等离子体处理装置和薄膜晶体管的制造方法_2

文档序号:9201696阅读:来源:国知局
[0064]一边参照图1、图2—边对应用本发明的实施方式的等离子体处理的基板F的结构例进行说明。图1、图2表示形成于作为基板F的玻璃基板41的表面的TFT4a、4b的放大纵剖面。
[0065]图1为沟道蚀刻型的底部栅极型构造的TFT4a。TFT4a在玻璃基板41上形成栅极电极42,在其上设置包括SiN膜等的栅极绝缘膜43,再在其上层叠层表面为η+掺杂的a-S1、氧化物半导体的半导体层44。接着,在半导体层44的上层侧形成金属膜,对该金属膜进行蚀刻形成源极电极45a、漏极电极45b。
[0066]在形成源极电极45a、漏极电极45b后,TFT4a通过对η+掺杂的半导体层44的表面进行蚀刻而形成沟道部,接着,形成用于保护表面的例如包含SiN膜的钝化膜(未图示)。接着,源极电极45a、漏极电极45b经由形成于钝化膜的表面的接触孔与ITO(Indium TinOxide,氧化铟锡)等的未图示的透明电极连接,该透明电极与驱动电路、驱动电极连接,制造出FTO。
[0067]另外,图2为顶部栅极型构造的TFT4b。TFT4b在玻璃基板41上设置LTPS(LowTemperature Poly-si I icon,低温多晶娃)的半导体层44,在其上层侧隔着栅极绝缘膜43设置有栅极电极42后,形成包含SiN膜等的层间绝缘膜47。在该层间绝缘膜47形成接触孔后,形成金属膜,进行蚀刻处理,形成源极电极45a、漏极电极45b。
[0068]关于此后的钝化膜的成膜、此后的透明电极的形成(均未图示),与TFT4a的情况相同,因此,省略说明。
[0069]在以上说明了大致结构的TFT4a、4b中,用于形成源极电极45a、漏极电极45b的金属膜,使用例如从下层侧顺次叠层钛膜、铝膜、钛膜而成的Ti/Al/Ti构造的金属膜。如图1、图2所示,在该金属膜的表面,抗蚀剂膜46被图案化,使用氯气(Cl2)、氯化硼(BCl3)、四氯化碳(CCl4)等的氯类的蚀刻气体进行蚀刻处理,由此,形成源极电极45a、漏极电极45b。
[0070]这样,如果使用氯类的蚀刻气体,对电极45 (源极电极45a、漏极电极45b)进行图案化,则如图7所示,在抗蚀剂膜46上附着氯。另外,在作为蚀刻后的金属膜的电极45上也附着氯、作为氯与铝的化合物的氯化铝。为了此后的抗蚀剂膜46的剥离将如上述方式附着有氯的状态的TFT4a、4b在大气中搬送,则附着于抗蚀剂膜46、电极45的氯与大气中的水分反应,生成盐酸,成为引起电极45的腐蚀的主要原因。
[0071]因此,一直以来,在进行抗蚀剂膜46的剥离前,需要进行对形成有TFT4a、4b的基板F进行水洗的水洗处理。另外,作为抑制腐蚀的发生的干式处理,也尝试了将氧气、在氧气中添加由四氟化碳(CF4)的气体等离子体化而除去氯的方法。但是,在单独为氧气时,腐蚀的抑制效果小,另一方面,在添加四氟化碳时,伴随氧化铝(A10)、氟化铝(AlF)的生成,飞尘的问题变大,均存在实用上的技术问题。
[0072]因此,本发明的实施方式中,使用氯类的蚀刻气体对金属膜进行蚀刻处理,对形成了电极45后的基板F,进行使用等离子体化的氢气除去氯的等离子体处理(以下,称为“保护处理”)。
[0073]以下,一边参照图4、图5,一边对实施该保护处理和其前级的蚀刻处理的处理系统1、设置于该处理系统I的等离子体处理装置2的结构进行说明。
[0074]在说明处理系统I的具体结构之前,一边参照图3,一边对形成电极45的步骤的概要进行说明。
[0075]如图1、图2所示,在形成有电极45的下层侧的叠层体的基板F的表面,例如通过溅射依次叠层钛膜-铝膜-钛膜,形成金属膜(PD。接着,在金属膜的表面涂敷抗蚀液,形成抗蚀剂膜(P2)。对该抗蚀剂膜进行图案化后(P3),使用氯类的蚀刻气体对金属膜进行蚀刻处理(P4)。此后,进行使用氢气的保护处理,除去附着于电极45、抗蚀剂膜46的表面的氯(P5),接着,对基板F的表面供给抗蚀剂剥离液,除去抗蚀剂膜46 (P6)。
[0076]在以上说明的电极45的形成步骤中,在以下说明的处理系统I中,实施图3中虚线包围表示的金属膜的蚀刻处理(P4)和利用氢气进行的保护处理(P5)。
[0077]如图4的平面图所示,处理系统I构成为对基板F实施上述的蚀刻处理和保护处理的多腔室型的真空处理系统。
[0078]处理系统I包括:第一搬送机构11,其载置在未图示的载体载置部上,在收纳多个基板F的载体C1、C2和能够在常压气氛与真空气氛之间切换内部的压力气氛的负载锁定室12之间进行基板F的传递。负载锁定室12例如叠层为2层,在各负载锁定室12内,设置保持基板F的架122、进行基板F的位置调节的定位器121。
[0079]在负载锁定室12的后级设置有第二搬送机构14,连接有例如平面形状为四边形的真空搬送室13。在该真空搬送室13中,除了与负载锁定室12连接的侧壁面之外,其它的三个侧壁面分别与本实施方式的等离子体处理装置2a?2c连接。
[0080]另外,在第一搬送机构11侧的负载锁定室12的开口部、负载锁定室12和真空搬送室13之间、真空搬送室13和各等离子体处理装置2a?2c之间,分别设置有将负载锁定室12、真空搬送室13气密密封并且能够开闭地构成的闸阀Gl?G3。
[0081]等离子体处理装置2a?2c在其内部对基板F实施蚀刻处理和之后的保护处理。
[0082]该等离子体处理装置具备由导电性材料、例如内壁面被阳极氧化处理过的铝构成的形成为长筒形状、气密且电接地的主体容器21。主体容器21,例如构成为横剖平面的一边为2.9m、另一边为3.1m左右的大小,使得能够对例如一边为2200mm、另一边为2500mm左右的大小的方形的基板F进行处理。
[0083]主体容器21的内部空间由电介质壁2上下地划分,其上方侧为配置有用于产生感应親合等离子体(ICP(Induced Coupled Plasma))的天线部24的天线室241,下方侧为进行基板F的处理的处理室23(处理容器的内部空间)。电介质壁22由氧化铝(Al2O3)等的陶瓷、石英等构成。
[0084]在电介质壁22的下表面侧,嵌入有用于对处理室23供给蚀刻气体、保护处理用的气体(将这些一并称为“处理气体”)的喷头25。喷头25由导电性材料的金属、例如表面被阳极氧化处理过的铝构成,经由未图示的接地线电接地。
[0085]在喷头25的下表面,设置有用于朝向处理室23向下方侧排出处理气体的多个气体排出孔251。另一方面,嵌入有该喷头25的电介质壁22的中央部与气体供给管26连接,使得与喷头25内的空间连通。气体供给管26贯通主体容器21的天顶部向外侧延伸,在其途中分支,分别与蚀刻气体供给部261、氢气供给部262、氧气供给部263连接。
[0086]蚀刻气体供给部261进行金属膜的蚀刻处理中所使用的氯类的蚀刻气体的供给。氢气供给部262进行用于对蚀刻处理后的基板F进行保护处理的等离子体产生用的气体的氢气的供给。氧气供给部263进行在上述保护处理时在等离子体产生用的气体中添加的氧气的供给。各气体供给部261?263具备各种的处理气体的供给源、流量调节部等。从这些气体供给部261?263供给的处理气体经由气体供给管26向喷头25供给后,在喷头25的空间内扩散,通过各气体排出孔251向处理室23内
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