsorption electrodes.

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 vapor pressure. FIG. 13 shows the vapor pressures of chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo) chlorides and fluorides 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（Ａｌ２Ｏ３）と、イットリア（Ｙ２Ｏ３）に線膨張係数が近い。 Further, chromium (Cr) has a coefficient of linear expansion closer to that of alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3 ) than that of 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（Ａｌ２Ｏ３）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）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（Ａｌ２Ｏ３）およびイットリア（Ｙ２Ｏ３）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（Ａｌ２Ｏ３）と、イットリア（Ｙ２Ｏ３）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 the coefficient of linear expansion. 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, for chromium (Cr), tungsten (W), and molybdenum (Mo), the difference in linear expansion coefficient (Δa) between alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3) is shown. As shown in FIG. 14, chromium (Cr) has a coefficient of linear expansion closer to that of alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3) than that of tungsten (W) and molybdenum (Mo). As a result, in the electrostatic chuck 232, the adsorption electrode 246 is formed of chromium (Cr), so that the thermal spray cracking of the insulating layer 245 is less likely to occur even at a high temperature.

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。 Since the upper insulating layer 245a is not sealed, it is preferable that the upper insulating layer 245a is sprayed densely by semi-dense mixed spraying as in the case of the upper insulating layer 145a of the first embodiment.

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 shape, a film shape, a grid shape, and a net shape. A DC power supply 148 is connected to the suction electrode 246 via a feeder line 147, and a DC voltage is applied to the suction electrode 246. The power supply to the suction electrode 246 is turned on and off by a switch (not shown). By applying a DC voltage to the adsorption electrode 246, electrostatic adsorption force due to Coulomb force is generated and the substrate S is adsorbed.

静電チャック２３２の絶縁層２４５は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とイットリア（Ｙ２Ｏ３）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Ｙ２Ｏ３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（Ａｌ２Ｏ３）とイットリア（Ｙ２Ｏ３）と珪素化合物との混合物、およびＹ２Ｏ３、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ＳＦ６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 membrane formed by spraying a mixture of alumina (Al 2 O 3 ), ytria (Y 2 O 3 ), and a silicon compound, or Y 2 O 3. ing. Further, the suction electrode 246 of the electrostatic chuck 232 is made of chromium (Cr). A mixture of alumina (Al 2 O 3 ) constituting the insulating layer 245, ytria (Y 2 O 3 ) and a silicon compound, Y 2 O 3 and Al constituting the adsorption electrode 246 are SFs which are fluorine-based gases. It has high resistance to the plasma of 6.

［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, the plasma processing method according to the second embodiment by the above processing system 200 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 15 is a flowchart showing the 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 processing system 200 performs plasma etching processing of the Mo-based material film formed on the substrate S, for example, the Mo film or the MoW film.

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, the processing gas is selected so that the reaction product produced 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ＳＦ６ガスを選定する。図１６は、処理ガスとしてＳＦ６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。ＳＦ６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 treatment gas. FIG. 16 is a schematic view showing a reaction product produced in a chamber when a Mo-based material film is etched using SF 6 gas as a processing gas. When plasma etching a Mo-based material film such as a Mo film or MoW film using SF 6 gas, MoFx is mainly generated as a reaction product as shown in FIG. 16, and a part of these is formed on the chamber wall. Although it adheres and becomes 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ＳＦ６ガスおよびＯ２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ＳＦ６ガスとＯ２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 produced in a chamber when a Mo-based material film is etched using SF 6 gas and O 2 gas as processing gases. On the other hand, when the Mo-based material film is etched with SF 6 gas and O 2 gas as in the conventional case, MoFxOy and MoOx are also produced as reaction products in addition to MoFx as shown in FIG. .. Of these, MoOx has a low vapor pressure, so it does not volatilize and easily adheres to the chamber wall to form deposits. When MoOx, which is a deposit, is peeled off, it causes particles and adversely affects the product. Moreover, since MoOx has high stability, it is difficult to remove it 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ＳＦ６ガスのみとする。 Therefore, in the present embodiment, MoFx that can be dry-cleaned is generated as a reaction product in the chamber, and MoOx that causes particles and is difficult to remove by dry cleaning is not generated, so that the substrate S in the plasma etching apparatus 90 is not generated. The processing gas is only 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ＳＦ６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 for plasma etching in this way, the Mo material film formed on the substrate S is plasma-etched by the plasma etching apparatus 90 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 in step 12 will be specifically described.
The substrate S is taken out from the carrier 50 by the transfer mechanism 60 and conveyed to the load lock chamber 20, and the vacuum transfer mechanism 70 in the vacuum transfer chamber 10 receives the substrate S from the load lock chamber 20 and conveys it 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 adjusting the pressure inside the chamber 104 to a pressure suitable for the vacuum transfer chamber 10, the gate valve G is opened and the substrate S is carried into the chamber 104 from the carry-in outlet 155 by the vacuum transfer mechanism 70. The substrate S is mounted on the substrate mounting table 130. After retracting 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ＳＦ６ガスをチャンバー１０４内に供給する。ＳＦ６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 treatment gas is a fluorine-containing gas as the treatment gas from the treatment gas supply mechanism 220 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 diluting 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 adsorbed by the electrostatic chuck 232 and is 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ＳＦ６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 to form a uniform induced electric field in the chamber 104 via the dielectric wall 102. The induced electric field thus formed produces a plasma of SF 6 gas, which is a fluorine-containing gas. The high-density inductively coupled plasma thus generated etches the Mo-based material film of the substrate S.

