钛或钛合金用蚀刻液制造技术

本发明专利技术提供一种可以不蚀刻不能蚀刻的金属，例如铜、锡、锡合金和铝，而选择性地蚀刻钛或钛合金的蚀刻液和蚀刻方法。前述蚀刻液是一种含有１０～４０重量％的过氧化氢、０．０５～５重量％的磷酸、０．００１～０．１重量％的膦酸系化合物和氨的水溶液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在含有钛或钛合金及其以外的金属的蚀刻对象物上选择性地蚀刻钛或钛合金的蚀刻液以及蚀刻方法。本专利技术的蚀刻液和蚀刻方法用于半导体制品、印刷布线板等电子器件的制造。
技术介绍
作为一般的钛或钛合金的蚀刻方法，已知的有，通过氢氟酸-硝酸混合溶液、氢氟酸-过氧化氢混合液处理的方法。前述的混合液还会同时蚀刻锡、锡合金以及铝。此外，已知的还有过氧化氢-氨水-乙二胺四乙酸(盐)混合液(参照专利文献1～3)，过氧化氢-磷酸盐混合液(参照专利文献4)，但是该混合液对钛或钛合金的蚀刻速度不充分，且由于过氧化氢的分解明显，不能稳定地进行蚀刻。因此，希望开发出一种能够选择性地蚀刻钛或钛合金的蚀刻液和蚀刻方法。专利文献1特开平8-13166号公报专利文献2特开平8-53781号公报专利文献3美国专利第4554050号公报专利文献4特开2000-311891号公报
技术实现思路
本专利技术制旨在提供一种不蚀刻钛或钛合金以外的金属，特别是不蚀刻铜、锡、锡合金和铝，而用于选择性地蚀刻钛或钛合金的蚀刻液和蚀刻方法。本专利技术者们经过反复认真的研究，结果发现含有过氧化氢、磷酸、膦酸系化合物、氨的水溶液可以不蚀刻铜、锡、锡合金和铝，而选择性地蚀刻钛或钛合金，由此完成了本专利技术。即，本专利技术涉及下述的内容。(1)一种用于在有不能被蚀刻的金属的存在下，可以选择性地蚀刻钛或钛合金的蚀刻液，其特征在于其是一种含有10～40重量％的过氧化氢、0.05～5重量％的磷酸、0.001～0.1重量％的膦酸系化合物和氨的水溶液。(2)一种选择性地蚀刻钛或钛合金的方法，其特征在于使含有不能被蚀刻的金属以及、钛或钛合金的蚀刻对象物，与含有10～40重量％的过氧化氢、0.05～5重量％的磷酸、0.001～0.1重量％的膦酸系化合物和氨的水溶液接触。通过本专利技术的蚀刻液和蚀刻方法，可以不蚀刻铜、锡、锡合金和铝，而选择性地蚀刻钛或钛合金。具体实施例方式在本专利技术的蚀刻液中，过氧化氢浓度为10～40重量％，优选20～30重量％。若浓度不足10重量％，则钛或钛合金的蚀刻速度不够，若超过40重量％则具有安全性方面的问题，因此不优选。磷酸起到过氧化氢的稳定剂的效果，还有抑制锡或锡合金的溶解(蚀刻)的效果。磷酸在蚀刻液中的浓度为0.05～5重量％，优选0.1～1重量％。若浓度不足0.05重量％则作为过氧化氢的稳定剂的效果和抑制锡或锡合金的溶解(蚀刻)的效果不充分。若浓度超过5重量％则铜、锡和锡合金会被蚀刻，因此不优选。作为膦酸系化合物，可以列举乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、三亚乙基四胺六(亚甲基膦酸)、丙二胺四(亚甲基膦酸)、四亚乙基五胺七(亚甲基膦酸)、六亚甲基四胺八(亚甲基膦酸)、双(六亚甲基)三胺五(亚甲基膦酸)、1-羟基乙叉-1，1-二膦酸。此外，这些化合物所具有的一部分膦酰基甲基可以被氢原子或甲基等其它基团取代。这些膦酸系化合物的膦酸基可以是游离酸，例如铵盐等的盐。特别优选二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、丙二胺四(亚甲基膦酸)、1-羟基乙叉-1，1-二膦酸。膦酸系化合物具有作为过氧化氢的稳定剂的效果。蚀刻液中的浓度为0.001～0.1重量％，优选0.005～0.02重量％。不足0.001重量％则作为过氧化氢的稳定剂的效果不够。若超过0.1重量％则锡或锡合金会被蚀刻，因此不优选。混合氨的目的是调整蚀刻液的pH。本专利技术的蚀刻液的pH优选7～9。因此，氨的用量为，使含有过氧化氢、磷酸、膦酸系化合物的水溶液的pH调整至7～9的量。若pH不足7则钛和钛合金的蚀刻速度不够，此外若pH超过9则会促进过氧化氢的分解，且铜和铝会被蚀刻，因此不优选。