KR20180018411A - Plasma etching method and plasma etching system - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a technology of suppressing generation of particles when source and drain electrodes are formed by plasma etching of a Ti/AI/Ti laminate film using chlorine containing gas, and suppressing a loss of a basic oxide semiconductor film. In a first plasma etching apparatus, an upper Ti film and an AI film of the Ti/AI/Ti laminate film are etched with a first plasma using the chlorine containing gas. Then, in a second plasma etching apparatus, a lower Ti film of the Ti/AI/Ti laminate film is etched with a second plasma using the fluorine containing gas. Then, by the second plasma etching apparatus, a post treatment for corrosion inhibition is performed by using plasma of O_2 gas or using plasma of the O_2 gas and the fluorine containing gas.

Description

플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 시스템{PLASMA ETCHING METHOD AND PLASMA ETCHING SYSTEM}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a plasma etching method and a plasma etching system,

본 발명은 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma etching method and a plasma etching system.

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.A thin film transistor (TFT) used in a flat panel display (FPD) is formed by sequentially laminating a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer and the like on a substrate such as a glass substrate while patterning the same.

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).For example, in manufacturing a TFT having a channel-etched bottom gate structure, a gate electrode, a gate insulating film, and an oxide semiconductor film are sequentially formed on a glass substrate, a metal film is formed on the oxide semiconductor film, , The source electrode and the drain electrode are formed by plasma etching the metal film. A Ti / Al / Ti laminated film is often used as a metal film serving as a source electrode and a drain electrode, and a chlorine-containing gas such as Cl 2 gas is used as an etching gas in this case (for example, Patent Document 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.Further, to Patent Document 1, as a corrosion (corrosion) of the electrode measures by gas containing chlorine, supplying a fluorine-based gas such as O 2 gas or O 2 gas and CF 4 gas into the chamber after etching with a chlorine-containing gas .

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.Patent Document 2 discloses that a Ti / Al / Ti laminated film is etched by Cl 2 gas and then O 2 gas is supplied into the chamber to remove the resist film damaged by etching.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2015-173159호 공보Patent Document 1: JP-A-2015-173159 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2015-76487호 공보Patent Document 2: JP-A-2015-76487

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.However, when the O 2 gas, O 2 gas and CF 4 gas are introduced into the chamber after the Ti / Al / Ti laminated film is etched by the Cl 2 gas, for example, the Al- O 2 gas or CF 4 gas reacts to generate a large amount of particles.

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.Further, when the Ti / Al / Ti laminated film is etched with a chlorine-containing gas such as Cl 2 gas, the underlying oxide semiconductor film is etched during overetching, resulting in an increase in the loss of the oxide semiconductor film.

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.Therefore, it is an object of the present invention to provide a Ti / Al / Ti laminated film which can suppress the generation of particles when the source electrode and the drain electrode are formed by plasma etching a Ti / Al / Ti laminated film with a chlorine- And a plasma etching method capable of performing plasma etching. It is another object of the present invention to provide a plasma etching system that performs such a plasma etching method.

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.In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is summarized as a substrate having a semiconductor film made of an oxide semiconductor and a Ti / Al / Ti laminated film formed thereon and formed by laminating a lower Ti film, an Al film, A1 A plasma etching method for plasma etching a Ti / Al / Ti laminated film, comprising: bringing a substrate into a processing vessel of a first plasma etching apparatus; heating the upper Ti film and the Al film of the Ti / Al / Containing Ti, and the second plasma etching is carried out in a second plasma etching apparatus, and the lower Ti film of the Ti / Al / Ti laminated film is subjected to a first plasma etching using fluorine by using a gas containing the second plasma etching step, the substrate after the second plasma etching, while remaining in the processing vessel of the second plasma etching apparatus, O 2 gas Using a plasma, or O 2 gas and the plasma of the fluorine-containing gas, there is provided a plasma etching method which is characterized by having a step of performing a post-treatment for corrosion inhibition.

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.The second aspect of the present invention resides in a substrate having a Ti / Al / Ti laminated film formed by laminating a semiconductor film made of an oxide semiconductor and a lower layer Ti film, an Al film and an upper layer Ti film formed thereon, Ti film and the Al film in the Ti / Al / Ti multilayer film in the processing vessel by using a chlorine-containing gas in a plasma processing system for plasma etching a Ti laminated film A first plasma etching apparatus for performing a first plasma etching and a processing vessel for accommodating the substrate, wherein after the first plasma etching, the lower Ti film of the Ti / Al / Ti laminated film is subjected to a second plasma etching box and, at the same time, using the second plasma, O 2 gas to the substrate after the plasma etching, or O 2 gas and the plasma of the fluorine-containing gas, the above corrosion inhibiting A second plasma etching apparatus connected to the first plasma etching apparatus and the second plasma etching apparatus, the inside of the second plasma etching apparatus being held in vacuum, And a vacuum transport chamber for transporting the substrate between the first plasma etching apparatus and the second plasma etching apparatus.

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.In the first and second aspects, Cl 2 gas may be used as the chlorine-containing gas. Further, CF 4 gas may be used as the fluorine-containing gas.

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.The first plasma etching apparatus may be configured such that plasma etching is performed in a state where the substrate is mounted on a substrate mounting table in a processing vessel and a sacrificial material made of aluminum is disposed around the substrate .

상기 제 1 플라즈마 에칭 장치 및 상기 제 2 플라즈마 에칭 장치는 유도 결합 플라즈마에 의해 플라즈마 에칭을 행하는 구성으로 할 수 있다.The first plasma etching apparatus and the second plasma etching apparatus may be configured to perform plasma etching by inductively coupled plasma.

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.In the plasma etching system of the second aspect, it is preferable that three vacuum plasma etching apparatuses and two second plasma etching apparatuses are connected to the vacuum transfer chamber.

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.According to the present invention, since the first plasma etching apparatus does not use the O 2 gas or the fluorine-containing gas, the generation of AlO x and AlF x in the processing vessel can be suppressed, and the second plasma etching apparatus There is no reaction by-product in the processing vessel due to etching containing Al, and since Al is only the adhered portion of the substrate, AlO x and AlF x in the chamber can also be suppressed. Therefore, particles generated in the processing vessel can be remarkably reduced.

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.In the first plasma etching apparatus, only the upper Ti film and the Al film of the Ti / Al / Ti laminated film are etched and the lower Ti film remains, so that the semiconductor film made of the oxide semiconductor is not directly etched by the chlorine containing gas, , The lower layer Ti film is etched by the fluorine-containing gas by the second plasma etching apparatus, and the oxide semiconductor has resistance to the fluorine-containing gas, so that the etching of the semiconductor film made of the oxide semiconductor is also suppressed in the second plasma etching apparatus. Therefore, the amount of reduction of the semiconductor film made of the oxide semiconductor can be reduced.

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.1 is a schematic plan view showing a plasma etching system for carrying out a plasma etching method according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a first plasma etching apparatus mounted on the system of FIG.
3 is a cross-sectional view showing a second plasma etching apparatus mounted in the system of FIG.
4 is a flow chart illustrating a plasma etching method according to an embodiment of the invention implemented by the plasma etching system of FIG.
FIG. 5 is a process sectional view showing a plasma etching method according to an embodiment of the present invention implemented by the plasma etching system of FIG. 1; FIG.
6 is a partial cross-sectional view showing a main part of another example of the plasma etching apparatus.
7 is a view for explaining an experiment for confirming the effect of the Al sacrificial material in another example of the plasma etching apparatus.
8 is a view showing the effect of an Al sacrificial material.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

<플라즈마 에칭 시스템><Plasma Etching System>

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.First, a plasma etching system to which an embodiment of the present invention is applied will be described. 1 is a schematic plan view showing a plasma etching system for carrying out a plasma etching method according to an embodiment of the present invention.

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.1, the plasma etching system 100 is of a multi-chamber type and comprises a vacuum transport chamber 10, a load lock chamber 20, three first plasma etching devices 30, And a plasma etching apparatus 40. The first plasma etching apparatus 30 and the second plasma etching apparatus 40 are processed under a predetermined reduced pressure atmosphere. The load lock chamber 20, the three first plasma etching apparatuses 30 and the two second plasma etching apparatuses 40 are arranged in the vacuum transfer chamber 10 in the vacuum transfer chamber 10, (Connected) via a gate valve G. On the outer side of the load lock chamber 20, a carrier 50 accommodating a rectangular substrate S is disposed.

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.A carrier mechanism 60 is provided between the two carriers 50. The carrier mechanism 60 includes a pick 61 (only one is shown) provided in two upper and lower stages, And a base 62 for rotatably supporting the base 62.

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.The vacuum transport chamber 10 can be maintained in a predetermined reduced pressure atmosphere, and a vacuum transport mechanism 70 is provided therein. The substrate S is conveyed between the load lock chamber 20, the three first plasma etching apparatuses 30, and the second plasma etching apparatus 40 by the vacuum transport mechanism 70. The vacuum transfer mechanism 70 is provided with two substrate transfer arms 72 (only one shown) movable back and forth on a base 71 that is swingable and vertically movable.

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.The load lock chamber 20 is for carrying the substrate S between the carrier 50 in the atmospheric environment and the vacuum transport chamber 10 in the reduced pressure atmosphere so that the vacuum atmosphere and the atmosphere can be switched in a short time . In the load lock chamber 20, the substrate accommodating portion is provided at the upper and lower two stages, and the substrate S is positioned in each substrate accommodating portion by a positioner (not shown).

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.The plasma etching system 100 has a control unit 80. The control section 80 is constituted by a computer having a CPU and a storage section and is constituted by a constituent part of the plasma etching system 100 (the vacuum transfer chamber 10, the load lock chamber 20, the first plasma etching apparatus 30, The respective components of the second plasma etching apparatus 40, the transport mechanism 60 and the vacuum transport mechanism 70 are controlled so as to perform predetermined processing based on the processing recipe (program) stored in the storage section. The processing recipe is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, or a semiconductor memory.

[제 1 플라즈마 에칭 장치][First Plasma Etching Apparatus]

다음에, 제 1 플라즈마 에칭 장치(30)에 대해 상세히 설명한다.Next, the first plasma etching apparatus 30 will be described in detail.

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.2 is a sectional view showing the first plasma etching apparatus 30. The first plasma etching apparatus 30 is for etching the Ti / Al / Ti multilayer film of the substrate S up to the Al film as will be described later. For example, the first plasma etching apparatus 30 has a prismatic And has an airtight main body container (101). The main body container 101 is assembled in a disassemblable manner and is grounded. The main body vessel 101 is divided into upper and lower portions by the dielectric wall 102. The upper side is an antenna vessel 103 for partitioning the antenna chamber and the lower side is a chamber ). The dielectric wall 102 constitutes the ceiling wall of the chamber 104 and is made of ceramics such as Al 2 O 3 , quartz or the like.

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.A support shelf 105 protruding 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. On the support shelf 105 A dielectric wall 102 is mounted.

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.A shower housing 111 for supplying a process gas is inserted into a lower portion of the dielectric wall 102. The shower housing 111 is suspended from the ceiling of the main container 101 by a plurality of suspenders (not shown).

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.The shower housing 111 is made of a conductive material, for example, aluminum whose inner or outer surface is anodized. A gas flow path 112 extending horizontally is formed in the shower housing 111 and a plurality of gas discharge holes 112a extending downward are communicated with the gas flow path 112.

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.On the other hand, a gas supply pipe 121 is provided at the center of the upper surface of the dielectric wall 102 so as to communicate with the gas flow path 112. The gas supply pipe 121 penetrates from the ceiling of the main 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, a chlorine gas (Cl 2 gas), is connected to the branch pipe 121a. The branch pipe 121b is connected to an inert gas supply source 123 for supplying an inert gas such as an Ar gas or an N 2 gas used as a purge gas or a diluting 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 controller or a valve system such as a mass flow controller.

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.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 controller and valve system constitute the process gas supply mechanism 120.

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.In the first plasma etching apparatus 30, the chlorine-containing gas supplied from the process gas supply mechanism 120 is supplied into the shower housing 111 and is discharged into the chamber 104 from the gas discharge hole 112a on the lower surface thereof , The Ti / Al / Ti laminated film of the substrate S is etched. As the chlorine-containing gas, Cl 2 gas is very suitable, but boron trichloride (BCl 3 ) gas, carbon tetrachloride (CCl 4 ) gas and the like can also be used.

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.A radio frequency (RF) antenna 113 is disposed in the antenna vessel 103. The high frequency antenna 113 is constituted by disposing an antenna line 113a made of a conductive metal such as copper or aluminum in a conventionally used arbitrary shape such as an annular shape or a spiral shape. Or may be multiple antennas having a plurality of antenna portions. The high frequency antenna 113 is spaced from the dielectric wall 102 by a spacer 117 made of an insulating member.

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.A power supply member 116 extending upward from the antenna vessel 103 is connected to the terminal 118 of the antenna line 113a. A feeder line 119 is connected to the upper end of the power supply member 116 and a matching device 114 and a high frequency power supply 115 are connected to the feeder line 119. A high frequency power of, for example, 13.56 MHz is supplied to the high frequency antenna 113 from the high frequency power supply 115 to induce an induction field in the chamber 104, 111) is plasmaized, and an inductively coupled plasma is generated.

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.On the bottom wall in the chamber 104, there is provided a substrate mounting table 130 on which a substrate G is mounted with a spacer 126 made of a frame-like insulator interposed therebetween. The substrate table 130 includes a substrate 131 provided on the spacer 126, an electrostatic chuck 132 provided on the substrate 131, and an electrostatic chuck 132 provided on the substrate 131 and the electrostatic chuck 132 And a shield ring 133 made of an insulator. The substrate 131 and the electrostatic chuck 132 have a rectangular shape corresponding to the shape of the substrate S and the entire substrate table 130 is formed in a rectangular plate shape or a column shape. The spacer 126 and the shield ring 133 are made of an insulating ceramic such as alumina.

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.The electrostatic chuck 132 has a dielectric layer 145 formed of a ceramic thermal sprayed coating formed on the surface of the substrate 131 and a suction electrode 146 provided inside the dielectric layer 145. The adsorption electrode 146 may take various forms such as a plate shape, a film shape, a lattice shape, and a net shape. A DC power supply 148 is connected to the adsorption electrode 146 via a feeder line 147 and a DC voltage is applied to the adsorption electrode 146. The power supply to the adsorption electrode 146 is turned on / off by a switch (not shown). By applying a DC voltage to the adsorption electrode 146, an electrostatic attraction force such as Coulomb force or Johnson-Rahbek force is generated and the substrate S is adsorbed. As the dielectric layer 145 of the electrostatic chuck 132, alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), or the like can be used.

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.The substrate 131 is connected to a high-frequency power supply 153 for bias application via a feeder line 151. [ A matching device 152 is provided between the base 131 of the feeder wire 151 and the high frequency power source 153. The high frequency power source 153 is for introducing ions into the substrate S on the substrate 131, and a frequency in the range of 50 kHz to 10 MHz is used, for example, 3.2 MHz.

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.A temperature adjusting mechanism and a temperature sensor (both not shown) for controlling the temperature of the substrate S are provided in the substrate 131 of the substrate mounting table 130. A heat transfer gas supply mechanism (not shown) for supplying a heat transfer gas, for example, He gas, for transferring heat between the substrate S and the substrate mount 130 in a state where the substrate S is mounted on the substrate mounting table 130 Is provided. A plurality of lifting pins (not shown) for lifting the substrate S are provided on the substrate table 130 so as to protrude from the upper surface of the electrostatic chuck 132, And the lift pins projecting upward from the upper surface of the lifter pin 132.

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.The side wall 104a of the chamber is provided with a loading / unloading port 155 for loading / unloading the substrate S with respect to the chamber 104, and the loading / unloading port 155 is opened / closed by the gate valve G. By opening the gate valve G, the substrate S can be loaded / unloaded through the loading / unloading port 155 by the vacuum transfer mechanism 70 provided in the vacuum transfer chamber 10.

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.A plurality of exhaust ports 159 (only two are shown) are formed at the edge or corner of the bottom wall of the chamber 104, and each exhaust port 159 is provided with an exhaust mechanism 160. The exhaust mechanism 160 includes an exhaust pipe 161 connected to the exhaust port 159 and an automatic pressure control valve APC (not shown) for controlling the pressure in the chamber 104 by adjusting the opening degree of the exhaust pipe 161 And a vacuum pump 163 for evacuating the inside of the chamber 104 through an exhaust pipe 161. The chamber 104 is evacuated by the vacuum pump 163 and the opening degree of the automatic pressure control valve (APC) 162 is adjusted during the plasma etching process, whereby the inside of the chamber 104 is evacuated to a predetermined vacuum atmosphere Respectively.

[제 2 플라즈마 에칭 장치][Second Plasma Etching Apparatus]

다음에, 제 2 플라즈마 에칭 장치(40)에 대해 상세히 설명한다.Next, the second plasma etching apparatus 40 will be described in detail.

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.3 is a cross-sectional view showing the second plasma etching apparatus 40. As shown in Fig. The second plasma etching apparatus 40 is for performing a post-treatment for etching and suppressing corrosion of the Ti film under the Ti / Al / Ti laminated film of the substrate S, as described later. The second plasma etching apparatus 40 has the same configuration as the first plasma etching apparatus 30 of FIG. 2 except that a process gas supply mechanism 220 is provided instead of the process gas supply mechanism 120. Therefore, the same components as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

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.The processing gas supply mechanism 220 includes a gas supply pipe 221 and branch pipes 221a, 221b and 221c branching from the gas supply pipe 221 at the upper outer side of the main body container 101, a, and O 2 gas supply source 222 for supplying an O 2 gas, connected to the branch pipes (221b) connected to the fluorine-containing gas, for example, a fluorine-containing gas source for supplying a carbon tetrafluoride gas (CF 4 gas) g ( And an inert gas supply source 224 connected to the branch pipe 221c for supplying an inert gas such as Ar gas or N 2 gas as a purge gas or a dilution gas. The gas supply pipe 221 is connected to the gas flow channel 112 of the shower housing 111 in the same manner as the gas supply pipe 121 of the first plasma etching apparatus 30 of FIG.

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.In the second plasma etching apparatus 40, the fluorine-containing gas supplied from the process gas supply mechanism 220 is supplied into the shower housing 111 and is discharged into the chamber 104 from the gas discharge hole 112a on the lower surface thereof , The Ti film of the lower layer of the Ti / Al / Ti laminated film of the substrate S is etched. After the etching, the O 2 gas, the O 2 gas, and the fluorine-containing gas supplied from the process gas supply mechanism 220 are likewise discharged into the chamber 104, and a post-treatment for corrosion inhibition is performed. As the fluorine-containing gas, CF 4 gas is suitable, but sulfur hexafluoride (SF 6 ), nitrogen trifluoride (NF 3 ) and the like may be used.

[플라즈마 에칭 방법][Plasma Etching Method]

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.Next, a plasma etching method according to one embodiment of the invention, which is carried out by the above plasma etching system 100, will be described with reference to the flow chart of FIG. 4 and the process sectional view of FIG.

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.Here, first, as shown in Fig. 5A, a substrate S having a Ti / Al / Ti laminated film which is an etched film is prepared (step 1). The substrate S is for forming a channel-etched TFT of the bottom gate structure. More specifically, a gate electrode 2 is formed on a glass substrate 1, a semiconductor film 4 made of an oxide semiconductor such as IGZO is formed on the gate electrode 2 with a gate insulating film 3 therebetween, Ti / Al / Ti laminated film 5 serving as an electrode and a drain electrode is formed. The Ti / Al / Ti laminated film 5 has an upper Ti film 5a, a lower Ti film 5c, and an Al film 5b provided therebetween. The Al film 5b may be an Al group or an Al alloy such as Al-Si. The film thickness of the upper Ti film 5a and the lower Ti film 5c is about 30 to 100 nm and the film thickness of the Al film 5b is about 300 to 1000 nm. On the Ti / Al / Ti laminated film 5, a photoresist layer 6 is formed as an etching mask. The substrate S is accommodated in the carrier 50.

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)).The substrate S as described above is taken out from the carrier 50 by the transport mechanism 60 and is transported to the load lock chamber 20 so that the vacuum transport mechanism 70 in the vacuum transport chamber 10 is moved from the load lock chamber 20 to the substrate Al and Ti film 5a and the Al film 5b of the Ti / Al / Ti laminated film 5 are transferred to the first plasma etching apparatus 30 by the first plasma etching apparatus 30, Plasma etching is performed using a chlorine-containing gas, for example, Cl 2 gas (step 2, FIG. 5 (b)).

이하, 스텝 2의 플라즈마 에칭에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the plasma etching in step 2 will be described in detail.

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.The first plasma etching apparatus 30 first adjusts the inside of the chamber 104 to a pressure suitable for the vacuum transport chamber 10 by the exhaust mechanism 160 and opens the gate valve G to remove vacuum from the inlet / The substrate S is carried into the chamber 104 by the transport mechanism 70 and the substrate S is mounted on the substrate stage 130. [ After the vacuum transport mechanism 70 is retracted from the chamber 104, the gate valve G is closed.

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.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 process gas is supplied from the process gas supply mechanism 120 through the shower housing 111 Containing gas such as Cl 2 gas is supplied into the chamber 104 as an etching gas. In addition to the chlorine-containing gas, an inert gas such as Ar gas may be supplied as a diluting gas.

이 때, 기판 S는 정전 척(132)에 의해 흡착되고, 온도 조절 기구(도시하지 않음)에 의해 온도 조절된다.At this time, the substrate S is sucked by the electrostatic chuck 132 and temperature-adjusted by a temperature adjusting mechanism (not shown).

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.Next, a high frequency wave of, for example, 13.56 MHz is applied to the high frequency antenna 113 from the high frequency power supply 115, thereby forming a uniform induction field in the chamber 104 through the dielectric wall 102. A plasma of the chlorine-containing gas is generated by the induced electric field thus formed. The upper layer Ti film 5a and the Al film 5b in the Ti / Al / Ti laminated film 5 of the substrate S are etched by the high-density inductively coupled plasma generated in this way.

그리고, 소정의 방법으로 에칭의 종점이 검출된 시점에서 에칭을 종료한다.Then, the etching is terminated when the end point of etching is detected by a predetermined method.

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)).After the etching of the step 2 is completed, the substrate S is taken out from the first plasma etching apparatus 30 by the vacuum transport mechanism 70, transferred to the second plasma etching apparatus 40, The lower layer Ti film 5c of the Ti / Al / Ti laminated film 5 is subjected to plasma etching using a fluorine-containing gas, for example, CF 4 gas (Step 3, FIG. 5 (c) .

이하, 스텝 3의 플라즈마 에칭에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the plasma etching in Step 3 will be described in detail.

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.The inside of the chamber 104 is adjusted to a pressure suitable for the vacuum transport chamber 10 by the exhaust mechanism 160 in the second plasma etching apparatus 40 and the gate valve G is opened to remove vacuum from the inlet / The substrate S is carried into the chamber 104 by the transport mechanism 70 and the substrate S is mounted on the substrate stage 130. [ After the vacuum transport mechanism 70 is retracted from the chamber 104, the gate valve G is closed.

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.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 process gas is supplied from the process gas supply mechanism 220 through the shower housing 111 Containing gas such as CF 4 gas, which is an etching gas, is supplied into the chamber 104. An inert gas such as Ar gas may be supplied as a diluting gas in addition to the fluorine-containing gas.

이 때, 기판 S는 정전 척(132)에 의해 흡착되고, 온도 조절 기구(도시하지 않음)에 의해 온도 조절된다.At this time, the substrate S is sucked by the electrostatic chuck 132 and temperature-adjusted by a temperature adjusting mechanism (not shown).

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.Next, a high frequency wave of, for example, 13.56 MHz is applied to the high frequency antenna 113 from the high frequency power supply 115, thereby forming a uniform induction field in the chamber 104 through the dielectric wall 102. Plasma of the fluorine-containing gas is generated by the induced electric field thus formed. The Ti film 5c in the lower layer of the Ti / Al / Ti laminated film 5 of the substrate S is etched by the high-density inductively coupled plasma thus generated.

그리고, 소정의 방법으로 에칭의 종점이 검출된 시점에서 에칭을 종료한다.Then, the etching is terminated when the end point of etching is detected by a predetermined method.

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)).After the etching of the step 3 is finished, the substrate S is held on the substrate mounting table 130 in the chamber 104 of the second plasma etching apparatus 40, and O 2 gas, Or an O 2 gas and a fluorine-containing gas (for example, CF 4 gas) are supplied to perform post-treatment for suppressing corrosion (step 4, FIG. 5 (d)).

이하, 스텝 4의 후처리에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the post-process of step 4 will be described in detail.

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.After the plasma etching in step 3 in the second plasma etching apparatus 40, the inside of the chamber 104 is evacuated by the exhaust mechanism 160. At this time, if necessary, an inert gas such as Ar gas may be supplied from the inert gas supply source 224 to purge the inside of the chamber. Thereafter, the pressure in the chamber 104 is adjusted to a predetermined degree of vacuum, and O 2 gas, O 2 gas, and fluorine-containing gas are supplied as a post-treatment gas from the process gas supply mechanism 220 through the shower housing 111 Gas (for example, CF 4 gas) is supplied into the chamber 104. In addition, an inert gas such as Ar may be supplied as a diluting gas.

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.Then, a high-frequency power is applied to the high-frequency antenna 113 from the high-frequency power supply 115 to generate plasma of O 2 gas, O 2 gas and fluorine-containing gas by the induction field formed in the chamber 104, The generated inductively coupled plasma is subjected to post-treatment for suppressing corrosion after plasma etching. At this time, although the O 2 gas alone has a corrosion inhibiting effect at this time, the corrosion inhibiting effect can be further enhanced by adding a fluorine-containing gas such as CF 4 gas to the O 2 gas. As the fluorine-containing gas used in the post-treatment, CF 4 is suitable, but sulfur hexafluoride (SF 6 ), nitrogen trifluoride (NF 3 ) and the like may also be used. The fluorine-containing gas used for etching the lower Ti film 5c and the fluorine-containing gas used for the post-treatment are preferably the same. By making both the fluorine-containing gases equal to each other in this way, the gas supply mechanism can be simplified, and the same treatment as the post-treatment of corrosion inhibition can be performed while etching, so that the time for post- .

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.After the post-treatment in the second plasma etching apparatus 40, the substrate S is taken out of the chamber 104 of the second plasma etching apparatus 40 by the vacuum transport mechanism 70 and is transported to the load lock chamber 20 , And returned to the carrier (50) by the transport mechanism (60).

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.In the plasma etching of the conventional Ti / Al / Ti laminated film, the three layers are collectively etched by a Cl-containing gas such as Cl 2 gas in a chamber of one plasma etching apparatus, and thereafter, O 2 gas, or a plasma of an O 2 gas and a fluorine-containing gas.

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.In this case, Ti and Al constituting the Ti / Al / Ti laminated film are etched by the Cl 2 gas, thereby forming a gaseous TiCl x gas (for example, TiCl 4 gas) and an AlCl x gas (for example, For example, AlCl 3 ) is generated and discharged from the chamber.

Ti+Cl2→TiClx↑Ti + Cl 2 ? TiCl x ?

Al+Cl2→AlClx↑Al + Cl 2 ? AlCl x ?

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.However, when O 2 gas or CF 4 gas is supplied in the post-treatment for suppressing corrosion thereafter, AlO x or AlF x in solid form reacts with the AlCl x gas remaining in the chamber, and remains in the chamber It becomes a particle, which adversely affects the product.

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.Further, when the Ti / Al / Ti laminated film is etched collectively by the chlorine-containing gas such as Cl 2 gas, the underlying oxide semiconductor film is etched during overetching, and the amount of reduction of the oxide semiconductor film is increased.

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.Therefore, in the present embodiment, the first plasma in the etching device (30), Cl-containing gas, for example, the upper Ti layer (5a), and an Al film of Ti / Al / Ti multilayer film 5 by the Cl 2 gas ( The Ti film 5c of the lower layer of the Ti / Al / Ti laminated film 5 is etched by a fluorine-containing gas such as CF 4 gas in the second plasma etching apparatus 40, that is carried out after the second plasma of O 2 gas by a plasma etching apparatus 40, or O 2 gas and the post-treated by a plasma of fluorine-containing gas.

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.As described above, since the first plasma etching apparatus 30 does not use the O 2 gas or the fluorine-containing gas, the generation of AlO x and AlF x in the chamber can be suppressed, and the second plasma etching apparatus In the chamber 40, there is no reaction by-product due to etching containing Al, and since Al is only the adhered portion of the substrate, AlO x and AlF x in the chamber can also be suppressed. Therefore, the particles generated in the chamber can be remarkably reduced.

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.In the first plasma etching apparatus 30, only the upper Ti film 5a and the Al film 5b of the Ti / Al / Ti laminated film 5 are etched to leave the lower Ti film 5c, The semiconductor film 4 made of a semiconductor is not directly etched by the chlorine containing gas and the lower Ti film 5c is etched by the second plasma etching apparatus 40 with the fluorine containing gas, The etching of the semiconductor film 4 made of the oxide semiconductor is also suppressed in the second plasma etching apparatus 40 because the second plasma etching apparatus 40 has resistance to the fluorine-containing gas. Therefore, the amount of reduction of the semiconductor film 4 made of an oxide semiconductor can be reduced.

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.When the second plasma etching apparatus 40 performs post-treatment for suppressing corrosion by using both O 2 gas and fluorine-containing gas having a high corrosion inhibiting effect, the etching of the lower Ti film 5c is performed The gas supply mechanism of the second plasma etching apparatus 40 can be simplified by using the same gas for the fluorine-containing gas for the post-treatment gas and the fluorine-containing gas for the post-treatment gas. It is possible to shorten the time for post-treatment of corrosion inhibition.

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.Further, since the processing is performed in the two kinds of apparatuses of the first plasma etching apparatus 30 and the second plasma etching apparatus 40, the productivity of the plasma etching system 100 is lowered. However, in the plasma etching system 100, And the second plasma etching apparatus 40 for performing the steps 3 and 4 in which the total processing time is shorter than the step 2 are mounted, High productivity can be maintained without excessive facilities. That is, in the conventional system, only three types of plasma etching apparatuses having the same structure as the first plasma etching apparatus 30 are provided. However, in this case, the first plasma etching apparatus 30 performing step 2 Two units of the second plasma etching apparatus 40 that are mounted with three units and perform steps 3 and 4 can suppress the increase of equipment to a minimum and maintain high productivity equivalent to the conventional one.

<제 1 플라즈마 에칭 장치의 다른 예>&Lt; Another Example of First Plasma Etching Apparatus >

다음에, 제 1 플라즈마 에칭 장치의 다른 예에 대해 설명한다.Next, another example of the first plasma etching apparatus will be described.

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.6 is a partial cross-sectional view showing a main part of another example of the first plasma etching apparatus. Since the basic structure of the apparatus of Fig. 6 is the same as that of the plasma etching apparatus of Fig. 2, the same reference numerals are assigned to the same elements as those of Fig. 2 in Fig. 6, and a description thereof is omitted.

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.The Ti / Al / Ti laminated film used for the source electrode and the drain electrode of the TFT is formed with a thick Al film at the center, so that the etching of the Ti / Al / Ti laminated film becomes the main etching of the Al film. When the Al film is etched with a chlorine-containing gas, for example, Cl 2 gas, the etching rate on the periphery of the substrate tends to be increased. That is, in the etching of the highly reactive film such as the Al film, the etching rate at the peripheral portion of the substrate increases due to the loading effect in the peripheral portion of the substrate where a large amount of unreacted etching gas exists. Such unevenness of the etching rate is difficult to control by in-plane distribution of plasma power or gas flow rate.

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.If the in-plane uniformity of the etching rate is poor, a long over-etching is required. Even in the case where the lower layer Ti film is not etched as described above, the lower layer Ti film is etched at the peripheral portion of the substrate to cause damage to the semiconductor film made of an oxide semiconductor Throw away.

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.6, an Al sacrificial material 171 is disposed on the frame-shaped shield ring 133 provided on the outer periphery of the substrate S so as to surround the outer periphery of the substrate S. As shown in Fig.

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.By disposing the Al sacrificial material 171 on the outer periphery of the substrate S, surplus chlorine-containing gas on the periphery of the substrate can be consumed by the sacrificial material 171, thereby suppressing the loading effect, It becomes possible to suppress the rate. This makes it possible to improve the in-plane etching uniformity, shorten the time of overetching, and further reduce the damage to the semiconductor film made of an oxide semiconductor.

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.Actually, the etch rates of the Ti / Al / Ti laminated films were compared in the case of using the Al sacrificial material and in the case of not using the Al sacrificial material. As shown in Fig. 7, a substrate on which a Ti / Al / Ti laminated film was formed at the corner of a blank glass was placed in a case of using an Al sacrificial material, and a frame- The ash was mounted 3 mm away from the substrate and etched. Similarly to the case where the Al sacrificial material was not used, the substrate on which the Ti / Al / Ti laminated film was formed at the corner of the blank glass was also placed and etched. After etching, the etch rate of the Ti / Al / Ti laminated film was measured at a plurality of points along the diagonal line from the corner of the substrate for each of the case where the Al sacrificial material was used and the case where the material was not used.

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.The results are shown in Fig. 8 is a view showing the relationship between the distance from the corner of the substrate and the etching rate of the Ti / Al / Ti laminated film. As shown in this figure, in the case of using Al sacrificial material, the etching rate (about 500 nm / min) of the substrate edge portion and the value (about 350 nm / min) of the portion of 50 mm from the corner portion, The etching rate (about 1000 nm / min) of the edge portion of the substrate and the value of the position of 50 mm from the corner portion where the etching rate is the minimum (in the case of using the Al sacrificial material About 500 nm / min) was about 500 nm / min, and it was confirmed that the etching rate of the substrate edge portion can be suppressed by using the Al sacrificial material.

<다른 적용><Other applications>

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.It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various ways within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the example using the inductively coupled plasma etching apparatus as the plasma etching apparatus is shown, but the present invention is not limited to this, and other plasma etching apparatuses such as a capacitively coupled plasma etching apparatus and a microwave plasma etching apparatus may be used.

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.In the above embodiment, three plasma first etching apparatuses and two second plasma etching apparatuses are mounted on the plasma etching system. However, the number of such first plasma etching apparatuses is not limited to this, The appropriate number is good.

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: 기판1: glass gas
2: gate electrode
3: Gate insulating film
4: Semiconductor film
5: Ti / Al / Ti laminated film
5a: Upper layer Ti film
5b: Al film
5c: Lower layer Ti film
6: Photoresist layer
10: Vacuum conveying room
20: Loadlock room
30: First plasma etching apparatus
40: Second Plasma Etching Apparatus
50: Carrier
60:
70: Vacuum conveying mechanism
80:
100: Plasma etching system
101: Processing vessel
102: dielectric wall
104: chamber
111: Shower case
113: High frequency antenna
115: High frequency power source
120, 220: process gas supply mechanism
130: substrate mounting table
132: electrostatic chuck
133: Shield Ring
160: Exhaust mechanism
171: Sacrifice
S: substrate

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.
In a substrate having a semiconductor film made of an oxide semiconductor and a Ti / Al / Ti laminated film formed thereon and formed by laminating a lower Ti film, an Al film, and an upper Ti film, plasma etching is performed on the Ti / Al / Ti laminated film by plasma etching As a method,
A step of bringing the substrate into a processing vessel of a first plasma etching apparatus, etching the upper Ti film and the Al film of the Ti / Al / Ti laminated film by a first plasma etching using a chlorine-
Next, the step of bringing the substrate after the first plasma etching into the processing vessel of the second plasma etching apparatus, the second plasma etching of the lower Ti film of the Ti / Al / Ti laminated film using a fluorine containing gas,
It said second plasma of one, O 2 gas hold the substrate after the plasma etching in the processing vessel of the second plasma etching apparatus, or O 2 gas and by using a plasma of fluorine-containing gas, for corrosion (corrosion) inhibition Step of post-processing
Wherein the plasma etching is performed in a plasma etching process.
제 1 항에 있어서,
상기 염소 함유 가스는 Cl2 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the chlorine-containing gas is Cl 2 gas.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 불소 함유 가스는 CF4 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the fluorine-containing gas is a CF 4 gas.
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.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first plasma etching apparatus is a plasma etching apparatus in which the substrate is mounted on a substrate table in a processing vessel and a plasma is etched while a sacrificial material made of aluminum is disposed around the substrate Etching method.
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.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first plasma etching apparatus and the second plasma etching apparatus are plasma-etched by inductively coupled plasma.
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.
In a substrate having a semiconductor film made of an oxide semiconductor and a Ti / Al / Ti laminated film formed thereon, in which a lower layer Ti film, an Al film, and an upper layer Ti film are laminated, plasma etching is performed for plasma etching the Ti / Al / Ti laminated film As a system,
A first plasma etching apparatus for etching the upper Ti film and the Al film of the Ti / Al / Ti laminated film in a first plasma etching process using a chlorine-containing gas, and a second plasma etching apparatus ,
Wherein the lower layer Ti film of the Ti / Al / Ti laminated film is subjected to a second plasma etching using a fluorine-containing gas after the first plasma etching, and the second plasma etching is performed after the second plasma etching, A second plasma etching apparatus for performing a post-treatment for suppressing corrosion using a plasma of O 2 gas, a plasma of O 2 gas and a fluorine-containing gas with respect to the substrate,
The first plasma etching apparatus and the second plasma etching apparatus are connected and the inside thereof is held in a vacuum state and the first plasma etching apparatus and the second plasma etching apparatus are maintained in a vacuum state by a transport mechanism provided in the first plasma etching apparatus and the second plasma etching apparatus, A vacuum transfer chamber for transferring the substrate between the etching apparatuses
The plasma etching system comprising:
제 6 항에 있어서,
상기 염소 함유 가스는 Cl2 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the chlorine-containing gas is Cl 2 gas.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 불소 함유 가스는 CF4 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 시스템.
8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the fluorine-containing gas is a CF 4 gas.
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.
8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the first plasma etching apparatus has a substrate mounting table for mounting a substrate in the processing vessel, and a sacrificial material made of aluminum disposed around the substrate.
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.
8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the first plasma etching apparatus and the second plasma etching apparatus have a plasma generating mechanism for generating an inductively coupled plasma.
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.8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein three vacuum plasma etching apparatuses and two second plasma etching apparatuses are connected to the vacuum transfer chamber.
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