[发明专利]干法蚀刻设备及蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种干法蚀刻设备及蚀刻方法。

背景技术

在LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅技术)及OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)工艺中，SD(Source Drain line，源漏极，主要成分为Al)膜层的蚀刻，为达到CD loss(条宽损失)规格，均采用干法蚀刻工艺，将光罩上的图案转移到膜层上。

常见的SD干法蚀刻工艺，主蚀刻步骤(Main Etch step)均采用Cl2气体，Main Etch step结束后，SD膜层和PR光阻膜层上会有残留的Cl离子，残留的Cl离子如果不经处理，会在大气环境下(存在55％左右湿度的环境)，与SD膜层中的Al发生反应，导致SD膜层发生Al腐蚀，造成后续产品良率异常。

为解决此Al腐蚀问题，业界一般采用两种解决方案：

方案1，Cl-F置换：在Main Etch step后的Post Ash step(后处理步骤，也有称为After Treatment step)采用含F气体，在plasma(等离子体)环境下，将膜层上残留的Cl离子置换成F离子，避免Al与Cl离子反应形成Al腐蚀；

方案2，Cl离子水洗：在干法蚀刻机旁边配置一台水式清洗机(Wet cleaner)，将膜层上残留的Cl离子以水洗的方式冲洗掉，避免Al与Cl离子反应形成Al腐蚀。

上述方案2需要额外配置一台水式清洗机，会有费用和占地的影响，因此业界较多的采用方案1。但方案1的Post Ash step在Cl-F置换时，会生成AlFx的副产物，AlFx为离子晶体，蒸汽压较高，容易附着在PC(Process Chamber，制程腔)内壁，一旦积累较多，会掉落到产品上，对氯气蚀刻铝金属层造成阻碍，形成SD residue(SD膜层蚀刻残留)，最终影响产品良率，甚至造成产品报废。

现有技术已公开的专利文献201610718552.5，名称为铝蚀刻的方法，其公开了一种铝蚀刻方法：通过调节干蚀刻制程中蚀刻腔体内的温度和压力条件，使得氯化铝保持气体状态，减少氯化铝颗粒的生成，抽气降低蚀刻腔体内的氯化铝含量，从而减少铝化合物含量和含铝颗粒物的产生，然后再进行氟置换减少铝与氯离子反应形成铝腐蚀。该方法虽然在氟置换制程之前通过抽出气态的氯化铝来减少铝化合物含量，但仍有不少氯化铝残留，在氟置换后生成氟化铝晶粒残留在所述腔体内，氟置换和主蚀刻制程都在同一个腔体内，不可避免氟化铝晶体的积聚影响腔体洁净度，一旦积累较多，氟化铝晶粒会掉落到产品上，对氯气蚀刻铝金属层造成阻碍，形成SD膜层蚀刻残留，最终影响产品良率，可见该方法并不能彻底解决氟化铝残留造成的影响。并且所述控制腔体内温度和压力使氯化铝保持气体状态，需额外增加温度和压力控制条件及控制流程的设计，变得复杂且增加控制难度。

该专利中还提及另一方法：通过在干蚀刻制程之后氟-氯置换制程之前，增加气体冲洗步骤，降低蚀刻腔体内含铝化合物的含量，减少含铝颗粒物的产生。该方法采用气体冲洗残留在腔体内的铝化合物，但铝化合物颗粒的附着以及气体冲洗不彻底，气体冲洗只能大致减少铝化合物含量，并不能做到精细，仍会有不少氯化铝残留，在氟置换后生成氟化铝晶粒残留在所述腔体内，并且氟置换和主蚀刻制程都在同一个腔体内，不可避免氟化铝晶体的积聚影响腔体洁净度，可见该方法并不能彻底解决氟化铝残留造成的影响。另外采用气体冲洗需调控气体气压和冲洗速率等，使过程复杂且增加控制难度。

该专利中还提及另一方法：通过在干蚀刻制程之前增加蚀刻腔体的清洁步骤，将腔体内氟化铝置换成氯化铝，并保持气态，在干蚀刻制程后抽气降低蚀刻腔体内的氯化铝含量，再进行氟-氯置换制程。该方法在干蚀刻制程之前先将氟化铝置换成氯化铝然后再抽气排出，相当于在干蚀刻制程之前将腔体先进行洁净步骤，之后又在氟-氯置换制程将氯化铝置换成了氟化铝，而氟化铝晶体仍然会残留在腔体内，过程繁复累赘，增加了制造成本，工序复杂，生产效率极低，而且抽排气仍会有不少氯化铝残留，在氟置换后生成氟化铝晶粒残留在所述腔体内，氟置换和主蚀刻制程都在同一个腔体内，不可避免氟化铝晶体的积聚影响腔体洁净度，从根本上并不能避免氟化铝晶体对氯气蚀刻铝金属层造成阻碍，最终影响产品良率，可见该方法并不能彻底解决氟化铝残留造成的影响。