CN1946877A - 蚀刻方法和蚀刻液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供蚀刻液和采用该蚀刻液的蚀刻方法。在对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻时，通过抑制由电腐蚀作用引起的侧蚀来进行理想的蚀刻，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金。所述蚀刻液是对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻的蚀刻液，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金，所述蚀刻液含有硝酸浓度为35重量％以上的水溶液。
Description
技术领域
本发明涉及蚀刻方法和蚀刻液。特别地，本发明涉及对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻的方法，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金；本发明还涉及用于这种方法的蚀刻液。
背景技术
在以下各种器件领域中，如与半导体相关的基于硅晶片基板或III/V族基板的器件、与液晶相关的基于玻璃基板的器件、基于聚酰亚胺材料等有机膜基板的器件和基于二氧化硅和氧化铝等的采用陶瓷基板的器件等，由于如下理由，要求这样一种技术：对形成于基板上的含有不同金属的层叠膜进行蚀刻，从而形成布线、突起(bump)等，同时避免因电腐蚀引起的侧蚀(side etching)。
即，电离倾向顺序表示法是金属本身固有的电离难易程度的指标。作为电离倾向顺序表示法，已知通常的电离难易程度顺序为，例如，K＞Ca＞Al＞Ti＞Cr＞Ni＞Mo＞(H)＞Cu＞Ag＞Pd＞Pt＞Au。自(H)起具有大的电离倾向(左侧)的金属为贱金属，自(H)起具有小的电离倾向(右侧)的金属为贵金属。作为具有低电阻并且易于通过电流的金属，通常可以例举除铝之外的贵金属。然而，贵金属一般对于硅或玻璃基板的附着力不强，因此，在基板上形成含有具备良好附着力的金属的底层膜，再在该底层膜上形成贵金属膜。作为该底层膜中使用的金属，已知有对硅或玻璃基板具有良好附着力的钼、镍、铬和钛。其中，铬和镍尤其具有良好的操作性能，因此被广泛采用。
然而，对例如在铬或镍等贱金属的底层膜上形成贵金属膜的层叠膜进行蚀刻时，由于具有不同电离倾向的金属相互接触，所以发生电腐蚀作用，贱金属底层膜的蚀刻速率比蚀刻贱金属膜的单层膜的情况快。结果，底层膜的蚀刻非常快，导致了快速的侧蚀，从而不能以良好的精度得到细微的布线和突起等图案。换言之，破坏了尺寸稳定性。
当金属彼此不接触时，不会出现快速的侧蚀现象，因此可以作下述推测。在贵金属膜和贱金属膜接触的层叠膜中产生了局部电池，贱金属容易电离。结果，贱金属在蚀刻液中溶出，同时所产生的电子移动到贵金属一侧。因此，没有溶出到蚀刻液中的贵金属产生催化作用，蚀刻性受到很大影响。
上述电腐蚀作用引起的层叠膜蚀刻中的侧蚀会引起下述问题，因此不能形成好的器件。
(1)通过同时蚀刻层叠膜而形成包括层叠膜的突起、布线等时，底层膜和上层膜的蚀刻速率的差异极大。当底层膜的蚀刻速率比上层膜的蚀刻速率快时，发生了对底层膜的底切(undercut)(底层膜的蚀刻进行得比上层膜快，结果出现使上层膜形成屋檐状突出的状态)。当发生底切时，随后用绝缘膜覆盖是不够的，这可能会导致绝缘耐电压不良。与此相反，当上层膜的蚀刻速率比底层膜的蚀刻速率快时，由于上层膜的侧蚀引起底层膜的暴露面积增大，从而引起导电不良。
(2)当在底层膜上形成由上层膜构成的突起时，以及有选择地仅蚀刻暴露于突起间的底层膜以形成由层叠膜构成的突起时，如果底层膜的侧蚀易于进行，则会形成与上述相同的底切。
因此，在层叠膜的蚀刻中，有必要通过避免侧蚀来进行理想的蚀刻。然而，如上文所述，特别是在贱金属膜和贵金属膜的层叠膜中，由于电腐蚀作用，导致蚀刻速率加快，因此易于发生侧蚀。
过去，为了避免由电腐蚀作用引起的蚀刻速率加快，对用于蚀刻液的添加剂已经进行了各种研究，但是，目前的状况是，仍没有提出合适的蚀刻液或蚀刻方法。
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的在于提供用于进行理想的蚀刻的蚀刻液以及使用该蚀刻液进行蚀刻的方法，在对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻时，能避免由于电腐蚀作用引起的侧蚀，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金。
解决问题的手段
本发明的蚀刻方法采用含有硝酸浓度为35重量％以上的水溶液的蚀刻液，对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金。在本发明中，在含有如氧化剂等其它添加剂的情况下，硝酸浓度是指相对于含有所有这些物质的水溶液的浓度。
优选地，蚀刻液的硝酸浓度为35重量％～70重量％，优选进一步含有氧化剂。
本发明的蚀刻方法可有选择地蚀刻层叠膜中的底层膜，在所述层叠膜中，例如上层膜含有金、钯、铂或含这些金属中至少一种金属的合金，在这种情况下，蚀刻液中的氧化剂浓度优选为0.5重量％～12重量％。另外，当上层膜含有铜、银或含这些金属中至少一种金属的合金，并且同时蚀刻层叠膜中的底层膜和上层膜时，氧化剂的浓度优选为0.5重量％～6重量％。
本发明的蚀刻液用于对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金，并且所述蚀刻液含有硝酸浓度为35重量％以上的水溶液。
在本申请中，贵金属是指金、银、铜、钌、铑、钯、锇、铱和铂，而贱金属是指除这些金属之外的金属。
作为深入研究的结果，本发明人证实，一般地，随着浓度的提高，氧化性酸具有更高的氧化电势，蚀刻速率随之提高，但硝酸具有独特的性质，当硝酸浓度为35重量％以上时，尽管氧化电势增加，但是蚀刻速率反而降低。
进一步还发现，当使用含有氧化剂的硝酸水溶液作为蚀刻液，对含有铬、镍等的底层膜和含有贵金属的上层膜的层叠膜进行蚀刻时，在硝酸浓度为35重量％以上的区域中，蚀刻速率略微较慢，但电腐蚀作用得到抑制，蚀刻进行得非常好，但当硝酸浓度处于通常使用的35重量％以下的低硝酸浓度区域时，蚀刻速率随着浓度增加而增加，但未发现对电腐蚀作用的抑制。这些发现促使实现了本发明。
过去，如图1所示，从锡(Sn)的蚀刻中的硝酸浓度和蚀刻速率(重量损失％)之间的关系可知，蚀刻液在硝酸浓度为35重量％处为奇点，在硝酸浓度达到35重量％之前，蚀刻速率随着硝酸浓度成比例地增加，硝酸浓度在35重量％以上时，蚀刻速率降低(Journal of Japan Institute ofMetals，B14 No.4(1950)，p55-58(C.A.1952 7504)。另外，如图2所示，已知在硝酸浓度与氧化电势之间的关系中，在硝酸浓度达到35重量％附近之前，氧化电势对数增加，但氧化电势增加的峰值在35重量％处。JP-A-01-086524(USP 5007984)建议，作为使铬膜图案化的方法，使用硝酸浓度为12.6重量％(2mol/l)以上的蚀刻液。但是，任何文献中均未有抑制层叠膜中由电腐蚀作用引起的侧蚀的记载。
