[發明專利]用于蝕刻包含銅和鉬的多層膜的液體組合物以及使用其的蝕刻方法

有效

• 申請號: 201310123603.6
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103361644B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 夕部邦夫;玉井聰
• 申請（專利權）人: 三菱瓦斯化學株式會社
• 主分類號: C23F1/18
• 分類號: C23F1/18;C23F1/26
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

本申請主張2012年4月10日所申請的日本專利申請第2012-89469號的優先權，引用這些申請的內容作為本說明書公開的一部分。

技術領域

本發明涉及液體組合物，更詳細而言，涉及用于蝕刻包含銅和鉬的多層膜的液體組合物以及使用其的蝕刻方法。

背景技術

一直以來，作為平板顯示器等顯示設備的布線材料，一般使用鋁或者鋁合金。然而，伴隨著顯示器的大型化及高分辨率化，這樣的鋁系的布線材料存在因布線電阻等特性而發生信號延遲的問題、均勻的畫面顯示變得困難起來。

與鋁相比，銅具有電阻低的優點，另一方面，在柵極布線(gate wiring)中使用銅的情況下，存在玻璃等基板與銅的密合性不充分這樣的問題。另外，在源極/漏極布線中使用銅的情況下，存在發生銅向作為其基底的有機硅半導體膜擴散、或者發生來自氧化物半導體膜的氧擴散而導致銅氧化的情況等這樣的問題。為了解決如上所述的問題，正在進行一種多層結構布線的研究，該多層結構布線隔著由與玻璃等基板的密合性高、且兼具難以產生向有機硅半導體膜擴散的阻隔性的金屬形成的阻擋膜來設置銅層。作為兼具密合性和阻隔性的金屬，已知有鉬、鈦等金屬，為了防止層疊有含銅層和含這些金屬或這些金屬的合金的層的2層結構的多層膜、含銅層的氧化，可以使用將含鉬、 鈦等金屬或合金的層進一步層疊到銅層上的3層結構的多層膜。

含銅的多層結構布線可如下獲得：通過濺射法等成膜工藝形成于玻璃等基板上，接著以抗蝕層等為掩膜進行蝕刻從而形成電極圖案。蝕刻方式有使用蝕刻液的濕式法(濕法)和使用等離子體等蝕刻氣體的干式法(干法)。對于濕式法(濕法)中所使用的蝕刻液，要求下述那樣的特性，即

·高加工精度、

·不產生蝕刻殘渣、

·成分的穩定性、安全性高，處理容易、

·蝕刻性能穩定、

·蝕刻后可以得到良好的布線形狀，以及

·無論基板內的任意位置，對大面積基板的蝕刻速率和蝕刻量都均勻，等等。

通常而言，作為銅蝕刻工序中所使用的蝕刻液，已知有含有銅離子和鹵化物離子的蝕刻液。對于這樣的蝕刻液，存在鹵化物離子對裝置的腐蝕、蝕刻速率過快而難以控制布線形狀等問題。

另外，作為銅的蝕刻液還已知有含過氧化氫和酸的酸性蝕刻液(例如，日本特開昭61-591號公報)、含過硫酸鹽和酸的酸性蝕刻液(例如，日本特開昭47-31838號公報)。另外，已知有含有銅(II)離子和氨的氨堿性蝕刻液(例如，參照日本特開昭60-243286號公報、PRINTED CIRCUIT ASSEMBLY MANUFACTURING,Fred W.Kear,MARCEL DEKKER,INC.,Page140,1987、以及Zashchita Metallov(1987),Vol.23(2),Page295-7)。這樣的氨堿性蝕刻液也可以用于含銅多層膜的蝕刻，但由于該蝕刻液的pH高，會有由該蝕刻液大量揮發氨、氨濃度降低導致蝕刻速率改變、使作業環境顯著惡化的情況。另外， pH高時還存在導致抗蝕層溶解這樣的問題。這種情況下，通過將pH設置在中性區域，可以抑制來自蝕刻液的氨揮發，但這樣的蝕刻液存在在蝕刻后進行水沖洗時析出殘渣這樣的技術問題。另外，使用含有銅(II)離子和氨的蝕刻液時，例如特別是使用噴霧方式的蝕刻裝置對大面積基板實施蝕刻的情況下，還存在蝕刻液對基板的噴霧接觸方式(流量分布)導致蝕刻速率發生變化、根據基板內的位置而發生不均勻這樣的問題。

另外，已知有含有過二硫酸銨、銅(II)離子和氨的氨堿性蝕刻液(例如，日本特開昭49-7137號公報)。這樣的堿性液由于蝕刻速率過快而難以控制布線形狀。另外，過二硫酸銨的穩定性低，存在由于過二硫酸根離子的分解反應導致產生氣體、熱等問題。

發明內容

本發明人等本次通過將包含過硫酸根離子供給源、銅離子供給源和氨等特定的氮化合物供給源的液體組合物的pH設定為特定范圍，從而發現可以解決上述問題。

因此，本發明的目的在于提供用于蝕刻包含銅和鉬的多層膜的液體組合物以及使用其的包含銅和鉬的多層膜的蝕刻方法。

而且，本發明的液體組合物的特征在于，其為用于蝕刻包含銅和鉬的多層膜的液體組合物，其包含

(A)過硫酸根離子供給源、

(B)銅離子供給源、以及

(C)選自由氨、銨離子、胺和烷基銨離子組成的組中的至少一種氮化合物供給源，

所述液體組合物的pH為3.5～9。