JPS61591A - 銅のエツチング方法 - Google Patents

銅のエツチング方法

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JPS61591A
JPS61591A JP12127884A JP12127884A JPS61591A JP S61591 A JPS61591 A JP S61591A JP 12127884 A JP12127884 A JP 12127884A JP 12127884 A JP12127884 A JP 12127884A JP S61591 A JPS61591 A JP S61591A
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Japan
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etching
copper
hydrogen peroxide
pattern
soln
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JP12127884A
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English (en)
Inventor
Haruo Tanmachi
東夫 反町
Toshio Matsuzaki
松崎　壽夫
Kiyoshi Sato
清 佐藤
Takumi Suzuki
工 鈴木
Takeshi Sugii
岳史 椙井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/18—Acidic compositions for etching copper or alloys thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 本発明は微細回路パターン形成時に使用される銅のエツ
チング方法に係り、特にクロム−銅など銅を含む二層膜
組成のエツチング加工における微細パターン形成を再現
性よく行う方法に関する。
（ｂ）従来の技術 従来、銅のエツチング液としては、銅を塩化物とした後
、水又は酸に溶解する塩化第二鉄系、塩化第二銅系のエ
ツチング液と、銅を酸化物とした後、酸又はアンモニア
イオンに溶解するアルカリ系、及び過硫酸アンモニウム
系のエツチング液とが知られている。これらの、エツチ
ング液は銅単体のエツチングにおいては優れた特性を示
す。
然し、ｆＪはガラス、セラミック等基板との密着が悪い
ことから微細な薄膜パターンを形成する際には通常、基
板側の密着層として、クロム薄膜を併用するクロム−銅
などの重ね膜（多層膜）が使用される。
斯様な銅を含む多層膜エツチングの場合は、銅エツチン
グが終了してクロムが露出すると２局部電池によるエン
チング速度が増大してオーバエッチを生ずる。
第１図は１例えばガラス基板１にクロム−銅からなる二
層膜が形成された本発明の対象とされる微細パターン形
成基板の一断面図である。
図中、２は基板密着層としてのクロム層１．３番ｊ綱層
、及び４はたとえばフォトレジストマスクツ・ターンで
ある。
第２図は前図綱層３をエツチング除去した時。
エツチング速度が著しく増大することによるマスクパタ
ーン４下方の網部分３′層がオーバエフチ（アンダカッ
トとも云う）された基板の一断面図である。
即ち、低抵抗の導体回路パターン等形成時の前記オーバ
エッチは、微細パターンの形成を困難とすることから、
従来がらアンダヵソトの少ないエツチング方法が要請さ
れていた。
（Ｃ）発明が解決しようとする問題点 異種金属間の局部電池は避けることは出来ないが、前記
エツチング時の銅薄膜層に対するオーバエフチを極力抑
止し、然も、エツチング作業性の良い液組成を提示する
ことである。
（ｄ）問題点を解決するための手段 前記の問題点は１本発明の第一の手段とする酢酸５〜５
０ｍｌ／１．過酸化水素２０〜５０ｍｌ／ｌ、残部を水
としたエツチング液を用いることにより解決される。
更に９本発明の第二の手段とする硫酸、過酸化水素と該
過酸化水素の安定化剤、よりなる水溶液にｐＨ調整塩を
