[發明專利]用于鎢層的蝕刻溶液組合物、用其制作電子器件的方法及電子器件

在審

• 申請號: 201610864614.3
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN106868511A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 金成民;曺榕浚;李京浩
• 申請（專利權）人: 東友精細化工有限公司
• 主分類號: C23F1/14
• 分類號: C23F1/14;H01L21/3213
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所11410
• 代理人: 石寶忠

技術領域

本申請要求2015年12月11日提交的韓國專利申請No.KR 10-2015-0177420和2016年3月21日提交的韓國專利申請No.KR 10-2016-0033169的優先權，其在此通過引用以其全文并入本申請。

本公開涉及用于鎢層的蝕刻溶液組合物，并具體地涉及包括N-甲基嗎啉N-氧化物和水的、用于鎢層的蝕刻溶液組合物，該蝕刻溶液組合物在僅選擇性蝕刻鎢基金屬而不會蝕刻基于氮化鈦的金屬或碳化鈦鋁金屬方面有效。

背景技術

鎢或鎢基金屬被用在液晶顯示器和半導體器件的薄膜晶體管的柵極、線、阻擋層或接觸孔和通孔嵌入件等中。此外，鎢或鎢基金屬在微電子機械系統(MEMS)領域中被用作鎢加熱器。

與鎢或鎢基金屬一起，氮化鈦(TiN)(鈦基金屬)被用作半導體器件、液晶顯示器、微電子機械系統(MEMS)器件、印刷接線板等中的貴金屬、鋁(Al)或銅(Cu)線的底層或覆蓋層。此外，氮化鈦有時被用作半導體器件中的阻擋金屬或柵極金屬。

當使用CVD或濺射將鎢和氮化鈦兩者形成到層中時，存在的問題在于：在半導體器件中，所述層被附著在除了實際器件形成部分之外的部分、或基板(晶片)的另一側、基板(晶片)的邊緣、層形成器件的外壁、排氣管內部等，并且它們被去除時導致在器件形成部分中生成雜質。

具體地，需要用于去除不必要的部分而僅留下半導體器件的器件形成工藝所需的鎢或鎢合金(諸如基板上的線或通孔)的工藝，有時使用去除所有鎢或鎢合金或阻擋層(諸如氮化鈦)的工藝，然而，根據器件制備的性質或根據蝕刻溶液的性質，有時使用僅去除鎢或鎢合金并抑制對阻擋層(諸如氮化鈦)的蝕刻的工藝，或相反，使用增加對氮化鈦蝕刻同時抑制對鎢或鎢合金蝕刻的工藝。這主要是由于：考慮到器件的性質而進行半導體制造工藝。

在這樣的情況下，需要通過在器件制造工藝中選擇性去除不必要的部分來得到器件的特性，且對于這種選擇性去除，需要使用對鎢或鎢層和用作阻擋層材料的氮化鈦層具有選擇性的蝕刻組合物來選擇性去除目標層。

在這種情況下，在用于制造半導體器件、液晶顯示器、MEMS器件、印刷接線板等的工藝中，優選使用具有更高生產率的濕蝕刻而非干蝕刻來加工鎢或鎢合金。

韓國專利申請公布公開No.10-2011-0031233公開了用于濕蝕刻的現有蝕刻溶液。該蝕刻溶液是使用過氧化氫、有機酸鹽和水的蝕刻溶液，并蝕刻鈦基、鎢基、鈦鎢基金屬或其氮化物而不會蝕刻Al、SiNx等，然而，對金屬具有選擇性的該蝕刻組合物具有以下問題：由于過氧化氫的不穩定性引起過氧化氫分解、除了蝕刻鎢以外也蝕刻鈦和氮化鈦、并引起沉積時間相關的蝕刻量的變化。

此外，日本專利申請公布公開No.2004-031443公開了使用包含氧化劑、用于被氧化的金屬的溶解劑、金屬腐蝕抑制劑和水的拋光溶液對以銅基金屬和鈦基金屬(包括其氮化物)進行拋光的組合物，但是除了使用拋光方法去除金屬產生的不方便之外，該拋光溶液還可能具有以下問題：鑒于歷經使用單獨洗滌液洗滌基板表面從而去除在使用拋光方法去除之后殘留在基板表面上的被污染的拋光顆粒而使得工藝增加，且成本增加，并且除這些之外，還具有以下問題：除了蝕刻鎢以外也會蝕刻鈦和氮化鈦以及引起沉積時間相關的蝕刻量的變化。

鑒于以上，在用于制造半導體器件、液晶顯示器和MEMS器件的工藝中，已經需要開發蝕刻溶液組合物，其在與蝕刻溶液組合物中的沉積時間相關的蝕刻量變化方面較小，同時蝕刻鎢或鎢合金而不會蝕刻氮化鈦。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

韓國專利申請公布公開No.10-2011-0031233

日本專利申請公布公開No.2004-031443

發明內容

鑒于上文，本公開旨在提供用于鎢層的蝕刻溶液組合物，其當蝕刻半導體器件時對鎢基金屬表現出優異的蝕刻選擇性，并抑制對基于氮化鈦的金屬或碳化鈦鋁金屬的蝕刻。

本公開還旨在提供能夠均勻蝕刻鎢基金屬的、用于鎢層的蝕刻溶液組合物。

本公開還旨在提供電子器件，其包括使用用于鎢層的蝕刻溶液組合物蝕刻的鎢層。

本公開的一方面提供用于鎢層的蝕刻溶液組合物，包括N-甲基嗎啉N-氧化物和水。

本公開的另一方面提供用于制作電子器件的方法，包括使用本公開的用于鎢層的蝕刻溶液組合物蝕刻鎢基金屬。

本公開的又一方面還提供使用本公開的制作方法制作的電子器件。

具體實施方式

在下文中，將更詳細地描述本公開。