液体组合物及使用其的蚀刻方法技术

本发明专利技术涉及液体组合物及使用其的蚀刻方法，所述液体组合物用于对形成在含有铟、镓、锌及氧的氧化物上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物进行蚀刻，所述蚀刻方法的特征在于使该液体组合物与具有铜或以铜作为主要成分的金属化合物的基板接触。本发明专利技术的液体组合物的特征在于，包含：(A)过氧化氢、(B)不含氟原子的酸、(C)选自由膦酸类、磷酸酯类、1H-四唑-1-乙酸、1H-四唑-5-乙酸及4-氨基-1,2,4-三唑组成的组中的1种以上化合物及(D)水，且该组合物的pH值为5以下。通过使用本发明专利技术的液体组合物，可以抑制对含有铟、镓、锌及氧的氧化物的损伤，且对形成在该氧化物上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物进行蚀刻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液体组合物、和使用其的蚀刻方法、以及利用该方法制造的基板，所述液体组合物用于对形成在含有铟、镓、锌及氧的氧化物(IGZO)上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物进行蚀刻，其抑制对IGZO的损伤，并且对铜或以铜作为主要成分的金属化合物进行蚀刻。
技术介绍
近年来，在电子设备的小型化、轻量化及低消耗功率化发展的过程中，尤其在液晶显示器、电致发光显示器等显示装置的领域中，作为半导体层的材料，正在进行各种氧化物半导体材料的开发。氧化物半导体材料主要由铟、镓、锌及锡等构成，研究了铟·镓·锌氧化物(IGZO)、铟·镓氧化物(IGO)、铟·锡·锌氧化物(ITZO)、铟·镓·锌·锡氧化物(IGZTO)、镓·锌氧化物(GZO)、锌·锡氧化物(ZTO)等各种组成。其中，特别是关于IGZO的研究正在积极地进行。使用前述IGZO作为例如薄膜晶体管(TFT；ThinFilmTransistor)等电子元件时，IGZO使用溅射法等成膜工艺形成在玻璃等基板上。接着，以抗蚀剂等作为掩模进行蚀刻，从而形成电极图案。进而在其上，使用溅射法等成膜工艺形成铜(Cu)、钼(Mo)等，接着，以抗蚀剂等作为掩模进行蚀刻，由此形成源极/漏极布线。该进行蚀刻的方法有湿(wet)法和干(dry)法，湿法中使用蚀刻液。通常已知IGZO容易被酸、碱蚀刻，使用这些蚀刻液形成源极/漏极布线时存在作为基底的IGZO容易腐蚀的倾向。由于该IGZO的腐蚀，存在TFT的电特性劣化的情况。因此，通常采用在IGZO上形成保护层后形成源极/漏极布线的蚀刻阻挡型(etchstoptype)结构(参照图1)，但制造变得繁杂，其结果导致成本增加。因此，为了采用不需要保护层的背沟道蚀刻型(backchanneletchtype)结构(参照图2)，期望抑制对IGZO的损伤且能够对各种布线材料进行蚀刻的蚀刻液。专利文献1(国际公开第2011/021860号)公开了使用蚀刻液对以铜作为主要成分的金属膜进行蚀刻的方法，所述蚀刻液包含：(A)过氧化氢5.0～25.0重量％、(B)氟化合物0.01～1.0重量％、(C)吡咯化合物0.1～5.0重量％、(D)选自由膦酸衍生物或其盐组成的组中的1种以上化合物0.1～10.0重量％、(E)水。但是，专利文献1公开的蚀刻液包含过氧化氢、氟化合物、吡咯化合物及膦酸衍生物或其盐，但膦酸衍生物或其盐是为了过氧化氢的稳定化而添加的，没有提到关于对含有铟、镓、锌及氧的氧化物(IGZO)的损伤。关于配混有过氧化氢、氟化合物、吡咯化合物及1-羟基乙叉-1,1-二膦酸的液体组合物，确认到对IGZO的损伤(参照比较例13)，作为抑制对IGZO的损伤且对金属化合物进行蚀刻的液体组合物不充分。专利文献2(国际公开第2009/066750号)中记载了：通过使用由含有碱的水溶液形成的碱性的蚀刻液组合物，在包含无定形氧化物膜和由选自铝(Al)、Al合金、铜(Cu)、Cu合金、银(Ag)及Ag合金组成的组中的至少1种形成的金属膜的层叠膜的蚀刻中，可以选择性地对该金属膜进行蚀刻。但是，专利文献2公开的蚀刻液组合物为由含有碱的水溶液形成的碱性的蚀刻液组合物，但关于配混有过氧化氢及氨的液体组合物确认到对IGZO的损伤(参照比较例14)，作为抑制对IGZO的损伤且对金属化合物进行蚀刻的液体组合物不充分。专利文献3(国际公开第2013/015322号)中记载了：通过使用包含过氧化氢、硫酸或硝酸等无机酸、琥珀酸等有机酸、乙醇胺等胺化合物、及5-氨基-1H-四唑等吡咯类的蚀刻液，可以减少对半导体层的损伤且选择性地对铜/钼系多层薄膜进行蚀刻。但是，由于在低pH区域对IGZO等半导体层造成损伤，因此专利文献3公开的蚀刻液需要调节到pH2.5～5的范围来使用。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2011/021860号专利文献2：国际公开第2009/066750号专利文献3：国际公开第2013/015322号
