TW201224208A - Etchant and etching method using the same - Google Patents

Description

201224208 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 關於一種用於_同時存在有金屬氧化物層和 =被處理物’而選擇性地_ 用前述蝕刻劑的蝕刻方法。 变^ ^及便 【先前技術】 先前，由氧化銦錫(ΙΤΟ)或氧化銦鋅(1 電性金屬氧化物層，由於電阻低並顯示出高此， 作=導電體而被廣泛應用。另外，也正在研究將由

In2^Zn(^I(3ZQ #㈣朗金屬氧化物 子紙等各種裝置中。在將這種金屬氧化 物應用於各種衷置中時，通常是以與經圖案化而成 形狀等的金屬層共存的形態來使用。 Μ —电 工成_存在有金魏化物層和經圖案化的金 屬層的形恶的方法’已知有如下方法： 有金屬氧化物層的被加工物、或金屬氧化物層L；積= 屬層的被加工物、或金屬氧化物層鄰設有金屬層的被加工 物等的同時存在有金屬氧化物層和金屬層的被加工物，使 用蝕刻劑選擇性地蝕刻前述金屬層。 U 在下述專利文獻丨巾，記载有—種製造同時存 在有ΙΤΟ層和經圖案化的鋁層的液晶元件的方法，其使用 包括填酸、乙酸及硝酸的混合酸作為紹層的 [先前技術文獻] χ 1=1 (專利文獻） 專利文獻1 :曰本特開平10-96937號公報 4/16 201224208 【發明内容】 [發明所欲解決的課題] 近年來，尤其對方\顯+ gg、^ , 化、高精細化的要求，傾向、;使肝=:線’因大晝面 -種電阻比罐更低的電極使田配線的，希望獲得 極來代替紹電極。然而，對於 正在研究使用銅電 二究可以從同時存在有金屬氧:物= = ，成:尤其: 不斷發展，如果前述透明金屬 勿::二口 餘，將會成為致命的缺陷。因此，希望浸 金屬=物層而可以選擇性地健刻銅層 曰4 ，發明找於上述情心完成，其提供I# 叫存在有金屬氧化物層和銅 駄姓刻 法。^ _劑及使用前祕刻劑的钱刻方 [用以解決課題的手段] 刻同== = =發明是-種㈣劑’其_ 二=層 氧化物層是包含選自二？ ^ a中的1種以上金屬的氧化物， 剞述蝕刻劑的特徵在於： ο 1 =括以銅離子計為0,1〜3.0重量0/〇的銅(11)離子源. 重旦〜。1_°的碳數為6以下的有機酸；….1〜^) 以上虱原子的雜環化合物以及碳數為8以下的 5 / 16 4 4201224208 含氛基化合物所構相群巾的丨種以上， 其pH為5.0〜1〇 5。 並且’本發明的網方法是使祕 金屬氧化物層和銅層的被處理物 4同時存在有 對前述靖妨剝彳，_金龜制ΓΛ’=選擇性地

Sn、ΑΙ、:η以及Ga中的1種以上金屬的\:物3選自Ζη、 其特徵在於：前龍刻劑是上述本發明的钱 另外，在上述本發明的姓刻劑以及_方、= 層”既可以由銅構成’也可以由 ：：’ “銅 明書中“銅”是指銅或銅合金。 〜Μ且，本說 [發明的效果]

t果S本發明_刻劑以及_方法，在 ，子有金屬氧化物層和銅層的被處理 二I 僅㈣前雜層。由此，例如在製朝時存在=== 物層和經圖案化的金屬層的裝置時，可以提高成品ΐ% 低製造成本。 【實施方式】 本發明的I虫刻劑是以用於姓刻同時存在有金屬氧化物 層和銅層理物，而選擇性地蝕刻前述銅層的蝕刻劑 為對象’前述金屬氧化物層是包含選自Zn、Sn、Μ，以 及Ga中的1種以上金屬的氧化物。構成前述金屬氧化物層 的金屬氧化物既可以是單一的金屬氧化物，也可以是複合 金屬氧化物，例如可以列舉：Zn〇、Sn〇2、Ab〇3、氧化銦 錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、in_Ga_Zn〇4 或 In2_Ga2_Zn〇7 等 IGZO等。從钱刻銅層時防止金屬氧化物層的浸蝕觀點來 看’較佳為包含選自由Zn、Sn及A1中的1種以上金屬的 6/16 201224208 =物的金屬氧化物層，更佳為包含選自由Zn〇、Sn〇2、 aj2o3、ITO、IZO 以;5 l 層氧化物層。及1GZ0中的】種以上金屬氧化物的金 (銅(Π)離子源） 而私禮㈣1 續射’銅(_子源是做為綱氧化劑 二斤 的成分。前述銅(Π)離子源，例如可以列舉：下 錯合物、氣氧化銅；下述有機酸的銅錯 m’或者氯化銅或漠化銅等 月中，可以使用它們中的-種或多種組 乙酸銅、氯物料看，錄為甲酸銅、 更佳為0.5〜2.0重量％。 為0.25〜2.5重量％， (石厌數為6以下的有機酸） 作為f容6«下的有機酸來 螂'，、二乳化的銅的成分。從提高鋼的交护 f，前述有機酸的碳數較佳為卜5 /彳硯點來 :述有機酸既可以單獨調配至姓刻劑中=〜4。另外， 物的形式調配至_射。 切以以鋼錯合 前述有機酸例如可以例示：脂肪 寺。前物肪酸的具體例可列舉^ 7香族缓酸 丙酸、丁酸、戊酸及已酸等脂肪族飽和—° ·:，、乙酸、 巴頌及異巴豆酸等脂肪族不飽和 ，’叫酸、 _丁一s义、戍一s义、己二酸及庚二 次、丙 顿峻；馬練等麟财飽和二元、g肪族飽和二 久’己醇酸、乳酸、 7/16 201224208 蘋果酸及檸檬酸等羥基羧酸；氨基磺酸、沒―氣丙酸、煙酸、 抗壞血酸、羥基新戊酸及乙醯丙酸等具有取代基的羧酸； 以及其衍生物等。在本發明中，可以使用它們中的一種或 多種組合使用。其中，從不阻礙銅的氧化作用，且不會有 導致姓刻劑黏度上升的顧慮等觀點來看，較佳為脂肪族飽 和一元羧酸、脂肪族飽和二元羧酸、羥基羧酸，更佳為曱 酸、乙酸、丙酸、丁酸、已酸、乙二酸、乳酸、蘋果酸及 檸檬酸。 ' 前述有機酸的含量為化丨〜邓刃重量％，較佳為0.5〜 20.0重1%，更佳為ί ο〜;1〇 〇重量。/。。如果前述有機酸的 含量在0.1重量％以上，氧化銅的溶解性將提高。並且，如 果前述有機酸的含量在30.〇重量％以下，可以抑制銅的溶 解穩定性降低，並且可以防止有機酸結晶析出。 (含氮化合物） 在本發明的蝕刻劑中，調配選自由環内具有2個以上 氮原子的雜環化合物以及碳數為8以下的含胺基化合物所 構成的群中的1種以上的含氮化合物，係用以使溶解的銅 以錯5物的形式做為保持在钱刻刻中之成分而調配。在本 發明中，可以使用一種或多種含氮化合物。另外，前述含 氮化合物既可以單獨調配至蝕刻劑中，也可以以銅錯合物 的形式調配至蝕刻劑中。並且，前述含氮化合物不包括前 述有機酸。 前述雜環化合物只要是環内具有2個以上氮原子即 可’並無特別限定，例如可以例示：咪唑類、吡唑類、三 唑類、四唑類及它們的衍生物等唑類等。從其與溶解的鋼 之間的錯合性觀點來看，較佳為咪唑或笨并咪唑等咪唑 8/16 201224208 類、或者吡唑等吡唑類。具體可以例示：咪唑、2 u-二乙基t坐、苯并咪。坐、㈣、三唾及笨并三^等= 中較佳為糾、2•曱基料、1;2_二乙基料、笨并味_ 〇比π坐。 久 前述含胺基化合物只要是碳數為8以下即可，並 別限定，但從其與溶_銅之間的錯合性觀點來看，較^ 碳數為0〜7，更佳碳數為〇〜5。 t 如述含胺基化合物例如可以例示：氨；甲基胺、一 胺、三曱胺等烧基胺；烧醇胺；苯胺等芳香族胺等1並:甲 也可以使用乙二胺等含有2個以上胺基的胺化合物或 銨等四級胺化合物。其巾，從紅溶解的銅的錯合性 來看，較佳為氨、烷醇胺。 … 前述烷醇胺的具體示例，例如可以列舉：單乙醇胺、 N·甲基乙醇胺、N_乙基乙醇胺、Ν_τ基乙醇胺、㈣_ ^乙醇胺、Ν，Ν-二乙基乙醇胺、2_(2_雜)乙氧基乙醇_ 早乙醇胺及其衍生物；二乙醇胺、Ν·ψ基二乙醇胺、財 基二醇胺等二乙醇胺及其衍生物；三乙醇胺；丙醇胺； 異丙醇胺；經乙基纟；以及它們的衍生物等。其中，從 其與溶解的銅之間的錯合性觀點來看，較佳為單’乙醇胺Γ —乙醇胺及三乙醇胺。 人從其與溶解的銅之間的錯合性觀點來看，前述含氮化 合物較佳為咪销、t坐類、氨及烧醇胺，更佳為^、 曱基米唾、1，2·二乙基_。坐、苯并〇米。坐、〇比唾、、。 醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺。 早 岫述含氮化合物的含量為〇,】〜3〇.〇重量％，較佳為1 〇 〜25.0重量％ ’更佳為】〇 〇〜2〇 〇重量％。如果前述含氮化 9/16 201224208 合物的含量在G.1重量％以上’可以提高㈣速度。並且， 如果前述含氣化合物的含量在3〇〇重量％以下，可以抑制 I虫刻劑的黏度上升。 (其他添加劑） 為了提高銅的溶解性和溶解穩定性並减高餘刻速 度’也可以在本發明的餘刻劑中調配齒離子源。前述齒離 子源的具體示例例如可以列舉：氫氯酸、氫演酸及氫班酸 等無機酸；氯化銅、漠化銅、氣化鐵、氣化納、峨化納及 氣化敍等無機鹽。另外，為了進行均勾的飯刻，本發明的 _劑中也可以調配有聚亞焼基二醇或聚亞烧基二醇衍生 物=面=劑等。這些添加劑在_劑中的含量為_ 〜10重罝％左右。 從钱刻銅層時防止金屬氧化物 I明的嶋的PH為 為5.0〜7.0。尤其是從防止包含Zn、Sn、Ai 的，物層的軸點來看，較佳二 == 另外’可以通過調整前述有機酸心 μ 3虱化&物的含量來控制蝕刻劑的pH。 本發明_刻劑藉由使前述各成分溶解於水中 ^地_ ° f述水較佳為去離子水。並且，本發明的钱 分調配成使用時的特定濃度，也可 使=絲備—液，並在即將使用前將前述濃縮液稀釋後 被處理物上的方法、將前述被處理物浸潰在心 10/16 201224208 士等。由於當使用浸潰法時，是將因 中所產生的鋼⑴離子氧化成銅(π)離子，因此刻劑 氣泡等吹人空氣。進行__時 10〜机，處理時間較佳為1〇〜12()秒。U的酿度優選為 和經=;r:rj適用於製造同時存在有金屬氧化物層 晶广前述元件可列舉例如:液 等。 I 觸控硫、電子缺光電轉換元件 [實施例] 明 另、> 比較例對本發明的姓刻劑的實施例進行說 ’並非將本發明理解為限定於以下實施例。 (銅層的蝕刻速度）

Works cH 16 _ 的松下電工公司（PanaS〇niC E〗ectric 氧多層板^^、:^麵板（產品名稱：玻璃環 50 g/L、剩餘邻八貝於姓刻液（硫酸200机、過氧化氫 箱，使用自、。卩”為去離子水）巾，完全除去該層驗的銅 Ltd )制、生六野製樂工業公司（〇kun〇 Chemical Industries Co.， 右· Γ·^Τ的非電解鑛敷液（產品名稱：0PC C0PPER H )， 的^電解=環氧基材的一側全面施行厚度約為h5㈣ 板。使用=，並將其切割成50 mmx50 mm，作為試驗基 秒的一涂^ 1中所記載的各蝕刻劑（溫度：3〇。〇)通過30 麸徭，t处理塗塵：〇.05 MPa)對前述基板進行姓刻。 速声η處理前後的試驗基板的重量，根據下式計算餘刻 字結果示於表2中。另外，表2中的“無法測定” 生變化。進仃3〇秒的蝕刻處理，試驗基板的重量也未發 11/16 201224208 蝕刻速度（分）=[處理前的重量(g)—處理後的重 量(g)]+基板面積(m2)+8.92(g/cm3)+處理時間（分） (ITO層以及IGZO層的蝕刻速度） 使用通過喷塗法在100 mmxlOO mm、厚度為2 mm的 浮法玻璃基材（旭硝子公司(Asahi Glass Co” Ltd.)製造）上 形成厚度為0.2 /zm的ITO覆膜或IGZO覆膜的基材作為 試驗基板。使用表1中所記載的各蝕刻劑（溫度：3〇〇c )， 通過噴塗處理（喷塗壓：〇.1MPa)對這些試驗基板進行蝕 刻，並通過XPS測定每經過3〇秒處理的表面。然後，從組 成，分之一的In的峰值消失的時間開始，根據以下公式計 :十开姓，刻速度。將結果示於表2中。另外’表2中的“無 法測定”技g卩使進行1G分鐘㈣處理七的峰值私 生變化。 & 餘刻速度Um/分）=〇 2 的處理時間（分)] [至In的峰值消失為止 12/16 201224208 蝕刻劑（剩餘部分為去離子水） _ 1 'ό 00 ίτΐ 〇 5 卜 in 00 'd 寸 Tf Γ— ιτΐ 5 〇〇 Ρ P 含氮化合物 含氮化合 物的總含 量（重量 %) ο ο 20.00 〇 30.00 〇 〇 〇 CN 20.00 〇 in 20.00 ο ο on 40.00 〇 〇 〇 〇 tri 30.00 15.40 含胺基化合物 含量（重 量％) _1 10.00 ο ο 10.00 1 30.00 S 〇 10.00 〇 1 15.00 1 15.00 20.00 1 10.00 〇 20.00 10.00 種類 _ _1 三乙醇胺 二乙醇胺 單乙醇胺 I 三乙醇胺 二乙醇胺 24重量％氨水 二乙醇胺 1 單乙醇胺 1 三乙醇胺 單乙醇胺 1 三乙醇胺 二乙醇胺 1 單乙醇胺 24重量％氨水 雜環化合物 Ifftlt ο ο ιΧ ο 10.00 15.00 I 〇 10.00 15.00 15.00 〇 15.00 1 20.00 〇 〇 〇 iri 10.00 10.00 13.00 種類 σ米嗤 2-甲基17米哇 。米°坐 味α坐 1 2-甲基。米°坐 1,2-二乙基咪唑 11 米嗤 2-甲基咪唑 α米嗤 1 i 味嗤 2-甲基咪唑 咪峻 ;1,2-二乙基咪吐 2-曱基咪唑 有機酸 含量 (重量％) ο ο ο 10.00 10.00 〇 10.00 10.00 30.00 〇 d 10.00 Ο Ο ιτΐ ο 30.00 〇 〇 ;50.00 〇 〇 〇 〇 種類 蘋果酸 «π S- 乙酸 乙二酸 丁酸 丙酸 蘋果酸 乙酸 乙酸 乙酸 蘋果酸 乙酸 乙酸 乙酸 曱酸 蘋果酸 蘋果酸 銅(II)離子源 以銅離子 計算的含 量 (重量％) 1 ο ο ο ο Γ〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 CN 〇 〇 (N d 〇 p 10.00 5 Ο 〇 〇 〇 〇 〇 〇 _ _ $ 伞1 ο ο ri 10.00 d 〇 〇 rn in 〇 〇 〇 r-i 〇 〇 〇 oi 30.00 s ο 〇 rn 〇 〇 ΓΊ 〇 (N 〇 〇 〇 〇 (N 種類 1 乙酸銅(II) 一水合物 漠化銅 甲酸銅 漠化銅 漠化銅 漠化銅 乙酸銅(丨丨)一水合物 乙酸銅(丨丨)一水合物 乙酸銅(丨丨)一水合物 甲酸銅 漠化銅 乙酸銅(Π) —水合物 乙酸銅(丨丨)一水合物 臭化鲖 甲酸銅 乙酸銅(丨丨)一水合物 漠化銅 甲酸銅 1實施例1 1實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例丨〇 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 比較例6 比較例7 比較例8 201224208 [表2] 姓刻速度（,t/m/分） 銅層 ΙΤΟ層 IGZO 層 實施例1 1.50 無法測定(与0) 無法測定(^0) 實施例2 1.50 無法測定(与0) 無法測定（与0)) 實施例3 0.80 無法測定(与0) 無法測定(与0) 實施例4 0.90 無法測定(与0) 無法測定(与0) 實施例5 1.20 無法測定(与0) 無法測定(与0) 實施例6 1.00 無法測定(与0) 無法測定(与0) 實施例7 1.60 無法測定〇0) 無法測定(与0) 實施例8 0.70 無法測定(与0) 無法剥定(与0) 實施例9 0.40 無法測定(与0) 無法測定(与0) 實施例10 1.30 無法測定(与0) 無法測定(与0) 比較例1 0.40 0.07 0.03 比較例2 0.01 無法測定(与0) 無法測定(与0) 比較例3 0.01 無法測定(与0) 0.20 比較例4 無法測定(与0) 無法測定(与0) 無法測定(与0) 比較例5 因結晶析出而無法1虫刻 0.01 0.08 比較例6 無法測定(与0) 0.08 0.06 比較例7 0.90 0.10 0.10 比較例8 0.09 0.10 0.50 如表2所示，根據本發明的實施例，與比較例相比， 均可擴大銅層的姓刻速度與ITO層或IGZO層的I虫刻速度 之間的差。根據該結果可以確認，如果利用本發明，可以 從同時存在有金屬氧化物層和銅層的被處理物選擇性地僅 I虫刻銅層。 【圖式簡單說明】 無。 【主要元件符號說明】 14/16 201224208

Claims (1)

1. 201224208 七、申請專利範圍： 1. 一種蝕刻劑，其係用於蝕刻同時存 被處理物，而選擇性地蝕刻前 、^虱化層和鋼層的 金屬氧化層為包含選自Zn、Sn、、^之_劑’射前述 上金屬的氧化物；前述|虫刻劑的特徵^於及Ga中的1種以 其係由包括以銅離子計為〇1〜 ^ : =議的碳數為6以下的=的==。 溶液所構成;其中前述含氮化合 物為k自由麵内具有2個以上氮原子的 =以。下的含胺基化合物所構成群組中的：上及 其 pH 為 5.0〜10.5。 2.如^專利範圍第1項之钱刻劑，其中PH為5 〇〜7 〇。 I二;二利範圍第1項之_劑，其中前述有機酸為選自 ^曰肪私飽和料酸、脂肪族飽和二賴 二 構成群組中的1#以上。 ^贼所 4· ϊΓΙί利範圍第1項之蝕刻劑，其中前述含氮化合物為 2以上唑類、吡唑類、氨以及烷烴醇胺所構成群組中的1 工刻方法，其特徵在於：其係使用_劑對同時存在 有f屬氧化層和銅層的被處理物進行處理，藉此選擇性 對月】述銅層進行似彳，前述金屬氧化層為包含選自Zn、Sn、 中的1種以上金屬的氧化物， 而别柄刻劑為如申請專利範圍第1至4項中任一項的 刻劑。 、雜 16/16 201224208 四、 指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：無。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 無〇 五、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 無。 3/16