供各向同性铜蚀刻的蚀刻调配物 【技术领域】
本发明是关于蚀刻铜的方法。更具体说来， 本发明是关于各向同性蚀刻半导体衬 底上的铜的方法。背景技术
铜和铜合金被作为导电材料广泛用于半导体制造领域。作为导体， 铜通常因具有 高导电性和良好的电迁移耐力而优于诸如铝等其它金属。由于这些优点， 现常将填铜的线 路和通孔视为半导体装置中 ( 例如集成电路中 ) 连接元件的导电通路。
然而， 在制造半导体装置期间， 铜的加工存在不少问题。 由于铜不易进行等离子体 蚀刻， 故含铜装置通常需要使用镶嵌工艺 (damascene processing) 来制造。 在镶嵌工艺中， 将铜作为嵌体沉积在衬底上， 衬底具有预先形成的内嵌特征 ( 例如通孔和沟槽 ) 的图案。 内 嵌特征的图案通常是由光刻技术形成。 形成内嵌特征后， 将铜全面沉积于衬底上， 以致其填 充内嵌特征， 并且还在场效应区形成覆盖层， 其中场效应区是指铜沉积之前衬底的顶面。 随 后， 通过诸如化学机械抛光 (CMP) 等平坦化技术去除覆盖层， 从而提供具有填铜导电通路 图案的平坦衬底。
尽管半导体装置制造的各个阶段都需要有效去除铜的方法， 但由于常规湿法铜蚀 刻技术一般无法成功地整合到半导体装置制造工艺中， 故尚未能广泛引入这些技术。常规 蚀刻化学的一个明显缺点包括其各向异性。 各向异性蚀刻导致在一个特定方向上的铜优先 蚀刻和 / 或某一种晶粒取向的优先蚀刻， 并因此导致铜表面粗糙化、 出现凹痕以及晶界依 赖性不均匀铜去除。 在通常需要清洁、 光滑和各向同性去除铜的半导体制造中， 在许多情况 下无法容忍这一缺点。 发明内容 本发明通过提供各向同性铜蚀刻调配物以及利用各向同性蚀刻调配物各向同性 去除铜的方法， 来解决上文所述的问题。这些调配物可用于以极高蚀刻速率 ( 例如， 至少约 1,000 埃 / 分钟的速率 ) 去除铜， 而不引起表面实质粗糙化。 举例来说， 在一些实施例中， 所 提供的溶液能够在不增加蚀刻铜表面的表面粗糙度 ( 如通过蚀刻后表面反射率没有降低 来判断 ) 的情况下， 去除 1,000 埃的铜。在其它实施例中， 表面粗糙度仅并不明显增加 ( 例 如， 引起每 1,000 埃蚀刻铜的表面反射率初始降低小于约 20％ )。
一方面， 所提供的蚀刻调配物包括一种水溶液， 这种水溶液包含 (a) 二齿、 三齿或 四齿络合剂， 其选自由二胺、 三胺和四胺组成的群组 ； 和 (b) 氧化剂。溶液的 pH 值介于约 5 与 12 之间， 更通常介于约 6 与 10 之间。在一些实施例中， 溶液可包括其它组分， 例如 pH 值 调节剂。
适当的氧化剂包括 ( 不限于 ) 过氧化物、 高锰酸盐、 过硫酸盐和臭氧溶液。在许多 实施例中， 过氧化氢 (H2O2) 是优选的氧化剂。
在一些实施例中， 调配物中所用的络合剂为二胺。适当的二齿二胺的实例包括乙
二胺 (EDA， H2NCH2CH2NH2) 和 N- 甲基乙二胺 (H3CNHCH2CH2NH2)。
在 一 些 实 施 例 中，络 合 剂 为 三 胺，例 如 三 齿 三 胺，即 二 乙 烯 三 胺 (H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2)。
在其它实施例中， 络合剂为四胺， 诸如三 (2- 氨基乙基 ) 胺 (N(CH2CH2NH2)3)。在 一些实施例中， 蚀刻溶液可包括多胺的混合物， 其中多胺选自由二胺、 三胺和四胺组成的群 组。
在一个具体实施例中， 蚀刻调配物包括乙二胺、 过氧化氢以及任选使用的 pH 值调 节剂 ( 例如硫酸 )， 并具有介于约 6 与 10 之间的 pH 值。
另一方面， 提供一种蚀刻部分制成的半导体衬底的含铜部分的方法。所述方法可 用于多种工艺中。举例来说， 在蚀刻 - 封盖工艺 (etching-and-capping process) 中， 其可 用于蚀刻铜覆盖层、 在填铜通孔中制造凹槽等。所述方法包括 ： (a) 接收包含铜暴露区的部 分制成的半导体衬底 ； 和 (b) 通过使衬底与 pH 值在约 5 与 12 之间的范围内的湿法蚀刻溶 液接触， 蚀刻衬底上的铜， 其中溶液包含 (i) 二齿、 三齿或四齿络合剂， 其选自由二胺、 三胺 和四胺组成的群组 ； 和 (ii) 氧化剂。蚀刻溶液可具有如上文所述的组成， 并且优选能够高 速各向同性蚀刻铜。
可使用多种方法将蚀刻溶液传递到衬底上， 所述方法包括浸渍、 喷淋、 接触旋涂 (spinon contact)、 在薄膜反应器中接触等。在一些实施例中， 优选将溶液喷于衬底上。
下文将参考相关图式较为详细地描述本发明的这些和其它特征与优点。 附图说明 图 1A-1C 提供一部分镶嵌结构的截面示意图， 其说明可使用各向同性铜蚀刻的示 范性工艺。
图 2 是显示不同蚀刻化学的铜蚀刻速率的实验柱状图。
图 3 是说明对于含有 EDA 和过氧化氢的蚀刻溶液， 铜蚀刻量与喷淋蚀刻时间的关 系的实验曲线。
图 4 是说明对于含有 EDA 和过氧化氢的蚀刻溶液， 铜蚀刻速率的 pH 值依赖性的实 验曲线。
图 5 是说明对于含有 EDA 和过氧化氢的蚀刻溶液， 铜蚀刻速率与过氧化氢浓度的 关系的实验曲线。
图 6 是说明对于含有 EDA 和过氧化氢的蚀刻溶液， 铜蚀刻速率与 EDA 浓度的关系 的实验曲线。
具体实施方式
如所述， 本发明提供各向同性蚀刻铜的调配物和方法。所提供的调配物尤其适用 于蚀刻部分制成的半导体衬底上的铜， 诸如蚀刻铜覆盖层、 在填铜通孔中制造凹槽等。
如本文所使用， “铜” 是指铜金属和其合金， 以及浸有机化合物 ( 诸如， 铜电镀期间 常用的平整剂、 加速剂和抑制剂 ) 的铜金属。应注意， 所提供的调配物还能够蚀刻其它含铜 材料， 诸如氧化的铜物质， 包括 ( 但不限于 ) 氧化铜和氢氧化铜。
如本文所使用， “半导体衬底” 是指衬底加工期间任一阶段的含半导体材料 ( 例如硅晶圆 (wafer) 或晶片 (die)) 的衬底。半导体衬底可包括沉积于其上的多种材料 ( 例如 电介质和导体 )。
“各向同性蚀刻” 是指在所有方向上以实质上类似的速率去除铜和 / 或在所有晶 粒取向上以实质上类似的速率去除铜。 在一些实施例中， 各向同性蚀刻的特征在于 ： 在蚀刻 期间铜的表面极少或不粗糙化。可通过测量蚀刻前和去除一定量的铜 ( 例如 1,000 埃 ) 后 的表面反射率来测量表面粗糙化。 在一些实施例中， 所提供的蚀刻调配物的特征在于 ： 每蚀 刻 1,000 埃的铜， 反射率初始降低小于约 20％。 在一些实施例中， 反射率的初始降低小于约 15％， 诸如小于约 10％， 例如 5％或更低。
可利用含有氧化剂和络合剂的特定组合物以各向同性方式实现对铜的蚀刻。 意外 地发现， 当需要各向同性均匀蚀刻而无明显凹痕或粗糙化时， 络合剂的性质特别重要。 人们 开发了介于约 5-12 之间、 优选介于约 6-10 之间的 pH 值范围内提供高蚀刻速率 ( 例如， 至 少约 1,000 埃 / 分钟， 优选至少约 2,000 埃 / 分钟 ) 的蚀刻组合物。值得注意的是， 在一些 实施例中， 在不同尺寸的内嵌特征 ( 或填铜线路 ) 内蚀刻以实质上相同的速率发生。此外， 内嵌特征内的不同表面也以实质上相同的速率被蚀刻， 例如在所形成的内嵌特征的拐角处 的蚀刻速率与特征底部处的蚀刻速率相同。在一些实施例中， 利用所述组合物进行的蚀刻 在整个晶圆上均匀发生， 其中晶圆中央部分与边缘之间的蚀刻速率存在极小变化。 相比之下， 常规铜蚀刻组合物 ( 例如， 具有小于约 5 的低 pH 值的蚀刻组合物 ) 通常 展现非各向同性特性， 其中较小特征内的蚀刻速率实质上高于较大特征内的蚀刻速率。另 外， 在利用常规蚀刻组合物的情况下， 观察到较大凹痕和高表面粗糙度。
本文所述蚀刻的不寻常的各向同性特性归功于铜表面处发生的限速反应。 在不受 特定理论束缚的情况下， 在介于约 6-12 的 pH 值范围内， 可能在铜表面形成氧化铜， 并且氧 化铜被铜蚀刻组合物的络合剂立即溶解和去除。应注意， 在一些实施例中， 有利地， 本文所 述的蚀刻组合物不会形成一层存在于铜表面上的氧化铜， 而是提供具有高反射率 ( 例如， 在 5,000 埃蚀刻后反射率大于 120％ ( 相对于硅表面 ) 并且每 1,000 埃所蚀刻铜的反射率 降低小于约 10％ ) 的无氧化物光滑铜表面。 因此， 如果在蚀刻反应期间形成任何氧化物， 则 立即将其原位去除， 以致无需额外的氧化物去除操作。
所述蚀刻通常是非晶粒特异性的， 例如， 它不会在单独任何特定晶粒取向或晶界 以实质上较高速率发生， 且因此不会产生不合需要的刻面 (faceting)。蚀刻速率与特征尺 寸和间距无关。 此外， 所述蚀刻调配物可提供减少的凹痕和降低的表面粗糙度， 并提供具有 高反射率的无氧化物光滑表面。
根据一个实施例， 所述组合物包括氧化剂 ( 例如， 过氧化物、 过硫酸盐、 高锰酸盐、 臭氧溶液等 ) 以及二齿、 三齿或四齿络合剂， 即二胺、 三胺或四胺。在一些实施例中， 过氧化 氢因具有高溶解度和低成本而成为优选的氧化剂。
已发现， 络合剂的性质极为重要。 举例来说， 已发现， 简单的单齿配位体 ( 诸如氨 ) 和较大的富含羧酸根的多齿配位体 ( 诸如乙二胺四乙酸 (EDTA)) 提供低蚀刻速率并导致形 成表面氧化物。在一些实施例中， 所提供的湿法蚀刻溶液实质上不含具有超过 4 个齿的配 位体 ( 诸如 EDTA)， 并且不含氨和其盐。
出乎意料的是， 发现二齿、 三齿和四齿的二胺、 三胺和四胺能提供优良的蚀刻速 率、 各向同性特性、 低表面粗糙度并且无残余表面氧化物。可使用多种二齿、 三齿和四齿
胺。这些配位体可在氮处 ( 例如， 可为 N- 烷基取代的 ) 或其它位置衍生化， 或可未衍生 化。实例包括乙二胺 (EDA， H2NCH2CH2NH2)、 N- 甲基乙二胺 (CH3NHCH2CH2NH2)、 二乙烯三胺 (H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2) 和三 (2- 氨基乙基 ) 胺 (N(CH2CH2NH2)3)。二齿、 三齿和四齿胺的混 合物也可用于蚀刻调配物中。
有利地， 所提供的蚀刻组合物提供极高蚀刻速率并产生具有极高反射率的光滑金 属表面。此外， 在一些实施例中， 多胺无需任何或大量可能较为昂贵的碱性 pH 值调节剂来 达到所需 pH 值。包含多胺的典型蚀刻组合物的实例包括具有多胺 ( 例如 EDA) 和 H2O2 的 pH 值介于约 6-10 之间的组合物。在其它实施例中， 可将诸如四烷基氢氧化铵等碱性 pH 值调 节剂加入组合物中。在一些实施例中， 蚀刻组合物包括诸如硫酸 (H2SO4) 等酸性 pH 值调节 剂来降低 pH 值。应了解， 在 pH 值高于 5 时 ( 所提供的组合物在此时操作 )， 酸性 pH 值调节 剂主要以盐形式存在于蚀刻溶液中。因此， 例如术语 “包含硫酸的蚀刻溶液” 应解释为包含 对于必需 pH 值， 硫酸的适当共轭碱的溶液。多种酸性 pH 值调节剂可用于蚀刻组合物。在 一些实施例中， 优选排除有毒的或爆炸性 pH 值调节剂， 诸如 HClO4。
一种典型的示范性蚀刻组合物是包括乙二胺、 过氧化氢和任选使用的硫酸的组合 物， 其中组合物的 pH 值介于约 6 与 10 之间。 尽管蚀刻溶液一般可能含有多种额外组分 ( 例 如， 表面活性剂、 腐蚀抑制剂等 )， 但在一些实施例中， 所述溶液基本上由以下组成 ： 水； 选 自由二胺、 三胺和四胺组成的群组的二齿、 三齿或四齿络合剂 ； 氧化剂， 和任选使用的 pH 值 调节剂。 本发明组合物的另一个有利特征在于 ： 蚀刻可在高 pH 值下迅速平息 ( 即， 可降低 蚀刻速率 )。 举例来说， 如果需要在工艺的特定时间停止蚀刻， 则可将碱性 pH 值调节剂提供 到系统中， 以使蚀刻剂的 pH 值增大到 ( 例如 ) 大于约 10-12。所述蚀刻组合物的蚀刻速率 在高 pH 值下降低， 并且可通过引入适当的 pH 值调节剂 ( 例如， 含 OH 调节剂 ) 在高 pH 值下 终止蚀刻。适当的碱性 pH 值调节剂包括四烷基氢氧化铵， 诸如四甲基氢氧化铵 (TMAH)。
所提供的蚀刻调配物为水溶液， 与化学机械抛光溶液或浆液的不同之处在于 ： 其 不含研磨颗粒并且在去除金属的过程中不依靠利用垫进行的表面机械研磨。 因此， 例如， 所 提供的蚀刻方法不需要垫 ( 利用溶液中的研磨剂， 或保持或固定于垫中的研磨剂， 或者不 在垫中或溶液中的研磨剂 )， 并且可通过将衬底浸入蚀刻溶液中， 或将溶液喷于衬底上， 简 单地实现蚀刻。在许多实施例中， 喷淋是将蚀刻组合物传递到衬底上的优选方法。在一个 示范性实施例中， 在环境温度下， 从在整个表面上产生一系列喷淋的喷嘴 ( 所谓的 “扇形喷 嘴” ) 将蚀刻溶液喷于使其旋转 ( 例如， 速度介于约 20-200rpm 之间 ) 的旋转中的衬底上。 一般说来， 可使用较高温度来增加蚀刻速率。 在一些实例中， 施用蚀刻溶液的设备包括多种 斜边去除 (edge bevel removal， EBR) 或旋干机 (spin rinse drier， SRD) 应用中所用的设 备。适当设备的实例和其使用方法进一步描述于 2001 年 10 月 30 日颁予梅尔 (Mayer) 等 人的美国专利第 6,309,981 号以及 2003 年 7 月 1 日颁予梅尔等人的美国专利第 6,586,342 号中。此外， 在一些实施例中， 可使用接触旋涂法或在薄膜反应器中， 使蚀刻溶液与衬底接 触。
所述蚀刻组合物可在半导体加工期间用于多种情形中。举例来说， 可使用组合物 在暴露的电介质存在下， 于铜线路中形成凹槽。此外， 所述组合物还可在扩散阻挡材料 ( 例 如钽和 / 或氮化钽 ) 存在下用于选择性蚀刻铜。在另一实例中， 将蚀刻组合物传递到包含
铜覆盖层的衬底上， 以部分或完全去除覆盖层。
应了解， 本文所述的各向同性蚀刻组合物的使用不限于上文所述的应用， 并且可 用于其中需要各向同性蚀刻铜的任何应用中。同时， 在除集成电路 (IC) 制造以外的多种应 用中， 所述组合物和方法特别有益于在制造具有宽度小于约 400nm 的填铜特征的半导体装 置的过程中使用。
当用于半导体加工中时， 铜蚀刻方法涉及 (a) 提供包含铜区的半导体衬底 ； 和 (b) 使铜区与本文所述的蚀刻组合物接触。 在一些实施例中， 在最初一段时间蚀刻后， 通过增大 蚀刻溶液的 pH 值 ( 例如， 通过添加碱性 pH 值调节剂 ) 使蚀刻反应平息 ( 即， 降低蚀刻速率 或停止反应 )。
图 1A-1C 提供其中可使用所提供的蚀刻方法的镶嵌结构的示范性截面图。 图 1A 说 明包含衬底 101( 例如电介质 ) 的结构， 所述衬底 101 具有内埋式填铜内嵌特征 111。 在衬底 场效应区上存在一层铜覆盖层 109。在铜区 109 和 111 与衬底区 101 之间存在一薄的共形 (conformal) 扩散阻挡层 105( 例如， 钽和 / 或氮化钽 )。 在一个实施例中， 覆盖层 109 可通过 使衬底与本文所提供的各向同性湿法蚀刻溶液接触而完全或部分蚀刻。在一些实施例中， 在湿法蚀刻之前或之后进行平坦化操作， 诸如 CMP 或电平坦化 (electroplanarization)。 图 1B 绘示在去除覆盖层后获得的衬底。扩散阻挡层 105 暴露于场效应区中， 并 且铜层 111 暴露于填铜内嵌特征的顶部。在一些实施例中， 可将本文所提供的各向同性蚀 刻溶液传递到衬底上， 以选择性地在扩散阻挡层 105 的存在下 ( 不蚀刻扩散阻挡层 ) 于铜 层 111 中形成凹槽， 从而得到图 1C 所示的结构， 图 1C 说明在填铜层 111 的顶部中形成的凹 槽。接下来， 在一些实施例中， 可利用顶盖 ( 例如， 含钴顶盖 )， 通过例如无电沉积来填充此 凹槽。此类经封盖的铜互连由于其改进了互连的电迁移特性而在一些实施方案是所需要 的。
应了解， 本文所提供的各向同性蚀刻组合物的使用不限于上文所论述的说明性实 例 ( 例如， 蚀刻 - 封盖 )。所提供的各向同性组合物可用于镶嵌工艺流程 ( 例如， 在许多情 况中覆盖层的蚀刻 ) 以及除镶嵌工艺流程外的其它工艺流程的多种情形中。举例来说， 可 使用所提供的蚀刻剂从半导体衬底的边缘区或衬底背面去除不需要的铜。
所提供的蚀刻组合物和方法的实验细节将于以下部分中描述。
实验
铜蚀刻组合物中的配位体的比较
