(57)【要約】  本発明は、金属Ｃｕ／Ｍｏをエッチングするのに適したエッチング剤組成物であって、該組成物の全質量に対して、１〜２５質量％の過酸化水素；該組成物の全質量に対して、０．１〜１５質量％のアミノ酸；該組成物の全質量に対して、０．１〜１５質量％のｐＨ安定剤；該組成物の全質量に対して、０．０１〜２質量％のフッ素含有酸；該組成物の全質量に対して、０．０１〜３質量％の酸性ｐＨ調整剤と、水性媒体とを含む組成物を提供する。本発明は、また、本発明のエッチング剤組成物を用いて金属Ｃｕ／Ｍｏをエッチングする方法を提供する。
2010537444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属Ｃｕ／Ｍｏのエッチングに適したエッチング剤組成物であって、該組成物の全質量に対して：
１〜２５質量％の過酸化水素；
０．１〜１５質量％のアミノ酸；
０．１〜１５質量％のｐＨ安定剤；
０．０１〜２質量％のフッ素含有酸；
０．０１〜３質量％の酸性ｐＨ調整剤；及び
水性媒体
を含有するエッチング剤組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のエッチング剤組成物であって、該組成物の全質量に対して：
３〜２０質量％の過酸化水素；
０．５〜５質量％のアミノ酸；
０．８〜３質量％のｐＨ安定剤；
０．０１〜０．３質量％のフッ素含有酸；
０．０２〜０．５質量％の酸性ｐＨ調整剤；及び
水性媒体
を含有する前記エッチング剤組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエッチング剤組成物であって、水性媒体が脱イオン水である前記エッチング剤組成物。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のエッチング剤組成物であって、アミノ酸が、グリシン、アラニン及びそれらの混合物からなる群から選択される前記エッチング剤組成物。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のエッチング剤組成物であって、ｐＨ安定剤が、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）、二フッ化アンモニウム（（ＮＨ4）ＨＦ2）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ塩）及びそれらの混合物からなる群から選択される前記エッチング剤組成物。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のエッチング剤組成物であって、フッ素含有酸が、フッ化水素酸（ＨＦ）、フルオロケイ酸（Ｈ2ＳｉＦ4）及びそれらの混合物からなる群から選択される前記エッチング剤組成物。
【請求項７】
請求項１又は２に記載のエッチング剤組成物であって、酸性ｐＨ調整剤が、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）、リン酸アンモニウム（（ＮＨ4）Ｈ2ＰＯ4）、酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）、シュウ酸（Ｃ2Ｈ2Ｏ4）、クエン酸（Ｃ6Ｈ8Ｏ7）及びそれらの混合物からなる群から選択される前記エッチング剤組成物。
【請求項８】
ｐＨ範囲４〜６．５を有する請求項１又は２に記載のエッチング剤組成物。
【請求項９】
フラットパネルディスプレイ、集積回路、フリップチップ、プリント回路基板、カラーフィルタ、マイクロエレクトロマシン又はＣｕ／Ｍｏ二重層の他の用途のエッチングプロセスに使用するための、請求項１又は２に記載のエッチング剤組成物。
【請求項１０】
金属Ｃｕ／Ｍｏのエッチング方法において、
基板を提供すること；
前記基板上にＭｏ層を形成すること；
前記Ｍｏ層上にＣｕ層を形成すること；
前記Ｃｕ層上にパターン形成されたマスク層を形成すること；及び
前記のＣｕ層及びＭｏ層を、請求項１から９までのいずれか１項に記載のエッチング剤組成物によって前記のパターン形成されたマスク層によってエッチングすること；
を含む前記方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、Ｍｏ層がＭｏもしくはＭｏ合金から形成され、かつＣｕ層がＣｕもしくはＣｕ合金から形成される前記方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、Ｍｏ層及びＣｕ層が、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、電気メッキ又は無電解メッキによって形成される前記方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法において、パターン形成されたマスク層がホトレジストによって形成される前記方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法において、Ｃｕ層及びＭｏ層が１５〜４０℃の範囲の温度でエッチングされる前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｃｕ／Ｍｏ二重層をエッチングするために、かつＣｕ／Ｍｏ二重層のためのエッチングパターンを定義するために適したエッチング剤組成物に関する。本発明のエッチング剤組成物は、フラットパネルディスプレイ、集積回路、フリップチップ、プリント回路基板、カラーフィルタ、マイクロエレクトロマシン又はＣｕ／Ｍｏ二重層の他の用途に適用できる。
【０００２】
従来の技術
半導体、フラットパネルディスプレイ及びマイクロエレクトロマシンは、より大きなサイズ及び高い応答速度に発展しているので、慣用のアルミニウムワイヤは、電子移行速度に関する要求を満たすことができない。従って、より低い抵抗を有する金属材料（例えば銅）であって、電流伝達速度を改善する利点を有するものが、ワイヤとして採用される。しかしながら、銅は低い抵抗という利点を有するものの、銅はさらに、酸化されやすいことと、ドライエッチングできないという２つの欠点を有する。更に、銅とガラス基板もしくはシリコン基板との間の付着も不十分である。実際には、銅ワイヤを適用することは困難である。それにもかかわらず、銅と前記の基板との間にモリブデン層を付加することで、銅ワイヤと該基板との付着の問題は解決できる。こうして、Ｃｕ／Ｍｏ二重層は、金属ワイヤの現像の間の主要な構造となる。
【０００３】
しかしながら、Ｃｕ／Ｍｏ二重層を基礎とするエッチングプロセスにおいては、以下の問題が生じ、かつそれを解決する必要がある：
１．Ｃｕ／Ｍｏのエッチング速度の選択比における差を排除することが困難であること。
２．ワイヤのＣＤロスが大きすぎること。
３．ワイヤ側部の傾斜角が９０゜より大きいかそれと等しいこと。
【０００４】
集中的な調査の末に、本発明の発明者は、本発明のエッチング剤組成物を用いてＣｕ／Ｍｏ二重層のエッチングをすることで、効果的に前記の問題点が解決できることを見出した。
【０００５】
発明の要旨
従って、本発明は、金属Ｃｕ／Ｍｏをエッチングするのに適したエッチング剤組成物であって、該組成物の全質量に対して、１〜２５質量％の過酸化水素；該組成物の全質量に対して、０．１〜１５質量％のアミノ酸；該組成物の全質量に対して、０．１〜１５質量％のｐＨ安定剤；該組成物の全質量に対して、０．０１〜２質量％のフッ素含有酸；該組成物の全質量に対して、０．０１〜３質量％の酸性ｐＨ調整剤と、水性媒体とを含む組成物を提供する。
【０００６】
本発明のエッチング剤組成物は、Ｃｕ／Ｍｏ電気回路パターンの形成に使用する場合に、好適かつ均一なエッチング速度と、低いアンダーカットと、好適なアンダーカット縁角を達成するという利点を有する。
【０００７】
本発明は、また、本発明のエッチング剤組成物を用いて金属Ｃｕ／Ｍｏをエッチングする方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明のエッチング剤組成物でエッチングした後の積層物の側面図である。
【図２】図２は、本発明のエッチング剤組成物でエッチングした後の積層物の１０００倍拡大した光学顕微鏡写真である。
【図３】図３は、本発明のエッチング剤組成物でエッチングし、ホトレジストを除去した後の積層物の上面図である。
【０００９】
発明の詳細な説明
本発明の金属Ｃｕ／Ｍｏをエッチングするのに適したエッチング剤組成物は、過酸化水素、アミノ酸、ｐＨ安定剤、フッ素含有酸、酸性ｐＨ調整剤、及び水性媒体を含む。
【００１０】
理論に縛られることなく、本発明の組成物に使用される過酸化水素は、Ｃｕ及びＭｏを酸化できるものである。本発明の一実施態様によれば、過酸化水素は、エッチング剤組成物の全質量に対して、１〜２５質量％、好ましくは３〜２０質量％の範囲の量で存在する。
【００１１】
理論に縛られることなく、本発明の組成物に使用されるアミノ酸は、Ｃｕ及びＭｏをエッチングできるものである。本発明の一実施態様によれば、本発明の組成物に適したアミノ酸は、それらに制限されることなく、グリシン、アラニンもしくはそれらの混合物を含む。ここで使用した用語"混合物"は、前記の任意のアミノ酸の１もしくはそれより多くの混合物を意味する。好ましくは、本発明で使用されるアミノ酸は、グリシンもしくはアラニンである。使用されるアミノ酸の量は、エッチング剤組成物の全質量に対して、０．１〜１５質量％、好ましくは０．５〜５質量％の範囲である。
【００１２】
本発明で使用されるｐＨ安定剤は、エッチング剤組成物のｐＨ値を安定化すべきである。本発明の一実施態様によれば、本発明の組成物に適したｐＨ安定剤は、それらに制限されないが、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）、二フッ化アンモニウム（（ＮＨ4）ＨＦ2）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ塩）もしくはそれらの混合物を含む。ここで使用した用語"混合物"は、前記の任意のｐＨ安定剤の１もしくはそれより多くの混合物を意味する。好ましくは、本発明で使用されるｐＨ安定剤は、フッ化アンモニウムである。使用されるｐＨ安定剤の量は、エッチング剤組成物の全質量に対して、０．１〜１５質量％、好ましくは０．８〜３質量％の範囲である。
【００１３】
理論に縛られることなく、本発明で使用されるフッ素含有酸は、Ｍｏ残分を基板から除去すべきである。本発明の一実施態様によれば、本発明の組成物に適したフッ素含有酸は、それらに制限されることなく、フッ化水素酸（ＨＦ）、フルオロケイ酸（Ｈ2ＳｉＦ4）もしくはそれらの混合物を含む。ここで使用した用語"混合物"は、前記の任意のフッ素含有酸の１もしくはそれより多くの混合物を意味する。好ましくは、本発明で使用されるフッ素含有酸は、フッ化水素酸である。使用されるフッ素含有酸の量は、エッチング剤組成物の全質量に対して、０．０１〜２質量％、好ましくは０．０１〜０．３質量％の範囲である。
【００１４】
本発明の一実施態様によれば、本発明の組成物に適した酸性ｐＨ調整剤は、それらに制限されないが、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）、リン酸アンモニウム（（ＮＨ4）Ｈ2ＰＯ4）、酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）、シュウ酸（Ｃ2Ｈ2Ｏ4）、クエン酸（Ｃ6Ｈ8Ｏ7）もしくはそれらの混合物を含む。ここで使用した用語"混合物"は、前記の任意の酸性ｐＨ調整剤の１もしくはそれより多くの混合物を意味する。好ましくは、本発明で使用される酸性ｐＨ調整剤は、リン酸もしくはリン酸アンモニウムである。使用される酸性ｐＨ調整剤の量は、エッチング剤組成物の全質量に対して、０．０１〜３質量％、好ましくは０．０２〜０．５質量％の範囲である。
【００１５】
本発明で使用される酸性ｐＨ調整剤は、Ｃｕ／Ｍｏエッチング速度の適した選択比を得るために、エッチング剤組成物のｐＨ値を調整することができる。本発明の一実施態様によれば、本発明のエッチング剤組成物のｐＨは、４〜６．５の範囲である。好ましくは、本発明のエッチング剤組成物のｐＨは、５である。
【００１６】
本発明で使用される水性媒体は、当業者によく知られている。例えば、本発明のエッチング剤組成物の製造において、水、好ましくは脱イオン水を使用してよい。
【００１７】
場合により、本発明のエッチング剤組成物は、更に、当業者によく知られ、かつ本発明のエッチング剤組成物に悪影響をもたらさない他の成分を含むことができる。
【００１８】
本発明のエッチング剤組成物は、Ｃｕ／Ｍｏ電気回路パターンの形成に使用する場合に、好適かつ均一なエッチング速度と、低いアンダーカットと、好適なアンダーカット縁角を達成するという利点を有する。本発明の一実施態様によれば、本発明のエッチング剤組成物は、フラットパネルディスプレイ、集積回路、フリップチップ、プリント回路基板、カラーフィルタ、マイクロエレクトロマシン又はＣｕ／Ｍｏ二重層の他の用途のエッチングプロセスに適用できる。
【００１９】
従って、本発明は、更に、金属Ｃｕ／Ｍｏのエッチング方法において、
基板を提供すること；
前記基板上にＭｏ層を形成すること；
前記Ｍｏ層上にＣｕ層を形成すること；
前記Ｃｕ層上にパターン形成されたマスク層を形成すること；及び
前記のＣｕ層及びＭｏ層を、前記定義の成分と割合を有するエッチング剤組成物によって前記のパターン形成されたマスク層によってエッチングすること；
を含む方法を提供する。
【００２０】
本発明の一実施態様によれば、本発明の金属Ｃｕ／Ｍｏのエッチング方法で使用されるＭｏ層は、ＭｏもしくはＭｏ合金から形成され、かつ本発明のＣｕ／Ｍｏのエッチング方法で使用されるＣｕ層は、ＣｕもしくはＣｕ合金から形成される。更に、前記のＭｏ層及びＣｕ層は、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、電気メッキ又は無電解メッキによって形成される。
【００２１】
本発明の金属Ｃｕ／Ｍｏのエッチング方法で使用される基板は、当業者によく知られたものであり、例えばガラス基板、シリコンウェハ基板、ポリイミド基板又はエポキシ銅箔基板である。
【００２２】
本発明の一実施態様によれば、本発明の金属Ｃｕ／Ｍｏのエッチング方法で使用されるパターン形成されたマスク層は、ホトレジストによって形成される。
【００２３】
本発明の一実施態様によれば、前記のＣｕ層及びＭｏ層は、１５〜４０℃、好ましくは２５〜３０℃の範囲の温度でエッチングされる。
【００２４】
以下の実施例を使用して本発明を更に説明するが、これは本発明の範囲を制限することを意図するものではない。当業者によって容易になし得るいかなる変更もしくは改変も本願明細書及び特許請求の範囲の開示の範囲内に含まれる。
【００２５】
実施例
（１）エッチング剤組成物の製造
以下の成分：
８質量％の過酸化水素；
３質量％のグリシン；
２質量％のフッ化アンモニウム；
０．０２質量％のフッ化水素酸；
０．０８質量％のリン酸；及び
８６．９質量％の脱イオン水
を含むエッチング剤組成物を製造する。
【００２６】
（２）エッチング作業
Ｍｏ層とＣｕ層は、ガラス基板上に、順番に物理蒸着によって形成され、次いで保護的ホトレジストが、Ｃｕ層上に形成され、それが、試験する基板を形成するためのエッチングパターンを定義する。試験する基板を、前記に挙げた成分を有するエッチング剤組成物中に浸して、エッチングプロセスを行う。エッチング作業のための詳しい条件は以下のとおりである：
Ｃｕ／Ｍｏの厚さ：Ｃｕ ３０００Å／Ｍｏ ３００Å；
エッチング温度：２５℃；及び
エッチング時間：９０秒
（３）結果
図１は、本発明のエッチング剤組成物でエッチングした後の積層物の側面図を示しており、その際、符号１はホトレジスト層を指し、符号２はＣｕ層を指し、符号３はＭｏ層を指し、かつ符号４はガラス基板を指す。図２は、本発明のエッチング剤組成物でエッチングした後の積層物の１０００倍拡大した光学顕微鏡写真である。
【００２７】
図１に示されるように、エッチング後のＣｕ／ＭｏワイヤのＣＤロスは小さい。ワイヤ側部は、傾斜台形であった。更に、Ｍｏ層からアンダーカットは観察されなかった。エッチング結果は優れていた。
【００２８】
引き続き、ホトレジスト層を、エッチング後に試験する基板から除去する。試験する基板の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の上面図を、図３に示す。図３に示されるように、Ｃｕ／Ｍｏワイヤの縁部は滑らかであった。ガラス基板の表面は清浄であり、金属残分を有さなかった。
【００２９】
本発明の様々な変更が可能であることはたやすく明らかとなり、当業者にはそれらはたやすく示唆され、考慮されるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１  ホトレジスト層、  ２  Ｃｕ層、  ３  Ｍｏ層、  ４  ガラス基板
【図１】
2010537444.tif 000003
【図２】
2010537444.tif 000004
【図３】
2010537444.tif 000005
【国際調査報告】
2010537444.tif 000006
2010537444.tif 000007