(57)【要約】【課題】通常のエッチングよりも浅い凹部を等方性エッチングにより容易に形成する。【解決手段】まず、基板の主面上に第１レジスト膜および第２レジスト膜が形成される（ステップＳ１１）。続いて、露光および現像が行われ、第１レジスト膜上の第１エッチング開始領域において網点状に離散的に配列された複数の第１開口が形成され、第２エッチング開始領域において完全な開口である第２開口が形成される（ステップＳ１２，Ｓ１３）。次に、基板に対して等方性エッチングが行われ、第１開口および第２開口の下方に第１凹部および第２凹部が形成される（ステップＳ１４）。その後、基板から第１レジスト膜および第２レジスト膜が除去される（ステップＳ１５）。第１凹部予定領域では、第２凹部予定領域に比べて、新しいエッチング液が凹部に流入しにくく、また、凹部内のエッチング液が流出しにくい。その結果、第２凹部よりも浅い第１凹部が形成される。【選択図】図２
2006104499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物上に凹部を形成するエッチング方法であって、
対象物の表面上にレジスト膜を形成する工程と、
凹部が形成される予定の領域のエッジから所定の距離だけ内側のエッチング開始領域において前記レジスト膜に離散的に開口を形成する工程と、
前記開口を介して前記対象物にエッチング液を付与して等方性エッチングを行う工程と、
前記レジスト膜を前記対象物から除去する工程と、
を備えることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエッチング方法であって、
前記開口の一部が、前記エッチング開始領域の境界のうち凸となるコーナー部に沿って形成されることを特徴とするエッチング方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエッチング方法であって、
前記開口を形成する工程において、もう１つの凹部が形成される予定の領域のエッジから所定の距離だけ内側のもう１つのエッチング開始領域において前記レジスト膜に完全な開口または前記エッチング開始領域とは異なる開口率にて離散的に開口が形成されることを特徴とするエッチング方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のエッチング方法であって、
前記エッチング開始領域に離散的に形成された前記開口の間に存在する残置レジストが、前記レジスト膜の前記エッチング開始領域の周囲の部位と複数箇所で連続しており、前記等方性エッチングを行う工程の終了時に、前記残置レジストが前記エッチング開始領域の周囲の部位により前記凹部の上方にて支持されることを特徴とするエッチング方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のエッチング方法であって、
前記エッチング開始領域の前記開口が、網点状に配列形成されることを特徴とするエッチング方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のエッチング方法であって、
前記等方性エッチングを行う工程において、前記エッチング液のシャワーまたは噴霧が前記対象物に対して行われることを特徴とするエッチング方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のエッチング方法であって、
前記等方性エッチングを行う工程における前記等方性エッチングが、前記エッチング液の付与開始から前記凹部の形成終了までの間、連続的に行われることを特徴とするエッチング方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のエッチング方法であって、
前記等方性エッチングを行う工程が、前記凹部の底面に前記開口に対応する凹凸が残る状態で終了することを特徴とするエッチング方法。
【請求項９】
請求項８に記載のエッチング方法であって、
前記凹部が、微量流体を処理するマイクロリアクタの流路の一部であることを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物上に凹部を形成するエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属等の基板に微細パターンを形成する方法として、基板表面に形成されたレジストマスクを介して基板をエッチングする方法が用いられている。エッチング方法としては、基板表面に塩化鉄、硫酸、硝酸、リン酸、フッ酸等の薬液を噴霧し、レジストに被覆されていない部分を腐食させて除去するウェットエッチングや、基板表面にイオン等を衝突させて、レジストに被覆されていない部分を削り取って除去するドライエッチングが利用されている。一般的なウェットエッチングでは、レジストマスクの開口近傍の基板が幅方向および深さ方向において同程度に除去される（すなわち、エッチングが等方性を有する。）。
【０００３】
