[发明专利]蚀刻钼/铜/钼或钼合金/铜/钼合金三层金属配线结构的蚀刻液组合物及其应用

说明书

本申请公开了一种可以蚀刻钼/铜/钼或钼合金/铜/钼合金三层金属配线结构的蚀刻液组合物及其应用。所述蚀刻液组合物组分包含过氧化氢、二元醇、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、pH调节剂和水；所述二元醇为乙二醇、丙二醇、二甘醇、丙烷‑1,2‑二醇、三甘醇、1,2‑丙二醇、1,3‑丙二醇、1,4‑丁二醇、1,5‑戊二醇、1,6‑己二醇、1,7‑庚二醇、1,8‑辛二醇、1,9‑壬二醇、1,10‑癸二醇、环戊烷‑1,2‑二醇和环已烷‑1,4‑二醇中的一种或几种。本发明的蚀刻液不仅减缓双氧水的分解，还延长蚀刻液的寿命至3000‑4000ppm，极大的降低了生产制造过程中的蚀刻液成本，提高了蚀刻液的安全系数。

技术领域

本申请涉及半导体金属配线技术领域，尤其涉及金属配线蚀刻的技术领域，具体涉及一种蚀刻钼/铜/钼或钼合金/铜/钼合金三层金属配线结构的蚀刻液组合物及其应用。

背景技术

半导体阵列基板上形成金属配线的过程通常包括：溅镀(Sputter)成膜工艺，光刻胶或光致抗蚀剂涂布和显影工艺，形成金属配线的湿蚀刻工艺以及金属配线图案化后的去除不需要的光刻胶或光致抗蚀剂剥离工艺。

对于不同的金属配线结构，金属配线上下层结构，以及不同的阵列基板制作工艺，对蚀刻液的蚀刻特性要求也会不一样。当金属配线下方一层为氧化物半导体活性层时，金属配线的湿蚀刻不仅要保持较好的蚀刻特性，而且要尽量减少蚀刻液对氧化物半导体的蚀刻，从而保持活性层较好的电性结构，保证面板的信赖性，因此基于氧化物半导体的蚀刻液体系通常为无氟蚀刻液体系。

目前的基于氧化物半导体技术的源漏极通常为三层金属结构，包括钼/铜/钼和钼合金/铜/钼合金金属叠层结构，无氟蚀刻液体系中，若要满足对三层金属的一步湿刻蚀需求，只能增加刻蚀液中的双氧水含量至20-30wt％。然而由于双氧水含量较高，蚀刻过程中蚀刻液中的双氧水不稳定且浓度下降较快，进而导致当蚀刻液中铜离子浓度较小时，就不能保持刻蚀的均一性和稳定性，导致蚀刻液的寿命大大降低(约2000ppm，即蚀刻液中铜离子浓度达到约2000ppm时，此批次刻蚀液已经不能使用，需换新的蚀刻液)。当蚀刻液能够保证蚀刻均一性和稳定性，且能含有的最大铜离子浓度的时候，我们称此最大铜离子浓度为刻蚀液的寿命。

发明内容

本申请提供一种蚀刻Mo/Cu/Mo(或Mo合金/Cu/Mo合金)金属配线结构的蚀刻液组合物，蚀刻液中的双氧水更加稳定且蚀刻液的寿命得到了延长，可有效地应用于金属配线的蚀刻中。

本申请实施例提供一种蚀刻Mo/Cu/Mo(或Mo合金/Cu/Mo合金)金属配线结构的蚀刻液组合物，其组分包含过氧化氢、二元醇、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、pH调节剂和水；

其中所述二元醇为乙二醇、丙二醇、二甘醇、丙烷-1,2-二醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、环戊烷-1,2-二醇和环已烷-1,4-二醇中的一种或几种。

在一些实施例中，所述蚀刻液组合物按重量百分比计包含：20-30wt％过氧化氢、0.1-10wt％二元醇、0.1-5wt％蚀刻抑制剂、0.1-5wt％螯合剂、0.1-5wt％蚀刻添加剂、0.1-3wt％pH调节剂和余量的水。

在一些实施例中，所述蚀刻液组合物的pH值在2-6。

在一些实施例中，所述蚀刻液组合物的pH值维持在3-6。

在一些实施例中，所述pH调节剂选自有机碱、无机碱和碱式盐中的至少一种。

在一些实施例中，所述蚀刻抑制剂为包含1-10个碳原子的杂环化合物。

在一些实施例中，所述杂环化合物中包含的杂原子为氧、硫和氮中的至少一种。

在一些实施例中，所述螯合剂为包含氨基和羧基的化合物。