WO2017090524A1 - 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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新崎　庸平
弘明 岡島
和基 荻野
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シャープ株式会社
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    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits

Definitions

  • the present invention relates to a wet etching method and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • Various wirings such as gate wirings and source wirings are arranged in a pattern on the TFT array substrate constituting the liquid crystal panel.
  • This type of wiring consists of a laminate of a plurality of types of metal films formed on a glass substrate etched into a pattern.
  • Patent Document 1 discloses a composite wet process in which an Al film is first etched by spray etching on a laminate including an Al film and a Mo film formed on a glass substrate, and then the Mo film is etched by paddle etching. An etching method is shown.
  • the uppermost metal film constituting the laminate is made of a Ti film
  • at least the surface portion of the Ti film is usually naturally oxidized by oxygen or the like contained in the atmosphere and changed to titanium oxide.
  • titanium oxide has an extremely low (slow) etching rate (etching rate) with respect to a general wet etching chemical.
  • etching rate etching rate
  • the other metal film below the titanium oxide is preferentially etched over the titanium oxide, and the cross-sectional shape of the laminate is so-called In some cases, a reverse taper shape (reverse trapezoidal shape) is obtained.
  • the range in which the Ti film is oxidized to become titanium oxide is not necessarily uniform, the amount of side etching varies, and the line width of the laminate may become uneven.
  • the object of the present invention is wet etching capable of satisfactorily etching a metal film laminate having a Ti film as the uppermost layer while suppressing variations in the amount of side etching and etching with a reverse tapered shape.
  • the present invention provides a method and a method for manufacturing a semiconductor device using the method.
  • the wet etching method according to the present invention is a wet etching method in which a plurality of metal films are laminated on a support substrate, and a laminate including a naturally oxidized Ti film as an uppermost layer is processed into a predetermined pattern.
  • a resist formation step in which a resist film having a shape corresponding to the predetermined pattern is formed on the laminate, and an uppermost layer selective chemical that selectively etches the uppermost layer is brought into contact with the laminate.
  • the upper layer selective etching step for mainly etching the uppermost layer exposed from the resist film, and a finishing chemical solution for etching all the layers including the uppermost layer are brought into contact with the laminate, and the laminate is used for the purpose. And a finish etching step of etching until the shape becomes.
  • an etching rate (etching rate) of the uppermost layer selective chemical with respect to the uppermost layer is an etching rate (etching rate) with respect to a layer below the uppermost layer. Higher (faster) is preferred.
  • the wet etching method is preferably such that, in the finish etching step, an etching rate (etching rate) for the layer other than the top layer of the finishing chemical is higher (faster) than an etching rate (etching rate) for the top layer. .
  • the laminate includes, in addition to the uppermost layer, a lowermost layer formed on the support substrate, and an intermediate layer disposed between the uppermost layer and the lowermost layer, After the top layer selective etching step, an intermediate layer selective chemical solution that selectively etches the intermediate layer is brought into contact with the laminate to mainly etch the intermediate layer exposed from the resist film. An etching process may be provided.
  • an etching rate (etching rate) of the intermediate layer selective chemical for the intermediate layer is an etching rate (etching rate) for the uppermost layer and an etching for the lowermost layer. Those higher (faster) than the rate (etching rate) are preferable.
  • the support substrate may be a glass substrate, and the laminate having a predetermined pattern may form a wiring pattern formed on the support substrate.
  • a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of obtaining a semiconductor device in which the laminate having a predetermined pattern is formed on the support substrate by any of the wet etching methods described above.
  • wet etching that can satisfactorily etch a laminate of a metal film having a Ti film as the uppermost layer while suppressing variations in the amount of side etching and etching with a reverse-tapered cross-sectional shape.
  • a method and a semiconductor device manufacturing method using the method can be provided.
  • Explanatory drawing which represented typically the cross-sectional structure of the laminated body of the metal film etched by the wet etching method of Embodiment 1.
  • Explanatory drawing which represented typically the cross-sectional structure of the laminated body by which the top layer was selectively etched by the top layer selective etching process
  • medical solution The top view which represented typically the several position (28 places) which measured the resist line width and the finishing line width of the laminated body of the predetermined pattern shape formed on the board
  • FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of a laminate of metal films to be etched by the wet etching method of the first embodiment.
  • a stack of metal films to be etched will be described.
  • a laminate 2 of metal films to be etched is formed on a glass substrate (an example of a support substrate) 1.
  • the laminate 2 is composed of a film in which at least two metal films are laminated and the Ti film is partially or entirely oxidized as the uppermost layer 21.
  • the laminate 2 is composed of a total of three metal films laminated.
  • the uppermost layer 21 of the laminate 2 includes titanium oxide which is an oxide of titanium (Ti).
  • Ti titanium
  • the Ti film formed as the uppermost layer 21 is naturally oxidized by oxygen contained in the atmosphere. Therefore, the uppermost layer 21 is formed with a titanium oxide film as a natural oxide film.
  • the titanium oxide film is mainly formed on the surface of the uppermost layer 21 that easily comes into contact with oxygen or the like in the atmosphere.
  • the intermediate layer 22 disposed below the uppermost layer 21 is made of an Al film. Further, a Ti film is formed below the intermediate layer 22 as the lowermost layer 23. The Ti film of the lowermost layer 23 is formed on a glass substrate (support substrate, transparent substrate) 1.
  • Each metal film constituting the laminate 2 is appropriately formed on the substrate 1 using a known film formation method (for example, physical vapor deposition such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, chemical vapor deposition, etc.). Formed on top.
  • the laminate 2 may be formed on the entire range of the surface of the substrate 1 or may be formed on a limited range of the surface of the substrate 1.
  • each layer (metal film) constituting the laminate 2 of the present embodiment is about 50 nm for the uppermost layer (Ti film, titanium oxide film) 21 and about 300 nm for the intermediate layer (Al film) 22.
  • the lowermost layer (Ti film) 23 is about 50 nm.
  • the metal film constituting the laminate includes an alloy film made of an alloy.
  • a photoresist film (an example of a resist film) 3 is formed on the laminate 2 in advance (resist formation step).
  • the photoresist film 3 is made of a material used in a known photolithography technique and is formed in a predetermined pattern.
  • the wet etching method of this embodiment is a wet etching method using two types of chemicals, and includes a top layer selective etching step and a finish etching step performed after the top layer selective etching step.
  • the uppermost layer selective etching step is a step of selectively etching the uppermost layer 21 of the laminate 2 using the uppermost layer selective chemical solution that is the first chemical solution.
  • the uppermost layer 21 of the laminate 2 includes titanium oxide in which the Ti film is naturally oxidized. Therefore, the uppermost layer 21 containing titanium oxide is likely to have a higher (higher) etching rate than the remaining layers (Al film, unoxidized Ti film) other than the uppermost layer 21.
  • the etching rate of the uppermost layer 21 containing titanium oxide is slower (lower) than that of the remaining layers (Al film, unoxidized Ti film) with respect to a general chemical solution.
  • the etching rate (etching rate) with respect to titanium oxide (uppermost layer) is high (fast) as the chemical solution for etching the laminate 2 (uppermost layer selective chemical solution), and the uppermost layer is selected.
  • the uppermost layer 21 of the laminate 2 is selectively etched using a chemical solution having a low (slow) etching rate (etching rate) for the remaining layers other than 21.
  • top layer selective chemical solution for example, a fluorine-based chemical solution having a higher etching rate (etching rate) than titanium oxide is used as compared with a general one-component type chemical solution.
  • the temperature and contact time of the uppermost layer selective chemical solution to be brought into contact with the laminate 2 are adjusted. Specifically, in the uppermost layer selective etching step, the temperature of the uppermost layer selective chemical that is brought into contact with the laminate 2 is adjusted to 40 ° C., and the time during which the uppermost layer selective chemical is brought into contact with the laminate 2 is , Adjusted to 50 seconds.
  • FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of the laminate 2 in which the uppermost layer 21 is selectively etched by the uppermost layer selective etching step. As shown in FIG. 2, in the uppermost layer selective etching step, the uppermost layer 21 containing mainly titanium oxide is selectively (preferentially) etched (corroded).
  • the uppermost layer 21 is etched using the first chemical solution so as to remain somewhat larger than the size (line width) of the uppermost layer 21 that needs to be finally left on the substrate 1. Is done.
  • other layers other than the uppermost layer 21 may also be the uppermost layer. Etched (corroded) by selective chemicals. However, even in such a case, if the etching rate (etching rate) of the uppermost selective chemical solution with respect to the uppermost layer 21 is sufficiently higher than the etching rate (etching rate) of the remaining layers other than the uppermost layer 21 (faster). If the remaining layers other than the uppermost layer 21 are etched, there is no substantial problem.
  • the uppermost layer selective etching step is performed using a known wet etching apparatus such as an immersion type or a spray type.
  • a known wet etching apparatus such as an immersion type or a spray type.
  • the finish etching process described later is performed using a known wet etching apparatus.
  • top layer selective etching step After the top layer selective etching step, other steps such as a cleaning step for cleaning the laminate 2 on the substrate 1 with a cleaning liquid and a drying step for drying the laminate 2 on the substrate 1 may be performed as necessary. Good.
  • the finishing etching step is a step of etching all the layers of the laminate 2 including the uppermost layer 21 using the finishing chemical solution that is the second chemical solution until a desired shape is obtained.
  • etching rate etching rate
  • all layers constituting the laminate 2 are etched using an etching rate (etching rate) with respect to the lowermost layer 23) which is not too high (not too fast).
  • finishing chemical solution for example, fluorine having a low (slow) etching rate (etching rate) for the lower two layers (intermediate layer 22 and lowermost layer 23) of the uppermost layer 21 as compared with a general one-component type chemical solution.
  • System chemicals are used.
  • the temperature of the finishing chemical solution to be brought into contact with the laminate 2 and the contact time are adjusted in the finish etching step. Specifically, in the finish etching step, the temperature of the finishing chemical solution brought into contact with the laminate 2 is adjusted to 30 ° C., and the time for which the finishing chemical solution is brought into contact with the laminate 2 is adjusted to 50 seconds.
  • FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of the laminate 2 etched into the target shape by the finish etching process. As shown in FIG. 3, all the layers of the laminate 2 are etched by a finish etching process.
  • the etching rate (etching rate) of the finishing chemical for the intermediate layer 22 and the lowermost layer 23 is higher (faster) than the etching rate (etching rate) of the finishing chemical for the uppermost layer 21.
  • the finishing chemical solution is set so that the etching rate (etching rate) for the two layers is not too high (not too fast) than the etching rate (etching rate) for the uppermost layer 21. . Therefore, in the final etching process, the two layers are prevented from being etched excessively by the finishing chemical.
  • the cross-sectional shape of the laminate 2 obtained after such a finish etching step is tapered (trapezoidal) as shown in FIG.
  • the line width of the laminate 2 increases in order from the uppermost layer 21 side to the lowermost layer 23 side.
  • the laminate 2 having a predetermined pattern is obtained by the wet etching method as described above. Note that the photoresist film 3 on the laminate 2 is appropriately removed by a known method after the finish etching step.
  • the base material 1 on which the laminate 2 having a predetermined pattern is formed is used as a TFT array substrate (an example of a semiconductor device) 10 of a liquid crystal panel, for example.
  • the naturally oxidized Ti film is formed on the uppermost layer while suppressing variations in the amount of side etching and the cross-sectional shape being etched in a reverse taper shape.
  • the stacked metal film can be etched well.
  • FIG. 4 is a view showing a cross-sectional enlarged photograph of the laminate 2 after the finish etching step. As shown in FIG. 4, the laminate 2 has a tapered shape.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional photograph of a laminate 2C of a comparative example after etching the laminate 2C using a one-solution type chemical.
  • the laminate 2C shown in FIG. 5 includes, from above, an uppermost layer 21C including a naturally oxidized Ti film, an intermediate layer 22C made of an Al film, and a lowermost layer 23C made of an unoxidized Ti film. Become. A photoresist film 3C is formed on the laminate 2C as in the first embodiment.
  • the laminate 2 ⁇ / b> C after being etched using a one-solution type chemical solution has a reverse taper shape.
  • An uppermost layer 21 made of a naturally oxidized Ti layer (titanium oxide) and a part 2C1 of the Al layer immediately below the uppermost layer 21 protrude outward in a bowl shape with respect to a lower part thereof.
  • the resist line widths L3 and L3C and the finished line widths L2 and L2C of the respective laminates 2 and 2C after etching are respectively provided at a plurality of locations (28 locations). Each side etching amount was obtained from the difference (L3-L2) and the difference (L3C-L2C).
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing a plurality of positions (28 locations) where the resist line width and the finished line width of the laminate 2 having a predetermined pattern formed on the substrate are measured.
  • the substrate 10 of Embodiment 1 has a rectangular shape in plan view, and as shown in FIG. 6, predetermined lines are formed at 28 points centered on the center and the peripheral portion of the substrate.
  • the resist line width L3 and the finished line width L2 of the linear laminate pattern having a width were measured.
  • 6 exemplifies the substrate 10 of the first embodiment, the substrate 10C of the comparative example also has a linear laminated pattern resist line having a predetermined line width at the same location (28 locations).
  • the width L3C and the finished line width L2C were measured.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the resist line width L3 and the finished line width L2.
  • the resist line width L3 is the length in the width direction (length in the short direction) of the linear photoresist film 3
  • the finished line width L2 is the line after etching. It is the length (length in the short side direction) of the lowermost portion of the laminate 2 having a shape.
  • the substrate 10 of the first embodiment is illustrated. However, in the comparative example, similar portions are set as the resist line width L3 and the finished line width L2.
  • FIG. 8 is a table summarizing the results of the resist line width L3, the finished line width L2, and the side etching amount of the laminate 2 of Embodiment 1
  • FIG. 9 shows the resist line width L3 of the laminate 2C of the comparative example. It is the table
  • FIG. 10 is a graph comparing the side etching amount of the first embodiment and the side etching amount of the comparative example.
  • Embodiment 1 can reduce the side etching amount and suppress variation in the side etching amount as compared with Comparative Example 1.
  • FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of a laminate 12 of metal films to be etched by the wet etching method of the second embodiment.
  • a metal film laminate 12 to be etched is formed on a glass substrate 11.
  • the laminate 12 has the same configuration as that of the laminate 2 of the first embodiment described above, has a naturally oxidized Ti film as the uppermost layer 121, has an Al film as the intermediate layer 122, and is not yet formed as the lowermost layer 123. It has an oxidized Ti film.
  • a photoresist 13 having a predetermined pattern is formed on the uppermost layer 121.
  • the wet etching method of the present embodiment is etched into a predetermined pattern using three types of chemicals.
  • the wet etching method of this embodiment includes an uppermost layer selective etching step, an intermediate layer selective etching step performed after the uppermost layer selective etching step, and a final etching step performed after the intermediate layer selective etching step.
  • the top layer selective etching step is a step of selectively etching the top layer 121 of the laminate 12 using the top layer selective chemical solution which is the first chemical solution, as in the first embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of the laminate 12 in which the uppermost layer 121 is selectively etched by the uppermost layer selective etching process of the second embodiment.
  • the top layer 121 containing mainly titanium oxide is selectively (preferentially) etched (corroded) by the top layer selective chemical solution.
  • a cleaning step for cleaning the laminate 12 on the substrate 11 with a cleaning liquid a cleaning step for cleaning the laminate 12 on the substrate 11 as necessary, and the like. Other steps may be performed.
  • the intermediate layer selective etching step is a step of selectively etching the uppermost layer 121 of the laminate 12 using the intermediate layer selective chemical solution that is the second chemical solution.
  • an etching rate (etching) for the Al film (intermediate layer) is used as a chemical solution (intermediate layer selective chemical solution) for etching the laminate 12 rather than an etching rate (etching rate) for the uppermost layer 121.
  • etching rate for the uppermost layer 121.
  • the one whose speed is not too high (not too fast) is used.
  • a fluorine-based chemical solution having a low (slow) etching rate (etching rate) for the Al film (intermediate layer) is used as compared with a general one-component type chemical solution.
  • the temperature and contact time of the intermediate layer selective chemical solution to be brought into contact with the laminate 12 are adjusted. Specifically, in the intermediate layer selective etching step, the temperature of the intermediate layer selective chemical solution that is brought into contact with the laminate 12 is adjusted to 35 ° C., and the time period during which the intermediate layer selective chemical solution is brought into contact with the laminate 12 is , Adjusted to 30 seconds.
  • FIG. 13 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of the laminate 12 in which the uppermost layer 121 is selectively etched by the intermediate layer selective etching process of the second embodiment.
  • the intermediate layer 122 mainly made of an Al film is selectively (preferentially) etched (corroded).
  • the intermediate layer 122 is used by using the intermediate layer selective chemical solution so that it remains somewhat larger than the size (line width) of the intermediate layer 122 that needs to be finally left on the substrate 11. Is etched.
  • other layers other than the intermediate layer 122 particularly, the lowermost layer 123 (Ti film) immediately below the intermediate layer 122) may be used as the intermediate layer. Etched (corroded) by selective chemicals.
  • the etching rate (etching rate) of the intermediate layer selective chemical for the intermediate layer 122 is sufficiently higher (if faster) than the etching rate (etching rate) for the lowermost layer 123, the lowermost layer Even if 123 is etched, there is no substantial problem.
  • the intermediate layer selective chemical solution is etched to some extent.
  • the etching rate (etching rate) of the intermediate layer selective chemical with respect to the intermediate layer 122 is higher (faster) than the etching rate (etching rate) of the intermediate layer selective chemical with respect to the uppermost layer 121.
  • the intermediate layer selective chemical is set so that the etching rate (etching rate) for the intermediate layer 122 is not too high (not too fast) than the etching rate (etching rate) for the uppermost layer 121. Has been. Therefore, in the intermediate layer selective etching step, the intermediate layer 122 is prevented from being etched excessively by the intermediate layer selective chemical.
  • the intermediate layer selective etching step is performed using a known wet etching apparatus such as an immersion type or a spray type, similarly to the etching steps of the other embodiments described above.
  • the finishing etching step is a step of etching all the layers of the laminate 12 including the uppermost layer 121 using the finishing chemical solution that is the third chemical solution until a desired shape is obtained.
  • an etching rate (etching rate) for the uppermost layer 121 and an etching rate (etching rate) for the intermediate layer 122 are as follows. All layers constituting the laminate 12 are etched by using an etching rate (etching rate) with respect to the lowermost layer 123 that is not too high (not too fast).
  • a fluorine-based chemical solution having a low (slow) etching rate (etching rate) with respect to the lowermost layer 123 is used as compared with a general one-component type chemical solution.
  • the temperature of the finishing chemical solution to be brought into contact with the laminate 12 and the contact time are adjusted in the finish etching step. Specifically, in the finish etching step, the temperature of the finishing chemical solution brought into contact with the laminate 12 is adjusted to 25 ° C., and the time for which the finishing chemical solution is brought into contact with the laminate 12 is adjusted to 30 seconds.
  • FIG. 14 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of the laminate 12 etched into the target shape by the finish etching process of the second embodiment. As shown in FIG. 14, all the layers of the laminate 12 are etched by a finish etching process.
  • the etching rate (etching rate) of the finishing chemical for the lowermost layer 123 is higher (faster) than the etching rate (etching rate) of the finishing chemical for the uppermost layer 121 and the intermediate layer 122.
