[發(fā)明專利]蝕刻液和使用其的蝕刻方法和使用該蝕刻方法得到的基板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610619512.5
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106400017B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山田洋三;本望圭纮;后藤敏之
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱瓦斯化學(xué)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

提供：用于蝕刻層疊于基板上的多層薄膜的蝕刻液，所述基板使用選自玻璃、二氧化硅和氮化硅中的1種以上，所述多層薄膜包含以銅為主要成分的銅層和以鈦為主要成分的鈦層；和使用其的包含銅層和鈦層的多層薄膜的蝕刻方法；以及使用該蝕刻方法得到的基板。一種蝕刻液，其為包含如下成分的水溶液且pH值為1.5～2.5：(A)過氧化氫的濃度為4.5～7.5質(zhì)量％；(B)硝酸的濃度為0.8～6質(zhì)量％；(C)氟化合物的濃度為0.2～0.5質(zhì)量％；(D)唑類的濃度為0.14～0.3質(zhì)量％；(E)特定的胺化合物的濃度為0.4～10質(zhì)量％；和(F)過氧化氫穩(wěn)定劑的濃度為0.005～0.1質(zhì)量％。

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)涉及：用于蝕刻層疊于玻璃、二氧化硅或氮化硅基板上的多層薄膜的蝕刻液，所述多層薄膜包含以銅為主要成分的銅層和以鈦為主要成分的鈦層；和使用其的蝕刻方法。本發(fā)明的蝕刻液特別適合用于鈦層上設(shè)有銅層的多層薄膜的蝕刻。

背景技術(shù)

一直以來，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，這樣的鋁系的布線材料產(chǎn)生因布線電阻等特性而發(fā)生信號延遲的問題，有均勻的畫面顯示變得困難的傾向。

因此，作為電阻更低的材料，采用銅或以銅為主要成分的金屬布線的例子逐漸增加。然而，銅具有電阻低的優(yōu)點，另一方面，存在如下問題：在柵極布線(gate wiring)中使用銅的情況下，玻璃等基板與銅的密合性不充分，而且在源極/漏極布線中使用銅的情況下，有時產(chǎn)生向作為其基底的有機硅半導(dǎo)體膜的擴散。為了防止這樣的問題，進行了配置有金屬的阻隔層的層疊，所述金屬與玻璃等基板的密合性高、且還兼具不易產(chǎn)生向有機硅半導(dǎo)體膜擴散的阻隔性，作為該金屬，大多使用鈦、氮化鈦這樣的鈦系金屬。

然而，以銅或銅合金為主要成分的層疊膜通過濺射法等成膜工藝層疊在玻璃、二氧化硅或氮化硅等(有時記作玻璃等)基板上，接著經(jīng)由以保護層等為掩模進行蝕刻的蝕刻工序而形成電極圖案。而且，該蝕刻工序的方式有使用蝕刻液的濕式(濕法)法和使用等離子體等蝕刻氣體的干式(干法)法。此處，濕式(濕法)法中使用的蝕刻液要求如下特征：

(i)高加工精度、

(ⅱ)蝕刻殘渣少、

(ⅲ)蝕刻不均少、

(ⅳ)對于包含作為蝕刻對象的銅的布線金屬材料的溶解，蝕刻性能穩(wěn)定，

以及，為了應(yīng)對顯示器的大型化和高分辨率化，要求：

(v)得到蝕刻后的布線形狀為所期望范圍的良好的布線形狀。

更具體而言，如圖1所示那樣，強烈要求如下特征：銅布線層(2)端部的蝕刻面與下層的基板(4)所成的角度(錐角(5))為20°～60°的正錐形形狀；從保護層(1)端部至與保護層相接觸的布線層(2)端部為止的距離(頂部CD損耗(top CD loss)、a×2)為2.5μm以下；從保護層(1)端部至與設(shè)置于布線下的阻隔層(3)相接觸的布線層(2)端部為止的距離(底部CD損耗(bottom CD loss)、b×2)為1.5μm以下，且阻隔層拖尾(tailing)(c×2)為0.4μm以下。

作為包含銅、以銅為主要成分的銅合金的層疊膜的蝕刻工序中使用的蝕刻液，例如專利文獻1(日本特開2002-302780號公報)中記載了一種蝕刻液，其包含：選自中性鹽、無機酸和有機酸中的至少1種、以及過氧化氫、過氧化氫穩(wěn)定劑。

專利文獻2(美國專利申請公開第2003/0107023號說明書)中提出了包含過氧化氫、有機酸、氟的蝕刻溶液。

專利文獻3(國際公開第2011/021860號)中提出了包含過氧化氫、氟、有機膦化合物的蝕刻液等。