硝酸浓度达到35重量％时的这种性质变化的原因尚不清楚，但本发明者推测如下。
一般地，在水的存在下硝酸被解离，并且蚀刻速率随着水量增加和硝酸减少而降低。但是据估计，硝酸达到一定程度的高浓度且水量相对降低时，反而难于发生离子解离。就是说，可以认为，在这一区域，酸的解离成为速率决定步骤，限制了蚀刻速率，结果，蚀刻速率随硝酸浓度提高(随水量减少)而降低。
在硝酸中，据估计，作为在其它酸中看不到的硝酸的固有特性，在硝酸浓度为35重量％及水为65重量％的水量相当大的区域，出现这种酸解离速率决定步骤。
即使是其它酸，在酸浓度非常高、水量相当少的区域也可能显示出同样的性质。例如，醋酸在80重量％以上就会显示出这种性质。但是，酸浓度高时，氧化剂等添加剂无法溶解，使得难以投入实际使用。因此硝酸在酸浓度比较低的区域显示出这种性质是非常重要的。
可以认为，在高浓度区域，硝酸难以离子解离，而且例如硝酸之间会缔合，作为有机物的性质变强。从以下事实可以推测出上述结论，即，例如硝酸浓度为35重量％以上的蚀刻液提高了对树脂等有机物表面的润湿性，从而树脂容易被蚀刻。
发明效果
通过本发明的蚀刻方法和蚀刻液，在对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻时，可以通过抑制由电腐蚀作用引起的侧蚀来进行理想的蚀刻，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金。进而，可以形成高精度的微细的图案，且可以得到尺寸稳定性优异的蚀刻产品。
附图说明
图1所示为在锡(Sn)的蚀刻中硝酸浓度与蚀刻速率(重量损失％)之间的关系。
图2所示为硝酸浓度和氧化电势之间的关系。
具体实施方式
下面将详述本发明的蚀刻液和蚀刻方法的实施方式。
在本发明中，其上形成有层叠膜的基板的材料没有特别的限制，可以使用各种无机物和有机物，如硅、玻璃、陶瓷或如聚酰亚胺等树脂，只要具备基板所必需的强度等性质即可。
形成于这种基板上的层叠膜的底层膜含有铬、镍或含铬和/或镍的合金。例如，含铬和镍的合金有镍铬合金(nichrome)。当底层膜含有含铬和/或镍以及其它金属的合金时，优选铬和/或镍在合金中的含量为80重量％以上。特别优选底层膜含有单质铬、单质镍或铬含量为约20重量％～60重量％的铬-镍合金。
形成于这种底层膜上的上层膜含有贵金属或贵金属的合金。在本发明中，贵金属是指金、银、铜、钌、铑、钯、锇、铱和铂，贱金属是指上述金属之外的金属。贵金属合金是指含有至少一种选自上述贵金属的金属的合金，也可以是贵金属与贱金属的合金。当上层膜为贵金属和贱金属的合金时，上层膜中贵金属的含量优选为80重量％以上。特别优选地，上层膜为含有选自金、银、铜、钯和铂的至少一种金属的合金。上层膜还可以是这些金属与贱金属的合金。
底层膜和上层膜的厚度没有特别的限制，可以根据使用目的适当地确定。一般地，底层膜的厚度为约10nm～200nm。上层膜的厚度一般为约100nm～10μm。优选地，当所形成的图案为布线时，上层膜的厚度为约100nm～400nm，当所形成的图案为突起时，上层膜的厚度为约1μm～10μm。
根据需要，底层膜和上层膜各自可以包括多个层，只要不会显著地损害本发明的优点即可。进一步地，除底层膜和上层膜之外，只要不显著地损害本发明的优点，还可以根据需要具有其他层。
本发明的用于蚀刻所述层叠膜的蚀刻液含有硝酸浓度为35重量％以上的水溶液。在本发明中，在含有例如氧化剂等其他添加剂的情况中，硝酸浓度是指相对于含有所有这些成分的水溶液的浓度。当硝酸浓度低于35重量％时，不能获得抑制电腐蚀的效果，从而不能充分地避免侧蚀。更优选地，该浓度为37重量％以上。