  • the etching solution (etching rate) for the lowermost layer 123 is not too high (not too fast) than the etching rate (etching rate) for the uppermost layer 121 and the intermediate layer 122 as described above. Is set. Therefore, in the finishing etching process, the uppermost layer 121 and the intermediate layer 122 are prevented from being etched excessively by the finishing chemical solution.
  • the cross-sectional shape of the laminate 12 obtained after such a finish etching step is tapered (trapezoidal) as shown in FIG. Note that the line width of the laminate 12 increases in order from the uppermost layer 121 side to the lowermost layer 123 side.
  • a laminate 12 having a predetermined pattern is obtained. Note that the photoresist film 13 on the laminate 12 is appropriately removed by a known method after the finish etching step.
  • the base material 11 on which the laminate 12 having a predetermined pattern is formed is used as a TFT array substrate (an example of a semiconductor device) 110 of a liquid crystal panel, for example.
  • the naturally oxidized Ti film is formed on the uppermost layer while suppressing variations in the amount of side etching and the cross-sectional shape being etched in a reverse taper shape.
  • the stacked metal film can be etched well.
  • FIG. 15 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of a laminate 112 of metal films to be etched by the wet etching method of the third embodiment.
  • a metal film laminate 112 to be etched is formed on a glass substrate 111.
  • the laminate 112 is formed by laminating a total of two metal films, and has an uppermost layer 1121 made of a naturally oxidized Ti film and a lowermost layer 1123 made of an Al film.
  • a photoresist 113 having a predetermined pattern is formed on the uppermost layer 1121.
  • the uppermost layer 1121 has a thickness of about 50 nm
  • the lowermost layer 1123 has a thickness of about 300 nm.
  • the wet etching method of the present embodiment is a wet etching method using two types of chemicals as in the first embodiment, and includes a top layer selective etching step and a finish etching step performed after the top layer selective etching step.
  • FIG. 16 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of the laminate 112 in which the uppermost layer is selectively etched by the uppermost layer selective etching process of the third embodiment.
  • the same uppermost layer selective chemical solution as in the first embodiment is used.
  • the temperature of the top layer selective chemical solution and the contact time in the top layer selective etching process are also the same.
  • FIG. 17 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of the laminate 112 etched into the target shape by the finish etching process of the third embodiment.
  • the same finishing chemical solution as that of Embodiment 1 is used.
  • the temperature of the finishing chemical is adjusted to 35 ° C.
  • the contact time of the finishing chemical is adjusted to 50 seconds.
  • wet etching may be performed on a two-layer laminate using two types of chemicals.
  • the cross-sectional shape of the laminate 112 obtained after the finish etching step is tapered (trapezoidal), and the line width of the laminate 112 is the maximum from the uppermost layer 1121 side. It becomes large in order as it goes to the lower layer 1123 side.
  • the naturally oxidized Ti film is formed on the uppermost layer while suppressing variations in the amount of side etching and the cross-sectional shape being etched in a reverse taper shape.
  • the stacked metal film can be etched well.
  • the base material 111 on which the laminate 112 having a predetermined pattern is formed is used as a TFT array substrate (an example of a semiconductor device) 1110 of a liquid crystal panel, for example.
  • the TFT array substrate is illustrated as an example of the semiconductor device, but the present invention is not limited to this and may be other semiconductor devices.
  • a fluorine-based chemical solution is used as the chemical solution, but the present invention is not limited to this, and other types of chemical solutions may be used.
  • SYMBOLS 1 Support substrate, 2 ... Laminate, 21 ... Uppermost layer (naturally oxidized Ti film), 22 ... Intermediate layer, 23 ... Lowermost layer, 3 ... Photoresist film 10 . Semiconductor device (TFT array substrate)

Abstract

本発明の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、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、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を備える。

Description

ウェットエッチング方法、及び半導体装置の製造方法
　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 (7)

  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請求項１に記載のウェットエッチング方法。
  5. 　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４に記載のウェットエッチング方法。
  6. 　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５の何れか一項に記載のウェットエッチング方法。
  7. 　請求項１から請求項６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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