このようなエッチング方法では、通常、基板に形成される全ての凹部の深さはほぼ均一となる。そこで、１つの基板上に深さが異なる凹部を形成する様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１では、横幅の狭い開口と広い開口とを有するレジストマスクを半導体基板上に形成し、狭い開口下に形成されるトレンチ（凹部）においてマイクロローディング効果が発生する条件にて基板にプラズマエッチング（ドライエッチング）を行うことにより、１回のエッチングにより、横幅が狭く浅いトレンチと横幅が広く深いトレンチとを１つの基板上に形成する技術が開示されている。
【０００４】
また、１回目のウェットエッチングにより基板表面に深さが等しい凹部を形成した後、凹部表面およびレジストマスク表面に第２のレジストを塗布し、浅いパターンを形成すべき部位以外の第２のレジストを除去して（すなわち、第２のレジストマスクを形成して）２回目のウェットエッチングを行う方法も提案されている。
【特許文献１】特開平９−２６０４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示される方法では、横幅が等しく深さが異なるトレンチを形成することは困難である。また、プラズマエッチング用の装置は、一般的にウェットエッチング用の装置よりも複雑であり、装置コストが上昇してしまう。また、ウェットエッチングを２回繰り返す方法では、工数が増加して製造コストが上昇する恐れがある。特に、第２のレジストマスクの形成において高精度の位置合わせが必要となり、工程が複雑化し、また、装置コストが上昇してしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、通常のエッチングよりも浅い凹部を等方性エッチングにより容易に形成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、対象物上に凹部を形成するエッチング方法であって、対象物の表面上にレジスト膜を形成する工程と、凹部が形成される予定の領域のエッジから所定の距離だけ内側のエッチング開始領域において前記レジスト膜に離散的に開口を形成する工程と、前記開口を介して前記対象物にエッチング液を付与して等方性エッチングを行う工程と、前記レジスト膜を前記対象物から除去する工程とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエッチング方法であって、前記開口の一部が、前記エッチング開始領域の境界のうち凸となるコーナー部に沿って形成される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のエッチング方法であって、前記開口を形成する工程において、もう１つの凹部が形成される予定の領域のエッジから所定の距離だけ内側のもう１つのエッチング開始領域において前記レジスト膜に完全な開口または前記エッチング開始領域とは異なる開口率にて離散的に開口が形成される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のエッチング方法であって、前記エッチング開始領域に離散的に形成された前記開口の間に存在する残置レジストが、前記レジスト膜の前記エッチング開始領域の周囲の部位と複数箇所で連続しており、前記等方性エッチングを行う工程の終了時に、前記残置レジストが前記エッチング開始領域の周囲の部位により前記凹部の上方にて支持される。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のエッチング方法であって、前記エッチング開始領域の前記開口が、網点状に配列形成される。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のエッチング方法であって、前記等方性エッチングを行う工程において、前記エッチング液のシャワーまたは噴霧が前記対象物に対して行われる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のエッチング方法であって、前記等方性エッチングを行う工程における前記等方性エッチングが、前記エッチング液の付与開始から前記凹部の形成終了までの間、連続的に行われる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のエッチング方法であって、前記等方性エッチングを行う工程が、前記凹部の底面に前記開口に対応する凹凸が残る状態で終了する。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のエッチング方法であって、前記凹部が、微量流体を処理するマイクロリアクタの流路の一部である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、通常のエッチングよりも浅い凹部を等方性エッチングにより容易に形成することができる。請求項２の発明では、凹部の形状をより適切なものとすることができる。請求項３の発明では、対象物上に深さの異なる凹部を一度に形成することができる。
【００１７】
請求項４の発明では、残置レジストのエッチング液中への混入を防止することができる。請求項５の発明では、残置レジストを、エッチング開始領域の周囲のレジスト膜と強固に連結することができる。
