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JP7685685B1 - Etching solution - Google Patents

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JP7685685B1
JP7685685B1 JP2025002405A JP2025002405A JP7685685B1 JP 7685685 B1 JP7685685 B1 JP 7685685B1 JP 2025002405 A JP2025002405 A JP 2025002405A JP 2025002405 A JP2025002405 A JP 2025002405A JP 7685685 B1 JP7685685 B1 JP 7685685B1
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Abstract

【課題】一態様において、保存安定性に優れ、エッチングの抑制及びエッチング後の被エッチング層表面の品質向上を発揮できるエッチング液を提供する。
【解決手段】本開示は、一態様において、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、水と、を配合してなり、エッチング液中の有機酸の配合量は50質量%以上である、エッチング液に関する。
【選択図】なし
In one aspect, there is provided an etching solution that has excellent storage stability, suppresses etching, and improves the quality of the surface of a layer to be etched after etching.
[Solution] In one aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains at least one type of metal, the etching solution being composed of a nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more, an organic acid, an acid including nitric acid and phosphoric acid, and water, wherein the amount of the organic acid in the etching solution is 50 mass% or more.
[Selection diagram] None

Description

本開示は、エッチング液及びこれを用いたエッチング方法に関する。 This disclosure relates to an etching solution and an etching method using the same.

半導体装置の製造過程において、例えば、タングステン、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、ニオブ、ルテニウム、オスミウム、レニウム、ロジウム、銅、ニッケル、コバルト、チタン、窒化チタン、アルミナ、アルミニウム及びイリジウム等の少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングして所定のパターン形状に加工する工程が行われている。
近年の半導体分野においては高集積化が進んでおり、配線の複雑化や微細化が求められており、パターンの加工技術やエッチング液に対する要求も高まりつつあり、様々なエッチング方法やエッチング液が提案されている(特許文献1~3)。
In the manufacturing process of a semiconductor device, a process is carried out in which a layer to be etched, which contains at least one metal such as tungsten, tantalum, zirconium, hafnium, molybdenum, niobium, ruthenium, osmium, rhenium, rhodium, copper, nickel, cobalt, titanium, titanium nitride, alumina, aluminum, and iridium, is etched and processed into a predetermined pattern shape.
In recent years, the semiconductor field has seen an increase in integration density, which has led to a demand for more complex and finer wiring. This has resulted in increased demands for pattern processing techniques and etching solutions, and various etching methods and etching solutions have been proposed (Patent Documents 1 to 3).

例えば、特許文献1では、モリブデン又はモリブデン合金の金属薄膜の少なくとも1層を有する金属膜のエッチングに使用される、リン酸、硝酸、1分子中に3個以上のアミノ基を含有するポリアルキレンポリアミンを含有するエッチング液が提案されている。
特許文献2では、酸化剤(例えば、硝酸)と触媒(例えば、リン酸)と水分調整剤(例えば、有機酸)とを含み、水分調整剤の割合が酸化剤及び触媒の合計の割合よりも多い第1エッチング液を、モリブデン膜を含む積層膜を有する基板に供給する工程と、基板に対して第1エッチング液を供給した後、水分調整剤の割合が第1エッチング液よりも多い第2エッチング液を基板に供給する工程と、を含む、基板処理方法が提案されている。
特許文献3では、酸化アルミニウム、タングステン及び/又は窒化チタンを選択的にエッチングするためのエッチング液として、約65~90重量%のリン酸と、約0.01~4重量%の酢酸と、0.01~5重量%の硝酸と、水と、を含むエッチング液が提案されている。
For example, Patent Document 1 proposes an etching solution containing phosphoric acid, nitric acid, and a polyalkylene polyamine containing three or more amino groups in one molecule, which is used for etching a metal film having at least one layer of a metal thin film made of molybdenum or a molybdenum alloy.
Patent Document 2 proposes a substrate processing method including the steps of: supplying a first etching solution containing an oxidant (e.g., nitric acid), a catalyst (e.g., phosphoric acid), and a moisture regulator (e.g., an organic acid), in which the proportion of the moisture regulator is greater than the combined proportion of the oxidant and the catalyst, to a substrate having a laminated film including a molybdenum film; and, after supplying the first etching solution to the substrate, supplying a second etching solution to the substrate, in which the proportion of the moisture regulator is greater than that of the first etching solution.
Patent Document 3 proposes an etching solution for selectively etching aluminum oxide, tungsten and/or titanium nitride, which contains about 65 to 90% by weight of phosphoric acid, about 0.01 to 4% by weight of acetic acid, 0.01 to 5% by weight of nitric acid, and water.

特開2013-237873号公報JP 2013-237873 A 特開2021-114569公報Patent Publication No. 2021-114569 特表2022-502835号公報Special Publication No. 2022-502835

エッチング液としては、リン酸、硝酸及び有機酸(例えば酢酸)を含む混酸水溶液(強酸性水溶液)が一般的に使用されている。また、エッチング液には、エッチング後の被エッチング層表面(金属膜表面)の品質を損なわないため等の理由でエッチング抑制剤として窒素含有化合物が使用されることがある。特許文献1では、酢酸を必須成分としないエッチング液にポリアルキレンポリアミンを添加することが提案されているが、前記混酸水溶液にポリアルキレンポリアミン等の助剤を添加すると、濁りが発生し、エッチング液の保存安定性が悪化するという問題がある。 As an etching solution, a mixed acid aqueous solution (strong acid aqueous solution) containing phosphoric acid, nitric acid, and an organic acid (e.g., acetic acid) is generally used. In addition, a nitrogen-containing compound may be used as an etching inhibitor in the etching solution for reasons such as not impairing the quality of the etched layer surface (metal film surface) after etching. Patent Document 1 proposes adding polyalkylene polyamine to an etching solution that does not contain acetic acid as an essential component, but adding an auxiliary such as polyalkylene polyamine to the mixed acid aqueous solution causes turbidity and deteriorates the storage stability of the etching solution.

そこで、本開示は、一態様において、保存安定性に優れ、エッチングの抑制及びエッチング後の被エッチング層表面の品質向上を発揮できるエッチング液及びこれを用いたエッチング方法を提供する。 Therefore, in one aspect, the present disclosure provides an etching solution that has excellent storage stability, suppresses etching, and improves the quality of the surface of the layer to be etched after etching, and an etching method using the same.

本開示は、一態様において、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、を配合してなり、エッチング液中の有機酸の配合量は50質量%以上である、エッチング液に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains at least one metal, the etching solution being made by blending a nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more, an organic acid, and an acid containing nitric acid and phosphoric acid, the amount of organic acid blended in the etching solution being 50 mass% or more.

本開示は、一態様において、本開示のエッチング液を用いて、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングする工程を含み、エッチング時のエッチング液の温度が20℃以上50℃以下である、エッチング方法に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to an etching method that includes a step of etching a layer to be etched that contains at least one metal using the etching solution of the present disclosure, and the temperature of the etching solution during etching is 20°C or higher and 50°C or lower.

本開示は、一態様において、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物の塩と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、を含有し、エッチング液中の有機酸の配合量は50質量%以上である、エッチング液に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains at least one metal, the etching solution containing a salt of a nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more, an organic acid, and an acid containing nitric acid and phosphoric acid, the amount of organic acid in the etching solution being 50 mass% or more.

本開示は、一態様において、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、を配合してなり、エッチング液中の有機酸の配合量は80質量%以上である、エッチング液に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains at least one metal, the etching solution being made by blending a nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more, an organic acid, and an acid containing nitric acid and phosphoric acid, the amount of organic acid in the etching solution being 80 mass % or more.

本開示は、一態様において、モリブデンを含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である少なくとも1種の窒素含有化合物と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、を配合してなり、エッチング液中の有機酸の配合量は50質量%以上である、エッチング液に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains molybdenum, the etching solution being made by blending at least one nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more, an organic acid, and an acid including nitric acid and phosphoric acid, and the amount of the organic acid in the etching solution is 50 mass% or more.

本開示は、一態様において、本開示のエッチング液を用いて、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングする工程を含む、電子部品の製造方法に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to a method for manufacturing an electronic component, comprising the step of etching an etched layer containing at least one metal using the etching solution of the present disclosure.

本開示によれば、一態様において、保存安定性に優れ、エッチングの抑制及びエッチング後の被エッチング層表面の品質向上を発揮ができるエッチング液を提供できる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide an etching solution that has excellent storage stability, suppresses etching, and improves the quality of the surface of the layer to be etched after etching.

本発明者らが鋭意検討した結果、特定の窒素含有化合物と50質量%以上の有機酸を含む酸とを含有する又は配合してなるエッチング液を用いることで、エッチングの抑制と、エッチング後の被エッチング層表面の品質向上(被エッチング層の均一なエッチング)とを発揮しつつ、保存安定性を向上できることを見いだした。 As a result of intensive research, the inventors have found that by using an etching solution that contains or is a combination of a specific nitrogen-containing compound and an acid containing 50% by mass or more of an organic acid, it is possible to suppress etching and improve the quality of the surface of the layer to be etched after etching (uniform etching of the layer to be etched), while also improving storage stability.

本開示は、一態様において、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、を配合してなり、エッチング液中の有機酸の配合量は50質量%以上である、エッチング液(以下、「本開示のエッチング液」ともいう)に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains at least one metal, the etching solution being composed of a nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more, an organic acid, and an acid containing nitric acid and phosphoric acid, the amount of organic acid in the etching solution being 50 mass% or more (hereinafter also referred to as the "etching solution of the present disclosure").

