碘類蝕刻液及蝕刻方法

2023-05-03 15:07:06

碘類蝕刻液及蝕刻方法
【專利摘要】本發明的目的在於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溶劑的濃度較低。本發明的碘類蝕刻液是用於對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的碘類蝕刻液，所述碘類蝕刻液包含有機溶劑和水溶性高分子化合物，該有機溶劑與水相容。
【專利說明】碘類蝕刻液及蝕刻方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及碘類蝕刻液及蝕刻方法。
【背景技術】
[0002]金、鈀等金屬一般作為半導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加工技術，有使用化學藥品的溼蝕刻法。特別是，近年來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，已知有含有有機溶劑的碘類蝕刻液(例如專利文獻I )。但是，該蝕刻液的蝕刻性能變化較少，最多只能穩定進行金的蝕刻，在金隆起焊盤的形成工序中對金隆起焊盤進行蝕刻的同時也對基底的鈀進行蝕刻時，無法控制對各金屬的蝕刻量。
[0004]另外，已知有使用以碘為反應主體的蝕刻液對金、鈀以及它們的合金進行蝕刻的方法(專利文獻2)。但是，在使用該蝕刻液的方法中，對金和鈀同樣地進行蝕刻，無法抑制對隆起焊盤的損傷，即，無法抑制對金的蝕刻，選擇性地去除基底的鈀。
[0005]在這樣的背景下，本發明的發明人們得到了如下發現:在對鈀與金共存的材料進行蝕刻時所使用的、對鈀的選擇性較高的蝕刻液以及對鈀的蝕刻的選擇性進行控制的方法(專利文獻3)。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本專利特開2004 - 211142號公報
[0009]專利文獻2:日本專利特開昭49 - 123132號公報
[0010]專利文獻3:國際公開2007/049750號公報

【發明內容】

[0011]發明所要解決的技術問題
[0012]然而,在專利文獻3所記載的方法中，為了使鈀對於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溶劑，例如80VOl%以上的有機溶劑。這種蝕刻液存在著對抗蝕劑的攻擊性太高而在使用條件上產生限制、另外根據有機溶劑的種類適用於消防法中的危險品而需要進行麻煩的管理的問題。
[0013]這樣一來，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材料對於所述金屬材料的蝕刻速率比較高，一面使蝕刻液中的有機溶劑的濃度較低。因此，難以對所述蝕刻速率比在包含較高的範圍內進行調節。
[0014]由此，本發明的目的在於提供一種鈀材料對於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溶劑的濃度較低的碘類蝕刻液，以及能對所述蝕刻速率比在較廣的範圍內進行調節的蝕刻方法。
[0015]解決技術問題所採用的技術方案
[0016]本發明的發明人們在為了解決上述問題所需進行的探討中得到了如下發現:在將包含特定的有機溶劑和水溶性高分子化合物的組成作為蝕刻液進行使用的情況下，鈀材料對於其它金屬材料的蝕刻速率比較高，作為進一步集中探討的結果，得到了本發明。
[0017]即本發明與以下相關。
[0018][I]
[0019]一種用於對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的碘類蝕刻液，
[0020]所述碘類蝕刻液包含有機溶劑和水溶性高分子化合物，該有機溶劑與水相容。
[0021][2]
[0022]在[I ]所記載的碘類蝕刻液中，通過使水溶性高分子化合物附著在金屬材料表面，降低對於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]中任意一項所記載的碘類蝕刻液中，有機溶劑包含選自如下的一種或兩種以上的溶劑:從由含氮五元環化合物、醇類化合物、醯胺類化合物、酮類化合物、有機硫化合物、胺類化合物、及醯亞胺類化合物。
[0033][8]
[0034]在[I]~[7]中任意一項所記載的碘類蝕刻液中，有機溶劑的濃度是I~60容量％。
[0035][9]
[0036]在[I]~[8]中任意一項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]一種用於使用碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的蝕刻方法，[0043]碘類蝕刻液包含有機溶劑和水溶性高分子化合物，該有機溶劑與水相容，
[0044]該蝕刻方法包含通過對碘類蝕刻液中有機溶劑和/或水溶性高分子化合物的含量進行調節來對鈀材料與所述金屬材料的蝕刻速率比進行調節的工序。
[0045][13]
