(57)【要約】【課題】  プラズマ処理の終点を精度良く検出できるプラズマ処理装置と、プラズマ処理の品質を高めることができるプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】  対向する電極部材１２，１３に電源７から電圧を印加するとともに該電極間に処理ガス４を流してプラズマガス４ａを発生させ、このプラズマガスを被処理材であるガラス基板２の表面に接触させてエッチング処理を行なうプラズマ処理装置１は、ガラス基板２の基準面として、ガラス基板２と薄膜２ａとの境界面を検出するレーザー変位計２０を備えている。エッチング処理中に、このレーザー変位計から照射される入射光２１と反射光２２とから境界面の変位量を検出し、検出値の変動に基づいてエッチング処理の終点を検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する電極に電圧を印加するとともに該電極間に処理ガスを流してプラズマガスを発生させ、該プラズマガスを被処理材の表面に接触させてエッチング処理を行なうプラズマ処理装置であって、
該装置は、前記被処理材の基準面を検出するレーザー変位計を備えており、
エッチング処理中に、前記レーザー変位計を用いて前記基準面を検出し、該検出値の変動に基づいてエッチング処理の終点を検出することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記レーザー変位計は、前記プラズマガスと接触しない位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記被処理材は透明基板であり、該透明基板を載置固定する架台内部に前記レーザー変位計が設置され、該レーザー変位計のレーザー光が透過できる透明窓が前記架台の載置面に開設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
対向する電極に電界を印加するとともに該電極間に処理ガスを流してプラズマガスを発生させ、該プラズマガスを被処理材の表面に接触させて被処理材の表面に形成された薄膜をエッチング処理で除去するプラズマ処理方法であって、
前記被処理材の表面と前記薄膜との境界面にレーザー変位計の焦点を合わせ、
エッチング処理の進行に伴う前記境界面の変位量を検出し、
前記レーザー変位計の変位量が、前記薄膜の除去時に変動することを用いてプラズマ処理の終点を検出することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
対向する電極に電界を印加するとともに該電極間に処理ガスを流してプラズマガスを発生させ、該プラズマガスを被処理材の表面に接触させて被処理材の表面に形成された薄膜をエッチング処理で除去するプラズマ処理方法であって、
前記被処理材の表面と前記薄膜との境界面にレーザー変位計の焦点を合わせ、
エッチング処理の進行に伴う前記境界面の変位量を検出し、
前記レーザー変位計の変位量が、変動することを用いて前記薄膜の除去を確認した後、さらに所定時間エッチング処理を行ない、処理を終了することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記エッチング処理は、大気圧近傍下で処理されることを特徴とする請求項４または５に記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置と、プラズマ処理の終点を検出して処理を終了するプラズマ処理方法に係り、特に、大気圧近傍のプラズマを用いてエッチング処理を行なうプラズマ処理装置と、プラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイの発展に伴って、ディスプレイの製造段階でプラズマ処理装置等が使用されている。例えば、ガラス基板等の透明基板にＩＴＯ等の電極パターンを形成し、その後に、駆動回路を内蔵したポリシリコン薄膜トランジスタ（poly silicon thin film transistor、「ＴＦＴ」）を形成する等の製造過程が行なわれているが、電極パターンの上に各種の薄膜が形成されるため、最終的に薄膜を除去して電極パターンの一部をリード電極としている。そのため、従来のウェットエッチング法や、ドライエッチング法等の製造技術が利用されている。この種のエッチング法では、電極パターン上の薄膜を完全に除去し、電極パターンを傷つけないことが要求され、終点検出が重要となる。
