JP2003229420A - エッチング液 - Google Patents

エッチング液

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JP2003229420A JP2002306001A JP2002306001A JP2003229420A JP 2003229420 A JP2003229420 A JP 2003229420A JP 2002306001 A JP2002306001 A JP 2002306001A JP 2002306001 A JP2002306001 A JP 2002306001A JP 2003229420 A JP2003229420 A JP 2003229420A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面に金又は金合金層が形成され、この金又
は金合金層上に複数の金又は金合金柱が形成された半導
体又は液晶用基板上の、金又は金合金層を、金又は金合
金柱のエッチングを抑制しつつ、また、金又は金合金柱
間の金又は金合金層を含めて基板上の金又は金合金層を
均一にエッチングする。 【解決手段】 表面に金又は金合金層が形成され、該金
又は金合金層上に、複数の金又は金合金柱が形成された
半導体又は液晶用基板上の、該金又は金合金層をエッチ
ングするためのエッチング液。溶質として、ヨウ素、ヨ
ウ素化合物及びアルコールを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金又は金合金をエ
ッチングするためのエッチング液に係り、特に、半導体
又は液晶用基板上の金又は金合金をエッチングするため
のエッチング液に関する。
【０００２】
【従来の技術】(I) 金又は金合金は、半導体装置や液
晶表示装置の電極配線材料等として広く使用されてい
る。金又は金合金からなる電極配線の微細加工技術の一
つとして、エッチング液を用いたウエットエッチング法
がある。
【０００３】従来の金又は金合金用のエッチング液とし
ては、ヨウ素とヨウ化物塩と水からなるヨードエッチン
グ液や、臭素と臭化物塩と水からなる臭素エッチング
液、王水（硝酸／塩酸混合液）等が知られている。ヨー
ドエッチング液は、金又は金合金と良く反応し、エッチ
ング速度が速く、また取り扱い易い。
【０００４】半導体装置等が搭載されるバンプ電極付き
の基板は、シリコン基板と、該シリコン基板上に形成さ
れた下地金属層と、該下地金属層上に形成された金又は
金合金からなるバンプ電極（突起状電極）とを有する。
下地金属層は、Ｔｉ／Ｗ、Ｔｉ／Ｎ、Ｔｉ／Ｐｔ等の基
層（以下「下地金属基層」と称す場合がある。）と、こ
の下地金属基層上の金又は金合金よりなる表層（以下
「下地金属表層」と称す場合がある。）とを有する。下
地金属表層は、下地金属基層とバンプ電極との密着性を
高めるために形成されている。
【０００５】この基板は次のようにして製造される。ま
ずシリコン基板表面の全面に、スパッタ法により厚さ
０．１〜０．３μｍの下地金属基層を形成し、その上に
厚さ０．１〜１μｍの金又は金合金薄膜よりなる下地金
属表層を形成する。この下地金属表層の表面のうち、バ
ンプ電極形成予定領域以外に、めっきレジスト層を、フ
ォトリソグラフィー技術により形成する。次いで、下地
金属表層のバンプ電極形成予定領域に金又は金合金を所
定厚さとなるようにめっき法により析出させてバンプ電
極を形成する。このバンプ電極は、基板の板面に対して
略垂直方向に突出する。
【０００６】次に、このめっきレジスト層を剥離除去す
る。これにより、それまでレジスト層によって覆われて
いた下地金属表層が表われる。この下地金属表層をウエ
ットエッチングにより除去し、更に下地金基層をウエッ
トエッチングにより除去する。これにより、基板の板面
に対して略垂直方向に長くのびた微細なバンプ電極が形
成された基板が得られる。
【０００７】この基板は、シリコン基板と、その板面上
に形成されたバンプ電極とを有し、該バンプ電極とシリ
コン基板との間には、下地金属基層と下地金属表層とが
介在する。
【０００８】このバンプ電極を寸法精度良く形成するた
めには、下地金属表層を除去するエッチング工程におい
て、下地金属表層を均一にエッチング除去し、しかもバ
ンプ電極に対するエッチングを可能な限り抑制する必要
