JP2013058629A5

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Publication number: JP2013058629A5
Application number: JP2011196394A
Authority: JP
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2031-09-08

Description

（４）過硫酸溶液が、ペルオキソ一硫酸カリウム、ペルオキシ硫酸水素カリウム（ＫＨＳＯ _５）、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸カリウムを１種または２種以上含み、活性酸素が０．０１〜５重量％であることを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のエッチング液組成物。
（５）硝酸を含まない、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のエッチング液組成物。
（６）さらに塩化物イオンを０．００００１〜３０重量％含有することを特徴とする、上記（１）〜（５）のいずれかに記載のエッチング液組成物。
（７）さらにアンモニウムイオンを０．１〜５０重量％含有することを特徴とする、上記（１）〜（６）のいずれかに記載のエッチング液組成物。

本発明における銅合金は、銅を主成分とし、銅および任意の金属を含んでなる銅合金であり、銅合金酸化物を包含する。好ましくは、銅を８０原子パーセント以上含み、Ｃｕ−Ｃａ、Ｃｕ−Ｍｇ、Ｃｕ−Ｃａ−Ｏ、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｏ、Ｃｕ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｚｒ、Ｃｕ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｂ、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｂ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｂ、Ｃｕ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｂ、Ｃｕ−Ｔｉ−Ｂ、Ｃｕ−Ｍｏ−Ｂ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｂ、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｂ、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏなどが挙げられる。ただし、銅とモリブデン、銅とチタンおよび銅とクロムからそれぞれなる銅合金を除く。Ｃｕ−Ｍｇ−ＡｌおよびＣｕ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏが特に良好なテーパー形状を得られるという点で好ましい。

溶解度の観点から、過硫酸塩溶液は、ペルオキソ一硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_８）およびペルオキシ硫酸水素カリウム（ＫＨＳＯ_５）を含む水溶液が好ましい。
「ペルオキソ一硫酸カリウム」という用語は商取引において一般に用いられ、混合三重塩２ＫＨＳＯ_５・ＫＨＳＯ_４・Ｋ_２ＳＯ_４を意味するために本明細書において用いられる。「ＫＨＳＯ_５」という用語は、特にペルオキシ硫酸水素カリウムを意味するために本明細書において用いられる。
ペルオキソ一硫酸カリウムは、オキソンなどの製品名で知られており、この過硫酸塩は溶液安定性が高い、という点でより好ましい。

アンモニウムイオンは、水に溶解して容易にアンモニウムイオンを生じる化合物を添加することによって、エッチング液組成物中に存在すればよい。アンモニウムイオンを生じる化合物としては、りん酸水素二アンモニウム、アミド硫酸アンモニウム、塩化亜鉛アンモニウム、塩化アンモニウム、塩化アンモニウムコバルト（II）、塩化アンモニウム銅（II）、塩化アンモニウムパラジウム（II）、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラプロピルアンモニウム、塩化ヒドロキシルアンモニウム、過塩素酸アンモニウム、過ヨウ素酸アンモニウム、ぎ酸アンモニウム、くえん酸アンモニウム、くえん酸アンモニウム鉄（III）、くえん酸一アンモニウム、くえん酸三アンモニウム、くえん酸水素二アンモニウム、くえん酸鉄（III）アンモニウム、くえん酸二水素アンモニウム、酢酸アンモニウム、四ほう酸アンモニウム、臭化アンモニウム、しゅう酸アンモニウム、しゅう酸水素アンモニウム、しゅう酸鉄（III）アンモニウム、酒石酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸アンモニウムセリウム（IV）、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、チオ硫酸アンモニウム、トリフルオロ酢酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、ふっ化水素アンモニウム、ほう酸アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸アンモニウムアルミニウム、硫酸アンモニウムクロム（III）、硫酸アンモニウムコバルト（II）、硫酸アンモニウム鉄（II）、硫酸アンモニウム鉄（III）、硫酸アンモニウム銅（II）、硫酸アンモニウムニッケル（II）、硫酸アンモニウムマグネシウム、硫酸アンモニウムマンガン（II）、りん酸一アンモニウム、りん酸三アンモニウム、りん酸水素アンモニウムナトリウム、りん酸二水素アンモニウムなどが挙げられ、とくに溶解度の観点から、りん酸二水素アンモニウムやりん酸水素二アンモニウムが好ましい。アンモニウムイオンの濃度は、銅合金の膜種や膜厚、過硫酸溶液や硝酸、硫酸、塩化物イオンの濃度により、適宜設定することができ、これに限定されるものではないが、０．１〜５０重量％、好ましくは１〜５重量％である。アンモニウムイオンが上記範囲内よりも小さい場合は、塩化物イオン添加時に起こる残渣発生抑制や、銅合金の溶解速度の制御が困難となり、大きい場合は銅合金の溶解速度が低下しすぎるため、断面形状が悪くなりやすい。

本発明のエッチング方法によれば、温度により、銅と銅合金の溶解速度が異なるため、これを利用して温度を変更することでテーパー角を制御することも可能である。好ましい温度は、エッチング装置の設定可能な温度条件の観点から、２０〜８０℃、より好ましい温度は２５〜４０℃である。

Claims

銅層と銅酸化物層および／または銅合金層（ただし、銅とモリブデン、銅とチタンおよび銅とクロムからそれぞれなる銅合金を除く）とを有する金属積層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、
過硫酸塩溶液および／または過硫酸溶液０．１〜８０重量％と、りん酸０．１〜８０重量％と、硝酸および／または硫酸０．１〜５０重量％とを含有する、前記エッチング液組成物。
過硫酸塩溶液がペルオキソ一硫酸カリウム、ペルオキシ硫酸水素カリウム（ＫＨＳＯ_５）、ペルオキソ二硫酸アンモニウムまたはペルオキソ二硫酸カリウムを１種または２種以上含む水溶液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組成物。
過硫酸塩溶液および／または過硫酸溶液が、ペルオキシ硫酸水素カリウム（ＫＨＳＯ_５）を含有することを特徴とする、請求項１または２に記載のエッチング液組成物。
過硫酸溶液が、ペルオキソ一硫酸カリウム、ペルオキシ硫酸水素カリウム（ＫＨＳＯ _５）、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸カリウムを１種または２種以上含み、活性酸素が０．０１〜５重量％であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエッチング液組成物。
硝酸を含まない、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエッチング液組成物。
さらに塩化物イオンを０．００００１〜３０重量％含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエッチング液組成物。
さらにアンモニウムイオンを０．１〜５０重量％含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエッチング液組成物。
金属積層膜が、銅／銅合金、または銅合金／銅／銅合金の層構成であり、銅合金が基板と接している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエッチング液組成物。
銅合金が、銅−マグネシウム−アルミニウムまたは銅−マグネシウム−アルミニウム酸化物である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエッチング液組成物。
フラットパネルディスプレイにおいて、駆動トランジスタ電極をエッチングするための請求項１〜９のいずれか一項に記載のエッチング液組成物。
銅層と銅酸化物層および／または銅合金層（ただし、銅とモリブデン、銅とチタンおよび銅とクロムからそれぞれなる銅合金を除く）とを有する金属積層膜のエッチング方法であって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエッチング液組成物を用いてエッチングする工程を含む、前記エッチング方法。
金属積層膜が、銅／銅合金、または銅合金／銅／銅合金の層構成であり、銅合金が基板と接している、請求項１１に記載のエッチング方法。
銅合金が、銅−マグネシウム−アルミニウムまたは銅−マグネシウム−アルミニウム酸化物である、請求項１１または１２に記載のエッチング方法。
フラットパネルディスプレイにおいて、駆動トランジスタ電極をエッチングする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のエッチング方法。