CN104451681A

CN104451681A - 蚀刻液组合物及利用该组合物的薄膜晶体管基板形成方法

Info

Publication number: CN104451681A
Application number: CN201410497650.1A
Authority: CN
Inventors: 金俸均; 朴弘植; 尹升好; 金善一; 金相佑; 李大雨; 李骐范; 曹三永
Original assignee: Dongjin Semichem Co Ltd; Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Dongjin Semichem Co Ltd; Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: KR20150034001A; CN104451681B; KR102166450B1

Abstract

本发明提供一种蚀刻液组合物及利用该组合物的薄膜晶体管基板形成方法。本发明实施例的蚀刻液组合物包含第一蚀刻液组合物和第二蚀刻液组合物。所述第一蚀刻液组合物包含过二硫酸盐化合物、唑类化合物、水溶性胺化合物、磷酸盐化合物、氯化物、有机酸、氟化物、磺酸化合物及无机酸。所述第二蚀刻液组合物包含二硫酸化合物、唑类化合物、水溶性胺化合物、磷酸盐化合物、氯化物及有机酸。

Description

蚀刻液组合物及利用该组合物的薄膜晶体管基板形成方法

技术领域

本发明涉及蚀刻液组合物及利用该蚀刻液组合物的形成薄膜晶体管基板的方法。

背景技术

最近，液晶显示装置、等离子体显示装置、电泳显示装置及有机电致发光装置等显示装置被广泛使用。

所述显示装置包括基板和设在所述基板上的多个像素。各像素包括与设在所述基板上的栅线和数据线连接的薄膜晶体管。通过所述栅线向所述薄膜晶体管输入栅开启电压，通过所述数据线向所述薄膜晶体管输入图像信号。

所述栅线和所述数据线可以由金属形成，通过光刻工艺进行构图。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对金属的蚀刻率高且改善了经时性的蚀刻液组合物。

本发明的另一个目的在于提供一种缩短制造时间、减少费用且减少断线等线路不良的薄膜晶体管基板的制造方法。

解决课题的技术方案

根据本发明的一实施例的蚀刻液组合物含有第一组合物和第二组合物，所述第一组合物含有相对于蚀刻液组合物总重量的0.1重量％～20重量％的过二硫酸盐化合物、0.01重量％～2重量％的唑(azole)化合物、0.1重量％～10重量％的水溶性胺化合物、0.1重量％～5重量％的磷酸盐化合物、0.001重量％～1重量％的氯化物、0.1重量％～20重量％的有机酸、0.1重量％～2重量％的氟化物、0.1重量％～5重量％的磺酸化合物、0.1重量％～5重量％的无机酸以及使整个组合物的总重量成为100重量％的水，所述第二组合物含有相对于蚀刻液组合物总重量的0.1重量％～20重量％的过二硫酸盐化合物、0.01重量％～2重量％的唑类化合物、0.1重量％～10重量％的水溶性胺化合物、0.1重量％～5重量％的磷酸盐化合物、0.001重量％～1重量％的氯化物、0.1重量％～20重量％的有机酸以及使整个组合物的总重量成为100重量％的水。

所述蚀刻液组合物可以在制造显示装置用薄膜晶体管基板时使用。基于本发明一实施例的薄膜晶体管基板是在基板上形成栅线及与所述栅线连接的栅电极，并且在形成与所述栅线绝缘配置的半导体层、在所述半导体层上与所述栅线交叉配置的数据线、与所述数据线连接的源电极、从所述源电极分开的漏电极之后，形成与所述漏电极连接的像素电极而制造的。在此，可以利用所述蚀刻液形成所述栅线、所述栅电极、所述半导体层、所述数据线、所述源电极及所述漏电极。

根据本发明实施例的所述第一蚀刻液组合物用于蚀刻层叠在基板上的半导体材料及金属膜而形成所述半导体层。在本发明一实施例中，所述半导体层可以包含含有锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)以及它们的混合物中的至少一种的氧化物。

根据本发明实施例的所述第二蚀刻液组合物用于蚀刻金属膜而形成金属线路。在本发明一实施例中，所述金属膜可以由铜膜、包括铜的多重膜或者包含铜的合金膜提供。

根据本发明一实施例，提供一种线路的断线不良少，蚀刻率高，并且改善了经时性的蚀刻液组合物。

并且，根据本发明一实施例，通过所述金属线路的制造方法来制造薄膜晶体管基板，由此提供高质量的显示装置。

附图说明

图1是表示能够使用本发明实施例的蚀刻液组合物制造的显示装置的结构的俯视图；

图2是图1的I-I’的剖视图；

图3a～图3c是依次表示本发明一实施例的显示装置制造方法中的薄膜晶体管基板制造工序的俯视图；

图4a～图4j是基于图3a～图3j的I-I’线的依次表示薄膜晶体管基板的制造工序的剖视图；

图5a是使用实施例1的刻蚀液组合物形成的线路的照片图；

图5b是使用实施例6的刻蚀液组合物形成的线路的照片图。

具体实施方式

本发明可以实施各种变更，可以具有各种形态，在附图中例示特定的实施例，通过本说明书进行详细的说明。但这并意味着将本发明限定在特定的公开形态，应理解成包括本发明的思想及技术范围内的所有变更、等同的技术方案及替代技术方案。

