JP2003303803A

JP2003303803A - エッチング方法および装置

Info

Publication number: JP2003303803A
Application number: JP2002055673A
Authority: JP
Inventors: Takashi Koike; 孝小池; Yoshiaki Mori; 義明森
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-10-24
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP3932099B2; US20040074870A1

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理部材１０にバンク１２を形成し、所定
位置に精密なエッチングが行えるエッチング方法および
装置を提供することを目的としている。【解決手段】被処理部材１０の所定パターン以外の範
囲に撥液性を有するバンク１２を形成し、吐出ヘッド１
６を用いてエッチング液１５等の塗布液１４を所定パタ
ーンのエッチング部１８に塗布する。エッチング部１８
には親液性処理を施しておき、塗布液１４の定着性を向
上させ、またバンク１２を撥液性の膜質で形成してバン
ク１２への塗布液１４の付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理部材の表面
の一部または前面を除去するエッチング方法および装置
に係り、特に被処理部材にバンクを設けて塗布液の塗布
領域を選択的にエッチングするエッチング方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェハなどの被処理部材に素子
や配線パターンを形成する場合、被処理部材の表面にフ
ォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー法によっ
てパターニングし、これをマスクとしてＨＦ水溶液等の
エッチング用の塗布液を用いたウェットエッチングや、
プラズマを用いたドライエッチングを行っている。しか
し、このようなエッチング方法においては、被処理部材
の表面にマスクを形成することにより非エッチング部の
保護をしているため、マスク形成に多くの材料が必要と
なり、また工数も要するためコストの増大を招いてい
る。

【０００３】そこで、マスクを形成せずにエッチングを
行う方法が、特開２００１―１８５５２６号公報におい
て示されている。これは、液体吐出手段としてインクジ
ェット方式の吐出ヘッドを設けてこれの制御を行い、予
め設定されたパターンによって被処理部材にエッチング
液を直接塗布してエッチングを行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記に示し
た被処理部材の表面に直接にエッチング液を吐出するエ
ッチング方法では、インクジェット方式の吐出ノズルの
形状によって、吐出される液滴の大きさが決定される。
すなわち、ノズル形状によって被処理部材の表面に滴下
される塗布液の表面積が決定されることになり、ノズル
の吐出径よりも細かい形状のエッチングを行うことは不
可能である。また、こうしてエッチングされたパターン
形状は、液滴の形状を反映して丸点もしくは丸点の連続
による線あるいは面となる。このように、従来の吐出ノ
ズルを用いたエッチングでは、被処理部材の濡れ性など
で液が広がるため、吐出径よりも小さな形状はもちろん
のこと、複雑な形状やエッジなどを造形することが困難
であった。さらに、吐出ノズルから塗布されたエッチン
グ液が、エッチング部以外に飛散し付着することで、規
定のパターンではないエッチングが行われるなどの問題
もある。また、エッチングの形状がエッチング液の付着
状態に依存するため、形状精度が悪く、微細なエッチン
グをすることができなかった。

【０００５】さらに、複数の被処理部材の膜が積層され
ている多層膜や、同一平面上に複数の被処理部材の膜が
存在している場合、被処理部材の種類に対応してエッチ
ング液を交換しエッチングを行うため、同様の工程を被
処理部材の種類ごとに繰り返さなければならない。従っ
て、異なった被処理部材の膜が存在する場合におけるエ
ッチングには、工数が多くかかることになる。

【０００６】また、反応性ガスと反応性ガスを溶解可能
な液体と被処理部材とを反応させてエッチングを行う場
合に、被処理部材の周辺に反応性ガスが残留することが
ある。そのため、残留した反応性ガスなどが他の物質と
反応して不要な反応生成物が生成され、これが被処理部
材の表面に付着することによってエッチング部に介在
し、良好なパターン形成を妨げるおそれがある。

【０００７】上記課題に着目し、本発明は被処理部材の
所望位置のエッチングを可能とするため、撥液性のバン
クを形成し、あるいはエッチング部以外の濡れ性を向上
させて所定位置に精密なエッチングが行えるエッチング
方法および装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明におけるエッチング方法は、被処理部材のエ
ッチング部の周囲にバンクを設け、液体吐出手段により
エッチング液を前記バンク内に供給して前記エッチング
部をエッチングすることを特徴としている。これは、液
体吐出手段を用いてエッチング部のみにエッチング液を
塗布するためエッチング液の浪費を防ぎ、またバンクに
よりエッチング部の範囲が限定されて精密なエッチング
を行うことができる。

【０００９】また、本発明におけるエッチング方法は、
被処理部材のエッチング部の周囲にバンクを設け、前記
エッチング部の周囲を反応性ガスの雰囲気にするととも
に、前記反応性ガスを溶解可能な液体を液体吐出手段に
より前記バンク内に供給し、前記エッチング部をエッチ
ングすることも可能である。このように、反応性ガスと
これを溶解可能な液体を用いたエッチングにおいて、エ
ッチング部にバンクを設け、液体の拡散を防止してい
る。また、液体の浪費を防止することも可能である。前
記バンクによりエッチング部の範囲が限定されて精密な
エッチングを行うことができる。

