[發明專利]蝕刻液組合物及蝕刻方法

在審

• 申請號: 201410571102.9
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104611700A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 黃若涵;吳光耀;黃宜琤;羅致遠;盧厚德
• 申請（專利權）人: 達興材料股份有限公司
• 主分類號: C23F1/18
• 分類號: C23F1/18;C23F1/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 秦劍

技術領域

本發明是有關于一種蝕刻液組合物，且特別是有關于一種用于蝕刻含銅及含鉬多層薄膜的蝕刻液組合物。

背景技術

中小尺寸液晶顯示器的配線材料目前以鋁或鋁合金為主，隨著大尺寸面板的發展，顯示器需要更低的電阻電容信號延遲(RC?delay)、更短的充電時間以及更低的開口率，故在配線材料上轉而尋求高導電性、抗電致遷移能力更好的銅及其合金。

含銅配線的制作方式，是于基板上沉積含有銅的多層薄膜，并利用光阻做為光罩決定需要的電路圖案，再以濕式蝕刻的方法進行非等向性蝕刻。前述多層薄膜常采用含銅與含鉬的多層金屬薄膜，例如銅/鉬、銅/氮化鉬、鉬/銅/氮化鉬、氮化鉬/銅/氮化鉬或氮化鉬/銅/鉬等多層薄膜，以克服含硅層與銅之間附著性不佳的缺失。

蝕刻表現需滿足下列需求：(1)良好的剖面形狀，含銅配線剖面的錐角(taper)需為正錐角。(2)蝕刻金屬殘渣少。(3)含銅配線的端部距離光阻邊界(critical?dimension?bias，CD?bias，CD差)在低銅濃度下，單邊需界于0.8至1.1um，在高銅濃度下單邊至少大于0.5um。此外，由于蝕刻過程中，金屬會溶解至蝕刻液中，故蝕刻液維持蝕刻表現的能力以及安定性也必須列入考量，以延長蝕刻液的使用壽命。

然而，當使用含有過氧化氫的蝕刻液蝕刻同時含銅與含鉬的多層金屬薄膜時，銅與鉬所需的蝕刻條件并不相同，例如，蝕刻銅的pH以2～4為佳，蝕刻鉬的pH以4～7為佳，因此當以pH等于2～4的條件進行蝕刻，易造成鉬的殘留，當以pH等于4～7的條件進行蝕刻，則造成銅的蝕刻速率過低。為改善鉬殘的現象，已見于蝕刻液中添加含氟酸或者添加有機堿化合物，然而，含氟酸對含硅層具有腐蝕性而不利于制程，部份有機堿化合物如二乙胺基丙胺(Diethylaminopropylamine，DEAPA)、丙二胺、氨水則效果不彰，甚至有些有機堿化合物會增加蝕刻液加凡尼電流值而導致倒角產生，或者降低金屬的溶解度而造成小粒子的殘留。

有鑒于此，如何進一步改良蝕刻液的組成，在不影響含硅層的前提下，使蝕刻液同時適用于蝕刻銅與鉬而能有效降低金屬殘留，是業者努力的目標。

發明內容

本發明的一目的是提供一種蝕刻液組合物，其可適用于同時含銅與含鉬的多層金屬薄膜，而能有效降低金屬殘留，進而提升蝕刻表現。

依據本發明的一方面的一實施方式是在提供一種蝕刻液組合物，用于蝕刻含銅及含鉬的多層薄膜，基于蝕刻液組合物為100重量百分比，蝕刻液組合物包含過氧化氫、第一有機酸或其鹽類、第二有機酸或其鹽類以及醇胺化合物。第一有機酸與銅的螯合常數大于、等于0且小于6，且第一有機酸添加比例為5.5重量百分比至17.5重量百分比。第二有機酸與銅的螯合常數大于、等于6且小于18.5。醇胺化合物具有一個以上的胺基與一個以上的羥基。

依據前述的蝕刻液組合物，第一有機酸可為甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、苯甲酸、脫氫乙酸、反丁烯二酸、馬來酸、甘油酸、乳酸、乙醇酸、蘋果酸、叔戊酸、丙酮酸或酒石酸。

依據前述的蝕刻液組合物，第二有機酸可為檸檬酸、葡萄糖酸、次氮基三乙酸、甘氨酸、亞氨基二乙酸、N,N-二(2-羥乙基)甘氨酸、N-(2-羥乙基)亞氨基二乙酸(N-(2-hydroxyethyl)iminodiacetic?acid，HIDA/EA)、丙氨酸、天門冬氨酸、半胱氨酸、龍膽酸、谷氨酸、甘氨酰甘氨酸、甘氨酰肌氨酸、組氨酸、亮氨酸、焦磷酸、水楊酸、肌氨酸或纈氨酸。

依據前述的蝕刻液組合物，醇胺化合物可為具有至少一個氮原子、一個以上的羥基且具有2至8個碳原子的鏈狀化合物。例如，醇胺化合物可為三乙醇胺、異丙醇胺、二甘醇胺、異丁醇胺、二異丙醇胺、2-乙胺基乙醇或2-甲胺基乙醇。

依據前述的蝕刻液組合物，可更包含環胺化合物或其衍生物，例如，環胺化合物可為二唑(Diazole)或三唑(Triazole)。

依據前述的蝕刻液組合物，可更包含無機酸，無機酸排除含氟酸，例如，無機酸可為硫酸、磷酸或硝酸。

依據前述的蝕刻液組合物，可更包含苯酚磺酸或其衍生物。