JPH10270427A

JPH10270427A - アルミニウム合金のパターニング方法およびパターニング装置

Info

Publication number: JPH10270427A
Application number: JP7582797A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Saito; 秀一齋藤; Eliakobi Mustafa; ムスタファ・エリアコビ; Junichi Tonoya; 純一戸野谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｇｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄなどの添加金属
を含むアルミニウム合金薄膜を、リアクティブイオンエ
ッチング法によりパターニングした際に、エッチング後
の基板上に添加金属の残渣が生じないパターニング方法
およびパターニング装置を提供することを目的とする。【解決手段】Ｇｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄから選ばれ
る少なくとも１種の添加金属を含む基板上に形成された
アルミニウム合金の薄膜を、塩素を含有するエッチング
ガスを用いたリアクティブイオンエッチング技術により
パターニングする工程と、パターニングされた基板を酸
素を含む雰囲気にさらすことなく搬送する搬送工程と、
前記基板を酸素を実質的に含まない雰囲気下で洗浄する
洗浄工程とを含むことを特徴とするアルミニウム合金の
パターニング方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス用
のシリコン基板上または液晶ディスプレイ用のガラス基
板上に成膜されたアルミニウム合金を、リアクティブイ
オンエッチング法によりパターニングする方法および装
置に係り、より具体的には、Ｇｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎ
ｄなどの金属を含むアルミニウム合金薄膜をリアクティ
ブイオンエッチング法によりパターニングした後に、エ
ッチング残渣が残らないパターニング方法および装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコン基板上の半導体デバイスまたは
ガラス基板上の液晶ディスプレイには、抵抗率の低いア
ルミニウムを用いた配線電極が広く使用されている。ア
ルミニウム配線電極には、Ｇｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄ
などの金属が添加されたアルミニウム合金が広く用いら
れている。このようなアルミニウム合金を使用すること
によって、半導体デバイスまたは液晶ディスプレイの製
造工程中に、アルミニウム配線電極表面上にヒロックが
発生したりアルミニウム配線電極が断線することを抑え
ている。

【０００３】アルミニウム配線電極を形成するための方
法としては、リアクティブイオンエッチング法を用いた
パターニング方法が知られている。つまり、所定のエッ
チングマスクで覆われたアルミニウム合金薄膜が成膜さ
れた基板をエッチング室内に配置し、塩素を含むエッチ
ングガスを導入して放電させる。放電により発生した塩
素イオン、塩素ラジカルなどが、露出したアルミニウム
合金の表面と反応し、アルミニウムの塩化物および添加
金属の塩化物が生成され、これら塩化物がアルミニウム
合金薄膜表面から揮発して除去されることにより、アル
ミニウム合金表面がパターニングされる。

【０００４】上述のパターニング方法においては、前記
Ｇｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄなどの添加金属の塩化物
は、揮発性が低いために、エッチング後にエッチング残
渣として残存する。添加金属の塩化物は、大気にさらす
と酸化して安定な酸化物に変化するため、通常の洗浄工
程では除去されない。そのため、前記残渣によりアルミ
ニウム配線電極が短絡し、また後続する熱工程において
デバイス構造に欠陥を生じさせる。その結果、半導体デ
バイスおよび液晶ディスプレイの信頼性が低下するとい
う問題を引き起こしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ｇ
ｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄなどの添加金属を含むアルミ
ニウム合金薄膜を、リアクティブイオンエッチング法に
よりパターニングした際に、エッチング後の基板上に添
加金属の残渣が生じないパターニング方法およびパター
ニング装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、Ｇｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄな
どの添加金属を含み、基板上に形成されたアルミニウム
合金の薄膜を塩素を含有するエッチングガスを用いたリ
アクティブイオンエッチング技術によりパターニングし
た後、この基板を、酸素を含む雰囲気に接触させること
なく、エッチングにより生成したエッチング残渣（Ｇ
ｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄなどの塩化物）に対する溶媒
に接触させてこのエッチング残渣を溶解・除去すること
とした。

【０００７】すなわち、本発明によれば、Ｇｄ、Ｙ、Ｈ
ｆ、Ｓｃ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種の添加金属
を含む基板上に形成されたアルミニウム合金の薄膜を、
塩素を含有するエッチングガスを用いたリアクティブイ
オンエッチング技術によりパターニングする工程と、パ
ターニングされた基板を酸素を含む雰囲気にさらすこと
なく搬送する搬送工程と、前記基板を酸素を実質的に含
まない雰囲気下で洗浄する洗浄工程とを含むことを特徴
とするアルミニウム合金のパターニング方法が提供され
る。

【０００８】また、本発明によれば、塩素を含有するエ
ッチングガスを用いたリアクティブイオンエッチングに
よりＧｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄから選ばれる少なくと
も１種の添加金属を含む基板上に形成されたアルミニウ
ム合金薄膜をパターニングするための第１容器と、この
第１容器と連通して設けられ内部に前記基板を搬送する
基板搬送手段と前記基板を洗浄する洗浄手段と内部雰囲
気を実質的に酸素を含まない環境に維持するための環境
維持手段とを有する第２容器とを備えたことを特徴とす
るアルミニウム合金のパターニング装置が提供される。

【０００９】さらに、本発明によれば、塩素を含有する
エッチングガスを用いたリアクティブイオンエッチング
によりＧｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄから選ばれる少なく
とも１種の添加金属を含む基板上に形成されたアルミニ
ウム合金薄膜をパターニングするための第１容器と、こ
の第１容器と連通して設けられ内部に前記基板を搬送す
る基板搬送手段と内部雰囲気を実質的に酸素を含まない
環境に維持するための第１の環境維持手段とを有する第
２容器と、この第２容器と連通して設けられ内部に前記
基板を洗浄する洗浄手段と内部雰囲気を実質的に酸素を
含まない環境に維持するための第２の環境維持手段とを
有する第３容器とを備えたことを特徴とするアルミニウ
ム合金のパターニング装置が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においては、まず、Ｈｆ、Ｇｄ、Ｓｃ、Ｙ、Ｎｄ
から選ばれた少なくとも１種の合金成分を含み、基板上
に形成されたアルミニウム合金薄膜を、塩素を含むエッ
チングガス、たとえばＢＣｌ₃ 、Ｃｌ₂ などのガスを用
いたリアクティブイオンエッチング技術によりパタ−ニ
ングする。

【００１１】このパタ−ニング自体は、当該技術分野で
よく知られた方法で行うことができる。例えば、所定の
エッチングマスクで覆われた上記アルミニウム合金薄膜
を形成した半導体基板やガラス基板を、エッチング室内
に配置された一対の平行平板電極の一方の電極上に載置
し、エッチング室内に塩素を含むエッチングガス、例え
ば、塩素ガス、三塩化ホウ素ガス等を導入する。しかる
後、平行平板電極間に高周波電圧を印加し、エッチング
ガスから反応性塩素イオン種を含むプラズマを発生させ
る。反応性塩素イオン種は、マスクから露出する部分に
おいてアルミニウム合金と反応し、各合金成分の塩化物
を生成させる。これらの塩化物のうち、アルミニウム塩
化物は、容易に昇華・揮発するので、エッチング終了後
の排気等によつて容易に掃気・除去される。しかしなが
ら、アルミニウム中のＨｆ、Ｇｄ、Ｓｃ、Ｙ、Ｎｄの塩
化物は、揮発しにくく、エッチング残渣として基板上に
残存する。

【００１２】エッチング後、エッチング残渣が残留する
基板を、酸素を含む雰囲気にさらすことなく、より具体
的には酸素を実質的に含まない環境（以下、無酸素環境
という）下で搬送し、洗浄工程に移す。

【００１３】洗浄工程においては、ほとんどがＨｆ、Ｇ
ｄ、Ｓｃ、Ｙ、Ｎｄの塩化物からなるエッチング残渣
を、無酸素環境下で、所定の溶媒と接触させて溶解・除
去する。使用する溶媒としては、Ｈｆ、Ｇｄ、Ｓｃ、
Ｙ、Ｎｄの塩化物に対する溶媒、すなわち、これら塩化
物を溶解し得る溶媒であれば特に制限されない。そのよ
うな溶媒の例を挙げると、水、有機アルカリ性溶媒等で
ある。

【００１４】有機アルカリ性溶媒としては、たとえばＴ
ＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド）が挙げられる。なお、これら水、および有機アルカ
リ性溶媒は、アルミニウム塩化物も溶解し得るので、基
板上に微量ながら残留することもあるアルミニウム塩化
物をも除去することができる。

【００１５】なお、洗浄工程で使用する溶媒としては、
アルカリ有機溶媒よりも水であることが好ましい。その
理由は、水で洗浄することにより、洗浄工程後のすすぎ
工程が不要になるからである。アルカリ有機溶媒で洗浄
した場合には、洗浄工程後に、水などを用いてアルカリ
有機溶媒を基板からすすぎ落とす必要がある。

【００１６】上記搬送中、および洗浄中の無酸素環境
は、真空、または酸素を実質的に含まない無酸素ガス雰
囲気により構成することができる。無酸素ガス雰囲気
は、乾燥窒素ガス、またはアルゴンガス等の不活性ガス
により形成することができ、酸素分圧が２００Ｐａ以下
であることが好ましく、また、この酸素分圧の範囲内に
おいて、水蒸気分圧が２Ｐａ以下であることがより好ま
しい。なお、洗浄時の無酸素環境は、溶媒の蒸発や飛散
を抑制し得るという点から、真空よりも無酸素ガス雰囲
気にあることが好ましい。

【００１７】より具体的には、上記エッチング室とは別
に密閉し得る洗浄室を設け、両者を気密に連通させる連
通手段（例えば、ゲートバルブ）により接続する。エッ
チング後の基板をエッチング室から連通手段を介して、
搬送手段により洗浄室に移す。この洗浄室内で、上記溶
媒を基板上に供給して基板上のエッチング残渣を溶解・
除去する。搬送手段は洗浄室内に配置され、かつ洗浄室
は室内を無酸素環境にする手段を備えている。このよう
な無酸素環境にする手段としては、真空排気装置、また
は乾燥窒素ガスもしくは不活性ガス等の無酸素ガス供給
装置が挙げられる。

【００１８】または、上記エッチング室とは別に、密閉
し得る搬送室および洗浄室を設ける。そして、連通手段
を用いて、各容器をこの順に接続する。搬送室の中に配
置された搬送手段により、エッチング後の基板をエッチ
ング室から洗浄室に移して、洗浄する。洗浄室および搬
送室は、室内を無酸素環境にする手段をそれぞれ備えて
いる。

【００１９】このように、本発明においては、Ｈｆ、Ｇ
ｄ、Ｓｃ、Ｙ、Ｎｄから選ばれた少なくとも１種の添加
金属を含み、基板上に形成されたアルミニウム合金薄膜
を、塩素を含むエッチングガスを用いたリアクティブイ
オンエッチング技術によりパタ−ニングした後、エッチ
ング残渣が残留する基板を酸素を含む環境にさらすこと
なく洗浄工程に移すので、エッチング残渣を構成する金
属塩化物は、溶媒では除去し得ない酸化物に転化するこ
となく、塩化物のままの状態で洗浄に供される。したが
って、無酸素環境下での溶媒による洗浄により、エッチ
ング残渣を基板から容易に除去することができる。

【００２０】図１は、上記本発明の方法を実施するため
に好適なパターニング装置の第１の形態を示す概略断面
図である。第１の形態のパターニング装置は、第１真空
チャンバ１と第２真空チャンバ２が第１ゲートバルブ３
を介して気密に接続された構成をなす。

【００２１】エッチング室を構成する第１真空チャンバ
１の床部には、第１排気管４、および第１絶縁部材５に
より支持された中空の基板ホルダー６が配置されてい
る。第１排気管４には第１真空ポンプ７が介装されてい
る。基板ホルダー６は、第１真空チャンバ１の外側に配
置されたブロッキングキャパシタ８と高周波電源９に接
続されている。また、基板ホルダー６内には、第１真空
チャンバ１の外部から導入された冷却用配水管１０が挿
入され、冷却用配水管１０は冷却装置（図示せず）に連
結されている。

