铜、钼金属层叠膜蚀刻液组合物、使用该组合物的蚀刻方法及延长该组合物的寿命的方法技术

本发明专利技术提供能够对包括由铜或以铜为主要成分的合金形成的层和由钼或以钼为主要成分的合金形成的层的金属层叠膜进行一次性蚀刻，且可防止钼层的底切，剖面形状的控制和根据剖面对组成浓度的调整容易的具有稳定性的蚀刻液组合物，还提供使用该组合物的蚀刻方法及延长该组合物的寿命的方法。本发明专利技术的蚀刻液组合物是用于对包括由铜或以铜为主要成分的合金形成的层和由钼或以钼为主要成分的合金形成的层的金属层叠膜进行一次性蚀刻的蚀刻液组合物，其中，含有过氧化氢、有机酸、胺化合物、唑类、过氧化氢稳定剂，但不含无机酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜、钼金属层叠膜蚀刻液组合物、使用该组合物的蚀刻方法及延长该组合物的寿命的方法
本专利技术涉及用于平板显示器等的金属层叠膜用的蚀刻液组合物及使用该组合物的蚀刻方法。
技术介绍
对于平板显示器等显示器件的布线材料，探讨了作为低电阻材料的铜和铜合金。然而，铜与玻璃等的基板的密合性不足以及铜向硅半导体膜的扩散成为问题。于是，为了提高布线材料与玻璃基板的密合性并防止向硅半导体膜的扩散，探讨了设置钼层作为阻隔膜。含铜或铜合金的层叠膜以抗蚀层作为掩模进行蚀刻，形成布线或电极图案。蚀刻中所要求的性能是铜布线端部的蚀刻面与下层的基板所成的角度(圆锥角)为30～60°的正圆锥形状、抗蚀层端部至设于布线下的阻隔膜的距离(侧面蚀刻)为1.2μm以下，较好是1μm以下。作为铜和钼层叠膜用蚀刻液，提出有例如包含选自中性盐、无机酸和有机酸中的至少一种以及过氧化氢、过氧化氢稳定剂的蚀刻溶液(专利文献1)，包含过氧化氢、不含氟原子的无机酸、胺化合物、唑类、过氧化氢稳定剂的蚀刻溶液(专利文献2)等。专利文献1:日本专利特开2002-302780号公报专利文献2:国际公开第2011/099624号专利技术的概要专利技术所要解决的技术问题然而，无机酸中，例如硫酸和硝酸呈强酸性，与蚀刻液中的碱成分强烈反应，因此容易产生反应热。这时，为了抑制与多种成分的反应导致的成分分解和溶液的沸腾等导致的水分等的挥发，需要在对容器进行冷却的同时慢慢添加，大量制造时存在蚀刻液的制备花费时间等问题。此外，盐酸、磷酸、次磷酸等在蚀刻的性能方面存在问题，它们使蚀刻速率极度高速化，极度升高圆锥角，因此剖面形状的控制困难，难以进行实质上的使用。其他弱酸性的无机酸在蚀刻性能上几乎没有效果，例如硼酸的毒性高，所以可能会对人体产生影响。因此，从制造难易度和蚀刻性能的观点来看，包含无机酸的蚀刻液并非充分令人满意的蚀刻液。此外，铜和钼层叠膜的蚀刻中，特别是钼或钼合金的膜厚大的情况下，容易产生钼残渣。为了除去该残渣，有机酸的浓度变得重要。但是，如果使用螯合效果好的有机酸，则容易产生钼层的底切(undercut)；相反地，如果螯合效果弱，则产生钼残渣。可以根据钼的膜厚使用多种有机酸来调整剖面形状，但这种情况下螯合效果弱的有机酸的浓度升高。这对铜的溶解量有较大的影响，因此存在蚀刻液的寿命变短的问题。因此，本专利技术目的在于提供在铜和钼层叠膜的蚀刻中，特别是解决上述的大量制造时的问题和蚀刻性能的问题，可根据剖面形状的控制和剖面溶液地调整组成浓度的蚀刻液组合物。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术人为了解决上述课题而反复认真研究的过程中，发现通过采用含有过氧化氢、有机酸、胺化合物、唑类和过氧化氢稳定剂且不含无机酸的蚀刻液组合物，组合物的稳定性提高，又发现通过使用该组合物的蚀刻方法，可以实现由钼形成的层上设有由铜形成的层的金属层叠膜的一次性蚀刻，还发现可抑制钼层的底切，控制剖面形状，因为不会强酸等高反应性物质，稳定性高，所以组成制备溶液，而且通过采用还包含膦酸类螯合剂、醇类溶剂、二醇类溶剂、三醇类溶剂、酮类溶剂、含氮五元环类溶剂和/或亚砜类溶剂的蚀刻液组合物，可维持上述效果并延长蚀刻液寿命。即，本专利技术涉及下述
技术实现思路
。[1]一种蚀刻液组合物，它是用于对包括由铜或以铜为主要成分的合金形成的层和由钼或以钼为主要成分的合金形成的层的金属层叠膜进行一次性蚀刻的蚀刻液组合物，其中，含有过氧化氢、有机酸、胺化合物、唑类、过氧化氢稳定剂，但不含无机酸。[2]如[1]所述的蚀刻液组合物，其中，还包含选自膦酸类螯合剂、醇类溶剂、二醇类溶剂、三醇类溶剂、酮类溶剂、含氮五元环类溶剂和亚砜类溶剂的至少1种。[3]如[1]或[2]所述的蚀刻液组合物，其中，有机酸为选自丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、乙醇酸、琥珀酸、胱氨酸、天门冬氨酸、苹果酸、丙二酸、乳酸、乙酸的1种或2种以上。[4]如[1]～[3]中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，胺化合物为选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、2-氨基乙醇、四甲基氢氧化铵的1种或2种以上。[5]如[1]～[4]中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，唑类为选自1,2,4-1H-三唑、3-氨基-1H-1,2,4-三唑和5-氨基-1H-四唑的1种或2种以上。[6]如[1]～[5]中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，过氧化氢稳定剂为苯基脲。[7]如[2]～[6]中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，膦酸类螯合剂为1-羟基乙烷-1,1-二膦酸。