(57)【要約】【課題】積層膜をウェットエッチングする場合のサイドエッチング量を制御し、膜端を均一化する。【解決手段】提供される積層膜のエッチング方法は、基板３１上に順次成膜された、互いに膜質の異なるＡｌ膜（Ａｌ合金膜）３２とＭｏ膜（Ｍｏ合金膜）３３とを少なくとも含む積層膜を、複数種類のウェットエッチング手法を組み合わせて、一括エッチングするウェットエッチング方法であって、複数種類のウェットエッチング手法には、Ａｌ膜（Ａｌ合金膜）３２のサイドエッチングをＭｏ膜（Ｍｏ合金膜）３３のサイドエッチングよりも促進させるスプレーエッチングと、Ｍｏ膜（Ｍｏ合金膜）３３のサイドエッチングをＡｌ膜（Ａｌ合金膜）３２のサイドエッチングよりも促進させるパドルエッチングとが、少なくとも含まれている。【選択図】図３
2008277845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくともＡｌ合金膜とＭｏ合金膜とがこの順又は逆順に順次成膜されてなる積層膜を、複数種類のウェットエッチング手法を組み合わせて、一括エッチングするウェットエッチング方法であって、
前記複数種類のウェットエッチング手法には、
動的薬液により基板が露出し始めるまで前記積層膜をエッチングする動的ウェットエッチング手法と、
引き続いて静的薬液により前記積層膜をエッチングする静的ウェットエッチング手法とが、少なくとも含まれ、
前記動的ウェットエッチング手法で用いられる薬液と、前記静的ウェットエッチング手法で用いられる薬液とが、燐酸、酢酸及び硝酸を含む同一組成の薬液であることを特徴とする積層膜の複合ウェットエッチング方法。
【請求項２】
基板上に少なくともＡｌ合金膜とＭｏ合金膜とがこの順又は逆順に順次成膜されてなる積層膜を、複数種類のウェットエッチング手法を組み合わせて、一括エッチングするウェットエッチング方法であって、
前記複数種類のウェットエッチング手法には、
静的薬液により基板が露出し始めるまで前記積層膜をエッチングする静的ウェットエッチング手法と、
引き続いて動的薬液により前記積層膜をエッチングする動的ウェットエッチング手法とが、少なくとも含まれ、
前記静的ウェットエッチング手法で用いられる薬液と、前記動的ウェットエッチング手法で用いられる薬液とが、燐酸、酢酸及び硝酸を含む同一組成の薬液であることを特徴とする積層膜の複合ウェットエッチング方法。
【請求項３】
前記動的ウェットエッチング手法とは、前記基板上に成膜された前記積層膜に向けて薬液を噴射してエッチングを行う手法であり、前記静的ウェットエッチング手法とは、前記積層膜が成膜された前記基板を薬液に浸漬してエッチングを行う手法、又は前記基板上の前記積層膜の上に薬液を塗布してエッチングを行う手法であることを特徴とする請求項１又は２記載の積層膜の複合ウェットエッチング方法。
【請求項４】
前記積層膜は、前記Ａｌ合金膜が、前記Ｍｏ合金膜によってサンドイッチされている構成、又は前記Ｍｏ合金膜が、前記Ａｌ合金膜によってサンドイッチされている構成のものであることを特徴とする請求項１又は２記載の積層膜の複合ウェットエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、積層膜の複合ウェットエッチング方法に係り、詳しくは、膜質の異なる複数の膜からなる積層膜を、複数種類のウェットエッチング手法を組み合わせて、一括エッチングする積層膜の複合ウェットエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や半導体装置の製造工程では、薄膜のパターニング形成の際においてエッチング工程が不可欠である。薄膜のウェットエッチングにおいては、薄膜の表面からのみならず、薄膜の周囲からも過剰にエッチングされるいわゆるサイドエッチングを生じ、エッチング後の薄膜の均一な形状を得にくいという特徴がある。特に、金属材料からなる配線を形成する際のウェットエッチングによる配線パターニングにおいては、極めて高いエッチングの精度が要求される。サイドエッチングの精度不良によりパターニング形状にばらつきを生じる場合には、デバイスの電気特性に重大な影響をもたらすためである。
【０００３】
また、近年の液晶表示装置や半導体装置の多層化に伴い、下層パターンの段差が、上層パターンの下層パターンに対するカバレッジ特性に及ぼす影響が増している。特に、配線パターンのエッチングでは、上層パターンのカバレッジ特性を良好に保ち、上下層間の層間絶縁膜の絶縁耐圧を確保するため、あるいは正常な上層の金属配線の導通を確保するため、さらには上層金属配線を覆う保護膜中の欠陥の発生を回避して信頼性を確保するため、下層配線をパターニング形成する際のウェットエッチングにおいて、そのエッチング面に傾斜を設けるいわゆるテーパーエッチングが重要な要素の一つとなっている。
【０００４】
この目的を達成するために、単一配線材料（単層膜）に対するウェットエッチングでは薬液組成の調整、あるいはレジスト密着性の制御による、レジスト/配線材料間への薬液の染込みが利用されることが多い。
【０００５】
図１０に、従来から使用されている一般的なウェットエッチング工程の概略を示す。