がある。
【０００９】(II) フォトリソグラフィー技術により基
板上に形成された、半導体装置や液晶表示装置用の微細
電極配線のパターンをエッチングするためのエッチング
液に、アルコール、界面活性剤、グリセリン等の添加剤
を含有させることが知られている（下記特許文献１〜
４、即ち特公昭５１−２０９７６号公報、特開昭４９−
１２３１３２号公報、特開昭６３−１７６４８３号公
報、特開平６−３３３９１１号公報等）。この添加剤
は、エッチング液の表面張力を低下させて、金又は金合
金と合成樹脂製フォトレジスト膜との双方に対するエッ
チング液の親和性を改善し、エッチング精度を向上させ
る。
【００１０】
【特許文献１】特公昭５１−２０９７６号公報
【特許文献２】特開昭４９−１２３１３２号公報
【特許文献３】特開昭６３−１７６４８３号公報
【特許文献４】特開平６−３３３９１１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、次
のような課題があった。
【００１２】（ｉ） 一般に、スパッタ法により形成さ
れた金又は金合金のエッチング速度は、めっき法により
形成された金又は金合金のエッチング速度よりも小さ
い。これは両者の結晶構造の相違によると考えられる。
この理由に因り、基板表面上にスパッタ法により形成さ
れた金又は金合金よりなる下地金属表層のエッチング速
度は、めっき法により形成された金又は金合金よりなる
バンプ電極のエッチング速度よりも小さい。従って、バ
ンプ電極のエッチングを抑制するように下地金属表層を
エッチングすると、スパッタ法により作成された下地金
属表層は完全には除去されず、エッチング残渣として残
留し易い。
【００１３】特に、近接配置された柱状のバンプ電極同
士の領域は、谷間状となっており、エッチング液が拡散
しにくく、エッチング残渣が生じ易い。
【００１４】エッチング時間を長くすれば、この谷間状
部分も含めて基板全体にわたってエッチング残渣が生じ
ないように下地金属表層がエッチングされる。しかしな
がら、めっき法により形成されたバンプ電極は、前記の
通り、スパッタ法により形成された下地金属表層よりも
エッチング速度が大きい。このため、エッチング残渣が
生じないように下地金属表層を長時間エッチングする
と、バンプ電極のエッチング量が増加し、バンプ電極の
形状が悪化する。
【００１５】このようなことから、従来のエッチング液
によるバンプ電極形成方法によると、バンプ電極を精度
良く形成することは容易ではなかった。
【００１６】（ii） 前記特許文献１〜４には、基板上
の金又は金合金と合成樹脂製フォトレジスト層との双方
をエッチングするためのエッチング液中に、アルコー
ル、界面活性剤、グリセリン等の添加剤を添加して該エ
ッチング液の金又は金合金とフォトレジストとに対する
接触角を低下させることが記載されている。
【００１７】しかしながら、これらの特許文献１〜４に
は、バンプ電極と、既にフォトレジストが除去された下
地金属層とを同一のエッチング工程で同時に除去するた
めのエッチング液にアルコール等の添加剤を添加するこ
とは開示されていない。
【００１８】なお、フォトレジストによるマスクを用い
た金又は金合金のエッチングプロセスと、基板表面上の
同種金属の微細加工をマスクを用いずに行うエッチング
プロセス、つまりバンプ電極と下地金属層とをエッチン
グするエッチングプロセスとは、全く別異のものであ
る。従来、前者のためのエッチング液に関する知見を後
者のためのエッチング液に適用することは行われておら
ず、また、そのようなことは当業者にとって技術的常識
の範囲外の事柄であった。
【００１９】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであり、半導体又は液晶表示装置を製造するため
の、特定構造を有する半導体又は液晶用基板の配線微細
化工程におけるウエットエッチングプロセスに有用なエ
ッチング液を提供することを目的とする。
【００２０】より詳しくは、本発明は、表面に金又は金
合金層が形成され、この金又は金合金層上に複数の金又
は金合金柱が形成された半導体又は液晶用基板上の金又
は金合金層を均一にエッチングすることができ、しかも
金又は金合金柱のエッチングを抑制することができるエ
ッチング液を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明のエッチング液
は、表面に金又は金合金層が形成され、該金又は金合金
層上に、複数の金又は金合金柱が形成された半導体又は
液晶用基板上の、該金又は金合金層をエッチングするた
めのエッチング液であって、溶質は、少なくとも、ヨウ
素、ヨウ素化合物及びアルコールを含有することを特徴
とする。
【００２２】本発明者らは、ヨウ素、ヨウ素化合物及び
アルコール、特に第一級アルコールを含むエッチング液
によると、基板表面に形成された金又は金合金層及びそ
の上に形成された金又は金合金柱を有する半導体又は液
晶用基板のエッチング工程において、金又は金合金柱の
エッチング速度が抑制され、且つ金又は金合金薄膜層が
均一にエッチングされることを見出した。また、このエ
ッチング液によると、近接配置された金又は金合金柱の
間の領域に存在する金又は金合金薄膜層も均一に且つ十
分に速やかにエッチングされることを見出した。
【００２３】本発明において、アルコールとしては第一
級アルコール、特に、炭素数２以上の第一級アルコール
が好ましい。エッチング液中のヨウ素濃度は０．５〜１
０重量％であることが好ましい。また、ヨウ素化合物と
してはヨウ化物塩が好適である。
【００２４】本発明のエッチング液は、基板上の金又は
金合金柱の形状が略四角柱であり、隣接する金又は金合
金柱間の最短距離ｄに対する、該金又は金合金柱の基板
垂直方向長さＨの比Ｈ／ｄが１よりも大きいか、或いは
隣接する金又は金合金柱間の最短距離ｄが１０μｍ以下
である半導体又は液晶用基板のエッチングに好適であ
る。
【００２５】金又は金合金柱の基板垂直方向長さＨと
は、金又は金合金柱の基板の板面から垂直方向に突出し
た高さである。以下において、隣接する金又は金合金柱
間の距離ｄを単に「柱間距離」と称し、この柱間距離ｄ
に対する金又は金合金柱の基板垂直方向長さ、即ち高さ
Ｈの比Ｈ／ｄを、「アスペクト比Ｈ／ｄ」と称す。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のエッチング液の
実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】まず、本発明のエッチング液の組成につい
て説明する。
【００２８】本発明のエッチング液は、溶媒と溶質から
なる。この溶媒としては水が好適である。溶質は、少な
くともヨウ素、ヨウ素化合物及びアルコールを包含す
る。
【００２９】本発明のエッチング液中のヨウ素濃度は、
０．１〜２０重量％程度が好ましく、さらには０．５〜
１０重量％、特に１〜８重量％とりわけ１．５〜４重量
％が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３０】エッチング液中のヨウ素濃度が高くなるほ
ど、金及び金合金のエッチング速度が増大する。エッチ
ング液中のヨウ素濃度が過度に高いと、金又は金合金柱
間における金又は金合金層薄膜のエッチング速度と、金
又は金合金柱のエッチング速度との差が拡大する。ま
た、基板表面上の金又は金合金等の金属薄膜層における
エッチングの均一性が低下する場合がある。一方、エッ
チング液中のヨウ素濃度が過度に低いと、エッチング速
度が小さくなり、エッチング処理時間が徒に長くなるこ
とがある。
【００３１】ヨウ素は、直接には水に溶解し難いが、ヨ
ウ素化合物例えばヨウ化カリウム、ヨウ化アンモニウム
等のヨウ化物塩の水溶液には比較的容易に溶解する。ヨ
ウ素を溶解させるためのヨウ素化合物水溶液は、溶解さ
せようとするヨウ素モル数の２〜１０倍のモル数のヨウ
素化合物を含有することが好ましい。ヨウ素を溶解させ
るためのヨウ素化合物水溶液はヨウ素化合物を１種類の
み含有してもよく、２種以上のヨウ素化合物を含有して
もよい。
【００３２】エッチング液に添加されるアルコールは、
溶媒に可溶性のものであり、中でも第一級アルコール類
が好ましく、特に炭素数２以上、好ましくは炭素数２〜
４、とりわけ炭素数２〜３の第一級アルコールが好まし
い。第一級アルコールとしてはメタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、１−ブタノール等が挙げられ
る。エッチング液は、１種類のアルコールのみを含有し
てもよく、２種類以上のアルコールを含有してもよい。
【００３３】ウエットエッチング工程におけるエッチン
グ液の温度は、室温以上、好ましくは２０〜５０℃であ
る。このエッチング工程中に溶媒や溶質が蒸発してエッ
チング液の組成が変化することがある。この組成の変化
を抑制するためには、アルコールとしては蒸気圧が低い
ものが好ましく、例えばエタノール、１−プロパノー
ル、特に１−プロパノールが好ましい。
【００３４】なお、炭素数３以上の第二級及び第三級ア
ルコールは、その水酸基がヨウ化物塩と反応してヨウ素
を液中に遊離させ、液の安定性を低下させる場合があ
る。
【００３５】エッチング液中のアルコール濃度は、エッ
チング液の表面張力、即ち拡散性能と金又は金合金柱に
対するエッチングの抑制とに影響する。従って、エッチ
ング液中のアルコール濃度は、対象とする基板上の金又
は金合金柱のパターンサイズ等に応じて決定されるのが
好ましい。
【００３６】下記Ａ及びＢの少なくとも一方の条件を満
たす基板をエッチングするためのエッチング液は、室温
における表面張力が５０ｍＮ／ｍ以下であることが好ま
しく、このような表面張力となるように、アルコールの
濃度が決定されるのが好ましい。この表面張力は表面張
力計により測定される。 Ａ：アスペクト比１以上、特に、金又は金合金柱の形状
が略四角柱であり、アスペクト比Ｈ／ｄが１よりも大き
い； Ｂ：柱間距離ｄが１０μｍ以下である。
【００３７】エッチング液は、その表面張力が小さくな
るほど、拡散性能が向上すると共に、金又は金合金柱に
対するエッチングの抑制効果が向上する。しかし、表面
張力が過度に小さいと、エッチングレートが低下してス
ループットが低下する。従って、エッチング液の表面張
力は２０〜５０ｍＮ／ｍ程度特に２５〜４５ｍＮ／ｍで
あることが望ましい。
【００３８】なお、アルコール添加による金又は金合金
柱のエッチングの抑制作用は、エッチング液中に存在す
るヨウ素の形態（即ち、Ｉ２とＩ３ −）に影響されるも
のと考えられる。エッチング速度は、アルコール濃度が
一定の場合、ヨウ素濃度の増大と共に増大する。目的と
するエッチング速度を有したエッチング液を調製するに
は、エッチング液が所定の表面張力を有するようにアル
コール濃度を決定した上でヨウ素濃度を決定するのが望
ましい。
【００３９】本発明のエッチング液は、更に界面活性剤
を含有してもよい。界面活性剤を添加すると、サイドエ
ッチングが抑制されるという、意外な効果が見出され
た。サイドエッチングは、金又は金合金柱の下側の金又
は金合金層の側面がエッチングされる現象である。サイ
ドエッチングが防止された金又は金合金柱は強度が高
く、基板面と垂直方向に力が加えられたときの破損が防
止される。この柱を有した基板に対し、液晶表示基板な
どの別の基板を接合する際に柱の破損が防止されること
により、製品の歩留りが向上する。
【００４０】界面活性剤は、エッチング液のエッチング
効果を阻害しないものが用いられ、エッチング液中のヨ
ウ素によって酸化され難いものが好ましい。特に、以下
の一般式（１）で表される界面活性剤は、ヨウ素により
酸化・分解され難く、好ましい。
【００４１】Ｒ−Ａ−Ｂ−Ｒ′ （１） 但し、Ｒは置換基を有していてもよい炭化水素基を示
し、Ａはカルボニル基、置換基を有していてもよい炭化
水素基、又は酸素原子を示し、ＢはＮＲ″（Ｒ″は少な
くとも１つの水酸基を有する炭化水素基を示す。）、Ｎ
Ｈ、又は酸素原子を示し、Ｒ′は少なくとも１つの水酸
基を有する炭化水素基を示し、Ｒ″及びＲ′は同一でも
異なっていてもよい。
【００４２】Ｒで示される炭化水素基としては例えば、
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基
等の炭化水素基が挙げられる。炭化水素基を構成する炭
素原子の数は３〜２０、特に６〜１４が好ましいが、こ
れに限定されない。この炭化水素基は飽和、不飽和の何
れでもよく、また直鎖状でも環状でもよい。中でも直鎖
状のものが好ましく、特に直鎖状飽和炭化水素基である
ことが好ましい。
【００４３】上述の、Ｒで示される炭化水素基は、置換
基を有していてもよい。置換基としては、具体的には例
えば、水酸基、エーテル基、アンモニウム基、ハロゲン
原子、ニトロ基、シアノ基、カルボニル基、アルコキシ
カルボニル基、カルボキシル基、アルデヒド基、スルホ
