CN108251842B - 蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法 - Google Patents

蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108251842B
CN108251842B CN201711082676.XA CN201711082676A CN108251842B CN 108251842 B CN108251842 B CN 108251842B CN 201711082676 A CN201711082676 A CN 201711082676A CN 108251842 B CN108251842 B CN 108251842B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compound
phosphate
nitrogen
etching solution
solution composition
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
CN201711082676.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108251842A (zh
Inventor
裵俊佑
朴弘植
金奎佈
申贤哲
李相赫
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.)
Dongjin Semichem Co Ltd
Samsung Display Co Ltd
Original Assignee
Dongjin Semichem Co Ltd
Samsung Display 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 Dongjin Semichem Co Ltd, Samsung Display Co Ltd filed Critical Dongjin Semichem Co Ltd
Publication of CN108251842A publication Critical patent/CN108251842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108251842B publication Critical patent/CN108251842B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23F—NON-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
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23F—NON-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
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/18—Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23F—NON-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
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/26—Acidic compositions for etching refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23F—NON-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
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14—Nitrogen-containing compounds
    • C23F11/149—Heterocyclic compounds containing nitrogen as hetero atom
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/067—Etchants

Abstract

根据本发明的一个实施例提供一种蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法，蚀刻液组合物包含：8重量％至20重量％的过硫酸盐系化合物；从0.1重量％至5重量％的1‑氮系环型化合物、0.05重量％至1重量％的3‑氮系环型化合物及这些化合物的混合物中选择的1种以上的氮系环型化合物；0.1重量％至1重量％的氟系化合物；0.1重量％至1重量％的铜腐蚀防止化合物；以及余量的水。

Description

蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法
技术领域
