JP6445717B2 - ウェットエッチング方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

ウェットエッチング方法、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ウェットエッチング方法、及び半導体装置の製造方法
に関する。
液晶パネルを構成するＴＦＴアレイ基板には、ゲート配線、ソース配線等の各種配線がパターン状に配設されている。この種の配線は、ガラス基板上に形成されている複数種の金属膜からなる積層物が、パターン状にエッチングされたものからなる。
例えば、特許文献１には、ガラス基板上に形成されたＡｌ膜及びＭｏ膜を含む積層物に対して、先ずスプレーエッチングによってＡｌ膜をエッチングし、その後、パドルエッチングによってＭｏ膜をエッチングする複合ウェットエッチング方法が示されている。
特開２００８−２７７８４５号公報
（発明が解決しようとする課題）
積層物を構成する最上層の金属膜がＴｉ膜からなる場合、通常、そのＴｉ膜の少なくとも表面部分は、雰囲気中に含まれる酸素等によって自然酸化されて、酸化チタンに変化している。酸化チタンは、一般的なウェットエッチングの薬液に対するエッチングレート（エッチング速度）が極端に低く（遅く）なることが知られている。そのような酸化チタンを最上層に有する積層物をウェットエッチングした場合、酸化チタンの下側にある他の金属膜の方が、酸化チタンよりも優先的にエッチングされ、積層物の断面形状が所謂、逆テーパー状（逆台形状）となってしまうことがあった。また、Ｔｉ膜が酸化されて酸化チタンとなる範囲は、必ずしも均一ではないため、サイドエッチング量がばらついて、積層物の線幅が不均一となってしまうことがあった。
本発明の目的は、サイドエッチング量のばらつきや、断面形状が逆テーパー状にエッチングされること等を抑制しつつ、最上層にＴｉ膜を有する金属膜の積層物を良好にエッチング可能なウェットエッチング方法、及びそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することである。
（課題を解決するための手段）
本発明に係るウェットエッチング方法は、複数の金属膜が支持基板上に積層されたものからなり、最上層として自然酸化されたＴｉ膜を含む積層物を目的の所定パターンに加工するウェットエッチング方法であって、前記積層物上に前記所定パターンに対応した形状のレジスト膜が形成されるレジスト形成工程と、前記最上層を選択的にエッチングする最上層選択的薬液を、前記積層物に接触させて、主として前記レジスト膜から露出した前記最上層をエッチングする最上層選択的エッチング工程と、前記最上層を含むすべての層をエッチングする仕上げ薬液を、前記積層物に接触させて、前記積層物が目的の形となるまでエッチングする仕上げエッチング工程とを備える。
前記ウェットエッチング方法は、前記最上層選択的エッチング工程において、前記最上層選択的薬液の前記最上層に対するエッチングレート（エッチング速度）は、前記最上層の下側にある層に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも高い（速い）ものが好ましい。
前記ウェットエッチング方法は、前記仕上げエッチング工程において、前記仕上げ薬液の前記最上層以外の層に対するエッチングレート（エッチング速度）は、前記最上層に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも高い（速い）ものが好ましい。
前記ウェットエッチング方法において、前記積層物は、前記最上層以外に、前記支持基板上に形成される最下層と、前記最上層と前記最下層との間に配される中間層を有し、前記最上層選択的エッチング工程の後、前記中間層を選択的にエッチングする中間層選択的薬液を、前記積層物に接触させて、主として前記レジスト膜から露出した前記中間層をエッチングする中間層選択的エッチング工程を備えるものであってもよい。
前記ウェットエッチング方法は、前記中間層選択的エッチング工程において、前記中間層選択的薬液の前記中間層に対するエッチングレート（エッチング速度）は、前記最上層に対するエッチングレート（エッチング速度）及び前記最下層に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも高い（速い）ものが好ましい。
前記ウェットエッチング方法において、前記支持基板は、ガラス基板からなり、所定パターンの前記積層物は、前記支持基板上に形成される配線パターンをなすものであってもよい。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記何れかに記載のウェットエッチング方法により、前記支持基板上に所定パターンの前記積層物が形成されてなる半導体装置を得る工程を備える。
（発明の効果）
本発明によれば、サイドエッチング量のばらつきや、断面形状が逆テーパー状にエッチングされること等を抑制しつつ、最上層にＴｉ膜を有する金属膜の積層物を良好にエッチング可能なウェットエッチング方法、及びそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することができる。
実施形態１のウェットエッチング方法により、エッチングされる金属膜の積層物の断面構成を模式的に表した説明図 最上層選択的エッチング工程により、最上層が選択的にエッチングされた積層物の断面構成を模式的に表した説明図 仕上げエッチング工程により、目的の形にエッチングされた積層物の断面構成を模式的に表した説明図 仕上げエッチング工程後の積層物の断面拡大写真を示す図 １液タイプの薬液を用いて積層物をエッチングした後の比較例の積層物の断面拡大写真を示す図 基板上に形成された所定パターン状の積層物のレジスト線幅と仕上がり線幅とを計測した複数の位置（２８個所）を模式的に表した平面図 レジスト線幅及び仕上がり線幅の説明図 実施形態１の積層物のレジスト線幅、仕上がり線幅及びサイドエッチング量の結果をまとめた表 比較例の積層物のレジスト線幅、仕上がり線幅及びサイドエッチング量の結果をまとめた表 実施形態１のサイドエッチング量と、比較例のサイドエッチング量とを比較したグラフ 実施形態２のウェットエッチング方法により、エッチングされる金属膜の積層物の断面構成を模式的に表した説明図 実施形態２の最上層選択的エッチング工程により、最上層が選択的にエッチングされた積層物の断面構成を模式的に表した説明図 実施形態２の中間層選択的エッチング工程により、最上層が選択的にエッチングされた積層物の断面構成を模式的に表した説明図 実施形態２の仕上げエッチング工程により、目的の形にエッチングされた積層物の断面構成を模式的に表した説明図 実施形態３のウェットエッチング方法により、エッチングされる金属膜の積層物の断面構成を模式的に表した説明図 実施形態３の最上層選択的エッチング工程により、最上層が選択的にエッチングされた積層物の断面構成を模式的に表した説明図 実施形態３の仕上げエッチング工程により、目的の形にエッチングされた積層物の断面構成を模式的に表した説明図
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１を、図１〜図１０を参照しつつ説明する。本実施形態では、ガラス製の基板上に形成された金属膜の積層物を、所定パターン状にウェットエッチングする方法を例示する。図１は、実施形態１のウェットエッチング方法により、エッチングされる金属膜の積層物の断面構成を模式的に表した説明図である。ここで、先ず、エッチング対象である金属膜の積層物について、説明する。
図１に示されるように、ガラス製の基板（支持基板の一例）１上に、エッチング対象である金属膜の積層物２が形成される。積層物２は、少なくとも金属膜が２層以上積層され、かつその最上層２１として、Ｔｉ膜が一部又は全部が酸化された膜からなる。本実施形態の場合、積層物２は、金属膜が合計で３層積層されたものからなる。
積層物２の最上層２１は、チタン（Ｔｉ）の酸化物である酸化チタンを含んでいる。最上層２１として形成されたＴｉ膜は、通常、雰囲気中に含まれる酸素等により自然酸化される。そのため、最上層２１には、自然酸化膜としての酸化チタン膜が形成されている。なお、酸化チタン膜は、主として、雰囲気中の酸素等と接触し易い最上層２１の表面に形成される。
