[发明专利]蚀刻剂组合物和方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于制造电子元件如印刷电路板、显示板或半导体的湿法蚀刻剂组合物，以及通过使用所述组合物蚀刻或形成金属图案的方法。

发明背景

一般而言，在半导体装置及平面显示装置中，在基板上形成金属导线的过程由采用喷溅法的金属薄膜形成过程、在选择区域通过采用光阻材料施用、曝光和显影的光阻材料形成过程、以及蚀刻过程所组成，并且包括独立单元过程之前和之后的清洗过程。

所述蚀刻过程是其中通过使用光阻材料掩模使金属薄膜留存在选择区域的过程，并且一般为使用电浆的干式蚀刻或使用蚀刻剂组合物的湿式蚀刻，以移除过量残余物和金属。

为通过采用湿式蚀刻过程形成含铜薄膜和含铜合金薄膜以作为导线，已提出了多种类型的蚀刻剂组合物，但是有各种缺点。在蚀刻过程期间，蚀刻剂溶液中的金属浓度增加。因此，期望蚀刻剂组合物具有高的金属负载能力。然而，在某些现有技术溶液中，溶解的金属在蚀刻过程中用作催化剂将会不利地影响蚀刻品质。

美国专利7,442,323公开了用于蚀刻溶液中的高浓度过一硫酸氢钾，以及使用此类化合物蚀刻金属的方法。然而，没有公开具体的蚀刻组合物。

因此，为避免本领域中的蚀刻剂稳定性问题，需要开发蚀刻剂组合物，所述组合物不会被湿式蚀刻过程期间获得的溶解金属催化，避免了盐沉淀，并且具有优异的蚀刻性质。本发明提供了此类蚀刻溶液和使用所述溶液蚀刻的方法。

发明概述

本发明包含蚀刻剂组合物，所述组合物包含：

A)提供约0.025重量％至约0.8重量％活性氧的高浓度过一硫酸氢钾；

B)按所述组合物的重量计约0.01％至约30％的B1)有机酸、有机酸的碱金属盐、有机酸的铵盐、或有机酸的均聚物，或B2)四唑或苯(benzolium)的卤盐或硝酸盐，或B3)组分B1)和B2)的混合物；和

C)按所述组合物的重量计约0％至约97.49％的水。

本发明还包括蚀刻基板的方法，所述方法包括1)提供基板，所述基板具有在所述基板表面上形成的第一金属薄膜、在所述第一金属薄膜上形成的第二金属薄膜，和在所述第二金属薄膜上形成的任选的附加金属薄膜，以及2)使所述基板与如上所述的本发明的蚀刻剂组合物接触。

附图简述

图1A为基板的扫描电镜(SEM)照片，将Cu/Mo双层薄膜和光阻材料沉积在所述基板上，然后通过使用实施例2中的蚀刻剂组合物进行蚀刻。

图1B为图1A中基板的扫描电镜(SEM)照片，将Cu/Mo双层薄膜和光阻材料沉积在所述基板上，并且在剥除光阻材料后，通过使用实施例2中的蚀刻剂组合物进行蚀刻。

图2A为基板的扫描电镜(SEM)照片，将Cu/Mo双层薄膜和光阻材料沉积在所述基板上，并且通过使用实施例3中的蚀刻剂组合物进行蚀刻。

图2B为图2A中基板的扫描电镜(SEM)照片，将Cu/Mo双层薄膜和光阻材料沉积在所述基板上，并且在剥除光阻材料后，通过使用实施例3中的蚀刻剂组合物进行蚀刻。

发明详述

商标以大写形式在本文中示出。

如本文所用，术语“高浓度过一硫酸氢钾”是指活性氧含量为0.025重量％至0.8重量％活性氧的过一硫酸氢钾水溶液。所述溶液可以浓缩形式从E.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington，DE)商购获得，并且可稀释使用。所述溶液可根据美国专利7,442,323中公开的方法，从三合盐(2KHSO5·KHSO4·K2SO4)制得，所述三合盐可以商品名OXONE过一硫酸氢盐化合物从E.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington，DE)获得。

术语“活性氧”(AO)是超过对应还原态化合物中所含原子氧的原子氧量。活性氧以重量百分比表示。例如，就还原态为KHSO4的KHSO5而言，由下式计算活性氧：

％AO＝以克为单位的(0)重量×100＝16×100＝10.5

      以克为单位的KHSO5重量   152