蚀刻液和使用了该蚀刻液的铜配线的形成方法技术

本发明专利技术涉及蚀刻液和使用了该蚀刻液的铜配线的形成方法。本发明专利技术提 供能够形成底切和凹洞少、而且直线性优异的铜配线的蚀刻液，以及使用 了该蚀刻液的铜配线的形成方法。所述蚀刻液是含有酸、铜离子源、四 唑类和水的铜的蚀刻液，含有在构成单元中具有下述式(I)所示官能 团的聚合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有酸、铜离子源、四唑类和水的铜的蚀刻液，以及使 用了该蚀刻液的铜配线的形成方法。
技术介绍
在印刷电路板的制造中，釆用光蚀刻法形成铜配线图案时，作为蚀 刻液使用氯化铁系蚀刻液、氯化铜系蚀刻液、碱性蚀刻液等。使用这些蚀刻液时，存在被称为底切(undercut)的防蚀涂层下的铜从配线图案 的侧面溶解的情况。即，产生如下现象通过被防蚀涂层覆盖而原本希 望不被蚀刻除去的部分(即配线部分)被侧蚀刻除去，沿着从该配线的 底部到顶部，宽幅变细的现象(底切)。特别是配线图案为微细时，这 样的底切必须尽可能少。为了抑制此类底切，提出了例如下述专利文献 1~6中记载的蚀刻液、蚀刻方法。然而，专利文献1~6中记载的蚀刻液、蚀刻方法由于底切抑制力 不够，因此市场上迫切希望底切抑制力高的蚀刻液、蚀刻方法。为了实现上述期望，作为底切抑制力高的蚀刻液，提出了下述专利 文献7和8所记载的配合有唑类的蚀刻液。专利文献l:特开2005 - 209920号>^净艮 专利文献2:特开2007 - 23338号7>才艮 专利文献3:特开平6 - 57453号公才艮 专利文献4:特开2003 - 306784号7>才艮 专利文献5:特开2006 - 274291号7>净艮 专利文献6:特开2006 - 111933号公报 专利文献7:国际7〉开WO2005/86551 专利文献8:特开2005 - 330572号 >才艮
技术实现思路
根据上述专利文献7和8的蚀刻液，可以对底切进行抑制。然而， 如果釆用通常的方法使用这样的蚀刻液，则有可能在铜配线的侧面会产 生凹洞、崎A区不平。如果在铜配线的侧面产生凹洞，则有可能无法使电流、电信号稳定 地导通，而且无法正确地检查配线宽。也就是说，配线宽的检查通常通 过自印刷电路板的上方光学检测铜面与基材面的反射率差异，来求出铜 配线的顶宽，然而在铜配线的侧面产生凹洞时，配线宽的最细部分(中 部)在自印刷电路板上方的检查中隐藏于顶部，因此无法正确地检查配 线宽。此外，如果在铜配线的侧面产生崎岖不平，则铜配线的直线性降低， 自印刷电路板的上方光学检查配线宽时，有可能引起错误识别。特别是 印刷电路板中的COF ( Chip On Film )用基板，有时会形成细线部的间 距为20 30nm左右、配线宽为5 13nm左右的超微细配线，从而铜配 线的直线性低的情况下的光学检查的错误识别成为致命的问题。本专利技术克服了以往技术的缺点，提供一种能够形成底切和凹洞少、 而且直线性优异的铜配线的蚀刻液，以及使用了该蚀刻液的铜配线的形 成方法。本专利技术的蚀刻液是含有酸、铜离子源、四唑类和水的铜的蚀刻液， 其特征在于，含有在构成单元中具有下述式(I)所示官能团的聚合物。应说明的是，上述本专利技术的蚀刻液是铜的蚀刻液，该"铜"不仅包 括纯铜，还包括铜合金。此外，在本说明书中，"铜"是指纯铜或铜合 金。此外，本专利技术的铜配线的形成方法是将铜层的未被防蚀涂层覆盖的部分进行蚀刻的铜配线的形成方法，其特征在于，使用上述本专利技术的蚀 刻液进4于蚀刻。根据本专利技术的蚀刻液，由于含有具有上述式(I)所示官能团的聚合 物，因此可以形成底切和凹洞少、而且直线性优异的铜配线。此外，才艮 据本专利技术的铜配线的形成方法，由于使用上述本专利技术的蚀刻液，因此可 以形成底切和凹洞少、而且直线性优异的铜配线。附图说明图1:是表示釆用本专利技术的蚀刻液进行蚀刻后的铜配线的一例的部 分截面图。图2:是实施例1的保护皮膜表面的SEM照片。 图3:是实施例4的保护皮膜表面的SEM照片。 图4:是比较例1的保护皮膜表面的SEM照片。 