专利名称：蚀刻组合物的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种蚀刻组合物，该组合物用于形成构成电子设备用
阵列基板、特别是TFT-LCD (薄膜晶体管液晶显示器)用阵列基板的铜 配线。
背景技术：
在TFT-LCD用阵列基板等电子设备用阵列基板上具有栅极、栅极配 线、源极、源极配线、漏极、漏极配线等电极和配线，这些电极和配线 承担着向元件传递信号的作用。目前上述配线材料主要使用Al或Al合 金。Al或Al合金的配线由于形成氧化被膜、发生电迁移及向Si中扩散 等，因而不采用Al或Al合金单膜。S卩，为防止上述问题，有必要通过 上敷金属或设置下层来层积化，制成2层金属层或3层金属层来使用Al 或Al合金膜。作为用于该层积的金属种类，可以举出钼(以下也简写为 Mo)和Ti等，但从配线形成难易度方面出发，通常使用能够进行湿法蚀 刻的Mo。在用于将层积有Mo的2层以上Mo/Al金属层的Mo和Al同 时蚀刻的蚀刻组合物中， 一般使用由磷酸、硝酸和乙酸构成的混酸溶液。
但是，随着液晶电视等液晶显示装置的大型化，特别是在18英寸以 上的大面积且高分辨率的液晶显示装置中使用Al或Al合金的配线的话， 则因电阻而使信号传递延迟就成为了问题。为了解决该问题，提出了比 Al或Al合金电阻低、成本低的金属铜(以下也简写为Cu)配线作为配线材 料。
对于Cu配线来说，需防止向Si中扩散和密合性的问题以及防止氧 化被膜等，因此也和Al配线一样不能使用Cu单膜，有必要将Mo等作 为上敷金属或下层来层积化。至少为了防止扩散和密合性的问题以及防 止形成氧化被膜，有必要形成含有下层的2层金属层，因为Cu表层容易
形成氧化被膜，所以，优选进行上敷金属以形成3层金属层。合金化存 在使电阻升高的缺点，但也正在研究通过Cu的合金化来省去上敷金属和
下层的方法。
并且，Mo自身也容易生成氧化钼(钼酸)，因为没能形成钝态膜而缺 乏耐腐蚀性，所以，对形成钝态膜而具有耐腐蚀性的Mo合金也进行了研究。
如上所述，对于Cu或Cu合金与Mo的层积膜，以及对于Cu或Cu 合金与Mo合金的层积膜来说，能同时将Cu或Cu合金以及Mo或Mo 合金双方蚀刻的蚀刻组合物是必要的。但是，伴随Mo的合金化，与Mo 相比，Mo合金的蚀刻断面差别较大，用现有的蚀刻组合物进行蚀刻非常 困难。而且，如果对3层层积膜蚀刻，也容易发生电池腐蚀等，从而蚀 刻变得更加困难。利用用于A1配线的由磷酸、硝酸、乙酸构成的混酸溶 液，也能够调节Cu、 Mo和Mo合金各单膜的腐蚀速率，但由于层积膜 的各金属的蚀刻速率不同，Cu层的蚀刻量大，因此层积膜之中的Cu层 比Mo和Mo合金蚀刻量大，导致出现称为侧蚀的底切(undercut)形状的 现象等，使得蚀刻控制非常难。为了形成层积金属层的配线，不产生侧 蚀是必要的，在基板的制造工艺中，使用现有的混酸溶液不能对侧蚀进 行控制。
在专利文献1中公开了一种由硫酸、过氧化氢、乙酸钠以及余量的 水所构成的蚀刻组合物，在专利文献2中公开了一种由盐酸、无机酸或 者无机酸盐、过氧化氢以及余量的水所构成的Cu单膜用蚀刻液，作为无 机酸，公开了硫酸、磷酸、硝酸、硼酸，作为无机酸盐，公开了除硼酸 之外的上述无机酸的碱性盐和铜盐，这些都存在Cu侧蚀的问题。并且， 用Mo合金时Cu侧蚀的程度更大，所以，完全不适合制造工艺。并且， 作为蚀刻组合物，使用乙酸-过氧化氢水系以及过硫酸铵时也同样不适合。
作为能同时蚀刻所层积的Cu、 Mo的2层金属层的蚀刻组合物，已
知有氟化氢系溶液和氧系溶液。但是，氟化氢系蚀刻组合物也存在可对 用于阵列基板的玻璃基板和玻璃基板上作为绝缘膜的蒸镀硅氮化膜 (SiNx)或硅氧化膜(Si02)同时蚀刻的问题。
作为氧系溶液，在专利文献3中公开了一种蚀刻组合物，该组合物
含有从中性盐、无机酸和有机酸中选出的至少一种物质以及过氧化氢，
还公开了使用该组合物对Cu(Cu合金)和Mo —并进行蚀刻的内容。作为 中性盐，公开了KHS04、 KI04、 NaCl和KCl，作为无机酸，公开了盐酸、 硫酸、硝酸和磷酸，作为有机酸，公开了乙酸。但是，这样的组成使Cu 发生侧蚀，蚀刻控制非常困难。并且，在Mo合金的情况中，Cu侧蚀的 程度更大。因此，在制造工艺中，在形成层积膜的配线方面，完全不能 使用该蚀刻组合物。
这样，对Cu单膜的蚀刻组合物以及Cu(Cu合金)和Mo的2层层积 膜的蚀刻组合物进行了研究，但是，不发生侧蚀而得到令人满意的锥角 是很难的。
专利文献1:日本特开昭61-591号公报
专利文献2:日本特开昭51-2975号公报
专利文献3:日本特开2002-302780号公报
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种蚀刻组合物，在由Oi或Cu合金以 及Mo或Mo合金形成的2层以上层积金属层的蚀刻方面，所述蚀刻组合 物不发生侧蚀而能得到具有令人满意的锥角的蚀刻截面形状，而这在以 前的技术中是难以实现的。
本发明提供一种蚀刻组合物。所述蚀刻组合物含有从由水溶液为碱 性的磷酸盐和水溶液为碱性的羧酸盐组成的组中选出的至少一种盐、过 氧化氢和水，所述盐、过氧化氢和水是所述蚀刻组合物的必要成分，所 述蚀刻组合物用于同时蚀刻2层以上层积金属层的铜或铜合金以及钼或 钼合金，所述2层以上层积金属层由1层或2层以上铜或铜合金以及1 层或2层以上钼或钼合金形成。
(1)本发明的蚀刻组合物因具有上述构成，在由Cu或Cu合金以及 Mo或Mo合金形成的2层以上层积金属层的蚀刻方面，不发生侧蚀而能 得到具有令人满意的锥角的蚀刻截面形状，而这在以前的技术中是很难
实现的。
(2)本发明的蚀刻组合物因具有上述构成，而能够将由Cu或Cu合 金以及Mo或Mo合金形成的2层以上层积金属层的Cu或Cu合金以及 Mo或Mo合金同时蚀刻，因此能够减少工艺步骤。
图1是实施例 l(图1A : Mo5Nb/Cu/Mo5Nb和图 IB : MolONb/Cu/MolONb)、实施例2(图1C: MolONb/Cu/MolONb)的由Cu和 Mo合金构成的3层层积金属层经蚀刻处理后，其配线的截面锥形的附图 代用扫描电子显微镜照片(5万倍)。
图2是实施例3(Mo/Cu)的由Cu和Mo构成的2层层积金属层经蚀 刻处理后，其配线的截面锥形的附图代用扫描电子显微镜照片(5万倍)。
图3是比较例1的由Cu和Mo构成的3层层积金属层(图3A: Mo/Cu/Mo)以及由Cu和Mo合金构成的3层层积金属层(图3B: MolONb/Cu/MolONb)经蚀刻处理后，其配线的截面形状的附图代用扫描 电子显微镜照片(5万倍)。图中，双箭头水平线表示侧蚀宽度。