蚀刻液中的硝酸浓度为35重量％以上即可满足要求，但其上限一般为70重量％以下。因为硝酸与水形成最低共沸物，所以用蒸馏纯化方法一般难于制备超过70重量％的水溶液。一般地，浓度超过70重量％的硝酸称为发烟硝酸，这是一种含有大量NOX的特殊物质。NOX气体在常温下产生，引起腐蚀周边机器的问题。因此，这种硝酸不适于蚀刻。
当硝酸浓度增大时，蚀刻速率有降低的趋势。因此，当需要蚀刻速率尽可能地大时，优选使硝酸的浓度非常低。进一步地，随着硝酸浓度的提高，其他物质难于溶解。所以，当加入如氧化剂等添加剂时，优选使硝酸的浓度非常低。从这些观点来看，硝酸浓度的上限优选为65重量％以下，更优选60重量％以下，更进一步优选为57重量％以下。
但是，在重视电腐蚀抑制的场合，即使蚀刻速率略有降低，也优选使硝酸浓度非常高。
本发明的蚀刻液优选还含有氧化剂以提高蚀刻效果。一般地，采用氧化电势高于构成待蚀刻膜的金属的物质作为氧化剂。在本发明中，优选使用氧化电势高于至少构成底层膜的金属的物质。氧化电势随pH值稍有变化。但是，在铬底层膜中，大体上优选使用氧化电势为1V以上的氧化剂，而在镍底层膜中，优选使用的氧化剂的氧化电势应为0.6V以上。
当底层膜含有铬时，由于六价铬离子(重铬酸根离子)的氧化电势高，优选使用具有1V以上的氧化电势的氧化剂。氧化剂的种类没有特别的限制。例如，优选使用含有四价铈离子的化合物或过硫酸铵。更优选含有四价铈离子的化合物，从化合物的稳定性和水溶解性角度来看，格外优选硝酸铈(IV)铵。在硝酸铈(IV)铵的情况下，优选的原因也在于通过将氧化剂还原所形成的产物是可溶于水的。过氧化氢和高锰酸盐在酸性区域中的氧化电势低于六价铬离子，因此不优选作为铬底层膜的氧化剂。
当底层膜含有镍时，优选使用的氧化剂的氧化电势为0.6V以上。氧化剂的种类没有特别的限制，但是，可以适当地使用例如含有四价铈离子的化合物、过硫酸铵、高锰酸盐等。更优选含有四价铈离子的化合物，并且从化合物稳定性、水溶解性以及还原产物在水中的溶解性的角度来看，硝酸铈(IV)铵是格外优选的。
当底层膜含有镍铬合金时，由于含有铬，所以可以选择使用与铬的情况相同的氧化剂。
硝酸作为氧化剂，同时也用作酸，但是与氧化剂共存时，其作为酸的作用更强。
氧化剂的浓度没有特别的限制，氧化剂的饱和溶解度是上限，只要能获得本发明的效果即可。在本发明中，由于随着硝酸浓度增大，硝酸铈(IV)铵的溶解性降低，所以优选通过考虑硝酸浓度与硝酸铈铵浓度的平衡来确定氧化剂的浓度。氧化剂的溶解性随着氧化剂的种类、蚀刻液的浓度等而稍有变化。
为了充分地显示氧化剂的添加效果，氧化剂的浓度优选0.5重量％以上。在硝酸浓度为35重量％和液体温度为约20℃时，氧化剂的饱和溶解度为12重量％。因此，在约20℃时氧化剂的浓度通常为12重量％以下。更优选地，该浓度为10重量％以下。所以，在液体温度为约20℃时，硝酸铈(IV)铵为0.5重量％～12重量％，更优选5重量％～10重量％。一般地，随着液体温度升高，饱和溶解度倾向于增大。所以，优选使氧化剂的浓度特别高。但是，该浓度一般为20重量％以下。进一步地，在本发明中，优选根据待蚀刻膜的种类来调整氧化剂的浓度。
待蚀刻膜的种类和氧化剂的浓度将在下文中描述。
[1]仅对底层膜和上层膜的层叠膜中暴露于上层膜间的底层膜进行蚀刻的情况，该底层膜含有铬或镍，该上层膜含有金、钯或铂(或以这些金属为主要成分的合金)并覆盖部分底层膜