符号说明1 铜配线2 防蚀涂层 3保护皮膜具体实施例方式本专利技术的蚀刻液是含有酸、铜离子源、四唑类和水的铜的蚀刻液， 其特征在于，含有在构成单元中具有上述式(I)所示官能团的聚合物。图l是表示采用本专利技术的蚀刻液进行蚀刻后的铜配线的一例的部分 截面图。在铜配线l上形成有防蚀涂层2。而且，在防蚀涂层2的端部 的正下方的铜配线1的侧面，形成有保护皮膜3。该保护皮膜3主要由 与进行蚀刻的同时在蚀刻液中生成的亚铜离子及其盐、四唑类以及上述 聚合物形成。根据本专利技术的蚀刻液，由于含有上述聚合物，因此保护皮 膜3所含的各成分的密度增大，保护皮膜3的致密性提高。因此，蚀刻 时，由于可以防止蚀刻液浸入保护皮膜3，所以与以往的蚀刻液相比可 以防止底切。此外，所形成的保护皮膜3即使薄也能够充分抑制底切，因此可以可靠地防止凹洞，并且使铜配线1的直线性提高，进而可以抑 制铜配线1之间的短路。在本专利技术中，进行蚀刻的同时形成保护皮膜3的机制如下所示。首 先，未被防蚀涂层2覆盖的部分的铜(没有图示)被铜离子和酸蚀刻。 此时，在蚀刻液中铜离子和被蚀刻的金属铜反应而生成亚铜离子。该亚 铜离子在低浓度时溶解、扩散到蚀刻液中，但随着蚀刻的进行，成为高 浓度时，则与蚀刻液中所含的四唑类结合而生成结合体。以该结合体为 主要成分的不溶物作为保护皮膜3附着在铜配线1的侧面，抑制该部分 的蚀刻。此外，使用了盐酸时，如果亚铜离子成为高浓度，则与蚀刻液 中的氯化物离子结合，析出不溶性的氯化亚铜结晶，与上述结合体一起 附着在铜配线l的侧面，形成牢固的保护皮膜3。因此，在亚铜离子浓 度高的部分蚀刻受抑制，在亚铜离子浓度低的部分蚀刻进展。应说明的 是,保护皮膜3在蚀刻处理后通过采用除去液的处理就可以简单地除去。 作为上述除去液，优选盐酸、过氧化氲和硫酸的混合液等酸性液，二丙 二醇单甲醚等有机溶剂等。本专利技术的蚀刻液的酸成分可以从无机酸和有机酸中适当选择。酸的 浓度优选为7 ~ 180g/L，更优选18 ~ 110g/L。在7g/L以上时，蚀刻速度 加快，因此可以快速地蚀刻铜。此外，通过设为180g/L以下，在维持 铜的溶解稳定性的同时可以防止铜表面的再氧化。作为上述无机酸，可 以列举硫酸、盐酸、硝酸、磷酸等。作为上述有机酸，可以列举甲酸、 乙酸、草酸、马来酸、苯甲酸、乙醇酸等。在上述酸中，从蚀刻速度的 稳定性和铜的溶解稳定性的观点出发，优选盐酸。作为本专利技术的蚀刻液所含的铜离子源的具体例，可列举氯化铜、硫 酸铜、溴化铜、有机酸的铜盐、氢氧化铜等。特别是使用氯化铜时，由 于蚀刻速度加快而优选。作为所述铜离子源的浓度，以铜离子浓度计优 选为4 155g/L，更优选6 122g/L。在4g/L以上时，由于蚀刻速度加 快，所以可以快速地蚀刻铜。此外，通过设为155g/L以下，可维持铜 的溶解稳定性。应说明的是，使用氯化铜时，氯化铜的浓度优选8~ 330g/L、更优选13 ~ 260g/L。使用本专利技术的蚀刻液，形成具有配线之间的间隔不同的多个图案区 域的铜配线图案时，蚀刻液中的铜离子浓度优选6 ~ 56g/L、更优选24 ~40g/L。才艮据以往的蚀刻液，如果同时形成配线之间的间隔不同的多个 图案区域时，配线之间的间隔窄的图案区域与配线之间的间隔宽的图案 区域相比，蚀刻时间变长。因此，在间隔窄的图案区域的蚀刻结束的时 刻，间隔宽的图案区域的铜层成为被过度蚀刻的状态，有时图案底部会 变细。如果图案底部变细，则有可能会产生图案与基材的密合力降低， 品质评价时自图案的上方无法确认图案底部的不良情况，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻液，是含有酸、铜离子源、四唑类和水的铜的蚀刻液，其特征在于，含有在构成单元中具有下述式（Ⅰ）所示官能团的聚合物，　＊＊＊　…（Ⅰ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：户田健次，出口政史，高久修司，宋春红，
申请(专利权)人：MEC股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP