(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上のシリコン露出面に形成されるアルミニウムを主成分とする材料からなる電極上に形成されるチタン膜、ニッケル膜を含む金属膜をエッチングするエッチング方法であって、
前記金属膜上にマスク層を形成する工程と、
前記チタン膜及びニッケル膜を含む金属膜の前記マスク層に覆われていない部分を、塩酸と、水と、グリセリンとを含むエッチング液に接触させることによりエッチングする工程と、
を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
半導体基板上のシリコン露出面に形成されるアルミニウムを主成分とする材料からなる電極上に形成されるチタン膜、ニッケル膜、金膜を含む金属膜をエッチングするエッチング方法であって、
前記金属膜上にマスク層を形成する工程と、
前記金膜を含む金属膜の前記マスク層に覆われていない部分をエッチングする工程と、
前記チタン膜及びニッケル膜を含む金属膜の前記マスク層に覆われていない部分を、塩酸と、水と、グリセリンとを含むエッチング液に接触させることによりエッチングする工程と、
を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項３】
前記グリセリンの濃度は、重量比で全体の１％以上１０％以下の範囲であることを特徴とする請求項１または２記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチング液は、５０℃以上８０℃以下の温度範囲にて使用されることを特徴とする請求項１，２または３記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の製造工程において利用されるエッチング液、及びエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子には、多層膜からなる電極構造を持つものが多い。電極は素子の特性等をコントロールする重要な部分であるため、Ｓｉ（シリコン）に対するオーミックコンタクト形成、下地に対する密着性、ボンディングの容易性、薄膜化および配線パターニングの容易性、薬液に対する耐食性等、種々の条件を満たす必要がある。しがしながら、これらの諸条件をすべて満たす材料は存在しないため、各種デバイスの使用条件に応じて、多層膜からなる電極が利用されている。
【０００３】
例えば、電極の主要な材料として用いられるＡｌ（アルミニウム）は、単体で非常に酸化されやすく、Ａｌ膜に直接リード端子を接続する場合、表面に存在する酸化膜により、はんだ付け工程における濡れ性の低下等の問題を引き起こす。そこで、Ａｌを電極材料に用いてリード端子を直接接続する場合、Ａｌ膜の表面を他の金属膜（例えば、金等の貴金属）で皮膜する方法が知られている。また、Ａｌ膜にＡｕ（金）線をワイヤ−ボンディングする方法が安価な半導体素子において一般的に用いられているが、Ａｌ膜にＡｕ線をボンディングすると、ＡｌとＡｕとの固相反応が進行し、「purple plague（パープル・プレグー）」と呼ばれるＡｕＡｌ2層が形成される。この「purple plague」は、抵抗の増大や、密着性不良を引き起こし、半導体素子の信頼性を著しく損なう原因となる場合がある。このため、Ａｌ膜にＡｕ線をワイヤ−ボンディングする場合、電極の最表面をＡｕ膜で皮膜する必要がある。
【０００４】
そこで、Ａｌ膜をＡｕ膜で皮膜する場合、Ａｌ膜とＡｕ膜との間に中間金属として合金を形成しないＮｉ（ニッケル）膜を差し挟み、合金の形成を防ぐとともに、金属電極の厚みを確保している。また、Ａｌ膜とＮｉ膜を電気的に強固に接続する必要があるため、配線間の接触抵抗（障壁）を下げる、あるいは、薄い異種金属膜間の応力を和らげる等の効果を有するＴｉ（チタン）を配線同士の接続点に介在させる。すなわち、多層膜からなる電極構造においては、上記のようなＡｌ電極層の上にＴｉ−Ｎｉ−Ａｕ膜を蒸着させた多層膜からなる電極構造を有するものが知られている。
【０００５】
ここで、半導体素子を製造するに際して、半導体素子の全領域に亙って多層膜を形成する場合は特に問題はないが、電極形成のように選択的に多層膜を形成する必要がある場合は、特定部位のみを残すような食刻工程（エッチング工程）が要求される。このため、多層膜からなる電極構造、とりわけ上記のような耐食性に優れたＴｉを含む電極構造にあっては、選択的なエッチングが複雑で難しいという問題が発生している。
【０００６】
従来、エッチング方法には、乾式（ドライ）法と湿式（ウエット）法があるが、乾式法においては、必要部を残し、不必要部を除去する際に、必要部と不必要部とのエッチングレイト（選択比）を１：０にできないという問題がある。このため、エッチングの終点を見極めることが困難であり、場合によっては必要部を除去してしまうことがある。一方、湿式法においては、エッチングレイトを略１：０として、選択的に不必要部を除去することができるものの、多層膜のような複数種の金属を対象としてエッチングする場合、好適なエッチング液の選択が難しいという問題がある。
【０００７】
そこで、上記のようなＴｉ−Ｎｉ−Ａｕ膜をエッチングする場合、本発明者らは、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ膜上に所望のパターンのフォトレジスト保護膜をフォトリソグラフィ−工程により形成した後、湿式法により表層のＡｕ層をＫＩ（ヨウ化カリウム）溶液を用いてエッチングを行い、室温にて硫酸・硝酸混合液を用いて、Ｎｉ層のエッチングを行う。そして、加熱燐酸液（Ｈ3ＰＯ4／キャニスタ缶（９８％）／１３０〜１４０℃）に約１５秒浸漬させ、Ｔｉ膜のエッチングを行っていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなエッチング方法にあっては、下地のパッシベ−ション膜が窒化膜（ＳｉＮx）の場合、燐酸液がパッシベ−ション膜を侵食するという問題があった。また、加熱燐酸液の反応温度が低いとエッチング残りが多く発生するため、反応温度を１３０〜１４０℃まで上昇させる必要があるが、燐酸の沸点が１５８℃であるため、エッチング液の突沸や、エッチング液の蒸発による液量の減少が起こり、作業の安全性、エッチングの制御性、フォトレジストの軟化、変形、耐酸性等の観点から好ましいものではなかった。
【０００９】
さらに、燐酸液の粘度が高いため、素子表面の濡れ性や、微細加工部分への薬液の浸透性が低く、また、エッチング時に発生する水素ガス（Ｈ2）を速やかに素子表面から離脱させることができないため、気泡が素子表面に付着し、素子表面において円滑なエッチングが阻害され、均一にエッチングを行うことができないという問題があった。あるいは、エッチング終了後、洗浄工程により半導体表面から残留物を除去する際に、粘度の高い燐酸液は洗浄効率が悪いという問題があった。
【００１０】
本発明の課題は、チタンを含む金属膜の選択的なウエットエッチングを可能にするとともに、エッチング工程の安定性、安全性、及び制御性を向上させたエッチング液、及びエッチング方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
半導体基板上のシリコン露出面に形成されるアルミニウムを主成分とする材料からなる電極上に形成されるチタン膜、ニッケル膜を含む金属膜をエッチングするエッチング方法であって、
前記金属膜上にマスク層を形成する工程と、
前記チタン膜及びニッケル膜を含む金属膜の前記マスク層に覆われていない部分を、塩酸と、水と、グリセリンとを含むエッチング液に接触させることによりエッチングする工程と、
を含むことを特徴とするエッチング方法である。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、グリセリンの粘度によりレジスト保護膜に含まれる極微細な残留気泡にエッチング液が侵入するのを阻止し、不正エッチやピンホールの発生率を大幅に低減させることができる。また、下地ウエファ（Ｓｉ）、保護膜（ＳｉＯ2膜、ＰＳＧ膜、ＳｉＮx膜）、下地金属（Ａｌ膜）等を侵食することなく、湿式法によりチタン膜を含む金属膜を効率良くエッチングすることが可能である。また、前記エッチング液は、低温にて良好なエッチング特性を示すため、エッチング工程の安定性、安全性、及び制御性を向上させることができる。さらに、常に安価かつ安定的に入手可能な薬剤により構成されるため、低コストにてエッチングを行うことができる。
また、一種類のエッチング液により、チタン膜及びニッケル膜を含む多層膜を同時にエッチングすることができるため、エッチング処理の工程数を減らすことができる。したがって、エッチングに係る手間、及び時間を省いて、製造コストを低減させることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、半導体基板上のシリコン露出面に形成されるアルミニウムを主成分とする材料からなる電極上に形成されるチタン膜、ニッケル膜、金膜を含む金属膜をエッチングするエッチング方法であって、
前記金属膜上にマスク層を形成する工程と、
前記金膜を含む金属膜の前記マスク層に覆われていない部分をエッチングする工程と、
前記チタン膜及びニッケル膜を含む金属膜の前記マスク層に覆われていない部分を、塩酸と、水と、グリセリンとを含むエッチング液に接触させることによりエッチングする工程と、
を含むことを特徴とするエッチング方法である。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、グリセリンの粘度によりレジスト保護膜に含まれる極微細な残留気泡にエッチング液が侵入するのを阻止し、不正エッチやピンホールの発生率を大幅に低減させることができる。また、下地ウエファ（Ｓｉ）、保護膜（ＳｉＯ2膜、ＰＳＧ膜、ＳｉＮx膜）、下地金属（Ａｌ膜）等を侵食することなく、湿式法によりチタン膜を含む金属膜を効率良くエッチングすることが可能である。また、前記エッチング液は、低温にて良好なエッチング特性を示すため、エッチング工程の安定性、安全性、及び制御性を向上させることができる。さらに、常に安価かつ安定的に入手可能な薬剤により構成されるため、低コストにてエッチングを行うことができる。
また、一種類のエッチング液により、チタン膜及びニッケル膜を含む多層膜を同時にエッチングすることができるため、エッチング処理の工程数を減らすことができる。したがって、エッチングに係る手間、及び時間を省いて、製造コストを低減させることができる。また、アルミニウム電極上に形成されるチタン膜、ニッケル膜、金膜を含む金属膜を効率良く、選択的にエッチングして金属電極を形成することが可能であり、各種デバイス特性の要求に応じて、種々の半導体素子の製造プロセスに適用可能である。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
前記グリセリンの濃度は、重量比で全体の１％以上１０％以下の範囲であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、グリセリンの濃度範囲を適宜選択することにより、エッチング液の粘度を調整して被エッチング剤との濡れ性を向上させ、金属膜を均一にエッチングすることができる。また、不正エッチ、及びピンホールの発生を抑えて、信頼性の高い、高品質な半導体素子を提供することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、前記エッチング液は、５０℃以上８０℃以下の温度範囲にて使用されることを特徴とする請求項１，２または３記載のエッチング方法である。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、反応温度の温度範囲を適宜選択することにより、エッチング速度を低下させることなく、効率良くエッチングを行うことができる。また、マスク層の軟化、変形、耐酸性の低下等を防ぐことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適な実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
本発明のエッチング液は、例えば、塩酸（ＨＣｌ／３６％）に、グリセリン（ＣＨ2ＯＨＣＨＯＨＣＨ2ＯＨ）を全体の１〜１０ｗｔ％（質量百分率）となるように添加することを特徴とする。この構成によれば、従来のエッチング液と比較して、下地のパッシベ−ション膜の侵食や、エッチング速度を低下させることなく、低温にて選択的にＴｉ−Ｎｉ膜の同時エッチングを行うことができる。なお、用いる塩酸の濃度に特に限定はないが、薄すぎるとエッチングに係る時間が増加するため、好ましい塩酸の濃度は、３５％〜３８％の範囲である。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態におけるエッチング液、及びこれを用いた半導体素子のエッチング方法を具体的に図面を参照しながら説明する。
【００２６】
本発明のエッチング液は、塩酸にグリセリンを添加するものであるが、添加するグリセリンの濃度によりエッチング液の特性が変化する。そこで、本発明者らは、塩酸に添加するグリセリンの濃度について様々な角度から実験、検討を重ねた結果、Ｔｉ−Ｎｉ膜の同時エッチングを行う際に好適なグリセリン濃度の範囲を得た。
【００２７】
図１は、塩酸に添加するグリセリン濃度を調整した４種類の試料（試料１〜試料４）を用いた場合のエッチング結果を示す図表である。また、図２は、グリセリン濃度と不正エッチ発生率、及びピンホール発生率の関係をグラフに示した図であり、図３は、グリセリン濃度とＴｉ−Ｎｉ膜のエッチングにかかるエッチング時間の関係をグラフに示した図である。
【００２８】
なお、実験試料は、Ｓｉウエファ（Ｎ型）上に格子状で正方形のＡｌ電極を形成し、その上にＡｌ電極よりもやや小さい開口のマスクパターンを用いてＰＳＧ（リン珪酸ガラス）膜を形成し、さらに、ウエファ全面にＴｉ（３５０Å）−Ｎｉ（４０００Å）−Ａｕ（５００Å）層を蒸着した。そして、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ層にネガ型フォトレジストをスピンナー塗布し、所定のフォトリソグラフィ−工程により正方形のレジスト保護膜パターンを形成した後、表層のＡｕ（５００Å）膜のみをＫＩ（ヨウ化カリウム）溶液にてエッチング除去し、Ｔｉ（３５０Å）−Ｎｉ（４０００Å）の２層膜を残したものを用意した。
【００２９】
また、図１には、比較例として、Ｔｉ膜のみを加熱燐酸液でエッチングした場合のエッチング結果を同時に示した。なお、比較例の実験試料は、上記実験試料をさらに硫酸・硝酸混合液にてＮｉ（４０００Å）層をエッチングし、Ｔｉ（３５０Å）膜のみを残したものを用意した。
【００３０】
図１に示すように、試料１から試料４は、塩酸（ＨＣｌ／３６％）にグリセリン濃度を０ｗｔ％、１ｗｔ％、５ｗｔ％、１０ｗｔ％となるようにそれぞれ添加し、液温を６０℃に加熱したものを用いた。また、比較例は、燐酸液（Ｈ3ＰＯ4／９８％）を１００℃に加熱したものを用いた。
【００３１】
まず、試料１（グリセリン濃度：０ｗｔ％）においては、エッチ時間１２０秒でＴｉ残り率が０％となりエッチングが完了する。ところが、試料１においては、不正エッチの発生率が５２％、ピンホール（ｐ／ｈ）の発生率が５％、それぞれ観察された。ここで、不正エッチは、レジスト保護膜中に含まれる微細な残留気泡からエッチング液が浸透し、レジスト保護膜下のＡｕ膜と、Ｔｉ−Ｎｉ膜とを突き抜け、下地のＡｌ層に到達した結果、エッチング液と、Ａｌとが気体（Ｈ2）を発生させながら反応して、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ膜を下方から上方に突き上げるため発生するものである。また、ピンホールは、不正エッチの軽度のものであり、レジスト保護膜中に含まれる微細な残留気泡からエッチング液が浸透し、レジスト保護膜下のＡｕ膜、Ｔｉ−Ｎｉ膜等を侵食した結果発生するものである。また、ピンホールは、エッチング液がレジスト保護膜自体を侵食し、この侵食された部分からエッチング液が浸透してレジスト保護膜下のＡｕ膜、Ｔｉ−Ｎｉ膜等を侵食した結果発生する場合もある。
【００３２】
一方、試料２（グリセリン濃度：１ｗｔ％）においては、エッチング時間１５０秒にてＴｉ残り率が０％となりエッチングが完了するが、不正エッチの発生率は２％、ピンホールの発生率は１％となり、不正エッチ、及びピンホールの発生率がともに激減することが確認された。また、試料３（グリセリン濃度：５ｗｔ％）においては、エッチング時間１８０秒にてＴｉ残り率が０％となりエッチングが完了し、不正エッチの発生率は２％であり、ピンホールの発生率は３％であった。さらに、試料４（グリセリン濃度：１０ｗｔ％）においては、エッチング時間２１０秒にてＴｉ残り率が０％となりエッチングが完了し、不正エッチの発生率は２％であり、ピンホールの発生率は６％であった。
【００３３】
したがって、図２に示すように、グリセリンを添加しない塩酸のみでエッチングを行った場合、低温、かつ短時間にてＴｉ−Ｎｉ膜の同時エッチングが可能であるものの、不正エッチ、及びピンホールが多く発生することが確認された。ところが、塩酸に１〜１０ｗｔ％のグリセリンを添加することにより、低温かつ短時間にてＴｉ−Ｎｉ膜の同時エッチングが可能であるとともに、不正エッチ、及びピンホールの発生率を大幅に低減させることが判明した。
【００３４】
ここで、グリセリンを添加しない塩酸のみから構成されるエッチング液と、塩酸にグリセリンを混合したエッチング液との特性を比較すると、エッチング液の粘度特性に大きな差が生じる。すなわち、塩酸（粘度：２．４０ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）／２０℃）のみから構成されるエッチング液は粘度が小さいため、レジスト保護膜に含まれる極微細な残留気泡や、保護膜層・金属膜の僅かな隙間に表面張力の小さいエッチング液が浸透しやすく、結果として不正エッチやピンホールが多く発生する。
【００３５】
一方、塩酸にグリセリン（粘度：１４９９ｍＰａ・ｓ／２０℃）を１〜１０ｗｔ％となるように添加したエッチング液の場合、グリセリンの粘度によりエッチング液の粘度を適度に調整することができるため、レジスト保護膜に含まれる極微細な残留気泡や、保護膜・金属膜の僅かな隙間にエッチング液が侵入するのを阻止し、結果として不正エッチやピンホールの発生率を大幅に低減させることができる。これは、粘度の高い従来のエッチング液である燐酸（粘度：６５ｍＰａ・ｓ／２０℃）において、不正エッチやピンホールが発生していないことからも示唆される。
【００３６】
また、図２に示すように、塩酸に添加するグリセリン濃度を増加させるに伴い、ピンホール発生率がほぼ直線的に増大していることが認められる。これは、図３に示すように、塩酸に添加するグリセリン濃度を増加させるに伴い、エッチング時間が同様にほぼ直線的に増加していることと相関している。つまり、エッチング液のグリセリン濃度を増加させると、塩酸とグリセリンの副反応が進行し、塩酸の濃度が低下するとともに、副生成物であるクロロヒドリン等が生成され、塩酸とＴｉ−Ｎｉ膜との反応を阻害する。この結果、エッチング時間が増加し、長時間塩酸と接触したレジスト保護膜が酸により侵食され、ピンホールが形成されると考えられる。
【００３７】
したがって、図２の結果から明らかな様に、エッチング液が塩酸のみの場合、不正エッチ、及びピンホールの発生率が増大するが、塩酸にグリセリンを１ｗｔ％の割合で添加すると急激に不正エッチ、及びピンホールの発生率が低下するため、塩酸に添加するグリセリンの濃度は１ｗｔ％以上であることが好ましい。また、塩酸に添加するグリセリンの濃度を増加させるに伴い、エッチング時間が長くなりピンホールの発生率が増加するため、半導体素子の信頼性、及びエッチング工程の効率を考慮して、塩酸に混合するグリセリンの濃度は、１０％ｗｔ以下であることが好ましく、より好ましくは５ｗｔ％以下である。
【００３８】
なお、エッチング時間の増加によりレジスト保護膜がエッチング液に侵食されて発生するピンホールは、レジスト保護膜の耐酸性の向上や、レジスト塗布方法の改善、２層レジスト処理方法等、種々の方法により、発生率を低減させることが可能であるため、塩酸に混合するグリセリン濃度の上限は、この限りではない。
【００３９】
また、本発明のエッチング液では、好適にＴｉ−Ｎｉ膜をエッチングする観点から、反応温度を５０℃〜８０℃程度で行うことが好ましい。すなわち、反応温度がこの範囲の上限を超えると、エッチング液の揮発、突沸、変性が起こりやすく、エッチング工程の安定性、安全性、及び制御性に問題が生じる場合がある。また、フォトレジストの軟化、変形、耐酸性等に問題を生じる場合もある。一方、反応温度がこの範囲の下限を超えると、エッチング速度が遅くなり、エッチング効率が低下する場合がある。
【００４０】
以上のように、本発明のエッチング液によれば、下地ウエファ（Ｓｉ）、保護膜（ＳｉＯ2膜、ＰＳＧ膜、ＳｉＮx膜）、下地金属（Ａｌ膜）等を侵食することなく、Ｔｉ−Ｎｉ膜を効率良くエッチングすることが可能である。すなわち、従来では困難であった湿式法により、Ｔｉ−Ｎｉ膜の選択的なエッチングが可能な新規なエッチング液を提供することができる。
【００４１】
また、本発明のエッチング液は、一種類のエッチング液によりＴｉ−Ｎｉ膜を同時にエッチングできるため、エッチング工程のステップ数を減らして、エッチング処理にかかる時間、手間、及びコストを低減させることができる。さらに、本発明のエッチング液は、常に安価かつ安定的に入手可能な薬剤により構成されるため、低コストにてエッチングを行うことができる。
【００４２】
また、塩酸に添加するグリセリン濃度の好適な範囲を適宜選択することにより、適切なエッチング液の粘度を得ることができ、エッチング液と被エッチング材との濡れ性を向上させ、均一なエッチングを行うことができる。これにより、Ｔｉ残り率を減少させ、高品質な半導体素子を提供することができる。また、適切なエッチング液の粘度を得ることにより、不正エッチ、及びピンホールの発生率をともに抑えることができ、信頼性の高い半導体素子を提供することができる。あるいは、従来の燐酸液に比べてエッチング液の粘度が低いため、エッチング液の洗浄工程において、容易に素子表面を洗浄することができる。また、塩酸にグリセリンを添加することにより、同時にエッチング速度を制御することができるため、反応熱によるエッチング温度の制御や、素子表面における均一なエッチング制御を行うことができる。
【００４３】
さらに、エッチングを行う際の反応温度の低温化を実現することができるため、エッチング工程の安全性、安定性、制御性を向上させることができる。また、反応温度の好適な範囲を適宜選択することにより、エッチング速度を低下させることなく、効率のよいエッチングを行う事ができる。
【００４４】
【実施例】
以下に、本発明の一具体例として、本発明のエッチング液を用いた金属電極の形成工程を上述した実験試料を用いて説明する。
【００４５】
まず、図４（ａ）に示すように、Ｎ型Ｓｉウエファ上にＡｌ膜を選択的にパターニングして、Ａｌ層を形成した（図４（ｂ））。次いで、ウエファ全面に耐圧維持部の最終保護膜であるＰＳＧ膜を約１μｍ厚にＣＶＤ（Chemical vapor deposition）堆積させ、上記Ａｌ層よりもやや小さい開口のマスクパターンを用いてＰＳＧ層を形成した（図４（ｃ））。続いて、ウエファ全面にＴｉ膜を３５０Å、Ｎｉ膜を４０００Å、Ａｕ膜を５００ÅになるようにＥガン蒸着して、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ膜を形成した（図４（ｄ））。
【００４６】
次いで、ネガ型ゴム系レジスト（例えば、東京応化ＯＭＲ８３）を、膜厚２．７μｍにスピンナー塗布し、これをフォトリソグラフィー工程により格子状の正方形にパターニングして、レジスト保護膜を形成した（図４（ｅ））。続いて、表層のＡｕ膜をＫＩにより２５℃でエッチング除去し、さらに、塩酸（３６％）にグリセリン濃度を１ｗｔ％となるように調整したエッチング液を６０℃に加熱して、１５０秒浸漬させることにより、Ｔｉ−Ｎｉ膜をエッチング除去した（図４（ｆ））。そして、レジスト剥離剤によりレジストを剥離して、所望のパターンの金属電極を形成した（図４（ｇ））。
【００４７】
上述した金属電極の形成方法は、例えば、図５（ａ）に示すＰＩＮダイオード、図５（ｂ）に示すショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）、図５（ｃ）に示す接合障壁ショットキーダイオード等、種々の半導体素子の製造工程に応用可能である。また、Ｎ型ウエファ基板に限らず、Ｐ型ウエファ基板に形成されるＴｉ−Ｎｉ−Ａｕ膜等のエッチングにも応用可能であることは勿論である。
【００４８】
以上本発明の実施の形態におけるエッチング液、及びエッチング方法について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、塩酸の濃度、金属膜の種類、製造方法の各種条件等はデバイス特性の要求内容により適宜変更可能である。
【００４９】
例えば、本発明のエッチング工程に用いる金属膜は、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕの多層膜を例として説明を行ったが、チタン膜の単層であってもよく、本発明のエッチング液により除去可能な、チタン膜と他の金属膜とによる多層膜、あるいはチタン膜とチタンを含む合金膜とによる多層膜であってもよい。
【００５０】
また、塩酸に添加する薬液はグリセリンに限らず、アルコール性水酸基を有するエチレングリコール等の水溶性多価アルコールであってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１または２記載の発明によれば、グリセリンの粘度によりレジスト保護膜に含まれる極微細な残留気泡にエッチング液が侵入するのを阻止し、不正エッチやピンホールの発生率を大幅に低減させることができる。また、下地ウエファ（Ｓｉ）、保護膜（ＳｉＯ2膜、ＰＳＧ膜、ＳｉＮx膜）、下地金属（Ａｌ膜）等を侵食することなく、湿式法によりチタンを含む金属膜を効率良くエッチングすることが可能である。また、常に安価かつ安定的に入手可能な薬剤により構成されるため、低コストにてエッチングを行うことができる。さらに、前記エッチング液は、低温にて良好なエッチング特性を示すため、エッチング工程の安定性、安全性、及び制御性を向上させることができる。
また、一種類のエッチング液により、チタン膜及びニッケル膜を含む多層膜を同時にエッチングすることができるため、エッチング処理の工程数を減らすことができる。したがって、エッチングに係る手間、及び時間を省いて、製造コストを低減させることができる。
【００５２】
請求項２記載の発明によれば、アルミニウム電極上に形成されるチタン膜、ニッケル膜、金膜を含む金属膜を効率良く、選択的にエッチングして金属電極を形成することが可能であり、各種デバイス特性の要求に応じて、種々の半導体素子の製造プロセスに適用可能である。
【００５３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、グリセリンの濃度範囲を適宜選択することにより、エッチング液の粘度を調整して被エッチング剤との濡れ性を向上させ、均一なエッチングを行うことができる。また、不正エッチ、及びピンホールの発生を抑えて、信頼性の高い、高品質な半導体素子を提供することができる。
【００５５】
請求項４記載の発明によれば、請求項１，２または３記載の発明の効果に加えて、反応温度の温度範囲を適宜選択することにより、エッチング速度を低下させることなく、効率良くエッチングを行うことができる。また、マスク層の軟化、変形、耐酸性の低下等を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】試料１から試料４、及び燐酸溶液によるエッチング結果を示す表である。
【図２】グリセリン濃度と、不正エッチ発生率、及びピンホール発生率との関係を示すグラフである。
【図３】グリセリン濃度と、Ｔｉ−Ｎｉ膜のエッチングに係るエッチング時間との関係を示すグラフである。
【図４】本発明のエッチング液を利用して形成される金属電極の形成工程を示す図である。
【図５】本発明のエッチング液を利用して形成される半導体デバイスの応用例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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