JP3394510B2 - フォトエッチング方法 - Google Patents

フォトエッチング方法

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JP3394510B2 JP2000225490A JP2000225490A JP3394510B2 JP 3394510 B2 JP3394510 B2 JP 3394510B2 JP 2000225490 A JP2000225490 A JP 2000225490A JP 2000225490 A JP2000225490 A JP 2000225490A JP 3394510 B2 JP3394510 B2 JP 3394510B2
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  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトエッチング
方法に係り、更に詳しくはエッチング製品の加工精度を
向上させたフォトエッチング方法に関する。
【0002】従来、金属酸化物、金属材料などの被エッ
チング材の表面にフォトレジストを塗布し、乾燥の後マ
スクを載置し、マスクを介して、露光、現像してレジス
トパターンを形成し、しかる後エッチングを行うフォト
エッチング方法において、エッチングを行う前にレジス
トパターンを設けた被エッチング材に過マンガン酸塩な
どの薬品による処理を施して被エッチング材の露出部の
汚染度合いを低減することが行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法は薬品の調合が必要であるのみならず廃液
の処理が必要であり、作業性、コスト面及び環境面で問
題がある。
【0004】また従来の方法では、過マンガン酸塩など
の薬品による前処理の後、(1)水洗処理、(2)水洗
後残存している薬品の還元処理、(3)還元処理後の水
洗処理の3つの工程を必要とした。
【0005】またレジストのフリンジやメタル面に残る
微小なレジスト残渣を十分に除去しきれず、そのため十
分な寸法精度を得ることはできなかった。
【0006】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、エッチング加工前の前処理において、薬品の調合並
びに廃液処理が不要であり、前処理後の水洗及び水洗後
残存する薬品の還元処理並びに還元処理後の水洗を不要
とするのみならず、エッチング製品の寸法精度の向上を
可能とするフォトエッチング方法を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するもので、金属酸化物、金属材料などの被エッチン
グ材の表面にフォトレジストを塗布し、乾燥の後マスク
載置し、マスクを介して、露光、現像してレジストパ
ターンを形成し、しかる後エッチングを行うフォトエッ
チング方法において、エッチングを行う前に、20〜4
0ppmのオゾン水を用いて、レジストパターンを設け
た被エッチング材におけるレジストのフリンジを除去す
るとともに被エッチング材面に付着する微細なレジスト
残渣を除く前処理を施すことを特徴とする。
【0008】本発明において、エッチング加工前の処理
をオゾン水で行うので、従来のように前処理後に水洗、
残存している薬品の還元処理、その後の水洗の3つの工
程を必要としない。
【0009】本発明において用いるオゾン水の濃度
0〜40ppmとするのは次の理由による。すなわち、
オゾンの含有量が20ppmよりも少ないときは被エッ
チング材の露出部の汚染を十分に除去することはでき
ず、一方オゾンの含有量が40ppmを超えるときは、
残すべきレジスト部分も除去されてしまい、しかもオゾ
ン臭が強くなり作業性の面で問題を生ずるからである。
【0010】本発明において、前記前処理は被エッチ
ング材をオゾン水に浸漬するか若しくは被エッチング材
にオゾン水をスプレー又はシャワーすることにより行
うことができる。その場合、前処理を被エッチング材
に超音波振動を加えながらオゾン水をスプレー又はシャ
ワーすることにより行うか、或いは被エッチング材に対
し紫外線照射を行いながら被エッチング材をオゾン水に
浸漬するか若しくは被エッチング材にオゾン水をスプレ
ー又はシャワーすることにより行うことで、更に高い処
理効果を得ることができる。
【0011】本発明においては、前処理を行った後水洗
処理の必要がないので、前処理とエッチング加工を連続
してインラインで行うことができ、或いは前処理直後乾
燥し、しかる後オフラインでエッチング加工を行うこと
ができる。
【0012】そして、本発明によれば、レジストパター
ンを設けた被エッチング材におけるレジストのフリンジ
や露出している金属等の被エッチング材面に付着する微
細なレジスト残渣を除くようにするので、その結果エッ
チング製品の寸法精度を向上させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるフォトエッ
チング方法を模式的に示す。金属材料などの被エッチン
グ材1の表面にフォトレジストを塗布、乾燥の後マスク
を載置し、マスクを介して、露光、現像してレジストパ
ターンを形成する。このレジストパターン2を有する
被エッチング材1にはレジストパターンの縁に沿ってフ
リンジが存在したり、被エッチング材露出面に微小なレ
ジスト残渣が存在する。これらを除き、被エッチング材
の露出面の汚染を除くために本発明においては、図1
(a)に示すように、エッチングを行う前にレジストパ
ターン2を設けた被エッチング材1に、オゾン水5を用
いて、常温下で、例えば図1(b)に一例として図示す
るようにオゾン水5をスプレーすることにより、前処理
を施す。
【0014】オゾン水として20〜40ppmのオゾン
水を用いるようにする。オゾンの含有量が20ppmよ
りも少ないときは被エッチング材の露出部の汚染を十分
に除去することはできない。一方オゾンの含有量が40
ppmを超えるときは、残すべきレジスト部分も除去さ
れてしまい、しかもオゾン臭が強くなり作業性の面で問
題がある。
【0015】前記前処理を被エッチング材をオゾン水に
浸漬するか若しくは被エッチング材料にオゾン水をスプ
レー又はシャワーすることにより行うことができる。こ
の場合、処理時間は20秒以上が望ましい。
【0016】また、前記前処理を被エッチング材に超音
波振動を加えながらオゾン水をスプレー又はシャワーす
ることにより行うこともできる。この場合、超音波とし
て800kHz以上の超音波を適用するのが望ましく、
またシャワーノズルから超音波振動を供給するようにす
る。被エッチング材の移動速度が3m/min未満のと
きはシャワー処理を1回、移動速度が3m/min以上
6m/min未満のときはシャワー処理の回数を2回と
するといったように、被エッチング材の移動速度に対応
して処理回数を適宜選択するのが望ましい。またオゾン
水のシャワー処理と超音波振動処理を併用する場合、被
エッチング材の表裏をシャワー処理してもよいし、また
被エッチング材の片面を浸漬し、片面にシャワー処理す
ることも可能である。
【0017】更に、オゾン水浸漬処理に低圧水銀ランプ
から発せられる紫外線照射を併用することも可能であ
る。この場合、処理時間は20秒以上が望ましい。オゾ
ン水浸漬処理と紫外線照射の併用によりオゾンの分解が
促進され、汚染の除去効果は高められる。
【0018】また、被エッチング材にオゾン水をスプレ
ー又はシャワーすることと紫外線照射との併用も可能で
ある。
【0019】前記前処理により、図1(c)に模式的に
図示するように、被エッチング材1の露出面の汚染を除
くことができ、しかる後被エッチング材1をエッチング
することにより図1(d)に模式的に図示するように孔
hを有するエッチング製品6を得ることができる。
【0020】本発明の方法においては、前処理がオゾン
水により行われるので、前処理後水洗等の処理を必要と
しない。それ故、前処理後水洗処理をすることなく連続
してエッチング、乾燥等の処理を行うことができる。即
ち、図2に示すように、レジストパターン2を有する被
エッチング材1に対して、この被エッチング材1を前処
理槽7内を通過させながら、オゾン水5をオゾン水生成
装置9から供給してオーバーフロー方式によりオゾン水
5を被エッチング材1にかけて前処理を行い、引き続き
エッチング槽8内を通過させながらエッチングを行って
前処理過程とエッチング過程を連続してインラインで行
い、しかる後剥離、水洗乾燥を経て最終のエッチング製
品を得ることができる。或いは、図3に示すように、レ
ジストパターンを有する被エッチング材1に対して、こ
の被エッチング材1を前処理槽7内を通過させながら、
オゾン水5をオゾン水生成装置9から供給してオーバー
フロー方式によりオゾン水5を被エッチング材1にかけ
て前処理を行い、引き続き乾燥装置10内を通過させて
乾燥したものをエッチング装置へ送り、オフラインでエ
ッチング加工を行うことができる。このように前処理後
の水洗が不要であるので装置の長さを短くすることがで
き、また作業時間も短くてすむ。
【0021】図4は、本発明のフォトエッチング方法に
よるエッチング製品と従来の過マンガン酸塩処理よる
前処理を行うエッチング方法によるエッチング製品につ
いて求めた寸法精度を3σ(標準偏差の3倍値)で示す
グラフである。本発明の方法に関しては、被エッチング
材として、64μm厚のSUS304を用い、前処理
は、濃度20ppmのオゾン水を用い、室温下で、オゾ
ン水に被エッチング材を浸漬することにより、また
(1)オゾン水処理30秒、(2)オゾン水処理60
秒、(3)オゾン水処理120秒、(4)オゾン水処理
180秒、(5)オゾン水処理10秒+超音波の各種の
条件で行った。前処理後、夫々について同じエッチング
条件でエッチングを行い、得られたエッチング製品の治
具穴の寸法を測定し、その測定結果から3σを求めた。
同様に被エッチング材として64μm厚のSUS304
を用い、前処理は、従来の過マンガン酸塩による処理に
よる方法で行い、本発明の方法について行ったのと同エ
ッチング条件でエッチングを行い、得られたエッチング
製品の治具穴の寸法を測定し、その測定結果から3σを
求めた。さらに同様に被エッチング材として64μm厚
のSUS304を用い、前処理は行わず、本発明の方法
について行ったのと同エッチング条件でエッチングを行
い、得られたエッチング製品の治具穴の寸法を測定し、
その測定結果から3σを求めた。実験の結果、未処理の
場合及び従来の過マンガン酸塩による処理による方法に
比較して、本発明の方法により得たエッチング製品につ
いて求めた3σは極めて低く寸法のばらつきが少ない
ことがわかった。
【0022】上記の実験と共に、レジストパターンの開
口部から露出する被エッチング材露出部の汚染度合いを
AES法(オージェ電子分光法)により求めた。
【0023】図5は、オゾン水処理したときの処理時間
対C量atomicグラフを示す。ここでは、被エッチング
材として、64μm厚のSUS304を用い、前処理
は、室温下で、オゾン濃度20ppmのオゾン水を用
い、(1)オゾン水処理30秒、(2)オゾン水処理6
0秒、(3)オゾン水処理120秒、(4)オゾン水処
理180秒の各種の条件で前処理を行い、しかる後、A
ES法により前処理後の被エッチング材表面の汚染度
合いを調べた。また、前処理を施さない場合についても
同様にして被エッチング材表面の汚染度合いを調べた。
この実験の結果から、処理時間が長くなるほど炭素量は
少なくなり、また、グラフと合わせて記した3σからも
わかるように汚染度合いが低くなるほど3σは小さくな
ることがわかった。
【0024】図6は、オゾン水浸漬処理と紫外線照射を
併用したときの処理時間対C量atomicグラフを示す。
ここでは、被エッチング材として、64μm厚のSUS
304を用い、前処理は、室温下で、オゾン濃度20p
pmのオゾン水を用い、(1)オゾン水処理30秒、
(2)オゾン水処理60秒、(3)オゾン水処理120
秒、(4)オゾン水処理180秒の各種の条件の浸漬処
理と紫外線照射を併用して前処理を行い、しかる後、A
ES法により前処理後の被エッチング材表面の汚染度
合いを調べた。また、前処理を施さない場合についても
同様にして被エッチング材表面の汚染度合いを調べた。
この実験の結果から、特に処理時間が120秒以上にな
ると汚染度合いが低くなることがわかった。
【0025】図7は、オゾン水のシャワー処理とシャワ
ーノズルから超音波振動をかけることを併用したときの
処理時間対C量atomic%グラフを示す。ここでは、被エ
ッチング材として、64μm厚のSUS304を用い、
前処理は、室温下で、オゾン濃度20ppmのオゾン水
を用い、(1)オゾン水処理30秒、(2)オゾン水処
理60秒、(3)オゾン水処理120秒、(4)オゾン
水処理180秒の各種の条件のオゾン水のシャワー処理
と超音波振動をかけることを併用して前処理を行い、し
かる後、AES法により、前処理後の被エッチング材表
面の汚染度合いを調べた。また、前処理を施さない場合
についても同様にして被エッチング材表面の汚染度合い
を調べた。この実験の結果から、特に処理時間が60秒
のとき汚染度合いが低くなることがわかった。
【0026】以上、被エッチング材が金属材料の場合に
ついて説明したが本発明は、金属酸化物についても適用
し得ることは、いうまでもないことである。
【0027】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の方
法によれば、エッチング製品の寸法精度向上、ばら
つきの少ない製品加工可能となる。しかも、前処理後
の水洗処理が不要であるので作業時間を従来法に比較し
て短くすることが可能となるのみならず装置の長さを
短くすることが可能となりコストの削減を図ることが
できる。また廃液処理が不要であるので環境面でも優れ
ている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフォトエッチング方法の過程を示す模
式断面図である。
【図2】本発明の方法に従ってインラインで前処理をエ
ッチング加工前に行うことを示す模式図である。
【図3】本発明の方法に従って前処理及び乾燥を行い、
しかる後オフラインでエッチング加工を行うことを説明
する模式図である。
【図4】種々の前処理条件対3σのグラフである。
【図5】オゾン水処理による前処理を行った場合の処理
時間対C量atomic%のグラフである。
【図6】紫外線照射+オゾン水処理による前処理を行っ
た場合の処理時間対C量atomic%のグラフである。
【図7】超音波振動+オゾン水処理による前処理を行っ
た場合の処理時間対C量atomic%のグラフである。
【符号の説明】
1 被エッチング材 2 レジストパターン 3 フリンジ 4 レジスト残渣 5 オゾン水 6 エッチング製品 7 前処理槽 8 エッチング槽 9 オゾン水生成装置 10 乾燥装置 h 孔
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 1/00 G03F 7/40 H01L 21/027 H01L 21/308

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属酸化物、金属材料などの被エッチン
    グ材の表面にフォトレジストを塗布し、乾燥の後マスク
    を載置し、マスクを介して、露光、現像してレジストパ
    ターンを形成し、しかる後エッチングを行うフォトエッ
    チング方法において、エッチングを行う前に、20〜4
    0ppmのオゾン水を用いて、レジストパターンを設け
    た被エッチング材におけるレジストのフリンジを除去す
    るとともに被エッチング材面に付着する微細なレジスト
    残渣を除く前処理を施すことを特徴とするフォトエッチ
    ング方法。
  2. 【請求項2】 エッチング材をオゾン水に浸漬するか
    若しくは被エッチング材料にオゾン水をスプレー又はシ
    ャワーすることにより前処理を行うことを特徴とする請
    求項に記載のフォトエッチング方法。
  3. 【請求項3】 エッチング材に超音波振動を加えなが
    らオゾン水をスプレー又はシャワーすることにより前処
    理を行うことを特徴とする請求項1に記載のフォトエッ
    チング方法。
  4. 【請求項4】 エッチング材に対し紫外線照射を行い
    ながら被エッチング材をオゾン水に浸漬するか若しくは
    被エッチング材にオゾン水をスプレー又はシャワーする
    ことにより前処理を行うことを特徴とする請求項1に記
    載のフォトエッチング方法。
  5. 【請求項5】 処理及びエッチング加工を連続してイ
    ンラインで行うことを特徴とする請求項1に記載のフォ
    トエッチング方法。
  6. 【請求項6】 処理直後乾燥し、しかる後オフライン
    でエッチング加工を行うことを特徴とする請求項1に記
    載のフォトエツチング方法。
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