蚀刻液组合物及蚀刻方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及蚀刻液组合物，特别是涉及用于平板显示器的栅极、源极和漏极所使 用的金属层叠膜的蚀刻的蚀刻液组合物。
【背景技术】
[0002] -直以来，在平板显示器（FPD)的领域中，作为薄膜晶体管（TFT)的沟道材料，大 型电视机用液晶面板（LCD)等采用非晶硅（a-Si)，小型高精细LCD和有机EL显示器（0LED) 等采用低温多晶硅（LTp-Si)。然而，近年来，在电子设备不断小型化、轻量化和低耗电化的 过程中，作为沟道材料，研究了引入氧化物半导体来代替这些非晶硅和低温多晶硅。
[0003] 作为氧化物半导体，例如由铟（In)、镓（Ga)和锌（Zn)构成的IGZ0被实用化。IGZ0 在低温下成膜的非晶态也显示高电子迀移率（~10cmV(V·S))、良好的驱动稳定性、均匀 性。此外，非专利文献1中显示由IGZ0构成的膜可在200°C以下成膜，因此可在塑料基板上 成膜，通过将该膜用作0LED的TFT的沟道材料，可实现柔性显示器。
[0004] 除了IGZ0之外，ΙΖΟ、ΙΤ0等含In的金属氧化物半导体也被期待应用于太阳能电 池材料、发光二极管材料、宽能带隙材料、可变电阻存储器材料，是有许多用途且非常受关 注的材料。
[0005] 此外，FPD中的栅极、源极和漏极大多采用A1作为电极布线。将A1用作电极布线 时，为了防止A1的氧化、防止扩散等目的，主要采用钛（Ti)、钼（Mo)作为阻隔金属，在A1布 线的下部或者同时在上部和下部成膜配置。作为阻隔金属，从利于成本控制的观点来看，较 好是Ti〇
[0006] 作为用于形成栅极、源极和漏极的图案的蚀刻加工的方法，已知湿法蚀刻和干法 蚀刻这2种。干法蚀刻处理对高精细图案的加工有效，但存在导入装置而导致的高成本、蚀 刻处理后产生灰尘而导致的成品率下降等问题。另一方面，对于湿法蚀刻处理，高精细图案 的加工困难，但不需要干法蚀刻那样的昂贵装置，在成本上有利，还可期待成品率提高。
[0007] 专利文献1~3中示出了用于具有由Ti或以Ti为主要成分的合金形成的层和由 A1或以A1为主要成分的合金形成的层的金属层叠膜的湿法蚀刻的药液以及采用该药液的 蚀刻方法。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本专利特开2007-67367号公报
[0011] 专利文献2:日本专利特开2008-53374号公报
[0012] 专利文献3:日本专利特开2010-199121号公报
[0013] 非专利文献
[0014] 非专利文献1:三浦建太郎、上田知正、山口一，《实现轻薄的纸型显示器的氧化物 半导体TFT》，东芝评论，2012年，67卷，1号，34~37页
[0015] 发明的概要
[0016] 发明所要解决的技术问题
[0017] 另外，如上所述，作为薄膜晶体管（TFT)的沟道材料，最近大多采用IGZ0代替 a-Si，该情况下，薄膜晶体管具有在源极和漏极的基底存在IGZ0的结构。专利文献1~3 中所揭示的蚀刻液在作为蚀刻对象的层叠膜的基底为a-Si时不会侵蚀该基底。然而，IGZ0 具有在酸性区域容易溶解的性质；另一方面，专利文献1~3中，对IGZ0作为基底存在的情 况进行了研究。
[0018] 源极和漏极的基底存在IGZ0的情况下，即薄膜晶体管具有Ti/Al/Ti/IGZO、A1/ Ti/IGZO等层叠膜的结构的情况下，对于该种薄膜晶体管用湿法蚀刻处理IGZ0上的Ti/Al/ Ti层、Al/Ti层时，容易因蚀刻液对IGZ0造成损伤。因此，通过湿法蚀刻处理IGZ0上的Ti/ Al/Ti层、Al/Ti层时，需要在IGZ0上形成掩盖（日语：年々y文）膜，工序增加而成本上 升。此外，通过干法蚀刻处理也可制造薄膜晶体管，但如上所述，在该处理中，存在导入装置 而导致的高成本、蚀刻处理后产生灰尘而导致的成品率下降等问题。
[0019] 为了解决这些问题，需要不会对基底的含In的金属氧化物膜造成损伤、可仅对上 部的金属层叠膜进行一次性蚀刻的药液及方法。
[0020] 因此，本发明的目的在于提供可对包括由Ti或以Ti为主要成分的合金形成的含 Ti层、由A1或以A1为主要成分的合金形成的含A1层、含In的金属氧化物层的金属层叠膜 的含Ti层和含A1层进行一次性蚀刻且可使蚀刻中的含In的金属氧化物层的损伤减少的 蚀刻液组合物及使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法。
[0021] 解决技术问题所采用的技术方案
[0022] 本发明人在为了解决上述课题而认真研究的过程中发现向可对由Ti类金属和A1 类金属构成的金属层叠膜良好地进行一次性蚀刻的含氟化合物的酸性水溶液中添加选自 磷的含氧酸、金属盐、有机溶剂、铵盐和季铵化合物的一种或两种以上，可抑制含In的金属 氧化物层的损伤，还发现含磷的含氧酸的情况下，通过与其它成分组合，使上述损伤抑制效 果显著的同时，不会破坏对Ti类金属层和A1类金属层的蚀刻性能，从而完成了本发明。
[0023] S卩，本发明涉及以下内容。
[0024] (1)蚀刻液组合物，它是用于对包括由Ti或以Ti为主要成分的合金形成的含Ti 层、由A1或以A1为主要成分的合金形成的含A1层、含In的金属氧化物层的金属层叠膜的 含Ti层和含A1层进行一次性蚀刻的蚀刻液组合物，其中，
[0025] 包含氟化合物以及
[0026] 选自磷的含氧酸、金属盐、有机溶剂、铵盐和季铵化合物的一种或两种以上，
[0027] 呈酸性。
[0028] (2)如（1)所述的蚀刻液组合物，其中，作为氟化合物，包含选自氢氟酸、氟化铵、 氟化钠、六氟硅酸和四氟硼酸的一种或两种以上。
[0029] (3)如（1)或（2)所述的蚀刻液组合物，其中，作为金属盐，包含选自铁盐、锆盐、锡 盐、碱金属盐和碱土金属盐的一种或两种以上。
[0030] (4)如⑶所述的蚀刻液组合物，其中，碱金属盐为乙酸钠和/或乙酸钾。
[0031] (5)如（1)~（4)中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，作为有机溶剂，包含醇化 合物和/或羧酸化合物。
[0032] (6)如（1)~（5)中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，作为铵盐，包含选自硝酸 铵、磷酸铵、硫酸铵、乙酸铵的一种或两种以上。
[0033] (7)如⑴~（6)中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，金属氧化物层包含选自 Zn、Al、Ga、Sn的至少一种以上的元素。
[0034] (8)如⑴~（7)中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，pH在4.0以下。
[0035] (9)如⑴~⑶中的任一项所述的蚀刻液组合物，其中，还包含选自硝酸、盐酸、 硫酸、甲磺酸和高氯酸的一种或两种以上的酸。
[0036] (10)金属层叠膜的蚀刻方法，其中，具有使用蚀刻液组合物对包括由Ti或以Ti为 主要成分的合金形成的含Ti层、由A1或以A1为主要成分的合金形成的含A1层、含In的 金属氧化物层的金属层叠膜的含Ti层和含A1层进行一次性蚀刻的步骤，
[0037] 其中，所述蚀刻液组合物包含氟化合物以及选自磷的含氧酸、金属盐、有机溶剂、 铵盐和季铵化合物的一种或两种以上，呈酸性。
[0038] 发明的效果
[0039] 如果采用本发明，则可提供可对包括由Ti或以Ti为主要成分的合金形成的含Ti 层、由A1或以A1为主要成分的合金形成的含A1层、含In的金属氧化物层的金属层叠膜的 含Ti层和含A1层进行一次性蚀刻且可使蚀刻中的含In的金属氧化物层的损伤减少的蚀 刻液组合物及使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法。
[0040] 以往的金属层叠膜用蚀刻液呈酸性，因此存在由该蚀刻液导致的含In的金属氧 化物层的损伤显著加大的问题。然而，通过加入特定的添加剂，可抑制上述损伤，因而能够 将蚀刻工序对作为薄膜半导体层的金属氧化物的半导体特性产生的影响控制在最低限度， 例如可使平板显示器的显示中对金属氧化物期望的特性充分发挥。此外，加入了添加剂的 本发明的蚀刻液组合物与以往的蚀刻液相比，蚀刻性能同等，因此可对含Ti层和含A1层充 分地进行一次性蚀刻。因此，通过使用本发明的蚀刻液组合物，可避免与干法蚀刻的组合和 多次蚀刻处理等的制造工序的复杂化、增加，有利于制造工序的成本降低。
[0041] 实施发明的方式
[0042] 以下，基于优选实施方式对本发明进行详细说明。
[0043] 本发明的蚀刻液组合物是用于对包括由Ti或以Ti为主要成分的合金形成的含Ti 层、由A1或以A1为主要成分的合金形成的含A1层、含In的金属氧化物层的金属层叠膜的 含Ti层和含A1层进行一次性蚀刻的蚀刻液组合物，其中，
[0044] 包含氟化合物以及
[0045] 选自磷的含氧酸、金属盐、有机溶剂、铵盐和季铵化合物的一种或两种以上，
[0046] 呈酸性。
[0047] 以下，对蚀刻液组合物的各成分进行详细说明。
[0048] 作为蚀刻液组合物所含的氟化合物，可例举例如氢氟酸、六氟硅酸和四氟硼酸或 它们的金属盐或铵盐，可使用其中的一种或两种以上。氟化合物为金属盐的情况下，金属盐 可以是例如锂、钠、钾等的碱金属盐，镁、钙等