蚀刻液及形成图案化多层金属层的方法技术

一种蚀刻液及形成图案化多层金属层的方法，该蚀刻液用以蚀刻形成图案化多层金属层。蚀刻液包括二价铜离子、氨水、磷酸铵溶液与有机铵盐。一种形成图案化多层金属层的方法也被提出。首先，提供前述蚀刻液。接着，形成多层金属层于基板上。之后，以蚀刻液蚀刻多层金属层以形成图案化多层金属层。本发明专利技术的蚀刻液具有良好的稳定性且在使用过程中不会产生氧气。另外，使用本发明专利技术的蚀刻液来形成图案化的多层金属层时，蚀刻液对于多层金属层之间蚀刻率差异小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种蚀刻液以及形成图案化金属层的制造方法，且特别是有关于一种用以蚀刻多层金属层的蚀刻液以及形成图案化多层金属层的制造方法。
技术介绍
目前薄膜晶体管液晶显示器(TFT-IXD)的工艺为大尺寸、高频驱动、高分辨率的趋势，为达此需求，在工艺上所使用的金属导线需要具备较细线宽、较低阻抗以及较佳的抗电致迁移能力等等特性。传统工艺中所使用的铝金属因材料特性已渐渐无法满足大尺寸产品的需求，而铜相较于铝有较低的电阻率、较低的热膨胀系数、较高的熔点、较高的导热率以及较佳的抗电致迁移能力，因此，开发铜金属导线的工艺成为TFT-IXD发展的关键技术。开发铜金属导线的工艺仍有许多挑战，包括铜无法形成自我保护的氧化层，使得 铜在大气环境下很容易被氧化和腐蚀。此外，由于铜和基板的附着性不良，因此需要底层(或阻障层)金属协助铜附着于基板上。另外，由于铜工艺的金属层为双层以上的结构，而不同金属的还原电位不同会造成蚀刻率差异，因此，同时蚀刻双层金属时容易有突悬(overhang)或底切(undercut)等问题。先前所开发的铜工艺的蚀刻液大部分以双氧水(H2O2)为氧化剂，然而，因H2O2稳定性不佳容易分解成H2O以及氧气，所以需要添加安定剂。而且，前述分解反应为放热反应，若溶液中含有重金属离子(铜离子)更会催化此分解反应的进行。由于放热反应会造成溶液温度上升，而且金属催化会加速分解反应进行并产生大量氧气，高温加上大量氧气使蚀刻系统有爆炸的危险性。另外，铜工艺蚀刻液也包括过硫酸系列(oxone)及过醋酸系列，但此两种系列也存在着蚀刻速率不稳定、易分解放热、需额外添加稳定剂、以及蚀刻液中的铜离子越多对于蚀刻速率影响越大等缺点。再者，过酸系列常需搭配氟化物，而掺杂氟化物的缺点在于对玻璃基板的再利用容易造成表面破坏且对环境影响较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种蚀刻液，其具有良好的稳定性且对于多层金属层具有一致的金属蚀刻率。本专利技术再提供一种形成图案化多层金属层的方法，其使用上述蚀刻液，以对多层金属层提供一致的金属蚀刻率。本专利技术提供一种蚀刻液，用以蚀刻形成图案化多层金属层，其中蚀刻液包括二价铜离子、氨水、磷酸铵溶液与有机铵盐。在本专利技术的一实施例中，上述蚀刻液中的二价铜离子的重量百分比为5%至7%。在本专利技术的一实施例中，上述蚀刻液中的氨水的重量百分比为O. 01%至3%。在本专利技术的一实施例中，上述蚀刻液中的磷酸铵溶液的重量百分比为10%至20%。在本专利技术的一实施例中，上述蚀刻液中的有机铵盐的重量百分比为O. 01%至3%。在本专利技术的一实施例中，上述蚀刻液更包括一界面活性剂。在本专利技术的一实施例中，上述蚀刻液中的界面活性剂的重量百分比为1%至20%。在本专利技术的一实施例中，上述氨水中的氨(NH4OH)的摩尔浓度为O. 002M至O. 1M。在本专利技术的一实施例中，上述磷酸铵溶液中的磷酸铵((NH4)3PO4. 3H20)的摩尔浓度为O. 45M至IM0本专利技术再提出一种形成图案化多层金属层的 方法，包括提供如前述的蚀刻液；形成多层金属层于基板上；以蚀刻液蚀刻多层金属层以形成图案化多层金属层。在本专利技术的一实施例中，上述多层金属层包括一含铜层与一含钥层。在本专利技术的一实施例中，上述含钥层的材质包括氮化钥或氧化钥。在本专利技术的一实施例中，上述含铜层的厚度大于该含钥层的厚度，其中该含铜层的厚度为1000 A至6000A A且该含钥层的厚度为100 A至300 A。在本专利技术的一实施例中，上述图案化多层金属层的表面为该含铜层。基于上述，本专利技术的蚀刻液具有良好的稳定性且在使用过程中不会产生氧气。另夕卜，使用本专利技术的蚀刻液来形成图案化的多层金属层时，蚀刻液对于多层金属层之间蚀刻率差异小。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图I为本专利技术一实施例的形成图案化多层金属层的流程示意图。其中，附图标记110:蚀刻液120 :基板130a :多层金属层130 :图案化的多层金属层132a :含铜层132:图案化的含铜层134a :含钥层134:图案化的含钥层S102、S104、S106 :步骤具体实施例方式图I为本专利技术一实施例的形成图案化多层金属层的流程示意图。请参考图1，首先，进行步骤S102,提供蚀刻液110。详细而言,蚀刻液110包括二价铜离子、氨水、磷酸铵溶液与有机铵盐。二价铜离子的功能在于蚀刻铜金属以产生一价铜离子，铵水、磷酸铵及有机铵盐的功能在于调整适当的蚀刻环境且可以螯合一价铜离子以使一价铜离子不沉淀。以蚀刻液110的总重量计，二价铜离子的重量百分比例如是5%至7%。二价铜离子例如是由硝酸铜或硫酸铜所提供，其中以硝酸铜的蚀刻效果较佳。以蚀刻液110的总重量计，氨水的重量百分比例如是O. 01%至3%，其中氨水中的氨(NH4OH)的摩尔浓度例如是O. 002M至O. 1M。以蚀刻液110的总重量计，磷酸铵溶液的重量百分比例如是10%至20%，其中磷酸铵溶液中的磷酸铵((NH4) 3P04. 3H20)的摩尔浓度例如是O. 45M至1M。以蚀刻液110的总重量计，有机铵盐的重量百分比例如是O. 01%至3%。有机铵盐例如是醋酸铵。在其它实施例中，为进一步增加蚀刻均匀性，蚀刻液110可以更包括界面活性剂，界面活性剂例如聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)类，其中以聚乙二醇400 (PEG400)的效果较佳。以蚀刻液110的总重量计，界面活性剂的重量百分比例如是1%至20%。根据本实施例，蚀刻液110不需添加H2O2,因此本实施例的蚀刻液110具有良好的稳定性。此外，蚀刻液110不需添加过酸化合物，也不需另外掺杂氟化物，且不会造成玻璃基板的损害。接着，进行步骤S104。于基板120上形成多层金属层130a。根据本实施例，多层金属层130a包括含铜层132a与含钥层134a,且含铜层132a位于多层金属层130a的表面。·含铜层132a的厚度大于该含钥层134a的厚度，其中含铜层132a的厚度例如是1000 A至6000 A且含钥层134a的厚度例如是100 A至300A。含钥层134a的材质例如是氮化钥或氧化钥。之后，进行步骤S106。以蚀刻液110蚀刻多层金属层130a以形成该图案化多层金属层130。详细而言,蚀刻液110可同时对多层金属层130a中的含铜层132a以及含钥层134a进行蚀刻，以形成图案化的含铜层132以及图案化的含钥层134。由于蚀刻液110可以提供多层金属层130a —致的蚀刻率，因此不易产生突悬以及底切问题。实验例为说明本专利技术的蚀刻液具有良好的蚀刻效果，在此以实验例作为说明。表一为实验例的组成。表二为使用实验例的蚀刻液对多层金属层进行蚀刻后，所形成的金属导线的关键尺寸偏差(Critical Dimension Bias,Q) Bias)以及倾斜角(Taper angle),其中多层金属层是由含铜层以及含钥层组成。表一 重量百分比硝酸铜5% 氨水1%磷酸铵溶液 15% 醋酸铵1%表二CD BiasO. 7 μ m Taper angle 78°由表一以及表二得知，使用实验例的蚀刻液对多层金属层进行蚀刻后所得的金属导线具有精确的关键尺寸，且具有良好的倾斜角。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻液，用以蚀刻形成一图案化多层金属层，其特征在于，该蚀刻液包括二价铜离子、氨水、磷酸铵溶液与有机铵盐。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林舒瑶，曹智强，吕婉婷，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：