在说明各附图时，对类似的结构部件使用了类似的附图标记。在附图中，为了明确说明本发明，结构物的尺寸与实际相比被放大表示。“第一”、“第二”等术语可用于说明各种结构部件，但这些结构部件不应被这些术语所限定。这些术语的使用仅仅是为了将一个结构部件与其他结构部件区分。例如，在不超出本发明的权利要求范围的情况下，第一结构部件可以命名为第二结构部件，类似地，第二结构部件也可以命名为第一结构部件。只要在文中没有明确地区分，单数的表述包括复数的表述。

在本申请中，“包含”、“具有”等术语表明说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、结构部件、零件或者它们的组合的存在，但应该理解为并不预先排除一个以上的其他特征，或者数字、步骤、动作、结构部件、部件或者它们的组合的存在或者附加功能性。另外，层、膜、区域、板等部分位于其他部分“上”的情况，不仅包括位于其他部分的正上方，而且还包括位于其他部分的中间或者还存在其他部分。相反，层、膜、区域、板等部分位于其他部分“下”的情况，不仅包括位于其他部分正下方，而且还包括其他部分的中间或者还存在其他部分。

下面，对本发明的实施例的蚀刻液组合物进行说明。所述蚀刻液组合物包括第一蚀刻液组合物和第二蚀刻液组合物。

本发明的实施例的第一蚀刻液组合物能够蚀刻层叠在基板上的半导体材料及金属膜而形成半导体层。所述半导体层可以包含含有锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)以及它们的混合物中的至少一种的氧化物。

本发明的实施例的所述第一蚀刻液组合物包含过二硫酸盐化合物、唑类化合物、水溶性胺化合物、磷酸盐化合物、氯化物、有机酸、氟化物、磺酸化合物以及无机酸。

根据本发明的实施例的所述第二蚀刻液组合物用于蚀刻金属膜而形成金属线路。在本发明的一实施例中，所述金属膜可以是铜膜、包括铜的多重膜或者包含铜的合金膜。

本发明的实施例的所述第二蚀刻液组合物包含过二硫酸盐化合物、唑类化合物、水溶性胺化合物、磷酸盐化合物、氯化物及有机酸。

所述过二硫酸盐化合物是主氧化剂，蚀刻铜或包含铜的金属膜。相对于所述蚀刻液的总重量，可以包含约0.1重量％～约20重量％的所述过二硫酸盐化合物。如果所述过二硫酸盐化合物的含量低于约0.1重量％，则蚀刻率就降低，可能无法实现充分的蚀刻。如果所述过二硫酸盐化合物的含量高于约20重量％，则蚀刻率过高，所以难以控制蚀刻程度，可能导致所述包含铜的金属膜被过蚀刻(overetching)。

所述过二硫酸盐例如可以包含过二硫酸钾(K₂S₂O₈)、过二硫酸钠(Na₂S₂O₈)或者过二硫酸铵((NH₄)₂S₂O₈)等，或者可以包含它们中的两种以上的混合物。

所述唑类化合物是五元杂环化合物，包含至少一个氮原子。所述唑类化合物控制所述金属膜中的铜的蚀刻。在所述金属膜中，如果在铜膜的上部及/或下部具有铜膜之外的其他金属膜，则通过调节所述唑类化合物的含量，能够调节所述铜膜和所述其他金属膜之间的蚀刻速度。所述唑类化合物能够减少金属线路的切割尺寸损失(cut dimension loss，CD loss)。作为所述唑类化合物的具体的例子，可以包含苯并三唑(benzotriazole)、氨基四唑(aminotetrazole)、氨基四唑钾盐(aminotetrazole potassium salt)、咪唑(imidazole)或者吡唑(pyrazole)等。或者，所述唑类化合物可以包含它们中的两种以上的混合物。

相对于所述蚀刻液组合物的总重量，可以包含约0.01重量％～约2重量％的所述唑类化合物。在所述唑类化合物的含量相对于所述蚀刻液组合物全体重量不足约0.01％的情况下，将难以控制所述铜膜的蚀刻速度，若是追加了其他金属膜的情况，将难以控制铜膜和所述其他金属膜之间的蚀刻速度。在所述唑类化合物的含量超过了约2重量％的情况下，所述蚀刻液组合物的蚀刻能力反而被所述唑类化合物阻碍。

所述水溶性胺化合物在蚀刻液组合物内起到调节酸度的作用，能够调节金属膜的锥角(taper angle)。相对于所述蚀刻液组合物的总重量，可以包含约0.1重量％～约10重量％的所述水溶性胺化合物。如果所述水溶性胺化合物的含量低于约0.1重量％，则酸度调节将变得困难，难以控制蚀刻速度。如果所述水溶性胺化合物的含量高于约10重量％，则由于蚀刻速度过快，难以控制蚀刻程度，有可能导致所述包含铜的金属膜被过蚀刻(overetching)。

作为所述水溶性胺化合物的具体例子，可以包含甘氨酸(glycine)、亚氨基二乙酸(iminodiacetic acid)、赖氨酸(lysine)、苏氨酸(threonine)、丝氨酸(serine)、天冬氨酸(asparaginic acid)、羟基苯基甘氨酸(parahydroxyphenylglycine)、二羟乙基甘氨酸(dihydroxyethyl glycine)、丙氨酸(alanine)、邻氨基苯甲酸(anthranilic acid)、色氨酸(tryptophan)、氨基磺酸(sulfamic acid)、环己基氨磺酸(cyclohexylsulfamic acid)、脂肪胺磺酸(aliphatic amine sulfonicacid)、牛磺酸(taurine)、脂肪胺亚磺酸(aliphatic amine sulfinic acid)、或者氨基乙烷亚磺酸(aminoethanesulfinic acid)等，或者所述水溶性胺化合物可以包含它们中的两种以上的混合物。

所述磷酸盐化合物能够控制金属膜的蚀刻速度。相对于所述蚀刻液组合物的总重量，可以包含约0.1重量％～约5重量％的所述磷酸盐化合物。如果所述磷酸盐化合物的含量不足约0.1重量％，就难以控制蚀刻速度。在所述磷酸盐化合物的含量超过约5重量％的情况下，所述蚀刻液组合物的蚀刻能力反而因所述磷酸盐化合物而受到限制。

作为所述磷酸盐化合物的具体例子，可以包含磷酸二氢钠(NaH₂PO₄)、磷酸一氢钠(Na₂HPO₄)、磷酸钠(Na₃PO₄)、磷酸二氢铵((NH₄)H₂PO₄)、磷酸一氢铵((NH₄)₂HPO₄)、磷酸铵((NH₄)₃PO₄)、磷酸二氢钾(KH₂PO₄)、磷酸一氢钾(K₂HPO₄)、磷酸钾(K₃PO₄)、磷酸二氢钙(Ca(H₂PO₄)₂)、磷酸一氢钙(Ca₂HPO₄)、磷酸钙(Ca₃PO₄)等。另外，所述磷酸盐化合物可以包含它们中的两种以上的混合物。

所述氯化物可以是能够离解成氯离子的化合物，例如，可以使用盐酸(HCl)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、氯化铁(FeCl₃)、氯化铵(NH₄Cl)中的至少一种物质。

作为所述氯化物的具体例子，可以是盐酸(hydrochloric acid，HCl)、氯化铵(ammonium chloride，NH₄Cl)、氯化钾(potassium chloride，KCl)、氯化铁(iron chloride，FeCl₃)、氯化钠(sodium chloride，NaCl)、高氯酸铵(ammonium perchlorate，NH₄ClO₄)、高氯酸钾(potassium perchlorate，K₄ClO₄)、高氯酸钠(sodium perchlorate，Na₄ClO₄)或者氯化锌(zinc chloride，ZnCl₂)等。它们可以各自使用，或者可以组合两种以上而使用。

所述氯化物防止金属膜的侵蚀现象，诱使所述金属膜产生均匀的侵蚀。相对于所述蚀刻液组合物的总重量，可以包含约0.001重量％～约1重量％的所述氯化物。如果所述氯化物的含量不足约0.001重量％，所述金属膜被过度蚀刻。在所述氯化物的含量超过约1重量％的情况下，所述蚀刻液组合物的蚀刻能力反而因所述氯化物而受到限制。

所述有机酸是辅助氧化剂。根据所述蚀刻液组合物中的所述有机酸的含量，能够控制蚀刻速度。所述有机酸能够与所述蚀刻液组合物中的铜离子发生反应，由此阻止所述铜离子的增加，从而防止蚀刻率降低。作为所述有机酸的具体例子，可以包含草酸(oxalic acid)、丁酮二酸(oxalacetic acid)、延胡索酸(fumaric acid)、苹果酸(malic acid)、琥珀酸(succinic acid)、乙酸(acetic acid)、丁酸(butyric acid)、棕榈酸(palmitic acid)、抗坏血酸(ascorbicacid)、尿酸(uric acid)、亚磺酸(sulfinic acid)、酒石酸(tartaric acid)、甲酸(formic acid)、柠檬酸(citric acid)、异柠檬酸(isocitric acid)、α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid)、乙醇酸(glycolic acid)等，或者所述有机酸可以包含它们中的两种以上的混合物。

相对于所述蚀刻液组合物的总重量，可以包含约0.1重量％～约20重量％的所述有机酸。如果所述有机酸的含量低于约0.1重量％，则蚀刻率降低，无法达到充分的蚀刻速度。如果所述有机酸的含量高于约20重量％，则蚀刻率过高，所以难以控制蚀刻程度，由此有可能导致所述铜膜被过蚀刻。

相对于所述蚀刻液组合物的总重量，可以包含约0.1重量％～约2重量％的所述氟化物。如果所述氟化物的含量低于约0.1重量％，则氧化物材料层的蚀刻变得困难，如果高于约2重量％，则不仅是所述半导体层，连层叠在所述半导体层下部的绝缘膜也可能被蚀刻掉。