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 the wall portion in the chamber 104 or the like. 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 performing the plasma etching process in step 12 with 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 performing the plasma etching process of step 12 as described above once or twice or more a predetermined number of times, the dry cleaning process in the chamber 104 of the plasma etching apparatus 90 is performed (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ＳＦ６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, 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 in a state where the substrate S is not placed on the substrate mounting table 130. It is performed by the same induction coupling plasma as in the case of etching.

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Ｏ２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 adhering 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, MoOx, which is difficult to remove by dry cleaning, is not generated as a reaction product, and dry cleaning is 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ＳＦ６ガスのプラズマが直接静電チャック２３２に作用する。 Further, during dry cleaning, the substrate S is not placed on the substrate mounting table 130, and the substrate S does not exist on the electrostatic chuck 232. Therefore, the plasma of the SF 6 gas, which is the dry cleaning gas, is directly electrostatically chucked. It 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Ｙ２Ｏ３やＡｌ２Ｏ３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ＳＦ６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Ｙ２Ｏ３やＡｌ２Ｏ３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 the plasma etching apparatus does not perform dry cleaning, plasma processing is not performed without mounting the substrate S on the electrostatic chuck, and as the electrostatic chuck, Y 2 O 3 or Al 2 O is used as an insulating layer. It was sufficient to use the sprayed film of No. 3 and use W or Mo as the adsorption electrode. However, even if the SF 6 gas plasma, which is a fluorine-containing gas, acts directly on the electrostatic chuck during dry cleaning, the thermal spray coatings of the insulating layers Y 2 O 3 and Al 2 O 3 are resistant, but they are sprayed. 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 if it is W or Mo, and the life of the electrostatic chuck may be shortened. found. In order to solve this problem, it is conceivable to perform dry cleaning with the raw glass, which is a dummy substrate, placed on the substrate mounting table 130 at the time of dry cleaning. In this case, the raw glass is used. A step of carrying in / out to the plasma etching apparatus 90 occurs, and the productivity is lowered.

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ＳＦ６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 this embodiment, a chromium-containing metal is used as the adsorption electrode 246 of the electrostatic chuck 232. For example, in this embodiment, chromium (Cr) is used as the adsorption electrode 246. Since Cr has a 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 placing raw glass during dry cleaning.

また、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とイットリア（Ｙ２Ｏ３）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Ｙ２Ｏ３は、フッ素含有ガスであるＳＦ６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Ｙ２Ｏ３を用いることにより、ＳＦ６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。 Further, the mixed sprayed film formed by spraying a mixture of alumina (Al 2 O 3 ), itria (Y 2 O 3 ) and a silicon compound, and Y 2 O 3 are SF 6 gas which is a fluorine-containing gas. because resistance to the plasma is high, in addition to the use of Cr as the chucking electrode 246, by using a mixture sprayed film or Y 2 O 3 as an insulating layer 245, it is possible to increase the resistance to plasma of SF 6 gas.

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。 When the cycle of performing the dry cleaning (step 13) after performing the plasma etching process (step 12) a predetermined number of times is repeated in this way, the deposits (depots) adhering to 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 the chamber wet cleaning (step 14) is performed. Chamber wet cleaning is performed by wiping off the deposits with alcohol, washing 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ＳＦ６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 the plasma etching process using the plasma of the 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). As a result, the adsorption electrode 246 is resistant to the plasma of the fluorine-containing gas during dry cleaning, so that the life of the electrostatic chuck 132 can be ensured even after dry cleaning. Further, by using the mixed sprayed film as the insulating layer 245 of the electrostatic chuck 232, the resistance of SF 6 gas, which is a fluorine-containing gas, to plasma 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ＳＦ６ガスのみとし、従来、ＳＦ６ガスとともに用いていたＯ２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 uses only SF 6 gas, which is a fluorine-containing gas, as the gas for etching the substrate S so that the reaction product produced in the etching process in the plasma etching apparatus 90 can be dry-cleaned. Therefore, the O 2 gas, which was conventionally used together with the SF 6 gas, was not used. Therefore, in the plasma etching apparatus 90, MoOx having a low vapor pressure is not generated during the plasma etching process, and the deposit (depot) generated in the chamber is only MoFx having a high vapor pressure. Therefore, in the plasma etching apparatus 90, the deposits (depots) in the chamber themselves are reduced as compared with the conventional case, and the deposits (depots) in the chamber can be removed by dry cleaning. As a result, the processing system 100 can significantly lengthen the chamber cleaning cycle, that is, the maintenance cycle, which is performed by opening the chamber of the plasma etching apparatus 90.

＜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 applications>
The present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified within the scope of the idea of the present invention. For example, in the above embodiment, an example applied to etching an Al-containing metal film for forming a source electrode and a drain electrode of a TFT and etching a Mo-based material film for forming a light-shielding film or a gate electrode has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that a processing gas that enables dry cleaning of the generated reaction product can be used 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。 Further, in the above embodiment, the same cleaning gas as that used for plasma etching is used 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。 Further, in the above embodiment, an example in which an inductively coupled plasma etching apparatus is used as the plasma etching apparatus is shown, but the present invention is not limited to this, and other plasma etching apparatus such as a capacitively coupled plasma etching apparatus and a microwave plasma etching apparatus can be used. It 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 1 Glass substrate 2 Light-shielding layer 4 Polysilicon film 5 Gate insulating film 6 Gate electrode 7 Interlayer insulating film 8a Source electrode 8b Drain electrode 10 Vacuum transfer chamber 20 Load lock chamber 30, 90 Plasma etching equipment 40 Post-processing equipment 50 Carrier 60 Transfer mechanism 70 Vacuum transfer mechanism 80 Control unit 100, 200 Processing system 101 Main body container 102 Dielectric wall 104 Chamber 111 Shower housing 113 High frequency antenna 115, 153 High frequency power supply 120, 120', 220 Processing gas supply mechanism 130 Substrate mount 131 Base material 132,232 Electrostatic chuck 145,245 Insulation layer 145a, 245a Upper insulation layer 145b, 245b Lower insulation layer 146,246 Adsorption electrode 160 Exhaust part S substrate

Claims (5)

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、
を有し、
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
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 An insulating layer formed of alumina, ytria, and a silicon compound, which constitutes the mounting surface of the mounting table on which the object to be treated by plasma treatment is mounted,
An adsorption electrode provided in the insulating layer, formed of a nickel-containing metal or a chromium-containing metal, and adsorbing an object to be processed by applying a predetermined voltage,
Have a,
The insulating layer is formed by 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 processed with respect to the adsorption electrode, and only the lower insulating layer is sealed. A plasma processing apparatus characterized in that a hole sealing process is performed by a hole member. 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 treatment is a plasma etching treatment using plasma of a 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 treatment is a plasma etching treatment using plasma of a 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４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 4 , further comprising a base material formed of stainless steel and supporting the insulating layer.
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