【０００３】
従来、この種のプラズマ処理装置として、特許文献１に記載のプラズマエッチング装置は、プラズマエッチング終点検出機構を有しており、プラズマ発光強度のモニタによってプラズマエッチングのエッチング終点を検出する検出手段と、プラズマインピーダンスをモニタしてプラズマインピーダンスの変化時点をエッチング終点と判定する手段と、高周波電源の整合を行なう整合器の整合調整時点をエッチング終点と判定する手段とを有し、これら三手段の比較判定によってプラズマエッチングにおけるエッチング終点や異常を検出するものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載のドライエッチング装置は、第１の電極と第２の電極間に高周波電力によりプラズマを発生させ、プラズマ光を反応室外に導き、プラズマ光の光変化を検出し、この検出結果によりドライエッチングの終点を判定し、高周波電力を停止している。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６９７４１号公報
【特許文献２】特開２００１−１７６８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記構造の終点検出機構は、真空チャンバーや反応室内での終点検出には適用できたが、大気圧近傍の圧力下でのエッチング終点処理では、プラズマの発光変化による終点の検出が行なえないという問題点があった。これらの終点検出方法を用いて、過度に処理を行なうと、ガラス等の下地材が溶解し、処理部に残渣を発生させると共に、露出したい処理面の表面を侵食するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被処理材の位置や変位を精度良く検出し、プラズマ処理の終点を精度良く検出して処理を終了できるプラズマ処理装置を提供することにある。また、真空チャンバーや反応室を使用しないで、大気圧近傍下でのプラズマ処理の終点を検出して処理を終了するプラズマ処理方法を提供することにある。さらに、エッチング処理の終点を検出し、検出された終点よりさらに所定時間処理を行なうことで、エッチング処理の品質を高めることができるプラズマ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記目的を達成すべく、エッチング処理等のプラズマ処理の終点検出につき鋭意研究を重ねた結果、除去すべき薄膜等を形成した基板の基準面を正確に検出することで精度良く処理終点を検出できることを見出し、以下の特徴を有する本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明に係るプラズマ処理装置は、対向する電極に電圧を印加するとともに該電極間に処理ガスを流してプラズマガスを発生させ、該プラズマガスを被処理材の表面に接触させてエッチング処理を行なう装置であって、この装置は被処理材の基準面を検出するレーザー変位計を備えており、エッチング処理中に、このレーザー変位計を用いて基準面を検出し、この検出値の変動に基づいてエッチング処理の終点を検出することを特徴としている。エッチング処理はドライエッチングが適用され、電圧は高周波電圧が好ましい。
【０００９】
前記のごとく構成された本発明のプラズマ処理装置は、レーザー変位計を用いてエッチング処理を行なう被処理材の基準面を検出して、例えば除去するべき薄膜が確実に除去されたことをレーザー変位計から出力された基準面の変位量により検出するため、高精度にエッチング終了時点を検出することができる。このように、エッチング処理の終点を無接触で精度良く検出してプラズマ処理の品質を高めることができる。また、エッチング処理の終点検出は、大気圧近傍下で行なうこともできる。基準面としては、基板と薄膜との境界面や、薄膜の表面等が好ましい。
【００１０】
また、本発明に係るプラズマ処理装置の好ましい具体的な態様としては、前記レーザー変位計は、前記プラズマガスと接触しない位置に配置されることを特徴としている。この構成によれば、処理の終点を検出するレーザー変位計が、活性化された処理ガス（プラズマガス）に触れることを防止できるため、レーザー変位計の機能を安定させることができると共に、レーザー変位計の耐久性を向上させることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係るプラズマ処理装置の好ましい具体的な他の態様としては、前記被処理材は透明基板であり、この透明基板を載置固定する架台内部にレーザー変位計が設置され、レーザー変位計のレーザー光が透過できる透明窓が架台の載置面に開設されていることを特徴としている。この構成によれば、ガラス等の透明基板を架台の載置面に固定し、レーザー変位計の測定用のレーザー光を架台の内部から、架台の載置面に開設された透明窓を通して被処理材に照射するため、レーザー変位計にプラズマガスが当たることがなく、透明基板の上面のエッチング処理部分を、透明窓と透明基板を通して無接触で精度良く検出することができる。
【００１２】
本発明に係るプラズマ処理方法は、対向する電極に電界を印加するとともに該電極間に処理ガスを流してプラズマガスを発生させ、該プラズマガスを被処理材の表面に接触させて被処理材の表面に形成された薄膜をエッチング処理で除去するプラズマ処理方法であって、被処理材の表面と薄膜との境界面にレーザー変位計の焦点を合わせ、エッチング処理の進行に伴う境界面の変位量を検出し、前記レーザー変位計の変位量が、前記薄膜の除去時に変動することを用いてプラズマ処理の終点を検出することを特徴としている。
【００１３】
このように構成されたプラズマ処理の終点検出方法は、大気圧近傍の圧力下でエッチング処理の終点を精度良く検出でき、プラズマ処理の品質を高めることができる。また、水蒸気プラズマを用いて処理を行なう場合や、処理時に処理部分に大気中の水分が付着した場合でも、処理表面に形成される液相の影響を受けないで境界面における変位変動を検出できるため、エッチング処理の終点の検出精度を高めることができる。例えば、作業者は、レーザー変位計の変位変動をモニタで確認し、その時点で作業を終了することができる。また、変位変動のピークを検出して、コントローラによりエッチング作業を終了させるようにしてもよい。
【００１４】
本発明に係るプラズマ処理方法は、対向する電極に電界を印加するとともに該電極間に処理ガスを流してプラズマガスを発生させ、該プラズマガスを被処理材の表面に接触させて被処理材の表面に形成された薄膜をエッチング処理で除去するプラズマ処理方法で、被処理材の表面と薄膜との境界面にレーザー変位計の焦点を合わせ、エッチング処理の進行に伴う境界面の変位量を検出し、前記レーザー変位計の変位量が、変動することを用いて前記薄膜の除去を確認した後、さらに所定時間エッチング処理を行ない、処理を終了することを特徴としている。前記のプラズマガスを用いたエッチング処理は、大気圧近傍下で処理されることが好ましい。
【００１５】
このように構成されたプラズマ処理方法では、エッチング処理の終点が精度良く検出された後に、さらに所定時間エッチング処理を継続してから処理を終了するため、エッチング処理された処理表面には、除去すべき部分が残る確立が極めて少なくなり、処理品質を高めることができる。特に、大気圧近傍下での処理で、電極等のパターン上に形成された薄膜をエッチング処理で除去する場合に、電極上の薄膜を確実に除去できて好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法は、エッチング処理の終点を精度良く検出できるため、真空チャンバー等を使用せずに大気圧近傍の圧力下でエッチング処理の品質を高めることができる。また、本発明のプラズマ処理方法の他の態様では、エッチング処理の終点を精度良く検出して、さらに所定時間処理を継続することで、プラズマ処理の品質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す要部構成図、図２は、図１のプラズマ処理の終点を検出する要部構成の斜視図である。
【００１８】
図１，２において、プラズマ処理装置１は、エッチング処理を行う透明基板であるガラス基板２（被処理材）に、プラズマ化した処理ガスを吹付ける処理ヘッドとしてプラズマソース１０を備えているリモート型（ダウンフロー型）の処理装置である。このプラズマソース１０は処理ガス供給源３から処理ガス４が導入される放電処理部１１を備えている。本実施形態のプラズマ処理装置１は、ガラス基板２の表面上にＳｉＯ２薄膜２ａが形成された被処理材のＳｉＯ２薄膜に、吹付けられた処理ガスを接触させてドライエッチングにより除去する装置である。
【００１９】
また、プラズマ処理装置１はガラス基板２を載置固定する架台５を備えており、プラズマソース１０の下方に位置する架台５に固定されたガラス基板２が、放電処理部１１の下方でエッチング処理される構成となっている。プラズマ処理装置１は、放電処理部１１内に２つの対向する電極部材１２，１３を備え、その一方に例えばパルス状の高周波電圧等を電源７より供給し、その他方はＧＮＤ８に接地される。この構成により、架台５に固定されたガラス基板２にプラズマ化した処理ガス（プラズマガス）４ａを吹付けて、ガラス基板２上に形成された薄膜のドライエッチング処理を行う構成となっている。ガラス基板２は、例えば図示していない減圧手段により吸着される構成が好ましい。
【００２０】
放電処理部１１の対向する２つの電極部材１２，１３は長尺状あるいは長棒状をしており、ガラス基板２のエッチング処理の幅方向に沿って平行に配列されている。２つの電極部材は所定の幅を有する中心間隙１４を介して対向している。中心間隙１４は、各電極部材に電源７から電圧が印加されているとき、グロー放電が発生して放電空間となる。この放電空間にエッチング用の処理ガス４を供給して活性化させ、プラズマガス４ａを発生させる。各電極部材１２，１３は銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、黄銅等の合金、金属間化合物等から構成される。
【００２１】
電極部材１２，１３は少なくとも電極対向面が固体誘電体のコーティング層（図示せず）で被覆されており、コーティング層の厚さは０．０１〜４ｍｍ程度が好ましい。固体誘電体として、アルミナの他に、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックや、ガラス、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、チタン酸バリウム等の複酸化物や、これらを複層化したもの等、種々のものを用いることができる。中心間隙１４で安定したグロー放電をさせるために、セラミックスや樹脂等の板状物、シート状物、フィルム状のものを用いて電極部材の外周面を被覆してもよい。また、少なくとも電極部材の中心間隙側の角部はアール加工することが好ましく、図示のように４つのコーナーにアール加工をすると好ましい。
【００２２】
中心間隙１４の幅は、電極部材１２，１３を被覆する固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して適宜決定されるが、１〜３ｍｍであることが好ましい。１ｍｍ未満では、電極間に間隔を置いて設置するのに充分でないことがある。３ｍｍを超えると、均一な放電プラズマを発生させにくい。架台５は搬送手段６により電極部材１２，１３の長手方向と直交する方向に移動できる構成とし、エッチング処理幅を広げるように構成してもよい。
【００２３】
電源７は放電処理部１１内の２つの電極部材１２，１３にパルス状の高周波電圧を印加するものであり、一方の電極部材にパルス状電圧を印加し、対向する他方の電極部材を接地して電極間の中心間隙１４に放電を立たせるものである。パルス状の電圧は、例えば立上り時間及び立下り時間が１０μｓ以下、パルス継続時間は２００μｓ以下で、電界強度が１〜１０００ｋＶ／ｃｍ、周波数は０．５ｋＨｚ以上であることが好ましい。
【００２４】
電界強度が１ｋＶ／ｃｍ未満であると処理に時間がかかりすぎ、１０００ｋＶ／ｃｍを超えるとアーク放電が発生しやすくなる。０．５ｋＨｚ未満であるとプラズマ密度が低いため処理に時間がかかりすぎる。上限は特に限定されないが、常用されている１３．５６ＭＨｚ、試験的に使用されている５００ＭＨｚといった高周波帯でも構わない。負荷との整合のとり易さや取り扱い性を考慮すると、５００ｋＨｚ以下が好ましい。このような高周波パルス電圧を印加することにより、処理速度を大きく向上させることができる。
【００２５】
なお、電極部材１２，１３に印加される電圧はパルス状電圧に限らず、連続波の電圧でもよい。パルス状の電圧波形は、インパルス型の他に、方形波型、変調型、あるいは前記の波形を組み合わせた波形等の適宜の波形を用いることができる。また、電圧波形は、電圧印加が正負の繰り返しであるものの他に、正又は負のいずれかの極性側に電圧を印加する、いわゆる片波状の波形を用いてもよい。また、バイポーラ型の波形を用いてもよい。もちろん、一般的なサイン波である交流波形を用いてもよい。
【００２６】
本実施形態のプラズマ処理装置１は、大気圧近傍の圧力下でエッチング処理が行われる。大気圧近傍の圧力とは、１００〜８００Ｔｏｒｒ（約１．３３３×１０4〜１０．６６４×１０4Ｐａ）の圧力であり、実際には圧力調整が容易で、かつ放電プラズマ処理に使用される装置が簡便となる、７００〜７８０Ｔｏｒｒ（約９．３３１×１０4〜１０．３９７×１０4Ｐａ）の圧力が好ましい。処理ガス４はグロー放電により活性化され、ガラス基板２表面の薄膜２ａ等をエッチング処理で除去する。
【００２７】
プラズマエッチングは、ウェーハ等をドライエッチングできる処理ガス、例えば、主としてハロゲン系ガスを用いて行うが、プラズマ中でハロゲンを分離することのできるものであれば、基本的にはどのような処理ガスであってもよい。エッチングに用いる処理ガスとしてのハロゲン系ガスは、具体的には、塩素ガス、臭素ガス、フッ素ガス等があり、ハロゲンと炭素あるいはハロゲンと水素とを含有するハロゲン化合物ガスも含まれる。
【００２８】
ハロゲン化合物ガスとしては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３等が挙げられる。また、酸素などの反応性のガスは、ハロゲン系ガスに由来して起こるエッチングに対して直接的あるいは触媒的に働いて効果を高める場合があるので、酸素あるいは空気等の汎用のガスで希釈してもよい。エッチング処理においては、前記のハロゲン系ガスをそのまま使用してもよいが、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガス、窒素ガス等を混合してもよい。これらは単独でも２種以上を混合して用いてもよい。
【００２９】
本実施形態のプラズマ処理装置１は、その特徴構成として、エッチング処理の終点を検出する手段としてレーザー変位計２０を備えている。このレーザー変位計は本体部に内蔵したレーザー光発生手段（図示せず）を備え、入射光２１を被測定物（ガラス基板２）に照射してその反射光２２を内部のＣＣＤセンサ（図示せず）で検出し、三角測量を応用した測定原理で変位等を測定するものであり、ガラス基板２の位置や基準面等の変位を検出するものである。そして、５０Ｈｚ程度の高速サンプリングタイムで測定できると共に、０．０５μｍ程度の高分解能を備えている。
【００３０】
前記のレーザー変位計２０は、ガラス基板２を載置固定するプラズマ処理装置１の架台５の内部に設置され、架台の上面には入射光２１および反射光２２が透過できるガラス板等の透明窓５ａが嵌め込まれている。測定用の入射光２１は上方に向けて照射され、透明窓５ａを通してガラス基板２の基準面を測定できるように設置されている。このように、レーザー変位計２０は架台５の内部に設置されているため、プラズマエッチング処理中に処理ガスに被爆することがない構成となっている。
【００３１】
前記の如く構成された本実施形態のプラズマ処理装置１の動作について、図３，４を参照して以下に説明する。放電処理部１１の電極部材１２，１３にパルス状の高周波電圧を電源７から印加し、対向する中心間隙１４でグロー放電させて放電空間を形成する。この放電空間に処理ガス供給源３からエッチング用の処理ガス４を供給し、活性化してプラズマ化エッチングガス４ａとし、ガラス基板２の表面に吹付ける。エッチング処理は通常、常温、常圧で行われるが、例えば高温環境で行うようにしてもよい。また、エッチングしようとする薄膜の除去範囲以外の部分にはレジスト膜を形成してもよい。
【００３２】
レーザー変位計２０の入射光２１は、図３ａに示されるように、焦点位置が透明なガラス基板２と薄膜２ａとの境界面に合わされており、この境界面からの反射光２２が本体部内のＣＣＤで検出される。本実施形態では、ガラス基板と薄膜との境界面を基準面としている。すなわち、所定のサンプリング時間で０．０５μｍの分解能で焦点位置が検出され、ガラス基板２の基準面として境界面の位置を検出している。なお、図示していないが、エッチング処理後の排ガスは吸気装置等で吸い込んでから、処理装置で無害な状態の処理し廃棄する。
【００３３】
図３ａの状態から、大気圧下でプラズマ化エッチングガス４ａを吹付けて、ＳｉＯ２薄膜２ａの表面に接触させエッチング処理すると、ガラス基板２上のＳｉＯ２薄膜２ａはドライエッチングされて、図３ｂに示されるように吹付けられた部分の膜厚が減少する。しかしながら、レーザー変位計２０から照射される測定用の入射光２１は、ガラス基板２とＳｉＯ２薄膜２ａとの境界面に焦点が合わせられ、境界面の位置が変わらないため図４の期間Ａに示すように変位量は±１μｍ程度の範囲で振れている。この変位の振れはノイズ等である。
【００３４】
プラズマ化エッチングガス４ａを吹付け、ＳｉＯ２薄膜２ａに接触させる処理時間の経過に伴って、エッチング深さが増加する。そして、図３ｃに示されるように、ＳｉＯ２薄膜２ａが除去され、境界面が露出した状態になると、入射光２１はＳｉＯ２薄膜２ａが無いため、変位量は図４の期間Ｂに示すように４〜５μｍの範囲の大きな変位変動を示す。すなわち、図４の期間Ｂに示すように変位量が大きく変化した時点を検出し、エッチング処理が終了したことを検出できるのである。
【００３５】
このように、エッチング処理中にレーザー変位計２０により境界面の変位量を検出し、検出値の変動に基づいてエッチング処理の終点を容易に、高精度で短時間に検出できるため、エッチング処理の品質を高めることができる。また、エッチング処理中、レーザー変位計２０は架台５の内部でプラズマガス４ａと接触しないため、腐食が発生することがなく耐久性を向上できるとともに、出力も安定して高精度な検出が可能となる。作業者は、例えばモニタ等で変位変動を確認し、最適なタイミングでエッチング作業を終了することができる。
【００３６】
本実施形態のプラズマ処理方法は、前記のようにエッチング処理の終点をレーザー変位計２０で検出した後、さらに所定時間エッチング処理を継続し、確実にＳｉＯ２薄膜２ａが除去され、下地材であるガラス基板２が僅かにオーバーエッチングされた時点まで継続する。レーザー変位計２０の出力は、終点を検出した後は図４の期間Ｃに示すように変位量は±１μｍ程度の範囲で振れている。このように、終点検出後に所定時間オーバーエッチングをすることで、除去したい薄膜を確実に除去できるため、例えば、薄膜の下にＩＴＯ等の電極パターンがある場合には、露出された電極パターンの接触抵抗を減少させることができる。
【００３７】
図３では、エッチング処理の環境を大気圧の空気中としており、エッチング処理に伴って空気中の水分が付着し液相ＷがＳｉＯ２薄膜２ａの表面に付着している状態を示している。また、エッチング処理中に、積極的に水蒸気を供給して水蒸気プラズマを形成し、エッチング処理を行なうようにしてもよい。この場合も、エッチング処理部分には水分が付着して液相Ｗが形成されることがあるが、液相によりレーザー変位計２０の検出状態が変わるものではない。すなわち、エッチング処理部分２ｂに液相Ｗが形成されても、基準面がガラス基板２とＳｉＯ２薄膜２ａとの境界面であるためエッチング処理の終点は同様に精度良く検出できる。形成された水蒸気等の液相は、処理終了後に気化するが、加熱等のプロセスで除去するようにしてもよい。
【００３８】
なお、レーザー変位計２０から出力される入射光２１の焦点は、ガラス基板２と薄膜２ａとの境界面に合わせる例に限らず、薄膜の上面の位置を検出するように焦点合わせを行なってもよい。このように、エッチングしようとする薄膜の上面の位置をレーザー変位計で基準面として検出すると、エッチング処理に伴う膜厚の減少がレーザー変位計２０から出力されるため、この変位量から処理終点を精度良く検出できる。
【００３９】
本発明のプラズマ処理方法では、図３ｃに示すように、エッチング処理の終点が検出された後、所定時間さらにエッチング処理を継続し、その後処理を終了している。すなわち、ＳｉＯ２薄膜２ａが除去された後、さらにエッチング処理が行なわれる。その結果、図３ｄに示すように、エッチング処理部分２ｂはオーバーエッチングされ、下地材であるガラス基板２の表面が僅かに侵食されている。なお、図４では、処理終了時のＢ期間以降、期間Ｃに示すように８０秒程度、処理を継続しているが、この処理時間は被処理材の材質等により、適宜設定できるものである。
【００４０】
このように、処理終点の検出後に、僅かにオーバーエッチングする本実施形態のプラズマ処理方法では、例えばガラス基板２の表面にＩＴＯ等の透明電極パターンが形成されており、その上にＳｉＯ２薄膜２ａが形成されている場合に、ＳｉＯ２薄膜２ａをエッチング処理で除去するのに適している。すなわち、透明電極パターンの表面にダメージが残らない範囲でガラス基板２の表面をオーバーエッチングすることで、透明電極パターンの接触抵抗を減らすことができる。
【実施例】
【００４１】
ガラス基板２上にＳｉＯ２薄膜２ａを１０μｍの厚さで形成した。エッチング処理のＳｉＯ２薄膜２ａのエッチングレートが３μｍ／ｍｉｎに設定された場合、１０μｍの厚さをエッチングで除去する時間は計算上では約２００秒となる。実際には、図４に示すように、２００〜２１０秒間でレーザー変位計２０の出力変位量は急激に変動し、計算時間と一致した。図４の期間Ｂに示す時点で、ＳｉＯ２薄膜２ａは図３ｃに示すように除去されており、エッチング処理部分２ｂにはガラスが露出した状態であり、ガラス基板２の表面にはエッチングによる残渣は発生していなかった。
【００４２】
本発明のプラズマ処理装置１は、レーザー変位計２０の検出値の変動（ピーク）を検出した時点でエッチング処理を終了するように制御することができる。また、処理終了のピークを検出した後、所定時間経過後に処理を終了するように制御することも可能である。このように、本発明のプラズマ処理装置及び終点検出方法では、レーザー変位計を用いて処理終了を精度良く検出できるため、エッチング等のプラズマ処理の制御が容易となり、処理品質を高めることができる。
【００４３】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施形態では、対向する２つの電極間に処理ガスを通してプラズマ化し、このプラズマガスを被処理材の表面に吹付けてエッチング処理するリモート型の例を示したが、対向する電極間に被処理材を位置させて、電極間にプラズマを発生させてエッチング処理するダイレクト型のプラズマ処理装置で構成してもよい。
【００４４】
また、エッチング処理を行うノズルヘッドとして、対向する平行平板型の電極を有するノズルヘッドの例を示したが、中心電極と、その外周に位置する円筒電極との間で放電させてプラズマガスを発生させる処理ヘッド等、適宜の電極を用いることができる。ノズルヘッドに対して被処理物である基板を搬送する構成を示したが、反対にノズルヘッドを移動させる構成としてもよいのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のプラズ処理装置、プラズマ処理の終点検出方法、およびプラズマ処理方法の活用例は、半導体の製造工程、ＬＣＤの製造工程等における常圧プラズマ処理全般において適用できる。被処理物である基板はガラス基板に限らず、シリコン基板等、どのような材料であってもよい。また、エッチング処理で除去する薄膜も、ＳｉＯ２膜以外の膜でもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態を模式的に示す要部構成図。
【図２】図１のプラズマ処理の終点を検出する要部構成の斜視図。
【図３】図１，２のプラズマ処理装置の動作説明を示す要部断面図。
【図４】図３に示す動作説明におけるレーザー変位計の変位量を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００４７】
１：プラズマ処理装置、２：ガラス基板（被処理物）、２ａ：ＳｉＯ２薄膜（薄膜）、２ｂ：エッチング処理部分、４：処理ガス、４ａ：プラズマ化エッチングガス（プラズマガス）、５：架台、５ａ：透明窓、７：電源、８：ＧＮＤ、１０：プラズマソース（処理ヘッド）、１１：放電処理部、１２，１３：電極部材、１４：中心間隙（放電空間）、２０：レーザー変位計、２１：入射光、２２：反射光、Ｂ：検出された終点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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