本開示の効果発現のメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のように推察される。
エッチング液として一般的に使用されている、リン酸、硝酸及び有機酸(例えば酢酸)を含む混酸水溶液(強酸性水溶液)にエッチング抑制剤として多価アミン等の窒素含有化合物を混合すると、多価アミンは混酸水溶液中で酸と塩を形成しうる。特に、例えば、親水基である窒素原子が分子中に多く含まれる多価アミンの場合、親水性の多価アミンと酸との塩は水系溶媒に溶解しやすい。疎水基であるメチレン基が分子中に多く含まれる多価アミンの場合、疎水性の多価アミンと酸との塩は水系溶媒には溶解しづらい。
一方で、低pHの混酸水溶液(強酸性水溶液)中では有機酸は乖離しておらず、有機酸の配合量が多くなると混酸水溶液の疎水度が上昇する。そのため、疎水性の多価アミンと酸との塩は溶解可能だが、親水性の多価アミンと酸との塩の溶解性が極端に低下してしまい白濁する。
本開示では、エッチング抑制剤として、疎水性もしくは両親媒性が高い特定の窒素含有化合物(一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物)を用い、この窒素含有化合物と50質量%以上の有機酸を含む混酸とを組み合わせることで、前記窒素含有化合物と酸との塩の溶解性を向上させ、エッチング液の保存安定性を向上できると考えられる。
また、エッチング抑制剤として用いる窒素含有化合物が金属表面に作用し、酸によるエッチングを抑制することは知られている。本開示では、高濃度の有機酸が混酸水溶液の粘度を低下させるため、酸自体や窒素含有化合物の拡散性を向上させ、表面の均一なエッチングが達成される、すなわち、エッチング抑制とエッチング後の被エッチング層表面の品質向上を発揮できると考えられる。
但し、本開示はこれらのメカニズムに限定して解釈されなくてもよい。
Although the details of the mechanism by which the effects of the present disclosure are manifested are not clear, it is presumed as follows.
When a nitrogen-containing compound such as a polyvalent amine is mixed as an etching inhibitor with a mixed acid solution (strong acid solution) containing phosphoric acid, nitric acid, and an organic acid (e.g., acetic acid), which is generally used as an etching solution, the polyvalent amine can form a salt with the acid in the mixed acid solution. In particular, for example, in the case of a polyvalent amine containing many nitrogen atoms, which are hydrophilic groups, in the molecule, the salt of the hydrophilic polyvalent amine and the acid is easily dissolved in an aqueous solvent. In the case of a polyvalent amine containing many methylene groups, which are hydrophobic groups, in the molecule, the salt of the hydrophobic polyvalent amine and the acid is difficult to dissolve in an aqueous solvent.
On the other hand, in a low pH mixed acid solution (strongly acidic aqueous solution), the organic acid does not dissociate, and as the amount of organic acid increases, the hydrophobicity of the mixed acid solution increases. Therefore, while salts of hydrophobic polyamines and acids can be dissolved, the solubility of salts of hydrophilic polyamines and acids is extremely reduced, causing the solution to become cloudy.
In the present disclosure, a specific nitrogen-containing compound having high hydrophobicity or amphiphilicity (a nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more) is used as an etching inhibitor, and this nitrogen-containing compound is combined with a mixed acid containing 50 mass % or more of an organic acid, which is believed to improve the solubility of a salt of the nitrogen-containing compound and an acid, and thereby improve the storage stability of the etching solution.
It is also known that the nitrogen-containing compound used as an etching inhibitor acts on the metal surface and inhibits etching by acid. In the present disclosure, it is believed that the high concentration of organic acid reduces the viscosity of the mixed acid aqueous solution, improving the diffusivity of the acid itself and the nitrogen-containing compound, thereby achieving uniform etching of the surface, that is, inhibiting etching and improving the quality of the surface of the etched layer after etching.
However, the present disclosure need not be construed as being limited to these mechanisms.

[一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物(成分A)]
本開示のエッチング液は、一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物(以下、「成分A」ともいう)を含有する又は配合してなる。
成分Aの一分子中の炭素数(C)は、保存安定性及びエッチング抑制の観点から、4以上が好ましく、8以上がより好ましく、そして、被エッチング層の品質向上の観点から、24以下が好ましく、18以下がより好ましい。同様の観点から、成分Aの一分子中の炭素数は、4以上24以下が好ましく、8以上18以下がより好ましい。
成分Aの一分子中の窒素数(N)は、保存安定性及びエッチング抑制の観点から、1以上が好ましく、2以上がより好ましく、そして、被エッチング層の品質向上の観点から、3以下が好ましい。同様の観点から、成分Aの一分子中の窒素数は、1以上3以下が好ましい。
成分Aの一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nは、一又は複数の実施形態において、保存安定性及びエッチング抑制の観点から、2.2以上であって、2.3以上が好ましく、4以上がより好ましく、8以上が更に好ましく、そして、被エッチング層の品質向上の観点から、20以下が好ましく、18以下がより好ましい。より具体的には、成分Aの比C/Nは、2.2以上20以下が好ましく、4以上18以下がより好ましく、8以上18以下が更に好ましい。
本開示のエッチング液に含まれる又は配合される成分Aは、一又は複数の実施形態において、脂肪族アミン、芳香族アミン、及び、アミノアルコールから選ばれる少なくとも1種の窒素含有化合物である。
成分Aは1種でもよいし、2種以上の組合せでもよい。
[Nitrogen-containing compound (component A) having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more]
The etching solution of the present disclosure contains or is formulated with a nitrogen-containing compound (hereinafter also referred to as "component A") having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more.
From the viewpoints of storage stability and etching inhibition, the number of carbon atoms (C) in one molecule of component A is preferably 4 or more, and more preferably 8 or more, and from the viewpoint of improving the quality of the etched layer, the number of carbon atoms is preferably 24 or less, and more preferably 18 or less. From the same viewpoint, the number of carbon atoms in one molecule of component A is preferably 4 or more and 24 or less, and more preferably 8 or more and 18 or less.
From the viewpoints of storage stability and etching inhibition, the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of component A is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and from the viewpoint of improving the quality of the etched layer, preferably 3 or less. From the same viewpoint, the number of nitrogen atoms in one molecule of component A is preferably 1 or more and 3 or less.
In one or more embodiments, the ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of component A is 2.2 or more, preferably 2.3 or more, more preferably 4 or more, and even more preferably 8 or more, from the viewpoint of storage stability and etching inhibition, and from the viewpoint of improving the quality of the etched layer, is preferably 20 or less, more preferably 18 or less. More specifically, the ratio C/N of component A is preferably 2.2 or more and 20 or less, more preferably 4 or more and 18 or less, and even more preferably 8 or more and 18 or less.
In one or a plurality of embodiments, component A contained or blended in the etching solution of the present disclosure is at least one nitrogen-containing compound selected from aliphatic amines, aromatic amines, and aminoalcohols.
Component A may be one type or a combination of two or more types.

成分Aは、一又は複数の実施形態において、前記窒素含有化合物の塩の形態であってもよい。成分Aは、一又は複数の実施形態において、エッチング液中で酸と塩を形成しうる。
したがって、本開示は、その他の態様において、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、成分Aの塩と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、を含有し、エッチング液中の有機酸の配合量は50質量%以上である、エッチング液に関する。
In one or more embodiments, Component A may be in the form of a salt of the nitrogen-containing compound. In one or more embodiments, Component A may form a salt with an acid in the etching solution.
Thus, in another aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains at least one metal, the etching solution containing a salt of component A and an acid that contains an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid, the amount of the organic acid in the etching solution being 50 mass% or more.

(脂肪族アミン)
成分Aは、一又は複数の実施形態において、脂肪族アミンが挙げられる。脂肪族アミンとしては、1級、2級又は3級の脂肪族アミンが挙げられる。前記脂肪族アミンは、1種でもよいし、2種以上の組合せでもよい。
本開示において、1級、2級又は3級の脂肪族アミンとは、アンモニア(NH3)の少なくとも1つの水素原子が炭化水素基に置換された化合物である。1級脂肪族アミンは、一又は複数の実施形態において、アンモニアの1つの水素原子が炭化水素基に置換されたものであり、2級脂肪族アミンは、アンモニアの2つの水素原子が炭化水素基に置換されたものであり、3級脂肪族アミンは、アンモニアの3つの水素原子が炭化水素基に置換されたものである。前記炭化水素基としては、例えば、炭素数1以上24以下の炭化水素基が挙げられる。前記炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよい。前記炭化水素基は、不飽和結合を含んでいてもよい。前記炭化水素基は、一部が酸素原子等で置換されたものであってもよい。
前記脂肪族アミンの炭素数は、保存安定性及びエッチング抑制の観点から、4以上が好ましく、8以上がより好ましく、そして、被エッチング層の品質向上の観点から、24以下が好ましく、18以下がより好ましい。同様の観点から、1級、2級又は3級の脂肪族アミンの炭素数は、4以上24以下が好ましく、8以上18以下がより好ましい。
前記脂肪族アミン一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nは、保存安定性の観点から、4以上が好ましく、6以上がより好ましく、そして、被エッチング層の品質向上の観点から、24以下が好ましく、20以下がより好ましく、18以下が更に好ましい。同様の観点から、前記脂肪族アミン一分子中の炭素数と窒素数との比C/Nは、4以上24以下が好ましく、6以上20以下がより好ましく、6以上18以下が更に好ましい。
前記1級脂肪族アミンとしては、オレイルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、2-エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、アミノデカン、アミノウンデカン、アミノドデカン(ドデシルアミン)、アミノトリデカン、テトラデシルアミン、アミノペンタデカン、ヘキサデシルアミン、アミノヘプタデカン、ステアリルアミン(オクタデシルアミン)、アミノノナデカン、2-エチルヘキシルアミンなどが挙げられる。
前記2級脂肪族アミンとしては、メチルヘキシルアミン、メチルペンチルアミン、メチルオクチルアミン、メチルノニルアミン、メチルデシルアミン、メチルウンデシルアミン、メチルドデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、シクロヘキシルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、N-ブチルエチレンジアミンなどが挙げられる。
前記3級脂肪族アミンとしては、ジメチルブチルアミン、ジメチルペンチルアミン、ジメチルヘキシルアミン、メチルペンチルアミン、メチルオクチルアミン、メチルノニルアミン、メチルデシルアミン、メチルウンデシルアミン、メチルドデシルアミン、ジメチルオクタデシルアミンなどが挙げられる。
前記脂肪族アミンは、一又は複数の実施形態において、下記式(I)で表される化合物の1種以上であってもよい。

