[發(fā)明專(zhuān)利]包含銅和鉬的多層膜的蝕刻中使用的液體組合物、和使用該液體組合物的基板的制造方法、以及通過(guò)該制造方法制造的基板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480022520.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105121705B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 玉井聰;夕部邦夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三菱瓦斯化學(xué)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C23F1/14
• 分類(lèi)號(hào): C23F1/14;C09K13/00;H01L21/306;H01L21/308;H01L21/3205;H01L21/3213;H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液體組合物，更詳細(xì)而言，涉及包含銅和鉬的多層膜的蝕刻中使用的液體組合物、和使用其的多層膜布線的制造方法、以及所制造的基板。

背景技術(shù)

一直以來(lái)，作為平板顯示器等顯示設(shè)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，這樣的鋁系布線材料因布線電阻等特性而產(chǎn)生信號(hào)延遲的問(wèn)題、均勻的畫(huà)面顯示變得困難。

與鋁相比，銅具有電阻低的優(yōu)點(diǎn)，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(wèn)題。另外，在源極或漏極布線中使用銅的情況下，有時(shí)存在如下問(wèn)題：發(fā)生銅向作為其基底的有機(jī)硅半導(dǎo)體膜擴(kuò)散、或者由于來(lái)自氧化物半導(dǎo)體膜的氧擴(kuò)散而導(dǎo)致銅發(fā)生氧化。

為了解決如上所述的問(wèn)題，正在進(jìn)行一種多層膜布線的研究，該多層膜布線隔著由與玻璃等基板的密合性高、且兼具不易產(chǎn)生向有機(jī)硅半導(dǎo)體膜擴(kuò)散的阻隔性的金屬組成的阻隔膜來(lái)設(shè)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。作為多層膜布線，采用了以下多層膜：將由銅組成的層和由兼具與它們的密合性和阻隔性的金屬或這些金屬的合金形成的層層疊而得到的2層結(jié)構(gòu)的多層膜；為了防止由銅組成的層的氧化，而將由鉬或鈦等金屬或它們的合金組成的層進(jìn)一步層疊在銅層上而得到的3層結(jié)構(gòu)的多層膜。

包含銅和鉬的多層膜布線可如下獲得：通過(guò)濺射法等成膜工藝在玻璃等基板上形成上述多層膜，接著使用抗蝕層等作為掩膜來(lái)進(jìn)行蝕刻從而形成電極圖案。

蝕刻的方式有使用蝕刻液的濕式法(濕法蝕刻)和使用等離子體等蝕刻氣體的干式法(干法蝕刻)。對(duì)于濕式法(濕法蝕刻)中所使用的蝕刻液，要求下述那樣的特性，即

高加工精度、

成分的穩(wěn)定性和安全性高，處理容易、

蝕刻性能穩(wěn)定、和

蝕刻后可以得到良好的布線形狀等。

一般來(lái)說(shuō)，作為銅的蝕刻工序中使用的蝕刻液，已知有包含過(guò)氧化氫和酸的酸性蝕刻液、包含過(guò)硫酸鹽和酸的酸性蝕刻液。然而，對(duì)于這樣的包含過(guò)氧化氫或過(guò)硫酸的蝕刻液，存在由于過(guò)氧化氫或過(guò)硫酸發(fā)生分解，而產(chǎn)生氣體和熱等的問(wèn)題。另外，存在由于成分發(fā)生分解所以蝕刻性能發(fā)生變化的問(wèn)題。

作為不含過(guò)氧化物的銅的蝕刻液，已知有含有銅(II)離子和氨的氨堿性(ammonia alkaline)的蝕刻液。即便利用這樣的氨堿性的蝕刻液也可以進(jìn)行包含銅的多層膜的蝕刻。然而，該蝕刻液的pH高，因此存在氨從該蝕刻液大量揮發(fā)而氨濃度降低、從而蝕刻速度變動(dòng)或使作業(yè)環(huán)境明顯惡化的情況。另外，pH高時(shí)，也有抗蝕劑發(fā)生溶解的問(wèn)題。

包括包含選自Zn、Sn、Al、In和Ga的金屬的氧化物的金屬氧化物層和銅層的多層膜中，作為對(duì)銅層進(jìn)行選擇性地蝕刻的蝕刻液，提出了包含銅(II)離子、有機(jī)酸和含氨基化合物、且pH為5.0～10.5的蝕刻液(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。然而，此處，對(duì)于包含銅和鉬的多層膜的蝕刻尚未進(jìn)行研究。另外，對(duì)于該蝕刻液，雖然有對(duì)銅的去除性，但對(duì)鉬的去除性低(參照比較例3)，因此不適于包含銅和鉬的多層膜的蝕刻。

作為銅或銅合金的蝕刻液，提出了包含銅(II)離子、脂肪族羧酸、鹵素離子和鏈烷醇胺的蝕刻液(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。

另外，作為銅或銅合金的蝕刻液，提出了包含銅(II)離子、有機(jī)酸根離子和馬來(lái)酸根離子的蝕刻液(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。此處，記載了也可以將該蝕刻液用于包含銅和鉬的多層膜的蝕刻。

另一方面，近年來(lái)，為了應(yīng)對(duì)顯示器的大型化、高精細(xì)化和降低功耗的要求，已經(jīng)研究了將成為布線基底的半導(dǎo)體層制成由銦(In、)、鎵(Ga)和鋅(Zn)構(gòu)成的氧化物半導(dǎo)體(IGZO)的結(jié)構(gòu)。

將IGZO作為半導(dǎo)體層時(shí)，為了提高可靠性，需要高溫的退火處理，其結(jié)果，存在作為布線材料的銅被氧化、布線電阻增大的問(wèn)題。因此，為了防止銅的氧化，研究了在銅的上層使用鉬作為金屬罩的多層結(jié)構(gòu)(例如鉬/銅/鉬的多層膜)，為了防止由高溫下的退火處理導(dǎo)致的銅的氧化，需要將鉬較厚地成膜。

然而，將上述鉬較厚地成膜的包含銅和鉬的多層膜的蝕刻中，存在以下問(wèn)題：在現(xiàn)有銅/鉬蝕刻液中鉬的去除性不足，上層的鉬變?yōu)殚芏鴼埩?；下層的鉬拖尾(tailing)而殘留。因此，期望也能夠以良好的蝕刻形狀蝕刻將鉬較厚地成膜的包含銅和鉬的多層膜的蝕刻液。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012-129304號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2001-200380號(hào)公報(bào)