KR102013029B1 - 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 시스템 - Google Patents
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Abstract
Ti/Al/Ti 적층막을 염소 함유 가스로 플라즈마 에칭하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 때에, 파티클의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 기초의 산화물 반도체막의 로스를 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
제 1 플라즈마 에칭 장치에서, Ti/Al/Ti 적층막의 상층 Ti막 및 Al막을, 염소 함유 가스를 이용하여 제 1 플라즈마 에칭하고, 다음에, 제 2 플라즈마 에칭 장치에서, Ti/Al/Ti 적층막의 하층 Ti막을, 불소 함유 가스를 이용하여 제 2 플라즈마 에칭하고, 다음에, 제 2 플라즈마 에칭 장치에 의해, O2 가스의 플라즈마, 또는 O2 가스 및 불소 함유 가스의 플라즈마를 이용하여, 부식 억제를 위한 후처리를 행한다.
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Description
본 발명은 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 시스템에 관한 것이다.
FPD(Flat Panel Display)에 사용되는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)는 유리 기판 등의 기판 상에 게이트 전극이나 게이트 절연막, 반도체층 등을 패터닝하면서 순차적으로 적층해 가는 것에 의해 형성된다.
예를 들면, 채널 에칭형의 보텀 게이트측 구조의 TFT를 제조함에 있어서는, 유리 기판 상에 게이트 전극, 게이트 절연막, 산화물 반도체막을 순차적으로 형성한 후, 산화물 반도체막 상에 금속막을 형성하고, 그 후, 그 금속막을 플라즈마 에칭하는 것에 의해 소스 전극 및 드레인 전극을 형성한다. 소스 전극 및 드레인 전극으로 되는 금속막으로서는 Ti/Al/Ti 적층막이 다용(多用)되고 있으며, 그 경우의 에칭 가스로서 염소 함유 가스, 예를 들면 Cl2 가스가 이용된다(예를 들면 특허문헌 1, 2).
또한, 특허문헌 1에는, 염소 함유 가스에 의한 전극의 부식(corrosion) 대책으로서, 염소 함유 가스로 에칭한 후의 챔버 내에 O2 가스, 또는 O2 가스 및 CF4 가스 등의 불소계 가스를 공급하는 것이 기재되어 있다.
또, 특허문헌 2에는, Ti/Al/Ti 적층막을 Cl2 가스에 의해 에칭한 후에, 챔버 내에 O2 가스를 공급함으로써, 에칭에 의해 데미지를 받은 레지스트막을 제거하는 것이 기재되어 있다.
그러나, Ti/Al/Ti 적층막을 Cl2 가스에 의해 에칭한 후, 챔버 내에 O2 가스, 또는 O2 가스 및 CF4 가스를 도입하는 경우에는, 예를 들면 에칭에 의해 생성된 Al 함유 화합물과 O2 가스 또는 CF4 가스가 반응하여 다량의 파티클이 발생하게 된다.
또한, Ti/Al/Ti 적층막을 Cl2 가스 등의 염소 함유 가스에 의해 에칭하면, 오버에칭시에 하지(下地)의 산화물 반도체막이 에칭되어 버려, 산화물 반도체막의 로스가 많아지게 된다.
따라서, 본 발명은, Ti/Al/Ti 적층막을 염소 함유 가스로 플라즈마 에칭하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 때에, 파티클의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 하지의 산화물 반도체막의 로스를 억제할 수 있는 플라즈마 에칭 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 이러한 플라즈마 에칭 방법을 행하는 플라즈마 에칭 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 관점은, 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막과, 그 위에 형성된, 하층 Ti막, Al막, 및 상층 Ti막을 적층하여 이루어지는 Ti/Al/Ti 적층막을 가지는 기판에서, 상기 Ti/Al/Ti 적층막을 플라즈마 에칭하는 플라즈마 에칭 방법으로서, 기판을 제 1 플라즈마 에칭 장치의 처리 용기 내에 반입하고, 상기 Ti/Al/Ti 적층막의 상기 상층 Ti막 및 상기 Al막을, 염소 함유 가스를 이용하여 제 1 플라즈마 에칭하는 공정과, 다음에, 상기 제 1 플라즈마 에칭 후의 기판을 제 2 플라즈마 에칭 장치의 처리 용기 내에 반입하고, 상기 Ti/Al/Ti 적층막의 상기 하층 Ti막을, 불소 함유 가스를 이용하여 제 2 플라즈마 에칭하는 공정과, 상기 제 2 플라즈마 에칭 후의 기판을, 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치의 상기 처리 용기 내에 유지한 채, O2 가스의 플라즈마, 또는 O2 가스 및 불소 함유 가스의 플라즈마를 이용하여, 부식 억제를 위한 후처리를 행하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법을 제공한다.
본 발명의 제 2 관점은, 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막과, 그 위에 형성된, 하층 Ti막, Al막, 및 상층 Ti막을 적층하여 이루어지는 Ti/Al/Ti 적층막을 가지는 기판에서, 상기 Ti/Al/Ti 적층막을 플라즈마 에칭하는 플라즈마 에칭 시스템으로서, 상기 기판을 수용하는 처리 용기를 갖고, 상기 처리 용기 내에서, 상기 Ti/Al/Ti 적층막의 상기 상층 Ti막 및 상기 Al막을, 염소 함유 가스를 이용하여 제 1 플라즈마 에칭하는 제 1 플라즈마 에칭 장치와, 상기 기판을 수용하는 처리 용기를 갖고, 상기 제 1 플라즈마 에칭 후에 상기 Ti/Al/Ti 적층막의 상기 하층 Ti막을, 불소 함유 가스를 이용하여 제 2 플라즈마 에칭함과 아울러, 상기 제 2 플라즈마 에칭 후의 상기 기판에 대해, O2 가스의 플라즈마, 또는 O2 가스 및 불소 함유 가스의 플라즈마를 이용하여, 부식 억제를 위한 후처리를 행하는 제 2 플라즈마 에칭 장치와, 상기 제 1 플라즈마 에칭 장치와 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치가 접속되고, 그 내부가 진공으로 유지됨과 아울러, 그 내부에 마련된 반송 기구에 의해 진공을 유지한 채 상기 제 1 플라즈마 에칭 장치와 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치의 사이에서 상기 기판을 반송하는 진공 반송실을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템을 제공한다.
