JPH06330353A - 銅用エッチング液およびこれを用いた銅層のエッチング方法 - Google Patents

銅用エッチング液およびこれを用いた銅層のエッチング方法

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JPH06330353A
JPH06330353A JP12020393A JP12020393A JPH06330353A JP H06330353 A JPH06330353 A JP H06330353A JP 12020393 A JP12020393 A JP 12020393A JP 12020393 A JP12020393 A JP 12020393A JP H06330353 A JPH06330353 A JP H06330353A
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JP
Japan
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etching
copper
copper layer
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ammonium persulfate
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JP12020393A
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English (en)
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Yasuo Miura
康男 三浦
Yasuko Kawashima
康子 川嶋
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/18Acidic compositions for etching copper or alloys thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】水に過硫酸アンモニウムを0.5重量%以上6
重量%以下含有することを特徴とする銅用エッチング
液。 【効果】本発明によると、サイドエッチング量の小さい
精密な銅層のエッチングが可能となり、特に銅層が薄膜
の場合にも、安定してエッチングを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は銅のエッチング液および
銅層のエッチング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般的な銅のエッチング液として
は塩化第2鉄、塩化第2銅、過硫酸アンモニウム等の水
溶液がよく知られているが、プリント基板の銅層のエッ
チングに一般的に用いられているのは、塩化第2鉄、塩
化第2銅の水溶液である。過硫酸アンモニウム水溶液も
銅のエッチング液として知られてはいるが、文献(たと
えばプリント回路ハンドブック 近代科学社刊 P6−
25等)に記載されているのみであり、その場合の銅エ
ッチング液としての過硫酸アンモニウム水溶液の濃度は
10〜30重量%である。このような高濃度のエッチン
グ液を使用して銅をエッチングした場合、サイドエッチ
ング量が大きく、パターン幅が場所によってバラツキ易
く、安定したエッチングができない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の諸欠点に鑑み創案されたもので、その目的とする
所は、銅層、特に0.5μm以上10μm以下の薄膜銅
層をパターン状にエッチングするに際し、サイドエッチ
ングが小さく、パターン幅のバラツキの小さいエッチン
グを可能にする銅用エッチング液およびこれを用いた銅
層のエッチング方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
水に過硫酸アンモニウムを0.5重量%以上6重量%以
下含有することを特徴とする銅用エッチング液により達
成される。
【0005】使用する水としては、精密パターンエッチ
ングの目的から超純水が好ましい。過硫酸アンモニウム
としては市販の試薬特級を用いれば良い。過硫酸アンモ
ニウムの濃度としては0.5重量%以上6重量%以下で
あり、好ましくは1重量%以上4重量%以下である。6
重量%をこえると、サイドエッチング量が大きくなり、
パターン幅がバラツキ易くなり、0.5重量%未満で
は、エッチング速度が極めて遅くなり好ましくない。
【0006】過硫酸アンモニウム以外にアルカリ金属の
塩化物を過硫酸アンモニウムに対し30重量%以上90
重量%以下、より好ましくは50重量%以上80重量%
以下加えるのが、銅をエッチングする際の液の濁り発生
防止の観点から好ましい。アルカリ金属の塩化物として
は、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムが一
般的である。エッチング液の濁り発生防止の観点から塩
化ナトリウムが好ましい。
