TWI406333B - Wet etching method and wet etching device - Google Patents

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TWI406333B
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Mitsubishi Gas Chemical Co
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Description

溼式蝕刻方法及溼式蝕刻裝置
本發明係有關將被處理物的表面部分地加以蝕刻去除的方法及其裝置。
將被處理物的表面部分地加以蝕刻的蝕刻方法，係在將半導體基板的表面加工而形成的電晶體之製造步驟、或將該電晶體予以高積體化之LSI的製造步驟使用。此外，在積體度較小的電子零件中，係使用於印刷基板或撓性印刷基板、或者半導體晶片的安裝所使用之引線框架的加工等的步驟。在此等步驟中，於矽基板或絕緣基板的表面形成導電體層，且將該導電體層部分地加以蝕刻去除以形成用以傳送電性信號的各種配線圖案等。一般，該步驟被稱為光微影及蝕刻步驟。
參照第18圖，說明例如形成電子電路所使用之印刷基板的配線圖案的方法。第18圖(a)係表示在絕緣基板300上層積形成有銅箔301之印刷基板302的剖面。在該印刷基板302的銅箔301上，如第18圖(a)所示那樣塗佈由光感光性樹脂所構成的光阻劑303。接著，如第18圖(c)所示，將形成有遮光性圖案305的遮罩304配置於印刷基板302與光源之間，且照射曝光用的光306以將光阻劑303曝光。在遮光性圖案305的區域，光被遮蔽而無法透過，且其正下方的光阻劑303a沒有被曝光，而在沒有形成圖案305的區域，光可透過而將光阻劑303b曝光。第18圖(d)係表示將光阻劑303顯影的狀態之剖面圖。由於光阻劑303係使用負性，所以曝光的部分會被去除，沒有曝光之部分的光阻劑303a則殘留於銅箔301上。依此方式，遮罩304的圖案305當作光阻劑303a而被轉印。
繼之，進行銅箔301的蝕刻處理。將形成有上述光阻劑303a之圖案的印刷基板302浸漬於銅的蝕刻液。於是，如第18圖(e)所示，沒有形成光阻劑303a之部分的銅箔301從印刷基板被去除。其後，將光阻劑303a去除。如第18圖(f)所示，遮罩的圖案305被轉印在絕緣基板300上作為銅箔301的圖案。
銅箔301的蝕刻係藉由一般溶液的化學反應進行。蝕刻液的種類，一般係利用氯化銅、氯化鐵、過硫酸塩類、過氧化氫/硫酸、銅銨錯離子等的水溶液所形成的構成。例如，使用過氧化氫/硫酸作為蝕刻液時，溶液中所引起的化學反應可視為如下的機制。
首先，Cu係藉由H2 O2 氧化。
Cu＋H2 O2 → CuO＋H2 O
然後，CuO被溶解成硫酸銅
CuO＋H2 SO4 → CuSO4 ＋H2 O
此時，以可溶性硫酸銅的生成容易度而言，Cu比CuO低劣。因此，可考慮將作為氧化劑的雙氧水添加於蝕刻液中。換言之，Cu因氧化而先在硫酸溶液中被溶解。
另一方面，近來，已知有控制光而將光照射於配置於溶液中的目的物質，藉以進行所期望之區域的蝕刻之方法。例如，專利文獻1有揭示對配置於蝕刻溶液中的矽，控制光加以照射，且進行熱處理，藉以自由地選擇矽之蝕刻區域的方法。進行該蝕刻時，不需要特地形成用以保護上述被蝕刻區域的光阻劑圖案(photoresist pattern)等。
再者，專利文獻2中有揭示使用光的其他蝕刻方法。亦即，對溶液中之物質的特定部分，進行脈衝雷射等的光照射，以局部地將該物質加熱至融點附近，使該部分的物質氧化而生成氧化物。接著，暫時冷卻後，再次進行局部加熱，使該氧化物飛散至溶液中。
〔專利文獻1〕日本特開2004－172482號公報〔專利文獻2〕日本特開平06－260477號公報
在印刷基板形成配線等之習知方法的蝕刻中，必須有光阻劑之圖案形成步驟。具體而言，必須進行光阻劑塗佈步驟、乾燥步驟、光阻劑的顯影步驟、光阻劑的剝離步驟等。所以，必須有用以進行各步驟的設備。
具體來說，必須有光阻劑處理裝置、曝光裝置、蝕刻裝置、光阻劑去除裝置、洗淨裝置等的裝置。
光阻劑處理裝置是指，用以將光阻劑塗佈於基板上及將塗佈有光阻劑的基板進行熱處理的裝置。
曝光裝置是指，在光阻劑處理後的基板上，設置描繪有所期望之圖案的遮罩，並從上方照射紫外光，藉以進行曝光的裝置。
蝕刻裝置是指，用以對曝光後的基板實施蝕刻處理的裝置。
光阻劑去除裝置是指，利用具有殘留於蝕刻後之基板表面的光阻劑之有機溶劑，進行溶解的裝置。
在印刷基板形成配線等之習知法的蝕刻，係如上所述那樣必須進行光阻劑之圖案形成步驟。因此，製造步驟數會增加，且必須有實施各步驟的設備，所以會有生產性劣化或成本增加的可能性之課題。
又，當雙氧水等沒有經過處理而當作廢水排出時，會有引起環境破壞的虞慮。因此，使用此等步驟的習知方法，必須進行廢水處理。更且，實施溶解於廢水中之銅等的回收．再利用時，妨害電極之銅等的析出之雙氧水的分解之副反應，會有導致回收率劣化的課題。
另一方面，專利文獻1所揭示的技術中，雖然沒有使用光阻劑材料，然而，限定為可實施蝕刻的物質。亦即，對作為被加工物的物質照射偏光光線，使電子從物質的表面激發，並利用以1比1的比例混合有氟化氫與過氧化氫的溶液，蝕刻被光照射的區域。該蝕刻會伴隨從物質使電子激發的現象，且蝕刻量係依存於光的偏光方向或物質的結晶方位。因此，被處理材料必須是電子容易被光照射而激發者，由於蝕刻係依存於光的偏光方向或被處理材料的結晶方位，所以會有其適用範圍極度受到限制的課題。再加上，使用雙氧水作為蝕刻液，所以會有上述廢水處理或蝕刻材料的回收等的課題。
再者，專利文獻2所揭示的技術中，雖然沒有使用光阻劑圖案，但是利用雷射光線將被加工物加熱至融點附近，予以冷卻，再進行加熱以利用熱膨脹係數差而使被加工物飛散。因此，適用在極端厭惡塵埃(dust)等微粒子的產生之半導體製程等的微細圖案的形成步驟是有困難的。
另一方面，在進行上述光微影及蝕刻步驟的裝置中，係如上所述那樣會涉及多種步驟，所以必須有許多的裝置。此外，由於係使用恐怕會對人體或環境造成不良影響的雙氧水作為蝕刻液，所以也必須有針對安全對策、環境對策的設備。因此，會有構造複雜化、大型化的不良情形。
為了解決上述課題，故採取以下的手段。
本發明係提供一種溼式蝕刻方法，係使溶解有一氧化二氮(N2 O)的溶液與被處理物接觸，且對上述接觸之區域的溶液照射紫外光，以將上述紫外光所照射之區域附近的上述被處理物加以溶解去除。
本發明係提供一種溼式蝕刻方法，係對溶解有一氧化二氮(N2 O)的溶液照射紫外光以將氧解離，上述解離的氧會將被處理物氧化而生成氧化物，上述生成的氧化物會溶解於上述溶液而被去除。
本發明係如上述所記載之溼式蝕刻方法，其中，係含有濃度10ppm至5000ppm範圍之一氧化二氮的溶液。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，係含有水、甲醇、乙醇、異丙醇、甲基環已烷(methyl cyclohexane)、環已烷(cyclohexane)、乙腈(acetonitrile)、己烷(hexane)、二氧雜環乙烷(dioxane)、甘油(glycerine)、n－正戊烷、二氯甲烷(dichloromethane)中之至少任一者的溶液。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述溶液係添加有酸或鹼的溶液。
本發明係如上述所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述溶液係含有硫酸、磷酸、塩酸、硼酸、碳酸、氫氟酸(hydrofluoride acid)、硝酸、蟻酸、醋酸、乙二酸之任一種酸的溶液。
本發明係如上述所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述溶液係含有氨、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化四甲銨之任一種鹼的溶液。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係在波長為173nm至240nm的範圍具有光譜的紫外光。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係藉由水銀燈而發光的紫外光。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係藉由準分子燈(excimer lamp)而發光的紫外光。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係從矽、鋁、銅、鐵、鋅、鈦、鉭、銀、鋯、鎢、鉻、鉬、鎳、鉿、釕、鈮、釔、鈧、釹、鑭、鈰、鈷、釩、錳、鎵、鍺、銦、錫、銠、鈀、鎘、銻及含有此等物質的合金中選擇一種。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係在基板上成膜有銅箔的被處理基板。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係矽基板。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係在基板上成膜有鉬的被處理基板。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，將上述紫外光局部地照射在上述被處理物附近的溶液。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，將上述紫外光照射在被遮罩(mask)所遮斷之部分以外之被處理物附近的溶液。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，控制照射上述紫外光的時間，以控制上述被溶解去除之被處理物的容積。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，控制照射上述紫外光的時間，以控制上述被溶解去除之被處理物的深度。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，將上述被處理物浸漬於上述溶液而接觸。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，將上述溶液供給至上述被處理物的表面而接觸。
本發明係提供一種溼式蝕刻裝置，具有使溶解有一氧化二氮的溶液與被處理物接觸的接觸手段、和對上述接觸之區域的溶液照射紫外光的光照射手段，且利用光照射手段將照射上述紫外光之區域附近的上述被處理物加以蝕刻所構成。
本發明係如上述所記載之溼式蝕刻裝置，其中，上述接觸手段具有：用以保持溶解有上述一氧化二氮之溶液的溶液保持手段、和用以保持上述被處理物的被處理物保持手段，並且上述光照射手段具有：發出紫外光的光源、和用以使遮光用遮罩介設於上述光源與上述被處理物保持手段之間的遮罩支持手段。
本發明係如上述所記載之溼式蝕刻裝置，其中，上述接觸手段具有：用以保持溶解有上述一氧化二氮之溶液的溶液保持手段、和用以保持上述被處理物的被處理物保持手段，和用以將上述溶液從上述溶液保持手段供給至上述被處理物的溶液供給手段，並且上述光照射手段具有：用以使遮光用遮罩介設於上述光源與上述被處理物保持手段之間的遮罩支持手段。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻裝置，其中，上述光照射手段具有：發出紫外光的光源、和用以將上述所發出的紫外光照射於被處理物的光路調整手段。
本發明係如上述任一項所記載之溼式蝕刻裝置，其中，上述光路調整手段係由用以聚集紫外光之石英所構成的透鏡。
根據本發明，由於係使溶解有一氧化二氮(N2 O)的溶液與被處理物接觸，所以沒有使用利用光阻劑的光製程(photo process)，而可對想要蝕刻去除之被處理物之非常近處的溶液照射紫外光，以蝕刻被處理物。因此，可減少步驟數以簡單地進行蝕刻。更且，可在不使用雙氧水的情況下進行被處理物的蝕刻，所以不會有雙氧水之分解的副反應，可安全地實施廢水的輸送等。此外，可提供一種從廢水回收被處理物的材料變容易，且對環境對策有效的溼式蝕刻。
根據本發明，係提供一種對溶解有一氧化二氮(N2 O)的溶液照射紫外光以將氧解離，上述解離的氧會將被處理物氧化而生成氧化物，上述生成的氧化物會溶解於上述溶液而被去除的溼式蝕刻方法，所以不用藉被處理物與所照射之紫外光的直接相互作用，即可進行被處理物的蝕刻，而且，也不需將被處理物曝曬於高溫，所以可擴大作為蝕刻對象之被處理物的選擇。
根據本發明，由於係使用含有濃度10ppm至5000ppm範圍之一氧化二氮的溶液來進行蝕刻，所以可進行最合適之一氧化二氮濃度的氧化。
根據本發明，如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，係含有水、甲醇、乙醇、異丙醇、甲基環已烷、環已烷、乙腈、己烷、二氧雜環乙烷、甘油、n－正戊烷、二氯甲烷中之至少任一者的溶液。由於此等溶液對於波長240nm以下的光具有透過能力，所以可在紫外光沒有被溶液吸收的情況下進行氧化處理。尤其，水在波長190nm附近具有高的透過能力，所以即使在上述溶液中也可進行本發明最適合的氧化處理。
根據本發明，藉由在上述溶液添加酸或鹼，即可促進氧化部分的溶解，所以可更僅對紫外光照射區域更有效地進行蝕刻。
根據本發明，如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係在波長為173nm至240nm的範圍具有光譜的紫外光，所以可使用一氧化二氮最容易反應之區域之波長的光來進行氧化反應。又，一般，該波長區域的紫外光並不存在於自然界。因此，即使將處理廢水原樣地流入下水道等，也不會對自然界造成有害的影響。
根據本發明，其特徵為：使用水銀燈及準分子燈作為紫外光的光源。因此，藉由使用此等燈，即可製得具有本發明之溼式蝕刻方法之最合適的光源的波長區域的紫外光。更且，準分子燈的點亮、熄滅良好，因此，藉由燈的開/關，可以僅在預定時間進行蝕刻。又，停止紫外光的照射的話，被處理物幾乎沒有被溶解。再者，準分子燈具有發光所產生的臭氧較少的優良特性，所以可降低對環境的負荷。
根據本發明，如上述任一項所記載之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係從矽、鋁、銅、鐵、鋅、鈦、鉭、銀、鋯、鎢、鉻、鉬、鎳、鉿、釕、鈮、釔、鈧、釹、鑭、鈰、鈷、釩、錳、鎵、鍺、銦、錫、銠、鈀、鎘、銻及含有此等物質的合金中選擇一種。因此，也可使用於半導體基板最常用的素材之矽，所以在導體產業中可活用本發明。此外，由於矽以外的金屬或合金也可使用，所以例如在貴金屬的加工等的領域亦可活用本發明。
根據本發明，其特徵為，上述被處理物係在基板上形成有銅箔的被處理基板，故可利用於基板上之印刷配線的形成。
根據本發明，其特徵為，由於在基板上成膜有鉬，所以可利用於液晶彩色濾光片用之黑色矩陣的形成。
根據本發明，其特徵為，將上述紫外光局部地照射在上述被處理物附近的溶液，所以可順暢地達成N2 O的解離機制。
根據本發明，藉由在紫外光的光源與被處理物間，介設形成有圖案的遮罩，即可容易地將該圖案轉印在被處理物上。
根據本發明，由於係控制照射上述紫外光的時間，以控制上述被溶解去除之被處理物的容積及深度，故可獲得自在的蝕刻圖案。
根據本發明，其特徵為，將上述被處理物浸漬於上述溶液而接觸。藉此方式，可將溶液倒入容器中以進行處理，故被處理物的氧化處理步驟可容易地進行，再者，也可確保安全性。
根據本發明，其特徵為，將上述溶液供給至上述被處理物的表面而接觸。藉此方式，可將氧化處理所使用之溶液的量抑制在最小限度，故可經濟地進行蝕刻。
根據本發明，可透過裝置達成上述方法所產生的效果。根據此方式，由於不需要光微影步驟，所以不需要進行此步驟的裝置。再者，由於蝕刻溶液不需使用會有對人體或環境造成不良影響之虞的雙氧水，所以針對安全對策、環境對策的設備也可減少。因此，可提供一種構造簡單且設計上的自由度高，小型且低成本的裝置。
說明本發明之溼式蝕刻方法的第1實施型態。在此，含有一氧化二氮的溶液是指，使一氧化二氮氣体溶解於水等的溶劑而獲得的溶液。首先，準備溶解有一氧化二氮的溶液。接著，使被處理物與上述溶液接觸。然後，在與被處理物接觸之溶液的非常近處照射紫外光，以將被處理物溶解去除以進行蝕刻。
進行蝕刻的機制可如次理解。對溶解於溶液中的一氧化二氮照射紫外光時，一氧化二氮會被解離成氮(N2 )與氧(O)。該解離的氧具有極高的氧化力(將該氧稱為原子狀氧)。原子狀氧與被處理物的物質撞擊而造成該物質氧化。然而，原子狀氧在溶液中的擴散移動距離極小。因此，只有產生原子狀氧之非常近處的特定區域的物質會被氧化。氧化物在其生成的同時，會與溶液的相互作用而溶解於溶液中。依此方式，照射紫外光之區域的被處理物被溶解去除而進行溼式蝕刻。
本實施型態溶解有一氧化二氮的溶液，係以對波長240nm以下的光具有透過能力者為佳。例如，可使用水、甲醇、乙醇、異丙醇、甲基環已烷(methyl cyclohexane)、環已烷(cyclohexane)、乙腈(acetonitrile)、己烷、二氧雜環乙烷(dioxane)、甘油(glycerine)、n－正戊烷、二氯甲烷(dichloromethane)的任一者或含有此等物質的溶液。其中，水在波長190nm附近具有高透過能力，所以特別理想。
本實施型態的一氧化二氮係以其濃度設成10ppm至5000ppm為佳。又，期望紫外光的波長為240nm以下，且以在173nm至240nm的範圍具有強度光譜的紫外光為佳。其光源可使用水銀燈或準分子燈(excimer lamp)。因一氧化二氮分解成原子狀氧的波長係短於240nm之波長的緣故。
此外，本實施型態中，為了促進氧化物的溶解，係以在溶液中添加氧或鹼為佳。就氧而言，可以是例如含有硫酸、磷酸、塩酸、硼酸、碳酸、氫氟酸(hydrofluoric acid)、硝酸、蟻酸、醋酸之任一種酸的溶液，又，就鹼而言，可以是例如含氨、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化四甲銨之任一種鹼的溶液。
選擇事先添加於溶液中的酸或鹼時，選擇作為蝕刻目的之物質本身的溶解性極低，且其目的之物質之氧化物的溶解性極高者，將有利於選擇性地蝕刻紫外光照射區域。此乃因對於例如非氧化物之目的物質，將其本身的溶解性極高的酸添加於溶液中時，物質沒有生成氧化物的部分也會進行溶解，因而難以獲得想要蝕刻之形狀的緣故。
就被處理物而言，可利用可藉由原子狀氧促進氧化的物質。例如可從矽、鋁、銅、鐵、鋅、鈦、鉭、銀、鋯、鎢、鉻、鉬、鎳、鉿、釕、鈮、釔、鈧、釹、鑭、鈰、鈷、釩、錳、鎵、鍺、銦、錫、銠、鈀、鎘、銻及含有此等物質的合金中選擇一種本發明之蝕刻方法的第2實施型態中，藉由在例如光源與被處理物之間設置遮蔽紫外光的遮罩等，即可在被處理物形成圖案。亦即，將紫外光照射在被遮罩遮斷之部分以外的被處理物附近時，只有照射紫外光之區域的一氧化二氮被解離，而產生原子狀氧。接著，該原子狀氧會使被處理物的表面氧化而形成氧化膜。由於原子狀氧的擴散移動距離極小，故原子狀氧不會移動至紫外光被遮罩所遮斷的區域，因此，紫外光被遮罩遮斷的區域不會產生原子狀氧所致之氧化膜。結果，有照射紫外光之被處理物的表面會被氧化而產生氧化膜，該氧化膜會被溶液溶解而被蝕刻去除。
設矽基板、或形成於矽基板表面的鉬、鋁等其他的導體膜為被處理物時，可在不使用光阻劑的情況下將矽基板表面或導体膜圖案化。又，設形成於玻璃基板等上的鉬、鋁等其他的導體膜為被處理物時，可在絕緣體上形成導体膜的圖案。此外，設絕緣基板上形成有銅箔的印刷基板為被處理物時，可在不使用光阻劑等的感光性膜的情況下進行印刷基板的圖案化。
本發明之蝕刻方法的第3實施型態中，藉由控制紫外光的照射時間，可控制將被處理物溶解去除的容積或深度。因為照射紫外光時原子狀氧會解離，若沒有照射紫外光的話，則無法產生原子狀氧，所以不會進行被處理物的蝕刻。也就是說，藉由控制紫外光的照射時間，可控制所應蝕刻之被處理物的容積、或蝕刻的深度。
再者，藉由將紫外光局部地照射在溶液，可將被處理物的表面局部地加工。例如，利用合成石英透鏡所構成的透鏡，將紫外光聚集而照射在被處理物時，可增強紫外光的光強度，而且，所照射的區域可縮聚至例如微米級或微米級以下。使用矽基板作為被處理物時，可將其表面的微小區域加工至預定的深度。
繼之，說明本發明之溼式蝕刻裝置的第1實施型態。本實施型態的溼式蝕刻裝置係由：使溶解有一氧化二氮的溶液與被處理物接觸的接觸手段；和對與該被處理物接觸的溶液照射紫外光的光照射手段所構成的溼式蝕刻裝置。
上述接觸手段具有：由保持溶液之筐籠(basket)等所構成的溶液保持手段；和將該被處理物浸漬於該溶液的被處理物保持手段。上述光照射手段具有：由發出紫外光的水銀燈等所構成的光源；和在該光源與被處理物保持手段之間支持光遮光用遮罩的遮罩支持手段。將溶解有一氧化二氮之由例如水溶液所構成的溶液供給保持於溶液保持手段，將作為被處理物的例如矽基板載置於被處理物保持手段，使之浸漬於上述溶液，並將遮光用遮罩設置於遮罩支持手段，從水銀燈等所構成的光源照射紫外光以進行蝕刻。
在本發明之第2實施型態的溼式蝕刻裝置中，上述接觸手段具有：由保持溶解有一氧化二氮之溶液的槽等所構成的溶液保持手段；和將溶液從該溶液保持手段供給至被處理物之由噴嘴等所構成的溶液供給手段；和由載置被處理物且可利用馬達等旋轉的臺(stage)所構成的被處理物保持手段。並且，光照射手段具有：由發出紫外光之水銀燈等所構成的光源；和在該光源與被處理物保持手段之間支持光遮光用遮罩的遮罩支持手段。
該溼式蝕刻裝置係以如次的方式蝕刻被處理物。將矽基板作為被處理物進行蝕刻時，先將矽基板載置於作為被處理物保持手段的旋轉臺。接著，將描繪有應蝕刻之圖案的光遮光用遮罩裝設於遮罩支持手段。將作為光源的水銀燈與上述遮罩朝向矽基板的上部移動。繼之，利用滴下或噴霧、噴射等的方法，經由噴嘴將溶解有一氧化二氮的溶液供給至矽基板。然後，點亮作為光源的水銀燈，將紫外光照射在矽基板的表面。結果，有照射紫外光之區域的矽基板被蝕刻，紫外光被遮罩所遮蔽之區域的矽基板沒有被蝕刻，或者說幾乎沒有被蝕刻。以此方式，可將遮罩的圖案轉印在矽基板的表面。
因為蝕刻處理會消耗溶液中的一氧化二氮，所以必要時，可透過控制裝置，經由噴嘴間歇地或連續地供給溶液。蝕刻處理完成後，使旋轉臺旋轉，以將溶液從表面去除，將矽基板從旋轉臺移開，並將下一個矽基板裝設於旋轉臺。
以下，參照圖面，更具體地說明本發明之溼式蝕刻方法及溼式蝕刻裝置的各實施型態。
〔溼式蝕刻方法的實施型態1〕
參照第1圖，說明本發明之第1實施型態的溼式蝕刻方法。
第1圖係表示在絕緣基板1上層積有銅箔2的印刷基板3，形成圖案的方法。首先，如第1圖(a)所示，準備在絕緣基板1上形成有銅箔2的印刷基板3。此時的被處理物為銅箔2。施行蝕刻前，先在5%硫酸銅水溶液進行一分鐘的浸漬處理，然後，於純水中再進行一分鐘的浸漬處理，將自然生成於銅箔2表面之極少量的氧化銦(CuO)完全地溶解去除(以下，將該處理稱為前處理)。結果，銅箔2的表面只有金屬Cu與Cu2 O。
繼之，如第1圖(b)所示，將溶解有一氧化二氮之溶液的硫酸水溶液5供給至容器4，然後，近漬印刷基板3以設置於支持手段6上。
接著，如第1圖(c)所示，將形成有遮光性材料之鉻膜等所構成的圖案7之遮罩8配置於容器4上，從高壓水銀燈所構成的光源照射紫外光9。為了將形成於遮罩8的圖案7以1比1的縮小率進行轉印，紫外光9係以平行光線為佳。此外，亦可進行投影式的曝光。此時，在光源與被處理物的印刷基板3之間設置透鏡系，將遮罩8的圖案7加以放大或縮小，而在印刷基板3的表面成像。藉此方式，可將形成於遮罩8的圖案7加以放大或縮小。
將紫外光9照射於印刷基板3，即可在光所照射之區域10b的銅箔2附近，產生從一氧化二氮解離的原子狀氧，以將銅箔2氧化成氧化銅，且該氧化銅會被硫酸水溶液溶解去除。沒有照射紫外光9的區域10a沒有產生原子狀氧，更且，由於硫酸銅水溶液5沒有將Cu或Cu2 O溶解，故也沒有進行蝕刻。此外，第1圖(c)係表示銅箔2被蝕刻到中途的狀態。
第1圖(d)係表示照射紫外光9以施行蝕刻直到區域10b的銅箔2露出絕緣基板1為止，然後，從硫酸銅水溶液5被取出之印刷基板3的剖面。
上述實施型態中，係使用高壓水銀燈作為光源，但也可使用低壓水銀燈來取代。再者，也可使用電解結合型高頻放電燈(稱為準分子燈)作為光源。封入氙的準分子燈係發出以波長172nm為中心的紫外光。在大氣中使用波長172nm的紫外光時，會產生臭氧，同時容易被大氣吸收。因此，光源及紫外光通過之區域的大氣係以可事先置換以氮氣等為佳。此外，封入氙的準分子燈的紫外光也具有水溶液中的透過率較低的特性。在此，可使用封入氪與碘的準分子燈作為光源。該準分子燈的發光波長係191nm，更適合於一氧化二氮的分解。
此外，上述實施型態係使用硫酸水溶液作為溶液，但是，可使用磷酸水溶液來取代。本發明的蝕刻方法，係以在沒有照射紫外光的區域10a銅箔2不會溶解為佳。然而，當有照射紫外光之區域1ob之銅箔2的溶解量比沒有照射紫外光之區域10a之銅箔2的溶解量多時，可進行銅箔2的圖案化。亦即，有照射紫外光之區域與沒有照射之區域的蝕刻速度(etching rate)差越大，則銅箔2的圖案化越容易。已確認磷酸水溶液可滿足該條件。
繼之，使用上述第1實施型態，說明使用於FED(Field Emission Display)之電場放射源等的電場放射型電子放射元件的溼式蝕刻方法。
參照第2圖及第3圖，說明本實施型態之電場放射型電子放射元件(以下，大致稱為「FE元件」)。此外，第2圖係以後述之顯示面80位於正面的方式配置的圖，第3圖係以後述之顯示面80位於上方的方式配置的圖。
如第2圖所示，FE元件係使用於具有顯示畫像之顯示面80的平面型顯示裝置10。
該FED的一部分係如第3圖所示那樣包括：具有顯示面80的陽極面板90、和位於顯示面80之相反方向的陰極面板120。陽極面板90和陰極面板120係以兩者間成為真空狀態的方式密封。
詳細構成將於後闡述，電子可從形成於陰極面板120的射極電極116(參照第4圖)，朝向陽極面板90放射。又，陽極面板90可劃分成RGB各色。再者，根據從射極電極116放射出的電子量，來自顯示面80的發光量也會不同。因此，RGB的發光可以預定的發光亮進行，而可顯示各種的畫像。
此外，在陰極面板120中，形成後述之陰極電極104(參照第4圖)的陰極電極線130、與形成閘極電極110(參照第4圖)的閘極電極線140係以交差的方式層積。
參照第4圖，說明本實施型態之FE元件的構成。此外，第4圖所示的剖面圖係陰極電極線130與閘極電極線140經由絕緣層108交差之部位的剖面圖。
如第4圖所示，FE元件100係在支持體102上依序層積有陰極電極104、電阻層106、絕緣層108、閘極電極110。
支持體102的材料，除了例如無鹼玻璃、低鹼玻璃、鹼性玻璃、石英玻璃等外，也可使用氧化鋁等的陶瓷系材料，再者，也可使用在表面設有保護層的聚對苯二甲酸乙二醇脂薄膜(polyethylene terephthalate film)、聚乙烯－2、6－對苯二甲薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚砜薄膜(polysulfone fim)、聚醚砜薄膜(polyether sulfone film)、聚醚醚酮薄膜、聚苯氧基醚(polyphenoxy ether)薄膜、聚芳基薄膜(polyarylate film)等的塑膠薄膜(plastic film)等。
以陰極電極104及閘極電極110的材料來說，在進行不要的電子放射材料118的蝕刻時，為了提升與電子放射材料的蝕刻選擇比，係以可被氧化而在金屬膜表面形成穩定的非動態金屬為合適。就具體例而言，係以使用鉻(Cr)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鈮(Nb)或以這些元素之一為主成分的合金所構成的金屬為合適。
絕緣層108的材料可使用氧化矽、氮化矽等。
進行後述之不要的電子放射材料118的蝕刻時，為了提升與電子放射材料的蝕刻選擇比，構成射極電極116等的電子放射材料，係以可被氧化而形成水易溶性的含氧酸(oxygen acid)之金屬為合適，具體例係以鉬(Mo)、鎢(W)等為合適。
又，在絕緣層108形成有孔洞(cavity)114，在閘極電極110形成有開口部112。在該孔洞114內形成有圓錐形的射極電極116。此等開口部112、孔洞114係形成於陰極電極線130與閘極電極線140交差的部位。
另一方面，以與射極電極116的前端部相對的方式，配設有螢光體122、陽極電極124、玻璃基板126。又，此種FE元件100係以射極電極116與螢光體122之間成為真空狀態的方式密封。
接著，在陰極電極104與陽極電極124之間施加電壓(具體來說，第4圖中以符號Vc c 1來表示)，同時，在陰極電極104與閘極電極110之間施加電壓(具體來說，第4圖中以符號Vc c 2來表示)，藉此方式，電子可從射極電極116的前端部朝向(例如，以第4圖的箭號A表示)陽極電極124放射，且可使光透過玻璃基板126側(例如，以第4圖的箭號B表示)。
參照第5圖及第6圖，說明以上述方式構成之FE元件100的製造方法。
製造此種構成的FE元件100時，首先在支持體102的單面整面，成膜作為陰極電極104的金屬膜後，將該金屬膜加以圖案化，藉以形成複數列的陰極電極線130。
接著，在陰極電極線130上層積電阻層106。然後，從電阻層106側層積絕緣層108。
從絕緣層108側成膜成為閘極電極110的金屬膜後，將該金屬膜圖案化，藉以形成複數列的閘極電極線140。又，此等複數列的閘極電極線140係由即使與上述氧化劑反應也不會成為水易溶性的金屬所形成。此外，此等陰極電極線130與閘極電極線140係配置成矩陣狀。
然後，在陰極電極線130與閘極電極線140交差的部位，於絕緣層108形成孔洞114，於閘極電極110形成開口部112。
因此，如第5圖(A)所示，在支持體102上依序層積有陰極電極104、電阻層106、絕緣層108、閘極電極110，且在絕緣層108形成孔洞114，在閘極電極110形成開口部112。
繼之，如第5圖(B)所示，可從閘極電極110側蒸鍍電子放射材料。此時，在閘極電極110的開口部112，電子放射材料也會在橫向生長，所以在不要的電子放射材料118沉積的同時，開口部112的口徑也逐漸地變小，最後完全閉合。結果，在絕緣層108的孔洞114內，隨著閘極電極110上的口徑的縮小，而形成圓錐狀的射極電極116。以此方式沉積電子放射材料，即可如第5圖(C)所示那樣在開口部112內形成圓錐狀的射極電極116，同時在閘極電極110的表面，沉積不要的電子放射材料118的殘留物。再者，該電子放射材料係可藉由上述氧化而形成水易溶性氧化物的金屬。
如第6圖所示，FE元件100係可藉由後述的溼式蝕刻裝置200蝕刻。
具體而言，在槽內可儲存溶解有上述一氧化二氮的溶液160。其後，將FE元件100浸漬於溶液160中，使不要的電子放射材料118與溶液160接觸。接著，利用作為光源的準分子燈170，照射紫外光，藉以將不要的電子放射材料118溶解去除。
此時，將紫外光從斜側照射等，設法使紫外光不會照射到射極電極附近，而僅將紫外光照射到閘極電極上之不要的電子放射材料附時，則可僅蝕刻有照射紫外光的區域，亦即，可僅蝕刻閘極電極上之不要的電子放射材料。
就溶液160而言，可使用對波長240nm以下的光具有透過能力者，但考量到成本時，則以使用水溶液為佳。紫外光的波長係以240nm以下為佳，且以在173nm至240nm的範圍具有強度光譜的紫外光為佳。由於一氧化二氮被分解成原子狀氧的波長係為短於240nm的波長，且水的吸光度在167nm的波長時是最大的，所以照射在水溶液的光必須是短於240hm的波長，且長於水的吸光度可充分變小的波長。其中，使用波長為190nm附近的紫外光，即可獲得最合適的氧化能力。
進行不要的電子放射材料118的蝕刻時，為了促進氧化之電子放射材料的溶解，係以在溶液中添加鹼為佳。
選擇添加於溶液中的鹼時，選擇沒有被氧化之電子放射材料本身的溶解性極低，且該電子放射材料之氧化物的溶解性極高者，將有利於選擇性地蝕刻紫外光照射區域。例如，對於沒有氧化物的電子放射材料，若將其本身的溶解性高的鹼添加於溶液中的話，則沒有生成氧化物的部分，即，射極電極也會進行溶解，如此，將難以獲得想要的射極電極形狀之故。依此，鹼係以含有例如氨、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化四甲銨之任一者的鹼的溶液為佳。
又，如上所述，藉由閘極電極110的材料與電子放射材料的組合，即可設置閘極電極110和不要的電子放射材料118之氧化、溶解速度的差。因此，可抑制閘極電極110的溶解，同時將不要的電子放射材料118加以溶解、去除。
依此，如第5圖(D)所示，將沉積於閘極電極110之表面的電子放射材料118去除。
繼之，以陽極面板90和陰極面板120之間成為真空狀態的方式密封。
以此方式，藉由蝕刻不要的電子放射材料118，即可製造良好的EF元件100。
使用上述第1實施型態，說明使用於電晶體或LSI等的形成之矽基板的溼式蝕刻方法。此外，溼式蝕刻的步驟係與上述第1圖中的說明相同。
首先，利用氫氟酸將矽基板的表面進行前洗淨，且去除表面的氧化膜。繼之，將矽基板浸漬於溶解有一氧化二氮的氫氟酸水溶液。然後，使形成有例如鉻膜等所產生之圖案的遮光用遮罩，介存於光源與矽基板間，並使紫外光從光源發出以照射於矽基板。結果，有照射紫外光之區域之矽基板的表面被蝕刻，沒有照射紫外光之區域的矽基板沒有被蝕刻，且形成於遮罩的圖案可形成於矽基板的表面。此可視為有照射紫外光之區域的水溶液所含的一氧化二氮被解離而生成原子狀氧，在解離的原子狀氧之非常近處的矽基板被氧化而生成矽氧化物，而該矽氧化物會溶解於氫氟酸水溶液。
〔溼式蝕刻方法的實施型態2〕
繼之，使用第2實施型態，說明藉由鉬(Mo)膜形成液晶彩色濾光片用黑色矩陣的溼式蝕刻方法。
第7圖(a)係表示在彩色濾光片用玻璃基板11上，成膜黑色矩陣用鉬的狀態之模式剖面圖。
首先，在無鹼(alkali free)的玻璃基板11上，利用濺鍍於可視光區域沉積不透明的鉬膜12。鉬膜12可為含有鎳(Ni)或鐵(Fe)等的合金。
繼之，如第7圖(b)所示，將彩色濾光片基板13載置於與旋轉軸15連結之可旋轉的載置臺14上。然後，使用溶解有一氧化二氮與氨的水溶液16作為溶液，經由噴嘴17噴射以供給至鉬膜12的表面，而將水溶液16所構成的皮膜18形成於鉬膜12上。
如第7圖(c)所示，使形成有由鉻膜等所構成之網眼狀圖案19的遮光用遮罩20接近玻璃基板11，以從上部照射紫外光21。紫外光21的光源係使用水銀燈，且可藉由未圖示的透鏡等照射平行光線。鉬膜12有照射紫外光21的區域22a被蝕刻，沒有照射紫外光21的區域22b沒有被蝕刻。
隨著蝕刻的進行，水溶液中的一氧化二氮或氨會被消耗。在此，可中斷紫外光21的照射而從噴嘴17供給水溶液16，且反覆進行紫外光21的照射。供給水溶液16時，為了避免一氧化二氮或氨已消耗的水溶液與新供給的水溶液混合，而產生一氧化二氮或氨的濃度分布，所以，以在供給新的水溶液16前，先將載置臺14旋轉以去除已使用的水溶液為佳。
第7圖(d)係表示將鉬膜12進行蝕刻直到基底的玻璃基板11露出為止的狀態之模式剖面圖。形成於遮罩20的圖案19被轉印於鉬膜12上。從俯視看來，鉬膜12係被圖案化成網眼狀。
第7圖(e)係表示在玻璃基板11上，形成有由R(紅)、G(綠)、B(藍)所構成的彩色濾光片膜23、24、25的狀態之模式剖面圖。彩色濾光片膜可藉由將聚醯亞胺膜形成於玻璃基板11及鉬膜12上，使之含浸RGB染料而製成。或者，可將混入具有RGB色彩之顏料的聚醯亞胺膜依序圖案化而形成。鉬膜12係配置於各彩色濾光片膜的間隙，使光不會從其間隙漏洩。藉此構成，可提高彩色濾光片的色純度。
上述說明中，係就利用鉬膜12作為彩色濾光片之遮光膜時的溼式蝕刻方法加以說明，而對於形成於矽基板上的鉬膜，亦可同樣地進行圖案化。又，上述說明中，係就將溶解有一氧化二氮的水溶液從噴嘴噴射而施行蝕刻的方法加以說明，如第1圖的說明所示，將彩色濾光片基板13浸漬於水溶液，且在該彩色濾光片13與光源之間設置遮罩，照射紫外光，藉此，可進行蝕刻。
〔溼式蝕刻方法的實施型態3〕
繼之，第3實施型態中，說明將紫外光藉由光路調整機構限定在局部區域而進行照射，以蝕刻局部區域的溼式蝕刻方法。
第8圖係表示蝕刻被處理物32之特定區域37a至37d的溼式蝕刻方法之概念圖。
本溼式蝕刻方法係藉由照射紫外光38a來進行蝕刻，紫外光被遮斷時沒有進行蝕刻。或者，照射紫外光38a的區域被蝕刻的部分比沒有照射的區域還多。利用該性質，將紫外光38a縮聚至特定範圍而加以操作，可以說是將紫外光38a當作刀子使用且加工被處理物32的方法。
如第8圖所示，將溶解有一氧化二氮的溶液31保持於容器30，將被處理物32浸漬於該溶液31，並從配置於上部的光源34a照射紫外光35a，接著，利用作為光路調整機構的透鏡36a，縮聚紫外光38a的照射區域，而將載置於支持手段33之被處理物32的特定區域37a加以蝕刻。此時，可使用銅或矽基板、或其他的材料作為被處理物32，可分別使用硫酸水溶液或氫氟酸水溶液等作為溶液31。再者，光源34a係使用超高壓水銀燈，作為光路調整機構的透鏡36a係使用紫外光透過率高的合成石英玻璃。
將紫外光35a縮聚到特定範圍37a，照射預定時間。接著，將光源34a與透鏡36a朝箭號的方向移動，蝕刻下一個特定區域37b、37c、37d，並在光源34d、紫外光35d、透鏡36d、聚光的紫外光38d的位置停止。此時，使照射時間相較於特定區域37a逐漸變短。因此，被蝕刻的深度逐漸變淺。以此方式，可將階梯狀深度的任意形狀形成於被處理物32的表面。
利用透鏡36a可將紫外光35a縮聚至例如微米級。亦即，將紫外光35a聚光，相對於微細區域可將紫外光38a的強度極度增強以照射在被處理物32。以此方式聚光，即可將微米級或微米級以下之區域所需要的容積加以蝕刻去除。該方法可適用於微機電系統(MEMS)技術等。
