(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、複数のエッチング箇所の各々に照射する光の面積を制御することができ、一つの光源で複数のエッチング箇所を一括して加工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Ｌ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に光Ｌを照射する光照射工程と、を含み、光照射工程では、光Ｌを部分的に遮蔽して界面Ｆの複数の照射領域Ｒに光Ｌを照射することを特徴とする。【選択図】図５
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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に前記光を照射する光照射工程と、
を含み、
前記光照射工程では、前記光を部分的に遮蔽して前記界面の複数の照射領域に前記光を照射することを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記光照射工程では、前記複数の照射領域の各々に対応した開口部を有する光遮蔽部を介して前記複数の照射領域に一括して前記光を照射する
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】
前記液配置工程は、前記被処理体を前記エッチング液に浸す液浸工程を含む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記液配置工程は、前記被処理体上に前記エッチング液を塗布する塗布工程を含む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエッチング方法。
【請求項５】
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】
前記光照射工程では、前記エッチング液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４記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記液配置工程の前に、前記被処理体上を前記エッチング液に対して親液性となるように処理する親液処理工程を更に含む
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項８】
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７のいずれか一項に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、被処理体に複数のエッチング箇所がある場合に、各々のエッチング箇所に対応して光を照射する面積を制御しなくてはならないという課題がある。また、複数個所をエッチングする場合に、複数の光源を用いるか、または光源を複数回移動させなくてはならないという課題がある。
【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、複数のエッチング箇所の各々に照射する光の面積を制御することができ、一つの光源で複数のエッチング箇所を一括して加工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に前記光を照射する光照射工程と、を含み、前記光照射工程では、前記光を部分的に遮蔽して前記界面の複数の照射領域に前記光を照射することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、照射領域のエッチング液が化学的に活性化され、ラジカルやイオンが発生する。そして、その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、エッチング液を活性化させる光を部分的に遮蔽して、当該光が照射される照射領域を限定し、照射領域の面積を制御することができる。また、光を部分的に遮蔽することで、複数のエッチング箇所に対応した照射領域を形成することができる。したがって、一つの光源を用いて複数のエッチング箇所を一括してエッチングすることが可能となる。
また、界面の一部の照射領域に光を選択的に照射することで、エッチング液の一部のみを活性化させることができる。エッチング液のうち活性化した部分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。このため、当該活性化部分の拡散が抑制され、エッチング液をピンポイントで活性化させることができる。これにより、被処理体に対して局所的で高精度なエッチングが可能となる。
【００１２】
また、本発明のエッチング方法は、前記光照射工程では、前記複数の照射領域の各々に対応した開口部を有する光遮蔽部を介して前記複数の照射領域に一括して前記光を照射することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、エッチング液を活性化する光の一部を光遮蔽部によって遮蔽すると共に当該光のその他の部分を開口部によって透過させることができる。また、開口部の寸法を調整することで、照射領域の面積を制御することができる。
【００１４】
また、本発明のエッチング方法は、前記液配置工程は、前記被処理体を前記エッチング液に浸す液浸工程を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、被処理体をエッチング液に浸すことにより、被処理体上に確実にエッチング液を配置することができる。
【００１６】
また、本発明のエッチング方法は、前記液配置工程は、前記被処理体上に前記エッチング液を塗布する塗布工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、塗布によってエッチング液を配置することとしたので、エッチング液の使用量を抑えることができる。
【００１８】
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。
【００１９】
本発明によれば、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ので、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。
【００２０】
また、本発明のエッチング方法は、前記光照射工程では、前記エッチング液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。
【００２１】
本発明によれば、エッチング液と被処理体との界面のエッチング液側から光を照射することができる。したがって、液配置工程においてエッチング液を被処理体上に塗布する場合には、被処理体のエッチング液が塗布された面側から光を照射することができる。
【００２２】
また、本発明のエッチング方法は、前記液配置工程の前に、前記被処理体上を前記エッチング液に対して親液性となるように処理する親液処理工程を更に含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、被処理体上にエッチング液を配置させやすくすることができるので、効率良く液配置工程を行うことができる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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】
【００２７】
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、容器２と、光源３と、エッチング液供給部４と、制御部５と、光遮蔽部６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。
【００２８】
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。
【００２９】
容器２は、基板Ｓを収容すると共に、基板Ｓのエッチングに用いられるエッチング液Ｑを収容する。容器２は、例えば底部（図中下辺側）に窓部２ａを有している。窓部２ａは、平面視で基板Ｓの収容される領域よりも広い領域に形成されている。窓部２ａは、光源３からの光を透過可能な材料によって形成されている。窓部２ａの位置は、容器２の底部には限られず、側部（図中左辺側及び右辺側のうち少なくとも一方）であっても構わない。窓部２ａは１箇所に限られず、複数箇所に設けられていても構わない。
【００３０】
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、加工する基板Ｓがエッチングされる領域よりも広い面積を有する面状の光源である。光源３は、光射出面３ａが窓部２ａに対向するように配置されて、窓部２ａと略平行に設けられている。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。
【００３１】
エッチング液供給部４は、容器２にエッチング液Ｑを供給するように構成されている。
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ように構成されている。
【００３２】
光遮蔽部６は、光源３が射出する光を遮蔽する材料により、光源３の射出する光を透過しない厚さに形成されている。光遮蔽部６は、例えばクロム等の金属材料により形成することができる。光遮蔽部６は、光源３から射出された光を透過させる複数の開口部６ａを備え、光源３から射出された光を部分的に遮蔽するようになっている。光遮蔽部６は、容器２の窓部２ａの外側に配置され、窓部２ａの外形寸法と等しいか若しくはそれよりも大きく形成されている。光遮蔽部６は、開口部６ａにより露出された部分を除いて窓部２ａの全体を覆うように配置されている。
【００３３】
エッチング装置１の基板Ｓが配置される領域には、光遮蔽部６の開口部６ａを透過した光が照射される照射領域Ｒが設定されている。照射領域Ｒは、基板Ｓの複数のエッチング箇所の各々の位置、形状及び寸法に対応して設定されている。光遮蔽部６の開口部６ａの各々は、照射領域Ｒの各々の位置、平面寸法及び平面形状に対応して開口されている。
【００３４】
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５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。
【００３５】
（液配置工程）
まず、エッチング液を基板Ｓ上に配置する液配置工程を実施する。図２に示すように、エッチング面Ｓａを上方に向けた状態で、容器２に基板Ｓを収容する。基板Ｓは、平面視で窓部２ａの形成領域内に収まるように、窓部２ａ上の所定の位置に位置決めして配置する。このように基板Ｓを位置決めして配置することで、エッチング装置１において設定された照射領域Ｒの各々を基板Ｓのエッチング箇所の各々と合致させる。
【００３６】
次に、図３に示すように、制御部５によってエッチング液供給部４から容器２内にエッチング液Ｑを供給させる。制御部５は、基板Ｓの全体がエッチング液Ｑによって浸されるようにエッチング液Ｑの供給量を調節する（液浸工程）。これにより、基板Ｓのエッチング面Ｓａにエッチング液Ｑが配置され、エッチング面Ｓａとエッチング液Ｑとの間に界面Ｆが形成される。
【００３７】
（光照射工程）
次に、基板Ｓとエッチング液Ｑとの界面Ｆに光を照射する光照射工程を実施する。図４に示すように、制御部５によって、光源３の光射出面３ａから光Ｌを射出させる。光射出面３ａから射出された光Ｌは、その一部が光遮蔽部６によって遮蔽され、その他が複数の開口部６ａを透過する。開口部６ａの各々を透過した光Ｌは、それぞれ窓部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の照射領域Ｒに各々照射される。この光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。
【００３８】
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。以上により、基板Ｓの複数のエッチング箇所がエッチングされた状態となる。
