JP4004244B2 - Plasma processing method - Google Patents
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Description
【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/cm 2 以上、1.0W/cm 2 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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma treatment how, in particular relates to a plasma treatment how that can be suitably applied when etching collectively multilayer film in a thin film circuit forming method of a thin film display industry.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of liquid crystal element manufacturing, there has been an increasing demand for a change to a manufacturing method that simplifies the process or a manufacturing method that has a low environmental load, from the viewpoint of manufacturing cost reduction and environmental protection. With the intensification of panel price competition and the trend toward larger panels, there is a demand for a method of performing dry etching on a laminated film uniformly and at a high speed from the conventional chemical etching method.
[0003]
However, the increase in the size of the glass substrate to be processed necessitates an increase in the size of the vacuum equipment including the dry etching apparatus, and the film quality of the thin film is very easy to change. The impurity concentration cannot be expected. Under such circumstances, user demand for dry etching performance is deepening. In order to etch a large substrate to be processed uniformly and at a high speed, a high-density plasma is produced from the RIE (reactive ion etching) method in which etching by ions can be performed by applying high-frequency power to the conventional lower electrode. Efforts have been made to develop an ICP (inductive couple plasma) method that generates and controls the bias with an independent high-frequency power source.
[0004]
Hereinafter, the configuration of such a typical dry etching apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 3, 21 is a vacuum container, 22 is an exhaust means for evacuating the inside of the
[0005]
[0006]
The operation of the dry etching apparatus having the above configuration will be described. The
[0007]
At that time, ions, electrons, radicals, and the like are generated in the plasma and supplied to the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the
[0009]
Further, in such a
[0010]
In view of the above-described conventional problems, and its object is to prevent deposition of reaction products on the substrate surface to provide a plasma processing how that can perform the processing such as etching reliably and efficiently.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the plasma processing method of the present invention, the inside of a vacuum vessel is evacuated while introducing a gas to maintain a predetermined pressure state, a glass substrate is placed on a first electrode arranged in the vacuum vessel, In a plasma processing method of plasma processing a substrate with plasma generated by applying high frequency power to a second electrode consisting of a coil or an antenna provided outside the vacuum container separately from the first electrode, After applying high-frequency power to the first electrode during plasma processing, high-frequency power is applied to the second electrode to treat the substrate, and then the application of high-frequency power to the second electrode is stopped. The application of high frequency power to one electrode is stopped , and the reaction product is deposited on the substrate placed on the first electrode by previously applying high frequency power to the first electrode. Can prevent Reliably and efficiently be able to process such as etching with respect, also can finally prevent contamination by products to the substrate surface after treatment by stopping the application of RF power to the first electrode, the charge Great effect in preventing up-damage .
[0012]
Moreover, deposition of reaction products can be reliably prevented by supplying high-frequency power to the second electrode with a delay of 0.1 to 5 seconds after supplying high-frequency power to the first electrode.
[0013]
The high frequency power applied to the first electrode and the second electrode is 0.3 W / cm 2 , respectively. 1.0 W / cm 2 The above is preferable.
[0014]
The effect is particularly great when the plasma treatment is a batch etching of a multilayer film by etching.
[0017]
Alternatively, a plurality of second electrodes may be provided, and a high frequency power source may be provided for each.
[0018]
In addition, the effect is great when the substrate is a glass substrate on which a thin film transistor circuit is formed.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a plasma processing how the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
In FIG. 1, 1 is a vacuum vessel, 2 is an exhaust means for evacuating the inside of the
[0021]
[0022]
The operation of the dry etching apparatus having the above configuration will be described. As shown in FIG. 2, the
[0023]
In this way, by generating plasma from the
[0024]
【The invention's effect】
According to the plasma treatment how the present invention, after the high-frequency power to the first electrode during plasma processing as described above, since so as to apply a high-frequency power to the second electrode, the first electrode The reaction product can be prevented from being deposited on the substrate placed thereon, and problems such as the etching stop state can be solved, and the substrate can be reliably and efficiently processed.
[0025]
Further, after stopping the application of RF power to the second electrode, since the end has been to stop the application of the high-frequency power to the first electrode, it can be prevented contamination with product to the substrate surface after treatment, Great effect in preventing charge-up damage.
[0026]
The substrate may or plasma treatment is a glass substrate effect is large etc. If a batch etching of the multilayer film by etching to form the thin film transistor circuitry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment in which a plasma processing method of the present invention is applied to a dry etching apparatus.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an action at the time of an etching process in the same embodiment.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional plasma processing apparatus.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an action during an etching process in the conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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