(57)【要約】【課題】アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンの線幅をスリミングすることができるとともに、金属パターン表面ないし基板表面に残存し得る残渣を除去することができる金属パターンを備える基板の処理方法、及び該金属パターンの形成方法を提供すること。【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンを備える基板の処理方法であって、塩素を含むエッチングガスを用いるプラズマエッチングにより、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層をドライエッチングして、前記金属パターンを形成することと、ドライエッチング後の未洗浄の前記金属パターンを備える基板を、水と接触させることとを含み、前記金属パターンと前記水との接触が、前記金属パターンの線幅のスリミングを行いつつ基板の洗浄を行う、処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンを備える基板の処理方法であって、
塩素を含むエッチングガスを用いるプラズマエッチングにより、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層をドライエッチングして、前記金属パターンを形成することと、
ドライエッチング後の未洗浄の前記金属パターンを備える基板を、水と接触させることとを含み、
前記金属パターンと前記水との接触が、前記金属パターンの線幅のスリミングを行いつつ基板の洗浄を行う、処理方法。
【請求項２】
未洗浄の前記金属パターンの、基板と接する面と反対側の面に、エッチングマスクとして使用されたマスク材の層が存在する、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記金属パターンと前記水との接触が、複数回行われる、請求項１又は２に記載の処理方法。
【請求項４】
前記金属パターンと前記水との接触時間の合計が、０．１秒以上１００秒以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項５】
アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンの形成方法であって、
塩素を含むエッチングガスを用いるプラズマエッチングにより、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層をドライエッチングして、前記金属パターンを形成することと、
ドライエッチング後の未洗浄の前記金属パターンを、水と接触させることとを含み、
前記金属パターンと前記水との接触により、前記金属パターンの線幅をスリミングすることを含む、金属パターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンを備える基板の処理方法、及び該金属パターンの形成方法に関し、特に、ワイヤーグリッド偏光子ないし偏光板の製造に好適なアルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンを備える基板の処理方法、及び該金属パターンの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細構造パターンは半導体製造分野だけでなく、光学分野においても要求されている。
各種ディスプレイに用いられるワイヤーグリッド偏光子ないし偏光板は、透明基板上に、金属などで構成された導電体ワイヤーが数１０ｎｍ〜数１００ｎｍオーダーで格子状に配列してなる（例えば、特許文献１）。
透明基板上に形成された金属層をドライエッチングにより格子状にパターニングして導電体ワイヤーを形成することが試みられている（例えば、特許文献２）。
また、特許文献３等には、アルミニウム薄膜のドライエッチングによるパターニングが開示されている。
しかしながら、上記ドライエッチングによる上記金属層のパターニングは、パターンの微細化、矩形性、アスペクト比等の点において未だ改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０６７５８号公報
【特許文献２】特開２００６−８４７７６号公報
【特許文献３】特開平８−２９６０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンの線幅をスリミングすることができるとともに、金属パターン表面ないし基板表面に残存し得る残渣を除去することができる金属パターンを備える基板の処理方法、及び該金属パターンの形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、塩素を含むエッチングガスを用いたドライエッチング後に、生じた金属パターンを水と接触させることにより、アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンの線幅のスリミング及び基板の洗浄を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の通りである。
【０００６】
本発明の第１の態様は、アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンを備える基板の処理方法であって、
塩素を含むエッチングガスを用いるプラズマエッチングにより、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層をドライエッチングして、上記金属パターンを形成することと、
ドライエッチング後の未洗浄の上記金属パターンを備える基板を、水と接触させることとを含み、
上記金属パターンと上記水との接触が、上記金属パターンの線幅のスリミングを行いつつ基板の洗浄を行う、処理方法である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンの形成方法であって、
塩素を含むエッチングガスを用いるプラズマエッチングにより、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層をドライエッチングして、上記金属パターンを形成することと、
ドライエッチング後の未洗浄の上記金属パターンを、水と接触させることとを含み、
上記金属パターンと上記水との接触により、上記金属パターンの線幅をスリミングすることを含む、金属パターンの形成方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の金属パターンを備える基板の処理方法は、金属パターンの線幅をスリミングすることにより、パターンサイズの制御及び良好なパターン（例えば、矩形性、アスペクト比等が良好なパターン）を形成することができる。また、ドライエッチングによる基板の損傷のおそれなく、金属パターン表面ないし基板表面に残存し得るマスク材の残渣（例えば、デポ、樹脂層等）を除去することができる。それに加えて、塩素を含むエッチングガスによるプラズマエッチング後の基板を直接水と接触させるため、残存する塩素から発生する塩酸を水洗することにより、基板上から塩酸を除去することによる腐食防止にも効果がある。
また、本発明の金属パターンの形成方法は、金属パターンの線幅をスリミングすることにより、パターンサイズの制御及び良好なパターンを形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施態様について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施態様に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
また、本明細書において、「〜」は特に断りがなければ以上から以下を表す。
【００１０】
≪アルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンを備える基板の処理方法（以下、単に「金属パターンを備える基板の処理方法」ともいう。）及びアルミニウム又はアルミニウム含有合金からなる金属パターンの形成方法（以下、単に「金属パターンの形成方法」ともいう。）≫
第１の態様に係る金属パターンを備える基板の処理方法は、塩素を含むエッチングガスを用いるプラズマエッチングにより、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層をドライエッチングして、上記金属パターンを形成することと、
ドライエッチング後の未洗浄の上記金属パターンを備える基板を、水と接触させることとを含み、
上記金属パターンと上記水との接触が、上記金属パターンの線幅のスリミングを行いつつ基板の洗浄を行う。
【００１１】
第２の態様に係る金属パターンの形成方法は、塩素を含むエッチングガスを用いるプラズマエッチングにより、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層をドライエッチングして、上記金属パターンを形成することと、
ドライエッチング後の未洗浄の上記金属パターンを、水と接触させることとを含み、
上記金属パターンと上記水との接触により、上記金属パターンの線幅をスリミングすることを含む。
【００１２】
第１及び第２の態様において、上記金属パターンの線幅のスリミングとは、上記金属パターンの線幅の縮小ないしシュリンクを意味する。
第１及び第２の態様において、プラズマエッチングに使用されたエッチングガスに含まれる塩素が金属パターン表面に微量残存し、上記水とともに上記金属パターンの線幅のスリミング及び洗浄に寄与するものと推定される。
【００１３】
基板としては、任意の無機材料（例えば、ガラス、シリコン、銅、鉄、タングステン等）ないし任意の有機材料（例えば、ＰＥＴ樹脂、ＰＢＴ樹脂等のポリエステル樹脂、各種ナイロン、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、（メタ）アクリル樹脂等）からなる基板であってもよいが、ワイヤーグリッド偏光子ないし偏光板の製造に適用する観点から、ガラス基板が好ましい。
上記基板上へのアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層の形成方法としては特に制限はないが、蒸着等が挙げられる。
アルミニウム含有合金としては、アルミニウムを含む合金である限り特に制限はないが、アルミニウム−ケイ素（Ａｌ−Ｓｉ）、アルミニウム−ケイ素−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）等のアルミニウム合金等が挙げられる。
【００１４】
第１及び第２の態様において、塩素を含むエッチングガスを用いるプラズマエッチングにより上記金属層をドライエッチングして金属パターンを形成する。
第１及び第２の態様において、所望のパターンを有するエッチングマスクを用いて上記金属層をドライエッチングして金属パターンを形成することが好ましい。
【００１５】
上記エッチングマスクとしては、インプリントリソグラフィー法又はフォトリソグラフィー法により上記金属層上に形成された樹脂パターン等が例示される。
インプリントリソグラフィー法により形成された樹脂パターンとして、例えば、所定のパターンを有するモールドを上記金属層上に形成された有機層に対して押し付けて上記モールドのパターンを有機層に転写して形成することができる。
【００１６】
フォトリソグラフィー法により形成された樹脂パターンとして、例えば、上記金属層上にフォトレジストの膜である有機層を形成し、この有機層に対してフォトマスクを通して露光し、現像することによって形成することができる。
【００１７】
上記エッチングガスとしては塩素を含むガスである限り特に制限はないが、例えば、塩素ガス（Ｃｌ２）、三塩化ホウ素ガス（ＢＣｌ３）、四塩化炭素ガス（ＣＣｌ４）、四塩化ケイ素ガス（ＳｉＣｌ４）等が挙げられ、塩素ガスが好ましい。
上記塩素を含むエッチングガスは１種単独でも２種以上を混合した混合ガスであってもよく、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス、酸素ガス、フッ素系ガス（フッ素ガス、ＳＦ６、ＮＦ３など）等を更に含んでいてもよいが、後述する金属パターンの線幅のスリミング化の観点から、フッ素系ガスは含まないことが好ましい。
上記エッチングガスをプラズマ化してドライエッチングを行うことができる。
ドライエッチング条件は、金属層の材料ないし膜厚、ドライエッチングを行う装置に合わせて、最適な条件を適宜選択し得、また、ドライエッチングを行う装置としては特に制限はない。
【００１８】
第１及び第２の態様において、ドライエッチング後の未洗浄の上記金属パターンを備える基板と水とを接触させる方法としては特に制限はないが、流水に接触させる方法、浸漬法、スプレー法、シャワー法、パドル法等が挙げられ、上記金属パターンの線幅のスリミングの制御の観点から、パドル法が好ましい。
【００１９】
上記金属パターンと水との接触は１回であってもよいが、金属パターンの線幅のスリミングの制御の観点から２回以上の複数回行われることが好ましく、３回以上行われることがより好ましく、４回以上行われることが更に好ましい。上記接触を複数回行う場合、各回間において上記金属パターンから任意の方法で水を除去することを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。
上記複数回の上限値としては特に制限はないが、例えば、８回以下であり、６回以下等が挙げられる。
【００２０】
上記金属パターンと水との接触時間としては、金属パターンの材質、膜厚、線幅、ピッチ幅等に合わせて最適な条件を適宜選択し得、特に制限はないが、上記金属パターンと水との接触時間としては、複数回接触を行う場合にはその接触時間の合計が、０．１秒以上１００秒以下が挙げられ、１秒以上８０秒以下が好ましく、５秒以上６０秒以下がより好ましく、１０秒以上５０秒以下が更に好ましく、１５秒以上４０秒以下が特に好ましい。
【００２１】
第１及び第２の態様において、未洗浄の上記金属パターンの、基板と接する面と反対側の面に、上記エッチングマスクとして使用されたマスク材の層（例えば、樹脂層）が存在していても、上記金属パターンの上記水との接触によるスリミング及び基板の洗浄により、上記マスク材の層を除去することができる。
また、第１及び第２の態様において、未洗浄の上記金属パターンを備える基板において、非パターン部に相当する上記基板の表面が、アルミニウム又はアルミニウム合金の残渣（例えば、薄膜）が残存している場合であっても、ドライエッチングによる基板の損傷のおそれなく、上記金属パターンの上記水との接触によるスリミング及び基板の洗浄により上記残渣を除去することができる。
【００２２】
第１及び第２の態様において、上記接触後の金属パターンを備える基板は、必要に応じて乾燥（窒素ブロー等による乾燥）を行ってもよい。
また、上記乾燥後の金属パターンを備える基板は、必要に応じて、加熱処理を追加で行ってもよい。
【００２３】
第１及び第２の態様において、金属パターンの膜厚としては特に制限はないが、２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下が好ましい。
【００２４】
金属パターンのパターン形状としては特に制限はないが、ラインアンドスペースパターン、格子パターン等が挙げられる。
金属パターンの線幅としては特に制限はないが、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
〔実施例１、及び比較例１〕
（ドライエッチング）
ガラス基板上に蒸着した膜厚２００ｎｍのアルミニウム層上に形成された線幅５０ｎｍ及びピッチ幅１００ｎｍのラインアンドスペースパターンを有するＳｉ含有レジストをエッチングマスクとして用いて下記条件にてドライエッチングを行い上記アルミニウム層のパターニングを行い、アルミニウム層のパターンを備えるガラス基板を３つ得て、それぞれ、実施例１、比較例１のアルミニウム層のパターンを備えるガラス基板として以下使用した。
ドライエッチング装置：ＮＥ−５５０（商品名；アルバック社製）
ガス流量            ：Ｃｌ２＝２０ｍｌ／分
圧力                ：０．４３Ｐａ
エッチング時間      ：８２秒
エッチング温度      ：２０℃
ＲＦ出力            ：ＩＣＰ（誘導結合型プラズマ）８０Ｗ／Ｂｉａｓ８０Ｗ
【００２７】
比較例１のアルミニウム層のパターンを備えるガラス基板は、下記水接触処理を施すことなく後記の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察評価を行った。
実施例１のアルミニウム層のパターンを備えるガラス基板は、下記水接触処理を施した後、後記のＳＥＭ観察評価を行った。
【００２８】
（水接触処理）
上記アルミニウム層のパターンを備えるガラス基板上に純水を滴下しパドルにて５秒間放置後、純水を除去した。
上記純水の滴下、５秒間放置及び純水の除去を計４回繰り返し、合計２０秒間純水にアルミニウム層のパターンを備えるガラス基板を接触させた。
その後、上記アルミニウム層のパターンを備えるガラス基板を窒素ブローにより水切りを行い、乾燥した。
【００２９】
（ＳＥＭ観察評価）
比較例１において、ガラス基板上のアルミニウム層のパターンは、ガラス基板と接する面と反対側の面（パターンのトップの面）に、エッチングマスクとして使用されたマスク材の層が残存し、パターンのトップが丸みを帯びていた。また、パターンの一部にデポが観察され、パターンのボトムの一部にすそ広がりが観察された。
一方、実施例１において、パターンのトップにマスク材の層の残存はなく、パターンのトップが矩形であった。また、デポも除かれ、個々のパターンがスリム化されることによりスペースが広がり、パターンのアスペクト比が向上した。