(57)【要約】【課題】  ＩＧＺＯにダメージを与えないアルミナのエッチング液を提供する。【解決手段】  アルカリ金属炭酸塩及び水を含有するエッチング液でアルミナをエッチングする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属炭酸塩及び水を含有することを特徴とするアルミナのエッチング液。
【請求項２】
アルカリ金属炭酸塩が炭酸カリウム又は炭酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１に記載のエッチング液。
【請求項３】
アルカリ金属炭酸塩の含有量が、０．１〜４０重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエッチング液。
【請求項４】
更に水酸化カリウムを含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエッチング液。
【請求項５】
水酸化カリウムの含有量が５重量％未満であることを特徴とする請求項４に記載のエッチング液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＧＺＯが露出した状態で絶縁膜であるアルミナだけを選択的エッチングできるアルミナのエッチング液に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイには、ゲート絶縁膜の一つとしてアルミナが使用されている。通常このアルミナはアモルファスであり、エッチングする液としては従来、一般的に知られている燐酸と硝酸の混合液、あるいは過酸化水素、フッ素化合物、有機酸の混合液（特許文献１参照）などが知られている。また、サファイアなどの結晶性の高いアルミナは水酸化カリルムを高温で溶融させて溶解させる方法が古くから知られている。
一方、アルミニウムは両性金属であり、酸でもアルカリでも容易に溶解することが、例えば、アルカリ金属炭酸塩、マレイン酸ホモポリマー、キレート剤及び界面活性剤を含むアルミニウム又はアルミニウム合金用洗剤が開示されている（特許文献２参照）。
【０００３】
近年、酸化物半導体ＩＧＺＯ（Ｉｎ：インジウム、Ｇａ：ガリウム、Ｚｎ：亜鉛から構成される酸化物）を用いた薄膜トランジスタが実用化されてきている。ＩＧＺＯは電子移動度が高いため、更に薄膜トランジスタを小型化できる特徴がある。
【０００４】
しかし、このＩＧＺＯは酸においてもアルカリにおいても容易にエッチングされてしまうことからこのＩＧＺＯが露出した状態で絶縁膜であるアモルファスアルミナだけをエッチングするのは極めて困難であり、先に挙げたアモルファスアルミナのエッチング液を用いるとＩＧＺＯのダメージが大きく、アモルファスアルミナのエッチング選択比が小さいという問題があった。また、特許文献２に挙げたエッチング液ではＩＧＺＯのダメージは小さいが、アルミナがエッチングできないという問題があった。
【０００５】
そのため、アルミナ、ＩＧＺＯを材料とする半導体集積回路、フラットパネルディスプレイの製造においてＩＧＺＯにダメージを与えることなく工業的に有用なアルミナのエッチング液が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１１９９３号公報
【特許文献２】特開２００６−２２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルミナのエッチング液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、アルミナのエッチング液について鋭意検討した結果、アルカリ金属炭酸塩を含有する水溶液がアルミナをエッチングでき、しかもＩＧＺＯへのダメージが小さいことを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下に示す通りのエッチング液である。
【００１０】
［１］アルカリ金属炭酸塩及び水を含有することを特徴とするアルミナのエッチング液。
【００１１】
［２］アルカリ金属炭酸塩が炭酸カリウム又は炭酸ナトリウムであることを特徴とする上記［１］に記載のエッチング液。
【００１２】
［３］アルカリ金属炭酸塩の含有量が、０．１〜４０重量％であることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載のエッチング液。
【００１３】
［４］更に水酸化カリウムを含有することを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載のエッチング液。
【００１４】
［５］水酸化カリウムの含有量が５重量％未満であることを特徴とする上記［４］に記載のエッチング液。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のエッチング液は、半導体集積回路、フラットパネルディスプレイの製造において、ＩＧＺＯにダメージを与えることなくアルミナをエッチングきるため、工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のエッチング液の必須成分は、アルカリ金属炭酸塩及び水である。
【００１７】
本発明のエッチング液におけるアルカリ金属炭酸塩としては、例えば炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられ、特に炭酸カリウムが好ましい。使用される炭酸カリウム、炭酸ナトリウムは特に制限はなく、一般に流通している工業用の炭酸カリウム、炭酸ナトリウムを使用することができ、半導体集積回路、フラットパネルディスプレイの製造においては、純度の高いものを使用するのが好ましい。
【００１８】
本発明のエッチング液において、更に水酸化カリウムを含有することができる。使用される水酸化カリウムは特に制限はなく、一般に流通している工業用の炭酸カリウムを使用することができ、半導体集積回路、フラットパネルディスプレイの製造においては、純度の高いものを使用するのが好ましい。
【００１９】
本発明のエッチング液は、水溶液として使用し、水に溶解するものであれば、界面活性剤、キレート剤、有機溶媒を含有しても差し支えない。界面活性剤としては、例えば非イオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等が使用できる。キレート剤としては、例えば多価カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸等を使用することができる。有機溶媒としては、例えばアルコール、エーテル、アミン、アミド、スルホキシドなど、エッチング液中で直ぐに分解することなく、水に可溶であれば使用することができる。
【００２０】
本発明のエッチング液において、アルカリ金属炭酸塩の含有量は、エッチング速度及びＩＧＺＯ、ガラス基板、シリコン基板へのダメージの観点から、０．０１〜５０重量％が好ましく、特に好ましくは０．１〜４０重量％である。
【００２１】
本発明のエッチング液において、水酸化カリウムを含有する場合、含有量は、ＩＧＺＯ、ガラス基板、シリコン基板へのダメージ観点から、５重量％未満が好ましく、特に好ましくは３重量％以下である。
【００２２】
本発明のエッチング液を用いてエッチングする（エッチング方法）際の温度に特に制限はなく、エッチング速度及び液の揮発性の観点から、０〜８０℃での使用が好ましい。
【００２３】
本発明のエッチング液は、バッチ式、枚葉式いずれのエッチング方法においても問題なく使用することができ、また、スプレー噴霧やその他の方法を使用しても差し支えない。さらに、必要に応じて超音波を併用することができる。
【実施例】
【００２４】
本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
実施例１
５重量％の炭酸カリウムを水９５重量％に溶解させエッチング液とした。このエッチング液を４０℃に加温し、次いで、シリコン上に１２０ｎｍの厚みでアルミナを成膜した基板を３０秒間、エッチング液に浸漬した。基板を取り出し、水洗した後、乾燥し、残存したアルミナの膜厚からアルミナのエッチング速度を算出したところ、３０．９ｎｍ／分となった。
【００２６】
さらに、シリコン上にＩＧＺＯを７０ｎｍの厚みで成膜した基板を、このエッチング液に４０℃で１分浸漬した。基板を取り出し、水洗した後、乾燥し、残存したＩＧＺＯの膜厚からＩＧＺＯのエッチング速度を算出したところ、０．１６ｎｍ／分となった。アルミナエッチングの選択比は１９３だった。
【００２７】
実施例２〜１０、比較例１〜４
表１に示すエッチング液成分及び条件で実施例１と同様にエッチング評価を行った。結果を表１に示す。
【００２８】
アルカリ金属炭酸塩を含むエッチング液はアルミナエッチング選択比が１０以上だったのに対し、アルカリ金属炭酸塩を含まないエッチング液はアルミナエッチング選択比１０未満だった。
【００２９】
比較例５
過酸化水素３％、クエン酸１％、フッ化アンモニウム３％、残部が水となるよう調製したエッチング液（特許文献１に記載の液）を実施例１と同様にエッチングした結果、アルミナのエッチング速度４２０ｎｍ／分、ＩＧＺＯのエッチング速度は、８４０ｎｍ／分となった。アルミナエッチングの選択比は１０未満の０．５だった。
【００３０】
比較例６
炭酸カリウム０．５％、ポリマレイン酸（重量平均分子量５００〜２０００）０．１％、酒石酸０．３％、ポリオキシエチレンアルキルエーテル０．１％、残部が水となるよう調製したエッチング液（特許文献２に記載の液）を実施例１と同様にエッチングした結果、アルミナのエッチング速度０．２１ｎｍ／分、ＩＧＺＯのエッチング速度は、０．３２ｎｍ／分となった。アルミナエッチングの選択比は１０未満の０．５だった。
【００３１】
【表１】
2014011209.tif 000002