多层膜用蚀刻液和蚀刻浓缩液以及蚀刻方法技术

本发明专利技术提供一种蚀刻液，用于蚀刻膜厚较厚的铜层和基底钛层的多层膜，该蚀刻液即使在金属离子浓度达到8000ppm以上时也能够使用。该蚀刻液含有(a)过氧化氢、(b)氟离子供给源、(c)唑类、(d)过氧化氢稳定剂、(e)有机酸、(f)胺类和(g)水，所述有机酸使用甲磺酸与选自乳酸、琥珀酸、戊二酸、丙二酸中的一种有机酸，或者单独使用乳酸。

Etching solutions and concentrates for multilayer films and etching methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层膜用蚀刻液和蚀刻浓缩液以及蚀刻方法
本专利技术涉及在对液晶、有机EL等平板显示器的布线用途中使用的铜和钛的多层膜进行蚀刻时所使用的多层膜用蚀刻液和蚀刻浓缩液以及蚀刻方法。
技术介绍
液晶、有机EL(电致发光，Electro-Luminescence)等平板显示器(FPD)的TFT(薄膜晶体管，ThinFilmTransistor)使用铝作为布线材料。近年来，大画面且高清晰度的FPD普及，要求所使用的布线材料是电阻比铝更低的材料。因此，近年来使用电阻比铝低的铜作为布线材料。使用铜作为布线材料时，会产生与基板之间的粘接力和向半导体基材的扩散这两个问题。也就是说，在栅极布线中使用的情况下，即使使用对基材的碰撞能量较大的溅射法，也存在在玻璃等基板之间粘接力不充分的情况。另外，在源极/漏极布线中使用的情况下，会产生所附着的铜向作为基底的硅扩散而改变半导体的电设计值的问题。为了解决这种问题，采用了在半导体基材上首先形成钼膜、再在其上形成铜膜的多层结构。但是，为了确保与基底的绝缘和粘接性，目前采用钛作为铜膜的基底层。另外，随着大型FPD的普及，要求电阻更低的铜布线图案。若画面变大，则用于向像素供电的布线长度变长，且为了实现高清晰，需要缩减线宽。为此，研究将铜膜的厚度增厚来降低电阻。FPD的布线是通过对利用溅射法形成的多层膜进行湿式蚀刻来形成的。这是因为，由于可以一次性地形成大面积，因此能够缩短工序。在此，对于布线湿式蚀刻用的蚀刻液来说，以下几点是重要的。(1)能够加工精度高且遍及基板整面地均匀加工。(2)加工后的布线截面为规定角度的正锥形。(3)包含铜离子而使蚀刻速率不变(浴液寿命长)。(4)析出物的产生少。作为铜/钛的层叠膜的蚀刻液，专利文献1公开了一种多层膜用蚀刻液，其包含：(A)过氧化氢、(B)硝酸、(C)作为氟离子供给源的氟化铵和/或酸性氟化铵、(D)5-氨基-1H-四唑、(E)作为季铵氢氧化物的四烷基氢氧化铵和/或(羟烷基)三烷基氢氧化铵、以及(F)苯脲和/或酚磺酸，pH为1.5～2.5。专利文献1的蚀刻液显示出可实现作为下层钛膜和上层铜膜的侧蚀指标的顶部CD损失、底部CD损失、阻挡膜拖尾、锥角等在优选的范围内的蚀刻。另一方面，专利文献1的蚀刻液将能够维持上述特性的范围(浴液寿命)设为4000ppm。认为其原因是当金属离子量达到该值以上时，过氧化氢、硝酸分解严重，无法维持性能。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开2011-093445号(日本专利5685204号)
技术实现思路
