JP2014082330A - METHOD FOR REMOVING SiN FILM - Google Patents

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Yasushi Kamishiro
恭 神代
Takeo Nakako
偉夫 中子
Takaaki Nodo
高明 納堂
Maki Inada
麻希 稲田
Kyoko Kuroda
杏子 黒田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for removing a SiN film using a novel etching material.SOLUTION: A method for removing a SiN film includes the steps of: coating an etching material on a silicon nitride (SiN) film by means of a printing method, the etching material containing at least one boron compound selected from among a Lewis acid containing, in the structure thereof, boron and halogen bonded to the boron, a salt of the Lewis acid, and a compound generating the Lewis acid; and removing the SiN film by heating.

Description

本発明は、窒化シリコン(SiN)等からなる無機薄膜の除去(エッチング)方法に関する。   The present invention relates to a method for removing (etching) an inorganic thin film made of silicon nitride (SiN) or the like.

酸化ケイ素(SiO)やSiN等の無機薄膜は、層間絶縁膜、パッシベーション膜、反射防止膜等として、各種半導体素子や太陽電池等で使用されている。
例えば、太陽電池には変換効率を向上するため、受光面側にSiN膜からなる反射防止膜を形成し、受光面の反対側の面にパッシベーション膜が形成されているものがある。
Inorganic thin films such as silicon oxide (SiO 2 ) and SiN are used in various semiconductor elements, solar cells, and the like as interlayer insulating films, passivation films, antireflection films, and the like.
For example, in some solar cells, an antireflection film made of a SiN film is formed on the light receiving surface side and a passivation film is formed on the surface opposite to the light receiving surface in order to improve conversion efficiency.

太陽電池として一般的な結晶シリコン太陽電池セルの製造では、p型シリコンウェハの表層にn+層となるリン拡散層を形成し、下層のp層との間にpn接合を形成する。その後、n+層上に反射防止膜を形成した後、受光面側及び裏面側に電極を形成し、必要に応じてパッシベーション膜を形成する。
太陽電池の製造では、反射防止膜やパッシベーション膜を形成した後で、電極をn+層に接続することが多いため、これら無機薄膜に開口を設ける必要がある。
In the manufacture of a crystalline silicon solar battery cell that is generally used as a solar battery, a phosphorus diffusion layer that becomes an n + layer is formed on the surface layer of a p-type silicon wafer, and a pn junction is formed between the lower p layer. Thereafter, after forming an antireflection film on the n + layer, electrodes are formed on the light receiving surface side and the back surface side, and a passivation film is formed as necessary.
In the manufacture of solar cells, electrodes are often connected to the n + layer after the formation of an antireflection film or a passivation film, and thus it is necessary to provide openings in these inorganic thin films.

無機薄膜に開口を設ける方法の1つとして、エッチング法がある。エッチング法としては、フォトレジストを用いた方法が一般的である。しかしながら、レジスト膜形成、露光、現像、エッチング、レジスト除去の各工程が必要であり、また、使用する資材が多いため効率的ではない。
また、レーザーによって開口を形成する方法がある。しかしながら、加工位置制御が煩雑であり、加工時間を要するため、生産性が十分ではない。また、レーザーによって下部にあるn+層やウェハ等が損傷する可能性がある。
また、従来、最も一般的な製造方法としては、電極となる金属と、ケイ素酸化物など、ガラスを構成する化合物を含有する導電ペーストを塗布し、加熱によってファイヤースルー(焼成貫通)を起こし、無機薄膜に開口部を形成すると同時に電極とn+層を接続する方法がある。しかしながら、本方法では250℃以上の高温処理が必要なため、n+層やウェハがダメージを受け、発電効率の低下が起こる可能性がある。
尚、無機薄膜をはじめからパターン状に形成する方法が考えられるが、工程が煩雑であることから効率的ではなく、また、パターン形成の精度の点で十分ではない。
One method for providing an opening in an inorganic thin film is an etching method. As an etching method, a method using a photoresist is generally used. However, each step of resist film formation, exposure, development, etching, and resist removal is necessary, and since many materials are used, it is not efficient.
There is also a method of forming an opening with a laser. However, since the processing position control is complicated and requires processing time, productivity is not sufficient. In addition, there is a possibility that the n + layer, the wafer, and the like below are damaged by the laser.
In addition, conventionally, the most common manufacturing method is to apply a conductive paste containing a compound that constitutes glass, such as a metal serving as an electrode and silicon oxide, to cause fire through (fired penetration) by heating, and inorganic There is a method of forming an opening in a thin film and simultaneously connecting an electrode and an n + layer. However, since this method requires high-temperature treatment at 250 ° C. or higher, the n + layer and the wafer may be damaged and power generation efficiency may be reduced.
In addition, although the method of forming an inorganic thin film in the pattern form from the beginning is considered, it is not efficient because the process is complicated, and it is not sufficient in terms of the accuracy of pattern formation.

一方、エッチングペーストを印刷して無機薄膜上にパターン等を形成し、その後、加熱することにより、エッチングペースト下部に開口を形成する方法が提案されている。
無機薄膜を除去する成分(エッチング成分)としては、例えば、特許文献1にはリン酸又はリン酸塩を含むエッチング媒体が記載されている。しかしながら、最適なエッチング温度が250℃以上と高いため、n+層やウェハ等がダメージを受ける可能性がある。
On the other hand, a method has been proposed in which an etching paste is printed to form a pattern or the like on an inorganic thin film, and then heated to form an opening below the etching paste.
As a component (etching component) for removing the inorganic thin film, for example, Patent Document 1 describes an etching medium containing phosphoric acid or phosphate. However, since the optimum etching temperature is as high as 250 ° C. or higher, the n + layer, the wafer, and the like may be damaged.

また、エッチング成分として、アンモニウム、アルカリ金属、およびアンチモンのフッ化物、アンモニウム、アルカリ金属、およびカルシウムの酸性フッ化物、アルキル化アンモニウム、ならびにテトラフルオロホウ酸カリウムの群より選択される少なくとも1種類のフッ素化合物と、任意に、所定の無機鉱酸及び有機酸を含むエッチング媒体を用いる方法が記載されている(特許文献2参照)。しかしながら、フッ素化合物と酸を混合したエッチング媒体は毒性が極めて高いという問題がある。   In addition, as an etching component, at least one fluorine selected from the group consisting of ammonium, alkali metal and antimony fluorides, ammonium, alkali metal and calcium acid fluorides, alkylated ammonium, and potassium tetrafluoroborate A method using a compound and, optionally, an etching medium containing a predetermined inorganic mineral acid and organic acid is described (see Patent Document 2). However, an etching medium in which a fluorine compound and an acid are mixed has a problem of extremely high toxicity.