【００１０】なお、前記エッチング部を親液処理するこ
とが可能である。このように、バンクに撥液処理を施
し、かつエッチング部に親液処理を施すことにより、前
記エッチング液または前記液体の定着性を向上させるこ
とができる。また、被処理部材のエッチング部を親液処
理し、エッチング液を液体吐出手段により前記エッチン
グ部に供給してエッチング部をエッチングすることも可
能である。これにより、バンクを形成せずにエッチング
液をエッチング部に定着させ、精密なエッチングを行う
ことができる。

【００１１】なお、被処理部材のエッチング部を親液処
理し、前記エッチング部の周囲を反応性ガスの雰囲気に
するとともに、前記反応性ガスを溶解可能な液体を液体
吐出手段より前記エッチング部に供給し、前記エッチン
グ部をエッチングすることも可能である。これにより、
バンクを形成せずにエッチング液をエッチング部に定着
させ、精密なエッチングを行うことができる。

【００１２】なお、前述したエッチングは、反応生成物
を吸引除去しつつ行うことが可能である。すなわち、エ
ッチング部における反応生成物を速やかに除去するた
め、反応生成物の残留によるエッチングの妨害を阻止
し、良好なエッチングを行うことができる。

【００１３】なお、エッチングは被処理部材を加熱して
行うことが可能である。これにより、エッチングの速度
が促進され、素早く良好なエッチングを行うことができ
る。なお、被処理部材の加熱は３０゜Ｃから６０゜Ｃの
温度範囲内で行うことを特徴としている。これにより、
被処理部材との反応が促進され、かつエッチングに用い
る液体の蒸発を防ぎ、速やかなエッチングを行うことが
できる。

【００１４】また、前記バンクは撥液処理をされ、また
は撥液性を有してなることが好ましい。このように、バ
ンクに撥液性を持たせることにより、エッチング液がエ
ッチング部から拡散することを防止するとともに、精密
なエッチングを行うことができる。

【００１５】なお、前記バンクはフッ素樹脂膜からなる
ことを特徴としている。フッ素系樹脂は、あらゆる液体
に対して高度な撥液性を発揮するため、多種類の塗布液
を使用する場合においても有効である。

【００１６】本発明に係るエッチング装置は、エッチン
グ液を被処理部材のエッチング部に供給する液体吐出手
段と、エッチングの際の反応生成物を吸引する吸引部と
を備えたことを特徴としている。前記吐出ユニットは、
液体吐出手段と吸引部とを備えた構成であることから、
エッチング液の供給とともに、エッチングの際に生じた
反応生成物を同時に除去することが可能である。また、
前記吸引部は、前記液体吐出手段に組み合わせることも
可能である。このように吸引手段を液体吐出手段と一体
に設けることにより、エッチングの際に発生する反応生
成物の除去を即座に行うことができる。

【００１７】また、本発明に係るエッチング装置は、被
処理部材のエッチング部に反応性ガスを供給するガス吐
出部と、前記反応性ガスを溶解可能な液体を前記エッチ
ング部に供給する液体吐出手段と、前記ガス吐出部また
は前記液体吐出部の近傍に設けられ反応生成物を吸引可
能な吸引部と、を備えた吐出ユニットを有するものでも
良い。これにより、前記液体の塗布とともに、エッチン
グの際に生じた反応生成物や、エッチングに寄与しなか
った反応性ガスを速やかに除去することが可能である。

【００１８】なお、前記吐出ユニットは複数設けること
が可能である。これにより、複数の異なる膜に対応する
前記エッチング液、または前記反応性ガスおよび前記液
体を充填することができ、一度のエッチングにて複数の
膜のエッチングを行うことが可能である。なお、前記吐
出ヘッドにヒータを設けることも可能である。これによ
り、被処理部材の反応速度を促進させることができ、ま
た反応生成物の結露を防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係るエッチング方法およ
び装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明す
る。なお、以下に記載するものは本発明の実施形態の一
態様にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではな
い。被処理部材１０にエッチングを行う場合には、ＨＦ
水溶液などのエッチング液１５を被処理部材１０に直接
塗布する方法と、フッ素系ガス等の反応性ガス２２の存
在する雰囲気中で、被処理部材１０に反応性ガス２２を
溶解可能な液体を塗布し、前記反応性ガス２２と前記液
体と被処理部材１０とを反応させてエッチングをする方
法とがある。本実施形態では、特別な記載の無い場合に
は、純水またはアルコール等の反応ガス溶解可能な液体
やＨＦ水溶液等のエッチング液を、一括して塗布液１４
と記載するものである。

【００２０】本発明の第１の実施形態に係るエッチング
の説明図を図１に示す。はじめに被処理部材１０を洗浄
し、被処理部材１０をエッチングするため被処理部材１
０の表面に規定のパターン形状のバンク１２を形成す
る。前記バンク１２に塗布液１４を塗布し、または反応
性ガス２２雰囲気中に純水を塗布する。前記バンク１２
は撥液性を有するものとし、塗布液１４がパターン形状
の周囲に飛散することを防止するものである。また、こ
のようなバンク１２の表面は、塗布液１４あるいはエッ
チングの反応性ガス２２に対して耐性のある膜質で形成
している。

【００２１】前記バンク１２の形成は以下の通りであ
る。まず塗布液１４に対して撥液性を有するレジストを
被処理部材１０の表面に塗布する。これを所定のパター
ン形状に露光した後に現像を行うことで、所望のパター
ン形状がバンク１２に形成される。またこのバンク１２
は、撥液性のレジストを使用しているため、塗布液１４
を弾くという特性を有している。

【００２２】または、被処理部材１０の表面にフッ素系
樹脂を塗布しておき、これを電磁波で露光することによ
り、電磁波を照射した部分のフッ素系樹脂の組成物膜形
成を阻止することができ、従ってパターン形状に電磁波
を照射することで、撥液性を有したバンク１２にパター
ンが形成される。フッ素系樹脂は、あらゆる液体に対し
て高度な撥液性を発揮するため、多種類の塗布液１４を
使用する場合においても有効である。このようなフッ素
系樹脂の露光には、電磁波として光を用いるのが好まし
く、さらに前記光は紫外線とすることが望ましい。紫外
線は安価であり、また安全で取り扱いも容易であるた
め、製造工程の簡略化ならびに製造コストの削減が可能
となる。

【００２３】あるいは、通常のレジストを被処理部材１
０の表面に塗布しておき、これにパターニングを行った
後、レジストにフッ化処理を行う。これにより撥液性バ
ンク１２が形成され、被処理部材１０の表面にパターン
が形成されることになる。

【００２４】このように、撥液性のあるバンク１２を形
成することにより、塗布液１４がパターン形状からはみ
出して塗布された場合、はみ出した部分には塗布液１４
を弾く処理が施されていることになり、パターン形状範
囲外における塗布液１４の付着を防止することができ
る。また、撥液性バンク１２によって弾かれた塗布液１
４は、バンク１２に囲繞されたパターン形状内に導入さ
れてエッチングが行われることから、エッチングの精度
を向上させることができる。

【００２５】なお、本実施例においては、バンク１２の
材料を撥液性を有するもの、あるいは後にバンクに撥液
処理を施して、バンク１２に撥液性を持たせたが、エッ
チング液の滴量をコントロールすることにより、または
バンクをエッチングしないエッチング液を適時選択する
ことによりバンクに撥液性を持たせないで処理を行うこ
とも可能である。また、パターンの精度が比較的ラフな
ものであってもよい場合、処理液であるエッチング液が
供給される対象となるパターン形成領域を形成している
バンク１２は、とくに撥液処理は行わなくともよく、こ
の場合は撥液性を有しないバンクが用いられる。

【００２６】このような方法でバンク１２を形成した被
処理部材１０の表面において、エッチングの吐出液の定
着性を向上させるため、バンク１２の形成されない部分
において吐出液の親液性を向上させる処理を行うことも
可能である。これは、たとえば紫外線の照射やプラズマ
処理によって実現できる。すなわち、上記方法によりバ
ンク１２を形成した後に、紫外線等の電磁波をバンク１
２形成範囲外に照射することで、エッチング部にある膜
の結合を切断してこれを除去するものである。これによ
り、バンク１２以外の部分に親液性が増加するため、エ
ッチングの際に被処理部材１０に塗布液１４を塗布した
場合、塗布液１４は容易に当該部分に浸透する。さらに
バンク１２に撥液性を有する処理を施しているため、塗
布液１４はバンク１２に付着することなく弾かれて、親
液性を有する部分に導入されることになる。従って、被
処理部材１０のバンク１２形成範囲外に親液性を向上さ
せる処理を行うことにより、塗布液１４が容易に定着で
きることとなる。

【００２７】以上は被処理部材１０の基板表面におい
て、バンク１２を形成することによりエッチングの細密
化を図るものである。すなわち、被処理部材１０に塗布
液１４をパターン形状に塗布した場合に、バンク１２を
形成することによって液体の有する表面張力などで所望
のパターン形状の範囲から塗布液１４がはみ出すことを
防止している。さらに、バンク１２に撥液性を持たせて
いることから、塗布液１４はバンク１２上で弾かれ、親
水性のあるパターン部分に導入される。すなわち、バン
ク１２を形成することで、塗布液１４を塗布する際の液
塗布範囲の境界を制御するものである。従って、バンク
形成により、精密なエッチングが可能となる。