ニル基等が挙げられるが、これに限定されない。
【００４４】上述の一般式（Ｉ）において、Ａは、カル
ボニル基、置換基を有していてもよい炭化水素基、又は
酸素原子を示す。この基Ａを構成する炭化水素基として
は例えば、アルキレン基、アルキリデン基等の炭化水素
基が挙げられる。炭化水素基を構成する炭素原子の数
は、通常３〜２０、中でも６〜１４であることが好まし
いが、これに限定されない。この炭化水素基は飽和、不
飽和の何れでもよく、また直鎖状でも環状でもよい。中
でも直鎖状のものが好ましく、特に直鎖状飽和炭化水素
基であることが好ましい。Ａにおいては、これらの内、
中でもカルボニル基が好ましい。
【００４５】上述の一般式（１）においてＲ′は、少な
くとも１つの水酸基を有する炭化水素基を示す。中で
も、その末端に水酸基を有する炭化水素基であることが
好ましい。炭化水素基を構成する炭素原子の数は、通常
１〜５、中でも１〜３であることが好ましいが、これに
限定されない。この炭化水素基は飽和、不飽和の何れで
もよく、また直鎖状でも環状でもよい。中でも直鎖状の
ものが好ましく、特に直鎖状飽和炭化水素基であること
が好ましい。更にＲ′としては、炭化水素基が直鎖状飽
和炭化水素基であって、その末端に水酸基を有する、ア
ルカノール基であることが好ましい。
【００４６】上述の一般式（１）において、ＢはＮＲ″
（Ｒ″は少なくとも１つの水酸基を有する炭化水素基を
示す。）、ＮＨ、又は酸素原子を示す。Ｒ″は先述の
Ｒ′と同義であり、Ｒ′とＲ″は、同一でも異なっても
よい。ＢとしてはＮＲ″又はＮＨであることが好まし
く、中でもＮＲ″であることが好ましく、特にＢがＮ
Ｒ″で且つＲ′とＲ″が同じであることが好ましい。
【００４７】一般式（１）で示される界面活性剤は、中
でも、Ａがカルボニル基であり、ＢがＮＲ″である、い
わゆるアルカノールアミド類であることが好ましい。こ
の様なアルカノールアミド類は、本発明のエッチング液
中で安定であり、金又は金合金層のサイドエッチング抑
制効果に優れている。この様なアルカノールアミド類
は、エッチング基板表面上に吸着されて残留する量も少
ない。
【００４８】本発明のエッチング液における界面活性剤
の濃度は５重量％以下、中でも０．００１重量％（１０
ｐｐｍ）〜５重量％特に０．０１重量％（１００ｐｐ
ｍ）〜１重量％とりわけ０．０５重量％（５００ｐｐ
ｍ）〜１重量％であることが好ましいが、これに限定さ
れるものではない。界面活性剤の濃度が低過ぎると、界
面活性剤による諸効果が充分に発現しない場合があり、
逆に濃度が高すぎても、濃度の上昇に見合う効果の増加
が期待できず、更にエッチング液が発泡する場合があ
る。
【００４９】本発明のエッチング液は、基板表面上に金
又は金合金薄膜層を有し、該層上に複数の微細な金又は
金合金柱（バンプ電極）を有する半導体又は液晶用基板
のエッチングに用いられる。ここで半導体又は液晶用基
板とは、半導体装置等の製造に用いるシリコンウエハや
この表面上に半導体装置等を製造する工程途中のもの、
及び液晶表示素子の駆動回路装置等を設ける基板等を含
む。
【００５０】本発明のエッチング液は、これらの基板上
の微細電極配線のパターンを精度良くエッチングするこ
とができる。
【００５１】本発明のエッチング液は、半導体又は液晶
用基板を対象としていることから、不純物含有量の少な
い高純度の薬品を用いて調製されることが好ましい。各
々の薬品のメタル不純物は１重量ｐｐｍ以下であること
が好ましく、少ないほど好ましい。
【００５２】エッチング液中に存在する微粒子は、基板
上のパターンサイズが微細化するに伴い均一なエッチン
グを阻害するおそれがあるので除去しておくことが望ま
しく、粒径０．５μｍ以上の微粒子数は１０００個／ｍ
ｌ以下とすることが好ましい。微粒子の除去は、例えば
製造されたエッチング液を精密フィルターを介して濾過
することによって行うことができる。この場合、濾過の
方式はワンパス式でも良いが、微粒子の除去効率の点か
ら循環式がより好ましい。
【００５３】用いる精密フィルターの孔径は、０．２μ
ｍ以下であることが好ましく、フィルターの素材は、高
密度ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン等のフ
ッ素樹脂系素材等を使用することができる。
【００５４】本発明のエッチング液は、種々のウエット
エッチング方法に採用される。公知のエッチング方法に
は浸漬式とスプレー式とがあるが、いずれの方法にも本
発明のエッチング液が採用され得る。浸漬式は、エッチ
ング工程での蒸発によるエッチング液の組成変化が少な
いので好適である。浸漬式によるエッチングの場合、エ
ッチング液を循環させた槽内のエッチング液中に被処理
基板を浸漬させてエッチングを行う。被処理基板を揺動
させることにより、微細加工されたパターン部へのエッ
チング液の拡散をより均一に促進することができ、好ま
しいが、被処理基板は静止状態におかれてエッチングさ
れてもよい。
【００５５】エッチング時のエッチング液の温度を室温
以上、中でも２５〜７０℃、特に２５〜５０℃とするこ
とにより、エッチング速度が増大し、またエッチング液
の蒸発が抑制される。ただし、エッチング液の温度はこ
れに限定されない。
【００５６】本発明においてエッチングの対象となる半
導体基板等の表面に設けられている金又は金合金等の微
小凹凸の形状、配置等は任意であり、基板の用途に応じ
て様々な形態を採り得る。半導体素子等を形成したシリ
コンウエハ等の基板上に、スパッタリング法により、厚
さ０．１〜０．３μｍ程度のＴｉ／Ｗ，Ｔｉ／Ｎ，Ｔｉ
Ｐｔ等よりなる下地金属基層と、この下地金属基層上に
形成された厚さ０．１〜１μｍ程度の金又は金合金薄膜
層よりなる下地金属表層とからなる下地金属層とが形成
され、その上に基板垂直方向高さＨが５〜２５μｍ程度
の金又は金合金柱が、柱間距離ｄ２〜２０μｍ程、従っ
て、アスペクト比Ｈ／ｄ０．２５〜１２．５に形成され
た基板は、エッチング対象として好適であるが、エッチ
ング対象はこれに限定されない。
【００５７】本発明のエッチング液は、金又は金合金柱
の形状が略四角柱であり、アスペクト比Ｈ／ｄが１より
も大きい基板に対して、著しく優れたエッチング効果を
奏する。とりわけ、隣接する金又は金合金柱間の最短距
離ｄが１０μｍ以下であるような微細突起を有する基板
のエッチングに対して優れた効果を発揮する。即ち、本
発明のエッチング液によれば、基板表面の金又は金合金
薄膜層は効果的にエッチングするが、その上に設けられ
ている金又は金合金柱に対してはエッチングを抑制して
元の形状を維持することができるため、精密な微細加工
が可能となる。
【００５８】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００５９】なお、エッチングテスト用試料としては、
シリコンウエハを基板とし、その上に下地金属薄膜層と
してチタン／タングステン薄膜層（厚さ約０．２μ
ｍ）、及び金薄膜層（厚さ約０．４μｍ）をこの順にス
パッタリング法によって形成し、更に金薄膜層上にめっ
き法により、複数の金柱（バンプ電極）を形成させたも
のを使用した。この金柱は略四角柱形状であり、その基
板垂直方向高さＨは約１０μｍ、柱間距離ｄは７．７μ
ｍ、アスペクト比Ｈ／ｄは約１．３である。
【００６０】このエッチングテスト用試料は、更に上記
基板を幅約１５ｍｍ、長さ約５０ｍｍに切断してエッチ
ングに供した。
【００６１】実施例１〜５、比較例１，２表１に示す組
成（残部は水）及び表面張力のエッチング液を調製し
た。エッチング液の表面張力は、室温下で表面張力計
（協和科学社製：協和ＣＢＶＰ式表面張力計Ａ−３型）
を用いて測定した。
【００６２】なお、エッチング液の調製に用いた薬品
は、いずれも純度９９．９％以上の高純度品であり、メ
タル不純物は０．１〜２．０重量ｐｐｍであった。ま
た、調製されたエッチング液は、いずれも粒径０．５μ
ｍ以上の微粒子数は１００個／ｍｌ以下であった。
【００６３】
【表１】
【００６４】２００ｃｃのビーカーに各々のエッチング
液を１５０ｇ入れ、３０℃に調温した。これに上記のエ
ッチングテスト用試料を浸漬し、試料を左右上下に動か
しながら、所定の時間エッチングを行った。次いで、試
料を取り出し、超純水（日本ミリポリア社製：ミリＱ−
ＳＰ）で１分間洗浄した後、クリーン空気を用いて風乾
した。
【００６５】エッチング後の各基板表面の状態観察及び
形状計測は、レーザ顕微鏡（キーエンス社製：ＶＫ−８
５００）を用いて行った。そして各エッチング液による
基板表面の金柱間の金薄膜層のエッチング速度、金柱間
以外の金薄膜層のエッチング速度、及び金柱のエッチン
