KR20120023174A - 에칭액 조성물 - Google Patents

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KR20120023174A
KR20120023174A KR1020127000025A KR20127000025A KR20120023174A KR 20120023174 A KR20120023174 A KR 20120023174A KR 1020127000025 A KR1020127000025 A KR 1020127000025A KR 20127000025 A KR20127000025 A KR 20127000025A KR 20120023174 A KR20120023174 A KR 20120023174A
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츠구히로 타고
토모타케 마츠다
마유미 키무라
테츠오 아오야마
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하야시 퓨어 케미칼 가부시키가이샤
산요 한도타이 세이조우 가부시키가이샤
산요덴키가부시키가이샤
산요 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
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Abstract

알루미늄막이나 알루미늄 합금막 등의 금속막을 제어성 좋고, 또한, 레지스트 스며듬의 발생을 억제, 방지하면서 에칭하여, 의도하는 테이퍼 형상과, 우수한 평탄성을 갖는 금속막을 얻을 수 있도록 한다. 인산, 질산, 유기산염을 함유하는 수용액을, 기판상의 금속막을 에칭하기 위한 에칭액 조성물로서 사용한다. 상기 유기산염으로서, 지방족 모노카르본산, 지방족 폴리카르본산, 지방족 옥시카르본산, 방향족 모노카르본산, 방향족 폴리카르본산, 방향족 옥시카르본산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의, 암모늄염, 아민염, 제 4급 암모늄염, 알칼리금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 사용한다. 또한, 상기 유기산염의 농도를, 0.1 내지 20중량%의 범위로 한다. 또한, 본 발명의 에칭액 조성물을, 상기 금속막이 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 경우에 사용한다.

Description

에칭액 조성물{ETCHING SOLUTION COMPOSITION}
본 발명은, 예를 들면 전자 부품의 배선 형성 등에 사용되는, 알루미늄막, 알루미늄 합금막 등의 금속막을 에칭하기 위한 에칭액 조성물에 관한 것으로, 상세하게는, 반도체 장치나 액정 표시 장치를 구성하는 기판상에 마련된 알루미늄막이나 알루미늄 합금막 등의 금속막을 에칭하기 위한 에칭액 조성물에 관한 것이다.
종래로부터, 각종의 전자 부품에 있어서, 반도체 기판이나 유리 기판 등의 표면에 배선이나 전극 등을 형성하는 방법으로서, 이하와 같은 에칭에 의한 방법이 알려져 있다.
먼저, 기판상에 배선?전극 재료(기재)인 알루미늄막이나 알루미늄 합금막을 형성한다. 그리고 나서, 그 표면에 포토 리소그래피법에 의해 감광성 수지를 도포하고, 노광?현상을 행함에 의해 패턴 마스크를 형성한다.
그리고, 이 패턴 마스크를 이용하여 알루미늄막이나 알루미늄 합금막의 에칭을 행한다. 이로써, 알루미늄막이나 알루미늄 합금막에 소망하는 패턴의 배선이나 전극을 형성하는 것이 가능해진다.
그런데, 근래, 반도체 장치나 액정 표시 장치에서는, 제품의 소형화나 고성능화에의 요구가 커짐에 따라, 이들 장치가 구비하고 있는 배선이나 전극 등에 대한 미소화, 고성능화에의 요구도 보다 엄격해지고 있다. 그래서, 그것에 수반하여, 다층화가 진행되어 있는 기술 분야에서는, 다층화에 대응하기 위해, 에칭된 배선의 측면과, 배선이 형성되어 있는 기재(예를 들면, 절연층이나 기판 등)의 표면이 이루는 각도(이하 이 각도를 테이퍼각이라고 한다)가, 90° 미만이 되는 형상(순(順)테이퍼 형상)으로, 배선의 단면(斷面) 형상을 제어하는 것이 강하게 요망되고 있다.
그래서, 근래의, 패턴의 고밀도화와 미세화에 수반하는, 배선 재료의 저저항화의 필요성 등 때문에, 배선 재료로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 널리 사용되고 있다.
또한, 다층 배선을 행하는 경우에는, 신호 지연을 적게 할 목적으로 하층 배선의 재료에 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 그리고, 상층 배선과 하층 배선을 전기적으로 절연하기 위해, 하층의 알루미늄 배선 또는 알루미늄 합금 배선상에 절연층을 어떤 수단으로 형성한 후, 그 위에, 상층 배선으로서, 알루미늄 배선 또는 알루미늄 합금 배선을 형성하는 것이 행하여지고 있다.
여기서, 하층의 알루미늄 배선 또는 알루미늄 합금 배선은, 그 위에 형성되는 절연층의 피복성을 향상시키기 위해, 배선의 단면 형상을, 순테이퍼 형상이 되도록 제어하는 것이 필요하게 된다.
이 경우, 하층의 알루미늄 배선 또는 알루미늄 합금 배선의 단면 형상의 제어성이 중요하고, 단면 형상이 순테이퍼 형상의 배선을 얻을 수 없는 경우나, 배선의 테이퍼각(θ)이 소망하는 범위로부터 벗어난 경우에는, 상층의 알루미늄 배선 또는 알루미늄 합금 배선이 단선되거나, 절연층에 생기는 크랙을 통하여 상층 배선이 하층 배선과 단락하거나 하는 경우가 있고, 신뢰성이 저하된다는 문제점이 있다.
그런데, 일반적으로, 에칭에 의해 순테이퍼 형상의 배선을 형성하는 경우, /질산/아세트산의 수용액을 에칭액으로서 사용하여, 알루미늄막 또는 알루미늄 합금막을 에칭함에 의해, 순테이퍼 형상의 배선을 형성하는 것은 가능하다.
예를 들면, 인산/질산/아세트산/물의 용량비가 16:2 내지 8:2:1의 혼합액을 사용하고, 마스크가 되는 레지스트를 노광?현상 처리하여 소정의 배선 형상으로 패터닝 한 후, 상기 레지스트를 금속막과의 밀착성이 충분한 마스크를 얻을 수 있는 소성 온도로 소성(포스트 베이크)하여 형성한, 금속막과의 밀착성에 우수한 마스크를 이용하여 에칭을 행한 경우에는, 배선의 측면과, 배선이 형성되어 있는 기재(예를 들면, 절연층이나 기판 등)의 표면이 이루는 각도(테이퍼각)(θ)가, 90° 미만이고, 90°(수직)에 가까운 배선을 얻을 수 있다.
그러나, 레지스트의 소성 온도가 적절한 온도보다 낮은 경우에는, 금속막과의 마스크의 밀착성이 불충분하게 되고, 레지스트와 금속막과의 계면에 에칭액이 침입하여, 금속막의 에칭면은, 금속막이 그 상면측으로부터도 에칭되기 때문에, 배선의 측면과 배선의 윗면이 이루는 각도가 커지고, 배선의 측면이 완만하게 경사된 1단(段)의 테이퍼 형상을 갖는 배선이 형성되는 것이 보고되어 있고, 에칭액중의 질산 농도가 더욱 높아지면, 테이퍼각이 작아지는 것이 보고되어 있다(특허 문헌 1 참조).
한편, 질산 농도가 낮은 경우에는, 테이퍼각이 큰 1단의 테이퍼 형상을 형성하지만, 질산 농도를 높이면, 레지스트와 금속막과의 계면의 에칭 레이트가 높아져서, 레지스트와 금속막과의 계면측에 형성된 테이퍼각이 작은 1번째의 단과, 1번째의 단보다도 기판에 가까운 측에 형성된 테이퍼각이 큰 2번째의 단의 2개의 단을 구비한 순테이퍼 형상을 갖는 배선이 형성되고, 더욱 질산 농도가 높아지면, 경사가 작은 1단의 순테이퍼 형상을 갖는 배선이 형성되는 것이 알려져 있다(특허 문헌 2, 특허 문헌 3 참조).
그러나, 에칭액중의 질산 농도를 높게 하면 알루미늄막 또는 알루미늄 합금막의 에칭 레이트는 높아지지만, 에칭의 제어성이 저하되어, 제어성이 좋은 테이퍼 형상을 갖는 배선을 얻는 것이 곤란해진다.
