用于蝕刻銅與鉬的金屬蝕刻劑組合物及其用于蝕刻銅與鉬的金屬蝕刻方法
【專利摘要】一種用于蝕刻銅與鉬的金屬蝕刻劑組合物，其包含過氧化氫及一種有機(jī)酸組分；該有機(jī)酸組分包含丁二酸及乙酸；其中，丁二酸與乙酸的重量比例范圍為1：1.2～1：3。該金屬蝕刻劑組合物在進(jìn)行含有銅與鉬的多層金屬蝕刻時，能得到具有良好配線形狀與均勻性的金屬層，并有效避免底切現(xiàn)象產(chǎn)生。本發(fā)明還提供一種用于蝕刻銅與鉬的金屬蝕刻方法，其包括將如上所述的金屬蝕刻劑組合物與一種多層金屬薄膜接觸，使該多層金屬薄膜產(chǎn)生蝕刻，其中，該多層金屬薄膜包括一個鉬層及一個堆疊于該鉬層上的銅層。
【專利說明】用于蝕刻銅與鉬的金屬蝕刻劑組合物及其用于蝕刻銅與鉬 的金屬蝕刻方法 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻劑組合物，具體是指一種含有特 定相對比例的丁二酸及乙酸的金屬蝕刻劑組合物。
[0002] 【先前技術(shù)】
[0003]在液晶顯示器的制程中，通常會使用含有銅與鑰的多層金屬薄膜作為金屬層，且 一般是透過濕式蝕刻使該金屬層產(chǎn)生預(yù)定圖樣。倘若該圖樣的金屬層端部與基板間存在底 切現(xiàn)象（undercut)，將使得后續(xù)制程中的覆蓋不平整，進(jìn)而導(dǎo)致非預(yù)期的斷路，因此金屬層 端部與基板間的蝕刻形狀對于液晶顯示器的良率至關(guān)重要，而濕式蝕刻所使用的蝕刻劑組 成即為控制蝕刻形狀的關(guān)鍵因素之一。
[0004] 中國臺灣專利公告第1231275號披露一種用于一種銅與鑰的多層的蝕刻溶液，包 含特定含量比例的過氧化氫、有機(jī)酸、磷酸鹽、含氮添加物、氟化合物及水。然而，其需要特 定含量比例的磷酸鹽及含氮添加物，才能得到具有良好配線形狀與均勻性的金屬層，并避 免底切現(xiàn)象產(chǎn)生。
[0005] 中國臺灣專利公開第201137176號披露一種具有銅層及鑰層的多層薄膜用蝕刻 液，包含過氧化氫、無機(jī)酸、有機(jī)酸、胺化合物、吡咯環(huán)類及過氧化氫穩(wěn)定劑。然而，其需要硝 酸及胺化合物才能得到具有良好配線形狀與均勻性的金屬層，并避免底切現(xiàn)象產(chǎn)生。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 因此，本發(fā)明的目的，即在提供一種用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻劑組合物，能得到 具有良好配線形狀與均勻性的金屬層并有效避免底切現(xiàn)象產(chǎn)生。
[0007] 于是本發(fā)明用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻劑組合物包含過氧化氫及一種有機(jī)酸組 分；該有機(jī)酸組分包含丁二酸及乙酸；其中，丁二酸與乙酸的重量比例范圍為I:1. 2?1 : 3〇
[0008]本發(fā)明的另一目的，即在提供一種用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻方法，在對于一種 含有銅與鑰的多層金屬薄膜進(jìn)行蝕刻時能得到良好的配線形狀與均勻性并有效避免底切 現(xiàn)象產(chǎn)生。
[0009] 于是本發(fā)明用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻方法包含將如上所述的金屬蝕刻劑組合 物與一種多層金屬薄膜接觸，使該多層金屬薄膜產(chǎn)生蝕刻，其中，該多層金屬薄膜包括一個 鑰層及一個堆疊于該鑰層上的銅層。
[0010] 本發(fā)明用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻劑組合物的功效在于：其通過包含特定相對比 例的丁二酸及乙酸，在進(jìn)行含有銅與鑰的多層金屬蝕刻時，能得到良好的配線形狀與均勻 性，并有效避免底切現(xiàn)象產(chǎn)生。
[0011] 以下將就本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0012] 申請人:發(fā)現(xiàn)：在本發(fā)明用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻劑組合物中，特定比例的丁二 酸與乙酸可穩(wěn)定過氧化氫，在進(jìn)行多層金屬蝕刻時能使銅氧化物溶解并產(chǎn)生絡(luò)合物，亦有 助于降低賈法尼電流（galvaniccurrent)。
[0013] 在該金屬蝕刻劑組合物中，當(dāng)丁二酸與乙酸的重量比例高于I:1. 2時，丁二酸的 比例過高（乙酸的比例過低），導(dǎo)致產(chǎn)生金屬氧化物與丁二酸結(jié)合，形成難溶化合物覆蓋于 金屬表面，使得進(jìn)行多層金屬蝕刻時，部分金屬表面覆蓋難溶化合物，阻止過氧化氫對于該 部分進(jìn)行蝕刻，致生不良的配線形狀與均勻性；當(dāng)丁二酸與乙酸的重量比例低于1 :3時，丁 二酸的比例過低（乙酸的比例過高），導(dǎo)致產(chǎn)生金屬氧化物與乙酸結(jié)合，形成難溶化合物覆 蓋于金屬表面，使得進(jìn)行多層金屬蝕刻時，部分金屬表面覆蓋的難溶化合物阻止過氧化氫 對于該部分進(jìn)行蝕刻，致生不良的配線形狀與均勻性。優(yōu)選地，在該金屬蝕刻劑組合物中， 丁二酸與乙酸的重量比例范圍為I:1. 5?I:2. 67。
[0014] 優(yōu)選地，以該金屬蝕刻劑組合物的總重為100wt%，乙酸的含量范圍為2?8wt%。
[0015] 優(yōu)選地，該有機(jī)酸組分還包括至少一種選自下列的有機(jī)酸：乙醇酸、檸檬酸、甲酸、 乙二酸、乙醛酸、丙酸、丙烯酸、丙酮酸、2-羥基丙酸、丁酸、2-甲基丙酸、3-丁酮酸、反-丁烯 二酸、順-丁烯二酸、丁酮二酸、2, 3-二羥基丁二酸、反-2- 丁烯酸、戊酸、戊二酸、己酸、己 二酸、反，反-2, 4-己二烯酸、庚酸、庚二酸、苯甲酸、鄰羥基苯甲酸、辛酸及其組合。更優(yōu)選 地，該有機(jī)酸選自乙醇酸或檸檬酸。
[0016] 在該金屬蝕刻劑組合物中，過氧化氫是作為氧化劑，優(yōu)選地，以該金屬蝕刻劑組合 物的總重為l〇〇wt%，過氧化氫的含量范圍為2?7wt%。
[0017] 優(yōu)選地，該金屬蝕刻劑組合物的pH值為3. 0?4. 5。若該金屬蝕刻劑組合物的pH 值大于4. 5,將造成過氧化氫穩(wěn)定性下降，使蝕刻表現(xiàn)不穩(wěn)定與蝕刻液穩(wěn)定性不足的現(xiàn)象； 若該金屬蝕刻劑組合物的PH值小于3. 0,將造成鑰層被氧化后形成的氧化物難以溶解。在 本發(fā)明的具體實(shí)施例中，該金屬蝕刻劑組合物的PH值為3. 5。
[0018]【附圖簡單說明】
[0019] 本發(fā)明的其它的特征及功效，將于參照附圖的實(shí)施方式中清楚地呈現(xiàn)，其中：
[0020] 圖1是一幅SEM照片，說明應(yīng)用例2的雙層金屬薄膜的截面；及
[0021] 圖2是一幅SEM照片，說明比較應(yīng)用例1的雙層金屬薄膜的截面。
[0022] 【實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明將就以下實(shí)施例來作進(jìn)一步說明，但應(yīng)了解的是，該實(shí)施例僅為例示說明 之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實(shí)施的限制。 <實(shí)施例>
[0024][實(shí)施例1?3]金屬蝕刻劑組合物El?E3
[0025] 分別將過氧化氫、丁二酸、乙酸、乙醇酸、檸檬酸與水以下表1所示的比例均勻混 合，并以氫氧化鈉調(diào)整混合液的PH值至3. 5,分別得到實(shí)施例1?3的金屬蝕刻劑組合物 El?E3。
[0026][比較例1?6]金屬蝕刻劑組合物CEl?CE6
[0027] 分別將過氧化氫、乙酸、乙醇酸、檸檬酸與水以下表1所示的比例均勻混合，并以 氫氧化鈉調(diào)整比較例1的混合液的pH值至3. 5,調(diào)整比較例2?6的混合液的pH值至4， 分別得到比較例1?6的金屬蝕刻劑組合物CEl?CE6。
[0028][比較例7]金屬蝕刻劑組合物CE7
[0029] 比較例7的金屬蝕刻劑組合物CE7與中國臺灣專利公開第201137176號中比較例 1的蝕刻液相同,其部分主要成分含量比例如下表1所示。
[0030]表1
【權(quán)利要求】
1. 一種用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻劑組合物，其包含： 過氧化氫；及 一種有機(jī)酸組分，其包含：丁二酸及乙酸； 其中，丁二酸與乙酸的重量比例范圍為1 :1. 2?1 :3。
2. 如權(quán)利要求1所述的金屬蝕刻劑組合物，其中，丁二酸與乙酸的重量比例范圍為1 : 1. 5 ?1 :2· 67。
3. 如權(quán)利要求1所述的金屬蝕刻劑組合物，其中，以該金屬蝕刻劑組合物的總重為 lOOwt%，乙酸的含量范圍為2?8wt%。
4. 如權(quán)利要求1所述的金屬蝕刻劑組合物，其中，該有機(jī)酸組分還包含至少一種選自 下列的有機(jī)酸：乙醇酸、檸檬酸、甲酸、乙二酸、乙醛酸、丙酸、丙烯酸、丙酮酸、2-羥基丙酸、 丁酸、2-甲基丙酸、3-丁酮酸、反-丁烯二酸、順-丁烯二酸、丁酮二酸、2, 3-二羥基丁二酸、 反-2- 丁烯酸、戊酸、戊二酸、己酸、己二酸、反，反-2, 4-己二烯酸、庚酸、庚二酸、苯甲酸、 鄰羥基苯甲酸、辛酸及其組合。
5. 如權(quán)利要求4所述的金屬蝕刻劑組合物，其中，該有機(jī)酸選自乙醇酸或檸檬酸。
6. 如權(quán)利要求1所述的金屬蝕刻劑組合物，其中，以該金屬蝕刻劑組合物的總重為 lOOwt%，過氧化氫的含量范圍為2?7wt%。
7. 如權(quán)利要求1所述的金屬蝕刻劑組合物，其pH值為3. 0?4. 5。
8. -種用于蝕刻銅與鑰的金屬蝕刻方法，其包括將如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的 金屬蝕刻劑組合物與一種多層金屬薄膜接觸，使該多層金屬薄膜產(chǎn)生蝕刻，其中，該多層金 屬薄膜包括一個鑰層及一個堆疊于該鑰層上的銅層。
【文檔編號】C23F1/26GK104278274SQ201410321867
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】羅致遠(yuǎn), 吳光耀, 黃若涵, 廖怡穎, 盧厚德 申請人:達(dá)興材料股份有限公司