蚀刻剂组合物以及用于蚀刻多层金属膜的方法技术

本发明专利技术涉及蚀刻剂组合物以及用于蚀刻多层金属膜的方法。具体而言，本发明专利技术涉及用于蚀刻多层金属膜的蚀刻剂组合物，其中所述多层金属膜包括由Cu或Cu合金组成的一或多个层和由Mo或Mo合金组成的一或多个层，且所述蚀刻剂组合物包含数量从约50wt%至约80wt%的磷酸；数量从约0.5wt%至约10wt%的硝酸；数量从约4wt%至约30wt%的醋酸；数量从约0.5wt%至约6wt%的含氯化合物；以及就所述蚀刻剂组合物的总重量而言占剩余量的水，以及用于通过使用所述蚀刻剂组合物蚀刻所述多层金属膜的方法。

【技术实现步骤摘要】
蚀刻剂组合物以及用于蚀刻多层金属膜的方法交叉参考相关申请本申请要求2012年7月24日提交的申请号为10-2012-0080621的韩国专利申请的权益。该在先申请的全部公开内容通过参考整体并入本文。
本公开涉及蚀刻剂组合物以及用于通过使用该蚀刻剂组合物蚀刻多层金属膜的方法。
技术介绍
作为具有低电阻值的金属电极，理想的是使用铜（Cu）。在铜膜下面形成钼（Mo）膜作为扩散阻挡膜，从而可制造和使用Cu/Mo双层膜状电极。通过蚀刻Cu/Mo双层膜，可形成和使用具有所希望图案的Cu/Mo双层膜。作为用于执行该蚀刻工艺的蚀刻剂组合物，基于过氧化氢的蚀刻剂组合物可被使用。例如，公开号为10-2006-0099089、名称为“Etchantformetallayersandmethodforetchingmetallayersusingthesameandmethodforfabricatingliquidcrystaldisplaydeviceusingtheetchant”的韩国专利提供了用于通过使用基于过氧化氢的蚀刻剂组合物蚀刻Cu/Mo双层膜的方法。然而，如果将基于过氧化氢的蚀刻剂组合物用作用于执行蚀刻工艺的蚀刻剂组合物，则会有其生命期相对较短的缺点。此外，会过度要求所用蚀刻剂组合物的净含量（netamount）且废液的数量会相应增加。如果基于过氧化氢的蚀刻剂组合物中含有金属，则该金属会引起过氧化氢的分解反应。因此，难于维持蚀刻剂组合物的稳定并相应地存在爆炸的危险。同时，电链应（galvanicreaction）是当不同种类的金属在溶液中或在大气中彼此接触时发生的反应。电链应意指这样一种反应，其中蚀刻率因电解液中不同种类的金属之间的电化学电动力的差异而显著改变。不同种类的金属之间的氧化还原反应速率通过溶液中不同种类的金属之间的相对势差确定。通常，在不同种类的金属中，溶液中具有高电化学势的金属作为阴极，使得还原反应成为主要的而蚀刻速率下降，且具有低势的金属作为阳极，使得氧化反应成为主要的而蚀刻速率提高。由于上述电链应，当含有不同种类的金属的多层金属膜（如Cu/Mo双层膜）被蚀刻时，会出现该膜的一部分被过度蚀刻的问题。为了解决这样的问题，不同种类的金属可分别用不同种类的蚀刻剂组合物进行蚀刻。然而，在这样的情况下，总体的蚀刻工艺变得复杂，导致制造成本和时间支出的增加。因此，会有产品的生产率和经济可行性恶化的问题。因此，会有开发新蚀刻剂组合物的需求，该新蚀刻剂组合物能够解决由基于过氧化氢的蚀刻剂组合物所引起的问题且能够预期其仅通过对含有铜和钼的多层金属膜（如Cu/Mo双层膜）执行一次湿法蚀刻工艺而拥有优异的蚀刻特征。
技术实现思路
[本专利技术要解决的问题]本专利技术人已发现在用含有磷酸、硝酸、醋酸、含氯化合物和水的蚀刻剂组合物执行蚀刻工艺的情况下，可解决由常规的基于过氧化氢的蚀刻剂组合物引起的问题，且也可解决因过高的铜蚀刻速率（如铜的过度蚀刻）、浸渍的锥角（taperangle）、相对于下层膜（lowerfilm）的步长（steplength）的产生等而由常规的基于磷酸的蚀刻剂组合物引起的问题。此外，本专利技术人已发现在使用本公开的蚀刻剂组合物的情况下，可预期仅通过对含有铜和钼的多层金属膜（如Cu/Mo双层膜）执行一次湿法蚀刻工艺便拥有优异的蚀刻特征。基于这些发现，本专利技术人完成了本公开。因此，本公开提供了用于蚀刻多层金属膜的蚀刻剂组合物以及用于通过使用所述蚀刻剂组合物蚀刻所述多层金属膜的方法，其中所述多层金属膜包括由Cu或Cu合金组成的一或多个层以及由Mo或Mo合金组成的一或多个层，且相对于所述蚀刻剂组合物的总重量，所述蚀刻剂组合物包含数量从约50wt%至约80wt%的磷酸；数量从约0.5wt%至约10wt%的硝酸；数量从约4wt%至约30wt%的醋酸；数量从约0.5wt%至约6wt%的含氯化合物；以及剩余量的水。但是，本公开要解决的问题不限于上述问题。虽然本文没有描述，但是本领域技术人员从接下来的描述中可清楚地明白本公开要解决的其它问题。[用于解决问题的方案]根据本公开的第一方面，提供有用于蚀刻多层金属膜的蚀刻剂组合物，其中所述多层金属膜包括由Cu或Cu合金组成的一或多个层和由Mo或Mo合金组成的一或多个层，且相对于所述蚀刻剂组合物的总重量，所述蚀刻剂组合物包含数量从约50wt%至约80wt%的磷酸；数量从约0.5wt%至约10wt%的硝酸；数量从约4wt%至约30wt%的醋酸；数量从约0.5wt%至约6wt%的含氯化合物；以及剩余量的水。利用常规的基于磷酸的铜蚀刻剂，铜部分的蚀刻速度因硝酸作为主要氧化剂且难于控制而非常高。此外，在对磷酸添加有机/无机添加剂以便控制铜蚀刻速率的情况下，不可能获得大的效果。因此，在本公开中，不是添加常规被用作腐蚀抑制剂的有机/无机添加剂，而是通过使用氯离子作为能够降低铜蚀刻速率的另一氧化剂，可有效地控制铜蚀刻速率且还可均匀地蚀刻多层金属膜（如Cu/Mo双层膜）。根据本公开的第二方面，提供有用于蚀刻多层金属膜的方法，且所述方法包括如下步骤：在沉积在衬底上的所述多层金属膜上形成具有预定图案的光刻胶膜的步骤；通过使用蚀刻剂组合物和作为掩模的所述光刻胶膜来蚀刻所述多层金属膜而形成金属布线图案的步骤；以及移除所述光刻胶膜的步骤。在此，所述多层金属膜包括由Cu或Cu合金组成的一或多个层和由Mo或Mo合金组成的一或多个层，且相对于所述蚀刻剂组合物的总重量，所述蚀刻剂组合物包含数量从约50wt%至约80wt%的磷酸；数量从约0.5wt%至约10wt%的硝酸；数量从约4wt%至约30wt%的醋酸；数量从约0.5wt%至约6wt%的含氯化合物；以及剩余量的水。[本专利技术的有益效果]如果蚀刻工艺通过使用本公开的蚀刻剂组合物而执行，则可有效地解决由常规的基于过氧化氢的蚀刻剂引起的问题。具体而言，常规的基于过氧化氢的蚀刻剂具有其生命期相对较短的缺点。此外，会过度要求所使用的蚀刻剂的净含量且废液的数量会相应增加。如果基于过氧化氢的蚀刻剂中含有金属，则该金属会引起过氧化氢分解反应。因此，难于维持蚀刻剂组合物的稳定并相应地存在爆炸的危险。本公开的蚀刻剂组合物未显示上述问题。进一步地，在使用本公开的蚀刻剂组合物的情况下，可预期仅通过对含有铜和钼的多层金属膜（如Cu/Mo双层膜）执行一次湿法蚀刻工艺便拥有优异的蚀刻特征。具体而言，如果通过使用本公开的蚀刻剂组合物对多层膜执行蚀刻工艺，则同时可改善包括蚀刻的终点检测（EPD）、蚀刻速率、CD偏斜、步长、锥角等的蚀刻特征。常规蚀刻剂组合物的问题之一是因过高的蚀刻速率而难以将蚀刻剂组合物商业化以及将其用于批量生产。如果通过使用本公开的蚀刻剂组合物执行蚀刻工艺，则含氯化合物具有充分控制蚀刻速率的功能。因此，蚀刻速率可被充分控制到秒且本公开的蚀刻剂组合物在商业化和批量生产方面具有优点。此外，本公开的蚀刻剂组合物具有相对较长的生命期，并因此它具有高的经济可行性且可被商业使用。本公开的蚀刻剂组合物不仅可被用于蚀刻Cu/Mo双层膜，而且可被用于蚀刻各种多层金属膜。所述多层金属膜可包括但不限于由Cu或Cu合金组成的一或多个层和由Mo或Mo合金组成的一或多个层。除此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蚀刻多层金属膜的蚀刻剂组合物，其中所述多层金属膜包括由Cu或Cu合金组成的一或多个层和由Mo或Mo合金组成的一或多个层，以及相对于所述蚀刻剂组合物的总重量，所述蚀刻剂组合物包括：数量从约50wt%至约80wt%的磷酸；数量从约0.5wt%至约10wt%的硝酸；数量从约4wt%至约30wt%的醋酸；数量从约0.5wt%至约6wt%的含氯化合物；以及剩余量的水。

【技术特征摘要】
2012.07.24 KR 10-2012-00806211.一种用于蚀刻多层金属膜的蚀刻剂组合物，其中所述多层金属膜包括由Cu或Cu合金组成的一或多个层和由Mo或Mo合金组成的一或多个层，以及相对于所述蚀刻剂组合物的总重量，所述蚀刻剂组合物包括：数量从50wt％至80wt％的磷酸；数量从0.5wt％至10wt％的硝酸；数量从4wt％至30wt％的醋酸；数量从0.5wt％至6wt％的含氯化合物；以及剩余量的水，其中所述由Cu或Cu合金组成的一或多个层与所述由Mo或Mo合金组成的一或多个层的厚度比在从5:1至600:1的范围内。2.如权利要求1所述的蚀刻剂组合物，其中，相对于所述蚀刻剂组合物的总重量，所述蚀刻剂组合物包括：数量从60wt％至70wt％的磷酸；数量从0.5wt％至4wt％的硝酸；数量从4wt％至20wt％的醋酸；数量从0.5wt％至2wt％的含氯化合物；以及剩余量的水。3.如权利要求1所述的蚀刻剂组合物，其中所述含氯化合物包括HCl、LiCl、NaCl、KCl、NH4Cl、CuCl2、FeCl2、FeCl3、CaCl2、CoCl2、NiCl2、ZnCl2、AlCl3、BaCl2、BeCl2、BiCl3、CdCl2、CeCl2、CsCl2、CrCl3和H2PtCl3中的至少一者。4.如权利要求1所述的蚀刻剂组合物，其中所述蚀刻剂组合物包含两或更多种不同种类的所述含氯化合物。5.如权利要求1所述的蚀刻剂组合物，其中所述蚀刻剂组合物的温度在从35℃至70℃的范围内。6.一种用于蚀刻多层金属膜的方法，所述方法包括：在沉积在衬底上的所述多层金属膜上形成具有预定图案的光刻胶膜的步骤；通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宗铉，
申请(专利权)人：攀时欧洲公司，
类型：发明
国别省市：