CN107365996B - 铜系金属膜的蚀刻液组合物及其应用 - Google Patents

铜系金属膜的蚀刻液组合物及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107365996B
CN107365996B CN201710333963.7A CN201710333963A CN107365996B CN 107365996 B CN107365996 B CN 107365996B CN 201710333963 A CN201710333963 A CN 201710333963A CN 107365996 B CN107365996 B CN 107365996B
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
based metal
metal film
molybdenum
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710333963.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107365996A (zh
Inventor
田玹守
金相泰
林大成
崔容硕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Original Assignee
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongwoo Fine Chem Co Ltd filed Critical Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Publication of CN107365996A publication Critical patent/CN107365996A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107365996B publication Critical patent/CN107365996B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/18Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/32Alkaline compositions
    • C23F1/34Alkaline compositions for etching copper or alloys thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286Wiring, e.g. gate line, drain line
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本发明涉及铜系金属膜的蚀刻液组合物及其应用。上述铜系金属膜的蚀刻液组合物的特征在于,相对于组合物总重量,包含过氧化氢5~30重量%、含氟化合物0.01~1.0重量%、环状胺化合物0.1~5重量%、磷酸盐化合物0.1~5.0重量%、一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1~5重量%、多元醇型表面活性剂0.1~5.0重量%、腐蚀电位调节剂0.5~10.0重量%及余量的水,上述组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位为‑0.8V~‑0.2V。

Description

铜系金属膜的蚀刻液组合物及其应用
技术领域
本发明涉及铜系金属膜的蚀刻液组合物及使用其的显示装置用阵列基板的制造方法、触摸传感器基板的制造方法以及铜系金属膜的蚀刻方法。
背景技术
半导体装置中,在基板上形成金属配线的过程通常由利用如下工序的步骤构成:利用溅射等的金属膜形成工序;利用光致抗蚀剂涂布、曝光及显影的在所选区域的光致抗蚀剂形成工序;及蚀刻工序,并且包括个别单元工序前后的清洗工序等。这样的蚀刻工序是指,将光致抗蚀剂设为掩模,在所选区域留下金属膜的工序,通常使用利用等离子体等的干式蚀刻或利用蚀刻液组合物的湿式蚀刻。
在这样的半导体装置中,近年来,金属配线的电阻成为主要被关注的问题。这是因为电阻是诱发RC信号延迟的主要因素,特别是在薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD,thinfilm transistor-liquid crystal display)的情况下,成为增加面板大小及实现高分辨率的技术开发的关键。由此,为了实现TFT-LCD的大型化中所必需的RC信号延迟的减小,必须开发低电阻的物质。因此,实际情况是,以往主要使用的铬(Cr,电阻率:12.7×10-8Ωm)、钼(Mo,电阻率:5×10-8Ωm)、铝(Al,电阻率:2.65×10-8Ωm)以及它们的合金难以利用于大型TFT-LCD中使用的栅极和数据配线等。
在这样的背景下,作为新的低电阻金属膜,被高度关注的是铜膜和铜钼膜等铜系金属膜及其蚀刻液组合物。然而,在针对铜系金属膜的蚀刻液组合物的情况下,目前虽然使用许多种类,但实际情况是,无法满足使用者所要求的性能。
因此,对于如下蚀刻液组合物的需求增加:在蚀刻由铜系金属膜形成的单层或多层金属层时,一并蚀刻并形成图案,没有蚀刻后的铜系金属膜的界面变形,实现直进性优异的锥角轮廓,因不产生残渣而不发生电短路、配线的不良或亮度的降低等问题。
现有技术问题
专利文献
专利文献1:韩国公开专利公报第10-2010-0090538号(公开日:2010年08月16日,名称:液晶显示装置用阵列基板的制造方法)
发明内容
所要解决的课题
本发明的目的在于,提供在铜系金属层的湿式蚀刻时,能够根据钼或钼合金的腐蚀电位实现微细图案或厚膜图案的铜系金属膜的蚀刻液组合物。
此外,本发明的目的在于,提供能够实现薄膜晶体管显示装置的构成薄膜晶体管(TFT,Thin film transistor)的栅极电极和栅极配线以及源电极/漏电极和数据配线的一并蚀刻的铜系金属膜的蚀刻液组合物。
此外,本发明的目的在于,提供使用与上述相同的铜系金属膜的蚀刻液组合物的铜系金属膜的蚀刻方法。
此外,本发明的目的在于,提供使用与上述相同的铜系金属膜的蚀刻液组合物的显示装置用阵列基板的制造方法。
此外,本发明的目的在于,提供使用与上述相同的铜系金属膜的蚀刻液组合物的触摸传感器基板的制造方法。
解决课题的方法
本发明提供一种铜系金属膜的蚀刻液组合物,其特征在于,相对于组合物总重量包含:过氧化氢(H2O2)5~30重量%、含氟化合物0.01~1.0重量%、环状胺化合物0.1~5重量%、磷酸盐化合物0.1~5.0重量%、一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1~5.0重量%、多元醇型表面活性剂0.1~5.0重量%、腐蚀电位调节剂0.5~10.0重量%及余量的水,上述组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位为-0.8V~-0.2V。
此外,本发明提供一种铜系金属膜的蚀刻方法,其包括:在基板上形成铜系金属膜的步骤;在上述铜系金属膜上选择性地留下光反应物质的步骤;及使用本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜的步骤。
此外,本发明提供一种显示装置用阵列基板的制造方法,其特征在于,包括:在基板上形成栅极配线的步骤;在包含上述栅极配线的基板上形成栅极绝缘层的步骤;在上述栅极绝缘层上形成半导体层的步骤;在上述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤;及形成与上述漏电极连接的像素电极的步骤,上述在基板上形成栅极配线的步骤包括:在基板上形成铜系金属膜,并以本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜而形成栅极配线的步骤,上述在上述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤包括:形成铜系金属膜,并以本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜而形成源电极和漏电极的步骤。
此外,本发明涉及一种触摸传感器基板的制造方法,其包括:在基板上形成栅极配线的步骤;在包含上述栅极配线的基板上形成栅极绝缘层的步骤;在上述栅极绝缘层上形成半导体层的步骤;在上述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤;形成与上述漏电极连接的像素电极的步骤;形成触摸传感器配线的步骤,上述在基板上形成栅极配线的步骤包括:在基板上形成铜系金属膜,并以本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜而形成栅极配线的步骤,上述在上述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤包括:形成铜系金属膜,并以本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜而形成源电极和漏电极的步骤。
发明效果
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物在铜系金属层的湿式蚀刻时,能够根据钼或钼合金的腐蚀电位实现微细图案或厚膜图案。此外,在蚀刻铜系金属膜时,能够实现直进性优异的锥角轮廓。此外,用本发明的蚀刻液组合物蚀刻铜系金属膜时,不产生残渣而不发生电短路、配线的不良或亮度的降低等问题。
此外,利用本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物制造显示装置用阵列基板或触摸传感器基板时,能够将栅极电极和栅极配线、源电极/漏电极和数据配线一并蚀刻,因此工序变得非常简化,能够使工序产率最大化。
进而,如果将本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物利用于电阻低的铜或铜合金配线的蚀刻,则能够制作实现大画面、高亮度的电路并且环保的显示装置用阵列基板或触摸传感器基板。
附图说明
图1是显示使用为了测定塔菲尔曲线分析(Tafel plot)而使用的工作电极(Working electrode)、参比电极(Reference electrode)和对电极(Counter electrode)的三电极体系的图。图1中,RE:参比电极,WE:工作电极,CE:对电极。
图2表示对于根据塔菲尔(Tafel)分析的、与参考电极比较后的电极的腐蚀电流密度的对数随腐蚀电位变化的曲线。
具体实施方式
下述实施例用于例示本发明,本发明不受下述实施例的限定,可以进行多种修改及变更。在判断为说明本发明之前对于相关的公知功能和构成的说明可能不必要地混淆本发明的主旨的情况下,对此的说明将省略。
下面的说明中例示特定实施例,以便本领域技术人员能够容易实施所说明的装置和方法。其他实施例可以包含在结构上、逻辑上不同的变形。只要不明确要求个别构成要素和功能,则可以进行一般选择,过程的顺序可以发生变化。某些实施例的部分和特征可以被其他实施例所包含或者用其他实施例代替。
本说明书中公开的对于根据本发明的概念的实施例特定的结构或功能说明是仅以用于说明实施例的目的而例示的,根据本发明的概念的实施例可以以多种形态实施且不限于本说明书中说明的实施例,包括属于本发明的思想和技术范围的所有变更、等同物或替代物。
以下,参照随附的附图,详细说明本发明的优选的实施例。
本发明涉及一种铜系金属膜的蚀刻液组合物,其特征在于,相对于组合物总重量包含:过氧化氢(H2O2)5~30重量%、含氟化合物0.01~1.0重量%、环状胺化合物0.1~5重量%、磷酸盐化合物0.1~5.0重量%、一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1~5.0重量%、多元醇型表面活性剂0.1~5.0重量%、腐蚀电位调节剂0.5~10.0重量%、及余量的水,上述组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位为-0.8V~-0.2V。
本发明中铜系金属膜在膜的构成成分中包含铜,是包括单层膜和双层膜等多层膜的概念。例如,作为铜或铜合金的单层膜、多层膜,包含铜钼膜、铜钼合金膜等。上述铜钼膜的意思是包含钼层和在上述钼层上形成的铜层,上述铜钼合金膜的意思是包含钼合金层和在上述钼合金层上形成的铜层。此外,上述钼合金层的意思是选自由钛(Ti)、钽(Ta)、铬(Cr)、镍(Ni)、钕(Nd)和铟(In)等组成的组中的一种以上与钼的合金。
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物中所包含的过氧化氢(H2O2)是蚀刻铜系金属膜的主成分,过氧化氢的含量相对于组合物总重量为5~30重量%,优选为8.0~25.0重量%,如果过氧化氢的含量小于5重量%,则无法实现铜系金属的蚀刻、或者蚀刻速度会变慢。此外,在过氧化氢的含量超过30重量%的情况下,由于蚀刻速度整体加快而难以控制工序。
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物中所包含的含氟化合物只要是作为本领域中使用的物质能够在溶液中离解成氟离子或多原子氟离子的含氟化合物,就没有特别限定。但上述含氟化合物优选为选自由氟化铵(ammonium fluoride:NH4F)、氟化钠(sodiumfluoride:NaF)、氟化钾(potassium fluoride:KF)、氟化氢铵(ammonium bifluoride:NH4F·HF)、氟化氢钠(sodium bifluoride:NaF·HF)和氟化氢钾(potassium bifluoride:KF·HF)组成的组中的一种或两种以上,更优选为选自由氟化钠、氟化钾、氟化氢铵、氟化氢钠和氟化氢钾组成的组中的一种或两种以上,最优选为氟化氢铵。
相对于组合物总重量,上述含氟化合物的含量为0.01~1.0重量%,优选为0.05~0.5重量%。如果上述含氟化合物的含量小于0.01重量%,则钼或钼合金膜的蚀刻速度变慢,可能产生蚀刻残渣。如果上述含氟化合物的含量超过1.0重量%,则存在玻璃基板蚀刻率变大的问题。
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物中所包含的环状胺化合物发挥调节铜系金属膜的蚀刻速度、减少图案的CD损失(CD loss)、提高工序余量的作用。
相对于组合物总重量,上述环状胺化合物的含量为0.1~5.0重量%,优选为0.1~3.0重量%。如果上述环状胺化合物的含量小于0.1重量%,则蚀刻速度变快,CD损失可能过大。如果上述环状胺化合物的含量超过5.0重量%,则铜系金属膜的蚀刻速度变得过慢,可能产生蚀刻残渣。
上述环状胺化合物优选为选自由5-甲基-1H-四唑(5-Methyl-1H-tetrazole)、氨基四唑(aminotetrazole)、苯并三唑(benzotriazole)、甲苯基三唑(tolyltriazole)、吡唑(pyrazole)、吡咯(pyrrole)、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-氨基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基咪唑和4-丙基咪唑组成的组中的一种或两种以上。优选环状胺化合物为5-甲基-1H-四唑(5-Methyl-1H-tetrazole)。
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物中所包含的磷酸盐化合物发挥增加铜系金属膜的蚀刻速度、减少图案的CD损失(CD Loss)、提高工序余量的作用。
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物中所包含的磷酸盐化合物为使图案的锥角轮廓良好的成分。如果在本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物中不存在上述磷酸盐化合物,则蚀刻轮廓可能变得不良。相对于组合物总重量,上述磷酸盐化合物的含量为0.1~5重量%。在上述磷酸盐化合物的含量小于0.1重量%的情况下,蚀刻轮廓可能变得不良。在上述磷酸盐化合物超过5重量%的情况下,可能发生蚀刻速度变慢的问题。
上述磷酸盐化合物只要是在磷酸中的一个或两个氢被碱金属或碱土金属置换的盐中选择的磷酸盐化合物,就没有特别限定,但优选为选自由磷酸氢钠(Sodium hydrogenphosphate)、磷酸钠(sodium phosphate)、磷酸钾(potassium phosphate)和磷酸铵(ammonium phosphate)组成的组中的一种或两种以上,优选为选自由磷酸氢钠(Sodiumhydrogen phosphate)、磷酸钠(sodium phosphate)和磷酸铵(ammonium phosphate)组成的组中的一种或两种,更优选为磷酸氢钠(Sodium hydrogen phosphate)。
本发明的铜系金属膜蚀刻液组合物中所包含的一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物作为处理张数提高剂发挥提高铜系金属膜的处理张数的作用。此外,本发明的蚀刻液组合物中所包含的一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物发挥通过包围蚀刻铜膜后在蚀刻液中溶出的铜离子来抑制铜离子的活度而抑制过氧化氢的分解反应的作用。一般而言,在使用过氧化氢的蚀刻液组合物的情况下,保管时由于过氧化氢进行自分解而保管时间不长,还带有容器可能爆炸的危险因素。然而,在包含上述一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物的情况下,由于降低铜离子的活度,减小过氧化氢水的分解速度,有利于确保保管时间和稳定性,因此能够进行稳定的工序。
相对于组合物总重量,上述一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物的含量为0.1~5.0重量%,优选为1.0~5.0重量%。在上述一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物的含量小于0.1重量%的情况下,铜系金属膜的蚀刻速度变慢而可能产生蚀刻残渣,并且过氧化氢的分解被加速而可能发生使蚀刻液稳定性下降的问题。如果上述一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物的含量超过5.0重量%,则可能导致铜系金属膜的过蚀刻。
上述一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物优选为选自由丙氨酸(alanine)、氨基丁酸(aminobutyric acid)、谷氨酸(glutamic acid)、甘氨酸(glycine)、亚氨基二乙酸(iminodiacetic acid)、氨三乙酸(nitrilotriacetic acid)和肌氨酸(sarcosine)组成的组中的一种或两种以上,更优选为亚氨基二乙酸。
本发明的铜系金属膜蚀刻液组合物中所包含的多元醇型表面活性剂通过包围蚀刻铜膜后在蚀刻液中溶出的铜离子来抑制铜离子的活度而抑制过氧化氢的分解反应。如果这样降低铜离子的活度,则在使用蚀刻液的期间能够稳定地进行工序。此外,上述多元醇型表面活性剂发挥减小表面张力而增加蚀刻均匀性的作用。此外,通过抑制铜离子的活度从而抑制过氧化氢的分解反应。相对于组合物总重量,多元醇型表面活性剂的含量为0.1~5.0重量%,更优选为0.5~5.0重量%。在上述多元醇型表面活性剂的含量小于0.1重量%的情况下,有可能蚀刻速度调节、蚀刻均匀性效果不大,在上述多元醇型表面活性剂的含量超过5.0重量%的情况下,由于过蚀刻而难以控制工序。
上述多元醇型表面活性剂优选为选自由甘油(glycerol)、三乙二醇(triethyleneglycol)和聚乙二醇(polyethylene glycol)组成的组中的一种或两种以上,更优选为三乙二醇(triethylene glycol)。
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物中所包含的腐蚀电位调节剂是指调节上述组合物的腐蚀电位的化合物。关于上述腐蚀电位调节剂,相对于组合物总重量,腐蚀电位调节剂化合物的含量为0.5~10.0重量%范围,并且应当以上述铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位为-0.8V~-0.2V的方式包含。如果上述铜系金属膜的蚀刻液组合物中的腐蚀电位调节剂以上述铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位小于-0.8V的方式包含,则铜系或钼、钼合金层的侧蚀(Side Etch)增加而无法实现微细图案。如果上述铜系金属膜的蚀刻液组合物中的腐蚀电位调节剂以上述铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位超过-0.2V的方式包含,则无法进行蚀刻或者蚀刻速度变得很慢,从而难以控制实现厚膜的图案的工序。换言之,在上述铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位小于-0.8V的情况下,铜系或钼、钼合金层的侧蚀(Side Etch)增加而无法实现微细图案,在上述铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位超过-0.2V的情况下,无法进行蚀刻或者蚀刻速度变得很慢,从而难以控制实现厚膜的图案的工序。
上述腐蚀电位调节剂优选为选自分子内包含羧基的分子组中的一种或两种以上,更优选为选自由分子内包含羧基的乙酸铵(ammonium acetate)、乙酸钠(sodiumacetate)、乙酸钾(Potassium acetate)组成的组中的一种或两种以上,进一步优选为乙酸钾。
上述铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位是指,在金属、即钼或钼合金变成金属的氧化物、即钼或钼合金的氧化物的时刻测定的腐蚀电位、即整体氧化速度与整体还原速度一致的点的电位值,该电位值通过电化学中周知的塔菲尔曲线分析(Tafel plot)来测定。塔菲尔曲线分析(Tafel Plot)是一边使电位以一定速度发生变化一边测定电流值变化的方法。此时,电极使用采用工作电极(Working electrode)、参比电极(Reference electrode)、对电极(Counter electrode)的三电极体系。测定的电位或电流由恒电位仪(potentiostat)收集。电池(cell)的构成如图1所示。
工作电极使用想要测定腐蚀电位的金属。电位差由于无法测定绝对值而需要能够相对测定的另一个电极。因此,以参比电极测定相对值。在电极之间施加外部电压的情况下,电极之间会产生电阻电压降(ohmic voltage drop,IRcell)而参比电极电位脱离平衡值,对电极是为了避免这样的偏差而使用的电极。此时,电流在工作电极与对电极之间流通。在想要测定腐蚀电位的组合物中浸渍三电极,通过恒电位仪使电位以一定速度发生变化并测定电流。通过塔菲尔曲线分析(Tafel Plot)的腐蚀电位的测定如图2所示。图2表示对于根据塔菲尔(Tafel)分析的、与参考电极比较后的电极的腐蚀电流密度的对数随腐蚀电位变化的曲线。利用如上所述的方法,能够测定利用组合物的金属的腐蚀电位。
本发明的铜系金属膜蚀刻液组合物中所包含的水以余量包含,其种类没有特别限定,但优选为去离子水。更优选使用水的电阻率值(即,离子在水中被去除的程度)为18MΩ·cm以上的去离子水。
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物中除了上述的成分以外可以进一步添加通常的添加剂,作为添加剂,可以使用多价螯合剂、防腐蚀剂等。
此外,上述添加剂并不限于此,为了使本发明的效果更加良好,也可以选择本领域中公知的其他多种添加剂而添加。
本发明中使用的过氧化氢(H2O2)、含氟化合物、环状胺化合物、磷酸盐化合物、一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物、多元醇型表面活性剂、腐蚀电位调节剂优选具有用于半导体工序的纯度。
本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物能够将由铜系金属形成的显示装置的栅极电极和栅极配线、源电极/漏电极和数据配线一并蚀刻。
此外,本发明涉及一种铜系金属膜的蚀刻方法,其包括:在基板上形成铜系金属膜的步骤;在上述铜系金属膜上选择性地留下光反应物质的步骤;及使用本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜的步骤。
本发明的蚀刻方法中,上述光反应物质优选为通常的光致抗蚀剂物质,可以通过通常的曝光和显影工序而被选择性地留下。
此外,本发明涉及一种显示装置用阵列基板的制造方法,其特征在于,包括:在基板上形成栅极配线的步骤;在包含上述栅极配线的基板上形成栅极绝缘层的步骤;在上述栅极绝缘层上形成半导体层的步骤;在上述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤;及形成与上述漏电极连接的像素电极的步骤,上述在基板上形成栅极配线的步骤包括:在基板上形成铜系金属膜,并以本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜而形成栅极配线的步骤,上述在上述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤包括:形成铜系金属膜,并以本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜而形成源电极和漏电极的步骤。
上述显示装置用阵列基板可以为薄膜晶体管(TFT)阵列基板。