【００１８】
請求項６の発明では、開口の下方の部位にエッチング液を確実に付与することができる。請求項７の発明では、エッチング工程を単一工程とすることにより、凹部の形成を簡素化することができる。
【００１９】
請求項９の発明では、混合用流路を流れる流体の乱流化を促進することにより、流体の処理を効率的に行うマイクロリアクタを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング方法により凹部が形成された基板１を示す部分断面図である。鉄製の基板１の図１における上側の主面には、２つの凹部（以下、右側の凹部を「第１凹部１１」、左側の凹部を「第２凹部１２」という。）が等方性エッチングにより形成されている。第１凹部１１の深さ（すなわち、基板１の上側の主面と第１凹部１１の底部との上下方向における距離）は第２凹部１２よりも浅く、第１凹部１１の横幅（すなわち、基板１の上側の主面における第１凹部１１の開口の左右方向における幅）は第２凹部１２の横幅と等しい。
【００２１】
図２は、基板１上に第１凹部１１および第２凹部１２を形成する工程を示す図であり、図３ないし図９は、両凹部が形成される途上の基板１を示す図である。図３ないし図５、並びに、図７ないし図９は、基板１の一部を示す部分断面図であり、図６は平面図である。第１凹部１１および第２凹部１２が形成される際には、まず、図３に示すように、コーター等により基板１の上側および下側の主面上にフォトレジスト（例えば、クロム（Ｃｒ）とカゼインの混合物）が塗布されてレジスト膜（以下、上側のレジスト膜を「第１レジスト膜２」、下側のレジスト膜を「第２レジスト膜３」という。）が形成される（ステップＳ１１）。後述するように、基板１に対するエッチングは上側の主面についてのみ行われ、第２レジスト膜３は、下側の主面がエッチング液（本実施の形態では、第２塩化鉄（ＦｅＣｌ３）水溶液）の飛沫等により誤ってエッチングされないように保護する。
【００２２】
第１レジスト膜２および第２レジスト膜３が形成されると、図４に示すように、第１レジスト膜２の上側にフォトマスク４が当接され、水銀灯等により、フォトマスク４を介して第１レジスト膜２に紫外線が照射される。フォトマスク４には、後述の現像工程において第１レジスト膜２に形成される開口に対応する部位に遮光部４１が設けられており、第１レジスト膜２の遮光部４１の下方の部位には紫外線が照射されない。第１レジスト膜２に対する露光が完了すると（あるいは、第１レジスト膜２に対する露光と並行して）、第２レジスト膜３に紫外線が照射されて露光が行われる（ステップＳ１２）。第１レジスト膜２および第２レジスト膜３では、紫外線が照射された部位が硬化して現像液に対して不溶性となる。
【００２３】
第１レジスト膜２および第２レジスト膜３の露光が完了すると、第１レジスト膜２に現像液が付与されて現像が行われ、図５に示すように、露光において紫外線が照射されなかった部位が除去されて複数の第１開口２１および第２開口２２が形成される。図６に示すように、複数の第１開口２１は、第１凹部１１が形成される予定の領域（図６中に二点鎖線にて囲んで示す領域であり、以下、「第１凹部予定領域１１０」という。）のエッジから所定の距離だけ内側の第１エッチング開始領域１１１（図６中に破線にて示す。）において網点状に離散的に配列される。第１レジスト膜２では、複数の第１開口２１の一部が、矩形の第１エッチング開始領域１１１の境界のうち凸となる４つのコーナー部１１１１に沿って形成される。また、第１エッチング開始領域１１１に離散的に形成された複数の第１開口２１の間に存在するレジスト（後述のエッチング後に第１凹部１１上に残置されることから、以下、「残置レジスト２１１」という。）は、第１レジスト膜２の第１エッチング開始領域１１１の周囲の部位と複数箇所で連続している。
【００２４】
第１レジスト膜２では、第１開口２１の形成と並行して、第２凹部１２が形成される予定の領域（以下、「第２凹部予定領域１２０」という。）のエッジから所定の距離だけ内側の第２エッチング開始領域１２１において完全な開口（すなわち、第２エッチング開始領域１２１と一致する開口であり、以下、「第２開口２２」という。）が形成される（ステップＳ１３）。
【００２５】
なお、第１凹部予定領域１１０のエッジと第１エッチング開始領域１１１の境界との間の距離は、形成されるべき第１凹部１１の深さや第１エッチング開始領域１１１の開口率（すなわち、第１エッチング開始領域１１１の面積に対して複数の第１開口２１の合計面積が占める割合）等、様々なエッチング条件により適切に決定される。また、第２凹部予定領域１２０のエッジと第２エッチング開始領域１２１の境界との間の距離についても同様である。本実施の形態では、第１凹部予定領域１１０および第２凹部予定領域１２０の形状および大きさが等しくされ、第１凹部予定領域１１０のエッジと第１エッチング開始領域１１１の境界との間の距離は、第２凹部予定領域１２０における距離よりも小さくされる。
【００２６】