[0046]—種半導體材料的製造方法，具有使用在[I]~[11]中任意一項所記載的碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的工序。
[0047][14]
[0048]一種半導體材料，是使用在[I ]~[11 ]中任意一項所記載的碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻所得到的半導體材料。
[0049]發明的效果
[0050]根據本發明，能提供一種鈀材料對於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溶劑的濃度較低的碘類蝕刻液，以及能對所述蝕刻速率比在較廣的範圍內進行調節的蝕刻方法。
[0051]雖然得到這種鈀材料的對其它金屬材料的蝕刻速率比較高的理由並不確定，但是考慮為通過含有與水相容的有機溶劑和水溶性高分子化合物起到了以下作用。
[0052]即，首先，蝕刻液通過含有與水相容的有機溶劑，抑制對鈀材料的蝕刻速率下降，另一方面使對其它金屬材料的蝕刻速率大大下降。其結果是，鈀材料對於其它金屬材料的蝕刻速率比變大。
[0053]詳細進行說明的話，被蝕刻材料的溶解反應的速度與從碘類蝕刻液向被蝕刻材料表面的與溶解相關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速度有很大關聯，這種提供和移動速度變大的話，被蝕刻材料的溶解反應的速度也會變大。然後，對於所述提供和移動速度，由作為反應場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)的濃度差引起的擴散成為驅動力。在包含有機溶劑的體系(水一有機溶媒混合體系)中，作為抑制離子的離解的結果，考慮為在整體活度下降的同時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，引起了擴散速度的下降。然而，對於鈀材料，有機溶劑起到了作為配體的作用而生成了鈀配位化合物，其結果是抑制了對此的蝕刻速率的下降。另一方面，對於金等其它金屬材料，有機溶劑難以起到作為配體的作用，其結果是對此的蝕刻速率大大下降。
[0054]接著，通過使這樣的含有與水相容的有機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，使對鈀材料的蝕刻速率維持在相同程度，另一方面對其它金屬的蝕刻速率下降。其結果是，和蝕刻液不含有水溶性高分子化合物的情況相比，鈀材料的對金屬材料的蝕刻速率比變大。
[0055]考慮到這是由於，作為水溶性高分子化合物附著在所述金屬材料表面的結果，抑制了該金屬表面的上述溶解反應，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果，無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。
[0056]由上所述，在使用本發明的碘類蝕刻液的情況下，能使鈀材料的對金屬材料的蝕刻速率比較高，例如在1.5以上。另外，由於即使與水相容的有機溶劑的含量較低也能使所述蝕刻速率比較高，因此考慮到對抗蝕劑的攻擊性等，與水相容的有機溶劑的含量可以較低。[0057]而且，通過對碘類蝕刻液中的與水相容的有機溶劑和水溶性高分子化合物的含量進行調節，能對鈀材料的對其它金屬材料的蝕刻速率比進行調節。即，按照製造目的，能對鈀材料的對其它金屬材料的蝕刻速率比在較廣的範圍內進行任意設定。
[0058]另外，特別是，通過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，能更促進鈀配位化合物的形成，因此能使鈀材料的對其它金屬材料的蝕刻速率比更大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0059]圖1是示出在對鈀與金共存的材料進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係的圖表。
[0060]圖2是示出在對鈀與金共存的材料進行蝕刻的情況下硫氰酸鉀(KSCN)的添加量和蝕刻速率的關係的圖表。
【具體實施方式】
[0061]以下對於本發明基於本發明的適宜的實施方式進行詳細說明。
[0062]本發明的碘類蝕刻液用於對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻。
[0063]本發明的碘類蝕刻液包含有機溶劑和水溶性高分子化合物，該有機溶劑與水相容。另外，與一般的碘類蝕刻液相同，本發明的碘類蝕刻液也含有水、碘、及碘化物。
[0064]以下， 對於各成分進行說明。
[0065]本發明的碘類蝕刻液含有碘及碘化物。
[0066]作為碘化物，並不被特別限定，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、價格、操作的便利性、及毒性等觀點來看，優選為碘化鉀、碘化鈉、碘化銨。
[0067]碘類蝕刻液中碘的含量雖然並不被特別限定，但例如可以是I~lOOOmM，優選為50 ~500mM。
[0068]碘類蝕刻液中碘化物的含量雖然並不被特別限定，但例如可以是I~3000mM，優選為 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)並不被特別限定，優選為1:3~1:10，進一步優選為1:5~1:10。
[0070]另外，本發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，能溶於水。另一方面，水溶性高分子化合物通過具有極性能夠在蝕刻時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溶劑的配合物的形成，其結果是，能使對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，並不被特別限定，能用於通過附著在金屬材料表面使對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，雖然並不被特別限定，但例如可以舉出澱粉、羧甲基澱粉、磷酸澱粉或陽離子澱粉等改性澱粉、甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、陽離子化纖維素、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、透明質酸鈉及其衍生物、膠原蛋白及其衍生物、殼聚糖及明膠、聚腖等。
[0074]作為合成高分子化合物及其衍生物，雖然並不被特別限定，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)丙烯醯胺等聚烷基(甲基)丙烯醯胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚(甲基)丙烯醯胺、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滷化銨聚合物和共聚物等。
[0075]在上述記載中，從對碘類蝕刻液的溶解性和在蝕刻液中的穩定性的觀點來看，作為碘類蝕刻液的水溶性高分子化合物，優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於金屬材料的同時抑制了與構成金屬材料的金屬形成配位化合物，其結果是，能充分降低蝕刻液對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，例如可以舉出澱粉、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並不被特別限定，但優選為在300以上，進一步優選為300~50·0000，更進一步優選為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，在蝕刻時就抑制了水溶性高分子化合物與構成金屬材料的金屬配位而形成配位化合物，其結果是，能充分降低蝕刻液對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於蝕刻液中，水溶性高分子化合物就能充分發揮其效果。
[0079]另外，蝕刻液中水溶性高分子化合物的含量雖然並不被特別限定，可以根據有機溶劑的種類和濃度或水溶性高分子化合物的種類進行適當改變，但例如優選為I~1000ppm,進一步優選為10~1000ppm,更進一步優選為50~500ppm。如果在所涉及的範圍內的話，能一面維持對鈀材料的蝕刻能力，一面抑制對金屬材料的蝕刻能力，能提高對鈀材料的蝕刻的選擇性。
[0080]另外，本發明的碘類蝕刻液包含與水相溶的有機溶劑。
[0081]作為這種有機溶劑，只要與水相溶即可，並不被特別限定，可以使用任意的有機溶劑的一種或兩種以上的組合。
[0082]這裡，有機溶劑優選為選自如下的一種或兩種以上的溶劑:含氮五元環化合物、醇類化合物、醯胺類化合物、酮類化合物、醚類化合物、有機硫化合物、胺類化合物、醯亞胺類化合物。[0083]作為含氮五元環化合物，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。作為含氮五元環化合物的優選具體例子，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。其中進一步優選為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，更進一步優選為NMP。
[0084]作為醇類化合物，可以舉出碳數為I~10的醇，可以是飽和或不飽和、或者直鏈狀、支鏈狀或環狀中的任意一種結構，也可以是有2個以上羥基的多元醇。作為醇類化合物的優選具體例子，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_環戊醇、1-環己醇等環狀醇等。其中，進一步優選為二甘醇、二丙二醇等甘醇化合物。
[0085]醯胺類化合物只要有醯氨基即可，也可以具有硝基、苯基、滷素等取代基。作為醯胺類化合物的優選具體例子，可以舉出N-甲基甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二乙基甲醯胺、N-甲基乙醯胺、N, N-二甲基乙醯胺、N-甲基丙醯胺、丙烯醯胺、已二醯二胺、乙醯胺、2-乙醯氨基丙烯酸、4-乙醯氨基苯甲酸、2-乙醯氨基苯甲酸甲酯、乙醯氨基乙酸乙酯、4-乙醯氨基苯酚、2-乙醯氨基芴、6-乙醯氨基己酸、對乙醯氨基苯甲醛、3-乙醯氨基丙二酸二乙酯、4-乙醯氨基丁酸、氨基磺酸、氨基磺酸銨、阿米酚、3-氨基苯甲醯胺、對氨基苯磺醯胺、對氨基苯甲醯胺、異煙醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N-異丙基-1-哌嗪乙醯胺、脲醯胺酶、2-乙氧基苯甲醯胺、芥酸醯胺、油酸醯胺、2-氯乙醯胺、甘氨醯胺鹽酸鹽、琥珀酸醯胺、琥珀酸二醯胺、水楊醯胺、2-氰基乙醯胺、2-氰基硫代乙醯胺、二乙醯基胺、雙丙酮丙烯醯胺、二異丙基甲醯胺、N, N- 二異丙基異丁醯胺、N, N- 二乙基乙醯基乙醯胺、N, N- 二乙基乙醯胺、N, N- 二乙基十二醯胺、N, N- 二乙基煙醯胺、雙氰氨、N, N- 二丁基甲醯胺、N, N- 二丙基乙醯胺、N，N- 二甲基丙醯胺、N，N- 二甲基苯甲醯胺、硬脂酸醯胺、磺胺、苯甲醯磺胺、氨基磺酸、丹醯胺、硫代乙醯胺、硫異煙醯胺、硫代苯甲醯胺、3-硝基苯甲醯胺、2-硝基苯甲醯胺、2-硝基苯磺醯胺、3-硝基苯磺醯胺、4-硝基苯磺醯胺、脯氨醯胺、吡嗪醯胺、2-苯基丁醯胺、N-苯基苯甲醯胺、苯氧乙醯胺、鄰苯二甲醯胺、富馬醯胺、N- 丁基乙醯胺、正丁醯胺、丙醯胺、己醯胺、苯甲醯胺、苯磺醯胺、甲醯胺、丙二醯胺、甲基磺醯胺、N-甲基苯甲醯胺、N-甲基馬來酸、碘乙醯胺等。其中，進一步優選為N-甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺等。
[0086]作為酮類化合物，可以舉出碳數為3~10的酮類化合物，作為酮類化合物的優選具體例子，可以舉出丙酮、丁酮、4-羥基-2-甲基戊酮等鏈狀酮類化合物、環己酮等環狀酮類化合物、Y-丁內酯等環狀酯類化合物、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等碳酸酯類化合物等。其中，進一步優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]作為有機硫化合物，可以舉出二甲基亞碸等二烷基亞碸、巰基琥珀酸等含有巰基的化合物、2，2』-硫代二乙酸等。其中，優選為二甲基亞碸等二烷基亞碸。
[0089]作為胺類化合物的優選具體例子，可以舉出尿素、甘氨酸、亞氨基二乙酸、N-乙醯乙醇胺、N-乙醯二苯胺、烯丙胺、烯丙胺鹽酸鹽、烯丙基環己胺、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-乙基二環己胺、N-乙基正丁胺、2-乙基己胺、N-乙基苄胺、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、琥珀醯胺酸、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、三苄胺、三甲撐二胺、一乙醇胺、一乙醇胺鹽酸鹽等。
[0090]作為醯亞胺類化合物的優選具體例子，可以舉出琥珀醯亞胺、羥基丁二醯亞胺、N-碘代丁二醯亞胺、N-丙烯醯氧基丁二醯亞胺、N-乙醯鄰苯二甲醯亞胺、3-氨基鄰苯二甲醯亞胺、4-氨基鄰苯二甲醯亞胺、N-氨基鄰苯二甲醯亞胺、伊咪脲、N-乙基鄰苯二甲醯亞胺、N-乙基馬來醯亞胺、N-乙氧羰基鄰苯二甲醯亞胺、碳二亞胺、N-氯代琥珀醯亞胺、環己醯亞胺、2，6-二氯醌氯亞胺、3，3-二甲基谷醯胺、1，8-萘二甲醯亞胺、4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、鄰苯二甲醯亞胺鉀、馬來醯亞胺、N-甲基琥珀醯亞胺、碘代丁二醯亞胺等鏈狀或環狀的醯亞胺類化合物。
[0091]在上述記載中，為了能穩定地確保鈀材料的蝕刻速率，優選為揮發性低的物質。作為這種有機溶劑，可以舉出含氮五元環化合物、甘醇類化合物、二醇類化合物、三醇類化合物、醯胺類化合物等。 特別優選為在蝕刻時具有良好的溼潤性的NMP。
[0092]此外，「揮發性低」是指例如有機溶劑在25°C時的蒸氣壓能夠在5kPa以下，優選為能夠在2kPa以下。
[0093]碘類蝕刻液中的有機溶劑的含量並不被特別限定，優選為按照所使用的有機溶劑的種類對用量進行適當調整。一般可在I~99容量％的範圍內使用，優選為在10~60容量％的範圍內使用，進一步優選為在20~60容量％的範圍內使用。例如，在添加劑是NMP的情況下，用量優選為40~60容量％，進一步優選為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並不被特別限定，例如，可以作為其它成分的剩餘部分。例如，水的含量可以是I~99容量％，優選為可以是20~50容量％。
[0096]另外，本發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，對鈀材料的蝕刻速率能進一步增大，其結果是，能提高對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、鈣等鹼土金屬的鹽、與鈉、鉀等鹼金屬的鹽。在這些鹽之中，從提高上述蝕刻速率比的觀點來看，優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選為按照添加劑的種類對用量進行適當調整，但是優選為0.01~2mol/L,進一步優選為0.1~1.5mol/L,更進一步優選為
0.2~lmol/L。在硫氰酸銨的情況下，其濃度優選為0.15~1.0mol/L,進一步優選為0.4~
1.0mol/L，更進一步優選為0.4~0.8mol/L。在硫氰酸鉀的情況下，其濃度優選為0.3~
1.0mol/L,進一步優選為0.4~1.0mol/L,更進一步優選為0.6~0.8mol/L。只要是在所涉及的範圍內，就能提高對鈀材料的蝕刻能力，抑制對其它金屬材料的蝕刻能力。此外，在有機溶劑是NMP的情況下，只要是在上述的範圍內，就能確保發揮硫氰酸化合物的效果。
[0100]上述本發明的碘類蝕刻液用於對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻。
[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，碘類蝕刻液可適用於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，在鈀合金中鈕的含量優選為在60重量％以上,進一步優選為在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，碘類蝕刻液可適用於從其中所選擇的一種或兩種以上的物質。
[0104]在上述記載中，作為金屬材料優選為金或金的合金。由此，能在使用碘類蝕刻液時進一步確保得到較高的蝕刻速率比。
[0105]另外，對於鈀材料的鈀材料對所述金屬材料的蝕刻速率比(對於鈀材料的蝕刻速率/對於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體襯底、矽晶圓、透明導電電極等半導體材料。
[0107]另外，本發明的碘類蝕刻液雖然對於這種材料在使用時可以得到較高的上述蝕刻速率比，但是例如對鈀材料、上述金屬材料各自分別使用的情況下不用說也能得到作為蝕刻液的蝕刻效果。
[0108]本發明的碘類蝕刻液用任何方法進行製造都可以。例如，本發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溶劑、水溶性高分子化合物等成分來進行調製。另外，可以將各成分混於水中進行調製。
[0109]另外，本發明的碘類蝕刻液不必預先調製好，例如也可以在馬上就要進行蝕刻時通過上述方法進行調製。
[0110]接著，對於本發明的蝕刻方法進行說明。
[0111]本發明的蝕刻方法是使用碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的方法，
[0112]碘類蝕刻液包含有機溶劑和水溶性高分子化合物，
[0113]該有機溶劑與水相容，該蝕刻方法包含通過對碘類蝕刻液中有機溶劑和/或水溶性高分子化合物的含量進行調節來對鈀材料與所述金屬材料的蝕刻速率比進行調節的工序(第I工序)。
[0114]另外，在本實施方式中，還具有在上述工序之後的對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的工序(第2工序)。
[0115]在第I工序中，首先，通過對本發明的碘類蝕刻液中有機溶劑和/或水溶性高分子化合物的含量進行調節，對鈀材料與所述金屬材料的蝕刻速率比進行調節。[0116]通過增大有機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，通過減少所述含量，所述蝕刻速率比變小。在本發明的蝕刻方法中，如此一來，蝕刻速率比能在較廣的範圍、例如0.5~3.0中任意地進行控制。
[0117]此外，對於有機溶劑和水溶性高分子化合物的含量例如可以在上述的範圍內進行改變。
[0118]接著，在第2工序中，對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻。
[0119]本工序的蝕刻條件並不被特別限定，例如可以依照公知的蝕刻方法的條件來進行。
[0120]作為蝕刻對象物(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象物進行浸潰的浸蘸方式等。在那時，優選為對該蝕刻對象物進行搖動或使容器內的碘類蝕刻液強制循環。由此，對蝕刻對象物均勻地進行蝕刻。
[0121]另外，也可以使用對碘類蝕刻液進行噴霧來附著到蝕刻對象物的噴霧方式、對旋轉的蝕刻對象物以噴嘴噴出碘類蝕刻液的旋轉方式等。另外，它們也可以與浸蘸方式一起使用。
[0122]蝕刻的時間並不被特別限定，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、旋轉方式中是碘類蝕刻液的溫度或蝕刻對象物的溫度)並不被特別限定，例如可以是20~50°C。此時，根據需要也可以由加熱器等加熱手段或冷卻手段進行碘類蝕刻液、蝕刻對象物等的溫度調節。
[0124]另外，本發明與半導體材料的製造方法相關，該方法具有使用上述碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的工序。
[0125]另外，本發明與半導體材料相關，該半導體材料是使用上述碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻而得到的。
[0126]以上雖然對於本發明基於適宜的實施方式進行了詳細說明，但是本發明並不限於此，各結構都可以替換為能發揮同樣功能的任何物質，或者能添加任意的結構。
[0127]以下，雖然根據實施例對本發明進行更具體的說明，但是本發明並不限於這些實施例。
[0128][比較例I]
[0129]假定對鈀和金共存的晶圓上的鈀的蝕刻進行試驗。調製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的鈀試驗片和金試驗片在液溫30°C下稍稍進行攪拌，一面浸潰於上述蝕刻液內2分鐘來進行蝕刻。以重量法算出對鈀和對金的蝕刻速率，再算出蝕刻速率比(Pd/Au比)。其結果如表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，對鈀的蝕刻速率較低，Pd/Au比也較低。
[0130][實施例1]
[0131]假定對鈀和金共存的晶圓上的鈀的蝕刻進行試驗。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)來調製各200mL的三種蝕刻液。接著一邊將2 X 2cm的鈀試驗片和金試驗片在液溫30°C下稍稍進行攪拌，一面浸潰於上述蝕刻液內2分鐘來進行蝕刻。以重量法算出對鈀和對金的蝕刻速率，再算出Pd/Au比。其結果如表1和圖1所示。
[0132][表1]
[0133]
【權利要求】
1.一種用於對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的碘類蝕刻液，其特徵在於， 所述碘類蝕刻液包含有機溶劑和水溶性高分子化合物，該有機溶劑與水相容。
2.如權利要求1所述的碘類蝕刻液，其特徵在於， 通過使水溶性高分子化合物附著在金屬材料表面，降低對於金屬材料的蝕刻速率比。
3.如權利要求1或2所述的碘類蝕刻液，其特徵在於， 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.如權利要求1或2所述的碘類蝕刻液，其特徵在於， 水溶性高分子化合物是非離子性高分子化合物。
5.如權利要求1~4中任意一項所述的碘類蝕刻液,其特徵在於， 水溶性高分子化合物的重均分子量在300以上。
6.如權利要求1~5中任意一項所述的碘類蝕刻液,其特徵在於， 水溶性高分子化合物的含量是I~lOOOppm。
7.如權利要求1~6中任意一項所述的碘類蝕刻液,其特徵在於， 有機溶劑包含選自如下的一種或兩種以上的溶劑:從由含氮五元環化合物、醇類化合物、醯胺類化合物、酮類化合物、有機硫化合物、胺類化合物、及醯亞胺類化合物。
8.如權利要求1~7中任意一項所述的碘類蝕刻液，其特徵在於， 有機溶劑的濃度是I~60容量％。
9.如權利要求1~8中任意一項所述的碘類蝕刻液，其特徵在於， 還包含硫氰酸化合物。
10.如權利要求1~9中任意一項所述的碘類蝕刻液，其特徵在於， 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.如權利要求1~10中任意一項所述的碘類蝕刻液，其特徵在於， 金屬材料是金或者金的合金。
12.一種用於使用碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的蝕刻方法，其特徵在於， 碘類蝕刻液包含有機溶劑和水溶性高分子化合物，該有機溶劑與水相容， 該蝕刻方法包含通過對碘類蝕刻液中有機溶劑和/或水溶性高分子化合物的含量進行調節來對鈀材料與所述金屬材料的蝕刻速率比進行調節的工序。
13.一種半導體材料的製造方法，其特徵在於， 具有使用如權利要求1~11中任意一項所述的碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻的工序。
14.一種半導體材料,其特徵在於， 是使用如權利要求1~11中任意一項所述的碘類蝕刻液對鈀材料和與鈀材料不同的其它金屬材料共存的材料進行蝕刻所得到的半導體材料。
【文檔編號】C23F1/10GK103710704SQ201310451351
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】永島和明, 高橋秀樹 申請人:關東化學株式會社