专利技术要解决的问题当铜的膜厚增加时，侧蚀的行为也发生变化。因此，蚀刻液组成需要根据膜厚进行调整。其中，铜的膜厚增加时，蚀刻液中的金属离子浓度的上升也变快。结果产生用于蚀刻液成分管理的额外的工作需要做很多这一问题。用于解决问题的方案本专利技术专为解决上述问题而研究得到，旨在提供一种铜/钛用蚀刻液，可实现即使蚀刻液中的金属离子浓度升高，也能将蚀刻性能的变化控制在允许的范围内，减轻组成管理的工作。更具体而言，本专利技术涉及的多层膜用蚀刻液的特征在于：其是用于蚀刻铜和钛的多层膜的蚀刻液，其含有：(a)过氧化氢、(b)氟离子供给源、(c)唑类、(d)过氧化氢稳定剂、(e)有机酸、(f)胺类、和(g)水，所述有机酸相对于蚀刻液总量选自甲磺酸和乳酸，其中：所述有机酸包含甲磺酸的情况下，所述甲磺酸的含量相对于蚀刻液总量为0.2质量％～1.5质量％，进而，至少与选自乳酸、琥珀酸、戊二酸、丙二酸中的一种有机酸组合使用，所述组合使用的有机酸包含乳酸的情况下，所述乳酸相对于蚀刻液总量为2.0质量％～10.0质量％，所述组合使用的有机酸包含琥珀酸的情况下，所述琥珀酸相对于蚀刻液总量为4.5质量％～5.5质量％，所述组合使用的有机酸包含戊二酸的情况下，所述戊二酸相对于蚀刻液总量为9.5质量％～10.5质量％，所述组合使用的有机酸包含丙二酸的情况下，所述丙二酸相对于蚀刻液总量为4.5质量％～5.5质量％；所述有机酸仅为乳酸的情况下，所述乳酸相对于蚀刻液总量为4.0质量％～5.0质量％。另外，本专利技术涉及的蚀刻方法的特征在于，其具有以下工序：使上述蚀刻液与被处理基板接触的工序，所述被处理基板在铜和钛的多层膜上配置有抗蚀图案；以及使所述接触的状态维持规定时间的工序。专利技术的效果本专利技术涉及的蚀刻液即使在蚀刻液中的金属离子浓度达到8000ppm的情况下也能够将侧蚀的各参数维持在优选的范围。因此，对铜的膜厚增厚的基板进行蚀刻时，也能进行与以往一样的组成管理(成分、总量的补充等，量或时机的确定)。附图说明图1是显示经过蚀刻的布线的截面的示意图。具体实施方式以下对本专利技术涉及的铜和钛的多层膜用蚀刻液进行说明。需要说明的是，以下的说明用于展示本专利技术涉及的蚀刻液的一个实施方式，在不脱离本专利技术精神的范围内，以下的实施方式和实施例均可改变。需要说明的是，在以下的说明中，将数值范围表述为“A～B”的情况下，其含义为“A以上且B以下”。即，其含义为大于等于数值A且小于等于数值B的范围。本专利技术涉及的多层膜用蚀刻液含有过氧化氢、氟离子供给源、唑类、过氧化氢稳定剂、有机酸、胺类和水。以下详细说明各成分。＜过氧化氢＞对于铜的蚀刻而言，铜被氧化，形成氧化铜(CuO)，被酸(有机酸)溶解。过氧化氢用作将铜氧化的氧化剂。过氧化氢优选为蚀刻液总量的4.0质量％～8.8质量％，更优选为5.0质量％～7.0质量％，最优选为5.5质量％～6.5质量％。＜氟离子供给源＞对于钛的溶解而言，氟离子是有用的。作为氟离子的供给源，只要是在蚀刻液中氟离子化的物质，并不特别限定。可优选利用氢氟酸、氟化铵、氟化氢铵等。尤其可优选利用氟化铵(NH4F：CAS编号12125-01-8)。氟离子供给源会侵蚀玻璃，因此如果含量过多，会腐蚀基板本身。优选相对于蚀刻液总量为0.2质量％～1.0质量％。＜唑类＞本专利技术涉及的多层膜用蚀刻液中，为了抑制Cu的蚀刻速率而含有唑类。作为唑类，可优选利用三唑类、四唑类、咪唑类、噻唑类等。更具体而言，可列举出以下的物质。作为三唑类，可优选利用1H-苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、3-氨基-1H-三唑等。作为四唑类，可优选利用1H-四唑、5-甲基-1H-四唑、5-苯基-1H-四唑、5-氨基-1H-四唑等。另外，作为咪唑类，可优选利用1H-咪唑、1H-苯并咪唑等。另外，作为噻唑类，可优选利用1,3-噻唑、4-甲基噻唑等。需要说明的是，在这些物质中，四唑类对于抑制蚀刻速率效果好，尤其优选5-氨基-1H-四唑(CAS编号4418-61-5：以下也称为“5A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻液，其是用于蚀刻铜和钛的多层膜的蚀刻液，其含有：/n(a)过氧化氢、/n(b)氟离子供给源、/n(c)唑类、/n(d)过氧化氢稳定剂、/n(e)有机酸、/n(f)胺类、和/n(g)水，/n所述有机酸相对于蚀刻液总量选自甲磺酸和乳酸，其中：/n所述有机酸包含甲磺酸的情况下，所述甲磺酸的含量相对于蚀刻液总量为0.2质量％～1.5质量％，/n进而，至少与选自乳酸、琥珀酸、戊二酸、丙二酸中的一种有机酸组合使用，/n所述组合使用的有机酸包含乳酸的情况下，所述乳酸相对于蚀刻液总量为2.0质量％～10.0质量％，/n所述组合使用的有机酸包含琥珀酸的情况下，所述琥珀酸相对于蚀刻液总量为4.5质量％～5.5质量％，/n所述组合使用的有机酸包含戊二酸的情况下，所述戊二酸相对于蚀刻液总量为9.5质量％～10.5质量％，/n所述组合使用的有机酸包含丙二酸的情况下，所述丙二酸相对于蚀刻液总量为4.5质量％～5.5质量％；/n所述有机酸仅为乳酸的情况下，所述乳酸相对于蚀刻液总量为4.0质量％～5.0质量％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蚀刻液，其是用于蚀刻铜和钛的多层膜的蚀刻液，其含有：
(a)过氧化氢、
(b)氟离子供给源、
(c)唑类、
(d)过氧化氢稳定剂、
(e)有机酸、
(f)胺类、和
(g)水，
所述有机酸相对于蚀刻液总量选自甲磺酸和乳酸，其中：
所述有机酸包含甲磺酸的情况下，所述甲磺酸的含量相对于蚀刻液总量为0.2质量％～1.5质量％，
进而，至少与选自乳酸、琥珀酸、戊二酸、丙二酸中的一种有机酸组合使用，
所述组合使用的有机酸包含乳酸的情况下，所述乳酸相对于蚀刻液总量为2.0质量％～10.0质量％，
所述组合使用的有机酸包含琥珀酸的情况下，所述琥珀酸相对于蚀刻液总量为4.5质量％～5.5质量％，
所述组合使用的有机酸包含戊二酸的情况下，所述戊二酸相对于蚀刻液总量为9.5质量％～10.5质量％，
所述组合使用的有机酸包含丙二酸的情况下，所述丙二酸相对于蚀刻液总量为4.5质量％～5.5质量％；
所述有机酸仅为乳酸的情况下，所述乳酸相对于蚀刻液总量为4.0质量％～5.0质量％。


2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其中，所述氟离子供给源为氟化铵。


3.根据权利要求1或2所述的蚀刻液，其中，所述唑类为5-氨基-1H-四唑。


4.根据权利要求1至3的任意一项权利要求所述的蚀刻液，其中，所述过氧化氢稳定剂为2-丁氧基乙醇。


5.根据权利要求1至4的任意一项权利要求所述的蚀刻液，其中，所述胺类为三异丙醇胺。


6.一种蚀刻浓缩液，其是将用于蚀刻铜和钛的层叠膜的蚀刻液浓缩而成的蚀刻浓缩液，其含有：
(b)氟离子供给源、

【专利技术属性】
技术研发人员：白滨祐二，着能真，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP