包含铜和钼的多层膜的蚀刻中使用的液体组合物、和使用该液体组合物的基板的制造方...的制作方法_3

文档序号:9400903阅读:来源:国知局
、3-氨基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1-二甲基氨基-2-丙醇、2-(2-氨基 乙氧基)乙醇、吗啉和4-(2-羟基乙基)吗啉。特别优选1-氨基-2-丙醇、2-(甲基氨基) 乙醇、2-(二甲基氨基)乙醇、2-甲氧基乙基胺、3-氨基-1-丙醇和吗啉。
[0086] 胺化合物((C)成分)优选在液体组合物Ikg中以0. 1~5摩尔的范围含有,更优 选为0. 2~5摩尔的范围,特别优选为0. 2~4摩尔的范围。
[0087] 另外,胺化合物((C)成分)相对于铜离子供给源((B)成分)的配混比以摩尔基 准计优选为1~40的范围、更优选为1~20的范围、特别优选为2~20的范围。如果本 发明的液体组合物中的胺化合物((C)成分)的含量为上述范围内,则可以得到更进一步良 好的蚀刻速度和布线形状。
[0088] (D)羧酸根离子供给源
[0089] 本发明的液体组合物可以根据需要包含羧酸根离子供给源(以下,有时简单称为 (D)成分)。羧酸根离子供给源具有作为针对铜离子的配体的作用,具有以下功能:提高对 包含铜和钼的多层膜进行蚀刻的液体组合物的稳定性,且实现蚀刻速度的稳定化。另外,还 有以下效果:在蚀刻后的水冲洗工序时,抑制用水稀释液体组合物时析出的残渣产生。
[0090] 作为羧酸根离子供给源((D)成分),只要能够供给羧酸根离子就没有特别限制, 例如可以优选举出:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸等单羧酸;草酸、丙二酸、琥珀酸、马来 酸等二羧酸;甘氨酸、丙氨酸等氨基羧酸;乙醇酸、乳酸、2-羟基异丁酸、柠檬酸、酒石酸、苹 果酸等羟基羧酸和这些羧酸的盐等。这些羧酸根离子供给源可以单独使用,或混合多种使 用。
[0091] 另外,乙酸酐或丙酸酐、马来酸酐等羧酸酐与水反应而生成羧酸,因此羧酸酐也可 以适合用作(D)成分。
[0092] 另外,乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、琥珀酸二甲 酯和琥珀酸二乙酯等羧酸酯通过水解反应生成羧酸,因此羧酸酯可以适合用作(D)成分。
[0093] 上述中,从购买的容易性等方面出发,更优选乙酸、丙酸、乙醇酸、丙二酸、琥珀酸、 乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸;这些羧酸的盐;和乙酸酐,特别优选乙酸、乙酸酐、乙醇酸、 丙二酸、琥珀酸、乳酸、柠檬酸。
[0094] 另外,乙酸铜等羧酸铜盐具有作为(D)成分的功能,而且也作为前述铜离子供给 源而发挥功能。例如,本发明的液体组合物中包含羧酸的铜盐时,(D)成分的含量变为将其 它羧酸根离子供给源和羧酸的铜盐总计的含量。
[0095] 进而,乙酸酐或丙酸酐等羧酸2分子脱水缩合的形态的羧酸酐与水反应而生成2 分子羧酸,因此,包含这些羧酸酐作为(D)成分时,(D)成分的含量定义为以羧酸酐的含量 的2倍量为⑶成分的含量。
[0096] 羧酸根离子供给源((D)成分)在液体组合物Ikg中优选以0. 05~5摩尔的范围 含有,更优选为〇. 1~5摩尔的范围,特别优选为0. 1~4摩尔的范围。
[0097] 另外,羧酸根离子供给源((D)成分)相对于铜离子供给源((B)成分)的配混比 以摩尔基准计优选为0. 05~20的范围,更优选为0. 1~20的范围,特别优选为0. 2~20 的范围。如果本发明的液体组合物中的羧酸根离子供给源((D)成分)的含量为上述范围 内,则蚀刻速度和布线形状变得良好。
[0098] (E)钼酸根离子供给源
[0099] 本发明的液体组合物也可以根据需要包含钼酸根离子供给源(以下,有时简单称 为(E)成分)。钼酸根离子供给源具有以下作用:调节包含铜和钼的多层膜的蚀刻速度的 作用、控制蚀刻而调节布线截面形状的作用。蚀刻工序中使用的液体组合物随着钼的溶解 而钼酸根离子的浓度上升。因此,通过在液体组合物中预先含有(E)成分,从而可以减小钼 酸根离子的浓度上升时的蚀刻特性(蚀刻速度、蚀刻形状和液体组合物的稳定性等)的变 动。
[0100] 作为钼酸根离子供给源,只要能够供给钼酸根离子就可以没有特别限制地使用。 作为这样的钼酸根离子,只要为可溶于液体组合物中的离子物质就没有特别限制,除了离 子内包含1个钼原子的正钼酸根离子之外,也可以为离子内包含7个钼原子的仲钼酸根离 子等异聚钼酸根离子或、离子内包含杂元素的杂聚钼酸根离子。
[0101] 作为钼酸根离子供给源,例如除了钼之外,可以优选举出:钼酸铵、钼酸钠、钼酸 钾等钼酸盐;磷钼酸铵、硅钼酸铵等杂聚钼酸盐;氧化钼、钼蓝等氧化物、氢氧化物;硫化钼 等。这些钼酸根离子供给源可以单独使用,或也可以组合多种使用。
[0102] 其中,更优选钼、钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾和氧化钼,特别优选钼、钼酸铵和氧化钼。
[0103] 本发明的液体组合物中的钼酸根离子供给源((E)成分)的含量是通过换算为离 子内包含1个钼原子的正钼酸根离子的含量而算出的。例如,作为钼酸根离子供给源((E) 成分),使用离子内包含7个钼原子的七钼酸六铵等时,七钼酸六铵的含量的7倍量作为钼 酸根离子供给源((E)成分)的含量。
[0104] 钼酸根离子供给源((E)成分)在液体组合物Ikg中以正钼酸根离子换算计优 选以IX 10 6~9X10 2摩尔的范围含有,更优选IX 10 5~9X10 2摩尔的范围,特别优选 2X10 5~9X10 2摩尔的范围。如果本发明的液体组合物中的钼酸根离子供给源((E)成 分)的含量为上述范围内,则可以得到更进一步良好的蚀刻速度和布线截面形状。
[0105] 另外,按照钼酸根离子供给源((E)成分)相对于铜离子供给源((B)成分)的配 混比以摩尔基准计与蚀刻工序中溶解于液体组合物的铜离子与钼酸根离子的摩尔比为同 等程度的方式添加钼酸根离子供给源((E)成分),从而可以减小由铜和钼的溶解导致的蚀 刻特性的变动。
[0106] 上述本发明的液体组合物的pH可以为4~9的范围。通过将液体组合物的pH的 范围设为上述的范围,从而蚀刻速度和布线截面形状变得更进一步良好。PH小于4时,有钼 的去除性降低的倾向,故不优选。另一方面,pH超过9时,有蚀刻速度降低的倾向,因此生 产率降低,不优选。液体组合物的优选pH的范围为pH4~9。
[0107] (F) pH 调节剂
[0108] 为了调节pH值,本发明的液体组合物可以根据需要包含pH调节剂(以下,有时简 单称为(F)成分)。作为pH调节剂(F成分),只要不妨碍上述液体组合物的效果就没有特 别限制,例如可以优选举出:氨;氢氧化钠、氢氧化钾等金属氢氧化物;异丙基胺、叔丁基胺 等胺类;羟基胺等羟基胺类;四甲基氢氧化铵等烷基铵氢氧化物;盐酸、硫酸、硝酸、磷酸和 高氯酸等无机酸;甲磺酸和三氟甲磺酸等磺酸等。这些PH调节剂可以单独使用,或也可以 组合多种使用。其中,更优选氨、氢氧化钾、异丙基胺、叔丁基胺、四甲基氢氧化铵、硝酸、硫 酸、磷酸、高氯酸。但是,氨、氢氧化钠和氢氧化钾有降低钼去除性的倾向,因此优选为少量。
