JPS5815535B2 - Etching method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフォトレジスト被覆版材のエツチング方法に係
り、特に精密パターンの形成に適したエツチング方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of etching a photoresist-coated plate material, and particularly to an etching method suitable for forming precision patterns.

近年における写真製版技術の進歩には著しいものがあり
、その応用範囲も、従来の印刷工業に力［えてＩＣなど
の半導体工業、金属加工業さらにはビデオディスク原盤
の製作などえと広がってきている。The progress of photolithography technology in recent years has been remarkable, and its range of applications has expanded from the traditional printing industry to include the semiconductor industry such as ICs, the metal processing industry, and even the production of video disc masters.

このような適用範囲の拡大に供ない高密度の信号を記録
する試みも多く行なわれつつあり、これにつれてパター
ン寸法の微小化が必要とされている。Many attempts are being made to record high-density signals in order to expand the range of application, and along with this, miniaturization of pattern dimensions is required.

例えば、半導体工業においては、ＩＣ，ＬＳＩ。For example, in the semiconductor industry, IC, LSI.

超ＬＳＩへと進んでいるが、かかる進歩につれて、■チ
ップ中の素子数は毎年約２倍の割合で増加しており、然
して前記超ＬＳＩの場合には１μ以下のパターン形成が
必要とも言われている。With the progress toward ultra-LSIs, the number of elements in a chip is increasing at a rate of approximately double every year, and it is also said that ultra-LSIs require pattern formation of 1μ or less. ing.

また、ビデオディスクの原盤製作に際しても、直径２０
〜３０確の円盤上に５〜１０ＭＨｚ 程度の信号を記録
する必要上、ビデオディスクの方式によっても異なるが
、一般に０．５〜４μ程度のパターン寸法が必要とされ
ている。Also, when producing master discs for video discs,
Since it is necessary to record a signal of about 5 to 10 MHz on a disc of about 30 MHz, a pattern size of about 0.5 to 4 .mu.m is generally required, although it varies depending on the video disc system.

このような微小パターンを形成するには、多（の点につ
いて検討する必要がある。In order to form such a minute pattern, it is necessary to consider many points.

例えば、露光方法については、波長および波長分布が微
小パターンの形成に適した光、例えばレーザー、電子線
、Ｘ線などを用いて露光するのが好ましく、かかる方面
での試みも多くなされている。For example, as for the exposure method, it is preferable to use light whose wavelength and wavelength distribution are suitable for forming minute patterns, such as laser, electron beam, and X-ray, and many attempts have been made in this direction.

また、酸水溶液によるエツチングも、従来の方法、例え
ば攪拌を伴なったエツチング、スプレー・エツチング、
パドル式エツチングなどは必ずしも適切でない。Etching with an acid aqueous solution can also be performed using conventional methods, such as etching with stirring, spray etching,
Paddle etching is not necessarily suitable.

特に被エツチング材料が金属で、これに独立した形状の
パターンを従来方法によりエツチングする場合には、被
エツチング材料上のフォトレジスト被膜の除去された部
分に気泡やエツチング反応で発生した水素が吸着したり
、微細部におけるエツチング液の流れが悪くなる等が原
因して、パターンの所謂切れが悪くなり、然して部分的
にほとんどエツチングされないことがある。In particular, when the material to be etched is metal and a pattern with an independent shape is etched by the conventional method, bubbles and hydrogen generated by the etching reaction may be adsorbed to the removed portion of the photoresist film on the material to be etched. Also, the flow of the etching solution in minute parts may be poor, resulting in the pattern being poorly cut, and some parts may not be etched at all.

さらに他の欠点として、パターン寸法が大きい場合は早
（かつ均一にエツチングされるが、微小パターンの場合
には逆にエツチングが不均一となる上に長時間を要する
と℃・つた、パターン寸法の差に基づくエツチング態様
の差も生ずる。Another drawback is that if the pattern size is large, it will be etched quickly (and uniformly), but if the pattern is small, the etching will be uneven and take a long time. Differences in etching behavior also occur based on the differences.

このようなエツチング時における諸現象は、エツチング
液、被エツチング材料およびフォトレジスト各種類によ
り必ずしも一様ではないが、−搬に５μ以下の独立した
パターンにおいて見られる。Such phenomena during etching are not necessarily uniform depending on the etching solution, the material to be etched, and the type of photoresist, but they are observed in independent patterns of 5 μm or less in size.

前記欠点を改善するため、超音波の連続的または間歇的
照射下においてエツチングすることにより、前記気泡お
よび水素の除去とエツチング液の流れ向上を達成する試
みもなされている。In order to improve the above drawbacks, attempts have been made to remove the bubbles and hydrogen and improve the flow of the etching solution by etching under continuous or intermittent ultrasonic irradiation.

しかし、この方法によるときは、超音波の定在波により
エツチングむらを生ずることがしばしば起る。However, when using this method, uneven etching often occurs due to standing waves of ultrasonic waves.

その理由は、超音波の節の部分と腹の部分とでは、エツ
チングに異なった影響を与えるためと考えられる。The reason for this is thought to be that the nodal part and the belly part of the ultrasonic wave have different effects on etching.

本発明の目的は、前記した従来の超音波照射下における
エツチング方法の欠点をなくし、エツチングむらを生ず
ることなくかつ微小パターンについても良好に実施可能
なエツチング方法を提供するにある。An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional etching method under ultrasonic irradiation described above, and to provide an etching method that can be carried out satisfactorily even for minute patterns without causing uneven etching.

前記目的を達成するため、本発明は、パターン焼付は後
のフォトレジスト被覆版材を超音波の照射下でエツチン
グするにあたり、該超音波を散乱させることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that when the photoresist coated plate material is subsequently etched under ultrasonic irradiation during pattern printing, the ultrasonic waves are scattered.

本発明において、超音波を散乱させる方法は、かかる目
的が達成可能な如何なる方法でもよいが特に簡便にして
実用的な好適例として以下の２方法を示すことができる
。In the present invention, the method of scattering the ultrasonic waves may be any method that can achieve this purpose, but the following two methods can be given as particularly simple and practical preferred examples.

すなわち、その１つは。That is one of them.

超音波照射方向の途中に気泡発生帯域を介在せしめ、以
って照射された超音波を気泡に衝突、反射させることに
より散乱させる方法であり、他は、前記の気泡発生帯域
に代えて金網を介在せしめ、超音波を該金網の格子に衝
突、反射させることにより散乱させる方法である。This is a method in which a bubble generation zone is interposed in the middle of the ultrasonic irradiation direction, and the irradiated ultrasonic waves are scattered by colliding with and reflecting the bubbles.Other methods include using a wire mesh instead of the bubble generation zone. This is a method in which the ultrasonic waves are scattered by colliding with and reflecting the lattice of the wire mesh.

前者の方法における気泡発生帯域は、例えばエツチング
液槽を浸した水槽（後記気泡発生装置、超音波発振子等
がエツチング液に対して腐食性の場合に適用。The bubble generation zone in the former method is applied, for example, when the water tank in which the etching liquid tank is immersed (the bubble generator, ultrasonic oscillator, etc. described later) is corrosive to the etching liquid.

以下間接照射法と称することがある：あるいはエツチン
グ液槽（前記腐食性でない場合に適用。Hereinafter, it may be referred to as indirect irradiation method: or etching liquid bath (applicable in cases where the above corrosive properties are not present).

以下直接照射法と称することがある。）中において、被
エツチング版材と超音波発振子間の下部に、気泡発生用
の細孔を設けた装置を配設し、この装置に気体を送るこ
とにより形成することができる。Hereinafter, this method may be referred to as the direct irradiation method. ), a device provided with pores for generating bubbles is disposed in the lower part between the plate material to be etched and the ultrasonic oscillator, and gas can be formed by supplying gas to this device.

かくして発生する気泡の大きさは、一般に０．１〜１５
ｍｍ径、好ましくは０．５〜１０７ｒｔ１１Ｌ径がよい
。The size of the bubbles thus generated is generally 0.1 to 15
mm diameter, preferably 0.5 to 107rt11L diameter.

