JP2009026925A - エッチング液組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リン酸、硝酸、有機酸塩を含有する水溶液を、基板上の金属膜をエッチングするためのエッチング液組成物として用いる。
前記有機酸塩として、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ポリカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の、アンモニウム塩、アミン塩、第四級アンモニウム塩、アルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる。
また、前記有機酸塩の濃度を、0.1〜20重量%の範囲とする。
また、本発明のエッチング液組成物を、前記金属膜がアルミニウムまたはアルミニウム合金である場合に用いる。
【選択図】図1
Description
そして、このパターンマスクを用いてアルミニウム膜やアルミニウム合金膜のエッチングを行う。これにより、アルミニウム膜やアルミニウム合金膜所望のパターンの配線や電極を形成することが可能になる。
この場合、下層のアルミニウム配線またはアルミニウム合金配線の断面形状の制御性が重要であり、断面形状が順テーパー形状の配線が得られない場合や、配線のテーパー角θが所望の範囲から外れた場合には、上層のアルミニウム配線またはアルミニウム合金配線が断線したり、絶縁層の生じるクラックを介して上層配線が下層配線と短絡したりする場合があり、信頼性が低下するという問題点がある。
しかしながら、硝酸濃度が高い場合において、エッチング後に、電子顕微鏡(SEM)でレジスト表面を観察すると、レジスト表面にヒビが入っているほか、エッチング面より内側、すなわち、エッチングが行われていない、レジストと金属膜との界面に、エッチング液の滲み込みによるエッチング痕(以下「レジスト滲み」とよぶ)が生じることが確認される。そして、レジスト滲みの現象が発生すると、レジストで覆われている金属膜表面がエッチングされて平坦でなくなり、所望の形状が得られなくなるという問題が発生する。
さらに、低いテーパー角(20°以下)に関して記載があるが、テーパー形状を所望の形状に制御することに関しては何ら記載がなく、レジスト滲みに関しても十分な解決策を開示しているとはいいがたいのが実情である。
すなわち、本発明のエッチング液組成物は、基板上の金属膜をエッチングするためのエッチング液組成物であって、リン酸、硝酸、有機酸塩を含有する水溶液であることを特徴としている。
本発明のエッチング液組成物中の、リン酸の好ましい濃度は、30〜80重量%であり、さらに好ましくは40〜70重量%である。
表1に示すような割合で、リン酸、硝酸、有機酸塩、および水を配合して、本発明の要件を備えた、本発明の実施例であるエッチング液組成物(実施例1〜6)を調製した。
ただし、比較例1〜7のうち、比較例6には界面活性剤として、陰イオン性界面活性剤であるトリエタノールアミンアルキルサルフェート(アルキル炭素数12〜14)が添加されている。
基板(Si基板)上にスパッタリング法により、アルミニウム膜を膜厚が400nmとなるように成膜した。
次に、基板上に形成された膜厚400nmのアルミニウム膜上に、レジストを塗布してレジストパターンを形成した。
それから、この基板を、表1及び2に示すエッチング液組成物に40℃の温度条件下に、数分間(エッチングレートを測定することが可能な時間)、浸漬してエッチングを行った。
エッチング終了後、水洗、乾燥を行い、レジストを剥離した後、触針式膜厚計によりエッチング量を測定し、エッチングレートを求めた。
そして、アルミニウム膜上に、レジストを塗布し、露光、現像を行ってレジストパターンを形成した。
それから、レジストパターンの形成された基板を、エッチング液に40℃の温度条件下に、エッチングレートから算出されるジャストエッチング時間の1.1倍の時間、浸漬処理した。
その後、水洗、乾燥を行い、レジストを剥離した後、電子顕微鏡(SEM)でアルミニウム膜のエッチング状態を観察し、エッチングにより形成されたテーパー形状を有するアルミニウム膜のテーパー角を測定した。
なお、ここでのテーパー角は、図1に示すように、基板1上に形成されたアルミニウム膜2の側面2aと、アルミニウム膜2が形成されている基板1の表面1aのなす角度θをいう。
基板(Si基板)上にスパッタリング法により、アルミニウム膜を膜厚が400nmとなるように成膜した。
そして、アルミニウム膜上に、レジストを塗布し、露光、現像を行ってレジストパターンを形成した。
それから、レジストパターンの形成された基板を、エッチング液に40℃の温度条件下に、エッチングレートから算出されるジャストエッチング時間の1.1倍の時間、浸漬処理した。
その後、水洗、乾燥を行い、レジストを剥離した後、電子顕微鏡(SEM)でアルミニウム膜のエッチング面の表面荒れおよびレジスト滲みの状態を観察した。
また、同様にして比較例の試料(比較例1〜7)の試料について行った、テーパー角、表面荒れ、レジスト滲みの測定、観察結果を表2に併せて示す。
なお、表1及び2の表面荒れ、およびレジスト滲みの評価において、欠陥が認められないものを○、若干の欠陥が認められたものを△、欠陥があるものを×、欠陥が著しいものを××として評価した。
なお、表1の実施例1〜6の試料についてのテーパー角はそれぞれ、目標値に近いものであり、エッチング液組成物の組成や、エッチング条件により意図するようなテーパー角を有する金属膜(アルミニウム膜)が得られることがわかった。
また、エッチング面を表面荒れのない平坦な面にすることが可能になるとともに、レジスト滲みの発生を防止することが可能になる。
したがって、本発明は、低抵抗で順テーパー形状を有する配線膜や電極を必要とする多層配線などの技術分野、すなわち、パターンの高密度化と微細化が必要な技術分野に広く適用することができる。
1a 基板の表面
2 アルミニウム膜
2a アルミニウム膜の側面
θ テーパー角
Claims (4)
- 基板上の金属膜をエッチングするためのエッチング液組成物であって、
リン酸、硝酸、有機酸塩を含有する水溶液であることを特徴とするエッチング液組成物。 - 前記有機酸塩が、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ポリカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の、アンモニウム塩、アミン塩、第四級アンモニウム塩、アルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1記載のエッチング液組成物。
- 前記有機酸塩の濃度が0.1〜20重量%であることを特徴とする、請求項1または2記載のエッチング液組成物。
- 前記金属膜がアルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のエッチング液組成物。
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