グ速度を、金薄膜層の残渣状態及び金柱の高さの経時変
化量から求めた。
【００６６】また、金柱のエッチング速度と金柱間の金
薄膜層のエッチング速度との比を求めた。
【００６７】これらの結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
【００６９】表２より明らかなように、実施例１〜５の
エッチング液では、エッチング後のめっき金柱は、目的
とする形状をもって均一にエッチングすることができ
た。特に表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下となるように、第
一級アルコールの濃度を調整した実施例１〜４のエッチ
ング液であれば、金柱間への浸透性が改善されると共
に、反応支配で進行するめっき金のエッチング速度と拡
散支配で進行するめっき金柱間スパッタ金のエッチング
速度差が大幅に改善される。
【００７０】これに対して、比較例１，２の場合は、す
べての金柱間の金薄膜層にエッチングムラが発生した。
金柱間の金薄膜層のエッチング終了後、金柱の形状を観
察した結果、すべての金柱に変形が認められ、均一なエ
ッチングが行われなかった。
【００７１】実施例２及び比較例２において、エッチン
グ後に、金柱直下の金薄膜層に生じるサイドエッチング
状態を観察した。エッチング後の基板を、金薄膜層のサ
イドエッチング部分が観察できる様に縦割し、断面をＳ
ＥＭ（走査電子顕微鏡：日本電子製 ＪＳＭ−６３２０
Ｆ）で写真撮影した。ＳＥＭ写真画像から、金薄膜層の
厚みとサイドエッチング進行長さを測定し、スパッタ金
層の厚みに対するサイドエッチング進行長さの比を求
め、これをサイドエッチング進行状態の指標とした。つ
まり、この数値が小さいほど、サイドエッチングが進行
していないことを意味する。結果を表３に示す。
【００７２】実施例６ 実施例２で用いたエッチング液に、脂肪酸アルカノール
アミド型界面活性剤（炭素数９の飽和アルキル鎖を有す
るN-ジエタノールアミド、Ｃ９Ｈ１９ＣＯ-Ｎ（ＯＣ２
Ｈ５）２）を濃度５００ｐｐｍになる様に添加した他
は、実施例２と同様にしてエッチングを行った。そして
また同様にして実施例２と同様に、サイドエッチング状
態を観察し、評価した。結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】
【００７４】表３より明らかなように、実施例２、６は
比較例２に比べて、サイドエッチングが進行していな
い。また、界面活性剤を添加した実施例６では、スパッ
タ金層のサイドエッチングが著しく抑制されている。
【００７５】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のエッチング
液によれば、表面に金又は金合金層が形成され、この金
又は金合金層上に複数の金又は金合金柱が形成された半
導体又は液晶用基板上の、金又は金合金層を均一にエッ
チングし、かつ金又は金合金柱のエッチングを抑制する
ことができる。
【００７６】本発明のエッチング液によれば、電極又は
配線として残すべき金又は金合金柱を必要以上にエッチ
ングすることなく、基板上の金又は金合金層を均一にエ
ッチング除去することができるため、半導体又は液晶用
基板の金又は金合金配線や電極膜の微細加工を精度良く
行うことが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/60 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｑ (72)発明者 澤井 敬一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 斉藤 範之 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石１番１号 三菱化学株式会社内 (72)発明者 三好 勝 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石１番１号 三菱化学株式会社内 (72)発明者 石川 誠 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石１番１号 三菱化学株式会社内 Ｆターム(参考） 2H092 GA32 GA40 HA19 JA03 JA24 JB22 JB31 KA18 MA13 MA17 NA11 NA29 PA01 4K057 WA11 WA13 WB01 WB11 WB15 WE01 WE21 WN01 5F043 AA25 AA27 BB17 BB28 DD13 GG04