〔溼式蝕刻裝置之實施型態1〕
繼之，說明本發明之溼式蝕刻裝置的第1實施型態。
第9圖係將被處理物浸漬於溶解有一氧化二氮的溶液而進行的溼式蝕刻裝置之概念圖。
本溼式蝕刻裝置設有作為溶液保持手段的容器40，且在該容器40保持溶解有一氧化二氮的溶液41。設置用以保持溶液的槽49，且利用供液閥50適當地供給至容器40。又，設有用以將使用完的溶液41排出的排出管52。設有用以保持被處理物42以將其浸漬於溶液41之作為被處理物保持手段的保持器43、和與該保持器43一體構成的機械臂44。機械臂44係安裝於未顯示圖的移動機構。該移動機構可在容器40的外部將被處理物42從未顯示圖的被處理物收納部，設置於保持器43。可使保持器43與被處理物42藉由未顯示圖的移動機構浸漬於容器40的溶液41而移動。將作為光照射手段的光源45與遮罩支持手段54一體構成，而該遮罩支持手段54係在其下部支持形成有圖案48的遮光用遮罩47。該光源45與遮罩47係由機械臂55所保持。機械臂55係連接於未顯示圖的起動機構，被處理物42與保持器43一起浸漬於溶液41後，使光源45與遮罩47朝容器40的上部移動而驅動。
本溼式蝕刻裝置具備控制機構，可自動的進行上述一連串的動作。溶液41的交換係在蝕刻預定數的被處理基板後，自動地打開設置於排出管52的排出閥53而排出，接著，關閉排出閥53後，打開供液閥50，將溶液41從槽49供給至容器40。溶液41供給完後，在保持器43設置被處理物42，並利用機械臂44移動以使被處理物42浸漬於容器40的溶液41。繼之，利用連接於機械臂55的移動機構，使光源45與藉由遮罩支持手段54而設置的遮罩47，移動至容器40的上部後，使光源45發光預定時間，照射紫外光46以蝕刻被處理物42。接著，將光源45和遮罩47從容器40的上部移開，利用驅動機構將機械臂44抬昇到上部，朝被處理物42的收納部移動，然後，將被處理物42從保持器43移除以收納在收納部。
首先，利用未顯示圖的驅動機構，將被處理物63載置於固定臺62。固定臺62的上面構成有基板吸附機構，可進行例如真空吸附。繼之，以供液管65當作旋轉軸使噴嘴66旋轉，使其移動至固定臺62上部的預定位置。接著，從槽64噴射溶液67，使之殘留於被處理物63的表面。然後，以旋轉軸74為中心，使設有遮罩70的光源68旋轉，使之移動至固定臺62的預定位置，點亮光源68，照射紫外光69。依據被處理物63的蝕刻量，關掉光源68，從槽64經由噴嘴66供給溶液67。蝕刻結束後，將噴嘴66旋轉移動，使之從固定臺62的上部移除，繼之，利用未顯示圖的驅動機構，將光源68與遮罩70以旋轉軸74為中心進行旋轉，以從固定臺62的上部移除。其後，將被處理物從固定臺62移除。
接著，利用本實施型態，說明使用於FE元件之製造的溼式蝕刻裝置。
參照第6圖，說明主要在形成射極電極116時，用以蝕刻多餘沉積之電子放射材料之溼式蝕刻裝置的一例之溼式蝕刻裝置200。此外，第6圖係用以說明一個FE元件100的圖，為了容易理解，故省略了其他的FE元件。
溼式蝕刻裝置200主要是將FE元件100之不要的電子放射材料118加以溶解去除的裝置。
溼式蝕刻裝置200係由：將溶液160儲存於槽內後，將FE元件100浸漬於溶液160，藉以使沉積於閘極絕緣膜上之不要的電子放射材料118接觸溶液160的接觸手段；和對溶液160照射紫外光之作為照射手段的準分子燈170等所構成。
準分子燈170係藉由將紫外光照射在與FE元件100的表面接觸的溶液160，在溶液160中使一氧化二氮解離而產生氧原子，用以進行所浸漬之FE元件100的蝕刻處理之構成。
準分子燈170主要是設置在FE元件100的斜上方，使紫外光不會照射在射極電極116，而僅照射在不要的電子放射材料118的位置。該準分子燈170的設置位置，係因射極電極116形成於孔洞114內，藉由使紫外光從斜側入射至FE元件100，即可將閘極電極110與絕緣層108作為紫外光的遮蔽壁，用以防止紫外光照射在與射極電極116接觸的溶液160。由準分子燈170與FE元件100的位置關係所決定之紫外光相對於FE元件100的入射角，係由閘極電極110之電阻層106的高度、形成於閘極電極110之開口部112的口徑、再者、射極電極116的高度的關係所決定。
本實施型態的溼式蝕刻裝置200係由：使溶解有一氧化二氮的溶液160與FE元件100接觸的接觸手段、和將紫外光照射在與FE元件100接觸的溶液160的光照射手段所構成的溼式蝕刻裝置。
如上述溼式蝕刻裝置200所示，上述接觸手段具有：由保持溶液160的槽等所構成的溶液保持手段、和用以將FE元件100浸漬於該溶液160的FE元件保持手段。為了調整紫外光入射至FE元件的角度，上述光照射手段具有：由發出紫外光的準分子燈170等所構成的光源、以及該光源與FE元件保持手段的位置調整機構。將溶解有一氧化二氮之例如水溶液所構成的溶液160供給保持至溶液保持手段，然後，將FE元件100載置於FE元件保持手段以浸漬於上述溶液160，調整紫外光對於FE元件100的入射角，從準分子燈170等所構成的光源，照射紫外光以進行蝕刻。
〔溼式蝕刻裝置的實施型態2〕
繼之，說明第2實施型態的溼式蝕刻裝置。
第10圖係將溶解有一氧化二氮的溶液67經由噴嘴66噴射，以供給至被處理物63的溼式蝕刻裝置之概念圖。
設有：用以保持被處理物63之被處理物保持手段的固定臺62；和將該固定臺可旋轉自如地保持的旋轉軸61；和在固定臺的周圍用以防止溶液67飛散至外部的罩60。具備：將溶解有用以蝕刻被處理物63之一氧化二氮的溶液67加以保持之作為溶液保持手段的槽64、和用以從該槽64噴射溶液67的噴嘴66，而用以支持噴嘴66的供液管65係以可旋轉的方式裝設。在固定臺62的上部，將光源68與支持遮罩70的遮罩支持手段73一體構成。該光源68與遮罩70係由可將機械臂72旋轉而支持的旋轉軸74所保持。光源68與形成有遮光性圖案71的遮罩70，係藉由未顯示圖的驅動機構旋轉，而可朝向固定臺62的上部移動。
上述溼式蝕刻裝置係以可藉由未顯示圖的控制機構自動地進行溼式蝕刻的方法構成。
繼之，利用本實施型態，說明使用於FE放射元件之製造方法的溼式蝕刻裝置。該溼式蝕刻裝置中，具有：使沉積於閘極絕緣膜上之不要的電子放射材料118與溶液160接觸的接觸手段；和對溶液160照射紫外光的照射手段。上述接觸手段具有：由用以保持溶解有一氧化二氮之溶液160的槽等所構成的溶液保持手段；和由將溶液160從該溶液保持手段供給至FE元件100的噴嘴等所構成的溶液供給手段；和由載置FE元件100且可藉由馬達等旋轉的載置臺所構成的FE元件保持手段。並且，光照射手段具有：由發出紫外光之準分子燈170等所構成的光源；和該光源與FE元件保持手段的位置調整機構。
該溼式蝕刻裝置係以如次的方式蝕刻FE元件100。首先，調整作為光源之準分子燈170與FE元件保持手段的位置關係。接著，將FE元件100載置於作為FE元件保持手段的滾筒(roller)上，開始移動。繼之，利用滴下或噴霧、噴射等的方法，將溶解有一氧化二氮的溶液160供給至移到的FE元件100。點亮作為光源的準分子燈170，將紫外光照射在移到的FE元件100的表面。結果，有照射紫外光之不要的電子放射材料118被蝕刻，紫外光被遮蔽之區域的射極電極沒有被蝕刻，或者幾乎沒有被蝕刻。以此方式，可去除FE元件100上之不要的電子放射材料118。
由於蝕刻處理，會消耗溶液160中的一氧化二氮，所以必要時，可透過控制裝置從噴嘴間歇地或連續地供給溶液160。蝕刻處理完成後，令旋轉臺旋轉，或者使用空氣吹淋(air shower)，藉以將溶液160從FE元件100表面去除。
繼之，就本發明之溼式蝕刻方法的基礎事項之紫外光所導致之物質的氧化加以說明。
本發明的溼式蝕刻方法，係在溼式蝕刻時使被處理物質氧化而生成氧化物，並將該氧化物溶解去除以進行蝕刻者。在此，依據實驗結果，說明對溶解有一氧化二氮的水溶液照射紫外光，藉以促進被處理物質的氧化，又，停止照射紫外光時，氧化也會停止的情形。
第11圖係表示將矽基板浸漬於溶解有一氧化二氮的水溶液，並照射紫外光以使氧化矽膜生長時，光照射時間與氧化矽膜之膜厚的關係之曲線圖。橫軸係表示紫外光的照射時間，縱軸係表示氧化矽膜的氧化膜厚。
實驗係利用第12圖所示的實驗裝置75進行。首先，將含有約0.1%(1068ppm)左右之一氧化二氮的水溶液76供給至容器77，且將矽基板W載置於突起78以浸漬於水溶液76。用氫氟酸水溶液，事先將矽基板W表面的氧化物去除。繼之，透過作為光源79的低壓水銀燈，將波長為240nm以下且輸出為110W的紫外光，照射在浸漬於水溶液76的矽基板W。結果，如第11圖所示，紫外光照射三分鐘後，可生長約10的氧化矽膜。此外，氧化矽膜的膜厚係藉由X射線光電子光譜(XPS：X－ray Photoelectoron Spectroscopy)所產生的Si2p光譜的波形解析求得。
第13圖係表示在取代一氧化二氮而溶解有氦(He)的水浸漬矽基板W，且照射紫外光以使氧化矽膜生長時，光照射時間與氧化矽膜之膜厚的關係之曲線圖。此外，氦係為了進行與溶解有一氧化二氮之水溶液76的比較，且驅散溶解於所使用之水中的空氣成分(N2 、O2 、CO2 )，而被強制溶解於水中。由第13圖的曲線圖可清楚地確認，紫外光照射一分鐘的時間只能生成1左右的氧化膜，照射三分鐘的時間只能生成2左右的氧化膜。與第11圖相比較，可確認在水中的一氧化二氮照射光，即可在與該水溶液76接觸之矽基板W的表面以良好效率生成氧化膜。
第14圖係表示在溶解有一氧化二氮的水溶液76添加亞甲藍(Methylene Blue)的亞甲藍水溶液76照射紫外光時，紫外光照射時間與波長665nm之亞甲藍水溶液76的吸光度之關係的曲線圖。
橫軸係表示開始照射紫外光後經過的時間，縱軸係表示波長665nm之亞甲藍的吸光度。亞甲藍在水溶液76的狀態係呈現藍色，氧化後，藍色會消失而變成無色。可利用該性質以進行氧化力評估，作為光觸媒的氧化力評估的標準化方法。實驗係藉由去除矽基板W之第12圖所示的實驗裝置75進行。首先，將溶解有約1000ppm之一氧化二氮及10ppm之亞甲藍的水溶液76注入容器77，並以輸出為1200W的高壓水銀燈作為光源79，將紫外光照射在容器整面，以測定該水溶液76之波長665nm的吸光度。
第14圖中，開始照射紫外光後於經過0.5分的時點，停止對水溶液76之紫外光的照射，從該時點又經過一分鐘的時點，再次對水溶液76照射紫外光。表示此時之亞甲藍水溶液76之波長665nm之吸光度的變化。從該曲線圖得知，在開始照射紫外光的同時，水溶液76中的亞甲藍分解，而在停止照射紫外光之的狀態後的一分鐘內，亞甲藍的分解也跟著停止。然後，返回紫外光照射的狀態，在此同時，亞甲藍的分解也開始分解。從該結果可理解，物質會隨著紫外光的照射時間而氧化，物質的氧化會隨著紫外光的遮斷而停止，也就是說，控制照射紫外光的時間，即可控制氧化。
將入射至此處之物質的光的強度設為Ii，將從該處發出之光的強度設為Io時，光的透過率(T)可藉由算式1來表示。而且，此時的吸光度可藉由算式2來表示。
〔算式1〕Io/Ii×100＝T(透過率)………算式1 〔算式2〕－log T/100＝A(吸光度)………算式2
從第14圖的曲線圖可確認，連續一分鐘的照射時間，可分解約五成左右的亞甲藍。連續三分鐘的照射時間，可分解約9成左右的亞甲藍。
第15圖係表示使用實驗裝置75，照射紫外光時之一氧化二氮水溶液(一氧化二氮含量約1000ppm)的吸收光譜。容器77內沒有加入亞甲藍。橫軸係表示測定範圍200至340nm的波長區域，縱軸係表示吸光度。曲線C1至C3係表示一氧化二氮(N2 O)的吸光度，C3係表示照射三分鐘，C2係表示照射一分鐘，C1係表示沒有照射。從曲線圖可清楚地獲知，波長為240nm以上的光，其吸光度為零，光完全沒有被吸收。換言之，可知悉沒有進行光能量之照射所致之一氧化二氮的解離。
表1係表示從第15圖所示之波長205nm的吸光度求得的一氧化二氮的濃度變化。此外，將照射時間為零的濃度設為飽和濃度(水溫25℃時的值)，並用乘法算出各自之吸光度的相對值。得知照射三分鐘後，一氧化二氮的濃度大幅地減少。
※以0min的濃度作為飽和濃度(以水溫25℃經由計算求得)，乘上各吸光度的相對值而算出
又，從第15圖所示的實驗結果得知，實質上臭氧(O3 )之副產品沒有被檢測到。亦即，臭氧的最大波長(λ max)是260nm，但是，在此的吸光度是檢測界限以下。
接著，說明有關可利用於氧化的紫外光及其光源。
由第15圖及表1的結果得知，一氧化二氮所致之光的吸收必須是短於240nm的短波長，此外，照射於一氧化二氮水溶液之光的波長係以位在173nm以上、且240nm以下的範圍為佳。高壓水銀燈或低壓水銀燈、及無臭氧高壓水銀燈，其紫外光波長係位在173nm以上且240nm以下的範圍內。
然而，以高壓水銀燈所發出之波長200nm以上為中心的光，又，以低壓水銀燈所發出之波長185nm為中心的光，或者，以上述無臭氧高壓水銀燈所發出之波長230nm以上為中心的光，基於容易被大氣中的氧吸收且不容易被一氧化二氮吸收的理由，會有一氧化二氮的分解效率較低的問題。更且，若光容易被大氣中的氧吸收時，會有臭氧的產生量會變多，而對環境造成負荷的問題。
在此，使用可發出以191nm為主成分之波長的紫外光之氪碘的電介質障璧放電燈作為紫外光的光源，亦即，使用KrI準分子燈作為紫外光的光源，即可解決此種問題。
KrI準分子燈L係本發明人等根據第16圖所示之一氧化二氮水溶液之UV吸收光譜(引用自Brit.J.Anaesth.,44,310(1972))的特徵而開發者，並將其採用於本發明之溼式蝕刻裝置。
由第16圖得知，顯示一氧化二氮水溶液的UV吸收光譜在190nm吸光度超過0.7的峰值。
由於第12圖所示之作為光源79使用之低壓水銀燈的發光波長是以185nm為中心，而185nm之波長的吸光度大幅低於一氧化二氮水溶液之UV吸收光譜的峰值0.7而成為約0.05，所以效率極低。
另一方面，就以一氧化二氮水溶液之UV吸收光譜顯示峰值之190nm附近為中心的波長而發光的光源而言，已知有使用氬氟的電介質障壁放電燈，亦即，使用所謂的氬氟準分子燈。氬氟準分子燈係以193nm為中心的波長發光。
一般而言，準分子燈具有點亮、熄滅良好之適合於本發明之溼式蝕刻的特性。
然而，氬氟準分子燈的石英管，容易因密封於其中的氟而劣化。亦即，氬氟準分子燈的氟與石英管的相性(phasic property)不良，會有壽命較短的問題。此外，從第17圖得知，一氧化二氮水溶液的UV吸收光譜在峰值附近較陡急，所以即使接近190nm，在193nm的波長，吸光度也比峰值時的值低很多。
在此，本案發明人等開發一種一氧化二氮水溶液的吸光度極接近最高波長190nm，且在與波長190nm大致相同的範圍內，例如±1nm的範圍內之波長191nm的紫外波長而發光的KrI準分子燈，並採用於溼式蝕刻裝置。
此外，一氧化二氮之溶液的吸光度會有因該溶劑而產生些微差異的情形，此外，也有吸光度最高的波長些微移位(shift)的情形。本實施例的水溶液中，根據吸光度的峰值形狀，設與吸光度最高的波長大致相同的範圍為±1nm，該範圍會因溶液的種類而不會，換言之，會因溶劑的種類而不同，所以，依據該種類，與吸光度最高的波長大致相同的範圍也會有不同的情形。
KrI準分子燈係以利用使固體的碘氣化以量取預定量而封入石英管的方法所製造者。
KrI準分子燈之發光波長191nm之一氧化二氮水溶液的吸光度，係接近一氧化二氮水溶液之UV吸收光譜的峰值之吸光度的約0.65nm，所以效率良好。因此，考慮一氧化二氮之光解離而產生氧原子時，例如低壓水銀燈之發光波長185nm的吸光度為大約0.05，所以，KrI準分子燈可以超過低壓水銀燈約10倍的效率產生氧原子，與以往的光源相比較，氧原子的產生效率極高。
KrI準分子燈具有點亮、熄滅良好之適合於本發明之溼式蝕刻之準分子燈的一般特性，而且，石英管不易因所密封的碘而劣化，氟與石英管的相性良好，所以有壽命增長的優點。
此外，KrI準分子燈所發出之波長191nm的紫外光，在將與低壓水銀燈所發出之波長185nm的紫外光大致相同的一氧化二氮加以分解進行氧化．改性反應時，具有相當大的能量。
更且，亦得知KrI準分子燈L具有發光所產生的臭氧較少的優良特性。
第17圖係表示氧的UV吸收光譜(引用自J.Chem.Phys.,21,1206(1953))。該光譜中，從波長175nm附近至波長200nm附近的區域，可看見非常細的吸收係數的週期性變動。該區域被稱為舒曼隆吉(Shumann－Runge)帶。
KrI準分子燈所發出之191nm的波長係包含於舒曼隆吉帶中，相對於5－0頻帶(band)與4－0頻帶之間的所謂凹谷的部分，吸收係數小。如上所述，KrI準分子燈所發出之191nm的波長，在氧分子之吸光度產生週期性變化的舒曼隆吉帶，係與吸光度極小的波長為大致相同範圍的波長。因此，氧分子的吸收較少，氧分子的解離、及接續而產生的臭氧較少。
此外，根據吸光度的週期性變動形狀，雖然可以說與吸光度極小的波長為大致相同的範圍係不同，然而，從5－0頻帶與4－0頻帶之間的形狀看來，KrI準分子燈所發出之191nm的波長可以說是在大致相同的範圍。
由於對環境造成負荷的臭氧產生較少，所以KrI準分子燈的處理較容易。
在這點方面，例如低壓水銀燈所發出之紫外光的波長185nm係位於舒曼隆吉帶中的8－0頻帶上，吸收係數較大。因此，當低壓水銀燈與一氧化二氮溶液之間存在大氣時，紫外光的能量容易被氧分子吸收，而產生多量的臭氧，因此，需要可因應臭氧的裝置，如此，將導致氧化．改性反應的效率降低，所具備之裝置之構造的複雜化、設計上的問題、大型化、高價格化。
相對於此，KrI準分子燈具有如次的優點。
亦即，即使KrI準分子燈與一氧化二氮溶液之間存在大氣，從KrI準分子燈發出之紫外光的能量也難以被氧分子吸收，藉此，紫外光進入至一氧化二氮溶液為止不容易減弱，故可以高效率將一氧化二氮分解。又，由於大氣的影響較少，所以KrI準分子燈之配置位置的自由度較高。可將針對臭氧對策之處理室等密閉裝置等的裝置予以省略或簡單化。
因此，溼式蝕刻裝置的蝕刻效率高，構造簡單且設計的自由度高，可設計成小型且價格低廉的構造。
這構造在可滿足KrI準分子燈所發出之191nm的波長，係與溶液S之吸光度最高的波長位在大致相同的範圍內，且與氧分子之舒曼隆帶之吸光度極小的波長位在大致相同的範圍內之兩個條件所產生的相乘效果下，可特別顯著地發揮。此外，即使光源79非為KrI準分子燈，只要滿足此兩個條件中的任一者時，也充分地具有本發明的適用性。
繼之，說明本發明之溼式蝕刻方法的相關事項之溶解一氧化二氮的溶液、一氧化氮氣体的供給、一氧化二氮的溶解方法、濃度檢測、廢水處理。
首先，先前已闡述溶解一氧化二氮的溶液係以使用水為佳，然後，若對波長240nm的光具有透過能力者的話，亦可使用水以外的有機溶液或混合有此等物質的溶液。例如，可使用甲醇、乙醇、異丙醇、甲基環已烷、環已烷、乙腈、己烷、二氧雜環乙烷、甘油、n－正戊烷、二氯甲烷(dichloromethane)、甲基氫聚矽烷(Methyl Hydrogen Polysiloxane)、環狀聚二甲基矽氧(cyclic dimethylsiloxane)、四乙基矽(tetraethylorthosilicate,TEOS)、全氟聚(perfluoropolyether,PFPE)、全氟己烷(Perfluorohexane)、磷酸三甲酯(Trimethyl phosphate)、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯(Tributyl phosphate)等的有機溶液。
繼之，一氧化二氮可經由充填於高壓容器之壓縮(液化)氣體的氣瓶供給，可將其設置於蝕刻裝置等的處理裝置附近。此外，也可利用集中配管從工廠或製造場所的大型高壓容器供給。再者，將卡匣式氣瓶等的小型容器裝設於上述處理裝置裝設而供給，或者，在處理裝置內、處理裝置附近或作業場所內設置一氧化二氮生成裝置，而將該生成裝置所產生的一氧化二氮直接供給至處理裝置內的槽或處理槽。
一氧化二氮氣體可以如次的方式生成。就工業的方法而言，可在實用的規模使用：(1)使用氧或空氣，在金屬氧化物觸媒存在下將氨以200℃至500℃加熱而生成的氨氧化法；(2)將硝酸銨進行熱分解，或者將硝酸蘇打與硫酸氨的混合物加熱而生成的硝酸氨分解法；(3)將氨基橫酸(Sulfamidic acid)分成兩階段以上來供給，或者一邊添加硫酸，一邊使氨基橫酸與硝酸反應的方法。
又，少量生產時，則適用藉由使臭氧氣體與氮氣通過氣相層析(gas chromatography)等所使用的玻璃毛細管(glass capillary)內，即可生成一氧化二氮，且可以良好效率生成少量的一氧化二氮氣体。
繼之，說明將一氧化二氮氣体溶解於溶劑中的方法。
就將一氧化二氮氣体溶解於溶劑中的方法而言，(1)使塑膠製或陶瓷製之多孔材所構成的散氣板或散氣管沒入溶劑中而設置，然後，將一氧化二氮氣体從上述氣瓶或生成裝置等，供給至該散氣板或散氣管，使之在溶劑中產生氣泡(bubbling)的方法；(2)使用噴射器(ejector)，使加壓的溶劑從噴射器的噴嘴噴出，並利用產生的負壓，使一氧化二氮氣体被吸收溶解於溶劑中的方法；使用加壓的棚段塔、充填塔、噴淋塔、氣泡塔等，使一氧化二氮氣体與溶劑接觸而溶解的方法；將耐壓容器中與加壓的一氧化二氮氣体接觸的溶劑攪拌，使之溶解的方法；將小型耐壓容器中加壓的溶劑與一氧化二氮氣体高速攪拌混合，使之溶解的方法等機械性混合溶解的方法；(3)用聚四氟乙烯等的疏水性樹脂所構成的多孔質膜中空系，利用樹脂的疏水性與孔的氣體透過性，使氣體溶解於液體，或者用非多孔質氣體透過膜中空系，在樹脂內部利用氣體的溶解擴散機構，使透過樹脂的氣體溶解於液體，藉此，以在任意的壓力不會產生氣泡的情形下使一氧化二氮氣体溶解於溶劑中之使用中空系膜的溶解方法等。
再者，可在此等方法併用具有超音波或梯度(gradient)的磁場，而使一氧化二氮氣体在溶劑中的溶解量、溶解速度提升。
適用於本發明的溼式蝕刻方法時，若以所需之一氧化二氮氣体的濃度或含一氧化二氮液體的量來考量時，就使一氧化二氮氣體不浪費、以效率良好、且在短時間溶解於溶劑中的方法而言，係以使用中空系膜為佳。
其後，說明關於溶液中之一氧化二氮的濃度管理、檢測法。
溶液中的一氧化二氮係藉由上述的預定方法將一氧化二氮氣体溶入溶劑，藉由管理其溶入時間或氣體的供給壓力，即可大致維持一定的濃度。因此，具有不一定需要在蝕刻裝置等的處理裝置內檢測、記錄、管理溶液中之一氧化二氮濃度的優點。
然而，當有需要嚴密地管理濃度時，可進行如次之一氧化二氮濃度的檢測、管理等。(1)使用具有作用極與相對電極、和依需要再生極為兩個以上的電解電極、和劃分電極間的離子交換膜、和具有含鹵素離子之電解液的電解電池，來測定電解一氧化二氮時所流動的電流、或此時的所有庫倫數之電解電池的電解法；(2)將具有預定波長的紫外光，照射於貯存於含一氧化二氮溶液的單元(cell)，藉由挟著單元而配置於光源之相對位置的受光系，來測定吸光度的分光測定法；(3)JIS的K0102所制定的TN(全氮氣)分析法；(4)令非活性氣體壓送散氣於含一氧化二氮的溶液中，使溶存於溶液內的一氧化二氮朝氣相中移動，使用非分散型紅外線吸收法、紫外光吸光高度法或氧離子傳導性之固體分解質之電性化學式測定感測器，來測定氣相中的一氧化二氮濃度的方法等。可使用於供給本發明之溼式蝕刻裝置的溶液時，或者浸漬被處理物之容器內的溶液管理。
繼之，說明關於一氧化二氮的廢水處理。
處理後的溶液中，最多只殘留數百ppm左右的一氧化二氮，藉由混合處理後的沖洗水或其他步驟的廢水，廢水中的一氧化二氮變得極少。因此，基本上具有不需要在處理裝置內設置用以將一氧化二氮分解、排除的機構之優點。
此外，為了處理廢水中之一氧化二氮以外的成分，而實施中和處理、活性污泥處理、電解處理等時，由於一氧化二氮不會妨害此等處理，故可在不用處理廢水中的一氧化二氮的情況下，實施汙泥處理等。更且，當其他的作業場所將含一氧化二氮的廢水輸送到廢棄物處理場所等時，由於一氧化二氮不會引起雙氧水等氧化劑的異常分解，所以具有不需要在輸送前處理廢水中之一氧化二氮的優點。
然而，因與其他步驟的關係或與作業場所整體之環境管理的關係，而必須在處理裝置內分解一氧化二氮，且提議來自處理裝置之一氧化二氮的排出量時，排水中之一氧化二氮的分解法具有如次之方法：(1)對廢水照射預定時間的紫外光而分解的方法；(2)以白金等貴金屬作為陽極而進行電性分解的方法；(3)在觸媒存在下藉由與氫氣的反應而進行還原分解的方法；(4)在厭氧狀態利用使用一氧化二氮內的氧而呼吸的微生物進行微生物分解等，可依需要將此等方法適用於溼式蝕刻裝置。
此外，上述實施型態中，係在陰極電極104與射極電極106設置電阻層106，但並不限定於此，例如亦可不在陰極電極104與射極電極116之間設置電阻層106。
以上，說明本發明的實施型態，然而，只是例式具體例，並沒有特別限定本發明。又，本發明之實施型態所記載的效果，僅例舉本發明所產生之最合適的效果，本發明的效果並不限定本發明之實施型態所記載者。就本發明之實施型態所列舉的材料(物質)來說，即使是非預定材料之構成，也不會有問題。
〔產業上利用之可能性〕
根據本發明，由於係使溶解有一氧化二氮(N2 O)的溶液與被處理物接觸，所以不需使用利用光阻劑的光步驟，即可將紫外光照射在想要蝕刻去除之被處理物之非常近處的溶液，以蝕刻被處理物。因此，可減少步驟數，簡單地進行蝕刻。更且，由於不用使用雙氧水，即可進行被處理物的蝕刻，所以不會有雙氧水之分解的副反應，而可安全地實施廢水的輸送等。此外，可提供從廢水回收被處理物的材料變容易，且對環境對策有效的溼式蝕刻。又，根據本發明，不需要光微影步驟，再者，蝕刻溶液不需使用雙氧水，所以可提供構造簡便且設計上的自由度高，小型且低成本的裝置。
1．．．絕緣基板
2．．．銅箔
3．．．印刷基板
4、30、40．．．容器
5、31、41、67．．．溶液
6．．．支持手段
7、19、48、71．．．圖案
8、20、47、70．．．遮罩
9、21、35a、35d、38a、38d、46、69．．．紫外光
10a、10b、22a、22b．．．區域
11．．．玻璃基板
12．．．鉬膜
13．．．彩色濾光片基板
14．．．載置臺(stage)
15．．．旋轉軸
16．．．水溶液
17．．．噴嘴
18．．．皮膜
23、24、25．．．彩色濾光片膜
32、42、63．．．被處理物
33．．．支持手段
34a、34d、45、68．．．光源
36a、36d．．．透鏡
37a、37b、37c、37d．．．特定區域
43．．．保持器
44、55、72．．．機械臂
49、64．．．槽(tank)
50．．．供液閥
52．．．排出管
53．．．排出閥
54、73．．．遮罩支持手段
60．．．罩
61、74．．．旋轉軸
62．．．固定臺(table)
65．．．供液管
66．．．噴嘴
第1圖係表示本實施型態之溼式蝕刻方法的模式圖。
第2圖係表示本發明之第1實施型態之FE元件的構成之概略圖，係顯示面80位於正面而配置的圖。
第3圖係表示本發明之第1實施型態之FE元件的構成之概略圖，係顯示面80位於上方而配置的圖。
第4圖係表示本發明之第1實施型態之FE元件的構成之模式剖視圖。
第5圖係表示本發明之第1實施型態之FE元件的製造步驟之說明圖。
第6圖係表示本發明之第1實施型態之FE元件的溼式蝕刻方法之說明圖。
第7圖係表示本發明之第2實施型態的溼式蝕刻方法之模式圖。
第8圖係表示本發明之第3實施型態的溼式蝕刻方法之模式圖。
第9圖係表示本發明之第1實施型態的溼式蝕刻裝置之剖視圖。
第10圖係表示本發明之第2實施型態的溼式蝕刻裝置之模式剖視圖。
第11圖係表示本發明相關之矽基板的氧化實驗結果之曲線圖。
第12圖係使用於第11圖、第13圖、第14圖、第15圖的實驗之實驗裝置的模式剖視圖。
第13圖係表示將矽基板W浸漬於溶解有氦的水，且照射紫外光以使氧化矽膜成長時，光照射時間與氧化矽膜的膜厚的關係之曲線圖。
第14圖係表示在亞甲藍水溶液76照射紫外光時，紫外光照射時間與波長665nm之亞甲藍水溶液76之吸光度的關係之曲線圖。
第15圖係表示照射紫外光時之一氧化二氮水溶液的吸收光譜之曲線圖。
第16圖係表示一氧化二氮水溶液的UV吸收光譜之曲線圖。
第17圖係表示氧分子的UV吸收光譜之曲線圖。
第18圖係表示以往眾所周知的溼式蝕刻方法之模式圖。
1．．．絕緣基板
2．．．銅箔
3．．．印刷基板
4．．．容器
5．．．溶液
6．．．支持手段
7．．．圖案
8．．．遮罩
9．．．紫外光
10a、10b．．．區域

Claims (43)

  1. 一種溼式蝕刻方法，其特徵為：使溶解有一氧化二氮(N2 O)的溶液與被處理物接觸，且對上述接觸之區域的溶液照射紫外光，以將被上述紫外光所照射之區域附近的上述被處理物加以溶解去除。
