[發(fā)明專利]蝕刻方法以及蝕刻液的定量分析方法

無效

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• 申請日: 2002-04-02
• 公開（公告）號: CN1379288A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石川誠;齊藤范之;鈴木竜暢;小澤修一
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱化學(xué)株式會社;日本化成株式會社
• 主分類號: G03F7/30
• 分類號: G03F7/30;G01N21/33
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬蝕刻方法，更詳細說，涉及在半導(dǎo)體器件基板或液晶元件基板等的基板制造工序等中，為了對金屬(層)形成微細電極或金屬配線而使用感光性樹脂等的微細蝕刻工序中適用的蝕刻方法。此外，本發(fā)明涉及上述蝕刻液的定量分析方法以及從上述蝕刻液中回收磷酸的方法。

背景技術(shù)

近年來，在半導(dǎo)體器件基板或液晶元件基板上對隨附在這些器件·元件上的配線或電極等的微小化、高性能化的要求變得更加嚴格。

對于這樣的要求，取代傳統(tǒng)使用的CrMo等鉻(Cr)合金配線材料，討論適于微細蝕刻加工的、能承受設(shè)備電氣需要增加的低電阻材料。例如，現(xiàn)在，提出由鋁(Al)、銀、銅等形成的新材料作為配線材料使用，也討論由這樣的新材料產(chǎn)生的微細加工。而且，在這些新材料的蝕刻中通常使用含有硝酸、磷酸以及醋酸的蝕刻液。

在使用鋁作為被蝕刻金屬時，為了使鋁離子化而除去，有必要使之從0價到3價，與銀(1價)或銅(2價)相比，蝕刻液中酸的耗費量大，由于急劇地產(chǎn)生蝕刻速度的降低，所以存在所謂蝕刻速度控制難的問題。因此，在浸漬法等的成批處理過程中，一旦蝕刻液的蝕刻速度低于特定值，則即使蝕刻液殘留大部分的蝕刻能力，通常也全量廢棄，替換新的蝕刻液，存在所謂蝕刻液的使用量及廢棄量多的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述實際情況提出的，其目的是提供重復(fù)使用含有硝酸和磷酸的蝕刻液的金屬蝕刻方法，即可以長時間維持蝕刻液的蝕刻能力的改進的蝕刻方法。此外，本發(fā)明的其它目的是提供上述蝕刻液的定量分析方法以及從上述蝕刻液中回收磷酸的方法。

本發(fā)明者們鑒于上述課題進行了深入研究，結(jié)果得到下述認知，在包含硝酸及磷酸的蝕刻液中，磷酸只1級離解，考慮作為氧化劑起作用的硝酸也作為蝕刻的酸起作用，如果控制蝕刻液中進行蝕刻的酸的濃度一定，則可以控制蝕刻速度。

本發(fā)明是根據(jù)上述認知進一步反復(fù)研究完成的，由有關(guān)聯(lián)的5個發(fā)明組成，各發(fā)明的要旨如下所示。

即，本發(fā)明的第1要旨在于蝕刻方法，它是重復(fù)使用包含硝酸和磷酸的蝕刻液的金屬蝕刻方法，其特征在于，根據(jù)下式(1)中規(guī)定的酸成分對應(yīng)濃度的測定結(jié)果，在重復(fù)使用前進行必要的濃度調(diào)節(jié)：

酸成分對應(yīng)濃度(重量％)＝硝酸濃度(重量％)×98/63+磷酸濃度(重量％)…(1)

(在上式中，98是磷酸的分子量，63是硝酸的分子量)。

本發(fā)明的第2要旨在于蝕刻方法或蝕刻裝置，其特征在于，具有下述的(I)～(IV)的各工序：

(I)算出包含硝酸和磷酸，不包含因蝕刻產(chǎn)生離子化的被蝕刻金屬的蝕刻液在下式(1)規(guī)定的酸成分對應(yīng)濃度的工序：

酸成分對應(yīng)濃度(重量％)＝磷酸濃度(重量％)+硝酸濃度(重量％)×98/63…(1)；

(II)使用該蝕刻液進行金屬蝕刻的工序；

(III)進行濃度調(diào)整的工序，以便使金屬蝕刻中使用的蝕刻液的酸成分對應(yīng)濃度與由工序(I)算出的酸成分對應(yīng)濃度值相等；

(IV)使用由工序(III)進行濃度調(diào)整后的蝕刻液，進行金屬蝕刻的工序。

本發(fā)明的第3要旨在于包含離子化的被蝕刻金屬的蝕刻液的定量分析方法，它是在金屬蝕刻過程中使用的、包含磷酸及離子化被蝕刻金屬的蝕刻液的定量分析方法，其特征在于，通過下述的(a)及(b)工序，進行磷酸濃度的測定：

(a)首先，對蝕刻后的蝕刻液進行干燥，除去硝酸和醋酸；

(b)然后，通過中和滴定分析磷酸的濃度，在此期間，把直到磷酸的第1拐點的滴定量2倍的量看作成直到磷酸的第2拐點的滴定量，算出磷酸的濃度。

本發(fā)明的第4要旨在于不包含因蝕刻而離子化的被蝕刻金屬的蝕刻液的定量分析方法，它是包含硝酸和磷酸，不包含因蝕刻產(chǎn)生離子化的被蝕刻金屬、在金屬蝕刻過程中使用的蝕刻液的定量分析方法，其特征在于，硝酸的濃度通過紫外吸光光度法定量，磷酸的濃度由混酸液干燥后的中和滴定法定量，醋酸的濃度從合計酸當(dāng)量扣除硝酸當(dāng)量和磷酸當(dāng)量算出的。

本發(fā)明的第5要旨在于從金屬蝕刻使用的蝕刻液中回收磷酸的方法，其特征在于，使包含硝酸和磷酸的在金屬蝕刻中使用的蝕刻液干燥，然后，除去蝕刻液中離子化的被蝕刻金屬。

附圖說明

圖1是本發(fā)明使用的蝕刻裝置1例的概略圖。