蚀刻液可以如下制成例如在水中加入过氧化氢、磷酸、膦酸系化合物，搅拌得到水溶液，进一步加入氨水，调整水溶液的pH至7～9而制成。本专利技术的蚀刻方法是通过使蚀刻对象物和蚀刻液接触而进行的。接触方法没有特别的限制，可以通过浸渍处理、喷雾处理等进行。处理温度优选30～60℃。虽然处理温度越高越可以提升钛和钛合金的蚀刻速度，但是若超过60℃则会促进过氧化氢的分解，因此不优选。此外，蚀刻处理时间可以根据蚀刻对象物的表面状态和形状而选择最适合的时间，在实际应用中优选1～10分钟。实施例以下通过实施例和比较例，具体地说明本专利技术，但是本专利技术不受到以下实施例的限定。实施例1在含有20重量％过氧化氢、0.3重量％磷酸、0.01重量％二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)和氨，pH调整至9.0的水溶液(蚀刻液)中，在40℃下浸渍下述的各基板1分钟。(1)在硅晶片(晶片直径5英寸)上通过溅射法形成厚2000的钛膜的基板(2)在硅晶片(晶片直径5英寸)上通过溅射法形成厚2000的铜膜的基板(3)在硅晶片(晶片直径5英寸)上通过溅射法形成厚2000的铝膜的基板 (4)在SUS304材料上形成厚10000的锡-铅(64)电镀膜的基板(100mm×100mm×0.5mm)各种金属膜的溶解速度如表1所示。实施例2除了使用含有30重量％过氧化氢、0.2重量％膦酸、0.005重量％丙二胺四(亚甲基膦酸)和氨，pH调整至8.5的蚀刻液以外，其余按照与实施例1同样的方法进行。结果如表1所示。实施例3除了使用含有35重量％过氧化氢、0.1重量％膦酸、0.01重量％的1-羟基乙叉-1，1-二膦酸和氨，pH调整至8.0的蚀刻液以外，其余按照与实施例1同样的方法进行。结果如表1所示。比较例1除了使用含有1重量％硝酸、1重量％氢氟酸的水溶液(蚀刻液)以外，其余按照与实施例1同样的方法进行。结果如表1所示。比较例2除了使用含有1重量％过氧化氢、1重量％氢氟酸的水溶液(蚀刻液)以外，其余按照与实施例1同样的方法进行。结果如表1所示。比较例3除了使用含有20重量％过氧化氢、0.1重量％乙二胺四乙酸四钠和氨，pH调整至8.0的水溶液(蚀刻液)以外，其余按照与实施例1同样的方法进行。结果如表1所示。比较例4除了使用含有20重量％过氧化氢、磷酸氢二钠、pH调整至8.0的水溶液(蚀刻液)以外，其余按照与实施例1同样的方法进行。结果如表1所示。比较例5除了用氢氧化钾代替氨以外，其余按照与实施例1同样的方法进行。结果如表1所示。比较例6 除了用氢氧化四甲基铵代替氨以外，其余按照与实施例1同样的方法进行。结果如表1所示。实施例4在含有20重量％过氧化氢、0.2重量％磷酸、0.01重量％二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)和氨，pH调整至8.0的蚀刻液中，以100mg/L溶解金属钛，液温保持在40℃放置8小时。放置前和放置后的过氧化氢的分解率如表2所示。分解率(％)＝(放置前过氧化氢浓度-放置后过氧化氢浓度)×100/放置前过氧化氢浓度比较例7除了使用含有20重量％过氧化氢、0.1重量％乙二胺四乙酸四钠和氨、将pH调整至8.0的水溶液(蚀刻液)以外，其余按照与实施例4同样的方法进行。结果如表2所示。比较例8除了使用含有20重量％过氧化氢、磷酸氢二钠、pH调整至8.0的水溶液(蚀刻液)以外，其余按照与实施例4同样的方法进行。结果如表2所示。 如表1所示，本专利技术的蚀刻液不会蚀刻铜、锡、锡合金和铝，可以选择性地蚀刻钛或钛合金。 如表2所示，由于本专利技术的蚀刻液抑制了过氧化氢的分解，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻液，其是用于在有不能被蚀刻的金属的存在下，可以选择性地蚀刻钛或钛合金的蚀刻液，其特征在于：含有１０～４０重量％的过氧化氢、０．０５～５重量％的磷酸、０．００１～０．１重量％的膦酸系化合物和氨的水溶液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥健一，细见彰良，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]