  2. 一種溼式蝕刻方法，其特徵為：對溶解有一氧化二氮(N2 O)的溶液照射紫外光以將氧解離，上述解離的氧會將被處理物氧化而生成氧化物，上述生成的氧化物會溶解於上述溶液而被去除。
  3. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，係含有濃度10ppm至5000ppm範圍之一氧化二氮的溶液。
  4. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，係含有濃度10ppm至5000ppm範圍之一氧化二氮的溶液。
  5. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，係含有水、甲醇、乙醇、異丙醇、甲基環已烷(methyl cyclohexane)、環已烷(cyclohexane)、乙腈(acetonitrile)、己烷(hexane)、二氧雜環乙烷(dioxane )、甘油(glycerine)、n-正戊烷、二氯甲烷(dichloromethane)中之至少任一者的溶液。
  6. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，係含有水、甲醇、乙醇、異丙醇、甲基環已烷(methyl cyclohexane)、環已烷(cyclohexane)、乙腈(acetonitrile)、己烷(hexane)、二氧雜環乙烷(dioxane)、甘油(glycerine)、n-正戊烷、二氯甲烷(dichloromethane)中之至少任一者的溶液。
  7. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，上述溶液係添加有酸或鹼的溶液。
  8. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，上述溶液係添加有酸或鹼的溶液。
  9. 如申請專利範圍第7項之溼式蝕刻方法，其中，上述溶液係含有硫酸、磷酸、塩酸、硼酸、碳酸、氫氟酸(hydrofluoride acid)、硝酸、蟻酸、醋酸、乙二酸之任一種酸的溶液。
  10. 如申請專利範圍第8項之溼式蝕刻方法，其中，上述溶液係含有硫酸、磷酸、塩酸、硼酸、碳酸、氫氟酸(hydrofluoride acid)、硝酸、蟻酸、醋酸、乙二酸之任一種酸的溶液。
  11. 如申請專利範圍第7項之溼式蝕刻方法，其中，上述溶液係含有氨、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化四甲銨之任一種鹼的溶液。
  12. 如申請專利範圍第8項之溼式蝕刻方法，其中 ，上述溶液係含有氨、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化四甲銨之任一種鹼的溶液。
  13. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係在波長為173nm至240nm的範圍具有光譜的紫外光。
  14. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係在波長為173nm至240nm的範圍具有光譜的紫外光。
  15. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係藉由水銀燈而發光的紫外光。
  16. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係藉由水銀燈而發光的紫外光。
  17. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係藉由準分子燈(excimer lamp)而發光的紫外光。
  18. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，上述紫外光係藉由準分子燈(excimer lamp)而發光的紫外光。
  19. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係從矽、鋁、銅、鐵、鋅、鈦、鉭、銀、鋯、鎢、鉻、鉬、鎳、鉿、釕、鈮、釔、鈧、釹、鑭、鈰、鈷、釩、錳、鎵、鍺、銦、錫、銠、鈀、鎘、銻及含有此等物質的合金中選擇一種。
  20. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中 ，上述被處理物係從矽、鋁、銅、鐵、鋅、鈦、鉭、銀、鋯、鎢、鉻、鉬、鎳、鉿、釕、鈮、釔、鈧、釹、鑭、鈰、鈷、釩、錳、鎵、鍺、銦、錫、銠、鈀、鎘、銻及含有此等物質的合金中選擇一種。
  21. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係在基板上成膜有銅的被處理基板。
  22. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係在基板上成膜有銅的被處理基板。
  23. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係矽基板。
  24. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係矽基板。
  25. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係在基板上成膜有鉬的被處理基板。
  26. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，上述被處理物係在基板上成膜有鉬的被處理基板。
  27. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，將上述紫外光局部地照射在上述被處理物附近的溶液。
  28. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，將上述紫外光局部地照射在上述被處理物附近的溶液。
  29. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，將上述紫外光照射在被遮罩(mask)所遮斷之部分以 外之被處理物附近的溶液。
  30. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，將上述紫外光照射在被遮罩(mask)所遮斷之部分以外之被處理物附近的溶液。
  31. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，控制照射上述紫外光的時間，以控制上述被溶解去除之被處理物的容積。
  32. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，控制照射上述紫外光的時間，以控制上述被溶解去除之被處理物的容積。
  33. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，控制照射上述紫外光的時間，以控制上述被溶解去除之被處理物的深度。
  34. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，控制照射上述紫外光的時間，以控制上述被溶解去除之被處理物的深度。
  35. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，將上述被處理物浸漬於上述溶液而接觸。
  36. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，將上述被處理物浸漬於上述溶液而接觸。
  37. 如申請專利範圍第1項之溼式蝕刻方法，其中，將上述溶液供給至上述被處理物的表面而接觸。
  38. 如申請專利範圍第2項之溼式蝕刻方法，其中，將上述溶液供給至上述被處理物的表面而接觸。
  39. 一種溼式蝕刻裝置，其特徵為：具有使溶解有一氧化二氮的溶液與被處理物接觸的接觸手段、和對上述接觸之區域的溶液照射紫外光的光照射手段，且利用光照射手段將照射上述紫外光之區域附近的上述被處理物加以蝕刻所構成。
  40. 如申請專利範圍第39項之溼式蝕刻裝置，其中，上述接觸手段具有：用以保持溶解有上述一氧化二氮之溶液的溶液保持手段、和用以保持上述被處理物的被處理物保持手段，並且上述光照射手段具有：發出紫外光的光源、和用以使遮光用遮罩介設於上述光源與上述被處理物保持手段之間的遮罩支持手段。
  41. 如申請專利範圍第39項之溼式蝕刻裝置，其中，上述接觸手段具有：用以保持溶解有上述一氧化二氮之溶液的溶液保持手段、和用以保持上述被處理物的被處理物保持手段，和用以將上述溶液從上述溶液保持手段供給至上述被處理物的溶液供給手段，並且上述光照射手段具有：用以使遮光用遮罩介設於上述光源與上述被處理物保持手段之間的遮罩支持手段。
  42. 如申請專利範圍第39項之溼式蝕刻裝置，其中，上述光照射手段具有：發出紫外光的光源、和用以將上述所發出的紫外光照射於被處理物的光路調整手段。
  43. 如申請專利範圍第39項之溼式蝕刻裝置，其中 ，上述光路調整手段係由用以聚集紫外光的石英所構成的透鏡。
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