图4是比较例2(图4A: Mo/Cu/Mo，图4B: MolONb/Cu/MolONb， 图4C: Mo/Cu/Mo)、比较例3(图4D: Mo/Cu/Mo)、比较例4(图4E: Mo/Cu/Mo)的由Cu和Mo以及Mo合金构成的3层层积金属层经蚀刻处 理后，其配线的截面形状的附图代用扫描电子显微镜照片(l万倍)。图中， 双箭头水平线表示侧蚀宽度。
图5是比较例5的由Cu和Mo以及Mo合金构成的2层层积金属层 (图5C: Mo/Cu)和3层层积金属层(图5A: Mo/Cu/Mo，图5B: MolONb/Cu/MolONb)经蚀刻处理后，其配线的截面形状的附图代用扫描 电子显微镜照片(5万倍)。图中，双箭头水平线表示侧蚀宽度。
图6是比较例6的由Cu和Mo以及Mo合金构成的2层层积金属层 (图6C: Mo/Cu)和3层层积金属层(图6A: Mo/Cu/Mo，图6B: MolONb/Cu/MolONb)经蚀刻处理后，其配线的截面形状的附图代用扫描 电子显微镜照片(图6A: 5万倍，图6B: l万倍，图6C: 5万倍)。图中，
双箭头水平线表示侧蚀宽度。
图7是比较例7的由Cu和Mo构成的3层层积金属层(图7A: Mo/Cu/Mo)和由Cu和Mo合金构成的3层层积金属层(图7B: Mol0Nb/Cu/Mo 10Nb)经蚀刻处理后，其配线的截面形状的附图代用扫描 电子显微镜照片(l万倍)。图中，双箭头水平线表示侧蚀宽度。
具体实施例方式
上述磷酸盐如果是水溶液为碱性的磷酸盐则没有特别限定，例如， 可以举出磷酸三铵等碱性磷酸铵盐；磷酸三胺盐(磷酸三单乙醇胺盐、 磷酸三正丙醇胺盐、磷酸三异丙醇胺盐等)等碱性磷酸胺盐等，可以使用 其中的一种或2种以上。这些之中，优选磷酸三铵、磷酸三单乙醇胺盐 等磷酸三胺盐或者它们的组合。磷酸盐在蚀刻液中的浓度优选为1重量°/。 以上，如果该浓度低于1重量％，则因蚀刻速率变慢而不优选。对该浓度 的上限没有特别限定，但根据溶解量的上限，该浓度一般为20重量％以 下，更优选为15重量％以下。
上述羧酸盐如果是水溶液为碱性的羧酸盐则没有特别限定，例如， 可以举出乙酸胺盐(例如，乙酸单乙醇胺盐、乙酸正丙醇胺盐、乙酸异 丙醇胺盐等)；草酸二单乙醇胺盐等羧酸(除乙酸、草酸外，例如甲酸、丙 酸、丁酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、马来酸 等)的碱性胺盐。这些之中，特别优选乙酸单乙醇胺盐等乙酸胺盐。并且， 对碱性盐没有限定，碱金属盐(例如，乙酸钠、乙酸钾、柠檬酸三钠、柠 檬酸三钾等)和其他胺盐(例如，二乙醇胺的盐、三乙醇胺的盐)等即可。 可以使用其中的一种或2种以上。羧酸盐在蚀刻液中的浓度优选为1重 量％以上，如果该浓度小于1重量％，则因蚀刻速率变慢而不优选。对 该浓度的上限没有特别限定，但根据溶解量的上限，该浓度一般为20重 量％以下，更优选为15重量％以下。
在本发明中，采用上述磷酸盐的一种或2种以上、上述羧酸盐的一 种或2种以上、将上述磷酸盐的一种或2种以上以及上述羧酸盐的一种 或2种以上进行合用都是可以的。合用时盐在蚀刻液中的浓度优选为1重
量％以上，如果该浓度小于1重量％，则因蚀刻速率变慢而不优选。对
该浓度的上限没有特别限定，但根据溶解量的上限，该浓度一般为20重 量Q/^以下，更优选为15重量％以下。
对本发明中的过氧化氢在蚀刻液中的浓度没有特别限制，但优选为 0.5重量％以上，如果该浓度小于0.5重量％，则因蚀刻速率变慢而不优 选。对该浓度的上限没有特别限定，例如优选该浓度为35重量％以下， 更优选为20重量％以下。
在本发明中，水含量的上限是选自由水溶液为碱性的磷酸盐和水溶 液为碱性的羧酸盐组成的组中的至少一种盐与过氧化氢的合计量的剩余 量；在根据需要添加如下说明的其他成分时，所述水的含量的上限是所 添加的其他成分、上述盐和过氧化氢的合计量的剩余量。
对上述Cu合金没有特别限制，可以举出添加能提高Cu的耐腐蚀性 的元素而成的合金，例如，添加Ti、 Zr、 Cr、 V、 Nb、 Ni、 Ag、 Al、 Zn、 Sn的Cu合金。
对上述Mo合金没有特别限制，可以举出添加能提高Mo的耐腐蚀 性的元素而成的合金，例如，添加Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 W、 和Ni中的一种或2种以上的Mo合金。这些之中，特别优选MoNb合金、 MoTi合金、在这些合金中再添加Ni的Mo合金。
在本发明中，根据需要可以混合过氧化氢稳定剂。作为上述稳定剂， 例如，可以举出草酸等羧酸及其盐类；萘磺酸甲醛縮合物及其盐、聚 苯乙烯磺酸及其盐等聚砜化合物；膦酸；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、 乙二醇单丁醚等二醇醚类；甲醇、乙醇、正丙醇等低级饱和脂肪族醇类。
对该稳定剂在蚀刻液中的浓度没有特别限制，但优选该浓度在0.001重 量％ 1重量％的范围。但是，在上述必要成分中使用羧酸盐时，也可以 不特别混合过氧化氢稳定剂，但在不会对本发明的效果产生不良影响的 范围内，也可以再混合其它的一种以上的过氧化氢稳定剂。
并且，在对本发明的效果不产生不良影响的范围内添加表面活性剂， 能够提高润湿性，还能够消除蚀刻不均。对上述表面活性剂没有特别限 定，例如，可以举出属于非离子型的表面活性剂、亲油基团含氟的表面
活性剂及亲水基团含磺酸的表面活性剂等。对该表面活性剂在蚀刻液中
的浓度没有特别限制，优选该浓度为0.001重量％ 1重量％的范围。
而且，为了调整蚀刻时间和锥形，根据需要，可以添加公知的Cu 防腐蚀剂。作为上述Cu防腐蚀剂，例如，作为三唑系化合物，可以使用 1，2,3-三唑、1，2，4-三唑、5-苯基-l，2,4-三唑、5-氨基-l，2,4-三唑、苯并三唑、 l-甲基-苯并三唑或甲苯三唑。对Cn防腐蚀剂在蚀刻液中的浓度没有特别 限制，优选该浓度为0.001重量％ 1重量％的范围。
优选本发明的组合物的pH值为8 11。本发明的组合物不需要特别 调节pH值，根据需要，使用公知的pH调节剂就可以。
本发明的组合物用于将由1层或2层以上Cu或Cu合金以及1层或 2层以上Mo或Mo合金形成的2层以上层积金属层的Cu或Cu合金以及 Mo或Mo合金同时蚀刻。对上述2层以上层积金属层的层积构成没有特 别限定，只要是由Cu或Cu合金以及Mo或Mo合金形成的2层或3层 或4层以上的层积金属层即可，例如，可以是由Cu或Cu合金层/Mo或 Mo合金层形成的经层积构成的2层层积金属层，或者，由Mo或Mo合 金层/Cu或Cu合金层/Mo或Mo合金层形成的经层积构成的3层层积金 属层等；再具体地说，可以举出，例如，由Cu层/Mo或Mo合金层形成 的经层积构成的2层层积金属层(例如，Cu/Mo、 Cu/Mo合金)，或者，由 Mo或Mo合金层/Cu层/Mo或Mo合金层形成的经层积构成的3层层积 金属层(例如，Mo/Cu/Mo、 Mo合金/Cu/Mo合金、Mo/Cu/Mo合金等)。 本发明的组合物能够对Cu的蚀刻速率进行控制，同时即使因Mo的合金 化而使耐腐蚀性得到提高，也能够如下所述进行蚀刻控制。即，对由Mo 合金层/Cu或Cu合金层形成的经层积构成的2层层积金属层来说，作为 蚀刻的截面形状的锥形(锥角)与Mo合金种类没有关系，几乎见不出差异， 具有令人满意的锥形，能够防止Mo合金的侧蚀即底切形状。而且，对 于由Mo合金层/Cu或Cu合金层/Mo合金层形成的经层积构成的3层层 积金属层来说，能够根据合金种类调整其蚀刻速率，因此能够得到最佳 的锥形。与2层层积金属层相同，也能够防止下层的Mo合金的侧蚀。
实施例
下面，通过实施例更具体的对本发明进行说明，但以下的记载为专 门用于说明的，本发明不限于这些实施例。 实施例1
用2.5重量％磷酸三铵三水合物、1.5重量％乙酸单乙醇胺盐、1.5重 量％过氧化氢和余量的水来调制蚀刻组合物，使用调制出的蚀刻组合物 (pH为9.05)，使用经光致抗蚀剂图案化的3层层积金属层(Cu: 2000A， 各Mo合金500A，共计3000A)的基板，所述3层层积金属层是由Cu 与Mo合金(I)(添加了 5重量％Nb的Mo)或者由Cu与Mo合金(II)(添加了 10重量XNb的Mo)形成的Mo合金/Cu/Mo合金的层积金属层。在23"C的 处理温度进行蚀刻处理，处理的时间是直到金属层溶掉的时间 (Just.Etch.Time.)。通过在上述条件下的蚀刻处理，所得到的配线的截面锥 形的扫描电子显微镜照片分别如图1A(Mo5Nb/Cu/Mo5Nb)(使用Mo合金 (I))、图1B(Mol0Nb/Cu/Mol0Nb)(使用Mo合金(II))所示。
由图1A、图1B可知，能够同时蚀刻Cu和Mo合金的3层层积金属 层，并且没有侧蚀，得到良好的截面锥形。
实施例2
用2.5重量％磷酸铵三水合物、3.75重量％乙酸单乙醇胺盐、1.5重 量Q/^过氧化氢和余量的水来调制蚀刻组合物，使用调制出的蚀刻组合物 (pH为8.95)，使用经光致抗蚀剂图案化的由Cu和Mo合金(添加了 10重 量。/。Nb的Mo)形成的Mo合金/Cu/Mo合金的3层层积金属层(Cu: 2000A， 各Mo合金500A，共计3000A)的基板。在23X:的处理温度进行蚀刻处 理，处理的时间为直到金属层溶掉的时间(Just.Etch.Time.)。通过在上述条 件下的蚀刻处理，所得到的配线的截面锥形的扫描电子显微镜照片如图 1 C(Mo 10Nb/Cu/Mo 10Nb)所示。
由图1C可知，能够同时蚀刻Cu和Mo合金的3层层积金属层，并 且没有侧蚀，得到良好的截面锥形。
并且，Cu合金的蚀刻速率一般比Cu的蚀刻速率低，Cu合金的蚀刻 速率的控制也比Cu容易，所以，还同时利用了本发明的蚀刻溶液对包含 Cu合金膜的层积膜进行了蚀刻，在该情况中，也不存在侧蚀，可以得到
良好的截面锥形。 实施例3
用2.5重量％磷酸三铵三水合物、1.0重量％乙酸单乙醇胺盐、0.75重 量％过氧化氢和余量的水来调制蚀刻组合物，使用调制出的蚀刻组合物 (pH为9.07)，使用经光致抗蚀剂图案化的由Cu和Mo构成的Mo/Cu的2 层层积金属层(Cu: 3000A， Mo: 300A，共计3300A)的基板。在25。C的 处理温度进行蚀刻处理，处理的时间为直到金属层溶掉的时间 (Just.Etch.Time.)。通过在上述条件下的蚀刻处理，所得到的配线的截面锥 形的扫描电子显微镜照片见图2。
由图2可知，能够同时蚀刻Cu和Mo的2层层积金属层，并且没有 侧蚀，得到了良好的截面锥形。
比较例1
用23.2重量％磷酸、57.5重量％乙酸、3.3重量％硝酸和余量的水 来调制蚀刻组合物，使用调制出的蚀刻组合物，使用经光致抗蚀剂图案 化的由Cu和Mo、 Cu和Mo合金(添加了 10重量。/。Nb的Mo)形成的 Mo(Mo合金)/Cu/Mo(Mo合金)的3层层积金属层(Cu: 2000A， Mo和Mo 合金500A，共计3000A)的基板。在23匸的处理温度进行蚀刻处理，处 理的时间为直到金属层溶掉的时间(JustEtch.Time.)。所得到的配线的截面 锥形的扫描电子显微镜照片分别如图3A(Mo/Cu/Mo)、图 3B(Mo 10Nb/Cu/Mo 1 ONb)所示。
由图3可知，上层和下层的Mo(Mo合金)未溶而残留，而中间层的 Cu溶解了，因而能够观察到上层的Mo(Mo合金)垂下来的样子。这样， 用磷酸、乙酸、硝酸的混酸溶液也能蚀刻Cu、 Mo或Mo合金，但是出 现Cu的侧蚀，对于配线来说是不使用的形状。
比较例2
用5重量％硫酸、5.2重量％过氧化氢和余量的水来调制蚀刻组合物， 使用调制出的组合物，使用经光致抗蚀剂图案化的由Cu和Mo以及由 Cu和Mo合金(添加了 10重量。/。Nb的Mo)形成的Mo(Mo合金)/Cu/Mo(Mo 合金)的3层层积金属层(Cu: 2000A， Mo和Mo合金500A，共计3000A)
ii
的基板。在4(TC的处理温度进行蚀刻处理，处理的时间为直到金属层溶 掉的时间(Just.Etch.Time.)。在23°C的处理温度下也进行了同样的处理。 通过在上述条件下的蚀刻处理，所得到的配线的截面锥形的扫描电子显 微镜照片分别如图4A(Mo/Cu/Mo) 、 4B(MolONb/Cu/MolONb)、 4C(Mo/Cu/Mo)所示。比较例2是专利文献3中给出的配方的蚀刻组合物。
由图4A、 4B、 4C可知，上层和下层的Mo(Mo合金)未溶而残留， 中间层的Cu溶解了 ，因而能够观察到上层的Mo(Mo合金)垂下来的样子。 这样，Cu的侧蚀显著，对于配线来说是不使用的形状。在Cu与Mo合 金的层积金属层的情况中，Cu的侧蚀量的增加显著。而且，即使处理温 度在23。C(图4C)，也与处理温度40。C(图4A、图4B)的情况相同，发生 了Cu的侧蚀，并且蚀刻时间需要5分钟以上，不适合工业应用。
比较例3
将比较例2的蚀刻组合物的组成变更为5重量％硫酸、0.867重量％ 过氧化氢和余量的水，将蚀刻对象膜变更为经光致抗蚀剂图案化的由Cu 和Mo构成的Mo/Cu/Mo的3层层积金属层(Cu: 2000A， Mo: 500A，共 计3000A)的基板，除此以外，进行与比较例2同样的处理。所得到的配 线的截面锥形的扫描电子显微镜照片如图4D(Mo/Cu/Mo)所示。比较例3 是专利文献3中给出的配方的蚀刻组合物。
比较例4
将比较例2的蚀刻组合物的组成变更为5重量％硫酸、8.67重量％ 过氧化氢和余量的水，将蚀刻对象膜变更为经光致抗蚀剂图案化的由Cu 和Mo形成的Mo/Cu/Mo的3层层积金属层(Cu: 2000A， Mo: 500A，共 计3000A)的基板，除此以外，进行与比较案例2同样的处理。所得到的 配线的截面锥形的扫描电子显微镜照片如图4E(Mo/Cu/Mo)所示。比较例 4是专利文献3中给出的配方的蚀刻组合物。
由图4D、 4E可知，上层和下层的Mo未溶而残留，中间层的Cu溶 解了，因此能够观察到上层的Mo垂下来的样子。这样，比较例3、 4均 发生了 Cu的侧蚀，对于配线来说是不能使用的形状。从比较例2 4可 知，在Cu与Mo合金的层积金属层的情况中，Cu的侧蚀量的增加更加
显著。比较例2、 3、 4的各蚀刻组合物的成分相同但组成比不同。这些 蚀刻组合物与专利文献3中给出的以实施例图的曲线的两端值和中心值 表示的配方相当。 比较例5
用5重量％乙酸、5.2重量％过氧化氢和余量的水来调制蚀刻组合物， 使用调制出的蚀刻组合物，将蚀刻对象膜变更为经光致抗蚀剂图案化的 由Cu和Mo以及由Cu和Mo合金(添加了 10重量MNb的Mo)形成的 Mo(Mo合金)/Cu/Mo(Mo合金)的3层层积金属层(Cu: 2000A， Mo合金 500A，共计3000A)的基板、以及由Cu和Mo构成的Mo/Cu的2层层积 金属层(Cu: 2000A， Mo: 500A，共计2500A)的基板，除此以外，进行 与比较例2同样的处理。所得到的配线的截面锥形的扫描电子显微镜照 片分别如图5A(Mo/Cu/Mo)、图5B(MolONb/Cu/MolONb)、图5C(Mo/Cu) 所示。比较例5是专利文献3中给出的配方的蚀刻组合物。
由图5可知，上层和下层的Mo(Mo合金)未溶而残留，中间层的Cu 溶解了，因而能够观察到上层的Mo合金垂下来的样子(图5B)。还能够 观察到上层的Cu层溶解了，下层的Mo层未溶而残留的样子(图5C)。这 样，与比较例2相比，Cu的侧蚀量降低了，但是发生了Cu的侧蚀，对 于配线来说是不使用的形状。可知将Mo变更为Mo合金，发生Cu侧蚀 的倾向更明显。在2层层积金属层的情况中也同样发生了 Cu的侧蚀。
比较例6
将蚀刻组合物变更为由5重量XKHS04、 5.2重量％过氧化氢和余量 的水所调制出的蚀刻组合物，除此以外，进行与比较例5同样的处理。 所得到的配线的截面锥形的扫描电子显微镜照片如图6A(Mo/Cu/Mo)、图 6B(MolONb/Cu/MolONb)、图6C(Mo/Cu)所示。比较例6是专利文献3中 给出的配方的蚀刻组合物。
在比较例6中，上层和下层的Mo(Mo合金)未溶而残留，中间层的 Cu溶解了 ，因此能够观察到上层的Mo(Mo合金)垂下来或者巻边的样子 (图6A、图6B)。并且，还观察到上层的Cu层溶解了，下层的Mo层未 溶而残留的样子(图6C)。这样，与比较例5相同，Cu的侧蚀量多。对2
