蚀刻方法技术

本发明专利技术提供一种蚀刻方法，属于蚀刻技术领域，包括：S1步骤：在沉积在基底上的金属膜上涂覆抗蚀膜；S2步骤：对完成所述S1步骤的基底进行曝光，去除显影部分的抗蚀膜，形成预定形状的抗蚀膜图案；S3步骤：将完成所述S2步骤的基底用蚀刻液进行蚀刻，形成金属布线图案；S4步骤：将完成所述S3步骤的基底的金属膜表面上剩余的抗蚀膜移除；其中，S3步骤用蚀刻液包含过硫酸盐、无机酸、磺酸化合物和氨基葡萄糖酸。本发明专利技术蚀刻方法具有可控的蚀刻速率、避免侧面蚀刻现象、蚀刻效果好、精确的厚度蚀刻和无蚀刻残留物的优点，蚀刻的均匀性和稳定性较佳，所用抗蚀膜具有出色的耐热性且几乎不开裂，抗蚀膜的图像轮廓清晰。

Etching method

【技术实现步骤摘要】
蚀刻方法
本专利技术属于蚀刻
，具体涉及蚀刻方法。
技术介绍
随着信息技术(IT；informationtechnology)领域发展，半导体集成电路(IC；integratedcircuit)、半导体元件、半导体装置等在现代社会中的作用也变得越来越重要，在各种产业领域的电子设备中得到广泛使用。近年来，随着电子设备的小型化、薄型化、轻型化、高性能化，所使用的半导体元件也被要求优异的存储能力和高速存储运行。随着这样的半导体元件的高集成化，有必要形成数十纳米(nm)以下的微细的图案。而在半导体装置中，在基板上形成金属布线的过程，通常由基于溅射法等的金属膜形成工序、基于光刻胶涂敷、曝光及显影的光刻胶图案形成工序及蚀刻工序构成。作为最近倍受瞩目的显示装置的液晶显示(LCD)装置，最广泛使用的是TFT-LCD(thinfilmtransistorLCD)装置，而用于设置金属布线的蚀刻工序在该装置在制造中对于表现准确而鲜明的图像而言极为重要。在用于制造TFT-LCD基板的以往技术的工序中，作为TFT的栅电极和源/漏电极用布线材料，经常使用铝或铝合金层，具体而言，多使用铝-钼合金。但是，为实现TFT-LCD的大型化，减小RC信号延迟是不可或缺的，为此，把作为电阻低且相对廉价的金属的诸如铜或铜/钛合金、铜/钼合金的铜合金用于形成金属布线的尝试十分活跃。随着LCD装置的大型化趋势，用于形成金属布线的蚀刻液的使用量正在增加，因此，蚀刻液的高效管理及蚀刻方法成为了优化LCD装置制造工序的重要课题。刻蚀工艺是从基片表面去除不需要的材料，包括图案刻蚀、非图案刻蚀和基片清洗。按工艺方法又可分为干法刻蚀和湿法刻蚀。湿法刻蚀利用化学溶液腐蚀晶圆上要去除的材料，并在完成蚀刻反应后，由溶液带走腐蚀物。湿法刻蚀具有低成本、高可靠性、高产能及选择比高等优点。这种完全利用化学反应的方法来进行的湿法刻蚀技术也有其先天上的缺点，其刻蚀是各向同性的。干法刻蚀是利用气体分子和其产生的离子及自由基，对晶圆上的材质进行物理式轰击和化学反应，来移除需要刻蚀的部份，被刻蚀的物质变成挥发性的气体，经抽气系统抽离。干法刻蚀与湿法刻蚀相比，选择比较低，只能进行各向异性刻蚀，刻蚀出的侧壁陡直。中国专利技术专利CN104419929B提供一种蚀刻方法，包括下述步骤：在工件的表面的预定部分上涂覆耐腐蚀胶，对工件的涂覆耐腐蚀胶后的所述表面进行掩膜处理；对掩膜处理后的工件用第一蚀刻液进行喷淋蚀刻，以在工作的所述表面上形成初始凹凸结构；对蚀刻后的工件进行脱膜处理，以去除工件表面的掩膜；将脱膜处理后的工件放到第二蚀刻液中浸泡，以去除连续的初始凸凹结构的棱边和减小将要形成的微结构的蚀刻深度；将浸泡后的工件用水冲洗、干燥然后抛光，从而在工件的所述表面上形成平滑过渡的微结构，CN104419929B提供的蚀刻方法，可以得到表面美观且具有良好的防滑效果和保洁效果的产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有可控的蚀刻速率、避免侧面蚀刻现象、蚀刻效果好、精确的厚度蚀刻和无蚀刻残留物的优点，蚀刻的均匀性和稳定性较佳，所用抗蚀膜具有出色的耐热性且几乎不开裂，抗蚀膜的图像轮廓清晰的蚀刻方法。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：蚀刻方法，包括：S1步骤：在沉积在基底上的金属膜上涂覆抗蚀膜；S2步骤：对完成所述S1步骤的基底进行曝光，去除显影部分的抗蚀膜，形成预定形状的抗蚀膜图案；S3步骤：将完成所述S2步骤的基底用蚀刻液进行蚀刻，形成金属布线图案；S4步骤：将完成所述S3步骤的基底的金属膜表面上剩余的抗蚀膜移除；其中，S3步骤用蚀刻液包含过硫酸盐、无机酸、磺酸化合物和氨基葡萄糖酸。过硫酸盐作为主氧化剂可以发挥蚀刻时对于铜膜或钛膜形成锥面的作用，本专利技术过硫酸盐的合适范围使得蚀刻液的蚀刻率良好。作为助氧化剂的无机酸可以起到和过硫酸盐一起控制蚀刻速率的作用，可以以适当的蚀刻速率充分地进行蚀刻，而没有留下残留物，且可以与铜膜或钛膜蚀刻过程中溶出的铜离子反应，由此具有防止上述铜离子或钛离子增加的现象而能够防止蚀刻速度或蚀刻率降低的优点。作为助氧化剂的磺酸化合物可以提高铜溶解度，发挥维持目标锥角的作用，能够使用作为在水溶液中生成磺酸根离子的化合物的苯磺酸、甲苯磺酸、甲磺酸等碳原子数为1至10的环状或链状烃类磺酸化合物、氨基磺酸等无机磺酸化合物、它们的盐(例如，铵盐)、它们的混合物等，优选使用甲磺酸。氨基葡萄糖酸在结构上含有氨基、羟基和羧基，不仅可以和蚀刻液的其他成分一起控制蚀刻速率的作用，使得蚀刻可以以适当的蚀刻速率充分地进行，而且可改善化学溶液的各向同性，对降低侧蚀量发挥很大作用，减少尾巴长度，易于形成精细图案的线路，使得蚀刻铜膜和/或钛膜的效果好，同时氨基葡萄糖酸的存在，易于对蚀刻废液进行再利用和回收，能够得到更高的铜回收率。本专利技术蚀刻方法用蚀刻液中各成分发挥增益作用，具有可控的蚀刻速率、避免侧面蚀刻现象、蚀刻效果好、精确的厚度蚀刻和无蚀刻残留物的优点，本专利技术蚀刻方法经时稳定性优异，蚀刻的均匀性和稳定性较佳，可以保证对金属膜做到更加精细的蚀刻，不会出现蚀刻不良的现象，适用在半导体装置、液晶显示装置、触控产品、IC卡等的印刷线路板的金属膜成形线路图案的制作中，具有更广阔的应用前景。优选的，蚀刻液中含有0.5-1.5wt％氨基葡萄糖酸。上述氨基葡萄糖酸的含量若小于上述范围则导致铜膜和/或钛膜的溶解除去性下降，侧蚀量增大，使得配线横截面形成为矩形形状，若超过上述范围则导致铜膜或钛膜的蚀刻速度过快，从而存在工序调节变得困难的危险。优选的，以S3步骤用蚀刻液的总重量计，蚀刻液包括8-12wt％过硫酸盐、3-5wt％硝酸、1.5-2.0wt％磺酸化合物、0.3-0.5wt％硝酸羟胺、0.8-1.2wt％氨基葡萄糖酸、余量的水。硝酸羟胺的羟胺(NH2OH)在本专利技术蚀刻液中以NH3OH+形式存在，所以当H+向铜膜或钛膜扩散时，与羟胺不能有效成键，这便阻止了溶液中更多的H+向溶液-膜界面的迁移，可选择性地控制铜膜或钛膜的蚀刻速率，同时随着蚀刻的进行，蚀刻液中会出现一些金属离子，而金属离子的存在能够促进硝酸羟胺分解，增加蚀刻液中的硝酸浓度，能够抑制上述蚀刻液的经时变化，维持蚀刻速率，最终保证蚀刻的均匀性和稳定性。本专利技术蚀刻方法用蚀刻液能够消除现有蚀刻液中发生的侧面蚀刻现象、经时变化现象、蚀刻时的产生残渣现象以及蚀刻废液难以再利用和回收等缺点，蚀刻的均匀性和稳定性较佳，易于形成精细图案的线路，不仅能够一并蚀刻由钛/铜构成的双层膜，而且能够一并蚀刻由钛/铜/钛等构成的多层膜，可以容易形成优异的金属配线，即栅极配线和源极/漏极配线，尤其因蚀刻速度的调节容易而能够制造均匀的金属配线，用于各种显示装置用阵列基板、存储半导体显示板等的制造。此外，上述蚀刻液的稳定性高、铜离子的回收容易，易于对蚀刻废液进行再利用和回收。优选的，过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。优选的，磺酸化合物是选自由苯磺酸、甲苯磺酸、甲磺酸、氨基磺酸、它们的盐、以及它们的混合物。优选的，抗蚀膜是具有光致抗蚀剂组合物的积层构造，光致抗蚀剂组合物含有树脂、酸生成剂、增塑剂及溶剂；上述树脂包含由式(I)表示的结构单元：上述树脂的结构单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蚀刻方法，其特征在于：包括：S1步骤：在沉积在基底上的金属膜上涂覆抗蚀膜；S2步骤：对完成所述S1步骤的基底进行曝光，去除显影部分的抗蚀膜，形成预定形状的抗蚀膜图案；S3步骤：将完成所述S2步骤的基底用蚀刻液进行蚀刻，形成金属布线图案；S4步骤：将完成所述S3步骤的基底的金属膜表面上剩余的抗蚀膜移除；所述S3步骤用蚀刻液包含过硫酸盐、无机酸、磺酸化合物和氨基葡萄糖酸。

【技术特征摘要】
1.蚀刻方法，其特征在于：包括：S1步骤：在沉积在基底上的金属膜上涂覆抗蚀膜；S2步骤：对完成所述S1步骤的基底进行曝光，去除显影部分的抗蚀膜，形成预定形状的抗蚀膜图案；S3步骤：将完成所述S2步骤的基底用蚀刻液进行蚀刻，形成金属布线图案；S4步骤：将完成所述S3步骤的基底的金属膜表面上剩余的抗蚀膜移除；所述S3步骤用蚀刻液包含过硫酸盐、无机酸、磺酸化合物和氨基葡萄糖酸。2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于：所述蚀刻液中含有0.5-1.5wt％氨基葡萄糖酸。3.根据权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于：以所述S3步骤用蚀刻液的总重量计，所述蚀刻液包括8-12wt％过硫酸盐、3-5wt％硝酸、1.5-2.0wt％磺酸化合物、0.3-0.5wt％硝酸羟胺、0.8-1.2wt％氨基葡萄糖酸、余量的水。4.根据权利要求3所述的蚀刻方法，其特征在于：所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟小欢，苗新民，
申请(专利权)人：沧州硕金生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13