(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内をガスを導入しつつ真空排気して所定の圧力状態に維持し、真空容器内に配置した第１の電極上にガラス基板を載置し、第１の電極とこの第１の電極とは別に真空容器外に設けたコイル又はアンテナからなる第２の電極とに高周波電力を印加して発生させたプラズマにて基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、プラズマ処理時に第１の電極に高周波電力を投入した後に、第２の電極に高周波電力を印加して前記基板を処理し、その後第２の電極に対する高周波電力の印加を停止した後、最後に第１の電極に対する高周波電力の印加を停止することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
第１の電極に高周波電力を投入した後、０．１秒から５秒遅らせて第２の電極に高周波電力を投入することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
第１の電極、第２の電極に印加する高周波電力は、それぞれ０．３Ｗ／ｃｍ2 以上、１．０Ｗ／ｃｍ2 以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
プラズマ処理は、エッチングによる多層膜の一括エッチングであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ処理方法に関し、特に薄膜ディスプレイ産業における薄膜回路形成方法において多層膜を一括してエッチングする際に好適に適用できるプラズマ処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶素子製造分野において、製造コスト削減や環境保護の観点から、工程の簡略化を図った製造方法や環境負荷の少ない製造方法に変更を望む声が高まっており、特に液晶素子については液晶パネルの価格競争の激化とパネルの大型化傾向に伴って、従来の薬液によるエッチング工法から、積層膜を一括して均一にしかも高速でドライエッチングする工法が望まれている。
【０００３】
しかしながら、被処理ガラス基板の大型化は、ドライエッチング装置を含めて真空設備のサイズの大型化を余儀なくさせており、また薄膜の膜質が非常に変化し易いため、半導体を対象とする小型基板並みの不純物濃度は期待できない。このような中で、ドライエッチング性能に対するユーザーの要求はますます深まる状態である。大型化する被処理基板を均一になおかつ高速にエッチングするために、従来の下部電極に高周波電力を投入することでイオンによるエッチングが可能なＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）方式から、高密度なプラズマを生成し、バイアスを独立した高周波電源にて制御するＩＣＰ（インダクティブカップルプラズマ）方式による工法を開発する取り組みが実施されてきている。
【０００４】
以下、その種の代表的なドライエッチング装置の構成を図３を参照して説明する。図３において、２１は真空容器、２２は真空容器２１内を真空排気する排気手段、２３は真空容器２１内にガスを供給するガス供給手段であり、真空容器２１を所定の低圧状態に維持するように構成されている。２４は真空容器２１内に配設された第１の電極で、高周波電力を印加する第１の高周波電源２５が接続されている。この第１の電極２４上に被処理物の基板２６が載置される。
【０００５】
２７は真空容器２１の上壁を構成する誘電体板、２８はその上に配設されたコイル状に巻かれた第２の電極で、高周波電力を印加する第２の高周波電源２９が接続されている。
【０００６】
以上の構成のドライエッチング装置の動作を説明すると、ガラス基板などの基板２６を第１の電極２４上に載置し、真空容器２１内を排気手段２２により排気しながらガス供給手段２３によりエッチングガスを導入して所定の圧力に調整し、第１の高周波電源２５と第２の高周波電源２９より一定の高周波電力を第１の電極２４と第２の電極２８に印加すると、真空容器２１内にプラズマが発生し、基板２６がエッチングされる。
【０００７】
その際には、プラズマ中にイオンや電子、ラジカル等が生成されて基板２６に供給され、基板２６の表面の薄膜がエッチングされて行く。エッチング終了を検出した時点で、第１の高周波電源２５と第２の高周波電源２９の動作を停止し、エッチングガスの供給を停止する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板２６が液晶素子の大型ガラス基板の場合、図４に示すように、基板２６上に成膜されている薄膜３３中には大型ゆえに不純物が多く、非常にエッチングされにくい状態となっている。図４中、３０はプラズマ、３１はエッチング種、３２はレジストマスクである。また、薄膜３３がアルミ膜に代表されるような、塩素ガスによる化学的反応でエッチングされるような膜の場合は、表面に自然酸化膜層３４が形成されており、化学的反応主体のプロセスで、なおさらエッチングされにくい状態にある。
【０００９】
さらに、このような薄膜３３において、上記のように２つ以上のプラズマ発生手段（第１と第２の電極２４、２８）を備えているドライエッチング装置の場合、プラズマの発生するタイミングの微妙なずれで、基板２６の表面に反応生成物３５を堆積させてエッチング停止層３６ができ、エッチングが進行しなくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題に鑑み、基板表面に反応生成物の堆積を防止し、確実かつ効率にエッチング等の処理を行うことができるプラズマ処理方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ処理方法は、真空容器内をガスを導入しつつ真空排気して所定の圧力状態に維持し、真空容器内に配置した第１の電極上にガラス基板を載置し、第１の電極とこの第１の電極とは別に真空容器外に設けたコイル又はアンテナからなる第２の電極とに高周波電力を印加して発生させたプラズマにて基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、プラズマ処理時に第１の電極に高周波電力を投入した後に、第２の電極に高周波電力を印加して前記基板を処理し、その後第２の電極に対する高周波電力の印加を停止した後、最後に第１の電極に対する高周波電力の印加を停止するものであり、先行して第１の電極に高周波電力を投入することにより、第１の電極上に載置した基板上に反応生成物が堆積するのを防止でき、基板に対して確実かつ効率的にエッチング等の処理を行うことができ、また最後に第１の電極に対する高周波電力の印加を停止することにより処理後の基板表面に対する生成物による汚染を防止でき、チャージアップダメージを防止するのに大きな効果を発揮する。
