CN102597163B - 蚀刻液组成物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物。本发明的蚀刻液组成物，其特征在于，对于组成物的总重量，包含：铁化合物的重量占0.1％～10％、硝酸的重量占0.1％～10％、含氟化合物的重量占0.01％～5％和其余的水的部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够对由铟系金属膜、铝系金属膜、及钛系或钼系金属膜组成的三重膜进行蚀刻的蚀刻液组成物，该铟系金属膜、铝系金属膜、及钛系或钼系金属膜用作半导体装置及扁平面板表示装置特别是用作TFT或0LED等的栅极、源极/漏极阵列配线。
背景技术
在扁平面板表示装置中，在印刷电路板上形成金属配线的过程通常由通过溅射形成金属膜的工序、在金属膜上涂覆光致抗蚀剂，并使该光致抗蚀剂曝光及显影，以在挑选的范围内形成光致抗蚀剂的工序及对金属膜进行蚀刻的工序构成。另外，还含有个别的单位工序进行前或进行后进行的洗净工序等。这种蚀刻工序指的是将光致抗蚀剂作为掩膜使用，以在挑选的范围内留下金属膜的工序。对于蚀刻工序而言，通常使用的是运用等离子等的干蚀刻，或是运用蚀刻液的湿蚀刻。
一方面，在扁平面板表示装置中，作为像素电极，主要使用由铟系金属膜所组成的透明传导膜。另外，作为源/漏电极，主要使用铝系金属膜，也就是Al-La-X(从X＝Mg、Zn、In、Ca、Te、Sr、Cr、Co、Mo、Nb、Ta、W、Ni、Nd、Sn、Fe、Si、Mo、Pt及C中选择的金属)形态的铝镧系合金膜。另外，在源/漏电极的下部，为了粘接源/漏电极与绝缘膜，作为缓冲膜，主要使用含钛或钼的金属膜。
为了对这种扁平面板表示装置的像素电极、源/漏电极及缓冲膜进行蚀刻，一直以来，每个电极都必须使用不同的蚀刻液组成物。例如，在专利文献1中，公开了含有磷酸、硝酸、水溶性有机酸、蚀刻活性剂、蚀刻调节剂及水的蚀刻液组成物。但是，所述组成物虽然对由铝、镍及添加金属所组成的单一膜有效果，但是在多重膜上并不能发挥其蚀刻特性。
因此，需要开发一种能够对扁平面板表示装置的像素电极、源/漏电极及缓冲膜一并进行蚀刻的新的蚀刻液组成物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国专利公开第10-2006-0104926号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于：提供一种能够对在半导体装置及扁平面板表示装置上作为配线使用的含铟金属膜、含铝金属膜、尤其是铝镧镍合金膜及含钛或钼金属膜所组成的三重膜一并进行蚀刻的蚀刻液组成物。
本发明的另一目的在于：提供一种能够简化蚀刻工序、提高生产效率、且具有很好蚀刻特性的蚀刻液组成物。
本发明的再一目的在于：提供一种无需昂贵的装备、有利于大面积蚀刻、非常经济的蚀刻液组成物。
解决课题的方法
为了实现上述目的，本发明提供一种由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物，其特征在于，对于该组成物的总重量，包含：铁化合物的重量占0.1％～10％、硝酸的重量占0.1％～10％、含氟化合物的重量占0.01％～5％其余的水的部分。
优选地，本发明提供一种由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物，其特征在于，对于该组成物的总重量，包含：铁化合物的重量占1％～7％、硝酸的重量占2％～7％、含氟化合物的重量占0.1％～2％和其余的水的部分。
另外，本发明提供一种在上述组成物中还含有重量占0.1％～5％的磷酸盐化合物的三重膜的蚀刻液组成物。
发明的效果
由于本发明的蚀刻液组成物能够对由含铟金属膜、含铝合金膜及含钛或钼金属膜所组成的三重膜一并进行蚀刻，因此，能够简化蚀刻工序，且能够提高生产效率。另外，本发明中的蚀刻液组成物，其蚀刻速度快，且不会对下部膜及装备造成损伤，能够进行均匀的蚀刻，因此，具有很好的蚀刻特性。此外，本发明中的蚀刻液组成物，不需要昂贵的装备，有利于大面积蚀刻，非常经济。
具体实施方式
以下就本发明进行详细的说明。
本发明的蚀刻液组成物，含有铁化合物、硝酸、含氟化合物及水。
在本发明中，铁化合物起对铝系金属膜及钛系或钼系金属膜的表面进行氧化的作用。
对于组成物的总重量，所述铁化合物的含有量，优选地，占重量的0.1％～10％；更优选地，占重量的1％～7％。若未达到上述范围，则含铝金属膜的蚀刻速度会下降，因此产生残渣。另外，蚀刻特性不均匀会导致印刷电路板内产生斑点。若超过上述范围，则蚀刻速度过快可能会导致含铝金属膜和含钛或钼金属膜消失。
对于所述铁化合物并不做特别限定，例如，可以将FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NH4Fe(SO4)2、Fe(ClO4)3、FePO4、Fe(NH4)3(C2O4)3等铁化合物分别单独使用，或将其中的2种以上铁化合物组合使用。
在本发明中，硝酸起对铝系金属膜和钛系或钼系金属膜的表面进行氧化的作用。
对于组成物的总重量，所述硝酸的含有量，优选地，占重量的0.1％～10％；更优选地，占重量的2％～7％。若未达到上述范围，则铝系金属膜和钛系或钼系金属膜的蚀刻速度会下降。另外，由于诱发印刷电路板的蚀刻速度差异，使在钛系或钼系金属膜上发生出现残渣(tailing)现象的蚀刻，所以可能会产生斑点。若超过上述范围，则由于产生PR裂纹而导致药液浸透，可能会发生铝系金属膜和钛系或钼系金属膜短路的现象。进一步地，由于过分蚀刻，铝系金属膜和钛系或钼系金属膜也可能会消失，或者可能会丧失作为金属配线的功能。
在本发明中，含氟化合物主要起对氧化的铟系金属膜、氧化的铝系金属膜及下部的钛系或钼系金属膜进行蚀刻的作用。
对于组成物的总重量，所述含氟化合物的含有量，优选地，占重量的0.01％～5％；更优选地，占重量的0.1％～2％。若含有量未达到上述范围，则铝系金属膜的蚀刻速度很慢，在印刷电路板内会诱发不均匀的蚀刻特性。若含有量超过上述范围，则铝系金属膜可能会由于过快的蚀刻速度而消失，作为下部膜的钛系或钼系金属膜也可能会损伤。
对于所述含氟化合物并不作特别限定，优选的是能够分解成氟离子或多原子氟离子的化合物。例如，所述含氟化合物可以使用氟化氨、氟化纳、氟化钾、重氟化氨、重氟化纳、及重氟化钾等。这些既可以单独使用，也可以2种以上混合使用。
在本发明中，水指的是去离子水。对于所述水而言，使用半导体工序用水，优选的是使用18MΩ/cm以上的水。对于组成物的总重量，所述水包含使本发明中的蚀刻液组成物的总重量到达100％的其余的部分。
本发明中的蚀刻液组成物，除所述必须成分外，还可以含有磷酸盐化合物。本发明中的组成物含有磷酸盐化合物的情形下，还适合于对下部膜为钼系金属膜的三重膜一并进行蚀刻。
在本发明中，磷酸盐化合物的作用是：形成良好的圆锥断面，调节铝系金属膜及钼系金属膜的蚀刻速度。
对于组成物的总重量，所述磷酸盐化合物，优选地，占重量的0.1％～5％；更优选地，占重量的0.1％～2％。若满足上述范围，则容易调节铝系金属膜及钼系金属膜的蚀刻速度，能够实现均匀的蚀刻特性。
虽然优选的是，所述磷酸盐化合物为由从在磷酸中用碱金属或碱土金属置换了1个～3个氢原子的盐所组成的群中选择的1种或2种以上的磷酸盐化合物，但是并不限于此。具体地，对于所述磷酸盐化合物而言，可以从磷酸二氢钠(sodium dihydrogen phosphate)、磷酸二氢钾(potassium dihydrogen phosphate)及其组合所组成的群中选择。
另外，本发明中的蚀刻液组成物，除前述的成分以外，还可以含有蚀刻调节剂、界面活性剂、金属离子封锁剂、防腐剂等中的1种或2种以上的其他添加剂。
一方面，在本发明中，铟系金属膜是一种透明传导膜，例如可以例举出铟锌氧化膜(IZO)、铟锡氧化膜(ITO)等。
另一方面，铝系金属膜指的是铝单一膜、或以铝为主要成分的铝合金膜。优选地，所述铝合金膜为铝-镧合金膜。此处，所述铝-镧系合金膜指的是含有铝原子占90％以上、La原子占10％以下及其余是其他金属(X)的Al-La或Al-La-X。优选地，所述其他金属(X)为从由Mg、Zn、In、Ca、Te、Sr、Cr、Co、Mo、Nb、Ta、W、Ni、Nd、Sn、Fe、Si、Ti、Pt及C所组成的群中选择的1种或2种以上。
另外，所述钛系金属膜指的是钛单一膜或钛合金膜。
实施例
以下通过实施例及试验例对本发明进行进一步详细的说明。但是，本发明的范围并不限于这些实施例及试验例。
实施例1～实施例8及比较例1～比较例7：蚀刻液组成物的制造
按照下列表1中所记载的成分及组成比制造了180kg蚀刻液组成物。
表1
