碘類蝕刻液及蝕刻方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種碘類蝕刻液及蝕刻方法，該蝕刻液能使鈀材料的對(duì)與鈀材料不同的金屬材料的蝕刻速率比較高，特別是能使蝕刻液中的有機(jī)溶劑的濃度較低。本發(fā)明的碘類蝕刻液是用于對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的碘類蝕刻液，所述碘類蝕刻液包含有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物，該有機(jī)溶劑與水相容。
【專利說(shuō)明】碘類蝕刻液及蝕刻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碘類蝕刻液及蝕刻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金、鈀等金屬一般作為半導(dǎo)體或液晶顯示裝置的電極布線材料等而被廣泛使用。作為這些金屬電極布線的微細(xì)加工技術(shù)，有使用化學(xué)藥品的濕蝕刻法。特別是，近年來(lái)在電極布線的接合中覆晶法成為主流，在隆起焊盤的形成工序中大多使用蝕刻液。
[0003]以往，作為這種蝕刻液，已知有含有有機(jī)溶劑的碘類蝕刻液(例如專利文獻(xiàn)I )。但是，該蝕刻液的蝕刻性能變化較少，最多只能穩(wěn)定進(jìn)行金的蝕刻，在金隆起焊盤的形成工序中對(duì)金隆起焊盤進(jìn)行蝕刻的同時(shí)也對(duì)基底的鈀進(jìn)行蝕刻時(shí)，無(wú)法控制對(duì)各金屬的蝕刻量。
[0004]另外，已知有使用以碘為反應(yīng)主體的蝕刻液對(duì)金、鈀以及它們的合金進(jìn)行蝕刻的方法(專利文獻(xiàn)2)。但是，在使用該蝕刻液的方法中，對(duì)金和鈀同樣地進(jìn)行蝕刻，無(wú)法抑制對(duì)隆起焊盤的損傷，即，無(wú)法抑制對(duì)金的蝕刻，選擇性地去除基底的鈀。
[0005]在這樣的背景下，本發(fā)明的發(fā)明人們得到了如下發(fā)現(xiàn):在對(duì)鈀與金共存的材料進(jìn)行蝕刻時(shí)所使用的、對(duì)鈀的選擇性較高的蝕刻液以及對(duì)鈀的蝕刻的選擇性進(jìn)行控制的方法(專利文獻(xiàn)3)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2004 - 211142號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開昭49 - 123132號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開2007/049750號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0012]然而,在專利文獻(xiàn)3所記載的方法中，為了使鈀對(duì)于金的蝕刻速率比較大,例如在1.5以上，蝕刻液必須含有高濃度的有機(jī)溶劑，例如80VOl%以上的有機(jī)溶劑。這種蝕刻液存在著對(duì)抗蝕劑的攻擊性太高而在使用條件上產(chǎn)生限制、另外根據(jù)有機(jī)溶劑的種類適用于消防法中的危險(xiǎn)品而需要進(jìn)行麻煩的管理的問(wèn)題。
[0013]這樣一來(lái)，以往,在包含IE材料和其它金屬材料的材料中,難以一面使IE材料對(duì)于所述金屬材料的蝕刻速率比較高，一面使蝕刻液中的有機(jī)溶劑的濃度較低。因此，難以對(duì)所述蝕刻速率比在包含較高的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0014]由此，本發(fā)明的目的在于提供一種鈀材料對(duì)于所述金屬材料的蝕刻速率比較高的碘類蝕刻液，特別是能使蝕刻液中的有機(jī)溶劑的濃度較低的碘類蝕刻液，以及能對(duì)所述蝕刻速率比在較廣的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的蝕刻方法。
[0015]解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0016]本發(fā)明的發(fā)明人們?cè)跒榱私鉀Q上述問(wèn)題所需進(jìn)行的探討中得到了如下發(fā)現(xiàn):在將包含特定的有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物的組成作為蝕刻液進(jìn)行使用的情況下，鈀材料對(duì)于其它金屬材料的蝕刻速率比較高，作為進(jìn)一步集中探討的結(jié)果，得到了本發(fā)明。
[0017]即本發(fā)明與以下相關(guān)。
[0018][I]
[0019]一種用于對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的碘類蝕刻液，
[0020]所述碘類蝕刻液包含有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物，該有機(jī)溶劑與水相容。
[0021][2]
[0022]在[I ]所記載的碘類蝕刻液中，通過(guò)使水溶性高分子化合物附著在金屬材料表面，降低對(duì)于金屬材料的蝕刻速率比。
[0023][3]
[0024]在[I ]或[2]所記載的碘類蝕刻液中，水溶性高分子化合物是選自如下的一種或兩種以上的化合物:聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亞胺。
[0025][4]
[0026]在[I]或[2]所記載的碘類蝕刻液中，水溶性高分子化合物是非離子性高分子化合物。
[0027][5]·[0028]在[I ]~[4]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液中，水溶性高分子化合物的重均分子量在300以上。
[0029][6]
[0030]在[I]~[5]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液中，水溶性高分子化合物的含量是I ~1000ppm0
[0031][7]
[0032]在[I]~[6]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液中，有機(jī)溶劑包含選自如下的一種或兩種以上的溶劑:從由含氮五元環(huán)化合物、醇類化合物、酰胺類化合物、酮類化合物、有機(jī)硫化合物、胺類化合物、及酰亞胺類化合物。
[0033][8]
[0034]在[I]~[7]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液中，有機(jī)溶劑的濃度是I~60容量％。
[0035][9]
[0036]在[I]~[8]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液中，還包含硫氰酸化合物。
[0037][10]
[0038]在[I]~[8]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液中，金屬材料是選自如下的一種或兩種以上的材料:金、鈷、鎳、招、鑰、鶴、及它們的合金。
[0039][11]
[0040]在[I]~[10]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液中，金屬材料是金或者金的合金。
[0041][12]
[0042]一種用于使用碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的蝕刻方法，[0043]碘類蝕刻液包含有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物，該有機(jī)溶劑與水相容，
[0044]該蝕刻方法包含通過(guò)對(duì)碘類蝕刻液中有機(jī)溶劑和/或水溶性高分子化合物的含量進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)對(duì)鈀材料與所述金屬材料的蝕刻速率比進(jìn)行調(diào)節(jié)的工序。
[0045][13]
[0046]—種半導(dǎo)體材料的制造方法，具有使用在[I]~[11]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的工序。
[0047][14]
[0048]一種半導(dǎo)體材料，是使用在[I ]~[11 ]中任意一項(xiàng)所記載的碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻所得到的半導(dǎo)體材料。
[0049]發(fā)明的效果
[0050]根據(jù)本發(fā)明，能提供一種鈀材料對(duì)于與鈀材料不同的金屬材料的蝕刻速率比較高的碘類蝕刻液，特別是能使蝕刻液中的有機(jī)溶劑的濃度較低的碘類蝕刻液，以及能對(duì)所述蝕刻速率比在較廣的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的蝕刻方法。
[0051]雖然得到這種鈀材料的對(duì)其它金屬材料的蝕刻速率比較高的理由并不確定，但是考慮為通過(guò)含有與水相容的有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物起到了以下作用。
[0052]即，首先，蝕刻液通過(guò)含有與水相容的有機(jī)溶劑，抑制對(duì)鈀材料的蝕刻速率下降，另一方面使對(duì)其它金屬材料的蝕刻速率大大下降。其結(jié)果是，鈀材料對(duì)于其它金屬材料的蝕刻速率比變大。
[0053]詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明的話，被蝕刻材料的溶解反應(yīng)的速度與從碘類蝕刻液向被蝕刻材料表面的與溶解相關(guān)的碘離子的提供速度、及由溶解所生成的碘化物向碘類蝕刻液的移動(dòng)速度有很大關(guān)聯(lián)，這種提供和移動(dòng)速度變大的話，被蝕刻材料的溶解反應(yīng)的速度也會(huì)變大。然后，對(duì)于所述提供和移動(dòng)速度，由作為反應(yīng)場(chǎng)的被蝕刻材料表面和碘類蝕刻液中之間的活性種(碘離子、碘化物)的濃度差引起的擴(kuò)散成為驅(qū)動(dòng)力。在包含有機(jī)溶劑的體系(水一有機(jī)溶媒混合體系)中，作為抑制離子的離解的結(jié)果，考慮為在整體活度下降的同時(shí)被蝕刻材料表面和碘類蝕刻液中之間的活性種的濃度差也下降，引起了擴(kuò)散速度的下降。然而，對(duì)于鈀材料，有機(jī)溶劑起到了作為配體的作用而生成了鈀配位化合物，其結(jié)果是抑制了對(duì)此的蝕刻速率的下降。另一方面，對(duì)于金等其它金屬材料，有機(jī)溶劑難以起到作為配體的作用，其結(jié)果是對(duì)此的蝕刻速率大大下降。
[0054]接著，通過(guò)使這樣的含有與水相容的有機(jī)溶劑的碘類蝕刻液也含有水溶性高分子化合物，和不含有水溶性高分子化合物的情況相比，使對(duì)鈀材料的蝕刻速率維持在相同程度，另一方面對(duì)其它金屬的蝕刻速率下降。其結(jié)果是，和蝕刻液不含有水溶性高分子化合物的情況相比，鈀材料的對(duì)金屬材料的蝕刻速率比變大。
[0055]考慮到這是由于，作為水溶性高分子化合物附著在所述金屬材料表面的結(jié)果，抑制了該金屬表面的上述溶解反應(yīng)，另一方面，作為水溶性高分子化合物難以附著在鈀材料表面的結(jié)果，無(wú)法抑制由該水溶性高分子引起的鈀材料表面上的上述溶解反應(yīng)。
[0056]由上所述，在使用本發(fā)明的碘類蝕刻液的情況下，能使鈀材料的對(duì)金屬材料的蝕刻速率比較高，例如在1.5以上。另外，由于即使與水相容的有機(jī)溶劑的含量較低也能使所述蝕刻速率比較高，因此考慮到對(duì)抗蝕劑的攻擊性等，與水相容的有機(jī)溶劑的含量可以較低。[0057]而且，通過(guò)對(duì)碘類蝕刻液中的與水相容的有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物的含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，能對(duì)鈀材料的對(duì)其它金屬材料的蝕刻速率比進(jìn)行調(diào)節(jié)。即，按照制造目的，能對(duì)鈀材料的對(duì)其它金屬材料的蝕刻速率比在較廣的范圍內(nèi)進(jìn)行任意設(shè)定。
[0058]另外，特別是，通過(guò)使碘類蝕刻液包含硫氰酸化合物，與其它金屬材料的配體的形成相比，能更促進(jìn)鈀配位化合物的形成，因此能使鈀材料的對(duì)其它金屬材料的蝕刻速率比更大。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0059]圖1是示出在對(duì)鈀與金共存的材料進(jìn)行蝕刻的情況下聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的添加量和蝕刻速率的關(guān)系的圖表。
[0060]圖2是示出在對(duì)鈀與金共存的材料進(jìn)行蝕刻的情況下硫氰酸鉀(KSCN)的添加量和蝕刻速率的關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0061]以下對(duì)于本發(fā)明基于本發(fā)明的適宜的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0062]本發(fā)明的碘類蝕刻液用于對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻。
[0063]本發(fā)明的碘類蝕刻液包含有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物，該有機(jī)溶劑與水相容。另外，與一般的碘類蝕刻液相同，本發(fā)明的碘類蝕刻液也含有水、碘、及碘化物。
[0064]以下， 對(duì)于各成分進(jìn)行說(shuō)明。
[0065]本發(fā)明的碘類蝕刻液含有碘及碘化物。
[0066]作為碘化物，并不被特別限定，例如可以舉出碘化鉀、碘化鈉、碘化銨、碘化銣、碘化銫、碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶、碘化鋅、碘化鎘、碘化汞、碘化鉛等，可使用這其中的一種或兩種以上。特別是，作為碘化物，從水中的溶解度、價(jià)格、操作的便利性、及毒性等觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選為碘化鉀、碘化鈉、碘化銨。
[0067]碘類蝕刻液中碘的含量雖然并不被特別限定，但例如可以是I~lOOOmM，優(yōu)選為50 ~500mM。
[0068]碘類蝕刻液中碘化物的含量雖然并不被特別限定，但例如可以是I~3000mM，優(yōu)選為 150 ~1500mM。
[0069]另外，碘和碘化物的含量的比率(摩爾濃度比，碘:碘化物)并不被特別限定，優(yōu)選為1:3~1:10，進(jìn)一步優(yōu)選為1:5~1:10。
[0070]另外，本發(fā)明的碘類蝕刻液含有水溶性高分子化合物。
[0071]水溶性高分子化合物一般在其分子中含有雜原子，由此具有極性，能溶于水。另一方面，水溶性高分子化合物通過(guò)具有極性能夠在蝕刻時(shí)附著在金屬材料表面，由此，抑制了金屬碘化物以及與其有機(jī)溶劑的配合物的形成，其結(jié)果是，能使對(duì)金屬材料的蝕刻速率下降。
[0072]作為這種水溶性高分子化合物，并不被特別限定，能用于通過(guò)附著在金屬材料表面使對(duì)金屬材料的蝕刻速率下降，例如可以使用天然高分子化合物、合成高分子化合物或它們的衍生物中的一種或兩種以上的組合。[0073]作為天然高分子化合物及其衍生物，雖然并不被特別限定，但例如可以舉出淀粉、羧甲基淀粉、磷酸淀粉或陽(yáng)離子淀粉等改性淀粉、甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、陽(yáng)離子化纖維素、羥甲基纖維素等纖維素衍生物、瓜爾膠、黃原膠、海藻酸、阿拉伯樹膠、卡拉膠、普魯蘭多糖、軟骨素硫酸鈉、透明質(zhì)酸鈉及其衍生物、膠原蛋白及其衍生物、殼聚糖及明膠、聚胨等。
[0074]作為合成高分子化合物及其衍生物，雖然并不被特別限定，但例如可以舉出聚乙二醇、聚丙二醇等聚亞烷基二醇、聚甲基乙烯基醚等聚烷基乙烯基醚、聚苯乙烯磺酸鈉等聚苯乙烯衍生物、聚異戊二烯磺酸鈉等聚異戊二烯衍生物、萘磺酸縮合物鹽等萘衍生物、聚乙烯亞胺和聚乙烯亞胺黃原酸鹽等聚乙烯亞胺衍生物、聚異丙基(甲基)丙烯酰胺等聚烷基(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚(甲基)丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯酸及其衍生物、聚脒及其共聚合體、聚乙烯咪唑啉酮、雙氰胺類縮合物、環(huán)氧氯丙烷-二甲胺縮合物、以及二甲基二烯丙基氯化銨聚合物和共聚物等二烷基二烯丙基鹵化銨聚合物和共聚物等。
[0075]在上述記載中，從對(duì)碘類蝕刻液的溶解性和在蝕刻液中的穩(wěn)定性的觀點(diǎn)來(lái)看，作為碘類蝕刻液的水溶性高分子化合物，優(yōu)選為選自如下的一種或兩種以上的化合物:聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亞胺。
[0076]另外，水溶性高分子化合物可以是非離子性、陰離子性、陽(yáng)離子性或兩性高分子化合物中的任意一種。在上述記載中，在水溶性高分子化合物是非離子性高分子化合物的情況下，水溶性高分子化合物附著于金屬材料的同時(shí)抑制了與構(gòu)成金屬材料的金屬形成配位化合物，其結(jié)果是，能充分降低蝕刻液對(duì)金屬材料的蝕刻速率。
[0077]作為這種非離子性的水溶性高分子化合物，例如可以舉出淀粉、甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、瓜爾膠、黃原膠、聚亞烷基二醇、聚烷基乙烯基醚、聚乙烯吡咯烷酮等。
[0078]另外，水溶性高分子化合物的重均分子量雖然并不被特別限定，但優(yōu)選為在300以上，進(jìn)一步優(yōu)選為300~50·0000，更進(jìn)一步優(yōu)選為500~150000。只要水溶性高分子化合物的重均分子量在前述的下限值以上，在蝕刻時(shí)就抑制了水溶性高分子化合物與構(gòu)成金屬材料的金屬配位而形成配位化合物，其結(jié)果是，能充分降低蝕刻液對(duì)金屬材料的蝕刻速率。另一方面，只要水溶性高分子化合物的重均分子量在前述的上限值以下，水溶性高分子化合物就易溶于蝕刻液中，水溶性高分子化合物就能充分發(fā)揮其效果。
[0079]另外，蝕刻液中水溶性高分子化合物的含量雖然并不被特別限定，可以根據(jù)有機(jī)溶劑的種類和濃度或水溶性高分子化合物的種類進(jìn)行適當(dāng)改變，但例如優(yōu)選為I~1000ppm,進(jìn)一步優(yōu)選為10~1000ppm,更進(jìn)一步優(yōu)選為50~500ppm。如果在所涉及的范圍內(nèi)的話，能一面維持對(duì)鈀材料的蝕刻能力，一面抑制對(duì)金屬材料的蝕刻能力，能提高對(duì)鈀材料的蝕刻的選擇性。
[0080]另外，本發(fā)明的碘類蝕刻液包含與水相溶的有機(jī)溶劑。
[0081]作為這種有機(jī)溶劑，只要與水相溶即可，并不被特別限定，可以使用任意的有機(jī)溶劑的一種或兩種以上的組合。
[0082]這里，有機(jī)溶劑優(yōu)選為選自如下的一種或兩種以上的溶劑:含氮五元環(huán)化合物、醇類化合物、酰胺類化合物、酮類化合物、醚類化合物、有機(jī)硫化合物、胺類化合物、酰亞胺類化合物。[0083]作為含氮五元環(huán)化合物，可以舉出吡咯烷酮、咪唑啉酮、噁唑、噻唑、噁二唑、噻二唑、四唑、三唑等或它們的衍生物。作為含氮五元環(huán)化合物的優(yōu)選具體例子，可以舉出N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、2-吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、1-乙基-2-吡咯烷酮、1，3- 二甲基-2-咪唑啉酮、2-咪唑啉酮、2-亞氨基-1-甲基-4-咪唑啉酮、1-甲基-2-咪唑啉酮、2，5-雙(1-苯基)-1,1，3，4-噁唑、2，5-雙(1-苯基)-1，3，4-噻唑、2，5-雙(1-苯基)-4，3，4-噁二唑、2，5-雙(1-萘基)_1，3，4-噁二唑、I, 4-雙[2- (5-苯基噁二唑基)]苯、I, 4-雙[2- (5-苯基噁二唑基)-4-叔丁基苯]、2，5-雙(1-萘基)-1, 3，4-噻二唑、I, 4-雙[2- (5-苯基噻二唑基)]苯、2，5-雙(1-萘基)_4，3，4-三唑、I, 4-雙[2- (5-苯基三唑基)]苯等。其中進(jìn)一步優(yōu)選為NMP、2_吡咯烷酮等吡咯烷酮衍生物，或1，3- 二甲基-2-咪唑啉酮等咪唑啉酮衍生物，更進(jìn)一步優(yōu)選為NMP。
[0084]作為醇類化合物，可以舉出碳數(shù)為I~10的醇，可以是飽和或不飽和、或者直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀中的任意一種結(jié)構(gòu)，也可以是有2個(gè)以上羥基的多元醇。作為醇類化合物的優(yōu)選具體例子，可以舉出甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇(IPA)、己醇等直鏈或支鏈醇、乙二醇、丙二醇、1，4-丁 二醇、1，6-己二醇、二甘醇、二丙二醇、其它單、二或三亞烷基二醇(甘醇化合物)等二醇化合物、1，2，4- 丁三醇、1，2，3-丙三醇、1，2，3-己三醇等三醇化合物、1_環(huán)戊醇、1-環(huán)己醇等環(huán)狀醇等。其中，進(jìn)一步優(yōu)選為二甘醇、二丙二醇等甘醇化合物。
[0085]酰胺類化合物只要有酰氨基即可，也可以具有硝基、苯基、鹵素等取代基。作為酰胺類化合物的優(yōu)選具體例子，可以舉出N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N, N-二甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、丙烯酰胺、已二酰二胺、乙酰胺、2-乙酰氨基丙烯酸、4-乙酰氨基苯甲酸、2-乙酰氨基苯甲酸甲酯、乙酰氨基乙酸乙酯、4-乙酰氨基苯酚、2-乙酰氨基芴、6-乙酰氨基己酸、對(duì)乙酰氨基苯甲醛、3-乙酰氨基丙二酸二乙酯、4-乙酰氨基丁酸、氨基磺酸、氨基磺酸銨、阿米酚、3-氨基苯甲酰胺、對(duì)氨基苯磺酰胺、對(duì)氨基苯甲酰胺、異煙酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-異丙基-1-哌嗪乙酰胺、脲酰胺酶、2-乙氧基苯甲酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺、2-氯乙酰胺、甘氨酰胺鹽酸鹽、琥珀酸酰胺、琥珀酸二酰胺、水楊酰胺、2-氰基乙酰胺、2-氰基硫代乙酰胺、二乙?；?、雙丙酮丙烯酰胺、二異丙基甲酰胺、N, N- 二異丙基異丁酰胺、N, N- 二乙基乙?；阴０?、N, N- 二乙基乙酰胺、N, N- 二乙基十二酰胺、N, N- 二乙基煙酰胺、雙氰氨、N, N- 二丁基甲酰胺、N, N- 二丙基乙酰胺、N，N- 二甲基丙酰胺、N，N- 二甲基苯甲酰胺、硬脂酸酰胺、磺胺、苯甲?；前贰被撬?、丹酰胺、硫代乙酰胺、硫異煙酰胺、硫代苯甲酰胺、3-硝基苯甲酰胺、2-硝基苯甲酰胺、2-硝基苯磺酰胺、3-硝基苯磺酰胺、4-硝基苯磺酰胺、脯氨酰胺、吡嗪酰胺、2-苯基丁酰胺、N-苯基苯甲酰胺、苯氧乙酰胺、鄰苯二甲酰胺、富馬酰胺、N- 丁基乙酰胺、正丁酰胺、丙酰胺、己酰胺、苯甲酰胺、苯磺酰胺、甲酰胺、丙二酰胺、甲基磺酰胺、N-甲基苯甲酰胺、N-甲基馬來(lái)酸、碘乙酰胺等。其中，進(jìn)一步優(yōu)選為N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等。
[0086]作為酮類化合物，可以舉出碳數(shù)為3~10的酮類化合物，作為酮類化合物的優(yōu)選具體例子，可以舉出丙酮、丁酮、4-羥基-2-甲基戊酮等鏈狀酮類化合物、環(huán)己酮等環(huán)狀酮類化合物、Y-丁內(nèi)酯等環(huán)狀酯類化合物、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等碳酸酯類化合物等。其中，進(jìn)一步優(yōu)選為丙酮等鏈狀酮類化合物、碳酸乙烯酯等碳酸酯類化合物等。
[0087]作為醚類化合物，可以舉出水溶性的醚類化合物，作為醚類化合物的優(yōu)選具體例子，可以舉出四氫呋喃、二噁烷、乙二醇二甲醚等。[0088]作為有機(jī)硫化合物，可以舉出二甲基亞砜等二烷基亞砜、巰基琥珀酸等含有巰基的化合物、2，2’-硫代二乙酸等。其中，優(yōu)選為二甲基亞砜等二烷基亞砜。
[0089]作為胺類化合物的優(yōu)選具體例子，可以舉出尿素、甘氨酸、亞氨基二乙酸、N-乙酰乙醇胺、N-乙酰二苯胺、烯丙胺、烯丙胺鹽酸鹽、烯丙基環(huán)己胺、異烯丙胺、異丁胺、異丙醇胺、異丙胺、乙醇胺、乙醇胺鹽酸鹽、乙胺鹽酸鹽、N-乙基乙醇胺、N-乙基乙二胺、N-乙基二異丙胺、N-乙基二乙醇胺、N-乙基二環(huán)己胺、N-乙基正丁胺、2-乙基己胺、N-乙基芐胺、N-乙基甲胺、乙二胺硫酸鹽、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸三鉀鹽三水合物、乙二胺四乙酸三鈉鹽二水合物、乙二胺、乙氧胺鹽酸鹽、二烯丙胺、二異丁胺、二異丙醇胺、二異丙胺、二乙醇胺、二乙醇胺鹽酸鹽、二乙胺、二乙胺鹽酸鹽、二乙烯三胺、二環(huán)己胺、二苯胺、二苯胺鹽酸鹽、二甲胺鹽酸鹽、N，N-二甲基烯丙胺、琥珀酰胺酸、硬脂胺、硬脂胺鹽酸鹽、氨基磺酸、硫胺鹽酸鹽、硫胺硫酸鹽、三異丙醇胺、三異戊胺、三乙烯二胺、三苯胺、三芐胺、三甲撐二胺、一乙醇胺、一乙醇胺鹽酸鹽等。
[0090]作為酰亞胺類化合物的優(yōu)選具體例子，可以舉出琥珀酰亞胺、羥基丁二酰亞胺、N-碘代丁二酰亞胺、N-丙烯酰氧基丁二酰亞胺、N-乙酰鄰苯二甲酰亞胺、3-氨基鄰苯二甲酰亞胺、4-氨基鄰苯二甲酰亞胺、N-氨基鄰苯二甲酰亞胺、伊咪脲、N-乙基鄰苯二甲酰亞胺、N-乙基馬來(lái)酰亞胺、N-乙氧羰基鄰苯二甲酰亞胺、碳二亞胺、N-氯代琥珀酰亞胺、環(huán)己酰亞胺、2，6-二氯醌氯亞胺、3，3-二甲基谷酰胺、1，8-萘二甲酰亞胺、4-硝基鄰苯二甲酰亞胺、N-羥基鄰苯二甲酰亞胺、鄰苯二甲酰亞胺鉀、馬來(lái)酰亞胺、N-甲基琥珀酰亞胺、碘代丁二酰亞胺等鏈狀或環(huán)狀的酰亞胺類化合物。
[0091]在上述記載中，為了能穩(wěn)定地確保鈀材料的蝕刻速率，優(yōu)選為揮發(fā)性低的物質(zhì)。作為這種有機(jī)溶劑，可以舉出含氮五元環(huán)化合物、甘醇類化合物、二醇類化合物、三醇類化合物、酰胺類化合物等。 特別優(yōu)選為在蝕刻時(shí)具有良好的濕潤(rùn)性的NMP。
[0092]此外，“揮發(fā)性低”是指例如有機(jī)溶劑在25°C時(shí)的蒸氣壓能夠在5kPa以下，優(yōu)選為能夠在2kPa以下。
[0093]碘類蝕刻液中的有機(jī)溶劑的含量并不被特別限定，優(yōu)選為按照所使用的有機(jī)溶劑的種類對(duì)用量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。一般可在I~99容量％的范圍內(nèi)使用，優(yōu)選為在10~60容量％的范圍內(nèi)使用，進(jìn)一步優(yōu)選為在20~60容量％的范圍內(nèi)使用。例如，在添加劑是NMP的情況下，用量?jī)?yōu)選為40~60容量％，進(jìn)一步優(yōu)選為50~60容量％。
[0094]另外，碘類蝕刻液含有水。
[0095]碘類蝕刻液中水的含量并不被特別限定，例如，可以作為其它成分的剩余部分。例如，水的含量可以是I~99容量％，優(yōu)選為可以是20~50容量％。
[0096]另外，本發(fā)明的碘類蝕刻液除了上述成分之外，也可以包含硫氰酸化合物等其它成分。
[0097]在碘類蝕刻液包含硫氰酸化合物的情況下，對(duì)鈀材料的蝕刻速率能進(jìn)一步增大，其結(jié)果是，能提高對(duì)鈀材料的蝕刻的選擇性。
[0098]作為硫氰酸化合物，可以舉出硫氰酸的銨鹽、與鎂、鈣等堿土金屬的鹽、與鈉、鉀等堿金屬的鹽。在這些鹽之中，從提高上述蝕刻速率比的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選為硫氰酸銨或硫氰酸鉀。
[0099]碘類蝕刻液中的硫氰酸化合物的濃度雖然優(yōu)選為按照添加劑的種類對(duì)用量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，但是優(yōu)選為0.01~2mol/L,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1~1.5mol/L,更進(jìn)一步優(yōu)選為
0.2~lmol/L。在硫氰酸銨的情況下，其濃度優(yōu)選為0.15~1.0mol/L,進(jìn)一步優(yōu)選為0.4~
1.0mol/L，更進(jìn)一步優(yōu)選為0.4~0.8mol/L。在硫氰酸鉀的情況下，其濃度優(yōu)選為0.3~
1.0mol/L,進(jìn)一步優(yōu)選為0.4~1.0mol/L,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.6~0.8mol/L。只要是在所涉及的范圍內(nèi)，就能提高對(duì)鈀材料的蝕刻能力，抑制對(duì)其它金屬材料的蝕刻能力。此外，在有機(jī)溶劑是NMP的情況下，只要是在上述的范圍內(nèi)，就能確保發(fā)揮硫氰酸化合物的效果。
[0100]上述本發(fā)明的碘類蝕刻液用于對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻。
[0101]作為鈀材料，例如可以舉出鈀以及鈀與鎂、鋁、鈦、錳、鐵、鈷、鎳、鑰、鎢、鉬、金、銀、
銅等的鈀合金，碘類蝕刻液可適用于其中的一種或兩種以上的組合。
[0102]此外，在使用鈀合金作為鈀材料的情況下，作為提高上述蝕刻速率比的物質(zhì)，在鈀合金中鈕的含量?jī)?yōu)選為在60重量％以上,進(jìn)一步優(yōu)選為在80重量％以上。
[0103]作為與鈀材料不同的其它金屬材料雖不被特別限定，但可以舉出金、鈷、鎳、鋁、鑰、鎢、及它們的合金，碘類蝕刻液可適用于從其中所選擇的一種或兩種以上的物質(zhì)。
[0104]在上述記載中，作為金屬材料優(yōu)選為金或金的合金。由此，能在使用碘類蝕刻液時(shí)進(jìn)一步確保得到較高的蝕刻速率比。
[0105]另外，對(duì)于鈀材料的鈀材料對(duì)所述金屬材料的蝕刻速率比(對(duì)于鈀材料的蝕刻速率/對(duì)于所述金屬材料的蝕刻速率)雖不被特別限定，但例如為1.5以上，優(yōu)選為2.0以上。
·[0106]此外，作為上述鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料雖不被特別限定，但例如可以舉出半導(dǎo)體襯底、硅晶圓、透明導(dǎo)電電極等半導(dǎo)體材料。
[0107]另外，本發(fā)明的碘類蝕刻液雖然對(duì)于這種材料在使用時(shí)可以得到較高的上述蝕刻速率比，但是例如對(duì)鈀材料、上述金屬材料各自分別使用的情況下不用說(shuō)也能得到作為蝕刻液的蝕刻效果。
[0108]本發(fā)明的碘類蝕刻液用任何方法進(jìn)行制造都可以。例如，本發(fā)明的碘類蝕刻液可以在公知的碘類蝕刻液中添加上述有機(jī)溶劑、水溶性高分子化合物等成分來(lái)進(jìn)行調(diào)制。另外，可以將各成分混于水中進(jìn)行調(diào)制。
[0109]另外，本發(fā)明的碘類蝕刻液不必預(yù)先調(diào)制好，例如也可以在馬上就要進(jìn)行蝕刻時(shí)通過(guò)上述方法進(jìn)行調(diào)制。
[0110]接著，對(duì)于本發(fā)明的蝕刻方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0111]本發(fā)明的蝕刻方法是使用碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的方法，
[0112]碘類蝕刻液包含有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物，
[0113]該有機(jī)溶劑與水相容，該蝕刻方法包含通過(guò)對(duì)碘類蝕刻液中有機(jī)溶劑和/或水溶性高分子化合物的含量進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)對(duì)鈀材料與所述金屬材料的蝕刻速率比進(jìn)行調(diào)節(jié)的工序(第I工序)。
[0114]另外，在本實(shí)施方式中，還具有在上述工序之后的對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的工序(第2工序)。
[0115]在第I工序中，首先，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的碘類蝕刻液中有機(jī)溶劑和/或水溶性高分子化合物的含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)鈀材料與所述金屬材料的蝕刻速率比進(jìn)行調(diào)節(jié)。[0116]通過(guò)增大有機(jī)溶劑或水溶性高分子化合物的含量，所述蝕刻速率比變大，另外，通過(guò)減少所述含量，所述蝕刻速率比變小。在本發(fā)明的蝕刻方法中，如此一來(lái)，蝕刻速率比能在較廣的范圍、例如0.5~3.0中任意地進(jìn)行控制。
[0117]此外，對(duì)于有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物的含量例如可以在上述的范圍內(nèi)進(jìn)行改變。
[0118]接著，在第2工序中，對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻。
[0119]本工序的蝕刻條件并不被特別限定，例如可以依照公知的蝕刻方法的條件來(lái)進(jìn)行。
[0120]作為蝕刻對(duì)象物(材料)和碘類蝕刻液的接觸方法，例如可以舉出在容器中裝滿蝕刻液再將蝕刻對(duì)象物進(jìn)行浸潰的浸蘸方式等。在那時(shí)，優(yōu)選為對(duì)該蝕刻對(duì)象物進(jìn)行搖動(dòng)或使容器內(nèi)的碘類蝕刻液強(qiáng)制循環(huán)。由此，對(duì)蝕刻對(duì)象物均勻地進(jìn)行蝕刻。
[0121]另外，也可以使用對(duì)碘類蝕刻液進(jìn)行噴霧來(lái)附著到蝕刻對(duì)象物的噴霧方式、對(duì)旋轉(zhuǎn)的蝕刻對(duì)象物以噴嘴噴出碘類蝕刻液的旋轉(zhuǎn)方式等。另外，它們也可以與浸蘸方式一起使用。
[0122]蝕刻的時(shí)間并不被特別限定，例如可以是I~60分鐘。
[0123]另外，蝕刻溫度(在浸蘸方式中是碘類蝕刻液的溫度，在噴霧方式、旋轉(zhuǎn)方式中是碘類蝕刻液的溫度或蝕刻對(duì)象物的溫度)并不被特別限定，例如可以是20~50°C。此時(shí)，根據(jù)需要也可以由加熱器等加熱手段或冷卻手段進(jìn)行碘類蝕刻液、蝕刻對(duì)象物等的溫度調(diào)節(jié)。
[0124]另外，本發(fā)明與半導(dǎo)體材料的制造方法相關(guān)，該方法具有使用上述碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的工序。
[0125]另外，本發(fā)明與半導(dǎo)體材料相關(guān)，該半導(dǎo)體材料是使用上述碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻而得到的。
[0126]以上雖然對(duì)于本發(fā)明基于適宜的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于此，各結(jié)構(gòu)都可以替換為能發(fā)揮同樣功能的任何物質(zhì)，或者能添加任意的結(jié)構(gòu)。
[0127]以下，雖然根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0128][比較例I]
[0129]假定對(duì)鈀和金共存的晶圓上的鈀的蝕刻進(jìn)行試驗(yàn)。調(diào)制200mL蝕刻液，該蝕刻液含有碘化鉀567mM、碘93mM及N-甲基_2_吡咯烷酮(NMP) 60容量％。接著一邊將2 X 2cm的鈀試驗(yàn)片和金試驗(yàn)片在液溫30°C下稍稍進(jìn)行攪拌，一面浸潰于上述蝕刻液內(nèi)2分鐘來(lái)進(jìn)行蝕刻。以重量法算出對(duì)鈀和對(duì)金的蝕刻速率，再算出蝕刻速率比(Pd/Au比)。其結(jié)果如表I所示。如表1所示的那樣，如果不含有水溶性高分子化合物的話，對(duì)鈀的蝕刻速率較低，Pd/Au比也較低。
[0130][實(shí)施例1]
[0131]假定對(duì)鈀和金共存的晶圓上的鈀的蝕刻進(jìn)行試驗(yàn)。在上述比較例的蝕刻液中混合50或200或500ppm的聚乙烯吡咯烷酮(PVP，重均分子量:40000)來(lái)調(diào)制各200mL的三種蝕刻液。接著一邊將2 X 2cm的鈀試驗(yàn)片和金試驗(yàn)片在液溫30°C下稍稍進(jìn)行攪拌，一面浸潰于上述蝕刻液內(nèi)2分鐘來(lái)進(jìn)行蝕刻。以重量法算出對(duì)鈀和對(duì)金的蝕刻速率，再算出Pd/Au比。其結(jié)果如表1和圖1所示。
[0132][表1]
[0133]
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的碘類蝕刻液，其特征在于， 所述碘類蝕刻液包含有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物，該有機(jī)溶劑與水相容。
2.如權(quán)利要求1所述的碘類蝕刻液，其特征在于， 通過(guò)使水溶性高分子化合物附著在金屬材料表面，降低對(duì)于金屬材料的蝕刻速率比。
3.如權(quán)利要求1或2所述的碘類蝕刻液，其特征在于， 水溶性高分子化合物是選自如下的一種或兩種以上的化合物:聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亞胺。
4.如權(quán)利要求1或2所述的碘類蝕刻液，其特征在于， 水溶性高分子化合物是非離子性高分子化合物。
5.如權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液,其特征在于， 水溶性高分子化合物的重均分子量在300以上。
6.如權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液,其特征在于， 水溶性高分子化合物的含量是I~lOOOppm。
7.如權(quán)利要求1~6中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液,其特征在于， 有機(jī)溶劑包含選自如下的一種或兩種以上的溶劑:從由含氮五元環(huán)化合物、醇類化合物、酰胺類化合物、酮類化合物、有機(jī)硫化合物、胺類化合物、及酰亞胺類化合物。
8.如權(quán)利要求1~7中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液，其特征在于， 有機(jī)溶劑的濃度是I~60容量％。
9.如權(quán)利要求1~8中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液，其特征在于， 還包含硫氰酸化合物。
10.如權(quán)利要求1~9中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液，其特征在于， 金屬材料是選自如下的一種或兩種以上的材料:金、鈷、鎳、招、鑰、鶴、及它們的合金。
11.如權(quán)利要求1~10中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液，其特征在于， 金屬材料是金或者金的合金。
12.一種用于使用碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的蝕刻方法，其特征在于， 碘類蝕刻液包含有機(jī)溶劑和水溶性高分子化合物，該有機(jī)溶劑與水相容， 該蝕刻方法包含通過(guò)對(duì)碘類蝕刻液中有機(jī)溶劑和/或水溶性高分子化合物的含量進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)對(duì)鈀材料與所述金屬材料的蝕刻速率比進(jìn)行調(diào)節(jié)的工序。
13.一種半導(dǎo)體材料的制造方法，其特征在于， 具有使用如權(quán)利要求1~11中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻的工序。
14.一種半導(dǎo)體材料,其特征在于， 是使用如權(quán)利要求1~11中任意一項(xiàng)所述的碘類蝕刻液對(duì)鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進(jìn)行蝕刻所得到的半導(dǎo)體材料。
【文檔編號(hào)】C23F1/10GK103710704SQ201310451351
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】永島和明, 高橋秀樹 申請(qǐng)人:關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社