CN102373473A

CN102373473A - 一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物及其使用方法

Info

Publication number: CN102373473A
Application number: CN2010102548506A
Authority: CN
Inventors: 朴英哲; 秦荣晙; 李俊雨
Original assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Current assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2012-03-14

Abstract

本申请公开了一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物，包括：64～72wt％的磷酸；4～8wt％的硝酸；4～15wt％的乙酸；0.1～3wt％的选自由硝酸钾、乙酸钾和磷酸钾所组成的组的至少一种钾盐化合物；和余量水。所述刻蚀组合物可在使用坡面型刻蚀装置例如坡面型基板处理装置刻蚀基板的过程中展示在基板的整个表面上均匀刻蚀的性能。

Description

一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物及使用该刻蚀组合物的刻蚀方法。更具体地讲，本发明涉及一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物及使用该刻蚀组合物的刻蚀方法，所述组合物适合于处理用于制造液晶显示器(称为“LCD”)或等离子体显示器面板(称为“PDP”)的工艺的大尺寸基板，如大尺寸光掩膜。

背景技术

通常，在制造LCD或PDP的工艺中，使用光刻法形成微图形。使用光刻法形成微图形是通过如下工艺进行的：将形成于基板上的抗蚀膜曝光以形成所需图形；使有图形的抗蚀膜显影以形成抗蚀图；利用所述抗蚀图来刻蚀所述基板；和除去残余的抗蚀图。

在显影工艺中，使形成于基板上的抗蚀膜曝光以形成所需图形，然后将显影剂供应到基板的表面，接着抗蚀膜的一部分被显影剂熔化，因而形成抗蚀图。此外，在刻蚀工艺中，使用抗蚀图作为掩膜来刻蚀基板。在这种情况下，由于基板包括透明玻璃基板和形成于该透明玻璃基板上的金属薄膜，通过将刻蚀剂供应到基板的表面来刻蚀通过抗蚀图曝光的金属薄膜，因而在透明玻璃基板上形成所需图形。

按照惯例，上述刻蚀工艺通常通过使用设置在基板上的多个喷嘴将刻蚀剂喷雾到基板表面来进行，从而在使用多个水平布置的滚筒水平输送基板时，所述喷嘴两两相对。

然而，随着基板如LCD、PDP或类似物的尺寸增大，存在如下问题：在水平输送基板时，用于进行将刻蚀剂喷雾到基板表面的工艺的刻蚀装置的尺寸也要增大。

此外，存在如下问题，由于基板是水平设置的，当基板尺寸增大时刻蚀剂容易停留在基板表面上，结果是所述基板容易被不均匀地处理。为了防止基板被不均匀地处理，在滚筒上左右移动基板以保持其水平地输送基板时需要将刻蚀剂通过所有喷嘴同时供应给基板。由于这个原因，大量的刻蚀剂被浪费，因而提高了成本。此外，由于刻蚀装置需要一个比基板尺寸更大的区域以在处理过程中左右移动基板且保持它水平，刻蚀装置的尺寸必须随着基板尺寸的增大而增大。

为了解决以上问题，最近进行了许多尝试。一种尝试是使用坡面型刻蚀装置倾斜地刻蚀基板的方法。根据所述坡面型刻蚀装置，当保持基板使得基板相对水平面的坡度在预定范围内时，将刻蚀剂供应到基板，以致与基板保持水平时相比，基板可在比基板尺寸小的区域内被处理，结果是不需要增大基板处理装置的尺寸。此外，所述坡面型刻蚀装置的优势在于：与常规水平刻蚀装置相比，可减少其中所用的刻蚀剂的量。

然而，当已经用于常规水平刻蚀装置的刻蚀剂被用于使用这种坡面型刻蚀装置倾斜地刻蚀基板的方法中时，有基板不能被均匀地刻蚀的问题。因此，需要开发一种适合于坡面型刻蚀装置的刻蚀剂。

发明内容

相应地，本发明旨在解决上述问题，且本发明的一个目的是提供一种适合于坡面型刻蚀装置的新型刻蚀组合物及使用该刻蚀组合物的刻蚀方法。

为了实现以上目的，本发明的一个方面提供一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物，包括：64～72wt％的磷酸；4～8wt％的硝酸；4～15wt％的乙酸；0.1～3wt％的选自由硝酸钾、乙酸钾和磷酸钾所组成的组的至少一种钾盐化合物；和余量水。

本发明的另一方面提供一种使用坡面型刻蚀装置刻蚀基板的方法，其中使用所述刻蚀组合物。

附图说明

由结合附图的以下详细说明将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，其中：

图1是显示坡面型刻蚀装置的一个实施例的示意剖面侧视图，其中使用本发明刻蚀组合物；和

图2是显示具有五个部分的基板的平面图，其中倾斜角(TA)和临界尺寸(CD)损失按照本发明一个实施方案测得。

具体实施方式

下面，将参考附图对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物，包括磷酸、硝酸、乙酸、钾盐化合物和水。具体地讲，本发明提供了一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物，包括：64～72wt％的磷酸；4～8wt％的硝酸；4～15wt％的乙酸；0.1～3wt％的选自由硝酸钾、乙酸钾和磷酸钾所组成的组的至少一种钾盐化合物；和余量水。

由以下实施例将更清楚地理解构成所述刻蚀组合物的组分的数值限定。当各组分的含量偏离上述范围时，难以均匀地刻蚀基板，从而，以后会发生如斑点、瑕疵和类似的问题。

包括于本发明的刻蚀组合物中的磷酸、硝酸、乙酸和钾盐化合物可通过公知方法制备，具体地讲，它们可具有半导体工艺所需的纯度。包括于所述刻蚀组合物中的水没有特别限定，但可以是用于半导体工艺中的水。优选地，具有18MΩ/cm或更多的比电阻的去离子水可用作所述水。

此外，本发明的刻蚀组合物还可包含一种或多种相关领域中熟知的添加剂以改善刻蚀性能。添加剂的实例可包括但不局限于，表面活性剂、金属离子阻滞剂、防蚀剂等。所述添加剂可以刻蚀组合物总重的0.001～0.01wt％的量包括于所述刻蚀组合物。

这些添加剂中，可加入表面活性剂以通过降低表面张力来改善刻蚀均质性。可无限制地使用表面活性剂，只要它对刻蚀剂有抵抗力并与其相容。例如，可使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性或非离子表面活性剂作为表面活性剂。优选地，可使用氟基表面活性剂作为表面活性剂。

同时，图1显示了一种坡面型刻蚀装置，例如坡面型基板处理装置10，其中使用本发明的刻蚀组合物。如图1所示，坡面型基板处理装置10可包括基板处理单元11(11A，11B)、基板输送滚筒12、轴13、基板引导单元14、驱动单元15和莲蓬式喷嘴31。然而，坡面型基板处理装置10不限于此，可使用任一坡面型刻蚀装置，只要其基板处理单元11是以预定倾斜角相对水平面倾斜的。例如，坡面型基板处理装置10可包括相对水平面以5至70度，优选5至40度，更优选5至20度的倾斜角倾斜的基板处理单元11。

当基板处理单元11的倾斜角(图1所示的“α”)低于5度时，刻蚀剂缓慢地流动和落下，以至于刻蚀剂容易停留在基板20的下部，结果是基板20的上部和下部未被均匀地处理。相反地，当基板处理单元11的倾斜角大于70度时，刻蚀剂过快地流动和落下，以至于刻蚀剂几乎没有停留在基板20的表面上，结果是难以熔化形成于基板20上的金属薄膜。因此，需要许多时间来刻蚀基板20，从而所述基板没有被均匀地刻蚀。

本发明的刻蚀组合物可用于处理大尺寸基板。具体地讲，待刻蚀的对象为形成于基板上的金属膜。金属膜的实例可包括但不局限于铝或铝合金(包括氧化物和氮化物)膜、钼或钼合金(包括氧化物和氮化物)膜、铜或铜合金(包括氧化物和氮化物)膜、钛或钛合金(包括氧化物和氮化物)膜、氧化铟膜、铬膜等。金属膜可为单层膜或多层膜如两层膜、三层膜等。本发明的刻蚀组合物特别适合于刻蚀由选自铝、铝合金、钼和钼合金中的一种或多种形成的单层膜或多层膜。

此外，本发明提供了一种使用坡面型刻蚀装置刻蚀基板的方法，其中使用本发明的刻蚀组合物。

这种情况下，基板可以5至70度的角度倾斜，该角度与坡面型刻蚀装置的基板处理单元的倾斜角度相同。待刻蚀的对象如上所述。

在下文中，将参考以下实施例对本发明进行更详细地描述。然而，本发明的范围不限于此。

实例和对比实例

提供Mo/Al两层基板(360mm X 350mm)。制备180kg包括下表1中给出的成分配比的磷酸、硝酸、乙酸、添加剂和水的刻蚀组合物。将所得刻蚀组合物放入注射型刻蚀装置(KDNS公司制造)中，然后加热到40℃。在这种情况下，当温度达到40±0.5℃时进行刻蚀工艺。刻蚀工艺在基板相对于水平面以10度的角度倾斜的状态下进行。过刻蚀时间(O/E)是EPD(端点检测)时间的1.5倍。EPD通过衬垫部分测定。将所得刻蚀组合物注射到基板上以刻蚀基板。用去离子水清洗已刻蚀的基板，接着用热风干燥器干燥。然后用光刻胶(PR)剥离液除去光刻胶。通过使用日立公司(Hitachi AIC，Inc.)制造的扫描电子显微镜(SEM)测定倾斜角(TA)和临界尺寸(CD)损失，然后计算它们各自的标准偏差获得五种刻蚀断面。此外，同时进行基板刻蚀残渣评价。它们的结果显示于表2和表3中。

[表1]

※PA＝乙酸钾，PN＝硝酸钾，PP＝磷酸钾，SP＝磷酸钠

[表2]

[表3]

从表2和表3可以看出：与使用对比实施例的刻蚀剂相比，当使用本发明的刻蚀组合物时基板被均匀地刻蚀。

尽管为了进行说明已公开本发明的优选实施方案，本领域技术人员会理解各种改进、补充和替换是可能的，并不背离所附的权利要求书中公开的本发明的范围和精神。

Claims

1.一种用于坡面型刻蚀装置的刻蚀组合物，包含：

64～72wt％的磷酸；

4～8wt％的硝酸；

4～15wt％的乙酸；

0.1～3wt％的选自由硝酸钾、乙酸钾和磷酸钾所组成的组的至少一种钾盐化合物；和

余量水。

2.根据权利要求1所述的刻蚀组合物，其中所述刻蚀组合物用于刻蚀由选自由铝、铝合金、钼、钼合金、铜、铜合金、钛、钛合金、氧化铟和铬所组成的组的一种或多种制成的单层膜或多层膜。

3.根据权利要求1所述的刻蚀组合物，其中所述坡面型刻蚀装置相对于水平面以5至70度的角度倾斜。

4.根据权利要求1所述的刻蚀组合物，还包含：0.001～0.01wt％的选自由表面活性剂、金属离子阻滞剂和防蚀剂所组成的组的一种或多种添加剂。

5.一种使用坡面型刻蚀装置刻蚀基板的方法，其中使用了权利要求1至4中任一项所述的刻蚀组合物。