金和镍的选择蚀刻液制造技术

本发明专利技术提供可以用一液蚀刻金和镍共存的材料、进而能够控制金和／或镍的蚀刻速率的蚀刻方法及蚀刻液。在碘系蚀刻液中加入无机酸或在常温为固体的有机酸、和／或有机溶剂，调节各成分的配合比形成蚀刻液，用来蚀刻金和／或镍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对金和镍共存的材料蚀刻金和/或镍的液体及方法。
技术介绍
对于与半导体相关的以硅晶片基板或III/V族基板为基底的设备、与液晶相关的以玻璃基板为基底的设备、以聚酰亚胺材料等有机基板为基底的设备、还有采用以二氧化 硅和氧化铝等为基底的陶瓷基板的设备等，要求通过蚀刻对由贱金属和贵金属这样的不同 类金属构成的层积膜形成配线或突起等的技术。贵金属(金、银、铜、钌、铑、锇、铟及钼等)电阻抗低，容易导电，但通常与硅或玻璃 基板密合性较差。从而，在基板上成膜由密合性好的金属构成的底层膜，再在该底层膜上形 成贵金属膜。作为用于该底层膜的金属已知有对硅或玻璃基板密合性优异的钼、镍、铬、钛， 其中镍和铬在操作性上优异，从而被广泛采用。上述的组合中特别是金和镍的组合在广泛 领域被使用，对于它们的加工技术，使用化学药品的湿式蚀刻方法成为主流。通常利用二液的蚀刻处理来加工处理金和镍形成的层积膜，按照金膜、镍膜的顺 序进行蚀刻处理。金的蚀刻液多数采用王水系或碘系，但由于王水系为强酸，难以处理，并 且由于蚀刻速率与搅拌速度成反比，难以控制。另外，由于成分挥发大，王水系存在性能稳 定性较差等问题。相反，由碘、碘化物和水构成的碘系蚀刻液虽然碘会挥发一些，但是由于 金的蚀刻速率容易控制、蚀刻选择性高(溶解金而几乎不溶解镍)等理由，碘系蚀刻液成为 主流(专利文献1)。对于镍的蚀刻液可以使用双氧水+磷酸(专利文献2)、硫酸+盐酸 (专利文献3)、硝酸铈铵+过氯酸(专利文献4)、硫酸+双氧水+硝酸(专利文献5)、氯化 铁+盐酸+高分子化合物(专利文献6)等氧化剂+无机酸或无机酸混合液体系中大量的 蚀刻液。特开2004-211142号公报特开2006-294797号公报特开2004-190054号公报特开2004-59973号公报特开2004-52001号公报特开2000-336491号公报
技术实现思路
但是，对于使用2种蚀刻液的处理方法存在难以使金和镍的截面形状、侧面蚀刻 量一致，利用蚀刻液的处理工序长，与处理时间一起同装置配置有关等诸多问题。作为金和 镍的共同蚀刻液考虑了王水系，但由于王水系为强酸，难以处理，并且由于金和镍的蚀刻速 率与搅拌速度成反比，难以控制2个蚀刻速率。另外，王水系由于液体容易分解存在性能稳 定性较差等问题，从而难以实用化。对于由碘、碘化物和水构成的碘系蚀刻液可以微量蚀刻 镍，但镍的蚀刻速率几乎不能控制，并且非常低，由于镍的蚀刻花费时间，金的侧面蚀刻大。进而，存在容易产生镍残渣等问题，难以一并处理。本专利技术鉴于上述的课题而完成，目的在于以一液处理金和镍共存的材料，其目的之一提供在蚀刻金和镍共存的材料时控制金和/或镍的蚀刻速率的方法及蚀刻液。本专利技术人为了开发新的蚀刻液进行了刻苦研究，发现通过在蚀刻金和镍的碘系蚀 刻液中配合酸和/或有机溶剂、并调节配合比可以一举解决上述问题，从而完成了本专利技术。S卩，本专利技术涉及对金和镍共存的材料选择性地蚀刻金和/或镍的方法，包括对含 有碘化物和碘、以及酸和/或有机溶剂的蚀刻液的各成分的配合比进行调整。另外，本专利技术涉及上述方法，其中包括对碘化物和碘的重量比、以及酸和/或有机 溶剂的配合量进行调整，使得不析出碘。进而，本专利技术涉及对金和镍共存的材料使用的蚀刻液，含有碘化物和碘、以及酸和 /或有机溶剂。另外，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中有机溶剂为从由含氮五元环化合物、有机硫化 合物、醇化合物、酮化合物和酰胺化合物构成的组中选择的1种或2种以上。进而，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中有机溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。另外，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中有机溶剂为N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)。进而，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中有机溶剂的浓度为10体积％以上。另外，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中碘化物相对碘的重量比率为3以上。进而，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中酸为从由无机酸和在常温为固体的有机酸构 成的组中选择的1种或2种以上。另外，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中酸为从由盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸、丙二酸、酒 石酸、苹果酸和2，2’ -硫代二乙酸构成的组中选择的1种或2种以上。进而，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中酸为盐酸。另外，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中酸的浓度为5mM以上。进而，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中镍和金的蚀刻速率比为(镍的蚀刻速率/金的 蚀刻速率)Ni/Au = 0. 10以上。另外，本专利技术涉及上述蚀刻液，其中不含有酸。进而，本专利技术涉及上述蚀刻液，其被用于通过调整蚀刻液中的各成分的配合比对 金和镍共存的材料选择性地蚀刻金和/或镍的方法中。本专利技术的蚀刻方法和蚀刻液通过在包含碘化物和碘的现有碘系蚀刻液中配合酸 和/或有机溶剂，并调整各成分的配合比，可以提高镍的蚀刻能力和/或抑制金的蚀刻，这 些在以往是困难的，还可以对应微细加工。另外，本专利技术的蚀刻方法和蚀刻液可以以一液处理金和镍的2层的层积膜，可以 使截面形状和侧面蚀刻量一致。在其他的方式中本专利技术的蚀刻方法和蚀刻液可以在仅向碘和碘化物的水溶液添 加有机溶剂的情况抑制镍的蚀刻。附图说明图1为表示使用了盐酸的情况镍和金的蚀刻速率的图。图2为表示使用了 NMP的情况镍和金的蚀刻速率的图。图3为表示使用了硫酸的情况镍和金的蚀刻速率的图。图4为表示使用了硝酸的情况镍和金的蚀刻速率的图。图5为表示使用了盐酸和NMP的情况镍和金的蚀刻速率的图。具体实施方式 下面更详细地说明本专利技术。从与碘系蚀刻液的相溶性或溶解性的角度考虑，本专利技术中使用的酸优选无机酸或 在常温为固体的有机酸。在此，常温是指15 35°C。作为无机酸可举出盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、次亚氯酸、氯酸、过氯酸、氢碘酸、次亚 碘酸、碘酸、过碘酸、氢溴酸、次亚溴酸、溴酸、过溴酸、亚硫酸、过硫酸、碳酸、亚磷酸、次亚磷 酸等。作为在常温为固体的有机酸可举出柠檬酸、丙二酸、苹果酸、酒石酸、2，2’_硫代二 乙酸、乙醇酸、马来酸、酞酸、富马酸、乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺四乙酸、二亚乙基三胺五 乙酸、谷氨酸、水杨酸等。本专利技术中使用的酸从镍的溶解性的角度考虑进一步优选盐酸、硫酸、硝酸、柠檬 酸、丙二酸、酒石酸、苹果酸、2，2’ -硫代二乙酸。含有2种以上这些酸的情况，可以从无机酸中选择其全部或一部分。并且，也可以 从在常温为固体的有机酸中选择全部。仅含有1种酸的情况，从镍的溶解性、蚀刻速率的稳 定性、价格的角度考虑，优选盐酸。另外，与有机溶剂同时使用的情况优选与有机溶剂的相溶性良好的酸、盐酸。本专利技术中使用的碘化物为碘化钾、碘化钠、碘化铵等。特别是从价格的角度考虑优 选碘化钾。碘和碘化物的重量的比率没有特别限制，优选为1 3 1 10，进一步优选为 1 5 1 10，进一步特别优选1 8 1 10。使用酸的情况碘和碘化物的重量的比率优选1 8 1 10。本专利技术中使用的有机溶剂从与碘系蚀刻液的相溶性的角度考虑优选含氮五元环 化合物、有机硫化合物、醇化合物、二醇化合物、三醇化合物、酮化合物、酰胺化合物。含有 2种以上这些有机溶剂的情况，可以从上述化合物组的相同组中选择其全部或一部分，也可 以从不同的化合物组中选择。作为含氮五元环化合物可举出吡咯烷酮、咪唑烷酮、噁唑、噻唑、噁二唑、噻二唑、 四唑或三唑衍生物等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对金和镍共存的材料选择性地蚀刻金和／或镍的方法，包括对含有碘化物和碘、以及酸和／或有机溶剂的蚀刻液中的各成分的配合比进行调整。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥秀树，永岛和明，
申请(专利权)人：关东化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]