(57)【要約】【課題】低抵抗値のアルミニウム系導電性薄膜、あるいは該アルミニウム系導電性薄膜やモリブデン系導電性薄膜を備えた積層導電性薄膜を、効率よくエッチングして、良好な順テーパ形状の側面が形成されるようにする。【解決手段】アルミニウム系導電性薄膜１２と、モリブデン系導電性薄膜１１，１３を備えた積層導電性薄膜１５を、(ａ)リン酸と、(ｂ)硝酸塩と、(ｃ)有機酸と、(ｄ)水とを含有するエッチング液、またはさらに硝酸を含有するエッチング液と接触させる。  硝酸塩としては、硝酸のアンモニウム塩、アミン塩、第４級アンモニウム塩、アルカリ金属塩などを用いる。  また、有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ヒドロキシ酢酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸などを用いる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された導電性薄膜であって、
[１]基板上に形成された、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系導電性薄膜、または、
[２]基板上に形成された、少なくとも一層の、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系導電性薄膜と、少なくとも一層の、モリブデンまたはモリブデン合金からなるモリブデン系導電性薄膜とを備えた積層導電性薄膜
をエッチングするためのエッチング液であって、
(ａ)リン酸と、(ｂ)硝酸塩と、(ｃ)有機酸と、(ｄ)水とを含有することを特徴とするエッチング液。
【請求項２】
請求項１のエッチング液にさらに(ｅ)硝酸が添加されていることを特徴とするエッチング液。
【請求項３】
前記硝酸塩が、硝酸のアンモニウム塩、アミン塩、第４級アンモニウム塩、アルカリ金属塩からなる群より選択される少なくとも１種の化合物であることを特徴とする請求項１または２記載のエッチング液。
【請求項４】
前記有機酸が、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ポリカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族アミノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２記載のエッチング方法。
【請求項５】
(ａ)モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜とアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜からなる２層構造の積層導電性薄膜、または、
(ｂ)モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜と、その上に形成されたアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜と、その上に形成されたモリブデンを主成分とする第３の導電性薄膜からなる３層構造の積層導電性薄膜
のエッチングに用いられるエッチング液であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエッチング液。
【請求項６】
基板上に形成された積層導電性薄膜であって、少なくとも一層の、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系導電性薄膜と、少なくとも一層の、モリブデンまたはモリブデン合金からなるモリブデン系導電性薄膜とを備えた積層導電性薄膜を、請求項１〜５のいずれかに記載のエッチング液と接触させることを特徴とするエッチング方法。
【請求項７】
基板上に形成された積層導電性薄膜であって、
(ａ)モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜とアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜からなる２層構造の積層導電性薄膜、または、
(ｂ)モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜と、その上に形成されたアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜と、その上に形成されたモリブデンを主成分とする第３の導電性薄膜からなる３層構造の積層導電性薄膜を、
請求項１〜５のいずれかに記載のエッチング液と接触させることを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、液晶表示装置や有機発光表示装置に使用される配線・電極のエッチング液に関し、さらに詳しくは、アルミニウム系導電性薄膜、あるいはアルミニウムを主成分とする導電性薄膜とモリブデンを主成分とする導電性薄膜からなる積層導電性薄膜のエッチング液及びそれを用いたエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、広く用いられている液晶表示装置における薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）は、一般的には、図１に示すように、
(ａ)ガラス基板１上にゲート電極２を形成し、
(ｂ)ゲート電極２上にゲート絶縁膜（ＳｉＮｘ膜）３、半導体層としてのａ−Ｓｉ活性層４、コンタクトをとるための不純物半導体膜としてのｎ+ａ−Ｓｉコンタクト層５、エッチング保護膜６などを形成し、
(ｃ)さらに、ｎ+ａ−Ｓｉコンタクト層５の上にソース電極７、ドレイン電極８を形成するとともに、
(ｄ)ソース電極７、ドレイン電極８の上にパッシベーション膜としてのＳｉＮx膜９を形成し、
(ｅ)さらにその上に、ドレイン電極８とコントクトホールを介して接触している画素電極１０として、透明導電膜であるＩＴＯ(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)膜が形成された構成とされている。
【０００３】
また、上記薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）において、ゲート電極２、ソース電極７、ドレイン電極８としては、低抵抗で、かつ、安価な配線金属材料であるアルミニウムを主成分とする導電性薄膜が多用されている。
そして、このアルミニウムを主成分とする導電性薄膜に関しては、半導体層や画素電極である透明導電膜を電気的に接続する際のバリアメタルとなる高融点金属材料を、アルミニウムを主成分とする導電性薄膜層の片面又は両面に積層した２層構造または３層構造の積層膜が多用されている。
前記高融点金属材料としては、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン−タングステン合金（Ｍｏ−Ｗ）、モリブデン−タンタル合金（Ｍｏ−Ｔａ）、モリブデン−ニオブ合金（Ｍｏ−Ｎｂ）、モリブデン−ジルコニウム合金（Ｍｏ−Ｚｒ）、モリブデン−クロム合金（Ｍｏ−Ｃｒ）等が使用される。
【０００４】
上記の高融点金属材料の中で、チタン系の高融点金属は通常、アルミニウム又はモリブデン系の配線金属材料をエッチングする際に用いられるエッチング液には全くエッチングされないために、四フッ化炭素（ＣＦ4）や三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）などのエッチングガスを使用してドライエッチングすることにより加工されている。
しかしながら、ドライエッチングは加工性には優れているが、エッチング装置が高価で、生産性が低いという問題点を有している。
【０００５】
一方、モリブデン系の高融点金属材料を使用した場合は、アルミニウム系薄膜との積層膜をエッチング液で一括してエッチングできることから、最近では、モリブデン系高融点金属導電性薄膜とアルミニウム系導電性薄膜からなる積層膜が広く用いられるようになっている。
【０００６】
そこで、ゲート電極２、ソース電極７、ドレイン電極８などとして用いられるアルミニウムを主成分とする導電性薄膜は、各々の上に形成される絶縁層や半導体層の段差被覆性（ステップカバレッジ）を確保するため、その断面形状は順テーパ状に加工することが必要になる。
【０００７】
従来、アルミニウム系導電性薄膜のエッチング液としてはリン酸、硝酸、酢酸を含有する水溶液である混酸が使用されている（例えば特許文献１〜３参照）。しかしながら、アルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜とからなる積層膜のエッチングに上記の混酸を使用した場合には、一般的にはアルミニウム系導電性薄膜のエッチング速度に比べてモリブデン系導電性薄膜のエッチング速度が高いこと、またアルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜との標準電位が異なるため、エッチング工程において電池反応が起こることなどの理由から、アルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜の積層構造を有する薄膜を良好な順テーパにエッチングする（加工する）ことは極めて困難であるのが実情である。
【０００８】
また、アルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜が積層された積層膜をエッチングするためのエッチング方法やエッチング液などに関し、以下のような技術が提案されている（例えば、特許文献４〜１０参照）。
【０００９】
すなわち、特許文献４には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる導電性薄膜（アルミニウム系導電性薄膜）とモリブデンまたはモリブデン合金からなる導電性薄膜（モリブデン系導電性薄膜）を積層した積層膜をリン酸、硝酸、および酢酸を混合した混酸でエッチングを行う場合において、積層膜を構成するアルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜の膜厚比を制御する方法が提案されているが、根本的な解決には至っていない。
【００１０】
また、特許文献５には、アルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜の積層膜のエッチングを行うにあたって、リン酸、硝酸，および酢酸の混合液で上層のモリブデン系金属膜をウェットエッチングし、さらに、下層のアルミニウム系金属膜をドライエッチングすることが開示されているが、プロセスが煩雑で経済的ではないという問題点がある。
【００１１】
また、特許文献６には、リン酸、硝酸、および酢酸の混合液であるエッチング液を用いてアルミニウム系金属膜とモリブデン系金属膜の積層膜を一括的にエッチングすることが記載されているが、リン酸、硝酸、および酢酸の濃度組成が狭い範囲であり、かつ、エッチング後の形状が必ずしも順テーパ状にならず好ましくない。
【００１２】
また、特許文献７には、リン酸、硝酸、および酢酸との混合液にフッ化水素酸、あるいはフッ化アンモニウムを添加したエッチング液を用い、また、特許文献９には、リン酸、硝酸、および酢酸の混合液にフッ化水素酸を添加したエッチング液を用いて、アルミニウム系金属膜とモリブデン系金属膜の積層膜のエッチングを行う方法が提案されている。しかしながら、フッ化水素酸、フッ化アンモニウムを添加したエッチング液は、フッ化水素酸、フッ化アンモニウムの添加量が微量であってもモリブデン系金属膜のエッチング速度が著しく上昇し、特に、アルミニウム系金属膜の上下にモリブデン系金属膜を積層した積層膜を、上記のフッ化水素酸、フッ化アンモニウムを添加したエッチング液を用いてエッチングを行った場合、上層部のモリブデン系金属膜のエッチング速度が大きくなり、階段状のエッチングプロファイルとなるため好ましくない。
【００１３】
特許文献８には、リン酸および硝酸に有機酸を配合したエッチング液、および、有機酸が酢酸またはアルキルスルホン酸であるエッチング液を用いてアルミニウム系金属膜とモリブデン・ニオブ合金膜とを備えた積層膜のエッチングを行うことが記載されているが、モリブデン合金膜がモリブデン・ニオブ合金膜のみであり、モリブデン単体あるいは他のモリブデン合金膜については何ら言及されておらず、実用的ではない。
【００１４】
特許文献１０には、リン酸、硝酸、有機酸及びカチオン生成成分を含有する水溶液からなるエッチング液を用いてアルミニウム系金属膜とモリブデン系金属膜の積層膜のエッチングを行うことが記載されているが、カチオン生成成分を添加することによりアルミニウム系金属膜と、モリブデン系金属膜のエッチング速度が遅くなり、実用上問題点が多い。
【特許文献１】特開平７−１７６５００号公報
【特許文献２】特開平７−１７６５２５号公報
【特許文献３】特開平９−１２７５５５号公報
【特許文献４】特開平６−１０４２４１号公報
【特許文献５】特開平１０−２５６５６１号公報
【特許文献６】特開２００１−７７０９８号公報
【特許文献７】特開２００１−３１１９５４号公報
【特許文献８】特開２００５−８５８１１号公報
【特許文献９】特開２００５−１６３０７０号公報
【特許文献１０】国際公開第２００３／０３６７０７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本願発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、基板上に形成されたアルミニウム系導電性薄膜、あるいはアルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜との積層導電性薄膜を、一回のエッチング操作で効率よくエッチングして、アンダーカットやサイドエッチングの発生を防止しつつ、側面が良好な順テーパ形状となるようなエッチングを行うことが可能で、微細な配線形状を精度よく形成することができるエッチング液およびそれを用いたエッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本願発明者らは、前述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、(ａ)リン酸、(ｂ)硝酸塩、(ｃ)有機酸、および(ｄ)水を含有するエッチング液、さらには、上記エッチング液にさらに(ｅ)硝酸を含有させたエッチング液を用いることにより、上述のような導電性薄膜を一回のエッチングで、順テーパ形状の側面が形成されるようにエッチングすることができることを見出し、さらに、実験、検討を行って本願発明を完成した。
【００１７】
すなわち、本願請求項１のエッチング液は、
基板上に形成された導電性薄膜であって、
[１]基板上に形成された、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系導電性薄膜、または、
[２]基板上に形成された、少なくとも一層の、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系導電性薄膜と、少なくとも一層の、モリブデンまたはモリブデン合金からなるモリブデン系導電性薄膜とを備えた積層導電性薄膜
をエッチングするためのエッチング液であって、
(ａ)リン酸と、(ｂ)硝酸塩と、(ｃ)有機酸と、(ｄ)水とを含有することを特徴としている。
【００１８】
また、請求項２のエッチング液は、請求項１のエッチング液にさらに(ｅ)硝酸が添加されていることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項３のエッチング液は、前記硝酸塩が、硝酸のアンモニウム塩、アミン塩、第４級アンモニウム塩、アルカリ金属塩からなる群より選択される少なくとも１種の化合物であることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項４のエッチング液は、前記有機酸が、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ポリカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族アミノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項５のエッチング液は、
(ａ)モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜とアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜からなる２層構造の積層導電性薄膜、または、
(ｂ)モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜と、その上に形成されたアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜と、その上に形成されたモリブデンを主成分とする第３の導電性薄膜からなる３層構造の積層導電性薄膜
のエッチングに用いられるエッチング液であることを特徴としている。
【００２２】
また、本願発明（請求項６）のエッチング方法は、基板上に形成された積層導電性薄膜であって、少なくとも一層の、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系導電性薄膜と、少なくとも一層の、モリブデンまたはモリブデン合金からなるモリブデン系導電性薄膜とを備えた積層導電性薄膜を、請求項１〜５のいずれかに記載のエッチング液と接触させることを特徴としている。
【００２３】
また、本願発明（請求項７）のエッチング方法は、
基板上に形成された積層導電性薄膜であって、
(ａ)モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜とアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜からなる２層構造の積層導電性薄膜、または、
(ｂ)モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜と、その上に形成されたアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜と、その上に形成されたモリブデンを主成分とする第３の導電性薄膜からなる３層構造の積層導電性薄膜を、
請求項１〜５のいずれかに記載のエッチング液と接触させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本願請求項１のエッチング液は、アルミニウム系導電性薄膜、あるいはアルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜とを備えた積層導電性薄膜をエッチングするにあたって用いられるエッチング液であって、(ａ)リン酸と、(ｂ)硝酸塩と、(ｃ)有機酸と、(ｄ)水とを含有しているので、アルミニウム系導電性薄膜、あるいはアルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜とを備えた積層導電性薄膜を、適切な速度でエッチングすることが可能になり、アルミニウム系導電性薄膜、あるいはアルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜を備えた積層導電性薄膜を、順テーパ状、すなわち、上面の面積が下面の面積より小さい台形状の形状となるようにエッチングして、基板上に良好な順テーパ形状を有する導電性薄膜を形成することが可能になる。
【００２５】
また、請求項２のエッチング液のように、請求項１のエッチング液にさらに(ｅ)硝酸が添加されたエッチング液を用いることにより、さらに効率よく基板上に良好な順テーパ形状を有する導電性薄膜を形成することが可能になる。
【００２６】
また、請求項３のエッチング液のように、硝酸塩として、硝酸のアンモニウム塩、アミン塩、第４級アンモニウム塩、アルカリ金属塩からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を用いるようにした場合、アルミニウム系導電性薄膜、あるいはアルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜を備えた積層導電性薄膜を効率よくエッチングして、良好な順テーパ形状を有する導電性薄膜を形成することが可能になる。
【００２７】
また、請求項４のエッチング液のように、有機酸として、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ポリカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族アミノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸からなる群より選択される少なくとも１種を用いるようにした場合、アルミニウム系導電性薄膜、あるいはアルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜を備えた積層導電性薄膜を効率よくエッチングして、良好な順テーパ形状を有する導電性薄膜を形成することが可能になる。
【００２８】
また、請求項５のように、本願発明のエッチング液を、モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜とアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜からなる２層構造の積層導電性薄膜、または、モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜とアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜とモリブデンを主成分とする第３の導電性薄膜からなる３層構造の積層導電性薄膜のエッチングに用いるようにした場合、上述の２層構造および３層構造の積層導電性薄膜を、効率よくエッチングして、良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜を形成することが可能になる。
【００２９】
また、本願発明（請求項６）のエッチング方法は、少なくとも一層の、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系導電性薄膜と、少なくとも一層の、モリブデンまたはモリブデン合金からなるモリブデン系導電性薄膜とを備えた積層導電性薄膜を、請求項１〜５のいずれかに記載のエッチング液と接触させるようにしているので、上記積層導電性薄膜を適切な速度でエッチングすることが可能になり、アルミニウム系導電性薄膜とモリブデン系導電性薄膜を備えた積層導電性薄膜を、順テーパ状、すなわち、積層導電性薄膜の上面の面積が下面の面積より小さい台形状の形状となるようにエッチングして、基板上に良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜を形成することが可能になる。
【００３０】
また、本願発明（請求項７）のエッチング方法は、モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜とアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜からなる２層構造の積層導電性薄膜、または、モリブデンを主成分とする第１の導電性薄膜とアルミニウムを主成分とする第２の導電性薄膜とモリブデンを主成分とする第３の導電性薄膜からなる３層構造の積層導電性薄膜を、請求項１〜５のいずれかに記載のエッチング液と接触させるようにしているので、上記２層構造の積層導電性薄膜または上記３層構造の積層導電性薄膜を確実に、順テーパ状となるようにエッチングして、基板上に良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜を形成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本願発明を実施するための最良の形態を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００３２】
本願発明のエッチング液およびエッチング方法は、[１]基板上に形成されたアルミニウム系導電性薄膜、または、[２]基板上に形成された、少なくとも一層の、アルミニウム系導電性薄膜と、少なくとも一層の、モリブデン系導電性薄膜（高融点金属膜）とを備えた積層導電性薄膜をエッチングするために用いられるエッチング液およびエッチング方法である。
【００３３】
本願発明のエッチング液は、(ａ)リン酸、(ｂ)硝酸塩、(ｃ)有機酸を含有する水溶液であり、さらには、(ｅ)硝酸を含有するものである。
そして、各成分の好ましい濃度範囲は、
(ａ)リン酸：４０〜８０重量％、
(ｂ)硝酸塩  ：１〜３０重量％、
(ｃ)有機酸：１〜３０重量％
の範囲であり、さらに硝酸を含有させる場合には、
(ｅ)硝酸：１〜３０重量％
の範囲とすることが望ましい。
【００３４】
本願発明のエッチング液において、リン酸の濃度が８０重量％を超えると積層導電性薄膜の場合、全体のエッチング速度は速くなるが、アルミニウム系導電性薄膜のエッチング速度が、モリブデン系導電性薄膜（高融点金属膜）のエッチング速度よりも速くなり、例えば、基板上にアルミニウム系導電性薄膜が形成され、アルミニウム系導電性薄膜上にモリブデン系導電性薄膜が形成された積層導電性薄膜をエッチングする場合において、アルミニウム系導電性薄膜が後退した状態にエッチングされてしまう結果となり、積層導電性薄膜の側面が順テーパ形状となるようにエッチングすることができなくなるというような問題点がある。また、エッチング液の粘度が増大してエッチング操作に支障をきたしやすくなるという問題点がある、したがって、リン酸の濃度が８０重量％を超えることは好ましくない。
【００３５】
一方、リン酸の濃度が低くなり、４０重量％未満になると、エッチング速度が低下し、実用的ではなくなる。
したがって、リン酸の濃度は４０〜８０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００３６】
本願発明のエッチング液における硝酸塩としては、硝酸のアンモニウム塩、アミン塩、第４級アンモニウム塩、アルカリ金属塩からなる群より選択される少なくとも１種の化合物が挙げられる。
上記硝酸塩は具体的には、硝酸のアンモニウム塩、あるいはメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、ヒドロキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ピロール、ピロリン、モルホリン等のアミン塩、テトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、トリメチル（２−ヒドロキシエチル）アンモニウム水酸化物等の第４級アンモニウム塩、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩が挙げられる。
【００３７】
また、本願発明のエッチング液において、硝酸塩は酸化剤として金属の酸化作用に寄与するともに溶解作用にも寄与する。また、硝酸塩の濃度は、リン酸の濃度と同様にエッチング特性に影響を与える。
すなわち、硝酸塩の濃度が３０重量％を超えると積層導電性薄膜の場合、全体のエッチング速度は速くなるが、アルミニウム系導電性薄膜のエッチング速度がモリブデン系導電性薄膜のエッチング速度よりも速くなり、良好なテーパ形状が得られなくなるため好ましくない。また、硝酸塩の濃度が３０重量％を超えると、フォトレジスト樹脂にダメージを与える可能性があり好ましくない。
一方、硝酸塩の濃度が１重量％未満になると、エッチング速度が遅くなり実用的ではなくなる。
したがって、硝酸塩の濃度は上述のように、１〜３０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００３８】
また、本願発明のエッチング液はさらに有機酸を含有しているので、より高いエッチング機能を得ることができる。
本願発明のエッチング液においては、有機酸として、具体的にはギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸等の脂肪族モノカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ポリカルボン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等の脂肪族オキシカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、ナフトエ酸等の芳香族モノカルボン酸、フタル酸、トリメリット酸等の芳香族ポリカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種以上を用いることが可能である。
【００３９】
本願発明のエッチング液において、有機酸を１〜３０重量％の範囲で含有させることにより、疎水性のフォトレジスト樹脂とエッチング液の親和性を向上させることができる。すなわち、主に基板表面に存在するフォトレジスト樹脂によって微細パターン化された、微細な配線構造の細部にまでエッチング液を容易に浸透させ、均一にエッチングすることができるようになる。
【００４０】
有機酸の濃度が３０重量％を超えるとフォトレジスト樹脂にダメージを与える場合があり、有機酸の濃度が１重量％未満になると、有機酸の添加により得られる上述の効果が不十分となる。すなわち、基板表面上のフォトレジスト樹脂との親和性が阻害され、均一なエッチングができない場合が生じる。
したがって、有機酸の濃度は１〜３０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００４１】
また、本願発明のエッチング液においては、硝酸を濃度：１〜３０重量％の範囲で含有させることにより、さらに高いエッチング機能を得ることができる。硝酸の濃度が３０重量％を超えると基板表面上のフォトレジスト樹脂にダメージを与え好ましくない。また、１重量％未満になると十分な効果を得ることができない。
【００４２】
また、本願発明におけるアルミニウム系導電性薄膜としては、アルミニウム膜、アルミニウム−ネオジウム（Ａｌ−Ｎｄ）合金、アルミニウム−ジルコニウム（Ａｌ−Ｚｒ）合金、アルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金、アルミニウム−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）合金などからなる膜が例示される。なお、アルミニウム膜およびアルミニウム合金膜は、不可避不純物を含んでいてもよい。
【００４３】
また、本願発明におけるモリブデン系導電性薄膜（高融点金属膜）の構成材料としては、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン−タングステン（Ｍｏ−Ｗ）合金、モリブデン−タンタル（Ｍｏ−Ｔａ）合金、モリブデン−ニオブ（Ｍｏ−Ｎｂ）合金、モリブデン−ジルコニウム（Ｍｏ−Ｚｒ）合金、モリブデン−クロム（Ｍｏ−Ｃｒ）合金等が例示される。
本願発明のエッチング液によるエッチング方法の第１の態様としては、アルミニウム系導電性薄膜からなる第１の導電性薄膜上に、モリブデン系導電性薄膜からなる第２の導電性薄膜が形成された積層導電性薄膜と、上述のエッチング液を接触させることにより積層導電性薄膜をエッチングする態様が挙げられる。
【００４４】
また、本願発明のエッチング液によるエッチング方法の第２の態様としては、モリブデン系導電性薄膜からなる第１の導電性薄膜上に、アルミニウム系導電性薄膜からなる第２の導電性薄膜が形成され、さらに、この第２の導電性薄膜上にモリブデン系導電性薄膜からなる第３の導電性薄膜が形成された積層導電性薄膜とエッチング液を接触させることにより積層導電性薄膜をエッチングする態様が挙げられる。
また、本願発明のエッチング液によるエッチング方法の他の態様としては、例えば、基板上に形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、単層のアルミニウム系導電性薄膜をエッチングする態様が例示される。
なお、本願発明は上述のような態様以外の種々の態様でエッチングを行う場合にも適用することが可能である。
【実施例１】
【００４５】
以下に本願発明の一実施例を、図２〜５を参照しつつ詳細に説明する。
(１)まず、ＴＦＴガラス基板１１上に、モリブデンをスパッタリング法で成膜して、厚みが１００Åの第１モリブデン膜（モリブデン系導電性薄膜）１２を形成する。
【００４６】
(２)それから、第１モリブデン膜１２上にアルミニウムをスパッタリング法で成膜して、第１モリブデン膜１２上に、厚みが１３００Åのアルミニウム膜（アルミニウム系導電性薄膜）１３を形成する。
【００４７】
(３)さらに、アルミニウム膜１３上にモリブデンをスパッタして、アルミニウム膜１３上に、厚みが５００Åの第２モリブデン膜（モリブデン系導電性薄膜）１４を形成する。
これにより、図２に示すように、第１モリブデン膜１２（厚み１００Å）、アルミニウム膜１３（厚み１３００Å）、および第２モリブデン膜１４（厚み５００Å）からなる３層構造の導電性薄膜（積層導電性薄膜）１５が形成される。
【００４８】
(４)次に、第１モリブデン膜１２、アルミニウム膜１３、第２モリブデン膜１４からなる積層導電性薄膜１５上に、図３に示すように、フォトレジスト１６を塗布し、予め用意したパターンマスクを通して露光した後、現像し、図４に示すように、所定のフォトレジストパターン１６ａを形成した。
【００４９】
(５)フォトレジストパターン１６ａが形成された図４の基板を、
(ａ)リン酸            ：５６．０重量％、
(ｂ)硝酸アンモニウム  ：  ７．０重量％、
(ｃ)酢酸              ：２６．０重量％、
(ｄ)水                ：１１．０重量％、
の組成のエッチング液を用い、４０℃の温度条件下で、ジャストエッチになるまでエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００５０】
(６)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜１５上からフォトレジスト１６を剥離除去した。
【００５１】
(７)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図５に示すように、良好な順テーパ形状を有する、第１モリブデン膜１２、アルミニウム膜１３、第２モリブデン膜１４からなる積層導電性薄膜１５が得られていることが確認された。
【００５２】
(８)さらにフォトレジストパターン１６ａが形成された図４の基板を上記エッチング液を用い、４０℃の温度条件下で、ジャストエッチの１．５倍の時間でエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００５３】
(９)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜１５上からフォトレジスト１６を剥離した。
【００５４】
(10)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図５に示すように、良好な順テーパ形状を有する、第１モリブデン膜１２，アルミニウム膜１３，第２モリブデン膜１４からなる積層導電性薄膜１５が得られていることが確認された。
このように、本願発明のエッチング液は、ジャストエッチの１．５倍のエッチング時間でも順テーパ形状を得ることが可能で、極めて優れたエッチング液であることが確認された。
［比較例１］
【００５５】
（１）フォトレジストパターンが形成された図４の基板を、
（ａ）リン酸            ：５６．０重量％、
（ｂ）硝酸              ：  ３．０重量％、
（ｃ）酢酸              ：２９．０重量％、
（ｄ）水                ：１２．０重量％
の組成のエッチング液、すなわち、硝酸塩を含有していないエッチング液を用いて、４０℃の温度条件下で、ジャストエッチになるまでエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００５６】
（２）次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜１５上からフォトレジスト１６を剥離除去した。
【００５７】
（３）そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図６に示すように、エッチング後の積層導電性薄膜１５の形状は、最上層の第２モリブデン膜１４が後退した非順テーパ形状となり、上記実施例１の場合のような、良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜１５を得ることができなかった。
【００５８】
(４)さらに、フォトレジストパターンが形成された図４の基板を上記のエッチング液を用いて４０℃の温度条件下で、ジャストエッチの１．５倍のエッチング時間でエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００５９】
(５)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜１５上からフォトレジスト１６を剥離除去した。
【００６０】
(６)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図７に示すように、エッチング後の積層導電性薄膜１５の形状は、最上層である第２モリブデン膜１４がさらに後退するとともに、第１モリブデン層も後退し、ジャストエッチの場合の形状よりもさらに著しい非順テーパ形状となることが確認された。
【００６１】
なお、硝酸塩を含有していないエッチング液の組成や温度条件などを調整してエッチングを行った場合、その条件などにより、
(ａ)例えば、図８に示すように、第１モリブデン膜１２が後退したエッチング形状となる場合、
(ｂ)例えば、図９に示すように、第１モリブデン膜１２および第２モリブデン膜１４が後退したエッチング形状となる場合
などがあり、結果として、上記実施例１の場合のような、良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜１５を得ることができなくなる。また、エッチング時間がジャストエッチの場合よりも長くなると、ジャストエッチの場合と比較してさらに悪化した形状となる。
【実施例２】
【００６２】
本願発明の他の実施例を図１０〜１３を参照しつつ、詳細に説明する。
(１)まず、ＴＦＴガラス基板２１上に、アルミニウムをスパッタして、厚みが１７００Åのアルミニウム膜２２を形成する。
【００６３】
(２)それから、アルミニウム膜２２上にモリブデンをスパッタして、アルミニウム膜２２上に、厚みが５００Åのモリブデン膜２３を形成する。
これにより、図１０に示すように、アルミニウム膜２２（厚み１７００Å）と、モリブデン膜２３（厚み５００Å）からなる２層構造の導電性薄膜（積層導電性薄膜）２５が形成される。
【００６４】
(３)次に、図１１に示すように、アルミニウム膜２２、モリブデン膜２３からなる積層導電性薄膜２５上に、フォトレジスト２６を塗布し、予め用意したパターンマスクを通して露光した後、現像し、図１２に示すように、所定のフォトレジストパターン２６ａを形成した。
【００６５】
(４)フォトレジストパターン２６ａが形成された図１２の基板を、
(ａ)リン酸            ：５６．０重量％、
(ｂ)硝酸アンモニウム  ：  ７．０重量％、
(ｃ)酢酸              ：２６．０重量％、
(ｄ)水                ：１１．０重量％
の組成のエッチング液を用い４０℃の温度条件下で、ジャストエッチになるまでエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００６６】
(５)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜２５上からフォトレジスト２６を剥離した。
【００６７】
(６)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図１３に示すように、良好な順テーパ形状を有する、アルミニウム膜２２、モリブデン膜２３からなる積層導電性薄膜２５が得られていることが確認された。
【００６８】
(７)さらにフォトレジストパターンが形成された図１２の基板を上記エッチング液を用い、４０℃の温度条件下で、ジャストエッチの１．５倍の時間でエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００６９】
(８)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜２５上からフォトレジスト２６を剥離除去した。
【００７０】
(９)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図１３に示すように、良好な順テーパ形状を有する、アルミニウム膜２２，モリブデン膜２３からなる積層導電性薄膜２５が得られていることが確認された。
このように、本願発明のエッチング液は、ジャストエッチの１．５倍のエッチング時間でも順テーパ形状を得ることが可能で、極めて優れたエッチング液であることが確認された。
［比較例２］
【００７１】
(１)フォトレジストパターン２６ａが形成された図１２の基板を、
(ａ)リン酸            ：５６．０重量％、
(ｂ)硝酸              ：  ３．０重量％、
(ｃ)酢酸              ：２９．０重量％、
(ｄ)水                ：１２．０重量％
の組成のエッチング液、すなわち、硝酸塩を含有していないエッチング液を用いて、４０℃の温度条件下で、ジャストエッチになるまでエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００７２】
(２)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜２５上からフォトレジスト２６を剥離した。
【００７３】
(３)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図１４に示すように、エッチング後の積層導電性薄膜２５の形状は、最上層のモリブデン膜２３が後退したエッチング形状となり、上記実施例２の場合のような、良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜２５を得ることができなかった。
【００７４】
(４)さらに、フォトレジストパターン２６ａが形成された図１２の基板を、上記エッチング液を用いて４０℃の温度条件下で、ジャストエッチの１．５倍のエッチング時間でエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００７５】
(５)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜２５上からフォトレジスト２６を剥離除去した。
【００７６】
(６)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図１５に示すように、エッチング後の積層導電性薄膜２５の形状は、最上層のモリブデン膜２３がさらに後退したエッチング形状となり、上記実施例２のような、良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜２５（図１３）を得ることはできず、エッチング時間がジャストエッチの場合と比較してさらに悪化した形状となった。
【００７７】
なお、硝酸塩を含有していないエッチング液を用いて、図１２に示す基板のエッチングを行った場合、エッチング条件などにより、図１６に示すように、アルミニウム膜１１（１７００Å）、モリブデン膜１２（５００Å）からなる２層構造の積層導電性薄膜２５のうち、下層のアルミニウム膜２２が後退したエッチング形状となる場合があり、結果として、上記実施例２の場合のような、良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜２５を得ることができなくなることが確認されている。
【実施例３】
【００７８】
(１)フォトレジストパターン１６ａが形成された図４の基板を、
(ａ)リン酸            ：７３．０重量％、
(ｂ)硝酸アンモニウム  ：  ９．０重量％、
(ｃ)酢酸              ：  ７．０重量％、
(ｄ)水                ：１１．０重量％
の組成のエッチング液を用いて、４０℃の温度条件下で、ジャストエッチになるまでエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００７９】
(２)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜１５上からフォトレジスト１６を剥離除去した。
【００８０】
(３)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図５に示すように、良好な順テーパ形状を有する、第１モリブデン膜１２，アルミニウム膜１３、第２モリブデン膜１４からなる積層導電性薄膜１５が得られていることが確認された。
［比較例３］
【００８１】
(１)フォトレジストパターン１６ａが形成された図４の基板を、
(ａ)リン酸            ：７３．０重量％、
(ｂ)硝酸              ：  ３．０重量％、
(ｃ)酢酸              ：  ７．０重量％、
(ｄ)水                ：１７．０重量％
の組成のエッチング液、すなわち、硝酸塩を含有していないエッチング液を用いて、４０℃の温度条件下で、ジャストエッチになるまでエッチングし、水でリンスした後、乾燥した。
【００８２】
(２)次いで、アミン系レジスト剥離液を用いて、積層導電性薄膜１５上からフォトレジスト１６を剥離除去した。
【００８３】
(３)そして、得られた基板を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、図１７に示すように、第１モリブデン膜１２（厚み１００A）、アルミニウム膜１３（厚み１３００Å）、第２モリブデン膜１４（厚み５００Å）からなる３層構造の積層導電性薄膜１５のうち、中間層のアルミニウム膜１３が後退したエッチング形状となり、上記実施例３の場合のような、良好な順テーパ形状を有する積層導電性薄膜１５（図５参照）を得ることができないことが確認された。
上記実施例では、積層導電性薄膜をエッチングする場合を例にとって説明したが、基板上の形成されたアルミニウム系導電性薄膜（モリブデン系導電性薄膜を備えていない導電性薄膜）をエッチングする場合にも本願発明のエッチング液を用いることが可能であり、その場合にも、良好な順テーパ形状を有する導電性薄膜が得られることが確認されている。
【００８４】
なお、本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、導電性薄膜の具体的な構成、導電性薄膜が積層導電性薄膜である場合における積層導電性薄膜を構成する各膜の種類や厚み、具体的なエッチング条件、エッチング液の具体的な組成などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
上述のように、本願発明によれば、基板上に形成されたアルミニウム系導電性薄膜、あるいは少なくとも一層の、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム系導電性薄膜と、少なくとも一層の、モリブデンまたはモリブデン合金からなるモリブデン系導電性薄膜とを備えた積層導電性薄膜を、一回のエッチング操作で効率よくエッチングして、アンダーカットやサイドエッチングの発生を防止しつつ、良好な順テーパ形状の側面が形成されるようなエッチングを行うことが可能で、微細な配線形状を精度よく形成することが可能になる。
したがって、本願発明は、半導体装置や液晶表示装置などの電極配線の形成技術などに関する分野に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】液晶表示装置における薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）の構成図である。
【図２】本願発明の一実施例（実施例１）において、基板上に、下層側から順に、第１モリブデン膜、アルミニウム膜、第２モリブデン膜を成膜することにより形成された３層構造の積層導電性薄膜の構成を示す図である。
【図３】本願発明の実施例１において、積層導電性薄膜上にフォトレジストを塗布した状態を示す図である。
【図４】本願発明の実施例１，３において、フォトレジストをパターンマスクを通して露光、現像し、所定のフォトレジストパターンを形成した状態を示す図である。
【図５】本願発明の実施例１，３の方法でエッチングされた積層導電性薄膜の形状を示す図である。
【図６】比較例１の方法でエッチングされた積層導電性薄膜の形状を示す図である。
【図７】比較例１の方法により、ジャストエッチの１．５倍のエッチング時間でエッチングされた積層導電性薄膜の形状を示す図である。
【図８】本願発明の要件を備えていない方法によりエッチングされた積層導電性薄膜の形状の例を示す図である。
【図９】本願発明の要件を備えていない方法によりエッチングされた積層導電性薄膜の形状の他の例を示す図である。
【図１０】本願発明の実施例２において、基板上に、下層側から順に、アルミニウム膜、モリブデン膜を成膜することにより形成された２層構造の積層導電性薄膜の構成を示す図である。
【図１１】本願発明の実施例２において、積層導電性薄膜上にフォトレジストを塗布した状態を示す図である。
【図１２】本願発明の実施例２において、フォトレジストをパターンマスクを通して露光、現像し、所定のフォトレジストパターンを形成した状態を示す図である。
【図１３】本願発明の実施例２の方法でエッチングされた積層導電性薄膜の形状を示す図である。
【図１４】比較例２の方法でエッチングされた積層導電性薄膜の形状の一例を示す図である。
【図１５】比較例２の方法により、ジャストエッチの１．５倍のエッチング時間でエッチングされた積層導電性薄膜の形状を示す図である。
【図１６】本願発明の要件を備えていない方法によりエッチングされた積層導電性薄膜の形状の例を示す図である。
【図１７】比較例３の方法でエッチングされた積層導電性薄膜の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１        ガラス基板
２        ゲート電極
３        ゲート絶縁膜（ＳｉＮx膜）
４        ａ−Ｓｉ活性層
５        ｎ+ａ−Ｓｉコンタクト層
６        エッチング保護膜
７        ソース電極
８        ドレイン電極
９        パッシベーション膜（ＳｉＮx膜）
１０      画素電極
１１      ガラス電極
１２      第１モリブデン膜
１３      アルミニウム膜
１４      第２モリブデン膜
１５      導電性薄膜（積層導電性薄膜）
１６      フォトレジスト
１６ａ    フォトレジストパターン
２１      ガラス基板
２２      アルミニウム膜
２３      モリブデン膜
２５      導電性薄膜（積層導電性薄膜）
２６      フォトレジスト
２６ａ    フォトレジストパターン
【図１】
2008300618.tif 000003
【図２】
2008300618.tif 000004
【図３】
2008300618.tif 000005
【図４】
2008300618.tif 000006
【図５】
2008300618.tif 000007
【図６】
2008300618.tif 000008
【図７】
2008300618.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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