상기 제 1 및 제 2 관점에서, 상기 염소 함유 가스로서 Cl2 가스를 이용할 수 있다. 또한, 상기 불소 함유 가스로서 CF4 가스를 이용할 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 에칭 장치는, 처리 용기 내에서 기판 탑재대 위에 상기 기판을 탑재하고, 상기 기판의 주위에 알루미늄제의 희생재(犧牲材)를 배치한 상태에서 플라즈마 에칭을 행하는 구성으로 할 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 에칭 장치 및 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치는 유도 결합 플라즈마에 의해 플라즈마 에칭을 행하는 구성으로 할 수 있다.
상기 제 2 관점의 플라즈마 에칭 시스템에서, 상기 진공 반송실에, 상기 제 1 플라즈마 에칭 장치가 3대, 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치가 2대 접속되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 제 1 플라즈마 에칭 장치에서는, O2 가스나 불소 함유 가스를 이용하지 않기 때문에, 처리 용기 내에서의 AlOx나 AlFx의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 제 2 플라즈마 에칭 장치에서는, 처리 용기 내에는 Al을 함유하는 에칭에 따른 반응 부생성물은 존재하지 않고, Al은 기판의 부착분뿐이므로, 역시 챔버 내에서의 AlOx나 AlFx를 억제할 수 있다. 이 때문에, 처리 용기에서 발생하는 파티클을 현저히 저감할 수 있다.
또한, 제 1 플라즈마 에칭 장치에서는, Ti/Al/Ti 적층막의 상층 Ti막 및 Al막만을 에칭하고, 하층 Ti막을 잔존시키므로, 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막이 염소 함유 가스에 의해 직접 에칭되는 일은 없고, 또한, 하층 Ti막은 제 2 플라즈마 에칭 장치에 의해 불소 함유 가스에 의해 에칭되고, 산화물 반도체는 불소 함유 가스에 대해 내성을 가지므로, 제 2 플라즈마 에칭 장치에서도 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막의 에칭은 억제된다. 따라서, 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막의 삭감량을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법을 실시하기 위한 플라즈마 에칭 시스템을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 시스템에 탑재된 제 1 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 시스템에 탑재된 제 2 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 플라즈마 에칭 시스템에 의해 실시되는 발명의 일 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 1의 플라즈마 에칭 시스템에 의해 실시되는 발명의 일 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 6은 플라즈마 에칭 장치의 다른 예의 주요부를 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 플라즈마 에칭 장치의 다른 예에 있어서의 Al제 희생재의 효과를 확인하기 위한 실험을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 Al제 희생재의 효과를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템에 탑재된 제 1 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 시스템에 탑재된 제 2 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 플라즈마 에칭 시스템에 의해 실시되는 발명의 일 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 1의 플라즈마 에칭 시스템에 의해 실시되는 발명의 일 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 6은 플라즈마 에칭 장치의 다른 예의 주요부를 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 플라즈마 에칭 장치의 다른 예에 있어서의 Al제 희생재의 효과를 확인하기 위한 실험을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 Al제 희생재의 효과를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
<플라즈마 에칭 시스템>
우선, 본 발명의 일 실시 형태가 적용되는 플라즈마 에칭 시스템에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법을 실시하기 위한 플라즈마 에칭 시스템을 나타내는 개략 평면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 에칭 시스템(100)은 멀티 챔버 타입이고, 진공 반송실(10)과, 로드록실(20)과, 3개의 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)와, 2개의 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)를 가지고 있다. 제 1 플라즈마 에칭 장치(30) 및 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)는 소정의 감압 분위기 하에서 처리가 행해진다. 진공 반송실(10)은 평면 형상이 육각형이고, 로드록실(20)과 3개의 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)와 2개의 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)는 진공 반송실(10)의 각 벽부에 게이트 밸브 G를 거쳐서 연접(連接)되어 있다. 로드록실(20)의 외측에는, 직사각형 모양의 기판 S를 수용하는 캐리어(50)가 배치되어 있다.
이들 2개의 캐리어(50)의 사이에는, 반송 기구(60)가 마련되어 있고, 이 반송 기구(60)는 상하 2단으로 마련된 픽(61)(1개만 도시), 및 이들을 일체적으로 진출 퇴피 및 회전 가능하게 지지하는 베이스(62)를 가지고 있다.
진공 반송실(10)은 소정의 감압 분위기로 유지하는 것이 가능하고, 그 내부에는 진공 반송 기구(70)가 마련되어 있다. 그리고, 이 진공 반송 기구(70)에 의해, 로드록실(20), 3개의 제 1 플라즈마 에칭 장치(30), 및 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)의 사이에서 기판 S가 반송된다. 진공 반송 기구(70)는 선회 가능 및 상하 이동 가능한 베이스(71) 상에 2개 기판 반송 암(72)(1개만 도시)이 전후 이동 가능하게 마련되어 있다.
로드록실(20)은 대기 분위기에 있는 캐리어(50)와 감압 분위기에 있는 진공 반송실(10)의 사이에서 기판 S의 수수를 행하기 위한 것이고, 진공 분위기와 대기 분위기를 단시간에 전환할 수 있도록 되어 있다. 로드록실(20)은 기판 수용부가 상하 2단으로 마련되어 있고, 각 기판 수용부 내에는 기판 S가 포지셔너(도시하지 않음)에 의해 위치 맞춤되도록 되어 있다.
플라즈마 에칭 시스템(100)은 제어부(80)를 가지고 있다. 제어부(80)는 CPU 및 기억부를 구비한 컴퓨터로 구성되어 있고, 플라즈마 에칭 시스템(100)의 각 구성부(진공 반송실(10), 로드록실(20), 제 1 플라즈마 에칭 장치(30), 제 2 플라즈마 에칭 장치(40), 반송 기구(60), 진공 반송 기구(70)의 각 구성부)는 기억부에 기억된 처리 레시피(프로그램)에 근거하여 소정의 처리가 행해지도록 제어된다. 처리 레시피는 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 반도체 메모리 등의 기억 매체에 저장되어 있다.
[제 1 플라즈마 에칭 장치]
다음에, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)를 나타내는 단면도이다. 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)는, 후술하는 바와 같이, 기판 S의 Ti/Al/Ti 적층막의 Al막까지를 에칭하기 위한 것이고, 예를 들면 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각기둥 형상의 기밀한 본체 용기(101)를 가진다. 이 본체 용기(101)는 분해 가능하게 조립되어 있고, 접지되어 있다. 본체 용기(101)는, 유전체벽(102)에 의해 상하로 구획되어 있고, 위측이 안테나실을 구획하는 안테나 용기(103)로 되어 있고, 아래측이 처리실을 구획하는 챔버(처리 용기)(104)로 되어 있다. 유전체벽(102)은 챔버(104)의 천정벽을 구성하고 있고, Al2O3 등의 세라믹, 석영 등으로 구성되어 있다.
본체 용기(101)에서의 안테나 용기(103)의 측벽(103a)과 챔버(104)의 측벽(104a)의 사이에는 내측으로 돌출하는 지지 선반(105)이 마련되어 있고, 이 지지 선반(105) 위에 유전체벽(102)이 탑재된다.
유전체벽(102)의 아래측 부분에는, 처리 가스 공급용의 샤워 하우징(111)이 끼워넣어져 있다. 샤워 하우징(111)은 복수개의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해 본체 용기(101)의 천정에 매달려진 상태로 되어 있다.
이 샤워 하우징(111)은 도전성 재료, 예를 들면 그 내면 또는 외면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 이 샤워 하우징(111)에는 수평으로 연장되는 가스 유로(112)가 형성되어 있고, 이 가스 유로(112)에는, 아래쪽을 향해 연장되는 복수의 가스 토출 구멍(112a)이 연통되어 있다.
한편, 유전체벽(102)의 상면 중앙에는, 이 가스 유로(112)에 연통하도록 가스 공급관(121)이 마련되어 있다. 가스 공급관(121)은 본체 용기(101)의 천정으로부터 그 외측으로 관통하고, 분기관(121a, 121b)으로 분기되어 있다. 분기관(121a)에는, 염소 함유 가스, 예를 들면 염소 가스(Cl2 가스)를 공급하는 염소 함유 가스 공급원(122)이 접속되어 있다. 또한, 분기관(121b)에는, 퍼지 가스나 희석 가스로서 이용되는, Ar 가스, N2 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(123)에 접속되어 있다. 염소 함유 가스는 에칭 가스 및 드라이 클리닝 가스로서 이용된다. 분기관(121a, 121b)에는 매스플로우 콘트롤러 등의 유량 제어기나 밸브 시스템이 마련되어 있다.
가스 공급관(121), 분기관(121a, 121b), 염소 함유 가스 공급원(122), 불활성 가스 공급원(123), 및 유량 제어기 및 밸브 시스템은 처리 가스 공급 기구(120)를 구성한다.
제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에서는, 처리 가스 공급 기구(120)로부터 공급된 염소 함유 가스가 샤워 하우징(111) 내로 공급되고, 그 하면의 가스 토출 구멍(112a)으로부터 챔버(104) 내로 토출되고, 기판 S의 Ti/Al/Ti 적층막의 에칭이 행해진다. 염소 함유 가스로서는, Cl2 가스가 매우 적합하지만, 삼염화붕소(BCl3) 가스, 사염화탄소(CCl4) 가스 등을 이용할 수도 있다.
안테나 용기(103) 내에는 고주파(RF) 안테나(113)이 배치되어 있다. 고주파 안테나(113)는, 구리나 알루미늄 등의 양도전성의 금속으로 이루어지는 안테나선(113a)을 환상이나 소용돌이 형상 등의 종래 이용되는 임의의 형상으로 배치하여 구성된다. 복수의 안테나부를 가지는 다중 안테나이더라도 좋다. 고주파 안테나(113)는 절연 부재로 이루어지는 스페이서(117)에 의해 유전체벽(102)으로부터 이격되어 있다.
안테나선(113a)의 단자(118)에는 안테나 용기(103)의 위쪽으로 연장되는 급전 부재(116)가 접속되어 있다. 급전 부재(116)의 상단에는 급전선(119)이 접속되어 있고, 급전선(119)에는 정합기(114) 및 고주파 전원(115)이 접속되어 있다. 그리고, 고주파 안테나(113)에, 고주파 전원(115)으로부터 주파수가 예를 들면 13.56㎒의 고주파 전력이 공급되는 것에 의해, 챔버(104) 내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해 샤워 하우징(111)으로부터 공급된 처리 가스가 플라즈마화되고, 유도 결합 플라즈마가 생성된다.
챔버(104) 내의 바닥벽에는, 액자 모양을 이루는 절연체로 이루어지는 스페이서(126)를 사이에 두고, 기판 G를 탑재하는 기판 탑재대(130)가 마련되어 있다. 기판 탑재대(130)는, 상술한 스페이서(126) 위에 마련된, 기재(131)와, 기재(131) 위에 마련된 정전 척(132)과, 기재(131) 및 정전 척(132)의 측벽을 덮는 절연체로 이루어지는 실드 링(133)을 가지고 있다. 기재(131) 및 정전 척(132)은 기판 S의 형상에 대응한 직사각형 모양을 이루고, 기판 탑재대(130)의 전체가 사각판 모양 또는 기둥 모양으로 형성되어 있다. 스페이서(126) 및 실드 링(133)은 알루미나 등의 절연성 세라믹으로 구성되어 있다.
정전 척(132)은 기재(131)의 표면에 형성된 세라믹 용사막으로 이루어지는 유전체층(145)과, 유전체층(145)의 내부에 마련된 흡착 전극(146)을 가진다. 흡착 전극(146)은 판 모양, 막 모양, 격자 모양, 그물 모양 등 여러 가지의 형태를 취할 수 있다. 흡착 전극(146)에는, 급전선(147)을 거쳐서 직류 전원(148)이 접속되어 있고, 흡착 전극(146)에 직류 전압이 인가되도록 되어 있다. 흡착 전극(146)에의 급전은 스위치(도시하지 않음)로 온/오프되도록 되어 있다. 흡착 전극(146)에 직류 전압을 인가하는 것에 의해, 쿨롱력이나 존슨 라벡(Johnson-Rahbek)력 등의 정전 흡착력이 발생하여 기판 S가 흡착된다. 정전 척(132)의 유전체층(145)으로서는, 알루미나(Al2O3)나 이트리아(Y2O3) 등을 이용할 수 있다.
기재(131)에는, 급전선(151)을 거쳐서 바이어스 인가용의 고주파 전원(153)이 접속되어 있다. 또한, 급전선(151)의 기재(131)와 고주파 전원(153)의 사이에는 정합기(152)가 마련되어 있다. 고주파 전원(153)은 기재(131) 상의 기판 S에 이온을 인입하기 위한 것이고, 50㎑~10㎒의 범위의 주파수가 이용되며, 예를 들면 3.2㎒이다.
또, 기판 탑재대(130)의 기재(131) 내에는, 기판 S의 온도를 제어하기 위한 온도 조절 기구 및 온도 센서(모두 도시하지 않음)가 마련되어 있다. 또한, 기판 탑재대(130)에 기판 S가 탑재된 상태에서, 기판 S와 기판 탑재대(130)의 사이에 열전달을 위한 전열 가스, 예를 들면 He 가스를 공급하는 전열 가스 공급 기구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 또, 기판 탑재대(130)에는, 기판 S의 수수를 행하기 위한 복수의 승강 핀(도시하지 않음)이 정전 척(132)의 상면에 대해 돌출 가능하게 마련되어 있고, 기판 S의 수수는 정전 척(132)의 상면으로부터 위쪽으로 돌출한 상태의 승강 핀에 대해 행해진다.
챔버의 측벽(104a)에는, 기판 S를 챔버(104)에 대해 반입출하기 위한 반입출구(155)가 마련되어 있고, 반입출구(155)는 게이트 밸브 G에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 게이트 밸브 G를 여는 것에 의해, 진공 반송실(10) 내에 마련된 진공 반송 기구(70)에 의해 반입출구(155)를 거쳐서 기판 S의 반입출이 가능해진다.
챔버(104)의 바닥벽의 가장자리 또는 코너부에는 복수의 배기구(159)(2개만 도시)가 형성되어 있고, 각 배기구(159)에는 배기 기구(160)가 마련되어 있다. 배기 기구(160)는 배기구(159)에 접속된 배기 배관(161)과, 배기 배관(161)의 개방도를 조정하는 것에 의해 챔버(104) 내의 압력을 제어하는 자동 압력 제어 밸브(APC)(162)와, 챔버(104) 내를 배기 배관(161)을 거쳐서 배기하기 위한 진공 펌프(163)를 가지고 있다. 그리고, 진공 펌프(163)에 의해 챔버(104) 내가 배기되고, 플라즈마 에칭 처리 중, 자동 압력 제어 밸브(APC)(162)의 개방도를 조정하는 것에 의해 챔버(104) 내를 소정의 진공 분위기로 설정, 유지한다.
[제 2 플라즈마 에칭 장치]
다음에, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)를 나타내는 단면도이다. 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)는, 후술하는 바와 같이, 기판 S의 Ti/Al/Ti 적층막의 하층의 Ti막의 에칭과 부식 억제를 위한 후처리를 행하기 위한 것이다. 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)는, 처리 가스 공급 기구(120) 대신에 처리 가스 공급 기구(220)가 마련되어 있는 것 외에는, 도 2의 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)와 동일한 구성을 가지고 있다. 따라서, 도 2와 동일한 것에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
처리 가스 공급 기구(220)는 가스 공급관(221)과, 본체 용기(101)의 위쪽 바깥측에서 가스 공급관(221)으로부터 분기되는 분기관(221a, 221b, 221c)과, 분기관(221a)에 접속된, O2 가스를 공급하는 O2 가스 공급원(222)과, 분기관(221b)에 접속된, 불소 함유 가스, 예를 들면 사불화탄소 가스(CF4 가스)를 공급하는 불소 함유 가스 공급원(223)과, 분기관(221c)에 접속된, 퍼지 가스나 희석 가스로서 Ar 가스, N2 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(224)을 가진다. 가스 공급관(221)은 도 2의 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)의 가스 공급관(121)과 마찬가지로, 샤워 하우징(111)의 가스 유로(112)에 접속되어 있다.
제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서는, 처리 가스 공급 기구(220)로부터 공급된 불소 함유 가스가 샤워 하우징(111) 내에 공급되고, 그 하면의 가스 토출 구멍(112a)으로부터 챔버(104) 내로 토출되고, 기판 S의 Ti/Al/Ti 적층막의 하층의 Ti막의 에칭이 행해진다. 또한, 에칭 후, 처리 가스 공급 기구(220)로부터 공급된 O2 가스, 또는 O2 가스 및 불소 함유 가스가 마찬가지로 챔버(104) 내에 토출되고, 부식 억제를 위한 후처리가 행해진다. 불소 함유 가스로서는, CF4 가스가 적합하지만, 육불화유황(SF6), 삼불화질소(NF3) 등을 이용할 수도 있다.
[플라즈마 에칭 방법]
다음에, 이상의 플라즈마 에칭 시스템(100)에 의해 실시되는 발명의 일 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법에 대해 도 4의 흐름도 및 도 5의 공정 단면도를 참조하여 설명한다.
여기서는, 우선, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 피에칭막인 Ti/Al/Ti 적층막을 가지는 기판 S를 준비한다(스텝 1). 기판 S는 채널 에칭형의 보텀 게이트형 구조의 TFT를 형성하기 위한 것이다. 구체적으로는, 유리 기체(1) 상에 게이트 전극(2)이 형성되고, 그 위에 게이트 절연막(3)을 사이에 두고 IGZO 등의 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막(4)이 형성되고, 그 위에 소스 전극 및 드레인 전극으로 되는 Ti/Al/Ti 적층막(5)이 형성되어 있다. Ti/Al/Ti 적층막(5)은 상층 Ti막(5a)과, 하층 Ti막(5c)과, 이들 사이에 마련된 Al막(5b)을 가지고 있다. Al막(5b)은 Al 단체이어도 좋고, Al-Si 등의 Al 합금이어도 좋다. 상층 Ti막(5a) 및 하층 Ti막(5c)의 막 두께는 30~100㎚ 정도이고, Al막(5b)의 막 두께는 300~1000㎚ 정도이다. Ti/Al/Ti 적층막(5) 위에는, 에칭 마스크로서 포토레지스트층(6)이 형성되어 있다. 이 기판 S는 캐리어(50)에 수용된다.
이상과 같은 기판 S를 캐리어(50)로부터 반송 기구(60)에 의해 꺼내고, 로드록실(20)에 반송하고, 진공 반송실(10) 내의 진공 반송 기구(70)가 로드록실(20)로부터 기판 S를 수취하여 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에 반송하고, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에서, Ti/Al/Ti 적층막(5)의 상층 Ti막(5a) 및 Al막(5b)을 염소 함유 가스, 예를 들면 Cl2 가스를 이용하여 플라즈마 에칭한다(스텝 2, 도 5(b)).
이하, 스텝 2의 플라즈마 에칭에 대해 구체적으로 설명한다.
제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에서는, 우선 배기 기구(160)에 의해 챔버(104) 내를 진공 반송실(10)에 적합한 압력으로 조정하고, 게이트 밸브 G를 개방하여 반입출구(155)로부터 진공 반송 기구(70)에 의해 기판 S를 챔버(104) 내에 반입하고, 기판 탑재대(130) 상에 기판 S를 탑재시킨다. 진공 반송 기구(70)를 챔버(104)로부터 퇴피시킨 후, 게이트 밸브 G를 닫는다.
이 상태에서, 자동 압력 제어 밸브(APC)(162)에 의해 챔버(104) 내의 압력을 소정의 진공도로 조정함과 아울러, 처리 가스 공급 기구(120)로부터 샤워 하우징(111)을 거쳐서, 처리 가스로서 에칭 가스인 염소 함유 가스, 예를 들면 Cl2 가스를 챔버(104) 내에 공급한다. 염소 함유 가스에 부가하여 희석 가스로서 Ar 가스 등의 불활성 가스를 공급해도 좋다.
이 때, 기판 S는 정전 척(132)에 의해 흡착되고, 온도 조절 기구(도시하지 않음)에 의해 온도 조절된다.
다음에, 고주파 전원(115)으로부터 예를 들면 13.56㎒의 고주파를 고주파 안테나(113)에 인가하고, 이것에 의해 유전체벽(102)을 거쳐서 챔버(104) 내에 균일한 유도 전계를 형성한다. 이렇게 해서 형성된 유도 전계에 의해, 염소 함유 가스의 플라즈마가 생성된다. 이렇게 해서 생성된, 고밀도의 유도 결합 플라즈마에 의해, 기판 S의 Ti/Al/Ti 적층막(5) 중 상층 Ti막(5a) 및 Al막(5b)이 에칭된다.
그리고, 소정의 방법으로 에칭의 종점이 검출된 시점에서 에칭을 종료한다.
이 스텝 2의 에칭이 종료한 후, 진공 반송 기구(70)에 의해, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)로부터 기판 S를 취출하고, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에 반송하고, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서, Ti/Al/Ti 적층막(5)의 하층 Ti막(5c)을 불소 함유 가스, 예를 들면 CF4 가스를 이용하여 플라즈마 에칭한다(스텝 3, 도 5(c)).
이하, 스텝 3의 플라즈마 에칭에 대해 구체적으로 설명한다.
제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서, 우선 배기 기구(160)에 의해 챔버(104) 내를 진공 반송실(10)에 적합한 압력으로 조정하고, 게이트 밸브 G를 개방하여 반입출구(155)로부터 진공 반송 기구(70)에 의해 기판 S를 챔버(104) 내에 반입하고, 기판 탑재대(130) 상에 기판 S를 탑재시킨다. 진공 반송 기구(70)를 챔버(104)로부터 퇴피시킨 후, 게이트 밸브 G를 닫는다.
이 상태에서, 자동 압력 제어 밸브(APC)(162)에 의해 챔버(104) 내의 압력을 소정의 진공도로 조정함과 아울러, 처리 가스 공급 기구(220)로부터 샤워 하우징(111)을 거쳐서, 처리 가스로서 에칭 가스인 불소 함유 가스, 예를 들면 CF4 가스를 챔버(104) 내에 공급한다. 불소 함유 가스에 부가하여 희석 가스로서 Ar 가스 등의 불활성 가스를 공급해도 좋다.
이 때, 기판 S는 정전 척(132)에 의해 흡착되고, 온도 조절 기구(도시하지 않음)에 의해 온도 조절된다.
다음에, 고주파 전원(115)으로부터 예를 들면 13.56㎒의 고주파를 고주파 안테나(113)에 인가하고, 이것에 의해 유전체벽(102)을 거쳐서 챔버(104) 내에 균일한 유도 전계를 형성한다. 이렇게 해서 형성된 유도 전계에 의해, 불소 함유 가스의 플라즈마가 생성된다. 이렇게 해서 생성된, 고밀도의 유도 결합 플라즈마에 의해, 기판 S의 Ti/Al/Ti 적층막(5) 중 하층 Ti막(5c)이 에칭된다.
그리고, 소정의 방법으로 에칭의 종점이 검출된 시점에서 에칭을 종료한다.
이 스텝 3의 에칭이 종료한 후, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)의 챔버(104) 내의 기판 탑재대(130)에 기판 S를 유지한 채, 챔버(104) 내에 처리 가스로서 O2 가스, 또는 O2 가스 및 불소 함유 가스(예를 들면 CF4 가스)를 공급하여 부식 억제를 위한 후처리를 행한다(스텝 4, 도 5(d)).
이하, 스텝 4의 후처리에 대해 구체적으로 설명한다.
제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서의 스텝 3의 플라즈마 에칭 후, 챔버(104) 내를 배기 기구(160)에 의해 진공 배기한다. 그 때, 필요에 따라 불활성 가스 공급원(224)으로부터 Ar 가스 등의 불활성 가스를 공급하여 챔버 내를 퍼지해도 좋다. 그 후, 챔버(104) 내의 압력을 소정의 진공도로 조정함과 아울러, 처리 가스 공급 기구(220)로부터 샤워 하우징(111)을 거쳐서, 후처리 가스로서 O2 가스, 또는 O2 가스와 불소 함유 가스(예를 들면 CF4 가스)를 챔버(104) 내에 공급한다. 이들에 부가하여 희석 가스로서 Ar 등의 불활성 가스를 공급해도 좋다.
그리고, 고주파 전원(115)으로부터 고주파 전력을 고주파 안테나(113)에 인가하여 챔버(104) 내에 형성된 유도 전계에 의해, O2 가스, 또는 O2 가스와 불소 함유 가스의 플라즈마가 생성되고, 이렇게 해서 생성된 유도 결합 플라즈마에 의해, 플라즈마 에칭된 후의 부식 억제를 위한 후처리가 행해진다. 이 때, 처리 가스로서 O2 가스만으로도 부식 억제 효과가 있지만, O2 가스에 CF4 가스 등의 불소 함유 가스를 부가하는 것에 의해, 부식 억제 효과를 보다 높일 수 있다. 또, 후처리에 이용하는 불소 함유 가스로서는, CF4가 적합하지만, 육불화유황(SF6), 삼불화질소(NF3) 등을 이용할 수도 있다. 하층 Ti막(5c)의 에칭시에 이용하는 불소 함유 가스와, 후처리시에 이용하는 불소 함유 가스는 동일한 것이 바람직하다. 이와 같이 양쪽의 불소 함유 가스를 동일한 것으로 하는 것에 의해, 가스 공급 기구를 간소화할 수 있음과 아울러, 에칭하면서 부식 억제의 후처리와 같은 처리를 할 수 있으므로, 부식 억제의 후처리의 시간을 짧게 할 수 있다.
제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서의 후처리 후, 진공 반송 기구(70)에 의해 기판 S를 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)의 챔버(104)로부터 취출하고, 로드록실(20)에 반송하고, 반송 기구(60)에 의해 캐리어(50)로 되돌린다.
종래의 Ti/Al/Ti 적층막의 플라즈마 에칭에서는, 하나의 플라즈마 에칭 장치의 챔버 내에서, Cl2 가스 등의 Cl 함유 가스에 의해 3층을 일괄적으로 에칭하고, 그 후, 동일한 챔버 내에서 O2 가스의 플라즈마, 또는 O2 가스와 불소 함유 가스의 플라즈마에 의해 후처리를 행하고 있었다.
이 경우, Ti/Al/Ti 적층막을 구성하는 Ti 및 Al이 Cl2 가스로 에칭되는 것에 의해, 이하의 반응에 따라 기체 형상의 TiClx 가스(예를 들면 TiCl4 가스) 및 AlClx 가스(예를 들면 AlCl3)가 생성되고, 챔버로부터 배출된다.
Ti+Cl2→TiClx↑
Al+Cl2→AlClx↑
그러나, 그 후 부식 억제를 위한 후처리시에 O2 가스나 CF4 가스가 공급되면, 챔버 내에 잔류하고 있는 AlClx 가스와 반응하여 고체형의 AlOx나 AlFx가 생성되고, 챔버 내에 잔류하여 파티클이 되어, 제품에 악영향을 미친다.
또한, Ti/Al/Ti 적층막을 Cl2 가스 등의 염소 함유 가스에 의해 일괄적으로 에칭하면, 오버에칭시에 하지의 산화물 반도체막이 에칭되어 버려, 산화물 반도체막의 삭감량이 많아지게 된다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에서, Cl 함유 가스, 예를 들면 Cl2 가스에 의해 Ti/Al/Ti 적층막(5) 중 상층 Ti막(5a) 및 Al막(5b)을 에칭한 후, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서, 불소 함유 가스, 예를 들면 CF4 가스에 의해 Ti/Al/Ti 적층막(5)의 하층 Ti막(5c)을 에칭하고, 그 후, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에 의해 O2 가스의 플라즈마, 또는 O2 가스와 불소 함유 가스의 플라즈마에 의해 후처리를 행한다.
이와 같이, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에서는, O2 가스나 불소 함유 가스를 이용하지 않기 때문에, 챔버 내에서의 AlOx나 AlFx의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서는, 챔버 내에는 Al을 함유하는 에칭에 따른 반응 부생성물은 존재하지 않으며, Al은 기판의 부착분뿐이므로, 역시 챔버 내에서의 AlOx나 AlFx를 억제할 수 있다. 이 때문에, 챔버에서 발생하는 파티클을 현저히 저감할 수 있다.
또한, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에서는, Ti/Al/Ti 적층막(5)의 상층 Ti막(5a) 및 Al막(5b)만을 에칭하고, 하층 Ti막(5c)을 잔존시키므로, 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막(4)이 염소 함유 가스에 의해 직접 에칭되는 일은 없고, 또또한, 하층 Ti막(5c)은 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에 의해 불소 함유 가스에 의해 에칭되고, 산화물 반도체는 불소 함유 가스에 대해 내성을 가지므로, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서도 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막(4)의 에칭은 억제된다. 따라서, 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막(4)의 삭감량을 줄일 수 있다.
또, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에서, 부식 억제를 위한 후처리를, 부식 억제 효과가 높은 O2 가스 및 불소 함유 가스의 양쪽을 이용하여 행하는 경우에, 하층 Ti막(5c)의 에칭을 위한 불소 함유 가스와 후처리 가스를 위한 불소 함유 가스를 동일한 가스로 하는 것에 의해, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)의 가스 공급 기구를 간소화할 수 있음과 아울러, 에칭하면서 부식 억제의 후처리와 동일한 처리를 할 수 있으므로, 부식 억제의 후처리의 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)와 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)의 2종류의 장치에서 처리를 행하기 때문에, 생산성의 저하가 염려되지만, 플라즈마 에칭 시스템(100)은, 상대적으로 처리 시간의 긴 스텝 2를 행하는 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)를 3대 탑재하고, 합계 처리 시간이 스텝 2보다 짧은 스텝 3, 4를 행하는 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)를 2대 탑재하는 것에 의해, 설비가 과대하게 되는 일없이 높은 생산성을 유지할 수 있다. 즉, 종래의 시스템에서는, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)와 동일한 구조의 1종류의 플라즈마 에칭 장치를 3대 마련하고 있을 뿐이지만, 이와 같이, 스텝 2를 행하는 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)를 3대 탑재하고, 스텝 3, 4를 행하는 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)를 2대 탑재하는 것에 의해, 설비의 증대를 최소한으로 억제해서 종래와 동등한 높은 생산성을 유지할 수 있다.
<제 1 플라즈마 에칭 장치의 다른 예>
다음에, 제 1 플라즈마 에칭 장치의 다른 예에 대해 설명한다.
도 6은 제 1 플라즈마 에칭 장치의 다른 예의 주요부를 나타내는 부분 단면도이다. 도 6의 장치의 기본 구조는 도 2의 플라즈마 에칭 장치와 동일하므로, 도 6 중, 도 2와 동일한 것에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
TFT의 소스 전극 및 드레인 전극에 이용하는 Ti/Al/Ti 적층막은 중앙의 Al막이 두껍게 형성되어 있고, 이에 따라, Ti/Al/Ti 적층막의 에칭은 Al막의 에칭이 메인으로 된다. Al막을 염소 함유 가스, 예를 들면 Cl2 가스에 의해 에칭할 때에는, 기판 외주의 에칭 레이트가 높아지는 경향이 있다. 즉, Al막과 같이 반응성이 높은 막의 에칭에서는, 미반응의 에칭 가스가 많이 존재하는 기판의 주변부에서는 로딩 효과에 의해, 기판의 주변부에서의 에칭 레이트가 높아져 버린다. 이러한 에칭 레이트의 불균일은 플라즈마 파워나 가스 유량의 면내 분배로는 컨트롤이 곤란하였다.
이와 같이 에칭 레이트의 면내 균일이 나쁘면, 긴 오버에칭이 필요하여, 상술한 바와 같이 하층 Ti막을 에칭하지 않는 경우에 있어서도, 기판 외주부에서는 하층 Ti막이 에칭되어, 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막에 데미지가 생겨 버린다.
그래서, 본 예에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판 S의 외주에 마련된 액자 모양의 실드 링(133) 위에, 기판 S의 외주를 둘러싸도록 Al제의 희생재(171)를 배치한다.
이와 같이 Al제의 희생재(171)를 기판 S의 외주에 배치하는 것에 의해, 기판 외주의 잉여의 염소 함유 가스를 희생재(171)로 소비시킬 수 있어, 로딩 효과를 억제하여 기판 외주부의 에칭 레이트를 억제하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 면내 에칭 균일성을 향상시킬 수 있고, 오버에칭의 시간을 짧게 하여, 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막에의 데미지를 보다 경감할 수 있다.
실제로, Al제 희생재를 이용한 경우와 이용하지 않은 경우에 대해, Ti/Al/Ti 적층막의 에칭 레이트를 비교하였다. Al제 희생재를 이용한 경우에 대해서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 블랭크 유리(blank glass)의 코너부에 Ti/Al/Ti 적층막을 형성한 기판을 싣고, 실드 링 상에 액자 모양의 Al제 희생재를 기판으로부터 3㎜ 떨어뜨려 탑재하고, 에칭하였다. Al제 희생재를 이용하지 않는 경우에 대해서도, 마찬가지로 블랭크 유리의 코너에 Ti/Al/Ti 적층막을 형성한 기판을 싣고, 에칭하였다. 에칭 후, Al제 희생재를 이용한 경우와 이용하지 않은 경우 각각에 대해, 기판의 코너부로부터 대각선 상을 따른 복수의 개소에서 Ti/Al/Ti 적층막의 에칭 레이트를 측정하였다.
그 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8은 기판의 코너부로부터의 거리와 Ti/Al/Ti 적층막의 에칭 레이트의 관계를 나타내는 도면이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, Al제 희생재를 이용한 경우는 기판 에지부의 에칭 레이트(약 500㎚/min)와 에칭 레이트가 최소가 되는 코너부로부터 50㎜의 개소의 값(약 350㎚/min)의 차이가 약 150㎚/min인데 반해, Al제 희생재를 이용하지 않은 경우는 기판 에지부의 에칭 레이트(약 1000㎚/min)와 에칭 레이트가 최소가 되는 코너부로부터 50㎜의 개소의 값(약 500㎚/min)의 차이가 약 500㎚/min로 되어, Al제 희생재를 이용하는 것에 의해, 기판 에지부의 에칭 레이트를 억제할 수 있다는 것이 확인되었다.
<다른 적용>
또, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 일없이 본 발명의 사상의 범위 내에서 여러 가지 변형 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 플라즈마 에칭 장치로서 유도 결합 플라즈마 에칭 장치를 이용한 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 용량 결합 플라즈마 에칭 장치나 마이크로파 플라즈마 에칭 장치 등의 다른 플라즈마 에칭 장치이더라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 플라즈마 에칭 시스템에 제 1 플라즈마 에칭 장치를 3대, 제 2 플라즈마 에칭 장치를 2대 탑재한 예를 나타냈지만, 이러한 대수는 이것에 한정되는 것이 아니고, 요구되는 생산성에 따라 적당한 대수로 하면 좋다.
1: 유리 기체
2: 게이트 전극
3: 게이트 절연막
4: 반도체막
5: Ti/Al/Ti 적층막
5a: 상층 Ti막
5b: Al막
5c: 하층 Ti막
6: 포토레지스트층
10: 진공 반송실
20: 로드록실
30: 제 1 플라즈마 에칭 장치
40: 제 2 플라즈마 에칭 장치
50: 캐리어
60: 반송 기구
70: 진공 반송 기구
80: 제어부
100: 플라즈마 에칭 시스템
101: 처리 용기
102: 유전체벽
104: 챔버
111: 샤워 케이스
113: 고주파 안테나
115: 고주파 전원
120, 220: 처리 가스 공급 기구
130: 기판 탑재대
132: 정전 척
133: 실드 링
160: 배기 기구
171: 희생재
S: 기판
2: 게이트 전극
3: 게이트 절연막
4: 반도체막
5: Ti/Al/Ti 적층막
5a: 상층 Ti막
5b: Al막
5c: 하층 Ti막
6: 포토레지스트층
10: 진공 반송실
20: 로드록실
30: 제 1 플라즈마 에칭 장치
40: 제 2 플라즈마 에칭 장치
50: 캐리어
60: 반송 기구
70: 진공 반송 기구
80: 제어부
100: 플라즈마 에칭 시스템
101: 처리 용기
102: 유전체벽
104: 챔버
111: 샤워 케이스
113: 고주파 안테나
115: 고주파 전원
120, 220: 처리 가스 공급 기구
130: 기판 탑재대
132: 정전 척
133: 실드 링
160: 배기 기구
171: 희생재
S: 기판
Claims (11)
- 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막과, 그 위에 형성된, 하층 Ti막, Al막, 및 상층 Ti막을 적층하여 이루어지는 Ti/Al/Ti 적층막을 가지는 기판에서, 상기 Ti/Al/Ti 적층막을 플라즈마 에칭하는 플라즈마 에칭 방법으로서,
기판을 제 1 플라즈마 에칭 장치의 처리 용기 내에 반입하고, 상기 Ti/Al/Ti 적층막의 상기 상층 Ti막 및 상기 Al막을, 염소 함유 가스를 이용하여 제 1 플라즈마 에칭하는 공정과,
다음에, 상기 제 1 플라즈마 에칭 후의 기판을 제 2 플라즈마 에칭 장치의 처리 용기 내에 반입하고, 상기 Ti/Al/Ti 적층막의 상기 하층 Ti막을, 불소 함유 가스를 이용하여 제 2 플라즈마 에칭하는 공정과,
상기 제 2 플라즈마 에칭 후의 기판을 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치의 상기 처리 용기 내에 유지한 채, O2 가스의 플라즈마, 또는 O2 가스 및 불소 함유 가스의 플라즈마를 이용하여, 부식(corrosion) 억제를 위한 후처리를 행하는 공정
을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 염소 함유 가스는 Cl2 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 불소 함유 가스는 CF4 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 플라즈마 에칭 장치는, 처리 용기 내에서 기판 탑재대 위에 상기 기판을 탑재하고, 상기 기판의 주위에 알루미늄제의 희생재(犧牲材)를 배치한 상태에서 플라즈마 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 플라즈마 에칭 장치 및 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치는 유도 결합 플라즈마에 의해 플라즈마 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
- 산화물 반도체로 이루어지는 반도체막과, 그 위에 형성된, 하층 Ti막, Al막, 및 상층 Ti막을 적층하여 되는 Ti/Al/Ti 적층막을 가지는 기판에서, 상기 Ti/Al/Ti 적층막을 플라즈마 에칭하는 플라즈마 에칭 시스템으로서,
상기 기판을 수용하는 처리 용기를 갖고, 상기 처리 용기 내에서, 상기 Ti/Al/Ti 적층막의 상기 상층 Ti막 및 상기 Al막을, 염소 함유 가스를 이용하여 제 1 플라즈마 에칭하는 제 1 플라즈마 에칭 장치와,
상기 기판을 수용하는 처리 용기를 갖고, 상기 제 1 플라즈마 에칭 후에 상기 Ti/Al/Ti 적층막의 상기 하층 Ti막을, 불소 함유 가스를 이용하여 제 2 플라즈마 에칭함과 아울러, 상기 제 2 플라즈마 에칭 후의 상기 기판에 대해, O2 가스의 플라즈마, 또는 O2 가스 및 불소 함유 가스의 플라즈마를 이용하여, 부식 억제를 위한 후처리를 행하는 제 2 플라즈마 에칭 장치와,
상기 제 1 플라즈마 에칭 장치와 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치가 접속되고, 그 내부가 진공으로 유지됨과 아울러, 그 내부에 마련된 반송 기구에 의해 진공을 유지한 채로 상기 제 1 플라즈마 에칭 장치와 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치의 사이에서 상기 기판을 반송하는 진공 반송실
을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템.
- 제 6 항에 있어서,
상기 염소 함유 가스는 Cl2 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 불소 함유 가스는 CF4 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 플라즈마 에칭 장치는, 상기 처리 용기 내에서 기판을 탑재하는 기판 탑재대와, 기판의 주위에 배치된 알루미늄제의 희생재를 가지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 플라즈마 에칭 장치 및 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치는 유도 결합 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 기구를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 진공 반송실에, 상기 제 1 플라즈마 에칭 장치가 3대, 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치가 2대가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템.
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