또한, 인산/질산/아세트산/물의 혼합액인 에칭액의 질산 농도가 높은 경우는, 질산에 의한 레지스트 데미지가 생기고, 레지스트 표면에 균열이 확인되었지만, 균열은 레지스트 표면에서 억제되어 있고, 금속 표면에는 에칭 흔적이 확인되지 않는 것이 보고되어 있다(특허 문헌 2 참조).
또한, 에칭액에 의한 레지스트의 수축은 일정 이상 진행하지 않는 것이 보고되어 있다(특허 문헌 3).
그러나, 질산 농도가 높은 경우에 있어서, 에칭 후에, 전자현미경(SEM)으로 레지스트 표면을 관찰하면, 레지스트 표면에 잔금이 들어가 있는 외에, 에칭면보다 내측, 즉, 에칭이 행하여지지 않은, 레지스트와 금속막과의 계면에, 에칭액의 스며듬에 의한 에칭 흔적(이하「레지스트 스며듬」이라고 부른다)이 생기는 것이 확인된다. 그리고, 레지스트 스며듬의 현상이 발생하면, 레지스트로 덮이고 있는 금속막 표면이 에칭되어 평탄하지 않게 되어, 소망하는 형상을 얻을 수 없게 된다는 문제가 발생한다.
또한, 반도체 프로세스의 미세화의 진행에 의해, 에칭 후의 금속막 표면에 관해, 금속막 표면의 거칠어짐이 없는, 우수한 평탄성, 평활성을 갖는 고품질의 금속막을 얻는 방법이 요구되고 있다. 에칭액에 첨가제를 가하여 에칭 후의 금속막 표면의 상태를 개선하는 시도로서, 예를 들면, 에칭 공정에서 기포가 금속막 표면에 부착함에 의해, 에칭이 저해되어 에칭면의 평활성이 손상되는 것을 방지하기 위해, 질산이 금속막을 에칭할 때에 발생하는 수소의 금속막 표면에의 부착을 회피할 수 있도록, 인산/질산/아세트산/물을 주성분으로 하는 에칭액에, 트리알킬아민옥사이드계 계면활성제를 첨가한 에칭액 조성물이 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 4). 또한, 에칭액의 미세 가공성을 개선하기 위해, 젖음성을 개선할 목적으로 계면활성제를 첨가하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 5).
그러나, 이들의 특허 문헌 4, 5에는, 표면의 거칠어짐이 없고, 평활성에 우수한 고품질의 금속 표면을 갖는 테이퍼 형상의 금속막을 형성하는 것에 관해서는 특히 제안은 이루어져 있지 않은 것이 실정이다.
또한, 인산/질산/아세트산/물을 주성분으로 하는 에칭액에 알킬황산 에스테르 또는 퍼프루오로알켄일페닐에테르술폰산 및 그들의 염인 계면활성제를 첨가한 에칭액이 제안되어 있다(특허 문헌 6). 그러나, 이 특허 문헌 6에 기재된 기술은 계면활성제를 사용하기 때문에, 나아가서는 계면활성제가, 그 자신의 용매를 함유하고 있기 때문에, 계면활성제 및 용매가 에칭액에 의해 산화되어, 에칭액의 조성이 변화하기 쉽고, 에칭 레이트도 변화한다는 문제점이 있다.
또한, 낮은 테이퍼각(20° 이하)에 관한 기재가 있지만, 테이퍼 형상을 소망하는 형상으로 제어하는 것에 관해서는 전혀 기재가 없고, 레지스트 스며듬에 관해서도 충분한 해결책을 개시하고 있다고는 말하기 어려운 것이 실정이다.
이상과 같이, 테이퍼각을 정밀도 좋게 제어하는 것이 가능하고, 레지스트 스며듬이 생기지 않고, 표면의 거칠어짐이 없는, 우수한 평탄성, 평활성을 갖는 고품질의 에칭면을 구비한 순테이퍼 형상을 갖는 금속막을 형성하는 것이 가능한 에칭액 조성물이 요망되고 있는 것이 실정이다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평7-176525호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개평6-122982호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특개2001-77098호 공보 특허 문헌 4 : 일본 특표평4-506528호 공보 특허 문헌 5 : 일본 특개2003-49285호 공보 특허 문헌 6 : 일본 특개2005-162893호 공보
본 발명은 상기 실정을 감안하여, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 다층 배선을 갖는 반도체 장치의 상층 배선의 단선이나 단락을 방지하고, 수율 좋고, 신뢰성에 우수한 반도체 장치를 얻기 위해, 금속막, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금막을 제어성 좋고, 또한, 레지스트 스며듬이 생기는 일 없이 에칭하는 것이 가능하고, 적절한 테이퍼 형상과, 우수한 평탄성, 평활성을 갖는 금속막을 얻는 것이 가능한 에칭액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의, 검토를 거듭한 결과, 하기의 에칭액 조성물의 발명을 완성시키는데 이르렀다.
즉, 본 발명의 에칭액 조성물은, 기판상의 금속막을 에칭하기 위한 에칭액 조성물로서, 인산, 질산, 유기산염을 함유하는 수용액인 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물에서는, 상기 유기산염으로서, 지방족 모노카르본산, 지방족 폴리카르본산, 지방족 옥시카르본산, 방향족 모노카르본산, 방향족 폴리카르본산, 방향족 옥시카르본산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의, 암모늄염, 아민염, 제 4급 암모늄염, 알칼리금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물에서는, 유기산염의 농도가 0.1 내지 20중량%인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물은, 금속막으로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 금속막을 에칭하는 경우에 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 에칭액 조성물을, 금속막의 에칭에 사용한 경우, 에칭 레이트를 제어하는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 발명의 에칭액 조성물을 사용하여 금속막을 에칭 함에 의해, 금속막의 에칭 후의 형상을 제어하여, 소망하는 테이퍼 형상을 갖는 배선이나 전극을 형성할 수 있다.
유기산염으로서, 지방족 모노카르본산, 지방족 폴리카르본산, 지방족 옥시카르본산, 방향족 모노카르본산, 방향족 폴리카르본산, 방향족 옥시카르본산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의, 암모늄염, 아민염, 제 4급 암모늄염, 알칼리금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 사용함에 의해, 금속막의 에칭 후의 형상을 제어하여, 소망하는 테이퍼 형상을 갖는 배선이나 전극을 보다 확실하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물에서는, 유기산염의 농도를 0.1 내지 20중량%의 범위로 함에 의해, 금속막의 에칭 후의 형상을 확실하게 제어하여, 소망하는 테이퍼 형상을 갖는 배선이나 전극을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물을 사용하여, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 금속막을 에칭한 경우, 에칭 레이트나 에칭 후의 형상을 보다 확실하게 제어하는 것이 가능해진다. 그리고, 그 결과, 의도하는 테이퍼각을 가지며, 안정된 테이퍼 형상을 갖는 배선이나 전극을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 금속막의 에칭액 조성물은, 질산의 농도가 높음에도 불구하고, 레지스트 스며듬이 발생하지 않는다는 특징을 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물은, 질산 농도가 높음에도 불구하고, 에칭 후에 레지스트 표면에 보이는 잔금의 수를, 종래의 에칭액을 사용한 경우에 비하여 적게 하는 것이 가능하고, 레지스트의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 금속막의 에칭액 조성물을 사용함에 의해, 테이퍼각이 작은 경우에도, 금속막의 에칭 후에 형성된 에칭면을, 표면의 거칠어짐이 없는 평탄한 표면으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물은, 계면활성제, 및 계면활성제 자신의 용매로서 사용되는 유기 용매 등을 포함하지 않는 것이기 때문에, 에칭액의 조성 변화를 억제하는 것이 가능함과 함께, 에칭 레이트의 변화를 억제하는 것이 가능하기 때문에, 에칭액의 사용 가능 시간(약액 수명)을 길게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물을 사용하여 에칭을 행한 경우, 레지스트의 패터닝의 전처리의 약액 처리 온도나 처리 시간에 의한, 테이퍼각의 변동을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 에칭액 조성물을 사용하여 형성한 금속막(알루미늄막)의 테이퍼각을 설명하는 도면이다.