【００３９】
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。そのため、基板Ｓ上にエッチングマスクを形成することなく、化学反応のみによって基板Ｓの複数のエッチング箇所を一括してエッチングすることができる。したがって、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。
【００４０】
また、光源３から発せられた光Ｌを光遮蔽部６により部分的に遮蔽して、光Ｌが照射される照射領域Ｒを限定し、照射領域Ｒの面積を制御することができる。また、光遮蔽部６により光Ｌを部分的に遮蔽し、開口部６ａにより光Ｌを透過させて界面Ｆに到達させることで、複数のエッチング箇所の各々の位置、形状及び寸法に対応した照射領域Ｒを形成することができる。したがって、一つの光源３を用いて複数のエッチング箇所を一括してエッチングすることが可能となる。
【００４１】
また、光遮蔽部６を介して光Ｌを照射し、界面Ｆの一部の照射領域Ｒに光Ｌを選択的に照射することで、エッチング液Ｑの一部のみを活性化させることができる。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。この結果、当該活性化部分Ｑａの拡散が抑制される。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をピンポイントで形成し、基板Ｓを高精度にエッチングすることができる。
【００４２】
また、複数の照射領域Ｒの各々の位置、寸法及び形状に対応した開口部６ａを有する光遮蔽部６を介して複数の照射領域Ｒに一括して光Ｌを照射している。そのため、光Ｌの一部を光遮蔽部６によって遮蔽すると共に当該光Ｌの一部を開口部６ａに透過させることができるだけでなく、開口部６ａの寸法を調整することで、照射領域Ｒの面積を制御することができる。
【００４３】
また、液配置工程において基板Ｓをエッチング液Ｑに浸すことで、基板Ｓ上に確実にエッチング液Ｑを配置することができる。
また、光照射工程において基板Ｓを透過させて基板Ｓとエッチング液Ｑとの界面Ｆに光Ｌを照射することで、エッチング液Ｑ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、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。また、光源３を容器２の外側に配置して界面Ｆの基板Ｓ側から光Ｌを照射することができ、エッチング装置１の構成を簡単にすることができる。
【００４４】
また、光の照射を受けて活性化しやすい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つを含むエッチング液Ｑを用いることで、基板Ｓを容易かつ確実に加工することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のエッチング方法によれば、基板Ｓに対する熱の影響を抑制することができ、複数のエッチング箇所の各々に照射するＬ光の面積を制御することができ、一つの光源３で複数のエッチング箇所を一括して加工することができる。
【００４６】
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、上記実施形態では、基板Ｓをエッチング液Ｑに浸すことで基板Ｓのエッチング面Ｓａ上にエッチング液Ｑを配置することとしたが、液配置工程はこれに限定されない。例えば、基板Ｓのエッチング面Ｓａにエッチング液Ｑを塗布することでエッチング液Ｑをエッチング面Ｓａ上に配置するようにしても構わない。また、エッチング液Ｑをミスト状にして基板Ｓのエッチング面Ｓａ上に漂わせておくことで、エッチング液Ｑをエッチング面Ｓａ上に配置することとしても構わない。
これにより、エッチング液Ｑの使用量を抑えることができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、光射出面３ａからの光Ｌが基板Ｓを透過して界面Ｆに照射されるようにしたが、光照射工程はこれに限定されない。例えば基板Ｓを透過させずに光Ｌを界面Ｆに照射するようにしても構わない。例えば基板Ｓの側方から界面Ｆに光を照射しても構わないし、基板Ｓではなくエッチング液Ｑを透過させて光Ｌを界面Ｆに照射しても構わない。
【００４８】
上記のように基板Ｓにエッチング液Ｑを塗布する場合であれば、例えばエッチング液Ｑを膜状に塗布し、当該膜状のエッチング液Ｑを透過させるように光を照射しても構わない。これにより、エッチング液Ｑと基板Ｓとの界面Ｆのエッチング液Ｑ側から光を照射することができる。したがって、液配置工程においてエッチング液Ｑを基板Ｓ上に塗布する場合には、基板Ｓのエッチング液Ｑが塗布されたエッチング面Ｓａ側から光Ｌを照射することができる。
【００４９】
また、上記実施形態の基板Ｓにエッチング液Ｑに対して親液性となるように表面処理を施しても構わない。当該表面処理は、基板Ｓをエッチング液Ｑに浸す前に行っておくことようにする。これにより、エッチング液Ｑが基板Ｓ上により確実に配置されることとなり、高精度のエッチングが可能となる。
【００５０】
また、上記実施形態の容器２内に収容されるエッチング液Ｑを容器内で流動させる流動機構を設けるようにし、エッチング液Ｑをかき混ぜることができる構成としても構わない。また、上記実施形態の容器２内に収容されるエッチング液Ｑの温度を調節する温調装置を搭載する構成であっても構わない。また、光遮蔽部６を移動、交換する光遮蔽部移動装置を搭載する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
６  光遮蔽部、６ａ  開口部、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】
2010171197.tif 000004
【図３】
2010171197.tif 000005
【図４】
2010171197.tif 000006
【図５】
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