JPH0813166A - TiNおよびTiのエッチング液 - Google Patents

TiNおよびTiのエッチング液

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JPH0813166A
JPH0813166A JP14420894A JP14420894A JPH0813166A JP H0813166 A JPH0813166 A JP H0813166A JP 14420894 A JP14420894 A JP 14420894A JP 14420894 A JP14420894 A JP 14420894A JP H0813166 A JPH0813166 A JP H0813166A
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JP
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etching
tin
barrier layer
copper
etching solution
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JP14420894A
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English (en)
Inventor
Koji Ino
功治 井野
Yusuke Watanabe
雄介 渡辺
Kichiji Abe
吉次 阿部
Motoki Ito
基樹 伊藤
Motoaki Hyodo
元昭 兵藤
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、例えば銅バンプ電極でバリア層と
して使用されるTiNおよびTiのみが選択的にエッチ
ングされる、TiNおよびTiのエッチング液を提供す
ることを目的とする。 【構成】例えば、フリップチップICの突出電極は、半
導体ウエハ11の表面に回路配線12にコンタクト領域で接
触されるようにしてTiNもしくはTiのバリア層14を
形成し、このバリア層14上にレジストパターン15を形成
して、銅をメッキして銅バンプ16が形成され、その上に
はんだ17の層が形成される。そして、レジストパターン
15をエッチング除去した後、銅バンプ16をマスクとして
TiNもしくはTiのバリア層14をエッチングするもの
で、このエッチング液はEDTAが含有され、さらに中
性化するためにアンモニア水が含有され、また反応を効
率化する触媒として過酸化水素水が含有されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばIC等の電子
部品の製造工程において、突出したバンプ電極等を形成
するに際して、TiもしくはTiNによって構成された
バリア層を、その上側の銅バンプ部をマスクとして使用
してエッチング除去するために使用されるTiNおよび
Tiのエッチング液に関する。
【0002】
【従来の技術】エレクトロニクスの発展に伴って、多く
の分野で活用されているIC・LSIさらにガラス基板
等の電子部品が多く使用されるもので、これらの電子部
品の製造工程において、TiNおよびTiのみの選択エ
ッチングが要求されることが多い。例えば、シリコン基
板におけるコンタクト部のバリアメタル層のエッチング
や、厚膜回路におけるTiNおよびTiの層のエッチン
グが存在する。
【0003】また、より多くの電子回路要素を集積構成
するためにフリップチップICにあっては、回路要素が
組み込み形成された半導体チップの表面に、回路要素の
導出電極部、すなわちコンタクト部に対応して突出する
銅バンプを形成し、この銅パンプがはんだを介してセラ
ミック回路基板に形成された回路導体部に、機械的に且
つ電気的に結合して構成される。
【0004】この様なフリップチップICを構成するバ
ンプ電極は、回路要素の形成された半導体ウエハの表面
に回路配線を形成すると共に、この回路配線における端
子導出領域を露出するようにして絶縁層を形成し、さら
にこの絶縁層上に、前記露出部で回路配線に接続される
ようにして、例えばTiの薄膜によるバリア層を形成す
る。そして、このバリア層の上に銅によるバンプを突出
形成し、この突出バンプの上にはんだ層を載置設定する
ことによりバンプ電極が構成されるようにしている。
【0005】この突出する電極を構成する銅バンプは、
例えば半導体ウエハ上に形成されたバリア層の上にレジ
スト膜を形成し、半導体ウエハの導出電極部に対応して
このレジスト膜に開口を有するレジストパターンを形成
する。そして、このレジストパターンの上から電解メッ
キによって銅メッキ層を形成することにより、レジスト
パターンの開口部に対応して銅による電極体を形成する
もので、この状態でレジスト膜をエッチング除去するこ
とにより、半導体ウエハ上に突出する銅バンプが形成さ
れる。そして、その後この銅バンプをマスクとしてTi
薄膜からなるバリア層をエッチング除去して、銅バンプ
電極が完成される。
【0006】この様な銅バンプを形成するに際して、バ
リア層がTiNまたはTiの薄膜によって構成されてい
るものであるため、このバリア層をエッチングするに場
合に人体に有害であるとかあるいは作業性が悪い等の問
題を有する。また、この様なTiNやTiを有効にエッ
チングするエッチング液を使用すると、例えばバンプを
形成している銅等を含み他の金属をも腐食するような問
題を有する。
【0007】例えばエッチング液に弗酸(HF)を使用
する場合、この弗酸(HF)は半導体ウエハ表面に形成
される絶縁層(SiO2 およびSiN)等をも腐食して
しまい、さらにこのエッチング液が人体の皮膚からの浸
透すると、人体に対しても悪影響を及ぼすことがある。
また、塩酸(HCl)や硫酸(H2 SO4 )は、バンプ
を形成する銅(Cu)を腐食するもので、フリップチッ
プIC用の突出するバンプ電極を形成するためのバリア
層のエッチングには不向きである。さらにシュウ酸を含
むエッチング液は、Al23 等の絶縁体を侵す問題を
有する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、他の金属等を溶解すること
なくTiNおよびTiを選択的にエッチングすることが
可能とされて、人体に対しての安全性も確保できるよう
にした、例えばフリップチップICの突出電極を形成す
るに際して、TiNバリア層もしくはTiバリア層を突
出電極に合わせてエッチング除去するために使用できる
TiNおよびTiのエッチング液を提供しようとするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係るTiNお
よびTiのエッチング液は、Tiと選択的に錯化反応を
生ずる錯化剤と、この錯化剤によって酸性化された前記
エッチング液を中性化するアンモニア水と、さらに前記
エッチング液の活性化エネルギーを下げる触媒作用を行
わせる過酸化水素水とを含み構成される。ここで、Ti
と選択的に錯化反応を生ずる錯化剤は、EDTA、また
はEDMA、PDTA、en、TEA、NTA、BCA
の中の1つによって構成される。
【0010】
【作用】この様なTiNおよびTiのエッチング液は、
Tiと選択的に錯化反応を生ずる錯化剤を含んでいるも
のであるため、例えば銅バンプを形成するに際してバリ
ア層をエッチング除去する場合、銅バンプがマスクとし
て使用されるものであるが、そのマスク機能を発揮する
銅バンプ部は浸蝕されることがなく、TiもしくはTi
Nで構成されたバリア層のみが銅バンプの形状に正確に
合致してエッチング除去される。また、アンモニア水を
含ませることによって、エッチング液がアルカリ性とさ
れるものであり、したがって酸化アルミ等の絶縁物もし
くははんだ等の両性金属の溶解が防止され、TiNおよ
びTiのエッチング反応が促進される。そして、過酸化
水素水を含ませることによって、エッチング反応の活性
化エネルギーを下げる触媒機能が発揮されてエッチング
速度が向上される。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明の一実
施例を説明する。この実施例においてはフリップチップ
ICの銅バンプ電極を形成する過程に基づいて説明され
るもので、図1の(A)で示すように、シリコン等の半
導体ウエハ11の表面に、この半導体ウエハ11に形成され
た回路要素のコンタクト部に接触されるようにしてアル
ミニウムによる回路配線12が形成され、この回路配線12
の上にSiO2 等による絶縁膜13が形成される。この絶
縁膜13には、回路配線12を露出するように開口が形成さ
れるもので、この開口部がコンタクト領域とされる。そ
して、絶縁膜13の開口を介して回路配線12に接触される
ようにして、この絶縁膜13の表面の全体に、例えばTi
薄膜もしくはTiN薄膜によるバリア層14を形成する。
【0012】このバリア層14は、絶縁膜13の開口部を介
して回路導体12に接続され、半導体ウエハ11のコンタク
ト部に電気的に接続されるようになるもので、このバリ
ア層14の上にレジスト膜を形成する。このレジスト膜に
は、半導体ウエハ11のコンタクト領域、すなわち絶縁膜
13の開口部を指示するパターンで露光した後現像し、こ
のコンタクト領域に対応して開口151 の形成されたレジ
ストパターン15を形成する。
【0013】この様にレジストパターン15が形成された
ならば、同図の(B)で示すようにこのレジストパター
ン15をマスクとして、その開口151 部を介して露出され
るバリア層14の上に銅のメッキを施す。ここで、レジス
ト膜の厚さを充分に設定することで、レジストパターン
15の開口151 は円筒状に形成されて、この円筒状の開口
151 の内部に円柱状の銅メッキ層が形成されて、銅バン
プ16が成形されるようになる。その後この銅バンプ16の
上に、開口151 を埋めるようにしてはんだ17の層を重ね
て形成する。
【0014】この様に銅バンプ16およびはんだ17の層が
形成されたならば、同図の(C)で示すようにレジスト
パターン15をエッチング除去し、円柱状にされた銅バン
プ16およびはんだ17を露出させ、半導体ウエハ11の表面
に突出した電極体が形成されるようにする。そして、こ
の突出した電極体をマスクとしてバリア層14をエッチン
グ除去し、さらにはんだ17をリフローして銅バンプ電極
が完成される。
【0015】この様な銅バンプ16による突出電極の製造
工程において、TiもしくはTiNからなるバリア層14
は銅バンプ16をマスクとして用いて、この銅バンプ16の
外側部分をエッチングによって除去しているもので、こ
のエッチング工程において、TiNおよびTi用のエッ
チング液が用いられる。このエッチング工程で用いられ
るエッチング液は、例えばEDTA(ethylenediamine t
etracetic acid) のようなTiと錯体を形成する錯化剤
を含有しているもので、その化学的な反応は次のように
なる。
【0016】
【化1】
【0017】そしてこの様なEDTAと共に、さらにこ
のエッチング液を中性化するためにアンモニア水(NH
4 OH)が含まれるようにし、また反応を効率的に行わ
せるために触媒として過酸化水素(H22 )が含有さ
れるようにする。そして、このエッチング液の組成を示
すと次のようになる
【0018】
【化2】
【0019】例えばTi膜に対するエッチングレート
を、従来の弗酸を用いた場合とEDTAを用いた場合と
を比較してみると、エッチング時間とTi径との関係が
図2で示すようになり、EDTA系のエッチング液にあ
っては、エッチング時間を長くしてもTiの径の目減り
は少なく、マイルドなエッチングが可能とされることが
明らかである。
【0020】なお、この図でBTA(ベンゾトリアゾー
ル)系のエッチング液におけるエッチングレートも示し
ているが、このBTAはTiと錯化反応が生ずる錯化剤
であると同時に、銅バンプを構成する銅(Cu)との錯
化反応を生ずる錯化剤でもある。したがって、BTA系
のエッチング液では、Tiバリア層をエッチングすると
共に、銅バンプに対してもエッチングが進行し、銅バン
プはマスクとして機能せずにその根元の径が細くなって
しまい、したがってこのBTAは銅バンプ電極を構成す
るバリア層のエッチングには適用できない。
【0021】この様なEDTA系のエッチング液を用い
てTi膜をエッチングした場合、そのTi膜表面のエッ
チング時間は、エッチング液温度との関係、さらに過酸
化水素水およびアンモニア水の濃度との関係で図3で示
すようになる。そして、液温60〜65℃で3000A
(オングストローム)のTiN膜を、60〜150秒で
エッチング可能であることが実験等により確認された。
【0022】ここで、EDTA等の錯化剤の作用は、T
iと錯化反応を起こすことによってTiを溶解する作用
を有し、効果的なエッチングを行わせる。また、エッチ
ング液に対してEDTAを添加することによって、この
エッチング液のpHは酸性に傾いている。したがって、
この様な酸性に傾いているエッチング液に対してアンモ
ニア水を添加することにより、このエッチング液は中性
に戻されている。この様にエッチング液を中性に戻すこ
とによって、はんだや銅等の金属が腐食(エッチング)
されることを防止している。また、同時に酸化アルミニ
ウム等の絶縁物の溶解をも防止するようになり、Tiお
よびTiNのみが効果的にエッチングされるようにな
る。そして、さらに過酸化水素水はエッチング液におけ
る活性化エネルギーを下げる作用をする触媒の役割を果
たすようになり、さらに副反応として起こる酸素ガスの
発生によって、拡散効果が向上される。
【0023】なお、Tiと錯化反応が生ずる錯化剤とし
ては、EDTAの他に次のような物質が存在し、これら
から適宜選択して使用できる。 i)EDMA=ethylendiamine monoacetic acid ii)PDTA=proplendiamine tetracetic acid iii)en =ethylendiamine iv)TEA =triethananolamine v)NTA =nitrilotriacentic acid vi)BCA =bornine carbonic anhydrase
【0024】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係るTiNおよ
びTiのエッチング液によれば、同等の他の金属さらに
酸化アルミニウム等の絶縁物に影響を与えることなく、
TiNおよびTiのみが選択されてエッチングされるよ
うになり、人体に対しての安全性も確保して、例えばフ
リップチップICの突出電極を形成するに際して、バリ
ア層を突出電極に合わせてエッチング除去するために使
用できるものであり、その他各種の電子部品の製造工程
において効果的に採用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(D)は、この発明の係るエッチング
液を使用したフリップチップICのバンプ電極の製造過
程を順次説明する図。
【図2】各種エッチング液のエッチングレートを示す
図。
【図3】EDTA系エッチング液における液温度並びに
エッチング浴濃度とエッチング時間との関係を示す図。
【符号の説明】
11…半導体ウエハ、12…回路配線、13…絶縁層、14…バ
リア層(Ti)、15…レジストパターン、16…銅バン
プ、17…はんだ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 基樹 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 兵藤 元昭 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エッチング液に添加される、Tiと選択
    的に錯化反応を生ずる錯化剤と、 この錯化剤によって酸性化された前記エッチング液を中
    性化するアンモニア水と、 前記エッチング液の活性化エネルギーを下げる触媒作用
    を行わせる過酸化水素水と、 を含み構成されるようにしたことを特徴とするTiNお
    よびTiのエッチング液。
  2. 【請求項2】 前記Tiと選択的に錯化反応を生ずる錯
    化剤は、EDTAでなる請求項1記載のTiNおよびT
    iのエッチング液。
  3. 【請求項3】 前記Tiと選択的に錯化反応を生ずる錯
    化剤は、EDMA、PDTA、en、TEA、NTA、
    BCAの中の1つによって構成される請求項1記載のT
    iNおよびTiのエッチング液。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001069652A3 (de) * 2000-03-17 2001-12-06 Infineon Technologies Ag Verfahren zum freilegen einer kontaktfläche
JP2005146358A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Mitsubishi Gas Chem Co Inc チタンまたはチタン合金のエッチング液
US8110508B2 (en) 2007-11-22 2012-02-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming a bump structure using an etching composition for an under bump metallurgy layer
US8300167B2 (en) 2007-06-14 2012-10-30 Sharp Kabushiki Kaisha Display panel, display device, and method for manufacturing display panel
US8334594B2 (en) 2009-10-14 2012-12-18 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Chip having a metal pillar structure
US8552553B2 (en) 2009-10-14 2013-10-08 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device
US8884443B2 (en) 2012-07-05 2014-11-11 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Substrate for semiconductor package and process for manufacturing
US8912521B2 (en) 2012-11-16 2014-12-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device
US11390805B2 (en) 2020-02-05 2022-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Etching composition and method for manufacturing semiconductor device using the same
CN115261863A (zh) * 2022-08-02 2022-11-01 扬州国宇电子有限公司 一种用于快恢复二极管的金属颗粒腐蚀液及金属腐蚀方法
KR20230007342A (ko) 2020-04-14 2023-01-12 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 티탄 및/또는 티탄합금의 에칭액, 이 에칭액을 이용한 티탄 및/또는 티탄합금의 에칭방법, 및 이 에칭액을 이용한 기판의 제조방법

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001069652A3 (de) * 2000-03-17 2001-12-06 Infineon Technologies Ag Verfahren zum freilegen einer kontaktfläche
JP2005146358A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Mitsubishi Gas Chem Co Inc チタンまたはチタン合金のエッチング液
JP4535232B2 (ja) * 2003-11-17 2010-09-01 三菱瓦斯化学株式会社 チタンまたはチタン合金のエッチング液
US8300167B2 (en) 2007-06-14 2012-10-30 Sharp Kabushiki Kaisha Display panel, display device, and method for manufacturing display panel
US8395270B2 (en) 2007-11-22 2013-03-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Etching composition for an under-bump metallurgy layer
US8110508B2 (en) 2007-11-22 2012-02-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming a bump structure using an etching composition for an under bump metallurgy layer
US8334594B2 (en) 2009-10-14 2012-12-18 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Chip having a metal pillar structure
US8552553B2 (en) 2009-10-14 2013-10-08 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device
US8884443B2 (en) 2012-07-05 2014-11-11 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Substrate for semiconductor package and process for manufacturing
US8912521B2 (en) 2012-11-16 2014-12-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device
US11390805B2 (en) 2020-02-05 2022-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Etching composition and method for manufacturing semiconductor device using the same
KR20230007342A (ko) 2020-04-14 2023-01-12 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 티탄 및/또는 티탄합금의 에칭액, 이 에칭액을 이용한 티탄 및/또는 티탄합금의 에칭방법, 및 이 에칭액을 이용한 기판의 제조방법
CN115261863A (zh) * 2022-08-02 2022-11-01 扬州国宇电子有限公司 一种用于快恢复二极管的金属颗粒腐蚀液及金属腐蚀方法
CN115261863B (zh) * 2022-08-02 2024-03-26 扬州国宇电子有限公司 一种用于快恢复二极管的金属颗粒腐蚀液及金属腐蚀方法

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