[发明专利]蚀刻法及蚀刻液

说明书

发明领域

本发明涉及一种蚀刻法及蚀刻液，适用于形成半导体设备、液晶显示器和IC卡等的银或银合金的微细布线。

背景技术

半导体或液晶显示器中的电极布线越来越微细化。作为电极布线材料，具有高反射率和低电阻的银和银合金被广泛使用。

银和银合金具有高于铝和铝合金的高反射率，因此广泛地用于半导体、液晶显示器和太阳能电池中作为反射电极布线材料。为了形成银或银合金的电极布线，将银或银合金制成预定的图案。形成图案的方法的例子是采用化学试剂的湿蚀刻法和诸如离子蚀刻和等离子体蚀刻的干蚀刻法。

湿蚀刻法通过使用廉价的化学试剂并且不使用昂贵的设备而比干蚀刻法成本低。根据湿蚀刻法，可对具有各种外形的金属材料进行处理，并且可以处理具有三维结构的材料。湿蚀刻法还具有另一个优点，银、银合金和其化合物容易从废蚀刻液中回收，并且湿蚀刻法被广泛采用。

用于银和银合金的公知蚀刻液包括硝酸铁溶液，含碘和碘化合物的溶液，含过氧化氢和氨的溶液，以及含硝酸的溶液。在这些蚀刻液中，含硝酸的溶液可与银或银合金反应，从而提供较高的蚀刻速率，并且该溶液容易处理。

这些蚀刻液还用于形成图案，该图案是用微细电极布线的光刻技术形成的，该微细电极布线是由银或银合金制成，并用于半导体和液晶显示器。

描述于JP H9-208267A中的蚀刻液含有盐酸和一种表面活性剂，以便除去残留的难溶银或银合金，并防止此种残留物再次粘附在基体的表面上。

用于液晶显示器的基体通过下述方法制造，包括：在玻璃基体的主表面上通过溅射法形成具有预定厚度的银或银合金薄层的步骤；形成光刻胶树脂层，以便采用光刻技术形成微细电极图案或布线图案的步骤；用湿蚀刻法除去未覆盖光刻胶树脂层的银或银合金薄层的步骤；以及除去光刻胶树脂层的步骤。

在除去具有用光刻技术形成的微细图案的银或银合金薄层的蚀刻步骤中，银或银合金应均匀蚀刻，而不产生银或银合金的蚀刻残留物，同时防止覆盖光刻胶树脂层的银或银合金层的侧边缘被过度蚀刻。侧边缘的蚀刻被称作“侧面腐蚀”。

但是，根据常规的湿蚀刻技术，银或银合金易于存留在蚀刻交叉形成的垂直线条和侧线处，也就是说，被银或银合金层以及光刻胶树脂层围绕的狭窄部分处存留。这意味着，在这些地方容易产生蚀刻残渣。为了避免该问题，蚀刻法连续进行直至不存在残渣。这导致“过度蚀刻”，其中银或银合金被蚀刻的时间比产生具有预定宽度的布线所需时间长。换句话说，进行了“过度蚀刻”。尽管过度蚀刻防止了残渣，但是它带来银或银合金薄层的侧面腐蚀，因此导致不均匀蚀刻。

发明内容

在本发明的蚀刻法中，基体表面上的银或银合金薄层通过下述步骤进行蚀刻，即将蚀刻液供入蚀刻罐或蚀刻液供料设备中，其中蚀刻液含有0.005～1重量％的银离子，并使该层与蚀刻液接触。

本发明用于银或银合金的蚀刻液可含有至少磷酸、硝酸、乙酸和银离子，其中银离子的浓度为0.005～1重量％范围内，而乙酸的浓度为1重量％或更高。

根据本发明，在银或银合金薄层的湿蚀刻中，防止了银或银合金的残留，还防止了由于过度蚀刻导致的侧面腐蚀。另外，可进行均匀且稳定的蚀刻。

本领域中公知当金属离子作为蚀刻主体存在于蚀刻液中时，消耗蚀刻液中用于溶解的酸性组分(例如，磷酸、乙酸)和氧化剂组分(例如，硝酸)，从而降低了蚀刻速率。因此，当在蚀刻开始时，采用蚀刻液时(即蚀刻液是新鲜的)，常规的蚀刻液不含作为蚀刻主体的金属离子。另外，用过的蚀刻液通常被丢弃，因为其中的金属离子难以除去。

相反地，本发明的蚀刻液甚至在其为新鲜时也含有0.005～1重量％的银离子。另外，在蚀刻过程中，蚀刻液中的银离子的浓度优选总是保持在0.005～1重量％，从而防止了银或银合金在蚀刻点残留和由于过度蚀刻导致的侧面腐蚀。因此，可以进行均匀且稳定的蚀刻。

本发明的蚀刻法在形成半导体、液晶显示器或太阳能电池等的反射电极布线的蚀刻中具有极好的效果。该方法可有效地用于蚀刻基体上未覆盖光刻胶的银或银合金部分，从而获得微细布线范围，而基体表面的绝大部分覆盖有光刻胶树脂层。银或银合金可均匀蚀刻，而不发生侧面腐蚀，在微细布线范围内没有残渣，并且没有过度蚀刻。