【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学蚀刻液，尤其涉及ipc c09k13领域，更具体的，涉及一种铜系金属膜蚀刻液组合物。
技术介绍
1、半导体装置中，在基板上形成金属配线的过程包括蚀刻工序，将光致抗蚀剂作为掩模，在选择性区域中留下金属膜的工序，通常使用利用等离子体等的干式蚀刻或利用蚀刻液组合物的湿式蚀刻。为了确保稳定薄膜晶体管液晶显示器(tft-lcd)特性和降低成本的技术，对于蚀刻液组合物的要求正在提高，现有的蚀刻液组合物通常采用双氧水和磷酸的组合，并使用抗蚀剂、螯合剂和氟基化合物进行蚀刻，但当铜浓度过高时，铜的蚀刻特性与初始值有很大差异。同时长时间使用高浓度，会在蚀刻剂设备中产生沉淀物富集，易导致工艺不良和清洗设备的额外费用。
2、kr101529733b1公开了一种用于cu基金属膜的蚀刻剂组合物，包括：过氧化氢(h2o2)、有机酸、磷酸盐化合物等，当使用蚀刻剂组合物对铜-钼膜层进行蚀刻时，形成了线性良好的锥形剖面。然而，当进行钼-铌(mo-nb)的钼基金属膜和cu基金属膜的批量蚀刻时，蚀刻速率变得缓慢，钼-铌(mo-nb)的钼基金属膜未被蚀刻，或者产生了残留物，因而蚀刻性能不好。
技术实现思路
1、本专利技术第一方面提供了一种可以处理铜的高浓度,并且能够抑制工艺不良,降低用户成本的铜系金属膜蚀刻液组合物，按重量百分比计，包括：双氧水5-25％，螯合剂2.5-4％，抗蚀剂0.01-1.0％，蚀刻添加剂0.01-3％，沉淀抑制剂0.01-3％，稳定剂0.01-2％，氟系化合物0.005
2、优选的，所述组合物按重量百分比计，包括：双氧水12-20％，螯合剂2-4％，抗蚀剂0.05-0.2％，蚀刻添加剂0.2-1％，沉淀抑制剂0.1-1.5％，稳定剂0.1-0.6％，氟系化合物0.02-0.1％，去离子水补足余量。
3、本申请人研究发现，所述螯合剂、沉淀抑制剂和稳定剂的重量比为(3-4)：(0.1-0.6)：(0.3-0.5)时，可避免残留物的出现，同时具有优异的蚀刻形貌，进一步研究发现，当稳定剂为烷基胺化合物时，最高铜负载可达8000ppm(cu)，放置不出现沉淀，可能是烷基胺化合物获取并束缚了由高铜浓度中双氧水和添加的有机物分解产生的自由基，以抑制高浓度下快速氧化还原反应的速率。
4、本申请人研究发现，所述沉淀抑制剂包括含有2个以上羟基的醇类，可有效地去除钼和钼合金膜的残留物，可以实现rework工艺(晶圆被返回掩膜工艺),使蚀刻工艺中可能发生的电气和物理不良最小化，从而确保稳定的tft-lcd特性和降低成本的技术，尤其是木糖醇中包含5个羟基，在蚀刻过程中,可有效去除在蚀刻过程中下膜上的金属残留物，进一步降低生产成本。
5、优选的，所述螯合剂、沉淀抑制剂和稳定剂的重量比为(3-4)：(0.1-0.6)：(0.3-0.5)。
6、进一步优选的，所述螯合剂、沉淀抑制剂和稳定剂的重量比为(3.2-3.4)：(0.3-0.5)：(0.4-0.5)。
7、所述螯合剂包括氨基三亚甲基膦酸、亚氨基乙酸、硝基三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙基三腈亚硝基戊酸、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三氨基五甲基磷酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸、和甘氨酸、中的至少一种。
8、所述杂环芳香族化合物包括呋喃、噻吩、吡咯、恶唑、咪唑、吡唑、三唑、四唑、5-氨基四唑和甲基四唑中的至少一种。
9、所述杂环脂肪族化合物包括哌嗪、甲基哌嗪、羟乙基哌嗪、吡咯烷酮和五氯氧烷中的至少一种。
10、所述抗蚀剂包括杂环芳香族化合物和杂环脂肪族化合物中的至少一种。
11、所述蚀刻添加剂包括至少含有一个羧基且不含氮原子的有机酸以及所述有机酸的盐。
12、优选的，所述有机酸包括乙酸、甲酸、丁酸、柠檬酸、羟基乙酸、草酸、丙二酸、苹果酸、戊酸、丙酸、酒石酸、葡萄糖酸和琥珀酸中的至少一种。
13、所述沉淀抑制剂包括含有2个以上羟基的醇类。
14、优选的，所述沉淀抑制剂包括山梨醇、半乳糖醇、麦芽糖醇、木糖醇和甘油中的至少一种。
15、所述稳定剂包括烷基胺化合物。
16、优选的，所述烷基胺化合物包括丁胺、戊胺、辛胺、2-乙基-1丁胺、2-己胺、2-乙基己胺、庚氨和环己胺中的至少一种。
17、所述氟系化合物包括氟化氢、氟化铵、氟化钠、氟化钾和氟化氢铵中的至少一种。
18、有益效果
19、1.所述螯合剂、沉淀抑制剂和稳定剂的重量比为(3-4)：(0.1-0.6)：(0.3-0.5)时，降低稳定剂的使用，避免残留物的出现，同时具有优异的蚀刻形貌。
20、2.所述稳定剂为烷基胺化合物时，最高铜负载可达8000ppm(cu)，放置不出现沉淀。
21、3.所述沉淀抑制剂包括含有2个以上羟基的醇类，可有效地去除钼和钼合金膜的残留物，可以实现rework工艺(晶圆被返回掩膜工艺),使蚀刻工艺中可能发生的电气和物理不良最小化，从而确保稳定的tft-lcd特性和降低成本的技术。
22、4.所述螯合剂、沉淀抑制剂和稳定剂的重量比为(3.2-3.4)：(0.3-0.5)：(0.4-0.5)，cd-loss(side)处于0.4-0.44um，同时taper angle(锥角)处于40-42°。
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1.一种铜系金属膜蚀刻液组合物，其特征在于，按重量百分比计，包括：双氧水5-25％，螯合剂2.5-4％，抗蚀剂0.01-1.0％，蚀刻添加剂0.01-3％，沉淀抑制剂0.01-3％，稳定剂0.01-2％，氟系化合物0.005-1％，去离子水补足余量。
2.根据权利要求1所述的一种铜系金属膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述组合物按重量百分比计，包括：双氧水12-20％，螯合剂2-4％，抗蚀剂0.05-0.2％，蚀刻添加剂0.2-1％，沉淀抑制剂0.1-1.5％，稳定剂0.1-0.6％，氟系化合物0.02-0.1％，去离子水补足余量。
3.根据权利要求2所述的一种铜系金属膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述螯合剂包括氨基三亚甲基膦酸、亚氨基乙酸、硝基三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙基三腈亚硝基戊酸、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三氨基五甲基磷酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸、和甘氨酸中的至少一种。
4.根据权利要求1或3所述的一种铜系金属膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述抗蚀剂包括杂环芳香族化合物和杂环脂肪族化合物中的至少一种。
<...【技术特征摘要】
1.一种铜系金属膜蚀刻液组合物，其特征在于，按重量百分比计，包括：双氧水5-25％，螯合剂2.5-4％，抗蚀剂0.01-1.0％，蚀刻添加剂0.01-3％，沉淀抑制剂0.01-3％，稳定剂0.01-2％，氟系化合物0.005-1％，去离子水补足余量。
2.根据权利要求1所述的一种铜系金属膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述组合物按重量百分比计，包括：双氧水12-20％，螯合剂2-4％，抗蚀剂0.05-0.2％，蚀刻添加剂0.2-1％，沉淀抑制剂0.1-1.5％，稳定剂0.1-0.6％，氟系化合物0.02-0.1％，去离子水补足余量。
3.根据权利要求2所述的一种铜系金属膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述螯合剂包括氨基三亚甲基膦酸、亚氨基乙酸、硝基三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙基三腈亚硝基戊酸、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三氨基五甲基磷酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸、和甘氨酸中的至少一种。
4.根据权利要求1或3所述的一种铜系金属膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述抗蚀剂包括杂环芳香族化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：李恩庆，谢一泽，李闯，张红伟，胡天齐，黄海东，刘长乐，任亚国，徐帅，
申请(专利权)人：四川和晟达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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