TWI605108B - 銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物 - Google Patents

銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物 Download PDF

Info

Publication number
TWI605108B
TWI605108B TW103133053A TW103133053A TWI605108B TW I605108 B TWI605108 B TW I605108B TW 103133053 A TW103133053 A TW 103133053A TW 103133053 A TW103133053 A TW 103133053A TW I605108 B TWI605108 B TW I605108B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
acid
etching
group
molybdenum
film
Prior art date
Application number
TW103133053A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201514278A (zh
Inventor
李恩慶
殷熙天
金世訓
申孝燮
Original Assignee
易安愛富科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 易安愛富科技有限公司 filed Critical 易安愛富科技有限公司
Publication of TW201514278A publication Critical patent/TW201514278A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI605108B publication Critical patent/TWI605108B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14—Nitrogen-containing compounds
    • C23F11/149—Heterocyclic compounds containing nitrogen as hetero atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/16—Sulfur-containing compounds
    • C23F11/165—Heterocyclic compounds containing sulfur as hetero atom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Weting (AREA)

Description

銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物
本發明涉及一種銅膜和鉬含有膜(以下簡稱為“含有銅/鉬的膜”)的蝕刻液組合物，尤其是用於TFT-LCD顯示器電極之銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物。
半導體裝置、TFT-LCD、OLED等微電路是通過在基板上形成的鋁、鋁合金、銅及銅合金等導電性金屬膜或二氧化矽膜、氮化矽薄膜等絕緣膜上，均勻地塗抹光刻膠，然後通過刻有圖案的薄膜，進行光照射後成像，使所需的圖案光刻膠成像，採用幹式蝕刻或濕式蝕刻，在光刻膠下部的金屬膜或絕緣膜上顯示圖案後，剝離去除不需要的光刻膠等一系列的光刻工程而完成的。
大型顯示器的柵極及資料金屬配線所使用的銅合金，與以往技術中的鋁鉻配線相比，阻抗低且沒有環境問題。銅存在與玻璃基板及絕緣膜的貼附性較低，易擴散為氧化矽膜等問題，所以通常使用鈦、鉬等作為下部薄膜金屬。
薄膜金屬為鉬或鉬合金時，其蝕刻速度與銅的蝕刻速度相比更快，在蝕刻工程中在銅、鉬或鉬合金膜的分界上，會發生鉬或鉬合金被過度蝕刻導致側蝕的現象。尤其是鉬含量較高的合金，蝕刻速度非常快，側蝕現象嚴重。添加側蝕抑制劑時可以控制這種現象的發生。
同時蝕刻銅膜及含有鉬的膜時，作為可使用的蝕刻液組合物的相關技術，在韓國專利公開公報第2006-0064881號、專利公開公報第 2006-0099089號等中公開了以過氧化氫為基礎的含有銅/鉬的膜的蝕刻液。但是，這些蝕刻液在反復進行蝕刻時，該蝕刻液內的金屬含量增加，會失去蝕刻錐角、蝕刻偏差及蝕刻直線度等石刻特性，若要降低蝕刻液中的金屬含量，則需要很大量的蝕刻液，這是現有技術的問題。
進一步，顯示器的高畫質及大型化促使用於配線的銅金屬的厚度有所增加，追求高畫質就要求圖元變小，配線幅度增加，要求大型化就需要減小配線的電阻。對此，不得不增加用於配線的銅金屬的厚度。
