JP7644658B2 - Chemicals used in etching processes - Google Patents
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Description
本発明は、基板、銅薄膜、及び銅めっき造形物が、この順で、基板の厚さ方向に積み上げられた被処理体のエッチング処理に用いられる薬液、及び当該薬液を用いる銅めっき造形物を備える基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a chemical solution used in the etching process of a workpiece in which a substrate, a copper thin film, and a copper-plated object are stacked in that order in the thickness direction of the substrate, and a method for manufacturing a substrate including a copper-plated object using the chemical solution.
半導体デバイスの高機能化や小型化に対応して、基板上に半導体デバイスを搭載・接合する方法としてフリップチップ実装が広く採用されている。フリップチップ実装では、基板上の主に銅からなるシード層上に、多数の電極(バンプ)を形成し、かかる電極により半導体デバイスが基板に接続される。 In response to the trend toward more sophisticated and smaller semiconductor devices, flip-chip mounting has become widely used as a method for mounting and bonding semiconductor devices onto a substrate. In flip-chip mounting, numerous electrodes (bumps) are formed on a seed layer, mainly made of copper, on a substrate, and the semiconductor device is connected to the substrate via these electrodes.
フリップチップ実装に適用可能なバンプ付き配線基板の製造方法としては、無電解めっきにより形成された基板上のシード層上に、電極形成用の鋳型としてのレジスト膜を設けた後に、基板に対して電解めっきを施すことにより鋳型内に銅からなるポストバンプを形成し、次いで、レジスト膜の除去と、基板表面に露出したシード層のエッチングによる除去とを行う、方法が提案されている(特許文献1を参照)。 A method has been proposed for manufacturing a wiring board with bumps that can be used for flip-chip mounting, in which a resist film is provided as a mold for forming electrodes on a seed layer formed on a substrate by electroless plating, and then post bumps made of copper are formed in the mold by electrolytic plating of the substrate, followed by removing the resist film and removing the seed layer exposed on the substrate surface by etching (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1では、めっき用の鋳型除去後にシード層としての銅薄膜のエッチングによる除去について十分に検討されていない。特許文献1に記載される方法において、従来知られる方法によりシード層のエッチングを行うと、シード層としての銅薄膜のみならず、めっきにより形成された銅端子のような銅めっき造形物まで多量にエッチングされてしまう。 However, Patent Document 1 does not fully consider the removal by etching of the thin copper film serving as a seed layer after the plating mold has been removed. In the method described in Patent Document 1, when the seed layer is etched by a conventionally known method, not only the thin copper film serving as the seed layer but also a large amount of the copper-plated object, such as the copper terminal formed by plating, is etched.
本発明は、上記の状況に鑑みなされたものであり、シード層としての銅薄膜を良好にエッチングしつつ、銅めっき造形物の過度のエッチングを防ぐことができる、エッチング処理用の薬液と、当該薬液を用いてエッチングを行うことを含む、銅めっき造形物を備える基板の製造方法とを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above situation, and aims to provide a chemical solution for etching that can effectively etch the thin copper film serving as a seed layer while preventing excessive etching of the copper-plated object, and a manufacturing method for a substrate having a copper-plated object, which includes performing etching using the chemical solution.
本発明者らは、基板、めっき以外の方法により形成された銅薄膜、及び銅めっき造形物が、この順で、基板の厚さ方向に積み上げられた被処理体のエッチング処理に用いられる薬液に、酸化性物質(A)と、水(W)とを含有させ、酸化性物質(A)として、オキソ酸(A1a)と過酸化物(A1b)との組合わせ、又は過酸(A2)を用い、且つ酸化性物質(A)に、オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び過酸(A2)としての過酢酸の少なくとも一方を含ませることにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors discovered that the above problems could be solved by adding an oxidizing substance (A) and water (W) to the chemical solution used in the etching process of the workpiece, which is a substrate, a copper thin film formed by a method other than plating, and a copper-plated object stacked in that order in the thickness direction of the substrate, using a combination of an oxoacid (A1a) and a peroxide (A1b) or a peracid (A2) as the oxidizing substance (A), and having the oxidizing substance (A) contain at least one of acetic acid as the oxoacid (A1a) and peracetic acid as the peracid (A2), and thus completed the present invention.
本発明の第1の態様は、基板、銅薄膜、及び銅めっき造形物が、この順で、基板の厚さ方向に積み上げられた被処理体のエッチング処理に用いられる薬液であって、
薬液は、酸化性物質(A)と、水(W)とを含み、
酸化性物質(A)が、オキソ酸(A1a)と過酸化物(A1b)との組合わせ、又は過酸(A2)を含み、
酸化性物質(A)が、オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び過酸(A2)としての過酢酸の少なくとも一方を含み、
銅薄膜が、基板の主面の少なくとも一部を被覆し、
銅薄膜が、めっき以外の方法により形成された膜であり、
銅めっき造形物が、銅薄膜をシード層としてめっきにより形成された造形物である、薬液である。
A first aspect of the present invention is a chemical solution used in an etching process of a processing object in which a substrate, a copper thin film, and a copper-plated object are stacked in this order in a thickness direction of the substrate, the chemical solution comprising:
The chemical solution contains an oxidizing substance (A) and water (W),
The oxidizing substance (A) comprises a combination of an oxoacid (A1a) and a peroxide (A1b), or a peracid (A2);
The oxidizing substance (A) contains at least one of acetic acid as the oxoacid (A1a) and peracetic acid as the peracid (A2);
a thin copper film covering at least a portion of a major surface of the substrate;
The copper thin film is a film formed by a method other than plating,
This is a chemical solution that produces a copper-plated object, which is an object formed by plating using a thin copper film as a seed layer.
本発明の第二の態様は、
基板上に銅薄膜を形成する工程と、
銅薄膜上に、めっき用の鋳型を形成する工程と、
鋳型を備える基板に対して銅めっきを施し、鋳型内に銅めっき造形物を形成する工程と、
銅めっき造形物の形成後に、鋳型を剥離する工程と、
鋳型の剥離後に、第1の態様にかかる薬液を用いて銅薄膜をエッチングする工程と、を含む、銅めっき造形物を備える基板の製造方法である。
A second aspect of the present invention is
forming a copper thin film on a substrate;
forming a plating mold on the copper thin film;
A step of plating copper on a substrate having a mold to form a copper-plated object in the mold;
After the copper-plated object is formed, the mold is peeled off;
and after peeling off the mold, etching the copper thin film using the chemical solution according to the first aspect.
本発明によれば、シード層としての銅薄膜を良好にエッチングしつつ、銅めっき造形物の過度のエッチングを防ぐことができる、エッチング処理用の薬液と、当該薬液を用いてエッチングを行うことを含む、銅めっき造形物を備える基板の製造方法とを提供することができる。 The present invention provides a chemical solution for etching that can effectively etch a thin copper film serving as a seed layer while preventing excessive etching of a copper-plated object, and a method for manufacturing a substrate having a copper-plated object, which includes performing etching using the chemical solution.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施態様に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。 The following describes in detail the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the following embodiments and can be modified as appropriate within the scope of the present invention.
≪薬液≫
薬液は、基板、銅薄膜、及び銅めっき造形物が、この順で、基板の厚さ方向に積み上げられた被処理体のエッチング処理に用いられる。
銅薄膜は、前記基板の主面の少なくとも一部を被覆する。銅薄膜は、めっき以外の方法により形成された膜である。銅めっき造形物は、前記銅薄膜をシード層としてめっきにより形成された造形物である。
<Chemical Solution>
The chemical solution is used for etching a processing target object in which a substrate, a copper thin film, and a copper-plated object are stacked in this order in the thickness direction of the substrate.
The copper thin film covers at least a part of the main surface of the substrate. The copper thin film is a film formed by a method other than plating. The copper-plated object is a shaped object formed by plating using the copper thin film as a seed layer.
上記の被処理体を、後述する薬液によりエッチングすることにより、銅めっき造形物を少量しかエッチングしない一方で、めっき以外の方法により形成された銅薄膜を所望する程度の多量エッチングできる。 By etching the above-mentioned workpiece with the chemical solution described below, only a small amount of the copper-plated object is etched, while a large amount of the copper thin film formed by a method other than plating can be etched as desired.
薬液は、酸化性物質(A)と、水(W)とを含む。
酸化性物質(A)は、オキソ酸(A1a)と過酸化物(A1b)との組合わせ、又は過酸(A2)を含む。また、酸化性物質(A)は、オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び過酸(A2)としての過酢酸の少なくとも一方を含む。
また、薬液は、防食剤(B)や界面活性剤(C)のような任意成分を含んでいてもよい。
The chemical solution contains an oxidizing substance (A) and water (W).
The oxidizing substance (A) includes a combination of an oxoacid (A1a) and a peroxide (A1b), or a peracid (A2). The oxidizing substance (A) also includes at least one of acetic acid as the oxoacid (A1a) and peracetic acid as the peracid (A2).
The chemical solution may also contain optional components such as an anticorrosive agent (B) and a surfactant (C).
薬液は、酸化性物質(A)、及び水(W)とともに、必要に応じて任意成分を含む1液型の組成物であってもよい。また、薬液は、組成の異なる2種以上の液からなる多液型の組成物であってもよい。 The chemical solution may be a one-liquid composition containing an oxidizing substance (A), water (W), and optional components as necessary. The chemical solution may also be a multi-liquid composition consisting of two or more liquids with different compositions.
薬液が多液型の組成物である場合の例としては、
1)酸化性物質(A)及び水(W)を含む第1液と、防食剤(B)を含む第2液とかなる薬液、
2)酸化性物質(A)及び水(W)を含む第1液と、界面活性剤(C)を含む第2液とからなる薬液、
3)酸化性物質(A)及び水(W)を含む第1液と、防食剤(B)及び界面活性剤(C)を含む第2液とかなる薬液、
4)オキソ酸(A1a)及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液とからなる薬液、
5)オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液とからなる薬液、
6)オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、オキソ酸(A1a)としての酢酸以外のオキソ酸、及び水(W)を含む第2液と、過酸化物(A1b)を含む第3液とからなる薬液、
7)オキソ酸(A1a)及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液と、防食剤(B)を含む第3液とかなる薬液、
8)オキソ酸(A1a)及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液と、界面活性剤(C)を含む第3液とかなる薬液、
9)オキソ酸(A1a)及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液と、防食剤(B)及び界面活性剤(C)を含む第3液とかなる薬液、
10)オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液と、防食剤(B)を含む第3液とかなる薬液、
11)オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液と、界面活性剤(C)を含む第3液とかなる薬液、
12)オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液と、防食剤(B)及び界面活性剤(C)を含む第3液とかなる薬液、
13)オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、オキソ酸(A1a)としての酢酸以外のオキソ酸、及び水(W)を含む第2液と、過酸化物(A1b)を含む第3液と、防食剤(B)を含む第4液とかなる薬液、
14)オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、オキソ酸(A1a)としての酢酸以外のオキソ酸、及び水(W)を含む第2液と、過酸化物(A1b)を含む第3液と、界面活性剤(C)を含む第4液とかなる薬液、
15)オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、オキソ酸(A1a)としての酢酸以外のオキソ酸、及び水(W)を含む第2液と、過酸化物(A1b)を含む第3液と、防食剤(B)及び界面活性剤(C)を含む第4液とかなる薬液、
16)過酸(A1b)及び水(W)を含む第1液と、防食剤(B)を含む第2液とからなる薬液、
17)過酸(A1a)及び水(W)を含む第1液と、界面活性剤(C)を含む第2液とからなる薬液、
18)過酸(A1a)及び水(W)を含む第1液と、防食剤(B)及び界面活性剤(C)を含む第2液とからなる薬液、
19)過酸(A1b)としての過酢酸、及び水(W)を含む第1液と、防食剤(B)を含む第2液とからなる薬液、
20)過酸(A1b)としての過酢酸、及び水(W)を含む第1液と、界面活性剤(C)を含む第2液とからなる薬液、
21)過酸(A1b)としての過酢酸、及び水(W)を含む第1液と、防食剤(B)及び界面活性剤(C)を含む第2液とからなる薬液、
22)過酸(A1b)としての過酢酸、及び水(W)を含む第1液と、過酸(A1b)としての過酢酸以外の過酸、及び水(W)を含む第2液と、防食剤(B)を含む第3液とからなる薬液、
23)過酸(A1b)としての過酢酸、及び水(W)を含む第1液と、過酸(A1b)としての過酢酸以外の過酸、及び水(W)を含む第2液と、界面活性剤(C)を含む第3液とからなる薬液、並びに、
24)過酸(A1b)としての過酢酸、及び水(W)を含む第1液と、過酸(A1b)としての過酢酸以外の過酸、及び水(W)を含む第2液と、防食剤(B)及び界面活性剤(C)を含む第3液とからなる薬液、
が挙げられる。
多液型の組成物である薬液は、上記1)~24)の例には限定されない。
Examples of the case where the drug solution is a multi-liquid composition include:
1) A chemical solution consisting of a first liquid containing an oxidizing substance (A) and water (W) and a second liquid containing an anticorrosive agent (B);
2) A chemical solution consisting of a first liquid containing an oxidizing substance (A) and water (W) and a second liquid containing a surfactant (C);
3) A chemical solution consisting of a first liquid containing an oxidizing substance (A) and water (W) and a second liquid containing an anticorrosive agent (B) and a surfactant (C);
4) A chemical solution consisting of a first liquid containing an oxoacid (A1a) and water (W) and a second liquid containing a peroxide (A1b);
5) A chemical solution consisting of a first liquid containing acetic acid as an oxoacid (A1a) and water (W) and a second liquid containing a peroxide (A1b);
6) A chemical solution comprising a first liquid containing acetic acid as an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing an oxoacid other than acetic acid as the oxoacid (A1a) and water (W), and a third liquid containing a peroxide (A1b);
7) A chemical solution comprising a first liquid containing an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing a peroxide (A1b), and a third liquid containing an anticorrosive agent (B);
8) A chemical solution comprising a first liquid containing an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing a peroxide (A1b), and a third liquid containing a surfactant (C);
9) A chemical solution comprising a first liquid containing an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing a peroxide (A1b), and a third liquid containing an anticorrosive agent (B) and a surfactant (C);
10) A chemical solution comprising a first liquid containing acetic acid as an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing a peroxide (A1b), and a third liquid containing a corrosion inhibitor (B);
11) A chemical solution comprising a first liquid containing acetic acid as an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing a peroxide (A1b), and a third liquid containing a surfactant (C);
12) A chemical solution comprising a first liquid containing acetic acid as an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing a peroxide (A1b), and a third liquid containing a corrosion inhibitor (B) and a surfactant (C);
13) A chemical solution comprising a first liquid containing acetic acid as an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing an oxoacid other than acetic acid as the oxoacid (A1a) and water (W), a third liquid containing a peroxide (A1b), and a fourth liquid containing a corrosion inhibitor (B);
14) A chemical solution comprising a first liquid containing acetic acid as an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing an oxoacid other than acetic acid as the oxoacid (A1a) and water (W), a third liquid containing a peroxide (A1b), and a fourth liquid containing a surfactant (C);
15) A chemical solution comprising a first liquid containing acetic acid as an oxoacid (A1a) and water (W), a second liquid containing an oxoacid other than acetic acid as the oxoacid (A1a) and water (W), a third liquid containing a peroxide (A1b), and a fourth liquid containing a corrosion inhibitor (B) and a surfactant (C);
16) A chemical solution consisting of a first liquid containing peracid (A1b) and water (W) and a second liquid containing an anticorrosive agent (B);
17) A chemical solution consisting of a first liquid containing a peracid (A1a) and water (W) and a second liquid containing a surfactant (C);
18) A chemical solution consisting of a first liquid containing a peracid (A1a) and water (W) and a second liquid containing a corrosion inhibitor (B) and a surfactant (C);
19) A chemical solution consisting of a first liquid containing peracetic acid as a peracid (A1b) and water (W) and a second liquid containing an anticorrosive (B);
20) A chemical solution consisting of a first liquid containing peracetic acid as a peracid (A1b) and water (W) and a second liquid containing a surfactant (C);
21) A chemical solution consisting of a first liquid containing peracetic acid as a peracid (A1b) and water (W) and a second liquid containing a corrosion inhibitor (B) and a surfactant (C);
22) A chemical solution consisting of a first liquid containing peracetic acid as the peracid (A1b) and water (W), a second liquid containing a peracid other than peracetic acid as the peracid (A1b) and water (W), and a third liquid containing an anticorrosive agent (B);
23) A chemical solution comprising a first liquid containing peracetic acid as the peracid (A1b) and water (W), a second liquid containing a peracid other than peracetic acid as the peracid (A1b) and water (W), and a third liquid containing a surfactant (C); and
24) A chemical solution comprising a first liquid containing peracetic acid as the peracid (A1b) and water (W), a second liquid containing a peracid other than peracetic acid as the peracid (A1b) and water (W), and a third liquid containing an anticorrosive agent (B) and a surfactant (C);
Examples include:
The liquid drug, which is a multi-liquid composition, is not limited to the above examples 1) to 24).
多液型の組成物である薬液の例において、防食剤(B)、及び界面活性剤(C)が液状である場合、防食剤(B)、及び/又は界面活性剤(C)を含む液は、溶媒を含んでいなくてもよい。溶媒としては、水(W)を用いることができる。溶媒としては、所望する効果が損なわれない限りにおいて、種々の有機溶媒を用いることもできる。 In the example of a chemical solution that is a multi-liquid composition, when the anticorrosive agent (B) and the surfactant (C) are in liquid form, the liquid containing the anticorrosive agent (B) and/or the surfactant (C) may not contain a solvent. Water (W) can be used as the solvent. Various organic solvents can also be used as the solvent as long as the desired effect is not impaired.
銅めっき造形物を少量しかエッチングしない一方で、めっき以外の方法により形成された銅薄膜を所望する程度の多量にエッチングするという効果が良好であることと、薬液の調製及び使用が容易であることとから、多液型の組成物である薬液としては、オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液と、過酸化物(A1b)を含む第2液とからなる薬液が好ましい。
オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液は、酢酸以外のオキソ酸を含んでいてもよい。
オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び水(W)を含む第1液、及び過酸化物(A1b)を含む第2液は、それぞれ、防食剤(B)及び/又は界面活性剤(C)を含んでいてもよい。
A chemical solution consisting of a first liquid containing acetic acid as the oxoacid (A1a) and water (W) and a second liquid containing a peroxide (A1b) is preferred as a chemical solution that is a multi-liquid composition, because it is effective in etching only a small amount of a copper-plated object while etching a desired amount of a thin copper film formed by a method other than plating, and because the chemical solution is easy to prepare and use.