気泡発生のために使用する気体は、一般に空気でよいが
、被エツチング材料及び直接照射法ではエツチング液が
空気の存在により酸化あるいは分解される恐れのある場
合には窒素等の不活性気体を使用することが望ましい。The gas used to generate bubbles may generally be air, but inert gases such as nitrogen may be used if the material to be etched or the etching solution is likely to be oxidized or decomposed by the presence of air in the direct irradiation method. It is desirable to do so.

本発明においてエツチングの対象となるフォトレジスト
被覆版材は、公知の写真製版工程から容易に得られる。The photoresist-coated plate material to be etched in the present invention can be easily obtained through a known photolithography process.

それらは、例えば平面性のよいガラス基板上にＣｒを蒸
着し、その上にフォトレジスト膜を被覆させ後、所定の
フォトレジスト除去部を作り、例えば１μの独立した微
細なレジストパターンを形成することにより得られる。For example, Cr is deposited on a glass substrate with good flatness, a photoresist film is coated thereon, and a predetermined photoresist removal portion is created to form an independent fine resist pattern of, for example, 1 μm. It is obtained by

なお、該フォトレジストは、耐エツチング性である限り
ポジ型またはネガ型のいずれであってもよい。Note that the photoresist may be either positive type or negative type as long as it has etching resistance.

また、エツチング液も公知のものが広く適用可能である
。Furthermore, a wide range of known etching solutions can be used.

ただし、前記Ｃｒのエツチング液としては、硝酸セリウ
ムアンモニウム１６５１、過塩素酸（７０％）４５ｃｃ
に水を加えて１１とした液が好ましい。However, as the Cr etching solution, cerium ammonium nitrate 1651, perchloric acid (70%) 45cc
A solution prepared by adding water to make 11 is preferable.

以下図面に示す態様例により、本発明をさらに詳細に説
明する。The present invention will be explained in more detail below with reference to embodiments shown in the drawings.

第１図は、間接照射法の例を示すもので、水槽１内に配
設されたエツチング液槽４と超音波発振子３間の下部に
、気泡発生用細孔を設けた気泡発生装置７を配設し、こ
の装置に気体８を送って気泡９を発生させる。FIG. 1 shows an example of the indirect irradiation method, in which a bubble generator 7 is provided with bubble generating pores in the lower part between the etching liquid tank 4 and the ultrasonic oscillator 3 disposed in the water tank 1. is installed, and gas 8 is sent to this device to generate bubbles 9.

気泡９からなる気泡発生帯域において、超音波発振子か
ら照射された超音波は、気泡群と衝突、反射され、定在
波を発生しない程度まで散乱される。In the bubble generation zone made up of the bubbles 9, the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic oscillator collide with the bubble group, are reflected, and are scattered to the extent that no standing waves are generated.

散乱後の超音波は、エツチング液槽４に達して該槽中の
エツチング液６の流れを促進する結果、被エツチング版
材５ばむらを生ずることなく微小パターンについても短
時間で良好にエツチングされるようになる。The scattered ultrasonic waves reach the etching liquid tank 4 and promote the flow of the etching liquid 6 in the tank. As a result, even minute patterns can be etched well in a short time without causing unevenness in the plate material to be etched. Become so.

次に、第２図は直接照射法例を示すもので、第１図に示
す水槽１中の水２をエツチング液６に代え、かつエツチ
ング槽４を取り除いた以外は第１図と同様な態様となっ
ている。Next, Fig. 2 shows an example of the direct irradiation method, which is the same as Fig. 1 except that the water 2 in the water tank 1 shown in Fig. 1 is replaced with an etching liquid 6, and the etching tank 4 is removed. It has become.

この場合にも、超音波は気泡発生帯域中の気泡の群と衝
突、反射されて定在波を発生しない程度まで散乱された
後、被エツチング版材５に達するため、同様な理由の下
に第１図と同様な効果が達成される。In this case as well, the ultrasonic waves collide with a group of bubbles in the bubble generation zone, are reflected, and are scattered to the extent that they do not generate standing waves, before reaching the plate material 5 to be etched, for the same reason. An effect similar to that of FIG. 1 is achieved.

実施例 平面性のよいガラス基板上に、Ｃｒを約１０００人の厚
みに蒸着した後、フォトレジストとじてＡＺ −、、−
１３５０（米国シラプレー社製の商品名）を約０．５μ
の厚みにロール塗布してフォトレジスト被覆版材を得た
。Example After depositing Cr to a thickness of approximately 1,000 yen on a glass substrate with good flatness, AZ -, - as a photoresist.
1350 (trade name manufactured by Silapray, Inc., USA) about 0.5μ
A photoresist-coated plate material was obtained by roll coating to a thickness of .

次いでこの版材に通常の写真製版方法により約１μのパ
ターンを焼付けた。Next, a pattern of about 1 .mu.m was printed on this plate material by a conventional photolithography method.

得られた焼付は版材Ｃ被エツチング版材）を、第１図に
示す間接照射法により以下の条件でエツチング処理した
。For the printing, the plate material C (plate material to be etched) was etched by the indirect irradiation method shown in FIG. 1 under the following conditions.

エッチンク液：硝酸セリウムアンモニウム１６５１、過
塩素酸（７０％）４５ｃｃに水を加えて１１とした液 超音波発振子：２８ＫＨｚ、３００Ｗ 被工ツチング版材と超音波発振子間距離：約１０気泡径
：０．５〜８ｍｍ 水温：室温 エツチング開始後約３０秒で、むらがなくかつ均一なエ
ツチングが達成された。Etching solution: Cerium ammonium nitrate 1651, perchloric acid (70%) 45 cc and water added to make 11 solution Ultrasonic oscillator: 28 KHz, 300 W Distance between the cutting plate material and the ultrasonic oscillator: Approximately 10 bubble diameter : 0.5 to 8 mm Water temperature: room temperature Even and uniform etching was achieved in about 30 seconds after the start of etching.

以上、説明したとおり、本発明によれば被エツチング版
材を、むらを生ずることなく微小パターンについても短
時間で良好にエツチングできるという著効が達成できる
。As explained above, according to the present invention, it is possible to achieve the remarkable effect of being able to satisfactorily etch fine patterns in a short time without causing unevenness on the plate material to be etched.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明エツチング態様例を説明する断面図、第
２図は本発明エツチング態様他作を説明する断面図であ
る。 各図を通じて同一符号は同一または相当部分を示し、図
中、１は水槽、２は水、３は超音波発振子、４および４
Ａは夫々エツチング液槽、５は被エツチング版材、６は
エツチング液、７は気泡発生装置、８は気体、９は気泡
である。FIG. 1 is a sectional view illustrating an example of the etching mode of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view illustrating another etching mode of the present invention. The same reference numerals indicate the same or corresponding parts throughout each figure, and in the figures, 1 is a water tank, 2 is water, 3 is an ultrasonic oscillator, 4 and 4
A is an etching liquid tank, 5 is a plate material to be etched, 6 is an etching liquid, 7 is a bubble generator, 8 is a gas, and 9 is a bubble.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ パターン焼付は後のフォトレジスト被覆版材を超音
波の照射下でエツチングするに当り、該超音波を散乱さ
せることを特徴とするエツチング方法。 ２ 前記超音波の散乱を、超音波照射方向途中に介在せ
しめた気泡発生帯域の働きにより行な５％許請求の範囲
第１項記載のエツチング方法。 ３ 前記超音波の散乱を、超音波照射方向途中に介在せ
しめた金網の働きにより行なう特許請求の範囲第１項記
載のエツチング方法。[Scope of Claims] 1. An etching method characterized by scattering the ultrasonic waves when etching the photoresist-coated plate material under ultrasonic irradiation during pattern baking. 2. The etching method according to claim 1, wherein the scattering of the ultrasonic waves is carried out by the action of a bubble generation zone interposed in the direction of ultrasonic irradiation, with a tolerance of 5%. 3. The etching method according to claim 1, wherein the scattering of the ultrasonic waves is performed by the function of a wire mesh interposed in the direction of ultrasonic irradiation.