專利名稱：金屬層積膜用蝕刻液組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于制作液晶顯示器的柵極、源極和漏極的金屬層積膜用蝕刻液組合物。
背景技術：
鋁或在鋁中添加釹、硅、銅等雜質的合金由于價格便宜，電阻低，被用作液晶顯示器的柵極、源極和漏極材料。但是鋁或鋁合金與作為底層的玻璃基板的密合性較差，從而在鋁或鋁合金的下部使用鉬或鉬合金的膜形成層積膜而用作電極材料，并通過使用了磷酸等的蝕刻液進行一次性蝕刻。近年來鉬或鉬合金的價格高漲，從而鈦或鈦合金受到關注。但是，鋁/鉬層積膜蝕刻用的使用了磷酸等的蝕刻液不能蝕刻鈦或鈦合金。在半導體裝置的制造工藝中蝕刻鈦或鈦合金的情況已知通常使用氫氟酸系蝕刻液(例如專利文獻1)。另外，還已知有使用氨+過氧化氫系蝕刻液可以蝕刻以鈦為主成分的金屬薄膜(例如專利文獻幻。進而，對鈦/鋁/鈦層積膜進行蝕刻的情況報道了由氟化物和氧化劑構成的蝕刻液(專利文獻3)。然而，將氫氟酸系蝕刻液用于鋁/鈦層積膜的蝕刻時，上部鋁層的蝕刻量大幅超過下部鈦層的蝕刻量，從而側面蝕刻增大，產生如抗蝕劑圖案的布線難以形成。將由氟化物和氧化劑構成的蝕刻液用于鋁/鈦層積膜的蝕刻的情況也是同樣，最上層膜為鋁的情況與最上層膜為鈦的情況相比更容易受到試劑的影響，難以進行高精度的蝕刻處理。對于氨+ 過氧化氫系蝕刻液，鋁和鈦的蝕刻速率明顯低，并且過氧化氫的穩(wěn)定性由于堿性而降低，蝕刻液壽命短，從而并不實用。這樣，并沒有開發(fā)出對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻的適宜方法。現(xiàn)有技術文獻專利文獻1 特開昭59-1M726號公報專利文獻2 特開平6-310492號公報專利文獻3 特開2007-67367號公報專利文獻4 特開平5491863號公報專利文獻5 特開平9-3662號公報專利文獻6 特開2007-75690號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種蝕刻液組合物及對金屬層積膜進行一次性蝕刻的方法，所述蝕刻液組合物在對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行蝕刻時可以抑制側面蝕刻，得到良好的截面形狀。
為了解決上述課題，發(fā)明人進行刻苦研究的過程中發(fā)現(xiàn)通過在包含氟化物的蝕刻液中添加微量鐵離子可以大幅地降低鋁/鈦層積膜的側面蝕刻量，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明涉及一種蝕刻液組合物，其為包含氟化物和鐵離子的蝕刻液組合物，其被用于對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。另外，本發(fā)明涉及上述蝕刻液組合物，其進一步包含選自硝酸、鹽酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1種或2種以上。進而，本發(fā)明涉及上述蝕刻液組合物，其進一步包含亞磷酸和/或磷酸。進而，本發(fā)明涉及上述蝕刻液組合物，其特征在于pH為2以下。另外，本發(fā)明涉及上述蝕刻液組合物，其含有0. 01 0. 5mol/L濃度的氟化物以及 0. 0001 0. 05mol/L濃度的鐵離子。進而，本發(fā)明涉及上述蝕刻液組合物，其含有合計0. 01 1. Omol/L濃度的選自硝酸、鹽酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1種或2種以上。進而，本發(fā)明涉及上述蝕刻液組合物，其含有合計0. 001 0. lmol/L濃度的亞磷酸和/或磷酸。本發(fā)明還涉及一種蝕刻液組合物，其為包含0.01 0.5mol/L濃度的氫氟酸、 0. 0001 0. 05mol/L濃度的三價鐵離子、0.01 1. Omol/L濃度的硝酸以及0. 001 0. lmol/L濃度的亞磷酸的蝕刻液組合物，其被用于對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、 下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。本發(fā)明涉及一種蝕刻方法，其使用包含氟化物和鐵離子的蝕刻液組合物對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。本發(fā)明涉及上述方法，蝕刻液組合物進一步包含選自硝酸、鹽酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1種或2種以上。另外，本發(fā)明涉及上述方法，蝕刻液組合物進一步包含亞磷酸和/或磷酸。進而，本發(fā)明涉及上述方法，其特征在于，蝕刻液組合物的pH為2以下。進而，本發(fā)明涉及上述方法，蝕刻液組合物包含0. 01 0. 5mol/L濃度的氟化物以及0. 0001 0. 05mol/L濃度的鐵離子。進而，本發(fā)明涉及上述方法，蝕刻液組合物包含合計0. 01 1. Omol/L濃度的選自硝酸、鹽酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1種或2種以上。進而，本發(fā)明涉及上述方法，蝕刻液組合物包含合計0. 001 0. lmol/L濃度的亞磷酸和/或磷酸。本發(fā)明還涉及一種蝕刻方法，其使用包含0. 01 0. 5mol/L濃度的氫氟酸、 0. 0001 0. 05mol/L濃度的三價鐵離子、0.01 1. 0mol/L濃度的硝酸以及0. 001 0. lmol/L濃度的亞磷酸的蝕刻液組合物，對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。本發(fā)明中提供的蝕刻液組合物在對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行蝕刻時，由于包含微量的鐵離子，可以大幅地抑制側面蝕刻。
并且，本發(fā)明的蝕刻液組合物通過進一步添加pH調節(jié)劑或錐角調節(jié)劑等，不僅可以抑制側面蝕刻，而且可以抑制鈦殘渣的產生和玻璃基板的浸蝕，可以在垂直 順錐角范圍調節(jié)截面形狀，能夠進行精度更高的蝕刻，具有優(yōu)異的蝕刻特性。另外，通過使用上述蝕刻液組合物可以進行以往不能進行的，上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜的一次性蝕刻。
具體實施例方式下面詳細地說明本發(fā)明。鐵離子與氧化還原電位更低的(離子化傾向大)鋁接觸時，鐵離子被還原(接受電子)而吸附在鋁表面，鋁被氧化(釋放電子)而溶解。另外，三價鐵離子具有促進鋁溶解的效果，使用氯化鐵的鋁的蝕刻液等已經(jīng)熟知(例如專利文獻4和5)。但是，被蝕刻物為鋁/鈦層積膜的情況，鈦膜隨著鋁膜消失會露出，由此在兩金屬膜間產生電池效果，促進了氧化還原電位更低的鈦的蝕刻，鋁成為接受電子的一側，從而蝕刻速率降低。并且，隨著鋁膜的消失，吸附在鋁膜表面的鐵粒子游離，在鈦膜蝕刻中及隨后的過蝕刻處理中由于硝酸或氫氟酸的作用再次溶解，恢復成三價鐵離子。也就是說，通過向蝕刻液添加鐵離子，在上層鋁膜的蝕刻中可以促進鋁的蝕刻，鈦膜露出后可以抑制鋁的蝕刻。由此，可以抑制源于鋁的過度溶解的側面蝕刻，并且鐵離子吸附后會再次溶解，從而可以再次利用為氧化劑。這樣，通過將鐵離子添加到鋁/鈦層積膜的蝕刻液中顯示出超過用以往鋁蝕刻液確認到的效果的效果。鐵離子在上層鋁膜的蝕刻中促進鋁的蝕刻，在下層鈦膜露出后不會參與蝕刻，從而具有抑制側面蝕刻的效果。作為鐵離子源只要是硝酸鐵、氯化鐵等在液體中解離出三價鐵離子的化合物可以任意使用，優(yōu)選硝酸鐵。并且，使用硝酸亞鐵、氯化亞鐵等產生二價鐵離子的化合物的情況也可以得到同等的添加效果。但是，二價鐵離子由于被氧化成三價鐵離子的氧化還原反應的影響，蝕刻液的初期性能被認為會發(fā)生變化等，由此優(yōu)選三價的鐵化合物為鐵離子源。但是，大量地添加鐵離子時有時會抑制鈦的蝕刻，成為蝕刻時間延長和鈦殘渣發(fā)生的原因；過多時鈦的蝕刻有時也會停止。由此，對應各種蝕刻液組成需要設定鐵離子的添加量，使得其在降低側面蝕刻、并且不發(fā)生鈦殘渣的范圍。作為鐵離子的配合量根據(jù)蝕刻液組成等而不同，優(yōu)選為0. 0001 0. 05mol/L，更優(yōu)選為0. 001 0. 03mol/L。在本發(fā)明的蝕刻液組合物中蝕刻鋁和鈦的主要是氟化物。氟化物可以任意地使用，優(yōu)選氫氟酸或氟化銨。氟化物的配合量根據(jù)鋁/鈦層積膜的膜厚、期望的蝕刻時間而不同，優(yōu)選為0. 01 0. 5mol/L，更優(yōu)選為0. 03 0. 3mol/L。本發(fā)明的蝕刻液組合物中還可以添加pH調節(jié)劑。用本發(fā)明的蝕刻液組合物加工的鋁/鈦層積膜形成在玻璃基板上，但含有氟化物的蝕刻液會游離出氟化氫，從而浸蝕玻璃。通常氟化氫在蝕刻液中如下進行解離。
權利要求
1.一種蝕刻液組合物，其為包含氟化物和鐵離子的蝕刻液組合物，其被用于對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。
2.根據(jù)權利要求1所述的蝕刻液組合物，其進一步包含選自硝酸、鹽酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1種或2種以上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的蝕刻液組合物，其進一步包含亞磷酸和/或磷酸。
4.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的蝕刻液組合物，其特征在于，pH為2以下。
5.根據(jù)權利要求1 4中任一項所述的蝕刻液組合物，其含有0.01 0. 5mol/L濃度的氟化物以及0. 0001 0. 05mol/L濃度的鐵離子。
6.根據(jù)權利要求2 5中任一項所述的蝕刻液組合物，其含有合計0.01 1. Omol/L 濃度的選自硝酸、鹽酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1種或2種以上。
7.根據(jù)權利要求3 6中任一項所述的蝕刻液組合物，其含有合計0.001 0. lmol/L 濃度的亞磷酸和/或磷酸。
8.一種蝕刻液組合物，其為包含0. 01 0. 5mol/L濃度的氫氟酸、0. 0001 0. 05mol/ L濃度的三價鐵離子、0. 01 1. Omol/L濃度的硝酸以及0. 001 0. lmol/L濃度的亞磷酸的蝕刻液組合物，其被用于對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。
9.一種蝕刻方法，其使用包含氟化物和鐵離子的蝕刻液組合物對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，蝕刻液組合物進一步包含選自硝酸、鹽酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1種或2種以上。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的方法，蝕刻液組合物進一步包含亞磷酸和/或磷酸。
12.根據(jù)權利要求9 11中任一項所述的方法，其特征在于，蝕刻液組合物的pH為2 以下。
13.根據(jù)權利要求9 12中任一項所述的方法，蝕刻液組合物包含0.01 0. 5mol/L 濃度的氟化物以及0. 0001 0. 05mol/L濃度的鐵離子。
14.根據(jù)權利要求10 13中任一項所述的方法，蝕刻液組合物包含合計0.01 1. Omol/L濃度的選自硝酸、鹽酸、高氯酸、甲烷磺酸中的1種或2種以上。
15.根據(jù)權利要求11 14中任一項所述的方法，蝕刻液組合物包含合計0.001 0. lmol/L濃度的亞磷酸和/或磷酸。
16.一種蝕刻方法，其使用包含0. 01 0. 5mol/L濃度的氫氟酸、0. 0001 0. 05mol/L 濃度的三價鐵離子、0. 01 1. 0mol/L濃度的硝酸以及0. 001 0. lmol/L濃度的亞磷酸的蝕刻液組合物，對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蝕刻液組合物、使用該蝕刻液組合物的蝕刻方法，所述蝕刻液組合物為包含氟化物和鐵離子的蝕刻液組合物，其被用于對上部層積了由鋁或鋁合金構成的層、下部層積了由鈦或鈦合金構成的層的金屬層積膜進行一次性蝕刻。
文檔編號H01L21/308GK102326235SQ201080008820
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權日2009年2月23日
發(fā)明者加藤勝, 永島和明, 野原正寛, 黑巖健次 申請人:關東化學株式會社, 夏普株式會社