首先沉积镀铜膜层 (blanket coated copper film layer)， 且随后使用多种湿法 蚀刻组合物进行蚀刻。在约 480nm 波长下， 测量蚀刻之前和之后铜表面的反射率， 并相对于 硅表面以百分比给出。测试以下水溶液各向同性蚀刻铜的能力 ：
(a) 乙二胺 (0.066M)、 H2O2(1.06M)， pH 8.9， 20℃。
此溶液展现 4600 埃 / 分钟的极高蚀刻速率， 并且还展现优良的各向同性特性。蚀 刻去除 6900 埃后， 铜表面的反射率为 131％ ( 蚀刻前为 134％ )。
(b) 甘氨酸 (0.066M)、 H2O2(1.06M)， pH 8.9， 20℃。
此溶液展现 1580 埃 / 分钟的蚀刻速率和各向同性。蚀刻速率低于 EDA。蚀刻去除 1053 埃后， 铜表面的反射率为 140％ ( 蚀刻前为 134％ )。
(c) 过硫酸铵 (0.066M)， 无过氧化氢， pH 2.6， 20℃。
此低 pH 值 ( 酸性 ) 蚀刻溶液展现 1849 埃 / 分钟的蚀刻速率， 但在蚀刻后获得具 有高粗糙度的铜表面。蚀刻去除 1849 埃后， 铜表面的反射率仅为 61％ ( 蚀刻前为 134％ )。 观察到无光毛面。
(d) 乙酸铵 (0.066M)、 H2O2(1.06M)， pH 3.6， 20℃。
此低 pH 值蚀刻溶液展现 1163 埃 / 分钟的蚀刻速率， 但在蚀刻期间和蚀刻之后 获得红褐色氧化铜表面膜。蚀刻去除 1163 埃后， 铜表面的反射率仅为 8.8 ％ ( 蚀刻前为 134％ )。
(e) 过硫酸铵 (0.066M)， 无过氧化氢， pH 8.9， 20℃。
此蚀刻溶液展现仅 613 埃 / 分钟的蚀刻速率， 但在蚀刻后获得具有红褐色氧化物 的铜表面。蚀刻去除 429 埃后， 铜表面的反射率为 52％ ( 蚀刻前为 134％ )。
(f) 氢氧化铵 (0.066M)、 H2O2(1.06M)， pH 8.9， 20℃。
此蚀刻溶液展现仅 53 埃 / 分钟的蚀刻速率， 但在蚀刻后获得具有红褐色氧化物的 铜表面。蚀刻去除 53 埃后， 铜表面的反射率为 68％ ( 蚀刻前为 134％ )。
(g)EDTA(0.066M)、 H2O2(1.06M)， pH 8.9， 20℃。
此含有乙二胺四乙酸 (EDTA) 的蚀刻溶液展现仅 5 埃 / 分钟的蚀刻速率。蚀刻去 除 5 埃后， 铜表面的反射率为 135％ ( 蚀刻前为 134％ )， 这表明与表面存在极少相互作用 ( 即， 去除极少金属或形成极少膜 )。
(h) 柠檬酸 (0.066M)、 H2O2(1.06M)， pH 8.9， 20℃。
此蚀刻溶液也根本不展现明显蚀刻。
(i) 草酸 (0.066M)、 H2O2(1.06M)， pH 8.9， 20℃。
此蚀刻溶液也根本不展现明显蚀刻。
(j) 乙酸铵 (0.066M)、 H2O2(1.06M)， pH 9.6， 20℃。
此蚀刻溶液展现 429 埃 / 分钟的蚀刻速率， 但在蚀刻后获得具有红褐色氧化物的 铜表面。蚀刻去除 429 埃后， 铜表面的反射率为 13％ ( 蚀刻前为 134％ )。
图 2 中绘示说明蚀刻速率与蚀刻化学的关系的柱状图。
从所提供的实例可看出， 仅 EDA 和甘氨酸提供高蚀刻速率和各向同性特性。氢氧 化铵和铵盐导致在铜表面上形成氧化物沉积和 / 或引起高表面粗糙度。EDTA、 柠檬酸和草 酸不展现明显蚀刻速率。EDA 因提供实质上较高的蚀刻速率而优于甘氨酸。
含 EDA 和 H2O2 的蚀刻溶液
通过将含 EDA(4g/L， 0.067M) 和 H2O2(120g/L 的 30％ H2O2， 或约 1.9M) 的蚀刻溶液 喷于衬底上来蚀刻铜膜。溶液的 pH 值为 8.9 ； 温度为 20℃。观察到约 4,600 埃 / 分钟的蚀 刻速率。在去除 7,000 埃铜后， 反射率为 122％ ( 与蚀刻前 125％的反射率相比较 )。
图 3 说明蚀刻铜的量与喷淋蚀刻时间的关系。 可看出， 在约 120 秒内去除约 9,000 埃。蚀刻铜的量与喷淋蚀刻时间线性相关。
在另一实验中， 研究铜蚀刻速率的 pH 值依赖性。 图 4 绘示蚀刻速率与 pH 值的关系 曲线。使用含 2g/L(0.033M)EDA 和 30g/L 30％ H2O2(9g/L 或 0.47M) 的蚀刻溶液。视增加或 降低未改变的 EDA/ 过氧化物混合物的 pH 值的需要而定， 利用 H2SO4 或 TMAH 调节 pH 值。观 察到， 在低于 7 的 pH 值下， 铜表面变粗糙并具有无光泽表面反射， 而且还具有条痕或弯曲， 且总体上外观不均匀。在高 pH 值 ( 约 11) 下， 虽然表面看起来相对未变化 ( 反射率 / 光滑度 )， 但蚀刻速率降低。已发现， 优选的 EDA 蚀刻 pH 值为约 7 到约 10.5， 更通常为约 8.5 到 10。
图 5 说明在 pH 值恒定为 8.9 时， 蚀刻速率与含 EDA(0.067M) 和 H2O2(10-40g/L) 溶 液的 H2O2 浓度的关系。随着 H2O2 量的增加， 蚀刻速率适度增加。
图 6 说明在 pH 8.9 下， 蚀刻速率与含 EDA(0-8g/L) 和 H2O2(1M) 溶液的 EDA 浓度的 关系。可看出， 蚀刻速率明显随 EDA 浓度变化而变化， 并且随着 EDA 浓度的增加， 蚀刻速率 以近线性方式增加。
表 2 说明含 EDA 和过氧化氢的蚀刻溶液反射率 ( 各向同性的量度 ) 的改变， 其中 EDA 浓度在 1 到 8g/L 的范围内， 过氧化氢浓度在约 10 到约 40g/L 范围内， 并且 pH 值在 7 到 11.6 的范围内。可看出， 在所有情况下， 反射率值的降低都不超过 15％。
表 2. 用含 EDA 的不同溶液蚀刻后获得的铜表面粗糙度。
利用其它含氨基络合剂的蚀刻溶液
测试了多种含不同络合剂的溶液。利用 TMAH 或 H2SO4 将 pH 值调到 8.9 或 8.8。
(a)N- 甲基乙二胺 (0.066M)、 H2O2(1.00M)， pH 8.9， 20℃。
此溶液展现 1575 埃 / 分钟的明显蚀刻速率和各向同性特性。 蚀刻去除 1575 埃后， 铜表面的反射率为 127％ ( 蚀刻前为 134％ )。
(b) 肌氨酸 (0.066M)、 H2O2(1.00M)， pH 8.9， 20℃。
此溶液展现 11.5 埃 / 分钟的蚀刻速率。
(c) 牛磺酸 (0.066M)、 H2O2(1.00M)， pH 8.9， 20℃。
此溶液展现 12 埃 / 分钟的蚀刻速率。
(d) 乙醇胺 (0.066M)、 H2O2(1.00M)， pH 8.9， 20℃。
此溶液不展现明显蚀刻。