特表2005−506705号公報JP 2005-506705 gazette 特表2008−527698号公報Special table 2008-527698

本発明らは、所定のルイス酸又はその誘導体がSiN膜の除去に有効であることを見出した。本発明の目的は、新たなエッチング材を使用したSiN膜の除去方法を提供することである。   The present inventors have found that a predetermined Lewis acid or derivative thereof is effective for removing the SiN film. An object of the present invention is to provide a method for removing a SiN film using a new etching material.

本発明によれば、以下のSiN膜の除去方法が提供される。
1.ホウ素及び該ホウ素と結合したハロゲンとを構造中に含むルイス酸、前記ルイス酸の塩、並びに前記ルイス酸を発生する化合物から選択される少なくとも1つのホウ素化合物を含有するエッチング材を、印刷法により窒化シリコン(SiN)膜上に塗布する工程と、
加熱によりSiN膜を除去する工程と、を有する、SiN膜の除去方法。
2.前記ホウ素化合物が、前記加熱温度で液状であるか、又は前記加熱温度で液状の物質に溶解する、1に記載のSiN膜の除去方法。
3.前記ホウ素化合物の融点が、前記加熱温度以下であり、かつ不揮発性である、1又は2に記載のSiN膜の除去方法。
4.前記印刷法が有版印刷である、1〜3のいずれかに記載のSiN膜の除去方法。
5.前記印刷法が無版印刷である、1〜3のいずれかに記載のSiN膜の除去方法。
6.前記印刷法が有版印刷及び無版印刷である、1〜3のいずれかに記載のSiN膜の除去方法。
7.前記SiN膜が、シリコン膜上、若しくは酸化シリコン(SiO膜)上に形成されているか、又は、シリコン基板上若しくは酸化シリコン(SiO膜)基板上に形成されている1〜6のいずれかに記載のSiN膜の除去方法。
According to the present invention, the following SiN film removal method is provided.
1. An etching material containing at least one boron compound selected from a Lewis acid containing boron and a halogen bonded to the boron in the structure, a salt of the Lewis acid, and a compound that generates the Lewis acid is printed by a printing method. Applying on the silicon nitride (SiN) film;
Removing the SiN film by heating. A method for removing the SiN film.
2. 2. The method of removing an SiN film according to 1, wherein the boron compound is liquid at the heating temperature or is dissolved in a liquid substance at the heating temperature.
3. 3. The method for removing a SiN film according to 1 or 2, wherein a melting point of the boron compound is not higher than the heating temperature and is nonvolatile.
4). The removal method of the SiN film in any one of 1-3 whose said printing method is plate printing.
5. The removal method of the SiN film in any one of 1-3 whose said printing method is plateless printing.
6). The method for removing an SiN film according to any one of 1 to 3, wherein the printing method is plate printing and plateless printing.
7). The SiN film is formed on a silicon film or a silicon oxide (SiO 2 film), or any one of 1 to 6 formed on a silicon substrate or a silicon oxide (SiO 2 film) substrate The method for removing the SiN film described in 1.

本発明によれば、新たなエッチング材を使用したSiN膜の除去方法を提供できる。本発明により、従来よりも低温で無機薄膜を除去できる。   According to the present invention, a method of removing a SiN film using a new etching material can be provided. According to the present invention, the inorganic thin film can be removed at a lower temperature than in the prior art.

本発明のSiN膜の除去方法は、下記の印刷工程及びエッチング工程を有する。
・印刷工程
ホウ素及び該ホウ素と結合したハロゲンとを構造中に含むルイス酸、前記ルイス酸の塩、並びに前記ルイス酸を発生する化合物から選択される少なくとも1つのホウ素化合物を含有するエッチング材を、印刷法により窒化シリコン(SiN)膜上に塗布する工程
・エッチング工程
加熱によりSiN膜を除去する工程
以下、工程ごとに説明する。
The SiN film removal method of the present invention includes the following printing process and etching process.
Printing step Etching material containing at least one boron compound selected from a Lewis acid containing boron and a halogen bonded to the boron in the structure, a salt of the Lewis acid, and a compound that generates the Lewis acid, Process for applying and etching on silicon nitride (SiN) film by printing method Process for removing SiN film by heating Hereinafter, each process will be described.

1.印刷工程
本工程では、エッチング材を印刷法により窒化シリコン(SiN)膜上に塗布する。
エッチング材は、ホウ素及び該ホウ素と結合したハロゲンとを構造中に含むルイス酸、ルイス酸の塩、並びにルイス酸を発生する化合物から選択される少なくとも1つのホウ素化合物を含有する。
ホウ素化合物は、無機薄膜を侵食し除去する成分である。本成分は加熱により液化して、無機薄膜、特にSiN膜を溶解、除去する。
1. Printing Step In this step, an etching material is applied on the silicon nitride (SiN) film by a printing method.
The etching material contains at least one boron compound selected from a Lewis acid containing in its structure boron and a halogen bonded to the boron, a salt of the Lewis acid, and a compound that generates the Lewis acid.
The boron compound is a component that erodes and removes the inorganic thin film. This component is liquefied by heating to dissolve and remove the inorganic thin film, particularly the SiN film.

ホウ素化合物の具体例としては、テトラフルオロホウ酸トリフェニルカルベニウム、N−フルオロ−N’−クロロメチルトリエチレンジアミンビス(テトラフルオロホウ酸)、テトラフルオロホウ酸1−(クロロ−1−ピロリジニルメチレン)ピロリジニウム、テトラフルオロホウ酸トロピリウム、テトラフルオロホウ酸ジ−n−ブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリメチルオキソニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルオキソニウム、1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1,3−ジ−tert−ブチルイミダゾリニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチル−1−メチルピペリジニウムテトラフルオロホウ酸、1−ブチル−3−メチルピリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチルピリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、テトラフルオロホウ酸2,4,6−トリメチルピリジニウム、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−エチル−1−メチルピロリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−エチル−1−メチルピペリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、トリシクロペンチルフォスフィンテトラフルオロホウ酸等のテトラフルオロホウ酸有機塩基塩、
テトラフルオロホウ酸リチウム等のテトラフルオロホウ酸ハロゲン塩、
テトラフルオロホウ酸銅、テトラフルオロホウ酸亜鉛等のテトラフルオロホウ酸金属塩、
メチルトリフルオロホウ酸カリウム、(モルホリン−4−イル)メチルトリフルオロホウ酸カリウム、(3,3−ジメチルブチル)トリフルオロホウ酸カリウム、4−ヨードフェニルトリフルオロホウ酸カリウム、4−フルオロフェニルトリフルオロホウ酸カリウム、フェニルトリフルオロホウ酸カリウム、ピリジン−3−トリフルオロホウ酸カリウム、ビニルトリフルオロホウ酸カリウム、(4−メチル−1−ピペラジニル)メチルトリフルオロホウ酸塩、[(N−tert−ブチルアンモニオ)メチル]トリフルオロホウ酸等のアルキルトリフルオロホウ酸塩、
三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素−酢酸錯体、三フッ化ホウ素テトラヒドロフラン錯体、三フッ化ホウ素フェノール錯体、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、三フッ化ホウ素アセトニトリル錯体や三フッ化ホウ素メタノール錯体等の三フッ化ホウ素錯体化合物、
テトラフルオロホウ酸ニトロニウム、三よう化ホウ素、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩エチルエーテル錯体等が挙げられる。
Specific examples of the boron compound include triphenylcarbenium tetrafluoroborate, N-fluoro-N′-chloromethyltriethylenediaminebis (tetrafluoroboric acid), and 1- (chloro-1-pyrrolidinyl tetrafluoroborate. Methylene) pyrrolidinium, tropylium tetrafluoroborate, di-n-butylammonium tetrafluoroborate, tetraethylammonium tetrafluoroborate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, tetramethylammonium tetrafluoroborate, trimethyloxotetrafluoroborate , Triethyloxonium tetrafluoroborate, 1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) -4,5-dihydroimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methyli Midazolium tetrafluoroborate, 1-hexyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium Tetrafluoroborate, 1-hexyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-methyl-3-octylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate Acid salt, 1,3-di-tert-butylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-butyl-1-methylpiperidinium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylpyridinium tetrafluoroborate, 1-butylpyridinium tetrafluoroborate, tetrafluoroboric acid 2 4,6-trimethylpyridinium, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-1-methylpiperidinium tetra Tetrafluoroboric acid organic base salts such as fluoroborate and tricyclopentylphosphine tetrafluoroborate,
Tetrafluoroborate halogen salts such as lithium tetrafluoroborate,
Tetrafluoroborate metal salts such as copper tetrafluoroborate and zinc tetrafluoroborate,
Potassium methyltrifluoroborate, potassium (morpholin-4-yl) methyltrifluoroborate, potassium (3,3-dimethylbutyl) trifluoroborate, potassium 4-iodophenyltrifluoroborate, 4-fluorophenyltri Potassium fluoroborate, potassium phenyltrifluoroborate, potassium pyridine-3-trifluoroborate, potassium vinyltrifluoroborate, (4-methyl-1-piperazinyl) methyltrifluoroborate, [(N-tert -Butylammonio) methyl] alkyl trifluoroborate such as trifluoroboric acid,
Boron trifluoride monoethylamine complex, boron trifluoride-acetic acid complex, boron trifluoride tetrahydrofuran complex, boron trifluoride phenol complex, boron trifluoride diethyl ether complex, boron trifluoride acetonitrile complex and boron trifluoride methanol Boron trifluoride complex compounds such as complexes,
Examples thereof include nitronium tetrafluoroborate, boron triiodide, tris (pentafluorophenyl) borane, tetrakis (pentafluorophenyl) borate ethyl ether complex, and the like.

上記のうち、テトラフルオロホウ酸トリフェニルカルベニウム、テトラフルオロホウ酸トロピリウム、テトラフルオロホウ酸ジ−n−ブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリメチルオキソニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルオキソニウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、メチルトリフルオロホウ酸カリウム、4−ヨードフェニルトリフルオロホウ酸カリウム、(4−メチル−1−ピペラジニル)メチルトリフルオロホウ酸カリウム、トリシクロペンチルフォスフィンテトラフルオロホウ酸、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、ピリジン−3−トリフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ニトロニウム、三よう化ホウ素、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウムエチルエーテル錯体が好ましい。さらに、テトラフルオロホウ酸ジ−n−ブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体が好ましく、特に、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体が好ましい。   Among the above, triphenylcarbenium tetrafluoroborate, tropylium tetrafluoroborate, di-n-butylammonium tetrafluoroborate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, trimethyloxonium tetrafluoroborate, tetrafluoroboric acid Triethyloxonium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate, potassium methyltrifluoroborate, 4-iodophenyltrifluoro Potassium borate, potassium (4-methyl-1-piperazinyl) methyltrifluoroborate, tricyclopentylphosphine tetrafluoroborate, boron trifluoride monoethylamine complex, pyridine-3-trifluoroboric acid Potassium, nitronium tetrafluoroborate, triiodide, boron, tris (pentafluorophenyl) borane, lithium tetrakis (pentafluorophenyl) ethyl ether complex borate is preferred. Further, di-n-butylammonium tetrafluoroborate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and boron trifluoride monoethylamine complex are preferable, and boron trifluoride monoethylamine complex is particularly preferable.

ホウ素化合物の融点は、エッチング工程における加熱温度であり、液化時は不揮発性であることが好ましい。これにより、エッチング成分は無機薄膜の除去温度で単独で液化でき、また、エッチング成分の蒸発によるパターンの変形等が抑制できる。
尚、本発明において「不揮発性である」とは、エッチング温度で処理時間中に50質量%以上のエッチング成分が揮発せずに残存できることを意味し、少なくともエッチング温度以上の沸点を有し、望ましくはエッチング温度での蒸気圧が350Pa以下である場合をいう。
The melting point of the boron compound is the heating temperature in the etching step, and is preferably non-volatile when liquefied. Thereby, the etching component can be liquefied independently at the removal temperature of the inorganic thin film, and deformation of the pattern due to evaporation of the etching component can be suppressed.
In the present invention, “nonvolatile” means that an etching component of 50% by mass or more can remain without volatilization during the processing time at the etching temperature, and has a boiling point of at least the etching temperature, preferably Means a case where the vapor pressure at the etching temperature is 350 Pa or less.

ホウ素化合物は、室温(25℃)において、液体でも固体でもよいが、固体であることが好ましい。エッチング時の温度である100℃〜250℃において液体となるように調整することが好ましい。ここで、液体であるとは、上記温度においてホウ素化合物自体が溶融して液体となることや、エッチング温度で液状となる化合物にホウ素化合物が溶解した状態が例示できる。   The boron compound may be liquid or solid at room temperature (25 ° C.), but is preferably solid. It is preferable to adjust so that it may become liquid in the temperature of 100 to 250 degreeC which is the temperature at the time of etching. Here, the liquid state can be exemplified by the fact that the boron compound itself melts into a liquid at the above temperature, or a state in which the boron compound is dissolved in a compound that becomes liquid at the etching temperature.

エッチング材は、上述したホウ素化合物の他に溶媒を含むことが好ましい。溶媒を使用することにより、エッチング材の粘度や印刷性を改良できる。溶媒としては、上述したホウ素化合物を分散できればよく、特に、制限はない。本発明のエッチング材を、スクリーン印刷を用いて印刷する場合には、印刷中に溶媒の揮発により粘度が変化すると印刷性が変化してしまうことから、25℃における蒸気圧が1.34×10Pa未満、好ましくは、1.0×10Pa・s未満であることが好ましい。
溶媒としては、ノナン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の脂肪族炭化水素系溶媒;エチルベンゼン、アニソール、メシチレン、ナフタレン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、フェニルアセトニトリル、フェニルシクロヘキサン、ベンゾニトリル、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒;酢酸イソブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、グリコールスルファイト、乳酸エチル、乳酸エチル等のエステル系溶媒;1−ブタノール、シクロヘキサノール、グリセリン等のアルコ−ル系溶媒;テルピネオール、ターピネオールC、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピニルアセテート、テルソルブDTO−210、テルソルブTHA−90、テルソルブTHA−70、テルソルブTOE−100、ジヒドロキシターピニルオキシエタノール、ターピニルメチルエーテル、ジヒドロターピニルメチルエーテル、テルソルブMTPH等のテルペン系溶媒;シクロヘキサノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、1,3−ジオキソラン−2−オン、1,5,5−トリメチルシクロヘキセン−3−オン等のケトン系溶媒;ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール−t−ブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコール−t−ブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のアルキレングリコール系溶媒;ジヘキシルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル等のエーテル系溶媒;プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒,マロノニトリル等のニトリル系溶媒が例示できる。
なかでも、テルピネオール、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、グリコールスルファイト、プロピレンカーボネートが好ましい。
これらの溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
The etching material preferably contains a solvent in addition to the boron compound described above. By using a solvent, the viscosity and printability of the etching material can be improved. The solvent is not particularly limited as long as the above-described boron compound can be dispersed. When the etching material of the present invention is printed using screen printing, if the viscosity changes due to volatilization of the solvent during printing, the printability changes, so the vapor pressure at 25 ° C. is 1.34 × 10. It is less than 3 Pa, preferably less than 1.0 × 10 3 Pa · s.
Solvents include aliphatic hydrocarbon solvents such as nonane, decane, dodecane, and tetradecane; aromatic hydrocarbon solvents such as ethylbenzene, anisole, mesitylene, naphthalene, cyclohexylbenzene, diethylbenzene, phenylacetonitrile, phenylcyclohexane, benzonitrile, and mesitylene Solvent; ester solvent such as isobutyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, glycol sulfite, ethyl lactate, ethyl lactate; alcohol solvent such as 1-butanol, cyclohexanol, glycerin; terpineol, Terpineol C, dihydroterpineol, dihydroterpinel acetate, tersolve DTO-210, tersolve THA-90, tersolve THA-70, tersolve TOE-10 Terpene solvents such as dihydroxyterpinyloxyethanol, terpinylmethylether, dihydroterpinylmethylether, and tersolve MTPH; cyclohexanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 2-octanone, 1,3-dioxolane-2 Ketone solvents such as -one, 1,5,5-trimethylcyclohexen-3-one; diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether , Propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol propyl acetate Teracetate, diethylene glycol isopropyl ether acetate, diethylene glycol butyl ether acetate, diethylene glycol-t-butyl ether acetate, triethylene glycol methyl ether acetate, triethylene glycol ethyl ether acetate, triethylene glycol propyl ether acetate, triethylene glycol isopropyl ether acetate, triethylene glycol Alkylene glycol solvents such as butyl ether acetate, triethylene glycol-t-butyl ether acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether; dihexyl ether, butyl phenyl ether, pentyl phenyl ether, methoxytoluene Ether solvents such as benzyl ethyl ether; carbonate solvents such as propylene carbonate and ethylene carbonate; amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone, and nitrile solvents such as malononitrile Can be illustrated.
Of these, terpineol, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, glycol sulfite, and propylene carbonate are preferable.
These solvents can be used alone or in combination of two or more.

ホウ素化合物の含有率は、使用時におけるエッチング材の性状を考慮して適宜調整すればよい。エッチング成分であるホウ素化合物の含有率は高い方が好ましいが、印刷法にて組成物を塗布することを考慮すると、粘度やペースト性状の調整が重要となる。ホウ素化合物の含有率は、エッチング材全体に対して30〜80質量%であることが好ましく、50〜70質量%であることが特に好ましい。   The content of the boron compound may be appropriately adjusted in consideration of the properties of the etching material at the time of use. Although it is preferable that the content of the boron compound as an etching component is high, it is important to adjust the viscosity and paste properties in consideration of applying the composition by a printing method. The content of the boron compound is preferably 30 to 80% by mass and particularly preferably 50 to 70% by mass with respect to the entire etching material.

溶媒の含有率は、使用時における組成物の性状を考慮して適宜調整すればよい。通常、エッチング材全体に対して15〜65質量%であることが好ましく、25〜50質量%であることが特に好ましい。   The content of the solvent may be appropriately adjusted in consideration of the properties of the composition at the time of use. Usually, it is preferable that it is 15-65 mass% with respect to the whole etching material, and it is especially preferable that it is 25-50 mass%.

エッチング成分であるホウ素化合物は、印刷性向上のため、混合前の粒径が粒径100μm以下であることが好ましい。
尚、ここでの粒径は数平均粒子径であり、SEM観察像における重複せずランダムに選んだ100個の平均値として求められる。具体的には、SEMの試料台上にカーボン粘着テープを貼り付け、その上にエッチング成分を振り掛ける。試料台上のエッチング成分のうち、粘着していないものをエアガンで吹き飛ばす。このエッチング成分の付着したSEM試料台に対し、真空スパッタ装置(例えばION SPUTTER、日立ハイテク製)を用いPtを10〜20nmの厚みでスパッタしてSEM用サンプルとする。このSEM用サンプルをSEM装置(例えばESEM XL30、Philips製)により、印過電圧10kVで観察する。倍率は、平均的な導電性粒子の直径が視野の1割程度を占めように選ぶ。観察された粒子像の中から重なって外形の確認できないエッチング成分を除いた中からランダムに100個選び、それぞれのエッチング成分像対し外接する並行二直線のうち最大距離となるように選んだ並行二直線間距離を計測する。これら100個の値に対して平均値を求め数平均粒子径とする。尚、1視野の中から100個の粒子が選べない場合には複数視野から計測する。
The boron compound as an etching component preferably has a particle size before mixing of 100 μm or less in order to improve printability.
In addition, the particle size here is a number average particle size, and is obtained as an average value of 100 randomly selected without overlapping in the SEM observation image. Specifically, a carbon adhesive tape is affixed on the SEM sample stage, and an etching component is sprinkled thereon. Of the etching components on the sample stage, those that are not adhered are blown off with an air gun. Using a vacuum sputtering apparatus (for example, ION SPUTTER, manufactured by Hitachi High-Technologies), Pt is sputtered to a thickness of 10 to 20 nm on the SEM sample stage to which the etching component is adhered to obtain a sample for SEM. The sample for SEM is observed with an SEM apparatus (for example, ESEM XL30, manufactured by Philips) at an overload voltage of 10 kV. The magnification is selected so that the average conductive particle diameter occupies about 10% of the field of view. 100 particles are randomly selected from the observed particle images that are overlapped and the outer shape cannot be confirmed, and parallel two lines selected so as to have the maximum distance among the two parallel lines circumscribing each etching component image. Measure the distance between straight lines. An average value is obtained for these 100 values and is defined as the number average particle diameter. When 100 particles cannot be selected from one field of view, measurement is performed from a plurality of fields.

また、分散後のホウ素化合物の粒径(分散粒径)はスクリーン印刷精度の点から100μm以下が好ましく,粘度特性の点から0.01μm以上であることが好ましい。
尚、分散粒径はレーザー散乱法粒度分布測定装置を用い体積平均粒径として求められる。具体的には、ユニバーサルリキッドモジュールを装着したレーザー散乱法粒度分布測定装置(例えば,LS13 320,ベックマンコールタ製)を用い、光源の安定のため本体電源を入れて30分間放置した後、リキッドモジュールにエッチング材で用いている溶媒のみを測定プログラムからRinseコマンドにより導入し、測定プログラムからDe−bubble,Measure Offset,Align,Measure Backgroundを行う。続いて、測定プログラムのMeasure Loadingを用い、エッチング材をリキッドモジュールに測定プログラムがサンプル量LowからOKになるまで添加する。その後、測定プログラムからMeasureを行い、粒度分布を取得する。レーザー散乱法粒度分布測定装置の設定として、Pump Speed:70%、Include PIDS data: ON、Run Length: 90 secondsを用いる。分散媒及び分散質の屈折率には、ホウ素化合物及び溶媒の屈折率をそれぞれ用いる。
The particle size (dispersed particle size) of the boron compound after dispersion is preferably 100 μm or less from the viewpoint of screen printing accuracy, and preferably 0.01 μm or more from the point of viscosity characteristics.
The dispersed particle diameter is obtained as a volume average particle diameter using a laser scattering particle size distribution analyzer. Specifically, using a laser scattering particle size distribution measurement device (for example, LS13 320, manufactured by Beckman Coulter) equipped with a universal liquid module, the main body is turned on for 30 minutes to stabilize the light source, and then the liquid module is used. Only the solvent used in the etching material is introduced from the measurement program by the Rinse command, and De-bubble, Measurement Offset, Align, and Measurement Background are performed from the measurement program. Subsequently, using the measurement program Measurement Loading, the etching material is added to the liquid module until the measurement program reaches the OK from the sample amount Low. Thereafter, Measurement is performed from the measurement program to obtain a particle size distribution. As settings of the laser scattering method particle size distribution measuring apparatus, Pump Speed: 70%, Include PIDS data: ON, and Run Length: 90 seconds are used. For the refractive index of the dispersion medium and the dispersoid, the refractive indexes of the boron compound and the solvent are used, respectively.

エッチング材は、さらに、エッチング温度で不揮発性の液体であり、ホウ素化合物を溶解する化合物(成分(A))を含むことが好ましい。これにより、エッチング成分として使用できる化合物の選択肢を増やすことができる。また、エッチング温度をより低温にでき、エッチング速度も向上する。
成分(A)としては、ホウ素及び該ホウ素と結合したハロゲンとを構造中に含むルイス酸、該ルイス酸の塩、該ルイス酸を発生する化合物、超酸又はイオン液体が挙げられる。
ホウ素及び該ホウ素と直接結合したハロゲンとを構造中に含むルイス酸、該ルイス酸の塩、加熱により該ルイス酸を発生する化合物、及び超酸は、上述したエッチング成分と同様である。上記例から、エッチング成分を溶解するものを選択すればよい。
The etching material is preferably a non-volatile liquid at the etching temperature, and preferably contains a compound (component (A)) that dissolves the boron compound. Thereby, the choice of the compound which can be used as an etching component can be increased. Further, the etching temperature can be lowered, and the etching rate is also improved.
Examples of the component (A) include a Lewis acid containing boron and a halogen bonded to the boron in the structure, a salt of the Lewis acid, a compound that generates the Lewis acid, a super acid, or an ionic liquid.
The Lewis acid containing boron and halogen directly bonded to boron in the structure, the salt of the Lewis acid, the compound that generates the Lewis acid by heating, and the superacid are the same as the etching component described above. What is necessary is just to select what melt | dissolves an etching component from the said example.

イオン液体(イオン性液体)としては、公知のものが使用できるが、イオン液体のアニオンに、フッ素を含有することが好ましい。具体的には、アニオンはテトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン等が挙げられる。
また、イオン液体のカチオンとしては、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン等が挙げられる。
As the ionic liquid (ionic liquid), known ones can be used, but it is preferable that the anion of the ionic liquid contains fluorine. Specifically, examples of the anion include tetrafluoroborate ion and hexafluorophosphate ion.
Examples of the cation of the ionic liquid include an imidazolium cation and a pyridinium cation.

成分(A)の具体例としては、1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩、1,3−ジ−tert−ブチルイミダゾリニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロリン酸塩、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムヘキサフルオロリン酸塩等のイミダゾリウム塩、
1−ブチル−3−メチルピリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチルピリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、テトラフルオロホウ酸2,4,6−トリメチルピリジニウム、1−ブチル−4−メチルピリジニウムヘキサフルオロリン酸塩等のピリジニウム塩、
1−ブチル−1−メチルピペリジニウムテトラフルオロホウ酸、1−エチル−1−メチルピペリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチル−1−メチルピペリジニウムヘキサフルオロリン酸塩等のピペリジニウム塩、
1−ブチル−1−メチルピロリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−エチル−1−メチルピロリジニウムテトラフルオロホウ酸塩、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムヘキサフルオロリン酸塩等のピロリジニウム塩、等が好ましい。
Specific examples of the component (A) include 1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) -4,5-dihydroimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoro Borate, 1-hexyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate 1-hexyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-methyl-3-octylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1, 3-di-tert-butylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazole Ium hexafluorophosphate, 1-methyl-3-imidazolium salts such as octyl imidazolium hexafluorophosphate,
1-butyl-3-methylpyridinium tetrafluoroborate, 1-butylpyridinium tetrafluoroborate, 2,4,6-trimethylpyridinium tetrafluoroborate, 1-butyl-4-methylpyridinium hexafluorophosphate Pyridinium salt, etc.
Piperidinium salts such as 1-butyl-1-methylpiperidinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-1-methylpiperidinium tetrafluoroborate, 1-butyl-1-methylpiperidinium hexafluorophosphate ,
Pyrrolidinium such as 1-butyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium hexafluorophosphate Salts and the like are preferred.

成分(A)の含有率は、液体組成物全体に対して3.0〜64.0質量%であることが好ましく、特に、5.0〜56.0質量%が好ましい。   It is preferable that the content rate of a component (A) is 3.0-64.0 mass% with respect to the whole liquid composition, and 5.0-56.0 mass% is especially preferable.

エッチング材は、上述した各成分の他に、必要に応じて任意に、チキソ性付与材、基板への濡れ性調整剤、粒子分散剤、脱泡剤、柚子肌等を防止するための外観向上剤(レベリング剤)、均一乾燥促進のための添加剤等の添加剤や、粘度調整用材料(微粒子や溶剤、添加剤)、ドーピング剤、pH調整剤等を添加することができる。   In addition to the above-mentioned components, the etching material is optionally improved as necessary to prevent thixotropic properties, a substrate wettability adjuster, a particle dispersant, a defoaming agent, a cocoon skin, etc. Additives (leveling agents), additives such as additives for promoting uniform drying, viscosity adjusting materials (fine particles, solvents, additives), doping agents, pH adjusting agents, and the like can be added.

例えば、印刷法によっては、細線描画性のためにチキソ性を付与することが好ましい。チキソ性を付与する方法としては、チキソ性付与剤を使用する方法や、微粒子を分散する方法が挙げられる。これらの方法は、併用してもよい。   For example, depending on the printing method, it is preferable to impart thixotropy for fine line drawing. Examples of the method for imparting thixotropy include a method using a thixotropic agent and a method for dispersing fine particles. These methods may be used in combination.

チキソ性付与剤としては、エチルセルロース、BYK−405、410、411、415、420、425、420、430、431等(ビック・ケミー株式会社)、Disparlonチクソトロピック剤シリーズ(楠本化成)等の市販されているものが挙げられる。尚、チキソ性付与剤は、使用する溶媒と目的のチキソ性を得られれば、特に限定はない。
また、ポリシロキサン、ポリアクリル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、アルキル変性セルロース、ペプチド、ポリペプチド、及びこれらのうち2つ以上の構造を有する共重合体も好ましい。
As the thixotropic agent, ethyl cellulose, BYK-405, 410, 411, 415, 420, 425, 420, 430, 431, etc. (Bic Chemie Co., Ltd.), Disparlon thixotropic agent series (Enomoto Kasei) and the like are commercially available. Are listed. The thixotropic agent is not particularly limited as long as the solvent to be used and the desired thixotropy can be obtained.
In addition, polysiloxane, polyacryl, polyamide, polyvinyl alcohol, alkyl-modified cellulose, peptide, polypeptide, and a copolymer having two or more of these structures are also preferable.

微粒子としては、有機微粒子や、金属酸化物粒子等の無機微粒子が挙げられる。微粒子を添加することで、粘度やチキソ性を適宜調整でき、印刷性(例えば、細線描画性や形状保持性)やエッチング性を制御することができる。また、無機薄膜のエッチング温度まで加熱すると、エッチング成分は液状になるが、粒子により流動性が抑制され印刷されたSiN液状組成物の形状が変形することを防ぐ。   Examples of the fine particles include organic fine particles and inorganic fine particles such as metal oxide particles. By adding fine particles, viscosity and thixotropy can be appropriately adjusted, and printability (for example, fine line drawing property and shape retention) and etching property can be controlled. Further, when heated to the etching temperature of the inorganic thin film, the etching component becomes liquid, but the fluidity is suppressed by the particles and the shape of the printed SiN liquid composition is prevented from being deformed.

有機微粒子としては例えば、ポリスチレンビーズ、ポリエチレン粒子、アクリル粒子、ポリシロキサン樹脂粒子、イソプレンゴム粒子、ポリアミド粒子を例示することができる。
無機微粒子としては、酸化銅、水酸化銅、酸化鉄、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉛、マグネシア、酸化スズ等の金属酸化物粒子、炭酸カルシウム、カーボン、シリカ、マイカ、スメクタイトを例示することができる。
また、表面が電気的に引き合う粒子であれば液状組成物中で疑凝集を形成することから、同様の効果が期待できる。
Examples of the organic fine particles include polystyrene beads, polyethylene particles, acrylic particles, polysiloxane resin particles, isoprene rubber particles, and polyamide particles.
Examples of the inorganic fine particles include metal oxide particles such as copper oxide, copper hydroxide, iron oxide, alumina, zinc oxide, lead oxide, magnesia, tin oxide, calcium carbonate, carbon, silica, mica, and smectite. .
Further, if the surface is an electrically attracting particle, a similar effect can be expected because a pseudo-aggregation is formed in the liquid composition.

微粒子の一次粒子形状は、概球状、針状、板状、米粒状等から選択できる。特に、チキソ性付与を目的とする場合は、針状、板状、米粒状、数珠状の形状が好ましい。
尚、微粒子の分散のため、目的の機能を損なわない範囲で、分散助剤や分散安定剤を添加することができる。
微粒子の長径(長辺)は10nm〜10μmが好ましい。尚、微粒子の長径(長辺)は前述のエッチング成分の粒径をSEM観察像から求める方法と同様の方法で求められる。
The primary particle shape of the fine particles can be selected from a substantially spherical shape, a needle shape, a plate shape, a rice grain shape, and the like. In particular, for the purpose of imparting thixotropy, a needle shape, a plate shape, a rice grain shape, or a bead shape is preferable.
For dispersion of the fine particles, a dispersion aid or a dispersion stabilizer can be added as long as the target function is not impaired.
The major axis (long side) of the fine particles is preferably 10 nm to 10 μm. The major axis (long side) of the fine particles can be obtained by a method similar to the method for obtaining the particle size of the etching component from the SEM observation image.

チキソ性付与剤の含有率は、エッチング材全体に対して0.1〜5.0質量%であることが好ましい。0.1質量%未満ではチキソ性の発現に十分な効果が得られない場合がある。一方、5.0質量%を超えると粘度が高くなりすぎる場合がある。チキソ性付与剤の含有率は、特に、1.0〜4.0質量%であることが好ましい。   The content of the thixotropic agent is preferably 0.1 to 5.0% by mass with respect to the entire etching material. If it is less than 0.1% by mass, a sufficient effect for thixotropic expression may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 5.0 mass%, the viscosity may become too high. The content of the thixotropic agent is particularly preferably 1.0 to 4.0% by mass.

エッチング材は、上述したホウ素化合物、及び、必要に応じて配合される溶媒や上記添加剤等を混合することにより製造できる。
エッチング材の均一性を向上させるために、プロペラ撹拌、超音波分散装置(例、日本精機製作所製、超音波ホモジナイザー)、自転公転ミキサー(例、シンキー製、泡取り錬太郎)、高速乳化・分散機(例、プライミクス社製TKホモミクサーシリーズ)、らいかい機、3本ロールミル、ビーズミル、サンドミル、ポットミル等の分散機を使用して混合させることが好ましい。尚、分散はこれら装置を単独で、又は組合せて実施することができる。
An etching material can be manufactured by mixing the boron compound mentioned above, the solvent mix | blended as needed, the said additive, etc.
In order to improve the uniformity of the etching material, propeller agitation, ultrasonic dispersion device (eg, Nippon Seiki Seisakusho, Ultrasonic Homogenizer), revolving mixer (eg, Sinky, Awatake Rentaro), high-speed emulsification / dispersion It is preferable to mix using a disperser such as a machine (eg, TK homomixer series manufactured by PRIMIX Co., Ltd.), a rake machine, a three-roll mill, a bead mill, a sand mill, or a pot mill. In addition, dispersion | distribution can implement these apparatuses individually or in combination.

分散後、混合組成物中に気泡が発生した場合は、減圧下への放置、減圧下での撹拌脱泡等により組成物中の気泡を除去することができる。   When air bubbles are generated in the mixed composition after dispersion, the air bubbles in the composition can be removed by standing under reduced pressure, stirring and degassing under reduced pressure, or the like.

上述のように調製したエッチング材を、印刷法にてSiN膜上に印刷する。
SiN膜は、CMOS等の半導体素子の層間絶縁膜、パッシベーション膜等や、太陽電池等の反射防止膜等として使用されている。SiN膜は化学蒸着法(CVD)等、公知の方法で形成される。尚、「SiN」は化学量論比(Si:N)が1:1であることを意味するものではない。
The etching material prepared as described above is printed on the SiN film by a printing method.
The SiN film is used as an interlayer insulating film of a semiconductor element such as a CMOS, a passivation film, an antireflection film of a solar cell, or the like. The SiN film is formed by a known method such as chemical vapor deposition (CVD). “SiN” does not mean that the stoichiometric ratio (Si: N) is 1: 1.

印刷法としては、公知の有版印刷及び無版印刷を採用できる。
例えば、有版印刷として、スクリーン印刷、フレキソ印刷、マイクロコンタクトプリント等が挙げられる。無版印刷としては、インクジェット印刷、スリット印刷、ディスペンサ印刷等が挙げられる。
非接触でパターニング可能な印刷方法が、印刷圧力の印加による基板の損傷を回避できるため好ましい。
As the printing method, known plate printing and plateless printing can be employed.
For example, plate printing includes screen printing, flexographic printing, microcontact printing, and the like. Plateless printing includes inkjet printing, slit printing, dispenser printing, and the like.
A printing method capable of patterning without contact is preferable because damage to the substrate due to application of printing pressure can be avoided.

エッチング材の粘度は、印刷方法や印刷装置に依存することから、特に限定されず、各々の印刷法に適するように調製することができる。
例えば、スクリーン印刷では25℃における粘度が、100mPa・s以上であることが好ましく、特に、1Pa・s以上であることが好ましい。
インクジェット印刷では、3〜20mPa・sが一般的に好ましい範囲である。
Since the viscosity of the etching material depends on the printing method and the printing apparatus, it is not particularly limited and can be prepared so as to be suitable for each printing method.
For example, in screen printing, the viscosity at 25 ° C. is preferably 100 mPa · s or more, and particularly preferably 1 Pa · s or more.
In inkjet printing, 3 to 20 mPa · s is generally a preferred range.

印刷工程では、上述した印刷法により、エッチング材をSiN膜上の所望のパターンを形成する。   In the printing process, a desired pattern on the SiN film is formed by using the above-described printing method.

印刷後、必要であれば加熱や減圧により、エッチング材の溶媒を揮発、除去する。溶媒の除去は、エッチング工程における加熱と兼ねてもよいが、それぞれの温度条件が異なる場合もあるため、適宜選択する。   After printing, if necessary, the solvent of the etching material is volatilized and removed by heating or decompression. The removal of the solvent may be combined with the heating in the etching step, but is appropriately selected because each temperature condition may be different.

2.エッチング工程
エッチング工程では、上記印刷工程によりエッチング材を塗布したSiN膜を、100〜250℃、より好ましくは100〜200℃で1〜60分間加熱する。250℃を超えると、例えば、太陽電池の場合、n+層等の内にドープされているドーパントが拡散し、P型/N型界面に相互拡散層が生じ、太陽電池の特性が低下する場合がある。
加熱により液化したホウ素化合物が、パターンの下部に位置するSiN膜をエッチングする。
2. Etching Step In the etching step, the SiN film coated with the etching material in the printing step is heated at 100 to 250 ° C., more preferably 100 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes. When the temperature exceeds 250 ° C., for example, in the case of a solar cell, the dopant doped in the n + layer or the like diffuses, and an interdiffusion layer is formed at the P-type / N-type interface, which may deteriorate the characteristics of the solar cell. is there.
The boron compound liquefied by heating etches the SiN film located under the pattern.

エッチング工程後、残留物がある場合は、残留物を取り除くための洗浄工程を設ける。
洗浄工程としては、純水を用いた超音波洗浄、ブラシ洗浄、スプレー洗浄、流水洗浄等が挙げられる。
If there is a residue after the etching process, a cleaning process is provided to remove the residue.
Examples of the cleaning step include ultrasonic cleaning using pure water, brush cleaning, spray cleaning, running water cleaning, and the like.

本発明のSiN膜を除去する方法は、SiN膜を有する基板に適用できる。基板としては、Siを主成分とする場合、ガラス(クオーツ、窓ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス)、シリコンウェハ等を例示できる。使用目的よっては不純物を含んでもよく、酸化されていてもよい。また、表面の形状は問わない。
例えば、SiN膜が、シリコン膜上、若しくは酸化シリコン(SiO膜)上に形成されていてもよく、シリコン基板上若しくは酸化シリコン(SiO膜)基板上に形成されていてもよい。
The method for removing a SiN film of the present invention can be applied to a substrate having a SiN film. Examples of the substrate include glass (quartz, window glass, borosilicate glass, non-alkali glass), silicon wafer, and the like when Si is the main component. Depending on the purpose of use, it may contain impurities or may be oxidized. Moreover, the shape of the surface is not ask | required.
For example, the SiN film may be formed on a silicon film or a silicon oxide (SiO 2 film), or may be formed on a silicon substrate or a silicon oxide (SiO 2 film) substrate.

本発明の方法を使用して、SiN膜を除去して得られる基板は、各種半導体装置や太陽電池の中間加工品となる。例えば、太陽電池であれば、SiN膜を除去した後に、金属ペースト等使用して給電配線(電極)を形成することにより太陽電池が作製できる。尚、露出したシリコン表面にリン等のドーパントをドーピングしてn+部を形成してもよい。   The substrate obtained by removing the SiN film using the method of the present invention becomes an intermediate processed product of various semiconductor devices and solar cells. For example, in the case of a solar cell, a solar cell can be produced by forming a power supply wiring (electrode) using a metal paste or the like after removing the SiN film. The n + portion may be formed by doping an exposed silicon surface with a dopant such as phosphorus.

実施例1
(1)エッチング材の調製
三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体(融点88℃)(和光純薬工業株式会社)25gを自動乳鉢で9時間すりつぶし、100μmのふるいを通して三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体の微粉末を得た。
三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体の微粉末6.87g、シリカ粒子(AEROSIL R202,日本アエロジル)0.13g、及びテルピネオール異性体混合3.5gを、メノウ乳鉢で混ぜ合わせてエッチング材(SiNエッチングペースト)を得た。
Example 1
(1) Preparation of Etching Material Boron trifluoride monoethylamine complex (melting point: 88 ° C.) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 25 g was ground in an automatic mortar for 9 hours and passed through a 100 μm sieve to fine powder of boron trifluoride monoethylamine complex Got.
Etching material (SiN etching paste) 6.87g fine powder of boron trifluoride monoethylamine complex, silica particles (AEROSIL R202, Nippon Aerosil) 0.13g, and terpineol isomer mixture 3.5g are mixed in an agate mortar. Got.

(2)SiNエッチングペーストの印刷及びSiN膜のエッチング
鏡面上にPE−CVDによりSiOを150nm、及び、SiNを90nm積層したP型シリコンウェハ(1〜50Ω)(水戸精工株式会社)をSiN膜付きシリコン基板として用いた。
SiNエッチングペーストをスクリーン印刷により、SiN膜上に5cm×5cmの正方形と、幅が50μm、75μm、及び100μmである直線を印刷した。
印刷したSiN膜付きシリコン基板を、200℃に加熱したホットプレート上で30分加熱処理した後、放冷し、超純水中で超音波洗浄した。
エッチング処理後のSiN付きシリコン基板では、印刷部の下部のSiN膜が除去されていた。
(2) 150 nm of SiO 2 by PE-CVD on the etching mirror surface of the print and the SiN film of SiN etching paste, and, SiN a P-type silicon wafer was 90nm laminated (1~50Ω) (Mito Seiko Co., Ltd.) an SiN film Used as an attached silicon substrate.
A 5 cm × 5 cm square and straight lines having widths of 50 μm, 75 μm, and 100 μm were printed on the SiN film by screen printing of the SiN etching paste.
The printed silicon substrate with the SiN film was heat-treated for 30 minutes on a hot plate heated to 200 ° C., then allowed to cool and ultrasonically cleaned in ultrapure water.
In the SiN-attached silicon substrate after the etching process, the SiN film at the lower part of the printing part has been removed.

実施例2
シリカ粒子の代わりに、長粒状(粒子径200nm、アスペクト比3)の酸化銅ナノ粒子(自家合成品)を0.35g用いた以外は実施例1と同様にエッチング材を作製し、印刷、エッチングした。
その結果、エッチング処理後のSiN付きシリコン基板では、印刷部の下部のSiN膜が除去されていた。
Example 2
An etching material was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.35 g of long-grained (particle diameter 200 nm, aspect ratio 3) copper oxide nanoparticles (in-house synthesized product) was used instead of silica particles, and printing and etching were performed. did.
As a result, in the silicon substrate with SiN after the etching process, the SiN film at the bottom of the printing part was removed.

実験例
実施例1と同じSiN膜上に、表1に示すフッ化ホウ素試薬を少量載せ、200℃のホットプレートで30分間加熱した。加熱時(200℃)の状態とSiN膜のエッチング結果を表1に示す。
Experimental Example A small amount of the boron fluoride reagent shown in Table 1 was placed on the same SiN film as in Example 1 and heated on a hot plate at 200 ° C. for 30 minutes. Table 1 shows the state of heating (200 ° C.) and the etching results of the SiN film.

Figure 2014082330
Figure 2014082330

本発明のSiN膜の除去方法は、各種半導体素子や太陽電池の製造工程に使用できる。   The method for removing a SiN film of the present invention can be used in manufacturing processes of various semiconductor elements and solar cells.

Claims (7)

ホウ素及び該ホウ素と結合したハロゲンとを構造中に含むルイス酸、前記ルイス酸の塩、並びに前記ルイス酸を発生する化合物から選択される少なくとも1つのホウ素化合物を含有するエッチング材を、印刷法により窒化シリコン(SiN)膜上に塗布する工程と、
加熱によりSiN膜を除去する工程と、を有する、SiN膜の除去方法。
An etching material containing at least one boron compound selected from a Lewis acid containing boron and a halogen bonded to the boron in the structure, a salt of the Lewis acid, and a compound that generates the Lewis acid is printed by a printing method. Applying on the silicon nitride (SiN) film;
Removing the SiN film by heating. A method for removing the SiN film.
前記ホウ素化合物が、前記加熱温度で液状であるか、又は前記加熱温度で液状の物質に溶解する、請求項1に記載のSiN膜の除去方法。   The method for removing a SiN film according to claim 1, wherein the boron compound is liquid at the heating temperature or is dissolved in a liquid substance at the heating temperature. 前記ホウ素化合物の融点が、前記加熱温度以下であり、かつ不揮発性である、請求項1又は2に記載のSiN膜の除去方法。   The method for removing a SiN film according to claim 1, wherein a melting point of the boron compound is not higher than the heating temperature and is non-volatile. 前記印刷法が有版印刷である、請求項1〜3のいずれかに記載のSiN膜の除去方法。   The method for removing a SiN film according to claim 1, wherein the printing method is plate printing. 前記印刷法が無版印刷である、請求項1〜3のいずれかに記載のSiN膜の除去方法。   The method for removing a SiN film according to claim 1, wherein the printing method is plateless printing. 前記印刷法が有版印刷及び無版印刷である、請求項1〜3のいずれかに記載のSiN膜の除去方法。   The method for removing a SiN film according to any one of claims 1 to 3, wherein the printing methods are plate printing and plateless printing. 前記SiN膜が、シリコン膜上、若しくは酸化シリコン(SiO膜)上に形成されているか、又は、シリコン基板上若しくは酸化シリコン(SiO膜)基板上に形成されている請求項1〜6のいずれかに記載のSiN膜の除去方法。 The SiN film is formed on a silicon film or a silicon oxide (SiO 2 film), or is formed on a silicon substrate or a silicon oxide (SiO 2 film) substrate. The method for removing an SiN film according to any one of the above.
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