銅金屬的厚度變厚，蝕刻工程的時間就會變長，會降低生產效率，若要提高蝕刻速度，會導致配線段不良，也會發生問題。
先行技術文獻 專利文獻
(專利文獻1)專利公開第2006-0064881號(2006年6月14日公開)
(專利文獻2)專利公開第2006-0099089號(2006年9月19日公開)
本發明的目的在於提供一種蝕刻銅膜和鉬含有膜時，控制鉬或鉬合金膜的側蝕，實現穩定的蝕刻工程，並可改善蝕刻錐角、蝕刻偏差和蝕刻直線度等蝕刻特性的蝕刻液組合物。
依據本發明實施方式的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，相對於組合物的總重量，含有10至30重量%的過氧化氫；含有0.1至5重量%的蝕刻抑制劑，其選自分子內含有氧、硫及氮中至少一個以上的雜原子的單環式雜環化合物，具有所述單環式雜環和苯環縮合結構的複素環化合物及其混合物所構成的群；含有0.1至5重量%的螯合劑；含有0.1至5重量%的蝕刻添加劑，其為一種以上選自由無機酸、有機酸及其鹽構成群的化合物；含有0.01至2重量%的氟化物；含有0.01至2重量%的側蝕抑制劑，其包括在嘧啶和咪唑的縮合結構內，由氨基、羥基、羰基及甲基構成的群中含有1個以上作用基的化合物；以及使組合物總重量達到100重量%的水。
在上述蝕刻液有組合物中，所述抑制劑選自由呋喃、噻吩、吡咯、惡唑、咪唑、吡唑、1,2,4-三氮唑、四唑、5-氨基四唑、甲基四唑、呱嗪、甲基呱嗪、羥乙基呱嗪、吡咯烷及四氧嘧啶、氧茚、苯並噻吩、吲哚、苯並咪唑、苯並吡唑、氨基四唑、甲基苯並三唑、氫甲基苯並三唑、羥甲基苯並三唑及其混合物所構成的群。
所述螯合劑是在分子內與氨基一起，含有羧酸基或磷酸基的化合物。
所述螯合劑選自由亞氨基二乙酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三亞甲基膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二磷酸、乙二胺四甲撐磷酸、二亞乙基三胺五亞甲基磷酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸及甘氨酸及其混合物構成的群。
所述添加劑選自由含有硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸及氫氟酸的無機酸，含有醋酸、甲酸、丁酸、檸檬酸、乙醇酸、草酸、丙二酸、戊酸、丙酸、酒石酸、葡萄糖酸、甘氨酸、琥珀酸的有機酸，以及其鹽和其混合物所構成的群。
所述蝕刻添加劑選自由硫酸氫鉀、硫酸氫鈉、硫酸鈉、過硫酸鈉、硫酸鉀、過硫酸鉀、硫酸銨、過硫酸銨及其混合物構成的群中的硫酸鹽。
所述氟化物是離解出F或HF2的化合物。
所述氟化物選自由鉿、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋁、硼氟酸、氟化銨、氟化氫銨、氟化氫鈉、氟氫化鉀及氟硼酸銨及其混合物所構成的群。
所述側蝕抑制劑是選自由腺嘌呤、鳥嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌呤、可哥鹼、咖啡因、異鳥嘌呤、尿酸及其混合物構成的群中的嘌呤鹼。
所述側蝕抑制劑為腺嘌呤、鳥嘌呤、異鳥嘌呤及其混合物。
所述水是電阻率為18MΩ/cm以上的脫離子水。
還包括添加劑，所述添加劑選自由雙氧水穩定劑、蝕刻穩定劑、玻璃蝕刻抑制劑及其混合物所構成的群。
其他有關本發明的實施方式在如下具體實施方式中進行詳細說明。
本發明的有益效果是：依據本發明的蝕刻液組合物，對用於TFT-LCD顯示器電極之含有銅/鉬的膜進行蝕刻時，可控制含有鉬的膜的側蝕，實現穩定的蝕刻工程，從而改善蝕刻錐角、蝕刻偏差和蝕刻直線度等蝕刻特性。
圖1是利用本發明實施方式1的蝕刻液組合物，對銅膜和鉬膜進行蝕刻後，使用掃描電子顯微鏡觀察到的試片剖面的照片；圖2是利用本發明比較例1的蝕刻液組合物，對銅膜和鉬膜進行蝕刻後，使用掃描電子顯微鏡觀察到的試片剖面的照片；圖3是利用本發明實施方式1的蝕刻液組合物，對銅膜和鉬膜進行蝕刻後，使用傾斜掃描電子顯微鏡觀察到的試片剖面的照片；圖4是利用本發明比較例3的蝕刻液組合物，對銅膜和鉬膜進行蝕刻後，使用傾斜掃描電子顯微鏡觀察到的試片剖面的照片。
本發明可有多種形式的實施方式來體現，本說明書中的實施方式僅為用於詳細說明本發明的特徵，本發明並不局限於此，但凡在本發明的技術思想和精神原則範圍內所作的變更、替換、變形等均屬於本發明的保護範疇之內。在本發明的說明中，對於公知技術，為了防止其說明混肴本發明的核心技術特徵，不做詳細說明。
依據本發明實施方式的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，相對於組合物的總重量，含有10至30重量%的過氧化氫；含有0.1至5重量%的蝕刻抑制劑，其選自分子內含有氧、硫及氮中至少一個以上的雜原子的單環式雜環化合物，具有所述單環式雜環和苯環縮合結構的複素環化合物及其混合物所構成的群；含有0.1至5重量%的螯合劑；含有0.1至5重量%的蝕刻添加劑，其為一種以上選自由無機酸、有機酸及其鹽構成群的化合 物；含有0.01至2重量%的氟化物；含有0.01至2重量%的側蝕抑制劑，其包括在嘧啶和咪唑的縮合結構內，由氨基、羥基、羰基及甲基構成的群中含有1個以上作用基的化合物；以及使組合物總重量達到100重量%的水。
以下，詳細說明本發明實施方式的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物。
本發明的蝕刻液組合物可同時蝕刻含有銅及鉬的膜。這裡的“銅/鉬合金膜”是指銅膜和鉬合金膜，鉬合金是鉬和多種金屬的合金，優選為與鈦、鉭、鉻、釹、鎳、銦或錫的合金，更優選為與鈦的合金。
依據本發明實施方式之銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，相對於組合物的總重量，含有a)10至30重量%的過氧化氫；含有b)0.1至5重量%的蝕刻抑制劑；含有c)0.1至5重量%的螯合劑；含有d)0.1至5重量%的蝕刻添加劑；含有e)0.01至2重量%的氟化物；含有f)0.01至2重量%的側蝕抑制劑；以及g)使組合物總重量達到100重量%的水。
a)過氧化氫
在本發明的蝕刻液組合物中，過氧化氫作為銅、鉬或鉬合金的主要氧化劑來使用。
上述過氧化氫，相對於蝕刻液組合物總重量，其含量可為15至30重量%。不足10重量%時，對銅鉬合金的氧化不夠充分，無法實現蝕刻；超出30重量%時，蝕刻速度過快，難以控制工程的進度。適當的蝕刻速度可以防止蝕刻殘渣及蝕刻不良，減少蝕刻偏差，易於調節工程，對此優選為過氧化氫的含量為15至25重量%。
b)蝕刻抑制劑
在本發明的蝕刻液組合物中，蝕刻抑制劑可調節銅、鉬或鉬合金蝕刻速度，減少蝕刻偏差，提高工程效率，具有適當蝕刻錐角的蝕刻輪廓。
具體來說，上述蝕刻抑制劑可為在分子內含有氧、硫及氮中至少一個以上的雜原子的單環式雜原子化合物，也可為單環式雜原子和苯環縮合結構的複合化合物。上述單環式雜原子化合物可為碳為1至10的單環式結構的雜環芳香族化合物，也可為雜環脂肪族化合物。具體來說，可為呋喃、噻吩、 吡咯、惡唑、咪唑、吡唑、1,2,4-三氮唑、四唑、氧茚等雜環芳香族化合物；呱嗪、甲基呱嗪、羥乙基呱嗪、吡咯烷及四氧嘧啶等雜環脂肪族化合物；並不局限於此。此外，在分子內含有氧、硫及氮中至少一個以上的雜原子的單環式雜原子和苯環縮合結構的複合化合物可為呱嗪、甲基呱嗪、羥乙基呱嗪、吡咯烷及四氧嘧啶等，並不局限於此。也可單獨使用上述化合物中一種或及混合使用兩種以上的上述化合物。
上述蝕刻抑制劑相對於蝕刻液組合物的總重量，其含量為0.1至5重量%，優選為0.1至2重量%。蝕刻抑制劑不足0.1重量%時，難以調節蝕刻速度，能降低蝕刻錐角的調節，致使工程效率較低，無法實現量產；若超出5重量%，會減慢蝕刻速度，無效率性。
c)螯合劑
本發明的蝕刻液組合物中的螯合劑與在蝕刻過程中產生銅及鉬合金離子形成螯合，並使其非活性化，從而抑制蝕刻液中過氧化氫的分解反應。若本發明的蝕刻液組合物中不添加螯合劑，那麼在蝕刻進行過程中，被酸化的金屬離子無法實現非活性化，其可促進蝕刻液組合物中的過氧化氫進行分解反應，可導致發熱及爆炸。
螯合劑是在分子內與氨基一起，含有羧酸基或磷酸基的化合物。可為亞氨基二乙酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三亞甲基膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二磷酸、乙二胺四甲撐磷酸、二亞乙基三胺五亞甲基磷酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸及甘氨酸等，可為其中一種，也可以是混合使用其中兩種以上的化合物。
相對於整體組合物的總重量，優選為其含量為0.1至5重量%，更優選為0.1至3重量%。若不足0.1重量%時，可進行非活性化的金屬離子量很少，從而使其抑制過氧化氫進行分解反應的效能減弱；若超出5重量%時，會形成多餘的螯合，使金屬離子非活性化的效果不佳，影響工程效率。
e)蝕刻添加劑
蝕刻添加劑起到輔助氧化銅、鉬及鉬合金的作用，可改善蝕刻輪廓。所述蝕刻添加劑可為無機酸、有機酸或其鹽，可為一種，也可混合使用兩種以 上。
具體來說，無機酸為硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸及氫氟酸；有機酸為醋酸、甲酸、丁酸、檸檬酸、乙醇酸、草酸、丙二酸、戊酸、丙酸、酒石酸、葡萄糖酸、甘氨酸、琥珀酸；上述的鹽是指上述有機酸和無機酸的鹽。
尤其是，硫酸鹽為硫酸氫鉀、硫酸氫鈉、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨等。
上述蝕刻添加劑的含量相對於蝕刻液組合物總量為0.1至5重量%，優選為0.1至3重量%，不足0.1重量%時，使用蝕刻液改善蝕刻輪廓的效果甚微；超出5重量%時，過量的蝕刻添加劑會導致蝕刻特性降低。
d)蝕刻添加劑
蝕刻添加劑起到輔助氧化銅、鉬及鉬合金的作用，可改善蝕刻輪廓。所述蝕刻添加劑可為無機酸、有機酸或其鹽，可為一種，也可混合使用兩種以上。
具體來說，無機酸為硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸及氫氟酸；有機酸為醋酸、甲酸、丁酸、檸檬酸、乙醇酸、草酸、丙二酸、戊酸、丙酸、酒石酸、葡萄糖酸、甘氨酸、琥珀酸；上述的鹽可為硫酸氫鉀、硫酸氫鈉、硫酸鈉、過硫酸鈉、硫酸鉀、過硫酸鉀、硫酸銨、過硫酸銨。
其中優選為可有效改善蝕刻特性的硫酸氫鉀。
上述蝕刻添加劑的含量相對於蝕刻液組合物總量為0.1至5重量%，優選為0.1至3重量%，不足0.1重量%時，使用蝕刻液改善蝕刻輪廓的效果甚微；超出5重量%時，過量的蝕刻添加劑會導致蝕刻特性降低。
e)氟化物
本發明的蝕刻液組合物中的氟化物在銅鉬合金同時蝕刻時，可提高鉬合金的蝕刻速度，減少尾巴長度，去除在蝕刻時所產生的鉬合金殘渣。鉬合金的尾部若增加則會降低明暗度，殘渣若餘留在基板及下部膜上的話，則會導致電短路、配線不良及明暗度降低，所以一定要去除殘渣。
本發明的氟化物是離解出F或HF2-離子的化合物，可為鉿、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋁、硼氟酸、氟化銨、氟化氫銨、氟化氫鈉、氟氫化鉀及氟硼酸銨等，也可以同時使用一種或兩種以上的上述氟化物。
相對於整體組合物的總重量，氟化物優選為其含量為0.01至2重量%，更優選為0.01至1重量%。若不足0.01重量%時，鉬合金的殘渣不能有效去除，若超出2重量%時，會蝕刻下部膜。
f)側蝕抑制劑
在同時蝕刻銅膜和鉬膜時，為了控制鉬或鉬合金膜的側蝕，通常減少蝕刻液組合物內氟化物的含量，或者增加蝕刻抑制劑的含量。但是，氟化物的含量較低時，會發生鉬或鉬合金的殘渣。增加蝕刻抑制劑時，會明顯降低銅的蝕刻速度，難於進行蝕刻工程。對此，使用嘌呤或其誘導體的側蝕抑制劑，可防止鉬或鉬合金膜殘渣的發生及銅蝕刻速度的減慢。
上述側蝕抑制劑包括在嘧啶和咪唑的縮合結構內，由氨基、羥基、羰基及甲基構成的群中含有1個以上作用基的化合物；因其包括在嘧啶和咪唑的縮合結構內，由氨基、羥基、羰基及甲基構成的群中含有1個以上作用基的化合物，對於鉬或鉬合金有卓越的吸附特性，其側蝕抑制效果明顯，可有效的改善蝕刻特性。
具體來說，上述側蝕抑制劑是選自由腺嘌呤、鳥嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌呤、可哥鹼、咖啡因、異鳥嘌呤、尿酸及其混合物構成的群中的嘌呤鹼。側蝕抑制劑也可為腺嘌呤、鳥嘌呤、異鳥嘌呤及其混合物。
相對於組合物的總重量，側蝕抑制劑的含量為0.01至2重量%，優選為0.05至2重量%。當其重量不足0.01重量%時，其抑制效果甚微；超出2重量%時，鉬或鉬合金的蝕刻速度明顯變慢，難於進行蝕刻工程。
g)水
本發明的蝕刻液組合物中所使用的水沒有特別的限定，優選為使用去離子水，更優選為使用水中去除離子後的比阻抗值為18MΩ/cm以上的去離子水。
上述水的含量使蝕刻液組合物的總重量達到100重量%。
h)其他添加劑
在本發明之銅膜和鉬膜之蝕刻液組合物中，為了提高蝕刻性能，還可以選用用於蝕刻液組合物中的任意一種添加劑。該添加劑可為雙氧水添加劑、 蝕刻穩定劑、玻璃蝕刻抑制劑等。可為其中一種或兩種以上混合使用。
上述雙氧水穩定劑是在蝕刻工程反復進行時，在蝕刻液內的金屬離子含量增高的情況下，可控制過氧化氫分解反應。具體來說，雙氧水穩定劑可使用磷酸鹽、二羥基醇類、胺類或其混合物。
蝕刻液組合物中包括雙氧水穩定劑時，相對於組合物的總重量，其含量為0.1至5重量%，優選為0.5至3重量%。雙氧水穩定劑不足0.1重量%時，控制過氧化氫反應的效果甚微，超出5重量%時，蝕刻性能降低。
具有上述構成的本發明的蝕刻液組合物在蝕刻銅膜和鉬膜時，可防止含有鉬的膜的側蝕發生，實現穩定的蝕刻工程，並可改善蝕刻偏差、蝕刻錐角及蝕刻直線度等蝕刻特性。因此，可將上述蝕刻液組合物用於構成液晶顯示器TFT的電極用金屬配線材料上，使用銅膜和鉬膜時，可使用蝕刻液組合物來形成金屬片配線圖案。
利用上蝕刻液組合物之銅膜和鉬膜的蝕刻方法可按照通常的方法進行。
具體來說，包括：在基板上沉積銅膜和鉬膜的步驟；在銅膜和鉬膜上形成光阻材料後進行圖案化的步驟；使用上述蝕刻液組合物，對形成圖案化光阻材料膜的銅膜和鉬膜進行蝕刻的步驟。在此，在基板上形成的銅膜和鉬膜的疊層順序不受特別限定。
