(57)【要約】【課題】プラズマエッチングの終点検出方法において、高精度で且つ比較的容易に実行可能とする。【解決手段】本方法では、被エッチング膜（Ｆ）が下地層（Ｚ）上に形成された積層構造を持つ基板（Ｓ）を第１電極及び第２電極間の空間に位置させ、該空間内にエッチングガスを導入するとともにプラズマを発生させることで、前記被エッチング膜のエッチングを進行させる。この際、第１電極又は第２電極の少なくとも一方の側には、マッチングボックスが備えられており、位相及びインピーダンスマッチングが行われる。そして、本発明に係る方法は、反射波の比率又は反射波強度をモニタリングするとともに、該比率又は強度が、所定閾値より増加又は減少すること等を条件として、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングの終点検出を行う。【選択図】　　　図８
2004119597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被エッチング膜が下地層上に形成された積層構造を持つ基板が、前記被エッチング膜と反対側を背にして載置される第１電極と、該第１電極に前記基板及び空間を挟んで対向配置される第２電極と、前記空間にエッチングガスを導入する導入手段と、マッチングボックスと、前記第１及び第２電極間にパルス状の交流電界を前記マッチングボックスを介して印加する電圧発生手段とを備えており、前記マッチングボックスは、前記交流電界が前記被エッチング膜内に進行する比率を高めると共に反射する比率を低めるように前記交流電界の電流及び電圧の位相を合わせて前記電圧発生手段からみたインピーダンスマッチングをとるように構成されたプラズマエッチング装置で用いられる終点検出方法であって、
前記反射する比率又は前記被エッチング膜で反射される反射波の強度をモニタリングするモニタリング工程と、
該モニタリングされた比率又は強度が、所定閾値より増加又は減少したこと若しくは所定割合よりも変化したことで、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングの終点検出を行う検出工程と
を含むことを特徴とするプラズマエッチングの終点検出方法。
【請求項２】
前記積層構造は、下地層上に形成された第１膜と、該第１膜上に形成された第２膜とを含み、
前記第１膜は、前記第２膜よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチングの終点検出方法。
【請求項３】
前記積層構造は、前記第２膜上に形成された第３膜とを含み、
前記第３膜は、前記第２膜よりも薄く、
前記被エッチング膜は、前記第１、第２及び第３膜を含んでなるトップゲート型の薄膜トランジスタのゲート電極となり、
前記下地層は、前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜となることを特徴とする請求項２に記載のプラズマエッチングの終点検出方法。
【請求項４】
前記第１及び前記第３膜は、チタンを含む導電材料からなり、
前記第２膜は、アルミを含む導電材料からなることを特徴とする請求項３に記載のプラズマエッチングの終点検出方法。
【請求項５】
前記電圧発生手段は、電圧定在波比及び反射波を検出し、これらに夫々対応する進行波電力及び反射波電力を検出する検出手段を備えており、
前記検出工程は、前記進行波出力及び反射波出力に基づいて前記終点検出を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプラズマエッチングの終点検出方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のプラズマエッチングの終点検出方法を含み、
前記モニタリング工程により前記比率又は強度をモニタリングしつつ、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングを行うエッチング工程と、
前記検出工程により前記終点検出を行った際に前記プラズマエッチングを停止する停止制御工程と
を備えたことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項７】
前記マッチングボックスは、一端側が前記電圧発生手段に接続され且つ他側端が前記第１又は第２電極に接続されてなる、前記交流電界の電流及び電圧の位相を合わせるための可変容量コンデンサを含み、
前記進行波の比率を高めつつ前記反射波の比率を低めるように前記可変容量コンデンサの静電容量を変更させる調整工程を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項８】
一組の前記電圧発生手段及び前記マッチングボックスが、前記第１電極に接続されており、他の組の前記電圧発生手段及び前記マッチングボックスが、前記第２電極に接続されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項９】
前記電圧発生手段と前記マッチングボックスとは、前記第２電極に接続されており、前記第１電極には、直流電圧又は交流電圧が供給されることを特徴とする請求項６又は７に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１０】
前記電圧発生手段と前記マッチングボックスとは、前記第１電極に接続されており、前記第２電極には、直流電圧又は交流電圧が供給されることを特徴とする請求項６又は７に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１１】
被エッチング膜が下地層上に形成された積層構造を持つ基板が、前記被エッチング膜と反対側を背にして載置される第１電極と、該第１電極に前記基板及び空間を挟んで対向配置される第２電極と、前記空間にエッチングガスを導入する導入手段と、マッチングボックスと、前記第１及び第２電極間にパルス状の交流電界を前記マッチングボックスを介して印加する電圧発生手段とを備えており、前記マッチングボックスは、前記交流電界が前記被エッチング膜内に進行する比率を高めると共に反射する比率を低めるように前記交流電界の電流及び電圧の位相を合わせて前記電圧発生手段からみたインピーダンスマッチングをとるように構成されたプラズマエッチング装置で用いられる終点検出装置であって、
前記反射する比率又は前記被エッチング膜で反射される反射波の強度をモニタリングするモニタリング手段と、
該モニタリングされた比率又は強度が、所定閾値より増加又は減少したこと若しくは所定割合よりも変化したことで、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングの終点検出を行う検出手段と
を含むことを特徴とするプラズマエッチングの終点検出装置。
【請求項１２】
被エッチング膜が下地層上に形成された積層構造を持つ基板が、前記被エッチング膜と反対側を背にして載置される第１電極と、該第１電極に前記基板及び空間を挟んで対向配置される第２電極と、前記空間にエッチングガスを導入する導入手段と、マッチングボックスと、前記第１及び第２電極間にパルス状の交流電界を前記マッチングボックスを介して印加する電圧発生手段とを備えており、前記マッチングボックスは、前記交流電界が前記被エッチング膜内に進行する比率を高めると共に反射する比率を低めるように前記交流電界の電流及び電圧の位相を合わせて前記電圧発生手段からみたインピーダンスマッチングをとるように構成されたプラズマエッチング装置であって、
前記反射する比率又は前記被エッチング膜で反射される反射波の強度をモニタリングするモニタリング手段と、
該モニタリングされた比率又は強度が、所定閾値より増加又は減少したこと若しくは所定割合よりも変化したことで、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングの終点検出を行う検出手段と