本发明的蚀刻液不能充分地溶解含有金、钯或铂(或以这些金属为主要成分的合金)的上层膜。因此，不必考虑上层膜的保护。也就是说，根据本发明的蚀刻方法和蚀刻液，可以有选择地仅蚀刻底层膜。所以，具有无需用于保护上层膜的保护膜的优点。例如，如以下实施例1所示，在以底层膜金属为阴极，通过电镀形成突起状的上层膜的情况下，上层膜本身可以作为金属掩模，结果，不必通过抗蚀剂膜等来保护上层膜。因此，除了通过抑制电腐蚀而防止侧蚀的效果之外，还具有简化层叠结构的制造步骤的优点，从而可以简便而廉价地形成目标器件的层叠结构。
并不排除例如为了在上层膜上进一步形成图案而形成抗蚀剂膜。
在本蚀刻方法的情况下，不必考虑对上层膜进行保护，仅考虑底层膜的蚀刻性能就足够了。因此，为了底层膜的蚀刻速率不过分地降低，同时避免侧蚀，优选将氧化剂浓度设定为很高而硝酸浓度设定为不太高的程度。优选地，氧化剂浓度为0.5重量％～12重量％，更优选氧化剂浓度为0.5重量％～10重量％。硝酸浓度一般为35重量％～65重量％，优选35重量％～60重量％，更优选35重量％～57重量％。
[2]同时蚀刻底层膜和上层膜的层叠膜中的两层的情况，该底层膜含有铬或镍，该上层膜形成于所述底层膜上，该上层膜含有铜或银(或以这些金属作主要成分的合金)
尽管是贵金属，铜和银具有溶解于含有氧化剂的高浓度硝酸水溶液中的倾向。因此，通过在上层膜上形成如带图案的抗蚀剂膜等保护膜，从而对两层同时进行蚀刻。
这种情况中，当氧化剂浓度增大时，尽管底层膜的蚀刻速率变化不大，但铜或银的蚀刻速率有增大的倾向。因此，可以通过改变氧化剂浓度来控制这两层的蚀刻速率比。为此，优选进行以下控制，使得通过优化氧化剂浓度来使这两层的蚀刻速率基本上为相同的程度，同时保持硝酸浓度，以便获得因抑制电腐蚀而防止侧蚀的效果。本方法的优势在于，能够同时蚀刻两层，且同时因抑制电腐蚀而防止侧蚀，并且层叠结构的制造步骤可得到简化，可以简便而廉价地形成目标器件的层叠结构。
在本蚀刻方法中，氧化剂的浓度优选为0.5重量％以上，更优选2重量％以上，进一步优选3重量％以上。然而，氧化剂的浓度优选为6重量％以下，更优选5重量％以下。硝酸浓度一般为35重量％～65重量％，优选从35重量％～60重量％，更优选35重量％～57重量％。
根据目的的不同，甚至可以使用两层的蚀刻速率存在差别的蚀刻液。例如，使用加入有大量氧化剂以提高对上层膜的蚀刻速率的蚀刻液，对上层膜进行短时蚀刻处理。这种情况下，对底层膜的蚀刻完成得不充分。所以，随后使用基本上仅能蚀刻底层膜的其他液体(如不含氧化剂的浓盐酸)进行蚀刻。由此，可以在底层膜和上层膜上形成相同的图案。
这种情况下，蚀刻进行两遍，但是具有因抑制电腐蚀而防止侧蚀的效果。结果，优点是得到了良好的蚀刻端面，并能以高精度形成精细的图案。
在本蚀刻方法的情况下，氧化剂的浓度优选为0.5重量％以上，更优选2重量％以上，进一步优选3重量％以上。然而，氧化剂的浓度优选为12重量％以下，更优选10重量％以下。硝酸浓度一般为35重量％～65重量％，优选35重量％～60重量％，更优选35重量％～57重量％。
可以以任选量在本发明的蚀刻液中加入除氧化剂之外的添加剂，只要不破坏本发明的效果即可。
在本发明中，蚀刻温度没有特别的限制，可以确定蚀刻温度以达到所需的蚀刻速率或蚀刻性能。一般地，蚀刻是在从常温(20℃)到50℃范围内进行的。
实施例
下文通过列举实施例和对比例来更详细地描述本发明，但是只要不背离本发明的精神，本发明不受下述实施例的限制。
实施例1
使用溅射装置，在6B(6英寸)硅晶片基板的整个表面上形成200nm厚的铬金属膜。向该铬金属膜上涂布正性抗蚀剂，通过光刻法形成柱状抗蚀剂图案。在其间隙部分的铬金属膜暴露的部分，以该铬金属膜作为阴极，在镀金浴中在铬金属膜上镀金。然后，除去柱状抗蚀剂图案部分，形成这样一种具有层叠膜突起的基板：在整个硅晶片基板表面上形成铬金属膜，在其上的各个位置具有高度为2μm(2,000nm)的金突起，铬底层膜暴露于突起的周围。以该基板作为测试样品。
制备硝酸浓度为42重量％和硝酸铈(IV)铵的浓度为9重量％的蚀刻液，将体积为120ml的蚀刻液装入200ml的烧杯。硝酸的浓度是相对于包含硝酸铈铵的水溶液的浓度。温度为室温(23℃)。在用搅拌器搅拌的同时将测试样品部分地浸入蚀刻液中，测定直到铬金属膜的部分消失的时间，以确定蚀刻速率。在暴露于金突起周围的铬金属膜消失的时刻，停止蚀刻，以此作为精确的蚀刻(just etching)，用清洗水充分清洗基板，然后干燥。
为确定铬底层膜的电腐蚀引起的侧蚀，对蚀刻处理物用SEM(电子显微镜)和激光显微镜照片确定金突起的如宽度和长度等尺寸。然后，蚀刻处理物用金蚀刻液(碘浓度为3重量％和碘化钾浓度为12重量％的水溶液)处理，彻底除去上层中存在的金突起部分。预先通过单独的试验确认，这种金蚀刻液在处理铬金属单膜的情况下，该膜在重量变化和外观上都完全没有发生蚀刻。因此，当用该金蚀刻液处理这种蚀刻处理物时，未被蚀刻的作为底层膜的铬金属膜部分保持其最初的形状。用金蚀刻液处理之后，用清洗水清洗并干燥。然后，用SEM和激光显微镜拍摄照片，以便测量铬底层膜部分的尺寸，与金突起形状部分的测量尺寸进行比较，计算侧蚀量(从金突起的端面起，向内蚀刻的铬底层膜端面的侧蚀宽度)。结果见表1。
对比例1
除铬蚀刻液中硝酸的浓度为13重量％和硝酸铈(IV)铵浓度为9重量％外，用与实施例1相同的方法测量蚀刻速率和侧蚀量。结果如表1所示。
表1
| 例 | 蚀刻液组成(重量％) | 蚀刻速率(nm/分钟) | 铬底层膜的侧蚀量(nm) | ||
| 硝酸 | 硝酸铈铵 | 金突起 | 铬金属膜 | ||
| 实施例1 | 42 | 9 | 0 | 30 | 400 |
| 对比例1 | 13 | 9 | 0 | 90 | 1200 |
从表1中得知，本发明的硝酸浓度为35重量％以上的蚀刻液能够避免作为金突起下层的铬底层膜的侧蚀，能有选择地蚀刻除去暴露在金突起之间的铬金属膜。
与此相反，对比例1中硝酸浓度低，蚀刻速率高，但是铬底层膜的侧蚀量大，并且铬底层膜的底切部分成为问题。特别地，随着过度蚀刻(蚀刻时间比终点延长)的增加，影响增加，侧蚀表现显著。
实施例2
使用溅射装置，在6B(6英寸)硅晶片的整个表面上形成50nm厚的铬金属膜。使用溅射装置，在该铬金属膜的整个表面上层叠形成厚度为200nm的铜金属膜。在该铜金属膜上涂布正性抗蚀剂以形成图案，在除去抗蚀剂的部分露出铜金属膜，从而制得具有层叠膜的基板，以该基板作为测试样品。
制备硝酸浓度为42重量％和硝酸铈(IV)铵的浓度为4重量％的蚀刻液，采用这种蚀刻液，以与实施例1相同的方式浸渍测试样品，以便进行蚀刻处理。测量上层的铜金属膜的蚀刻速率和铬底层膜的蚀刻速率，并且测量铬底层膜的侧蚀量(从铜金属膜的端面起，向内蚀刻的铬底层膜端面的侧蚀宽度)。结果见表2。
对比例2
除铬蚀刻液中硝酸的浓度为13重量％和硝酸铈(IV)铵浓度为4重量％外，用与实施例2相同的方法测量蚀刻速率和侧蚀量。结果如表2所示。
表2
| 例 | 蚀刻液组成(重量％) | 蚀刻速率(nm/分钟) | 铬底层膜的侧蚀量(nm) | ||
| 硝酸 | 硝酸铈铵 | 铜金属膜 | 铬金属膜 | ||
| 实施例2 | 42 | 4 | 40 | 25 | 20 |
| 对比例2 | 13 | 4 | 20,000 | 100 | -2,000* |
*上层的铜金属膜的侧蚀大于铬底层膜。
从表2中得知，通过控制作为氧化剂的硝酸铈铵的浓度，本发明的硝酸浓度为35重量％的蚀刻液能够使上层的铜金属膜和铬底层膜的蚀刻速率保持一致，并且能够进行同时蚀刻并防止侧蚀。
与此相反，对比例2中硝酸浓度低，与铬金属膜的蚀刻速率相比，上层的铜金属膜的蚀刻速率过快，上层的铜金属膜的蚀刻地远快于铬底层膜。因此，对比例2中的蚀刻液不能将两种金属膜的蚀刻速率控制为同等的蚀刻速率，因而不能实际应用。
虽然参照特定的实施方式详细描述了本发明，但是本领域技术人员明白，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种变更和调整。
本申请以2004年4月14日提交的日本专利申请(专利申请号2004-119195)为基础，在此以参见的方式引入其全部内容。
工业实用性
本发明可以工业应用，是一种通过蚀刻层叠膜来形成所需的形状的布线、突起等的技术，所述层叠膜包括底层膜和上层膜，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖全部或部分所述底层膜表面并含有贵金属或贵金属合金。本发明能够用于多种器件，例如与半导体相关的基于硅晶片基板或III/V族基板的器件、与液晶相关的基于玻璃基板的器件、基于聚酰亚胺材料等有机膜基板的器件和基于二氧化硅和氧化铝等的采用陶瓷基板的器件等。
Claims (10)
1.一种蚀刻方法，其特征在于，采用含有硝酸浓度为35重量％以上的水溶液的蚀刻液，对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金。
2.权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述硝酸浓度为35重量％～70重量％。
3.权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻液还含有氧化剂。
4.权利要求3所述的蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻液的氧化剂浓度为0.5重量％～12重量％，所述上层膜含有金、钯、铂或含这些金属中至少一种金属的合金，所述层叠膜中的底层膜被有选择地蚀刻。
5.权利要求3所述的蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻液的氧化剂浓度为0.5重量％～6重量％，所述上层膜含有铜、银或含这些金属中至少一种金属的合金，并且所述层叠膜中的底层膜和上层膜被蚀刻。
6.一种蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液是对底层膜和上层膜的层叠膜中的至少底层膜进行蚀刻的蚀刻液，所述底层膜形成于基板上并含有铬、镍或含铬和/或镍的合金，所述上层膜覆盖所述底层膜的全部或部分表面并含有贵金属或贵金属的合金，所述蚀刻液含有硝酸浓度为35重量％以上的水溶液。
7.权利要求6所述的蚀刻液，其特征在于，所述硝酸浓度为35重量％～70重量％。
8.权利要求6所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液还含有氧化剂。
9.权利要求8所述的蚀刻液，其特征在于，所述上层膜含有金、钯、铂或含这些金属中至少一种金属的合金，所述蚀刻液是对所述层叠膜的底层膜进行有选择的蚀刻的蚀刻液，所述氧化剂浓度为0.5重量％～12重量％。
10.权利要求8所述的蚀刻液，其特征在于，所述上层膜含有铜、银或含这些金属中至少一种金属的合金，所述蚀刻液是对所述层叠膜中的底层膜和上层膜同时进行蚀刻的蚀刻液，所述氧化剂浓度为0.5重量％～6重量％。
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