이하에 본 발명의 실시의 형태에 관해 설명한다.
본 발명의 에칭액 조성물중의, 인산의 바람직한 농도는, 30 내지 80중량%이고, 더욱 바람직하게는 40 내지 70중량%이다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물중의, 질산의 바람직한 농도는, 1 내지 40중량%이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 30중량%이다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물에 사용되는 유기산염으로서는, 지방족 모노카르본산, 지방족 폴리카르본산, 지방족 옥시카르본산, 방향족 모노카르본산, 방향족 폴리카르본산, 방향족 옥시카르본산 등의 암모늄염, 아민염, 제 4급 암모늄염, 알칼리금속염 등을 들 수 있다.
상기 유기산염을 구성하는 유기산으로서는, 구체적으로는, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 낙산, 이소낙산, 길초산, 이소길초산, 트리메틸아세트산, 카프로산 등의 지방족 모노카르본산, 수산, 말론산, 호박산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜린산, 스베린산, 말레인산, 푸마르산, 시트라콘산, 이타콘산, 글루타콘산 등의 지방족 폴리카르본산, 글리콜산, 젖산, 사과산, 주석산, 구연산 등의 지방족 옥시카르본산, 안식향산, 톨루일산, 나후토에산 등의 방향족 모노카르본산, 프탈산, 트리멜리트산 등의 방향족 폴리카르본산, 살리실산, 몰식자산 등의 방향족 옥시카르본산 등을 들 수 있다.
또한, 상기 유기산염으로서는, 구체적으로는, 상술한 유기산의 암모늄염, 또는 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 프로필아민, 디프로필아민, 트리프로필아민, 부틸아민, 디부틸아민, 트리부틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, 히드록실아민, N,N-디에틸히드록실아민, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 트리메틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 피롤, 피롤린, 피롤리딘, 모르폴린 등의 아민염, 테트라메틸암모늄 수산화물, 테트라에틸암모늄 수산화물, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄 수산화물 등의 제 4급 암모늄염, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리금속염을 들 수 있다.
본 발명의 보다 바람직한 유기산염으로서는, 지방족 모노카르본산의 암모늄염이다, 포름산 암모늄, 아세트산 암모늄, 프로피온산 암모늄, 낙산 암모늄 이소낙산 암모늄, 길초산 암모늄, 이소길초산 암모늄, 트리메틸아세트산 암모늄, 카프로산 암모늄 등을 들 수 있다. 이들의 유기산염은, 입수하기 쉽고, 또한 용해성도 높고, 취급이 용이하다.
본 발명에 사용되는 유기산염의 농도는, 에칭 레이트를 충분히 제어하는 것이 가능하고, 레지스트 스며듬을 발생하지 않고, 안정된 테이퍼 형상을 갖는 배선, 전극을 형성하는 견지로부터는, 바람직하게는 0.5 내지 30중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 1 내지 20중량%의 범위이다.
실시예
이하에, 본 발명의 실시예를 나타내, 본 발명이 특징으로 하는 바를 더욱 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 이들의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<본 발명의 실시예에 관한 에칭액 조성물의 조제>
표 1에 표시하는 바와 같은 비율로, 인산, 질산, 유기산염, 및 물을 배합하여, 본 발명의 요건을 구비한, 본 발명의 실시예인 에칭액 조성물(실시예 1 내지 6)을 조제하였다.
Figure pat00001
또한, 비교를 위해, 표 2에 표시하는 바와 같은 비율로, 인산, 질산, 유기산인 아세트산, 및 물을 배합하여, 본 발명의 요건을 구비하지 않은 비교예로서의 에칭액 조성물(비교예 1 내지 7)을 조제하였다.
Figure pat00002
또한, 이 비교예 1 내지 7의 에칭액 조성물은, 표 1에 표시하는 바와 같이, 인산, 질산, 유기산인 아세트산, 및 물을 함유하지만 유기산염을 함유하지 않는, 본 발명의 범위 외의 에칭액 조성물이다.
단, 비교예 1 내지 7중, 비교예 6에는 계면활성제로서, 음이온성 계면활성제인 트리에탄올아민알킬술페이트(알킬 탄소수 12 내지 14)가 첨가되어 있다.
표 1, 2의 각 에칭액 조성물을 사용하여, 이하에 설명하는 방법에 의해, 금속막의 에칭을 행함과 함께, 이하의 각 항목에 관해, 측정, 관찰을 행하여, 그 특성을 평가하였다.
<알루미늄막의 에칭 레이트의 측정>
기판(Si기판)상에 스퍼터링법에 의해, 알루미늄막을 막두께가 400㎚가 되도록 성막하였다.
다음에, 기판상에 형성된 막두께 400㎚의 알루미늄막상에, 레지스트를 도포하여 레지스트 패턴을 형성하였다.
그리고 나서, 이 기판을, 표 1 및 2에 표시하는 에칭액 조성물에 40℃의 온도 조건하에, 수분간(에칭 레이트를 측정하는 것이 가능한 시간), 침지하여 에칭을 행하였다.
에칭 종료 후, 수세, 건조를 행하고, 레지스트를 박리한 후, 촉침식 막후계에 의해 에칭 양을 측정하고, 에칭 레이트를 구하였다.
<알루미늄막의 테이퍼각의 측정>
기판(Si기판)상에 스퍼터링법에 의해, 알루미늄막을 막두께가 400㎚가 되도록 성막하였다.
그리고, 알루미늄막상에, 레지스트를 도포하고, 노광, 현상을 행하여 레지스트 패턴을 형성하였다.
그리고 나서, 레지스트 패턴이 형성된 기판을, 에칭액에 40℃의 온도 조건하에, 에칭 레이트로부터 산출되는 저스트 에칭 시간의 1.1배의 시간, 침지 처리하였다.
그 후, 수세, 건조를 행하고, 레지스트를 박리한 후, 전자현미경(SEM)으로 알루미늄막의 에칭 상태를 관찰하고, 에칭에 의해 형성된 테이퍼 형상을 갖는 알루미늄막의 테이퍼각을 측정하였다.
또한, 여기서의 테이퍼각은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판(1)상에 형성된 알루미늄막(2)의 측면(2a)과, 알루미늄막(2)이 형성되어 있는 기판(1)의 표면(1a)이 이루는 각도(θ)를 말한다.
<알루미늄막의 에칭면의 표면 거칠음 및 레지스트 스며듬의 관찰>
기판(Si기판)상에 스퍼터링법에 의해, 알루미늄막을 막두께가 400㎚가 되도록 성막하였다.
그리고, 알루미늄막상에, 레지스트를 도포하고, 노광, 현상을 행하여 레지스트 패턴을 형성하였다.
그리고 나서, 레지스트 패턴이 형성된 기판을, 에칭액에 40℃의 온도 조건하에, 에칭 레이트로부터 산출된 저스트 에칭 시간의 1.1배의 시간, 침지 처리하였다.
그 후, 수세, 건조를 행하고, 레지스트를 박리한 후, 전자현미경(SEM)으로 알루미늄막의 에칭면의 표면 거칠음 및 레지스트 스며듬의 상태를 관찰하였다.
각 실시예의 시료(표 1의 실시예 1 내지 6)에 관해 행한, 테이퍼각, 표면 거칠음, 레지스트 스며듬의 측정, 관찰 결과를 표 1에 아울러서 표시한다.
또한, 마찬가지로 하여 비교예의 시료(비교예 1 내지 7)의 시료에 관해 행한, 테이퍼각, 표면 거칠음, 레지스트 스며듬의 측정, 관찰 결과를 표 2에 아울러서 표시한다.
또한, 표 1 및 2의 표면 거칠음, 및 레지스트 스며듬의 평가에 있어서, 결함이 인정되지 않는 것을 ○, 약간의 결함이 인정된 것을 △, 결함이 있는 것을 ×, 결함이 현저한 것을 ××로서 평가하였다.
표 1에 표시하는 바와 같이, 인산, 질산, 유기산염 및 물을 배합한, 실시예 1 내지 6의 에칭액 조성물을 사용하여, 알루미늄막을 에칭한 경우, 임의의 테이퍼각을 얻을 수 있음과 함께, 표면 거칠음 및 레지스트 스며듬이 전혀 없는 평활한 에칭면이 얻어졌다.
또한, 표 1의 실시예 1 내지 6의 시료에 관한 테이퍼각은 각각, 목표치에 가까운 것이고, 에칭액 조성물의 조성이나, 에칭 조건에 의해 의도하는 테이퍼각을 갖는 금속막(알루미늄막)이 얻어지는 것을 알았다.
이 결과로부터, 본 발명의 요건을 구비한 에칭액 조성물은, 알루미늄막 등의 금속막을 제어성 좋고, 또한, 레지스트 스며듬이 생기는 일 없이 에칭하여, 적절한 테이퍼 형상과, 우수한 평탄성, 평활성을 갖는 금속막을 얻는 것이 가능한 우수한 에칭액 조성물인 것이 확인되었다.
한편, 표 2에 표시하는 바와 같이, 유기산(아세트산)을 함유하고 있지만, 유기산염이 배합되지 않은, 비교예 1 내지 5 및 7의 에칭 조성물을 사용하여 에칭한 경우, 테이퍼각을 제어하는 것이 곤란하고, 임의의 테이퍼각을 얻을 수 없고, 또한 표면 거칠음이 생기고, 현저한 레지스트 스며듬도 인정되었다.
또한, 인산, 질산, 아세트산을 함유하는 수용액에 계면활성제를 첨가한 비교예 6의 에칭액 조성물을 사용하여 에칭을 행한 경우, 20°의 테이퍼각이 얻어졌지만, 에칭 레이트가 낮고, 표면 거칠음이나 레지스트 스며듬의 발생도 인정되었다.
상기 실시예의 시료와 비교예의 시료의 비교로부터, 본 발명의 에칭액 조성물의 유의성은 분명하고, 본 발명의 에칭액 조성물을 사용함에 의해, 효율적으로, 정밀도가 높은 에칭을 행하는 것이 가능해지는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 금속막이 알루미늄막인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 알루미늄 합금막을 에칭하는 경우에도 적용하는 것이 가능하다.
본 발명은, 또한 그 밖의 점에 있어서도, 상기 실시예로 한정되는 것이 아니고, 유기산염의 종류, 각 성분의 배합 비율, 온도나 시간 등의 에칭 조건, 금속막의 두께나 배설 양태 등에 관해, 발명의 범위 내에서, 여러가지의 응용, 변형을 가하는 것이 가능하다.
(산업상 이용 가능성)
상술한 바와 같이, 본 발명의 에칭액 조성물을 사용함에 의해, 금속막을 제어성 좋고, 의도하는 테이퍼 형상으로 에칭하는 것이 가능해진다.
또한, 에칭면을 표면의 거칠어짐이 없는 평탄한 면으로 하는 것이 가능해짐과 함께, 레지스트 스며듬의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.
따라서 본 발명은, 저저항이며 순테이퍼 형상을 갖는 배선막이나 전극을 필요로 하는 다층 배선 등의 기술 분야, 즉, 패턴의 고밀도화와 미세화가 필요한 기술 분야에 널리 적용할 수 있다.
1 : 기판 1a : 기판의 표면
2 : 알루미늄막 2a : 알루미늄막의 측면
θ : 테이퍼각

Claims (2)

  1. 기판상의 금속막을 에칭하기 위한 에칭액 조성물로서,
    인산, 질산, 유기산염 및 물로 이루어지며, 유기산을 함유하지 않는 수용액인 것을 특징으로 하고,
    상기 유기산염을 구성하는 유기산은, 지방족 모노카르본산, 지방족 폴리카르본산, 지방족 옥시카르본산, 방향족 모노카르본산, 방향족 폴리카르본산, 방향족 옥시카르본산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며,
    상기 금속막이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로서,
    상기 질산의 농도는 19.9 내지 40 중량%이며,
    상기 유기산염은, 암모늄염, 아민염, 제 4급 암모늄염, 알칼리금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 에칭액 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유기산염의 농도가 0.1 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 에칭액 조성물.
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