含钛层用蚀刻液以及含肽层的蚀刻方法技术

本发明专利技术提供含钛层用蚀刻液和含钛层蚀刻方法，所述蚀刻液是蚀刻形成在硅基板上或硅酸类玻璃基板上的以选自钛、钛氧化物、钛氮化物以及钛氧氮化物中的１种或２种或２种以上为主要成分的含钛层的蚀刻液，是含有氟硅酸的含钛层用蚀刻液，能够以快的蚀刻速度且不会侵蚀基板地选择性地进行蚀刻。所述蚀刻方法是使用该蚀刻液蚀刻硅基板或硅酸类玻璃基板上的含钛层的蚀刻方法。氟硅酸是氢氟酸和硅或氧化硅反应生成的物质，对于硅或硅酸类玻璃是非活性的，而对于钛、钛氧化物、钛氮化物或钛氧氮化物具有充分的蚀刻性能，对于硅基板上或硅酸类玻璃基板上含钛层的蚀刻具有充分的选择性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含钛层用蚀刻液以及使用该蚀刻液的含钛层的蚀刻方法，详细地说，本专利技术涉及在半导体器件、液晶显示装置、IC卡等的制造中，在硅晶片或玻璃基板上设置金属布线材料时，适合于为了提高基板和金属布线材料的密合性而形成的作为衬底层的以选自钛、钛氧化物、钛氮化物以及钛氮氧化物中的1种或2种或2种以上为主要成分的含钛层的蚀刻的含钛层用蚀刻液以及使用该含钛层用蚀刻液的含钛层的蚀刻方法。
技术介绍
钛是容易钝化的金属，即使只是放置在空气中，表面上也会形成氧化被膜。已知，例如，在将金属放到钛衬底膜上形成外壳(case)、将钛膜暴露在空气中时和不暴露在空气中的场合，在蚀刻时，与上部金属的密合性出现差异，钛膜被空气的氧化能力氧化形成牢固的氧化被膜。这样的钛膜通常不会溶解在氧化性的强酸中。因此，已知，要蚀刻钛或钛氧化物，需采用热浓磷酸、热浓硫酸、热浓盐酸作为基体(base)的强酸类等苛刻条件，或者使用以氢氟酸/硝酸混合液、氢氟酸/过氧水(過水)混合液、氟化铵/氢氟酸混合液等氢氟酸为基体的混合液。但是，在蚀刻形成在硅基板上或玻璃基板上的钛层或钛氧化物层时，如果使用氢氟酸类的蚀刻液，蚀刻液会侵蚀硅基板或玻璃基板，难以选择性地只蚀刻钛层或钛氧化物层。为解决该问题，可以考虑通过降低蚀刻液的氢氟酸浓度来表现出对钛或钛氧化物的选择性。但是，此时却不能得到期望的蚀刻速度。另外，在使用以氢氟酸类以外的磷酸、硫酸、盐酸等作为基液的蚀刻液时，如果不是相当苛刻的条件则难以得到期望的蚀刻速度。这样，对于在硅基板或玻璃基板上的钛层和/或钛氧化物层的蚀刻，尚未提供实用的方法。作为硅基板或玻璃基板上的底层，不仅使用钛层或钛氧化物层，有时也使用钛氮化物层或钛氧氮化物层。钛氮化物层或钛氧氮化物层是比钛层或钛氧化物层更为坚固的膜，钛氮化层或钛氧氮化层的蚀刻如果不是比钛层或钛氧化层的蚀刻时更为苛刻的条件，则不能进行实用的蚀刻。再有，难以表现出显示对硅基板或玻璃基板的选择性的蚀刻性能，尚未提供实用的方法。可是，在半导体器件、液晶显示装置、IC卡等制造中，在硅晶片或玻璃基板上设置金属布线材料时，基板与金属布线材料等的密合性极为重要。因此，在基板上形成由与基板的密合性差的金属布线材料构成的图案时，为提高基板和金属布线材料的密合性，就要形成衬底金属层。作为该衬底金属层的金属材料必须选择与基板密合性优异的金属，但与基板密合性优异的金属材料受到基板材质的限制，但可以举出例如，Al、Cr、Ti等。在它们之后，作为显示密合力的物质，可以举出Mo、W、Ta等。这些金属材料中，Al存在发生ヒロツク的问题，Cr存在具有毒性的问题。Mo、W、Ta与Ti同样，是在空气中形成氧化膜而稳定的金属。但是，Mo的耐腐蚀性差，比起单独使用来，大多合金化后再使用。W也一样，比起单独使用来，大多是像Ti-W那样，以W与Ti合金化的形态使用。Ta仅可以被氢氟酸·王水蚀刻，在加工性上存在问题，不合适的情况多，而且，由于昂贵，作为衬底金属材料缺乏广泛使用性。因此，作为衬底金属，Ti在耐腐蚀且电阻大(电流不易流通)这一点上备受期待，但是，如上所述，硅基板或玻璃基板上的Ti层，其选择性蚀刻困难，同时，在叠层作为金属布线材料的贵金属时，容易引起电腐蚀，在成型上也存在问题，因此，以往，作为金属布线材料的衬底金属，Cr是主流，而采用Ti的例子少。但是，以后，由于Cr的毒性问题，只要解决Ti的上述问题，还是期望使用Ti作为代替Cr的衬底金属。作为使用Ti金属的衬底层的处理方法，作为在镀铂处理之前的钛层表面的前处理的粗糙化表面处理剂，可以举出使用含有碘和氟硅酸的处理剂(参照专利文献1)。该处理剂是通过与碘同时来发挥效果的处理剂，此外，该技术是关于表面粗糙化的技术，但不是完全除去钛层的蚀刻技术。另外可以举出，在从基板上除去(Ni、Co、Fe)CrAl(Ti)皮膜时，使用氟硅酸(参照专利文献2)。这里使用的基板由超合金或聚合物构成，而且对于硅基板或玻璃基板上的钛层的选择性蚀刻没有任何涉及。专利文献1特开平08-218185号公报专利文献2特开2002-53985号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于上述实际情况而作成的，其目的在于，提供一种含钛层用蚀刻液以及使用该含钛层用蚀刻液的含钛层的蚀刻方法，所述含钛层蚀刻液是可以以快的蚀刻速度并且不侵蚀基板地选择性地蚀刻形成在硅基板或硅酸类玻璃基板上的、以选自钛、钛氧化物、钛氮化物以及钛氧氮化物中的1种或2种或2种以上为主要成分的含钛层的含钛层用蚀刻液。本专利技术者们为解决上述课题反复深入研究的结果发现，对于钛材料，以氟硅酸(H2SiF6)为主要成分的蚀刻液虽然不及同浓度的氢氟酸类蚀刻液的蚀刻速度，但具有比例如，以往的磷酸、硫酸、盐酸类的蚀刻液的蚀刻速度快得多的蚀刻速度，并且，对于钛的选择性蚀刻是有效的。即，氟硅酸是氢氟酸和硅或氧化硅反应生成的物质，对于硅或硅酸类玻璃是非活性的，但对于钛具有充分的蚀刻性能，并且对于硅基板或硅酸类玻璃基板上的钛的蚀刻具有充分的选择性。解决问题的方法本专利技术是基于以上发现完成的，本专利技术的含钛层用蚀刻液是蚀刻形成在硅基板或硅酸类玻璃基板上的以选自钛、钛氧化物、钛氮化物以及钛氧氮化物中的1种或2种或2种以上为主要成分的含钛层的蚀刻液，并且含有氟硅酸。另外，本专利技术的含钛层用蚀刻液是蚀刻以钛氮化物和/或钛氧氮化物为主要成分的含钛层的蚀刻液，并含有氟硅酸以及氧化剂。本专利技术的含钛层的蚀刻方法是通过蚀刻液蚀刻形成在硅基板或硅酸类玻璃基板上的以选自钛、钛氧化物、钛氮化物以及钛氧氮化物中的1种或2种或2种以上为主要成分的含钛层的方法，作为蚀刻液，使用上述的含钛层用蚀刻液。专利技术效果按照本专利技术，可以以快的蚀刻速度并且不侵蚀基板地选择性地蚀刻硅基板或硅酸类玻璃基板上含钛层。实施专利技术的最佳方案对本专利技术的实施方案进行说明。首先，对含钛层用蚀刻液进行阐述。另外，本专利技术的蚀刻液是将以选自钛、钛氧化物、钛氮化物以及钛氧氮化物中的1种或2种或2种以上为主要成分的含钛层为蚀刻对象的蚀刻液。这里，所谓“主要成分”是指层中的含量为50～100重量％。作为这样的“含钛层”可以举出，钛层、钛氧化物层、钛和钛氧化物的混合层、钛氮化物层、钛氧化物和钛氮化物的混合层、钛和钛氮化物和混合层、钛氧氮化物等。下面，为说明方便，有时将构成含钛层的钛、钛氧化物、钛氮化物、钛氧氮化物或它们的混合物总称为“钛”。作为蚀刻液的有效成分使用的氟硅酸通常按照以下的反应式来制造。(1)(2)并且，在氟硅酸水溶液中，按照以下反应式溶解钛，进行蚀刻。(3)(4)在反应式(1)和(2)中，氢氟酸和Si、SiO2发生可逆反应。在氢氟酸溶液中，Si、SiO2如果为过量条件，则HF被完全消耗，氟硅酸溶解于水中，作为强酸发挥功能。即，在水中，H2SiF6以H+和SiF62-的形态解离，在这一点上，与BHF(氢氟酸/氟化铵水溶液)中的F-离子的解离完全不同。但是，虽然依赖于其浓度，但氟硅酸水溶液温度上升到60℃或60℃以上时，氟硅酸自身发生分解，产生HF(氟化氢气体)和SiF4(氟化硅气体)。并且，SiF4迅速与水发生反应，生成SiO2，SiO2在水溶液中析出。因此，氟硅酸水溶液在高浓度条件或高温条件这样的苛刻条件下不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钛层用蚀刻液，该蚀刻液是，蚀刻形成在硅基板上或硅酸类玻璃基板上的以选自钛、钛氧化物、钛氮化物以及钛氧氮化物中的１种或２种或２种以上为主要成分的含钛层的蚀刻液，其特征在于，该蚀刻液含有氟硅酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川诚，河瀬康弘，齐藤范之，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]