[发明专利]蚀刻液和使用其的蚀刻方法和使用该蚀刻方法得到的基板

说明书

提供：用于蚀刻层叠于基板上的多层薄膜的蚀刻液，所述基板使用选自玻璃、二氧化硅和氮化硅中的1种以上，所述多层薄膜包含以铜为主要成分的铜层和以钛为主要成分的钛层；和使用其的包含铜层和钛层的多层薄膜的蚀刻方法；以及使用该蚀刻方法得到的基板。一种蚀刻液，其为包含如下成分的水溶液且pH值为1.5～2.5：(A)过氧化氢的浓度为4.5～7.5质量％；(B)硝酸的浓度为0.8～6质量％；(C)氟化合物的浓度为0.2～0.5质量％；(D)唑类的浓度为0.14～0.3质量％；(E)特定的胺化合物的浓度为0.4～10质量％；和(F)过氧化氢稳定剂的浓度为0.005～0.1质量％。

技术领域

本技术涉及：用于蚀刻层叠于玻璃、二氧化硅或氮化硅基板上的多层薄膜的蚀刻液，所述多层薄膜包含以铜为主要成分的铜层和以钛为主要成分的钛层；和使用其的蚀刻方法。本发明的蚀刻液特别适合用于钛层上设有铜层的多层薄膜的蚀刻。

背景技术

一直以来，作为平板显示器等显示设备的布线材料，一般使用铝或者铝合金。然而，伴随着显示器的大型化及高分辨率化，这样的铝系的布线材料产生因布线电阻等特性而发生信号延迟的问题，有均匀的画面显示变得困难的倾向。

因此，作为电阻更低的材料，采用铜或以铜为主要成分的金属布线的例子逐渐增加。然而，铜具有电阻低的优点，另一方面，存在如下问题：在栅极布线(gate wiring)中使用铜的情况下，玻璃等基板与铜的密合性不充分，而且在源极/漏极布线中使用铜的情况下，有时产生向作为其基底的有机硅半导体膜的扩散。为了防止这样的问题，进行了配置有金属的阻隔层的层叠，所述金属与玻璃等基板的密合性高、且还兼具不易产生向有机硅半导体膜扩散的阻隔性，作为该金属，大多使用钛、氮化钛这样的钛系金属。

然而，以铜或铜合金为主要成分的层叠膜通过溅射法等成膜工艺层叠在玻璃、二氧化硅或氮化硅等(有时记作玻璃等)基板上，接着经由以保护层等为掩模进行蚀刻的蚀刻工序而形成电极图案。而且，该蚀刻工序的方式有使用蚀刻液的湿式(湿法)法和使用等离子体等蚀刻气体的干式(干法)法。此处，湿式(湿法)法中使用的蚀刻液要求如下特征：

(i)高加工精度、

(ⅱ)蚀刻残渣少、

(ⅲ)蚀刻不均少、

(ⅳ)对于包含作为蚀刻对象的铜的布线金属材料的溶解，蚀刻性能稳定，

以及，为了应对显示器的大型化和高分辨率化，要求：

(v)得到蚀刻后的布线形状为所期望范围的良好的布线形状。

更具体而言，如图1所示那样，强烈要求如下特征：铜布线层(2)端部的蚀刻面与下层的基板(4)所成的角度(锥角(5))为20°～60°的正锥形形状；从保护层(1)端部至与保护层相接触的布线层(2)端部为止的距离(顶部CD损耗(top CD loss)、a×2)为2.5μm以下；从保护层(1)端部至与设置于布线下的阻隔层(3)相接触的布线层(2)端部为止的距离(底部CD损耗(bottom CD loss)、b×2)为1.5μm以下，且阻隔层拖尾(tailing)(c×2)为0.4μm以下。

作为包含铜、以铜为主要成分的铜合金的层叠膜的蚀刻工序中使用的蚀刻液，例如专利文献1(日本特开2002-302780号公报)中记载了一种蚀刻液，其包含：选自中性盐、无机酸和有机酸中的至少1种、以及过氧化氢、过氧化氢稳定剂。

专利文献2(美国专利申请公开第2003/0107023号说明书)中提出了包含过氧化氢、有机酸、氟的蚀刻溶液。

专利文献3(国际公开第2011/021860号)中提出了包含过氧化氢、氟、有机膦化合物的蚀刻液等。