[发明专利]包含钼和铜的多层膜用蚀刻液、蚀刻浓缩液以及蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及在对液晶、有机EL等的平板显示器的布线用途中使用的铜和钼的多层膜进行蚀刻时使用的、多层膜用蚀刻液和蚀刻浓缩液及蚀刻方法。

背景技术

对于液晶、有机EL(电致发光，Electro-Luminescence)等的平板显示器(FPD)的TFT(薄膜晶体管，Thin Film Transistor)，作为布线材料使用了铝。近年来，大画面且高精细度的FPD普及，要求所使用的布线材料是电阻比铝低的材料。因此，近年来，使用了电阻比铝低的铜作为布线材料。

使用铜作为布线材料时，会产生与基板间的粘接力和向半导体基材的扩散这2个问题。即，在栅极布线中使用的情况下，即使使用对基材的碰撞能量较大的溅射法，也存在在玻璃等基板之间粘接力不充分的情况。另外，在源极/漏极布线中使用的情况下，会产生附着的铜向作为基底的硅扩散、会改变半导体的电设计值的问题。

为了解决该问题，目前采用了最初预先在半导体基材上形成钼膜，然后在其上形成铜膜的多层结构。

FPD的布线通过对采用溅射法形成的多层膜进行湿法蚀刻而形成。这是因为：由于能够一次性大面积形成，因此能够缩短工序。此处，在布线的湿法蚀刻中，重要的是以下方面。

(1)加工精度高度一致。

(2)加工后的布线截面为规定角度的正锥。

(3)由于包含铜离子，因此蚀刻速率不会变化(槽液寿命长)。

(4)析出物的产生少。

作为第1项目的加工精度高度一致为，不仅在进行湿法蚀刻、而且在进行微小区域的加工时必须要求的项目。作为第2项目的布线截面的形状为，在一并形成大面积的FPD的布线时，为了进行确实的布线形成而需要的形状。这是因为，铜和钼的多层膜的被蚀刻的边缘的部分能够从基板以30～60度的正锥形成时，即使发生蚀刻不良或铜和钼的蚀刻速率的平衡不同，也能够确保可确保产品质量的余量。

第3项目为蚀刻液自身寿命的问题。为了对大面积的基板进行蚀刻，需要大量的蚀刻液。这些蚀刻液从成本的观点出发也可以循环使用。能够维持其蚀刻性能的期间(寿命)尽可能长者的成本变低廉。

另外，第4项目不仅为维持蚀刻装置的问题，还为关系到产品的质量问题的问题。因蚀刻而产生析出物时，会发生蚀刻装置的配管堵塞、或使喷洒蚀刻液的喷淋喷头的孔堵塞。这些现象成为蚀刻装置停止的原因、与成本的上升有关。另外，析出物借助蚀刻液附着在产品上时，成为短路、断路的原因，成为直接关系到产品的质量的问题。

关于铜和钼的多层膜的蚀刻液，报道了含有选自中性盐和有机酸中的至少1种和过氧化氢的蚀刻液(专利文献1)。

另外，报道了如下铜钼膜的蚀刻溶液：其分别以规定量含有：过氧化氢、有机酸、磷酸盐、作为第1添加剂的水溶性环胺化合物、作为第2添加剂的含有氨基及羧基中的一种的水溶性化合物、氟化合物和去离子水(专利文献2)。

另外，报道了含有过氧化氢、有机酸、三唑系化合物、氟化合物和超纯水的钼/铜/氮化钼多重膜布线用蚀刻液(专利文献3)。

此外，还报道了如下包含铜层和钼层的多层薄膜用蚀刻液，其含有：(A)过氧化氢；(B)不含氟原子的无机酸；(C)选自琥珀酸、乙醇酸、乳酸、丙二酸及苹果酸中的至少一种有机酸；(D)碳数2～10、并且氨基和羟基以它们总基团数为二以上的方式而具有的胺化合物；(E)5-氨基-1H-四唑；及(F)过氧化氢稳定剂，pH为2.5～5(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-302780号公报(日本专利第4282927号)

专利文献2：日本特开2004-193620号公报(日本专利第4448322号)

专利文献3：日本特开2007-005790号公报(日本专利第5111790号)

专利文献4：国际公开号WO2011/099624号(日本专利第5051323号)

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1仅公开了在过氧化氢和有机酸的混合液的情况下，若调节过氧化氢的比率，则能够使铜和钼的蚀刻速率相同地进行蚀刻的内容，完全没有公开关于具体的蚀刻液的组成。

专利文献2、3在组成中使用氟化合物。因此，不仅有玻璃基板、硅基板也会被蚀刻的问题，还产生在蚀刻液的废弃时环境负担变大的问题。