(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、エッチング速度の低下を防止することができ、かつ高精度にエッチングを行う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媒体（エッチング液Ｑ）を被処理体（基板Ｓ）上に配置する媒体配置工程と、被処理体とエッチング媒体との界面Ｆの一部の照射領域Ｒに光を照射する光照射工程と、を含み、光照射工程では、照射領域Ｒの近傍においてエッチング媒体を吸引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媒体を被処理体上に配置する媒体配置工程と、
前記被処理体と前記エッチング媒体との界面の一部の照射領域に前記光を照射する光照射工程と、
を含み、
前記光照射工程では、前記照射領域の近傍において前記エッチング媒体を吸引することを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記媒体配置工程では、前記照射領域に前記エッチング媒体を局所的に供給すると共に供給された前記エッチング媒体を吸引する
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又は請求項２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチング媒体はエッチング液である
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つを含むエッチング液である
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６】
前記エッチング媒体はエッチングガスである
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７】
前記エッチングガスを大気圧よりも大きい圧力にする
ことを特徴とする請求項６記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記エッチングガスは、ハロゲン系エッチングガスを含む
ことを特徴とする請求項６又は請求項７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、エッチング反応により発生した反応生成物によってエッチング反応が阻害され、エッチング速度が低下するという課題がある。また、光が照射されて活性化したエッチング液の活性化部分に含まれるラジカルやイオンが僅かながら拡散する。この拡散したラジカルやイオンが光を照射した領域の外側に侵出すると、エッチングの加工精度が低下するという課題がある。
【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、エッチング速度の低下を防止することができ、かつ高精度にエッチングを行う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媒体を被処理体上に配置する媒体配置工程と、前記被処理体と前記エッチング媒体との界面の一部の照射領域に前記光を照射する光照射工程と、を含み、
前記光照射工程では、前記照射領域の近傍において前記エッチング媒体を吸引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媒体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、界面の一部の照射領域に光を選択的に照射することで、エッチング媒体の一部のみを活性化させ、エッチング媒体をピンポイントで活性化させることができる。さらに、照射領域の近傍のエッチング媒体を吸引することで、被処理体のエッチング反応により発生した反応生成物を照射領域から除去することができる。これにより、反応性生物によるエッチング反応の阻害を防止し、エッチング速度が低下することを防止できる。
また、照射領域の外側に侵出した余分なラジカルやイオンを除去することができるので、エッチングの加工精度の低下を防止して高精度にエッチングを行うことができる。さらに、エッチング媒体の吸引速度を調整することで、ラジカルやイオンが拡散する範囲を調整し、被処理体がエッチングされる面積を調整することができる。したがって、エッチングマスクを用いることなく、被処理体に対して局所的で高精度なエッチングを行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明のエッチング方法は、前記媒体配置工程では、前記照射領域に前記エッチング媒体を局所的に供給すると共に供給された前記エッチング媒体を吸引することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、被処理体の全体にエッチング媒体を配置する場合と比較して、エッチング媒体の使用量を削減することができる。また、エッチング媒体を収容する容器が不要となり、被処理体のエッチングを容易にすることができる。
【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。
【００１５】
本発明によれば、エッチング媒体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、エッチング媒体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。
【００１６】
また、本発明のエッチング方法は、前記エッチング媒体はエッチング液であることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、エッチング媒体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。
【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、前記エッチング媒体はエッチングガスであることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、被処理体をドライエッチングすることが可能になる。
【００２２】
また、本発明のエッチング方法は、前記エッチングガスを大気圧よりも大きい圧力にすることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、エッチングガスを活性化させた際、活性化部分が大気圧よりも高い圧力になるため、活性化によって発生するラジカルやイオンの平均自由工程が低く抑えられる。
【００２４】
また、本発明のエッチング方法は、前記エッチングガスは、ハロゲン系エッチングガスを含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、ハロゲン系エッチングガスを含むエッチングガスが用いられるので、被処理体を容易かつ確実に加工することができる。ハロゲン系エッチングガスとしては、例えばＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ６、Ｃｌ２などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施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】第１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。
【図６】同、工程図。
【図７】本発明の第２実施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８】第２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９】本発明の第３実施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１０】第３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。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施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、吸引部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、ガラス、石英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、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。
【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。
吸引部６は、容器２に対して相対的に移動可能に設けられ、基板Ｓに対して位置決め可能となっている。吸引部６は、先端部の吸入口６ａからエッチング液Ｑを吸引可能に設けられている。吸引部６は、エッチング液Ｑの吸引速度を制御可能になっている。吸引部６の吸入口６ａの開口面積は、基板Ｓのエッチング箇所の面積と同等かそれよりも大きくなるように形成されている。
制御部５は、光源３の動作、エッチング液供給部４の動作、吸引部６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】
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。
【００３３】
（媒体配置工程）
まず、エッチング液Ｑを基板Ｓ上に配置する媒体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。次いで、制御部５によって吸引部６を移動させ、基板Ｓのエッチング箇所に吸引部６の吸入口６ａを対向させた状態で配置する。
【００３４】
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。
【００３５】
（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。制御部５は、光射出部３ａが平面視で基板Ｓのエッチング箇所に重なるように光源３を移動させる。これにより、光源３と吸引部６は基板Ｓを挟んで対向した状態となる。
次いで、制御部５は、図４に示すように、光源３の光射出部３ａから光Ｌを射出させる。光射出部３ａから射出された光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の照射領域Ｒに照射される。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。
【００３６】
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。
【００３７】
制御部５は、光源３から光Ｌを射出する際に、同時に基板Ｓとエッチング液Ｑとの界面Ｆの照射領域Ｒの近傍のエッチング液Ｑを吸引部６に吸引させる。制御部５は、吸引部６によるエッチング液Ｑの吸引速度を調整し、活性化部分Ｑａが基板Ｓのエッチングする領域と重なるするようにする。すなわち、活性化部分Ｑａが基板Ｓのエッチングする領域の外側に侵出してしまう場合には、吸引部６によるエッチング液Ｑの吸引速度を上昇させる。また、活性化部分Ｑａが基板Ｓのエッチングする領域の内側である場合には、吸引部６によるエッチング液Ｑの吸引速度を低下させる。
【００３８】
光照射工程では、制御部５は、図６に示すように、光源３と吸引部６との位置関係を保持したまま光Ｌの照射領域Ｒを基板Ｓのエッチング箇所に沿って移動させる。例えば、図６に示すように、制御部５は、光源３及び吸引部６を移動させることにより照射領域Ｒを移動させるようにする。光Ｌの照射領域Ｒの移動に伴い、エッチング液Ｑに形成される活性化部分Ｑａの位置も移動する。活性化部分Ｑａの移動により、基板Ｓには光Ｌの照射領域Ｒを辿るように除去部Ｓｂが形成されていく。以上により、基板Ｓのエッチング箇所をエッチングすることができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、エッチング液Ｑに光Ｌ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のエッチング箇所を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、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。
【００４１】
また、照射領域Ｒの近傍のエッチング液Ｑを吸引することで、基板Ｓのエッチング反応により発生した反応生成物を照射領域Ｒから除去することができる。これにより、反応性生物によりエッチング反応が阻害されることを防止し、エッチング速度が低下することを防止できる。
【００４２】
また、照射領域Ｒの近傍のエッチング液Ｑを吸引することで、照射領域Ｒの外側に侵出した余分なラジカルやイオンを除去することができる。これにより、照射領域Ｒの外側がエッチングされることを防止して、エッチングの加工精度の低下を防止することができる。したがって、基板Ｓのエッチング箇所のエッチングを高精度に行うことができる。
【００４３】
さらに、エッチング液Ｑの吸引速度を調整することで、ラジカルやイオンが拡散する範囲を調整し、基板Ｓがエッチングされる面積を調整することができる。したがって、エッチングマスクを用いることなく、基板Ｓに対して局所的で高精度なエッチングを行うことが可能となる。尚、基板Ｓがエッチングされる範囲の調整は、吸引速度の調整以外にも、吸引部６の吸入口６ａの開口面積の調整や、吸入口６ａと基板Ｓとの間の距離の調整によって行うこともできる。
【００４４】
また、媒体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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、エッチング速度の低下を防止することができ、かつ高精度にエッチングを行うことができる。
【００４７】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について図４〜図６を援用し、図７及び図８を参照して説明する。本実施形態では、基板Ｓをエッチングするためのエッチング媒体としてエッチングガスを用い、エッチングガスを基板Ｓのエッチング箇所に局所的に供給する点で上述の第１実施形態で説明したエッチング方法と異なっている。
【００４８】
図７は、本実施形態に係るエッチング装置１１の構成を示す図である。図８は、図７に示すエッチング装置１１を用いたエッチング動作を示す工程図である。
図７に示すように、エッチング装置１１は、ステージ１２と、光源１３と、エッチングガス供給・回収部１４と、制御部１５と、吸引部１６と、を備えている。
【００４９】
エッチング装置１１は、エッチングガスＧを用いて基板Ｓをエッチングする。エッチングガスＧとしては、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。このようなエッチングガスＧとして、例えば、いわゆるドライエッチングに用いられるエッチングガスが挙げられる。このドライエッチングに用いられるエッチングガスのうち、例えばＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ６、Ｃｌ２などのハロゲン系エッチングガスを用いることが好ましい。勿論、これら以外の材料を用いても、ハロゲン系エッチングガス以外の材料であっても構わない。本実施形態で用いられるエッチングガスは、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。
【００５０】
ステージ１２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１２ａを備えている。また、制御部１５により、基板Ｓを自在に搬送して光源１３及び吸引部１６に対して位置決め可能に設けられている。
【００５１】
光源１３は、エッチングガスＧを化学的に活性化させる光Ｌ１を射出する。光源１３は、光射出部１３ａが窓部１２ａに対向するように配置されている。光源１３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１３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。エッチングガスの種類や基板Ｓの種類等に応じて最適な光源が選択して用いられる。
【００５２】
エッチングガス供給・回収部１４は、吸引部１６に接続され、図８に示す吸引部１６のガス供給路１６ａにエッチングガスＧを供給すると共に、ガス排出路１６ｄから排出されたエッチングガスＧを回収するようになっている。エッチングガス供給・回収部１４としては、例えばエッチングガスＧを収容したガスボンベや真空ポンプなどを用いることができる。
【００５３】
吸引部１６は、図８に示す吸引部１６のガス供給路１６ａに供給されたエッチングガスＧをガス噴出口１６ｂから噴出させ、噴出させたエッチングガスＧをガス吸入口１６ｃから吸引してガス排出路１６ｄを介して排出するようになっている。ガス供給路１６ａ及びガス排出路１６ｄには不図示の制御弁が設けられ、制御部１５によって開閉可能に構成されている。
また、制御部１５は、ステージ１２の動作、光源１３の動作、エッチングガス供給・回収部１４の動作、吸引部１６の動作など、エッチング装置１１の各種動作を統括的に制御する。
【００５４】
次に、エッチング装置１１を用いた基板Ｓのエッチング方法について説明する。
【００５５】
（媒体配置工程）
まず、エッチングガスＧを基板Ｓ上に配置する媒体配置工程を実施する。図７に示すように基板Ｓをステージ１２に載置してステージ１２を移動させ、基板Ｓのエッチング箇所が吸引部１６の先端部と対向するように基板Ｓを吸引部１６に対して位置決めする。このとき、光源１３の光射出部１３ａは、基板Ｓを挟んで吸引部１６と正対するように配置されている。
【００５６】
次に、制御部１５によってエッチングガス供給・回収部１４から吸引部１６のガス供給路１６ａにエッチングガスＧを供給させる。制御部１５は、吸引部１６のガス供給路１６ａの制御弁を開いてガス噴出口１６ｂからエッチングガスＧを噴出させる。これにより、基板Ｓのエッチング箇所に局所的にエッチングガスＧを供給する。制御部１５は、ガス噴出口１６ｂから噴出されるエッチングガスＧの圧力が大気圧よりも大きくなるように、エッチングガス供給・回収部１４にエッチングガスＧの供給圧力を調節させる。
【００５７】
制御部１５は、エッチングガス供給・回収部１４にエッチングガスＧの供給を開始させるのと同時に、エッチングガスＧの吸引をエッチングガス供給・回収部１４に開始させる。制御部１５は、吸引部１６のガス排出路１６ｄの制御弁を開いて、ガス噴出口１６ｂから噴出されたエッチングガスＧを吸入口１６ｃから吸引させる。これにより、基板Ｓのエッチング面ＳａにエッチングガスＧが流通し、エッチング面ＳａとエッチングガスＧとの間に界面Ｆ１が形成される。
【００５８】
（光照射工程）
次に、基板ＳとエッチングガスＧとの界面Ｆ１に光を照射する光照射工程を実施する。制御部１５は、光源１３の光射出部１３ａに光Ｌ１を射出させる。光射出部１３ａから射出された光Ｌ１は、窓部１２ａ及び基板Ｓを透過し、照射領域Ｒ１の基板ＳとエッチングガスＧとの界面Ｆ１に照射される。この光Ｌ１の照射を受けた照射領域Ｒ１の界面Ｆ１では、エッチングガスＧが化学的に活性化し、活性化部分Ｇａが形成される。
【００５９】
本実施形態では、照射領域Ｒ１の面積と吸引部１６の先端部の面積とが略等しくなっている。また、エッチングガスＧの基板Ｓのエッチング面Ｓａに沿う断面積は吸引部１６の先端部の面積と略等しくなっている。したがって、界面Ｆ１の全面が活性化部分Ｇａに接した状態となる。
活性化部分Ｇａでは、エッチングガスＧ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、基板Ｓの反応部分が除去され、第１実施形態と同様に除去部Ｓｂが形成される（図５参照）。
【００６０】
基板Ｓと活性化部分Ｇａのラジカルやイオンとのエッチング反応により発生した反応性生物や、エッチング箇所のエッチングに不要な余分なラジカルやイオンは吸引部１６の吸入口１６ｃから吸引される。制御部１５は、吸引部１６によるエッチングガスＧの吸引速度あるいは噴出速度を調整し、活性化部分Ｇａが基板Ｓのエッチングする領域と重なるするようにする。
【００６１】
すなわち、活性化部分Ｇａが基板Ｓのエッチングする領域の外側に侵出してしまう場合には、吸引部１６によるエッチングガスＧの吸引速度を上昇させる。あるいは、吸引部１６によるエッチングガスＧの噴出速度を低下させる。
また、活性化部分Ｇａが基板Ｓのエッチングする領域の内側である場合には、吸引部１６によるエッチングガスＧの噴出速度を低下させる。あるいは、吸引部１６によるエッチングガスＧの供給速度を上昇させる。
【００６２】
光照射工程では、制御部１５は、ステージ１２を移動させることにより光Ｌ１の照射領域Ｒ１を移動させるようにする。光Ｌ１の照射領域Ｒ１の移動に伴い、エッチングガスＧに形成される活性化部分Ｇａの位置も移動する。活性化部分Ｇａの移動により、基板Ｓには、第１実施形態と同様に、光Ｌ１の照射領域Ｒ１を辿るように除去部Ｓｂが形成されていく（図６参照）。以上により、基板Ｓのエッチング箇所をエッチングすることができる。
【００６３】
このように、本実施形態によれば、エッチングガスＧに光Ｌ１を照射し当該エッチングガスＧ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のエッチング箇所を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。
【００６４】
また、照射領域ＲにエッチングガスＧを局所的に供給すると共に供給されたエッチングガスＧを吸引している。そのため、基板Ｓのエッチング反応により発生した反応生成物を照射領域Ｒ１から除去することができる。これにより、反応性生物によりエッチング反応が阻害されることを防止し、エッチング速度が低下することを防止できる。
【００６５】
また、エッチングガスＧの供給圧力や吸引速度を調整することで、エッチングガスＧを配置する範囲を調整することができ、エッチング箇所以外の部分がエッチングされることを防止できる。したがって、より高精度なエッチングを行うことが可能になる。
また、基板Ｓのエッチング面Ｓａの全体にエッチングガスＧを配置する場合と比較して、エッチングガスＧの使用量を削減することができる。また、エッチングガスＧを収容するチャンバー等の容器が不要となり、基板Ｓのエッチングを容易にすることができる。
【００６６】
また、照射領域Ｒ１の面積とエッチングガスＧのエッチング面Ｓａに沿う断面積とが略等しくなっている。したがって、界面Ｆ１の全面を活性化部分Ｇａに接した状態として効率よくエッチングを行うことが可能になる。
【００６７】
また、エッチング媒体としてエッチングガスを用いることで、基板Ｓをドライエッチングと同様にエッチングすることが可能になる。
また、エッチングガスを大気圧よりも大きい圧力にすることで、エッチングガスを活性化させた際、活性化部分が大気圧よりも高い圧力になるため、活性化によって発生するラジカルやイオンの平均自由工程が低く抑えられる。これにより、活性化部分の無制限な拡散を防止できる。
また、ハロゲン系エッチングガスを含むエッチングガスＧが用いられるので、基板Ｓを容易かつ確実に加工することができる。
【００６８】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態について図４〜図６を援用し、図９及び図１０を参照して説明する。本実施形態では、エッチングガスを吸引する吸引部とは別にエッチングガスを噴出する噴出部を設けた点で上述の第２実施形態で説明したエッチング方法と異なっている。その他の点は同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
【００６９】
図９は、本実施形態に係るエッチング装置２１の構成を示す図である。図１０は、図９に示すエッチング装置２１を用いたエッチング動作を示す工程図である。
図９に示すように、エッチング装置２１は、ステージ１２と、光源１３と、エッチングガス供給・回収部１４と、制御部１５と、噴出部２６と、吸引部３６と、を備えている。
【００７０】
噴出部２６は、エッチングガス供給・回収部１４によって供給されたエッチングガスＧを噴出口２６ａから噴出させる。
吸引部３６は、噴出部２６によって噴出させたエッチングガスＧを吸入口３６ａから吸引して、吸引したガスをガス供給・回収部１４によって回収させるようになっている。
【００７１】
噴出部２６及び吸引部３６は、それぞれ独立して移動可能に設けられている。また、噴出部２６及び吸引部３６は、基板Ｓのエッチング面Ｓａに対する姿勢や角度も制御可能に設けられている。
制御部１５は、ステージ１２の動作、光源１３の動作、エッチングガス供給・回収部１４の動作、噴出部２６の動作、吸引部３６の動作など、エッチング装置１１の各種動作を統括的に制御する。
【００７２】
次に、エッチング装置２１を用いた基板Ｓのエッチング方法について説明する。
【００７３】
（媒体配置工程）
まず、エッチングガスＧを基板Ｓ上に配置する媒体配置工程を実施する。図９に示すように基板Ｓをステージ１２に載置してステージ１２、噴出部２６、吸引部３６を移動させ、基板Ｓのエッチング箇所が噴出部２６及び吸引部３６の先端部と対向するように基板Ｓを噴出部２６及び吸引部３６に対して位置決めする。また、噴出部２６を基板Ｓのエッチング面Ｓａに対して傾斜させた状態で配置し、基板Ｓのエッチング箇所を通るエッチング面Ｓａの垂線に対して吸引部３６を噴出部２６と対称に配置する。このとき、光源１３の光射出部１３ａは、基板Ｓを挟んで噴出部２６及び吸引部３６の先端部と対向するように配置されている。
【００７４】
次に、制御部１５によってエッチングガス供給・回収部１４からガス噴出部２６にエッチングガスＧを供給させ、噴出口２６ａからエッチングガスＧを噴出させる。これにより、基板Ｓのエッチング箇所に局所的にエッチングガスＧを供給する。制御部１５は、噴出口２６ａから噴出されるエッチングガスＧの圧力が大気圧よりも大きくなるように、エッチングガス供給・回収部１４にエッチングガスＧの供給圧力を調節させる。
【００７５】
制御部１５は、エッチングガス供給・回収部１４にエッチングガスＧの供給を開始させるのと同時に、エッチングガスＧの吸引をエッチングガス供給・回収部１４に開始させる。制御部１５は、噴出部２６の噴出口２６ａから噴出されたエッチングガスＧを吸引部３６の吸入口３６ａから吸引させる。これにより、基板Ｓのエッチング面ＳａにエッチングガスＧが流通し、エッチング面ＳａとエッチングガスＧとの間に界面Ｆ１が形成される。
【００７６】
（光照射工程）
次に、基板ＳとエッチングガスＧとの界面Ｆ１に光を照射する光照射工程を実施する。制御部１５は、光源１３の光射出部１３ａに光Ｌ１を射出させる。光射出部１３ａから射出された光Ｌ１は、窓部１２ａ及び基板Ｓを透過し、照射領域Ｒ１の基板ＳとエッチングガスＧとの界面Ｆ１に照射される。この光Ｌ１の照射を受けた照射領域Ｒ１の界面Ｆ１では、エッチングガスＧが化学的に活性化し、活性化部分Ｇａが形成される。
【００７７】
本実施形態では、照射領域Ｒ１の面積とエッチングガスＧの基板Ｓのエッチング面Ｓａに沿う断面積が略等しくなっている。したがって、界面Ｆ１の全面が活性化部分Ｇａに接した状態となる。
活性化部分Ｇａでは、エッチングガスＧ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、基板Ｓの反応部分が除去され、第１実施形態と同様に除去部Ｓｂが形成される（図５参照）。
【００７８】
基板Ｓと活性化部分Ｇａのラジカルやイオンとのエッチング反応により発生した反応性生物や、エッチング箇所のエッチングに不要な余分なラジカルやイオンは吸引部３６の吸入口３６ａから吸引される。制御部１５は、吸引部３６によるエッチングガスＧの吸引速度あるいは噴出部２６によるエッチングガスＧの噴出速度を調整し、活性化部分Ｇａが基板Ｓのエッチングする領域と重なるするようにする。
【００７９】
すなわち、活性化部分Ｇａが基板Ｓのエッチングする領域の外側に侵出してしまう場合には、吸引部３６によるエッチングガスＧの吸引速度を上昇させる。あるいは、噴出部２６によるエッチングガスＧの噴出速度を低下させる。
また、活性化部分Ｇａが基板Ｓのエッチングする領域の内側である場合には、吸引部３６によるエッチングガスＧの吸引速度を低下させる。あるいは、噴出部２６によるエッチングガスの噴出速度を上昇させる。
【００８０】
光照射工程では、制御部１５は、ステージ１２、噴出部２６、吸引部３６等を移動させることにより光Ｌ１の照射領域Ｒ１を移動させるようにする。光Ｌ１の照射領域Ｒ１の移動に伴い、エッチングガスＧに形成される活性化部分Ｇａの位置も移動する。活性化部分Ｇａの移動により、基板Ｓには、第１実施形態と同様に、光Ｌ１の照射領域Ｒ１を辿るように除去部Ｓｂが形成されていく（図６参照）。以上により、基板Ｓのエッチング箇所をエッチングすることができる。
【００８１】
本実施形態によれば、上述の第２実施形態と同様の効果が得られる。加えて、噴出部２６と吸引部３６とが別に設けられ、それぞれ独立して移動、姿勢制御が可能となっている。そのため、基板ＳとエッチングガスＧとの界面Ｆ１の面積を所定の範囲で自由に調整することができる。したがって、活性化部分Ｇａの面積を調整することができ、基板Ｓをエッチングできる範囲をより自由に設定することができる。
【００８２】
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、上述の第１実施形態では、エッチング媒体がエッチング液Ｑである場合について説明したが、容器２の代わりにチャンバー等の密閉容器を用い、エッチング媒体としてエッチングガスＧを用いてもよい。同様に、上述の第２実施形態及び第３実施形態ではエッチング媒体がエッチングガスＧである場合について説明したが、第２実施形態及び第３実施形態においてエッチング媒体をエッチング液Ｑとしてもよい。
【００８３】
また、上記第１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、媒体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。
【００８４】
また、上記実施形態では、光射出部３ａからの光Ｌが基板Ｓを透過して界面Ｆ，Ｆ１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，Ｆ１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，Ｆ１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、エッチングガスＧを透過させて光Ｌ，Ｌ１を界面Ｆ，Ｆ１に照射しても構わない。
【００８５】
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。
【００８６】
また、上記第１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。
【００８７】
また、上記第１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。
【符号の説明】
【００８８】
Ｆ，Ｆ１  界面、Ｇ  エッチングガス（エッチング媒体）、Ｌ，Ｌ１  光、Ｑ  エッチング液（エッチング媒体）、Ｒ，Ｒ１  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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【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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