金属布线蚀刻液以及利用该蚀刻液的金属布线形成方法技术

本发明专利技术提供一种金属布线蚀刻液。根据本发明专利技术的实施例的金属布线蚀刻液含有：过硫酸铵，0.1％～30％重量比有机酸，0.01％～5％重量比磷酸盐，以及唑类化合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属布线蚀刻液以及利用该金属布线蚀刻液的金属布线形成方法。
技术介绍
一般来说，薄膜晶体管(TFT)显示板在液晶显示装置或有机电致发光显示装置等中用作分别独立驱动各像素的电路板。在薄膜晶体管显示板上，形成有用于传送扫描信号的栅极布线和用于传送图像信号的数据布线；薄膜晶体管显示板包括薄膜晶体管和像素电极，该薄膜晶体管与栅极布线及数据布线连接，该像素电极与薄膜晶体管连接。薄膜晶体管包括作为栅极布线的一部分的栅极电极；用于形成沟道的半导体层；作为数据布线的一部分的源极；以及漏极。薄膜晶体管是如下的开关元件根据经由栅极布线传送的栅极信号，将经由数据布线传送的数据电压传送到像素电极，或者切断经由数据布线传送的数据电压。在制造薄膜晶体管时，首先，在基板上，利用栅极、源漏极电极用布线材料层叠金属层；之后进行蚀刻工序，在该蚀刻工序中，用具有腐蚀性的气体或溶液对这些金属层进行蚀刻，从而形成所需要的电路线路。随着电路的小型化和集成化，布线变细，从而存在有电阻相对增大的问题。于是， 代替以往主要用作布线材料的铬、钼、铝以及这些金属的合金，铜作为低电阻布线材料而受到关注。但是，由于铜与玻璃基板或硅胶绝缘膜的粘着性较差，难以用作单一膜，所以使用多重膜，在该多重膜中，将与玻璃基板或硅胶绝缘膜的粘着性优良的钛膜用作铜的下部膜。为了对这种多重膜进行蚀刻而使用过氧化氢蚀刻液，但是由于过氧化氢蚀刻液在金属离子浓度达到一定程度以上时促进过氧化氢的分解，快速分解为水和氧，有可能发生发热和急剧的组成变化，所以在稳定性上存在问题。为了解决过氧化氢的上述问题，采用了添加过氧化氢稳定剂的方法，但是因其价格昂贵，成为了成本上升的原因。
技术实现思路
需要解决的技术问题本专利技术的技术问题是提供一种保障了高稳定性和工艺冗余度(process margin)、 并且能够对铜膜均勻地进行锥角蚀刻的、优良的能金属布线蚀刻液以及利用该金属布线蚀刻液的金属布线形成方法。技术问题的解决方法本专利技术的一个实施例的金属布线蚀刻液，含有过硫酸铵、0. 30%重量比的有机酸、0. 01% 5%重量比的磷酸盐以及唑类化合物。所述过硫酸铵重量比可以为0. 30%，所述唑类化合物的重量比可以为 0. 01% 2%。所述有机酸可以是从由草酸、草乙酸、延胡索酸、苹果酸、琥珀酸、乙酸、丁酸、棕榈酸、酒石酸、抗坏血酸、尿酸、磺酸、亚磺酸、蚁酸、柠檬酸、异构柠檬酸、α -氧代戊二酸以及乙醇酸构成的一组中选择的至少一种有机酸。所述磷酸盐可以是从由(NH4)3P04、(NH4) 2HP04、NH4H2PO4, K3PO4, K2HPO4, KH2PO4, Na3PO4, Na2HPO4以及NaH2PO4构成的一组中选择的至少一种磷酸盐。所述唑类化合物可以是从由苯并三唑(benzotriazole)、氨基四唑 (aminotetrazole)、氨基四唑钾盐(aminotetrazole of potassium salt)、咪唑 (imidazole)以及吡唑(pyrazole)构成的一组中选择的至少一种唑类化合物。所述金属布线可以为铜膜、铜合金膜以及钛铜膜的二重膜之中的一种。本专利技术另一个实施例的金属布线方法，包括在基板上，形成含有铜的单一膜或含有钛和铜的二重膜的步骤；以及用蚀刻液蚀刻所述单一膜或二重膜的步骤，所述蚀刻液含有过硫酸铵、0. 30%重量比的有机酸、0. 01% 5%重量比的磷酸盐以及唑类化合物。所述二重膜包括含有钛的下部膜和含有铜的上部膜，所述用蚀刻液蚀刻二重膜的步骤能够有选择地只蚀刻所述上部膜。所述过硫酸铵的重量比可以为0. 30%，所述唑类化合物的重量比可以为 0. 01% 2%。所述有机酸可以是从由草酸、草乙酸、延胡索酸、苹果酸、琥珀酸、乙酸、丁酸、棕榈酸、酒石酸、抗坏血酸、尿酸、磺酸、亚磺酸、蚁酸、柠檬酸、异构柠檬酸、α -氧代戊二酸以及乙醇酸构成的一组中选择的至少一种有机酸。所述磷酸盐可以是从由(NH4) 3P04、(NH4) 2HP04、NH4H2PO4, K3PO4, K2HPO4, KH2PO4, Na3PO4, Na2HPO4以及NaH2PO4构成的一组中选择的至少一种磷酸盐。所述唑类化合物可以是从由苯并三唑(benzotriazole)、氨基四唑 (aminotetrazole)、氨基四唑钾盐(aminotetrazole of potassium salt)、咪唑 (imidazole)以及吡唑(pyrazole)构成的一组中选择的至少一种唑类化合物。专利技术效果根据本专利技术的实施例，不使用过氧化氢，所以能够在不产生发热现象、蚀刻液的稳定性低下、高价稳定剂的添加等问题的情况下，就能够以良好的速度对铜进行锥度蚀刻，并保持蚀刻液的稳定性来能够更久地保持蚀刻液的性能，充分保障工艺冗余度，降低费用。附图说明图1是示出比较例的蚀刻液的蚀刻特性相对于保管天数的变化的图。图2是示出在保管的第0天用比较例的蚀刻液对钛铜二重膜进行了蚀刻之后的铜层侧面的显微镜照片。图3是示出在保管的第4天用蚀刻液对钛铜二重膜进行了蚀刻之后的铜层的侧面的显微镜照片。图4是示出本专利技术的一个实施例的蚀刻液相对于保管天数的EPD TIME (Etching Point Detector Time)的图表。图5是示出本专利技术的一个实施例的蚀刻液相对于保管天数的CD skew (Cutdimension skew)图表。图6 图13是分别示出利用本专利技术的实施例1 8的蚀刻液对钛铜二重膜进行了蚀刻之后的铜层的侧面的显微镜照片。图14是示出在利用本专利技术的实施例1的蚀刻液按常温保管经过天数来对钛铜二重膜铜层进行了蚀刻的试验中、所被蚀刻的铜层的侧面的显微镜照片。图15是示出利用本专利技术的实施例1的蚀刻液将铜二重膜以每小时污染33ppm的铜离子的方式进行了 12个小时的蚀刻之后的、铜层的侧面的显微镜照片。具体实施例方式下面，参照附图详细说明本专利技术的优选实施例。但是，本专利技术并不局限于在此说明的实施例，还可以通过其他方式来实施。在此介绍的实施例是为了使得所公开的内容彻底完整、并且为了向本领域的技术人员充分传达本专利技术的思想而提供的。在附图中，为了确保明确性，层和区域的厚度是经过夸张的。此外，所谓层在另一层或基板“上”是指所述层可直接形成在另一层或基板上，或者在所述层和另一层或基板之间形成有第三层。在整个说明书中，所有用相同附图标记表示的部分表示同一构成要素。本专利技术的一个实施例的金属布线蚀刻液由过硫酸铵((NH4) 2S208ammonium persulfate)、有机酸、磷酸盐化合物、唑类化合物以及相当于剩余部分的水组成。过硫酸铵为氧化剂，是蚀刻铜膜的主要成分，通过反应式(1)的反应蚀刻铜膜来生成稳定的化合物S2(V2+2Cu — 2CUS04反应式(1)在本专利技术的实施例中，过硫酸铵可使用具有半导体工艺用纯度的过硫酸铵。在本专利技术的实施例的蚀刻液中，过硫酸铵在蚀刻液中可以占0. 1 % 30 %的重量比。当在所述蚀刻液中添加的过硫酸铵的重量比小于0. 时，很难蚀刻铜膜，当添加的过硫酸铵的重量比大于30%时，铜膜的蚀刻速度过快，工艺上很难进行控制。在本专利技术的实施例中，有机酸是用于蚀刻铜膜的辅助氧化剂，起到本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种金属布线蚀刻液，其特征在于，含有过硫酸铵、０．１％～３０％重量比的有机酸、０．０１％～５％重量比的磷酸盐以及唑类化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑钟铉，洪瑄英，徐南锡，朴弘植，宋溱镐，金俸均，李旺宇，李骐范，曹三永，金图元，金相佑，申贤哲，徐源国，
申请(专利权)人：株式会社东进世美肯，
类型：发明
国别省市：KR