図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、被処理基板１が基板搬送ローラ９によりエッチング槽２に搬入された後に、被処理基板１に対して、単一手法によるエッチング工程２ａ、すなわち薬液に基板を浸漬する浸漬エッチング（静的薬液を用いる静的ウェットエッチング）又は基板に薬液を噴射するスプレーエッチング（動的薬液を用いる動的ウェットエッチング）等によるウェットエッチング工程を実施して、被処理基板１に形成された薄膜の一部をエッチングする。
【０００６】
続いて、被処理基板１が水洗槽３に搬送された後に洗浄工程３ａを実施して、被処理基板１上の薬液（エッチング液）を除去し、さらに乾燥槽４に搬送された後に乾燥工程４ａを実施して、被処理基板１上の洗浄水を除去し、薄膜をウェットエッチングすることによりパターニングを行う。
なお、従来のスプレーエッチング法によるウェットエッチング処理に使用する装置は、特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、従来の単層膜に対するエッチング方法として、スプレーエッチング法と浸漬エッチング法とを組み合わせ、スプレーエッチング法と浸漬エッチング法とを異なるエッチング装置内において実施するウェットエッチング方法が、特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開昭５７―０９４５７２号公報
【特許文献２】特開平０８−１５８０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のウェットエッチング方法を積層膜に対して使用した場合には、次のような問題が生じていた。
すなわち、積層膜に対する同一の薬液によるエッチングの場合には、一般的には配線材料毎にそのエッチング性（エッチングレート）が異なる。さらに、同一薬液、同一配線材料においても、そのエッチング手法によってエッチング性が異なる。
【０００９】
このため、単層膜のエッチングと同様に単一手法により複数の積層配線材料（積層膜）のエッチング処理を実施した場合は、各膜のエッチングレート差に伴い、下層膜のエッチングレートが上層膜のエッチングレートより大である場合には、下層膜のサイドエッチングが上層膜のサイドエッチングより過剰に生じ、下層膜に対し上層膜が庇状に突き出るオーバーハング形状を生じることがある。この形状は、さらに上層に積層される膜のカバレッジ性を悪化させ、上層膜中に構造欠陥を生じさせてしまう。
この場合に異なる配線材料のエッチングレート差を解消するため、エッチング性の異なる２種類の薬液を駆使しテーパー形状を制御する方法もあるが、各液の液劣化や濃度管理が複雑となり実際の運用は容易ではない。
【００１０】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、積層膜のサイドエッチング量を制御しながら一括エッチングを行うことのできる積層膜の複合ウェットエッチング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明の第１の構成は、基板上に少なくともＡｌ合金膜とＭｏ合金膜とがこの順又は逆順に順次成膜されてなる積層膜を、複数種類のウェットエッチング手法を組み合わせて、一括エッチングするウェットエッチング方法に係り、前記複数種類のウェットエッチング手法には、動的薬液により基板が露出し始めるまで前記積層膜をエッチングする動的ウェットエッチング手法と、引き続いて静的薬液により前記積層膜をエッチングする静的ウェットエッチング手法とが、少なくとも含まれ、前記動的ウェットエッチング手法で用いられる薬液と、前記静的ウェットエッチング手法で用いられる薬液とが、燐酸、酢酸及び硝酸を含む同一組成の薬液であることを特徴としている。
【００１２】
また、この発明の第２の構成は、基板上に少なくともＡｌ合金膜とＭｏ合金膜とがこの順又は逆順に順次成膜されてなる積層膜を、複数種類のウェットエッチング手法を組み合わせて、一括エッチングするウェットエッチング方法に係り、前記複数種類のウェットエッチング手法には、静的薬液により基板が露出し始めるまで前記積層膜をエッチングする静的ウェットエッチング手法と、引き続いて動的薬液により前記積層膜をエッチングする動的ウェットエッチング手法とが、少なくとも含まれ、前記静的ウェットエッチング手法で用いられる薬液と、前記動的ウェットエッチング手法で用いられる薬液とが、燐酸、酢酸及び硝酸を含む同一組成の薬液であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の構成によれば、動的ウェットエッチング手法と静的ウェットエッチング手法とで、各々エッチングレートに正逆の差を有する２種以上の膜を含む積層膜について、動的ウェットエッチング手法と静的ウェットエッチング手法とを組み合わせて、各々一括してエッチング処理することによって、各積層膜のサイドエッチング量を制御し、エッチング後の膜端の形状に優れた積層膜のパターニングを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
まず、この発明の最良の実施形態であるウェットエッチング工程の概要について説明する。
図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、被処理基板５が基板搬送ローラ１０によりエッチング槽６に搬入された後、被処理基板５に対して、スプレーエッチング（動的薬液を用いる動的ウェットエッチング手法）又は浸漬エッチング（静的薬液を用いる静的ウェットエッチング手法）等のエッチング工程６ａ（図１１（Ｂ）の「エッチングＩ」に対応）を施し、被処理基板５に形成された積層膜の一部のウェットエッチングを行う。
【００１５】
さらに、同一のエッチング槽６において、被処理基板５に対して浸漬エッチング又はスプレーエッチング等のエッチング工程６ａと異なるエッチング工程６ｂ（図１１（Ｂ）の「エッチングII」に対応）を行い、被処理基板５に形成された積層膜をウェットエッチングによりパターニングを行う。
続いて、被処理基板５が水洗槽７に搬入された後に洗浄工程７ｃを実施して薬液（エッチング液）を除去し、さらに、被処理基板５が乾燥槽８に搬入された後に乾燥工程８ｄを実施し、洗浄水を除去する。
【００１６】
すなわち、この発明の実施形態は、従来の工程を示す図１０（Ｂ）中のエッチング工程２ａを、この発明によるウェットエッチング工程を示す図１１（Ｂ）中の、第１エッチング工程６ａ（エッチングＩ）と第２エッチング工程６ｂ（エッチングII）との２つの手法とし、第１エッチング工程６ａと第２エッチング工程６ｂとを組み合わせて一括してエッチング処理する手法とするものである。
【００１７】
この実施形態において、動的ウェットエッチング手法とは、例えば、基板上に成膜された積層膜に向けて薬液を噴射してエッチングを行う手法（スプレーエッチング）であり、静的ウェットエッチング手法とは、例えば、積層膜が成膜された基板を薬液に浸漬してエッチングを行う手法（浸漬エッチング）、又は基板上の積層膜の上に薬液を塗布してエッチングを行う手法（パドルエッチング）である。
【００１８】
また、この実施形態において、積層膜は、例えば、Ａｌ合金膜が、Ｍｏ合金膜によってサンドイッチされている構成、又はＭｏ合金膜が、Ａｌ合金膜によってサンドイッチされている構成のものも含まれる。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施形態１】
【００１９】
まず、この発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態であるウェットエッチング装置１５５の構成を示す概念図である。
また、図２は、この発明の第１の実施形態の動作を説明するための被処理基板１１上に形成された積層膜の構成を示す図であり、被処理基板１１がウェットエッチング装置１５５中でウェットエッチング処理される。なお、図２に示す積層膜は、液晶表示装置中において配線パターンとして使用されるものである。
【００２０】
まず、図１に示すように、ウェットエッチング装置１５５の構成の概略について説明する。
同図に示すように、この例によるウェットエッチング装置１５５は、エッチング槽８１と、水洗槽８２と、乾燥槽８３とからなる。
また、エッチング槽８１は、搬送ローラ１２と、エッチングスプレーノズル１３と、エアーナイフ１４と、薬液タンク１７と、配管１５と、ポンプ１６と、ドライエアータンク２０と、さらに搬入口２１と、搬出口２５とから構成される。
また、水洗槽８２は、搬送ローラ２２と、純水タンク１９と、純水スプレーノズル１８と、排水管２３と、搬入口２６と、搬出口２７とから構成される。
さらに、乾燥槽８３は、搬送ローラ３５と、ドライエアータンク３０と、排水管２４と、エアーナイフ３６と、搬入口２８と、搬出口２９とから構成される。
【００２１】
次に、被処理基板１１上に形成された積層膜の構成について説明する。
図２（Ａ）の断面図に示すように、ガラス基板３１上に、Ａｌ（アルミニウム）膜３２を、例えばスパッタ法により膜厚として約１００ｎｍ堆積し、続いてＡｌ膜３２上に、Ｍｏ（モリブデン）膜３３を例えばスパッタ法により膜厚として約７０ｎｍ堆積し、さらにＭｏ膜３３上に、レジスト膜３４を配線状にパターニング形成する。この状態をレジスト膜３４の上方より見た平面図を図２（Ｂ）に示す。ここで、Ａｌ膜は、Ａｌ合金膜を含む概念であり、Ｍｏ膜は、Ｍｏ合金膜を含む概念である。
【００２２】
続いて、積層膜３２及び３３がエッチング処理される際の、薬液の組成によるエッチングレートの違いについて説明する。
積層膜３２、３３を各スプレーエッチング手法（動的薬液を用いる動的ウェットエッチング手法）、パドルエッチング手法（静的薬液を用いる静的ウェットエッチング手法）単独でエッチング処理する場合、下記の組成を有する薬液により、Ｍｏ膜３３とＡｌ膜３２に対し次のようなエッチングレートの大小関係が得られる。
【００２３】
典型的な薬液の組成として、例えば、燐酸７９．０％、酢酸３．２％、硝酸０．５％とした場合に、Ｍｏ膜３３とＡｌ膜３２とのエッチングレートの関係は次のようになる。
スプレーエッチングの場合には、Ａｌ膜３２のエッチングレートはＭｏ膜３３のエッチングレートより大であり、また、パドルエッチングの場合には、Ｍｏ膜３３のエッチングレートはＡｌ膜３２のエッチングレートより大である。
【００２４】
この薬液による各スプレーエッチングあるいはパドルエッチングを各々単独で行ったときのエッチングレートは、スプレーエッチング処理の場合には、Ｍｏ膜３３が１６６ｎｍ、Ａｌ膜３２が４１６ｎｍとなり、パドルエッチング処理の場合には、Ｍｏ膜３３が２５０ｎｍ、Ａｌ膜３２が１６６ｎｍとなる。
【００２５】
次に、ウェットエッチング装置１５５の動作と、被処理基板１１上の積層膜３２、３３のエッチング動作について説明する。
図１に示すように、エッチング槽８１の搬入口２１から、搬送ローラ１２によりエッチング槽８１に送られてくる被処理基板１１の表面に、薬液タンク１７から配管１５を介してポンプ１６により供給される薬液（エッチング液）を、複数段のエッチングスプレーノズル１３より所定の時間として例えば２５秒間噴射して、被処理基板１１のスプレーエッチング処理を行う。
【００２６】
次に、図３（Ａ）に示すように、スプレーエッチング処理により、上記のエッチングレートの関係により下層のＡｌ膜３２の膜端（サイド）は上層のＭｏ膜３３に対し後退した状態になる。レジストパターン３４外の積層膜３２及び３３の膜端の一部が一通りサイドエッチングされ、ガラス基板３１が露出し始める程度で、薬液の噴射を止める。その際、被処理基板１１上には満遍なく薬液が滞留しているため、そのまま被処理基板１１をエッチング槽８１に、例えば７０秒間停滞させることで、積層膜３２及び３３のエッチングがさらに進行し、パドルエッチングが実施される。
【００２７】
さらに、図３（Ｂ）に示すように、パドルエッチング処理により、上記のエッチングレートの関係により下層のＡｌ膜３２に対し突き出ている上層Ｍｏ膜３３の膜端が後退し、両者の膜端距離が接近する。最終的に、図３（Ｂ）のように積層膜３２及び３３全体の膜端の形状が順テーパーとなる時間に達した時点でパドルエッチングを終了し、被処理基板１１を次の水洗槽８２へ移動し、水洗槽８２において被処理基板１１表面上に残った薬液を洗い流し、エッチングの進行を止める。
【００２８】
すなわち、図１に示すように、水洗槽８２において、エッチング処理後の被処理基板１１に洗浄スプレーノズル１８より純水タンク１９から供給される純水を噴射して、所定の時間として例えば２００秒間洗浄を行い、除去後の薬液は排水管２３を通して排水される。洗浄後、被処理基板１１は水洗槽８２の搬出口２７より搬出され、搬入口２８から乾燥槽８３へ搬入される。
【００２９】
さらに乾燥槽８３において、被処理基板１１にドライエアータンク３０から供給されるドライエアーを吹き付けることより被処理基板１１の表面の純水を除去し、被処理基板１１の表面を乾燥させる。除去された洗浄液は排水管２４より排水される。乾燥工程終了後は、被処理基板１１は乾燥槽８３の搬出口２９より搬出される。
【００３０】
この実施形態において、スプレーエッチングとパドルエッチングの順番を入れ替えてもよい。パドルエッチングを先に行う場合、エッチング装置８１〜８３に、濡れ性の向上を目的に前処理として被処理基板１１の表面に薬液を塗布する機能（プリウェット）を備えている場合は、プリウェット機能により被処理基板１１上に盛られた薬液によるパドルエッチングも実施できる。
【００３１】
この場合、ウェットエッチング装置１５５の動作は、次のようになる。
例えば約７０秒間のパドルエッチング処理後、エッチングスプレーノズル１３より例えば約２５秒間噴射して、被処理基板１１のスプレーエッチング処理を行う。所定のスプレーエッチング処理時間経過後に、被処理基板１１への薬液の噴射を止める。ドライエアータンク２０より供給されるドライエアーをエアーナイフ１４より噴出することにより被処理基板１１上の薬液を除去し、エッチング処理を終了する。被処理基板１１はエッチング槽８１の搬出口２５から搬出され、搬入口２６から水洗槽８２へ搬入される。
【００３２】
また、この実施形態において膜３２及び３３の積層順が逆の場合、すなわち、ガラス基板３１上にＭｏ膜３３を例えばスパッタ法により堆積し、次にＭｏ膜３３上にＡｌ膜３２を例えばスパッタ法により堆積した場合でも実施可能である。
なお、この実施形態による方法は、一般的なスプレーエッチング方式の装置をそのまま使用しているため、積層膜の材質に適したエッチング処理手法の組み合わせ順序と適切な処理時間を見出すことにより、例えば、上述したように、図２に示すＡｌ膜３２とＭｏ膜３３との積層順が逆の場合に、これに対応してスプレーエッチングとパドルエッチングの処理順序を変えることが可能であり、特にエッチング装置を改造することなく実施することができるという利点がある。
以上のように、材質の異なる２種の膜よりなる２層膜のウェットエッチングにおいて、スプレーエッチングとパドルエッチングとを一括して実施することができる。
【実施形態２】
【００３３】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
図４に示す被処理基板４０上に形成された３層の積層膜について、図５に示すウェットエッチング装置１５６により、スプレーエッチング処理及びパドルエッチング処理を実施した例について説明する。
図４は、Ａｌ膜４３をＭｏ膜４２及び４４により挟み、Ａｌ膜４３がＭｏ膜４２及び４４によりいわゆるサンドイッチされた構成となっている。
同図に示すように、被処理基板４０の詳細は、ガラス基板４１上にＭｏ膜４２を約７０ｎｍ、Ｍｏ膜４２上にＡｌ膜４３を約１００ｎｍ、Ａｌ膜４３上にＭｏ膜４４を約７０ｎｍ、いずれも例えばスパッタ法により成膜し、Ｍｏ膜４４の上に、レジスト膜４５が配線状にパターニングされている。
【００３４】
次に、ウェットエッチング装置１５６の構成について説明する。
図５に示すように、ウェットエッチング装置１５６は、エッチング槽１２１と、水洗槽１２２と、乾燥槽１２３とにより構成されている。
また、エッチング槽１２１は、搬送ローラ３７と、エッチングスプレーノズル１５０と、エアーナイフ３８と、薬液タンク４８と、ドライエアータンク３９
と、さらに搬入口４６と、搬出口４７とから構成される。
その他の、エッチング槽１２１と、水洗槽１２２と、乾燥槽１２３の各構成は、図１に示すウェットエッチング装置１５５中のエッチング槽８１と、水洗槽８２と、乾燥槽８３の各構成と同様である。
【００３５】
積層膜４２、４３及び４４からなる被処理基板４０を、各スプレーエッチング手法、パドルエッチング手法単独でエッチング処理する場合、第１の実施形態と同様の組成を有する薬液により、Ｍｏ膜４２、４４と、Ａｌ膜４３に対し、第１の実施形態と同様なエッチングレートの大小関係が得られる。
【００３６】
次に、積層膜４２、４３及び４４からなる被処理基板４０に対し、この実施形態によるエッチング処理を行うと次のようになる。
まず、図５に示すウェットエッチング装置１５６において、図４に示す被処理基板４０が搬入口４６よりエッチング槽１２１へ搬入され、スプレーエッチングによりエッチング処理される。エッチングスプレーノズル１５０からの被処理基板４０への薬液の噴射時間は約３６秒である。
【００３７】
このとき、図４（Ｂ）に示すように、第１の実施形態と同様のエッチングレートの関係により、中間層のＡｌ膜４３の膜端は上層と下層のＭｏ膜４２、４４に対し後退した状態になる。また、下層のＭｏ膜４２が露出するまでの間にも上層Ｍｏ膜４４のサイドエッチングが進むため、上層Ｍｏ膜４４の端は下層Ｍｏ膜４２の端に対しても後退した状態となる。レジストパターン４５の外側の積層膜が一通りエッチングされ、ガラス基板４１が露出し始める程度で、薬液の噴射を止める。
【００３８】
この後、第１の実施形態と同様に、エッチング槽１２１において、パドルエッチングを実施することによりさらに積層膜４２、４３及び４４のエッチングを進行させる。このとき、上述のエッチングレートの関係により、中間層のＡｌ膜４３に対し突き出ている上下層のＭｏ膜４２、４４が後退し、両者の膜端距離が接近する。
最終的に、図４(C)に示すように積層膜４２、４３及び４４全体の膜端が順テーパーの形状となる。
ウェットエッチング終了後、被処理基板４０は、第１の実施形態と同様に水洗槽１２２において薬液を除去し、乾燥槽１２３において純水を除去する。
【００３９】
上下層のＭｏ膜４２、４４のように、単一のエッチング手法によるエッチングレートの違いが得られる場合は、積層膜順、積層膜数、さらには膜の材質によらず、この実施形態の適用が可能である。
以上のように、材質の異なる２種の膜よりなる３層膜のウェットエッチングにおいて、スプレーエッチングとパドルエッチングとを一括して実施することができ、スプレーエッチングとパドルエッチングの処理順序を変えることも可能であり、３層膜の膜質に応じたウェットエッチング処理が可能である。
【実施形態３】
【００４０】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
この実施形態では、前第２の実施形態におけるパドルエッチングを、浸漬エッチングに置き換えて構成したものを示す。第３の実施形態で使用するウェットエッチング装置を図６に示す。
【００４１】
図７に、被処理基板５１を示す。同図に示す３層よりなる積層膜１３１、１３２及び１３３の構成は第２の実施形態と同様である。
すなわち、図７（Ａ）に示すように、被処理基板５１の断面構造は、ガラス基板１３０上にＭｏ膜１３１を約７０ｎｍ、Ｍｏ膜１３１上にＡｌ膜１３２を約１００ｎｍ、Ａｌ膜１３２上にＭｏ膜１３３を約７０ｎｍ、いずれも例えばスパッタ法により成膜し、Ｍｏ膜１３３の上に、レジスト膜１３４が配線状にパターニングされている。
【００４２】
次に、被処理基板５１を、スプレーエッチング処理及び浸漬エッチング処理する際のウェットエッチング装置１５７の構成について説明する。
図６に示すように、この例によるウェットエッチング装置１５７は、エッチング槽８４と、水洗槽８５と、乾燥槽８６とからなる。
【００４３】
また、エッチング槽８４は、搬送ローラ５２と、エッチングスプレーノズル５３と、エアーナイフ５４と、薬液タンク５８と、配管５６と、ポンプ５７と、ドライエアータンク５５と、さらに搬入口６０と、搬出口６１とから構成される。
また、水洗槽８５は、搬送ローラ５２と、純水タンク６３と、純水スプレーノズル６２と、排水管６８と、搬入口６９と、搬出口７０とから構成される。
さらに、乾燥槽８６は、搬送ローラ５２と、ドライエアータンク６４と、排水管６６と、エアーナイフ４９と、搬入口７１と、搬出口６７とから構成される。
【００４４】
次に、被処理基板５１をウェットエッチング装置１５７によりエッチング処理する場合の動作について説明する。