此外,本发明涉及一种触摸传感器基板的制造方法,其包括:在基板上形成栅极配线的步骤;在包含上述栅极配线的基板上形成栅极绝缘层的步骤;在上述栅极绝缘层上形成半导体层的步骤;在上述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤;形成与上述漏电极连接的像素电极的步骤;及形成触摸传感器配线的步骤,上述在基板上形成栅极配线的步骤包括:在基板上形成铜系金属膜,并以本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜而形成栅极配线的步骤,上述在上述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤包括:形成铜系金属膜,并以本发明的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻上述铜系金属膜而形成源电极和漏电极的步骤。
以下,通过实施例更具体地说明本发明。但本发明的范围不受下述实施例的限制。
实施例和比较例:铜系金属膜的蚀刻液组合物的制造
按照下述表1制造实施例1~2及比较例1~4的铜系金属膜的蚀刻液组合物。
[表1]
Figure BDA0001293258940000101
(单位:重量%)
试验例:铜系金属膜的蚀刻液组合物的特性评价
利用实施例和比较例的铜系金属膜的蚀刻液组合物,实施铜系金属膜(Cu单层膜和Cu/Mo-Nb双层膜)的蚀刻工序。即,在玻璃基板(100mmⅩ100mm)上蒸镀Cu膜或钼、钼合金后,通过光刻(photolithography)工序在基板上形成具有预定图案的光致抗蚀剂,然后分别使用上述实施例1~实施例2及比较例1~比较例4的组合物,对Cu膜实施蚀刻工序。蚀刻工序中,蚀刻液组合物的温度设为约30℃左右,但适宜温度在必要时可以根据其他工序条件和其它因素来变更。蚀刻时间可根据蚀刻温度而不同,但通常以30~180秒程度进行。对于上述蚀刻工序中蚀刻的铜系金属膜的轮廓,使用SEM(日立公司制品,型号名称S-4700)检查截面,将结果记载于表2。
[表2]
Figure BDA0001293258940000111
<微细图案形成能力评价基准>
○:S/E:0.5μm以下,T/A 45°以上且55°以下
△:S/E:大于0.5μm且1.0μm以下,T/A大于55°且65°以下
Х:S/E:大于1.0μm,T/A小于45°或大于65°
如上述表2所示,可确认,与比较例的铜系金属膜的蚀刻液组合物相比,铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位为-0.8V~-0.2V范围内的实施例的铜系金属膜的蚀刻液组合物表现出良好的蚀刻特性。

Claims (12)

1.一种显示装置用阵列基板的制造方法,其特征在于,包括:
在基板上形成栅极配线的步骤;
在包含所述栅极配线的基板上形成栅极绝缘层的步骤;
在所述栅极绝缘层上形成半导体层的步骤;
在所述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤;及
形成与所述漏电极连接的像素电极的步骤,
所述在基板上形成栅极配线的步骤包括:在基板上形成铜系金属膜,并以铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻所述铜系金属膜而形成栅极配线的步骤,
所述在所述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤包括:形成铜系金属膜,并以铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻所述铜系金属膜而形成源电极和漏电极的步骤,
所述铜系金属膜的蚀刻液组合物相对于组合物总重量包含:过氧化氢5~30重量%、含氟化合物0.01~1.0重量%、环状胺化合物0.1~5重量%、磷酸盐化合物0.1~5.0重量%、一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1~5重量%、多元醇型表面活性剂0.1~5.0重量%、腐蚀电位调节剂0.5~10.0重量%及余量的水,所述铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位为-0.8V~-0.2V,
所述腐蚀电位调节剂为选自由乙酸铵、乙酸钠和乙酸钾组成的组中的一种或两种以上,
所述铜系金属膜为包含钼层和在所述钼层上形成的铜层的铜钼膜、或者为包含钼合金层和在所述钼合金层上形成的铜层的铜钼合金膜。
2.根据权利要求1所述的显示装置用阵列基板的制造方法,其特征在于,所述显示装置用阵列基板为薄膜晶体管阵列基板。
3.一种触摸传感器基板的制造方法,其特征在于,包括:
在基板上形成栅极配线的步骤;
在包含所述栅极配线的基板上形成栅极绝缘层的步骤;
在所述栅极绝缘层上形成半导体层的步骤;
在所述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤;
形成与所述漏电极连接的像素电极的步骤;及
形成触摸传感器配线的步骤,
所述在基板上形成栅极配线的步骤包括:在基板上形成铜系金属膜,并以铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻所述铜系金属膜而形成栅极配线的步骤,
所述在所述半导体层上形成源电极和漏电极的步骤包括:形成铜系金属膜,并以铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻所述铜系金属膜而形成源电极和漏电极的步骤,
所述铜系金属膜的蚀刻液组合物相对于组合物总重量包含:过氧化氢5~30重量%、含氟化合物0.01~1.0重量%、环状胺化合物0.1~5重量%、磷酸盐化合物0.1~5.0重量%、一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1~5重量%、多元醇型表面活性剂0.1~5.0重量%、腐蚀电位调节剂0.5~10.0重量%及余量的水,所述铜系金属膜的蚀刻液组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位为-0.8V~-0.2V,
所述腐蚀电位调节剂为选自由乙酸铵、乙酸钠和乙酸钾组成的组中的一种或两种以上,
所述铜系金属膜为包含钼层和在所述钼层上形成的铜层的铜钼膜、或者为包含钼合金层和在所述钼合金层上形成的铜层的铜钼合金膜。
4.一种铜系金属膜的蚀刻液组合物,其特征在于,相对于组合物总重量包含:
过氧化氢5~30重量%、
含氟化合物0.01~1.0重量%、
环状胺化合物0.1~5重量%、
磷酸盐化合物0.1~5.0重量%、
一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1~5.0重量%、
多元醇型表面活性剂0.1~5.0重量%、
腐蚀电位调节剂0.5~10.0重量%、及
余量的水,
所述组合物中测定的钼或钼合金腐蚀电位为-0.8V~-0.2V,
所述腐蚀电位调节剂为选自由乙酸铵、乙酸钠和乙酸钾组成的组中的一种或两种以上,
所述铜系金属膜为包含钼层和在所述钼层上形成的铜层的铜钼膜、或者为包含钼合金层和在所述钼合金层上形成的铜层的铜钼合金膜。
5.根据权利要求4所述的铜系金属膜的蚀刻液组合物,其特征在于,所述含氟化合物为选自由NH4F·HF、KF·HF、NaF·HF、NH4F、KF和NaF组成的组中的一种或两种以上。
6.根据权利要求4所述的铜系金属膜的蚀刻液组合物,其特征在于,环状胺化合物为选自由5-甲基-1H-四唑、氨基四唑、苯并三唑、甲苯基三唑、吡唑、吡咯、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-氨基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基咪唑和4-丙基咪唑组成的组中的一种或两种以上。
7.根据权利要求4所述的铜系金属膜的蚀刻液组合物,其特征在于,所述磷酸盐化合物为选自由磷酸氢钠、磷酸钠、磷酸钾和磷酸铵组成的组中的一种或两种以上。
8.根据权利要求4所述的铜系金属膜的蚀刻液组合物,其特征在于,所述一个分子内具有氮原子和羧基的水溶性化合物为选自由丙氨酸、氨基丁酸、谷氨酸、甘氨酸、亚氨基二乙酸、氨三乙酸和肌氨酸组成的组中的一种或两种以上。
9.根据权利要求4所述的铜系金属膜的蚀刻液组合物,其特征在于,所述多元醇型表面活性剂为选自由甘油、三乙二醇和聚乙二醇组成的组中的一种或两种以上。
10.一种铜系金属膜的蚀刻方法,其包括:
在基板上形成铜系金属膜的步骤;
在所述铜系金属膜上选择性地留下光反应物质的步骤;及
使用权利要求4所述的铜系金属膜的蚀刻液组合物蚀刻所述铜系金属膜的步骤。
11.根据权利要求10所述的铜系金属膜的蚀刻方法,其特征在于,所述光反应物质作为光致抗蚀剂物质,通过曝光和显影工序而被选择性地留下。
12.根据权利要求10所述的铜系金属膜的蚀刻方法,其特征在于,所述铜系金属膜为包含钼层和在所述钼层上形成的铜层的铜钼膜、或者为包含钼合金层和在所述钼合金层上形成的铜层的铜钼合金膜。
CN201710333963.7A 2016-05-13 2017-05-12 铜系金属膜的蚀刻液组合物及其应用 Active CN107365996B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0058847 2016-05-13
KR20160058847 2016-05-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107365996A CN107365996A (zh) 2017-11-21
CN107365996B true CN107365996B (zh) 2021-08-24

Family

ID=60304790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710333963.7A Active CN107365996B (zh) 2016-05-13 2017-05-12 铜系金属膜的蚀刻液组合物及其应用

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102310092B1 (zh)
CN (1) CN107365996B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102384565B1 (ko) * 2018-03-15 2022-04-08 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각 조성물

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101392376A (zh) * 2007-09-19 2009-03-25 长瀬化成株式会社 蚀刻组合物
CN103052907A (zh) * 2010-07-30 2013-04-17 东友Fine-Chem股份有限公司 用于制造液晶显示装置用阵列基板的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7521366B2 (en) * 2001-12-12 2009-04-21 Lg Display Co., Ltd. Manufacturing method of electro line for liquid crystal display device
KR100813005B1 (ko) * 2001-12-12 2008-03-14 엘지.필립스 엘시디 주식회사 몰리브덴을 배리어층으로 가지는 구리/몰리브덴 배선의일괄식각방법
KR101529733B1 (ko) 2009-02-06 2015-06-19 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20140086665A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101392376A (zh) * 2007-09-19 2009-03-25 长瀬化成株式会社 蚀刻组合物
CN103052907A (zh) * 2010-07-30 2013-04-17 东友Fine-Chem股份有限公司 用于制造液晶显示装置用阵列基板的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170128111A (ko) 2017-11-22
KR102310092B1 (ko) 2021-10-08
CN107365996A (zh) 2017-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101310310B1 (ko) 박막트랜지스터 액정표시장치의 식각액 조성물
JP5559956B2 (ja) 薄膜トランジスタ液晶表示装置のエッチング液組成物
TWI598467B (zh) 製備薄膜電晶體通道蝕刻組合物及製備薄膜電晶體通道方法
TWI524428B (zh) 液晶顯示器用之陣列基板及其製造方法以及蝕刻銅系金屬層之方法及其蝕刻劑組成物
TWI632670B (zh) 用於銅基金屬膜的蝕刻劑組合物及製造液晶顯示器用陣列基板的方法
CN104480469A (zh) 一种新型tft铜钼层叠膜蚀刻液组合物及蚀刻方法
TW201638393A (zh) 蝕刻劑組合物和製作用於液晶顯示器的陣列基板的方法
CN102472938A (zh) 液晶显示装置用阵列基板的制造方法
CN108203830B (zh) 金属线蚀刻液组合物
CN107630219B (zh) 金属膜蚀刻液组合物及显示装置用阵列基板的制造方法
TWI614550B (zh) 液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法及其多層膜用蝕刻液組合物
KR20170021196A (ko) 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN107365996B (zh) 铜系金属膜的蚀刻液组合物及其应用
KR102505196B1 (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN111755461B (zh) 液晶显示装置用阵列基板的制造方法及用于其的铜系金属膜蚀刻液组合物
KR101369946B1 (ko) 박막트랜지스터 액정표시장치의 식각액 조성물
CN105820819B (zh) 氧化铟层蚀刻液组合物和利用其制造液晶显示装置的阵列基板的方法
KR102254563B1 (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN107475716B (zh) 铜系金属膜的蚀刻液组合物及其应用
CN103026293A (zh) 用于制造液晶显示装置用阵列基板的方法
KR20160112471A (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20150035213A (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102368974B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102368356B1 (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160112472A (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant