JP2009079284A - エッチング液及び導体パターンの形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のエッチング液は、第二銅イオン源、酸及び水を含む銅のエッチング液であって、環内にある異原子として窒素原子のみを有するアゾールと、フェノール類及び芳香族アミン類から選択される少なくとも一種の芳香族化合物とを含むことを特徴とする。また、本発明の導体パターンの形成方法は、電気絶縁材(1)上の銅層のエッチングレジスト(3)で被覆されていない部分を、上記本発明のエッチング液を用いてエッチングし、導体パターン(2)を形成することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
第二銅イオン源は、金属銅を酸化する酸化剤として添加される成分である。第二銅イオン源の種類としては、例えば、塩化第二銅、硫酸第二銅、臭化第二銅、有機酸の第二銅塩、水酸化第二銅などが挙げられる。この中でも、溶解性が高く、エッチング速度が速いため特に塩化第二銅が好ましい。
酸は、第二銅イオンによって酸化された金属銅を溶解するために添加される成分である。用いられる酸の種類としては無機酸及び有機酸から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
本発明のエッチング液には、アンダーカットを抑制するために、環内にある異原子として窒素原子のみを有するアゾール(以下、単に「アゾール」ともいう)が添加される。
本発明のエッチング液には、過酸化水素などの酸化剤によるアゾールの分解を防止するために、フェノール類及び芳香族アミン類から選択される少なくとも一種の芳香族化合物(以下、単に「芳香族化合物」ともいう)が添加される。なお、上記「芳香族化合物」には、アゾールは含まれない。
2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(1価)
フェノールスルホン酸又はその塩(1価)
クレゾールスルホン酸又はその塩(1価)
サリチル酸又はその塩(1価)
リグニンスルホン酸又はその塩(1価)
フェノール(1価)
カテコール(2価、水酸基非対称)
キシレノール(1価)
没食子酸(3価)
フェニルフェノール(1価)
フロログルシン(3価)
ピロガロール(3価)
ヒドロキノン(2価、水酸基対称)
2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール(1価)
2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール(1価)
3-tert-ブチル-4-ヒドロキシアニソール(1価)
などが、例示できる。尚、上記において、価数は水酸基の数に対応している。
ナフタレンジアミン
アニリン
ナフチルアミン
メチルアニリン
ジメチルアニリン
フェニルエチルアミン
ベンジルアミン
ジベンジルアミン
フェニレンジアミン
トリクロロアニリン
トルイレンジアミン
ジフェニルアミン
トリフェニルアミン
o-ニトロ-p-クロロアニリン
トルイジン
などが、例示できる。
本発明のエッチング液により銅のエッチングを行うと、エッチングが進んでいくうちに、エッチング液中において第二銅イオンや金属銅が変化して生じた第一銅イオンが増加する。そこで、この第一銅イオンを酸化して第二銅イオンへ再生するための酸化剤として、過酸化水素を添加してもよい。
本発明のエッチング液には、液の安定性を高め、ムラのないエッチングを行い、エッチング後の表面形状を均一にするために、カチオン界面活性剤、グリコール及びグリコールエーテルから選ばれる少なくとも一つ、アルコール類、アミド類、アニオン界面活性剤、溶剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン性ポリマーなど、必要に応じて種々の添加剤を配合してもよい。これらの添加剤の具体例を以下に示す。
グリコール:エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリアルキレングリコール(アルキレン基の炭素数が4〜500程度)など
グリコールエーテル:プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテルなど
アルコール類:メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、2−フェノキシエタノールなど
アミド類:N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルピロリドンなど
アニオン界面活性剤:脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩など
溶剤:ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類など
ノニオン界面活性剤:ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのブロックポリマーなど
両性界面活性剤:ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタインなどのベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド、アミノカルボン酸など
b)環内にある異原子として窒素原子のみを有するアゾール
c)フェノール類及び芳香族アミン類から選択される少なくとも一種の芳香族化合物
これらの各成分はエッチング液と同じ種類のものを使用する事が好ましい。
表1及び表2に示す成分をイオン交換水に溶解させて、実施例1〜13及び比較例1〜8のエッチング液を調製した。なお、表1及び表2に示す塩酸としては、塩化水素の濃度が35重量%のものを用いた。
次にエッチング液を連続して使用した場合のアゾールの濃度変化を測定した。
<補給液の成分>
塩酸(塩化水素の濃度:35重量%) 183g/L
5-アミノ-1H-テトラゾール 1.5g/L
2-フェノキシエタノール 1g/L
2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール 3g/L
2 銅配線
3 レジスト樹脂
T 銅配線の厚み(高さ)
W1 銅配線のトップ部の幅
W2 銅配線のボトム部の幅
Claims (13)
- 第二銅イオン源、酸及び水を含む銅のエッチング液であって、
環内にある異原子として窒素原子のみを有するアゾールと、フェノール類及び芳香族アミン類から選択される少なくとも一種の芳香族化合物とを含むことを特徴とするエッチング液。 - 過酸化水素を更に含む請求項1に記載のエッチング液。
- 前記芳香族化合物の濃度範囲が、0.01〜20g/Lである請求項1又は2に記載のエッチング液。
- 前記第二銅イオン源を銅イオン濃度で14〜155g/L、前記酸を7〜180g/L、前記アゾールを0.1〜50g/L含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のエッチング液。
- 前記アゾールが、テトラゾール系化合物である請求項1〜4のいずれか1項に記載のエッチング液。
- 前記芳香族化合物が、フェノール類である請求項1〜5のいずれか1項に記載のエッチング液。
- 前記フェノール類が、フェノールスルホン酸又はその塩、クレゾールスルホン酸又はその塩、サリチル酸又はその塩、リグニンスルホン酸又はその塩、及び2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールから選択される少なくとも一つである請求項6に記載のエッチング液。
- 前記過酸化水素の濃度範囲が、0.01〜20g/Lである請求項2に記載のエッチング液。
- 導体パターンの形成方法であって、
電気絶縁材上の銅層のエッチングレジストで被覆されていない部分を、請求項1〜8のいずれか1項に記載のエッチング液を用いてエッチングし、導体パターンを形成することを特徴とする導体パターンの形成方法。 - 前記エッチング液中に生ずる第一銅イオンの濃度が5g/L以下になるように、前記エッチング液に過酸化水素を添加しながらエッチングする請求項9に記載の導体パターンの形成方法。
- 前記エッチング液に含まれる前記アゾールの濃度を0.1〜50g/Lに維持しながらエッチングする請求項9又は10に記載の導体パターンの形成方法。
- 酸と、環内にある異原子として窒素原子のみを有するアゾールと、フェノール類及び芳香族アミン類から選択される少なくとも一種の芳香族化合物とを含む補給液を添加しながらエッチングする請求項9〜11のいずれか1項に記載の導体パターンの形成方法。
- 前記補給液が、前記酸を7〜360g/L、前記アゾールを0.1〜50g/L、前記芳香族化合物を0.01〜20g/Lの濃度範囲で含む請求項12に記載の導体パターンの形成方法。
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