[发明专利]对包含铜及钼的多层薄膜进行蚀刻的液体组合物及使用其的蚀刻方法及显示装置的制造方法

说明书

本发明提供对包含铜及钼的多层薄膜进行蚀刻的液体组合物及使用其的蚀刻方法及显示装置的制造方法。根据本发明，能够提供一种液体组合物，其是用于对包含由以铜为主成分的物质形成的铜层及由以钼为主成分的物质形成的钼层的多层薄膜进行蚀刻的液体组合物，所述液体组合物包含(A)过氧化氢3～9质量％、(B)酸6～20质量％、(C)碱化合物(其中，不包括咖啡因)1～10质量％、及(D)咖啡因0.1～4质量％，并且pH值为2.5～5.0。

技术领域

本发明涉及在包含由以铜为主成分的物质形成的铜层及由以钼为主成分的物质形成的钼层的多层薄膜的蚀刻中使用、即使在高的铜浓度下也具有稳定的蚀刻性能的液体组合物及使用其的蚀刻方法、以及显示装置的制造方法。

背景技术

以往，作为平板显示器等显示装置的布线材料，通常使用铝或铝合金。但是，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会发生由布线电阻等特性引起的信号延迟的问题，有难以实现均匀的画面显示的倾向。

因此，采用由铜、铜合金等以铜为主成分的物质形成的布线作为电阻更低的材料的例子正在增加。但是，虽然以铜为主成分的物质具有电阻低这种优点，但另一方面存在如下问题：在栅极布线中使用的情况下，玻璃、二氧化硅、氮化硅等基底层与以铜为主成分的物质的密合性不充分，另外，在源极·漏极布线中使用的情况下，发生向作为其基底层的硅半导体膜的扩散等问题。因此，为了防止这种情况，对与玻璃等基底层的密合性高、还兼具不易发生向硅半导体膜扩散的阻隔性的阻隔膜的层叠进行了研究，作为该阻隔膜，大多使用钼、钼合金等以钼为主成分的物质等。

然而，包含以铜为主成分的物质的层叠膜通过溅射法等成膜工艺层叠在玻璃等基板上，接着经过将抗蚀剂等制成掩膜进行蚀刻的蚀刻工序而形成布线图案。图1示意性地例示出将预先形成有图案的抗蚀层1作为掩膜而对如下的多层薄膜进行蚀刻之后的布线截面形状，所述多层薄膜是层叠由以铜为主成分的物质形成的布线层2和由以钼为主成分的物质形成的阻隔层3而得到的。而且，该蚀刻工序的方式有使用蚀刻液的湿法(wet)和使用等离子体等蚀刻气体的干法(dry)。此处，对于湿法(wet)中使用的蚀刻液，不仅要求(i)高加工精度、(ii)蚀刻残渣少、(iii)对于作为蚀刻对象的包含铜的布线材料的金属的溶解，蚀刻性能稳定(浴寿命延长效果)等，为了与显示器的大型化及高分辨率化相对应，还要求(iv)获得将蚀刻后的布线截面形状设为规定范围内的蚀刻后的良好的布线截面形状。更具体而言，要求图1所示的布线层2的端部的蚀刻面与基底层4的基底材料形成的角度(锥角5)为20～60°的正锥形状，从抗蚀层1的端部到与设置在布线层2下的阻隔层3接触的布线端部为止的水平距离(CD损耗6)为2.0μm以下、优选为1.5μm以下。

专利文献1中公开了如下含铜及钼的膜的蚀刻液组合物：其包含(A)过氧化氢10～30质量％、(B)蚀刻抑制剂0.1～5质量％、(C)螯合剂0.1～5质量％、(C)添加剂0.1～5质量％、(D)氟化合物0.01～2质量％、(E)咬边抑制剂0.01～2质量％、且余量为水，作为底切抑制剂，例示了在嘧啶与咪唑的缩合结构内包含1个以上氨基、羟基、羰基、甲基的官能团的化合物。但是，专利文献1中公开的蚀刻液组合物没有提及关于过氧化氢的分解抑制效果。

另外，专利文献1中公开的蚀刻液组合物中添加有氟化合物。氟化合物使经常被用作基底层的玻璃等腐蚀，其结果产生光学特性变化等弊端，因此期望对玻璃等的损害小，进而不含有氟化合物的蚀刻液组合物。

另外，专利文献1中公开的蚀刻液组合物中包含10～30质量％这样较大量的过氧化氢。已知随着因反复蚀刻操作而使溶解于该蚀刻液组合物中的金属离子增加，过氧化氢的稳定性降低。该蚀刻液组合物中的过氧化氢的浓度降低剧烈的情况下，不能获得期望的蚀刻性能，此外，过氧化氢的补充量变多，在经济上不利。另外，因分解热的蓄积而导致分解速度急剧变快，由此发生蚀刻液组合物的沸腾及产生大量的氧气，有蚀刻装置变形、破裂的危险。