所述氟化物例如可以包含氢氟酸(hydrofluoric acid，HF)、氟化钠(sodiumfluoride，NaF)、氟化氢钠(sodium bifluoride，NaHF₂)、氟化铵(ammoniumfluoride，NH₄F)、氟化氢铵(ammonium bifluoride，NH₄HF₂)、氟硼酸铵(ammonium fluoroborate，NH₄BF₄)、氟化钾(potassium fluoride，KF)、氟化氢钾(potassium bifluoride，KHF₂)、氟化铝(aluminium fluoride，AlF₃)、氟硼酸(hydrofluoroboric acid，HBF₄)、氟化锂(lithium fluoride，LiF)、氟硼酸钾(potassium fluoroborate，KBF₄)、氟化钙(calcium fluoride，CaF₂)或者氟硅酸(hexafluorosilicic acid，H₂SiF₆)等，或者所述氟化物可以包含它们中的两种以上的混合物。

所述无机酸是辅助氧化剂。根据所述蚀刻液组合物中的所述无机酸的含量，能够控制蚀刻速度。所述无机酸能够与所述蚀刻液组合物中的铜离子发生反应，由此阻止所述铜离子的增加，从而防止蚀刻率降低。相对于所述蚀刻液组合物的总重量，可以包含约0.1重量％～约5重量％的所述无机酸。如果所述无机酸的含量低于约0.1重量％，则蚀刻率降低，无法达到充分的蚀刻速度。如果所述无机酸的含量高于约5重量％，则由于蚀刻率过高，所以难以控制蚀刻程度，有可能导致所述铜膜被过蚀刻。

所述无机酸可以包含硝酸(HNO₃)、硫酸(H₂SO₄)、磷酸(H₃PO₄)、乙酸(CH₃COOH)、高氯酸(HClO₄)等，或者可以包含它们中的两种以上的混合物。

所述磺酸化合物在所述蚀刻液中起到补充因所述过二硫酸盐化合物分解而导致的酸度的降低的酸度维持剂的作用。相对于所述蚀刻液组合物的总重量，可以包含约0.1重量％～约5重量％的所述磺酸化合物。如果所述磺酸化合物的含量低于约0.1重量％，则难以维持所述蚀刻液的酸度。如果所述磺酸化合物的含量高于约5重量％，则由于蚀刻率过高，所以难以控制蚀刻程度，有可能导致所述金属膜被过蚀刻。

作为所述磺酸化合物的具体例子，可以包含甲基磺酸(CH₃SO₃H)、苯磺酸(C₆H₅SO₃H)等，或者可以包含它们的混合物。

除了上述的组分之外，所述蚀刻液组合物还可以包含附加蚀刻调节剂、界面活性剂、pH调节剂。

所述蚀刻液组合物可以包含使所述蚀刻液组合物的总重量成为100重量％的剩余量的水。所述水可以是去离子水(deionized water)。

所述蚀刻液组合物用于制造电子器件的工序，具体而言，在所述电子器件的制造工序中，用于蚀刻层叠在基板上的金属膜及半导体材料，或者用于蚀刻金属膜。本发明一实施例的所述第一蚀刻液组合物特别是在显示装置的制造工序中能够将包含铜的金属膜及半导体材料一起蚀刻，从而形成半导体层。此外，所述第二蚀刻液组合物特别是在显示装置的制造工序中能够将包含铜的金属膜蚀刻，从而形成数据线。但是，所述第一蚀刻液组合物及所述第二蚀刻液组合物的用途不限于此，例如，当然还可以用于形成栅线。

所述第一蚀刻液组合物通过同时蚀刻所述半导体材料和所述金属膜而能够缩短工序时间。并且，在基于所述第一蚀刻液组合物的一次蚀刻发生之后利用该第二蚀刻液组合物进行蚀刻的情况下，所述第二蚀刻液组合物不蚀刻所述半导体层，能够有选择地蚀刻所述金属膜。

根据本发明一实施例，能够利用所述蚀刻液组合物制造显示装置，首先说明显示装置的结构，然后参照所述显示装置说明所述显示装置的制造方法。

图1是表示能够使用本发明的实施例的蚀刻液组合物制造的显示装置的结构的俯视图。

图2是图1的I-I’的剖视图。

根据本发明的实施例，所述显示装置具有多个像素，显示图像。对所述显示装置没有特别的限定，例如可以包括液晶显示面板(liquid crystal displaypanel)、有机电致发光显示面板(organic light emitting display panel)、电泳显示面板(electrophoretic display panel)、电润湿显示面板(electrowetting displaypanel)、MEMS显示面板(microelectromechanical system display panel)等各种显示面板。在本发明的一实施例中，将所述显示装置中的液晶显示装置作为例子进行了图示。在此，各像素均以相同的结构形成，因此，为了方便说明，将一个像素和与多个所述像素中的一个像素邻接的所述栅线及所述数据线一同表示。

参照图1及图2，所述显示装置包括具有多个像素(PXL)的第一基板(SUB1)、与所述第一基板(SUB1)对置的第二基板(SUB2)以及形成于所述第一基板(SUB1)与所述第二基板(SUB2)之间形成的液晶层(LC)。

所述第一基板(SUB1)包括第一绝缘基板(INS1)、设在所述第一绝缘基板(INS1)上的多条栅线(GL)和多条数据线(DL)。所述栅线(GL)在所述第一绝缘基板(INS1)上沿第一方向(D1)延伸形成。在所述栅线(GL)上形成栅绝缘膜(GI)。所述数据线(DL)配置在所述栅绝缘膜(GI)上，沿与所述第一方向(D1)交叉的第二方向(D2)延伸形成。

各像素(PXL)与所述多条栅线(GL)中对应的一条栅线和所述多条数据线(DL)中对应的一条数据线连接。所述各像素(PXL)包括薄膜晶体管和与所述薄膜晶体管连接的像素电极(PE)。

所述薄膜晶体管包括栅电极(GE)、半导体层(SM)、源电极(SE)以及漏电极(DE)。

所述栅电极(GE)从所述栅线(GL)突出设置。

所述半导体层(SM)隔着所述栅绝缘膜(GI)设置在所述栅电极(GE)上。所述半导体层(SM)可以包含氧化物半导体材料。所述半导体层(SM)可以包含含有锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)以及它们的混合物中的至少一种的氧化物。所述半导体层(SM)设置在所述栅绝缘膜(GI)和所述源电极(SE)及所述漏电极(DE)之间。

所述源电极(SE)从所述数据线(DL)分叉形成，在俯视图中，至少一部分与所述栅电极(GE)重叠。所述漏电极(DE)从所述源电极(SE)分开形成，在俯视图中，至少一部分与所述栅电极(GE)重叠。

所述像素电极(PE)隔着钝化层(PSV)与所述漏电极(DE)连接。所述钝化层(PSV)具有露出所述漏电极(DE)的一部分的接触孔(CH)，所述像素电极(PE)经由所述接触孔(CH)与所述漏电极(DE)连接。

所述第二基板(SUB2)与所述第一基板(SUB1)对置，包括第二绝缘基板(INS2)、设在所述第二绝缘基板(INS2)上并显示颜色的彩色滤光器(CF)、设在所述彩色滤光器(CF)的周围进行遮光的黑矩阵(BM)以及与所述像素电极(PE)一同形成电场的公共电极(CE)。

图3a～图3c是依次表示本发明一实施例的显示装置制造方法中的薄膜晶体管基板制造工序的俯视图。

图4a～图4j是基于图3a～图3j的I-I’线的依次表示薄膜晶体管基板制造工序的剖视图。

下面，参照图3a～图3c以及图4a～图4j，说明本发明一实施例的显示装置的制造方法。

参照图3a～图4a，通过第一光刻工序，在第一绝缘基板(INS1)上形成第一线路部。所述第一线路部包括沿第一方向延伸的栅线(GL)和与所述栅线(SL)连接的栅电极(GE)。

在所述第一绝缘基板(INS1)上层叠金属而形成第一导电层，然后使用第一掩模板(未图示)蚀刻所述第一导电层，从而形成所述第一线路部。所述金属可以是由钛或铜形成的单膜结构，或者依次层叠钛和铜而形成的多重膜结构。由此，所述栅线(GL)和所述栅电极(GE)可以是单膜结构或多重膜结构。但是不限于此，所述栅线(GL)和所述栅电极(GE)可以是使用除钛或铜之外的金属的单膜结构或多重膜结构。

参照图3b和图4b～图4h，在形成有所述第一线路部的第一绝缘基板(INS1)上形成栅绝缘膜(GI)，通过第二光刻工序，在形成有所述栅绝缘膜(GI)的所述第一绝缘基板(INS1)上形成半导体层(SM)和第二线路部。所述第二线路部包括沿与所述第一方向(D1)交叉的第二方向(D2)延伸的数据线(DL)、从所述数据线(DL)延伸的源电极(SE)以及从所述源电极(SE)分开的漏电极(DE)。

参照图4b，所述栅绝缘膜(GI)是在形成有所述第一线路部的第一绝缘基板(INS1)上层叠第一绝缘材料而形成的。在所述栅绝缘膜(GI)上依次层叠半导体材料和金属，形成所述半导体层(SM)和金属膜(CL)。

然后，如图4c所示，在所述金属膜(CL)的整个面上形成感光膜(PR)之后，使用掩模板(MSK)对所述感光膜(PR)进行曝光。

所述掩模板(MSK)由将照射的光全部遮蔽的第一区域(R1)、使光全部透过的第二区域(R2)以及形成有狭缝而只使一部分光透过的第三区域(R3)构成。所述金属膜(CL)的上表面分为与第一区域(R1)、第二区域(R2)、第三区域(R3)对应的区域。下面，将所述第一绝缘基板(INS1)的各对应区域也称为第一区域(R1)、第二区域(R2)、第三区域(R3)。

在本发明的一实施例中，与所述第三区域(R3)对应的所述掩模板(MSK)形成有狭缝，但不限于此，例如可以使用半色调的掩模板。

接着，参照图4c及图4d，对使用所述掩模板(MSK)曝光的感光膜(PR)进行显影，其结果在被所述第一区域(R1)全部遮光的区域留有规定厚度的感光膜图案(PRP)，在全部透光的所述第二区域(R2)完全去除所述感光膜(PR)而露出所述金属膜(CL)的表面。在所述第三区域(R3)去除部分感光膜(PR)而留有比所述第一区域(R1)的感光膜图案(PRP)的厚度薄的感光膜图案(PRP)。

在此，如上所述，在本发明的一实施例中，为了去除曝光部分的感光膜(PR)而使用了正性光刻胶，但不限于此，在本发明的其他实施例中，也可以使用去除未曝光部分的感光膜(PR)的负性光刻胶。

接着，如图4e所示，以所述感光膜图案(PRP)为掩模，蚀刻形成在其下部的所述金属膜(CL)和所述半导体层(SM)。所述金属膜(CL)和所述半导体层(SM)可以被第一蚀刻液组合物一起蚀刻。

参照图4c及图4f～图4h，通过去除规定厚度的感光膜图案(PRP)而露出所述第三区域(R3)的所述金属膜(CL)。将所述感光膜图案(PRP)用作掩模，通过蚀刻形成于其下部的所述金属膜(CL)而形成所述源电极(SE)及所述漏电极(DE)。所述金属膜(CL)可以被第二蚀刻液组合物有选择地蚀刻。

在本发明的一实施例中，所述金属膜(CL)可以是铜膜、包含铜的多重膜或者包含铜的合金膜。

参照图3c和图4i，通过第三、第四光刻工序，在形成有所述第二线路部的第一绝缘基板(INS1)上形成像素电极(PE)。

参照图4i，在形成有所述第二线路部的所述第一绝缘基板(INS1)上，形成具有使所述漏电极(DE)的一部分露出的接触孔(CH)的钝化层(PSV)。在形成有所述第二线路部的所述第一绝缘基板(INS1)上，层叠作为第二绝缘材料的第二绝缘材料层(未图示)和感光膜(未图示)，对所述感光膜进行曝光及显影而形成感光膜图案(未图示)，之后，以所述感光膜图案为掩模，去除所述第二绝缘材料层的一部分，从而形成所述钝化层(PSV)。

再次参照图4i，通过第四光刻工序形成像素电极(PE)，所述像素电极(PE)被设置在所述钝化层(PSV)上，经由所述接触孔(CH)与所述漏电极(DE)连接。在形成有所述钝化层(PSV)的所述第一绝缘基板(INS1)上依次层叠透明导电材料层(未图示)和感光膜(未图示)，对所述感光膜进行曝光及显影而形成感光膜图案(未图示)，之后，以所述感光膜图案为掩模，对所述透明导电材料层进行构图，从而形成所述像素电极(PE)。

如图4j所示，以上述方法制造的所述薄膜晶体管基板即第一基板(SUB1)与形成有彩色滤光器(CF)的所述第二基板(SUB2)对置而接合。在所述第一基板(SUB1)和所述第二基板(SUB2)之间形成液晶层(LC)。

这样，在本实施例中，能够通过光刻工序制造薄膜晶体管基板。在此，在所述第二光刻工序中，能够使用本发明的实施例的蚀刻液组合物形成金属线路。但是，使用所述蚀刻液组合物形成金属线路的工序不限于此，也可以在形成所述第二线路部时使用所述蚀刻液组合物，或者在形成所述第一线路部时使用所述蚀刻液组合物。或者，当然也可以在形成所述第一、第二线路部之外的线路时使用所述蚀刻液组合物。

下面，通过实施例和比较例，对本发明的蚀刻液组合物进行具体说明。

蚀刻液组合物的准备

如下表1所示，制备了本发明的实施例1～7的蚀刻液组合物和比较例1～6的蚀刻液组合物。在表1中，表示各组分的含量的单位表示以蚀刻液组合物的总重量作为100％的重量％。

[表1]

在上表1中，作为过二硫酸盐化合物使用了过二硫酸铵，作为唑类化合物使用了氨基四唑，作为水溶性胺化合物使用了氨基磺酸，作为有机酸使用了柠檬酸，作为磷酸盐化合物使用了氯化铵，作为氯化物使用了高氯酸钠，作为氟化物使用了氟化氢铵，作为无机酸使用了硝酸，作为磺酸化合物使用了甲基磺酸。

蚀刻液组合物的特性评价1

为了评价上述实施例及比较例的蚀刻液组合物的特性，准备了具有在绝缘基板上依次层叠的栅电极、栅绝缘膜、氧化物半导体材料、铜膜及光刻胶图案的样品。向各样品喷射实施例1～7及比较例1～6的蚀刻液组合物，测定了对各样品的蚀刻速度，基于扫描电子显微镜的照片测定了CD歪斜(CDskew)及锥角。

所述CD歪斜是指光刻胶末端和金属膜末端之间的距离。

在上述实施例及上述比较例中，以半导体材料及铜膜，或者铜膜被完全蚀刻为基准，进行实施过蚀刻(overetching)而进一步蚀刻约1.5倍的试验。

表2表示对实施例1～7及比较例1～6的蚀刻液组合物的铜蚀刻速度、源电极及漏电极(下面，表示为S/D)的CD歪斜、S/D锥角以及氧化物半导体层是否被蚀刻所进行的评价。

[表2]

在上表2中，所述EPD(End Point Detect)是指使用蚀刻液组合物蚀刻完要蚀刻的膜之后到下部的膜露出在蚀刻液中的状态为止的时间。所述EPD值越小，蚀刻能力越强。

参照上表2，就本发明的实施例1～6的蚀刻液组合物的蚀刻特性来说，铜蚀刻EPD是18秒，S/D CD歪斜是约0.60μm～约0.65μm，处于适当的范围内，S/D锥角是36°～43°，非常优异。

并且，表明本发明实施例1～6的蚀刻液组合物能够蚀刻氧化物半导体层。

实施例7的蚀刻液组合物不包含氟化物、无机酸及磺酸化合物，形成0.386μm的小的S/D CD歪斜值和54°的高的S/D锥角，被确认蚀刻后也有利于确保宽的线路宽度。此外，实施例7的蚀刻液组合物不影响氧化物半导体膜，有利于有选择地蚀刻铜膜。

对比较例1、2及4的蚀刻液组合物而言，虽然S/D锥角优异，但由于S/D CD歪斜值小而难以形成适当线路，并且因大的铜蚀刻EPD值而影响工序速度。

对比较例3的蚀刻液组合物而言，虽然S/D锥角优异，但鉴于铜蚀刻EPD值很小，蚀刻进行得快，但因此显现过大的S/D CD歪斜值，使线路宽度变窄。

在比较例5中，由于大的铜蚀刻EPD值而蚀刻速度变慢，显现小的S/D CD歪斜值和低的S/D锥角，使线路宽度变窄。

图5a是拍摄使用实施例1的刻蚀液组合物形成的线路的图。

图5b是拍摄使用实施例6的刻蚀液组合物形成的线路的图。

参照图5a和图5b，不同于使用实施例1的蚀刻液组合物形成的S/D，表明在使用比较例6的蚀刻液组合物的情况下S/D部分短路。在图5b中，以虚线圆来表示S/D短路的部分。

由此可知，通过氯化物能够防止S/D短路现象。

蚀刻液组合物的特性评价2

为了进行本发明实施例1的蚀刻液组合物的保存稳定性的试验，在约10℃下保存蚀刻液组合物，5天期间以相同的条件进行了蚀刻试验。其结果表示在下表3中。

参照表3，在约10℃下保存本发明的蚀刻液组合物的情况下，本发明的蚀刻液将与开始时相同的蚀刻性能维持到第五天。

虽然在表3中没有表示，但在第六天之后，每过一天铜蚀刻EPD慢约一秒，确认了蚀刻液组合物的蚀刻性能降低。

[表3]

蚀刻特性	第0天	第一天	第三天	第五天
					铜蚀刻EPD(秒)	18	18	18	18
S/D CD歪斜(μm)	0.631	0.628	0.655	0.651
					S/D锥角(°)	41	38	40	43

蚀刻液组合物的特性评价3

为了试验本发明实施例1的蚀刻液组合物的蚀刻性能，按照在蚀刻液组合物中积累的铜离子量进行试验，每四小时添加1000ppm的铜离子，共进行了16小时的试验。其结果表示在下表4中。

[表4]

参照表4，本发明实施例1的蚀刻液组合物的铜离子浓度到约4000ppm/16hr为止蚀刻特性几乎没有发生变化。即，在本发明的实施例1的情况下，确认了即使多次对包含半导体层及S/D线路的多重膜进行蚀刻，也能够维持初期蚀刻性能的优点。

以上，对本发明的优选的实施例进行了说明，但可以理解为，本技术领域的熟练从业者或者本技术领域内具被普通知识的人员能够在不超出后述的权利要求书所记载的本发明的思想及技术领域内能够对本发明进行各种改变及变更。

因此，本发明的技术范围不限于说明书中所记载的内容，而是由权利要求书来确定。

附图标记说明

CH 沟道

SM 半导体层

CL 金属膜

DE 漏电极

DL 数据线

SE 源电极

GE 栅电极

GI 栅绝缘膜

GL 栅线

INS1 第一绝缘基板

MSK 掩模板

PE 像素电极

PR 感光膜

PSV 钝化层

R1 第一区域

R2 第二区域

R3 第三区域

Claims

1.一种蚀刻液组合物，其特征在于，相对于蚀刻液组合物的总重量，包含0.1重量％～20重量％的过二硫酸盐化合物、0.01重量％～2重量％的唑类化合物、0.1重量％～10重量％的水溶性胺化合物、0.1重量％～5重量％的磷酸盐化合物、0.001重量％～1重量％的氯化物、0.1重量％～20重量％的有机酸、0.1重量％～2重量％的氟化物、0.1重量％～5重量％的磺酸化合物、以及0.1重量％～5重量％的无机酸以及使整个组合物的总重量成为100重量％的水。

2.一种蚀刻液组合物，其特征在于，相对于蚀刻液组合物的总重量，包含0.1重量％～20重量％的过二硫酸盐化合物、0.01重量％～2重量％的唑类化合物、0.1重量％～10重量％的水溶性胺化合物、0.1重量％～5重量％的磷酸盐化合物、0.001重量％～1重量％的氯化物、0.1重量％～20重量％的有机酸以及使整个组合物的总重量成为100重量％的水。

3.根据权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述过二硫酸盐化合物是过二硫酸钾(K₂S₂O₈)、过二硫酸钠(Na₂S₂O₈)及过二硫酸铵((NH₄)₂S₂O₈)中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述唑类化合物是苯并三唑、氨基四唑及咪唑中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述水溶性胺化合物是甘氨酸、亚氨基二乙酸、赖氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天门冬氨酸、对羟基苯甘氨酸、二羟乙基甘氨酸、丙氨酸、邻氨基苯甲酸、色氨酸、氨基磺酸、环己氨磺酸、脂肪胺磺酸、牛磺酸、脂肪胺亚磺酸及氨基乙烷亚磺酸中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述磷酸盐化合物是磷酸二氢钠(NaH₂PO₄)、磷酸一氢钠(Na₂HPO₄)、磷酸钠(Na₃PO₄)、磷酸二氢铵((NH₄)H₂PO₄)、磷酸一氢铵((NH₄)₂HPO₄)、磷酸铵((NH₄)₃PO₄)、磷酸二氢钾(KH₂PO₄)、磷酸一氢钾(K₂HPO₄)、磷酸钾(K₃PO₄)、磷酸二氢钙(Ca(H₂PO₄)₂)、磷酸一氢钙(Ca₂HPO₄)及磷酸钙中的至少一种(Ca₃PO₄)。

7.根据权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述氯化物是盐酸(HCl)、氯化铵(NH₄Cl)、氯化钾(KCl)、氯化铁(FeCl₃)、氯化钠(NaCl)、高氯酸铵(NH₄ClO₄)、高氯酸钾(K₄ClO₄)、高氯酸钠(Na₄ClO₄)及氯化锌(ZnCl₂)中的至少一种。

8.根据权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述有机酸是草酸、丁酮二酸、延胡索酸、苹果酸、琥珀酸、乙酸、丁酸、酒石酸、抗坏血酸、尿酸、亚磺酸、甲酸、柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸及乙醇酸中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述氟化物是氢氟酸(HF)、氟化钠(NaF)、氟化氢钠(NaHF₂)、氟化铵(NH₄F)、氟化氢铵(NH₄HF₂)、氟硼酸铵(NH₄BF₄)、氟化钾(KF)、氟化氢钾(KHF₂)、氟化铝(AlF₃)、氟硼酸(HBF₄)、氟化锂(LiF)、氟硼酸钾(KBF₄)及氟化钙(CaF₂)中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述无机酸是硝酸(HNO₃)、硫酸(H₂SO₄)、磷酸(H₃PO₄)、乙酸(CH₃COOH)及高氯酸(HClO₄)中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述磺酸化合物是甲基磺酸(CH₃SO₃H)及苯磺酸(C₆H₅SO₃H)中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述蚀刻液组合物是蚀刻半导体材料及包含铜的金属膜的蚀刻液组合物。

13.根据权利要求12所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述半导体材料由包含含有锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)以及它们的混合物中的至少一种的氧化物构成。

14.根据权利要求2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述蚀刻液组合物是蚀刻包含铜的金属膜的蚀刻液组合物。

15.根据权利要求14所述的蚀刻液组合物，其特征在于，

所述金属膜由单膜或者多重膜构成。

16.一种薄膜晶体管基板的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

在基板上形成栅线及与所述栅线连接的栅电极；

与所述栅电极绝缘地设置半导体材料并且在所述半导体材料上层叠金属膜；

使用第一蚀刻液组合物蚀刻所述半导体材料及所述金属膜而形成半导体层；

使用第二蚀刻液组合物蚀刻所述金属膜而形成源电极及漏电极；

形成与所述漏电极连接的像素电极；

其中，

所述第一组合物包含相对于蚀刻液组合物的总重量的0.1重量％～20重量％的过二硫酸盐化合物、0.01重量％～2重量％的唑类化合物、0.1重量％～10重量％的水溶性胺化合物、0.1重量％～5重量％的磷酸盐化合物、0.001重量％～1重量％的氯化物、0.1重量％～20重量％的有机酸、0.1重量％～2重量％的氟化物、0.1重量％～5重量％的磺酸化合物、以及0.1重量％～5重量％的无机酸以及使整个组合物的总重量成为100重量％的水，

所述第二组合物包含相对于蚀刻液组合物的总重量的0.1重量％～20重量％的过二硫酸盐化合物、0.01重量％～2重量％的唑类化合物、0.1重量％～10重量％的水溶性胺化合物、0.1重量％～5重量％的磷酸盐化合物、0.001重量％～1重量％的氯化物、0.1重量％～20重量％的有机酸以及使整个组合物的总重量成为100重量％的水。

17.根据权利要求16所述的薄膜晶体管基板的形成方法，其特征在于，

所述半导体层包含含有锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)以及它们的混合物中的至少一种的氧化物。

18.根据权利要求17所述的薄膜晶体管基板的形成方法，其特征在于，

所述金属膜是包含铜的单膜或者多重膜。