(57)【要約】  【課題】エッチング時に被エッチング基板の表面に付着した残留塩素を確実に除去できるプラズマエッチング装置を提供する。  【解決手段】プラズマ処理室でエッチングした被エッチング基板４をロードロック室６に搬送する。ヒータ16にて加熱しながら窒素ガスＧをロードロック室６内に供給して被エッチング基板４を加熱する。プラズマ処理室でのエッチングの際にプラズマ処理室内の塩素系ガスにて被エッチング基板４の表面に付着した残留塩素を気化できる。被エッチング基板４のアルミ配線上に付着した残留塩素が大気中の水分と反応してアルミ配線が段切れするアフターコロージョンの発生を確実に防止できる。  【選択図】図１
2007042763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が搬送されつつプロセスガスが導入されて前記基板の一主面に成膜されている所定の膜をエッチングする処理室と、
前記処理室にてエッチングされた基板が搬送される搬送室と、を具備し、
前記搬送室は、前記処理室にてエッチングされてから前記搬送室へと搬送された基板の少なくとも一主面を加熱する加熱手段を備えた
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記処理室にてエッチングされた基板が前記搬送室内へと搬送された状態で、前記搬送室に不活性ガスを流入させて、前記基板の少なくとも一主面を加熱する
ことを特徴とする請求項１記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記基板の一主面に向けて前記不活性ガスを吹き付けて、前記基板の少なくとも一主面を加熱する
ことを特徴とする請求項２記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記加熱手段は、前記基板の一主面に対向する位置に取り付けられ前記搬送室へと流入させる前記不活性ガスを前記基板の一主面に向けて整流させる整流手段を備えた
ことを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項５】
一主面に所定の膜が成膜されている基板を処理室に搬送しつつ前記処理室にプロセスガスを導入して前記基板の所定の膜をエッチングし、
前記処理室から前記基板を搬送室へと搬送し、
前記搬送室に搬送された前記基板の一主面に向けて不活性ガスを吹き付けて前記基板の少なくとも一主面を加熱して、この基板の一主面上に付着したプロセスガスを除去する
ことを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の一主面に成膜されている所定の膜をエッチングするエッチング装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイスや、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶デバイスの信号線、走査線あるいはゲート線には、アルミニウム（Ａｌ）系の材料が使用されており、これらデバイスのデザインルールが微細になると、微細なエッチング加工が可能なドライエッチングが一般的に用いられている。そして、これらアルミニウム系材料をドライエッチングする場合には、プロセスガスとして、一般的に塩素ガス（Ｃｌ２），三塩化硼素ガス（ＢＣｌ３）などの塩素系ガスが用いられている。
【０００３】
これら塩素系ガスをプロセスガスとしたアルミニウム系材料のドライエッチングプロセスでは、特に量産ラインの場合に、エッチング処理後に被エッチング基板のアルミニウム配線上に付着した残留塩素が大気中の水分と反応することによって、このアルミニウム配線が段切れする現象であるアフターコロージョンが問題となる。このため従来は、このドライエッチングをするためのエッチング装置に洗浄ユニットを取り付けて、このエッチング装置のチャンバ内でのエッチング処理後に被エッチング基板を、このエッチング装置のチャンバ内から搬出した直後に、この被エッチング基板を洗浄ユニットにて水洗したり、このエッチング装置とは独立したチャンバを取り付けて、このチャンバ内を真空にして、真空中で水蒸気を被エッチング基板に当てたりして、この被エッチング基板上の残留塩素を除去している。
【０００４】
一方、この種のエッチング装置のクリーニング方法としては、クリーニング用ガスとして酸素とメタノールとの混合ガスを使用してプラズマクリーニングすることよって、金属膜をプラズマエッチングするときにプラズマエッチング装置の真空チャンバ内に付着する塩素系生成物解を分解除去させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１４０６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、被エッチング基板である基板の大きさのスケールアップに伴ってエッチング装置も大型化され、このエッチング装置の装置占有面積あるいは設置面積などの、いわゆるフットプリントの増加や装置価格が上昇する傾向がある。特に、液晶パネル製造装置では顕著に表れており、この液晶パネル製造装置の仕様には省スペース化や、低価格化などが求められている。
【０００６】
そして、上述したアルミニウム系材料をドライエッチングするプラズマエッチング装置では、アフターコロージョン対策として、上述のように、洗浄ユニットの追加や、水蒸気処理室の追加によって対応しているが、これらプラズマエッチング装置の価格の高騰や、フットプリントの増加、装置駆動の複雑化、装置の大型化に伴って、このエッチング後の被エッチング基板上に付着した残留塩素を確実に除去しきれなくなるから、エッチング後の被エッチング基板にアフターコロージョンが顕著に発生してしまうおそれがあるという問題を有している。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、エッチング時に基板上に付着したプロセスガスを確実に除去できるエッチング装置およびその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板が搬送されつつプロセスガスが導入されて前記基板の一主面に成膜されている所定の膜をエッチングする処理室と、前記処理室にてエッチングされた基板が搬送される搬送室と、を具備し、前記搬送室は、前記処理室にてエッチングされてから前記搬送室へと搬送された基板の少なくとも一主面を加熱する加熱手段を備えたものである。
【０００９】
そして、一主面に所定の膜が成膜されている基板を処理室に搬送しつつ、この処理室にプロセスガスを導入させて、この基板の所定の膜をエッチングした後に、このエッチングされた基板を搬送室へと搬送させた状態で、この基板の少なくとも一主面を搬送室の加熱手段にて加熱する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加熱手段による基板の少なくとも一主面の加熱によって、この基板の一主面の所定の膜をエッチングするときに、この基板の一主面上に付着したプロセスガスを確実に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のプラズマエッチング装置の一実施の形態の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１２】
図２において、１はエッチング装置としてのプラズマエッチング装置であり、このプラズマエッチング装置１は、複数、例えば２つの基板保持室であるカセット室２,３を備えている。これらカセット室２,３は、大気圧雰囲気に設置されており、一側面が開口した中空な直方体状のチャンバにて形成されている。さらに、これらカセット室２,３のそれぞれには、一主面に所定の膜として、例えばアルミニウムなどのアルミ系材料にて構成された図示しないアルミ配線層が一主面に積層されて設けられた基板としての被エッチング基板４が、複数枚保持できるように構成されている。
【００１３】
そして、これらカセット室２,３の間には、大気圧に保持された中空な直方体状のチャンバにて構成された大気アーム５が設けられている。この大気アーム５は、大気圧雰囲気に保持されており、いずれかのカセット室２,３から取り出された被エッチング基板４が搬送される。また、この大気アーム５の対向する両側面のそれぞれには、各カセット室２,３それぞれの開口した一側面が連結されている。すなわち、この大気アーム５は、これら各カセット室２,３内に保持された被エッチング基板４を、これら各カセット室２,３から取り出して、これら被エッチング基板４を大気雰囲気にて搬送させる。
【００１４】
さらに、この大気アーム５の対向する両側面間に位置する一端面には、搬送室としてのロードロック室６が取り付けられている。このロードロック室６は、略真空な領域に設置されており、対向する両側面のそれぞれが開口した中空な直方体状なチャンバにて形成されている。そして、このロードロック室６の開口した一側面が大気アーム５の一端面に連結されている。さらに、このロードロック室６は、いずれかのカセット室２,３から大気アーム５を介して被エッチング基板４が搬送され、この被エッチング基板４が搬送された状態で内部を不活性雰囲気させる。
【００１５】
また、このロードロック室６の開口した他端面には、搬送経由室であるトランス室７が取り付けられている。このトランス室７は、略真空な領域に設置され、ロードロック室６へと搬送された被エッチング基板４をいずれか一方のプラズマ処理室８,９へと搬送させるとともに、これらいずれかのプラズマ処理室８,９にてエッチングされた後の被エッチング基板４をロードロック室６へと搬送させる図示しない搬送ロボットを備えている。
【００１６】
さらに、このトランス室７は、対向する両側面と、これら両側面間に位置する一端面とのそれぞれが開口した中空な直方体状に形成されている。そして、このトランス室７の一端面がロードロック室６の開口した他端面に連結されている。また、このトランス室７は、ロードロック室６内で不活性雰囲気に設置された被エッチング基板４を、この不活性雰囲気のまま搬送させる。
【００１７】
そして、このトランス室７の対向する両側面には、処理室としてのプラズマ処理室８,９がそれぞれ取り付けられている。これらプラズマ処理室８,９は、略真空な領域に設置されている。そして、これらプラズマ処理室８,９は、一側面が開口した中空な直方体状に形成されており、これらプラズマ処理室８,９それぞれの開口した一側面がトランス室７の両側面に連結されている。さらに、これらプラズマ処理室８,９は、プロセスガスとして塩素系ガスが導入されて、プラズマ処理室８,９へとトランス室７を介してロードロック室６から搬送されてきた被エッチング基板４の表面に積層されているアルミ配線層を塩素系ガスにて所定のパターンにエッチングして、この被エッチング基板４の表面に液晶表示装置のアレイ基板の信号線、走査線およびゲート線となる図示しないアルミ配線を形成させる。
【００１８】
ここで、図１に示すように、ロードロック室６は、対向する両側面が開口した中空直方体状の真空チャンバ11を備えている。この真空チャンバ11の一端面には、この真空チャンバ11内に不活性ガスである窒素（Ｎ２）ガスＧを導入させて、この真空チャンバ11内を不活性雰囲気である窒素雰囲気とさせる１系統目のパージラインである第１のパージライン12が取り付けられている。この第１のパージライン12は、ロードロック室６パージ用のラインである。また、この真空チャンバ11の下端面の中央部には、この真空チャンバ11内へと導入された空気や窒素ガスＧなどを排気させる排気ラインである円筒状の排気口13が開口されて突設されている。
【００１９】
そして、この真空チャンバ11内には、この真空チャンバ11内へと搬送され複数、例えば２枚の被エッチング基板４を、所定の間隙を介して重ねて保持させることが可能な基板保持部14が設けられている。この基板保持部14は、各被エッチング基板４の下端面の両端縁のそれぞれを係止して、これら被エッチング基板４を同時に重ねて保持する。
【００２０】
また、この真空チャンバ11の上端面の中央部には、窒素ガスＧ導入用のホット窒素ラインとしての２系統目のパージラインである第２のパージライン15が取り付けられている。この第２のパージライン15は、エッチング後の被エッチング基板４を加熱して、この被エッチング基板４の表面に付着している残留塩素を気化させて除去する機能を有しており、少なくとも１５０℃以上に加熱された窒素ガスＧを真空チャンバ11内へと導入させる。また、この第２のパージライン15の下流端は、真空チャンバ11の上端面の中央部から、この真空チャンバ11内へ挿入されている。
【００２１】
さらに、この第２のパージライン15の真空チャンバ11より外側の下流部には、この第２のパージライン15を介して真空チャンバ11内へと導入させる窒素ガスＧを加熱する加熱手段としてのヒータ16が取り付けられている。このヒータ16は、真空チャンバ11より外側の位置で第２のパージライン15を覆うように取り付けられており、この第２のパージライン15にて供給される窒素ガスＧを１５０℃以上、好ましくは３００℃以上に加熱させる。
【００２２】
すなわち、このヒータ16は、第２のパージライン15にて真空チャンバ11内へと供給される窒素ガスＧによって、この真空チャンバ11内の基板保持部14に保持させた被エッチング基板４の少なくとも表面の温度を、少なくとも９０℃以上に加熱できる程度に、この第２のパージライン15にて供給する窒素ガスＧを加熱する。さらに、このヒータ16は、オンオフ調整可能に構成されている。
【００２３】
さらに、この第２のパージライン15の下流端には、この第２のパージライン15にて真空チャンバ11内へと導入させる窒素ガスＧの流れを整流させる整流手段としての中空矩形平板状の整流板17が取り付けられている。すなわち、この第２のパージライン15の下流端は、整流板17の一主面である上端面の中央部に垂直に連結されている。ここで、この整流板17は、被エッチング基板４より大きな矩形平板状に形成されており、基板保持部14にて保持された被エッチング基板４の長手方向および幅方向それぞれの中心部に、この整流板17の他主面である下端面の長手方向および幅方向それぞれの中心部が垂直に対向する位置であるとともに、この被エッチング基板４と平行になるように取り付けられている。
【００２４】
また、この整流板17の下端面には、図示しない複数の吹付口が穿設されている。これら複数の吹付口は、整流板17の下端面の幅方向および長手方向のそれぞれに向けて等間隔に離間された位置にマトリクス状に設けられている。また、これら複数の吹付口は、基板保持部14にて保持された被エッチング基板４の表面に対向するように設けられている。
【００２５】
言い換えると、整流板17は、この整流板17の下端面を、基板保持部14にて保持された被エッチング基板４の表面に水平に対向させた状態で、真空チャンバ11内に取り付けられている。すなわち、この整流板17は、第２のパージライン15から供給されヒータ16にて加熱された窒素ガスＧを、基板保持部14にて保持された被エッチング基板４の表面に向けて均等に吹き付けさせる。
【００２６】
さらに、第２のパージライン15、ヒータ16および整流板17によって、ロードロック室６内の基板保持部14に設置された被エッチング基板４を加熱する加熱手段としての加熱ユニット18が構成されている。
【００２７】
次に、上記一実施の形態のプラズマエッチング装置の作用について説明する。
【００２８】
まず、プラズマエッチング装置１の一方のカセット室２に収容された被エッチング基板４は、このカセット室２から取り出された後に大気圧雰囲気を保持したまま大気アーム５にてロードロック室６内へと搬送される。
【００２９】
このとき、このロードロック室６内へと搬送された被エッチング基板４は、このロードロック室６内の基板保持部14に設置された状態で第１のパージライン12から供給される窒素ガスＧにて不活性雰囲気に保持される。
【００３０】
この状態で、この被エッチング基板４は、トランス室７の搬送ロボットにてロードロック室６からいずれか一方のプラズマ処理室８,９へと搬送される。
【００３１】
この後、このプラズマ処理室８,９へと搬送された被エッチング基板４は、このプラズマ処理室８,９内へと導入された塩素系ガスによって、この被エッチング基板４の表面に積層されているアルミ配線層を所定のパターンにエッチングして、この被エッチング基板４の表面に所定のアルミ配線を形成させる。
【００３２】
このとき、このプラズマ処理室８,９内での被エッチング基板４のエッチングの際に、このプラズマ処理室８,９内へと導入された塩素系ガスが、被エッチング基板４の表面に残留塩素として付着する。
【００３３】
次いで、このプラズマ処理室８,９にてエッチングされた被エッチング基板４は、トランス室７の搬送ロボットにてロードロック室６内の基板保持部14に設置される。
【００３４】
この状態で、第２のパージライン15から窒素ガスＧを供給させるとともに、この窒素ガスＧをヒータ16にて加熱して、この加熱された窒素ガスＧにてロードロック室16内が大気圧となるまで、この加熱された窒素ガスＧを整流板17の各吹付口からロードロック室６内に導入させてパージさせる。
【００３５】
このとき、これら各吹付口から噴出される窒素ガスＧが、ロードロック室６内の基板保持部14に設置された被エッチング基板４の表面に吹き付けられて、この被エッチング基板４の表面が暖められて、所定の温度まで加熱される。
【００３６】
ここで、この第２のパージライン15から供給される窒素ガスＧをヒータ16にて加熱し、整流板17からロードロック室６内の被エッチング基板４に吹き付けて、この被エッチング基板４の基板温度を７５℃に上げた場合には、この被エッチング基板４の表面に付着している残留塩素がほとんど気化せず、この残留塩素を除去できなかった。
【００３７】
また、この被エッチング基板４の基板温度を９０℃に上げた場合には、この被エッチング基板４の表面に付着している残留塩素を確実に気化でき、この残留塩素を確実に除去できた。
【００３８】
さらに、この被エッチング基板４の基板温度を１３０℃に上げた場合には、この被エッチング基板４の表面に付着している残留塩素をより確実に気化でき、この残留塩素をより確実に除去できた。
【００３９】
この結果、このロードロック室６内の被エッチング基板４が少なくとも９０℃以上に加熱されることによって、この被エッチング基板４の表面に付着している残留塩素が気化して除去される。
【００４０】
この後、このロードロック室６内に導入された窒素ガスＧを、このロードロック室６の排気口13から排気させて、このロードロック室６内を真空引きさせて、このロードロック室６の温度上昇を抑制させる。
【００４１】
次いで、このロードロック室６内に第１のパージライン12から常温の窒素ガスＧを導入させて大気状態となるまでパージさせる。
【００４２】
この状態で、このロードロック室６内の被エッチング基板４を、このロードロック室６から大気アーム５を介して他方のカセット室３へと搬送させて、このカセット室３に保持させる。
【００４３】
上述のように、上記一実施の形態によれば、プラズマエッチング装置１のプラズマ処理室８,９にてエッチングされた後の被エッチング基板４を、ロードロック室６内へと搬送させて、このロードロック室６内の基板保持部14に設置させた状態で、第２のパージライン15からヒータ16にて加熱した窒素ガスＧを供給させて、この加熱した窒素ガスＧにて被エッチング基板４を加熱する構成とした。
【００４４】
この結果、この被エッチング基板４をプラズマ処理室８,９内でエッチングした際に、このプラズマ処理室８,９内に導入させた塩素系ガスによって被エッチング基板４の表面に付着した残留塩素を、ロードロック室６内の被エッチング基板４の加熱によって気化できるから、この被エッチング基板４のエッチングの際に表面に付着した残留塩素をロードロック室６内にて確実に除去できる。
【００４５】
したがって、エッチング時に被エッチング基板４に付着した残留塩素を簡単な構成で確実に除去できるので、エッチング処理後に被エッチング基板４のアルミ配線上に付着した残留塩素が大気中の水分と反応することによって、このアルミ配線が段切れする現象であるアフターコロージョンの発生を確実に防止できる。
【００４６】
さらに、ロードロック室６内を大気状態にパージさせる際に用いる窒素ガスＧと同様の窒素ガスＧを加熱して、この加熱した窒素ガスＧをロードロック室６内へと導入させて、このロードロック室６内へと搬送された被エッチング基板４を加熱させる構成とした。このため、第１のパージライン12にて供給される窒素ガスＧを分配などさせるだけで、ロードロック室６内の被エッチング基板４を加熱できる。よって、このロードロック室６内で被エッチング基板４に付着した残留塩素を除去するための構成が簡単にできるから、装置の価格を抑制できるとともに、省スペースの投資生産性が高いプラズマエッチング装置１にできる。
【００４７】
また、ロードロック室６内で被エッチング基板４を加熱して、この被エッチング基板４の表面に付着している残留塩素を除去する際に、このロードロック室６内へと第２のパージライン15から導入させる窒素ガスＧを、ロードロック室６内が大気圧となるまで導入させてから、このロードロック室６内に導入した窒素ガスＧを排気口13から排気させて真空引した後に、このロードロック室６内に第１のパージライン12から常温の窒素ガスＧを導入させて大気状態となるまでパージさせる構成とした。
【００４８】
この結果、ロードロック室６内で被エッチング基板４の表面に付着している残留塩素を除去すると同時に、ロードロック室６内の温度を常温に保ちながら処理できるので、このロードロック室６の温度上昇を抑制できる。
【００４９】
さらに、ロードロック室６内へと搬送された被エッチング基板４を加熱するための第２のパージライン15の下流端に整流板17を取り付けて、この第２のパージライン15から供給されヒータ16にて加熱された窒素ガスＧを、この整流板17の各吹付口からロードロック室６内へと導入させて、被エッチング基板４の表面に均一に吹き付ける構成とした。この結果、この第２のパージライン15から供給させる窒素ガスＧによって、被エッチング基板４の表面全体を均一に加熱できるから、この被エッチング基板４の表面に付着した残留塩素を、この被エッチング基板４の表面全体に亘って確実に除去できるので、この被エッチング基板４の表面全体に亘ってアフターコロージョンの発生を確実に防止できる。
【００５０】
なお、上記一実施の形態では、第１のパージライン12および第２のパージライン15から供給するプロセスガスを、窒素ガスＧとしたが、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスなどの他の不活性ガスであっても対応させて用いることができる。
【００５１】
また、これら第１のパージライン12および第２のパージライン15へと供給される窒素ガスＧを、同一の図示しないタンクから分岐させて供給させたり、これら第１のパージライン12および第２のパージライン15に図示しない２台のタンクから窒素ガスＧを別個に供給させたりしてもよい。
【００５２】
さらに、被エッチング基板４としては、液晶表示装置のアレイ基板以外のその他の基板であっても対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施の形態のエッチング装置の搬送室を示す説明断面図である。
【図２】同上エッチング装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    エッチング装置としてのプラズマエッチング装置
４    基板としての被エッチング基板
６    搬送室としてのロードロック室
８,９    処理室としてのプラズマ処理室
17    整流手段としての整流板
18    加熱手段としての加熱ユニット
Ｇ    不活性ガスとしての窒素ガス
【図１】
2007042763.tif 000003
【図２】
2007042763.tif 000004