【００２２】真空チャンバ１の天井部には、接地された
中空の対向電極１１が、第２絶縁部材１２により支持さ
れて配置されている。対向電極１１は、基板ホルダー６
と対向し、基板ホルダー６と同程度の面積を有してい
る。対向電極１１の基板ホルダー６と対向する面には、
複数のエッチングガス噴射穴１３が設けられている。こ
れら噴射穴１３は、対向電極１１内に外部から挿入され
たエッチングガス供給管１４から供給されるエッチング
ガスを、真空チャンバ１内に噴射させる。なおエッチン
グガス供給管１４は、エッチングガス供給ボンベ（図示
せず）に連結されている。

【００２３】第１真空チャンバ１の側壁部には、第１ゲ
ートバルブ３が気密に設けられ、第１ゲートバルブ３は
第２真空チャンバ２の側壁部に気密に接続されている。
第２真空チャンバ２の床部には、第２排気管１５、基板
洗浄装置１６、および基板搬送装置１７が配置されてい
る。

【００２４】第２排気管１５には、第２真空ポンプ１８
が介装されている。基板洗浄装置１６は、以下のように
構成されている。上下面が開口している支持円筒１８
が、第２真空チャンバ２の床部に気密にかつ垂直に挿入
されている。この支持円筒１８に受液槽４０が支持され
ている。この受液槽４０の円板状の底板１９の中央に設
けられた円形状の開口部が、支持円筒１８の上端に液密
に接続されている。受液槽底板１９には、排液管２０が
液密に接続されている。この排液管２０は第２真空チャ
ンバ２の床面を気密に貫通して、第２真空チャンバ２の
外側に配置された排出ポンプ（図示せず）と接続されて
いる。第１回転用支柱２１が、円筒状の第１ベアリング
２２を介して、支持円筒１８に気密にかつ液密にかつ回
転自在に挿入されている。第１回転用支柱２１の上端
は、受液槽底板１９の上に突出し、下端は第２真空チャ
ンバ２の外側に配置された第１モーター２３に連結され
ている。第１回転用支柱２１の上端には、受液槽底板１
９よりも径の小さい円板状の洗浄用基板ホルダー２４
が、水平に、かつ第１回転用支柱２１と同心に取り付け
られている。受液槽底板１９の外周には、受液槽側板２
５が垂直にかつ液密に配置され、洗浄用基板ホルダー２
４の周囲を囲っている。洗浄用基板ホルダー２４と後述
する基板搬送装置１７とを結ぶ線上に位置する受液槽側
板２５の一部は取り除かれており、後述する搬送用基板
ホルダー３２により、基板２６が洗浄用基板ホルダー２
４上へ搬送されるのを妨げないようになっている。

【００２５】基板洗浄装置１６は、第１モーター２３に
より作動する。つまり、第１モーター２３を用いて、第
１回転用支柱２１を連続回転させることにより、洗浄用
基板ホルダー２４を、水平面内で連続回転させることが
できる。

【００２６】基板搬送装置１７は、以下のように構成さ
れている。第２回転用支柱２７が、円筒状の第２ベアリ
ング２８を介して、第２真空チャンバ２の床部に気密に
かつ垂直にかつ回転自在に挿入されている。第２回転用
支柱２７の下端は、第２真空チャンバ２の外側に配置さ
れた第２モーター２９に連結されている。第２回転用支
柱２７の上端には、搬送用の第３モーター３０が配置さ
れている。第３モーター３０には搬送アーム３１が水平
に取り付けられている。この搬送アーム３１は、３つの
サブアーム（図示せず）が２つのベアリング（図示せ
ず）を介して連結されており、ベアリング部で自在に屈
折することにより、搬送アーム全体３１として伸縮自在
となっている。また、搬送アーム３１は、第３モーター
３０に連結された歯車（図示せず）およびベルト（図示
せず）を内蔵しており、第３モーター３０の正逆の回転
により伸縮する。搬送アーム３１の先には、搬送用基板
ホルダー３２が取り付けられている。

【００２７】基板搬送装置１７は、以下のように作動す
る。第２モーター２９を正逆に回転させることにより、
第２回転用支柱２７を正逆に回転させて、搬送アーム３
１および搬送用基板ホルダー３２を、第２回転用支柱２
７の周囲の任意の方角に向けることができる。第３モー
ター３０を正逆に回転させることにより、搬送アーム３
１を伸縮させて、搬送用基板ホルダー３２を水平に移動
させることができる。

【００２８】基板搬送装置１７により、以下のようにし
て基板２６を搬送することができる。搬送用基板ホルダ
ー３２は、静電チャック方式等により、基板２６を吸着
し、保持することができるようになっている。基板ホル
ダー６および洗浄用基板ホルダー２４には、それぞれ中
心から外周に至る切欠溝が形成されている。従って、基
板２６を載置した状態で、搬送用基板ホルダー３２をこ
の溝へ挿入させ、基板２６の裏面を搬送用基板ホルダー
３２で吸着することにより、基板ホルダー６上および２
４上に載置された基板２６を搬送することができる。以
上のようにして、基板ホルダー６上と洗浄用基板ホルダ
ー２４上との間にて、基板２６を搬送することができ
る。

【００２９】第２真空チャンバ２の天井部には、溶媒供
給管３３が気密に挿入されている。溶媒供給管３３の一
端は、第２真空チャンバ２の外部に配置された溶媒供給
装置（図示せず）と接続されている。そして溶媒供給管
３３の他端は、洗浄用基板ホルダー２４の中央部に向け
られている。また、溶媒供給管３３の他端の先には溶媒
供給ノズル３４が取り付けられている。溶媒供給装置
（図示せず）からの溶媒を、溶媒供給管３３を通して溶
媒供給ノズル３４より、洗浄用基板ホルダー２４上に載
置される基板２６の中心に連続して供給することができ
る。

【００３０】次に、図１に示したパターニング装置を用
いた、アルミニウム合金のパターニング方法を説明す
る。まず、第１真空チャンバ１内で、基板２６上に形成
されたアルミニウム合金薄膜をリアクティブイオンエッ
チングする。所定のエッチングマスクで覆われたアルミ
ニウム合金薄膜が成膜された、半導体またはガラスから
なる基板２６を、基板ホルダー６上に載置する。次に、
第１真空ポンプ７を作動させて、第１真空チャンバ１内
を所定の圧力に保持する。同時に、第２真空ポンプ１８
を作動させて、第２真空チャンバ２内を所定の圧力に保
持する。次に、冷却装置（図示せず）を作動させて、基
板ホルダー６に冷却用配水管１０を通して冷却水を流す
ことにより、基板ホルダー６を冷却する。次に、エッチ
ングガス供給ボンベ（図示せず）から、例えばＢＣｌ
₃ 、Ｃｌ₂ などの塩素を含むエッチングガスを、エッチ
ングガス供給管１４を通してエッチングガス噴射穴１３
から、基板２６表面へ導入する。つづいて、基板ホルダ
ー６に、ブロッキングキャパシタ８を介して、高周波電
源９により高周波電力を供給することにより、基板２６
上のアルミニウム合金薄膜をリアクティブイオンエッチ
ングする。

【００３１】エッチング終了後、第１ゲートバルブ３を
開け、基板搬送装置１７を用いて、基板２６を、基板ホ
ルダー６上から、洗浄用基板ホルダー２４上へ搬送し
て、第１ゲートバルブ３を閉める。

【００３２】次に、基板２６を洗浄する。第１モーター
２３により、洗浄用基板ホルダー２４とともに基板２６
を連続回転させる。基板２６の中心に、溶媒供給ノズル
３４から溶媒を連続供給する。基板２６の回転により、
溶媒は基板２６の中心から外周へと移動し、基板２６表
面全面と接触する。こうして基板２６の洗浄が行われ
る。また、基板２６表面は、常に、供給される新しい溶
媒により洗浄される。基板２６の外側にこぼれ出た溶媒
は、受液槽側板２５および受液槽底板１９を伝わり、排
液管２０を通って、第２真空チャンバ２の外側に配置さ
れた排出ポンプ（図示せず）へと排出される。所望する
洗浄時間が経過した後、溶媒の供給および基板２６の回
転を停止して、洗浄を終了する。必要ならば、洗浄終了
後に洗浄用基板ホルダー２４を引続いて連続回転させ、
基板２６表面上に残留する溶媒を除去した後、基板２６
の回転を停止する。

【００３３】上述のようにして、第１真空チャンバ１内
にてエッチングされた基板２６を、無酸素環境下の第２
真空チャンバ２内にて溶媒と接触させることにより、残
存するＨｆ、Ｇｄ、Ｓｃ、Ｙ、Ｎｄの塩化物からなるエ
ッチング残渣を、溶解・除去することができる。

【００３４】なお、エッチング後の基板２６は、第２真
空チャンバ２内において、真空中ではなく無酸素ガス雰
囲気中で洗浄されても良い。つまり、無酸素ガス供給装
置を第２真空チャンバ２に接続し、エッチングされた基
板２６を第２真空チャンバ２内へ搬送して、第１ゲート
バルブ３を閉めた後、第２真空ポンプ１８による排気を
停止し、無酸素ガス供給装置から無酸素ガスを第２真空
チャンバ２内へ封入した後、洗浄を行っても良い。

【００３５】または、第２真空ポンプ１８により第２真
空チャンバ２内を排気しながら、無酸素ガスを供給し、
エッチング後の基板２６を洗浄しても良い。図２は、上
記本発明の方法を実施するために好適なパターニング装
置の第２の形態を示す概略断面図である。なお、図１の
パターニング装置と共通する部分については、同符号を
付して説明を省略する。

【００３６】第２の形態のパターニング装置は、第１真
空チャンバ１と第２真空チャンバ２が第１ゲートバルブ
３を介して気密に接続され、かつ第２真空チャンバ２と
第３真空チャンバ３６が第２ゲートバルブ３５を介して
気密に接続された構成をなす。

【００３７】第２真空チャンバ２の床部には、第２排気
管１５および基板搬送装置１７が配置されている。第２
真空チャンバ２の側壁部には、第２ゲートバルブ３５が
気密に設けられ、第２ゲートバルブ３５は第３真空チャ
ンバ３６の側壁部に気密に接続されている。

【００３８】第３真空チャンバ３６の床部には、第３排
気管３７および基板洗浄装置１６が配置されている。第
３排気管３７には第３真空ポンプ３８が介装されてい
る。第３真空チャンバ３６の天井部には、溶媒供給ノズ
ル３４が取り付けられた溶媒供給管３３が気密に挿入さ
れている。

【００３９】次に、図２に示したパターニング装置を用
いた、アルミニウム合金のパターニング方法を説明す
る。図１のパターニング装置を用いた方法と共通する部
分については、説明を省略する。

【００４０】基板２６を基板ホルダー６上に載置した
後、第１真空ポンプ７を作動させて、第１真空チャンバ
１内を所定の圧力に保持する。同時に、第２真空ポンプ
１８を作動させて、第２真空チャンバ２内を所定の圧力
に保持する。同時に、第３真空ポンプ３８を作動させ
て、第３真空チャンバ３６内を所定の圧力に保持する。

【００４１】第１真空チャンバ１内でのエッチング終了
後、基板搬送装置１７を用いて、基板２６を基板ホルダ
ー６上から、第２真空チャンバ２内へ搬送した後、第１
ゲートバルブ３を閉める。

【００４２】第２ゲートバルブ３５を開け、基板搬送装
置１７を用いて、基板２６を洗浄用基板ホルダー２４上
へ搬送した後、第２ゲートバルブ３５を閉める。基板２
６を洗浄する。

【００４３】このようにして、図２に示したパターニン
グ装置においても、基板２６上のエッチング残渣を、溶
解・除去することができる。なお、エッチング後の基板
２６は、第３真空チャンバ３６内において、真空中では
なく無酸素ガス雰囲気中で洗浄されても良い。つまり、
無酸素ガス供給装置を第３真空チャンバ３６に接続し、
エッチングされた基板２６を洗浄用基板ホルダー２４上
へ搬送して、第２ゲートバルブ３５を閉めた後、第３真
空ポンプ３８による排気を停止し、無酸素ガス供給装置
から無酸素ガスを第３真空チャンバ３６内へ封入した
後、洗浄を行っても良い。

【００４４】または、第３真空ポンプ３８により第３真
空チャンバ３６内を排気しながら、無酸素ガスを供給
し、エッチング後の基板２６を洗浄しても良い。また、
エッチング後の基板２６は、第２真空チャンバ２内にお
いて真空中ではなく無酸素ガス雰囲気中で搬送され、第
３真空チャンバ３６内において真空中ではなく無酸素ガ
ス雰囲気中で洗浄されても良い。つまり、第１無酸素ガ
ス供給装置を第２真空チャンバ２に接続し、第２無酸素
ガス供給装置を第３真空チャンバ３６にそれぞれ接続す
れば良い。そして、エッチングされた基板２６を第２真
空チャンバ２内へ搬送し、第１ゲートバルブ３を閉めた
後、第２真空ポンプ１８による第２真空チャンバ２内の
排気を停止し、第３真空ポンプ３８による第３真空チャ
ンバ３６内の排気を停止する。その後、第１無酸素ガス
供給装置から第２真空チャンバ２内へ無酸素ガスを封入
するとともに、第２無酸素ガス供給装置から第３真空チ
ャンバ３６内へ無酸素ガスを封入する。次に、第２ゲー
トバルブ３５を開け、基板２６を洗浄用基板ホルダー２
４上へ搬送した後、第２ゲートバルブ３５を閉め、基板
２６を洗浄しても良い。

【００４５】または、第２真空ポンプ１８により第２真
空チャンバ２内を排気しながら、無酸素ガスを供給し
て、エッチング後の基板２６を搬送しても良いし、また
は第３真空ポンプ３８により第３真空チャンバ３６内を
排気しながら、無酸素ガスを供給して、エッチング後の
基板２６を洗浄しても良い。

【００４６】

【実施例】以下、本発明の実施例を前述の図面を参照し
て具体的に説明する。（実施例１）図１に示した装置において、乾燥窒素供給
装置を第２真空チャンバ２に接続し、Ｇｄが２．０％添
加された０．３μｍの膜厚のＡｌ−Ｇｄ合金薄膜が成膜
されたシリコン基板２６を、エッチング用基板ホルダー
５上に載置した。

【００４７】次に、第１真空ポンプ７を作動させて、第
１真空チャンバ１内を、所定の圧力に保持した。同時
に、第２真空ポンプ１８を作動させて、第２真空チャン
バ２内を、所定の圧力に保持した。

【００４８】次に、冷却装置（図示せず）を作動させ
て、基板ホルダー６に冷却用配水管１０を通して冷却水
を流すことにより、基板ホルダー６を冷却した。次に、
エッチングガス供給ボンベ（図示せず）から、ＢＣｌ₃
ガスおよびＣｌ₂ ガスを、エッチングガス供給管１４を
通してエッチングガス噴射穴１３から、基板２６表面へ
導入した。つづいて、基板ホルダー６に、ブロッキング
キャパシタ８を介して、高周波電源９により高周波電力
を供給することにより、基板２６上のＡｌ−Ｇｄ合金薄
膜をリアクティブイオンエッチングした。

【００４９】エッチング終了後、第１ゲートバルブ３を
開け、基板搬送装置１７を用いて、基板２６を、基板ホ
ルダー６上から、洗浄用基板ホルダー２４上へ搬送し
て、第１ゲートバルブ３を閉めた。

【００５０】次に、第２真空ポンプ１８による排気を停
止し、乾燥窒素供給装置から、大気圧程度の乾燥窒素ガ
スを第２真空チャンバ２内へ封入した。第１モーター２
３により、洗浄用基板ホルダー２４とともに基板２６を
連続回転させた。基板２６の中心に、溶媒供給ノズル３
３から純水を連続供給して洗浄した。所望する洗浄時間
が経過した後、純水の供給および基板２６の回転を停止
して、洗浄を終了した。洗浄終了後に洗浄用基板ホルダ
ー２４を引続いて連続回転させ、基板２６表面上に残留
する純水を除去した後、基板２６の回転を停止した。

【００５１】（比較例１）エッチングされたシリコン基
板２６を洗浄しなかったこと以外は、実施例１と同じ条
件にて、シリコン基板２６上のＡｌ−Ｇｄ合金薄膜をエ
ッチングした。

【００５２】（実施例２）シリコン基板２６上に成膜さ
れた、Ｙが２．０％添加された０．３μｍの膜厚のＡｌ
−Ｙ合金薄膜を、実施例１と同じ条件にてエッチングし
た。

【００５３】（比較例２）エッチングされたシリコン基
板２６を洗浄しなかったこと以外は、実施例１と同じ条
件にて、シリコン基板２６上の、Ｙが２．０％添加され
た０．３μｍの膜厚のＡｌ−Ｙ合金薄膜を、実施例１と
同じ条件にてエッチングした。

【００５４】実施例１、２および比較例１、２の各条件
にて、アルミニウム合金薄膜をエッチングした計４枚の
シリコン基板２６について、エッチング後の基板表面の
元素組成比を、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により測定
した。なお、ＸＰＳ法による元素組成比の検出限界は１
％以下である。下表１に結果を示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】前表１から明らかなように、本発明の実施
例１および実施例２においては、添加金属元素は検出さ
れず、添加金属のエッチング残渣が除去されている。比
較例１および比較例２と比べて格段の効果があることが
わかる。

【００５７】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、Ｇｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄなどの添加金属を含む
アルミニウム合金薄膜を、リアクティブイオンエッチン
グ法によりパターニングした際に、エッチング後の基板
上に添加金属の残渣が生じないパターニング方法および
パターニング装置を提供できる。その結果、この残渣に
よりアルミニウム配線電極が短絡することを防止でき、
また後続する熱工程においてデバイス構造に欠陥を生じ
させることを抑制できるため、半導体デバイスおよび液
晶ディスプレイの信頼性を向上できる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパターニング装置の一例を示す断
面図。

【図２】本発明に係るパターニング装置の他の例を示す
断面図。

【符号の説明】

１…第１真空チャンバ、２…第２真空チャンバ、３…第１ゲートバルブ、６…基板ホルダー、８…ブロッキングキャパシタ、９…高周波電源、１１…対向電極、１３…エッチングガス噴射穴、１４…エッチングガス供給管、１６…基板洗浄装置、１７…基板搬送装置、２４…洗浄用基板ホルダー３１…搬送アーム、３２…搬送用基板ホルダー、２６…基板、３３…溶媒供給管、３４…溶媒供給ノズル、３５…第２ゲートバルブ、３６…第３真空チャンバ、４０…受液槽。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｇｄ、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｎｄから選ばれ
る少なくとも１種の添加金属を含む基板上に形成された
アルミニウム合金の薄膜を、塩素を含有するエッチング
ガスを用いたリアクティブイオンエッチング技術により
パターニングする工程と、パターニングされた基板を酸
素を含む雰囲気にさらすことなく搬送する搬送工程と、
前記基板を酸素を実質的に含まない雰囲気下で洗浄する
洗浄工程とを含むことを特徴とするアルミニウム合金の
パターニング方法。
【請求項２】塩素を含有するエッチングガスを用いた
リアクティブイオンエッチングによりＧｄ、Ｙ、Ｈｆ、
Ｓｃ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種の添加金属を含
む基板上に形成されたアルミニウム合金薄膜をパターニ
ングするための第１容器と、この第１容器と連通して設
けられ内部に前記基板を搬送する基板搬送手段と前記基
板を洗浄する洗浄手段と内部雰囲気を実質的に酸素を含
まない環境に維持するための環境維持手段とを有する第
２容器とを備えたことを特徴とするアルミニウム合金の
パターニング装置。
【請求項３】塩素を含有するエッチングガスを用いた
リアクティブイオンエッチングによりＧｄ、Ｙ、Ｈｆ、
Ｓｃ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種の添加金属を含
む基板上に形成されたアルミニウム合金薄膜をパターニ
ングするための第１容器と、この第１容器と連通して設
けられ内部に前記基板を搬送する基板搬送手段と内部雰
囲気を実質的に酸素を含まない環境に維持するための第
１の環境維持手段とを有する第２容器と、この第２容器
と連通して設けられ内部に前記基板を洗浄する洗浄手段
と内部雰囲気を実質的に酸素を含まない環境に維持する
ための第２の環境維持手段とを有する第３容器とを備え
たことを特徴とするアルミニウム合金のパターニング装
置。