(57)【要約】【課題】エッチングに要する時間を短縮することができるエッチングの後処理方法、エッチング方法、表示パネルの製造方法を提供すること。【解決手段】反応室１１の内部に設けられる下部電極１１２に表示パネル用の基板２０を載置し、ＲＦ交流電圧を印加して、この下部電極１１２に対向して設けられる上部電極１１１との間にプラズマを発生させてアッシングを行う工程を含むエッチングの後処理方法であって、下部電極１１２に、イオンプラズマ周波数の上限値を超え電子プラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数の交流電圧と、イオンプラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数の交流電圧とを同時に印加し、上部電極１１１と下部電極１１２の電極の間にプラズマを発生させて加工対象物をアッシングする。【選択図】図１
2008041768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室の内部に相対向して設けられる一対の電極の一方に加工対象物を載置し、前記一対の電極の間にＲＦ交流電圧を印加してプラズマを発生させてアッシングを行う工程を含むエッチングの後処理方法であって、前記一対の電極の少なくとも一方に、イオンプラズマ周波数の上限値を超え電子プラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数の交流電圧と、イオンプラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数の交流電圧とを同時に印加し、前記一対の電極の間にプラズマを発生させて加工対象物をアッシングする工程を含むことを特徴とするエッチングの後処理方法。
【請求項２】
前記イオンプラズマ周波数の上限値を超え電子プラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数は１３．５６ＭＨｚであり、イオンプラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数は３．２ＭＨｚであることを特徴とする請求項１に記載のエッチングの後処理方法。
【請求項３】
前記加工対象物をアッシングする工程において前記反応室の内部に導入するプロセスガスは、酸素（Ｏ２）ガスであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエッチングの後処理方法。
【請求項４】
前記加工対象物をアッシングする工程において前記反応室の内部に導入するプロセスガスは、酸素ガス（Ｏ２）と六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６）の混合ガスであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエッチングの後処理方法。
【請求項５】
前記エッチングの後処理方法を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項６】
前記エッチング方法を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングの後処理方法、エッチング方法および表示パネルの製造方法に関するものであり、詳しくは、プラズマを用いたエッチングの後処理方法と、このエッチングの後処理方法を含むエッチング方法と、このエッチング方法を含む表示パネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なアクティブマトリックスタイプの液晶パネルは、ＴＦＴアレイ基板（TFT array substrate）とカラーフィルタ（color filter）との間に液晶が充填されるという構成を備える。このＴＦＴアレイ基板の片側表面には、薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor）、走査信号線（ゲート信号線などとも称する）、データ信号線（ソース信号線などとも称する）、補助容量線、絵素電極などの所定の要素が形成される。これらの所定の要素は、ガラス基板上に所定の材料からなる薄膜（導体膜、半導体膜、絶縁膜など）を形成し、形成したこれらの薄膜を所定の形状にパターニングすることにより得られる。
【０００３】
これらの薄膜のパターニングには、ドライエッチング法が広く用いられている。ドライエッチング法は、真空または低圧中でプロセスガスを用いてプラズマを生成し、生成したプラズマ中のイオン、中性ラジカル、原子、分子、電子などを用いて、基板の表面に形成した薄膜を物理的または化学的に除去する方法である。薄膜の表面に所定のマスクパターンのレジスト膜を形成しておくことにより、レジスト膜で覆われていない部分が除去される。これにより、薄膜を所定の形状にパターニングすることができる。
【０００４】
そして薄膜のパターニングの終了後、基板に後処理（アフタートリートメント：After Treatment）を施す。この後処理は、薄膜の表面のレジストや、パターニングの工程において飛散したレジストの残渣を灰化（アッシング：Ashing）して除去する工程を含む。
【０００５】
アッシングの工程は、所定の周波数のＲＦ（Radio Frequency）電源を用い、プロセスガスとしてＯ２ガスを用いてプラズマを発生させ、このプラズマ中に基板を曝す工程である。ＲＦ周波数には、イオンのプラズマ周波数より高い周波数、たとえば電子のプラズマ周波数か、これに近い周波数を適用する。
【０００６】
ＲＦ電源周波数としてイオンプラズマ周波数より大きい周波数を適用すると、イオンは電界の変化に追従できなくなり、基板の表面に入射する（換言すると衝突する）イオンのエネルギは小さくなる。このため、イオンの入射によるスパッタリング（sputtering）のアッシングへの寄与度は小さくなり、プラズマ中の電子衝突による解離で生成したラジカルがアッシングの反応に主に寄与するようになる。そして、レジストは炭素と水素を主成分とする樹脂であるから、反応性ガスとしてＯ２ガスを用いると、レジストは酸素ラジカルと反応してＣＯ２とＨ２Ｏになって除去される。
