本发明专利技术提供一种可以对含铜和铜合金薄膜的金属层积膜图案进行精度良好的加工、可以形成优异的图案形状、并且实用性优异的稳定的液体寿命长的蚀刻液组合物，以及提供使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法。本发明专利技术涉及使用具有特定组成的、配合磷酸、硝酸、醋酸和水而成的蚀刻液组合物对具有由铜形成的层和由含铜的铜合金形成的层的金属层积膜进行蚀刻的方法、以及其蚀刻液组合物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对平板显示器等的制造中所使用的铜和以铜为主成分的铜合金的金属层积膜进行蚀刻的蚀刻液组合物，以及使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法。
技术介绍
作为液晶显示器装置的微细配线材料，以往使用铝薄膜，但近年，具有比铝低的电阻特性的铜薄膜受到关注(參照专利文献1、2)。 以往，铜被用作为形成印刷电路板用的图案的金属材料，但作为平板显示器的驱动晶体管电极和微细图案，为了形成线幅数微米以下的图案，至今为止没有使用铜和以铜为主成分的铜合金。因此，适于平板显示器制造的、线幅数微米以下的铜薄膜蚀刻技术受到限制。使用铜薄膜作为电极时，不以单层来使用铜，出于提高与玻璃基板的密合性提高和阻挡铜扩散的目的，需要使用Ti、Mo、MoTi等金属作为密合层、阻挡层。此时，通常尝试作为 Ti/Cu/Ti、Cu/Ti、Mo/Cu/Mo、Cu/Mo、MoTi/Cu/MoTi、Cu/MoTi 等的层积膜用于电极中。因为Cu难以进行干式蚀刻，所以Cu/Mo是通过使用过氧化氢或过氧硫酸等过氧化物作为氧化剂的蚀刻，另外，Cu/Ti除了通过使用过氧化氢或全氧硫酸等过氧化物作为氧化剂的蚀刻，还对Cu和Ti通过2种湿式蚀刻进行蚀刻的方法，或者对Cu进行湿式蚀刻、对Ti进行干式蚀刻的方法(专利文献3、4)。但是，使用这些过氧化物的蚀刻液存在以下问题i)由于含有过氧化物因此蚀刻液变得不稳定、有时难以以I液方式进行供给；ii)由于在蚀刻中溶出的Cu离子的影响，促进过氧化物的分解，蚀刻液的寿命短；iii)死角或废液中蓄积的过氧化物有发生爆炸的危险；iv)干式蚀刻容易产生颗粒，成品率降低，减压方法的蚀刻装置很昂贵。因此，期望着不使用含有过氧化物的蚀刻液而能够以优异的蚀刻图案对铜层积膜进行蚀刻的エ艺。这里，所谓优异的蚀刻图案，是没有蚀刻不均的蚀刻，是指被蚀刻的金属的线幅的蚀刻精度高，图案边缘形质为平滑的形状，或者图案的形状是锥形等。图案边缘形状不平滑而成为凹凸形状的话，会发生断线、短路的问题，图案的形状不能得到锥形形状的话，下一エ序的薄膜成膜中的阶跃式覆盖率变差。以往用作配线材料的铝的湿式蚀刻中，有使用磷酸、硝酸和醋酸系的蚀刻液的方法。但是，对与铝不同的金属，想要使用该蚀刻液的话，蚀刻速度、腐蚀电位、蚀刻液与抗蚀剂和玻璃的接触角、扩散速度等很多要素发生复杂的影响，难以获得具有锥形形状的图案，将其适用于与铝不同的金属仅能限于有限的目的、条件。本申请人发现磷酸、硝酸和醋酸的混酸中，通过混酸具有特定的组成，对以银为主成分的单层的金属薄膜进行蚀刻的方法(专利文献5)，但对相同的方法，以作为反射型和半透过型液晶显示装置的反射电极材料的、以银为主成分的单层的金属薄膜的蚀刻为目的，没有对平板显示器的驱动晶体管电极和微细图案用的铜层积膜的蚀刻进行研究。关于银的层积膜，公开了使用磷酸、硝酸和醋酸的混酸对银或银合金形成的层积膜、特别是银合金与钥的层积膜进行蚀刻的方法(参照专利文献6)。但是，同一文献中记载的方法，为了调节银合金和钥的蚀刻速度，需要使蚀刻液流动来满足适当的条件，调整条件需要劳动力，混酸的流动条件下的蚀刻速度很大程度上依赖于银合金和钥的材料特性，因此该方法不能直接用于其他的金属体系。尤其，报导了通过含磷酸、硝酸和醋酸的蚀刻液组合物，用于对由铜或铜合金构成的单一膜和包含所述金属的双层膜以上的多层膜同时进行蚀刻的蚀刻液组合物和蚀刻方法(专利文献7)，同一文献中的作为“铜合金”的层，仅公开了氧化铜(I) (CuO)，实质上并没有对铜和其他金属的合金的具体记载，另外，同一文献也没有记载作为在微细加工中非常重要的要素的锥形角的控制。 进而，氧化铜(I) (CuO)的膜存在以下问题由于平板显示器制造工序中的TFT的制造工序中进行的氢等离子处理，氧化膜被还原，因此与基板的密合性恶化。在这样的层积膜的蚀刻中，不仅形成层的金属或合金的层间的蚀刻速度有差别，而且还有层间的腐蚀电位的差引起的电池效果的影响等，因此，难以预测能够由蚀刻液和形成层积膜的金属得到良好的蚀刻的图案形状。此外。对于具有铜和铜合金的层积膜,研究了将铜合金是Cu-Mo、Cu-Ti、Cu-Ca、Cu-Mg, Cu-Ca-O, Cu-Mg-O, Cu-Al、Cu-Zr、Cu-Mn, Cu-NiB, Cu-Mn-B, Cu-Ni-B, Cu-Si、Cu-Al、Cu-Mo、Cu-Al、Cu-Mg-B、Cu-Ti-B, Cu-Mo-B, Cu—Al—B、Cu-Si-B, Cu—Mg—Al、Cu-Mg-A 1—0 等的层积膜、进而具有铜和铜氧化物(CuO)的层积膜等大量的层积膜作为下一代的膜的候补，但是还没有达到在实用上令人满意的膜，期待着早日确立用于微细图案加工的技术。现有技术文献专利文献专利文献I日本特开2002-302780号公报专利文献2日本特开2001-59191号公报专利文献3日本特开2002-140929号公报专利文献4美国专利公报7008548B专利文献5日本特开2004-176115号公报专利文献6日本特开2003-55780号公报专利文献7日本特开2010-114415号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上所述，层积膜具有对优异的电特性、制造工序中的膜稳定性、蚀刻技术的确立等诸多要求的特性。其中，本专利技术人等注意到，对于作为形成微细图案的材料，具有与作为底层的玻璃等的阻挡性和密合性等优异的铜和铜合金的层积膜，可以有效进行蚀刻的方法及其使用的蚀刻液还几乎没有被研究，从而认识到其开发是紧迫的课题。即，本专利技术的课题是提供一种可以对含铜和铜合金薄膜的金属层积膜图案进行精度良好的加工、可以形成优异的图案形状、并且实用性优异的稳定的液体寿命长的蚀刻液组合物，以及提供使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法。解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术人等反复进行了深入研究，发现通过用具有磷酸、硝酸、醋酸的组成的蚀刻液组合物对以铜薄膜和以铜为主成分的铜合金作为密合层、阻挡层的金属层积膜进行蚀刻，可以解决上述课题，进而进行研究，结果完成了本专利技术。即，本专利技术涉及以下内容。(a)使用配合40 50重量％的磷酸、I. 5 3. 5重量％的硝酸、25 40重量％的醋酸和水而成的蚀刻液组合物，对具有由铜形成的层和由含铜的铜合金(但不包括由铜以及钥和/或钛形成的合金)形成的层的金属层积膜进行蚀刻的蚀刻方法。 (b)金属层积膜由铜/铜合金或铜合金/铜/铜合金的层构成，铜合金与基板接触的(a)的蚀刻方法。(c)铜合金是铜-镁-铝或铜-镁-铝氧化物的(a)或(b)的蚀刻方法。 (d) 一种蚀刻液组合物，其为对具有由铜形成的层和由含铜的铜合金形成的层的金属层积膜进行蚀刻的蚀刻液组合物，所述铜合金不包括由铜以及钥和/或钛形成的合金，所述蚀刻液组合物通过配合40 60重量％的磷酸、I. 5 4. 0重量％的硝酸、25 45重量％的醋酸和水而成。(e)金属层积膜由铜/铜合金或铜合金/铜/铜合金的层构成，铜合金与基板接触的(e)的蚀刻液组合物。(f)用于对平板显示器中的驱动晶体管电极进行蚀刻的⑷或(e)的蚀刻液组合物。(g)铜合金是铜-镁-铝或铜-镁-铝氧化物的(d) (f)的任一项的蚀刻液组合物。专利技术效果本专利技术的蚀刻方法利用以特定组成比含有磷酸、硝酸和醋酸的蚀本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：大城研二，河野良，高桥秀树，
申请(专利权)人：关东化学株式会社，
类型：发明
国别省市：
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