(57)【要約】【課題】被処理体に対する熱の影響を抑制することができ、かつエッチング液の使用量を削減することができるエッチング方法を提供する。【解決手段】光の照射を受けて化学的に活性化するエッチング液Ｑを被処理体（基板Ｓ）上に配置する液配置工程と、被処理体とエッチング液Ｑとの界面Ｆの照射領域Ｒに光Ｌを照射する光照射工程と、を含み、液配置工程では、被処理体上のエッチング箇所にエッチング液Ｑを選択的に配置することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の照射を受けて化学的に活性化するエッチング液を被処理体上に配置する液配置工程と、
前記被処理体と前記エッチング液との界面の照射領域に前記光を照射する光照射工程と、
を含み、
前記液配置工程では、前記被処理体上のエッチング箇所に前記エッチング液を選択的に配置する
ことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記液配置工程では、インクジェット法により前記エッチング箇所に前記エッチング液を配置する
ことを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記液配置工程の前に、前記被処理体の前記エッチング箇所以外の箇所に前記エッチング液が配置されることを防止する防液処理工程を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエッチグ方法。
【請求項４】
前記光照射工程では、前記被処理体を透過させることで前記界面に前記光を到達させる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記エッチング液は、フッ素系不活性液体、ハイドロフルオロエーテル及びヘキサフルオロベンゼンのうち少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記防液処理工程では、前記被処理体の前記エッチング箇所の周囲にバンク部を形成する
ことを特徴とする請求項４記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記防液処理工程では、前記被処理体の前記エッチング箇所の周囲に撥液処理を施す
ことを特徴とする請求項４記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を構成する半導体基板やディスプレイデバイスに用いられるガラス基板は、微細な領域に多層の配線が形成されている。近年では、配線の微細化、多層化がより進んでおり、これに伴って半導体基板やガラス基板をより微細にエッチング加工する技術が求められている。このようなエッチング加工技術として、例えばエッチングマスクを用いる加工が広く知られている。
【０００３】
さらに近年では、エッチングマスクを用いない技術も知られている。このようなマスクレスの技術として、例えば大気圧付近の圧力下でのプラズマ放電により生成される励起活性種を利用することで真空設備を必要とせずに低コストで被処理物の表面を様々に処理することができるプラズマ加工技術が知られている。
【０００４】
プラズマ加工技術として、例えば電極と被処理体間との間で直接気体放電を生じさせ、発生するプラズマに直接曝露させる直接放電方式と、１対の電極間での気体放電によりプラズマを発生させ、それにより生成される励起活性種に被処理体を曝露させる間接放電方式とが知られている。
【０００５】
しかしながら、プラズマによって被処理体を加工する場合、被処理体がプラズマによって熱的にダメージを受けてしまう虞もある。
そこで、特願２００８−２９３３７５において、被処理体に対する熱の影響を抑えるための提案がなされている。
【０００６】
特願２００８−２９３３７５では、光の照射を受けて科学的に活性化するエッチング液を被処理体の上に配置し、被処理体とエッチング液の界面にエッチング液を活性化させる光を照射している。光の照射によりエッチング液を活性化することで被処理体がエッチングされ、化学反応のみによって被処理体をエッチングすることが可能となる。したがって、マスクレスでプラズマを照射する場合と比較して被処理体に及ぼす熱の影響を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４８４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特願２００８−２９３３７５では、被処理体をエッチング液に浸すか、又は被処理体のエッチング面の全面に塗布するため、エッチング液を大量に使用するという課題がある。エッチング液の使用量を減らすことは、コストの削減や環境面の配慮からも強く要望されている。
【０００９】
そこで、本発明は、被処理体に対する熱の影響を抑制することができ、かつエッチング液の使用量を削減することができるエッチング方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明のエッチング方法は、光の照射を受けて化学的に活性化するエッチング液を被処理体上に配置する液配置工程と、前記被処理体と前記エッチング液との界面の照射領域に前記光を照射する光照射工程と、を含み、前記液配置工程では、前記被処理体上のエッチング箇所に前記エッチング液を選択的に配置することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、エッチング液に光を照射することで当該エッチング液を化学的に活性化させ、ラジカルやイオンが発生する。発生したラジカルやイオンが被処理体と反応することで被処理体がエッチングされる。このように化学反応のみによって被処理体をエッチングすることができるので、プラズマを照射する場合に比べて被処理体に及ぼす熱の影響を抑えることができる。
また、被処理体をエッチングして除去部を形成する領域であるエッチング箇所にエッチング液を選択的に配置することで、被処理体の表面の全体にエッチング液を塗布する場合や被処理体をエッチング液に浸す場合と比較して、エッチング液の使用量を著しく削減することが可能になる。
【００１２】
また、本発明のエッチング方法は、前記液配置工程では、インクジェット法により前記エッチング箇所に前記エッチング液を配置することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、被処理体のエッチング箇所に少量のエッチング液を正確かつ高速に配置することができる。
【００１４】
また、本発明のエッチング方法は、前記液配置工程の前に、前記被処理体の前記エッチング箇所以外の箇所に前記エッチング液が配置されることを防止する防液処理工程を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、エッチング箇所のみにエッチング液を配置することが可能になり、よりエッチング液の使用量を削減することができる。
【００１６】
また、本発明のエッチング方法は、前記光照射工程では、前記被処理体を透過させることで前記界面に前記光を到達させることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、エッチング液に対してエッチング液と被処理体との界面の被処理体側から光を照射させることができる。そのため、エッチング液の活性化部分が拡散するのを極力抑えることができる。これにより、被処理体上の狭い領域であっても高精度にエッチングすることができる。
【００１８】
また、本発明のエッチング方法は、前記エッチング液は、フッ素系不活性液体、ハイドロフルオロエーテル及びヘキサフルオロベンゼンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、光の照射を受けて活性化しやすい物質をエッチング液として用いるので、被処理体を容易かつ確実に加工することができる。
【００２０】
また、本発明のエッチング方法は、前記防液処理工程では、前記被処理体の前記エッチング箇所の周囲にバンク部を形成することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、バンク部の内側にエッチング液を貯留し、エッチング箇所に配置したエッチング液がエッチング箇所の外側に流出することを防止できる。
【００２２】
また、本発明のエッチング方法は、前記防液処理工程では、前記被処理体の前記エッチング箇所の周囲に撥液処理を施すことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、エッチング箇所に配置したエッチング液がエッチング液の外側に流出しようとしても、撥液処理が施された被処理体によって弾かれてエッチング箇所の内側に戻される。したがって、エッチング箇所に配置されたエッチング液がエッチング箇所の外側に流出することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係るエッチング装置の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係るエッチング装置を用いたエッチング動作を示す工程図。
【図３】同、工程図。
【図４】同、工程図。
【図５】同、工程図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るエッチング装置１の構成を示す図である。
同図に示すように、エッチング装置１は、ステージ２と、光源３と、エッチング液供給部４と、制御部５と、を備えている。エッチング装置１は、被処理体としての基板Ｓをエッチングによって局所的に加工する装置である。基板Ｓとしては、例えばシリコンやガラスなどを主成分とする基板を用いることができる。
【００２６】
エッチング装置１は、エッチング液Ｑを用いて基板Ｓをエッチングする。エッチング液Ｑとしては、フッ素系不活性液体、ハイドロフルオロエーテル及びヘキサフルオロベンゼンなど、光励起により化学的に活性化する材料を用いることができる。勿論、ここで挙げた材料以外の材料を用いても構わない。本実施形態で用いられるエッチング液Ｑは、光の照射を受けていない状態では化学的に不活性であることが好ましい。
ステージ２は、基板Ｓを載置すると共に、基板Ｓを光源３に対して露出させる窓部２ａを備えている。
【００２７】
光源３は、エッチング液Ｑを化学的に活性化させる光を射出する。光源３は、光射出部３ａが窓部２ａに対向するように配置されている。光源３は、窓部２ａの形成面に沿って移動可能に設けられている。光源３として、例えば波長２４８ｎｍの光を射出するＫｒＦエキシマレーザ光源、ＡｒＦエキシマレーザ光源、ＹＡＧレーザ光源、Ｆ２レーザ光源などのレーザ光源や、ｇ線、ｉ線などの紫外線を射出する水銀ランプ、波長１７２ｎｍの光を射出するＸｅ２エキシマランプなどの光源を好適に用いることができる。本実施形態では、光源３から射出される光として、基板Ｓを透過可能な波長を有する光を選択する。エッチング液Ｑの種類や基板Ｓの種類等に応じて最適な光源が選択して用いられる。
【００２８】
エッチング液供給部４は、例えばインクジェット法によりエッチング液の液滴を吐出する液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドである。エッチング液供給部４は、基板Ｓ上の任意の位置に移動可能に設けられ、基板Ｓに対向して設けられたノズルから基板Ｓ上にエッチング液の液滴を吐出するようになっている。
制御部５は、光源３の動作やエッチング液供給部４の動作など、エッチング装置１の各種動作を統括的に制御する。
【００２９】
次に、エッチング装置１を用いた基板Ｓのエッチング方法について説明する。
図２〜図１０は、基板Ｓをエッチングする工程を示す工程図である。
以下では、基板Ｓのうち図中上側の面Ｓａにエッチングを行う場合について説明する。また、面Ｓａについては、「エッチング面Ｓａ」と表記する。
【００３０】
まず、図２に示すように、ステージ２に基板Ｓを載置すると共に、ステージ２の窓部２ａによって基板Ｓを光源３に対して露出させる。ステージ２に基板Ｓが載置され位置決めされた後、制御部５は、エッチング液供給部４及び光源３を基板Ｓのエッチング箇所に対向する位置まで移動させる。これにより、光源３から射出される光が基板Ｓの表面に照射される領域（照射領域Ｒ）と基板Ｓのエッチング箇所が重なった状態となる。
【００３１】
（液配置工程）
次に、図３に示すように、エッチング液供給部４によってエッチング液Ｑの液滴を吐出して基板Ｓ上のエッチング箇所にエッチング液Ｑを選択的に配置する。この動作により基板Ｓのエッチング面Ｓａにエッチング液Ｑが配置され、エッチング液Ｑと基板Ｓとの間に界面Ｆが形成される。
【００３２】
（光照射工程）
次に、制御部５は、図４に示すように、当該光射出部３ａから窓部２ａへ光Ｌを照射させる。この光Ｌは、窓部２ａ及び基板Ｓを透過し、基板Ｓとエッチング液Ｑとの界面Ｆの一部（又は全体）の照射領域Ｒを照射する。この光Ｌの照射を受けた界面Ｆの照射領域Ｒでは、エッチング液Ｑが化学的に活性化し、活性化部分Ｑａが形成される。活性化部分Ｑａでは、エッチング液Ｑを構成する分子が光励起によってラジカルやイオンなどに変化した状態で存在する。このラジカルやイオンは、基板Ｓとの間で化学反応をし、当該化学反応によって、図５に示すように、基板Ｓの反応部分が除去され、除去部Ｓｂが形成される。
【００３３】
このように、本実施形態によれば、エッチング液Ｑに光を照射し当該エッチング液Ｑを化学的に活性化させることで基板Ｓがエッチングされる。このように化学反応のみによって基板Ｓをエッチングすることができるので、プラズマを照射する場合に比べて基板Ｓに及ぼす熱の影響を抑えることができる。
【００３４】
また、基板Ｓをエッチングして除去部Ｓｂを形成する領域であるエッチング箇所にエッチング液Ｑを選択的に配置することで、基板Ｓの表面の全体にエッチング液Ｑを塗布する場合や基板Ｓをエッチング液Ｑに浸す場合と比較して、エッチング液Ｑの使用量を著しく削減することが可能になる。また、エッチング液Ｑをインクジェット法により基板Ｓのエッチング箇所に配置することで、基板Ｓのエッチング箇所に極少量のエッチング液Ｑを正確かつ高速に配置することができる。また、光Ｌの照射を受けて活性化しやすい物質をエッチング液Ｑとして用いているので、基板Ｓを容易かつ確実に加工することができる。
【００３５】
また、光照射工程では、基板Ｓを透過させることで基板Ｓとエッチング液Ｑとの界面Ｆに光Ｌを到達させている。これにより、エッチング液Ｑに対して界面Ｆの基板Ｓ側から光を照射させることができる。そのため、エッチング液Ｑの活性化部分Ｑａが拡散するのを極力抑えることができる。これにより、基板Ｓ上の狭い領域であっても高精度にエッチングすることができる。
【００３６】
また、エッチング液Ｑのうち活性化部分Ｑａの周囲は液体であるため、活性化によって生じるラジカルやイオンの平均自由工程が低く抑えられることになる。この結果、当該活性化部分Ｑａの拡散が抑制されることとなる。このため、光Ｌの照射によりエッチング液Ｑに活性化部分Ｑａがピンポイントで形成され、基板Ｓは高精度にエッチングされることとなる。また、エッチング液Ｑを基板Ｓのエッチング箇所に選択的に配置することで、不必要な箇所がエッチングされることが防止され、より高精度にエッチングすることが可能になる。
【００３７】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、エッチング液供給部は液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに限定されず、ディスペンサー等を用いてもよい。
【００３８】
また、液配置工程においてエッチング液供給部によってエッチング液の液滴を吐出し、基板上にエッチング箇所のパターンに対応するエッチング液のパターンを描画してもよい。そして、光照射工程において光源を当該エッチング液のパターンに沿って移動させることで、当該エッチング液のパターンを辿るように除去部を形成してもよい。このとき、エッチング液供給部と光源とを同時に移動させてもよい。また、エッチング液供給部と光源とを基板のエッチング箇所を挟んで対向させた状態で移動させてもよい。また、エッチング液供給部がエッチング液のパターンを基板上に描画し、基板上のエッチング液が安定した後に、エッチング液のパターンを追従するように光源を移動させてもよい。
【００３９】
また、液配置工程の前に基板のエッチング箇所以外の領域にエッチング液が配置されることを防止する防液処理を行ってもよい（防液処理工程）。
具体的には、エッチング液がフッ素系のエッチング材料を用いている場合には、エッチング箇所の周囲に堤防状のバンク部を形成することができる。これにより、エッチング箇所の外側にエッチング液が流出することを防止できる。バンク部は例えば基板上にバンク材料を塗布し、フォトリソグラフィー法、エッチング法等を用いて形成しておくことができる。
【００４０】
エッチング液がフッ素系のエッチング材料を用いていない場合には、基板表面のエッチング箇所に親液処理を施し、エッチング箇所の周囲等、エッチング箇所以外の領域に撥液処理を施すようにしてもよい。これにより、エッチング箇所以外の領域に配置されたエッチング液を弾いて、エッチング液を基板のエッチング箇所に集約させることができる。
液配置工程の前にこのような防液処理工程を実施することで、エッチング箇所のみにエッチング液を配置することが可能になり、エッチング液の使用量をより削減することができる。
【００４１】
また、液配置工程をチャンバー等の密閉容器内で実施し、チャンバー内部の圧力を空気圧よりも高圧にしてもよい。これにより、基板上に配置したエッチング液の蒸発を防止できる。また、基板表面の近傍の雰囲気をエッチング液の溶媒の蒸気によって飽和させた状態にしてもよい。これにより、基板上に配置したエッチング液の蒸発を防止できる。
また、光源として基板の全体を照射する面状の光源を用いることができる。これにより、光源を移動させることなく所望のパターンのエッチングを行うことが可能になる。
【符号の説明】
【００４２】
Ｆ  界面、Ｑ  エッチング液、Ｌ  光、Ｒ  照射領域、Ｓ  基板（被処理体）
【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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