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶媒及び溶質を含有するエッチング液で
    あって、 表面に金又は金合金層が形成され、該金又は金合金層上
    に、複数の金又は金合金柱が形成された半導体又は液晶
    用基板上の、該金又は金合金層をエッチングするための
    エッチング液において、該溶質は、少なくともヨウ素、
    ヨウ素化合物及びアルコールを含むことを特徴とするエ
    ッチング液。
  2. 【請求項２】 アルコールが第一級アルコールであるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のエッチング液。
  3. 【請求項３】 アルコールが炭素数２以上の第一級アル
    コールであることを特徴とする請求項２に記載のエッチ
    ング液。
  4. 【請求項４】 ヨウ素濃度が０．５〜１０重量％である
    ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
    エッチング液。
  5. 【請求項５】 金又は金合金柱の形状が略四角柱であ
    り、隣接する金又は金合金柱間の最短距離ｄに対する、
    該金又は金合金柱の基板垂直方向長さＨの比Ｈ／ｄが１
    よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし４のいず
    れかに記載のエッチング液。
  6. 【請求項６】 隣接する金又は金合金柱間の最短距離ｄ
    が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし
    ５のいずれかに記載のエッチング液。
  7. 【請求項７】 エッチング液の表面張力が４５ｍＮ／ｍ
    以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載のエ
    ッチング液。
  8. 【請求項８】 ヨウ素化合物がヨウ化物塩であることを
    特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のエッチ
    ング液。
  9. 【請求項９】 ヨウ化物塩がヨウ化カリウム及びヨウ化
    アンモニウムの少なくとも１種であることを特徴とする
    請求項８に記載のエッチング液。
  10. 【請求項１０】 更に界面活性剤を含有することを特徴
    とする請求項１ないし９のいずれかに記載のエッチング
    液。
  11. 【請求項１１】 界面活性剤が、主鎖に窒素原子及び／
    又は酸素原子を有し、側鎖にアルコール型水酸基を少な
    くとも１つ有する化合物であることを特徴とする請求項
    １０に記載のエッチング液。
  12. 【請求項１２】 主鎖に窒素原子及び／又は酸素原子を
    有し、側鎖にアルコール型水酸基を少なくとも１つ有す
    る化合物が、下記一般式（１）で表されることを特徴と
    する請求項１１に記載のエッチング液。 Ｒ−Ａ−Ｂ−Ｒ′ （１） （但し、Ｒは置換基を有していてもよい炭化水素基を示
    し、Ａはカルボニル基、置換基を有していてもよい炭化
    水素基、又は酸素原子を示し、ＢはＮＲ（Ｒ″は少なく
    とも１つの水酸基を有する炭化水素基を示す。）、Ｎ
    Ｈ、又は酸素原子を示し、Ｒ′は少なくとも１つの水酸
    基を有する炭化水素基を示し、Ｒ″及びＲ′は同一でも
    異なっていてもよい。）
  13. 【請求項１３】 界面活性剤の濃度が１０ｐｐｍ〜５重
    量％であることを特徴とする請求項１０ないし１２のい
    ずれかに記載のエッチング液。
  14. 【請求項１４】 溶媒が水であることを特徴とする請求
    項１ないし１３のいずれかに記載のエッチング液。
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