试验例：蚀刻液组成物的特性评价
<对蚀刻特性的评价>
作为用于试验的印刷电路板，使用了在玻璃上烝镀有ITO/Al-La-Ni/Ti或ITO/Al-La-Ni/Mo三重膜，并使光致抗蚀剂以固定式样排列的印刷电路板。在喷射式蚀刻方式的实验装备(SEMES公司制，模型名称：ETCHER(TFT))内装入所述实施例1～8及比较例1～7中的蚀刻液组成物，将温度设定为30℃进行加温。然后，当温度达到30±0.1℃后，进行蚀刻工序。总蚀刻时间以EPD为基准设为30％。放入试片即开始喷射，蚀刻完成后，将试片取出，以去离子水洗净后，用热风干燥装置烘干，用光致抗蚀剂(PR)剥离器(stripper)将光致抗蚀剂除去。洗净及烘干后，用电子扫描显微镜(SEM：HITACHI公司制，模型名称：S-4700)对蚀刻断面的倾斜角、侧面蚀刻(CD：critical dimension)损失、蚀刻残留物及下部膜的损伤进行评价。其结果表示在以下的表2中。
表2
[对蚀刻断面进行评价的基准]
◎：极其优秀(CD Skew：≤1μm、锥度角：40°～80°)
○：优秀(CD Skew：≤1.5μm、锥度角：40°～80°)
△：良好(CD Skew：≤2μm、锥度角：40°～80°)
×：差(金属膜消失及产生了残渣)
参照表2，实施例1～8中的蚀刻液组成物，表现出以下蚀刻特性：不但有很好的蚀刻断面，而且还不会产生下部膜的损伤及残渣。
但是，比较例1及比较例3中的蚀刻组成物的情形下，得到的结果是：蚀刻断面差，作为下部膜的钛系或钼系金属膜未被蚀刻。另外，比较例2及比较例4中的蚀刻液组成物的情形下，得到了差的结果：蚀刻断面差，下部膜有损伤。比较例5中的蚀刻液组成物的情形下，虽然无硝酸，下部膜无损伤，但是，蚀刻断面差，产生了残渣。比较例6中的蚀刻液组成物的情形下，虽然下部膜无损伤或无残渣，但是，由于过分蚀刻，蚀刻断面非常差。此外，比较例7中的蚀刻液组成物的情形下，由于过量的含氟化合物，下部膜的损伤非常大。
Claims (6)
1.一种由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物，其特征在于，对于组成物的总重量，包含：
铁化合物的重量占0.1%～10%；
硝酸的重量占0.1%～10%；
含氟化合物的重量占0.01%～5%；
和其余的水的部分，
其中，所述蚀刻液组成物还包含重量占0.1%～5%的磷酸盐化合物。
2.如权利要求1所述的由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物，其特征在于，对于组成物的总重量，包含：
铁化合物的重量占1%～7%；
硝酸的重量占2%～7%；
含氟化合物的重量占0.1%～2%；
和其余的水的部分。
3.如权利要求1所述的由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物，其特征在于，所述铁化合物，是从由FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NH4Fe(SO4)2、Fe(ClO4)3、FePO4及Fe(NH4)3(C2O4)3所组成的群中选择的一种或两种以上。
4.如权利要求1所述的由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物，其特征在于，所述含氟化合物，是从由氟化氨、氟化钠、氟化钾、重氟化氨、重氟化钠及重氟化钾所组成的群中选择的一种或两种以上。
5.如权利要求1所述的由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物，其特征在于，所述磷酸盐化合物，是从由磷酸二氢钠、磷酸二氢钾及其组合所组成的群中选择的1种。
6.如权利要求1所述的由铟系金属膜、铝系金属膜及钛系或钼系金属膜所组成的三重膜的蚀刻液组成物，其特征在于，所述铝系金属膜，是含有铝占90原子%以上、La占10原子%以下及其余是X的Al-La或Al-La-X表示的铝-镧系合金膜，其中，所述X是从由Mg、Zn、In、Ca、Te、Sr、Cr、Co、Mo、Nb、Ta、W、Ni、Nd、Sn、Fe、Si、Ti、Pt及C所组成的群中选择的1种或2种以上。
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