层层积金属层来说，也同样发生了 Cu的侧蚀。 比较例7
将蚀刻组合物变更为由2重量％乙酸、0.7重量％过氧化氢和余量的 水所调制出的蚀刻组合物，除此以外，进行与比较例2同样的处理。所 得到的配线的截面锥形的扫描电子显微镜照片如图7A(Mo/Cu/Mo)、图 7B(MolONb/Cu/MolONb)所示。比较例7是专利文献1中给出的配方的蚀
刻组合物。
在比较例7中，上层和下层的Mo(Mo合金)未溶而残留，中间层的 Cu溶解了，因此能够观察到上层的Mo(Mo合金)垂下来的样子(图7A、 图7B)。比较例7的蚀刻组合物与比较例5的蚀刻组合物的成分相同但组 成比不同。结果，与比较例5同样发生了Cu的侧蚀。
比较例8
将蚀刻组合物变更为由14重量XHC1、 11.7重量％硫酸、11.3重量％ 过氧化氢和余量的水所调制出的蚀刻组合物，除此之外，进行与比较例2 同样的处理。比较例8是专利文献2中给出的配方的蚀刻组合物。
在比较例8中发生了 Cu的侧蚀。
工业实用性
如上所述，本发明的蚀刻组合物能够用于价廉、低电阻、高品质的 Cu配线的形成。并且，也适用于Mo合金的层积膜，因而能够最大限度 地利用Cu的低电阻特性，能够生产出电阻小，工作特性被改善的电子设 备用大面积阵列基板。
权利要求
1. 一种蚀刻组合物，该组合物含有盐、过氧化氢和水，所述盐、过氧化氢和水为该组合物的必要成分，所述盐为选自由水溶液为碱性的磷酸盐和水溶液为碱性的羧酸盐组成的组中的至少一种盐，所述蚀刻组合物用于同时蚀刻2层以上层积金属层的铜或铜合金以及钼或钼合金，所述2层以上层积金属层是由1层或2层以上铜或铜合金以及1层或2层以上钼或钼合金形成的。
2. 如权利要求1所述的蚀刻组合物，其中，所述磷酸盐是选自由磷 酸三铵和磷酸三胺盐组成的组中的至少一种盐。
3. 如权利要求1 2任一项所述的蚀刻组合物，其中，所述羧酸盐 是乙酸胺盐。
4. 如权利要求1 3任一项所述的蚀刻组合物，其中，所述蚀刻组 合物的pH值为8 11。
5. 如权利要求1 4任一项所述的蚀刻组合物，其中，所述蚀刻组 合物用于同时蚀刻2层以上层积金属层的钼合金和铜，所述2层以上层 积金属层是由1层或2层以上铜以及1层或2层以上钼合金形成的。
全文摘要
本发明提供一种蚀刻组合物，该组合物在蚀刻含有Cu或Cu合金和Mo或Mo合金的层积金属层时，能够不发生侧蚀而得到具有令人满意的锥角的蚀刻截面形状，而这在以往的技术中是难以实现的。作为本发明的组合物的必要成分，含有选自由水溶液为碱性的磷酸盐和水溶液为碱性的羧酸盐组成的组中的至少一种盐、过氧化氢和水，所述蚀刻组合物用于同时蚀刻2层以上层积金属层的Cu或Cu合金以及Mo或Mo合金，所述2层以上层积金属层是由1层或2层以上Cu或Cu合金以及1层或2层以上Mo或Mo合金形成的。
文档编号C23F1/10GK101392376SQ20081014893
公开日2009年3月25日 申请日期2008年9月17日 优先权日2007年9月19日
发明者向喜广, 安江秀国, 山边崇史, 村田英夫, 西嶋佳孝 申请人:长瀬化成株式会社;日立金属株式会社