【００２８】第２の実施形態を図２に示す。上記方法
は、被処理部材１０の表面に撥液性を有するバンク１２
を形成するものであるが、バンク１２を形成せずに塗布
液１４塗布領域の境界を制御する方法を用いても良い。
これは、被処理部材１０の表面において親液性を制御す
ることによって、塗布された塗布液１４の定着性を向上
させるものである。例えば、被処理部材１０の表面にマ
スクを重ね、これに紫外線を照射することで親液性を持
たせる範囲を形成する。マスクは、透光性を有するガラ
ス基板を本体とし、被処理部材１０のパターン形成範囲
以外に相当する部分に、金属クロム等による遮光膜を形
成したものである。従って、マスクで覆った被処理部材
１０に紫外線を照射すると、前記遮光膜の無い部分のみ
に紫外線が照射される。これにより被処理部材１０のパ
ターン範囲が親液性を持つことになり、塗布液１４を導
入し易くなる。このようにして、塗布液１４を塗布する
領域の境界の制御が可能となる。なお、紫外線以外で
も、プラズマ処理等により同様の効果を得ることができ
る。

【００２９】上記のように被処理部材１０の表面にバン
ク１２を形成してパターン形成を施すことによって、パ
ターン形状の精度の高いエッチングを行うことができ
る。これは、従来の方法によるエッチングにおいては被
処理部材１０がＳｉＯ基板である場合に最小パターン幅
が２０μｍ程であったのに対して、本実施形態によるエ
ッチングでは最小パターン幅を１０μｍに形成すること
が可能となる。従って、細密なデバイス設計を行うこと
が可能となる。

【００３０】上記のように、塗布液１４を塗布する境界
を制御するバンク１２を形成し、塗布液１４を吐出塗布
して被処理部材１０のエッチングを行う。本実施の形態
では、塗布液１４を所定のパターン形状範囲に塗布する
ために、液体吐出手段として液体吐出ヘッド１６を用い
ている。これは、塗布装置として液体吐出ヘッド１６を
用いることにより、エッチング部１８にのみ塗布液１４
を塗布することができる。従って、被処理部材１０の全
面に塗布液１４を塗布する必要がなくなり、塗布液１４
の節約に効果的である。また、前記バンク１２は、液体
吐出ヘッド１６によって塗布液１４の塗布される範囲の
周辺にのみ形成しておけば良いため、バンク１２形成を
最小限の範囲で行うことができる。従って、コスト削減
に効果的である。なお、吐出ヘッド１６の吐出ノズル２
４は、ノズル開口部の周囲に撥液性と耐溶剤性とを有す
る部材で処理を施している。これは例えばフッ素樹脂等
にてノズル開口部を形成することで、エッチング液や純
水などの塗布液１４の付着を防止している。また、液体
吐出ヘッドのノズル内部等のエッチング液の流路にも耐
液処理がされていることが好ましい。

【００３１】ところで、本実施形態においては、前述し
たように塗布液１４の塗布に液体吐出ヘッド１６を用い
て行っているが、当該液体吐出ヘッド１６において塗布
液１４の吐出量を制御することで、同種材質における被
処理部材１０のエッチング深さを変更することが可能と
なる。図３に第１の実施形態に係るエッチング深さ変更
の説明図を示す。

【００３２】すなわち、塗布液１４の液量を少量に設定
し被処理部材１０に塗布した場合、被処理部材１０のエ
ッチング深さがＸであったとすると、塗布液１４量を増
加させ被処理部材１０に塗布を行った場合に、エッチン
グはＹだけ深く行うことができる。これは、従来のよう
に塗布液１４を被処理部材１０に一律に塗布する方法に
よると、エッチング深さを変えるために幾度かエッチン
グを繰り返さなければならないが、本実施形態にあるよ
うに液体吐出ヘッド１６を使用して塗布液１４の塗布範
囲を制御することにより、簡易にエッチング深さを変え
ることが可能となる。またこの場合、エッチング深さは
塗布液１４の液量によって変えられるため、液体吐出ヘ
ッド１６で塗布液１４の液量を制御するだけで、被処理
部材１０のエッチング深さを自在に変化させることが可
能となる。すなわち、エッチング部の場所によって、自
由に深さを変えることができる。

【００３３】第３の実施形態に係るエッチングの説明図
を図４（１）に示す。上述したような液体吐出ヘッド１
６をエッチング装置に複数装着し、多連装とすることが
できる。これは、ＨＦ水溶液等のエッチング液１５を直
接に被処理部材１０に塗布しエッチングを行う場合にお
いて有効である。多連装に構成された液体各吐出ヘッド
１６には、種類の異なった膜質のエッチングに対応する
エッチング液１５を、それぞれ充填しておく。このよう
に各エッチング液１５を予め吐出ヘッド１６に充填して
おき、吐出ヘッド１６の吐出ノズル２４を制御してエッ
チング液１５を連続して切り替えることにより、複数の
膜質に対応したエッチングを一度で行うことが可能とな
る。

【００３４】これは、例えば２種以上の膜２０が多層に
形成されている場合、すなわち膜２０Ｂの上層に膜２０
Ａが積層されている多層膜の被処理部材１０にエッチン
グ処理を施す場合を考える。一般的にこのような部材の
エッチングを行う場合、まず膜２０Ａに対してエッチン
グ液１５ａを用いてエッチングを為し、被処理部材１０
の上層部にある膜２０Ａを取り除き、その後に塗布液１
４を交換して、膜２０Ｂに対してエッチング液１５ｂに
よりエッチングを為すものである。

【００３５】ところで、本実施の形態では、吐出ヘッド
１６を多連装に構成し、それぞれの液体吐出ヘッド１６
に種類の異なるエッチング液１５を充填可能としたた
め、一方の液体吐出ヘッド１６にはエッチング液１５ａ
を充填し、他方の液体吐出ヘッド１６にエッチング液１
５ｂを充填することができる。エッチングは、まずエッ
チング液１５ａを被処理部材１０に塗布して行われ、そ
の後、継続してエッチング液１５ｂを被処理部材１０に
塗布して行う。すなわち、膜２０の種類に応じてエッチ
ング液１５を切り替えることで、２種類以上の膜２０が
積層された被処理部材１０を一度でエッチングすること
が可能となる。このように、多種の膜２０を多層に積層
した被処理部材１０のエッチングにおいて、液体吐出ヘ
ッド１６を多連装に構成することにより、各膜質ごとに
エッチング液１５の交換を行う手間を省けるほか、エッ
チングの工程を膜質ごとに最初から繰り返す手間を省く
こともできる。

【００３６】この時、エッチング部１８外にはバンク１
２が形成されており、さらにバンク１２は撥液性を有す
る処理を為されているため、液体吐出ヘッド１６から塗
布する際に飛散したエッチング液１５がバンク１２に付
着するおそれが無く、このようなエッチング液１５はバ
ンク１２上から弾かれて親液性のあるエッチング部１８
に導入される。従って、エッチング部１８の外において
余剰なエッチング行為を防止することができ、効率的に
エッチングを為すことができる。

【００３７】また、図４（２）に第３の実施形態の変形
例を示す。このような多連装式の液体吐出ヘッド１６
は、同一面上に異種の膜質が皮膜されている場合におい
ても有効である。このように多種の膜質が同一面上に存
在する場合、従来では膜２０の種類に応じてエッチング
液１５を交換し、種類の異なった膜２０の数だけエッチ
ングを繰り返して行うものであった。しかし本実施の形
態では、多連装に構成した液体吐出ヘッド１６に充填さ
れたエッチング液１５を、膜２０に対応して切り替える
ことで、連続して異種膜のエッチングを行うことができ
る。例えば、被処理部材１０の同一平面上に２種類の膜
質を形成したような場合に、従来の方法ではエッチング
液１５をエッチングする膜質ごとに交換し、合わせて２
回のエッチングを行う必要があったが、本実施形態によ
れば、多連装式の液体吐出ヘッド１６にそれぞれのエッ
チング液１５を予め充填しておき、エッチングする場合
に膜２０ごとにエッチング液１５を切り替えることによ
って、一度で２種類の膜２０に対してエッチングするこ
とが可能となる。

【００３８】この時、バンク１２などのエッチング部１
８外には、撥液性の処理が施されており、エッチング液
１５が弾かれるため、不必要な部位におけるエッチング
を防止することが可能となる。また、バンク１２を形成
していない部分、すなわちエッチング部１８には親液性
の処理を施しているため、エッチング液１５が速やかに
浸透して即座にエッチングを為すことができる。

【００３９】また前述したように、液体吐出ヘッド１６
から塗布するエッチング液１５の液量を制御すること
で、エッチング深さを変えることが可能となる。このよ
うに、各液体吐出ヘッド１６ごとに液量の制御を行い、
また膜質に応じて液体吐出ヘッド１６の切り換えを行う
ことで、簡易かつ速やかに被処理部材１０のエッチング
が行えるものである。

【００４０】図５（１）に第４の実施形態に係るエッチ
ングの説明図を示す。被処理部材１０のエッチングにお
いて、雰囲気中にエッチング用の反応性ガス２２を存在
させ、エッチングの範囲に純水或いはアルコールを塗布
し、純水またはアルコールと、反応性ガス２２と、被処
理部材１０とを反応させてエッチングする場合を考え
る。被処理部材１０に複数の異種膜が存在する場合に、
異種膜をエッチングするためには膜２０ごとに反応性ガ
ス２２を変更する必要がある。この時、被処理部材１０
に塗布する純水またはアルコール等の塗布液１４は、塗
布液１４を交換する手間を省くため同種のものが好まし
い。

【００４１】異種膜をエッチングする場合には、複数の
反応性ガス２２を予め異なる容器にそれぞれ充填し、エ
ッチングの膜２０に応じて反応性ガス２２の種類を切り
替え可能に構成する。従って、異種膜が存在する被処理
部材１０は、反応性ガス２２を切り替えることにより連
続してエッチングが可能となる。このような反応性ガス
をガス吐出部１７から吐出させ、雰囲気中に液体吐出ヘ
ッド１６から純水等の塗布液１４を吐出させる。