The first liquid containing acetic acid as the oxoacid (A1a) and water (W) may contain an oxoacid other than acetic acid.
The first liquid containing acetic acid as the oxoacid (A1a) and water (W), and the second liquid containing the peroxide (A1b) may each contain a corrosion inhibitor (B) and/or a surfactant (C).
薬液が多液型の組成物である場合、多液型の組成物を構成する2以上の液を混合した混合液を用いて、上記の被処理体をエッチングする。 When the chemical solution is a multi-liquid composition, the above-mentioned workpiece is etched using a mixed solution obtained by mixing two or more liquids that make up the multi-liquid composition.
以下、上記の薬液によるエッチングに供される被処理体と、薬液に含まれる必須又は任意の成分について説明する。 The following describes the object to be etched with the above-mentioned chemical solution and the essential and optional components contained in the chemical solution.
<被処理体>
前述の通り、上記の薬液によるエッチングの対象物として、基板、銅薄膜、及び銅めっき造形物が、この順で、基板の厚さ方向に積み上げられた被処理体が用いられる。
銅薄膜は、前記基板の主面の少なくとも一部を被覆する。銅薄膜は、めっき以外の方法により形成された膜である。銅めっき造形物は、薄膜をシード層としてめっきにより形成された造形物である。
<Object to be treated>
As described above, the target object for etching with the above-mentioned chemical solution is a processing target in which a substrate, a copper thin film, and a copper-plated object are stacked in this order in the thickness direction of the substrate.
The copper thin film covers at least a part of the main surface of the substrate. The copper thin film is a film formed by a method other than plating. The copper-plated object is a shaped object formed by plating using the thin film as a seed layer.
被処理体を構成する基板としては、フリップチップ実装のような実装方法に適用されている基板を特に限定なく用いることができる。基板における後述の銅薄膜で被覆される面の材質としては、例えば、従来より、銅薄膜と組合わせて使用されているアンダーバンプメタル層の材質として使用される金属を用いることができる。アンダーバンプメタル層の材質として使用される金属としては、チタン、チタン-タングステン合金、及びチタン-銅合金等が挙げられる。基板におけるアンダーバンプメタル層に相当する層と接触する他の層の材質としては、例えばシリコン等の半導体を用いることができる。つまり、少なくとも一方の主面に、上記のアンダーバンプメタル層に相当する層を備える半導体基板を、被処理体を構成する基板として好ましく使用できる。 As the substrate constituting the workpiece, a substrate applied to a mounting method such as flip-chip mounting can be used without any particular limitation. As the material of the surface of the substrate covered with the copper thin film described below, for example, a metal used as the material of the under-bump metal layer that has been used in combination with the copper thin film in the past can be used. Examples of metals used as the material of the under-bump metal layer include titanium, titanium-tungsten alloy, and titanium-copper alloy. As the material of the other layer in contact with the layer corresponding to the under-bump metal layer in the substrate, a semiconductor such as silicon can be used. In other words, a semiconductor substrate having a layer corresponding to the above-mentioned under-bump metal layer on at least one main surface can be preferably used as the substrate constituting the workpiece.
銅薄膜は、めっき以外の方法により基板の主面の少なくとも一部を被覆するように形成される。銅薄膜を形成する方法としては、物理蒸着法(PVD法)、イオンプレーティング法、及びスパッタリング法等が挙げられる。これらの方法の中では、薬液によりエッチングされやすい銅薄膜を形成しやすい点から物理蒸着法が好ましい。
銅薄膜の膜厚は、特に限定されない。銅薄膜の膜厚は、典型的には、50nm以上300nm以下が好ましく、70nm以上250nm以下がより好ましく、100nm以上200nm以下がさらに好ましい。
The copper thin film is formed so as to cover at least a part of the main surface of the substrate by a method other than plating. Examples of the method for forming the copper thin film include a physical vapor deposition method (PVD method), an ion plating method, and a sputtering method. Among these methods, the physical vapor deposition method is preferred because it is easy to form a copper thin film that is easily etched by a chemical solution.
The thickness of the copper thin film is not particularly limited. Typically, the thickness of the copper thin film is preferably 50 nm or more and 300 nm or less, more preferably 70 nm or more and 250 nm or less, and further preferably 100 nm or more and 200 nm or less.
銅めっき造形物は、銅薄膜をシード層としてめっきにより形成された造形物である。銅めっき造形物の製造方法は特に限定されない。典型的には、シード層としての銅薄膜上に、銅めっき造形物が形成される位置に、銅めっき造形物の形状に応じた空隙を有する鋳型を形成した後に、当該鋳型を備える基板に対して周知の方法により銅めっきを施して、銅めっき造形物が形成される。なお、前述の空隙においては、シード層としての銅薄膜が露出している。
鋳型の形成方法は特に限定されない。典型的には、感光性組成物を用いて一般的なフォトリソグラフィー法により鋳型が形成され得る。
感光性組成物は、めっき液に対する耐久性を有する膜を形成できる限り特に限定されない。感光性組成物は、露光により硬化することで現像液に対して不溶化するネガ型の組成物であっても、露光により現像液に対して可溶化するポジ型の組成物であってもよい。
上記のように銅めっきを行った後に、鋳型の形成に用いた組成物の種類に応じた周知の方法により、鋳型が基板上から剥離される。
A copper-plated object is an object formed by plating using a thin copper film as a seed layer. There is no particular limitation on the method for producing the copper-plated object. Typically, a mold having a void corresponding to the shape of the copper-plated object is formed on the thin copper film as a seed layer at the position where the copper-plated object is to be formed, and then a substrate having the mold is plated with copper by a known method to form the copper-plated object. Note that the thin copper film as a seed layer is exposed in the void.
The method for forming the template is not particularly limited. Typically, the template can be formed by a general photolithography method using a photosensitive composition.
The photosensitive composition is not particularly limited as long as it can form a film that is durable against a plating solution. The photosensitive composition may be a negative composition that is hardened by exposure to light and becomes insoluble in a developer, or a positive composition that is soluble in a developer by exposure to light.
After copper plating as described above, the template is peeled off from the substrate by a well-known method that depends on the type of composition used to form the template.
銅めっき造形物は、典型的にはメタルポストのようなバンプ(電極)であったり、銅配線や銅再配線であったりする。銅めっき造形物の形状は特に限定されない、銅めっき造形物の、基板の厚さ方向の高さは、再配線層の場合は2μm以上6μm以下が好ましく、2.5μm以上4μm以下がより好ましく、バンプの場合は10μm以上300μm以下が好ましく、20μm以上70μm以下がより好ましい。 The copper-plated object is typically a bump (electrode) such as a metal post, or a copper wiring or copper rewiring. There are no particular limitations on the shape of the copper-plated object, but the height of the copper-plated object in the thickness direction of the substrate is preferably 2 μm or more and 6 μm or less, and more preferably 2.5 μm or more and 4 μm or less, in the case of a rewiring layer, and is preferably 10 μm or more and 300 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 70 μm or less, in the case of a bump.
<酸化性物質(A)>
酸化性物質(A)は、オキソ酸(A1a)と過酸化物(A1b)との組合わせ、又は過酸(A2)を含む。
また、酸化性物質(A)は、オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び過酸(A2)としての過酢酸の少なくとも一方を必須に含む。
薬液が、上記の酸化性物質(A)を含むことにより、銅めっき造形物を少量しかエッチングしない一方で、めっき以外の方法により形成された銅薄膜を所望する程度の多量エッチングできる。
<Oxidizing substance (A)>
The oxidizing substance (A) includes a combination of an oxoacid (A1a) and a peroxide (A1b), or a peracid (A2).
The oxidizing substance (A) essentially contains at least one of acetic acid as the oxoacid (A1a) and peracetic acid as the peracid (A2).
By including the oxidizing substance (A) in the chemical solution, the copper plated object is only slightly etched, while a copper thin film formed by a method other than plating can be etched to a desired extent.
〔オキソ酸(A1a)〕
前述の通り、オキソ酸(A1a)は酢酸を必須に含む。薬液における酢酸の含有量は、所望する効果が損なわれない限り特に限定されない。薬液における酢酸の含有量は、薬液の質量に対して、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.002質量%以上2質量%以下がより好ましく、0.003質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。
なお、薬液は、後述するように、2液型以上の多液型であってもよい。薬液が多液型である場合、薬液における酢酸の含有量は、複数の液の質量の合計に対する酢酸の質量の比率である。
[Oxoacid (A1a)]
As described above, the oxo acid (A1a) essentially contains acetic acid. The content of acetic acid in the chemical solution is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired. The content of acetic acid in the chemical solution is preferably 0.001% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.002% by mass or more and 2% by mass or less, and even more preferably 0.003% by mass or more and 1% by mass or less, based on the mass of the chemical solution.
In addition, the chemical liquid may be a multi-liquid type of two or more liquids, as described below. When the chemical liquid is a multi-liquid type, the content of acetic acid in the chemical liquid is the ratio of the mass of acetic acid to the total mass of the multiple liquids.
オキソ酸(A1a)は、酢酸のみを含んでいてもよく、酢酸と、酢酸以外のオキソ酸を含んでいてもよい。なお、本出願の明細書において、オキソ酸(A1a)は、-O-O-結合を有する過酸化物に該当しないオキソ酸である。酢酸以外のオキソ酸の例としては、酢酸以外のカルボン酸類、ハロゲンオキソ酸類、ケイ酸、亜硝酸、硝酸、亜リン酸、リン酸、亜硫酸、硫酸、及びスルホン酸類等が挙げられる。
なお、オキソ酸(A1a)は、分子中に1つの酸性基を有する一塩基酸であって、分子中に2つ以上の酸性基を有する多塩基酸ではない。
酢酸以外のカルボン酸類の具体例としては、ギ酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、安息香酸、及び乳酸等が挙げられる。ハロゲンオキソ酸類の具体例としては、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、次亜臭素酸、亜臭素酸、及び臭素酸等が挙げられる。
酢酸とともに使用され得る上記のオキソ酸の中では、めっき以外の方法により形成された銅薄膜をエッチングしやすいことからリン酸(H3PO4)が好ましい。
The oxoacid (A1a) may contain only acetic acid, or may contain acetic acid and an oxoacid other than acetic acid. In the specification of the present application, the oxoacid (A1a) is an oxoacid that does not fall under the category of peroxides having an -O-O- bond. Examples of oxoacids other than acetic acid include carboxylic acids other than acetic acid, halogen oxoacids, silicic acid, nitrous acid, nitric acid, phosphorous acid, phosphoric acid, sulfurous acid, sulfuric acid, and sulfonic acids.
The oxoacid (A1a) is a monobasic acid having one acidic group in the molecule, and is not a polybasic acid having two or more acidic groups in the molecule.
Specific examples of carboxylic acids other than acetic acid include formic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, benzoic acid, and lactic acid, etc. Specific examples of halogen oxoacids include hypochlorous acid, chlorous acid, chloric acid, hypobromous acid, bromous acid, and bromic acid, etc.
Of the above oxoacids that can be used together with acetic acid, phosphoric acid (H 3 PO 4 ) is preferred because it is capable of easily etching a thin copper film formed by a method other than plating.
薬液における酢酸以外のオキソ酸の含有量は、所望する効果が損なわれない限り特に限定されない。薬液における酢酸以外のオキソ酸の含有量は、薬液の質量に対して、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.2質量%以上7質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。
なお、薬液は、後述するように、2液型以上の多液型であってもよい。薬液が多液型である場合、薬液における酢酸以外のオキソ酸の含有量は、複数の液の質量の合計に対する酢酸以外のオキソ酸の質量の比率である。
The content of the oxoacid other than acetic acid in the chemical solution is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired. The content of the oxoacid other than acetic acid in the chemical solution is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or more and 7% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less, based on the mass of the chemical solution.
In addition, the chemical solution may be a multi-liquid type of two or more liquids, as described below. When the chemical solution is a multi-liquid type, the content of the oxoacid other than acetic acid in the chemical solution is the ratio of the mass of the oxoacid other than acetic acid to the total mass of the multiple liquids.
〔過酸化物(A1b)〕
過酸化物(A1b)は、-O-O-結合を有する化合物であれば特に限定されない。過酸化物は後述する過酸(A1c)に該当する化合物であってもよい。本出願の明細書において、薬液が、オキソ酸(A1a)とともに過酸を含有する場合には、薬液が、オキソ酸(A1a)と、過酸化物(A1b)としての過酸とを含むこととする。
[Peroxide (A1b)]
The peroxide (A1b) is not particularly limited as long as it is a compound having an -O-O- bond. The peroxide may be a compound corresponding to the peracid (A1c) described below. In the specification of the present application, when the chemical solution contains a peracid together with the oxoacid (A1a), the chemical solution is deemed to contain the oxoacid (A1a) and the peracid as the peroxide (A1b).
過酸化物(A1b)の具体例としては、過酸化水素、過酸過リチウム、及び過酸化カリウム等の無機過酸化物、tert-ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジ-tert-ブチルペルオキシド、ジメチジオオキシラン、過酸化アセトン、メチルエチルケトンペルオキシド、及びヘキサメチレントリペルオキシドジアミン等の有機過酸化物;過硫酸、過炭酸、過リン酸、次過塩素酸、次過臭素酸、次過ヨウ素酸、及び過カルボン酸等の過酸が挙げられる。
過カルボン酸の例としては、過ギ酸、過安息香酸、及びm-クロロ過安息香酸が挙げられる。
Specific examples of the peroxide (A1b) include inorganic peroxides such as hydrogen peroxide, lithium peroxide, and potassium peroxide; organic peroxides such as tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, dimethydioxirane, acetone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, and hexamethylene triperoxide diamine; and peracids such as persulfuric acid, percarbonic acid, perphosphoric acid, hypoperchloric acid, hypoperbromic acid, hypoperiodic acid, and percarboxylic acid.
Examples of percarboxylic acids include performic acid, perbenzoic acid, and m-chloroperbenzoic acid.
上記の過酸化物(A1b)の中では、安価であり、且つ取り扱いが容易であることや、薬液を用いて、めっき以外の方法により形成された銅薄膜をエッチングしやすいことから過酸化水素が好ましい。 Among the above peroxides (A1b), hydrogen peroxide is preferred because it is inexpensive and easy to handle, and because it is easy to etch thin copper films formed by methods other than plating using a chemical solution.
薬液における過酸化物(A1b)の含有量は、薬液全体の質量に対して、5質量%以下であり、1質量%以下であるのが好ましい。 The content of peroxide (A1b) in the chemical solution is 5% by mass or less, and preferably 1% by mass or less, based on the total mass of the chemical solution.
〔過酸(A2)〕
薬液は、酸化性物質(A)として、過酸(A2)を含んでいてもよい。前述の通り、本出願の明細書において、薬液が、オキソ酸(A1a)とともに過酸を含有する場合には、薬液が、オキソ酸(A1a)と、過酸化物(A1b)としての過酸とを含むこととする。
[Peracid (A2)]
The chemical solution may contain a peracid (A2) as the oxidizing substance (A). As described above, in the specification of the present application, when the chemical solution contains a peracid together with an oxoacid (A1a), the chemical solution is defined as containing the oxoacid (A1a) and the peracid as the peroxide (A1b).
薬液が過酸(A2)を含む場合、薬液は過酸(A2)として過酢酸を含む。薬液における過酢酸の含有量は、所望する効果が損なわれない範囲で特に限定されない。
薬液における過酢酸の含有量は、薬液の質量に対して、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.002質量%以上2質量%以下がより好ましく、0.003質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。
なお、薬液は、後述するように、2液型以上の多液型であってもよい。薬液が多液型である場合、薬液における過酢酸の含有量は、複数の液の質量の合計に対する過酢酸の質量の比率である。
When the chemical solution contains a peracid (A2), the chemical solution contains peracetic acid as the peracid (A2). The content of peracetic acid in the chemical solution is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired.
The content of peracetic acid in the chemical solution is preferably 0.001% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.002% by mass or more and 2% by mass or less, and even more preferably 0.003% by mass or more and 1% by mass or less, based on the mass of the chemical solution.
In addition, the chemical liquid may be a multi-liquid type of two or more liquids as described below. When the chemical liquid is a multi-liquid type, the content of peracetic acid in the chemical liquid is the ratio of the mass of peracetic acid to the total mass of the multiple liquids.
薬液は、過酢酸とともに、過酢酸以外の過酸を過酸(A2)として含んでいてもよい。過酢酸以外の過酸としては、過酸化物(A1b)について説明した過酸と同様の化合物を用いることができる。
過酢酸とともに使用され得る過酢酸以外の過酸の中では、めっき以外の方法により形成された銅薄膜をエッチングしやすいことから過リン酸が好ましい。
The chemical solution may contain a peracid other than peracetic acid as the peracid (A2) in addition to peracetic acid. As the peracid other than peracetic acid, the same compound as the peracid described for the peroxide (A1b) can be used.
Among peracids other than peracetic acid that can be used together with peracetic acid, perphosphoric acid is preferred because it is easy to etch a thin copper film formed by a method other than plating.
薬液における過酢酸以外の過酸の含有量は、所望する効果が損なわれない限り特に限定されない。薬液における過酢酸以外の過酸の含有量は、薬液の質量に対して、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.2質量%以上7質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。
なお、薬液は、後述するように、2液型以上の多液型であってもよい。薬液が多液型である場合、薬液における過酢酸以外の過酸の含有量は、複数の液の質量の合計に対する過酸以外の過酸の質量の比率である。
The content of the peracid other than peracetic acid in the chemical solution is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired. The content of the peracid other than peracetic acid in the chemical solution is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or more and 7% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less, based on the mass of the chemical solution.
In addition, the chemical solution may be a multi-liquid type of two or more liquids, as described below. When the chemical solution is a multi-liquid type, the content of peracid other than peracetic acid in the chemical solution is the ratio of the mass of peracid other than peracid to the total mass of multiple liquids.
〔防食剤(B)〕
薬液は、防食剤(B)を含んでいてもよい。薬液が防食剤(B)を含むことにより、エッチング後の銅めっき造形物の表面粗さの増大を抑制しつつ、銅薄膜をエッチングできる。防食剤(B)としては、銅に対して防食剤として使用されることが知られている化合物を、特に限定なく用いることができる。
[Corrosion inhibitor (B)]
The chemical solution may contain an anticorrosive agent (B). By containing the anticorrosive agent (B) in the chemical solution, the copper thin film can be etched while suppressing an increase in the surface roughness of the copper-plated object after etching. As the anticorrosive agent (B), a compound known to be used as an anticorrosive agent for copper can be used without any particular limitation.
防食剤(B)の好ましい例としては、1H-イミダゾール類、ピラゾール類、チアゾール類、トリアゾール類、グアニジン類から選択される窒素含有化合物が挙げられる。を含有していてもよい。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上併用することができる。 Preferred examples of the corrosion inhibitor (B) include nitrogen-containing compounds selected from 1H-imidazoles, pyrazoles, thiazoles, triazoles, and guanidines. These may be used alone or in combination of two or more.
1H-イミダゾール類としては、1H-イミダゾール、2-メチル-1H-イミダゾール、2-エチル-1H-イミダゾール、2-イソプロピル-1H-イミダゾール、2-プロピル-1H-イミダゾール、2-ブチル-1H-イミダゾール、4-メチル-1H-イミダゾール、2,4-ジメチル-1H-イミダゾール、2-エチル-4-メチル-1H-イミダゾール、2-アミノ-1H-イミダゾール、1H-ベンゾイミダゾール-2-チオール(2-メルカプトベンゾイミダゾール)等が挙げられる。
ピラゾール類としては、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-ピラゾロン、3-アミノ-5-メチルピラゾール、3-アミノ-5-ヒドロキシピラゾール、3-アミノ-5-メチルピラゾール等が挙げられる。
チアゾール類としては、2-アミノチアゾール、4,5-ジメチルチアゾール、2-アミノ-2-チアゾリン、2,4-ジメチルチアゾール、2-アミノ-4-メチルチアゾール等が挙げられる。
トリアゾール類としては、1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、1,2,4-トリアゾロ[1,5-a]ピリミジン、1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジン、ベンゾトリアゾール、5-メチルベンゾトリアゾール等が挙げられる。
グアニジン類としては、グアニジン、1,3‐ジフェニルグアニジン、1-(オルトトリル)ビグアナイド等が挙げられる。
Examples of 1H-imidazoles include 1H-imidazole, 2-methyl-1H-imidazole, 2-ethyl-1H-imidazole, 2-isopropyl-1H-imidazole, 2-propyl-1H-imidazole, 2-butyl-1H-imidazole, 4-methyl-1H-imidazole, 2,4-dimethyl-1H-imidazole, 2-ethyl-4-methyl-1H-imidazole, 2-amino-1H-imidazole, and 1H-benzimidazole-2-thiol (2-mercaptobenzimidazole).
Examples of pyrazoles include 3,5-dimethylpyrazole, 3-methyl-5-pyrazolone, 3-amino-5-methylpyrazole, 3-amino-5-hydroxypyrazole, and 3-amino-5-methylpyrazole.
Examples of the thiazoles include 2-aminothiazole, 4,5-dimethylthiazole, 2-amino-2-thiazoline, 2,4-dimethylthiazole, and 2-amino-4-methylthiazole.
Examples of triazoles include 1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyrimidine, 1,2,3-triazolo[4,5-b]pyridine, benzotriazole, and 5-methylbenzotriazole.
The guanidines include guanidine, 1,3-diphenylguanidine, 1-(orthotolyl) biguanide, and the like.
薬液における防食剤(B)の含有量は、所望する効果が損なわれない範囲で特に限定されない。薬液における防食剤(B)の含有量の好ましい範囲は、薬液の質量に対して、0.0001質量%以上10質量%以下が好ましく、0.001質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。 The content of the corrosion inhibitor (B) in the chemical solution is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired. The preferred range of the content of the corrosion inhibitor (B) in the chemical solution is preferably 0.0001% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.001% by mass or more and 5% by mass or less, and even more preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, based on the mass of the chemical solution.
〔界面活性剤(C)〕
薬液が界面活性剤(C)を含むことにより、銅めっき造形物等の被処理体を構成する材料に対する薬液の濡れ性が改良される。その結果、銅薄膜が、ごく近い位置に隣接する複数の銅めっき造形物の下部の近傍に位置する場合であっても、銅めっき造形物間の隙間に薬液か良好に侵入でき、銅薄膜を良好にエッチングできる。
[Surfactant (C)]
The inclusion of the surfactant (C) in the chemical solution improves the wettability of the chemical solution to the material constituting the workpiece, such as a copper-plated object, and as a result, even when a thin copper film is located near the bottom of multiple copper-plated objects that are very close to each other, the chemical solution can easily penetrate into the gaps between the copper-plated objects, and the thin copper film can be efficiently etched.
界面活性剤(C)としては、特に限定されず、従来公知の界面活性剤を用いることができる。アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、及びノニオン系界面活性剤のいずれも、界面活性剤(C)として用いることができる。 The surfactant (C) is not particularly limited, and any conventionally known surfactant can be used. Any of anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants can be used as the surfactant (C).
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、炭素-炭素三重結合を有するジオールのアルキレンオキシド付加体や、炭素-炭素三重結合を有するモノオールのアルキレンオキシド付加体が好ましい。
炭素-炭素三重結合を有するジオールのアルキレンオキシド付加体としては、例えば、下記式(c-1)で表されるノニオン系界面活性剤が好ましい。
HO-(Rc6-O)n1-CRc3Rc4-C≡C-CRc1Rc2-(O-Rc5)n2-OH・・・(c-1)
式(c-1)中、Rc1~Rc4は、それぞれ独立に炭素原子数1以上6以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。Rc5、及びRc6は、それぞれ独立に、炭素原子数2以上4以下の直鎖状又は分岐状のアルキレン鎖である。n1及びn2は、それぞれ独立に0以上30以下の整数である。
As the nonionic surfactant, for example, an alkylene oxide adduct of a diol having a carbon-carbon triple bond, or an alkylene oxide adduct of a monol having a carbon-carbon triple bond is preferable.
As the alkylene oxide adduct of a diol having a carbon-carbon triple bond, for example, a nonionic surfactant represented by the following formula (c-1) is preferred.
HO-(R c6 -O) n1 -CR c3 R c4 -C≡C-CR c1 R c2 -(O-R c5 ) n2 -OH...(c-1)
In formula (c-1), R c1 to R c4 are each independently a linear or branched alkyl group having from 1 to 6 carbon atoms. R c5 and R c6 are each independently a linear or branched alkylene chain having from 2 to 4 carbon atoms. n1 and n2 are each independently an integer of from 0 to 30.
Rc1~Rc4としては、メチル基、エチル基、及びイソプロピル基が好ましい。Rc5、及びRc6としては、エタン-1,2-ジイル基(エチレン基)、プロパン-1,3-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル基、及びブタン-1,4-ジイル基が好ましい。n1及びn2としては、0以上16以下の整数が好ましい。 R c1 to R c4 are preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group. R c5 and R c6 are preferably an ethane-1,2-diyl group (ethylene group), a propane-1,3-diyl group, a propane-1,2-diyl group, or a butane-1,4-diyl group. n1 and n2 are preferably integers of 0 or more and 16 or less.
炭素-炭素三重結合を有するジオールのアルキレンオキシド付加体や、炭素-炭素三重結合を有するモノオールのアルキレンオキシド付加体の具体例としては、日信化学工業株式会社製のオルフィンEXP4200、それぞれエアプロダクツ社製のサーフィノール104E、サーフィノール104H、サーフィノール104A、サーフィノール104PA、及びサーフィノール104PG-50等の「サーフィノール104シリーズ」、並びに、それぞれエアプロダクツ社製のサーフィノール420、サーフィノール445、サーフィノール465、及びサーフィノール485等の「サーフィノール400シリーズ」等を挙げることができる。これらのうち、「サーフィノール400シリーズ」が好ましい。 Specific examples of alkylene oxide adducts of diols having a carbon-carbon triple bond and alkylene oxide adducts of monools having a carbon-carbon triple bond include Olfin EXP4200 manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., the "Surfynol 104 series" such as Surfynol 104E, Surfynol 104H, Surfynol 104A, Surfynol 104PA, and Surfynol 104PG-50 manufactured by Air Products Co., Ltd., and the "Surfynol 400 series" such as Surfynol 420, Surfynol 445, Surfynol 465, and Surfynol 485 manufactured by Air Products Co., Ltd. Among these, the "Surfynol 400 series" is preferred.
アニオン系界面活性剤としては、例えば、下記式(c-2)で表されるアニオン系界面活性剤が挙げられる。
Rc7-SO3H・・・(c-2)
Examples of the anionic surfactant include an anionic surfactant represented by the following formula (c-2).
R c7 -SO 3 H... (c-2)
式(c-2)において、Rc7は炭素原子数7以上20以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。当該アルキル基は、水酸基及び/又はカルボキシル基を有していてもよく、フェニレン基及び/又は酸素原子によって中断されていてもよい。
Rc7としては、炭素原子数8以上11以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましい。
In formula (c-2), R c7 is a linear or branched alkyl group having from 7 to 20 carbon atoms. The alkyl group may have a hydroxyl group and/or a carboxyl group, and may be interrupted by a phenylene group and/or an oxygen atom.
R c7 is preferably a linear or branched alkyl group having 8 to 11 carbon atoms.
式(c-2)で表されるアニオン系界面活性剤としては、具体的には、n-オクタンスルホン酸、n-ノナンスルホン酸、n-デカンスルホン酸、及びn-ウンデカンスルホン酸を挙げることができる。この中でも、n-オクタンスルホン酸、n-ノナンスルホン酸及びn-デカンスルホン酸が好ましい。 Specific examples of the anionic surfactant represented by formula (c-2) include n-octanesulfonic acid, n-nonanesulfonic acid, n-decanesulfonic acid, and n-undecanesulfonic acid. Among these, n-octanesulfonic acid, n-nonanesulfonic acid, and n-decanesulfonic acid are preferred.
薬液における界面活性剤(C)の含有量は、所望する効果が損なわれない範囲で特に限定されない。薬液における界面活性剤(C)の含有量の好ましい範囲は、薬液の質量に対して、0.0001質量%以上10質量%以下が好ましく、0.001質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。 The content of the surfactant (C) in the chemical solution is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired. The preferred range of the content of the surfactant (C) in the chemical solution is preferably 0.0001% by mass to 10% by mass, more preferably 0.001% by mass to 5% by mass, and even more preferably 0.01% by mass to 1% by mass, based on the mass of the chemical solution.
〔キレート剤(D)〕
薬液は、キレート剤(D)を含んでいてもよい。キレート剤(D)は、分子中に酸性基を1つ有する一塩基酸である前述のオキソ酸(A1a)に該当しない化合物である。薬液が、キレート剤(D)を含むことにおり、薬液中の過酸化物(A1b)や過酸(A2)が安定化される。
キレート剤としては、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸(HEDP)、ニトリロ3酢酸(NTA)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン3酢酸(HEDTA)、グルタミン酸2酢酸(CMGA)、アミノトリメチレンホスホン酸(ATMP)、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸(EDTMP)、ホスホノブタントリカルボン酸(PBTC)、クエン酸、コハク酸、シュウ酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、エチレンジアミン4酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン5酢酸(DTPA)、トリエチレンテトラアミン6酢酸(TTHA)、及びグリコールエーテルジアミンン4酢酸(GEDTA)等が挙げられる。
これらのキレート剤は、アルカリ金属塩やアンモニウム塩等の塩として使用されてもよい。
[Chelating Agent (D)]
The chemical solution may contain a chelating agent (D). The chelating agent (D) is a compound that does not fall under the above-mentioned oxoacid (A1a), which is a monobasic acid having one acidic group in the molecule. When the chemical solution contains the chelating agent (D), the peroxide (A1b) and peracid (A2) in the chemical solution are stabilized.
Examples of the chelating agent include hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP), nitrilotriacetic acid (NTA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), glutamic acid diacetic acid (CMGA), aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP), ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid (EDTMP), phosphonobutanetricarboxylic acid (PBTC), citric acid, succinic acid, oxalic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), triethylenetetraaminehexaacetic acid (TTHA), and glycol ether diaminetetraacetic acid (GEDTA).
These chelating agents may be used in the form of a salt such as an alkali metal salt or an ammonium salt.
薬液におけるキレート剤(D)の含有量は、所望する効果が損なわれない範囲で特に限定されない。薬液におけるキレート剤(D)の含有量の好ましい範囲は、薬液の質量に対して、0.001質量%以上10質量%以下が好ましく、0.01質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上2質量%以下がさらに好ましい。 The content of the chelating agent (D) in the chemical solution is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired. The preferred range of the content of the chelating agent (D) in the chemical solution is preferably 0.001% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less, and even more preferably 0.1% by mass or more and 2% by mass or less, based on the mass of the chemical solution.
〔水溶性有機溶媒(O)〕
所望する効果が損なわれない範囲で、薬液は、水溶性有機溶媒(O)を含んでいてもよい。薬液に水溶性有機溶媒(O)を含有させることにより、水(W)に溶解しにくい成分を薬液に溶解させやすくできる。
[Water-soluble organic solvent (O)]
The chemical solution may contain a water-soluble organic solvent (O) to the extent that the desired effect is not impaired. By including the water-soluble organic solvent (O) in the chemical solution, it is possible to easily dissolve components that are difficult to dissolve in water (W) in the chemical solution.
水溶性有機溶媒(O)の具体例としては、スルホラン;ヘキサメチルリン酸トリアミド;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチルメチルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、3-メチルスルホン、ビス(2-ヒドロキシエチル)スルホン、テトラメチレンスルホン等のスルホン類;N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド等のアミド類;N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N-プロピル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシメチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン等のラクタム類;1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジエチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジイソプロピル-2-イミダゾリジノン等のイミダゾリジノン類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルカノール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、2,3-ブチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコール類;β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-ペンチロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-ノナラクトン等のラクトン類;炭酸プロピレン;テトラヒドロフラン;上記のラクタム類、並びに1-メチルイミダゾール、及び1-(3-アミノプロピル)イミダゾール、ピペリジン、2-オキサゾリジノン等の防食剤(B)に該当しない、大気圧下で25℃において液状である含窒素複素環化合物等が挙げられる。 Specific examples of water-soluble organic solvents (O) include sulfolane; hexamethylphosphoric triamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; sulfones such as dimethyl sulfone, diethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, ethyl isopropyl sulfone, 3-methyl sulfone, bis(2-hydroxyethyl) sulfone, and tetramethylene sulfone; amides such as N,N-dimethylformamide, N-methylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylacetamide, and N,N-diethylacetamide; lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-propyl-2-pyrrolidone, N-hydroxymethyl-2-pyrrolidone, and N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone; 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, and 1,3-diethyl-2-imidazolidinone. imidazolidinones such as lysinone and 1,3-diisopropyl-2-imidazolidinone; alkanols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, glycerin, and diethylene glycol; lactones such as β-propiolactone, γ-butyrolactone, δ-pentyrolactone, γ-valerolactone, and γ-nonalactone; propylene carbonate; tetrahydrofuran; the above lactams, as well as nitrogen-containing heterocyclic compounds that are liquid at atmospheric pressure and 25°C and do not fall under the category of corrosion inhibitor (B), such as 1-methylimidazole, 1-(3-aminopropyl)imidazole, piperidine, and 2-oxazolidinone.
薬液における水溶性有機溶媒(O)の含有量は、所望する効果が損なわれない限り特に限定されない。薬液における水溶性有機溶媒(O)の含有量は、例えば、薬液の質量に対して50質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。薬液は、溶媒として、水(W)のみを含むのが好ましい。 The content of the water-soluble organic solvent (O) in the drug solution is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired. The content of the water-soluble organic solvent (O) in the drug solution is, for example, preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less, based on the mass of the drug solution. It is preferable that the drug solution contains only water (W) as a solvent.
〔その他の成分〕
薬液は、上記の成分以外に、消泡剤等を含んでいてもよい。これらの成分の使用量は、各成分が通常使用される量を勘案して適宜定められる。
[Other ingredients]
The chemical solution may contain, in addition to the above components, an antifoaming agent, etc. The amounts of these components used are appropriately determined taking into consideration the amounts in which each component is normally used.
〔水(W)〕
水(W)としては、所望する効果を阻害しない範囲で特に限定されず、種々の品質の水を用いることができる。水(W)としては、例えば、イオン交換水、蒸留水、イオン交換蒸留水等が好ましく、イオン交換蒸留水がより好ましい。
それぞれ所望する量の、以上説明した薬液の必須又は任意の成分を水(W)に溶解させることにより薬液が調製される。
[Water (W)]
The water (W) is not particularly limited as long as it does not impair the desired effect, and water of various qualities can be used. For example, ion-exchanged water, distilled water, ion-exchanged distilled water, etc. are preferable, and ion-exchanged distilled water is more preferable.
The liquid medicine is prepared by dissolving the essential or optional components of the liquid medicine described above in desired amounts in water (W).
以上説明した薬液を用いることにより、シード層としての銅薄膜を良好にエッチングしつつ、銅めっき造形物の過度のエッチングを防ぐことができる。
より具体的には、以上説明した薬液について、銅めっき造形物に対するエッチング速度ER1と、銅薄膜に対するエッチング速度ER2との比率、ER2/ER1が2.5以上であるのが好ましく、2.9以上であるのがより好ましく、3.0以上であるのが特に好ましい。
薬液における酢酸、又は過酢酸の含有量が多いほど、上記比率ER2/ER1の値が大きい傾向がある。
By using the chemical solution described above, it is possible to effectively etch the thin copper film serving as a seed layer while preventing excessive etching of the copper-plated object.
More specifically, for the chemical solutions described above, the ratio ER2/ER1 of the etching rate ER1 for the copper-plated object to the etching rate ER2 for the thin copper film is preferably 2.5 or more, more preferably 2.9 or more, and particularly preferably 3.0 or more.
The greater the content of acetic acid or peracetic acid in the chemical solution, the greater the value of the ratio ER2/ER1.
また、銅めっき造形物の表面における薬液の接触角は、100°未満であるのが好ましく、95°以下であるのがより好ましく、90°以下であるのがさらに好ましく、85°以下であるのが特に好ましい。ここで、上記の接触角は、めっき造形物が薬液に接触する前に測定される値である。
銅めっき造形物の表面における薬液の接触角が上記の条件を満たすことにより、銅薄膜が、ごく近い位置に隣接する複数の銅めっき造形物の下部の近傍に位置する場合であっても、銅めっき造形物間の隙間に薬液か良好に侵入でき、銅薄膜を良好にエッチングできる。
The contact angle of the chemical solution on the surface of the copper-plated object is preferably less than 100°, more preferably 95° or less, even more preferably 90° or less, and particularly preferably 85° or less, where the contact angle is a value measured before the plated object comes into contact with the chemical solution.
By ensuring that the contact angle of the chemical solution on the surface of the copper-plated object satisfies the above condition, even if the thin copper film is located near the bottom of multiple adjacent copper-plated objects that are located in close proximity, the chemical solution can penetrate well into the gaps between the copper-plated objects, and the thin copper film can be etched well.
上記の薬液の接触角を低下させる方法としては、薬液に界面活性剤(C)を含有させる方法や、薬液に水溶性有機溶媒を添加する方法等が挙げられる。
ここで、上記の薬液の接触角は、静的接触角である。薬液の静的接触角は、例えば、Dropmaster 700(協和界面化学株式会社製)を用い、薬液と接触した後の銅めっき造形物の表面に薬液の液滴2.0μLを滴下した後に、滴下5秒後における接触角として測定される。
Examples of the method for reducing the contact angle of the above-mentioned chemical solution include a method in which a surfactant (C) is contained in the chemical solution, and a method in which a water-soluble organic solvent is added to the chemical solution.
Here, the contact angle of the chemical solution is a static contact angle, which is measured, for example, by using a Dropmaster 700 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) to drop a 2.0 μL droplet of the chemical solution onto the surface of the copper-plated object after contact with the chemical solution, and then as the contact angle 5 seconds after the drop.
銅めっき造形物に薬液を200秒接触させた場合の、原子間力顕微鏡(AFM)により測定される銅めっき造形物の表面における算術平均高さRaは、35nm以下であるのが好ましく、30nm以下であるのがより好ましく、20nm以下であるのがさらに好ましい。
銅めっき造形物に薬液を200秒接触させた場合に、原子間力顕微鏡(AFM)により測定される銅めっき造形物の表面における二乗平均平方根高さRqは、50nm以下であるのが好ましく、40nm以下であるのがより好ましく、30nm以下であるのがさらに好ましい。
銅めっき造形物に薬液を200秒接触させた場合に、原子間力顕微鏡(AFM)により測定される銅めっき造形物の表面におけるZレンジは、500nm以下であるのが好ましく、400nm以下であるのがより好ましく、300nm以下であるのがさらに好ましい。Zレンジは、原子間力顕微鏡(AFM)により得られた平面フィッティング処理前の、測定対象面の凹凸に関する高さ情報に関して、最高の高さの値と、最低の高さの値との差である。
When the copper-plated object is brought into contact with the chemical solution for 200 seconds, the arithmetic mean height Ra of the surface of the copper-plated object measured by an atomic force microscope (AFM) is preferably 35 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 20 nm or less.
When the copper-plated object is brought into contact with the chemical solution for 200 seconds, the root mean square height Rq of the surface of the copper-plated object measured by an atomic force microscope (AFM) is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less, and even more preferably 30 nm or less.
When the copper-plated object is brought into contact with the chemical solution for 200 seconds, the Z-range on the surface of the copper-plated object measured by an atomic force microscope (AFM) is preferably 500 nm or less, more preferably 400 nm or less, and even more preferably 300 nm or less. The Z-range is the difference between the maximum height value and the minimum height value regarding the height information regarding the unevenness of the measurement target surface obtained by the atomic force microscope (AFM) before the plane fitting process.
≪銅めっき造形物を備える基板の製造方法≫
銅めっき造形物を備える基板の製造方法は、
基板上に銅薄膜を形成する工程と、
銅薄膜上に、めっき用の鋳型を形成する工程と、
鋳型を備える基板に対して銅めっきを施し、鋳型内に銅めっき造形物を形成する工程と、
銅めっき造形物の形成後に、鋳型を剥離する工程と、
鋳型の剥離後に、前述の薬液を用いて銅薄膜をエッチングする工程と、を含む。
<Method for manufacturing a substrate having a copper-plated object>
A method for manufacturing a substrate having a copper-plated object includes the steps of:
forming a copper thin film on a substrate;
forming a plating mold on the copper thin film;
A step of plating copper on a substrate having a mold to form a copper-plated object in the mold;
After the copper-plated object is formed, the mold is peeled off;
After the mold is peeled off, the copper thin film is etched using the above-mentioned chemical solution.
基板上に銅薄膜を形成する工程と、銅薄膜上に、めっき用の鋳型を形成する工程と、鋳型を備える基板に対して銅めっきを施し、鋳型内に銅めっき造形物を形成する工程と、銅めっき造形物の形成後に、鋳型を剥離する工程とに関しては、薬液について前述した通りである。 The chemical solutions for the process of forming a thin copper film on a substrate, the process of forming a plating mold on the thin copper film, the process of copper plating the substrate with the mold to form a copper-plated object in the mold, and the process of peeling off the mold after the copper-plated object has been formed are as described above.
鋳型の剥離後に、前述の薬液を用いて銅薄膜をエッチングする工程において、エッチング方法は、銅薄膜と前述の薬液を接触させることができる方法であれば特に限定されない。
基板、銅薄膜、及び銅めっき造形物が、この順で、基板の厚さ方向に積み上げられた被処理体に対して上記の薬液を接触させてエッチングを行う方法としては、スプレー法、浸漬法、液盛り法等が例示される。
スプレー法でのエッチングにおいては、例えば、被処理体を所定の方向に搬送もしくは回転させ、その空間にエッチング液を噴射して被処理体にエッチング液を接触させる。必要に応じて、スピンコーターを用いて被処理体を回転させながらエッチング液を噴霧してもよい。
浸漬法でのエッチングにおいては、薬液からなる液浴に被処理体を浸漬させ、液浴内で被処理体と薬液とを接触させる。
液盛り法でのエッチングにおいては、被処理体のエッチングされる面に薬液を盛って、被処理体と薬液とを接触させる。
これらのエッチング方式は被処理体の構造や材料等により適宜使い分ければよい。
In the step of etching the copper thin film using the above-mentioned chemical solution after the mold is peeled off, the etching method is not particularly limited as long as it is a method that can bring the copper thin film into contact with the above-mentioned chemical solution.
Examples of methods for etching a substrate, which is made up of a substrate, a thin copper film, and a copper-plated object stacked in that order in the thickness direction of the substrate, by contacting the above-mentioned chemical solution with the substrate include a spray method, an immersion method, and a puddle method.
In the spray etching, for example, the workpiece is conveyed or rotated in a predetermined direction, and the etching solution is sprayed into the space between the workpiece and the workpiece to bring the etching solution into contact with the workpiece. If necessary, the etching solution may be sprayed onto the workpiece while rotating it using a spin coater.
In the immersion etching method, the object to be treated is immersed in a liquid bath containing a chemical solution, and the object to be treated is brought into contact with the chemical solution within the liquid bath.
In etching using the puddle method, a chemical solution is puddled on the surface of the object to be etched, and the object is brought into contact with the chemical solution.
These etching methods may be appropriately selected depending on the structure, material, etc. of the object to be processed.
薬液と、被処理体を接触させる時間は、銅薄膜の厚さ等を勘案して適宜定められる。エッチングを行う際の薬液の温度は、銅めっき造形物が過度にエッチングされたり、基板にダメージが生じたりしない限り特に限定されない。薬液の温度は、典型的には、10℃以上40℃以下が好ましく、15℃以上30℃以下がより好ましい。 The time for which the chemical solution is in contact with the workpiece is appropriately determined taking into consideration the thickness of the copper thin film, etc. The temperature of the chemical solution during etching is not particularly limited as long as the copper-plated object is not excessively etched or the substrate is not damaged. The temperature of the chemical solution is typically preferably 10°C or higher and 40°C or lower, and more preferably 15°C or higher and 30°C or lower.
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は、下記の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.
〔実施例1~9、及び比較例1〕
実施例、及び比較例において、一方の主面においてチタン薄膜を備えるシリコン基板と、シリコン基板中のチタン薄膜が露出した面を被覆する、物理蒸着法で形成された厚さ800nmの銅薄膜と、銅薄膜の一部を被覆する厚さ4μmの銅めっき造形物とを備える被処理体を用いた。
[Examples 1 to 9 and Comparative Example 1]
In the examples and comparative examples, a workpiece was used that included a silicon substrate having a thin titanium film on one of its main surfaces, a thin copper film having a thickness of 800 nm formed by physical vapor deposition covering the exposed surface of the silicon substrate where the thin titanium film was located, and a copper-plated object having a thickness of 4 μm covering part of the thin copper film.
表1に記載種類及び量の各成分を均一に混合して、実施例1~9、及び比較例1の薬液を得た。
実施例において、防食剤(B)として1,2,4-トリアゾールを用いた。実施例において、界面活性剤(C)として下記のC1~C3を用いた。実施例、及び比較例において、キレート剤(D)として、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸(HEDP)を用いた。
C1:オルフィンEXP4200(日信化学工業製)
C2:サーフィノール104(エアプロダクツ製)
C3:サーフィノール465(エアプロダクツ製)
なお、過酸化水素は、過酸化水素0.56質量部と水1.24質量部とを含む濃度31質量%の過酸化水素水として、薬液に加えた。つまり、表1に記載の水(W)の量のうち、1.24質量部が過酸化水素水に由来する。
The components shown in Table 1 in their types and amounts were mixed uniformly to obtain the chemical solutions of Examples 1 to 9 and Comparative Example 1.