Figure 0007685685000001
上記式(I)中、R1は、炭素数1以上18以下の直鎖あるいは分岐鎖のアルキル基、炭素数1以上18以下の直鎖あるいは分岐鎖のアルケニル基、又は、炭素数1以上18以下の環状炭化水素基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基及び前記環状炭化水素基は、アミノ基、又は、エーテル結合を含んでいてもよい。
2及びR3はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1以上8以下の直鎖あるいは分岐鎖のアルキル基、炭素数1以上8以下の直鎖あるいは分岐鎖のアルケニル基、又は、炭素数が1以上8以下の環状炭化水素基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基及び前記環状炭化水素基は、アミノ基、又は、エーテル結合を含んでいてもよい。
上記式(I)中、エッチング抑制及び被エッチング層の品質向上の観点から、R1は、炭素数1以上18以下の直鎖アルキル基、アミノ基を有する炭素数1以上18以上の直鎖アルキル基、又は、炭素数1以上18以下の分岐鎖のアルケニル基が好ましく挙げられる。R2及びR3はそれぞれ独立して、水素原子、メチル基、又は、アミノ基を有する炭素数1以上8以下の直鎖のアルキル基が好ましく挙げられる。 (Aliphatic amines)
In one or more embodiments, component A may be an aliphatic amine. Examples of the aliphatic amine include primary, secondary, or tertiary aliphatic amines. The aliphatic amine may be one type or a combination of two or more types.
In the present disclosure, a primary, secondary or tertiary aliphatic amine is a compound in which at least one hydrogen atom of ammonia (NH 3 ) is substituted with a hydrocarbon group. In one or more embodiments, a primary aliphatic amine is a compound in which one hydrogen atom of ammonia is substituted with a hydrocarbon group, a secondary aliphatic amine is a compound in which two hydrogen atoms of ammonia are substituted with hydrocarbon groups, and a tertiary aliphatic amine is a compound in which three hydrogen atoms of ammonia are substituted with hydrocarbon groups. Examples of the hydrocarbon group include a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms. The hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic. The hydrocarbon group may include an unsaturated bond. The hydrocarbon group may be a group partially substituted with an oxygen atom or the like.
From the viewpoints of storage stability and etching inhibition, the carbon number of the aliphatic amine is preferably 4 or more, more preferably 8 or more, and from the viewpoint of improving the quality of the etched layer, the carbon number is preferably 24 or less, more preferably 18 or less. From the same viewpoint, the carbon number of the primary, secondary or tertiary aliphatic amine is preferably 4 or more and 24 or less, more preferably 8 or more and 18 or less.
From the viewpoint of storage stability, the ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of the aliphatic amine is preferably 4 or more, and more preferably 6 or more, and from the viewpoint of improving the quality of the etched layer, it is preferably 24 or less, more preferably 20 or less, and even more preferably 18 or less. From the same viewpoint, the ratio C/N of the number of carbon atoms to the number of nitrogen atoms in one molecule of the aliphatic amine is preferably 4 or more and 24 or less, more preferably 6 or more and 20 or less, and even more preferably 6 or more and 18 or less.
Examples of the primary aliphatic amines include oleylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, nonylamine, aminodecane, aminoundecane, aminododecane (dodecylamine), aminotridecane, tetradecylamine, aminopentadecane, hexadecylamine, aminoheptadecane, stearylamine (octadecylamine), aminononadecane, and 2-ethylhexylamine.
Examples of the secondary aliphatic amine include methylhexylamine, methylpentylamine, methyloctylamine, methylnonylamine, methyldecylamine, methylundecylamine, methyldodecylamine, methyloctadecylamine, cyclohexylamine, bis(hexamethylene)triamine, and N-butylethylenediamine.
Examples of the tertiary aliphatic amine include dimethylbutylamine, dimethylpentylamine, dimethylhexylamine, methylpentylamine, methyloctylamine, methylnonylamine, methyldecylamine, methylundecylamine, methyldodecylamine, and dimethyloctadecylamine.
In one or more embodiments, the aliphatic amine may be one or more compounds represented by the following formula (I):
Figure 0007685685000001
In the above formula (I), R 1 is a linear or branched alkyl group having from 1 to 18 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having from 1 to 18 carbon atoms, or a cyclic hydrocarbon group having from 1 to 18 carbon atoms, and the alkyl group, the alkenyl group, and the cyclic hydrocarbon group may contain an amino group or an ether bond.
R2 and R3 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having from 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having from 1 to 8 carbon atoms, or a cyclic hydrocarbon group having from 1 to 8 carbon atoms, and the alkyl group, the alkenyl group, and the cyclic hydrocarbon group may contain an amino group or an ether bond.
In the above formula (I), from the viewpoint of suppressing etching and improving the quality of the etched layer, preferred examples of R 1 include a linear alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a linear alkyl group having 1 to 18 carbon atoms and an amino group, or a branched alkenyl group having 1 to 18 carbon atoms. Preferred examples of R 2 and R 3 each independently include a hydrogen atom, a methyl group, or a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and an amino group.

(芳香族アミン)
成分Aは、一又は複数の実施形態において、芳香族アミンが挙げられる。前記芳香族アミンは、1種でもよいし、2種以上の組合せでもよい。
本開示において、芳香族アミンとは、アンモニア(NH3)の少なくとも1つの水素原子が芳香環に置換された化合物である。芳香族アミンは、エッチング抑制及び被エッチング層の品質向上の観点から、アンモニアの1つの水素原子が芳香環に置換された1級芳香族アミンが好ましい。芳香環としては、例えば、ベンゼン環が挙げられる。芳香環は、置換基を有していてもよい。置換基としては、炭素数1以上12以下のアルキル基が挙げられる。アルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。分岐鎖状のアルキル基としては、例えば、イソプロピル基が挙げられる。
前記芳香族アミンとしては、エッチング抑制及び保存安定性の観点から、アニリン誘導体(例えば、アニリン、2,6-ジイソプロピルアニリン等);トリアゾール誘導体(例えば、ベンゾトリアゾール、5-メチルベンゾトリアゾール等);イミダゾール誘導体;キノリン誘導体(例えば、イソキノリン等);などが挙げられる。
(Aromatic amines)
In one or more embodiments, Component A may be an aromatic amine. The aromatic amine may be a single type or a combination of two or more types.
In the present disclosure, an aromatic amine is a compound in which at least one hydrogen atom of ammonia (NH 3 ) is substituted with an aromatic ring. From the viewpoint of etching suppression and improving the quality of the etched layer, the aromatic amine is preferably a primary aromatic amine in which one hydrogen atom of ammonia is substituted with an aromatic ring. An example of the aromatic ring is a benzene ring. The aromatic ring may have a substituent. An example of the substituent is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. The alkyl group may be either linear or branched. An example of the branched alkyl group is an isopropyl group.
Examples of the aromatic amine, from the viewpoints of etching inhibition and storage stability, include aniline derivatives (e.g., aniline, 2,6-diisopropylaniline, etc.); triazole derivatives (e.g., benzotriazole, 5-methylbenzotriazole, etc.); imidazole derivatives; and quinoline derivatives (e.g., isoquinoline, etc.).

(アミノアルコール)
成分Aは、一又は複数の実施形態において、アミノアルコールが挙げられる。前記アミノアルコールは、1種でもよいし、2種以上の組合せでもよい。
本開示において、アミノアルコール(アルカノールアミン)とは、水酸基及びアミノ基を有する化合物である。アミノ基としては、1級、2級又は3級アミノ基が挙げられ、エッチング抑制及び被エッチング層の品質向上の観点から、1級アミノ基が好ましい。
前記アミノアルコールの炭素数としては、保存安定性の観点から、2以上24以下が好ましく、4以上18以下がより好ましく、4以上12以下が更に好ましい。
前記アミノアルコールとしては、例えば、2-(2-アミノエトキシ)エタノール、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
前記アミノアルコール(成分A)は、一又は複数の実施形態において、下記式(II)で表される化合物の1種以上であってよい。

Figure 0007685685000002
上記式(II)中、R4は、炭素数2以上6以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、前記アルキル基は、エーテル基を有していてもよい。
5及びR6はそれぞれ独立して、水素原子、又は、炭素数2以上6以下の直鎖あるいは分岐鎖のアルキル基であり、前記アルキル基は、アミノ基、ヒドロキシ基、又はエーテル基を有していてもよい。
上記式(II)中、エッチング抑制及び被エッチング層の品質向上の観点から、R4のアルキル基は直鎖であることが好ましい。同様の観点から、R4は、エーテル基を有する、炭素数2以上6以下の直鎖アルキル基が好ましく、R5及びR6はそれぞれ独立して、水素原子が好ましい。 (Amino alcohol)
In one or more embodiments, Component A may be an amino alcohol. The amino alcohol may be one type or a combination of two or more types.
In the present disclosure, an amino alcohol (alkanolamine) is a compound having a hydroxyl group and an amino group. The amino group may be a primary, secondary or tertiary amino group, and from the viewpoint of suppressing etching and improving the quality of the etched layer, a primary amino group is preferred.
The number of carbon atoms of the amino alcohol is preferably 2 or more and 24 or less, more preferably 4 or more and 18 or less, and even more preferably 4 or more and 12 or less, from the viewpoint of storage stability.
Examples of the amino alcohol include 2-(2-aminoethoxy)ethanol and triethanolamine.
In one or more embodiments, the amino alcohol (component A) may be one or more compounds represented by the following formula (II):
Figure 0007685685000002
In the above formula (II), R 4 is a linear or branched alkyl group having from 2 to 6 carbon atoms, and the alkyl group may have an ether group.
R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having from 2 to 6 carbon atoms, and the alkyl group may have an amino group, a hydroxyl group, or an ether group.
In the above formula (II), from the viewpoint of suppressing etching and improving the quality of the etched layer, the alkyl group of R4 is preferably linear. From the same viewpoint, R4 is preferably a linear alkyl group having 2 to 6 carbon atoms and an ether group, and R5 and R6 are each preferably independently a hydrogen atom.

成分Aとしては、一又は複数の実施形態において、エッチング抑制及び被エッチング層の品質向上の観点から、ブチルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルオクタデシルアミン、オレイルアミン、2-エチルヘキシルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、アニリン、2,6-ジイソプロピルアニリン、5-メチルベンゾトリアゾール、及び、2-(2-アミノエトキシ)エタノールから選ばれる少なくとも1種が好ましく、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルオクタデシルアミン、オレイルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、アニリン、2,6-ジイソプロピルアニリン、5-メチルベンゾトリアゾール、及び、2-(2-アミノエトキシ)エタノールから選ばれる少なくとも1種がより好ましい。 In one or more embodiments, from the viewpoint of suppressing etching and improving the quality of the etched layer, component A is preferably at least one selected from butylamine, octylamine, dodecylamine, octadecylamine, methyloctadecylamine, dimethyloctadecylamine, oleylamine, 2-ethylhexylamine, bis(hexamethylene)triamine, aniline, 2,6-diisopropylaniline, 5-methylbenzotriazole, and 2-(2-aminoethoxy)ethanol, and more preferably at least one selected from dodecylamine, octadecylamine, methyloctadecylamine, dimethyloctadecylamine, oleylamine, bis(hexamethylene)triamine, aniline, 2,6-diisopropylaniline, 5-methylbenzotriazole, and 2-(2-aminoethoxy)ethanol.

本開示のエッチング液に含まれる成分Aの分子量は、エッチング抑制及び被エッチング層の品質向上の観点から、70以上が好ましく、120以上がより好ましく、150以上が更に好ましく、そして、被エッチング層の品質向上の観点から、350以下が好ましく、300以下が好ましく、250以下がより好ましい。より具体的には、前記成分Aの分子量は、70以上350以下が好ましく、120以上300以下がより好ましく、150以上250以下が更に好ましい。 The molecular weight of component A contained in the etching solution of the present disclosure is preferably 70 or more, more preferably 120 or more, and even more preferably 150 or more, from the viewpoint of suppressing etching and improving the quality of the layer to be etched, and is preferably 350 or less, preferably 300 or less, and even more preferably 250 or less, from the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched. More specifically, the molecular weight of component A is preferably 70 or more and 350 or less, more preferably 120 or more and 300 or less, and even more preferably 150 or more and 250 or less.

本開示のエッチング液中の成分Aの配合量は、エッチング抑制及び被エッチング層の品質向上の観点から、0.01質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上が更に好ましく、そして、保存安定性の観点から、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。同様の観点から、本開示のエッチング液中の成分Aの配合量は、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.1質量%以上3質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上2質量%以下が更に好ましい。成分Aが2種以上の組合せである場合、成分Aの配合量はそれらの合計配合量である。 From the viewpoint of suppressing etching and improving the quality of the layer to be etched, the amount of component A in the etching solution of the present disclosure is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and even more preferably 0.5% by mass or more, and from the viewpoint of storage stability, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less. From the same viewpoint, the amount of component A in the etching solution of the present disclosure is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more and 3% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass or more and 2% by mass or less. When component A is a combination of two or more types, the amount of component A is the total amount thereof.

[酸]
本開示のエッチング液に含まれる又は配合される酸は、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸である。保存安定性の観点から、本開示のエッチング液に含まれる又は配合される酸は、一又は複数の実施形態において、有機酸、硝酸及びリン酸からなるもの(混酸)が挙げられる。
本開示のエッチング液中の酸の配合量は、エッチング抑制及び保存安定性の観点から、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましい。
[acid]
The acid contained in or mixed with the etching solution of the present disclosure is an acid containing an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid. In terms of storage stability, the acid contained in or mixed with the etching solution of the present disclosure in one or more embodiments may be an acid consisting of an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid (mixed acid).
The amount of acid blended in the etching solution of the present disclosure is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more, from the viewpoints of etching inhibition and storage stability.

(有機酸)
有機酸としては、保存安定性の観点から、酢酸、無水酢酸、メトキシ酢酸、エトキシ酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、クエン酸、ギ酸、グルコン酸、グリコール酸、マロン酸、シュウ酸、乳酸及びペンタン酸から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。これらのなかでも、同様の観点から、有機酸としては、酢酸、無水酢酸、メトキシ酢酸及びエトキシ酢酸から選ばれる少なくとも1種が好ましく、酢酸がより好ましい。有機酸は1種でもよいし、2種以上の組合せでもよい。本開示のエッチング液を調製する際に有機酸として無水酢酸を使用する場合、無水酢酸がエッチング液中の水分と反応することで、酢酸と水に変換し、エッチング液中の水分量の低減化が可能である。
本開示のエッチング液中の有機酸の配合量は、被エッチング層の品質向上及び保存安定性の観点、並びに、エッチング液の粘度低減の観点から、50質量%以上であって、70質量%以上が好ましく、80質量%以上又は85質量%以上がより好ましく、そして、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。より具体的には、本開示のエッチング液中の有機酸の配合量は、50質量%以上95質量%以下が好ましく、70質量%以上90質量%以下又は80質量%以上90質量%以下がより好ましい。有機酸が2種以上の組合せである場合、有機酸の配合量はそれらの合計配合量である。
したがって、本開示は、その他の態様において、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、成分Aと、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、を配合してなり、エッチング液中の有機酸の配合量は80質量%以上である、エッチング液に関する。
(organic acid)
From the viewpoint of storage stability, the organic acid may be at least one selected from acetic acid, acetic anhydride, methoxyacetic acid, ethoxyacetic acid, propionic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, glycolic acid, malonic acid, oxalic acid, lactic acid, and pentanoic acid. Among these, from the same viewpoint, the organic acid is preferably at least one selected from acetic acid, acetic anhydride, methoxyacetic acid, and ethoxyacetic acid, and more preferably acetic acid. The organic acid may be one type or a combination of two or more types. When acetic anhydride is used as the organic acid in preparing the etching solution of the present disclosure, acetic anhydride reacts with the moisture in the etching solution to convert it into acetic acid and water, and the amount of moisture in the etching solution can be reduced.
The amount of organic acid in the etching solution of the present disclosure is 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more or 85% by mass or more, and preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, from the viewpoint of improving the quality and storage stability of the etched layer, and from the viewpoint of reducing the viscosity of the etching solution. More specifically, the amount of organic acid in the etching solution of the present disclosure is preferably 50% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 90% by mass or less, or more preferably 80% by mass or more and 90% by mass or less. When two or more organic acids are used in combination, the amount of organic acid is the total amount of the organic acids.
Therefore, in another aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains at least one metal, the etching solution comprising a component A and an acid containing an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid, the amount of the organic acid in the etching solution being 80 mass% or more.

(硝酸)
本開示のエッチング液中の硝酸の配合量は、被エッチング層の品質向上の観点から、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、そして、被エッチング層の品質向上及び保存安定性の観点から、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましく、5質量%以下が更に好ましい。より具体的には、本開示のエッチング液中の硝酸の配合量は、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.5質量%以上8質量%以下がより好ましく、1質量%以上5質量%以下が更に好ましい。
(nitric acid)
The amount of nitric acid in the etching solution of the present disclosure is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more from the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched, and is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less from the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched and storage stability. More specifically, the amount of nitric acid in the etching solution of the present disclosure is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 8% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less.

(リン酸)
本開示のエッチング液中のリン酸の配合量は、被エッチング層の品質向上の観点から、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、そして、被エッチング層の品質向上及び保存安定性の観点から、40質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましい。より具体的には、本開示のエッチング液中のリン酸の配合量は、0.1質量%以上40質量%以下が好ましく、0.5質量%以上20質量%以下がより好ましく、1質量%以上10質量%以下が更に好ましい。
(phosphoric acid)
The amount of phosphoric acid in the etching solution of the present disclosure is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more, from the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched and the storage stability, and is preferably 40% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less. More specifically, the amount of phosphoric acid in the etching solution of the present disclosure is preferably 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less.

本開示のエッチング液における有機酸とリン酸の配合量の質量比(有機酸/リン酸)は、エッチング抑制の観点から、1.2以上が好ましく、3.5以上、5以上、又は6以上がより好ましく、そして、同様にエッチング抑制の観点から、950以下が好ましく、100以下、50以下又は20以下がより好ましい。より具体的には、本開示のエッチング液における質量比(有機酸/リン酸)は、1.2以上950以下が好ましく、3.5以上100以下、5以上50以下、又は6以上20以下がより好ましい。 The mass ratio of the organic acid to phosphoric acid in the etching solution of the present disclosure (organic acid/phosphoric acid) is preferably 1.2 or more, more preferably 3.5 or more, 5 or more, or 6 or more, from the viewpoint of etching inhibition, and is preferably 950 or less, more preferably 100 or less, 50 or less, or 20 or less, from the viewpoint of etching inhibition as well. More specifically, the mass ratio (organic acid/phosphoric acid) in the etching solution of the present disclosure is preferably 1.2 or more and 950 or less, more preferably 3.5 or more and 100 or less, 5 or more and 50 or less, or 6 or more and 20 or less.

本開示のエッチング液における有機酸と前記窒素含有化合物(成分A)の配合量の質量比(有機酸/窒素含有化合物)は、エッチング抑制の観点、及び、エッチング液の粘度低減の観点から、10以上が好ましく、20以上がより好ましく、30以上が更に好ましく、40以上がより更に好ましく、50以上がより更に好ましく、そして、同様の観点から、10,000以下が好ましく、5,000以下がより好ましく、2,500以下が更に好ましく、1,000以下がより更に好ましく、500以下がより更に好ましく、100以下がより更に好ましい。より具体的には、本開示のエッチング液における質量比(有機酸/窒素含有化合物)は、10以上10,000以下が好ましく、20以上5,000以下がより好ましく、30以上2,500以下が更に好ましく、40以上1,000以下がより更に好ましく、50以上500以下がより更に好ましく、50以上100以下がより更に好ましい。 The mass ratio (organic acid/nitrogen-containing compound) of the amount of the organic acid and the nitrogen-containing compound (component A) in the etching solution of the present disclosure is preferably 10 or more, more preferably 20 or more, even more preferably 30 or more, even more preferably 40 or more, even more preferably 50 or more, and from the same viewpoint, it is preferably 10,000 or less, more preferably 5,000 or less, even more preferably 2,500 or less, even more preferably 1,000 or less, even more preferably 500 or less, and even more preferably 100 or less. More specifically, the mass ratio (organic acid/nitrogen-containing compound) in the etching solution of the present disclosure is preferably 10 or more and 10,000 or less, more preferably 20 or more and 5,000 or less, even more preferably 30 or more and 2,500 or less, even more preferably 40 or more and 1,000 or less, even more preferably 50 or more and 500 or less, and even more preferably 50 or more and 100 or less.

(他の酸)
本開示のエッチング液に含まれる又は配合される酸は、硝酸、リン酸及び有機酸以外の他の酸を更に含有してもよい。他の酸としては、硝酸及びリン酸以外の無機酸が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、フッ酸等が挙げられる。
(Other acids)
The acid contained or blended in the etching solution of the present disclosure may further contain an acid other than nitric acid, phosphoric acid, and organic acid. The other acid may be an inorganic acid other than nitric acid and phosphoric acid. Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, and hydrofluoric acid.

[水]
本開示のエッチング液は、一又は複数の実施形態において、さらに、水を含む又は配合してなる。本開示のエッチング液に含まれる又は配合される水としては、蒸留水、イオン交換水、純水及び超純水等が挙げられる。
[water]
In one or more embodiments, the etching solution of the present disclosure further contains or is blended with water. Examples of the water contained in or blended with the etching solution of the present disclosure include distilled water, ion-exchanged water, pure water, and ultrapure water.

本開示のエッチング液中の水の配合量は、被エッチング層の品質向上の観点から、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましく、5質量%以下が更に好ましい。 From the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched, the amount of water in the etching solution of the present disclosure is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less.

[その他の成分]
本開示のエッチング液は、本開示の効果が損なわれない範囲で、その他の成分をさらに配合してなるものであってもよい。その他の成分としては、キレート剤、界面活性剤、可溶化剤、防腐剤、防錆剤、殺菌剤、抗菌剤、酸化防止剤等が挙げられる。
[Other ingredients]
The etching solution of the present disclosure may further contain other components, such as chelating agents, surfactants, solubilizers, preservatives, rust inhibitors, bactericides, antibacterial agents, and antioxidants, as long as the effects of the present disclosure are not impaired.

本開示のエッチング液は、一又は複数の実施形態において、ポリアルキレンイミン及びポリアルキレンポリアミンを実質的に含まないものとすることができる。前記ポリアルキレンイミンとしては、例えば、ポリエチレンイミンが挙げられる。前記ポリアルキレンポリアミンとしては、1分子中に3個以上のアミノ基を含有するポリアルキレンポリアミンが挙げられ、例えば、トリエチレンテトラミンが挙げられる。
本開示のエッチング液中のポリアルキレンイミン及びポリアルキレンポリアミンの含有量は、0.01質量%未満が好ましく、0.001質量%以下がより好ましく、0質量%(すなわち、含まないこと)が更に好ましい。
In one or more embodiments, the etching solution of the present disclosure may be substantially free of polyalkyleneimine and polyalkylenepolyamine. The polyalkyleneimine may be, for example, polyethyleneimine. The polyalkylenepolyamine may be, for example, a polyalkylenepolyamine containing three or more amino groups in one molecule, such as triethylenetetramine.
The content of polyalkyleneimine and polyalkylenepolyamine in the etching solution of the present disclosure is preferably less than 0.01% by mass, more preferably 0.001% by mass or less, and even more preferably 0% by mass (i.e., none).

[エッチング液の製造方法]
本開示のエッチング液は、一態様において、成分Aと、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、水と、所望により上述した任意成分とを公知の方法で配合することにより得られる。したがって、本開示は、一態様において、少なくとも、成分Aと、有機酸と、硝酸と、リン酸と、水とを配合する工程を含む、エッチング液の製造方法(以下、「本開示のエッチング液製造方法」ともいう)に関する。
本開示において「少なくとも、成分Aと、有機酸と、硝酸と、リン酸と、水とを配合する」とは、一又は複数の実施形態において、成分Aと、有機酸と、硝酸と、リン酸と、水と、必要に応じて上述した任意成分とを同時に又は順に混合することを含む。混合する順序は、特に限定されなくてもよい。前記配合は、例えば、プロペラ型撹拌機、ポンプによる液循環撹拌、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機及び湿式ボールミル等の混合器を用いて行うことができる。
本開示のエッチング液製造方法において各成分の好ましい配合量は、上述した本開示のエッチング液中の各成分の好ましい配合量と同じとすることができる。
[Method of manufacturing the etching solution]
In one embodiment, the etching solution of the present disclosure is obtained by blending component A, an organic acid, an acid including nitric acid and phosphoric acid, water, and, if desired, the above-mentioned optional components by a known method. Thus, in one embodiment, the present disclosure relates to a method for producing an etching solution (hereinafter also referred to as the "method for producing an etching solution of the present disclosure") that includes a step of blending at least component A, an organic acid, nitric acid, phosphoric acid, and water.
In the present disclosure, "blending at least component A, an organic acid, nitric acid, phosphoric acid, and water" includes, in one or more embodiments, simultaneously or sequentially mixing component A, an organic acid, nitric acid, phosphoric acid, water, and, if necessary, the optional components described above. The order of mixing is not particularly limited. The blending can be performed using a mixer such as a propeller-type agitator, liquid circulation agitation by a pump, a homomixer, a homogenizer, an ultrasonic disperser, and a wet ball mill.
In the method for producing an etching solution according to the present disclosure, the preferred amount of each component may be the same as the preferred amount of each component in the etching solution according to the present disclosure described above.

本開示において「エッチング液中の各成分の配合量」とは、一又は複数の実施形態において、エッチング工程に使用される、すなわち、エッチング処理への使用を開始する時点(使用時)でのエッチング液の各成分の配合量をいう。
本開示のエッチング液中の各成分の配合量は、一又は複数の実施形態において、本開示のエッチング液中の各成分の含有量とみなすことができる。ただし、中和の影響を受ける場合は、配合量と含有量が異なる場合がある。
In the present disclosure, "the amount of each component in the etching solution" refers, in one or a plurality of embodiments, to the amount of each component of the etching solution used in the etching step, i.e., at the time when the etching solution starts to be used for the etching treatment (at the time of use).
In one or more embodiments, the amount of each component in the etching solution of the present disclosure can be regarded as the content of each component in the etching solution of the present disclosure. However, when the component is affected by neutralization, the amount of each component may differ from the content.

本開示のエッチング液の実施形態は、全ての成分が予め混合された状態で市場に供給される、いわゆる1液型であってもよいし、使用時に混合される、いわゆる2液型であってもよい。2液型のエッチング液の一実施形態としては、成分Aを含む溶液(第1液)と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸水溶液(第2液)とから構成され、使用時に第1液と第2液とが混合されるものが挙げられる。第1液と第2液とが混合された後、必要に応じて水又は酸水溶液を用いて希釈されてもよい。第1液又は第2液には、エッチング液の調製に使用する水の全量又は一部が含まれていてもよい。第1液及び第2液にはそれぞれ必要に応じて、上述した任意成分が含まれていてもよい。 The embodiment of the etching solution of the present disclosure may be a so-called one-liquid type in which all components are supplied to the market in a premixed state, or a so-called two-liquid type in which the components are mixed at the time of use. One embodiment of the two-liquid type etching solution is composed of a solution (first liquid) containing component A and an acid aqueous solution (second liquid) containing an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid, and the first liquid and the second liquid are mixed at the time of use. After the first liquid and the second liquid are mixed, they may be diluted with water or an acid aqueous solution as necessary. The first liquid or the second liquid may contain all or a part of the water used to prepare the etching solution. The first liquid and the second liquid may each contain the above-mentioned optional components as necessary.

本開示のエッチング液のpHは、保存安定性の観点から、2以下が好ましく、1以下がより好ましい。なお、本開示のエッチング液のpHは、好ましくは-2.5以上、より好ましくは-2以上とすることができる。本開示において、エッチング液のpHは、25℃における値であって、pHメータを用いて測定でき、具体的には、実施例に記載の方法で測定できる。 From the viewpoint of storage stability, the pH of the etching solution of the present disclosure is preferably 2 or less, and more preferably 1 or less. The pH of the etching solution of the present disclosure can be preferably -2.5 or more, and more preferably -2 or more. In the present disclosure, the pH of the etching solution is a value at 25°C, and can be measured using a pH meter, specifically, by the method described in the examples.

本開示のエッチング液の25℃における粘度は、被エッチング層の品質向上の観点から、1mPa・s以上が好ましく、2mPa・s以上がより好ましく、そして、被エッチング層の品質向上の観点から、40mPa・s以下が好ましく、25mPa・s以下がより好ましく、10mPa・s以下が更に好ましい。より具体的には、本開示のエッチング液の粘度は、1mPa・s以上25mPa・s以下が好ましく、2mPa・s以上10mPa・s以下がより好ましい。本開示において、エッチング液の粘度は、B型粘度計やウベローデ粘度計といった汎用の粘度計を用いて測定でき、具体的には、実施例に記載の方法で測定できる。エッチング液の25℃にける粘度は、例えば、水や有機溶剤により調整できる。 The viscosity of the etching solution of the present disclosure at 25°C is preferably 1 mPa·s or more, more preferably 2 mPa·s or more, from the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched, and is preferably 40 mPa·s or less, more preferably 25 mPa·s or less, and even more preferably 10 mPa·s or less, from the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched. More specifically, the viscosity of the etching solution of the present disclosure is preferably 1 mPa·s or more and 25 mPa·s or less, and more preferably 2 mPa·s or more and 10 mPa·s or less. In the present disclosure, the viscosity of the etching solution can be measured using a general-purpose viscometer such as a B-type viscometer or an Ubbelohde viscometer, and specifically, can be measured by the method described in the Examples. The viscosity of the etching solution at 25°C can be adjusted, for example, by water or an organic solvent.

本開示のエッチング液は、その安定性が損なわれない範囲で濃縮された状態で保存及び供給されてもよい。この場合、製造・輸送コストを低くできる点で好ましい。そしてこの濃縮液は、必要に応じて水又は酸水溶液を用いて適宜希釈してエッチング工程で使用することができる。希釈割合は例えば、5~100倍とすることができる。 The etching solution of the present disclosure may be stored and supplied in a concentrated state to the extent that its stability is not impaired. This is preferable in that production and transportation costs can be reduced. This concentrated solution can then be appropriately diluted with water or an aqueous acid solution as necessary before use in the etching process. The dilution ratio can be, for example, 5 to 100 times.

[キット]
本開示は、その他の態様において、本開示のエッチング液を製造するためのキット(以下、「本開示のキット」ともいう)に関する。
本開示のキットとしては、例えば、成分Aを含む溶液(第1液)と、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸水溶液(第2液)とを相互に混合されない状態で含み、これらが使用時に混合されるキット(2液型エッチング液)が挙げられる。第1液と第2液とが混合された後、必要に応じて水又は酸水溶液を用いて希釈されてもよい。第1液又は第2液には、エッチング液の調製に使用する水の全量又は一部が含まれていてもよい。第1液及び第2液にはそれぞれ必要に応じて、上述した任意成分が含まれていてもよい。本開示のキットによれば、保存安定性に優れるエッチング液を調製できる。
[kit]
In another aspect, the present disclosure relates to a kit for producing the etching solution of the present disclosure (hereinafter also referred to as the "kit of the present disclosure").
The kit of the present disclosure includes, for example, a kit (two-liquid etching solution) that contains a solution (first liquid) containing component A and an acid aqueous solution (second liquid) containing an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid in a mutually unmixed state, and is mixed at the time of use. After the first liquid and the second liquid are mixed, they may be diluted with water or an acid aqueous solution as necessary. The first liquid or the second liquid may contain all or a part of the water used to prepare the etching solution. The first liquid and the second liquid may each contain the above-mentioned optional components as necessary. According to the kit of the present disclosure, an etching solution with excellent storage stability can be prepared.

[被エッチング層]
本開示のエッチング液を用いてエッチング処理される被エッチング層は、一又は複数の実施形態において、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層である。ここで、金属としては、本開示の効果の奏する限り特に限定されるものではないが、例えば、タングステン、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、ニオブ、ルテニウム、オスミウム、レニウム、ロジウム、銅、ニッケル、コバルト、チタン、窒化チタン、アルミナ、アルミニウム及びイリジウムから選ばれる少なくとも1種の金属が挙げられる。これらの中でも、本開示のエッチング液は、一又は複数の実施形態において、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル及びジルコニウムから選ばれる少なくとも1種の金属を含む被エッチング層のエッチングに用いられることが好ましく、一又は複数の実施形態において、モリブデン膜のエッチングに好適に用いられる。すなわち、被エッチング層としては、一又は複数の実施形態において、モリブデン膜が挙げられる。
したがって、本開示は、その他の態様において、モリブデンを含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、成分Aと、有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、を配合してなり、エッチング液中の有機酸の配合量は50質量%以上である、エッチング液に関する。
前記被エッチング層は、一又は複数の実施形態において、基板上に形成された被エッチング層である。基板としては、半導体ウエハ(半導体基板)、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、及び太陽電池用基板から選ばれる少なくとも1種の基板が挙げられる。
[Layer to be etched]
In one or more embodiments, the layer to be etched using the etching solution of the present disclosure is a layer to be etched that contains at least one metal. Here, the metal is not particularly limited as long as the effect of the present disclosure is exhibited, but for example, at least one metal selected from tungsten, tantalum, zirconium, hafnium, molybdenum, niobium, ruthenium, osmium, rhenium, rhodium, copper, nickel, cobalt, titanium, titanium nitride, alumina, aluminum and iridium can be mentioned. Among these, in one or more embodiments, the etching solution of the present disclosure is preferably used for etching a layer to be etched that contains at least one metal selected from tungsten, molybdenum, niobium, tantalum and zirconium, and in one or more embodiments, it is preferably used for etching a molybdenum film. That is, in one or more embodiments, the layer to be etched can be a molybdenum film.
Therefore, in another aspect, the present disclosure relates to an etching solution for etching a layer to be etched that contains molybdenum, the etching solution comprising a component A and an acid that contains an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid, the amount of the organic acid in the etching solution being 50 mass% or more.
In one or more embodiments, the layer to be etched is a layer to be etched formed on a substrate, which may be at least one substrate selected from the group consisting of a semiconductor wafer (semiconductor substrate), a substrate for a liquid crystal display device, a substrate for a plasma display, a substrate for a field emission display (FED), a substrate for an optical disk, a substrate for a magnetic disk, a substrate for a magneto-optical disk, a substrate for a photomask, a ceramic substrate, and a substrate for a solar cell.

[エッチング方法]
本開示は、一態様において、本開示のエッチング液を用いて、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングする工程(以下、「本開示のエッチング工程」ともいう)を含み、エッチング時のエッチング液の温度が20℃以上50℃以下である、エッチング方法(以下、「本開示のエッチング方法」ともいう)に関する。本開示のエッチング方法によれば、一又は複数の実施形態において、保存安定性に優れるエッチング液を用いることで、半導体基板の生産性を向上できる。
[Etching method]
In one aspect, the present disclosure relates to an etching method (hereinafter also referred to as the "etching method of the present disclosure") that includes a step of etching a layer to be etched that contains at least one metal using the etching solution of the present disclosure (hereinafter also referred to as the "etching step of the present disclosure"), and in which the temperature of the etching solution during etching is 20° C. or more and 50° C. or less. According to the etching method of the present disclosure, in one or more embodiments, the productivity of semiconductor substrates can be improved by using an etching solution having excellent storage stability.

本開示のエッチング工程において、エッチング処理方法としては、例えば、浸漬式エッチング、枚葉式エッチング等が挙げられる。 In the etching process of the present disclosure, examples of the etching method include immersion etching and single-wafer etching.

本開示のエッチング工程におけるエッチング時のエッチング液の温度(エッチング温度)は、被エッチング層の品質向上の観点から、20℃以上が好ましく、25℃以上がより好ましく、30℃以上が更に好ましく、そして、被エッチング層の品質向上の観点から、50℃以下が好ましく、45℃以下がより好ましく、40℃以下が更に好ましい。より具体的には、エッチング温度は、20℃以上50℃以下が好ましく、25℃以上45℃以下がより好ましく、30℃以上40℃以下が更に好ましい。 The temperature of the etching solution during etching in the etching process of the present disclosure (etching temperature) is preferably 20°C or higher, more preferably 25°C or higher, and even more preferably 30°C or higher, from the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched, and is preferably 50°C or lower, more preferably 45°C or lower, and even more preferably 40°C or lower, from the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched. More specifically, the etching temperature is preferably 20°C or higher and 50°C or lower, more preferably 25°C or higher and 45°C or lower, and even more preferably 30°C or higher and 40°C or lower.

本開示のエッチング工程において、エッチング時間は、例えば、1分以上180分以下に設定できる。被エッチング層の品質向上の観点から、好ましくは15分以上90分以下、より好ましくは30分以上60分以下である。 In the etching process of the present disclosure, the etching time can be set, for example, from 1 minute to 180 minutes. From the viewpoint of improving the quality of the layer to be etched, it is preferably from 15 minutes to 90 minutes, more preferably from 30 minutes to 60 minutes.

本開示のエッチング液及び本開示のエッチング方法は、一又は複数の実施形態において、電子デバイス、特に、半導体ウエハ(半導体基板)の製造工程において、金属をエッチングするために用いることができる。金属としては、上述した金属が挙げられる。
本開示のエッチング液及び本開示のエッチング方法は、一又は複数の実施形態において、半導体ウエハ(半導体基板)、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、及び太陽電池用基板から選ばれる少なくとも1種の基板の作製に好適に用いることができる。これにより、被エッチング層の均一なエッチングを実現でき、生産性、収率を向上できる。
本開示のエッチング液及び本開示のエッチング方法は、一又は複数の実施形態において、電子デバイス、特に、NAND型フラッシュメモリを含む不揮発性メモリ等の半導体メモリの製造工程において、電極をエッチングするために用いることができる。
本開示のエッチング液及び本開示のエッチング方法は、一又は複数の実施形態において、三次元構造を有するパターンの作製に好適に用いることができる。これにより、大容量化されたメモリ等の高度なデバイスを得ることができる。
本開示のエッチング液及び本開示のエッチング方法は、例えば、特開2020-145412号公報に開示されるようなエッチング方法に用いることができる。
In one or more embodiments, the etching solution and the etching method of the present disclosure can be used to etch metals in the manufacturing process of electronic devices, particularly semiconductor wafers (semiconductor substrates). Examples of the metals include those described above.
In one or more embodiments, the etching solution and the etching method of the present disclosure can be suitably used for producing at least one type of substrate selected from a semiconductor wafer (semiconductor substrate), a substrate for a liquid crystal display device, a substrate for a plasma display, a substrate for an FED (Field Emission Display), a substrate for an optical disk, a substrate for a magnetic disk, a substrate for a magneto-optical disk, a substrate for a photomask, a ceramic substrate, and a substrate for a solar cell. This allows uniform etching of the layer to be etched, and improves productivity and yield.
In one or a plurality of embodiments, the etching solution and the etching method of the present disclosure can be used to etch electrodes in the manufacturing process of electronic devices, particularly semiconductor memories such as nonvolatile memories including NAND flash memories.
In one or more embodiments, the etching solution and the etching method of the present disclosure can be suitably used for producing a pattern having a three-dimensional structure, thereby making it possible to obtain an advanced device such as a large-capacity memory.
The etching solution and the etching method of the present disclosure can be used, for example, in an etching method such as that disclosed in JP2020-145412A.

[電子部品の製造方法]
本開示は、一態様において、本開示のエッチング液を用いて、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングする工程(エッチング工程)を含む、電子部品の製造方法(以下、「本開示の電子部品製造方法」ともいう)に関する。電子部品としては、例えば、半導体ウエハ(半導体基板)、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、及び太陽電池用基板から選ばれる少なくとも1種の基板;NAND型フラッシュメモリを含む不揮発性メモリ等の半導体メモリ;等が挙げられる。本開示の電子部品製造方法のエッチング工程におけるエッチング処理方法やエッチング処理条件としては、上述した本開示のエッチング方法のエッチング工程と同様のエッチング処理方法やエッチング処理条件が挙げられる。被エッチング層としては、上述した被エッチング層が挙げられる。
[Electronic component manufacturing method]
In one aspect, the present disclosure relates to a method for producing an electronic component (hereinafter also referred to as the "electronic component production method of the present disclosure"), which includes a step (etching step) of etching an etched layer containing at least one metal using the etching solution of the present disclosure. Examples of electronic components include at least one substrate selected from a semiconductor wafer (semiconductor substrate), a substrate for a liquid crystal display device, a substrate for a plasma display, a substrate for an FED (Field Emission Display), a substrate for an optical disk, a substrate for a magnetic disk, a substrate for a magneto-optical disk, a substrate for a photomask, a ceramic substrate, and a substrate for a solar cell; a semiconductor memory such as a non-volatile memory including a NAND flash memory; and the like. Examples of the etching method and etching conditions in the etching step of the electronic component production method of the present disclosure include the same etching method and etching conditions as those in the etching step of the etching method of the present disclosure described above. Examples of the etched layer include the above-mentioned etched layer.

以下に、実施例により本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 The present disclosure will be explained in detail below with reference to examples, but the present disclosure is not limited to these examples.

1.エッチング液の調製(実施例1~15、比較例1~9)
表1に示す硝酸、リン酸、酢酸、表1に示す窒素含有化合物及び水を配合して実施例1~15、及び比較例1~9のエッチング液(pH:-2.0~ -1.5)を得た。
表1に示す各成分の配合量(質量%、有効分)である。水の配合量は、酸と窒素含有化合物とを除いた残余である。なお、水の配合量には、酸水溶液等に含まれる水の配合量も含まれる。
1. Preparation of Etching Solution (Examples 1 to 15, Comparative Examples 1 to 9)
Nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, a nitrogen-containing compound, and water shown in Table 1 were mixed to obtain etching solutions (pH: -2.0 to -1.5) of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 9.
The amount of each component (mass %, effective amount) is shown in Table 1. The amount of water is the remainder excluding the acid and the nitrogen-containing compound. The amount of water also includes the amount of water contained in the acid aqueous solution, etc.

エッチング液の調製には、下記成分を用いた。
<酸>
酢酸[富士フイルム和光純薬株式会社、濃度100%]
硝酸[富士フイルム和光純薬株式会社、濃度70%]
リン酸[燐化学工業社製、濃度85%]
<窒素含有化合物>
(脂肪族アミン)
ブチルアミン[東京化成工業株式会社]
オクチルアミン[東京化成工業株式会社]
ドデシルアミン[東京化成工業株式会社]
オクタデシルアミン[東京化成工業株式会社]
メチルオクタデシルアミン[東京化成工業株式会社]
ジメチルオクタデシルアミン[東京化成工業株式会社]
オレイルアミン[東京化成工業株式会社]
2-エチルヘキシルアミン [東京化成工業株式会社]
ビス(ヘキサメチレン)トリアミン[東京化成工業株式会社]
(芳香族アミン)
アニリン[東京化成工業株式会社]
2,6-ジイソプロピルアニリン[東京化成工業株式会社]
5-メチルベンゾトリアゾール[東京化成工業株式会社]
(アミノアルコール)
2-(2-アミノエトキシ)エタノール[東京化成工業株式会社]
(フェノール類)
カテコール[東京化成工業株式会社]
(ポリアルキレンポリアミン)
トリエチレンテトラミン[分子量146.23、東ソー株式会社]
(ポリアルキレンイミン)
ポリエチレンイミン(PEI)[数平均分子量1,800、株式会社日本触媒製の「エポミンSP-018」]
<水>
水[栗田工業株式会社製の連続純水製造装置(ピュアコンティ PC-2000VRL型)とサブシステム(マクエース KC-05H型)を用いて製造した超純水]
The following components were used to prepare the etching solution.
<Acid>
Acetic acid [FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd., concentration 100%]
Nitric acid [FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation, concentration 70%]
Phosphoric acid [Rinkagaku Kogyo Co., Ltd., concentration 85%]
<Nitrogen-containing compound>
(Aliphatic amines)
Butylamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
Octylamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
Dodecylamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
Octadecylamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
Methyloctadecylamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
Dimethyloctadecylamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
Oleylamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
2-Ethylhexylamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
Bis(hexamethylene)triamine [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
(Aromatic amines)
Aniline [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
2,6-Diisopropylaniline [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
5-Methylbenzotriazole [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
(Amino alcohol)
2-(2-aminoethoxy)ethanol [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
(Phenols)
Catechol [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
(Polyalkylenepolyamine)
Triethylenetetramine [molecular weight 146.23, Tosoh Corporation]
(Polyalkyleneimine)
Polyethyleneimine (PEI) [number average molecular weight 1,800, "Epomin SP-018" manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.]
<Water>
Water [ultrapure water produced using a continuous pure water production system (Pure Conti PC-2000VRL type) and subsystem (Macace KC-05H type) manufactured by Kurita Water Industries Ltd.]

[エッチング液のpH]
エッチング液の25℃におけるpH値は、pHメータ(東亜ディーケーケー社製)を用いて測定した値であり、pHメータの電極をエッチング液へ浸漬して1分後の数値である。
[pH of Etching Solution]
The pH value of the etching solution at 25° C. was measured using a pH meter (manufactured by DKK-Toa Corporation), and was the value measured one minute after the electrode of the pH meter was immersed in the etching solution.

[エッチング液の粘度]
エッチング液の粘度(単位:mPa・s)は、下記粘度計を用いて下記条件で測定した。
装置名:東機産業社製のTVB-10形粘度計(恒温槽付き)
ローター:Spindle No. M1, Cord No. 20
回転数:100rpm,60秒後の粘度値を測定
測定温度:25℃
装置が表示する恒温槽内の温度が25℃になった後で30分経過後、粘度を測定
[Viscosity of Etching Solution]
The viscosity (unit: mPa·s) of the etching solution was measured using the following viscometer under the following conditions.
Device name: TVB-10 viscometer (with thermostatic chamber) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
Rotor: Spindle No. M1, Cord No. 20
Rotation speed: 100 rpm, viscosity value measured after 60 seconds Measurement temperature: 25°C
After the temperature in the thermostatic chamber indicated by the device reaches 25°C, 30 minutes later, the viscosity is measured.

2.エッチング液の評価
[溶解性(保存安定性)]
表1に示す配合量(質量%)で表1に示す混酸と窒素含有化合物とを混合し、エッチング液20mLを調製した。それらを10分攪拌した後、目視で溶解性を確認した。溶解性の評価基準としては、0℃~40℃の温度範囲において溶け残りがなく、エッチング液が無色透明又は淡黄色透明である場合をA、0℃~40℃の温度範囲において溶け残りはあるが、エッチング液が無色透明又は淡黄色透明である場合をB、0℃~40℃の温度範囲においてエッチング液が白濁やその他の状態(例えば、黒色に変化)の場合をCとし、表1に示した。別途、特記すべき点も同欄に記載する。
2. Evaluation of etching solution [Solubility (storage stability)]
The mixed acid and nitrogen-containing compound shown in Table 1 were mixed in the amounts (mass%) shown in Table 1 to prepare 20 mL of etching solution. After stirring for 10 minutes, the solubility was confirmed by visual observation. The evaluation criteria for solubility are shown in Table 1, with A being the case where there is no residual and the etching solution is colorless and transparent or pale yellow and transparent in the temperature range of 0°C to 40°C, B being the case where there is residual but the etching solution is colorless and transparent or pale yellow and transparent in the temperature range of 0°C to 40°C, and C being the case where the etching solution is cloudy or in other states (for example, changed to black) in the temperature range of 0°C to 40°C. Any points that should be noted separately are also listed in the same column.

[エッチング抑制率の評価]
特定のエッチング液を例にとる。そのエッチング液を構成する混酸単体でのエッチング速度をαとし、混酸と窒素含有化合物を混合したエッチング液のエッチング速度をβとすると、エッチング抑制率を下記式により算出する。結果を表1に示した。
エッチング抑制率(%) = 100 × (α-β)/α
[Evaluation of Etching Inhibition Rate]
Taking a specific etching solution as an example, the etching rate of the mixed acid alone constituting the etching solution is α, and the etching rate of the etching solution in which the mixed acid and the nitrogen-containing compound are mixed is β. The etching inhibition rate is calculated by the following formula. The results are shown in Table 1.
Etching inhibition rate (%) = 100 × (α-β)/α

[基板表面の状態]
表1に示す各組成に調製したエッチング液(実施例1~15及び比較例1~5、9)に予め重量を測定した縦2cm、横2cm、厚み0.1mmのモリブデン板を浸漬させ、モリブデン板は各温度、各処理時間でエッチングさせた。ただし、混酸単体と窒素含有化合物を含むエッチング液は同エッチング条件での試験とする。その後、水洗浄した後に再度、モリブデン板の表面をKEYENCE社製の形状測定レーザマイクロスコープVK-9710(レンズ倍率150倍)を用いて観察した写真を同装置の表面粗さモードで解析した。そして、エッチングむらの指標となる面精度を、下記式により求めた。モリブデン板のエッチングむらの評価を下記評価基準に基づいて行った。結果を表1に示した。
面精度(%)=エッチング後の表面粗さ/エッチング前の表面粗さ×100
<評価基準>
4:面精度150%未満
3:面精度150%以上200%未満
2:面精度200%以上300%未満
1:面精度300%以上
[Substrate surface condition]
A molybdenum plate having a length of 2 cm, a width of 2 cm, and a thickness of 0.1 mm, the weight of which was measured in advance, was immersed in the etching solution (Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 5 and 9) prepared to each composition shown in Table 1, and the molybdenum plate was etched at each temperature and each treatment time. However, the etching solution containing a mixed acid alone and a nitrogen-containing compound was tested under the same etching conditions. After washing with water, the surface of the molybdenum plate was observed again using a shape measuring laser microscope VK-9710 (lens magnification 150 times) manufactured by KEYENCE Corporation, and a photograph was analyzed in the surface roughness mode of the same device. Then, the surface accuracy, which is an index of etching unevenness, was calculated by the following formula. The etching unevenness of the molybdenum plate was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Table 1.
Surface precision (%) = surface roughness after etching/surface roughness before etching x 100
<Evaluation criteria>
4: Surface accuracy less than 150% 3: Surface accuracy 150% or more but less than 200% 2: Surface accuracy 200% or more but less than 300% 1: Surface accuracy 300% or more

Figure 0007685685000003
Figure 0007685685000003

表1に示されるように、窒素含有化合物として比C/Nが2.2以上の窒素含有化合物を含む実施例1~15のエッチング液はいずれも、窒素含有化合物の代わりにカテコール(フェノール類)を含む比較例6のエッチング液、窒素含有化合物として比C/Nが2.2未満の窒素含有化合物を含む比較例7~8のエッチング液に比べて、溶解性が良好で、保存安定性に優れていることが分かった。
さらに、酢酸の配合量が50質量%以上で、比C/Nが2.2以上の窒素含有化合物を含む実施例1~15のエッチング液は、酢酸の配合量が50質量%以上で、窒素含有化合物を含まない比較例2~4、酢酸の配合量が30質量%で、窒素含有化合物を含まない比較例5のエッチング液に比べて、エッチング抑制に優れ、基板表面の状態が良好であった。
また、酢酸の配合量が50質量%未満である比較例9のエッチング液は、酢酸の配合量が50質量%以上である実施例1、8、15に比べて、基板表面の状態が良好ではなかった。
As shown in Table 1, it was found that all of the etching solutions of Examples 1 to 15, which contained a nitrogen-containing compound having a C/N ratio of 2.2 or more as the nitrogen-containing compound, had better solubility and superior storage stability than the etching solution of Comparative Example 6, which contained catechol (a phenol) instead of the nitrogen-containing compound, and the etching solutions of Comparative Examples 7 and 8, which contained a nitrogen-containing compound having a C/N ratio of less than 2.2 as the nitrogen-containing compound.
Furthermore, the etching solutions of Examples 1 to 15, which contained 50% by mass or more of acetic acid and a nitrogen-containing compound with a C/N ratio of 2.2 or more, had superior etching inhibition and provided better substrate surface conditions than the etching solutions of Comparative Examples 2 to 4, which contained 50% by mass or more of acetic acid and no nitrogen-containing compound, and Comparative Example 5, which contained 30% by mass of acetic acid and no nitrogen-containing compound.
Furthermore, the etching solution of Comparative Example 9, in which the amount of acetic acid was less than 50% by mass, did not provide a good condition of the substrate surface, as compared with Examples 1, 8, and 15, in which the amount of acetic acid was 50% by mass or more.

本開示のエッチング液は、保存安定性に優れ、エッチングの抑制及びエッチング後の被エッチング層表面の品質向上を発揮できるため、大容量の半導体メモリの製造方法において有用である。 The etching solution disclosed herein has excellent storage stability, suppresses etching, and improves the quality of the surface of the layer to be etched after etching, making it useful in the manufacturing method of large-capacity semiconductor memories.

Claims (11)

少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、
一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である窒素含有化合物と、
有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、
を配合してなり、
エッチング液中の有機酸の配合量は80質量%以上である、エッチング液。
An etching solution for etching a layer to be etched that contains at least one metal,
a nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more;
an acid including an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid;
It is made by blending
The etching solution has an organic acid content of 80 mass % or more.
モリブデンを含む被エッチング層をエッチングするためのエッチング液であって、
一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが2.2以上である少なくとも1種の窒素含有化合物と、
有機酸、硝酸及びリン酸を含む酸と、
を配合してなり、
エッチング液中の有機酸の配合量は50質量%以上である、エッチング液。
An etching solution for etching a layer to be etched that contains molybdenum,
at least one nitrogen-containing compound having a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 2.2 or more;
an acid including an organic acid, nitric acid, and phosphoric acid;
It is made by blending
The etching solution has an organic acid content of 50 mass % or more.
前記窒素含有化合物が、脂肪族アミン、芳香族アミン、及び、アミノアルコールから選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のエッチング液。 3. The etching solution according to claim 1 , wherein the nitrogen-containing compound is at least one selected from the group consisting of an aliphatic amine, an aromatic amine, and an amino alcohol. 前記脂肪族アミンは、一分子中の炭素数(C)と窒素数(N)との比C/Nが4以上である、請求項に記載のエッチング液。 4. The etching solution according to claim 3 , wherein the aliphatic amine has a ratio C/N of the number of carbon atoms (C) to the number of nitrogen atoms (N) in one molecule of 4 or more. 前記有機酸は、酢酸、無水酢酸、メトキシ酢酸、エトキシ酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、クエン酸、ギ酸、グルコン酸、グリコール酸、マロン酸、シュウ酸、乳酸及びペンタン酸から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のエッチング液。 The etching solution according to claim 1 or 2, wherein the organic acid is at least one selected from acetic acid, acetic anhydride, methoxyacetic acid, ethoxyacetic acid, propionic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, glycolic acid, malonic acid, oxalic acid, lactic acid, and pentanoic acid. 前記窒素含有化合物の配合量は0.01質量%以上5質量%以下である、請求項1又は2に記載のエッチング液。 The etching solution according to claim 1 or 2, wherein the amount of the nitrogen-containing compound is 0.01% by mass or more and 5% by mass or less. 前記有機酸と前記窒素含有化合物の配合量の質量比(有機酸/窒素含有化合物)は、10以上10,000以下である、請求項1又は2に記載のエッチング液。 The etching solution according to claim 1 or 2, wherein the mass ratio of the organic acid to the nitrogen-containing compound (organic acid/nitrogen-containing compound) is 10 or more and 10,000 or less. さらに、水を配合してなる、請求項1又は2に記載のエッチング液。 The etching solution according to claim 1 or 2, further comprising water. 前記エッチング液のpHが2以下である、請求項1又は2に記載のエッチング液。 The etching solution according to claim 1 or 2, wherein the pH of the etching solution is 2 or less. 請求項1又は2に記載のエッチング液を用いて、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングする工程を含み、
エッチング時のエッチング液の温度が20℃以上50℃以下である、エッチング方法。
The method includes a step of etching a layer to be etched, the layer including at least one metal, using the etching solution according to claim 1 or 2,
The etching method, wherein the temperature of the etching solution during etching is 20° C. or higher and 50° C. or lower.
請求項1又は2に記載のエッチング液を用いて、少なくとも1種の金属を含む被エッチング層をエッチングする工程を含む、電子部品の製造方法。 A method for manufacturing an electronic component, comprising a step of etching a layer to be etched that contains at least one metal using the etching solution according to claim 1 or 2.
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