此外，上述蝕刻方法還包括在基板和銅膜和鉬膜之間，即基板和銅膜之間或基板和含有鉬的膜之間，形成半導體結構物的步驟。上述半導體結構物可為液晶顯示裝置、等離子顯示面板等顯示裝置用半導體結構物。具體來說，上述半導體結構物是導電膜、非晶質或多晶質等膜中一層以上的膜，該半導體結構物依照通常的方法來製造。
接下來，詳細說明本發明所屬技術領域的技術人員易於實施的本發明的實施方式，本發明可以以多種形態實施，並不局限于本文的實施方式。
<實施例1至6及對比例1至3>
以下列表1所記載的成分含量，混合各成分，製成本發明實施例1至6及對比例1至3的組合物。
在上述表1中，ATZ：5-氨基四唑(5-aminotetrazole)，IDA：亞氨基二乙酸(iminodiacetic acid)，及PHS：硫酸氫鈉(Potassium hydrogen sulfate)，各成分的含量單位為重量份。
〈試驗例：蝕刻性能測試〉
為了評價本發明蝕刻液的效果，在玻璃基板上分別沉積厚度為5000Å的銅膜和鉬合金膜，然後進行光刻工程，形成圖案，製成試片。利用實施例1至6及對比例1至3的蝕刻液組合物及對比例的蝕刻液組合物，在可噴塗 的裝置(Mini-etcher ME-001)上進行蝕刻，在32攝氏度下維持120秒。
蝕刻後測定蝕刻結束點，針對是否發生蝕刻偏差、蝕刻錐角或鉬合金膜的側蝕等，可利用掃描電子顯微鏡(日立集團製造，S-4800)對前述銅鉬合金膜的蝕刻特徵的蝕刻進行觀察。其結果如表2所示。
如表2所示，對本發明實施例1至6和對比例1至3的蝕刻液組合物進行比較，可見其在蝕刻錐角、蝕刻偏差和蝕刻直線度上均具有良好的結果。
此外，為了觀察是否存在側蝕，利用實施例1和對比例1的蝕刻液組合物，使用掃描電子顯微鏡對蝕刻的銅膜和鉬膜的試片剖面進行觀察，其結果如圖1及圖2所示。
圖1是利用本發明實施方式1的蝕刻液組合物，對銅/鉬膜進行蝕刻後，使用掃描電子顯微鏡觀察到的試片剖面的照片；圖2是利用本發明比較例1的蝕刻液組合物，對銅/鉬膜進行蝕刻後，使用掃描電子顯微鏡觀察到的試片剖面的照片。
如圖1所示，利用實施例1的蝕刻液組合物進行蝕刻的結果，未觀察到鉬側蝕。但是利用對比例1的蝕刻液組合物，如圖2所示， 在銅膜下部，鉬向內陷入，發生了嚴重的側蝕。
此外，為了確認是否發生鉬殘渣，利用實施例1及對比例3的蝕刻液組合物有，對銅/鉬膜蝕刻後，使用傾斜掃描電子顯微鏡觀察試片剖面，其結果分別如圖3及圖4所示。
圖3是利用本發明實施方式1的蝕刻液組合物，對銅/鉬膜進行蝕刻後，使用傾斜掃描電子顯微鏡觀察到的試片剖面的照片；圖4是利用本發明比較例3的蝕刻液組合物，對銅/鉬膜進行蝕刻後，使用傾斜掃描電子顯微鏡觀察到的試片剖面的照片。
如圖3所示，利用實施例1的蝕刻液組合物時，沒有出現鉬殘渣，使用對比例3的蝕刻液組合物時，如圖4所示觀察到鉬殘渣。
有上述試驗結果可知，利用本發明的蝕刻液組合物對銅膜和鉬膜同時蝕刻時，可抑制含有鉬的膜的側蝕，可實現穩定的蝕刻工程，並可改善蝕刻錐度、蝕刻偏差及蝕刻直線度等蝕刻特性。
以上通過實施方式對本發明的特徵進行了詳細說明，本技術領域的技術人員須知，上述實施方式僅為說明本發明，本發明的技術並不局限於實施方式。本發明的保護範圍限定在本發明的權利範圍內。

Claims (10)

  1. 一種銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其特徵在於，相對於組合物的總重量，含有15至25重量%的過氧化氫；含有0.1至2重量%的蝕刻抑制劑，其選自分子內含有氧、硫及氮中至少一個以上的雜原子的單環式雜環化合物，具有所述單環式雜環和苯環縮合結構的複素環化合物及其混合物所構成的群；含有0.1至3重量%的螯合劑；含有0.1至3重量%的蝕刻添加劑，其為一種以上選自由無機酸、有機酸及其鹽構成群的化合物；含有0.01至1重量%的氟化物；含有0.05至2重量%的側蝕抑制劑，其包括具有嘧啶和咪唑的縮合結構的化合物，所述化合物含有1個以上的作用基，所述作用基選自由氨基、羥基、羰基及甲基構成的群，以及使組合物總重量達到100重量%的水；所述側蝕抑制劑係選自由腺嘌呤、鳥嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌呤、可哥鹼、咖啡因、異鳥嘌呤、尿酸及其混合物構成的群中的嘌呤鹼。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，所述蝕刻抑制劑選自由呋喃、噻吩、吡咯、惡唑、咪唑、吡唑、1,2,4-三氮唑、四唑、5-氨基四唑、甲基四唑、呱嗪、甲基呱嗪、羥乙基呱嗪、吡咯烷及四氧嘧啶、氧茚、苯並噻吩、吲哚、苯並咪唑、苯並吡唑、氨基四唑、甲基苯並三唑、氫甲基苯並三唑、羥甲基苯並三唑及其混合物所構成的群。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，所述螯合劑是在分子內與氨基一起，含有羧酸基或磷酸基的化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，所述螯合劑選自由亞氨基二乙酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三亞甲基膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二磷酸、乙二胺四甲撐磷酸、二亞乙基三胺五亞甲基磷酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸及甘氨酸及其混合物構成的群。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，所述添加劑選自由無機酸，有機酸，以及其鹽和其混合物所構成的群；所述無機酸包括硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸及氫氟酸，所述有機酸包括醋酸、甲酸、丁酸、檸檬酸、乙醇酸、草酸、丙二酸、戊酸、丙酸、酒石酸、葡萄糖酸、甘氨酸及琥珀酸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，所述蝕刻添加劑選自由硫酸氫鉀、硫酸氫鈉、硫酸鈉、過硫酸鈉、硫酸鉀、過硫酸鉀、硫酸銨、過硫酸銨及其混合物構成的群中的硫酸鹽。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，所述氟化物是離解出F-或HF2 -的化合物。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，所述氟化物選自由氟化氫、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋁、硼氟酸、氟化銨、氟化氫銨、氟化氫鈉、氟氫化鉀及氟硼酸銨及其混合物所構成的群。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，所述水是電阻率為18MΩ/cm以上的脫離子水。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物，其中，還包括添加劑，所述添加劑選自由雙氧水穩定劑、蝕刻穩定劑、玻璃蝕刻抑制劑及其混合物所構成的群。
TW103133053A 2013-10-02 2014-09-24 銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物 TWI605108B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130118194A KR101517013B1 (ko) 2013-10-02 2013-10-02 구리 및 몰리브덴 함유 막의 식각액 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201514278A TW201514278A (zh) 2015-04-16
TWI605108B true TWI605108B (zh) 2017-11-11

Family

ID=52789847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103133053A TWI605108B (zh) 2013-10-02 2014-09-24 銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101517013B1 (zh)
CN (2) CN104513981B (zh)
TW (1) TWI605108B (zh)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6516214B2 (ja) * 2015-03-20 2019-05-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 多層膜用エッチング液とエッチング濃縮液およびエッチング方法
KR102468320B1 (ko) * 2015-08-04 2022-11-18 동우 화인켐 주식회사 금속막 식각액 조성물
KR101695571B1 (ko) * 2015-11-19 2017-01-12 오씨아이 주식회사 과산화수소계 금속 식각용 조성물
JP6670934B2 (ja) * 2015-11-19 2020-03-25 オーシーアイ カンパニー リミテッドＯＣＩ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ． 銅エッチング用組成物及び過酸化水素系金属エッチング用組成物
TWI706056B (zh) * 2015-12-21 2020-10-01 日商三菱瓦斯化學股份有限公司 用來蝕刻包含銅及鉬之多層膜的液體組成物、利用此液體組成物的蝕刻方法與顯示器件之製造方法
KR102090243B1 (ko) * 2016-06-08 2020-03-17 주식회사 이엔에프테크놀로지 과수안정화제 및 이를 포함하는 식각 조성물
CN107587135A (zh) * 2016-07-08 2018-01-16 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种钼铝钼蚀刻液
KR102070323B1 (ko) * 2016-10-14 2020-01-29 주식회사 이엔에프테크놀로지 식각액 조성물
KR102404226B1 (ko) * 2016-10-31 2022-06-02 주식회사 이엔에프테크놀로지 식각 조성물
KR102568504B1 (ko) * 2016-12-16 2023-08-22 주식회사 동진쎄미켐 금속 배선 식각액 조성물
KR102096403B1 (ko) * 2017-09-18 2020-04-03 주식회사 이엔에프테크놀로지 식각액 조성물
CN107761099A (zh) * 2017-11-24 2018-03-06 江苏中德电子材料科技有限公司 一种面板行业高稳定性铜蚀刻液
CN107761098A (zh) * 2017-11-24 2018-03-06 江苏中德电子材料科技有限公司 一种面板行业环保型高稳定性新型铜蚀刻液
KR102639626B1 (ko) * 2018-03-09 2024-02-23 동우 화인켐 주식회사 은 박막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 및 금속 패턴의 형성 방법
KR102459685B1 (ko) * 2018-03-09 2022-10-27 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이용 어레이 기판의 제조방법, 및 디스플레이용 어레이 기판
KR102343735B1 (ko) 2018-03-09 2021-12-27 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이용 어레이 기판의 제조방법, 및 디스플레이용 어레이 기판
KR102368367B1 (ko) * 2018-03-15 2022-02-28 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판
JP7233217B2 (ja) * 2018-12-28 2023-03-06 関東化学株式会社 酸化亜鉛および銀を有する積層膜の一括エッチング液組成物
CN110938822A (zh) * 2019-11-14 2020-03-31 浙江工业大学 一种钼/铜复合金属层的蚀刻液、蚀刻方法与应用
CN111117626B (zh) * 2019-12-28 2021-06-22 苏州天承化工有限公司 一种闪蚀药水及其制备方法和应用
CN111286738A (zh) * 2020-01-17 2020-06-16 江阴江化微电子材料股份有限公司 一种酸性铜蚀刻液的生产工艺
CN114318344A (zh) * 2020-09-29 2022-04-12 上海飞凯材料科技股份有限公司 一种蚀刻组合物及其应用
CN114540816A (zh) * 2020-12-23 2022-05-27 上海飞凯材料科技股份有限公司 一种厚铜蚀刻组合物及其应用
CN112941516A (zh) * 2020-12-29 2021-06-11 苏州运宏电子有限公司 一种精控式蚀刻液及其蚀刻方法
CN113529085A (zh) * 2021-07-15 2021-10-22 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 蚀刻液和蚀刻方法
CN113774382B (zh) * 2021-08-30 2024-01-16 漳州思美科新材料有限公司 一种CuNi-Al-Mo蚀刻液
CN114381734B (zh) * 2021-12-01 2022-09-27 达高工业技术研究院(广州)有限公司 用于蚀刻铜双层金属配线结构的蚀刻液组合物及制备方法、应用和制造薄膜阵列基板的方法
CN116180082A (zh) * 2022-12-26 2023-05-30 Tcl华星光电技术有限公司 蚀刻液组成物
CN115948744A (zh) * 2022-12-27 2023-04-11 天津美泰真空技术有限公司 一种微电子用金属膜蚀刻液及其应用
CN116219439A (zh) * 2023-01-31 2023-06-06 上海盛剑微电子有限公司 一种蚀刻剂、其制备方法及应用
CN116770306B (zh) * 2023-06-28 2024-08-02 珠海市板明科技有限公司 一种用于载板的快速蚀刻添加剂及其应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10313517B4 (de) * 2003-03-25 2006-03-30 Atotech Deutschland Gmbh Lösung zum Ätzen von Kupfer, Verfahren zum Vorbehandeln einer Schicht aus Kupfer sowie Anwendung des Verfahrens
CN103258727B (zh) * 2007-12-21 2016-08-03 和光纯药工业株式会社 蚀刻剂、蚀刻方法及蚀刻剂制备液
CN102102206A (zh) * 2009-12-18 2011-06-22 鑫林科技股份有限公司 金属蚀刻液组合物及其蚀刻方法
KR20120044630A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 주식회사 동진쎄미켐 구리 함유 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
KR101270560B1 (ko) * 2010-11-12 2013-06-03 오씨아이 주식회사 금속막 식각용 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
CN104513981B (zh) 2019-04-09
KR20150039526A (ko) 2015-04-10
KR101517013B1 (ko) 2015-05-04
CN104513981A (zh) 2015-04-15
CN109136925A (zh) 2019-01-04
TW201514278A (zh) 2015-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI605108B (zh) 銅膜和鉬含有膜之蝕刻液組合物
TW201514342A (zh) 銅及鉬含有膜的蝕刻液組合物
TWI726995B (zh) 蝕刻液組合物
KR101333551B1 (ko) 구리와 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물
KR102058679B1 (ko) 구리막, 몰리브덴막 및 구리-몰리브덴 합금막의 식각액 조성물
TWI745379B (zh) 包含雙氧水穩定劑的蝕刻組合物
TWI542734B (zh) 銅鉬合金膜的蝕刻液組合物
JP6574221B2 (ja) エッチング液組成物
TWI526576B (zh) 銅／鉬膜或銅／鉬合金膜的蝕刻液組合物
TWI637040B (zh) 銅層及鈦層蝕刻液組成物，以及使用該組成物於製備液晶顯示器陣列基板之方法
KR101942344B1 (ko) 구리 및 몰리브덴 함유 막의 식각액 조성물
TWI733924B (zh) 蝕刻劑組成物之用途
TWI808965B (zh) 鈦層或含鈦層的蝕刻液組成物以及蝕刻方法
TW201518545A (zh) 液晶顯示器用陣列基板的製造方法
WO2019140809A1 (zh) 一种蚀刻液组合物
KR20120140481A (ko) 금속 배선 식각액 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법
KR102012426B1 (ko) 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102269327B1 (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TWI658123B (zh) 用於銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物及使用其製備用於液晶顯示器之陣列基板的方法
TW202035794A (zh) 蝕刻組合物及利用其的蝕刻方法
CN108950556B (zh) 蚀刻液组合物
KR20160005640A (ko) 복합금속막용 식각 조성물 및 이를 이용한 금속배선 형성방법
KR102384594B1 (ko) 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102368356B1 (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TW202039934A (zh) 蝕刻組合物及利用其的蝕刻方法