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的课题在于提供抑制对IGZO的损伤且对形成在IGZO上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物进行蚀刻的液体组合物、和特征在于使用该液体组合物与形成在IGZO上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物接触的蚀刻方法、以及应用该蚀刻方法而制造的基板。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述问题进行了研究，结果发现如下液体组合物可以解决上述问题，所述液体组合物的特征在于，包含：(A)过氧化氢、(B)不含氟原子的酸、(C)选自由膦酸类、磷酸酯类、1H-四唑-1-乙酸、1H-四唑-5-乙酸及4-氨基-1,2,4-三唑组成的组中的1种以上化合物、及(D)水，并且所述液体组合物的pH值为5以下。本专利技术是基于上述发现而完成的。即，本专利技术如下所述。[1]一种液体组合物，其特征在于，其用于对形成在含有铟、镓、锌及氧的氧化物上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物进行蚀刻，所述液体组合物包含：(A)过氧化氢、(B)不含氟原子的酸、(C)选自由膦酸类、磷酸酯类、1H-四唑-1-乙酸、1H-四唑-5-乙酸及4-氨基-1,2,4-三唑组成的组中的1种以上化合物、及(D)水，所述(B)不含氟原子的酸不包括所述(C)成分，并且所述液体组合物的pH值为5以下。[2]根据第1项所述的液体组合物，其特征在于，对形成在含有铟、镓、锌及氧的氧化物上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物、以及形成在含有铟、镓、锌及氧的氧化物上的钼或以钼作为主要成分的金属化合物进行蚀刻。[3]根据第1项所述的液体组合物，其中，(B)不含氟原子的酸为选自由硝酸、硫酸、磷酸、盐酸、甲磺酸、氨基磺酸、乙酸、乙醇酸、乳酸、丙二酸、马来酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸及柠檬酸组成的组中的1种以上化合物。[4]根据第1项所述的液体组合物，其中，(C)膦酸类为选自由氨基甲基膦酸、正己基膦酸、1-辛基膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、羟基乙叉-1,1-二膦酸、N,N,N’,N’-乙二胺四(亚甲基膦酸)、1,2-丙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、双(六亚甲基)三胺五(亚甲基膦酸)及五亚乙基六胺八(亚甲基膦酸)组成的组中的1种以上化合物。[5]根据第1项所述的液体组合物，其中，(C)磷酸酯类为选自由磷酸单乙酯、磷酸二乙酯及乙二醇磷酸酯组成的组中的1种以上化合物。[6]根据第1项所述的液体组合物，其还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体组合物，其特征在于，其用于对形成在含有铟、镓、锌及氧的氧化物上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物进行蚀刻，所述液体组合物包含：(A)过氧化氢、(B)不含氟原子的酸、(C)选自由膦酸类、磷酸酯类、1H‑四唑‑1‑乙酸、1H‑四唑‑5‑乙酸及4‑氨基‑1,2,4‑三唑组成的组中的1种以上化合物及(D)水，所述(B)不含氟原子的酸不包括所述(C)成分，并且所述液体组合物的pH值为5以下。

【技术特征摘要】
2014.11.27 JP 2014-2395241.一种液体组合物，其特征在于，其用于对形成在含有铟、镓、锌及
氧的氧化物上的铜或以铜作为主要成分的金属化合物进行蚀刻，所述液体组
合物包含：(A)过氧化氢、(B)不含氟原子的酸、(C)选自由膦酸类、磷
酸酯类、1H-四唑-1-乙酸、1H-四唑-5-乙酸及4-氨基-1,2,4-三唑组成的组中的
1种以上化合物及(D)水，所述(B)不含氟原子的酸不包括所述(C)成
分，并且所述液体组合物的pH值为5以下。
2.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，(B)不含氟原子的酸为(B1)
选自由硝酸、硫酸、磷酸及盐酸组成的组中的1种以上化合物。
3.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，(B)不含氟原子的酸为(B1)
选自由硝酸、硫酸、磷酸及盐酸组成的组中的1种以上化合物与(B2)选自
由甲磺酸、氨基磺酸、乙酸、乙醇酸、乳酸、丙二酸、马来酸、琥珀酸、苹
果酸、酒石酸及柠檬酸组成的组中的1种以上化合物的组合。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液体组合物，其中，所述液体组合
物中的(C)选自由膦酸类、磷酸酯类、1H-四唑-1-乙酸、1H-四唑-5-乙酸及
4-氨基-1,2,4-三唑组成的组中的1种以上化合物的含量在0.001质量％～0.1质
量％的范围内。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的液体组合物，其中，所述液体组合
物中的(A)过氧化氢的含量在2质量％～10质量％的范围内。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的液体组合物，其中，所述液体组合
物中的(B)不含氟原子的酸的含量在1质量％～10质量％的范围内，所述(B)
不含氟原子的酸不包括所述(C)成分。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的液体组合物，其中，(C)膦酸类为
选自由氨基甲基膦酸、正己基膦酸、1-辛基膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、
羟基乙叉-1,1-二膦酸、N,N,N’,N’-乙二胺四(亚甲基膦酸)、1,2-丙二胺四(亚
甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、双(六亚甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内秀范，夕部邦夫，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP