专利名称：金属层积膜用蚀刻液组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制作液晶显示器的栅极、源极和漏极的金属层积膜用蚀刻液组合物。
背景技术：
铝或在铝中添加钕、硅、铜等杂质的合金由于价格便宜，电阻低，被用作液晶显示器的栅极、源极和漏极材料。但是铝或铝合金与作为底层的玻璃基板的密合性较差，从而在铝或铝合金的下部使用钼或钼合金的膜形成层积膜而用作电极材料，并通过使用了磷酸等的蚀刻液进行一次性蚀刻。近年来钼或钼合金的价格高涨，从而钛或钛合金受到关注。但是，铝/钼层积膜蚀刻用的使用了磷酸等的蚀刻液不能蚀刻钛或钛合金。在半导体装置的制造工艺中蚀刻钛或钛合金的情况已知通常使用氢氟酸系蚀刻液(例如专利文献1)。另外，还已知有使用氨+过氧化氢系蚀刻液可以蚀刻以钛为主成分的金属薄膜(例如专利文献幻。进而，对钛/铝/钛层积膜进行蚀刻的情况报道了由氟化物和氧化剂构成的蚀刻液(专利文献3)。然而，将氢氟酸系蚀刻液用于铝/钛层积膜的蚀刻时，上部铝层的蚀刻量大幅超过下部钛层的蚀刻量，从而侧面蚀刻增大，产生如抗蚀剂图案的布线难以形成。将由氟化物和氧化剂构成的蚀刻液用于铝/钛层积膜的蚀刻的情况也是同样，最上层膜为铝的情况与最上层膜为钛的情况相比更容易受到试剂的影响，难以进行高精度的蚀刻处理。对于氨+ 过氧化氢系蚀刻液，铝和钛的蚀刻速率明显低，并且过氧化氢的稳定性由于碱性而降低，蚀刻液寿命短，从而并不实用。这样，并没有开发出对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻的适宜方法。现有技术文献专利文献1 特开昭59-1M726号公报专利文献2 特开平6-310492号公报专利文献3 特开2007-67367号公报专利文献4 特开平5491863号公报专利文献5 特开平9-3662号公报专利文献6 特开2007-75690号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种蚀刻液组合物及对金属层积膜进行一次性蚀刻的方法，所述蚀刻液组合物在对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行蚀刻时可以抑制侧面蚀刻，得到良好的截面形状。
为了解决上述课题，发明人进行刻苦研究的过程中发现通过在包含氟化物的蚀刻液中添加微量铁离子可以大幅地降低铝/钛层积膜的侧面蚀刻量，从而完成了本发明。S卩，本发明涉及一种蚀刻液组合物，其为包含氟化物和铁离子的蚀刻液组合物，其被用于对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。另外，本发明涉及上述蚀刻液组合物，其进一步包含选自硝酸、盐酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1种或2种以上。进而，本发明涉及上述蚀刻液组合物，其进一步包含亚磷酸和/或磷酸。进而，本发明涉及上述蚀刻液组合物，其特征在于pH为2以下。另外，本发明涉及上述蚀刻液组合物，其含有0. 01 0. 5mol/L浓度的氟化物以及 0. 0001 0. 05mol/L浓度的铁离子。进而，本发明涉及上述蚀刻液组合物，其含有合计0. 01 1. Omol/L浓度的选自硝酸、盐酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1种或2种以上。进而，本发明涉及上述蚀刻液组合物，其含有合计0. 001 0. lmol/L浓度的亚磷酸和/或磷酸。本发明还涉及一种蚀刻液组合物，其为包含0.01 0.5mol/L浓度的氢氟酸、 0. 0001 0. 05mol/L浓度的三价铁离子、0.01 1. Omol/L浓度的硝酸以及0. 001 0. lmol/L浓度的亚磷酸的蚀刻液组合物，其被用于对上部层积了由铝或铝合金构成的层、 下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。本发明涉及一种蚀刻方法，其使用包含氟化物和铁离子的蚀刻液组合物对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。本发明涉及上述方法，蚀刻液组合物进一步包含选自硝酸、盐酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1种或2种以上。另外，本发明涉及上述方法，蚀刻液组合物进一步包含亚磷酸和/或磷酸。进而，本发明涉及上述方法，其特征在于，蚀刻液组合物的pH为2以下。进而，本发明涉及上述方法，蚀刻液组合物包含0. 01 0. 5mol/L浓度的氟化物以及0. 0001 0. 05mol/L浓度的铁离子。进而，本发明涉及上述方法，蚀刻液组合物包含合计0. 01 1. Omol/L浓度的选自硝酸、盐酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1种或2种以上。进而，本发明涉及上述方法，蚀刻液组合物包含合计0. 001 0. lmol/L浓度的亚磷酸和/或磷酸。本发明还涉及一种蚀刻方法，其使用包含0. 01 0. 5mol/L浓度的氢氟酸、 0. 0001 0. 05mol/L浓度的三价铁离子、0.01 1. 0mol/L浓度的硝酸以及0. 001 0. lmol/L浓度的亚磷酸的蚀刻液组合物，对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。本发明中提供的蚀刻液组合物在对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行蚀刻时，由于包含微量的铁离子，可以大幅地抑制侧面蚀刻。
并且，本发明的蚀刻液组合物通过进一步添加pH调节剂或锥角调节剂等，不仅可以抑制侧面蚀刻，而且可以抑制钛残渣的产生和玻璃基板的浸蚀，可以在垂直 顺锥角范围调节截面形状，能够进行精度更高的蚀刻，具有优异的蚀刻特性。另外，通过使用上述蚀刻液组合物可以进行以往不能进行的，上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜的一次性蚀刻。
具体实施例方式下面详细地说明本发明。铁离子与氧化还原电位更低的(离子化倾向大)铝接触时，铁离子被还原(接受电子)而吸附在铝表面，铝被氧化(释放电子)而溶解。另外，三价铁离子具有促进铝溶解的效果，使用氯化铁的铝的蚀刻液等已经熟知(例如专利文献4和5)。但是，被蚀刻物为铝/钛层积膜的情况，钛膜随着铝膜消失会露出，由此在两金属膜间产生电池效果，促进了氧化还原电位更低的钛的蚀刻，铝成为接受电子的一侧，从而蚀刻速率降低。并且，随着铝膜的消失，吸附在铝膜表面的铁粒子游离，在钛膜蚀刻中及随后的过蚀刻处理中由于硝酸或氢氟酸的作用再次溶解，恢复成三价铁离子。也就是说，通过向蚀刻液添加铁离子，在上层铝膜的蚀刻中可以促进铝的蚀刻，钛膜露出后可以抑制铝的蚀刻。由此，可以抑制源于铝的过度溶解的侧面蚀刻，并且铁离子吸附后会再次溶解，从而可以再次利用为氧化剂。这样，通过将铁离子添加到铝/钛层积膜的蚀刻液中显示出超过用以往铝蚀刻液确认到的效果的效果。铁离子在上层铝膜的蚀刻中促进铝的蚀刻，在下层钛膜露出后不会参与蚀刻，从而具有抑制侧面蚀刻的效果。作为铁离子源只要是硝酸铁、氯化铁等在液体中解离出三价铁离子的化合物可以任意使用，优选硝酸铁。并且，使用硝酸亚铁、氯化亚铁等产生二价铁离子的化合物的情况也可以得到同等的添加效果。但是，二价铁离子由于被氧化成三价铁离子的氧化还原反应的影响，蚀刻液的初期性能被认为会发生变化等，由此优选三价的铁化合物为铁离子源。但是，大量地添加铁离子时有时会抑制钛的蚀刻，成为蚀刻时间延长和钛残渣发生的原因；过多时钛的蚀刻有时也会停止。由此，对应各种蚀刻液组成需要设定铁离子的添加量，使得其在降低侧面蚀刻、并且不发生钛残渣的范围。作为铁离子的配合量根据蚀刻液组成等而不同，优选为0. 0001 0. 05mol/L，更优选为0. 001 0. 03mol/L。在本发明的蚀刻液组合物中蚀刻铝和钛的主要是氟化物。氟化物可以任意地使用，优选氢氟酸或氟化铵。氟化物的配合量根据铝/钛层积膜的膜厚、期望的蚀刻时间而不同，优选为0. 01 0. 5mol/L，更优选为0. 03 0. 3mol/L。本发明的蚀刻液组合物中还可以添加pH调节剂。用本发明的蚀刻液组合物加工的铝/钛层积膜形成在玻璃基板上，但含有氟化物的蚀刻液会游离出氟化氢，从而浸蚀玻璃。通常氟化氢在蚀刻液中如下进行解离。
权利要求
1.一种蚀刻液组合物，其为包含氟化物和铁离子的蚀刻液组合物，其被用于对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。
2.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其进一步包含选自硝酸、盐酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1种或2种以上。
3.根据权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其进一步包含亚磷酸和/或磷酸。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的蚀刻液组合物，其特征在于，pH为2以下。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的蚀刻液组合物，其含有0.01 0. 5mol/L浓度的氟化物以及0. 0001 0. 05mol/L浓度的铁离子。
6.根据权利要求2 5中任一项所述的蚀刻液组合物，其含有合计0.01 1. Omol/L 浓度的选自硝酸、盐酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1种或2种以上。
7.根据权利要求3 6中任一项所述的蚀刻液组合物，其含有合计0.001 0. lmol/L 浓度的亚磷酸和/或磷酸。
8.一种蚀刻液组合物，其为包含0. 01 0. 5mol/L浓度的氢氟酸、0. 0001 0. 05mol/ L浓度的三价铁离子、0. 01 1. Omol/L浓度的硝酸以及0. 001 0. lmol/L浓度的亚磷酸的蚀刻液组合物，其被用于对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。
9.一种蚀刻方法，其使用包含氟化物和铁离子的蚀刻液组合物对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。
10.根据权利要求9所述的方法，蚀刻液组合物进一步包含选自硝酸、盐酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1种或2种以上。
11.根据权利要求9或10所述的方法，蚀刻液组合物进一步包含亚磷酸和/或磷酸。
12.根据权利要求9 11中任一项所述的方法，其特征在于，蚀刻液组合物的pH为2 以下。
13.根据权利要求9 12中任一项所述的方法，蚀刻液组合物包含0.01 0. 5mol/L 浓度的氟化物以及0. 0001 0. 05mol/L浓度的铁离子。
14.根据权利要求10 13中任一项所述的方法，蚀刻液组合物包含合计0.01 1. Omol/L浓度的选自硝酸、盐酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1种或2种以上。
15.根据权利要求11 14中任一项所述的方法，蚀刻液组合物包含合计0.001 0. lmol/L浓度的亚磷酸和/或磷酸。
16.一种蚀刻方法，其使用包含0. 01 0. 5mol/L浓度的氢氟酸、0. 0001 0. 05mol/L 浓度的三价铁离子、0. 01 1. 0mol/L浓度的硝酸以及0. 001 0. lmol/L浓度的亚磷酸的蚀刻液组合物，对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。
全文摘要
本发明涉及一种蚀刻液组合物、使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法，所述蚀刻液组合物为包含氟化物和铁离子的蚀刻液组合物，其被用于对上部层积了由铝或铝合金构成的层、下部层积了由钛或钛合金构成的层的金属层积膜进行一次性蚀刻。
文档编号H01L21/308GK102326235SQ201080008820
公开日2012年1月18日 申请日期2010年2月23日 优先权日2009年2月23日
发明者加藤勝, 永島和明, 野原正寛, 黑岩健次 申请人:关东化学株式会社, 夏普株式会社