JP5706434B2 - エッチング液組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、インジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜用エッチング液組成物に関する。
フラットパネル表示装置において、基板上に金属配線を形成する過程は、通常、スパッタリングによって金属膜を形成する工程、金属膜上にフォトレジストを塗布し、露光及び現像して選択的な領域にフォトレジストを形成する工程、及び金属膜をエッチングする工程から構成される。また、個別的な単位工程前後の洗浄工程などを含む。このようなエッチング工程は、フォトレジストをマスクとして用いて選択的な領域に金属膜を残す工程を意味する。エッチング工程としては、通常、プラズマなどを用いたドライエッチング、又はエッチング液を用いるウェットエッチングが使用される。
一方、フラットパネル表示装置において、画素電極として、インジウム系金属膜からなる透明伝導膜が主に使用される。また、ソース／ドレイン電極としては、アルミニウムランタン系合金膜、すなわちＡｌ−Ｌａ−Ｘ（Ｘ＝Ｍｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃａ、Ｔｅ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｐｔ及びＣから選択される金属）形態のアルミニウム合金膜が主に使用される。また、ソース／ドレイン電極の下部には、ソース／ドレイン電極と絶縁膜との接着のために、接着膜として、チタニウムを含む金属膜が主に使用される。
従来では、フラットパネル表示装置の画素電極、ソース／ドレイン電極及び接着膜をエッチングするために、各電極毎に異なるエッチング液組成物を使用しなければならなかった。これにより、エッチング工程が複雑になり、非経済的であった。
本発明の目的は、インジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜を効率よく一括エッチングすることが可能なエッチング液組成物を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、組成物の総重量に対して、過酸化水素１重量％〜１５重量％、無機酸０．１重量％〜１０重量％、含フッ素化合物０．０１重量％〜５重量％、及び水残部を含むことを特徴とする、インジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜用エッチング液組成物を提供する。
好ましくは、本発明は、組成物の総重量に対して、過酸化水素２重量％〜１２重量％、無機酸１重量％〜７重量％、含フッ素化合物０．１重量％〜２重量％、及び水残部を含むことを特徴とする、インジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜用エッチング液組成物を提供する。
本発明のエッチング液組成物は、インジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜、及びチタニウム系金属膜それぞれに対するエッチング特性に優れる。また、本発明のエッチング液組成物は、アルミニウム−ランタニウム系合金膜のエッチング特性に優れてＡｌ−Ｌａ系合金膜の上部のメクレ現象などが発生しないので、インジウム系透明伝導膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜を効率よく一括エッチングすることができる。また、本発明のエッチング液組成物を用いると、エッチング工程が相当単純化されるので、生産量を大幅増加させることができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のエッチング液組成物は、過酸化水素、無機酸、含フッ素化合物及び水を含む。
本発明において、過酸化水素は主酸化剤の役目をする。前記過酸化水素は、組成物の総重量に対して、１重量％〜１５重量％で含まれることが好ましく、２重量％〜１２重量％で含まれることがさらに好ましい。上述した範囲を満足すると、インジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜の表面を容易に酸化させることができる。
また、本発明において、無機酸は補助酸化剤の役目をする。前記無機酸は、組成物の総重量に対して、０．１重量％〜１０重量％で含まれることが好ましく、１重量％〜７重量％で含まれることがさらに好ましい。上述した範囲を満足すると、前記過酸化水と共に、インジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜の表面をより容易に酸化させることができる。また、エッチング速度、サイドエッチング及びテーパー角を調節することが容易となる。
前記無機酸は、これに限定されず、硝酸、硫酸、及びこれらの組み合わせから選ばれる１種であることが好ましい。
本発明において、含フッ素化合物はインジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜、及びチタニウム系金属膜の表面をエッチングする役目をする。
前記含フッ素化合物は、組成物の総重量に対して０．０１重量％〜５重量％で含まれることが好ましく、０．１重量％〜２重量％で含まれることがさらに好ましい。上述した範囲で含まれると、酸化したインジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜の表面を容易にかつ適正量エッチングすることができる。
この際、前記含フッ素化合物は、好ましくは溶解状態でフッ素イオン又は多原子フッ素イオンに解離できる化合物である。例えば、前記含フッ素化合物はフッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、重フッ化アンモニウム、重フッ化ナトリウム及び重フッ化カリウムよりなる群から選ばれる１種又は２種以上でありうる。
本発明のエッチング液組成物に含まれる水は脱イオン水を意味する。前記水は半導体工程用を使用し、好ましくは１８ＭΩ／ｃｍ以上の水を使用する。前記水は、組成物の総重量に対して、本発明のエッチング液組成物の総重量が１００重量％となるように残部含まれる。
本発明のエッチング液組成物は、前述した成分の他に公知の添加剤、例えばエッチング調節剤、界面活性剤及びｐＨ調節剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上をさらに含むことができる。
一方、本発明において、インジウム系金属膜は、透明導電膜であって、インジウム亜鉛酸化膜（ＩＺＯ）又はインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）であることを意味する。また、前記アルミニウム−ランタニウム系合金膜は、アルミニウムを主成分とするアルミニウム−ランタニウム合金膜であることを意味する。より詳しくは、前記アルミニウム−ランタニウム系合金膜は、アルミニウム９０原子％以上、Ｌａ１０原子％以下、及び他の金属（Ｘ）残部を含むＡｌ−Ｌａ又はＡｌ−Ｌａ−Ｘを意味する。ここで、前記他の金属（Ｘ）は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃａ、Ｔｅ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｐｔ及びＣよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であることが好ましい。また、前記チタニウム系金属膜は、チタニウムを主成分とするチタニウム膜又はチタニウム合金膜であることを意味する。
以下、実施例及び試験例によって本発明をさらに詳細に説明する。しかし、本発明の範囲はこれらの実施例及び試験例によって限定されるものではない。
（実施例１〜実施例７及び比較例１〜比較例６）：エッチング液組成物の製造
下記表１に記載された成分及び組成比によって、エッチング液組成物が１８０ｋｇとなるように製造した。
下記表１に記載された成分及び組成比によって、エッチング液組成物が１８０ｋｇとなるように製造した。
（試験例）：エッチング液組成物の特性評価
＜エッチング特性評価＞
試験用基板としては、ＳｉＮｘ層上にａ−ＩＴＯ／Ａｌ−Ｌａ−Ｎｉ／Ｔｉ三重膜が蒸着されており、一定形態の模様にフォトレジストがパターニングされたものを使用した。
＜エッチング特性評価＞
試験用基板としては、ＳｉＮｘ層上にａ−ＩＴＯ／Ａｌ−Ｌａ−Ｎｉ／Ｔｉ三重膜が蒸着されており、一定形態の模様にフォトレジストがパターニングされたものを使用した。
噴射式エッチング方式の実験装備（ＳＥＭＥＳ社製、モデル名：ＥＴＣＨＥＲ（ＴＦＴ））内に前記実施例１〜７及び比較例１〜６のエッチング液組成物を仕込み、温度を３０℃にセットして加温した。その後、温度が３０±０．１℃に到達した後、エッチング工程を行った。総エッチング時間をＥＰＤを基準として３０％にした。試片を入れて噴射を開始し、エッチングが完了すると、取り出して脱イオン水で洗浄した後、熱風乾燥装置を用いて乾燥させ、フォトレジスト（ＰＲ）剥離機(stripper)を用いてフォトレジストを除去した。洗浄及び乾燥の後、電子走査顕微鏡（ＳＥＭ：ＨＩＴＡＣＨＩ社製、モデル名：Ｓ−４７００）を用いてエッチングプロファイルの傾斜角、サイドエッチ（ＣＤ：critical dimension）損失、エッチング残留物及び下部膜の損傷を評価した。その結果を下記表２に示す。
［エッチングプロファイルの評価基準］
◎：極めて優秀（ＣＤ Ｓｋｅｗ：≦１μｍ、テーパー角：４０°〜８０°）
○：優秀（ＣＤ Ｓｋｅｗ：≦１．５μｍ、テーパー角：４０°〜８０°）
△：良好（ＣＤ Ｓｋｅｗ：≦２μｍ、テーパー角：４０°〜８０°）
×：不良（金属膜の消失及び残渣発生）
◎：極めて優秀（ＣＤ Ｓｋｅｗ：≦１μｍ、テーパー角：４０°〜８０°）
○：優秀（ＣＤ Ｓｋｅｗ：≦１．５μｍ、テーパー角：４０°〜８０°）
△：良好（ＣＤ Ｓｋｅｗ：≦２μｍ、テーパー角：４０°〜８０°）
×：不良（金属膜の消失及び残渣発生）
表２を参照すると、実施例１〜７のエッチング液組成物は、エッチングプロファイルに優れるうえ、下部膜の損傷及び残渣が発生しないため、ａ−ＩＴＯ／Ａｌ−Ｌａ−Ｎｉ／Ｔｉ三重膜に対する優れたエッチング特性を有することを確認することができた。
ところが、過酸化水素が過量入っている比較例１のエッチング液組成物の場合は、Ａｌ−Ｌａ−Ｎｉ薄膜の過エッチングによってエッチングプロファイルが非常に不良であった。また、硝酸が過量含有された比較例２のエッチング液組成物の場合は、過エッチングによるエッチングプロファイルの不良と下部膜の損傷が観察された。含フッ素化合物が入っていない比較例３のエッチング液組成物の場合は、上部ａ−ＩＴＯの未エッチングが発生した。
比較例４のエッチング液組成物の場合は、過量の含フッ素化合物によって下部膜の損傷が非常に大きく現れた。また、過酸化水素又は硝酸が入っていない比較例５及び比較例６のエッチング液組成物の場合は、エッチング速度が非常に遅く、残渣と不良エッチングプロファイルが観察された。
Claims (4)
- 組成物の総重量に対して、
過酸化水素１重量％〜１５重量％、
硝酸、硫酸、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる１種である無機酸０．１重量％〜１０重量％、
含フッ素化合物０．０１重量％〜５重量％、
及び水残部を含むことを特徴とする、インジウム亜鉛酸化膜（ＩＺＯ）及びインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）から選択されるインジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜用一括エッチング液組成物。 - 組成物の総重量に対して、
過酸化水素２重量％〜１２重量％、
無機酸１重量％〜７重量％、
含フッ素化合物０．１重量％〜２重量％、
及び水残部を含むことを特徴とする、請求項１に記載のインジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜用一括エッチング液組成物。 - 前記含フッ素化合物は、フッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、重フッ化アンモニウム、重フッ化ナトリウム及び重フッ化カリウムよりなる群から選ばれる１種又は２種以上のものであることを特徴とする、請求項１に記載のインジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜用一括エッチング液組成物。
- 前記アルミニウム−ランタニウム系合金膜は、アルミニウム９０原子％以上、Ｌａ１０原子％以下、及び他の金属（Ｘ）残部を含むＡｌ−Ｌａ又はＡｌ−Ｌａ−Ｘで表されるアルミニウム−ランタニウム系合金膜であり、ここで、前記他の金属（Ｘ）はＭｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃａ、Ｔｅ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｐｔ及びＣよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする、請求項１に記載のインジウム系金属膜、アルミニウム−ランタニウム系合金膜及びチタニウム系金属膜からなる三重膜用一括エッチング液組成物。
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