加えてｐＨ＝３〜４とするエツチング液を用いることに
より解決される。
（ｅ１作　用 銅酸化剤として過酸化水素水を用い、生成された酸化物
を溶解する弱酸としての酢酸を用いることによりオーバ
エッチを防いだものである。
酢酸は解離定数が小さいため過酸化水素水によって生じ
た１８Ｍ化物をゆっくりと溶解する。これにより局部電
池が形成されても銅の酸化物が鋼上に形成されそれ以上
の酸化を防ぎ溶解速度の上昇が阻止される。
（ｆｌ実施例 以下、前記説明に用いた第１図のクロム−銅からなる二
層Ｍ構成の微細パターン形成基板の断面図、及び第３図
のエツチング速度、オーバエッチ量と過酸化水素水の量
との関係特性図によって本発明の詳細な説明する。
ただしエツチング速度は毎分（ＩＩｌｉｎ　）当たりの
銅層厚さ減少量〔人／ｌｌ１ｉｎ〕、オーバエッチ量は
〔μ蒙単位〕で示される。　第１図における二層膜の生
成条件は次の通り。
ガラス基板１に例えば真空蒸着法等によりクロム層２を
４００人、銅層３を５０００人それぞれ蒸着した後、フ
ォトレジストによりマスク４を形成した基板を試料とす
る。
他方９本発明の第一のエツチング液として。
水１１に酢酸２０ｍｌを加え、これに３１％過酸化水素
（単位１；横軸）を加えて銅のエツチング液とする。
前記エツチング液に前記試料を浸漬して厚さ５０００人
の銅層のエツチング速度Ａ並びにオーバエッチ量Ｂを計
測した図が第３図特性である。
過酸化水素水の量が１５＋＋＋１／１以下ではエツチン
グ速度Ａが急激に低下する。この時、酸化物の溶解が酸
化よりも早いために銅表面の酸化層のエツチングが進み
オーバエッチ特性Ｂとなる。
過酸化水素水の量が１５ｍｌ７１以上では、エツチング
速度Ａは酸化物の溶解速度で決まるために過酸化水素水
の量に関係なく略一定である。また。
過酸化水素水の量が１５〜３５＋ｅｌ／１の範囲ではオ
ーバエッチ量Ｂは２μ−以下の小さい値である。
この場合、過酸化水素水は銅イオンの存在により自己分
解を起こす。これを防ぐための安定化剤として例えば尿
酸を添加することが望ましい。
次いで、第二のエツチング液の組成につき説明する。
これは水１１に硫酸４０ｍｌを加え、これに３０〜３５
％過酸化水素を加え残部水とするが、これに水素イオン
濃度の調整塩として酢酸ナトリウムを更に加えてｐＨ＝
３．４とするエツチング液である。
第二のエツチング液によるオーバエッチは、約２μｍで
あり、銅層５０００人をエツチングする所要時間は約１
分３０秒で（エツチング速度に換算して３３００人／＋
＊ｉｎ）と好ましい結果が得られる。
尚、前記エツチング液に用いた過酸化水素水の安定化剤
としての尿酸の添加は、該過酸化水素水の分解を阻止す
るに有効である。
Ｔｇ）発明の効果 前記本発明のエツチング液によれば、クロム−銅の重ね
膜パターンのエツチング時生ずる異種金属接触腐食によ
るエツチング速度の加速度的増大による銅のオーバエッ
チを少なく抑えることが出来る。これを銅薄膜の微細パ
ターン形成に使用すれば、精度よ（導体回路が実現され
ると云う顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の対象とされる微細パターン形成基板の
一断面図。 第２図はマスクパターン下方がオーバエッチされた基板
断面図。 第３図はエツチング速度、オーバエッチ量と過酸化水素
水の添加量との関係特性図である。 図中、ｌは基板、　２はクロム層。 ３は銅層、　４はマスクパターン。 である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）酢酸５〜５０ｍｌ／ｌ、過酸化水素２〜５０ｍｌ
    ／ｌ、残部を水としたエッチング液を用いることを特徴
    とする銅のエッチング方法。
  2. （２）前記のエッチング液に過酸化水素の安定化剤を添
    加してなる特許請求の範囲第１項記載の銅のエッチング
    方法。
  3. （３）硫酸、過酸化水素と該過酸化水素の安定化剤、残
    部を水とした溶液にｐＨ調整塩を加えてｐＨ＝３〜４の
    エッチング液を用いることを特徴とする銅のエッチング
    方法。
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