次世代高密度実装技術に対応する微細回路用ウェットエッチング法の開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560710
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 松本 克才 Tohoku University, 大学院・環境科学研究科, 助教 (70190519)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 尚司 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (00111253)
• Keywords: エッチング / 微細回路 / 銅 / 物質移動 / ユビキタス

Research Abstract

攪拌槽を用いて銅の塩化第二鉄溶液によるウェットエッチング機構について考察を行った。まず、板状の銅試料のエッチング速度を律速段階を調べるために求めた。エッチング速度に対する攪拌数依存性と溶液温度依存性を調べた。エッチング速度は攪拌数のおよそ0.7次に依存した。これは安息香酸-水系と同様であった。さらにエッチング速度の温度依存性は小さかった。この依存性からみかけの活性化エネルギーが約25kJ/molであることがわかった。これらの結果より、銅のウェットエッチングは液側物質移動過程が律速段階であると結論することができた。さらにCuClの溶解速度も物質移動支配であることがわかった。これらの速度を比較することにより、攪拌槽内において、エッチング速度は、CuClの溶解速度と同様に、Fe^3+の拡散速度に支配されていると考えられた。
次に、キャビティ形成について考察を行うために、回路用銅試料をエッチングした。その結果、エッチング速度は時間とともに遅くなり、レジスト間隔が小さくなるほど減速した。さらに、エッチング深さをアンダーカットで除したエッチファクタもまた、相対深さとともに小さくなった。これらの結果より、反応種がライン幅が狭くなるほど、またキャビティが深くなるほど、キャビティ内に入り込みにくくなると考えられる。
これらの結果を基に、今後は回路用銅箔試料のウェットエッチングにおけるキャビティ形成を見積もるために物質移動モデルを構築することが必要と考える。