第１開口２１および第２開口２２が形成されると、基板１に対してエッチング液のシャワーまたは噴霧が行われ、第１開口２１および第２開口２２を介して基板１にエッチング液が付与されて等方性エッチングが行われる。基板１の第１凹部予定領域１１０および第２凹部予定領域１２０では、図７に示すように、第１開口２１および第２開口２２の下方の部位が、深さ方向および水平方向にエッチングされて凹部が形成される。そして、図６に示す第１エッチング開始領域１１１の境界に沿う第１開口２１の下方において、凹部は第１エッチング開始領域１１１の外側にも拡がっていき、また、第２開口２２の下方においても、第２エッチング開始領域１２１の外側に凹部が拡がっていく。
【００２７】
エッチングが進行すると、第１凹部予定領域１１０では、図８に示すように、複数の第１開口２１の下方に形成された複数の凹部が連通し、底面に第１開口２１に対応する凹凸が形成された１つの凹部となり、第１開口２１の間の残置レジスト２１１は、図６に示すように、第１エッチング開始領域１１１の周囲の部位により当該凹部の上方にて支持される。このため、第１凹部予定領域１１０では、第２凹部予定領域１２０に比べて、新しいエッチング液が凹部に流入しにくく、また、凹部内のエッチング液が流出しにくい。その結果、第１凹部予定領域１１０におけるエッチングの進行速度は第２凹部予定領域１２０よりも遅くなり、形成される凹部の深さが浅くなる。
【００２８】
さらにエッチングが進行すると、第１開口２１の下方の凹部底面に存在する凸部（図８参照）が徐々に除去されて滑らかになり、図９に示すように、第１開口２１および第２開口２２の下方に第１凹部１１および第２凹部１２が形成される（ステップＳ１４）。本実施の形態では、基板１に対するエッチング液の付与から第１凹部１１および第２凹部１２の形成終了までの間、基板１に対する等方性エッチングが連続的に行われる。上述のように、基板１では、第１凹部１１の上方にて支持される残置レジスト２１１により、第１凹部１１内のエッチング液の置換率が第２凹部１２に比べて低くされるため、第２凹部１２よりも浅い第１凹部１１が形成される。また、第１凹部１１および第２凹部１２の開口は、第１凹部予定領域１１０および第２凹部予定領域１２０に一致する。
【００２９】
第１凹部１１および第２凹部１２の形成が完了すると、基板１が水洗された後に薬液に浸漬される等して基板１から第１レジスト膜２および第２レジスト膜３が除去されて、図１に示すように、開口の大きさが等しく深さが互いに異なる第１凹部１１および第２凹部１２を備える基板１の形成が完了する（ステップＳ１５）。
【００３０】
以上に説明したように、上記エッチング方法では、第１エッチング開始領域１１１において第１レジスト膜２に離散的に形成された第１開口２１を介して基板１にエッチング液を付与することにより、通常のエッチング（すなわち、エッチング開始領域と一致する完全な開口を介してのエッチング）よりも浅い第１凹部１１を等方性エッチングにより容易に形成することができる。また、複数の第１開口２１の一部が第１エッチング開始領域１１１の境界のうち凸となるコーナー部１１１１に沿って形成されることにより、第１凹部１１の開口形状を第１凹部予定領域１１０により精度良く一致させることができ、第１凹部１１の形状をより適切なものとすることができる。さらには、第２エッチング開始領域１２１において完全な開口である第２開口２２を第１レジスト膜２に形成することにより、基板１上に互いに深さの異なる第１凹部１１および第２凹部１２を一度に形成することができる。なお、上記エッチング方法では、第１開口２１の個数を変更したり第１開口２１の大きさを変更する等して第１エッチング開始領域１１１の開口率を変更することにより、形成される第１開口２１の深さを変更することができる。
【００３１】
上記エッチング方法では、残置レジスト２１１が独立した島状ではなく第１エッチング開始領域１１１の周囲の第１レジスト膜２と連続しているため、ステップＳ１４のエッチング工程において、残置レジスト２１１のエッチング液中への混入を防止することができる。その結果、エッチング液中にレジスト片が混入した場合に発生するおそれがあるエッチング阻害を防止して第１凹部１１および第２凹部１２を確実に形成することができる。さらには、複数の第１開口２１が網点状に配列形成されるため、残置レジスト２１１を第１エッチング開始領域１１１の周囲の第１レジスト膜２と強固に連結することができ、残置レジスト２１１のエッチング液中への混入やエッチング中の残置レジストの変形をより確実に防止することができる。また、基板１に対するエッチング液の付与がエッチング液のシャワーまたは噴霧により行われるため、第１開口２１および第２開口２２の下方の部位にエッチング液を確実に付与することができる。その結果、第１凹部１１および第２凹部１２の形成に必要な時間を短縮することができる。
【００３２】
上記エッチング方法では、エッチング液の付与から第１凹部１１および第２凹部１２の形成終了までの間、基板１に対する等方性エッチングが連続的に行われる。このように、エッチング工程を単一工程とすることにより、第１凹部１１および第２凹部１２の形成を簡素化することができる。以下、上記形成工程の簡素化について、エッチングを繰り返す比較例と比較して説明する。
【００３３】
図１０は、比較例のエッチング方法により互いに深さが異なる第１凹部９１１および第２凹部９１２を形成する工程を示す図であり、図１１ないし図２０は、両凹部が形成される途上の基板９０１を示す部分断面図である。まず、図１１に示すように、基板９０１の上側および下側の主面上に第１レジスト膜９０２および第２レジスト膜９０３が形成される（ステップＳ２１）。続いて、図１２に示すように、第１フォトマスク９０４を介して第１レジスト膜９０２に紫外線が照射され、第２レジスト膜９０３にも紫外線が照射されて露光が行われる（ステップＳ２２）。第１フォトマスク９０４には、後述の現像工程において第１レジスト膜９０２に形成される開口に対応する部位に遮光部９０４１が設けられている。
【００３４】
露光が完了すると、第１レジスト膜９０２の現像が行われ、図１３に示すように、第１開口９２１および第２開口９２２が形成される（ステップＳ２３）。第１開口９２１および第２開口９２２は、第１凹部９１１および第２凹部９１２が形成される予定の領域のエッジから所定の距離だけ内側に位置する略矩形の完全な開口である。そして、第１開口９２１および第２開口９２２を介して基板９０１にエッチング液が付与されて１回目の等方性エッチングが行われ、図１４に示すように、第１凹部９１１および第２凹部９１２が形成される（ステップＳ２４）。この段階では、第２凹部９１２の形成は完了しておらず、第１凹部９１１および第２凹部９１２の深さは等しい。
【００３５】
第１凹部９１１が形成される予定の領域では、上述のように、第１凹部９１１が水平方向において第１開口９２１の外側に拡がって形成されるため、第１レジスト膜９０２の第１開口９２１の周辺の部位が、さらに外側の部位により第１凹部９１１上にて庇状に支持される。第２開口部の周辺の部位についても同様であり、第１レジスト膜９０２の庇状の部位を、以下、「庇部９０２１」という。比較例のエッチング方法では、第１レジスト膜９０２に対して高圧水等が噴射されることにより、図１５に示すように、庇部９０２１が除去される（ステップＳ２５）。そして、図１６に示すように、第１凹部９１１および第２凹部９１２、並びに、第１レジスト膜９０２の上側の表面にフォトレジストが塗布されて第３レジスト膜９０５が形成される（ステップＳ２６）。庇部９０２１の除去は、フォトレジストの塗布時に庇部９０２１の下面側に気泡が形成されることにより、庇部９０２１近傍でレジスト厚さが薄くなる等、不適切な第３レジスト膜９０５が形成されることを防止するために行われる。
【００３６】
第３レジスト膜９０５が形成されると、図１７に示すように、第１凹部９１１の上方にのみ透光部９０６１を有する第２フォトマスク９０６を介して第３レジスト膜９０５の露光が行われる（ステップＳ２７）。このとき、透光部９０６１が第１凹部９１１の上方に位置するように、第２フォトマスク９０６を高精度に位置合わせする必要がある。続いて、第３レジスト膜９０５の現像が行われ、図１８に示すように、第３レジスト膜９０５の透光部９０６１に対応する部位（すなわち、第１凹部９１１上の部位）以外の部位が除去される（ステップＳ２８）。その後、図１９に示すように、２回目の等方性エッチングが行われて第２凹部９１２がさらにエッチングされ（ステップＳ２９）、エッチング終了後に第１レジスト膜９０２、第２レジスト膜９０３および第３レジスト膜９０５が除去されることにより、図２０に示すように、開口の大きさが等しく深さが互いに異なる第１凹部９１１および第２凹部９１２を備える基板９０１の形成が完了する（ステップＳ３０）。
【００３７】
以上に説明したように、単一基板上に深さが異なる凹部を形成する場合、比較例のエッチング方法によると１０工程（図１０参照）を要するが、本実施の形態に係るエッチング方法によれば５工程（図２参照）で形成を完了することができる。その結果、比較例より工程を簡素化することができるとともにエッチング液等の薬品コストを低減することができる。また、本実施の形態に係るエッチング方法では、エッチング工程後に２回目の露光を行う必要がないため、フォトマスクの高精度な位置合わせが不要となる。その結果、エッチングに係る装置コストを低減し、さらに、装置を小型化することもできる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング方法について説明する。図２１は、第２の実施の形態に係るエッチング方法において基板１上に形成される第１レジスト膜２の一部を示す平面図である。本実施の形態では、図６に示す第２開口２２に代えて、図２１に示すように、網点状に離散的に配列された複数の第２開口２２ａが第２エッチング開始領域１２１に形成される。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、以下の説明において同符号を付す。また、第１凹部１１および第２凹部１２の形成工程についても第１の実施の形態と同様（図２参照）であるため説明を省略する。
【００３９】
第２の実施の形態では、第２開口２２ａの一部が、第２エッチング開始領域１２１の境界のうち凸となるコーナー部１２１１に沿って形成される。また、第２エッチング開始領域１２１の開口率が、第１エッチング開始領域１１１の開口率より高くされる。その結果、図２中のステップＳ１４にて第１開口２１および第２開口２２ａを介して基板１の等方性エッチングが行われる際、第１凹部１１内のエッチング液の置換率が第２凹部１２に比べて低くされるため、第２凹部１２、および、第２凹部１２よりも浅い第１凹部１１を基板１上に一度に形成することができる。
【００４０】
以上に説明したように、第２の実施の形態に係るエッチング方法では、第１エッチング開始領域１１１および第２エッチング開始領域１２１において離散的に形成された第１開口２１および第２開口２２ａを介してエッチングを行うことにより、通常のエッチングよりも浅い第１凹部１１および第２凹部１２を等方性エッチングにより容易に形成することができる。また、第１凹部１１および第２凹部１２の形状をより適切なものとすることができる。
【００４１】
第２の実施の形態に係るエッチング方法では、残置レジスト２１１、および、複数の第２開口２２ａの間に存在する残置レジスト２２１が周囲の第１レジスト膜２と連続しているため、残置レジスト２１１および残置レジスト２２１のエッチング液中への混入を防止することができる。また、複数の第１開口２１および第２開口２２ａが網点状に配列形成されるため、残置レジスト２１１および残置レジスト２２１を周囲の第１レジスト膜２と強固に連結することができる。
【００４２】
第２の実施の形態に係るエッチング方法では、第１の実施の形態と同様に、基板１に対してエッチング液のシャワーまたは噴霧が行われるため、第１開口２１および第２開口２２の下方の部位にエッチング液を確実に付与することができる。また、エッチング工程を単一工程とすることにより、第１凹部１１および第２凹部１２の形成を簡素化することができる。
【００４３】
図２２は、本発明の第３の実施の形態に係るエッチング方法により凹部が形成された基板１ａを示す平面図である。基板１ａは、図２２中の（＋Ｙ）側においてＹ方向に伸びる第１凹部１１ａ、および、第１凹部１１ａの（−Ｙ）側において２つに分岐している第２凹部１２ａを（＋Ｚ）側の主面に備え、（＋Ｚ）側の主面上に蓋部材が積層されることにより、複数の微量流体を混合するマイクロリアクタを構成する。２つの第２凹部１２ａは、マイクロリアクタに供給された２つの流体がそれぞれ通過する供給路の一部となり、第１凹部１１ａは、２つの供給路に接続されて２つの流体が混合された混合流体が通過する混合用流路の一部となる。第１凹部１１ａおよび第２凹部１２ａはほぼ同じ深さとされる。
【００４４】
第３の実施の形態に係るエッチング方法では、第１凹部１１ａのエッチング工程（図２のステップＳ１４）が若干異なる点を除き、第１凹部１１ａおよび第２凹部１２ａが第１の実施の形態における第１凹部１１および第２凹部１２と同様の工程を経て形成される。具体的には、第１凹部１１ａのエッチング工程が、図８の第１開口２１の下方に示す形成途上の第１凹部１１と同様の状態で、すなわち、離散的に形成された複数の第１開口２１に対応する凹凸が底面に残る状態で終了する。このように、第３の実施の形態に係るエッチング方法により、混合用流路を流れる流体の乱流化を流路底面の凹凸で促進することにより、流体の混合を効率的に行うマイクロリアクタを製造することができる。
【００４５】
なお、第３の実施の形態では、第１凹部１１ａの長手方向（すなわち、図２２中のＹ方向）において、第１エッチング開始領域１１１の開口率を漸次増加（または減少）させることにより、底面（の凹凸を均した場合の仮想的な面）が水平面に対して傾斜しつつ深さが漸次変化する第１凹部１１ａが形成されてもよい。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００４７】
例えば、第１エッチング開始領域１１１に離散的に設けられる第１開口２１は、必ずしも網点状に配列形成される必要はなく、ストライプ状や格子状、同心状、螺旋状、櫛歯状等、または、それらの形状を組み合わせたもの等、様々な形状とされてよい。図２３は、複数のエッチング開始領域１３１のそれぞれに、他の好ましい形状を有する複数種類の開口２３ａ〜２３ｊが形成された第１レジスト膜２の一部を示す平面図である。図２３では、図示の都合上、開口２３ａ〜２３ｊに平行斜線を付して示す。開口２３ａ〜２３ｊによっても、基板１上に通常のエッチングよりも浅い凹部を等方性エッチングにより容易に形成することができる。また、それぞれの一部が各エッチング開始領域１３１の境界に沿って形成されるため、さらに、開口２３ａ〜２３ｈのように、それぞれの一部が各エッチング開始領域１３１の境界のうち凸となるコーナー部１３１１に沿って形成されるため、各凹部の形状をより適切なものとすることができる。なお、開口２３ｉ，２３ｊの下方に形成される溝状の凹部の幅は、２０ｍｍ以下とされることが好ましい。
【００４８】
上記エッチング方法では、エッチング工程が単一工程とされ、エッチング工程の終了時に残置レジスト２１１が第１凹部１１の上方にて支持されるが、エッチング工程を図７に示す状態（すなわち、残置レジスト２１１が下面の一部でのみ基板１に当接している状態）で中断し、高圧水等の噴射により残置レジスト２１１を基板１上から除去した後、２回目のエッチングを行うことにより第１開口２１が形成されてもよい。この方法は、残置レジスト２１１の一部または全部が、第１レジスト膜２の第１エッチング開始領域１１１の周囲の部位と独立しており、図８に示す状態になった場合に自然に取れてエッチング液中に流出する場合に特に適している。
【００４９】
上記エッチング方法では、光が照射された部分のみが硬化して現像時に残置されるネガ型のフォトレジストが塗布されるが、光が照射された部分のみが現像時に除去されるポジ型のフォトレジストによりレジスト膜が形成されてもよい。レジスト膜に対する露光は、変調される光ビームを走査させながら照射してパターンを直接描画する直描方式により行われてもよい。基板に対するエッチング液の付与は、貯溜槽に貯溜されたエッチング液に基板を浸漬することにより行われてもよい。
【００５０】
上記エッチング方法により、基板の両面に凹部が形成されてもよい。また、上記エッチング方法は、鉄以外の他の金属、ガラス、セラミック、シリコン、樹脂等、様々な材料により形成される基板上に凹部を形成するために利用されてよい。さらには、基板等の板状の対象物以外に、立方体、球体、円柱、パイプ状等、様々な形状の対象物に対する凹部の形成に利用されてよい。
【００５１】
上記エッチング方法は、マイクロリアクタの流路形成以外に、燃料電池、流体分析機器の混合機部分、マイクロリアクタ用の金型等、様々な製品の凹部を形成するために利用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１の実施の形態に係るエッチング方法により凹部が形成された基板を示す部分断面図である。
【図２】第１凹部および第２凹部を形成する工程を示す図である。
【図３】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図４】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図５】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図６】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す平面図である。
【図７】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図８】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図９】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１０】比較例のエッチング方法により第１凹部および第２凹部を形成する工程を示す図である。
【図１１】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１２】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１３】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１４】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１５】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１６】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１７】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１８】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図１９】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図２０】第１凹部および第２凹部の形成途上の基板を示す部分断面図である。
【図２１】第２の実施の形態に係るエッチング方法において形成される第１レジスト膜を示す平面図である。
【図２２】第３の実施の形態に係るエッチング方法により凹部が形成された基板を示す平面図である。
【図２３】複数種類の第１開口が形成された第１レジスト膜を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，１ａ    基板
２    第１レジスト膜
１１，１１ａ    第１凹部
１２，１２ａ    第２凹部
２１    第１開口
２２，２２ａ    第２開口
２３ａ〜２３ｊ    開口
１１０    第１凹部予定領域
１１１    第１エッチング開始領域
１２０    第２凹部予定領域
１２１    第２エッチング開始領域
１３１    エッチング開始領域
２１１    残置レジスト
１１１１，１３１１    コーナー部
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ３０    ステップ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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