を更に備えたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項１３】
請求項６から１０のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法を含むことを特徴とする電気光学基板の製造方法。
【請求項１４】
前記基板上に、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を形成する成膜工程と、
該ゲート絶縁膜上で、前記被エッチング膜を前記プラズマエッチングによりパターニングすることで前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成するパターニング工程と
を含み、
前記パターニング工程中に、前記モニタリング工程及び前記停止制御工程とが実行されることを特徴とする請求項１３に記載の電気光学基板の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電気光学基板の製造方法にて形成された電気光学基板を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電気光学装置をそなえたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマエッチングの終点検出方法及び装置、プラズマエッチング方法及び装置、並びに、このようなプラズマエッチング方法を含む電気光学基板の製造方法の技術分野に属する。また、本発明は、前記電気光学基板を含む液晶装置等等の電気光学装置及びこれを含む電子機器の技術分野にも属する。
【０００２】
【背景技術】
伝統的には、エッチングは、時間制御により停止される。或いは、被エッチング膜の下地の露出や該下地に埋めこまれたストッパの露出を、光学的或いは物理的に検出することで停止される。
【０００３】
特にプラズマエッチングの終点検出方法としては、プラズマエッチング中に被エッチング膜から発光される特定波長域における光の発光強度をチャンバ窓に設けられた受光素子によりモニタリングしておき、被プラズマエッチング膜の下地膜が露出した際における該発光強度の急峻な減少を検出することで、終点検出を行う方法もある。即ち、特定波長の発光強度が、被エッチング膜が存在しなくなった時点で、顕著に減少するのを検出することで、終点検出を行うのである。或いは、被エッチング膜の下地から特に発光される特定波長域における発光強度をチャンバ窓に設けられた受光素子によりモニタリングしておき、被プラズマエッチング膜の下地膜が露出した際における該発光強度の急峻な増加を検出することで、終点検出を行う方法もある。即ち、特定波長の発光強度が、被エッチング膜が存在しなくなった時点で、顕著に増加するのを検出することで、終点検出を行うのである。例えば、プラズマエッチング装置において、サンプリング点の発光量の変化を比較して、これにより、終点検出を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。或いは例えば、パルス状に放電を行うプラズマエッチング装置において、発光量或いはプラズマベクトル強度の時間微分値を算出して、これにより、終点検出を行う技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−５３１７９号公報
【特許文献２】
特開平４−３０４６３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したプラズマエッチング時の発光強度に基づいて終点検出を行う技術によれば、被エッチング膜が、二層以上を含む多層膜からなり特にその下層側の膜が薄い場合には、一般にこれら二層の境界でも発光強度が変化する。従って、この発光強度の変化に続いて被エッチング膜と下地膜との境界で現れる筈の発光強度の変化を高精度で検出することは、根本的に困難である。
【０００６】
このため、例えば、被エッチング膜が、トップゲート型の薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴと称する）のゲートとなり、当該被エッチング膜の下地には、ゲート絶縁となる極めて薄い膜が存在している場合に、終点検出が精度良く行われない。これ故に、エッチングされ過ぎにより、ゲート絶縁膜の膜厚にばらつきが生じて、製造されるＴＦＴの特性にバラツキが生じたり、ゲート絶縁膜に穴があいてショート等の装置不良の一原因となったりするという技術的問題点がある。
【０００７】
或いは、多層膜の下層側の膜が、予定通りにエッチングされずにゲート絶縁膜上に残ってしまい、やはりショート等の装置不良の一原因となったりする技術的問題点がある。特に、多層膜の下層側の膜と、下地膜とのエッチング選択比が大きく取れないような材料の組合せの場合には、この問題は更に深刻さを増してしまう。そして例えば、このようなＴＦＴが基板上にマトリクス状に多数配列されてなり、液晶表示装置を構成するＴＦＴアレイ基板等の電気光学基板を製造する際には、このような終点検出を精度良く行えないことは、不良品率或いは歩留まり等の観点から問題となる。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、例えば特定波長の発光強度の変化に基づく終点検出に不向きな積層構造に対しても適用可能であり、高精度で且つ比較的容易に実行可能であるプラズマエッチングの終点検出方法及び方法、そのような終点検出方法及び装置を含むプラズマエッチング方法及び装置、並びに該プラズマエッチング方法を含む、ＴＦＴアレイ基板等の電気光学基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマエッチングの終点検出方法は上記課題を解決するために、被エッチング膜が下地層上に形成された積層構造を持つ基板が、前記被エッチング膜と反対側を背にして載置される第１電極と、該第１電極に前記基板及び空間を挟んで対向配置される第２電極と、前記空間にエッチングガスを導入する導入手段と、マッチングボックスと、前記第１及び第２電極間にパルス状の交流電界を前記マッチングボックスを介して印加する電圧発生手段とを備えており、前記マッチングボックスは、前記交流電界が前記被エッチング膜内に進行する比率を高めると共に反射する比率を低めるように前記交流電界の電流及び電圧の位相を合わせて前記電圧発生手段からみたインピーダンスマッチングをとるように構成されたプラズマエッチング装置で用いられる終点検出方法であって、前記反射する比率又は前記被エッチング膜で反射される反射波の強度をモニタリングするモニタリング工程と、該モニタリングされた比率又は強度が、所定閾値より増加又は減少したこと若しくは所定割合よりも変化したことで、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングの終点検出を行う検出工程とを含む。
【００１０】
本発明のプラズマエッチングの終点検出方法によれば、例えばチャンバ内に配置されている、第１及び第２電極間に配置された基板の被エッチング膜上の空間は、エッチングガスで満たされ、この中でパルス放電が行われる。即ち、被エッチング膜に対するプラズマエッチングが行われる。このようなプラズマエッチングの最中に、モニタリング工程によって、被エッチング膜を含む積層構造における層間で生じる反射波の強度、或いは交流電界が反射する比率が、モニタリングされる。ここで、被エッチング膜がエッチングされている最中には、マッチングボックスによる位相及びインピーダンスマッチングの追従は良好に行われるため、被エッチング膜からの反射波は弱い。これに対して、プラズマエッチングが、下地層と被エッチング膜との界面に至ると、マッチングボックスによる位相及びインピーダンスマッチングの追従は困難となる或いは崩れ、この結果、界面からの反射波が顕著に大きくなる。例えば、被エッチング膜が金属膜であれば、マッチングボックスによる位相及びインピーダンスマッチングの追従は容易にして良好に行われ、下地層としての酸化膜が露出した際に、当該マッチングボックスによる位相及びインピーダンスマッチングの追従は大きく崩れる。そこで本発明では、このようにモニタリングされた反射波の比率又は強度が、所定閾値より増加又は減少したこと若しくは所定割合よりも変化したことで、検出工程によって、被エッチング膜に対するプラズマエッチングの終点検出を行う。これにより、前述の如きバルク中の感度、例えば被エッチング膜の膜厚に依存する発光強度の変化に基づいて終点検出をする場合と比較して、界面の検出を高精度で行うことができる。即ち、プラズマエッチングにおける終点検出を高精度で行うことができる。
【００１１】
本発明のプラズマエッチングの終点検出方法の一態様によれば、前記積層構造は、下地層上に形成された第１膜と、該第１膜上に形成された第２膜とを含み、前記第１膜は、前記第２膜よりも薄い。
【００１２】
この態様によれば、基板が持つ積層構造は、下地層上に、第１膜及び第２膜がこの順で形成されており、第１膜は、第２膜よりも薄い。従って、第１膜をエッチングし終わったことを、仮に前述の如きバルク中の感度、例えば被エッチング膜の膜厚に依存する発光強度の変化に基づいて検出をすることは根本的に困難である。特に、第１膜が薄ければ薄いほど、当該終点検出が困難となる。しかるに本態様によれば、終点検出の精度は、被エッチング膜のバルク或いは膜厚に依存することなく、その界面に依存するので、このような積層構造に対しても、高精度で終点検出を行うことが可能となる。また、下地膜と被エッチング膜の発光波長が近接している場合も、被エッチング膜と下地膜との境界の発光強度の変化を高精度で検出する事は困難であったが、本発明においては問題がない。
【００１３】
この態様では、前記積層構造は、前記第２膜上に形成された第３膜とを含み、前記第３膜は、前記第２膜よりも薄く、前記被エッチング膜は、前記第１、第２及び第３膜を含んでなるトップゲート型の薄膜トランジスタのゲート電極となり、前記下地層は、前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜となるように構成してもよい。
【００１４】
このように構成すれば、プラズマエッチング時に、基板上に、トップゲート型の薄膜トランジスタを作り込む際に、ゲート絶縁膜上で多層構造を有するゲート電極をプラズマエッチングにより良好にパターニングでき、しかも当該プラズマエッチングによってゲート絶縁膜にダメージを殆ど与えないで済む。従って、多層構造の採用によりゲート電極としての特性を高めつつ、その導電特性を高めることができる。しかも、そのパターニング時における終点検出を高精度で行うことで、薄膜トランジスタにおける特性のバラツキを低減でき且つ歩留まりを向上させることが可能となる。
【００１５】
この場合更に、前記第１及び前記第３膜は、チタンを含む導電材料からなり、前記第２膜は、アルミを含む導電材料からなるように構成してもよい。
【００１６】
このように構成すれば、基板上において、導電性に優れたアルミの上下面をチタンで挟持した多層構造を有するゲート電極のパターニングを、高精度で行うことができ、その終点検出を高精度で行える。これらの結果、特性に優れており且つ特性にバラツキの少ない薄膜トランジスタを基板上に作り込むことが可能となる。
【００１７】
本発明のプラズマエッチングの終点検出方法の他の態様によれば、前記電圧発生手段は、電圧定在波比及び反射波を検出し、これらに夫々対応する進行波電力及び反射波電力を検出する検出手段を備えており、前記検出工程は、前記進行波出力及び反射波出力に基づいて前記終点検出を行う。
【００１８】
この態様によれば、プラズマエッチング装置においては、電圧発生手段が、電圧定在波比及び反射波を検出する。このような電圧発生手段は、例えばＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）発信器内における出力段付近に設けられるＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｓｔａｎｄｉｎｇ　Ｗａｖｅ　Ｒａｔｉｏ）検出器を含んでなる。そして、検出手段は、これらに夫々対応する進行波電力及び反射波電力を検出し、検出工程は、このような進行波出力及び反射波出力に基づいて終点検出を行うので、被エッチング膜と下地層との界面を高精度で検出できる。
【００１９】
本発明のプラズマエッチング方法は上記課題を解決するために、上述した本発系のプラズマエッチングの終点検出方法（但し、その各種態様を含む）を含み、前記モニタリング工程により前記比率又は強度をモニタリングしつつ、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングを行うエッチング工程と、前記検出工程により前記終点検出を行った際に前記プラズマエッチングを停止する停止制御工程とを備える。
【００２０】
本発明のプラズマエッチング方法によれば、上述した本発系のプラズマエッチングの終点検出方法を含むので、エッチング工程によって、被エッチング膜を高精度でパターニングでき、しかも、停止制御工程によって、下地層にダメージを与えることも殆ど無い。
【００２１】
本発明のプラズマエッチング方法の一態様では、前記マッチングボックスは、一端側が前記電圧発生手段に接続され且つ他側端が前記第１又は第２電極に接続されてなる、前記交流電界の電流及び電圧の位相を合わせるための可変容量コンデンサを含み、前記進行波の比率を高めつつ前記反射波の比率を低めるように前記可変容量コンデンサの静電容量を変更させる調整工程を更に含む。
【００２２】
この態様によれば、調整工程によって、可変容量コンデンサの静電容量を変更することで、交流電界の電流及び電圧の位相を合わせることができ、プラズマエッチングを効率的に実行できる。更に、当該静電容量の変更に係る調整工程による調整が適切に行えなくなることに基づいて、終点検出を高精度で実行できる。
【００２３】
本発明のプラズマエッチング方法の他の態様では、一組の前記電圧発生手段及び前記マッチングボックスが、前記第１電極に接続されており、他の組の前記電圧発生手段及び前記マッチングボックスが、前記第２電極に接続されている。
【００２４】
この態様によれば、基板の上下両側からパルス放電を行うことで、例えば、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）エッチングなどのプラズマエッチングを行いつつ、その終点検出を高精度で行える。
【００２５】
或いは本発明のプラズマエッチング方法の他の態様では、前記電圧発生手段と前記マッチングボックスとは、前記第２電極に接続されており、前記第１電極には、直流電圧又は交流電圧が供給される。
【００２６】
この態様によれば、基板の背面にある第１電極側からパルス放電を行うことで、例えば、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）などのプラズマエッチングを行いつつ、その終点検出を高精度で行える。
【００２７】
或いは本発明のプラズマエッチング方法の他の態様では、前記電圧発生手段と前記マッチングボックスとは、前記第１電極に接続されており、前記第２電極には、直流電圧又は交流電圧が供給される。
【００２８】
この態様によれば、基板の被エッチング膜に対向する第２電極側からパルス放電を行うことで、プラズマエッチングを行いつつ、その終点検出を高精度で行える。
【００２９】
尚、本発明は、上述したＩＣＰ方式、ＲＩＥ方式、通常のプラズマエッチング（ＰＥ）方式等の他、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）方式プラズマＣＶＤやへリコン波方式プラズマ等に代表される高密度プラズマＣＶＤ、更に高周波バイアススパッタ法等のプラズマエッチング方法に対しても、適用可能である。
【００３０】
本発明のプラズマエッチングの終点検出装置は上記課題を解決するために、被エッチング膜が下地層上に形成された積層構造を持つ基板が、前記被エッチング膜と反対側を背にして載置される第１電極と、該第１電極に前記基板及び空間を挟んで対向配置される第２電極と、前記空間にエッチングガスを導入する導入手段と、マッチングボックスと、前記第１及び第２電極間にパルス状の交流電界を前記マッチングボックスを介して印加する電圧発生手段とを備えており、前記マッチングボックスは、前記交流電界が前記被エッチング膜内に進行する比率を高めると共に反射する比率を低めるように前記交流電界の電流及び電圧の位相を合わせて前記電圧発生手段からみたインピーダンスマッチングをとるように構成されたプラズマエッチング装置で用いられる終点検出装置であって、前記反射する比率又は前記被エッチング膜で反射される反射波の強度をモニタリングするモニタリング手段と、該モニタリングされた比率又は強度が、所定閾値より増加又は減少したこと若しくは所定割合よりも変化したことで、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングの終点検出を行う検出手段とを含む。
【００３１】
本発明のプラズマエッチングの終点検出装置によれば、上述した本発明のプラズマエッチングの終点検出方法を効率的に実施できる。
【００３２】
尚、検出手段は、例えば所定閾値との比較結果に応じて、終点を知らせる旨の電気信号を生成し、プラズマエッチング装置は、この電気信号に応じて、プラズマエッチングを即時に停止するように構成するとよい。
【００３３】
本発明のプラズマエッチング装置は上記課題を解決するために、被エッチング膜が下地層上に形成された積層構造を持つ基板が、前記被エッチング膜と反対側を背にして載置される第１電極と、該第１電極に前記基板及び空間を挟んで対向配置される第２電極と、前記空間にエッチングガスを導入する導入手段と、マッチングボックスと、前記第１及び第２電極間にパルス状の交流電界を前記マッチングボックスを介して印加する電圧発生手段とを備えており、前記マッチングボックスは、前記交流電界が前記被エッチング膜内に進行する比率を高めると共に反射する比率を低めるように前記交流電界の電流及び電圧の位相を合わせて前記電圧発生手段からみたインピーダンスマッチングをとるように構成されたプラズマエッチング装置であって、前記反射する比率又は前記被エッチング膜で反射される反射波の強度をモニタリングするモニタリング手段と、該モニタリングされた比率又は強度が、所定閾値より増加又は減少したこと若しくは所定割合よりも変化したことで、前記被エッチング膜に対するプラズマエッチングの終点検出を行う検出手段とを更に備える。
【００３４】
本発明のプラズマエッチング装置によれば、上述した本発明のプラズマエッチング方法を効率的に実施できる。
【００３５】
尚、検出手段は、例えば所定閾値との比較結果に応じて、終点を知らせる旨の電気信号を生成し、当該プラズマエッチング装置は、この電気信号に応じて、プラズマエッチングを即時に停止するように構成するとよい。
【００３６】
本発明の電気光学基盤の製造方法は上記課題を解決するために、上述した本発系のプラズマエッチング方法（但し、その各種態様を含む）を含む。
【００３７】
本発明の電気光学基板の製造方法によれば、上述した本発系のプラズマエッチング方法を含むので、エッチング工程によって、被エッチング膜を高精度でパターニングでき、しかも、停止制御工程によって、下地層にダメージを与えることも殆ど無い。これらの結果、例えば液晶装置等の電気光学装置に好適に用いられる電気光学基板を、高歩留まりで製造できる。
【００３８】
本発明の電気光学基板の製造方法の一態様では、前記基板上に、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を形成する成膜工程と、該ゲート絶縁膜上で、前記被エッチング膜を前記プラズマエッチングによりパターニングすることで前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成するパターニング工程とを含み、前記パターニング工程中に、前記モニタリング工程及び前記停止制御工程とが実行される。
【００３９】
この態様によれば、例えば液晶装置等の電気光学装置に好適に用いられる、トップゲート型のＴＦＴがマトリクス状に多数配列されてなるＴＦＴアレイ基板等の電気光学基板を、高歩留まりで製造可能となる。この際特に、複数のＴＦＴ間で性能のバラツキが低減されており、面内における動作状態のムラを低減できる。従って、特に液晶装置の如き電気光学装置を製造した場合に、表示ムラが低減されており信頼性の高い装置が得られる。
【００４０】
また、本発明の電気光学装置は、前記の電気光学基板の製造方法にて形成された電気光学基板を備えたことを特徴とする。
【００４１】
さらに、本発明の電子機器は、前記の電気光学装置をそなえたことを特徴とする。
【００４２】
本発明の電子機器によれば、上述の本発明の電気光学装置を具備してなるから、表示ムラが低減され、信頼性の高い、投射型表示装置、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【００４３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。ここに、図１は、本発明のプラズマエッチングの終点検出方法に用いられて好適なプラズマエッチング装置の概略構成を示すブロック図、図２は、図１のうちＲＦ発振器の概略構成を示すブロック図、図３は、図１のうちマッチングボックスの概略構成を示すブロック図である。
【００４５】
本実施形態では、まず、図１等に示すプラズマエッチング装置１の構成に関する概略的な説明した後、該プラズマエッチング装置１を用いたプラズマエッチング方法、とりわけ該エッチングの終点検出の方法について説明する。
【００４６】
図１において、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１は、ＲＦ発振器１１、マッチングボックス１３、プロセスチャンバ１５、及びコントローラ１７が設けられている。
【００４７】
このうちプロセスチャンバ１５には、ロータリポンプ、デフュージョンポンプ等の真空ポンプ及び排気管等を含む、図示しない真空排気系が接続されており、該チャンバ１５内を所定の真空度に到達させることが可能となっている。また、該プロセスチャンバ１５には、図示しないガス供給系が接続されており、後述する第１電極１５１及び第２電極１５２間の空間にエッチングガスを導入することが可能となっている。
【００４８】
さらに、このプロセスチャンバ１５の中には、第１電極１５１及び第２電極１５２が備えられている。これら第１電極１５１及び第２電極１５２は、空間を挟んで相互に対向するように配置されている。このうち第１電極１５１には、後に詳述するＲＦ発振器１１及びマッチングボックス１３が接続されている。本実施形態において、プラズマエッチングの対象となる基板Ｓが載置されるのは、当該第１電極１５１の方である（図１参照）。なお、第２基板１５２の側には、交流電圧が供給されるようになっている。
【００４９】
ＲＦ発振器１１は、図２に示すように、水晶発振器１１１、減衰器１１２、増幅器１１３ａ及び１１３ｂ、合成器１１４及びローパスフィルタ１１５等から構成されている。このうち水晶発振器１１１は高周波電圧を発振し、増幅器１１３ａ及び１１３ｂは、水晶発振器１１１から発振された高周波電圧を増幅する。増幅の程度は、例えば１０６倍、即ち数ｍＷのものを数ｋＷのものへ等というようである。また、増幅器１１３ｂ内には分配器が含まれており、高周波電圧はここで分配され、合成器１１４において合成されることになる。ローパスフィルタ１１５は、増幅された高周波電圧から、無用な高周波成分をカットする。このようにして、このＲＦ発振器１１に、パルス状の放電にするための信号を送り、コントロールすることでパルス放電こととなる。
【００５０】
また、ＲＦ発振器１１には、本発明にいう「モニタリング手段」の一例たるＶＳＷＲ回路１１７が接続されている。このＶＳＷＲ回路１１７は、電圧定在波比を検出する回路であり、これにより、反射波電力Ｐｒと進行波電力Ｐｆとを検出する。これら反射波電力Ｐｒ及び進行波電力Ｐｆは、図１に示すように、コントローラ１７を介して減衰器１１２へと送出されるようになっている。
【００５１】
このようなＶＳＷＲ回路１１７には、図１に示したコントローラ１７が接続されている。このコントローラ１７は、ＶＳＷＲ回路１１７により検出された反射波電力Ｐｒ又は進行波電力Ｐｆ、とりわけ反射波電力の大きさＰｒと、予め定められた閾値Ｔｈとを比較した上で、前者が後者よりも大きいか（即ち、Ｐｒ＞Ｔｈ）又は小さいか（即ち、Ｐｒ＜Ｔｈ）等を判断する。この結果の如何は、後述の「プラズマエッチング方法」で述べるように、エッチングの終点検出に大きな役割を果たす。
【００５２】
なお、本実施形態における、本発明にいう「検出手段」としては、上述のＶＳＷＲ回路１１７及びコントローラ１７の双方が該当する形となる。
【００５３】
さて、図１に示したマッチングボックス１３は、図３に示すように、コイル１３Ｌ、インピーダンスマッチング用バリコン１３ＶｆＭ及び位相合わせ用バリコン１３ＶｆＰ等から構成されている（以下では、簡単のため、「インピーダンスマッチング用バリコン」については「バリコン１３ＶｆＭ」と、「位相合わせ用バリコン」については「バリコン１３ＶｆＰ」と、それぞれ符号に代表させた呼び方をすることがある。）。このうちバリコン１３ＶｆＭ及び１３ＶｆＰは、前記コントローラ１７と接続されており、該コントローラ１７の指令に基づき、その容量値が適当に調整可能とされている。
【００５４】
これにより、進行波の比率を高めつつ反射波の比率を低めることが可能となり、プロセスチャンバ１５内で最大のエネルギ消費が行われることを実現することができる。具体的には図４及び図５に示すようである。ここに図４及び図５は、コントローラ１７により、バリコン１３ＶｆＭ及び１３ＶｆＰの調整が行われる様子を、順を追って示す説明図である。なお、図４及び図５において、プロセスチャンバ１５内の要素は、キャパシタＣｏｓ及び抵抗Ｒｏｓに置換されて考えられている。
【００５５】
まず第一に、図４（ａ）に示すように、コイル１３Ｌ、キャパシタＣｏｓ及びバリコン１３ＶｆＰの合成インピーダンスが“Ｌｏｓ”となるように、バリコン１３ＶｆＰを調整する（図４（ａ）中の破線参照）。ここに合成インピーダンス“Ｌｏｓ”とは、これらコイル１３Ｌ、キャパシタＣｏｓ及び１３ＶｆＰからなるＬＣ直列回路において直列共振させるインピーダンス（即ち、０）にほぼ一致する値である。すなわち、Ｌｏｓ≠０ではあるが、Ｌｏｓ≒０である。これにより、図４（ｂ）に示すような等価回路が実現されることになる。
【００５６】
第二に、図４（ｂ）に示すように、直列関係にあるインピーダンスＬｏｓと抵抗Ｒｏｓを並列に変換して、当該回路のＲ成分たる“Ｒｏｐ”が５０〔Ω〕となるように、バリコン１３ＶｆＰを調整する（図４（ｂ）中の破線参照）。これにより、図５（ｃ）に示すような等価回路が実現されることになる。
【００５７】
第三に、図５（ｃ）に示すように、前述の並列回路、即ち“Ｃｏｐ”と“Ｌｏｐ”からなる並列回路で、インピーダンスが無限大となるようにバリコン１３ＶｆＭを調整する（図５（ｃ）中の破線参照）。これにより、当該並列回路では、並列共振が生じる。
【００５８】
以上のような操作を経ると、図５（ｄ）に示すような等価回路が実現されることになる。すなわち、ＲＦ共振器１１からみて、インピーダンスが５０〔Ω〕で、リアクタンス成分が０のような回路が実現されることになる。これによって、プロセスチャンバ１５内で最大のエネルギ消費を生じさせることが可能となり、効率的なプラズマの発生、ひいてはプラズマエッチングの実行が可能となる。
【００５９】
なお、後述するプラズマエッチングを実地に行っている際には、前述のＣｏｓ及びＲｏｓ成分が、パルス発振のＯＮ時及びＯＦＦ時に応じて変化する。
【００６０】
以上のような構成により、プラズマエッチング装置１は、プロセスチャンバ１５内に設置された被エッチング基板に対して、プラマエッチングを実施することが可能となる。
【００６１】
（プラズマエッチング方法）
以下では、上述のような構成となるプラズマエッチング装置を用いて、プラズマエッチングを実際に実施する方法について、図６乃至図９を参照しながら説明する。ここに図６は、本実施形態に係るプラズマエッチング方法の流れを示すフローチャートである。また、図７は、本実施形態に係るプラズマエッチング方法を適用する前の基板上の構造物を示す断面図であり、図８は、本実施形態に係るプラズマエッチング方法を適用した後の基板上の構造物を示す断面図である。また、図９は、被エッチング膜のエッチング時と下地膜のエッチング時とにおける反射波強度の相違を時間軸に沿って示すグラフである。
【００６２】
まず、図６のステップＳ１００にあるように、プロセスチャンバ１５内の第１電極１５１上に、エッチング対象となる基板Ｓを装填する。このような基板Ｓ上には、例えば図７に示すように、下地層Ｚ及び積層構造をもつ被エッチング膜Ｆが形成されている。これら下地層Ｚ及び被エッチング膜Ｆの構造について、本発明は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、次のようになっている。
【００６３】
まず、下地層Ｚは、基板Ｓの直上に形成された半導体層Ｚ１及び絶縁膜Ｚ２からなる。半導体層Ｚ１は、例えばポリシリコン膜からなり、適当な不純物が導入されることによって導電性を有する。また、絶縁膜Ｚ２は、酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜等の電気的絶縁性に優れた膜からなる。
【００６４】
他方、被エッチング膜Ｆは、図７に示すように下地層Ｚ上に形成され、積層構造をもつ。本実施形態においては特に、下から順に、チタンからなる第１膜Ｆ１、アルミニウムからなる第２膜Ｆ２及びチタンからなる第３膜Ｆ３という三層構造を有する。そして、第１膜Ｆ１は第２膜Ｆ２よりも薄く、また、第３膜Ｆ３は第２膜Ｆ２よりも薄い。
【００６５】
なお、上述したように、下地層Ｚは、基本的に、どのような構造であってもよいから、例えば前述の半導体層Ｚ１の下に更に層間絶縁膜が形成されていてもよい。また、被エッチング膜Ｆについても、基本的にはどのような構造であってもよいから、例えば図７における第１膜Ｆ１及び第２膜Ｆ２はあるが、第３膜Ｆ３は存在しないという場合でもよいし、更には、該被エッチング膜Ｆを構成する材料も基本的にはどのようなものであってもよい。
【００６６】
本実施形態においては、図７に示すような構造を備えた基板Ｓに対して、プラズマエッチングを施し、最終的に、図８に示すような構造を形作ることを目的とする。すなわち、本実施形態に係るプラズマエッチングは、図８に示すように、基板Ｓ上に半導体層Ｚ１及び絶縁膜Ｚ２をそのままに存在させるとともに、被エッチング膜Ｆ（第１膜Ｆ１から第３膜Ｆ３）の一部が半導体層Ｚ１の上に残存するように、該被エッチング膜Ｆの残部について実施するような形となる（図中破線参照。）。このようなエッチング（即ち、パターニング）は、よく知られているように、残存させたい膜の上にレジスト膜を残しておくことにより可能である。
【００６７】
なお、このような構造を形作ることは、トップゲート型のＴＦＴの形成につながる。すなわち、前記半導体層Ｚ２が「チャネル領域」を含み、残存する被エッチング膜Ｆが該チャネル領域上に位置する「ゲート電極」に該当すると考えれば、図８に示す構造はまさにＴＦＴのそれに一致する。
【００６８】
さて、図７に示すような下地層Ｚ及び被エッチング膜Ｆを備えた基板Ｓを、プロセスチャンバ１５内の第１電極１５１上に載置した後には、図６のステップＳ１０２にあるように、図示しない真空排気系を作動させて、該チャンバ１５内を所定の真空度に到達させた後、図示しないガス供給系を作動させて該チャンバ１５内の第１電極１５１及び第２電極１５２間にエッチングガスを導入する。ここで真空度としては、例えば１．３３〜１．３３×１０−４Ｐａ程度とするとよく、エッチングガスとしては、例えば塩素ガス（Ｃｌ２）が好適に用いられる。
【００６９】
次に、図６のステップＳ１０４にあるように、ＲＦ共振器１１及び交流電源を駆動させることによって、第１電極１５１及び第２電極１５２間に所定の交流電界を印加することで、図１に示すように基板Ｓ上にプラズマＰを生成する。このプラズマＰの生成により、プロセスチャンバ１５内に導入されたエッチングガスの中に、ラジカル種が生成されることによって、基板Ｓの面に対するエッチングが開始されることになる。ここで、第１電極及び第２電極で消費される電力としては、それぞれ３０００〔Ｗ〕、ＲＦ共振器１１から発生られるパルスは、そのＯＮ時間及びＯＦＦ時間がそれぞれ５０００〔μｓ〕等とするとよい。
【００７０】
このように被エッチング膜Ｆに対するエッチングが開始されると、図１及び図３に示したマッチングボックス１３、図２に示したＶＳＷＲ回路１１７、そして図１に示したコントローラ１７が、それぞれ作動することになる。
【００７１】
すなわち、まず、ＶＳＷＲ回路１１７によって検出された反射波強度Ｐｒ及び進行波強度Ｐｆは、コントローラ１７に送られ、これを受けたコントローラ１７は、バリコン１３ＶｆＭ及び１３ＶｆＰの容量値を適宜変更することによって、図４から図５に示したような位相及びインピーダンスマッチングを行う（図６のステップＳ１０６）。これにより、ＲＦ共振器１１からみて、インピーダンスが５０〔Ω〕で、リアクタンス成分が０のような回路が実質的には実現されることになり、プロセスチャンバ１５内で最大のエネルギ消費を生じさせることが可能となって、効率的なプラズマの発生、ひいてはプラズマエッチングの実行が可能となる。
【００７２】
そして、本実施形態においては特に、コントローラ１７は、ＶＳＷＲ回路１１７によって検出された反射波強度Ｐｒを利用することにより、次のような制御を行う。第一に、コントローラ１７は、プラズマエッチング進行中常時、検出された反射波強度Ｐｒと予め定められた所定の閾値Ｔｈとを比較する（図６のステップＳ１０８）。第二に、反射波強度Ｐｒが、前記閾値Ｔｈよりも大きいと判断される場合には、コントローラ１７は、ＲＦ発振器１１を構成する減衰器１１２に働きかけて、該ＲＦ発振器１１の発振を止める方向に動作させる（図６のステップＳ１０８から図６のステップＳ１１０へ）。
【００７３】
具体的には、次のようである。すなわち、上述のように、基板Ｓの上に、被エッチング膜Ｆとして、チタン、アルミニウム及びチタンという三層構造を有する場合、より一般的には被エッチング膜Ｆが金属膜である場合において、該被エッチング膜Ｆに対するエッチングが進行している最中には、第１電極１５１及び第２電極１５２で消費される電力条件等が上述したような場合、その反射波強度は、例えば２０〔Ｗ〕程度、電圧の単位で３０〔Ｖ〕程度と比較的小さい。これは、マッチングボックス１３による位相及びインピーダンスマッチングの追従が良好に行われていることによる。
【００７４】
一方、下地層Ｚが、上述のように酸化シリコン膜等からなる場合において、該下地層Ｚに対するエッチングが開始された後には、その反射波強度は、例えば５０〔Ｗ〕程度、電圧の単位で１００〔Ｖ〕程度である。このように反射波強度が増大するのは、エッチングが界面に達したことによって、マッチングボックス１３による位相及びインピーダンスマッチングの追従が困難、或いは該マッチングが崩れることによる。
【００７５】
このように、被エッチング膜Ｆをエッチングしている場合と、下地層Ｚをエッチングしている場合とにおける反射波強度Ｐｒは、一般に異なる。したがって、このような場合、前記の閾値Ｔｈを、例えば４５〔Ｗ〕等と予め定めておけば、エッチングの終点検出を有効に行えることになる。
【００７６】
本実施形態においては、例えば図９に示すようなものとなる。この図９において、プラズマエッチング開始直後から暫くの間は、第３膜Ｆ３、第２膜Ｆ２、第１膜Ｆ１というように、被エッチング膜Ｆのエッチングが進行するから、反射波強度Ｐｒは、比較的低い値（約２０〔Ｗ〕）が連続するものとして観察されることになる。ところが、第１膜Ｆ１のエッチングが完全に完了し、その下地たる絶縁膜Ｚ２のエッチングが開始されると、反射波強度Ｐｒは、上述のように比較的高い値（約５０〔Ｗ〕）で観察されることになる。コントローラ１７は、この反射波強度Ｐｒの変化をＶＳＷＲ回路１１７を通じて察知し、且つ、これが所定の閾値Ｔｈ（４５〔Ｗ〕）よりも大きいと判断したときに、減衰器１１２に対して指令を送り、ＲＦ発振器１１の発振を停止させ、エッチングをやめさせるのである。
【００７７】
このように、本実施形態によれば、被エッチング膜Ｆと下地膜Ｚとの間の界面の検出、即ちエッチングの終点検出を極めて高精度且つ有効に行うことができる。
【００７８】
しかも、本実施形態においては、被エッチング膜Ｆが、図７に示したような積層構造を有するような場合においても、上述の作用効果は殆ど遜色なく享受することが可能である。すなわち、従来のように、プラズマエッチング時の発光強度に基づいて終点検出を行う技術によると、被エッチング膜が二層以上を含む多層膜からなり、特にその下層側の膜が薄い場合には、一般にこれら二層の境界でも発光強度が変化するため、被エッチング膜と下地膜との境界で現れるはずの発光強度の変化を高精度で検出することが困難だったのであるが、本実施形態においては、その点について全く心配する必要がないのである。また、下地膜Ｚと被エッチング膜の発光波長が近接している場合も、被エッチング膜と下地膜との境界の発光強度の変化を高精度で検出する事は困難であったが、本実施形態においては問題がない。これは、従来のように被エッチング膜Ｆのバルク中の感度、例えば該被エッチング膜Ｆの膜厚に依存する発光強度の変化に基づいてではなく、図９に示したように、反射波強度Ｐｒに基づいて、終点検出を行っていることによる。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、エッチングすべき膜が積層構造である場合、更には該積層構造の最後の層（図７では第１膜Ｆ１）が薄い場合であっても終点検出を高精度で行うことができる。
【００８０】
また、上述したように、図８に示した構造は、トップゲート型のＴＦＴのそれと全く同一であると考えることができるが、この場合、ＴＦＴの正確な動作を期するべく、ゲート電極に該当する被エッチング膜Ｆと、チャネル領域を含む半導体層Ｚ１との間に位置する、絶縁膜Ｚ２は一般的に非常に薄く形成されることになる。したがって、被エッチング膜Ｆに対するエッチングの終点検出は、正確に行われなければならない。でなければ、絶縁膜Ｚ２に対するエッチングを進行させてしまうことで最終的にＴＦＴの特性にバラツキを生じさせたり、悪い場合には、半導体層Ｚ１と被エッチング膜Ｆ等との間で短絡を生じさせるおそれもあるからである。
【００８１】
しかるに、本実施形態においては、極めて正確な終点検出に基づきエッチングを完了させることができるから、上述のような懸念がない。したがって、本実施形態によれば、正確な動作が可能なＴＦＴを製造することができる。
【００８２】
また、図７に示すようなチタン、アルミニウム及びチタンの三層構造のゲート電極を備えることによれば、一般に高特性及びばらつきの少ないＴＦＴを基板上に作りこむことができる。
【００８３】
なお、以上のような終点検出は、上述とは逆に、酸化シリコン膜等の絶縁膜を、メタル等からなる下地層が存在するところまでエッチングを行うという場合についても、全く同様に適用することができる。ただし、この場合においては、具体的な反射波強度Ｐｒの値は上述とは異なり得るから、具体的な閾値Ｔｈについても、適当な値を設定しておくことが好ましい。
【００８４】
また、上述においては、反射波強度Ｐｒと閾値Ｔｈとの比較に基づいて、終点検出を行っていたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、ＶＳＷＲ回路１１７により検出された反射波強度Ｐｒと進行波強度Ｐｆとの比率に基づいて、コントローラ１７が減衰器１１２に働きかけるという方法を用いてもよい。
【００８５】
さらには、閾値Ｔｈを必ずしも定めておく必要はない。例えば、予め所定の割合（例えば、４０％増又は減等）を定めておき、反射波強度Ｐｒの値が、これを満たすような上昇又は下落をする場合に、コントローラ１７が減衰器１１２に働きかけるという方法を用いてもよい。
【００８６】
更に加えて、上述の実施形態においては、プロセスチャンバ１５内の第１電極１５１についてのみ、ＲＦ発振器１１及びマッチングボックス１３が接続されたＲＩＥ方式が採用されていたが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、第２電極１５２についてのみ、ＲＦ発振器１１Ｂ及びマッチングボックス１３Ｂが接続されるような形態（ＰＥ方式）としてもよいし、図１１に示すように、第１電極１５１及び第２電極１５２の双方について、それぞれ、ＲＦ発振器１１Ａ及び１１Ｂ、並びに、マッチングボックス１３Ａ及び１３Ｂが接続されるような形態（ＩＣＰ方式）としてよい。なお、いずれについてもコントローラが設けられることに変わりはない。
【００８７】
（電気光学基板の製造方法）
以下では、本発明の電気光学基板の製造方法について、図１２のフローチャート及び図１３を参照しながら説明する。ここに図１２は、液晶装置、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）装置、或いは電子ペーパ等の電気泳動装置に使用して電気光学基板の製造方法を、順を追って示すフローチャートである。また、図１３は、本実施形態に係る製造方法によって製造された電気光学基板の一例たるＴＦＴアレイ基板の断面図である。なお、本実施形態においては特に、当該電気光学基板として、ＴＦＴがアレイ状に配列されたＴＦＴアレイ基板を製造する場合について説明することとする。
【００８８】
まず、図１２のステップＳ１１にあるように、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板を用意する。ここで、好ましくはＮ２（窒素）等の不活性ガス雰囲気で約９００〜１３００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスでＴＦＴアレイ基板に生じる歪が少なくなるように前処理しておく。
【００８９】
次に、図１２のステップＳ１３にあるように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）等のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる下地絶縁膜を形成する。この下地絶縁膜の膜厚は、例えば約５００〜２０００ｎｍ程度とする。
【００９０】
続いて、図１２のステップＳ１５にあるように、下地絶縁膜上に、約４５０〜５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００〜６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣＶＤ）により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００〜７００℃にて約１〜１０時間、好ましくは４〜６時間の熱処理を施すことにより、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）膜を約５０〜２００ｎｍの厚さ、好ましくは約１００ｎｍの厚さとなるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、ＲＴＡを使ったアニール処理でもよいし、エキシマレーザ等を用いたレーザアニールでもよい。この際、製造すべきＴＦＴを、ｎチャネル型とするかｐチャネル型とするかに応じて、Ｖ族元素やＩＩＩ族元素のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープしてもよい。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、所定パターンを有する半導体層を形成する。
【００９１】
続いて、図１２のステップＳ１７にあるように、ＴＦＴを構成する半導体層を約９００〜１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度により熱酸化して下層ゲート絶縁膜を形成し、場合により、これに続けて減圧ＣＶＤ法等により上層ゲート絶縁膜を形成することにより、一層又は多層の高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜からなる（ゲート絶縁膜を含む）絶縁膜を形成する。この結果、半導体層は、約３０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３５〜５０ｎｍの厚さとなり、絶縁膜の厚さは、約２０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３０〜１００ｎｍの厚さとなる。このように、ＴＦＴを構成するゲート絶縁膜の厚さは比較的薄いものとなる。
【００９２】
続いて、画素スイッチング用のＴＦＴのスレッシュホールド電圧Ｖｔｈを制御するために、半導体層のうちｎチャネル領域あるいはｐチャネル領域に、ボロン等のドーパントを予め設定された所定量だけイオン注入等によりドープする。
【００９３】
続いて、図１２のステップＳ１９にあるように、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜を堆積し、更にリン（Ｐ）を熱拡散して、このポリシリコン膜を導電化する。この熱拡散に代えて、Ｐイオンをポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープドシリコン膜を用いてもよい。このポリシリコン膜の膜厚は、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３５０ｎｍ程度である。
【００９４】
なお、図１２のステップＳ１９までにおいてＴＦＴアレイ基板上に構築された構造は、図７に示すのと略同様である。ただし、該ＴＦＴアレイ基板の方では、下地絶縁膜が形成されている点、被エッチング膜が導電化されたポリシリコン膜である点等において異なっている。
【００９５】
そして、本実施形態においては特に、図１２のステップＳ２１にあるように、上述の導電化されたポリシリコン膜に対するパターニングを実施するにあたっては、前述したプラズマエッチング装置を用いたプラズマエッチング方法を実施する（図９参照）。したがって、該エッチングにおける終点検出は、極めて有効に行われることになり、絶縁膜に対する無用な侵食を生じさせることがない。そして、これにより、ゲート電極が完成することになる（図８参照）。
【００９６】
次に、図１２のステップＳ２３にあるように、前記半導体層について、低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域、並びに、高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する。
【００９７】
ここでは、ＴＦＴをＬＤＤ構造をもつｎチャネル型のＴＦＴとする場合を説明すると、具体的にまず、低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域を形成するために、前記ゲート電極をマスクとして、Ｐ等のＶ族元素のドーパントを低濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０１３ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。これによりゲート電極下の半導体層はチャネル領域となる。このときゲート電極がマスクの役割を果たすことによって、低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域は自己整合的に形成されることになる。次に、高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成するために、ゲート電極よりも幅の広い平面パターンを有するレジスト層をゲート電極上に形成する。その後、Ｐ等のＶ続元素のドーパントを高濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０１５／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。
【００９８】
なお、ＴＦＴを製造するにあたっては、上述のように低濃度と高濃度の２段階に分けて、ドープを必ずしも行わなくてよい。例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のＴＦＴとしてもよく、ゲート電極をマスクとして、Ｐイオン・Ｂイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしてもよい。この不純物のドープにより、ゲート電極は更に低抵抗化される。
【００９９】
以上のような工程を経ることにより、例えば図１３に示すようなＴＦＴ３０を含む電気光学基板が完成することになる。この図において、半導体層１ａ中には、図１２のステップＳ２３によって、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、並びに、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたことが表されている。また、半導体層１ａの略中心にはチャネル領域１ａ´が形成されており、該チャネル領域１ａ´上には絶縁膜２を挟んでゲート電極３が形成されていることがわかる。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態における電気光学基板の製造方法によれば、ＴＦＴのゲート電極の形成時において、反射波強度の検出に基づくエッチング終点検出を行うことにより、絶縁膜に対する過侵食等が発生することがない。したがって、製造されるＴＦＴにおいて、問題となるような特性のばらつきが生じる可能性は極めて低く、また半導体層１ａ及びゲート電極３間に短絡が生じる可能性なども極めて低い。このように、本実施形態によれば、正確な動作が期しえるＴＦＴを容易に製造することができ、もって電気光学基板の不良品率を低下せしめ、或いは製造歩留まり率の上昇を見込むことができる。
【０１０１】
このような作用効果は、本実施形態に係る電気光学基板が、特に、液晶装置等に適用された場合において有効である。そのような液晶装置は、表示ムラの低減等が図られた信頼性の高いものとなる。
【０１０２】
なお、上述においては、ゲート電極が導電性ポリシリコン膜からなる形態について説明したが、該ゲート電極が、図７及び図８で示したように、チタン、アルミニウム及びチタンからなる三層構造を有するものとして形成しても勿論問題ない。そして、このような形態によれば、一般に、高特性でばらつきのないＴＦＴ３０の構築が可能となる。
【０１０３】
（電子機器）
次に、上述の電気光学基板の製造方法にて形成された電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに、図１４は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
【０１０４】
図１４において、本実施形態における投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ１１００は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板上に搭載された液晶装置を含む液晶モジュールを３個用意し、それぞれＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロックミラー１１０８によって、ＲＧＢの三原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。この際特に、Ｂ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー画像として投射される。
【０１０５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なうプラズマエッチングの終点検出方法及び装置、プラズマエッチング方法及び装置、並びに電気光学基板の製造方法、さらには電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマエッチングの終点検出方法に用いられて好適なプラズマエッチング装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のうちＲＦ発振器の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１のうちマッチングボックスの概略構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示すマッチングボックスによるマッチング動作を説明するための図であって、（ａ）はその第一段階、（ｂ）はその第二段階を示すものである。
【図５】図４に続いてマッチング動作を説明するための図であって、（ｃ）はその第三段階、（ｄ）はその第四段階を示すものである。
【図６】本実施形態に係るプラズマエッチング方法の流れを示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に係るプラズマエッチング方法を適用する前の基板上の構造物を示す断面図である。
【図８】本実施形態に係るプラズマエッチング方法を適用した後の基板上の構造物を示す断面図である。
【図９】被エッチング膜のエッチング時と下地膜のエッチング時とにおける反射波強度の相違を時間軸に沿って示すグラフである
【図１０】図１とは異なる形態となるプラズマエッチング装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１及び図１０とは異なる形態となるプラズマエッチング装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】本実施形態に係る電気光学装置の製造方法を、順を追って示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態に係る製造方法によって製造された電気光学基板の一例たるＴＦＴアレイ基板の断面図である。
【図１４】本発明の電子機器の実施形態である投射型カラー表示装置の一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。
【符号の説明】
１１…ＲＦ発振器
１１２…減衰器
１１７…ＶＳＷＲ回路
１３…マッチングボックス
１３ＶｆＭ…インピーダンスマッチング用バリコン
１３ＶｆＰ…位相合わせ用バリコン
１５…プロセスチャンバ
１５１…第１電極
１５２…第２電極
１７…コントローラ
Ｓ…基板
Ｆ…被エッチング膜
Ｚ…下地層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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