説明

エッチング方法

【課題】被処理体に対する熱の影響を抑えることができるエッチング方法を提供すること。
【解決手段】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む。エッチング液に光を照射し当該エッチング液を化学的に活性化させることで被処理体がエッチングされる。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。

【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。
【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。
【特許文献1】特開2000−21614号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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。
【0006】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、被処理体に対する熱の影響を抑えることができるエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明に係るエッチング方法は、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むことを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、エッチング液に光を照射することで当該エッチング液を化学的に活性化させ、ラジカルやイオンが発生する。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。
【0009】
上記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。
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。
【0010】
上記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。
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。
【0011】
上記のエッチング方法は、前記光照射工程では、前記光を前記界面の一部の照射領域に照射することを特徴とする。
本発明によれば、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】
上記のエッチング方法は、前記光照射工程では、前記照射位置を移動させることを特徴とする。
本発明によれば、光の照射位置を移動させることにより、エッチング液の活性化される位置が界面上で移動する。被処理体は、光の照射位置を辿るようにエッチングされることとなる。このように、エッチング部分を描画するように処理することで、エッチング処理を容易かつ直感的に行うことができる。
【0013】
上記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。
本発明によれば、エッチング液の界面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。
【0014】
上記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。
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。
【0015】
上記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。
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
本発明の第1実施形態を図面に基づき説明する。
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とを有する。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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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、F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Xe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。
【0020】
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。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。
【0021】
次に、図2〜図6を参照して、上記のように構成されたエッチング装置1を用いて基板Sをエッチングする過程を説明する。
まず、容器2内に基板Sを収容する。本実施形態では、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。以下、面Saについては、「エッチング面Sa」と表記する。基板Sを収容する際には、図2に示すように、平面視で窓部2aの形成領域内に収まるように基板Sを配置する。
【0022】
基板Sを収容した後、制御部5は、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)。この動作により、図3に示すように、基板Sのエッチング面Saにエッチング液Qが配置されることになり、エッチング面Saとエッチング液Qとの間に界面Fが形成されることになる(液配置工程)。
【0023】
エッチング液Qを供給した後、制御部5は、光射出部3aが平面視で基板Sの所望の位置に重なるように光源3を移動させる。制御部5は、光源3を移動させた後、図4に示すように、当該光射出部3aから窓部2aへ光Lを照射させる(光照射工程)。この光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の一部の領域を照射する。この光の照射を受けた界面Fの照射領域では、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。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。
【0024】
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とになる。この結果、当該活性化部分Qaの拡散が抑制されることとなる。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がピンポイントで形成され、基板Sは高精度にエッチングされることとなる。
【0025】
光照射工程では、制御部5は、図6に示すように、基板Sのうちエッチングする領域に沿って光Lの照射位置を移動させる。例えば、図6に示すように、制御部5は、光源3を移動させることにより照射領域を移動させるようにする。光Lの照射領域の移動に伴い、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の照射領域を辿るように除去部Sbが形成されていくこととなる。
【0026】
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。化学反応のみによって基板S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基板Sに及ぼす熱の影響を抑えることができる。
【0027】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、光射出部3aから射出した光Lの照射領域を、基板Sのうちエッチングする領域に沿って移動させることで除去部Sbを形成するようにしたが、これに限られることは無く、例えばマスクなどを用いて界面の所望の領域に光を一度に照射することにより、基板Sに除去部Sbを形成するようにしても構わない。
【0028】
また、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、これに限られることは無く、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。
【0029】
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に照射されるようにしたが、これに限られることは無く、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。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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【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。
【図6】同、工程図。
【符号の説明】
【0033】
S…基板 Q…エッチング液 Qa…活性化部分 F…界面 L…光 Sa…エッチング面 Sb…除去部 1…エッチング装置 2…容器 2a…窓部 3…光源 3a…光射出部 4…エッチング液供給部 5…制御部

【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
を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項2】
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に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2に記載のエッチング方法。
【請求項4】
前記光照射工程では、前記光を前記界面の一部の照射領域に照射する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項5】
前記光照射工程では、前記照射領域を移動させる
ことを特徴とする請求項4のうち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から請求項5のうちいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項7】
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3に記載のエッチング方法。
【請求項8】
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から請求項7のうちいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項9】
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から請求項8のうちいずれか一項に記載のエッチング方法。

【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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【公開番号】特開2010−123611(P2010−123611A)
【公開日】平成22年6月3日(2010.6.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−293375(P2008−293375)
【出願日】平成20年11月17日(2008.11.17)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】