【0007】エッチング液の作成方法としては、所定量
の超純水に、室温で所定量の過硫酸アンモニウムを溶解
すれば良い。さらに好ましくは塩化ナトリウムなどのア
ルカリ金属の塩化物を所定量添加、溶解すれば良い。も
ちろんこれら以外に、エッチング特性を損なわない範囲
で界面活性剤などの添加剤等を加えても良い。
【0008】以上で得られた銅用エッチング液を用いて
銅層をエッチングする方法について説明する。銅層のエ
ッチングとは、銅の上にレジストなどを塗布しパターン
加工した後に、それをマスクとして銅のパターン加工を
行うことをいう。
【0009】本発明の銅用エッチング液を用いた銅層の
エッチング方法は、銅層の厚みが0.5μm以上10μ
m以下の薄膜、例えば、シリコンウエハーなどの基板上
にスパッタリング、メッキなどの方法で形成された薄膜
銅層のエッチングに特に有効である。もちろん、これに
限定されず、プリント配線基板の銅層などの銅のエッチ
ングにも好ましく用いられる。
【0010】エッチングの方法としては、該銅用エッチ
ング液を噴霧状に銅層に吹き付けるスプレーエッチン
グ、バブル発生器を備えた該銅用エッチング液中に浸漬
し、バブル発生器にガスを通して液中にバブルを発生さ
せ、振盪しながらエッチングするディップエッチング等
が一般的であるが、この中で特に、バブル発生器を用い
てバブルを発生させるディップエッチングが好ましい。
バブルを発生させることによって、エッチング液がたえ
ず攪拌され、濃度が均一に保たれることによる。バブル
発生器に通すガスとしては空気、窒素、アルゴン、ヘリ
ウム等が一般的である。安全性の点から空気が好まし
い。バブル発生器としては、図1に示す装置が一例とし
てあげられる。1はガス導入口、2がバブル発生口であ
る。エッチング液中に、バブルを発生させるには、例え
ばこのような装置をエッチング液を入れた容器の底に設
置すればよい。通すガスの圧力としては設けられた空孔
から均一にバブルが発生するようにセットすればよく、
0.5kg/cm2 〜1kg/cm2 が好ましい。
【0011】銅層をエッチングする際のエッチングの温
度としては10℃以上50℃以下が好ましく、より好ま
しくは20℃以上40℃以下である。10℃未満ではエ
ッチング速度が極端に遅くなり、50℃以上では過硫酸
アンモニウムの分解が起こりやすく好ましくない。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、以下の説明で銅層のサイドエッチング量については
下記の方法で測定した。
【0013】[サイドエッチング]ニコン社製光学顕微
鏡66−X6を使用し、図2に示すように×1600倍
でレジスト付きの配線パターンを写真に撮影し、左右の
レジストパターン幅4と銅配線パターン幅3の差の平均
をサイドエッチング量5とした。すなわち、サイドエッ
チング量とは、レジストの配線であってエッチングされ
てはならない部分であるのにエッチングされてしまった
部分を指す。サイドエッチング量が0であることが最も
望ましいが、サイドエッチング量がレジストパターン幅
に対して10%以下であれば実用レベルである。
【0014】実施例1 4インチシリコーンウエハー上にスパッタリング装置
(アネルバ製SPL−500)を用いてウエハーとの密
着を上げるため、Crを0.1μmスパッタリングで付
けた後、Cuを4μm膜厚形成した。この上にネガタイ
プレジスト(東京応化製OMR−85,35CPS)を
大日本スクリーン製塗布・現像装置を用い3000rp
m×30secで回転塗布した。その後ホットプレート
で115℃×2分プリベーク後、キャノン製コンタクト
露光装置PLA501Fを用い、40μmのラインが形
成されたマスクを通して、2秒露光した。専用現像液、
リンス液を用いて、各1分浸漬法により現像、リンスし
た後、スピンドライにより乾燥した。その後クリーンオ
ーブン(ヤマト科学製DT−42)を用い140℃×3
0分ポストベークした。
【0015】その後超純水970gに過硫酸アンモニウ
ム30g(3%)と塩化ナトリウム22.5gを溶かし
たバブル発生器を備えたエッチング液に22℃で空気を
通し、バブルを発生しながら浸漬、振盪し、目視で観察
しながら銅層のエッチングを実施した。エッチング完了
後さらに30秒エッチング液に浸漬後超純水で2分間洗
浄し、スピンドライで乾燥した。エッチング時間は5分
30秒であった。
【0016】このウエハー上に形成されたCuパターン
について面内5点についてサイドエッチング量を測定
し、平均を算出した結果2μmで、目標のレジストパタ
ーン幅の10%以下であった。
【0017】実施例2 実施例1で銅用エッチング液の過硫酸アンモニウム濃度
を4%にした以外は、実施例1と同様に行った。サイド
エッチング量を測定した結果3μmであった。エッチン
グ時間は4分30秒であった。
【0018】実施例3 実施例1で銅用エッチング液の過硫酸アンモニウム濃度
を1%にした以外は、実施例1と同様に行った。サイド
エッチング量を測定した結果2μmであった。エッチン
グ時間は8分30秒であった。
【0019】比較例1 4インチシリコーンウエハー上にスパッタリング装置
(アネルバ製SPL−500)を用いてウエハーとの密
着を上げるため、Crを0.1μmスパッタリングで付
けた後、Cuを4μm膜厚形成した。この上にネガタイ
プレジスト(東京応化製OMR−85,35CPS)を
大日本スクリーン製塗布・現像装置を用い3000rp
m×30secで回転塗布した。その後ホットプレート
で115℃×2分プリベーク後、キャノン製コンタクト
露光装置PLA501Fを用い、40μmのラインが形
成されたマスクを通して、2秒露光した。専用現像液、
リンス液を用いて、各1分浸漬法により現像、リンスし
た後、スピンドライにより乾燥した。その後クリーンオ
ーブン(ヤマト科学製DT−42)を用い140℃×3
0分ポストベークした。
【0020】その後超純水900gに過硫酸アンモニウ
ム100g(10%)と塩化ナトリウム75gを溶かし
たバブル発生器を備えたエッチング液に22℃で空気を
通し、バブルを発生しながら浸漬、振盪し、目視で観察
しながら銅層のエッチングを実施した。エッチング完了
後さらに30秒エッチング液に浸漬後超純水で2分間洗
浄し、スピンドライで乾燥した。エッチング時間は2分
30秒であった。
【0021】このウエハー上に形成されたCuパターン
について面内5点についてサイドエッチング量を測定
し、平均を算出した結果10μmで、目標のパターン幅
の10%以下は達成できなかった。
【0022】比較例2 実施例1で銅用エッチング液の過硫酸アンモニウム濃度
を0.3%にした以外は、実施例1と同様に行った。エ
ッチング時間が15分以上かかり採用できないものであ
った。
【0023】
【発明の効果】本発明は、上述のような銅用エッチング
液およびそれを用いた銅層のエッチング方法を採用した
ことにより、サイドエッチング量の小さい精密な銅層の
エッチングが可能となり、特に銅層が薄膜の場合にも、
安定してエッチングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の銅層のエッチング方法に使用するバブ
ル発生器の一例を示す概略図である。
【図2】銅層のサイドエッチング量を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1 ガス導入口 2 バブル発生口 3 配線パターン幅 4 レジストパターン幅 5 サイドエッチング量

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水に過硫酸アンモニウムを0.5重量%以
    上6重量%以下含有することを特徴とする銅用エッチン
    グ液。
  2. 【請求項2】過硫酸アンモニウムに対しアルカリ金属の
    塩化物を30重量%以上90重量%以下含有することを
    特徴とする請求項1記載の銅用エッチング液。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の銅用エッチング液
    を用いて銅層をエッチングすることを特徴とする銅層の
    エッチング方法。
  4. 【請求項4】銅層の膜厚が0.5μm以上10μm以下
    であることを特徴とする請求項3記載の銅層のエッチン
    グ方法。
  5. 【請求項5】エッチングするに際し、バブル発生器を用
    いエッチング液中にバブルを発生させてエッチングする
    ことを特徴とする請求項3または4記載の銅層のエッチ
    ング方法。
JP12020393A 1993-05-21 1993-05-21 銅用エッチング液およびこれを用いた銅層のエッチング方法 Pending JPH06330353A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008227508A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Dongjin Semichem Co Ltd 薄膜トランジスタ液晶表示装置のエッチング液組成物
US8377325B2 (en) 2010-03-18 2013-02-19 Samsung Display Co., Ltd. Etchant for metal wiring and method for manufacturing metal wiring using the same
US8785935B2 (en) 2010-12-15 2014-07-22 Samsung Display Co., Ltd. Etchant, display device and method for manufacturing display device using the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9111813B2 (en) 2010-12-15 2015-08-18 Samsung Display Co., Ltd. Etchant, display device and method for manufacturing display device using the same

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