[发明专利]用于蚀刻包含铜和钼的多层膜的液体组合物以及使用其的蚀刻方法

说明书

本申请主张2012年4月10日所申请的日本专利申请第2012-89469号的优先权，引用这些申请的内容作为本说明书公开的一部分。

技术领域

本发明涉及液体组合物，更详细而言，涉及用于蚀刻包含铜和钼的多层膜的液体组合物以及使用其的蚀刻方法。

背景技术

一直以来，作为平板显示器等显示设备的布线材料，一般使用铝或者铝合金。然而，伴随着显示器的大型化及高分辨率化，这样的铝系的布线材料存在因布线电阻等特性而发生信号延迟的问题、均匀的画面显示变得困难起来。

与铝相比，铜具有电阻低的优点，另一方面，在栅极布线(gate wiring)中使用铜的情况下，存在玻璃等基板与铜的密合性不充分这样的问题。另外，在源极/漏极布线中使用铜的情况下，存在发生铜向作为其基底的有机硅半导体膜扩散、或者发生来自氧化物半导体膜的氧扩散而导致铜氧化的情况等这样的问题。为了解决如上所述的问题，正在进行一种多层结构布线的研究，该多层结构布线隔着由与玻璃等基板的密合性高、且兼具难以产生向有机硅半导体膜扩散的阻隔性的金属形成的阻挡膜来设置铜层。作为兼具密合性和阻隔性的金属，已知有钼、钛等金属，为了防止层叠有含铜层和含这些金属或这些金属的合金的层的2层结构的多层膜、含铜层的氧化，可以使用将含钼、 钛等金属或合金的层进一步层叠到铜层上的3层结构的多层膜。

含铜的多层结构布线可如下获得：通过溅射法等成膜工艺形成于玻璃等基板上，接着以抗蚀层等为掩膜进行蚀刻从而形成电极图案。蚀刻方式有使用蚀刻液的湿式法(湿法)和使用等离子体等蚀刻气体的干式法(干法)。对于湿式法(湿法)中所使用的蚀刻液，要求下述那样的特性，即

·高加工精度、

·不产生蚀刻残渣、

·成分的稳定性、安全性高，处理容易、

·蚀刻性能稳定、

·蚀刻后可以得到良好的布线形状，以及

·无论基板内的任意位置，对大面积基板的蚀刻速率和蚀刻量都均匀，等等。

通常而言，作为铜蚀刻工序中所使用的蚀刻液，已知有含有铜离子和卤化物离子的蚀刻液。对于这样的蚀刻液，存在卤化物离子对装置的腐蚀、蚀刻速率过快而难以控制布线形状等问题。

另外，作为铜的蚀刻液还已知有含过氧化氢和酸的酸性蚀刻液(例如，日本特开昭61-591号公报)、含过硫酸盐和酸的酸性蚀刻液(例如，日本特开昭47-31838号公报)。另外，已知有含有铜(II)离子和氨的氨碱性蚀刻液(例如，参照日本特开昭60-243286号公报、PRINTED CIRCUIT ASSEMBLY MANUFACTURING,Fred W.Kear,MARCEL DEKKER,INC.,Page140,1987、以及Zashchita Metallov(1987),Vol.23(2),Page295-7)。这样的氨碱性蚀刻液也可以用于含铜多层膜的蚀刻，但由于该蚀刻液的pH高，会有由该蚀刻液大量挥发氨、氨浓度降低导致蚀刻速率改变、使作业环境显著恶化的情况。另外， pH高时还存在导致抗蚀层溶解这样的问题。这种情况下，通过将pH设置在中性区域，可以抑制来自蚀刻液的氨挥发，但这样的蚀刻液存在在蚀刻后进行水冲洗时析出残渣这样的技术问题。另外，使用含有铜(II)离子和氨的蚀刻液时，例如特别是使用喷雾方式的蚀刻装置对大面积基板实施蚀刻的情况下，还存在蚀刻液对基板的喷雾接触方式(流量分布)导致蚀刻速率发生变化、根据基板内的位置而发生不均匀这样的问题。

另外，已知有含有过二硫酸铵、铜(II)离子和氨的氨碱性蚀刻液(例如，日本特开昭49-7137号公报)。这样的碱性液由于蚀刻速率过快而难以控制布线形状。另外，过二硫酸铵的稳定性低，存在由于过二硫酸根离子的分解反应导致产生气体、热等问题。

发明内容

本发明人等本次通过将包含过硫酸根离子供给源、铜离子供给源和氨等特定的氮化合物供给源的液体组合物的pH设定为特定范围，从而发现可以解决上述问题。

因此，本发明的目的在于提供用于蚀刻包含铜和钼的多层膜的液体组合物以及使用其的包含铜和钼的多层膜的蚀刻方法。

而且，本发明的液体组合物的特征在于，其为用于蚀刻包含铜和钼的多层膜的液体组合物，其包含

(A)过硫酸根离子供给源、

(B)铜离子供给源、以及

(C)选自由氨、铵离子、胺和烷基铵离子组成的组中的至少一种氮化合物供给源，

所述液体组合物的pH为3.5～9。