【０００７】
このように、基板の表面に形成される薄膜に対して、イオンの入射に起因する悪影響（たとえば、スパッタリングによる物理的な損傷など）を抑制しつつ、基板表面のレジストや飛散したレジストの残渣を除去することができる。
【０００８】
しかしながらこのような構成では、前記の通り化学反応を用いて基板上のレジストやレジストの残渣を除去するため、イオンを入射して物理的に除去する方法に比較すると、アッシングに要する時間が長くなる。このため、生産性の低下を招くおそれがある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２３５３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記実情に鑑み本発明が解決しようとする課題は、アッシングに要する時間を短縮することができるエッチング方法、後処理方法および表示パネルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明は、反応室の内部に相対向して設けられる一対の電極の一方に加工対象物（すなわち、表示パネル用の基板）を載置し、前記一対の電極の間にＲＦ交流電圧を印加してプラズマを発生させてアッシングを行う工程を含むエッチングの後処理方法であって、前記一対の電極の少なくとも一方に、イオンプラズマ周波数の上限値を超え電子プラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数の交流電圧と、イオンプラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数の交流電圧とを同時に印加し、前記一対の電極の間にプラズマを発生させて加工対象物をアッシングする工程を含むことを要旨とするものである。
【００１２】
イオンプラズマ周波数の上限値を超え電子プラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数とは次のような周波数をいう。すなわち、極性が周期的に反転する電界であって、電界中のイオンは電界の極性の反転に追従できない（すなわち、プラズマ振動を行うことができない）が、電子は電界の極性の反転に追従してプラズマ振動を行うことができるような電界を発生させることができる周波数である。
【００１３】
イオンプラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数とは、前記一対の電極の間に次のような電界を発生させることができる周波数である。すなわち、極性が周期的に反転する電界であって、電界中のイオンが電界の極性の反転に追従してプラズマ振動を行うことができるような電界を発生させることができる周波数をいう。
【００１４】
前記イオンプラズマ周波数の上限値を超え電子プラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数としては、たとえば１３．５６ＭＨｚの周波数が適用できる。また、イオンプラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数としては、たとえば３．２ＭＨｚの周波数が適用できる。
【００１５】
前記加工対象物をアッシングする工程において、プロセスガスとして酸素（Ｏ２）ガスを導入することが好ましい。また、プロセスガスとして酸素ガス（Ｏ２）と六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６）の混合ガスを導入する構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前記一対の電極の少なくとも一方に、イオンプラズマ周波数の上限値を超え電子プラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数の交流電圧により発生した電界によって、化学的にアッシングを進行させることができる。また、イオンプラズマ周波数の上限値以下の範囲にある周波数の交流電圧により発生した電界によって、物理的にアッシングを進行させることができる。このように、化学的なアッシングと物理的なアッシングとを組み合わせて進行させることができ、アッシングに要する時間を短縮することができる。
【００１７】
プロセスガスとして酸素ガス（Ｏ２）を反応室内に導入すると、加工対象物を損傷することなく、アッシングの対象となる残渣やレジストを選択的に除去することができる。また、プロセスガスとして酸素ガス（Ｏ２）と六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６）の混合ガスを反応室内に導入すると、アッシング対象物の除去速度を大きくしてアッシングに要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態にかかるエッチング方法に適用できるエッチング装置の要部の構成を模式的に示した図である。このエッチング装置１は、反応室１１と、真空ポンプ１２と、第一のＲＦ電源１３と、第二のＲＦ電源１４と、プロセスガス供給源１５とを備える。そして反応室１１の内部には、相対向して設けられる一対の電極、すなわち上部電極１１１および下部電極１１２と、エンドポイントディテクタ（ＥＰＤ：End Point Detector）１１３とが設けられる。なお、このエッチング装置１には、従来公知の一般的な構成のものが適用できることから、以下簡単に説明し、詳細な説明は省略する。
【００２０】
反応室１１は、内部を真空または真空に近い状態に維持できる容器である。真空ポンプ１２は反応室１１の内部の気体を抜きとって所定の気圧に維持できる。
【００２１】