最上層２１の下側に配される中間層２２は、Ａｌ膜からなる。そして更に、中間層２２の下側には、最下層２３として、Ｔｉ膜が形成されている。最下層２３のＴｉ膜は、ガラス製の基板（支持基板、透明基板）１上に形成されている。
積層物２を構成する各金属膜は、公知の成膜方法（例えば、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理気相堆積法、化学気相成長法等）を用いて、適宜、基板１上に形成される。なお、積層物２は、基板１の表面の全範囲に形成されてもよいし、基板１の表面の限られた範囲に形成されてもよい。
本実施形態の積層物２を構成する各層（金属膜）の厚みは、最上層（Ｔｉ膜、酸化チタン膜）２１が、約５０ｎｍであり、中間層（Ａｌ膜）２２が、約３００ｎｍであり、最下層（Ｔｉ膜）２３が、約５０ｎｍである。
本発明において、積層物を構成する金属膜の種類、金属膜の層数（積層数）、金属膜を構成する金属、合金の種類等の諸条件は、目的に応じて、適宜、設定されればよい。なお、本明細書において、積層物を構成する金属膜には、合金からなる合金膜も含まれるものとする。
このような積層物２をウェットエッチングする前に、予め積層物２上には、フォトレジスト膜（レジスト膜の一例）３が形成される（レジスト形成工程）。フォトレジスト膜３は、公知のフォトリソグラフィ技術で利用されるものからなり、所定パターン状に形成されている。
〔ウェットエッチング方法〕
本実施形態のウェットエッチング方法は、２種類の薬液を用いるウェットエッチング方法であり、最上層選択的エッチング工程と、最上層選択的エッチング工程の後に行われる仕上げエッチング工程とを有する。
（最上層選択的エッチング工程）
最上層選択的エッチング工程は、１つ目の薬液である最上層選択的薬液を用いて積層物２の最上層２１を選択的にエッチングする工程である。積層物２の最上層２１は、上述したように、Ｔｉ膜が自然酸化した酸化チタンを含んでいる。そのため、酸化チタンを含む最上層２１は、最上層２１以外の残りの層（Ａｌ膜、未酸化のＴｉ膜）と比べて、薬液に対するエッチングレートが速く（高く）異なり易い。例えば、一般的な薬液に対して、酸化チタンを含む最上層２１は、残りの層（Ａｌ膜、未酸化のＴｉ膜）と比べて、エッチングレートが遅く（低く）なる。
そこで、最上層選択的エッチング工程では、積層物２をエッチングするための薬液（最上層選択的薬液）として、酸化チタン（最上層）に対するエッチングレート（エッチング速度）が高く（速く）、かつ最上層２１以外の残りの層に対するエッチングレート（エッチング速度）が低い（遅い）薬液を用いて、積層物２の最上層２１が選択的にエッチングされる。
最上層選択的薬液としては、例えば、一般的な１液タイプの薬液と比べて、酸化チタンに対してエッチングレート（エッチング速度）が高い（速い）フッ素系薬液が用いられる。
また、本実施形態の場合、最上層選択的エッチング工程において、積層物２に接触させる最上層選択的薬液の温度、及び接触時間が調節される。具体的には、最上層選択的エッチング工程において、積層物２に接触させる最上層選択的薬液の温度は、４０℃に調節され、また、積層物２に最上層選択的薬液を接触させる時間は、５０秒に調節される。
図２は、最上層選択的エッチング工程により、最上層２１が選択的にエッチングされた積層物２の断面構成を模式的に表した説明図である。図２に示されるように、最上層選択的エッチング工程では、主として、酸化チタンを含む最上層２１が選択的（優先的）にエッチング（腐食）される。
最上層選択的エッチング工程では、基板１上に最終的に残す必要がある最上層２１の大きさ（線幅）よりも、幾分、大きく残るように第１薬液を用いて最上層２１がエッチングされる。なお、使用する最上層選択的薬液によっては、最上層選択的エッチング工程において、最上層２１以外の他の層（特に、最上層２１の真下にある中間層２２（Ａｌ膜））も、最上層選択的薬液によってエッチング（腐食）される。ただし、そのような場合でも、最上層選択的薬液の最上層２１に対するエッチングレート（エッチング速度）が、最上層２１以外の残りの層に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも、充分、高ければ（速ければ）、最上層２１以外の残りの層がエッチングされても実質的に問題とはならない。
最上層選択的エッチング工程は、浸漬式、スプレー式等の公知のウェットエッチング装置を用いて行われる。後述する仕上げエッチング工程についても、同様に、公知のウェットエッチング装置を用いて行われる。
最上層選択的エッチング工程の後、必要に応じて、基板１上の積層物２を洗浄液で洗浄する洗浄工程、基板１上の積層物２を乾燥させる乾燥工程等の他の工程を行ってもよい。
（仕上げエッチング工程）
仕上げエッチング工程は、２つ目の薬液である仕上げ薬液を用いて最上層２１を含む積層物２のすべての層を、目的の形となるまでエッチングする工程である。
仕上げエッチング工程では、最上層選択的エッチング工程後の積層物２をエッチングするための仕上げ薬液として、最上層２１に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも、最上層２１の下側の２層（中間層２２、最下層２３）に対するエッチングレート（エッチング速度）が、高過ぎない（速過ぎない）ものを用いて、積層物２を構成するすべての層がエッチングされる。
仕上げ薬液としては、例えば、一般的な１液タイプの薬液と比べて、最上層２１の下側の２層（中間層２２、最下層２３）に対するエッチングレート（エッチング速度）が低い（遅い）フッ素系薬液が用いられる。
また、本実施形態の場合、仕上げエッチング工程において、積層物２に接触させる仕上げ薬液の温度、及び接触時間が調節される。具体的には、仕上げエッチング工程において、積層物２に接触させる仕上げ薬液の温度は、３０℃に調節され、また、積層物２に仕上げ薬液を接触させる時間は、５０秒に調節される。
図３は、仕上げエッチング工程により、目的の形にエッチングされた積層物２の断面構成を模式的に表した説明図である。図３に示されるように、積層物２のすべての層が仕上げエッチング工程により、エッチングされる。
仕上げエッチング工程において、中間層２２及び最下層２３の２層に対する仕上げ薬液のエッチングレート（エッチング速度）は、最上層２１に対する仕上げ薬液のエッチングレート（エッチング速度）よりも高い（速い）。ただし、仕上げ薬液は、上述したように、前記２層に対するエッチングレート（エッチング速度）が、最上層２１に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも、高過ぎない（速過ぎない）ように設定されている。そのため、仕上げエッチング工程において、仕上げ薬液により、前記２層がエッチングされ過ぎることが抑制されている。
このような仕上げエッチング工程の後に得られる積層物２の断面形状は、図３に示されるように、テーパー状（台形状）となる。なお、積層物２の線幅は、最上層２１側から最下層２３側に向うにつれて順に大きくなっている。
仕上げエッチング工程の後、必要に応じて、基板１上の積層物２を洗浄液で洗浄する洗浄工程、基板１上の積層物２を乾燥させる乾燥工程等の他の工程を行ってもよい。
以上のような、ウェットエッチング方法により、所定パターン状の積層物２が得られる。なお、積層物２上のフォトレジスト膜３は、仕上げエッチング工程後、適宜、公知の手法を用いて除去される。
所定パターン状の積層物２が形成された基材１は、例えば、液晶パネルのＴＦＴアレイ基板（半導体装置の一例）１０として利用される。
以上のように、本実施形態のウェットエッチング方法によれば、サイドエッチング量のばらつきや、断面形状が逆テーパー状にエッチングされること等を抑制しつつ、最上層に自然酸化されたＴｉ膜を有する金属膜の積層物を良好にエッチングすることができる。
図４は、仕上げエッチング工程後の積層物２の断面拡大写真を示す図である。図４に示されるように、積層物２は、テーパー状をなしている。
＜比較例＞
ここで、比較例として、図５を参照しつつ、実施形態１と同様の積層物２Ｃを１液タイプの薬液でエッチングした場合を例示する。図５は、１液タイプの薬液を用いて積層物２Ｃをエッチングした後の比較例の積層物２Ｃの断面拡大写真を示す図である。図５に示される積層物２Ｃは、実施形態１と同様、上側から、自然酸化されたＴｉ膜を含む最上層２１Ｃ、Ａｌ膜からなる中間層２２Ｃ、未酸化のＴｉ膜からなる最下層２３Ｃからなる。そして、積層物２Ｃ上には、実施形態１と同様、フォトレジスト膜３Ｃが形成されている。
図５に示されるように、１液タイプの薬液を用いてエッチングした後の積層物２Ｃは、逆テーパー状をなしている。自然酸化したＴｉ層（酸化チタン）からなる最上層２１と、その真下にあるＡｌ層の一部２Ｃ１が、それよりも下側の部分に対して、庇状に外側に突出している。
＜実施形態１と比較例との比較＞
実施形態１の基板１０と比較例の基板１０Ｃとについて、それぞれエッチング後の各積層物２，２Ｃのレジスト線幅Ｌ３，Ｌ３Ｃと、仕上がり線幅Ｌ２，Ｌ２Ｃとを、それぞれ複数個所（２８個所）で計測し、それらの差分（Ｌ３−Ｌ２），差分（Ｌ３Ｃ−Ｌ２Ｃ）から、各サイドエッチング量を求めた。
図６は、基板上に形成された所定パターン状の積層物２のレジスト線幅と仕上がり線幅とを計測した複数の位置（２８個所）を模式的に表した平面図である。図６に示されるように、実施形態１の基板１０は、平面視で矩形状をなしており、図６に示されるような、基板中央及び周辺部を中心とした２８個所で、所定の線幅を持った線状の積層物パターンのレジスト線幅Ｌ３及び仕上がり線幅Ｌ２を測定した。なお、図６では、実施形態１の基板１０を例示したが、比較例の基板１０Ｃについても、同様の個所（２８個所）で、所定の線幅を持った線状の積層物パターンのレジスト線幅Ｌ３Ｃ及び仕上がり線幅Ｌ２Ｃを測定した。
図７は、レジスト線幅Ｌ３及び仕上がり線幅Ｌ２の説明図である。図７に示されるように、レジスト線幅Ｌ３は、線状をなしたフォトレジスト膜３の幅方向の長さ（短手方向の長さ）であり、仕上がり線幅Ｌ２は、エッチング後の線状をなした積層物２の最も下側部分の長さ（短手方向の長さ）である。なお、図７では、実施形態１の基板１０を例示したが、比較例についても、同様の個所をレジスト線幅Ｌ３及び仕上がり線幅Ｌ２とした。
図８は、実施形態１の積層物２のレジスト線幅Ｌ３、仕上がり線幅Ｌ２及びサイドエッチング量の結果をまとめた表であり、図９は、比較例の積層物２Ｃのレジスト線幅Ｌ３、仕上がり線幅Ｌ２及びサイドエッチング量の結果をまとめた表である。また、図１０は、実施形態１のサイドエッチング量と、比較例のサイドエッチング量とを比較したグラフである。
図１０に示されるように、実施形態１の方が、比較例１よりも、サイドエッチング量を小さくすることができると共に、サイドエッチング量のばらつきを抑えられることが確かめられた。
＜実施形態２＞
次いで、本発明の実施形態２を、図１１〜図１４を参照しつつ説明する。図１１は、実施形態２のウェットエッチング方法により、エッチングされる金属膜の積層物１２の断面構成を模式的に表した説明図である。図１１に示されるように、ガラス製の基板１１上に、エッチング対象である金属膜の積層物１２が形成される。積層物１２は、上述した実施形態１の積層物２と同様の構成であり、最上層１２１として自然酸化されたＴｉ膜を有し、中間層１２２としてＡｌ膜を有し、最下層１２３として未酸化のＴｉ膜を有している。そして、最上層１２１の上には、所定パターン状のフォトレジスト１３が形成されている。
ただし、本実施形態のウェットエッチング方法は、上記実施形態１とは異なり、３種類の薬液を利用して、所定パターン状にエッチングされる。
本実施形態のウェットエッチング方法は、最上層選択的エッチング工程と、最上層選択的エッチング工程の後に行われる中間層選択的エッチング工程と、中間層選択的エッチング工程の後に行われる仕上げエッチング工程とを有する。
（最上層選択的エッチング工程）
最上層選択的エッチング工程は、上記実施形態１と同様、１つ目の薬液である最上層選択的薬液を用いて積層物１２の最上層１２１を選択的にエッチングする工程である。
図１２は、実施形態２の最上層選択的エッチング工程により、最上層１２１が選択的にエッチングされた積層物１２の断面構成を模式的に表した説明図である。図１２に示されるように、最上層選択的エッチング工程では、主として、酸化チタンを含む最上層１２１が最上層選択的薬液によって選択的（優先的）にエッチング（腐食）される。
なお、本実施形態においても、最上層選択的エッチング工程の後、必要に応じて、基板１１上の積層物１２を洗浄液で洗浄する洗浄工程、基板１１上の積層物１２を乾燥させる乾燥工程等の他の工程を行ってもよい。
（中間層選択的エッチング工程）
中間層選択的エッチング工程は、２つ目の薬液である中間層選択的薬液を用いて積層物１２の最上層１２１を選択的にエッチングする工程である。
中間層選択的エッチング工程では、積層物１２をエッチングするための薬液（中間層選択的薬液）として、最上層１２１に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも、Ａｌ膜（中間層）に対するエッチングレート（エッチング速度）が高過ぎない（速過ぎない）ものが用いられる。
中間層選択的薬液としては、例えば、一般的な１液タイプの薬液と比べて、Ａｌ膜（中間層）に対するエッチングレート（エッチング速度）が低い（遅い）フッ素系薬液が用いられる。
また、本実施形態の場合、中間層選択的エッチング工程において、積層物１２に接触させる中間層選択的薬液の温度、及び接触時間が調節される。具体的には、中間層選択的エッチング工程において、積層物１２に接触させる中間層選択的薬液の温度は、３５℃に調節され、また、積層物１２に中間層選択的薬液を接触させる時間は、３０秒に調節される。
図１３は、実施形態２の中間層選択的エッチング工程により、最上層１２１が選択的にエッチングされた積層物１２の断面構成を模式的に表した説明図である。図１３に示されるように、中間層選択的エッチング工程では、主として、Ａｌ膜からなる中間層１２２が選択的（優先的）にエッチング（腐食）される。
中間層選択的エッチング工程では、基板１１上に最終的に残す必要がある中間層１２２の大きさ（線幅）よりも、幾分、大きく残るように中間層選択的薬液を用いて中間層１２２がエッチングされる。なお、使用する中間層選択的薬液によっては、中間層選択的エッチング工程において、中間層１２２以外の他の層（特に、中間層１２２の真下にある最下層１２３（Ｔｉ膜））も、中間層選択的薬液によってエッチング（腐食）される。ただし、そのような場合でも、中間層選択的薬液の中間層１２２に対するエッチングレート（エッチング速度）が、最下層１２３に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも、充分、高ければ（速ければ）、最下層１２３がエッチングされても実質的に問題とはならない。
また、中間層選択的エッチング工程では、中間層選択的薬液によってある程度、エッチングされる。
中間層選択的エッチング工程において、中間層１２２に対する中間層選択的薬液のエッチングレート（エッチング速度）は、最上層１２１に対する中間層選択的薬液のエッチングレート（エッチング速度）よりも高い（速い）。ただし、中間層選択的薬液は、上述したように、中間層１２２に対するエッチングレート（エッチング速度）が、最上層１２１に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも、高過ぎない（速過ぎない）ように設定されている。そのため、中間層選択的エッチング工程において、中間層選択的薬液により、中間層１２２がエッチングされ過ぎることが抑制されている。
中間層選択的エッチング工程は、上述した他の実施形態のエッチング工程と同様、浸漬式、スプレー式等の公知のウェットエッチング装置を用いて行われる。
なお、中間層選択的エッチング工程の後、必要に応じて、基板１１上の積層物１２を洗浄液で洗浄する洗浄工程、基板１１上の積層物１２を乾燥させる乾燥工程等の他の工程を行ってもよい。
（仕上げエッチング工程）
仕上げエッチング工程は、３つ目の薬液である仕上げ薬液を用いて最上層１２１を含む積層物１２のすべての層を、目的の形となるまでエッチングする工程である。
仕上げエッチング工程では、中間層選択的エッチング工程後の積層物１２をエッチングするための仕上げ薬液として、最上層１２１に対するエッチングレート（エッチング速度）、及び中間層１２２に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも、最下層１２３に対するエッチングレート（エッチング速度）が、高過ぎない（速過ぎない）ものを用いて、積層物１２を構成するすべての層がエッチングされる。
本実施形態の仕上げ薬液としては、例えば、一般的な１液タイプの薬液と比べて、最下層１２３に対するエッチングレート（エッチング速度）が低い（遅い）フッ素系薬液が用いられる。
また、本実施形態の場合、仕上げエッチング工程において、積層物１２に接触させる仕上げ薬液の温度、及び接触時間が調節される。具体的には、仕上げエッチング工程において、積層物１２に接触させる仕上げ薬液の温度は、２５℃に調節され、また、積層物１２に仕上げ薬液を接触させる時間は、３０秒に調節される。
図１４は、実施形態２の仕上げエッチング工程により、目的の形にエッチングされた積層物１２の断面構成を模式的に表した説明図である。図１４に示されるように、積層物１２のすべての層が仕上げエッチング工程により、エッチングされる。
仕上げエッチング工程において、最下層１２３に対する仕上げ薬液のエッチングレート（エッチング速度）は、最上層１２１及び中間層１２２に対する仕上げ薬液のエッチングレート（エッチング速度）よりも高い（速い）。ただし、仕上げ薬液は、上述したように、最下層１２３に対するエッチングレート（エッチング速度）が、最上層１２１及び中間層１２２に対するエッチングレート（エッチング速度）よりも、高過ぎない（速過ぎない）ように設定されている。そのため、仕上げエッチング工程において、仕上げ薬液により、最上層１２１及び中間層１２２がエッチングされ過ぎることが抑制されている。
このような仕上げエッチング工程の後に得られる積層物１２の断面形状は、図１４に示されるように、テーパー状（台形状）となる。なお、積層物１２の線幅は、最上層１２１側から最下層１２３側に向うにつれて順に大きくなっている。
また、本実施形態の仕上げエッチング工程の後、必要に応じて、基板１１上の積層物１２を洗浄液で洗浄する洗浄工程、基板１１上の積層物１２を乾燥させる乾燥工程等の他の工程を行ってもよい。
以上のような、ウェットエッチング方法により、所定パターン状の積層物１２が得られる。なお、積層物１２上のフォトレジスト膜１３は、仕上げエッチング工程後、適宜、公知の手法を用いて除去される。
所定パターン状の積層物１２が形成された基材１１は、例えば、液晶パネルのＴＦＴアレイ基板（半導体装置の一例）１１０として利用される。
以上のように、本実施形態のウェットエッチング方法によれば、サイドエッチング量のばらつきや、断面形状が逆テーパー状にエッチングされること等を抑制しつつ、最上層に自然酸化されたＴｉ膜を有する金属膜の積層物を良好にエッチングすることができる。
＜実施形態３＞
次いで、本発明の実施形態３を、図１５〜図１７を参照しつつ説明する。図１５は、実施形態３のウェットエッチング方法により、エッチングされる金属膜の積層物１１２の断面構成を模式的に表した説明図である。図１５に示されるように、ガラス製の基板１１１上に、エッチング対象である金属膜の積層物１１２が形成される。積層物１１２は、金属膜が合計で２層積層されたものからなり、自然酸化されたＴｉ膜からなる最上層１１２１と、Ａｌ膜からなる最下層１１２３とを有している。そして、最上層１１２１の上には、所定パターン状のフォトレジスト１１３が形成されている。なお、最上層１１２１の厚みは、約５０ｎｍであり、最下層１１２３の厚みは、約３００ｎｍである。
本実施形態のウェットエッチング方法は、上記実施形態１と同様、２種類の薬液を用いるウェットエッチング方法であり、最上層選択的エッチング工程と、最上層選択的エッチング工程の後に行われる仕上げエッチング工程とを有する。
図１６は、実施形態３の最上層選択的エッチング工程により、最上層が選択的にエッチングされた積層物１１２の断面構成を模式的に表した説明図である。本実施形態の最上層選択的エッチング工程では、上記実施形態１と同じ最上層選択的薬液が利用される。また、最上層選択的エッチング工程における最上層選択的薬液の温度、及び接触時間も同じである。
図１７は、実施形態３の仕上げエッチング工程により、目的の形にエッチングされた積層物１１２の断面構成を模式的に表した説明図である。本実施形態の仕上げエッチング工程では、上記実施形態１と同じ仕上げ薬液が利用される。ただし、仕上げ薬液の温度は、３５℃に調節される。なお、仕上げ薬液の接触時間は、５０秒に調節される。
本実施形態のように、２層の積層物に対して、２種類の薬液を用いてウェットエッチングを行ってもよい。本実施形態においても、図１７に示されるように、仕上げエッチング工程の後に得られる積層物１１２の断面形状はテーパー状（台形状）となり、積層物１１２の線幅は、最上層１１２１側から最下層１１２３側に向うにつれて順に大きくなる。
なお、本実施形態の各工程後に、必要に応じて、基板１１１上の積層物１１２を洗浄液で洗浄する洗浄工程、基板１１１上の積層物１１２を乾燥させる乾燥工程等の他の工程を行ってもよい。また、積層物１１２上のフォトレジスト膜１１３は、仕上げエッチング工程後、適宜、公知の手法を用いて除去される。
以上のように、本実施形態のウェットエッチング方法によれば、サイドエッチング量のばらつきや、断面形状が逆テーパー状にエッチングされること等を抑制しつつ、最上層に自然酸化されたＴｉ膜を有する金属膜の積層物を良好にエッチングすることができる。
所定パターン状の積層物１１２が形成された基材１１１は、例えば、液晶パネルのＴＦＴアレイ基板（半導体装置の一例）１１１０として利用される。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、半導体装置の一例として、ＴＦＴアレイ基板を例示したが、本発明はこれに限られず、他の半導体装置であってもよい。
（２）上記実施形態では、薬液としてフッ素系薬液を用いたが、本発明はこれに限られず、他の種類の薬液を用いてもよい。
１...支持基板、２...積層物、２１...最上層（自然酸化されたＴｉ膜）、２２...中間層、２３...最下層、３...フォトレジスト膜、１０...半導体装置（ＴＦＴアレイ基板）

Claims (6)

  1. 複数の金属膜が支持基板上に積層されたものからなり、最上層として自然酸化されたＴｉ膜を含む積層物を目的の所定パターンに加工するウェットエッチング方法であって、
    前記積層物上に前記所定パターンに対応した形状のレジスト膜が形成されるレジスト形成工程と、
    前記最上層を選択的にエッチングする最上層選択的薬液を、前記積層物に接触させて、主として前記レジスト膜から露出した前記最上層をエッチングする最上層選択的エッチング工程と、
    前記最上層を含むすべての層をエッチングする仕上げ薬液を、前記積層物に接触させて、前記積層物が目的の形となるまでエッチングする仕上げエッチング工程とを備え、
    前記積層物は、前記最上層以外に、前記支持基板上に形成される最下層と、前記最上層と前記最下層との間に配される中間層を有し、
    前記最上層選択的エッチング工程の後、前記中間層を選択的にエッチングする中間層選択的薬液を、前記積層物に接触させて、主として前記レジスト膜から露出した前記中間層をエッチングする中間層選択的エッチング工程を備えるウェットエッチング方法。
  2. 前記最上層選択的エッチング工程において、前記最上層選択的薬液の前記最上層に対するエッチングレートは、前記最上層の下側にある層に対するエッチングレートよりも高い請求項１に記載のウェットエッチング方法。
  3. 前記仕上げエッチング工程において、前記仕上げ薬液の前記最上層以外の層に対するエッチングレートは、前記最上層に対するエッチングレートよりも高い請求項１又は請求項２に記載のウェットエッチング方法。
  4. 前記中間層選択的エッチング工程において、前記中間層選択的薬液の前記中間層に対するエッチングレートは、前記最上層に対するエッチングレート及び前記最下層に対するエッチングレートよりも高い請求項１に記載のウェットエッチング方法。
  5. 前記支持基板は、ガラス基板からなり、
    所定パターンの前記積層物は、前記支持基板上に形成される配線パターンをなす請求項１から請求項４の何れか一項に記載のウェットエッチング方法。
  6. 請求項１から請求項５の何れか一項に記載のウェットエッチング方法により、前記支持基板上に所定パターンの前記積層物が形成されてなる半導体装置を得る工程を備える半導体装置の製造方法。
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