[0109] 本发明的液体组合物中,胺化合物也作为pH调节剂发挥功能而包含于(C)成分。 另外,羧酸也作为PH调节剂发挥功能而包含于(D)成分。
[0110] 本发明的液体组合物中的pH调节剂的含量以液体组合物的pH为目标值的方式根 据其它成分的含量来适当确定。
[0111] 本发明的液体组合物除了上述(A)~(C)成分和根据需要添加的(D)~(F)成分 之外,可以以不损害上述液体组合物的效果的范围包含水、其它蚀刻用的液体组合物中通 常使用的各种添加剂。例如,作为水,优选通过蒸馏、离子交换处理、过滤器处理、各种吸附 处理等去除了金属离子、有机杂质、微粒颗粒等的水,更优选纯水,特别优选超纯水。
[0112] 本发明的液体组合物可以包含作为铜的蚀刻速度调节剂的公知添加剂。例如,作 为铜的蚀刻速度抑制剂,可以包含:苯并三唑、5-氨基-IH-四唑、咪唑、吡唑之类的唑化合 物和磷酸等。另外,作为铜的蚀刻速度的上升剂,可以包含氯化物离子、溴化物离子等卤素 化物离子。
[0113] <包含铜和钼的多层膜的蚀刻方法>
[0114] 本发明的蚀刻方法为对包含铜和钼的多层膜进行蚀刻的方法,包括使上述液体组 合物与前述多层膜接触的工序。根据本发明的方法,可以一并、且以良好的蚀刻速度蚀刻包 含铜和钼的多层膜。另外,根据本发明的优选方案,如上述那样,可以得到锥形角为15~75 度且底部⑶损失为〇~2. 5 y m那样的多层膜布线截面形状。
[0115] 本发明的蚀刻方法以包含铜和钼的多层膜作为蚀刻对象物。本发明的优选方案 中,作为蚀刻对象物的多层膜具有包括由铜或以铜作为主要成分的化合物组成的层和由钼 或以钼作为主要成分的化合物组成的层的多层结构。作为多层膜,可以举出:将由铜或以铜 作为主要成分的化合物组成的层和由钼或以钼作为主要成分的化合物组成的层层叠而得 到的二层膜;将由钼或以钼作为主要成分的化合物组成的层、铜或以铜作为主要成分的化 合物的层和由钼或以钼作为主要成分的化合物组成的层层叠而得到的三层膜等。特别是, 按照由钼或以钼作为主要成分的化合物组成的层、由铜或以铜作为主要成分的化合物组成 的层、由钼或以钼作为主要成分的化合物组成的层的顺序层叠而得到的三层膜从能够有效 地发挥本发明的液体组合物的性能的观点出发特别优选。
[0116] 进而,本发明的蚀刻方法以在基板上层叠由铟、镓和锌组成的氧化物层(IGZO)、在 其上设有至少包括包含钼的层和包含铜的层的多层膜的多层膜布线基板作为蚀刻对象物。 特别是,在基板上层叠有由铟、镓和锌组成的氧化物层(IGZO)、按照由钼或以钼作为主要成 分的化合物组成的层、由铜或以铜作为主要成分的化合物组成的层、由钼或以钼作为主要 成分的化合物组成的层的顺序层叠而得到的膜结构从能够有效地发挥本发明的液体组合 物的性能的观点出发特别优选。
[0117] 对于铜或以铜作为主要成分的化合物,可以举出:铜(金属)或铜合金、或氧化铜、 氮化铜等。对于钼或以钼作为主要成分的化合物,可以举出:钼(金属)或钼合金、或其氧 化物、氮化物等。
[0118] 蚀刻对象物例如可以如下得到:在玻璃等基板上通过依次层叠由钼组成的层、由 铜组成的层和由钼组成的层而形成包括三层膜的多层膜,在其上涂布抗蚀剂,将期望的图 案掩模曝光转印,进行显影,
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