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オゾン水を用いたパターニング方法

国内特許コード P150011289
掲載日 2015年2月9日
出願番号 特願2013-558830
登録番号 特許第5598829号
出願日 平成25年4月25日(2013.4.25)
登録日 平成26年8月22日(2014.8.22)
国際出願番号 JP2013062261
国際公開番号 WO2013161959
国際出願日 平成25年4月25日(2013.4.25)
国際公開日 平成25年10月31日(2013.10.31)
優先権データ
  • 特願2012-103285 (2012.4.27) JP
発明者
  • 山本 貴富喜
  • 羽月 竜治
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 オゾン水を用いたパターニング方法
発明の概要 環境に影響を与える試薬等を使用することなく、金属又は金属酸化物をエッチングする方法、金属又は金属酸化物表面を原子レベルで平滑化する方法、原子レベルでパターニングする方法を提供する。 オゾンのみを水に溶解したオゾン水を用いて、金属又は金属酸化物をエッチング又は金属又は金属酸化物表面を平滑化することができる。また、オゾンのみを水に溶解したオゾン水でエッチングできる金属又は金属酸化物上に、前記オゾン水に溶解しない金属をレジストとして設け、前記オゾン水でエッチングすることで、パターニングすることができる。
従来技術、競合技術の概要



印刷、半導体デバイス、プリント配線板などの幅広い分野においてパターニング等に用いられるエッチング技術は、微細加工の基盤技術の1つとして欠かせないものとなっている。金属のエッチングには、プラズマ化したガスを用いるドライエッチングと、液体中での化学反応を用いるウェットエッチングの2種類に大別することができる。





ドライエッチングは微細加工に向いているものの大規模な設備投資が必要で、加工面積も限定されるため大面積プロセスには用いることが難しい。さらに、そもそも金属のドライエッチング自体が難しいプロセスであるため、最近の半導体素子の超微細配線では金属のドライエッチングを必要としないダマスクプロセスが台頭してきている。





一方、ウェットエッチングはガスに較べて微細構造中への拡散が遅いことや乾燥時の表面張力などによる構造の変形・破壊など微細化には不向きで、廃液による環境負荷も大きいという問題があるものの、大面積のエッチングが可能という利点を持つため現在でも汎用的に使われており、特にプリンテッドエレクトロニクスにおける回路基板の配線パターニングや印刷版の作製では欠かせない技術となっている。





ところで近年、有機物を除去する洗浄プロセスでは、環境負荷の小さいオゾン酸化を用いた洗浄技術が注目を集めている。オゾンは大気中において酸素に自己分解されるという特徴を持つため環境負荷が小さく、また強い酸化力を有するため、最近では有機物除去や殺菌効果を利用した下水道処理や医療用滅菌などに用いられており(非特許文献1、2参照)、半導体産業ではディスプレイパネルの洗浄やフォトレジストの除去のためのグリーンプロセス技術として注目を浴びている(非特許文献3、4参照)。





オゾン水を用いたディスプレイパネルの洗浄やフォトレジストの除去については、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(金属材料、金属酸化物)にオゾン水で前処理することで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こと(特許文献1参照)、高濃度のオゾン水を基板に供給することで基板の表面に付着した有機物や金属汚染物等を除去すること(特許文献2参照)が知られている。また、銅配線でロジック回路を形成した後、銅表面を研磨パッドで平滑化する際に研磨された銅をオゾン水でイオン化して除去することも知られている(特許文献3参照)。





しかしながら、上記特許文献1に記載されている発明は、オゾン水により除去されるのはレジスト材料である。また、上記特許文献2には、オゾン水で金属汚染物等の残渣を除去することができ、上記特許文献3には、オゾン水で銅をイオン化して除去できると記載されているが、当該技術分野においては、オゾン水を用いた金属の除去は、オゾン水単独ではなく、塩酸や弗酸を組み合わせることで行われており(特許文献4、非特許文献5)、上記特許文献2、3に記載されている発明においても、実施に際しては塩酸や弗酸の添加が必要であり、環境問題の完全な解決には至っていない。





また、近年のナノテクノロジー技術の進歩にしたがい、金属を原子レベルでエッチングして配線等を形成したり、金属表面を原子レベルで平滑化する等、金属を原子レベルで操作する方法が益々重要となってきているが、環境に影響を与える試薬等を使用することなく、これらを達成できる方法は知られていない。

産業上の利用分野



本発明は、オゾン水による金属又は金属酸化物のエッチング方法、オゾン水による金属又は金属酸化物表面の平滑化方法、及びオゾン水を用いたパターニング方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
オゾンのみを水に溶解したオゾン水でエッチングできる金属又は金属酸化物上に、前記オゾン水に溶解しない金属をレジストとして設け、前記オゾン水でエッチングするパターニング方法。

【請求項2】
前記金属又は金属酸化物が、pHが4.3~4.4、酸化還元電位が+2.07で直接又は中間生成物を経てイオン化されるもので、前記レジストが、pHが4.3~4.4、酸化還元電位が+2.07でオゾン水に溶解しない金属である請求項に記載のパターニング方法。

【請求項3】
エッチングの際に、超音波振動及び/又は紫外線照射を行う請求項又はに記載のパターニング方法。
産業区分
  • 表面処理
  • 半導体
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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