專利名稱：蝕刻劑及蝕刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過濕蝕刻對金屬薄膜形成圖案的蝕刻劑和用該蝕刻劑進(jìn)行蝕刻的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)半導(dǎo)體器件諸如半導(dǎo)體元件和液晶顯示器元件的一種蝕刻劑和一種蝕刻方法。
背景技術(shù)：
近來，越來越需要在微組裝中精密度較高的電極和柵極布線材料，用于半導(dǎo)體器件諸如半導(dǎo)體元件和液晶顯示器元件。已有建議提出采用電阻較低的金屬材料。低電阻金屬材料的實(shí)例包括鋁和鋁合金，這些材料也正被使用得越來越多。
加工這種金屬薄膜使之形成諸如布線微結(jié)構(gòu)圖案的技術(shù)實(shí)例包括，濕蝕刻技術(shù)，其中通過照相制版法在金屬薄膜表面上形成的光刻膠圖案被用作為進(jìn)行化學(xué)蝕刻的屏蔽，而使金屬膜形成圖案，和還包括干蝕刻技術(shù)，諸如離子蝕刻和等離子蝕刻。
與干蝕刻技術(shù)相比，濕蝕刻技術(shù)經(jīng)濟(jì)有利，因?yàn)樗鼈儾恍枰嘿F的裝置，而且采用的是相對便宜的化學(xué)試劑。此外，采用這種濕蝕刻技術(shù)，可以均勻地蝕刻大面積的襯底，同時(shí)達(dá)到的單位時(shí)間生產(chǎn)效率高。因此，這種濕蝕刻技術(shù)常常被用作為生產(chǎn)薄膜圖案的一種方法。
在這種加工形成布線的過程中，有時(shí)在熱處理步驟中，如在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)過程的薄膜沉積中襯底的加熱(substrate heating)，鋁和鋁合金會(huì)形成蝕丘(hillocks，熱處理后鋁表面上形成的水泡狀突出部分)。蝕丘形成使其難以在鋁布線上疊加絕緣層。也就是，已知甚至在表面有蝕丘的鋁布線上形成絕緣層時(shí)，這些蝕丘會(huì)繼續(xù)穿透絕緣層，造成絕緣失效。當(dāng)這些蝕丘突出部分觸及另一層傳導(dǎo)薄膜時(shí)，會(huì)引起短路。
也已知的是，當(dāng)鋁或鋁合金被用于作為布線材料和該布線直接與作為透明電極的ITO(氧化銦-氧化錫合金)接觸時(shí)，則在接觸ITC的鋁或鋁合金表面會(huì)形成一層改變層，結(jié)果，其接觸部分增大了接觸電阻。
為了預(yù)防蝕丘的產(chǎn)生和如上所述改變層的形成，已經(jīng)提出了各種多層布線，包括一層鋁或鋁合金層和其上疊加一層不同金屬層，如高熔點(diǎn)金屬層，諸如鉬、鉬合金或鉻(參見例如JP-A-9-127555、JP-A-10-256561、JP-A-2000-133635、JP-A-2001-77098和JP-A-2001-311954)。(這里所用術(shù)語“JP-A”指的是“未審查公開的日本專利申請”。
但是，對于多層膜的濕蝕刻，某些金屬的組合已導(dǎo)致了極低的生產(chǎn)效率，因?yàn)楸匦栌脙煞N不同的蝕刻劑對構(gòu)成多層膜的各單個(gè)層連續(xù)進(jìn)行蝕刻。眾所周知，即使在可用一種蝕刻劑對構(gòu)成多層膜的所有層同時(shí)進(jìn)行蝕刻時(shí)，由于各不同金屬層間的接觸也會(huì)發(fā)生電池反應(yīng)，導(dǎo)致不同差異的蝕刻行為，諸如與單層蝕刻比，其蝕刻速率會(huì)更高。(參見，例如，1994國際顯示器研究會(huì)議的離子選擇性檢測記錄(SID，CONFERENCE RECORD OF THE 1994 INTERNATIONAL DISPLAYRESEARCH CONFERENCE)，p.424)。
因此，金屬層之間出現(xiàn)蝕刻速率差異，這可能導(dǎo)致對下金屬層的下切(under cutting，即其中對下金屬層的蝕刻比對上金屬層的蝕刻更快，造成上金屬層懸伸的現(xiàn)象)或上金屬層的側(cè)面蝕刻(即其中上金屬層的蝕刻比下金屬層蝕刻更快的現(xiàn)象)。尤其，當(dāng)發(fā)生下切時(shí)，柵極絕緣膜(例如SiNx)覆蓋對懸伸部份可能不充分，因?yàn)槲g刻后的多層膜分布不是截面漸進(jìn)的，造成絕緣電阻受損等。
為了消除如上所述的問題，已提出一種由多層膜形成的多層布線，包括置于絕緣襯底表面上由鋁或鋁合金構(gòu)成的第一層，和在第一層上構(gòu)成并含至少一種選自氮、氧、硅和碳雜質(zhì)的第二層。(參見、例如，JP-A-11-284195)。
這種多層膜生產(chǎn)效率極佳，因?yàn)閷Ρ∧さ矸e只需一種金屬靶。這是因?yàn)樾纬蛇@種多層膜中的第二層，可以通過反應(yīng)濺射法，將諸如N2、O2或CO2的氣體加至通過濺射等方法沉積的金屬薄膜中；等離子處理法，使用這些氣體中任何同一種氣體；或在表面上形成諸如SiNx或SiOx的含硅薄膜，并使所得涂層退火的一種方法。由于其第二層可以防止蝕丘產(chǎn)生并能形成耐腐蝕性極好的多層膜，這種技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)于用不同金屬靶分別構(gòu)成薄膜的技術(shù)。
對于這種多層膜的第二層如氮化鋁或氮化鋁合金的一般蝕刻劑實(shí)例包括氫氧化鈉水溶液和熱磷酸。已知的鋁或鋁合金的一般蝕刻劑是磷酸含量70重量％或以上并含硝酸和乙酸的水溶液。
但是，堿蝕刻劑如氫氧化鈉水溶液的應(yīng)用，已經(jīng)出現(xiàn)了一個(gè)固有的問題，即通過照相制版法形成圖案的光刻膠樹脂層溶離。
此外，對于包括由鋁或鋁合金構(gòu)成的第一層和其上由鋁或鋁合金構(gòu)成的各含氮、氧、硅和碳中至少一種的第二層的多層膜，都是用任一種對鋁(或其合金)的一般蝕刻劑進(jìn)行蝕刻的，這就已經(jīng)存在了各組成層之間蝕刻速率顯著不同的問題。
具體地說，不僅第二層(上層)蝕刻速率比其甚至單層蝕刻時(shí)的低，而且用這種蝕刻劑會(huì)引起各疊加層的電池反應(yīng)，進(jìn)一步加快了對第一層(下層)的蝕刻速率。因此，進(jìn)行這種蝕刻時(shí)，下切(undercutting)是不可避免的，為此對疊加的上下層的蝕刻非常難以形成高精度的精細(xì)布線線路分布。
發(fā)明綜述本發(fā)明業(yè)已實(shí)現(xiàn)的目的在于，提供一種蝕刻劑和蝕刻方法，當(dāng)采用包括由鋁或鋁合金構(gòu)成低電阻的第一層和其上構(gòu)成含至少一種氮、氧、硅和碳的第二層的多層膜作為布線材料時(shí)，用這種蝕刻劑和蝕刻方法，通過對該多層膜的一次蝕刻操作，可以獲得精度符合要求的精細(xì)布線線路分布，同時(shí)抑制了下切(懸伸的形成)。
為克服上述問題本發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究。
結(jié)果意外發(fā)現(xiàn)，對這種多層膜蝕刻，采用含磷酸及硝酸和其組成處于特定范圍的磷酸含量比現(xiàn)有低的蝕刻劑時(shí)，可以通過一次蝕刻操作，達(dá)到所需布線線路分布。
具體地說，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用如下蝕刻劑，即其磷酸含量為35～65重量％和硝酸含量0.5～15重量％，而且優(yōu)選另外含1～15重量％的乙酸或含0.1～15重量％脂族或芳族磺酸及/或其鹽，對諸如多層膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，則對可通過一次蝕刻操作，使該多層膜蝕刻形成所需布線線路分布，例如逐漸減小的形狀，同時(shí)又抑制了下切。從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。
本發(fā)明提供用于多層膜的蝕刻劑，其多層膜包括由鋁或鋁合金構(gòu)成的第一層和其上形成由各含至少一種選自氮、氧、硅和碳元素的鋁或鋁合金構(gòu)成的第二層，該蝕刻劑的磷酸含量35～65重量％和硝酸含量0.5～15重量％。本發(fā)明另外提供一種用該蝕刻劑進(jìn)行蝕刻的方法。
附圖簡要說明根據(jù)以下詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的上述及其它目的都會(huì)是明顯的，其中

圖1是說明在對氮化鋁/鋁的多層膜蝕刻中氮化鋁膜厚度和懸伸長度間的關(guān)系圖；圖2是說明布線線路分布實(shí)施例的視圖；圖3是說明蝕刻劑總酸比隨蝕刻處理時(shí)間流逝的變化圖；和圖4是說明總蝕刻時(shí)間比隨蝕刻處理時(shí)間流逝的變化圖。
本發(fā)明詳細(xì)說明對本發(fā)明詳細(xì)地闡明于下。為簡化說明，在此說明中采用氮化鋁或氮化鋁合金作為應(yīng)用本發(fā)明蝕刻劑的多層膜中第二層材料的實(shí)施例，第二層材料由各含選自氮，氧、硅和碳的元素至少一種的由鋁或鋁合金構(gòu)成。
本發(fā)明蝕刻劑至少含有磷酸和硝酸。磷酸含量在35～65重量％，優(yōu)選45～55重量％，硝酸含量0.5～15重量％，優(yōu)選3～12重量％。
如果磷酸含量過高，氮化鋁或氮化鋁合金(第二層)與鋁或鋁合金(第一層)之間蝕刻速率差異會(huì)變得較大，但是整個(gè)多層膜的蝕刻速率也變得較高。結(jié)果發(fā)生下切，第二層突出，形成懸伸。另一方面，磷酸含量太低，也不切實(shí)際，因?yàn)槲g刻速率太低。
硝酸不僅作為氧化劑，促進(jìn)金屬氧化反應(yīng)，而且還起酸的溶解作用。本發(fā)明蝕刻劑中硝酸含量影響蝕刻特征，如同磷酸含量那樣。具體地說，如果硝酸含量過高，第一層與第二層之間蝕刻速率差異變得較大，而整個(gè)多層膜的蝕刻速率也變得較高，所以發(fā)生下切和第二層懸伸部分。還有可能損害光刻膠樹脂層。另一方面，如果硝酸含量太低，有可能蝕刻速率太低。
在本發(fā)明的蝕刻劑中，硝酸減弱了第二層對覆蓋光刻膠形成圖案層邊緣的粘附力，從而加速了層間蝕刻劑的穿透。也就是，硝酸與光刻膠接觸，適度提高了第二層側(cè)面蝕刻的速率，并由此加速了第二層的蝕刻，減小了由于下切使第二層懸伸的趨勢。
當(dāng)本發(fā)明蝕刻劑含乙酸或脂族或芳族磺酸及/或其鹽時(shí)，它可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改善作用。
加入乙酸，對改善蝕刻劑與疏水光刻膠樹脂層的親合力有效。也就是，可使蝕刻劑易于穿透進(jìn)入在細(xì)微布線結(jié)構(gòu)中的精細(xì)復(fù)雜區(qū)域，精細(xì)地構(gòu)成大部呈現(xiàn)在襯底表面上的光刻膠樹脂圖案。因此可能進(jìn)行均勻蝕刻。
對乙酸含量，可根據(jù)蝕刻面積比(襯底上待蝕刻金屬面積對光刻膠樹脂層所屏蔽的面積之比)等適當(dāng)加以確定。乙酸含量一般1～15重量％，優(yōu)選2～10重量％。
采用脂族或芳族磺酸及/或其鹽代替乙酸具有以下優(yōu)點(diǎn)。顯然，可以消除乙酸的臭味特征，提高光刻膠樹脂層的親合力。此外，由于磺酸化合物不同于乙酸，不太易揮發(fā)，它同時(shí)產(chǎn)生了一種能抑制蝕刻過程中蝕刻劑組成或性質(zhì)改變的作用，使能進(jìn)行更穩(wěn)定的蝕刻?？山Y(jié)合乙酸采用磺酸化合物。
本發(fā)明所用的脂肪或芳族磺酸及/或其鹽是一種包括了一個(gè)磺基(-SO3H)和一個(gè)與其鍵合的脂肪烴基團(tuán)或芳烴基團(tuán)的磺酸及/或其鹽。
脂肪烴基團(tuán)的實(shí)例包括烷基，鏈烯基，和炔基的基團(tuán)。芳烴基團(tuán)的實(shí)例包括苯基、萘基和甲苯基。
本發(fā)明中優(yōu)選的是，使用尤其各有一個(gè)脂肪烴基團(tuán)的脂族磺酸及/或其一種鹽。對該化合物中構(gòu)成脂肪烴基團(tuán)的碳原子數(shù)沒有特別限制，可適當(dāng)選擇和使用任何脂族磺酸和/或其鹽，只要它在蝕刻劑中的穩(wěn)定性很好。具體地說，這種磺酸化合物優(yōu)選具有1～10，尤其1～4個(gè)碳原子的脂肪烴基團(tuán)。
烴基團(tuán)可以是飽和的或不飽和的，可以是直鏈的或環(huán)狀的。但是，直鏈烴基團(tuán)是優(yōu)選的，而直鏈飽和烴基團(tuán)是尤其優(yōu)選的。這種烴基團(tuán)的實(shí)例包括甲基、乙基、乙酰基、正丙基、異丙基、丙烯基、正丁基、異丁基、和丁烯基。其中優(yōu)選的是甲基、乙基、和正丙基這種脂肪烴基團(tuán)可具有一個(gè)或更多個(gè)取代基，可以是任何所需的。這種取代基的實(shí)例包括羥基、醚基團(tuán)、銨基團(tuán)、鹵素、硝基、氰基、羰基、烷氧羰基、羧基、醛基、和磺?；?。
本發(fā)明所用脂族磺酸及/或其鹽的優(yōu)選實(shí)例包括甲磺酸、乙磺酸、正丙磺酸、異丙磺酸、正丁磺酸、和這些酸的鹽。其中優(yōu)選的是乙磺酸、甲磺酸、和這些酸的鹽。尤其優(yōu)選是甲磺酸及/或其一種鹽。
可根據(jù)待蝕刻襯底表面上存在的那些金屬的面積對用光刻膠樹脂層所屏蔽的面積的比例，適當(dāng)?shù)剡x擇和確定本發(fā)明蝕刻劑中脂族或芳族磺酸及/或其鹽的含量。其含量一般在0.1～0.15重量％，優(yōu)選0.5～10重量％。
在如上所述乙酸情況下，脂族或芳族磺酸及/或其鹽的含量太低，導(dǎo)致效果不佳，并可能減弱襯底表面存在的光刻膠樹脂層的親合力，使之不可能進(jìn)行均勻蝕刻。反之，甚至在其含量過高時(shí)，不僅可以由此損害光刻膠樹脂層，而且這樣高的含量經(jīng)濟(jì)上也不利，因?yàn)槠渌_(dá)到效果進(jìn)一步改善并不能補(bǔ)償其含量的增加。
對本發(fā)明蝕刻劑可添加表面活性劑等，以降低蝕刻劑的表面張力或降低與襯底表面的接觸角，以提高對襯底表面的濕潤能力，使能均勻進(jìn)行蝕刻。
隨圖案結(jié)構(gòu)精細(xì)度提高，本發(fā)明蝕刻劑中存在的微?？赡芤种凭鶆蛭g刻。因此，最好預(yù)先脫出這些微粒。優(yōu)選使粒徑0.5微米或以上的微粒數(shù)目減少至每毫升1,000粒或以下。可通過精密過濾器過濾含微粒的蝕刻劑，獲得微粒含量減少了的蝕刻劑。盡管一次操作可完成這種過濾，但從脫出微粒效率的角度來看，優(yōu)選進(jìn)行循環(huán)操作。
作為這種精密過濾器，可以采用孔口直徑0.2微米或以下的過濾器。作為這種過濾器的材料，可以采用例如高密度聚乙烯或氟樹脂諸如聚四氟乙烯。
本發(fā)明的蝕刻劑是一種用于多層膜的蝕刻劑，這種多層膜包括由鋁或鋁合金構(gòu)成的第一層和其上形成的由各含至少一種選自氮、氧、硅和碳元素的鋁或鋁合金構(gòu)成的第二層。
在此多層膜中，對于第二層與第一層的厚度比(第二層厚度/第一層厚度)是沒有特別限制的。但是，此層厚比優(yōu)選在1/10～1/1，因?yàn)楫?dāng)對層厚比在此范圍的多層膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，上述效果應(yīng)是顯著的。
包括由鋁或鋁合金構(gòu)成的第一層和其上形成的由各含至少一種選自氮、氧、硅、和碳元素的鋁或鋁合金構(gòu)成的第二層的多層膜，被利用例如作為在襯底表面上形成液晶顯示器的布線和柵電極。用作這種布線和電極的金屬材料實(shí)例包括一層鋁或鋁合金層和一層氮化鋁或氮化鋁合金層作為第二層的多層膜。
在上述多層膜中第一層由鋁或鋁合金構(gòu)成。這指的是第一層主要由鋁或鋁合金構(gòu)成，而不否認(rèn)存在其它的元素作為雜質(zhì)。這些雜質(zhì)的實(shí)例包括硫、鎂、鈉、和鉀。但是，優(yōu)選的是這些雜質(zhì)已被減少到可能最低的程度。具體地說，這些雜質(zhì)含量優(yōu)選在200ppm或以下。尤其，鈉和鉀含量優(yōu)選為20ppm或以下，因?yàn)檫@些元素會(huì)對半導(dǎo)體元件特性影響很大。
第二層由各含至少一種選自氮、氧、硅和碳元素的鋁或鋁合金構(gòu)成。主動(dòng)加入一種或更多種這樣的其它元素，可防止第一層形成蝕丘和遭受蝕變等。此外，由于薄膜淀積可用一種靶極金屬材料完成，可構(gòu)成諸如步驟簡化的效果。盡管對第二層中的這些元素含量沒有特別限制，但一般優(yōu)選為1at％(原子百分?jǐn)?shù))以上，尤其為5at％或以上，一般為45at％或以下。
采用已知方法制造此多層膜。
本發(fā)明蝕刻方法可通過利用已知濕蝕刻的器械或裝置的任何所需步驟完成。
例如，為了使蝕刻劑與待蝕刻的多層膜進(jìn)行接觸，可采用的方法例如是，從垂直于襯底表面的方向?qū)哂卸鄬幽さ囊r底表面噴射蝕刻劑(噴霧法)或?qū)⒁r底沉浸于蝕刻劑中(浸漬法)。
特別是噴霧法，重要的是，調(diào)節(jié)待蝕刻襯底與噴嘴間的距離和噴射壓力，同時(shí)注意蝕刻劑的液體狀態(tài)(尤其粘度)，確定對襯底表面提供蝕刻劑的數(shù)量和蝕刻劑撞擊襯底表面的作用力。襯底表面與噴嘴之間的距離優(yōu)選在50～1,000毫米范圍。本發(fā)明蝕刻劑噴射壓力一般在0.01～0.3兆帕范圍，優(yōu)選0.02～0.2兆帕，更優(yōu)選0.04～0.15兆帕，尤其優(yōu)選0.04～0.08兆帕。采用0.08兆帕或以下的噴射壓力是尤其優(yōu)選的，因?yàn)椴粌H尤其第二層(例如AlNdN)的蝕刻速率變高，由此而使第一層與第二層間的蝕刻速率差異變小，增強(qiáng)了減少懸伸形成的效果，而且提高了蝕刻裝置生產(chǎn)效率。此外，采用0.04MPa或以上的噴射壓力是尤其優(yōu)選的，因?yàn)閺膰娮靽娚涑龅奈g刻劑可散布更均勻，由此可進(jìn)行均勻蝕刻。在本發(fā)明中，術(shù)語“噴射壓力”意味為對提供給噴嘴的蝕刻劑所施加的壓力。在此噴射壓力下對襯底噴射蝕刻劑，對襯底表面施加的作用力適度，能使該表面受到均勻蝕刻。
對蝕刻劑噴射的形式(噴嘴形狀)沒有特別限制，其實(shí)例包括扇型和錐型。優(yōu)選的是，應(yīng)該使所需數(shù)目的噴頭沿襯底幅寬方向和沿襯底運(yùn)動(dòng)方向排列，并在噴射過程中振動(dòng)，以使蝕刻劑均勻沖擊在整個(gè)襯底表面。隨噴射蝕刻劑的同時(shí)，可以往復(fù)移動(dòng)襯底本身。
在本發(fā)明蝕刻方法中，蝕刻劑溫度可在一般蝕刻溫度(20～60℃)范圍內(nèi)適當(dāng)加以選擇。尤其，從蝕刻速率改善和蝕刻控制之間平衡的角度來看，優(yōu)選的是在40～50℃下進(jìn)行蝕刻。
為了監(jiān)測本發(fā)明蝕刻方法蝕刻進(jìn)程，可采用任何所需監(jiān)測技術(shù)。例如，可采用的方法是，通過連續(xù)測定透光率的變化，監(jiān)測未被其表面形成的光刻膠圖案所覆蓋的透光襯底部份(邊緣部分)(這里有時(shí)就簡稱為襯底)或處于光刻膠圖案邊界(contour)部份的蝕刻狀態(tài)，從而確定蝕刻脫出的金屬數(shù)量。由此，就能夠監(jiān)測蝕刻的進(jìn)程。
也就是說，當(dāng)薄金屬層在其襯底未被其表面形成的光刻膠圖案所覆蓋部份(邊緣部分)或處于光刻膠圖案邊界部分被全部溶解掉時(shí)，透光率會(huì)突然變化。可以利用這個(gè)變化檢測蝕刻終點(diǎn)。在本發(fā)明中，從開始蝕刻到檢測出“透光率突變”終點(diǎn)所需的時(shí)間被稱為合理蝕刻時(shí)間(just etching time)。例如可以通過肉眼判斷待蝕刻區(qū)中金屬因蝕刻而全被溶解掉并露出襯底的時(shí)點(diǎn)，來確定這個(gè)終點(diǎn)。另外，還可用自動(dòng)檢測曝光(透射光)儀等，確定在襯底透射光量超過處于完全透光狀態(tài)襯底的光量(即襯底上什么東西也沒有時(shí)的透射光量)0.1％的時(shí)點(diǎn)作為終點(diǎn)。
在本發(fā)明蝕刻方法中過蝕刻(Over etching)是優(yōu)選進(jìn)行的，因?yàn)樵跈z測終點(diǎn)時(shí)間時(shí)襯底表面上還有殘留金屬。
在本發(fā)明蝕刻方法中，優(yōu)選的是，在檢測出終點(diǎn)后，在完成蝕刻之前應(yīng)在相同蝕刻條件下繼續(xù)進(jìn)行蝕刻(過蝕刻100％或更長的時(shí)間)一段等于(100％)或長于合理蝕刻時(shí)間的時(shí)間。尤其優(yōu)選的是，應(yīng)調(diào)節(jié)過蝕刻時(shí)限達(dá)到150％～500％的合理蝕刻時(shí)間，尤其150％～300％。
如果過蝕刻時(shí)間太短，則出現(xiàn)殘留物保留的情況。過蝕刻時(shí)間太長時(shí)，則有時(shí)細(xì)微圖案諸如多層膜布線會(huì)因側(cè)面蝕刻而被過度蝕刻，致使線路寬度縮小，這會(huì)造成器件不能工作的情況。
一般，在用濕蝕刻方法蝕刻襯底時(shí)，由于對構(gòu)成多層膜的金屬的蝕刻或汽化，消耗了蝕刻劑中的成分。此外，在濕蝕刻中蝕刻劑成分粘附于和被襯底帶出蝕刻體系。由于蝕刻劑中各成分量因此減少，蝕刻劑組成發(fā)生改變。此外，金屬離子(主元素是鋁和構(gòu)成多層膜的其它元素)的濃度增加。
尤其對于用噴射法進(jìn)行濕蝕刻的方法，從生產(chǎn)效率角度來看它正被用得越來越頻繁，有一種增加酸相對濃度而減少經(jīng)汽化易揮發(fā)成分的強(qiáng)烈趨勢。
應(yīng)當(dāng)指出，與普通鋁蝕刻劑相比(磷酸濃度70重量％或以上)，本發(fā)明蝕刻劑磷酸含量低(35～65重量％)，這是一種高沸點(diǎn)成分，并含有相對高比例的低沸點(diǎn)成分(水、乙酸和硝酸)。因此，為了借助這種蝕刻方法，利用本發(fā)明蝕刻劑，更有效地進(jìn)行蝕刻，最好應(yīng)該對蝕刻體系另外連續(xù)或間歇補(bǔ)充那些相當(dāng)于已離開該蝕刻體系的成分，諸如在蝕刻步驟中已汽化出去的低沸點(diǎn)成分和在蝕刻處理過程中已粘附于襯底并被襯底帶出的蝕刻劑中所含成分。這樣就能夠進(jìn)行穩(wěn)定的蝕刻。
在這種情況下，在本發(fā)明蝕刻方法中，優(yōu)選的是，應(yīng)將相當(dāng)于蝕刻過程被消耗或被帶出蝕刻體系的蝕刻劑成分另外補(bǔ)充至該蝕刻劑中，以便使總酸量為0.8A～1.5A[毫當(dāng)量/克]，優(yōu)選0.9A～1.2A[毫當(dāng)量/克]，其中A是蝕刻前在蝕刻劑中以及在35～65重量％的磷酸含量和0.5～15重量％的硝酸含量中的總酸量[毫當(dāng)量/克]，并將所得蝕刻劑用于進(jìn)行蝕刻。在本發(fā)明中，術(shù)語“總酸量A”意味著1克蝕刻劑中所有酸成分的數(shù)量，以毫當(dāng)量濃度[毫當(dāng)量/克]表示。此總酸量A可根據(jù)中和本發(fā)明蝕刻劑所需堿成分(如氫氧化鈉)的數(shù)量來決定。
對于本發(fā)明蝕刻方法可用任何所需方法來補(bǔ)充蝕刻劑成分。其實(shí)施例包括以下例如，可采用一種預(yù)先確定蝕刻劑補(bǔ)充物組成、補(bǔ)充物量及補(bǔ)充時(shí)間的方法?？梢砸?guī)定蝕刻步驟中汽化的低沸點(diǎn)成分的組成(例如乙酸及水)，保持蝕刻劑組成及蝕刻劑溫度恒定。這是因?yàn)楫?dāng)固定了初始蝕刻劑(原蝕刻劑)的組成及蝕刻劑溫度時(shí)維持了汽液平衡。蝕刻劑汽化量(汽化速度)取決于蝕刻體系的抽空程度(從蝕刻體系排放氣體量)等。因此，可通過預(yù)先考慮這些因素的方法，確定蝕刻開始后蝕刻劑組成的變化，并根據(jù)這這一點(diǎn)，可以確定補(bǔ)充物組成、補(bǔ)充物加入量及補(bǔ)充的時(shí)間。
對于進(jìn)行蝕刻過程中汽化的各成分的組成及量，可以根據(jù)蝕刻條件(蝕刻劑組成、蝕刻劑溫度等)恒定時(shí)用當(dāng)前濃度分析儀測定的單位時(shí)間蝕刻劑中濃度的變化來計(jì)算。因此，根據(jù)這些計(jì)算值可以確定補(bǔ)充物組成、補(bǔ)充物加入量、及補(bǔ)充時(shí)間。
另外，可以建立一種用法，利用當(dāng)前濃度分析裝置連續(xù)或間歇監(jiān)測蝕刻過程中蝕刻劑的組成，并根據(jù)其分析結(jié)果，連續(xù)或間歇地對該蝕刻體系補(bǔ)充蝕刻劑各個(gè)成分。
連續(xù)或間歇地另外補(bǔ)充蝕刻劑成分，同時(shí)注意各加入成分的這個(gè)計(jì)算量，以使總酸量達(dá)到0.8A～1.5A[毫當(dāng)量/克]，優(yōu)選為0.9A～1.2A，其中A是蝕刻前在蝕刻劑中和在含量35～65重量％的磷酸及含量0.5～15重量％的硝酸中的總酸量[毫當(dāng)量/克]。這樣，就可以連續(xù)進(jìn)行蝕刻。對于另外補(bǔ)加的蝕刻劑各成分，可以分別添加或作為其一種混合物添加。
還應(yīng)注意的是，蝕刻體系中存在的蝕刻劑數(shù)量會(huì)隨蝕刻進(jìn)程而減小，因?yàn)椴糠治g刻劑粘附于已被蝕刻的襯底上并被其帶出蝕刻體系。在進(jìn)行噴射濕蝕刻中，在蝕刻劑量顯著地減小時(shí)，蝕刻劑進(jìn)料泵中會(huì)出現(xiàn)空泡形成等情況，使?jié)裎g刻難以連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。這樣減少蝕刻劑數(shù)量可能引起麻煩，使設(shè)置在例如蝕刻劑儲(chǔ)罐中的蝕刻劑加熱器等露出液面，造成對蝕刻劑溫度控制不充分。因此，優(yōu)選的是，應(yīng)適當(dāng)?shù)靥砑游g刻劑(原蝕刻劑)，使蝕刻體系中蝕刻劑量保持在某一水平范圍內(nèi)。
例如，可以按下述方式實(shí)行這種補(bǔ)充。確定襯底通過蝕刻引起的單位重量變化，或確定帶入到蝕刻步驟后進(jìn)行的沖洗步驟中的酸濃度。根據(jù)重量變化或酸濃度并根據(jù)待蝕刻襯底的數(shù)目，預(yù)先計(jì)算從該蝕刻體系中帶出的蝕刻劑量。按這個(gè)計(jì)算量另外補(bǔ)充蝕刻劑(原蝕刻劑)。
通過這樣調(diào)節(jié)各成分的濃度和蝕刻劑中金屬離子的濃度，可以同時(shí)進(jìn)行再循環(huán)地使用該蝕刻劑。因此，從盈利角度來看，這種方法也是有利的。
包括氮化鋁或氮化鋁合金與鋁或鋁合金組合的多層膜，可以通過一次蝕刻操作，進(jìn)行穩(wěn)定及均勻蝕刻，達(dá)到高的精度，而獲得沒有懸伸的所需布線線路分布。
本發(fā)明的蝕刻劑和蝕刻方法對于非上述鋁和鋁合金的低電阻金屬材料也是有效的，諸如對銀、鉬和其合金。
對本發(fā)明現(xiàn)參考實(shí)施例更詳細(xì)地闡明于下，但不應(yīng)將本發(fā)明解釋為局限于以下實(shí)施例，除非本發(fā)明改變了其精神。
參比實(shí)施例取四種不同多層膜布線樣品，它們各有一層固定厚度200納米的鋁下層和一層氮化鋁上層，上層厚度分別為25納米、35納米、45納米和55納米，用迄今普遍應(yīng)用的鋁或鋁合金蝕刻劑(78.5重量％磷酸，2.85重量％硝酸和3.02重量％乙酸(其余為水))，對其進(jìn)行蝕刻。在蝕刻之后，對各個(gè)多層膜查驗(yàn)分布(懸伸長度)并測定懸伸長度。所得結(jié)果示于圖1中。
結(jié)果表明，當(dāng)?shù)X層厚度20納米或更厚時(shí)，即氮化鋁上層對鋁下層的厚度比(上氮化鋁層/下鋁層)為1/10或更大時(shí)，形成懸伸長度在50～60納米或更長。對于這樣一種其上金屬層(氮化鋁)突出形成大懸伸的布線，即使試圖通過濺射等方法在其上形成絕緣膜時(shí)，覆蓋這些懸伸也是極其困難的。對具有這樣分布的布線，不可能使之達(dá)到電性能無問題絕緣充分的電阻。因此，顯然，使用這樣布線會(huì)引起絕緣電阻故障和導(dǎo)致產(chǎn)率顯著降低。
實(shí)施例1～7和對照例1及2通過氬氣濺射對玻璃纖維襯底沉積一層AlNd(鋁釹合金；釹含量2at％)的薄金屬層，其厚度200納米。隨后，在此AlNd層表面上，通過利用氬/氮混合氣體的反應(yīng)濺射，連續(xù)沉積50納米厚度的AlNdN層(氮化鋁-釹合金)。因此，形成了一層AlNdN/AlNd多層膜。調(diào)節(jié)作為上層的AlNdN薄膜中的氮含量至約30at％。
用旋涂法在其上進(jìn)一步形成一層正性光刻膠樹脂層(約1.5微米)，并用照相制版法處理該層，形成一層精細(xì)布線圖。該光刻膠圖案的線寬大約5微米。
將該襯底切成片，其寬約10毫米，長50毫米，用這些片用作為蝕刻試驗(yàn)樣品。
將磷酸(85重量％)、硝酸(70重量％)、乙酸(冰醋酸)和純水混合一起，便之達(dá)到表1所示的組成。由此，制取了若干蝕刻劑。在200毫升燒杯中放置各蝕刻劑200克。調(diào)節(jié)這些蝕刻劑的溫度至表1所示的數(shù)值。將如上所述的蝕刻試驗(yàn)樣品浸入這些蝕刻劑中加以蝕刻，同時(shí)上下左右地?fù)u動(dòng)樣品。
從開始蝕刻到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)期被稱為合理蝕刻時(shí)間(just etchingtime)。此終點(diǎn)是全部溶解掉襯底上被蝕刻區(qū)域的那些金屬并露出襯底(變得透明)的時(shí)點(diǎn)；這種變化是用肉眼判斷的。
給定過蝕刻時(shí)間是根據(jù)合理蝕刻時(shí)間和經(jīng)過過蝕刻脫出的金屬量(過蝕刻量)計(jì)算而適當(dāng)確定的。
完成過蝕刻一給定時(shí)期之后，取出樣品，用純水(Milli QSP，Nippon Millipore Ltd生產(chǎn))沖洗1分鐘，然后用清潔空氣干燥。
用以下裝置(1)和(2)查驗(yàn)蝕刻完成之后各個(gè)襯底的表面狀態(tài)。
(1)檢查光刻膠樹脂層狀態(tài)(膨脹、破裂等)激光顯微鏡(VK-8500，Keyence Corp.生產(chǎn))(2)檢查布線線路分布(懸伸狀態(tài)和電極周圍的殘留物)掃描電子顯微鏡(SEM)或聚焦離子束(FIB)(FB-2000A和C-4100，Hitachi Ltd.生產(chǎn))檢查布線線路分布之前，用丙酮溶解脫出襯底表面上的光刻膠樹脂層。圖2表明布線線路分布的一個(gè)實(shí)施例。圖2中，符號(hào)a表示絕緣襯底，b表示第一金屬薄膜(如鋁或鋁合金)和c表示第二金屬薄膜(如氮化鋁或氮化鋁合金)。
評價(jià)結(jié)果示于表2。對表2說明如下。采用示于對照實(shí)施例1相關(guān)技術(shù)的蝕刻劑，在蝕刻包括氮化鋁合金和鋁合金的多層膜中，難以避免形成懸伸。相反，用本發(fā)明蝕刻劑和蝕刻方法卻產(chǎn)生了極好的效果，不僅懸伸的形成被減到最少，而且也防止了光刻膠蝕變，防止了在電極周圍留下蝕刻殘留物。在各實(shí)施例和對照實(shí)施例中，利用試驗(yàn)中不同蝕刻劑溫度，得到不同合理蝕刻時(shí)間。然而，對于檢查襯底表面狀態(tài)得到同樣結(jié)果的案例，表明在這些評價(jià)中只有一例的結(jié)果。這一點(diǎn)適用于下述實(shí)施例和對照實(shí)施例。
實(shí)施例8～12和對照實(shí)施例3用噴射型連續(xù)蝕刻裝置，在表3所示條件下，處理具有與實(shí)施例1中所用相同多層結(jié)構(gòu)的襯底。
在噴射型連續(xù)蝕刻裝置中進(jìn)行第一蝕刻步驟，其中進(jìn)行合理蝕刻直至用自動(dòng)檢測曝光器(透射光)檢測出其終點(diǎn)(即通過襯底的光透射量達(dá)到了通過完全透射狀態(tài)襯底的光透射量(襯底上什么也沒有時(shí)的光透射量)的0.1％的時(shí)點(diǎn))；和第二蝕刻步驟，其中連續(xù)進(jìn)行給定過蝕刻。完成這些步驟之后，用氣刀去掉襯底表面上殘留蝕刻劑，然后用純水沖洗，使之完全脫除(清洗步驟)。在第一和第二步驟中，保持噴頭垂直于襯底水平移動(dòng)的方向振動(dòng)。
隨后，用一種連續(xù)光刻膠清除劑處理已遭蝕刻的襯底，除去其上光刻膠。此后，通過濺射方法在襯底布線上沉積一層SiN絕緣膜，厚度達(dá)300納米。檢測該絕緣膜電介質(zhì)擊穿電壓(在各個(gè)襯底上18點(diǎn))。
電介質(zhì)擊穿電壓測定結(jié)果示于表4。所示各電介質(zhì)擊穿電壓值是額定值，用對照實(shí)施例3的蝕刻劑進(jìn)行蝕刻的電介質(zhì)擊穿電壓值是1。對表4說明如下。本發(fā)明的蝕刻劑和蝕刻方法產(chǎn)生了極好的效果，由于布線線路分布大大改善，SiN絕緣膜的電介質(zhì)擊穿電壓特征比相關(guān)技術(shù)的(對照實(shí)施例3)改善了很多。
按照實(shí)施例1同樣方法檢測蝕刻之后的電極分布。結(jié)果，實(shí)施例8～12各例的懸伸長度均為30納米或以下。尤其，實(shí)施例8和9中的電極分布是逐漸變化的形狀，幾乎沒有懸伸。相反，對于對照實(shí)施例3，觀察到了懸伸一段約100納米。
實(shí)施例13，14和15蝕刻是按照實(shí)施例1和4同樣方法進(jìn)行，但不同的是，使用了具有與實(shí)施例1和4中相同的磷酸濃度和硝酸濃度并分別含2.5重量％和1.25重量％的甲磺酸量的蝕刻劑。蝕刻之后，按照實(shí)施例1和4同樣的方法檢測和評價(jià)了布線線路分布。其蝕刻條件和評價(jià)結(jié)果分別示于表5和表6中。
表6列出的結(jié)果表明，當(dāng)使用甲磺酸代替乙酸時(shí)，獲得的蝕刻劑具有與含乙酸的蝕刻劑同樣極好效果卻沒有乙酸臭味特征。
實(shí)施例16利用同樣的蝕刻劑，蝕刻條件(蝕刻劑溫度、噴射壓力等.)以及如同實(shí)施例12中的噴射型連續(xù)蝕刻裝置，對具有與實(shí)施例1中所用相同多層結(jié)構(gòu)的玻璃襯底進(jìn)行連續(xù)蝕刻。在連續(xù)蝕刻之前，根據(jù)蝕刻劑組成、蝕刻劑溫度及其它因素決定蝕刻劑補(bǔ)充物的組成、補(bǔ)充時(shí)間以及補(bǔ)充量，使蝕刻劑中的總酸量保持在0.9A～1.2A范圍，其中A為蝕刻開始前蝕刻劑中的總酸量。補(bǔ)充物的組成是硝酸/乙酸/水＝6.6/9.0/84.4[重量％]，其補(bǔ)充量是1.5升/小時(shí)。
補(bǔ)充時(shí)間如下。按給定時(shí)間間隔，對蝕刻體系間歇地提供補(bǔ)充物，使達(dá)到單位時(shí)間補(bǔ)充量為(1.5升/小時(shí))。進(jìn)行連續(xù)蝕刻，同時(shí)為此調(diào)節(jié)蝕刻劑中的總酸量。按與實(shí)施例12同樣方法評價(jià)襯底蝕刻。
此外，適當(dāng)添加蝕刻劑(原蝕刻劑)，保持蝕刻體系中的蝕刻劑量在給定范圍內(nèi)，以能避免蝕刻劑含量降低所引起的噴射麻煩，諸如在蝕刻劑進(jìn)料泵中空泡形成和蝕刻劑儲(chǔ)罐中加熱器露出。在開始蝕刻之后的18小時(shí)和62小時(shí)時(shí)添加原蝕刻劑。
圖3和表8表明補(bǔ)充時(shí)間和蝕刻劑中總酸量隨蝕刻處理時(shí)間流逝的變化。
作為對蝕刻劑特性隨蝕刻處理時(shí)間流逝變化的尺度，將蝕刻完成(總蝕刻時(shí)間)所需的總時(shí)間比的變化示于圖4和表9中。這里術(shù)語“總蝕刻時(shí)間”指的是合理蝕刻時(shí)間和過蝕刻時(shí)間的總和。術(shù)語“總蝕刻時(shí)間比”指的是蝕刻開始后各時(shí)點(diǎn)的總蝕刻時(shí)間對剛開始蝕刻后的蝕刻劑蝕刻時(shí)間(the etching time for the etchant just afteretching initiation)的比例((總蝕刻時(shí)間)/(蝕刻剛開始后的總蝕刻時(shí)間)]。
對圖3和4和表8和9說明如下。按照本發(fā)明蝕刻方法，可以通過補(bǔ)充蝕刻補(bǔ)充物的方法，調(diào)節(jié)蝕刻速率，從而保持蝕刻劑中總酸量在適當(dāng)范圍。因此，穩(wěn)定長期進(jìn)行所需蝕刻已經(jīng)成為可能。在提供蝕刻補(bǔ)充物后，蝕刻劑的組成分析顯示，此蝕刻劑幾乎恢復(fù)了其原組成。按照與實(shí)施例1同樣方法，檢測蝕刻后的電極分布。結(jié)果，對于各處理時(shí)限的懸伸長度已被調(diào)節(jié)至30納米或更短。這表明本發(fā)明蝕刻劑和蝕刻方法是優(yōu)異的。
此外，將其上已分別沉積厚度200納米的AlNdN和AlNd的襯底，用于檢測實(shí)施例4的蝕刻劑的蝕刻速率和蝕刻速率比。所得結(jié)果示于表7中。在AlNd中氮含量是30at％。
對表7說明如下。當(dāng)噴射壓力在0.04～0.12兆帕范圍時(shí)，較低的噴射壓力會(huì)導(dǎo)致第二層(AlNdN)較高的蝕刻速率，因此其蝕刻速率比較低。
這意味著不僅減少懸伸效果好，而且也提高了蝕刻裝置生產(chǎn)效率。這些結(jié)果表明，0.08兆帕和以下的噴射壓力是尤其優(yōu)選的。此外，噴射壓力在0.04兆帕和以上是優(yōu)選的，因?yàn)閺膰娮靽姵龅奈g刻劑可以均勻地散布，造成了均勻蝕刻的可能。
對于上述實(shí)施例，蝕刻試驗(yàn)樣品是在這樣條件制成的；使AlNd金屬薄膜沉積于下層作為第一層，其厚度200納米，使AlNdN金屬薄膜沉積作為第二層，其滲氮度0.6(氮含量30at％)，厚度50納米。但是，本發(fā)明效果不局限于由這種結(jié)構(gòu)所帶來的效果。
構(gòu)成AlNdN薄膜作為第二層薄金屬層，其目的是為了提高耐化學(xué)性，增強(qiáng)薄膜表面硬度，抑制蝕丘產(chǎn)生和抑制布線材料與ITO之間接觸界面形成擴(kuò)散反應(yīng)層。為取得這些效果，可以調(diào)節(jié)該薄膜，使之達(dá)到滲氮度0.1～0.9(氮含量5～45at％)。在利用濺射情況下，改變氬/氮混合氣體中氬對氮的比例，能夠易于實(shí)現(xiàn)對滲氮度的這種調(diào)節(jié)。為獲得相同效果，AlNdN薄膜厚度優(yōu)選為5納米或以上。
從本發(fā)明效果角度來看，對AlNdN膜厚度沒有具體上限，其上限應(yīng)該通過所需布線電阻來確定。例如，滲氮度0.6(氮含量30at％)的AlNdn金屬薄膜被沉積作為以上所用的蝕刻試驗(yàn)樣品中的第二層，其電阻率約60μΩ·cm(微歐姆·厘米)，大約10倍于作為第一層下層AlNd金屬薄膜的電阻率。在這種情況下，從不妨害低電阻角度來看，優(yōu)選地是，調(diào)節(jié)AlNd膜對AlNd膜厚度比(AlNdN/AlNd)，使之不超過1，作為一種大致的目標(biāo)，這是鋁合金的一個(gè)極佳特征。
此外，形成氮化鋁金屬薄膜作為第二層的方法并不局限于反應(yīng)濺射。可用于形成薄膜的其它方法包括離子氮化方法，例如包括沉積一層鋁層，然后用氮等離子體處理其表面和一種在氮保護(hù)氣氛下通過退火處理鋁層的方法。
此外，能夠加入該第二層金屬薄膜的元素不局限于氮。即使當(dāng)加入任一種氧、硅和碳時(shí)，也能夠產(chǎn)生本發(fā)明的效果。
表1實(shí)施例1～7和對照實(shí)施例1及2中的蝕刻劑組成和蝕刻溫度
表2電極部件懸伸、電極部件周圍的殘留物和光刻膠狀態(tài)的評價(jià)結(jié)果
過蝕刻狀態(tài)(長度)×＝60納米或以上○＝30至60納米以下◎＝10至30納米以下☆＝10納米以下沿電極部件周圍殘留物狀態(tài)○＝未發(fā)現(xiàn)×＝發(fā)現(xiàn)光刻膠狀態(tài)○＝未變化×＝膨脹，碎裂表3實(shí)施例8～12和對照實(shí)施例3的噴射型連續(xù)蝕刻條件
表4實(shí)施例8～12和對照實(shí)施例3的電介質(zhì)擊穿電壓測定結(jié)果
表5實(shí)施例13～15中的蝕刻劑組成和蝕刻溫度
表6電極部件懸伸、電極部件周圍的殘留物和光刻膠狀態(tài)的評價(jià)結(jié)果
過蝕刻狀態(tài)(長度)×＝60納米或以上○＝30至60納米以下◎＝10至30納米以下☆＝10納米以下沿電極部件周圍殘留物狀態(tài)○＝未發(fā)現(xiàn)×＝發(fā)現(xiàn)光刻膠狀態(tài)○＝未變化×＝膨脹，碎裂表7蝕刻速率和蝕刻速率比評價(jià)結(jié)果
表注蝕刻條件是一組蝕刻劑組成，包括50重量％的磷酸，10重量％硝酸，2.5重量％乙酸和刻蝕劑溫度為49℃
表8
*1在有下劃線的時(shí)點(diǎn)時(shí)，提供了補(bǔ)充物?？偹崃渴窃谘a(bǔ)充前及補(bǔ)充后測定的。(補(bǔ)充前的數(shù)值以無下劃線的時(shí)點(diǎn)列表示。)
表9
*1在有下劃線的時(shí)點(diǎn)時(shí)，提供了補(bǔ)充物?？偹崃渴窃谘a(bǔ)充前及補(bǔ)充后測定的。(補(bǔ)充前的數(shù)值以無下劃線的時(shí)點(diǎn)列表示。)如上所詳述，本發(fā)明的蝕刻劑和蝕刻方法具有下述效果。當(dāng)用含特定量的磷酸和硝酸的蝕刻劑，對包括由鋁或鋁合金構(gòu)成的第一層和其上形成由各含至少一種選自氮、氧、硅和碳元素的鋁或鋁合金構(gòu)成的第二層的多層膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，構(gòu)成此多層膜的兩層是能夠同時(shí)通過僅一次蝕刻操作而被蝕刻的，而且還阻止了上層形成懸伸。
也就是，可以穩(wěn)定和均勻地蝕刻包括電特性極好的低電阻多層膜的布線材料，其精度符合要求。因此，可以提供一種可靠性高的便宜布線，并由此使能生產(chǎn)非常可靠的液晶顯示器等，達(dá)到低的成本。
盡管對本發(fā)明已參考其具體實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)描述，但顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不致偏離其精神和范圍下，對其進(jìn)行各種改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于多層膜的蝕刻劑，該多層膜包括含有鋁或鋁合金的第一層及第一層上形成的各含選自氮、氧、硅和碳的至少一種元素的鋁或鋁合金的第二層，該蝕刻劑的磷酸含量35～65重量％和硝酸含量0.5～15重量％。
2.按照權(quán)利要求1的蝕刻劑，進(jìn)一步包括乙酸，乙酸含量為1～15重量％。
3.按照權(quán)利要求1的蝕刻劑，其中第二層對第一層的厚度比是1/10～1/1。
4.一種對襯底表面上形成的多層膜進(jìn)行蝕刻的方法，該多層膜包括含有鋁或鋁合金的第一層及第一層上形成的包括各含選自氮、氧、硅和碳的至少一種元素的鋁或鋁合金的第二層，此方法包括利用一種至少包括磷酸和硝酸的蝕刻劑，其中磷酸含量為35～65重量％和硝酸含量為0.5～15重量％。
5.按照權(quán)利要求4的蝕刻方法，其中此蝕刻劑進(jìn)一步包括乙酸，其乙酸含量為1～15重量％。
6.按照權(quán)利要求4的蝕刻劑，其中第二層對第一層的厚度比是1/10～1/1。
7.按照權(quán)利要求4的蝕刻方法，其中在完成合理蝕刻后進(jìn)行一段時(shí)期的過蝕刻，其時(shí)間為基于合理蝕刻時(shí)間的100～500％。
8.按照權(quán)利要求4的蝕刻方法，其中對襯底表面上形成的多層膜進(jìn)行蝕刻的方法是，通過被置于噴嘴尖與襯底表面之間最短距離50～1000毫米處的噴嘴，在噴射壓力為0.01～0.3兆帕下，對襯底表面提供蝕刻劑，從而使蝕刻劑與襯底表面接觸。
9.按照權(quán)利要求1的蝕刻劑，它包括數(shù)量在0.1～15重量％范圍的一種脂族或芳族磺酸、其鹽或它們二者。
10.按照權(quán)利要求9的蝕刻劑，其中脂族或芳族磺酸，其鹽或它們二者是一種具有1～10個(gè)碳原子的鏈烷磺酸，其鹽或它們二者。
11.一種蝕刻方法，包括利用按照權(quán)利要求9的蝕刻劑。
12.按照權(quán)利要求4的蝕刻方法，其中使相當(dāng)于由蝕刻過程所消耗或被帶出蝕刻體系的蝕刻劑成分另外補(bǔ)充至該蝕刻劑中，以使總酸量處于0.8A～1.5A[毫當(dāng)量/克]范圍，其中A是蝕刻前，在35-65重量％的磷酸含量和0.5～15重量％的硝酸含量的蝕刻劑中的總酸量[毫當(dāng)量/克]，并將所得蝕刻劑用于進(jìn)行蝕刻。
13.按照權(quán)利要求12的蝕刻方法，其中使相當(dāng)于蝕刻過程所消耗的或被帶出蝕刻體系的蝕刻劑成分，分別地或以其混合物形式，連續(xù)或間歇地補(bǔ)充至該蝕刻體系中。
14.按照權(quán)利要求12的蝕刻方法，其中用一種濃度計(jì)對蝕刻步驟中蝕刻劑的組成進(jìn)行連續(xù)或間歇地監(jiān)測，并隨監(jiān)測同時(shí)反饋組成分析的結(jié)果，以便對蝕刻劑連續(xù)或間歇地提供補(bǔ)充物。
全文摘要
一種用于通過濕蝕刻對金屬薄膜形成圖案的蝕刻劑，尤其用于生產(chǎn)諸如半導(dǎo)體元件和液晶顯示器元件的半導(dǎo)體器件的一種蝕刻劑，是要應(yīng)用于一種多層膜上，這種多層膜具有由鋁或鋁合金構(gòu)成的第一層和其上形成的由各含至少一種選自氮，氧、硅和碳元素的鋁或鋁合金構(gòu)成的第二層，和含有磷酸量35～65重量％及硝酸量0.5～15重量％；和利用該蝕刻劑進(jìn)行蝕刻。
文檔編號(hào)H01L21/306GK1453829SQ03124018
公開日2003年11月5日 申請日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者齊藤范之, 吉田卓司, 井上和武, 石川誠, 上原口好夫 申請人:三菱化學(xué)株式會(huì)社