第一のＲＦ（Radio Frequency）電源１３は、前記イオンプラズマ周波数の上限値より高く、電子プラズマ周波数の上限値以下の周波数の交流電圧を発生させる。電子プラズマ周波数とは、荷電粒子群としての電子のプラズマ周波数をいう。すなわち第一のＲＦ電源１３による交流電圧の周波数は、荷電粒子群としてのイオンのプラズマ振動は追従することはできないが、荷電粒子としての電子のプラズマ振動は追従できる周波数である。以下説明の便宜上、第一のＲＦ電源１３による交流電圧の周波数を「第一の周波数」と称する。具体的にはたとえば、１３．５６ＭＨｚの交流電圧が適用できる。
【００２２】
第二のＲＦ（Radio Frequency）電源１４は、イオンプラズマ周波数の上限値以下の周波数の交流電圧を発生させる。イオンプラズマ周波数とは、荷電粒子群としてのイオンのプラズマ振動の周波数をいう。すなわち第二のＲＦ電源１４による交流電圧の周波数は、荷電粒子群としてのイオンのプラズマ振動が追従できる周波数である。以下説明の便宜上、第二のＲＦ電源１４による交流電圧の周波数を「第二の周波数」と称する。具体的にはたとえば、３．２ＭＨｚの周波数が適用できる。
【００２３】
プロセスガス供給源１５は、後述する上部電極１１１を通じて反応室１１の内部にプロセスガスを供給する。プロセスガスとは、エッチングにおいて用いるエッチングガスと、アッシングにおいて用いるアッシングガスをいうものとする。プロセスガスの種類は、エッチング対象材料やアッシング対象材料に応じて適宜選択する。たとえばエッチング対象材料がシリコンである場合には、テトラフルオロエチレン（ＣＦ４）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、水素（Ｈ２）、酸素（Ｏ２）、塩素（Ｃｌ２）などを単独にまたは組み合わせて適用できる。またアッシング対象材料がフォトレジストである場合には、たとえば酸素（Ｏ２）が適用できる。
【００２４】
本発明の実施形態にかかるエッチング方法に適用できるエッチング装置１のプロセスガス供給源１５は、プロセスガスとして少なくとも六フッ化硫黄（ＳＦ６）、塩素（Ｃｌ２）、酸素（Ｏ２）を単独でまたは組み合わせて供給できる構成を備える。
【００２５】
上部電極１１１と下部電極１１２は、それぞれ略平板状に形成される電極であり、反応室１１の内部において略平行に対向するように配設される。
【００２６】
上部電極１１１には、プロセスガス供給源１５から供給されるプロセスガスが流通可能な経路１１４（以下、プロセスガス供給経路１１４と称する）が設けられる。そして下部電極１１２に対向する面には、プロセスガス供給経路１１４に連通する複数のプロセスガス放出孔１１５が形成される。すなわち上部電極１１１は、プロセスガス供給源１５から供給されたプロセスガスを、プロセスガス供給経路１１４とプロセスガス放出孔１１５を通じて反応室１１の内部に導入できるように構成される。この上部電極１１１は接地される。
【００２７】
下部電極１１２は、上部電極１１１に対向する面に、加工対象物、すなわちエッチング対象材料が形成される表示パネル用の基板２０（厳密には、表示パネル用の基板２０の未完成品）を載置できる構成を有する。この下部電極１１２は、第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４に接続される。したがって下部電極１１２は、第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４による第一の周波数の交流電圧と第二の周波数の交流電圧とが印加される。なお、第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４は独立して作動でき、下部電極１１２には、第一の周波数の交流電圧と第二の周波数の交流電圧の両方が同時に、または一方のみが印加され得る。
【００２８】
そして第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４の一方または両方によって下部電極１１２に交流電圧が印加されると、上部電極１１１と下部電極１１２の間には、第一の周波数のＲＦ電界もしくは第二の周波数のＲＦ電界、または第一の周波数と第二の周波数を足し合わせたＲＦ電界が発生する。
【００２９】
エンドポイントディテクタ１１３は、エッチングの終点を検出する。具体的には、プラズマからの発光スペクトルをモニタし、特定の周波数の発光強度の変化からエッチングの終点を検出する。検出する波長と変化の態様は、エッチングガスとエッチング対象材料の組合せに応じて適宜設定する。
【００３０】
次に、本発明の実施形態にかかるエッチング方法の工程について説明する。図２は、本発明の実施形態にかかるエッチング方法の工程の流れを示したフローチャートである。本発明の実施形態にかかるエッチング方法の工程は、大きくは「メインエッチング工程」と、「後処理工程」と、「除電工程」とに分けられる。
【００３１】
メインエッチング工程は、表示パネル用の基板表面に形成されるエッチング対象材料を実際にエッチングする工程を含む工程である。後処理工程は、メインエッチング工程において発生した残渣やレジストを除去する工程である。除電工程はメインエッチング工程や後処理工程において帯電した表示パネル用の基板から静電気を除く工程である。この図２に示す各ステップのうち、ステップ１からステップ３がメインエッチング工程に含まれ、ステップ４からステップ７が後処理工程に含まれ、ステップ８からステップ１２が除電工程に含まれる。
【００３２】
以下、ステップごとに説明する。
【００３３】
ステップ１の第一の調圧工程においては、真空ポンプ１２を用いて反応室１１の内部を所定の圧力に設定するとともに、プロセスガス供給源１５から反応室１１の内部にプロセスガスを導入する。前記の通りプロセスガスはエッチング対象材料に応じて適宜選択する。
【００３４】
ステップ２の前放電工程においては、上部電極１１１を通じて反応室１１の内部にプロセスガスを導入しつつ、上部電極１１１と下部電極１１２の間に弱い放電（「弱い放電」とは、供給される電力が後述する主放電工程よりも少ないことをいう）を発生させる。具体的には、第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４とによって下部電極１１２に第一の周波数と第二の周波数の交流電圧を印加する。第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４がこの放電のために供給する電力は、それぞれ次の主放電工程において供給する電力よりも少ない電力とする。また、この放電を継続する時間は、数秒から十数秒程度の短い時間とする。主放電工程の前に主放電工程よりも小さい電力で放電を発生させることによって、主放電工程において上部電極１１１と下部電極１１２の間に大きな放電を発生させた場合に下部電極１１２が損傷することを防止できる。
【００３５】
ステップ３の主放電工程においては、表示パネル用の基板２０に形成されるエッチング対象材料を実際にエッチングする。具体的には、反応室１１にプロセスガスとして塩素ガスと六フッ化硫黄ガスを供給しつつ、第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４とが下部電極１１２に第一の周波数と第二の周波数の交流電圧を印加し、上部電極１１１と下部電極１１２の間にプラズマを発生させる。そしてこのプラズマによってエッチング対象材料のエッチングを行う。
【００３６】
上部電極１１１と下部電極１１２との間には、第一の周波数と第二の周波数の二種類の周波数を合成したＲＦ電界が発生する。
【００３７】
第一の周波数は、イオンプラズマ周波数の上限値を超え電子プラズマ周波数の上限値以下に設定される。したがってプラズマ中の電子は、第一のＲＦ電源１３によるＲＦ電界の変化に追従して運動することができる。そして第一のＲＦ電源１３によるＲＦ電界によって加速された電子がプロセスガスの分子と衝突すると解離反応が発生してラジカルが発生する。そしてこのラジカルが表示パネル用の基板２０の表面に到達し、表示パネル用の基板２０の表面に形成されるエッチング対象材料と反応して結合する。そしてラジカルと結合したエッチング対象材料の原子または分子は、気体となって表示パネル用の基板２０の表面から除去される。
【００３８】
このように、第一のＲＦ電源１３が第一の周波数のＲＦ電界を発生させると、化学反応によってエッチングが進行する。したがって、プロセスガスを適宜選択することにより、エッチングしたい材料のみを選択的に加工することができる。
【００３９】
第二の周波数は、イオンプラズマ周波数の上限値以下に設定される。したがってプラズマ中のイオンは、第一のＲＦ電源１３によるＲＦ電界の変化には追従して運動できないが、第二のＲＦ電源１４によるＲＦ電界の変化には追従して運動することができる。そして、第二のＲＦ電源１４によるＲＦ電界の変化によってイオンが加速し、表示パネル用の基板２０の表面のエッチング対象材料に衝突する。このときに、エッチング対象材料の表面においてスパッタリングが発生し、エッチング対象材料が表示パネル用の基板２０の表面から物理的に除去される。
【００４０】
このように、第二のＲＦ電源１４が第二の周波数のＲＦ電界を発生させると、物理的にエッチングが進行する。また、イオンは電界の変化に追従して運動するため、表示パネル用の基板２０の表面に直角方向から衝突する。したがって、表示パネル用の基板２０の面方向に直角方向にのみエッチングが進行する異方性エッチングが生じる。このためアンダーカットが生じず、レジストのマスクパターンどおりの加工を行うことができる。
【００４１】
なお、第一の周波数のＲＦ電界によって発生したラジカルは、衝突によりランダムな方向から基板表面のエッチング対象材料に飛びこんでいくため、等方向エッチングが生じる。このため、アンダーカットが生じるおそれがある。また、第二の周波数のＲＦ電界による物理的なエッチングは、材料の種類によるエッチング速度（エッチングレート）の差が小さいため、レジストや下地もエッチング対象材料と同様にエッチングされるおそれがある。しかしながら、化学的なエッチングと物理的なエッチングとを同時に進行させることによって、アンダーカット、レジストや下地の物理的な除去を抑制しつつ、エッチング速度を大きくして工程に要する時間を短縮することができる。
【００４２】
ステップ４の排気工程は、反応室１１の内部のガスを抜きとる工程である。すなわち真空ポンプによって、反応室の内部に存在するプロセスガスやエッチングによって生成された他のガスを抜きとる。
【００４３】
ステップ５のプロセスガス導入工程においては、上部電極１１１を通じて反応室１１の内部にプロセスガス（アッシングガス）を導入する。プロセスガスとしては酸素を用いる。そしてステップ６の第二の調圧工程において、反応室１１の内部のプロセスガスの圧力を調整し、この圧力が定常状態になったら次のアッシング工程に移行する。
【００４４】
ステップ７のアッシング工程は、ステップ３の主放電工程において飛散した残渣や表示パネル用の基板２０の表面のレジストを除去する工程である。具体的には、プロセスガスとして反応室１１の内部に酸素ガスを導入し、反応室１１の内部気圧を所定の圧力に維持する。そしてこの状態を維持しつつ、第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４とにより、第一の周波数と第二の周波数を組み合わせたＲＦ電界を発生させてプラズマを発生させる。
【００４５】
プロセスガスとして酸素を用い、ＲＦ周波数として第一の周波数と第二の周波数の両方を用いると、次のような現象が発生する。
【００４６】
第一の周波数のＲＦ電界により電子が加速され、酸素に衝突して解離反応が発生して酸素ラジカルが発生する。そして発生した酸素ラジカルが表示パネル用の基板２０の表面に達して拡散すると、酸素ラジカルは、主放電工程において飛散した残渣や表示パネル用の基板２０の表面のレジストと反応して結合する。この結果、残渣やレジストは気体となって表示パネル用の基板２０の表面から除去される。特に、マスクパターンを形成するレジストは、炭素と水素を主成分とする樹脂であるから、表示パネル用の基板２０の表面に酸素ラジカルが拡散すると、レジストは酸素ラジカルと反応して二酸化炭素や水となって基板の表面から除去される。
【００４７】
また、プラズマ中のイオンは、第一のＲＦ電源１３によるＲＦ電界の変化には追従して運動できないが、第二のＲＦ電源１４によるＲＦ電界の変化には追従して運動することができる。そして、第二のＲＦ電源１４によるＲＦ電界によってイオンが加速し、表示パネル用の基板２０の表面の残渣やマスクパターンを形成するレジストに衝突する。この結果、それらの表面においてスパッタリングが発生し、残渣やレジストは表示パネル用の基板２０の表面から物理的に除去される。
【００４８】
このように、第一の周波数と第二の周波数を組み合わせたＲＦ電界中でアッシングを行うと、残渣やレジストが化学的に除去されるとともに物理的にも除去される。したがって、従来のように化学的に残渣やレジストを除去する構成に比較して、アッシング工程に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
なお、後処理工程に要する時間をさらに短縮するため、プロセスガスとして酸素ガスのみではなく、酸素ガスと六フッ化硫黄の混合ガスを用いてもよい。酸素ガスと六フッ化硫黄の混合ガスを用いると、アッシングの速度を高くすることができ、アッシングに要する時間を短縮することができる。
【００５０】
ステップ８の調圧工程においては、反応室１１の内部に酸素ガスを導入するとともに、反応室１１の内部圧力を所定の値に設定する。そしてステップ９に示すように、反応室１１の内部気圧を安定させる。反応室１１の内部気圧が安定したら、ステップ１０に移行する。
【００５１】
ステップ１０の第一の放電工程とステップ１１の第二の放電工程においては、第一のＲＦ電源１３により上部電極１１１と下部電極１１２の間に放電を発生させる。この第一の放電工程と第二の放電工程のために供給する電力は、主放電工程における電力より小さい電力とする。主放電工程およびアッシング工程を経た後の表示パネル用の基板２０は帯電しており、静電気により下部電極１１２に貼りついた状態にある。この状態で表示パネル用の基板２０を下部電極１１２から引き離そうとすると、表示パネル用の基板２０を損傷するおそれがある。そこで、表示パネル用の基板２０に帯電する静電気を除去し、表示パネル用の基板１２を下部電極１１２から引き離しやすくする。上部電極１１１と下部電極１１２との間に弱い放電を発生させると、表示パネル用の基板２０に帯電した静電気を除くことができ、この結果表示パネル用の基板２０を下部電極１１２から取りはずすことができる。
【００５２】
ステップ１２の第二の排気工程においては、反応室１１の内部に残留するガスを排気する。
【００５３】
以上の工程を経て、本発明の実施形態にかかるエッチング方法が完了する。
【００５４】
次に、表示パネルの製造方法の全体的な流れについて説明する。表示パネルの製造方法は、アレイ基板製造工程と、カラーフィルタ製造工程と、パネル製造工程（セル製造工程と称することもある）とが含まれる。
【００５５】
まずアレイ基板製造工程について説明する。図３は、ＴＦＴアレイ基板製造工程を模式的に示した断面図である。図３に示すようにＴＦＴアレイ基板３は、ガラスなどの透明基板３１の表面に所定の形状の導体膜、半導体膜、絶縁膜などが所定の順序および所定の位置関係で積層するように形成される。なおこの図は説明のための模式的なものであり、特定の切断線に沿った断面構造を示すものではない。
【００５６】
まず図３（ａ）に示すように、透明基板３１の表面に、走査信号線３２、補助容量信号線（図示せず）および薄膜トランジスタのゲート電極３３１を形成する。
【００５７】
具体的にはまず、透明基板３１の表面に、クロム、タングステン、モリブデン、アルミニウムなどからなる単層または多層の第一の導体膜を形成する。この第一の導体膜の形成には、公知の各種スパッタリング法などが適用できる。また、この第一の導体膜の厚さは特に限定されるものではないが、たとえば１００ｎｍ程度の厚さが適用できる。そして形成した第一の導体膜を、走査信号線３２、補助容量線（図示せず）、薄膜トランジスタのゲート電極３３１のパターンにパターニングする。この第一の導体膜のパターニングには、ウェットエッチングが適用できる。たとえば第一の導体膜がクロムからなる場合には、（ＮＨ４）２［Ｃｅ（ＮＨ３）６］＋ＨＮＯ３＋Ｈ２Ｏ液を用いたウェットエッチングが適用できる。
【００５８】
これにより、図３（ａ）に示すように、所定のパターンの走査信号線３２、補助容量線（図示せず）、薄膜トランジスタのゲート電極３３１が形成される。
【００５９】
次いで図３（ｂ）に示すように、前記工程を経た透明基板３１の表面に、第一の絶縁膜（すなわちゲート絶縁膜）３４を形成する。第一の絶縁膜３４には厚さ３００ｎｍ程度のＳｉＮｘ（窒化シリコン）などが適用できる。そして、プラズマＣＶＤ法を用いて第一の絶縁膜３４の材料を堆積させる方法により形成できる。
【００６０】
次いで図３（ｃ）に示すように、第一の絶縁膜３４の表面の所定の位置（具体的には、ゲート電極３３１に重畳する位置）に、半導体膜３５とオーミックコンタクト膜３６とを重ねて形成する。半導体膜３５には、厚さ１００ｎｍ程度のアモルファスシリコンが適用できる。オーミックコンタクト膜３６には、厚さ２０ｎｍ程度のｎ＋型のアモルファスシリコンが適用できる。このオーミックコンタクト膜３６は、後の工程で形成するソース電極３３２やドレイン電極３３３（図３（ｄ）〜（ｆ）のいずれかを参照）とのオーミックコンタクトを良好にするためのものである。
【００６１】
これらの半導体膜３５およびオーミックコンタクト膜３６は、それぞれプラズマＣＤＶ法を用いて膜の材料を堆積させ、堆積させた膜の材料をドライエッチングによりパターニングする方法で形成できる。これらの半導体膜３５とオーミックコンタクト膜３６をパターニングするためのドライエッチングには、本発明の実施形態にかかるエッチング方法が適用できる。
【００６２】
図２を参照して説明すると、ステップ１の調圧工程において、反応室１１の内部を所定の圧力に設定するとともに、プロセスガス供給源１５から反応室１１の内部にプロセスガスを導入する。プロセスガスとしては、塩素（Ｃｌ２）と六フッ化硫黄（ＳＦ６）とを所定の割合で混合した混合ガスを用いる。
【００６３】
次いでステップ２の前工程放電の工程を経て、ステップ３の主放電工程を実施する。すなわち前記の通りプロセスガスとして塩素と六フッ化硫黄を反応室１１の内部に導入しつつ、第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４とにより、第一の周波数と第二の周波数とを合わせたＲＦ電界を発生させてエッチングを行う。
【００６４】
第一の周波数は、イオンプラズマ周波数の上限値を超え、電子プラズマ周波数の上限値以下に設定されるから、電子は第一のＲＦ電源１３によるＲＦ電界に追従して運動する。そしてこの運動によって電子は高速でプラズマ中の塩素分子や六フッ化硫黄分子に衝突し、解離反応を生じさせる。そしてこの解離反応によって発生した塩素原子やフッ素原子が透明基板３１の表面に到達し、透明基板３１のアモルファスシリコンの膜またはｎ＋型のアモルファスシリコンの膜のうち、レジストによって覆われずに露出している部分において、シリコン原子と反応して結合する。この結果シリコン原子が透明基板３１の表面から化学的に除去される。このように、プラズマ中で発生したラジカルがシリコン原子と反応することにより、シリコン原子が基板表面から除去されてエッチングが進行する。
【００６５】
第二の周波数は、イオンプラズマ周波数の上限値以下に設定されるから、プラズマ中のイオンは第二のＲＦ電源１４による第二のＲＦ周波数のＲＦ電界に追従して運動して運動することができる。そして、この運動によりイオンがアモルファスシリコンの膜またはｎ＋型のアモルファスシリコンの膜の表面に衝突する。そして衝突の際にアモルファスシリコンの膜またはｎ＋型のアモルファスシリコンの膜の表面においてスパッタリングが発生し、アモルファスシリコンの膜またはｎ＋型のアモルファスシリコンの膜が物理的に除去されてエッチングが進行する。
【００６６】
このように、第一の周波数と第二の周波数とを組み合わせたＲＦ電界を発生させることにより、物理的なエッチングと化学的なエッチングとが同時に進行する。
【００６７】
エンドポイントディテクタは、主放電工程の期間中、プラズマからの発光スペクトルをモニタリングし、エッチングのエンドポイントを検出する。
【００６８】
すなわち、六フッ化硫黄（ＳＦ６）の分解で発生するフッ素原子がアモルファスシリコンの膜またはｎ＋型のアモルファスシリコンの膜の表面でシリコン原子と反応して四フッ化シリコン（ＳｉＦ４）となる。これによりアモルファスシリコンの膜またはｎ＋型のアモルファスシリコンの膜の表面からシリコン原子が除去され、エッチングが進行する。この反応が進行している間は、ある所定の量のフッ素原子が継続的に消費される。そしてエッチングが進行し、レジストに覆われずに露出しているシリコン原子（換言するとフッ素原子と反応できるシリコン原子）がなくなると、フッ素原子の消費量が減少する。その結果プラズマ中のフッ素原子密度が高くなり、フッ素原子からの発光が増加する。したがって、フッ素原子の発光強度の立ち上がりをモニタリングすることにより、エッチングの終点を検出することができる。
【００６９】
エッチングの終点を検出した場合には、残渣を確実に除去するため所定の時間だけさらにエッチングを行い（すなわち、オーバーエッチングを行い）、その後ステップ３の主放電工程を終了する。
【００７０】
そしてステップ４の排気工程において、反応室１１の内部からプロセスガスやエッチングにより発生したガスを抜きとる。その後、ステップ５の第二の調圧工程とステップ６において、反応室１１の内部にプロセスガス（すなわちアッシングガス）として酸素ガスを導入するとともに、反応室１１の内部を所定の圧力に設定する。
【００７１】
反応室１１の内部気圧が安定した後に、ステップ７のアッシング工程を実行する。アッシング工程においては、反応室１１の内部に酸素ガスを導入し、かつ所定の圧力に維持する。そして、第一のＲＦ電源１３と第二のＲＦ電源１４とにより、第一の周波数と第二の周波数の両方のＲＦ電界を発生させ、このＲＦ電界中でアッシングを行う。
【００７２】
プロセスガスとして酸素を用い、ＲＦ周波数として第一の周波数と第二の周波数の両方を用いると、次のような現象が発生する。
【００７３】
第一の周波数のＲＦ電界により電子が加速し、酸素に衝突して解離反応が生じ、酸素ラジカルが発生する。そして発生した酸素ラジカルが透明基板３１の表面に達し、ステップ３の主放電工程において飛散した残渣や透明基板３１の表面のレジストと反応して結合する。この結果、これらの残渣やレジストが化学的に除去される。特にレジストは炭素と水素を主成分とする樹脂であるから、酸素ラジカルと反応して結合すると二酸化炭素（ＣＯ２）や水（Ｈ２Ｏ）となって透明基板３１の表面から除去される。
【００７４】
さらに第二の周波数のＲＦ電界によって、電界中でイオンが加速して残渣やレジストの表面に衝突し、スパッタリングが発生する。このスパッタリングにより残渣やレジストが物理的に除去される。
【００７５】
このように、飛散した残渣やレジストを第一の周波数のＲＦ電界の作用によって化学的に除去しつつ、第二の周波数のＲＦ電界の作用によるスパッタリングによって物理的に除去できる。これにより、アッシング工程に要する時間を短縮することができる。
【００７６】
なお、アッシング工程において用いるプロセスガスとしては、酸素と六フッ化硫黄の混合ガスを用いてもよい。酸素と六フッ化硫黄の混合ガスを用いると、エッチングレートを大きくすることができ、アッシング工程に要する時間をさらに短縮することができる。
【００７７】
そしてアッシング工程の終了後、ステップ８からステップ１２の除電工程を実施し、エッチングを終了する。
【００７８】
図３に戻って説明すると、図３（ｄ）に示すように、データ信号線３７、ドレイン配線３８、薄膜トランジスタのソース電極３３２およびドレイン電極３３３を形成する。
【００７９】
具体的にはまず、前記までの工程を経た透明基板３１の表面に、第二の導体膜を形成する。この第二の導体膜は、チタン、アルミニウム、クロム、モリブデンなどからなる単層または多層の導体膜が適用できる。また、第二の導体膜の形成方法としては、プラズマＣＶＤ法などが適用できる。そして形成した第二の導体膜をパターニングする。これにより、第二の導体膜からなる所定の形状のデータ信号線３７、薄膜トランジスタのソース電極３３２とドレイン電極３３３、ドレイン配線３８が形成される。また、この第二の導体のパターニングにおいては、併せて薄膜トランジスタのゲート電極３３１上に残した半導体膜３５とオーミックコンタクト膜３６とを所定の深さだけエッチングする。
【００８０】
以上の工程を経ると、図３（ｄ）に示すように薄膜トランジスタ（すなわちゲート電極３３１、ソース電極３３２、ドレイン電極３３３およびこれらの間の半導体膜３５、オーミックコンタクト膜３６）、走査信号線３２、補助容量線（図示せず）、ドレイン配線３８およびデータ信号線３７が形成される。
【００８１】
次に、図３（ｅ）に示すように、第二の絶縁膜（すなわちパッシベーション膜）３９を形成する。前記工程を経た透明基板３１の表面に絶縁材料からなる薄膜を形成し、形成した薄膜をパターニングする。これにより所定の形状の第二の絶縁膜が得られる。この第二の絶縁膜には、４００ｎｍ程度の厚さの窒化シリコン（ＳｉＮｘ）が適用できる。第二の絶縁膜の形成方法としては、プラズマＣＶＤ法が適用でき、パターニング方法としては、たとえばたとえばプロセスガスとしてＳＦ６＋Ｏ２を用いたドライエッチングが適用できる。
【００８２】
この工程のパターニングでは、先の工程で形成した第一の絶縁膜３４も同時に所定のパターンにパターニングする。そしてこの工程のパターニングによって、図３（ｅ）に示すように、ドレイン配線３８と絵素電極４０（図３（ｆ）参照）とを電気的に接続するための絵素コンタクト部を形成する。
【００８３】
次に、図３（ｆ）に示すように、絵素電極４０を形成する。絵素電極４０には、たとえば１５０ｎｍ程度の厚さのＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム酸化スズ）が適用できる。
【００８４】
具体的にはまず、前記までの工程を経た透明基板３１の表面に、絵素電極４０の材料である第三の導体膜を形成する。この第三の導体膜の形成方法には、プラズマＣＶＤ法が適用できる。そして形成した第三の導体膜をパターニングする。この第三の導体膜のパターニングには、エッチング液としてＨＣｌ＋ＨＮＯ３＋Ｈ２Ｏ溶液を用いたウェットエッチングが適用できる。
【００８５】
このパターニングによって、図３（ｆ）に示すように、所定の形状の絵素電極４０が形成される。各絵素電極４０は、第二の絶縁膜３９に形成した絵素コンタクト部においてドレイン配線３８と電気的に接続する。
【００８６】
以上のような工程を経て、本発明のＴＦＴアレイ基板３を得る。
【００８７】
次に、カラーフィルタ製造工程について説明する。図４は、カラーフィルタ５の構成を模式的に示した図であり、図４（ａ）はカラーフィルタ５の全体構造を模式的に示した斜視図、図４（ｂ）はカラーフィルタ５に形成される絵素の構成を抜き出して示した平面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図であって絵素の断面構造を示した図である。
【００８８】
この図４に示すようにカラーフィルタ５は、ガラスなどからなる透明基板５１の表面にブラックマトリックス５２が形成され、ブラックマトリックス５２の各格子の内側には、赤色、緑色、青色のいずれかの着色感材からなる着色層５３が形成される。そしてこれら各色の着色層５３が形成される格子が所定の順序で配列される。ブラックマトリックス５２および着色層５３の表面には保護膜５４が形成され、保護膜５４の表面には透明電極（共通電極と称することがある）５５が形成される。透明電極（共通電極）５５の表面には、液晶の配向を規制する配向規制構造物５６が形成される。
【００８９】
カラーフィルタ製造工程には、ブラックマトリックス形成工程と、着色層形成工程と、保護膜形成工程と、透明電極（共通電極）形成工程とが含まれる。
【００９０】
ブラックマトリックス形成工程の内容は、たとえば樹脂ＢＭ法であれば次のとおりである。まず、透明基板５１の表面に黒色着色剤を含有する感光性樹脂組成物（以下、ＢＭレジストと称する）などを塗布する。次いで塗布したＢＭレジストをフォトリソグラフィ法などを用いて所定のパターンに形成する。これにより、所定のパターンのブラックマトリックス５２を得る。なお、ブラックマトリックス形成工程において、ＢＭレジストにより同時に遮光層を形成する場合がある。遮光層は、不要な光が透過することを防止する要素であり、表示領域の外側の所定の位置に設ける。
【００９１】
着色層形成工程では、カラー表示用の赤色、緑色、青色の各色の着色層５３を形成する。たとえば着色感材法であれば次のとおりである。まず、ブラックマトリックス５２を形成した透明基板５１の表面に、着色感材（感光性材料に所定の色の顔料を分散した溶液）を塗布する。次いで、塗布した着色感材を、フォトリソグラフィ法などを用いて所定のパターンに形成する。そしてこの工程を、赤色、緑色、青色の各色について行う。これにより各色の着色層５３を得る。
【００９２】
ブラックマトリックス形成工程で用いる方法は、樹脂ＢＭ法に限定されるものではなく、たとえばクロムＢＭ法、重ね合わせ法などの公知の各種方法が適用できる。着色層形成工程で用いる方法も、着色感材法に限定されるものではなく、たとえば印刷法、染色法、電着法、転写法、エッチング法など、公知の各種方法が適用できる。また、先に着色層を形成し、その後にブラックマトリックスを形成する背面露光法を用いてもよい。
【００９３】
保護膜形成工程では、ブラックマトリックス５２および着色層５３の表面に、保護膜５４を形成する。たとえば、スピンコータを用いて前記工程を経た透明基板５１の表面に保護膜材料を塗布する方法（全面塗布法）や、印刷またはフォトリソグラフィ法などを用いて所定のパターンの保護膜を形成する方法（パターニング法）などが適用できる。保護膜材料には、たとえばアクリル樹脂やエポキシ樹脂などが適用できる。
【００９４】
透明電極（共通電極）膜形成工程においては、保護膜５４の表面に透明電極（共通電極）５５を形成する。たとえばマスキング法であれば、前記工程を経た透明基板５１の表面にマスクを配置し、スパッタリングなどによってＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などを蒸着させて透明電極（共通電極）５５を形成する。
【００９５】
次いで配向規制構造物５６を形成する。この配向規制構造物５６は、たとえばレジスト材料などからなり、フォトリソグラフィ法などを用いて形成される。前記工程を経た透明基板５１の表面に感光性材料を塗布し、フォトマスクを通じて所定のパターンに露光する。そしてその後の現像工程において不要な部分を除去し、所定のパターンの配向規制構造物５６を得る。
【００９６】
以上の工程を経て、カラーフィルタ５を得る。
【００９７】
次いで、パネル（セル）製造工程について説明する、まず、アレイ基板製造工程を経て得られたＴＦＴアレイ基板３と、カラーフィルタ製造工程を経て得られたカラーフィルタ５にそれぞれの表面に、配向膜を形成する。そして形成した配向膜に配向処理を施す。その後、ＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５とを貼り合わせるとともに、これらの間に液晶を充填する。
【００９８】
ＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５のそれぞれの表面に配向膜を形成する方法は次のとおりである。まず配向材塗布装置などを用いて、ＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５のそれぞれの表面に配向材を塗布する。配向材とは、配向膜を形成する物質を含む溶液をいう。配向材塗布装置には、たとえば円圧式印刷装置やインクジェット印刷装置など、従来一般の方法が適用できる。そして塗布した配向材を配向膜焼成装置などを用いて焼成する。
【００９９】
その後、焼成した配向膜に配向処理を施す。この配向処理としては、ラビングロールなどを用いて配向膜の表面に微小な傷をつける方法や、配向膜の表面に紫外線などの光エネルギを照射して配向膜の表面性状を調整する光配向処理など、公知の各種処理方法が適用できる。
【０１００】
その後、シールパターニング装置などを用いて、ＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５の一方の表面に、シール材とコモン転移材を塗布する。そしてセルギャップを所定の値に均一に保つためのスペーサを、ＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５の一方の表面に散布する。スペーサの散布には、ウェット式、セミドライ式、ドライ式など公知の各種方式のスペーサ散布装置を適用できる。そして、液晶滴下装置などを用いて、ＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５の一方の表面のシール材に囲まれる領域に液晶を滴下する。その後、減圧雰囲気下でＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５とを貼り合わせる。
【０１０１】
たとえばシール材には、一般的な紫外線硬化型のシール材が適用できる。そしてこの場合には、ＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５とを貼り合わせた後に、このシール材に紫外線を照射して硬化させる。
【０１０２】
なお、シール材を固化させた後に、ＴＦＴアレイ基板３とカラーフィルタ５の間に液晶を注入する方法であってもよい。
【０１０３】
このような工程を経て液晶表示パネルを得る。
【０１０４】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施形態にかかるエッチング方法の実施に適用できるエッチング装置の要部の構成を模式的に示した構造図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるエッチング方法の工程の流れを示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態にかかるエッチング方法を含む表示パネルの製造方法の各工程におけるＴＦＴアレイ基板の状態を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるエッチング方法を含む表示パネルの製造方法により製造されるカラーフィルタの構成を模式的に示した図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は一絵素の構成を抜き出して示した平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図であってカラーフィルタの絵素の断面構造を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  エッチング装置
１１  反応室
１１１  上部電極
１１２  下部電極
１１３  エンドポイントディテクタ
１１４  プロセスガス供給経路
１１５  プロセスガス放出孔
１２  真空ポンプ
１３  第一のＲＦ電源
１４  第二のＲＦ電源
１５  プロセスガス供給源
２０  表示パネル用の基板（加工対象物）
【図１】
2008041768.tif 000003
【図２】
2008041768.tif 000004
【図３】
2008041768.tif 000005
【図４】
2008041768.tif 000006