[8]如[2]～[6]中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，二醇类溶剂为二丙二醇。[9]如[1]～[8]中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，含有5～20质量％的过氧化物、0.5～20质量％的有机酸、5～20质量％的胺化合物、0.005～0.2质量％的唑类、0.05～0.5质量％的过氧化氢稳定剂。[10]一种对包括由铜或以铜为主要成分的合金形成的层和由钼或以钼为主要成分的合金形成的层的金属层叠膜进行一次性蚀刻的方法，其中，包括使用含有过氧化氢、有机酸、胺化合物、唑类、过氧化氢稳定剂但不含无机酸的蚀刻液组合物进行蚀刻的工序。[11]如[10]所述的方法，其中，包括向已用于蚀刻过的蚀刻液组合物中添加有机酸以及选自膦酸类螯合剂、醇类溶剂、二醇类溶剂、三醇类溶剂、酮类溶剂、含氮五元环类溶剂和亚砜类溶剂的至少1种的工序。[12]如[10]或[11]所述的方法，其中，被用于液晶显示器、彩膜、触控面板、有机EL显示器、电子纸、MEMS、IC中的任一种的制造工序或者封装工序。[13]一种延长含有过氧化氢、有机酸、胺化合物、唑类、过氧化氢稳定剂但不含无机酸的蚀刻液组合物的寿命的方法，其中，包括向所述蚀刻液组合物中添加有机酸以及选自膦酸类螯合剂、醇类溶剂、二醇类溶剂、三醇类溶剂、酮类溶剂、含氮五元环类溶剂和亚砜类溶剂的至少1种的工序。专利技术的效果如果采用本专利技术，则可提供能够对包括由铜或以铜为主要成分的合金形成的层和由钼或以钼为主要成分的合金形成的层的金属层叠膜进行一次性蚀刻，且可抑制钼层的底切的稳定性良好的蚀刻液组合物及使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法。另外，如果采用本专利技术，则可提供延长上述蚀刻组合物的寿命的方法。本专利技术的蚀刻液组合物与以往的蚀刻液组合物相比，不会破坏目前的蚀刻液组合物已实现的性能，能够避免使用硫酸或硝酸等强酸性无机酸时产生的制造时的操作上的问题以及实质上使用困难的磷酸等其他无机酸产生的问题。另外，本专利技术的蚀刻液组合物易于根据剖面调整组成浓度。此外，使用本专利技术的蚀刻液组合物的蚀刻方法与使用以往的蚀刻液组合物的蚀刻方法相比，对包括由铜形成的层和由钼形成的层的金属层叠膜进行一次性蚀刻时，可抑制钼层的底切，由此剖面形状的控制变得容易。此外，通过使本专利技术的蚀刻液组合物中还包含有机酸以及选自膦酸类螯合剂、醇类溶剂、二醇类溶剂、三醇类溶剂、酮类溶剂、含氮五元环类溶剂和亚砜类溶剂的至少1种，可维持上述效果，且使铜的溶解性提高，所以可延长蚀刻液的寿命，削减蚀刻液更换操作和人工费，而且使安全性提高。附图的简单说明图1是通过本专利技术的蚀刻液组合物进行了蚀刻处理的Cu/Mo基板的剖面观察图的模式图。图2是表示实施例中的Mo底切的状态的评价基准的模式图。图3是通过实施例7的蚀刻液进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻液组合物，它是用于对包括由铜或以铜为主要成分的合金形成的层和由钼或以钼为主要成分的合金形成的层的金属层叠膜进行一次性蚀刻的蚀刻液组合物，其中，含有过氧化氢、有机酸、胺化合物、唑类、过氧化氢稳定剂，但不含无机酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.18 JP 2014-2339131.一种蚀刻液组合物，它是用于对包括由铜或以铜为主要成分的合金形成的层和由钼或以钼为主要成分的合金形成的层的金属层叠膜进行一次性蚀刻的蚀刻液组合物，其中，含有过氧化氢、有机酸、胺化合物、唑类、过氧化氢稳定剂，但不含无机酸。2.如权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，还包含选自膦酸类螯合剂、醇类溶剂、二醇类溶剂、三醇类溶剂、酮类溶剂、含氮五元环类溶剂和亚砜类溶剂的至少1种。3.如权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其中，有机酸为选自丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、乙醇酸、琥珀酸、胱氨酸、天门冬氨酸、苹果酸、丙二酸、乳酸、乙酸的1种或2种以上。4.如权利要求1～3中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，胺化合物为选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、2-氨基乙醇、四甲基氢氧化铵的1种或2种以上。5.如权利要求1～4中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，唑类为选自1,2,4-1H-三唑、3-氨基-1H-1,2,4-三唑和5-氨基-1H-四唑的1种或2种以上。6.如权利要求1～5中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，过氧化氢稳定剂为苯基脲。7.如权利要求2～6中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，膦酸类螯合剂为1-羟基乙烷-1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥秀树，廖本男，李盈壕，
申请(专利权)人：关东化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP