(57)【要約】【課題】  定量的なエッチングを可能にする新規な金のウエットエッチング方法を提供する。【解決手段】  金又は酸化金などの金化合物からなる金材料を、一酸化炭素を含む濃硫酸中に浸漬してウエットエッチングする。金材料は、その表面が一酸化炭素を吸収して金カルボニル錯体［Ａｕ（ＣＯ）n］+（ｎ＝１，２）となり、濃硫酸中に溶解する。エッチング量は、濃硫酸中の一酸化炭素量を制御することにより制御可能である。金材料の表面を被覆する有機物のレジスト材料を濃硫酸で除去するなどして、炭素リッチにした濃硫酸に過酸化水素水などの酸化剤を加えることにより、濃硫酸中に一酸化炭素を生成することができ、またバブリングなどで一酸化炭素を濃硫酸中に直接溶解させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一酸化炭素を含む濃硫酸中に金材料を浸漬してウエットエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
炭素リッチの濃硫酸に酸化剤を加えて一酸化炭素を生成することにより、濃硫酸に一酸化炭素を含ませることを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
金材料の表面を有機物からなるレジスト材料で被覆し、該レジスト材料を濃硫酸で除去した後、酸化剤を加えることにより、一酸化炭素を生成することを特徴とする請求項２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記酸化剤が過酸化水素であることを特徴とする請求項２又は３に記載のエッチング方法。
【請求項５】
濃硫酸に一酸化炭素ガスを溶解させて、濃硫酸に一酸化炭素を含ませることを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項６】
濃硫酸に含まれる一酸化炭素の量を制御して、金材料のエッチング量を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記金材料が金又は金化合物であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金材料をウエットエッチングするエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体装置や圧電デバイスなどの電子デバイスは、その配線及び電極材料として金又は金化合物が広く使用されている。水晶振動子などの圧電デバイスでは、水晶ウエハに所望の振動子外形をウエットエッチングで加工する際に、耐蝕膜として金の薄膜が使用されている。金は化学的に非常に安定な材料で、そのエッチング液としては、従来周知の王水（硝酸／塩酸混合液）の他に、ヨウ素とヨウ化アンモニウムなどのヨウ化物塩と水とからなるヨードエッチング液や、臭素と臭化物塩と水とからなる臭素エッチング液、シアン化ソーダと過酸化水素とからなるエッチング液等が知られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。
【０００３】
常温でヨードエッチング液を用いて金膜をウエットエッチングしたとき、金イオンとヨウ化物イオンとが反応して、ヨウ化金（ＡｕＩ）が生成され、さらにヨウ化金が反応して錯イオンが生成されることにより、金膜がエッチング液中に溶解して除去される。このとき、エッチング液にヨウ素以外のハロゲンが含まれていると、そのイオンが前記錯イオンと反応してヨウ素を置換するので、エッチング液中のヨウ化物イオンの濃度を一定にすることができる（特許文献１を参照）。また、これらのエッチング液に、表面張力を低下させるアルコールや界面活性剤及びグリセリン等を併用すると、金材料と合成樹脂であるフォトレジスト膜との双方に対する親和性が改善されてエッチング精度が向上することが知られている（特許文献２を参照）。
【０００４】
更に、金化合物は硫酸などの強酸中で一酸化炭素を吸収して、金カルボニル錯体を形成することが知られている（例えば、特許文献３及び非特許文献１を参照）。これらの文献によれば、酸化金（III）及び水酸化金（III）は、強酸中で一酸化炭素と反応して１価の金に還元された後、一酸化炭素を吸収して金カルボニル錯体を形成し、金粉は、酸化剤として三酸化硫黄の共存により１価の金に酸化され、金カルボニル錯体を形成する。金カルボニル錯体は金−炭素間結合が弱く、不安定なため、高い反応性を示し、常温常圧で十分な触媒活性を発揮する。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１２５３００号公報
【特許文献２】特開２００３−１０９９４９号公報
【特許文献３】特開平１０−５９８９３号公報
【非特許文献１】「新しい金カルボニル触媒の発見常温，常圧カルボニル化反応に成功」、大工研ニュース、工業技術院大阪工業技術研究所発行、Vol.40, No.9
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、その目的は、新規な金のウエットエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記目的を達成するために、一酸化炭素を含む濃硫酸中に、金又は酸化金などの金化合物からなる金材料を浸漬してウエットエッチングするエッチング方法が提供される。
【０００８】
金材料は、その表面が一酸化炭素を吸収して金カルボニル錯体［Ａｕ（ＣＯ）ｎ］+（ｎ＝１，２）となり、濃硫酸中に溶解するので、エッチングすることができる。従って、金材料のエッチング量は、濃硫酸に含まれる一酸化炭素の量を制御することにより、制御することが可能である。
【０００９】
或る実施例では、炭素リッチの濃硫酸に、過酸化水素水又はオゾンなどの酸化剤を加えることにより、Ｃ＋Ｈ２Ｏ２ → ＣＯ＋Ｈ２Ｏ の反応を生じさせ、濃硫酸中に一酸化炭素を生成することによって、濃硫酸に一酸化炭素を含ませることができる。
【００１０】
この場合、例えば金材料の表面を有機物からなるレジスト材料で被覆し、該レジスト材料を濃硫酸で除去すると、レジスト材料の有機物が分解されることにより濃硫酸は炭素リッチな状態となるので、その後に過酸化水素水などの酸化剤を加えることによって、濃硫酸に一酸化炭素を含ませることができる。
【００１１】
別の実施例では、濃硫酸に一酸化炭素ガスをバブリングなどで直接溶解させることにより、濃硫酸に一酸化炭素を含ませることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明のエッチング方法を適用して、水晶振動子の外形を加工しかつ配線及び電極を形成する場合を詳細に説明する。
先ず、水晶ウエハに所望の水晶振動子の外形を多数形成する。従来技術と同様に、水晶ウエハの表裏全面に蒸着又はスパッタリングによりクロムの下地膜を形成し、その上に金の薄膜を積層して、水晶用エッチング液に対する耐蝕膜を形成する。更に、水晶ウエハの表裏全面に、例えばフェノール樹脂などの有機樹脂材料からなるレジスト材料を前記耐蝕膜の上に塗布しかつ乾燥させて、レジスト膜を形成する。水晶ウエハの表裏両面にそれぞれフォトマスクを前記レジスト膜の上に配置し、紫外線で露光して水晶振動子の外形パターンを転写する。
【００１３】
水晶ウエハを濃硫酸に所定の時間浸漬して前記レジスト膜の感光部分を除去し、前記耐蝕膜を露出させる。このとき、濃硫酸は、その脱水作用により前記レジスト膜が分解されることにより、炭素リッチの状態となって黒色化する。この濃硫酸に水晶ウエハを浸漬したまま、過酸化水素水を添加する。濃硫酸中には、Ｃ＋Ｈ２Ｏ２ → ＣＯ＋Ｈ２Ｏ の反応が生じて、一酸化炭素が生成される。前記耐蝕膜の金薄膜表面は、濃硫酸中の一酸化炭素を吸収して金カルボニル錯体［Ａｕ(ＣＯ)ｎ］+（ｎ＝１，２）が生成され、濃硫酸に溶解する。このように過酸化水素水を添加した濃硫酸中に水晶ウエハを所定の時間浸漬することによって、前記レジスト膜の金薄膜を完全にエッチングすることができる。
【００１４】
前記金薄膜のエッチング後、露出した前記耐蝕膜のクロム下地膜を適当なエッチング液で完全に除去し、水晶表面を露出させる。水晶ウエハの露出面を弗酸などの適当なエッチング液で貫通エッチングし、水晶ウエハに水晶振動子の外形を加工する。
【００１５】
次に、この水晶ウエハに水晶振動子の電極及び配線を形成する。残存する前記レジスト膜及び耐蝕膜を剥離した後、水晶ウエハの全面に、上述したと同様に蒸着又はスパッタリングによりクロムの下地膜を形成し、その上に金の薄膜を積層して電極膜を形成する。前記電極膜の上にレジスト材料を塗布しかつ乾燥させて、レジスト膜を形成する。水晶ウエハの表裏両面にそれぞれフォトマスクを前記レジスト膜の上に配置し、紫外線で露光して水晶振動子の電極及び配線パターンを転写する。
【００１６】
水晶振動子の外形加工と同様に、この水晶ウエハを濃硫酸に所定の時間浸漬して前記レジスト膜の感光部分を除去し、前記耐蝕膜を露出させる。前記レジスト膜が分解されて炭素リッチの状態となった濃硫酸に水晶ウエハを浸漬したまま、過酸化水素水を添加する。濃硫酸中には、Ｃ＋Ｈ２Ｏ２ → ＣＯ＋Ｈ２Ｏ の反応により一酸化炭素が生成され、前記耐蝕膜の金薄膜表面は、この一酸化炭素を吸収して金カルボニル錯体［Ａｕ(ＣＯ)ｎ］+（ｎ＝１，２）が生成され、濃硫酸に溶解する。この過酸化水素水を添加した濃硫酸中に水晶ウエハを所定の時間浸漬することによって、前記レジスト膜の金薄膜は完全にエッチングされる。
【００１７】
前記金薄膜のエッチングにより露出した前記電極膜のクロム下地膜を適当なエッチング液で完全に除去し、水晶表面を露出させる。最後に、残存する残存する前記レジスト膜を剥離すると、所望の外形を有しかつその表面に所望の電極及び配線パターンを有する水晶振動子が完成する。各水晶振動子は、水晶ウエハから分離されて個片化される。
【００１８】
上記実施例では、水晶ウエハ表面に蒸着又はスパッタリングで形成した金薄膜のエッチングに本発明のエッチング方法を適用して、水晶振動子の外形加工及び配線・電極をパターニングする場合について説明した。しかし、本発明は、圧電デバイスや半導体装置など様々な電子部品における金蒸着膜又はスパッタ膜のエッチングだけでなく、一般に、金又は酸化金などの金化合物からなる金材料を、そのめっき膜など異なる方法により成膜した場合を含めて、エッチングする様々な用途に使用することができる。
【００１９】
また、一酸化炭素を生成するために、別の実施例では、過酸化水素以外にオゾンその他様々な酸化剤を用いることができる。更に別の実施例では、一酸化炭素ガスをバブリングするなどの方法により、濃硫酸に一酸化炭素を直接混入し、金薄膜表面から金カルボニル錯体を形成することもできる。また、濃硫酸中の水晶ウエハの片面又は部分的な領域にのみ一酸化炭素を作用させることにより、金膜を部分的に選択してエッチングすることもできる。
【実施例】
【００２０】
水晶ウエハの表面にスパッタリングでクロム下地膜を膜厚５００Åに形成し、その上に金薄膜を膜厚５００Åに積層した後、その上をフェノール樹脂のレジスト膜で被覆した。この水晶ウエハを濃硫酸（濃度９６％）に９０℃で３０分間浸漬し、レジスト膜を剥離した。濃硫酸は、炭素が分解されて炭素リッチの状態となり、黒色化した。この濃硫酸に過酸化水素水（濃度３０％）を１％添加し、そのまま水晶ウエハを３０分間浸漬した。
【００２１】
その結果、金薄膜は完全にエッチングされ、クロム下地膜が露出した。また、過酸化水素水添加後に金薄膜がエッチングされた量を連続的に測定したところ、図１に示す結果が得られた。同図から分かるように、本発明のエッチング方法は、濃硫酸への浸漬時間即ちエッチング時間に関して線形に変化する特性を有することが確認された。
【００２２】
このことから、本発明のエッチング方法によれば、濃硫酸中の一酸化炭素量を制御することによって、そのエッチング量を制御可能であることが分かる。従って、本発明のエッチング方法は、金膜を完全にエッチングする場合だけでなく、その表面層を所望の厚さだけエッチングして、金膜表面をより平滑にしたり、金膜表面の汚れや酸化部分を除去するために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】濃硫酸への浸漬時間に関する金膜エッチング量の変化を示す線図。
【図１】
2005307276.tif 000003