In the examples, 1,2,4-triazole was used as the corrosion inhibitor (B). In the examples, the following C1 to C3 were used as the surfactant (C). In the examples and comparative examples, hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP) was used as the chelating agent (D).
C1: Olfin EXP4200 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.)
C2: Surfynol 104 (manufactured by Air Products)
C3: Surfynol 465 (manufactured by Air Products)
The hydrogen peroxide was added to the chemical solution as a 31% by mass aqueous hydrogen peroxide solution containing 0.56 parts by mass of hydrogen peroxide and 1.24 parts by mass of water. In other words, of the amount of water (W) shown in Table 1, 1.24 parts by mass is derived from the aqueous hydrogen peroxide solution.
得られた薬液を用いて、以下の方法に従ってエッチング速度の測定と、銅薄膜の表面、及び銅めっき造形物の表面における薬液の接触角測定と、薬液との接触後の銅めっき造形物表面の表面粗さの測定とを行った。これらの測定結果を表2に記す。 Using the obtained chemical solution, the etching rate was measured according to the following methods, the contact angle of the chemical solution on the surface of the thin copper film and the surface of the copper-plated object was measured, and the surface roughness of the copper-plated object surface after contact with the chemical solution was measured. The results of these measurements are shown in Table 2.
<エッチング速度の測定>
約20℃の各実施例、及び比較例の薬液に、上記の被処理体を200秒浸漬させた後に、シート抵抗測定器を用いて、銅薄膜の膜厚と、銅めっき造形物の膜厚とを測定し、エッチング速度(Å/秒)を算出した。
<Measurement of Etching Rate>
The above-mentioned workpieces were immersed in the chemical solutions of each of the Examples and Comparative Examples at approximately 20° C. for 200 seconds, and then the thickness of the thin copper film and the thickness of the copper-plated object were measured using a sheet resistance meter, and the etching rate (Å/sec) was calculated.
<薬液との接触角測定>
薬液と接触させる前の被処理体を試料として用いて、前述の方法により、銅薄膜の表面、及び銅めっき造形物の表面における薬液の接触角を測定した。
<Contact angle measurement with chemical solution>
Using the workpiece before contact with the chemical solution as a sample, the contact angle of the chemical solution on the surface of the thin copper film and on the surface of the copper-plated object was measured by the method described above.
<薬液との接触後の銅めっき造形物表面の表面粗さ測定>
約20℃の各実施例、及び比較例の薬液に、上記の被処理体を200秒浸漬させたその後、被処理体の表面をイオン交換蒸留水で30秒間リンスした。リンス後、窒素ガスを20秒間被処理体に吹き付け、被処理体を乾燥させた。
乾燥した被処理体を測定試料として用い、銅めっき造形物の表面の算術平均高さRa、二乗平均平方根高さRq、及びZレンジを、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した。
<Measurement of surface roughness of copper-plated object after contact with chemical solution>
The above-mentioned objects to be treated were immersed in the chemical solutions of the Examples and Comparative Examples at about 20° C. for 200 seconds, and then the surfaces of the objects to be treated were rinsed with ion-exchanged distilled water for 30 seconds. After rinsing, nitrogen gas was sprayed onto the objects to be treated for 20 seconds to dry them.
The dried treated body was used as a measurement sample, and the arithmetic mean height Ra, root mean square height Rq, and Z range of the surface of the copper-plated object were measured using an atomic force microscope (AFM).
表1及び表2によれば、チタン薄膜を備えるシリコン基板と、物理蒸着法で形成された銅薄膜と、銅めっき造形物がこの順で積み上げられた被処理体を、オキソ酸(A1a)及び過酸化物(A1b)を含有する酸化性物質(A)、並びに水(W)を含み、且つオキソ酸(A1a)として酢酸を含む実施例の薬液によりエッチング処理すると、銅薄膜を良好にエッチングしつつ、銅めっき造形物の過度のエッチングを防ぐことができることが分かる。
他方、表1及び表2によれば、オキソ酸(A1a)及び過酸化物(A1b)を含有する酸化性物質(A)、並びに水(W)を含むが、酢酸を含まない薬液を用いる場合、銅めっき造形物が多量にエッチングされることが分かる。
According to Tables 1 and 2, when a workpiece having a silicon substrate with a thin titanium film, a thin copper film formed by physical vapor deposition, and a copper-plated object stacked in that order is etched with an example chemical solution containing an oxidizing substance (A) containing an oxoacid (A1a) and a peroxide (A1b), as well as water (W), and containing acetic acid as the oxoacid (A1a), it is possible to effectively etch the thin copper film while preventing excessive etching of the copper-plated object.
On the other hand, according to Tables 1 and 2, when a chemical solution containing an oxidizing substance (A) containing an oxoacid (A1a) and a peroxide (A1b), and water (W) but not acetic acid is used, a large amount of the copper-plated object is etched.
Claims (8)
前記薬液は、酸化性物質(A)と、水(W)とを含み、
前記酸化性物質(A)が、オキソ酸(A1a)と過酸化物(A1b)との組合わせ、又は過酸(A2)を含み、
前記酸化性物質(A)が、前記オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び前記過酸(A2)としての過酢酸の少なくとも一方を含み、
前記銅薄膜が、前記基板の主面の少なくとも一部を被覆し、
前記銅薄膜が、めっき以外の方法により形成された膜であり、
前記銅めっき造形物が、前記銅薄膜をシード層としてめっきにより形成された造形物であり、
前記銅めっき造形物に対するエッチング速度ER1と、前記銅薄膜に対するエッチング速度ER2との比率、ER2/ER1が2.5以上である、薬液。 A chemical solution used in an etching process of a processing target object in which a substrate, a copper thin film, and a copper-plated object are stacked in this order in the thickness direction of the substrate,
The chemical solution contains an oxidizing substance (A) and water (W),
the oxidizing substance (A) comprises a combination of an oxoacid (A1a) and a peroxide (A1b), or a peracid (A2);
The oxidizing substance (A) contains at least one of acetic acid as the oxoacid (A1a) and peracetic acid as the peracid (A2),
the copper thin film covers at least a portion of a main surface of the substrate;
The copper thin film is a film formed by a method other than plating,
the copper-plated object is a object formed by plating using the copper thin film as a seed layer,
The chemical solution has a ratio, ER2/ER1, of an etching rate ER1 for the copper plated object to an etching rate ER2 for the copper thin film, of 2.5 or more .
前記薬液は、酸化性物質(A)と、水(W)とを含み、The chemical solution contains an oxidizing substance (A) and water (W),
前記酸化性物質(A)が、オキソ酸(A1a)と過酸化物(A1b)との組合わせ、又は過酸(A2)を含み、the oxidizing substance (A) comprises a combination of an oxoacid (A1a) and a peroxide (A1b), or a peracid (A2);
前記酸化性物質(A)が、前記オキソ酸(A1a)としての酢酸、及び前記過酸(A2)としての過酢酸の少なくとも一方を含み、The oxidizing substance (A) contains at least one of acetic acid as the oxoacid (A1a) and peracetic acid as the peracid (A2),
前記銅薄膜が、前記基板の主面の少なくとも一部を被覆し、the copper thin film covers at least a portion of a main surface of the substrate;
前記銅薄膜が、めっき以外の方法により形成された膜であり、The copper thin film is a film formed by a method other than plating,
前記銅めっき造形物が、前記銅薄膜をシード層としてめっきにより形成された造形物であり、the copper-plated object is a object formed by plating using the copper thin film as a seed layer,
前記薬液と接触していない状態の前記銅めっき造形物の表面における前記薬液の接触角が、100°未満である、薬液。A chemical solution, the contact angle of the chemical solution on the surface of the copper-plated object when not in contact with the chemical solution being less than 100°.
前記過酸化物(A1b)を含む第2液と、からなる2液型の薬液である、請求項1~5のいずれか1項に記載の薬液。 a first liquid containing the acetic acid as the oxoacid (A1a) and water (W);
The chemical solution according to any one of claims 1 to 5 , which is a two-liquid type chemical solution consisting of a first liquid containing the peroxide (A1b) and a second liquid containing the peroxide (A1b).
前記銅薄膜上に、めっき用の鋳型を形成する工程と、
前記鋳型を備える前記基板に対して銅めっきを施し、前記鋳型内に銅めっき造形物を形成する工程と、
前記銅めっき造形物の形成後に、前記鋳型を剥離する工程と、
前記鋳型の剥離後に、請求項1~6のいずれか1項に記載の薬液を用いて前記銅薄膜をエッチングする工程と、を含む、銅めっき造形物を備える基板の製造方法。 forming a copper thin film on a substrate;
forming a plating mold on the copper thin film;
copper plating the substrate having the mold thereon to form a copper-plated object in the mold;
peeling off the mold after the copper-plated object is formed;
and after peeling off the mold, etching the copper thin film using the chemical solution according to any one of claims 1 to 6 .
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