【００１２】
また、第１の電極に高周波電力を投入した後、０．１秒から５秒遅らせて第２の電極に高周波電力を投入することにより反応生成物の堆積を確実に防止することかできる。
【００１３】
また、第１の電極、第２の電極に印加する高周波電力は、それぞれ０．３Ｗ／ｃｍ2 以上、１．０Ｗ／ｃｍ2 以上であるのが好適である。
【００１４】
また、プラズマ処理がエッチングによる多層膜の一括エッチングである場合には特に効果が大きい。
【００１７】
また、第２の電極を複数配設し、それぞれに高周波電源を設けた構成とすることができる。
【００１８】
また、基板が、薄膜トランジスタ回路を形成するガラス基板である場合に、効果が大きい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプラズマ処理方法の一実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００２０】
図１において、１は真空容器、２は真空容器１内を真空排気する排気手段、３は真空容器１内にガスを供給するガス供給手段であり、真空容器１を所定の低圧状態に維持するように構成されている。４は真空容器１内に配設された第１の電極で、高周波電力を印加する第１の高周波電源５が接続されている。この第１の電極４上に、液晶素子を構成するガラス基板から成る被処理物の基板６が載置される。
【００２１】
７は真空容器１の上壁を構成する誘電体板、８はその上に配設されたコイル状に巻かれた第２の電極で、高周波電力を印加する第２の高周波電源９が接続されている。この第２の電極８は、誘導結合型プラズマを生成するＩＣＰプラズマ源となる。１０は、第１の高周波電源５と第２の高周波電源９の動作タイミングを制御する電源制御手段であり、第１の高周波電源５にて第１の電極４に高周波電力を印加した後、０．１秒から５秒の間だけ遅らせて第２の高周波電源９にて第２の電極８に高周波電力を印加するように構成されている。
【００２２】
以上の構成のドライエッチング装置の動作を説明すると、本実施形態の基板６は、図２に示すように、ガラス基板の表面にメタル配線膜などの薄膜１１が成膜され、その上にマスクパターン１２が形成されている。１３は薄膜１１上の自然酸化膜である。この基板６を真空容器１内の第１の電極４上に載置し、真空容器１内を排気手段２により排気しながらガス供給手段３によりＣｌ2 とＢＣｌ3 の混合されたエッチングガスを導入し、１０〜２Ｐａ程度の所定の圧力に調整する。その状態に維持しつつ、電源制御手段１０にて第１の高周波電源５を制御して０．３Ｗ／ｃｍ2 以上の高周波電力を第１の電極４に印加し、その後０．５秒遅れで第２の高周波電源９を制御して１．０Ｗ／ｃｍ2 以上の高周波電力を第２の電極８に印加する。これにより真空容器１内にプラズマ１４が発生し、基板６上のメタル配線膜などの薄膜１１にエッチング種１５が衝突してエッチングされ、マスクパターン１２にてパターニングされたメタル配線が形成される。エッチング終了を検出した時点で、電源制御手段１０にて第２の高周波電源９を停止させた後で、第１の高周波電源５を停止し、その後ガス供給手段３を停止する。
【００２３】
このように、第１の電極４からプラズマを発生させることで、被エッチング処理膜の薄膜１１上にエッチングを阻害する反応生成物が堆積するのを防止し、確実かつ効率的にエッチングを行うことができる。また、第１の電極４に対する高周波電力の供給を最後に停止させることで、エッチング後に被処理薄膜１１上への生成物による汚染、チャージアップダメージを防止することに大きな効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理方法によれば、以上のようにプラズマ処理時に第１の電極に高周波電力を投入した後に、第２の電極に高周波電力を印加するようにしているので、第１の電極上に載置した基板上に反応生成物が堆積するのを防止でき、エッチング停止状態になるなどの問題を解消して基板に対して確実かつ効率的に処理を行うことができる。
【００２５】
また、第２の電極に対する高周波電力の印加を停止した後、最後に第１の電極に対する高周波電力の印加を停止するようにしているので、処理後の基板表面に対する生成物による汚染を防止でき、チャージアップダメージを防止するのに大きな効果を発揮する。
【００２６】
また、基板が薄膜トランジスタ回路を形成するガラス基板である場合やプラズマ処理がエッチングによる多層膜の一括エッチングである場合などに効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のプラズマ処理方法をドライエッチング装置に適用した一実施形態の概略構成図である。
【図２】  同実施形態におけるエッチング処理時の作用説明図である。
【図３】  従来例のプラズマ処理装置の概略構成図である。
【図４】  同従来例におけるエッチング処理時の作用説明図である。
【符号の説明】
１  真空容器
２  排気手段
３  ガス供給手段
４  第１の電極
５  第１の高周波電源
６  基板
８  第２の電極
９  第２の高周波電源
１０  電源制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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