[发明专利]至少包含铟和镓的氧化物的蚀刻液以及蚀刻方法

说明书

本发明涉及至少包含铟和镓的氧化物的蚀刻液以及蚀刻方法，其能够适用于包含铟、镓和氧的氧化物或者包含铟、镓、锌和氧的氧化物等至少包含铟和镓的氧化物的蚀刻中。根据本发明优选的方式，通过使用包含硫酸或其盐、以及羧酸(其中，除了草酸以外)或其盐的蚀刻液，在至少包含铟和镓的氧化物的蚀刻中，具有合适的蚀刻速率且残渣去除性也良好，对于布线材料的腐蚀性也小，进而即便蚀刻液中溶解的氧化物的浓度成为高浓度，也不产生析出物，并且能够维持合适的蚀刻速率。

技术领域

本发明涉及液晶显示器(LCD)或场致发光显示器(LED)等显示装置中使用的至少包含铟和镓的氧化物的蚀刻用的蚀刻液以及其蚀刻方法。

背景技术

非晶硅或低温多晶硅广泛地用作液晶显示器或场致发光显示器等显示装置的半导体层，以显示器的大画面化、高清晰度化、低耗电化等为背景进行了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、锌和锡等构成，已经研究出：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)、铟·镓·锌·硅氧化物(IGZSO)、镓·锌氧化物(GZO)、锌·锡氧化物(ZTO)等各种组成。其中，特别是IGZO和IGO等包含铟和镓的氧化物的研究正在广泛进行。

包含铟、镓和氧的氧化物或者包含铟、镓、锌和氧的氧化物等至少包含铟和镓的氧化物使用溅射法等成膜工艺形成于玻璃等基板上。接着，使用抗蚀剂等作为掩模，将形成于基板上的氧化物进行蚀刻，由此形成电极图案。该蚀刻工序有湿式(湿法)和干式(干法)，湿法中使用蚀刻液。

已知包含铟、镓和氧的氧化物以及包含铟、镓、锌和氧的氧化物等至少包含铟和镓的氧化物通常可溶于酸中。使用这些氧化物形成液晶显示器等显示装置的半导体层时，对蚀刻液要求以下所示的性能。

(1)氧化物溶解于蚀刻液中时不产生析出物。

(2)氧化物溶解于蚀刻液中时，蚀刻速率的降低小。

(3)具有合适的蚀刻速率。

(4)蚀刻残渣少。

(5)不腐蚀布线材料等部件。

虽然随着氧化物的蚀刻而蚀刻液中的氧化物的浓度增加但氧化物的溶解对于蚀刻速率的影响小的稳定的液体，意味着能够增加每一定量的蚀刻液的氧化物蚀刻量，从进行半导体层的蚀刻出发，在工业生产中是极重要的。

另外，蚀刻速率优选为10～1000nm/min。更优选为20～200nm/min，进而优选为50～100nm/min。蚀刻速率为10～1000nm/min时，能够维持生产效率并且能够稳定地进行蚀刻操作。

蚀刻后存在具有导电性的蚀刻残渣的情况，由于成为电极间泄漏电流发生的原因而不优选。另外，不具有导电性的蚀刻残渣存在时，有可能在接下来的工序中成为引起布线不良、空孔发生、密合性不良等的原因。

作为布线材料，可列举出铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)以及钛(Ti)等，考虑到氧化物蚀刻时蚀刻液与这些布线材料接触的可能性，所以蚀刻液优选对于布线材料的腐蚀性低。具体而言，优选3nm/min以下的蚀刻速率。更优选2nm/min以下，更优选1nm/min以下。

使用含有草酸的蚀刻液将以铟氧化物作为主要成分的透明导电膜进行蚀刻时，伴随着蚀刻的进行，存在草酸与铟的盐以固形物形式析出的问题。该析出物的出现，可以认为是因为通常含有草酸的蚀刻液中铟的可溶浓度为200ppm程度，所以存在该浓度以上的铟时，过剩的部分与草酸形成盐而以析出物形式出现。即便是小于1μm的微粒也会成为问题的电子元件的制造工序中，这样的固形物的析出是致命的。另外，该析出物堵塞用于蚀刻液循环而设置的滤器，也存在滤器更换成本变高的担心。因此，即便充分残留着蚀刻液的性能，也必须在该盐析出之前更换液体，结果蚀刻液的使用周期变短。