本发明涉及一种蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法。
背景技术
通常，作为显示装置，使用液晶显示装置(Liquid CrystalDisplay；LCD)及有机发光显示装置(Organic Light Emitting Diode Display；OLED)等。
这种显示装置包括多个金属布线，这样的金属布线将导电率提高或接触电阻降低之类的效果作为必要效果，并据此旨在实现稳定化的图像。
为了实现前述的效果，金属布线可包括由互不相同的物质构成的多个层通过层叠而成的结构。然而，用于形成各层的物质具有不同的蚀刻率，因此可能在一部分的层中发生过度蚀刻或未蚀刻。
发明内容
本发明的实施例旨在提供一种蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法，所述蚀刻液组合物用于制造金属布线，所述金属布线包括由互不相同的物质构成的多个层。
根据本发明的一个实施例的一种蚀刻液组合物，包含：8重量％至20重量％的过硫酸盐系化合物；从0.1重量％至5重量％的1-氮系环型化合物、0.05重量％至1重量％的3-氮系环型化合物及这些化合物的混合物中选择的1种以上的氮系环型化合物；0.1重量％至1重量％的氟系化合物；0.1重量％至1重量％的铜腐蚀防止化合物；以及余量的水。
所述过硫酸盐系化合物可包括过硫酸铵(Ammonium persulfate)、过硫酸钠(Sodium persulfate)及过硫酸钾(Potassium persulfate)中的至少一种化合物。
所述氟系化合物可包括氟化铵(Ammonium fluoride)、氟化氢铵(Ammoniumbifluoride)、氟化钾(Potassium fluoride)、氟化氢钾(Potassium bifluoride)、氟化钠(Sodium fluoride)、氟化氢钠(Sodium bifluoride)、氟化锂(Lithium fluoride)、氟化氢镁(Magnesium bifluoride)及氟化氢(Hydrogen fluoride)中的至少一种化合物。
所述铜腐蚀防止化合物可包括氨基四唑(Aminotetrazole)、咪唑(Imidazole)及吡唑(Pyrazole)中的至少一种化合物。
所述1-氮系环型化合物可包括5-羟脯氨酸(5-oxoproline)和噻唑(Thiazole)中的至少一种化合物。
所述3-氮系环型化合物可包括1,2,4-三唑(1,2,4-Triazole)、3-氨基-1,2,4-三唑(3-Amino-1,2,4-Triazole)、3-巯基-1,2,4-三唑(3-mercapto-1,2,4-Triazole)及3-氨基-1,2,4-三唑-5-硫醇(3-Amino-1,2,4-Triazole-5-Thiol)中的至少一种化合物。
所述蚀刻液组合物还可以包含0.05重量％至0.9重量％的磷酸盐系化合物。
所述磷酸盐系化合物可包括磷酸(Phosphoric acid)、磷酸三钠(Trisodiumphosphate)、磷酸二氢钠(Sodium dihydrogen phosphate)、磷酸氢钠(Sodium hydrogenphosphate)、磷酸三钾(Potassium phosphate tribasic)、磷酸二氢钾(Potassiumdihydrogen phosphate)、磷酸二钾(Dipotassium phosphate)、磷酸铵(AmmoniumPhosphate)、磷酸二氢铵(Ammonium dihydrogen phosphate)及磷酸二铵(Diammoniumphosphate)中的至少一种化合物。
所述磷酸盐系化合物与所述1-氮系环型化合物的含量比可以是1:2至1:5.6。
所述1-氮系环型化合物与所述3-氮系环型化合物的含量比可以是2:1至5:1。
所述蚀刻液组合物还可以包含0.1重量％至3重量％的磺酸系化合物。
所述磺酸系化合物可包括对甲苯磺酸(Paratoluenesulfonic acid)、苯磺酸(Benzenesulfonic acid)、甲磺酸(Methanesulfonic acid)及氨基磺酸(Sulfamic acid)中的至少一种化合物。
根据本发明的一个实施例的一种金属布线的制造方法，包括如下步骤：在基板上形成金属层；以及通过对所述金属层进行蚀刻而形成金属布线。其中，在形成所述金属布线的步骤中，利用一种蚀刻液组合物，其包含：从0.1重量％至5重量％的1-氮系环型化合物、0.05重量％至1重量％的3-氮系环型化合物及这些化合物的混合物中选择的1种以上的氮系环型化合物；0.1重量％至1重量％的氟系化合物；0.1重量％至1重量％的铜腐蚀防止化合物；以及余量的水。
所述金属布线的截面可具有预定程度锥度化的形态。
所述金属布线可不包括尖顶和尾部。
所述金属布线可包括多层结构。
所述金属布线可包括三重膜结构，所述三重膜结构可按钛、铜、钛的顺序层叠。
根据本发明的实施例，使金属布线中产生尾部或尖顶的问题最小化，因此有利于后续工序。并且，易于对多层结构的布线执行图案化，因此可以提高显示装置的可靠性。
附图说明
图1、图2、图3、图4及图5为表示根据本发明的一个实施例的金属布线的制造方法的剖面图。
图6为表示薄膜晶体管显示板中包含的一个薄膜晶体管区域的平面图。
图7为沿图6中的用VII-VII表示的剖切线剖切的剖面图。
图8是与根据本发明的实施例的金属布线截面相关的图像。
图9是与根据比较例的金属布线截面相关的图像。
图10为针对本发明的实施例示出基于铜累积量的端点检测(EPD)的曲线图。
图11为针对本发明的实施例示出基于铜累积量的偏态值变化的曲线图。
符号说明
121：栅极线 124：栅电极
140：栅绝缘膜 154：半导体层
171：数据线 173：源电极
175：漏电极 180：保护膜
185：接触孔 191：像素电极
具体实施方式
以下，将附图作为参考，对本发明的诸实施例进行详细的说明，以使本发明所属的技术领域中具备基本知识的人员易于实施。本发明可由多种不同的形态实现，其并不限定于在此描述的诸实施例。
为了明确阐明本发明，省略了与说明无关的部分，贯穿整个说明书，对相同或类似的构成要素赋予相同的附图标记。
并且，图中所示的各个构成的大小和厚度被任意图示以便于说明，因此本发明并非必须限定于图示情形。在附图中为了明确表示诸层及区域，将厚度放大而示出。另外，在附图中，为了便于说明，将一部分层和区域的厚度夸张而示出。
并且，当提到层、膜、区域、板等部分位于其他部分“上方”或“上部”时，不仅表示位于其他部分的“紧邻的上方”的情形，而且还包括其中间存在另外的部分的情形。反之，当提到某部分位于其他部分的“紧邻的上方”时，则表示中间不存在其他部分。而且，所谓的位于作为基准的部分“上方”或“上部”，表示位于作为基准的部分的上方或者下方，其并非必须表示沿重力的反方向位于“上方”或“上部”。
而且，贯穿整个说明书，当提到某部分包括某构成要素时，除非另有特别相反的记载，否则并不排除其他构成要素，其表示还可以包括其他构成要素。
并且，贯穿整个说明书，当表述为“平面上”时，表示从上方观察对象部分，当表述为“截面上”时，表示从侧方观察沿垂直截取对象部分的剖面时的情形。
以下，对根据本发明的一个实施例的蚀刻液组合物进行说明。
首先，根据本发明的一个实施例的蚀刻液组合物可包括：过硫酸盐系化合物；1-氮系环型化合物和3-氮系环型化合物中的1种以上的氮系环型化合物；铜腐蚀防止化合物；氟系化合物；以及余量的水。
过硫酸盐系化合物是由铜构成的金属膜的氧化剂，相对于蚀刻液组合物的总重量而言其可包含8至20重量％。如果过硫酸盐系化合物小于8重量％，则铜的蚀刻速率变慢，而且可利用蚀刻液组合物进行蚀刻的基板的张数减少，如果超过20重量％，则铜的蚀刻速率变得过快，因此工艺宽裕度(ProcessMargin)的控制并不容易。作为一例，过硫酸盐系化合物可包括过硫酸铵(Ammonium persulfate)、过硫酸钠(Sodium persulfate)及过硫酸钾(Potassium persulfate)中的至少一种化合物。
氟系化合物为铟系化合物和/或钛的氧化剂，相对于蚀刻液组合物的总重量而言其可以包含0.1至1重量％。如果氟系化合物的含量相对于蚀刻液组合物的总重量而小于0.1重量％，则铟系化合物和/或钛的氧化并不容易，如果被添加成大于1重量％，则可能引发基板的损伤。
作为一例，氟系化合物可包括氟化铵(Ammonium fluoride)、氟化氢铵(Ammoniumbifluoride)、氟化钾(Potassium fluoride)、氟化氢钾(Potassium bifluoride)、氟化钠(Sodium fluoride)、氟化氢钠(Sodium bifluoride)、氟化锂(Lithium fluoride)、氟化氢镁(Magnesium bifluoride)及氟化氢(Hydrogen fluoride)中的至少一种化合物。相对于蚀刻液组合物的总重量而言，以0.1至1重量％包含铜腐蚀防止化合物。如果铜腐蚀防止化合物的含量小于0.1重量％，则无法作为腐蚀抑制剂发挥功能，如果超过1重量％，则相对于添加量而言不够高效。
作为一例，铜腐蚀防止化合物可包括氨基四唑(Aminotetrazole)、咪唑(Imidazole)及吡唑(Pyrazole)中的至少一种化合物。
铜腐蚀防止化合物被吸附于包含铜的膜的表面而起到腐蚀抑制剂的作用，且可将包含铜的膜表面的轮廓制作得稳定。
根据一个实施例的蚀刻液组合物可包括从1-氮系环型化合物、3-氮系环型化合物及这些化合物的混合物中选择的1种以上的氮系环型化合物。
相对于蚀刻液组合物的总重量而言，以0.1至5重量％包含1-氮系环型化合物。如果1-氮系环型化合物的含量小于0.1重量％，则过硫酸盐系化合物的自分解抑制并不容易，如果超过5重量％，则相对于添加量而言效率不良。
作为一例，1-氮系环型化合物可包括5-羟脯氨酸(5-oxoproline)和噻唑(Thiazole)中的至少一种化合物。
1-氮系环型化合物是用于抑制过硫酸盐系化合物的自分解而使蚀刻速度得以维持的稳定剂。过硫酸盐系化合物可在水溶液中形成自由基的同时被分解，此时1-氮系环型化合物抑制过硫酸盐系化合物的自由基的形成，从而可以防止过硫酸盐系化合物的分解。如果不添加1-氮系环型化合物，则所述自由基将3-氮系环型化合物分解，从而可能发生可靠性降低的问题。
相对于蚀刻液组合物的总重量而言，可包含0.05至1重量％的3-氮系环型化合物。如果3-氮系环型化合物的含量小于0.05重量％，则在蚀刻液组合物内累积铜离子，从而难以维持蚀刻量，如果超过1重量％，则相对于添加量而言不够高效。
作为3-氮系环型化合物，可包括1,2,4-三唑(1,2,4-Triazole)、3-氨基-1,2,4-三唑(3-Amino-1,2,4-Triazole)、3-巯基-1,2,4-三唑(3-mercapto-1,2,4-Triazole)及3-氨基-1,2,4-三唑-5-硫醇(3-Amino-1,2,4-Triazole-5-Thiol)中的至少一种化合物。
根据本发明的一个实施例的蚀刻液组合物还可以包括磷酸盐系化合物。
相对于蚀刻液组合物的总重量而言，可包含0.05至0.9重量％的磷酸盐系化合物。如果磷酸盐系化合物的含量小于0.05重量％，则包含铟系化合物和/或钛的膜的蚀刻速率难以容易地调节，如果磷酸盐系化合物的含量超过0.9重量％，则难以维持金属布线的锥度角。
作为一例，磷酸盐系化合物可包括磷酸(Phosphoric acid)、磷酸三钠(Trisodiumphosphate)、磷酸二氢钠(Sodiumdihydrogen phosphate)、磷酸氢钠(Sodium hydrogenphosphate)、磷酸三钾(Potassium phosphate tribasic)、磷酸二氢钾(Potassiumdihydrogen phosphate)、磷酸二钾(Dipotassium phosphate)、磷酸铵(AmmoniumPhosphate)、磷酸二氢铵(Ammonium dihydrogen phosphate)及磷酸二铵(Diammoniumphosphate)中的至少一种化合物。
磷酸盐系化合物对包含铟系化合物和/或钛的膜的蚀刻速率进行调节，从而防止过渡蚀刻。
作为一例，根据本发明的实施例的金属布线可具有多重膜结构，上部膜和下部膜分别可以是含铟系化合物(或氧化物)的膜或者含钛的膜，在上部膜与下部膜之间可布置有包含铜的膜。
此时，磷酸盐系化合物可对上部膜和下部膜所包含的铟系化合物或钛的蚀刻速率进行调节，从而控制金属布线的锥度角。
并且，磷酸盐系化合物还起到从包含铜的膜中出来的铜的螯合剂(chelatingagent)作用。据此，即使随着金属层的蚀刻而使蚀刻液组合物内的铜浓度升高，也能够维持所要提供的金属布线的锥度角。
在本发明的实施例中，磷酸盐系化合物与1-氮系环型化合物的含量比可以是1:2至1:5.6，1-氮系环型化合物与3-氮系环型化合物的含量比可以是2:1至5:1。在满足这样的含量比的情况下，可实现蚀刻液组合物所具有的蚀刻量累积水平、金属布线截面的锥度角、金属布线的尾部及尖顶的长度控制等。对此，将会在以下更加具体地说明。
根据本发明的一个实施例的蚀刻液组合物还可以包含磺酸系化合物。
相对于蚀刻液组合物的总重量而言，可包含0.1至3重量％的磺酸系化合物。如果磺酸系化合物的含量小于0.1重量％，则针对铜和钛膜质的蚀刻速率缓慢，如果超过3重量％，则发生铜和钛膜质被过度蚀刻的问题。
作为一例，磺酸系化合物可包括对甲苯磺酸(Paratoluenesulfonic acid)、苯磺酸(Benzenesulfonic acid)、甲磺酸(Methanesulfonic acid)及氨基磺酸(Sulfamicacid)中的至少一种化合物。
磺酸系化合物是有机酸，在根据本发明的实施例的蚀刻液组合物中被使用为辅助氧化剂，并使铜膜和/或钛膜的蚀刻率增加。
如前所述，一个实施例的蚀刻液组合物用于使位于基板上的金属布线得以形成，作为一例，其可以用于形成如下的金属布线：由钛(Ti)和铜(Cu)构成的多层结构的金属布线；或由铟系化合物(例如ITO)和铜(Cu)构成的多层结构的金属布线。这种金属布线可以是薄膜晶体管基板的栅布线或数据布线。
可使用前述的蚀刻液组合物而制造金属布线。以下，参阅图1至图5而对利用前述的蚀刻液组合物形成金属布线的方法进行说明。图1至图5为表示根据一个实施例的金属布线的制造方法的剖面图。
首先，参阅图1，在基板110上形成金属层120。具体而言，在基板110上层叠第一金属层120a、第二金属层120b及第三金属层120c。此时，第一金属层120a、第二金属层120b及第三金属层120c分别可包括铟系化合物、铜(Cu)、铜合金、钛(Ti)及钛合金膜中的任意一种。作为一例，第一金属层120a和第三金属层120c可包含钛，第二金属层120b可包含铜。
然后，如图2所示，在金属层120上形成感光性物质层130。在第三金属层120c上形成感光性物质层130。
这样之后，利用掩膜M而使与掩膜M的开口部对应的区域曝光。根据一个实施例，借助于掩膜M而曝光的区域可成为不溶性区域130b，被掩膜M遮挡的区域则可以成为可溶性区域130a。
其次，参阅图3，在曝光之后去除掩膜M，从而去除感光性物质层130中除曝光的区域130b之外的其余部分130a。据此，如图4所示，形成预定的感光性图案132。
将感光性图案132作为掩膜，并利用如前所述的蚀刻液组合物而对金属层120进行蚀刻。根据这样的蚀刻，形成如图5所示的金属布线121。关于蚀刻液组合物的详细的内容与前述的内容相同，因此省略重复说明。
一个实施例的蚀刻液组合物可以使感光性图案132与基板110之间的金属层120得到蚀刻。此时，可形成具有以基板110表面为基准而倾斜的侧面的金属布线121。在此，将基板110表面与金属布线121的倾斜的侧面之间的角度称为锥度角(taper angle；θ)。
借助于蚀刻液组合物，一个实施例的金属布线121形成为具有30度(°)至60度(°)的锥度角，优选形成为具有30度(°)至40度(°)的锥度角。如果锥度角小于30度(°)，则与感光性图案132接触的金属布线121的上部面积过于狭窄，因此导电性可能会降低。如果锥度角超过60度(°)，则与随后层叠于金属布线121上部的其他导电性图案之间形成过高的阶梯差，因此可能在相关的导电性图案中产生裂隙或者由裂隙引起的断线。
将感光性图案132的端部与金属布线121的端部之间的距离差定义为侧偏值(Sideetch(S/E)；)w，并将金属布线121的两侧产生的侧偏值定义为偏态(Skew)值。偏态值为侧偏值的两倍。
对于根据一个实施例的金属布线121而言，侧偏值范围可具有0.5微米(μm)至1.5微米(μm)的范围，且偏态值可具有1.0微米(μm)至3.0微米(μm)的范围。
并且，根据一个实施例的金属布线121具有相对于基板110的平面而锥形化的结构，且下部膜121a或上部膜121c不包含尖顶或尾部，其可以提供可靠性提高的显示面板。
根据一个实施例的金属布线121可以是使用于薄膜晶体管基板的栅布线，然而并非限定于此。
以下，对包括根据一个实施例的金属布线的薄膜晶体管显示板进行说明。图6是将薄膜晶体管显示板中包含的一个像素区域放大示出的图，图7是示出沿图6的用VII-VII表示的剖切线截取的剖面的图。
参阅图6和图7，基板110上布置有包含栅电极124的栅极线121。栅极线121上布置有栅绝缘膜140，与栅电极124重叠的栅绝缘膜140上布置有半导体层154。
其次，在半导体层154上布置有包含源电极173的数据线171和漏电极175。源电极173与漏电极175可将包含半导体层154的通道区域作为中心而相互对望。
并且，在半导体层154与源电极173之间以及在半导体层154与漏电极175之间可布置有阻抗性接触部件163、165，然而也可以根据实施例而省去。
在数据线171和漏电极175上布置有保护膜180。保护膜180具有与漏电极175重叠的接触孔185，漏电极175与像素电极191可通过接触孔185而以电气、物理方式连接。
在此，可利用前述的蚀刻液组合物而形成前述的栅极线121和数据线171中的至少一个线。
栅极线121和数据线171中的至少一个可以是由多层层叠而成的多层结构，并可包括铟系化合物、铜膜、铜合金膜、钛膜及钛合金膜中的至少一种。作为一例，栅极线121可以是以钛膜、铜膜、钛膜的顺序层叠的多层结构，数据线171可以是以钛膜、铜膜、钛膜的顺序层叠的多层结构。
铜膜可实现优良的导电率，所述优良的导电率用于提供伴随显示面板的大面积化的稳定化的图像的实现以及快速的响应速度。而且，为了针对由提供快速的响应速度的铜膜的氧化及扩散引起的导电率特性劣化提供稳定化的封盖膜，可在铜膜的上下部提供铟系氧化膜或包含钛/钛氧化物的膜。即，可以使用ITO/Cu/ITO、IZO/Cu/IZO、Ti/Cu/Ti之类的三重膜。
当使用根据本发明的实施例的蚀刻液组合物而对所述三重膜执行湿式蚀刻时，可去除作为上部膜或下部膜的铟系氧化膜和/或钛的尖顶(Tip)或尾部(Tail)，从而使显示面板的不良率最小化。
根据本发明的实施例的蚀刻液组合物包括磷酸盐系化合物和氟系化合物，从而可以使由钛或铟系化合物构成的膜的尖顶(Tip)或尾部(Tail)降低至0.1微米(μm)以下，并可减少伴随铜污染的增加而引起的蚀刻截面的锥度角变化。
并且，在将磷酸盐系化合物与1-氮素环型化合物的含量比取为1:2至1:5.6的情况下，可将金属布线的锥度角(Taper angle)的稳定性维持为最大水平。换言之，根据本发明的一个实施例，即使在利用蚀刻液组合物的基板的张数增加的情况下，也可以减少金属布线的锥度角的随时间的变化。
而且，当1-氮系环型化合物与3-氮系环型化合物的含量比为2:1至5:1时，可将偏态值恒定地维持，从而能够提高稳定性。
在本说明书中，为了表示出当对以钛/铜/钛顺序层叠的三重膜或者以ITO/铜/ITO顺序层叠的三重膜进行蚀刻时，使用相同的蚀刻液组合物能够处理的基板(或者显示面板)的处理张数，确认了可蚀刻的水平的蚀刻液组合物所包含的铜浓度(以下，称为“蚀刻量累积水平”)，并连同金属布线的锥度角维持水平、阻碍元件特性的金属布线的尖顶(Tip)和尾部(Tail)水平一起共计为4个项目利用电子扫描显微镜的侧剖面照片进行了确认。
以下，如同表1所示，制造了根据实施例1至12及比较例1至6的蚀刻液组合物。
在此，过硫酸盐系化合物使用了过硫酸铵，磷酸盐系化合物使用了磷酸，1-氮系环型化合物使用了5-羟脯氨酸，3-氮系环型化合物使用了3-氨基-1,2,4-三唑-5-硫醇，磺酸系化合物使用了甲磺酸，铜腐蚀防止化合物使用了氨基四唑，氟系化合物使用了氟化氢铵。
[表1]
Figure BDA0001459368200000101
Figure BDA0001459368200000111
表2中对实施例1至3和比较例1执行了CuEPD变化及蚀刻量累积水平的比较。
[表2]
Figure BDA0001459368200000112
评估结果，根据1氮系化合物和3氮系化合物的包含与否，在常温下放置3天(三日)时表现为Cu EPD(E/R(蚀刻速率)减小)变慢。并且，对于Cu 1000ppm中EPD变化值而言，相比于实施例1至3比较例1表现为变化程度更甚。由此可以确认：借助于1氮系化合物和3氮系化合物，具有防止经时变化的效果。
以下，在表3中，与实施例3和4相关联而对基于磷酸盐系化合物的追加的锥度角进行了比较。如图8所示，可以确认：在实施例3中添加了磷酸盐的实施例4具有锥度角减小的效果。
[表3]
Figure BDA0001459368200000113
Figure BDA0001459368200000121
以下，表4对基于磺酸系化合物的添加(实施例4和7)的Ti和Cu的蚀刻速率进行了比较。如表4所示，可以确认：在实施例4中添加了磺酸系化合物的实施例7的EPD值减小。
[表4]
Figure BDA0001459368200000122
通过表5比较了针对实施例及比较例的蚀刻性能。
[表5]
Figure BDA0001459368200000123
Figure BDA0001459368200000131
在上述表5中，在使用相同的蚀刻液组合物而蚀刻多个基板的环节中，当可蚀刻的水平的蚀刻液组合物所能够包含的铜浓度为6000ppm以上时表示为“○”，当4000ppm以上且小于6000ppm时表示为“△”，并当小于4000ppm时表示为“X”。并且，关于金属布线的锥度角维持，在蚀刻液组合物中包含的铜增加为6000ppm的期间内金属布线的锥度角变化为小于10°的情况下表示为“○”，并在变化为10°以上的情况下表示为“X”。而且，在金属布线中，当上、下部膜的尖顶(Tip)和尾部(Tail)的宽度为0.1μm以下的情况下表示为“○”，并在大于0.1μm且0.2μm以下的情况下表示为“△”，且在超过0.2μm的情况下表示为“X”。另外，在偏态值为1.5μm以下的情况下表示为“○”，并在大于1.5μm以上且2μm以下的情况下表示为“△”，且在偏态值超过2μm的情况下表示为“X”。
通过实施例5、实施例7至11可确认如下的事实：磷酸盐系化合物与1-氮系环型化合物的含量比为1:2至1:5.6，而且锥度角、尾部(Tail)和尖顶(Tip)的残留水平均得到满足。
在图8和图9中，针对根据实施例1至12及比较例1至6的蚀刻特性，利用作为崭新蚀刻液(基板处理张数为0)的情形及随着蚀刻处理的基板的张数的增加而蚀刻液组合物所包含的铜浓度为6000ppm的蚀刻液的情形，对蚀刻的金属布线的膜质进行了比较并进行了示出。
首先，参阅图9，如同比较例2和比较例6，当1-氮系环型化合物的相对于根据本发明的磷酸盐系化合物的含量比小于2:1时，由铜引起的过硫酸盐系化合物的自由基的形成得以发生，且随着蚀刻液组合物中包含的铜浓度的增加，蚀刻速度增加，从而出现蚀刻量(Skew)增加的不良。
并且，如同比较例3，当1-氮系环型化合物的相对于磷酸盐系化合物的含量比超过5:1时，随着铜浓度的增加，出现蚀刻量(Skew)减少及多层膜结构中下部膜的尾部(Tail)长度增加的不良。
在实施例6至10、实施例12中，1-氮系环型化合物与3-氮系环型化合物的含量比为2:1至5:1。此时，确认到：蚀刻量累积水平、尾部(Tail)和尖顶(Tip)的残留水平均得到满足。
然而，如同比较例4，当1-氮系环型化合物的相对于3-氮系环型化合物的的含量比超过5:1时，随着蚀刻液组合物内的铜含量的增加，出现因蚀刻速率增加而使蚀刻量(Skew)增加的不良。
并且，如同比较例5和比较例6，当1氮系环型化合物的相对于3-氮系环型化合物的含量比小于2:1时，随着蚀刻液组合物内的铜含量增加，出现因蚀刻速率降低而使蚀刻量(Skew)减少的不良。
对于根据本发明的一个实施例的蚀刻液组合物而言，磷酸盐系化合物与1-氮系环型化合物之间满足预定的含量比，或者1-氮系环型化合物与3-氮系环型化合物之间满足预定的含量比，且包括过硫酸盐系化合物、铜腐蚀防止化合物、氟系化合物。据此，可以使蚀刻量累积水平增加，并使伴随于金属布线的锥度角变化的不良率降低。
优选地，对于本发明的另一实施例而言，如同实施例7至10，在蚀刻液组合物中，磷酸盐系化合物与1-氮系环型化合物之间满足预定的含量比，1-氮系环型化合物与3-氮系环型化合物之间满足预定的含量比，并将过硫酸盐系化合物、铜腐蚀防止化合物、氟系化合物、磷酸盐系化合物及磺酸系化合物全部包含，据此，防止包含钛和/或铟系化合物的金属布线形成尾部和尖顶，并使蚀刻液组合物的蚀刻量累积水平增加，且可以减少伴随金属布线的锥度角变化的不良。
以下，参阅图10至图11及表3，考察根据本发明的一个实施例的端点检测时间(EPD；End Point Detection)和偏态值的变化。在此，所谓的端点检测时间(EPD)表示直到提供预定的金属布线宽度为止所需的时间。
首先，参阅图10和如下所示的表6可知：即使在蚀刻液组合物中包含的铜含量增加的情况下，为检测端点而需耗用的时间也几乎维持为恒定。
[表6]
Figure BDA0001459368200000141
Figure BDA0001459368200000151
基于此，可确认：根据本发明的一个实施例的蚀刻液组合物，直到组合物内的铜含量达到大约5600ppm的水平为止可以反复使用。
当为了形成金属布线而反复使用同一蚀刻液时，从蚀刻液中可检测出金属布线中包含的铜，随着蚀刻工序的反复执行，蚀刻液组合物中包含的铜的量增加。但是，可以确认到：对于根据本发明的一个实施例的蚀刻液组合物而言，即使组合物内的铜增加，端点检测时间几乎维持为恒定。
参阅图11可知，随着如此反复执行蚀刻工序，蚀刻液组合物中包含的铜增加，且随着铜的含量增加，偏态值变化。尤其，当铜的含量达到5600ppm以上时，偏态值相当显著地降低。
以上，已对本发明的实施例进行了详细的说明，然而本发明的权利范围并非限定于此，基于权利要求书中定义的本发明的基本概念而进行的本领域技术人员的多样的变形及改良形态也属于本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种蚀刻液组合物，包含：
8重量％至20重量％的过硫酸盐系化合物；
0.1重量％至5重量％的1-氮系环型化合物；
0.1重量％至1重量％的氟系化合物；
0.1重量％至1重量％的铜腐蚀防止化合物；
0.05重量％至0.9重量％的磷酸盐系化合物；以及
余量的水，
所述磷酸盐系化合物与所述1-氮系环型化合物的含量比为1:2至1:5.6。
2.如权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，还包括0.05重量％至1重量％的3-氮系环型化合物。
3.如权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其中，所述过硫酸盐系化合物包括过硫酸铵、过硫酸钠及过硫酸钾中的至少一种化合物。
4.如权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其中，所述氟系化合物包括氟化铵、氟化氢铵、氟化钾、氟化氢钾、氟化钠、氟化氢钠、氟化锂、氟化氢镁及氟化氢中的至少一种化合物。
5.如权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其中，所述铜腐蚀防止化合物包括氨基四唑、咪唑及吡唑中的至少一种化合物。
6.如权利要求2所述的蚀刻液组合物，其中，
所述1-氮系环型化合物包括5-羟脯氨酸和噻唑中的至少一种化合物，
所述3-氮系环型化合物包括1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑及3-氨基-1,2,4-三唑-5-硫醇中的至少一种化合物。
7.如权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其中，
所述磷酸盐系化合物包括磷酸、磷酸三钠、磷酸二氢钠、磷酸氢钠、磷酸三钾、磷酸二氢钾、磷酸二钾、磷酸铵、磷酸二氢铵及磷酸二铵中的至少一种化合物。
8.如权利要求2所述的蚀刻液组合物，其中，所述1-氮系环型化合物与所述3-氮系环型化合物的含量比为2:1至5:1。
9.如权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其中，还包含：
0.1重量％至3重量％的磺酸系化合物。
10.如权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，所述磺酸系化合物包括对甲苯磺酸、苯磺酸、甲磺酸及氨基磺酸中的至少一种化合物。
CN201711082676.XA 2016-12-29 2017-11-07 蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法 Active CN108251842B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160182311A KR20180078389A (ko) 2016-12-29 2016-12-29 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 배선의 제조 방법
KR10-2016-0182311 2016-12-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108251842A CN108251842A (zh) 2018-07-06
CN108251842B true CN108251842B (zh) 2022-04-19

Family

ID=62721520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711082676.XA Active CN108251842B (zh) 2016-12-29 2017-11-07 蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20180078389A (zh)
CN (1) CN108251842B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6117250A (en) * 1999-02-25 2000-09-12 Morton International Inc. Thiazole and thiocarbamide based chemicals for use with oxidative etchant solutions
US6444140B2 (en) * 1999-03-17 2002-09-03 Morton International Inc. Micro-etch solution for producing metal surface topography
KR101922625B1 (ko) * 2012-07-03 2018-11-28 삼성디스플레이 주식회사 금속 배선 식각액 및 이를 이용한 금속 배선 형성 방법
CN105734570B (zh) * 2014-12-26 2019-11-26 三星显示有限公司 蚀刻剂组合物及使用其制造金属接线的方法
CN106148961A (zh) * 2015-03-27 2016-11-23 东友精细化工有限公司 蚀刻剂组合物、形成金属线图案方法和制造阵列基板方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180078389A (ko) 2018-07-10
CN108251842A (zh) 2018-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101709925B1 (ko) 구리/티타늄계 다층 박막용 에칭액
KR100839428B1 (ko) 식각액, 및 이를 이용한 박막트랜지스터를 갖는 기판의제조 방법
JP5713485B2 (ja) 金属配線用エッチング液組成物
KR102048022B1 (ko) 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
CN109423648B (zh) 蚀刻剂组合物及使用其制造金属图案和薄膜晶体管衬底的方法
KR101527117B1 (ko) 식각액 조성물, 이를 이용한 금속 배선 제조 방법 및 박막 트랜지스터 기판 제조방법
US8409999B2 (en) Etching composition for etching a transparent electrode
KR20120138290A (ko) 식각액 조성물, 및 이를 이용한 금속 배선과 박막 트랜지스터 기판 형성 방법
US10611962B2 (en) Etchant composition and manufacturing method of metal pattern using the same
KR102293674B1 (ko) 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102293675B1 (ko) 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20150033821A (ko) 식각액 조성물, 및 이를 이용한 금속 배선과 박막 트랜지스터 기판 형성 방법
KR102256930B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴 제조방법
KR102648664B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 어레이 기판의 제조 방법
US20220349064A1 (en) Etchant and etching method for copper-molybdenum film layer
CN108251842B (zh) 蚀刻液组合物及利用该组合物的金属布线的制造方法
KR101661072B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 배선 형성 방법
KR102323941B1 (ko) 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102435551B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 박막 트랜지스터 기판 제조 방법
CN108203827B (zh) 蚀刻液组合物及使用它的薄膜晶体管显示面板的制造方法
KR102384921B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 배선을 제조하는 방법
KR20190110171A (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 어레이 기판의 제조 방법
KR20180015688A (ko) 식각액 조성물, 금속 패턴의 형성 방법 및 표시 기판의 제조 방법
KR20130079462A (ko) 박막트랜지스터 액정표시장치의 식각액 조성물
KR20220097853A (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법

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