【００４２】例えば、種類の異なる膜２０Ａおよび膜２
０Ｂを積層し、多層膜に構成された被処理部材１０の場
合、反応性ガス２２Ａおよび反応性ガス２２Ｂを予め充
填しておく。上層部の膜２０Ａのエッチングに際して、
反応性ガス２２ａを雰囲気中に吐出し、所定のパターン
形状に塗布液１４を塗布して被処理部材１０と反応させ
る。被処理部材１０に皮膜された膜２０Ａが除去された
後、反応性ガス２２を切り替えて雰囲気中に反応性ガス
２２Ｂを吐出し、膜２０Ｂをエッチングする。

【００４３】図５（２）に第４の実施形態に係るエッチ
ングの変形例を示す。被処理部材１０の同一平面上に種
類の異なる膜２０Ａおよび膜２０Ｂが存在する場合にお
いても、同様に反応性ガス２２の種類を切り替えること
によって、連続してエッチングを行うことができるのは
もちろんである。

【００４４】前述したように、異種の処理部材が積層さ
れている多層膜の場合や、同一平面上に異種膜が存在す
る場合などにおいて、異種の被処理部材１０を連続して
エッチング可能となし、エッチングの工程を短縮するこ
とができる。この時、反応性ガス２２の濃度を管理する
ことにより、エッチングの速度を制御することも可能で
ある。すなわち雰囲気中の反応性ガス２２濃度を高く設
定し、エッチング速度を早めたり、また逆に遅くするな
ど、自在にエッチング速度を制御できる。

【００４５】また、２種以上の膜質を有する多層膜で構
成された処理部材や、同一面上に２種以上の膜２０を有
する被処理部材１０のエッチングを行う際に、純水また
はアルコールなどの塗布液１４の液量を制御する機構を
液体吐出ヘッド１６に設ける。エッチンクの深さは、塗
布液１４の液量にて可変となることから、これらの液量
を制御する機構を設けることでエッチング深さを可変と
したデバイス設計が可能となる。また、多層基板のスル
ーホールを形成する場合にも有効である。

【００４６】図６に第５の実施形態に係る吸引部を備え
た吐出ユニットの断面図を示す。フッ素樹脂のように、
熱により分解が促進される材料を使用する場合には、パ
ターン形成時に加熱することによりパターン形成時間を
短縮することも可能である。ヒータ３２を設けることに
より、塗布液１４と被処理部材１０との反応速度を高め
ることができると同時に、エッチングに用いる反応性ガ
ス２２や、反応によって生成された水などの不要物質を
速やかに蒸発させることが可能となる。このことから、
ヒータ３２設置によって、実質的にドライなエッチング
を実現することが可能となる。

【００４７】例えば、ＳｉＯ₂膜のエッチングに、雰囲
気の反応性ガス２２にＨＦガスを用いた場合、常温でエ
ッチングを行うとＨＦの結露により、所定のエッチング
部１８以外においてＳｉＯ₂膜に化学反応が誘起され、
エッチング部１８以外でエッチングされる場合がある。
そこで、ヒータ３２を設けて、ＨＦガスが結露しにくい
温度（３０゜Ｃ以上）から、水の蒸発までの時間が速す
ぎない温度（６０゜Ｃ以下）までの間に加熱すること
で、ＨＦガスの結露を防止し、エッチング部１８でのエ
ッチングを行えるように制御する。ヒータ３２の加熱温
度に上限を設けているのは、塗布液１４が純水の場合、
被処理部材１０の加熱温度が６０゜Ｃを越えて高くなる
と、水滴の蒸発時間が極端に短くなり、さらに浮上現象
が発生するおそれがある。そのため、充分なエッチング
のパターンが得られず、エッチングに支障を来してしま
う。これを防止するために、ヒータ３２による加熱温度
を制限している。

【００４８】また、ヒータ３２は吐出ヘッド１６部に設
けることによっても効果を得られる。液体吐出ヘッド１
６およびガス吐出部１７の周囲には、エッチング液や純
水またはアルコール等の塗布液１４、雰囲気の反応性ガ
ス２２等の化学反応を誘起されやすい物質が存在してい
る。そこでこの周辺にヒータ３２を設け、反応性ガス２
２や反応生成物などの結露或いは付着を防止し、気化を
促進させることにより、被処理部材１０に対する影響を
阻止している。これにより、液滴の飛行精度を維持する
ことができ、良好なエッチングを為し得る。

【００４９】なお、液体吐出ヘッド１６部の周囲には、
吸引部２６を設けている。第６の実施形態に係る吸引部
を備えた吐出ユニットの断面図を図７に示す。これは、
ＨＦ水溶液などのエッチング液１５を被処理部材１０に
直接塗布する方法における実施の形態である。

【００５０】液体吐出ヘッド１６は、吐出ノズル２４を
有してなり、図示しない溶液タンクから前記吐出ノズル
２４にエッチング液１５を圧送供給している。前記吐出
ノズル２４の周囲には、環状に形成された吸引排気通路
２８を設けており、エア圧を利用したエゼクタ機構等に
よる吸引部２６でノズル周囲の吸引を行う。前記吸引部
２６と吐出ノズル２４とは一体に形成し、エッチング液
１５の塗布と雰囲気の吸引とを同時に行っている。

【００５１】また、被処理部材１０の下部にはヒータ３
２を設けておき、被処理部材１０を適度に加熱してエッ
チングの反応を促進させるほか、反応生成物等の気化を
促している。前記吐出ノズル２４の周囲には、このよう
な反応生成物（蒸発した水等）が存在しており、これが
被処理部材１０や吐出ノズル２４に付着することで、意
図しない反応を誘発したり、エッチングを妨害するおそ
れがある。そこで、吐出ノズル２４周囲に配置した吸引
部２６によって、不要な反応生成物を除去している。

【００５２】また、被処理部材１０の周辺にエッチング
の雰囲気の反応性ガス２２を充満させ、純水等の塗布液
１４を塗布してエッチングを行う方法において、吸引部
２６を設けた場合の吐出ヘッド１６部の断面図を示す。
液体吐出ヘッド１６の吐出ノズル２４からは、図示しな
い溶液タンクから圧送供給された純水等の塗布液１４が
塗布される。前記吐出ノズル２４の外周には、環状通路
が２重に設けてあり、内側の通路は反応性ガス２２を送
給し、外側はエッチングの雰囲気を吸引排気する通路と
なっている。この時、内側の反応性ガス送給通路３０
は、前記ノズル開口部の近傍で、ノズル開口部から塗布
される塗布液１４の吐出路と合流し、反応性ガス２２と
塗布液１４とが被処理部材１０へ同時に供給されるもの
である。また、外側に設けた吸引排気通路２８は、塗布
液１４および反応性ガス２２の吐出口の外側に環状の吸
引口を設け、エア圧を利用した図示しないエゼクタ機構
等により雰囲気を吸引する。このように、塗布液１４お
よび反応性ガス２２と吸引排気通路２８とを一体に形成
し、これを吸引部２６とする。

【００５３】被処理部材１０の下部にはヒータ３２を設
け、適度に被処理部材１０を加熱してエッチングの反応
を促進させ、同時に反応生成物の気化を促す。反応性ガ
ス２２を用いたエッチング方法においては、反応に寄与
しなかった反応性ガス２２がいつまでも雰囲気中に滞
り、意図しない反応生成物を誘起してエッチングに悪影
響を及ぼす場合があり、これを速やかに除去する必要が
ある。そこで、前記吸引部２６により、反応生成物や反
応に寄与しなかった反応性ガス２２、蒸発した水または
ガス等を被処理部材１０から速やかに除去している。

【００５４】なお、上記の吸引部２６を用いて雰囲気を
吸引するエッチングには、前述したバンク１２を形成し
た被処理部材１０を用いることができる。バンク１２は
撥液性を有しており、塗布液１４が付着するおそれが無
い。また、エッチングはバンク１２の形成されない部分
にて行われるため、バンク１２同士の間隙を予め小さく
形成しておくことで、微細なエッチングが可能となる。
従って、塗布液１４の液滴の大きさに因らず自在なエッ
チングを為すことができる。さらに、撥液性のバンク１
２に弾かれた塗布液１４は、バンク１２の範囲外の親液
性のある部分に速やかに導入されるため、塗布液１４の
定着性が向上して効率よくエッチングを行うことができ
る。

【００５５】このように、本発明によれば、エッチング
のパターン形状の周囲には撥液性のあるバンク１２を形
成しているため、パターン形状範囲外の部分において塗
布液１４を弾く処理が施されている。従って、エッチン
グの際に塗布液１４がパターン形状からはみ出して塗布
された場合に、パターン形状範囲外において塗布液１４
が付着することを防止できる。また、撥液性バンク１２
によって弾かれた塗布液１４は、バンク１２に囲繞され
たパターン形状内に導入されてエッチングが行われるこ
とから、エッチングの精度を向上させることが可能とな
る。

【００５６】また、液体吐出ヘッド１６と吸引部２６と
を一体に形成したことで、吐出ノズル２４周囲に飛散し
ている反応生成物等を速やかに除去できる。従って、エ
ッチングに有害な物質を早期に除去することが可能であ
り、安全性の向上にも効果がある。あるいは液体吐出ヘ
ッド１６と吸引部とを別々の構成としてもよい。

【００５７】なお、本発明のエッチング方法および装置
は様々な分野に適用が可能であり、例えばシリコン基板
のパターン形成やカラーフィルターやＥＬ（エレクトロ
ルミネッセンス）装置製造時のハードマスクのパターン
形成等にも適用が可能である。

【００５８】

【発明の効果】上記構成から本発明によれば、被処理部
材にバンクを形成することにより、被処理部材に吐出／
塗布される塗布液の拡散を防止し、塗布液の吐出／塗布
領域の制御を行うことができる。また前記バンクに撥液
性を持たせることにより、塗布液の付着を防止すること
ができる。これにより塗布液はバンクによって囲繞され
た空間に導入されてエッチングが行われることから、エ
ッチングの精度向上が実現できる。

【００５９】また塗布液の液滴の液量を制御する機構を
設けているため、液量によってエッチング深さが可変と
することができる。さらに、複数の吐出ノズルをエッチ
ング装置に装着し多連装とすることで、２種以上の塗布
液が充填可能となり、エッチングを施す被処理部材の種
類に応じた塗布液の交換が簡易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るバンク形成におけるエッ
チングの説明図である。

【図２】第２実施形態に係る被処理部材の濡れ性制御
によるエッチングの説明図である。

【図３】第１実施形態に係るエッチング深さ変更の説
明図である。

【図４】第３実施形態に係る異種多層膜におけるエッ
チングの説明図である。（１）は異種多層膜の被処理部
材をエッチングする場合であり、（２）は同一面上の異
種膜をエッチングする場合である。

【図５】第４実施形態に係る反応性ガス使用における
エッチングの説明図である。（１）は異種多層膜のエッ
チングに係り、（２）は同一面上の異種膜のエッチング
に係る。

【図６】第５実施形態に係る吸引部を備えた吐出ユニ
ットの断面図である。

【図７】第６実施形態に係る吸引部を備えた吐出ユニ
ットの断面図である。

【符号の説明】

１０………被処理部材、１２………バンク、１４………
塗布液、１５………エッチング液、１６………液体吐出
ヘッド、１７………ガス吐出部、１８………エッチング
部、２０………膜、２２………反応性ガス、２４………
吐出ノズル、２６………吸引部、２８………吸引排気通
路、３０………反応性ガス供給通路、３２………ヒー
タ。

フロントページの続きＦターム(参考） 4K057 WA10 WA11 WB06 WE07 WG08 WK05 WM04 WN01 5F043 AA01 AA29 BB21 CC01 CC20 DD02 DD10 DD13 DD30 EE07 EE40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理部材のエッチング部の周囲にバン
クを設け、液体吐出手段によりエッチング液を前記バン
ク内に供給して前記エッチング部をエッチングすること
を特徴とするエッチング方法。
【請求項２】被処理部材のエッチング部の周囲にバン
クを設け、前記エッチング部の周囲を反応性ガスの雰囲
気にするとともに、前記反応性ガスを溶解可能な液体を
液体吐出手段により前記バンク内に供給し、前記エッチ
ング部をエッチングすることを特徴とするエッチング方
法。
【請求項３】前記エッチング部を親液処理することを
特徴とする請求項１または２に記載のエッチング方法。
【請求項４】被処理部材のエッチング部を親液処理
し、エッチング液を液体吐出手段により前記エッチング
部に供給して前記エッチング部をエッチングすることを
特徴とするエッチング方法。
【請求項５】被処理部材のエッチング部を親液処理
し、前記エッチング部の周囲を反応性ガスの雰囲気にす
るとともに、前記反応性ガスを溶解可能な液体を液体吐
出手段より前記エッチング部に供給し、前記エッチング
部をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
【請求項６】前記エッチングは反応生成物を吸引除去
しつつ行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
かに記載のエッチング方法。
【請求項７】前記エッチングは被処理部材を加熱して
行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記
載のエッチング方法。
【請求項８】被処理部材の加熱は、３０゜Ｃから６０
゜Ｃの温度範囲内で行うことを特徴とする請求項７に記
載のエッチング方法。
【請求項９】前記バンクは撥液処理をされ、または撥
液性を有してなることを特徴とする請求項１ないし３、
６ないし８のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項１０】前記バンクはフッ素樹脂膜からなるこ
とを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のエ
ッチング方法。
【請求項１１】エッチング液を被処理部材のエッチン
グ部に供給する液体吐出手段と、エッチングの際の反応
生成物を吸引する吸引部とを備えたことを特徴とするエ
ッチング装置。
【請求項１２】前記吸引部は、前記液体吐出手段に組
み合わされてなることを特徴とする請求項１１に記載の
エッチング装置。
【請求項１３】被処理部材のエッチング部に反応性ガ
スを供給するガス吐出部と、前記反応性ガスを溶解可能
な液体を前記エッチング部に供給する液体吐出手段と、
前記ガス吐出部または前記液体吐出部の近傍に設けられ
反応生成物を吸引可能な吸引部と、を備えた吐出ユニッ
トを有することを特徴とするエッチング装置。
【請求項１４】前記吐出ユニットは複数設けてなるこ
とを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか
に記載のエッチング装置。
【請求項１５】前記吐出ヘッドにヒータを設けてなる
ことを特徴とする請求項１１ないし請求項１４のいずれ
かに記載のエッチング装置。