図６に示すように、搬入口６０から搬送ローラ５２によりエッチング槽８４に送られてくる被処理基板５１の表面に、薬液タンク５８から配管５６及びポンプ５７を介して供給される薬液を、エッチングスプレーノズル５３より噴射して、所定の時間として例えば３６秒間スプレーエッチング処理を行う。
【００４５】
この積層膜１３１、１３２及び１３３を各スプレーエッチング手法、浸漬エッチング手法単独でエッチング処理する場合、第１の実施形態と同様の組成を有する薬液により、Ｍｏ膜１３１、１３３と、Ａｌ膜１３２に対し、第１の実施形態と同様なエッチングレートの大小関係が得られる。
【００４６】
すなわち、図７（Ｂ）に示すように、スプレーエッチングにより、積層膜１３１、１３２及び１３３のエッチングレートの関係により、中間層のＡｌ膜１３２の膜端は上層と下層のＭｏ膜１３１、１３３に対し後退した状態になる。また、下層のＭｏ膜１３１が露出するまでの間も上層Ｍｏ膜１３３のサイドエッチングが進むため、上層Ｍｏ膜１３３の端は下層Ｍｏ膜１３１の端に対しても後退した状態となる。レジストパターン１３４の外側の積層膜が一通りエッチングされ、ガラス基板１３０が露出し始める程度で、薬液の噴射を止める。
【００４７】
次に、エッチング槽８４のシャッター６５の操作により搬出入口６０及び６１を閉鎖し、被処理基板５１が十分に浸漬する程度に、エッチング槽８４内にスプレーエッチングの時と同一の薬液５９を満たし、浸漬する時間として例えば１７０秒間程度、浸漬エッチングを実施する。
【００４８】
浸漬エッチングを実施することにより、さらに積層膜１３１、１３２及び１３３のエッチングを進行させる。すなわち、３層膜のエッチングレートの関係により、中間層のＡｌ膜１３２に対し突き出ている上下層のＭｏ膜１３１、１３３が後退し、両者の膜端距離が接近する。すなわち、図７（Ｃ）に示すように積層膜１３１、１３２及び１３３全体の膜端が順テーパーの形状となる。
【００４９】
次に、水洗槽８５において、エッチング処理後の被処理基板５１に、純水タンク６３より供給される純水を洗浄スプレーノズル６２から噴射して、所定の時間として例えば２００秒間洗浄を行い、被処理基板５１上に残った薬液を除去する。除去後の薬液は排水管６８より排水され、被処理基板５１は搬出口７０より水洗槽８５から搬出され、搬入口７１より乾燥槽８６へ搬入される。
【００５０】
さらに、乾燥槽８６においてドライエアータンク６４より供給されるドライエアーを被処理基板５１へ吹き付けることにより、被処理基板５１の表面上に残った純水を除去し、除去後の純水は排出管６６より排出される。乾燥工程終了後は、被処理基板５１は乾燥槽８６の搬出口６７より搬出される。
浸漬エッチングは、パドルエッチングと同様に、静止液中でのエッチングのため、同一の薬液を使用した場合には、各膜に対してパドルエッチングと同様なエッチング性が得られる。
【００５１】
この第３の実施形態における被処理基板５１中の積層膜は、第１の実施形態と同様の２層膜であっても、差し支えなく適用できる。従って、この第３の実施形態においても上記の他の実施形態と同様の目的が達成される。
なお、この実施形態においても、実施するエッチング方式の順番は、スプレーエッチングの後に浸漬エッチングとしても、浸漬エッチングの後にスプレーエッチングとしても差し支えない。
【００５２】
すなわち、浸漬エッチング処理の後にスプレーエッチング処理を実施した場合、スプレーエッチング処理の上記所定の時間経過後に、被処理基板５１への薬液の噴射を止める。エッチング槽８４内の薬液５９は薬液タンク５８へ排出され、ドライエアータンク５５より供給されるドライエアーをエアーナイフ５４より噴射することにより、被処理基板５１の表面上の薬液を除去する。その後エッチング処理を終了し、被処理基板５１は、エッチング槽８４の搬出口６１より搬出され、搬入口６９より水洗槽８５へ搬入される。
【００５３】
以上のように、材質の異なる２種の膜よりなる２層膜又は３層膜のウェットエッチングにおいて、スプレーエッチングとパドルエッチング、あるいはスプレーエッチングと浸漬エッチングとを一括して実施することにより、各膜のサイドエッチング量を制御し、３層膜の膜端を均一化したパターニングを行うことができる。また、スプレーエッチングとパドルエッチング、あるいはスプレーエッチングと浸漬エッチングの各順序を逆とすることも可能であり、プロセスウィンドウを拡大することができる。
【００５４】
また、その他の実施形態として、図３及び図４に示すような２層膜又は３層膜の場合に、浸漬エッチングとパドルエッチングとで使用する薬液の組成を異ならしめることにより、浸漬エッチングとパドルエッチングとでエッチングレートに差が見られる積層膜の場合には、浸漬エッチングとパドルエッチングとを組み合わせたエッチング方法も実施することが可能である。
【００５５】
さらに、その他の実施形態として、図３及び図４に示すような２層膜又は３層膜の場合、あるいは互いに異なる材質よりなる３層膜の場合に、浸漬エッチングとパドルエッチングとで使用する薬液の組成を異ならしめることにより、スプレーエッチングと浸漬エッチングとパドルエッチングとで、各膜のサイドエッチング量に差が見られる場合には、スプレーエッチングと浸漬エッチングとパドルエッチングとを同時に組み合わせたエッチング方法をも実施することが可能である。
【実施形態４】
【００５６】
次に、この発明の第４の実施形態について説明する。
この実施形態では、異なる二つのエッチング方法を、隣接する二つのエッチング槽において連続して実施する方法について説明する。
図８は、スプレーエッチングと浸漬エッチングとを別個のエッチング槽８７及び８８において行う第４の実施形態であるウェットエッチング装置１５８の構成を示す概念図である。
【００５７】
また、図９に、ウェットエッチング装置１５８によりエッチング処理される被処理基板１０１を示す。同図に示す３層よりなる積層膜１４２、１４３及び１４４の構成は第２の実施形態と同様である。
すなわち、図９（Ａ）に示すように、被処理基板１０１の断面構造は、ガラス基板１４１上にＭｏ膜１４２を約７０ｎｍ、Ｍｏ膜１４２上にＡｌ膜１４３を約１００ｎｍ、Ａｌ膜１４３上にＭｏ膜１４４を約７０ｎｍ、いずれも例えばスパッタ法により成膜し、Ｍｏ膜１４４の上に、レジスト膜１４５が配線状にパターニングされている。
【００５８】
次に、被処理基板１０１を、スプレーエッチング処理及び浸漬エッチング処理する際のウェットエッチング装置１５７の構成について説明する。
図８に示すように、この例によるウェットエッチング装置１５８は、エッチング槽８７及び８８と、水洗槽８９と、乾燥槽９０とからなる。
【００５９】
また、エッチング槽８７及び８８は、それぞれ搬送ローラ１０２と、エッチングスプレーノズル１０３及び１１３と、エアーナイフ１０４及び１１４と、薬液タンク１０７及び１１８と、配管１０５及び１１６と、ポンプ１０６及び１１７と、ドライエアータンク１０８及び１１９と、さらに搬入口９１及び９３と、搬出口９２及び９４とから構成される。
【００６０】
また、水洗槽８９は、搬送ローラ１０２と、純水タンク１２３と、純水スプレーノズル１２１と、排水管１２２と、搬入口９５と、搬出口９６とから構成される。
さらに、乾燥槽９０は、搬送ローラ１０２と、ドライエアータンク１２５と、排水管１２４と、エアーナイフ５０と、搬入口９７と、搬出口９８とから構成される。
【００６１】
次に、被処理基板１０１をウェットエッチング装置１５８によりエッチング処理する場合の動作について説明する。
図８に示すように、搬入口９１から搬送ローラ１０２によりエッチング槽８７に送られてくる被処理基板１０１の表面に、薬液タンク１０７から配管１０５及びポンプ１０６を介して供給される薬液を、エッチングスプレーノズル１０３より噴射して、所定の時間として例えば３６秒間スプレーエッチング処理を行う。
【００６２】
この積層膜１４２、１４３及び１４４を各スプレーエッチング手法、浸漬エッチング手法単独でエッチング処理する場合、第１の実施形態と同様の組成を有する薬液により、Ｍｏ膜１４２、１４４と、Ａｌ膜１４３に対し、第１の実施形態と同様なエッチングレートの大小関係が得られる。
【００６３】
すなわち、図７（Ｂ）に示すように、スプレーエッチングにより、積層膜１３１、１３２及び１３３のエッチングレートの関係により、中間層のＡｌ膜１３２の膜端は上層と下層のＭｏ膜１３１、１３３に対し後退した状態になる。また、下層のＭｏ膜１３１が露出するまでの間も上層Ｍｏ膜１３３のサイドエッチングが進むため、上層Ｍｏ膜１３３の端は下層Ｍｏ膜１３１の端に対しても後退した状態となる。レジストパターン１３４の外側の積層膜が一通りエッチングされ、ガラス基板１３０が露出し始める程度で、薬液の噴射を止める。すなわち、スプレーエッチング処理の上記所定の時間経過後に、被処理基板１０１への薬液の噴射はエアーナイフ１０４により遮断される。
【００６４】
次に、被処理基板１０１は、搬出口９２及び搬入口９３を経由して、エッチング槽８８へ搬送され、エッチング槽８８のシャッター１１５の操作により搬出入口９３及び９４を閉鎖し、被処理基板１０１が十分に浸漬する程度に、エッチング槽８８内にスプレーエッチングの時と同一の薬液１２０を満たし、浸漬する時間として例えば１７０秒間程度、浸漬エッチングを実施する。
【００６５】
浸漬エッチングを実施することにより、さらに積層膜１４２、１４３及び１４４のエッチングを進行させる。すなわち、３層膜のエッチングレートの関係により、中間層のＡｌ膜１４３に対し突き出ている上下層のＭｏ膜１４２、１４４が後退し、両者の膜端距離が接近する。すなわち、図９（Ｃ）に示すように積層膜１４２、１４３及び１４４全体の膜端が順テーパーの形状となる。
【００６６】
次に、水洗槽８９において、エッチング処理後の被処理基板１０１に、純水タンク１２３より供給される純水を洗浄スプレーノズル１２１から噴射して、所定の時間として例えば２００秒間洗浄を行い、被処理基板１０１上に残った薬液を除去する。除去後の薬液は排水管１２２より排水され、被処理基板１０１は搬出口９６より水洗槽８９から搬出され、搬入口９７より乾燥槽９０へ搬入される。
【００６７】
さらに、乾燥槽９０においてドライエアータンク１２５より供給されるドライエアーを被処理基板１０１へ吹き付けることにより、被処理基板１０１の表面上に残った純水を除去し、除去後の純水は排出管１２４より排出される。乾燥工程終了後は、被処理基板１０１は乾燥槽９０の搬出口９８より搬出される。
【００６８】
この実施形態のように、二種のウェットエッチング処理を行うエッチング槽を二つのエッチング槽に分離して直列に接続し、エッチング処理を連続して行うことにより、一つのエッチング処理槽におけるエッチング処理に要する時間が分散し、被処理基板を効率的にその後のウェハープロセス工程へ供給することが可能となる。
【００６９】
また、直列に接続した上記二つのエッチング槽を、それぞれのエッチング槽が、スプレーエッチング、パドルエッチング、浸漬エッチングのいずれのエッチング方法をも実施可能である同一の機能を有するエッチング槽とすることにより、上記のエッチング方法の各組み合わせと順序を、積層膜の態様に応じて機動的に変更することができ、効率的に積層膜のウェットエッチング処理を行うことができる。
【００７０】
なお、この実施形態は、スプレーエッチングと浸漬エッチングとを異なるエッチング槽においてエッチングする例であるが、スプレーエッチングとパドルエッチング、あるいはパドルエッチングと浸漬エッチングとを各々組み合わせて、それぞれのエッチング槽において実施することも可能である。
【００７１】
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、この実施形態においては、エッチング液として燐酸、酢酸及び硝酸の混合液を用いる場合について述べたが、被処理膜が何であるかによって、あるいは、多層膜が何層膜であるかによって、あるいは、成膜材料の成膜順序によって、適宜、混合液の組成比を変更し得る。
【００７２】
また、上述の実施形態では２層膜及び３層膜について述べたが、これらに限定されるものでなく、４層以上の積層膜であっても、また、３種以上の材質による積層膜であっても良い。
また、基板は、ガラス基板に限らず、シリコン等の半導体基板でも良く、他の基板でも良い。また、成膜材料は、Ａｌ膜やＭｏ膜のみに限らず、必要に応じて、これらＡｌ膜とＭｏ膜とに、各種の金属材料や絶縁膜材料や半導体材料を加える積層膜としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るウェットエッチング装置の構成を示す図である。
【図２】同実施形態における積層膜とレジストパターン及びその断面図を示す図である。
【図３】同実施形態における積層膜のエッチング過程を示す図である。
【図４】この発明の第２の実施形態における積層膜のエッチング過程を示す図である。
【図５】同実施形態におけるウェットエッチング装置の構成を示す図である。
【図６】この発明の第３の実施形態におけるウェットエッチング装置の構成を示す図である。
【図７】同実施形態における積層膜のエッチング過程を示す図である。
【図８】この発明の第４の実施形態におけるウェットエッチング装置の構成を示す図である。
【図９】同実施形態における積層膜のエッチング過程を示す図である。
【図１０】従来のウェットエッチング工程を示す概略図である。
【図１１】この発明の実施形態のウェットエッチング工程の概要を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１、４０、５１、１０１            被処理基板
８１、８４、８７、８８、１２１      エッチング槽
１２、２２、３５、３７、５２    
１０２、１１２                      基板搬送ローラ
１３、５３、１０３、１１３、１５０  エッチングスプレーノズル
１４、３６、３８、４９、５０、５４  
１０４、１１４                      エアーナイフ
１５、５６、１０５、１１６          配管
１６、５７、１０６、１１７          ポンプ
１７、４８、５８、１０７、１１８    薬液タンク
１８、６２、１２１                  洗浄スプレーノズル
１９、６３、１２３                  純水タンク
２０、３０、３９、５５、６４        
１０８、１１９、１２５              ドライエアータンク
２１、２５、２６、２７、２８、２９  
４６、４７、６０、６１、６７、６９  基板搬出入口
３１、４１、１３０、１４１          ガラス基板（基板）
３２、４３、１３２、１４３          アルミニウム膜
３３、４２、４４、１３１、１３３    
１４２、１４４                      モリブデン膜
３４、４５、１３４、１４５          レジスト膜
５９                                薬液（エッチング液）
６５                                シャッター
１５５、１５６、１５７              
１５８、１５９                      ウェットエッチング装置
【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】
2008277845.tif 000009
【図８】
2008277845.tif 000010
【図９】
2008277845.tif 000011
【図１０】
2008277845.tif 000012
【図１１】
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