(57)【要約】種々の実施形態では、本発明は、フラットパネルディスプレイ等の電子デバイスの金属被覆法に関し、特に、そのような金属被覆法を処理するために利用されるエッチング化学に関する。種々の実施形態では、（ｉ）塩酸、メタンスルホン酸、および硝酸の混合物、または（ｉｉ）リン酸、メタンスルホン酸、および硝酸の混合物を特徴とするエッチング液が、二重層の層間の結果として生じるエッチング不連続を最小限にしながら金属二重層をエッチングするために利用される。
2017510090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタの電極を形成する方法であって、
シリコンまたガラスのうちの少なくとも１つを含む基層を提供するステップと、
前記基層を覆って、１つもしくはそれを上回る耐熱金属または１つもしくはそれを上回る付加的な金属成分を伴う１つもしくはそれを上回る耐熱金属の合金を含む障壁層を堆積させるステップと、
前記障壁層を覆って、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、またはＡｌのうちの少なくとも１つを含む導体層を堆積させるステップと、
前記障壁層を覆って、マスク層を形成するステップと、
前記マスク層をパターン化し、前記導体層の一部を露出させるステップであって、前記マスク層の残りの部分は、少なくとも部分的に、前記電極の形状を画定する、ステップと、
その後、エッチング液を適用し、前記パターン化されたマスク層によってマスクされていない前記導体層および前記障壁層の部分を除去し、それによって、（ａ）前記障壁層の暴露された部分と、（ｂ）前記導体層の暴露された部分と、（ｃ）前記障壁層の暴露された部分と前記導体層の暴露された部分との間の界面とを含む、前記電極の側壁を形成するステップと、
を含み、前記エッチング液は、（ｉ）塩酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物、または（ｉｉ）リン酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物を含む、方法。
【請求項２】
前記電極の側壁は、前記障壁層の暴露された部分と前記導体層の暴露された部分との間の界面にもかかわらず、実質的に不連続がない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記障壁層の暴露された部分と前記導体層の暴露された部分との間の界面に近接して、前記障壁層の暴露された部分は、前記導体層の暴露された部分から６μｍまたはそれ未満だけ突出する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記障壁層の暴露された部分は、１μｍ〜５μｍだけ突出する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記障壁層の暴露された部分は、１μｍ〜３μｍだけ突出する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記エッチング液が適用された後、前記電極は、（ｉ）前記障壁層の暴露された部分と前記導体層の暴露された部分との間の界面および（ｉｉ）前記障壁層の暴露された部分と前記基層との間の界面において、実質的にエッチング残留物がない、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記エッチング液は、少なくとも重量比４９％の水を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記エッチング液は、少なくとも重量比５１％の水を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記エッチング液は、クエン酸を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記エッチング液は、重量比５％〜１０％の硝酸と、５％〜１５％の塩酸と、２０％〜４０％のメタンスルホン酸と、０％〜７％のクエン酸とを含み、余りは、水である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、９％の塩酸と、３３％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、２５％のメタンスルホン酸と、５６％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、５％の塩酸と、３７％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５％のクエン酸と、４６％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記エッチング液は、重量比９％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、４９％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記エッチング液は、重量比２％〜５％の硝酸と、４０％〜７５％のリン酸と、５％〜３０％のメタンスルホン酸を含み、余りは、水である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６０％のリン酸と、１５％のメタンスルホン酸と、２１．５％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、５０％のリン酸と、２０％のメタンスルホン酸と、２６．５％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６８．６％のリン酸と、１０％のメタンスルホン酸と、１７．９％の水とから成る混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記障壁層は、Ｍｏ、Ｗ、またはＭｏおよびＷの合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記障壁層は、１つまたはそれを上回る付加的な金属成分を伴う、Ｍｏおよび／またはＷの合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記導体層は、Ｃｕを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記障壁層は、Ｍｏを含み、前記導体層は、Ｃｕを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記マスク層は、フォトレジストを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記パターン化されたマスク層の残りの部分を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記基層は、ガラスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記基層は、シリコンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記基層は、非晶質シリコンを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
金属二重層をエッチングする方法であって、
（ｉ）基層と、（ｉｉ）前記基層を覆って配置される、第１の金属層と、（ｉｉｉ）前記第１の金属層を覆って配置される、第２の金属層とを含む構造を提供するステップであって、前記第２の金属層は、前記第１の金属層とは異なる、ステップと、
前記第２の金属層を覆って、マスク層を形成するステップと、
前記マスク層をパターン化し、前記第２の金属層の一部を露出させるステップであって、前記マスク層の残りの部分は、所定の形状を画定する、ステップと、
その後、エッチング液を適用し、前記パターン化されたマスク層によってマスクされていない前記第２の金属層および前記第１の金属層の部分を除去し、それによって、（ａ）前記第１の金属層の暴露された部分と、（ｂ）前記第２の金属層の暴露された部分と、（ｃ）前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間の界面とを含む側壁を有する金属二重層を形成するステップと、
を含み、前記エッチング液は、（ｉ）塩酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物、または（ｉｉ）リン酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物を含む、方法。
【請求項３１】
前記基層は、シリコンまたはガラスのうちの少なくとも１つを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の金属層は、１つもしくはそれを上回る耐熱金属または１つもしくはそれを上回る付加的な金属成分を伴う１つもしくはそれを上回る耐熱金属の合金を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記第２の金属層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、またはＡｌのうちの少なくとも１つを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記金属二重層の側壁は、前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間の界面にもかかわらず、実質的に不連続がない、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間の界面に近接して、前記第１の金属層の暴露された部分は、前記第２の金属層の暴露された部分から６μｍまたはそれ未満だけ突出する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１の金属層の暴露された部分は、１μｍ〜５μｍだけ突出する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１の金属層の暴露された部分は、１μｍ〜３μｍだけ突出する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記エッチング液が適用された後、前記金属二重層は、（ｉ）前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間の界面、および（ｉｉ）前記第１の金属層の暴露された部分と前記基層との間の界面において、実質的にエッチング残留物がない、請求項３０に記載の方法。
【請求項３９】
前記エッチング液は、少なくとも重量比４９％の水を含有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項４０】
前記エッチング液は、少なくとも重量比５１％の水を含有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項４１】
前記エッチング液は、クエン酸を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４２】
前記エッチング液は、重量比５％〜１０％の硝酸と、５％〜１５％の塩酸と、２０％〜４０％のメタンスルホン酸と、０％〜７％のクエン酸とを含み、余りは、水である、請求項３０に記載の方法。
【請求項４３】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、９％の塩酸と、３３％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４４】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４５】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、２５％のメタンスルホン酸と、５６％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４６】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、５％の塩酸と、３７％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４７】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５％のクエン酸と、４６％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４８】
前記エッチング液は、重量比９％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、４９％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４９】
前記エッチング液は、重量比２％〜５％の硝酸と、４０％〜７５％のリン酸と、５％〜３０％のメタンスルホン酸を含み、余りは、水である、請求項３０に記載の方法。
【請求項５０】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６０％のリン酸と、１５％のメタンスルホン酸と、２１．５％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５１】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、５０％のリン酸と、２０％のメタンスルホン酸と、２６．５％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５２】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６８．６％のリン酸と、１０％のメタンスルホン酸と、１７．９％の水とから成る混合物を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５３】
前記第１の金属層は、Ｍｏ、Ｗ、またはＭｏおよびＷの合金を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５４】
前記第１の金属層は、１つまたはそれを上回る付加的な金属成分を伴う、Ｍｏおよび／またはＷの合金を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５５】
前記第２の金属層は、Ｃｕを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１の金属層は、Ｍｏを含み、前記第２の金属層は、Ｃｕを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５７】
前記マスク層は、フォトレジストを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５８】
前記パターン化されたマスク層の残りの部分を除去するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項５９】
前記基層は、ガラスを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項６０】
前記基層は、シリコンを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項６１】
前記基層は、非晶質シリコンを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
基層をエッチングすることなく、前記基層を覆って配置される、金属二重層の部分を実質的に非選択的にエッチングするためのエッチング液であって、前記金属二重層は、（ｉ）第１の金属層と、（ｉｉ）（ａ）前記第１の金属層とは異なり、（ｂ）前記第１の金属層を覆って配置される、第２の金属層とを含み、前記エッチング液は、（ｉ）塩酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物、または（ｉｉ）リン酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物を含む、エッチング液。
【請求項６３】
前記基層は、シリコンまたはガラスのうちの少なくとも１つを含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項６４】
前記第１の金属層は、１つもしくはそれを上回る耐熱金属または１つもしくはそれを上回る付加的な金属成分を伴う１つもしくはそれを上回る耐熱金属の合金を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項６５】
前記第２の金属層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、またはＡｌのうちの少なくとも１つを含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項６６】
前記エッチング液は、前記金属二重層をエッチングし、それによって、前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間の界面にもかかわらず、実質的に不連続がない前記金属二重層の側壁を形成するように構成される、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項６７】
（ｉ）前記エッチング液は、前記金属二重層をエッチングし、それによって、前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間に界面を有する、前記金属二重層の側壁を形成するように構成され、（ｉｉ）前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間の界面に近接して、前記第１の金属層の暴露された部分は、前記第２の金属層の暴露された部分から６μｍまたはそれ未満だけ突出する、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項６８】
前記第１の金属層の暴露された部分は、１μｍ〜５μｍだけ突出する、請求項６７に記載のエッチング液。
【請求項６９】
前記第１の金属層の暴露された部分は、１μｍ〜３μｍだけ突出する、請求項６７に記載のエッチング液。
【請求項７０】
前記エッチング液は、（ｉ）前記金属二重層をエッチングし、それによって、前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間に界面を有する、前記金属二重層の側壁を形成し、（ｉｉ）前記金属二重層がエッチングされた後、（ａ）前記第１の金属層の暴露された部分と前記第２の金属層の暴露された部分との間の界面および（ｂ）前記第１の金属層の暴露された部分と前記基層との間の界面において、エッチング残留物を実質的に全く残さないように構成される、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７１】
前記エッチング液は、少なくとも重量比４９％の水を含有する、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７２】
前記エッチング液は、少なくとも重量比５１％の水を含有する、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７３】
前記エッチング液は、クエン酸を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７４】
前記エッチング液は、重量比５％〜１０％の硝酸と、５％〜１５％の塩酸と、２０％〜４０％のメタンスルホン酸と、０％〜７％のクエン酸を含み、余りは、水である、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７５】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、９％の塩酸と、３３％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７６】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７７】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、２５％のメタンスルホン酸と、５６％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７８】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、５％の塩酸と、３７％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項７９】
前記エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５％のクエン酸と、４６％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８０】
前記エッチング液は、重量比９％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、４９％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８１】
前記エッチング液は、重量比２％〜５％の硝酸と、４０％〜７５％のリン酸と、５％〜３０％のメタンスルホン酸とを含み、余りは、水である、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８２】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６０％のリン酸と、１５％のメタンスルホン酸と、２１．５％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８３】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、５０％のリン酸と、２０％のメタンスルホン酸と、２６．５％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８４】
前記エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６８．６％のリン酸と、１０％のメタンスルホン酸と、１７．９％の水とから成る混合物を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８５】
前記第１の金属層は、Ｍｏ、Ｗ、またはＭｏおよびＷの合金を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８６】
前記第１の金属層は、１つまたはそれを上回る付加的な金属成分を伴う、Ｍｏおよび／またはＷの合金を含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８７】
前記第２の金属層は、Ｃｕを含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８８】
前記第１の金属層は、Ｍｏを含み、前記第２の金属層は、Ｃｕを含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項８９】
前記基層は、ガラスを含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項９０】
前記基層は、シリコンを含む、請求項６２に記載のエッチング液。
【請求項９１】
前記基層は、非晶質シリコンを含む、請求項９０に記載のエッチング液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１４年３月７日に出願された米国仮特許出願第６１／９４９，６４１号の利益および優先権を主張するものであり、その全体の開示は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
種々の実施形態では、本発明は、フラットパネルディスプレイ等の電子デバイスの金属被覆法に関し、特に、そのような金属被覆法を処理するために利用されるエッチング化学に関する。
【背景技術】
【０００３】
フラットパネルディスプレイは、種々の市場において急速に普及しつつあり、現在、種々の電気器具、テレビ、コンピュータ、携帯電話、および他の電子デバイスにおいて一般的に利用されている。一般的に使用されるフラットパネルディスプレイの一実施例は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、すなわち、ＴＦＴ−ＬＣＤである。典型的なＴＦＴ−ＬＣＤは、それぞれ、ＬＣＤのピクセルまたはサブピクセルからの光の放出を制御する、ＴＦＴのアレイを含有する。図１は、ＴＦＴ−ＬＣＤに見出され得るような従来のＴＦＴ１００の理想化された断面を描写する。示されるように、ＴＦＴ１００は、ガラス基板１１０上に形成されるゲート電極１０５を含む。ゲート絶縁体１１５は、ゲート電極１０５を上側の導電性構造から電気的に絶縁する。活性層１２０は、典型的には、非晶質シリコンから成り、ゲート電極１０５の電気制御下で、ソース電極１２５とドレイン電極１３０との間で電荷を伝導させ、伝導された電荷は、そこに接続されるピクセルまたはサブピクセル（図示せず）の動作を制御する。ソース／ドレイン絶縁体１３２は、ソース電極１２５をドレイン電極１３０から電気的に絶縁し、ＴＦＴ１００を保護するように密封する。示されるように、ゲート電極１０５、ソース電極１２５、およびドレイン電極１３０はそれぞれ、典型的には、障壁金属層１３５と、それを覆う金属導体層１４０とを含む。障壁１３５は、導体１４０と下側のガラスおよび／またはシリコンとの間に良好な接着を提供し、その間の拡散を低減または防止する。
【０００４】
経時的に、ＬＣＤパネルサイズは、増加し、ＴＦＴベースのピクセルサイズは、減少し、ＴＦＴ−ＬＣＤ構造内の導体にますます過剰な要求を突き付けている。導体内の抵抗を減少させ、それによって、ＴＦＴ−ＬＣＤ内の電気信号伝搬速度を増加させるために、製造業者は、現在、ディスプレイ内の導体１４０のために、銅（Ｃｕ）等の低抵抗率金属を利用している。モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、またはモリブデン−チタン合金（Ｍｏ−Ｔｉ）等の金属が、Ｃｕ導体１４０の下側の障壁１３５のために利用されている。しかしながら、特に、最小加工寸法が縮小し続けるにつれて、そのような金属の処理は、ＴＦＴ−ＬＣＤの加工中に困難を提示する。例えば、図２に示されるように、従来の湿式エッチング化学を用いるゲート電極１０５等の電極のエッチング中、（一方または両方の電極材料の）エッチング残留物２００またはエッチング不連続２１０、例えば、（２つの異なる電極材料の非均一エッチング速度によって生じる）段付きもしくは非線形外形のいずれかが、生じ得る。
【０００５】
前述に照らして、ＴＦＴ−ＬＣＤ等の電子デバイスのための金属二重層の処理中に使用可能であり、そのようなエッチングが、（該当する場合）エッチング速度における最小限の非均一性のみを伴い、有害なエッチング残留物を生成することなく実施されることを可能にする、改良されたエッチング化学の必要性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の種々の実施形態によると、２つまたはそれを上回る異なる金属材料の積層スタック（例えば、ＬＣＤのためのＴＦＴの部分）を特徴とする、パターン化された金属構造が、エッチングされるべき金属材料と、金属材料が配置される任意の基層または基板（例えば、ガラスまたはＳｉ基板）との間に高いエッチング選択性を提供する、改良されたエッチング液を利用してエッチングされる。さらに、エッチング化学は、エッチングされるべき構造の種々の金属材料を実質的に非選択的にエッチングし（すなわち、金属材料は、実質的に同一速度においてエッチングされる）、それによって、異なる金属材料間の界面において、任意の不連続または「段」を最小限にする、もしくは実質的に排除する。さらに、本発明の実施形態によるエッチング化学は、エッチングされる構造の側壁の近傍に（該当する場合）エッチング残留物（例えば、エッチングされている金属材料の１つまたはそれを上回るものの残留物）を殆ど残さないままで金属材料をエッチングする、すなわち、側壁自体もまた、実質的に直線である。（側壁に適用するために本明細書で使用されるように、「直線」は、平面図で視認されるとき、実質的に線形であること、および／または、パターン化された構造をエッチングするために利用される上側のマスク材料の輪郭に実質的に適合することを意味する。直線側壁は、エッチング中にマスク材料のアンダーカットまたは部分的除去からもたらされ得る、「波状」側壁と対照的であり得る。）
【０００７】
本発明の種々の実施形態では、エッチング液は、塩酸、メタンスルホン酸、硝酸、および随意に、クエン酸、および／または非酸性希釈剤の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。種々の実施形態では、希釈剤は、水（例えば、脱イオン（ＤＩ）水）である。さらに、種々の実施形態では、エッチング液は、重量比４８％を上回る（例えば、少なくとも４９％）希釈剤を含有し、したがって、５２％未満の酸を含有する。エッチング液はさらに、５０％の酸、４９％の酸、４５％の酸、またはそれ未満を含有してもよい。そのようなやや希薄なエッチング液組成物は、典型的には、その中の酸の量がより少ないことに起因して、より容易に取り扱われ、処分され、より安価である。種々の実施形態では、エッチング液は、重量比（本明細書に提供される全ての割合は、別様に示されない限り、重量比である）５％〜１０％の硝酸、５％〜１５％の塩酸、および２０％〜４０％のメタンスルホン酸、０％〜７％のクエン酸（または２％〜７％のクエン酸）、および水（例えば、脱イオン水）の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。具体的実装では、エッチング液は、７％の硝酸、９％の塩酸、３３％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、７％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、７％の硝酸、１２％の塩酸、２５％のメタンスルホン酸、および５６％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、７％の硝酸、５％の塩酸、３７％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、７％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、５％のクエン酸、および４６％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、９％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、および４９％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい。
【０００８】
本発明の一実施形態では、エッチング液は、リン酸、メタンスルホン酸、硝酸、および随意に、非酸性希釈剤の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。種々の実施形態では、希釈剤は、水（例えば、脱イオン（ＤＩ）水）である。さらに、種々の実施形態では、エッチング液は、重量比１５％を上回る希釈剤を含有し、したがって、８５％未満の酸を含有する。エッチング液はさらに、８０％の酸またはそれ未満（例えば、およそ７４％〜７８％の酸）を含有してもよい。種々の実施形態では、エッチング液は、２％〜５％の硝酸、４０％〜７５％のリン酸、および５％〜３０％のメタンスルホン酸、および水の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。具体的実装では、エッチング液は、３．５％の硝酸と、６０％のリン酸と、１５％のメタンスルホン酸と、２１．５％の水とを含む、本質的にそれらから成る、もしくはそれらから成ってもよい、またはエッチング液は、３．５％の硝酸と、５０％のリン酸と、２０％のメタンスルホン酸と、２６．５％の水とを含む、本質的にそれらから成る、もしくはそれらから成ってもよい、またはエッチング液は、３．５％の硝酸と、６８．６％のリン酸と、１０％のメタンスルホン酸と、１７．９％の水とを含む、本質的にそれらから成る、もしくはそれらから成ってもよい。
【０００９】
本発明の実施形態に従って利用されるエッチング液は、（ｉ）１つもしくはそれを上回る耐熱金属（例えば、Ｍｏおよび／またはタングステン（Ｗ））または１つもしくはそれを上回る付加的な金属成分を伴う１つもしくはそれを上回る耐熱金属の合金、および（ｉｉ）それを覆う、例えば、Ｃｕ、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、もしくはアルミニウム（Ａｌ）を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る、高導電性金属または合金の二重層を含む、または本質的にそれらから成る金属構造のエッチングに特に好適である。そのような金属二重層は、以下に詳述されるように、ＴＦＴの部分（例えば、電極）として特に有用に採用され得る。付加的な金属成分は、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、Ｍｏ、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、Ｔｉ、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、および／またはニッケル（Ｎｉ）等の金属を含んでもよく、付加的な金属成分は、２０１４年６月５日に出願された米国特許出願第１４／２９６，７９６号および２０１４年６月５日に出願された米国特許出願第１４／２９６，８００号（そのそれぞれの全開示が、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されるように、１〜５０パーセントの重量濃度（すなわち、重量％）で合金中に（個別または集合的に）存在し得る。好ましい実施形態では、エッチングされるべき二重層は、Ｃｕの層で被覆されるＭｏおよび／またはＷの層を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。金属構造の複数（例えば、２つ）の層は、好ましくは、本明細書内で説明されるエッチング液内で実質的に同じエッチング速度を呈する。したがって、エッチングに関連する残留物および不連続は、そのようなエッチング液の使用を介して、最小限にされる、または排除される。
【００１０】
ある側面では、本発明の実施形態は、薄膜トランジスタの電極を形成する方法を特徴とする。シリコンおよび／またはガラスを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る基層が提供される。障壁層が、基層を覆って堆積される。障壁層は、１つもしくはそれを上回る耐熱金属または１つもしくはそれを上回る付加的な金属成分を伴う１つもしくはそれを上回る耐熱金属の合金を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。導体層が、障壁層を覆って堆積される。導体層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、および／またはＡｌを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。マスク層が、障壁層を覆って形成される。マスク層は、パターン化され、導体層の一部を露出させ、マスク層の残りの部分は、少なくとも部分的に、電極の形状を画定する。その後、エッチング液が、適用され、パターン化されたマスク層によってマスクされていない導体層および障壁層の部分を除去し、それによって、（ａ）障壁層の暴露された部分と、（ｂ）導体層の暴露された部分と、（ｃ）障壁層の暴露された部分と導体層の暴露された部分との間の界面とを含む、電極の側壁を形成する。エッチング液は、（ｉ）塩酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物、もしくは（ｉｉ）リン酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。
【００１１】
本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下の１つまたはそれを上回るものを含んでもよい。電極の側壁は、障壁層の暴露された部分と導体層の暴露された部分との間の界面にもかかわらず、実質的に不連続がなくてもよい。障壁層の暴露された部分と導体層の暴露された部分との間の界面に近接して、障壁層の暴露された部分は、導体層の暴露された部分からおよそ６μｍまたはそれ未満だけ突出してもよい。障壁層の暴露された部分は、およそ１μｍ〜およそ５μｍだけ突出してもよい。障壁層の暴露された部分は、およそ１μｍ〜およそ３μｍだけ突出してもよい。エッチング液が適用された後、電極は、（ｉ）障壁層の暴露された部分と導体層の暴露された部分との間の界面および／または（ｉｉ）障壁層の暴露された部分と基層との間の界面において、実質的にエッチング残留物がなくてもよい。エッチング液は、重量比が少なくとも４９％または少なくとも５１％の水を含有してもよい。エッチング液は、クエン酸を含んでもよい。
【００１２】
エッチング液は、重量比５％〜１０％の硝酸と、５％〜１５％の塩酸と、２０％〜４０％のメタンスルホン酸と、０％〜７％のクエン酸を含む、本質的にそれらから成る、またはそれらから成ってもよく、余りは、水である。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、９％の塩酸と、３３％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、２５％のメタンスルホン酸と、５６％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、５％の塩酸と、３７％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５％のクエン酸と、４６％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比９％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、４９％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００１３】
エッチング液は、重量比２％〜５％の硝酸と、４０％〜７５％のリン酸と、５％〜３０％のメタンスルホン酸とを含む、本質的にそれらから成る、またはそれらから成ってもよく、余りは、水である。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６０％のリン酸と、１５％のメタンスルホン酸と、２１．５％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、５０％のリン酸と、２０％のメタンスルホン酸と、２６．５％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６８．６％のリン酸と、１０％のメタンスルホン酸と、１７．９％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００１４】
障壁層は、Ｍｏ、Ｗ、またはＭｏおよびＷの合金を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい。障壁層は、１つまたはそれを上回る付加的な金属成分を伴う、Ｍｏおよび／またはＷの合金を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。導体層は、Ｃｕを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。障壁層は、Ｍｏを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい、および／または導体層は、Ｃｕを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。マスク層は、フォトレジストを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。パターン化されたマスク層の残りの部分は、除去されてもよい。基層は、ガラスを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。基層は、シリコンを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。基層は、非晶質シリコンを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００１５】
別の側面では、本発明の実施形態は、金属二重層をエッチングする方法を特徴とする。（ｉ）基層と、（ｉｉ）基層を覆って配置される、第１の金属層と、（ｉｉｉ）第１の金属層を覆って配置される、第２の金属層とを含む、本質的にそれらから成る、またはそれらから成る構造が提供される。第２の金属層は、第１の金属層とは異なる（すなわち、第２の金属層は、第１の金属層の１つもしくはそれを上回る金属とは異なる１つもしくはそれを上回る金属を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る）。マスク層が、第２の金属層を覆って形成される。マスク層は、パターン化され、第２の金属層の一部を露出し、マスク層の残りの部分は、所定の形状を画定する。その後、エッチング液が、適用され、パターン化されたマスク層によってマスクされていない第２の金属層および第１の金属層の部分を除去し、それによって、（ａ）第１の金属層の暴露された部分と、（ｂ）第２の金属層の暴露された部分と、（ｃ）第１の金属層の暴露された部分と第２の金属層の暴露された部分との間の界面とを含む側壁を有する金属二重層を形成する。エッチング液は、（ｉ）塩酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物、もしくは（ｉｉ）リン酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。
【００１６】
本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下の１つまたはそれを上回るものを含んでもよい。基層は、シリコンおよび／またはガラスを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第１の金属層は、１つもしくはそれを上回る耐熱金属または１つもしくはそれを上回る付加的な金属成分を伴う１つもしくはそれを上回る耐熱金属の合金を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第２の金属層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、および／またはＡｌを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。金属二重層の側壁は、第１の金属層の暴露された部分と第２の金属層の暴露された部分との間の界面にもかかわらず、実質的に不連続がなくてもよい。第１の金属層の暴露された部分と第２の金属層の暴露された部分との間の界面に近接して、第１の金属層の暴露された部分は、第２の金属層の暴露された部分からおよそ６μｍまたはそれ未満だけ突出してもよい。第１の金属層の暴露された部分は、およそ１μｍ〜およそ５μｍだけ突出してもよい。第１の金属層の暴露された部分は、およそ１μｍ〜およそ３μｍだけ突出してもよい。エッチング液が適用された後、金属二重層は、（ｉ）第１の金属層の暴露された部分と第２の金属層の暴露された部分との間の界面および／または（ｉｉ）第１の金属層の暴露された部分と基層との間の界面において、実質的にエッチング残留物がなくてもよい。エッチング液は、重量比が少なくとも４９％の水または少なくとも５１％の水を含有してもよい。エッチング液は、クエン酸を含んでもよい。
【００１７】
エッチング液は、重量比５％〜１０％の硝酸と、５％〜１５％の塩酸と、２０％〜４０％のメタンスルホン酸と、０％〜７％のクエン酸とを含む、本質的にそれらから成る、またはそれらから成ってもよく、余りは、水である。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、９％の塩酸と、３３％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、２５％のメタンスルホン酸と、５６％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、５％の塩酸と、３７％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５％のクエン酸と、４６％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比９％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、４９％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００１８】
エッチング液は、重量比２％〜５％の硝酸と、４０％〜７５％のリン酸と、５％〜３０％のメタンスルホン酸とを含む、本質的にそれらから成る、またはそれらから成ってもよく、余りは、水である。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６０％のリン酸と、１５％のメタンスルホン酸と、２１．５％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、５０％のリン酸と、２０％のメタンスルホン酸と、２６．５％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６８．６％のリン酸と、１０％のメタンスルホン酸と、１７．９％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００１９】
第１の金属層は、Ｍｏ、Ｗ、またはＭｏおよびＷの合金を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第１の金属層は、１つまたはそれを上回る付加的な金属成分を伴う、Ｍｏおよび／またはＷの合金を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第２の金属層は、Ｃｕを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第１の金属層は、Ｍｏを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよく、第２の金属層は、Ｃｕを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。マスク層は、フォトレジストを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。パターン化されたマスク層の残りの部分は、除去されてもよい。基層は、ガラスを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。基層は、シリコンを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。基層は、非晶質シリコンを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００２０】
さらに別の側面では、本発明の実施形態は、基層をエッチングすることなく、基層を覆って配置される、金属二重層の部分を実質的に非選択的にエッチングするためのエッチング液を特徴とする。金属二重層は、（ｉ）第１の金属層と、（ｉｉ）（ａ）第１の金属層とは異なり、（ｂ）第１の金属層を覆って配置される、第２の金属層とを含む、本質的にそれらから成る、またはそれらから成る。エッチング液は、（ｉ）塩酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物、もしくは（ｉｉ）リン酸、メタンスルホン酸、硝酸、および水の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。
【００２１】
本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下の１つまたはそれを上回るものを含んでもよい。基層は、シリコンおよび／またはガラスを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第１の金属層は、１つもしくはそれを上回る耐熱金属または１つもしくはそれを上回る付加的な金属成分を伴う１つもしくはそれを上回る耐熱金属の合金を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第２の金属層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、および／またはＡｌを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、金属二重層をエッチングし、それによって、第１の金属層の暴露された部分と第２の金属層の暴露された部分との間の界面にもかかわらず、実質的に不連続がない金属二重層の側壁を形成するように構成されてもよい。第１の金属層の暴露された部分と第２の金属層の暴露された部分との間の界面に近接して、第１の金属層の暴露された部分は、第２の金属層の暴露された部分からおよそ６μｍまたはそれ未満だけ突出してもよい。第１の金属層の暴露された部分は、およそ１μｍ〜およそ５μｍだけ突出してもよい。第１の金属層の暴露された部分は、およそ１μｍ〜およそ３μｍだけ突出してもよい。金属二重層がエッチングされた後、エッチング液は、（ｉ）第１の金属層の暴露された部分と第２の金属層の暴露された部分との間の界面および／または（ｉｉ）第１の金属層の暴露された部分と基層との間の界面において、エッチング残留物を実質的に全く残さないように構成されてもよい。エッチング液は、重量比が少なくとも４９％の水または少なくとも５１％の水を含有してもよい。エッチング液は、クエン酸を含んでもよい。
【００２２】
エッチング液は、重量比５％〜１０％の硝酸と、５％〜１５％の塩酸と、２０％〜４０％のメタンスルホン酸と、０％〜７％のクエン酸とを含む、本質的にそれらから成る、またはそれらから成ってもよく、余りは、水である。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、９％の塩酸と、３３％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、２５％のメタンスルホン酸と、５６％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、５％の塩酸と、３７％のメタンスルホン酸と、５１％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比７％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、５％のクエン酸と、４６％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比９％の硝酸と、１２％の塩酸と、３０％のメタンスルホン酸と、４９％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００２３】
エッチング液は、重量比２％〜５％の硝酸と、４０％〜７５％のリン酸と、５％〜３０％のメタンスルホン酸とを含む、本質的にそれらから成る、またはそれらから成ってもよく、余りは、水である。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６０％のリン酸と、１５％のメタンスルホン酸と、２１．５％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、５０％のリン酸と、２０％のメタンスルホン酸と、２６．５％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、重量比３．５％の硝酸と、６８．６％のリン酸と、１０％のメタンスルホン酸と、１７．９％の水とから成る混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００２４】
第１の金属層は、Ｍｏ、Ｗ、またはＭｏおよびＷの合金を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第１の金属層は、１つまたはそれを上回る付加的な金属成分を伴う、Ｍｏおよび／またはＷの合金を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第２の金属層は、Ｃｕを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。第１の金属層は、Ｍｏを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよく、第２の金属層は、Ｃｕを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。エッチング液は、第２の金属層の一部を覆って適用されるマスク層をエッチングしないように構成されてもよい。マスク層は、フォトレジストを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。基層は、ガラスを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。基層は、シリコンを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。基層は、非晶質シリコンを含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。
【００２５】
これらおよび他の目的は、本明細書に開示される本発明の利点および特徴とともに、以下の説明、付随の図面、および請求項の参照を通して、より明白になるであろう。さらに、本明細書に説明される種々の実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、種々の組み合わせおよび順列で存在し得ることを理解されたい。本明細書で使用されるように、用語「およそ」および「実質的に」は、±１０％、いくつかの実施形態では、±５％を意味する。用語「本質的にそれから成る」は、別様に本明細書に定義されない限り、機能に寄与する他の材料を除外することを意味する。それにもかかわらず、そのような他の材料は、集合的または個別に、微量に存在し得る。例えば、本質的に、複数の金属から成る構造は、概して、それらの金属のみと、化学分析を介して検出可能であり得るが、機能に寄与しない、（金属または非金属であり得る）非意図的不純物のみとを含むであろう。本明細書で使用されるように、「本質的に、少なくとも１つの金属から成る」は、金属と酸素もしくは窒素等の非金属元素または化学種との間の化合物（例えば、金属窒化物または金属酸化物）ではなく、金属または２つもしくはそれを上回る金属の混合物を指す。そのような非金属元素または化学種は、集合的もしくは個別に、微量に、例えば、不純物として存在し得る。本明細書で使用されるように、「基板」または「基層」は、その上にまたは１つもしくはそれを上回る付加的層自体に配置される１つまたはそれを上回る付加的層の有無にかかわらず、支持部材（例えば、シリコン、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＳｉＣ、サファイア、もしくはＩｎＰ等の半導体基板、または別の材料、例えば、ガラス等の絶縁材料を含む、もしくは本質的にそれから成る、プラットフォーム）を指す。
【００２６】
図面では、同様の参照文字は、概して、異なる図全体を通して、同一部品を指す。また、図面は、必ずしも、縮尺通りではなく、代わりに、概して、本発明の原理を例証することに重点が置かれている。以下の説明では、本発明の種々の実施形態は、以下の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、液晶ディスプレイのための薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図２】図２は、エッチングされた従来のＴＦＴ電極の概略断面図である。
【図３】図３および４は、本発明の種々の実施形態による、加工中のＴＦＴ電極の概略断面図である。
【図４】図３および４は、本発明の種々の実施形態による、加工中のＴＦＴ電極の概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、従来のエッチング化学を用いてエッチングされた金属構造の平面図光学顕微鏡写真である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施形態による、エッチング化学を用いてエッチングされた金属構造の平面図光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図３は、本発明の実施形態による、ＴＦＴゲート電極の加工における初期ステップを描写する。示されるように、障壁層３００は、例えば、スパッタリングまたは他の物理的堆積プロセスによって、基板３１０（例えば、ガラスまたはシリコン基板）上に堆積される。導体層３２０は、続いて、例えば、スパッタリングまたは他の物理的堆積プロセスによって、障壁層３００上に堆積される。典型的には、障壁層３００の厚さは、導体層３２０の厚さのおよそ５％〜およそ２５％（例えば、およそ１０％）となるであろう。例えば、障壁層３００の厚さは、およそ５０ｎｍであってもよく、導体層３２０の厚さは、およそ５００ｎｍであってもよい。マスク層３３０（例えば、フォトレジスト）が、導体層３２０を覆って形成され、従来のフォトリソグラフィによってパターン化される。
【００２９】
図４に示されるように、電極４００（例えば、ゲート電極）が、次いで、好ましくは、単一ステップ湿式エッチングにおいて、マスク層３３０によって被覆されていない導体層３２０および障壁層３００の部分をエッチングすることによって加工される。湿式エッチング液が、実質的に、同一速度で金属層をエッチングするために利用され、実質的に、平滑および／または線形であり、実質的に、導体層３２０と障壁層３００との間の界面４２０において、任意の不連続（例えば、段付きまたは非線形外形）がない、側壁４１０をもたらす。
【００３０】
湿式エッチング液は、例えば、塩酸、メタンスルホン酸、硝酸、および随意に、クエン酸、および／または非酸性希釈剤の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。種々の実施形態では、希釈剤は、水（例えば、脱イオン（ＤＩ）水）である。さらに、種々の実施形態では、エッチング液は、重量比４８％を上回る（例えば、少なくとも４９％）希釈剤を含有し、したがって、５２％未満の酸を含有する。エッチング液はさらに、５０％の酸、４９％の酸、４５％の酸、またはそれ未満を含有してもよい。そのようなやや希薄なエッチング液組成物は、典型的には、その中の酸の量がより少ないことに起因して、より容易に取り扱われ、処分され、より安価である。種々の実施形態では、エッチング液は、重量比（本明細書に提供される全ての割合は、別様に示されない限り、重量比である）５％〜１０％の硝酸、５％〜１５％の塩酸、および２０％〜４０％のメタンスルホン酸、０％〜７％のクエン酸（または２％〜７％のクエン酸）、および水（例えば、脱イオン水）の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。具体的実装では、エッチング液は、７％の硝酸、９％の塩酸、３３％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、７％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、７％の硝酸、１２％の塩酸、２５％のメタンスルホン酸、および５６％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、７％の硝酸、５％の塩酸、３７％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、７％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、５％のクエン酸、および４６％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい、またはエッチング液は、９％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、および４９％の水の混合物を含む、本質的にそれから成る、もしくはそれから成ってもよい。
【００３１】
他の実施形態では、湿式エッチング液は、リン酸、メタンスルホン酸、硝酸、および随意に、非酸性希釈剤の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成ってもよい。種々の実施形態では、希釈剤は、水（例えば、脱イオン（ＤＩ）水）である。さらに、種々の実施形態では、エッチング液は、重量比１５％を上回る希釈剤を含有し、したがって、８５％未満の酸を含有する。エッチング液はさらに、８０％の酸またはそれ未満（例えば、およそ７４％〜７８％の酸）を含有してもよい。種々の実施形態では、エッチング液は、２％〜５％の硝酸、４０％〜７５％のリン酸、および５％〜３０％のメタンスルホン酸、および水の混合物を含む、本質的にそれから成る、またはそれから成る。具体的実装では、エッチング液は、３．５％の硝酸と、６０％のリン酸と、１５％のメタンスルホン酸と、２１．５％の水とを含む、本質的にそれらから成る、もしくはそれらから成ってもよい、またはエッチング液は、３．５％の硝酸と、５０％のリン酸と、２０％のメタンスルホン酸と、２６．５％の水とを含む、本質的にそれらから成る、もしくはそれらから成ってもよい、またはエッチング液は、３．５％の硝酸と、６８．６％のリン酸と、１０％のメタンスルホン酸と、１７．９％の水とを含む、本質的にそれらから成る、もしくはそれらから成ってもよい。
【００３２】
エッチングプロセスに続いて、基板３１０（ならびに電極４００）は、例えば、ＤＩ水を用いて濯がれ、（例えば、急回転また高速気体流によって）乾燥されてもよい。エッチング後、基板３１０（ならびに電極４００）は、好ましくは、実質的に、電極４００に近接する領域内に導体層３２０および障壁層３００の一方または両方のエッチング残留物がない。本発明の種々の実施形態によると、湿式エッチングプロセスは、室温で実施される。他の実施形態では、エッチング液は、４０℃〜６０℃の温度まで加熱される。湿式エッチング液は、基板３１０に噴霧されてもよい、または基板３１０は、湿式エッチング液中に部分的または完全に浸漬されてもよい。湿式エッチングプロセスは、バッチ（すなわち、複数の基板）プロセスとして、または単一基板プロセスとして実施されてもよい。エッチング時間（すなわち、基板および／またはそれを覆う層がエッチング液に暴露される時間）は、例えば、２４０秒もしくはそれ未満、またはさらに１８０秒もしくはそれ未満であってもよいが、より長い時間が、より厚い層の除去のために利用されてもよい。好ましい実施形態では、エッチング後、側壁４１０は、下側の基板３１０の表面と、およそ５０o〜およそ７０o、例えば、およそ６０oの角度４３０を形成する。エッチング後、マスク層３３０は、従来の手段、例えば、アセトン、市販のフォトレジスト剥離剤、および／または酸素プラズマへの暴露によって除去されてもよい。
【００３３】
図５Ａは、この場合ではＰＡＮエッチング、すなわち、リン酸、酢酸、および硝酸の混合物である従来のエッチング化学を用いてエッチングされた金属構造５００の平面図光学顕微鏡写真である。金属構造５００は、５０ｎｍのＭｏ層５１０の上の５００ｎｍのＣｕ層５０５を特徴とし、その両方が、シリコン基板５１５上に配置される。（図５Ａに示されないが、Ｃｕ層５０５は、エッチング中にフォトレジストの層でマスクされた。）示されるように、エッチングされた金属構造５００は、Ｃｕ層５０５およびＭｏ層５１０の縁間のやや大きい不連続５２０を特徴とする。不連続５２０は、例えば、１０μｍ〜２０μｍ、またはさらに大きいものであり得る。さらに、エッチングされた金属構造５００は、やや粗い、鋸歯状側壁５２５を呈する。
【００３４】
図５Ｂは、本発明の好ましい実施形態による、エッチング液を用いてエッチングされた金属構造５５０の平面図光学顕微鏡写真である。金属構造５５０は、５０ｎｍのＭｏ層５６０の上の５００ｎｍのＣｕ層５５５を特徴とし、その両方が、シリコン基板５６５上に配置される。（図５Ｂに示されないが、Ｃｕ層５５５は、エッチング中にフォトレジストの層でマスクされた。）示されるように、エッチングされた金属構造５５０は、Ｃｕ層５５５およびＭｏ層５６０の縁間のはるかに小さい不連続５７０を特徴とする。不連続５７０は、例えば、１μｍ〜５μｍ、１μｍ〜３μｍ、またはさらに小さいものであり得る。さらに、エッチングされた金属構造５５０は、平滑かつ実質的に直線の側壁５７５を呈する。加えて、エッチングされた金属構造は、基板５６５とＭｏ層５６０との間の界面において、ならびにＣｕ層５５５とＭｏ層５６０との間の界面において、実質的にエッチング残留物がない。
【００３５】
（実施例）
一連の試料が、従来のエッチング化学を本発明の実施形態によるエッチング化学と比較するエッチング研究のために加工された。各試料は、シリコン基板と、基板上に配置される５０ｎｍのＭｏ層と、Ｍｏ層上に配置される５００ｎｍのＣｕ層とから成った。フォトレジストが、図３に多く示されるように、基板上の金属構造の一部をマスクするために利用された。図４に図式的に示されるように、試料は、ＭｏおよびＣｕ層のマスクされていない部分が除去されるまでエッチングされた。（各エッチング液内の異なる量の酸に起因して、試料毎のエッチング速度、ひいては、エッチング時間は、概して、変動した。）試料は、（１）エッチングされた構造に近接する（図２に図式的に示されるような）金属残留物の存在または不在、および（２）（図２に図式的に示されるような）ＭｏおよびＣｕ層間の（該当する場合）エッチング不連続の段階的サイズを判定するために分析された。段階的サイズは、基板の平面に平行に測定された。結果は、以下の表内に要約される。
【表１−１】
2017510090.tif 000003
【表１−２】
2017510090.tif 000004
【００３６】
本実験において利用された種々のエッチング液の化学的構造は、以下であり、全ての濃度は、重量比である。最初に、対照群エッチング液（従来のＰＡＮエッチング液）は、５０％のリン酸、１０％の酢酸、５％の硝酸、および３５％の水の混合物であった。エッチング液１は、７％の硝酸、９％の塩酸、３３％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物であった。エッチング液２は、７％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物であった。エッチング液３は、６０％のリン酸、３．５％の硝酸、１５％のメタンスルホン酸、および２１．５％の水の混合物であった。エッチング液４は、７％の硝酸、１２％の塩酸、２５％のメタンスルホン酸、および５６％の水の混合物であった。エッチング液５は、７％の硝酸、５％の塩酸、３７％のメタンスルホン酸、および５１％の水の混合物であった。エッチング液６は、７％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、５％のクエン酸、および４６％の水の混合物であった。エッチング液７は、５０％のリン酸、３．５％の硝酸、２０％のメタンスルホン酸、および２６．５％の水の混合物であった。エッチング液８は、６８．６％のリン酸、３．５％の硝酸、１０％のメタンスルホン酸、および１７．９％の水の混合物であった。エッチング液９は、９％の硝酸、１２％の塩酸、３０％のメタンスルホン酸、および４９％の水の混合物であった。
【００３７】
エッチング結果が実証するように、本発明の実施形態によるエッチング液１−１０は、ＭｏおよびＣｕ層を正常にエッチングし、結果として生じるエッチング不連続は、非常に小さいものにすぎなかった。比較すると、対照群エッチング液は、本発明の実施形態による、最良性能のエッチング液よりもおよそ１桁を上回るエッチング不連続を形成しながら層をエッチングし、それによって、本発明の実施形態によるエッチング化学の優位性を実証した。
【００３８】
本明細書に採用される用語および表現は、限定ではなく、説明の用語および表現として使用され、そのような用語および表現の使用において、示され、説明される特徴またはその部分の任意の均等物を除外する意図はない。加えて、本発明のある実施形態が説明されたが、本明細書に開示される概念を組み込む他の実施形態が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく使用され得ることが、当業者に明白となるであろう。故に、説明される実施形態は、あらゆる点において、制限ではなく、例証にすぎないものと見なされる。
【図３】
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【図４】
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【図５Ｂ】
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【図１】
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【図２】
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【図５Ａ】
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【国際調査報告】
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