含铜材料用蚀刻剂组合物及含铜材料的蚀刻方法技术

本发明专利技术提供一种含铜材料用蚀刻剂组合物及含铜材料的蚀刻方法，可以形成没有形状不良的微细图案。本发明专利技术的含铜材料用蚀刻剂组合物由水溶液构成，该水溶液含有：(A)0.1～15质量％的从铜离子和铁离子中选择的至少一种氧化剂成分；(B)0.1～20质量％的氯化氢；以及(C)0.001～5质量％的用下述通式(1)表示，并且数均分子量为500～1,500的非离子型表面活性剂，在所述通式(1)中，R表示碳原子数为8～18的烷基，X表示环氧乙烷单元与环氧丙烷单元无规聚合或嵌段聚合的聚环氧烷基。R-O-X-H   (1)。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是申请日为2010年7月6日、专利技术名称为"含铜材料用蚀刻剂组合物及含 铜材料的蚀刻方法"的申请号为201010218563. X专利申请的分案申请。
本专利技术涉及，详细地说涉及可以 形成没有形状不良的微细电路图案（电路布线）的含铜材料用蚀刻剂组合物及含铜材料的 蚀刻方法。
技术介绍
在表面上形成有电路布线的印刷线路板（或膜）被广泛用于安装电子零件和半导 体元件等。而且，近年来伴随电子设备的小型化和高功能化的要求，对于印刷线路板（或 膜）的电路布线也期待其高密度化和薄型化。 作为制造高密度的电路布线的方法公知的有被称为减去法（寸7''卜7夕亍4 7'' 法）及半加成法（七彡4 7''法）的方法。由于一般减去法是用湿法蚀刻形成电路 的方法，所以工序少、成本低，但被认为不适合形成微细的电路图案。 为了形成微细的电路布线，理想的是：蚀刻部分没有残膜；从上部看到的布线侧 面是直线（直线性）；电路布线的断面是矩形；以及显示出高的蚀刻因子（电路布线的上部 宽度与布线的下部宽度之差小）。但是，实际上会产生残膜、直线性的杂乱、侧面蚀刻、底切 (7y夂一力7卜）以及布线的上部宽度细等形状不良。因此，希望在湿法蚀刻中，能够保 持生产率，并且抑制这些形状不良。 已经报道了多种通过对蚀刻剂组合物的成分想办法来对如上所述的电路布线的 形状不良进行改良的技术。 例如，在专利文献1中公开了一种铜或铜合金的蚀刻液，其中所述蚀刻液由水溶 液构成，所述水溶液含有：铜的氧化剂；从盐酸和有机酸盐构成的组中选择的酸；以及从聚 亚烷基二醇、以及多胺与聚亚烷基二醇共聚物构成的组中选择的至少一种聚合物，所述铜 或铜合金的蚀刻液可以抑制侧面蚀刻和电路布线上部变细。在此，作为铜的氧化剂公开了 铜离子和铁离子，作为产生铜离子的化合物公开了氯化铜（II)、溴化铜（II)和氢氧化铜 (II) ，作为产生铁离子的化合物公开了氯化铁（III)、溴化铁（III)、碘化铁（III)、硫酸铁 (III) 、硝酸铁（III)和醋酸铁（III)。此外，作为聚亚烷基二醇公开了聚乙二醇、聚丙二醇、 环氧乙烷-环氧丙烷共聚物。作为多胺与聚亚烷基二醇共聚物公开了乙二胺、二亚乙基三 胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、N-乙基乙二胺等的聚乙二醇、聚丙二醇、 环氧乙烷-环氧丙烷共聚物。 此外，在专利文献2中公开了一种可以抑制底切的蚀刻剂，该蚀刻剂由水溶液构 成，所述水溶液含有：氧化性金属离子源；从无机酸或有机酸中选择的酸；作为环内的杂原 子仅含有氮原子的唑类；以及从二醇和二醇醚中选择的至少一种。在此，作为氧化性金属离 子源公开了铜离子和铁离子，作为酸公开了盐酸。此外，作为在蚀刻剂中添加的表面活性剂 公开了：脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐和烷基磷酸酯盐等阴离子表面活性剂；聚氧乙烯烷基醚、 聚氧丙烯烷基醚以及聚氧乙烯与聚氧丙烯的嵌段聚合物等非离子型表面活性剂；以及月桂 基甜菜碱和月桂基羟基磺基甜菜碱等甜菜碱、氨基羧酸等两性表面活性剂。 专利文献1 :日本专利公开公报特开2004-256901号 专利文献2 :日本专利公开公报特开2005-330572号 可是，专利文献1和2公开的蚀刻剂组合物存在的问题是：不能获得可以与微细电 路充分对应的蚀刻性能。特别是在形成被去除的铜的蚀刻空间（线间距，间隙）窄的图案 (例如IOym~60μπι)的情况下，就会产生电路图案的形状不良。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种可以形成没有形状不良的微细图案 的含铜材料用蚀刻剂组合物和含铜材料的蚀刻方法。 为了解决上述问题，本专利技术人等反复进行了专心的研究，其结果发现蚀刻剂组合 物的组成与微细电路图案的形成密切相关，利用具有特定组成的蚀刻剂组合物以及使用该 蚀刻剂组合物进行蚀刻，可以解决上述问题，从而实现了本专利技术。 即，本专利技术提供一种含铜材料用蚀刻剂组合物，其特征在于，由水溶液构成，所 述水溶液含有：(A)O. 1~15质量％的从铜离子和铁离子中选择的至少一种氧化剂成分； (B)O. 1~20质量％的氯化氢；以及（C)0.00 1~5质量％的用下述通式（1)表示，并且数 均分子量为500~1，500的非离子型表面活性剂； R-O-X-H (1) 在所述通式（1)中，R表示碳原子数为8~18的烷基，X表示环氧乙烷单元与环氧 丙烷单元无规聚合或嵌段聚合的聚环氧烷基。 此外，本专利技术提供一种含铜材料的蚀刻方法，其特征在于，对于形成厚度为10~ 40 μ m及蚀刻空间为10~60 μ m的含铜材料的图案，使用上述的蚀刻剂组合物。 按照本专利技术，可以提供一种能够形成没有形状不良的微细图案的含铜材料用蚀刻 剂组合物和含铜材料的蚀刻方法。【具体实施方式】 本专利技术的含铜材料用蚀刻剂组合物（以下称为蚀刻剂组合物）由水溶液构成， 所述水溶液含有：(A)从铜离子和铁离子中选择的至少一种氧化剂成分（以下称为（A)成 分）；(B)氯化氢（以下称为⑶成分）；以及（C)特别指定的非离子型表面活性剂（以下 称为（C)成分）。 (A)成分具有使含铜材料氧化进行蚀刻的功能，可以使用铜离子、铁离子、或者铜 离子和铁离子的混合物。它们通常可以把铜、铜（II)化合物和/或铁（III)化合物作为供 给源来进行调配。作为铜（II)化合物，可以例举的有：氯化铜、溴化铜、硫酸铜、氢氧化铜和 醋酸铜等。作为铁（III)化合物，可以例举的有：氯化铁、溴化铁、碘化铁、硫酸铁、硝酸铁和 醋酸铁等。它们可以单独使用，也可以混合两种以上使用。其中，从成本、蚀刻剂组合物的 稳定性以及蚀刻速度的控制性方面出发，优选的是铜、氯化铜、硫酸铜和氯化铁，更优选的 是氯化铁。 蚀刻剂组合物中（A)成分的含量用铜离子和/或铁离子换算为0. 1~15质量％， 优选的是1~10质量％。如果（A)成分的含量小于0.1质量％，则导致蚀刻时间变长，从 而造成抗蚀剂老化、生产率降低。此外，在减去法中，由于铜背面的Ni-Cr衬底层（シ一卜'' 層）的蚀刻效果降低，所以去除铜的残膜的性能恶化。另一方面，如果（A)成分的含量大于 15质量％，则变得不能控制蚀刻速度，蚀刻因子恶化。 此外，如果铜离子与铁离子一起使用，则可以控制蚀刻剂组合物的氧化还原电位、 比重、酸浓度以及铜浓度等，从而可以自动控制蚀刻剂组合物的蚀刻能力。这种情况下的铜 离子含量用铜离子换算为〇. 5~10质量％，优选的是1~10质量％。如果铜离子含量小于 〇. 5质量％，则往往不能得到足够的使用效果。另一方面，如果铜离子含量大于10质量％， 则往往在蚀刻剂组合物中产生淤渣。 (B)成分具有的功能是：去除被蚀刻的含铜材料表面的铜氧化膜和铜的氯化物、 使氧化剂稳定以及提高对含铜材料的流平性卩 >夕性），（B)成分是促进蚀刻的成 分。 蚀刻剂组合物中的⑶成分含量为0. 1~20质量％，优选的是0. 5~10质量％。 如果（B)成分含量小于0. 1质量％，则不能得到足够的使用效果。另一方面，如果（B)成分 含量大于20质量％，则蚀刻过量，变得不能控制蚀刻速度，电路布线会产生形状不良。 (C)成分通过提高蚀刻剂组合物向电路图案的渗透性，以及减少蚀刻剂组合物在 电路图案周围的滞留，具有赋予良本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铜材料用蚀刻剂组合物，其特征在于，由水溶液构成，所述水溶液含有：(A)0.1～15质量％的从铜离子和铁离子中选择的至少一种氧化剂成分；(B)0.1～20质量％的氯化氢；以及(C)0.001～5质量％的用下述通式(1)表示，并且数均分子量为500～1,500的非离子型表面活性剂；R‑O‑X‑H   (1)在所述通式(1)中，R表示碳原子数为8～18的烷基，X表示环氧乙烷单元与环氧丙烷单元无规聚合或嵌段聚合的聚环氧烷基，所述蚀刻剂组合物的比重为1.050～1.200。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：正元祐次，下泽正和，
申请(专利权)人：株式会社ADEKA，
类型：发明
国别省市：日本;JP