201207525 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種製造液晶顯示裝置用之陣列基 板的方法。 【先前技術】 在半導體裝置之基板上形成金屬配線包括，形成金屬 層，塗佈光阻，實行曝光與顯影使得在選擇性區域上形成 光阻，及實行蝕刻。又形成金屬配線包括在各別程序前後 進行清潔程序。蝕刻程序係使用光阻作為光罩，使得在選 擇性區域上形成金屬層而進行，及蝕刻程序一般包括使用 電漿之乾式姓刻、或使用敍刻劑組成物之濕式姓刻。 在此半導體裝置中，金屬配線之電阻近來被視為重要 的。其乃因為在誘發RC信號延遲時電阻為主要因素。特定 言之，在薄膜電晶體-液晶顯示裝置(TFT-LCD)之情形，已 發展相關技術以增加面板之大小及達成高解析度。因此為 了達成增加TFT-LCD之大小所必要之rc信號延遲減小， 必須發展具有低電阻之材料。習知上主要使用鉻（Cr，電 阻率.12.7x10 8歐姆米）、鉬（M〇，電阻率：％〇·8歐姆 米）、鋁（Α卜電阻率：2.65Χ10-8歐姆米）、及其合金，但 實際上其難㈣於大型TFT_LCD之閘極及資料配線。 【發明内容】 因而本發明欲提供一種銅（Cu)系金屬層用之蝕 刻劑組成物，其中在蝕刻Cu系金屬層時形成具有高線性 之尖錐外形，而且無蝕刻殘渣。 又本發明欲提供一種Cu系金屬層用之蝕刻劑組 成物，其將閘極、閘配線、源極/汲極、與資料配線一起蝕 4/17 201207525 刻0 又本發明欲提供一種蝕刻c 種製造液㈣示裝錢讀縣㈣方法，m = 蝕刻劑組成物 上之 本發明之-個實_態提供—種製造液晶顯示裝置 用之陣列基板的方法，其包含υ使用#刻劑組成物敍 亥1配置在基板上之Cu系金屬層，因此形成閘極；2) 形成使閘極絕緣之閘極絕緣層；3)在閘極絕緣層上 形成半導體層；4)形成使半導體層絕緣之絕緣層；5) 在使半導體層絕緣之絕緣層上形成Cu系金屬層，而 且使用蝕刻劑組成物蝕刻銅系金屬層，因此形成源極 /汲極；及6)形成電連接汲極之像素電極， 其中1)及5)之姓刻劑組成物按組成物之總重量 計係包含a) 5〜25重量％之過氧化氫（h2〇2); b) 〇丨〜5 重量％之有機酸；c) 0.^5重量％之磷酸鹽化合物； d) 0.1〜5重量％之水溶性環形胺化合物；e) 〇丨〜5重 量％之每個分子具有一個氮原子與一個羧基的水溶 性化合物；f) 0.01〜10重量％之含氟（F)化合物；g) 0.001〜5重量％之多元醇界面活性劑；及h)其餘為 水。 本發明之另一個實施形態提供一種蝕刻Cu系金屬層 之方法，其包含A)在基板上形成Cu系金屬層；B) 在Cu系金屬層上選擇性地配置光反應性材料；及c) 使用蝕刻劑組成物蝕刻Cu系金屬層，其中蝕刻劑組 成物按組成物之總重量計係包含a) 5〜25重量。/。之過 氧化氫（H2〇2); b) 0.1〜5重量％之有機酸；c) 0.1〜5重 5/17 201207525 量％之磷酸鹽化合物；d) 0.1〜5重量％之水溶性環形 胺化合物；e) 0.1〜5重量％之每個分子具有一個氮原 子與一個羧基的水溶性化合物；f) 〇.〇〗〜〗〇重量％之 含F化合物；g) 〇 〇〇1〜5重量％之多元醇界面活性 劑；及h)其餘為水。 本發明之一個進一步實施形態提供一種Cu系金屬層 用之蝕刻劑組成物，其按組成物之總重量計係包含 a) 5〜25重量％之過氧化氫（h2〇2); b) 〇丨〜5重量％之 有機酸；c) 0.1〜5重量。/〇之磷酸鹽化合物；d) 〇1〜5 重量％之水溶性環形胺化合物；e) 0.^5重量％之每 個分子具有一個氮原子與一個緩基的水溶性化合 物，f) 0.01〜1.0重量％之含F化合物；g) 0.001〜5重 量°/〇之一種多元醇界面活性劑；及…其餘為水。 【實施方式】 以下為本發明之詳細說明。 本發明關於一種Cu系金屬層用之蝕刻劑組成物， 其包含a)過氧化氫（h2〇2)，b)有機酸，c)填酸鹽化合 物，d)水溶性環形胺化合物，e)每個分子具有一個氮 原子與一個羧基的水溶性化合物，f)含F化合物，g) 夕疋δ?·界面活性劑，及h)水。 在本發明中，Cu系金屬層（其中含Cu)可具有 單層結構、或包含雙層等之多層結構，而且其實施例 包括Cu或Cu合金之單層、及其多層（如Cu-Mo層 或Cu-Mo合金層）。Cu-Mo層包括Mo層與形成於 Mo層上之Cu層，及Cu-Mo合金層包括Mo合金層 與形成於Mo合金層上之Cu層。此外Mo合金層係 6/ 17 201207525 由Mo及選自由鈦(Ti)、组（Ta)、絡(Cr)、錄⑽ (Nd)、與銦（ιη)所構成群組之一或多者組成。 在依照本發明之触刻劑組成物中，a)過氧化氫（η 〇 為用以蝕刻Cu系金屬層之主要成分。&)過氧 (,〇2)以按組成物之總重量計係為5〜25重量％，而： 車乂佳為10〜20重量％之量使用。如果其量小於以上 =之下限，則無法蝕刻Cu系金屬層或者蝕刻速率^ 旎太慢。相反地，如果其量超過以上範圍之上限， 總蝕刻速率可能變快，使其難以控制製程序。 、 在依照本發明之餘刻劑組成物中，b)有機酸之心 適當地調整蝕刻劑組成物之pH以形成其中蝕刻 非常適於蝕刻Cu系金屬層之條件。b)有機酸^按 物之總重量計係為0.1〜5重量％，而且較 、 量%之量使用。如果其量小於以上範圍之下 整PH之能力可能不足’如此難以將pH維持在約〇 5〜4 ^ 相反地，如果其量超過以上範圍之上限，則Cu〜土。 逮率可能變快’及Mo或Mo合金蝕刻速率 / 因此CD損失可能增加。此外產生M〇或以二入又场 渣之機率可能增加。 茂 b)有機酸可包括選自由乙酸、丁酸、檸樣酸、 酸、葡萄糖酸、經乙酸、丙二酸、戊酸、與G = 成群組之一或多者。 在依照本發明之蝕刻劑組成物中，c)磷酸_化八、 使圖案之尖錐外形良好的成分。如果不將 合物包括於依照本發明之蝕刻劑組成物， 现 不良。C)磷酸鹽化合物以按組成物之總晉卜形可能 、里篁叶係為 7/17 201207525 Ο.1〜5重量％ ’而且較佳為0.5〜3重量％之量使用。如 果其量小於以上範圍之下限，則蝕刻外形可能不良。 相反地’如果其量超過以上範圍之上限，則蝕刻速率 可能變慢。 c)碟酸鹽化合物並未受特別地限制，只要其選自 其中碟酸之氫原子被單價或二價陽離子取代之磷酸 鹽’而且可包括選自由磷酸鈉、磷酸鉀與磷酸銨所構 成群組之一或多者。 在依照本發明之触刻劑組成物中，d)水溶性環形胺化合 物之功能為控制Cu金屬#刻速率及減少圖案之CD損 失，增加程序餘裕(process margin)。d)水溶性環形胺化 合物以按組成物之總重量計係為0.1〜5重量％，而且 較佳為1〜3重量％之量使用。如果其量小於以上範圍 之下限’則可能產生太多之CD損失。相反地，如果 其量超過以上範圍之上限，則Cu蝕刻速率可能增
加，及Mo或Mo合金之蝕刻速率可能降低，因此cD 損失可能增加。此外產生M〇或M〇合金殘渣之機率 可能增加。 — d)水溶性環形胺化合物可包括選自由胺基四。坐、味。坐、 ’朵、《票呤、吼唾、吡咬、嘧啶、鱗、鱗咬、與料 啉(pyrroline)所構成群組之一或多者。 在依照本發明之蝕刻劑組成物中，e)每個分子具有一 個氮原子與-個絲的水溶性化合物之功能為在儲 存蝕刻劑組成物時防止過氧化氫溶液發生自我分解， 亦在㈣多片基板時防止餘刻性質改變。通常使用過 乳化乳溶液儲存烟劑组成物，其儲存時間因過氧化氮 8/17 201207525 ，液，自我分解而不長，及有容器爆炸之危險。然而如果 ο έ每個刀子具有一個氮原子與一個羧基的水溶性 化合物，則過氧化氫溶液分解之速率降低約1Q倍， 其有利地確保除存時間及安定性。特定言之，在Cu 層之情形’如果Cu離子大量存在純_組成物，則 可能經常發生由於形成鈍化層而氧化變黑，然後不再 被蝕刻之現象。然而如果包含每個分子具有一個氮原 子與一個羧基的水溶性化合物，則可防止此現象。 e)每個分子具有一個氮原子與一個羧基的水溶性 化合物包含按組成物之總重量計係為〇.卜5重量％， 而且較佳為0.5〜2重量％之量。如果其量小於以上範 圍之下限，則在蝕刻多片基板（約5〇〇片基板）後可 能形成鈍化層，因此使其難以得到足夠之程序餘裕。 相反地，如果其量超過以上範圍之上限，則cu |虫刻 速率可能降低，及Mo或Mo合金之姓刻速率可能增 加，因此在使用Cu-Mo層或Cu-Mo合金層時尖錐角 度可能變大。 e) 每個分子具有一個氮原子與一個羧基的水溶性 化合物可包括選自由丙胺酸、胺基丁酸、麵胺酸、甘 胺酉文、亞胺基一乙酸、亞硝基三乙酸、與肌胺酸所構 成群組之一或多者。 f) 含F化合物為在水中解離而產生ρ離子之化合 物。f)含F化合物之功能為自同時蝕刻cu層與M〇 層之蝕刻劑去除不可避免地產生之蝕刻殘渣。〇含F 化合物包含按組成物之總重量計係為0,01〜1〇重量 %，而且較佳為0.1〜0.5重量％之量。如果其量小於以 9/17 201207525 上範圍之下限’則可能生成钱刻殘渣。相反地，如果 其量超過以上範圍之上限，則蝕刻玻璃基板之速率可 能增加。 <干j f)含F化合物可包括任何用於此技#之材料而無 限制，只要其在溶液中解離成F離子或多原子F離 f ’而且J包括選自由氟化銨、氟化鈉、氟化鉀、氫 =化銨、氫氟化鈉、與氫氟化鉀所構成群組之一或多 在依照本發明之蝕刻劑組成物中，g)多元醇界面活性 劑之功能為降低表面張力以增加蝕刻均勾性。此外 g)多元醇界面活性劑係在㈣Cu層後溶出 中之Cu離子附近形成，因此抑制㈣子之活= 抑制過氧化氫之分解。在以此方式降低Cu離子之活 性時，使用蝕刻劑使蝕刻程序安定。g)多元醇界面活 性劑包含按組成物之總重量計係為〇 〇〇1〜5重量％， 而且較佳為0.1〜3重量％之量。如果其量小於以上範 圍，下限，則蝕刻均勻性可能降低，及可能加速過氧 化氫之分解。相反地，如果其量超過以上範圍之上 限，則可能產生大量泡沫。 g)多元醇界面活性劑可包括選自由甘油、三乙二 醇與多乙二醇所構成群組之一或多者。 一 在依照本發明之蝕刻劑組成物中，h)水係剩餘之量， 而且其種類並未特別地限制，但是較佳為去離子Z。 特別有用為具有18百萬歐姆/公分或更大之電阻率 (其為自水去除離子之程度）的去離子水。 除了以上之成为，依照本發明之钱刻劑組成物可進 10/17 201207525 -步包含典型添加劑。添加劑之實施例可包括整隔 劑、抗腐蝕劑等。 此外添加劑不限於此，而且為了使本發明之效果更 佳，其可使用此技藝已知之其他添加劑。 用於本發明之a)過氧化氫(H202)，b)有機酸，c)磷 酸鹽化合物，d)水溶性環形胺化合物，e)每個分子具 有個氮原子與-個緩基的水溶性化合物，〇含F化 合物，及g)多元醇界面活性劑較佳為具有適用於半導 體製程之純度。 曰依照本發明之Cu系金屬層狀㈣劑組成物可使液 曰曰顯不裝置之由Cu系金屬製成之閘極、閘配線、源 極/汲極、與資料配線全部一起蝕刻。 此外本發明關於一種蝕刻Cu系金屬層之方法，其 包含 A) 在基板上形成cu系金屬層， B) 在Cu系金屬層上選擇性地配置光反應性材 料，及 c)使用依照本發明之蝕刻劑組成物蝕刻Cu系金 屬層。 在依照本發明之蝕刻方法中，光反應性材料可為典 型光阻，及可使用典型曝光及顯影而選擇性地配置。 此外本發明關於一種製造液晶顯示裝置用之陣列 基板的方法，其包含 1) 使用蝕刻劑組成物蝕刻配置在基板上之Cu 系金屬層，因此形成閘極； 2) 形成使閘極絕緣之閘極絕緣層； 11/17 201207525 3) 在閘極絕緣層上形成半導體層； 4) 形成使半導體層絕緣之絕緣層； 5) 在使半導體層絕緣之絕緣層上形成Cu系金 屬層，而且使用蝕刻劑組成物蝕刻銅系金屬 層，因此形成源極/汲極，及 6) 形成電連接汲極之像素電極， 其中1)及5)之蝕刻劑組成物為依照本發明之蝕刻 劑組成物。 液晶顯示裝置用之陣列基板可為TFT陣列基板。 經由以下敘述以例證但不視為限制本發明之實施例可 較佳地了解本發明。 實施例1至6: Cu系金屬層用之蝕糾劑組成物之 製備- 依照以下表1所示之成分製備實施例1至6之蝕刻劑 組成物。
遇1試例：蚀刻劍組成物之性質評杜 使用實施例1至6之蚀刻劑組成物實行Cu系金屬層 (Cu單層與Cu/Mo-Ti雙層）之姓刻。在姓刻時將蝕刻劑 組成物之溫度設為約30°C，但是其可依照其他之程 序條件及因素而適當地改變。此外雖然|虫刻時間可依 照餘刻溫度而改變，其通常設為約30〜180秒。在|虫 12/17 201207525 钱刻Cu系金屬層之橫切面外形。έ士果 刻程序中使用SEM(S-4700,得自 付目Hltachi)觀察經 u 、、口禾不於以下表2 〇 主Ο
如表2所示，使用實施例之餘刻劑組成物的 u糸金屬⑽j速率為適當的。如第丨及2圖所示，使用實 ，1之姓刻劑組成物關的Cu層呈現良好之侧外护。 思^3圖所示’在使用實施例丨之_劑組成物似/cu «時並無餘刻殘渣。 因此依照本發明之蝕刻劑組成物因提供Cu系金屬 層之優異尖錐外形、圖案線性、及合適之_速率而 有利，而且特別是在蝕刻後未殘留蝕刻殘渣。 如前所述，本發明提供一種製造液晶顯示裝置用之陣 歹J基板的方法。依照本發明，敍刻劑組成物在姓刻cu系 金屬層時可形成具有優異線性之尖錐外形。又在使用 依照本發明之蚀刻劑組成物餘刻Qi系金屬層時未產生钮 刻殘渣，因此防止發生電短路、配線不良或低光度。又若 使用依照本發明之蝕刻劑組成物製造液晶顯示裝置用之 陣列基板，則可大為簡化蝕刻程序且將程序良率最大 化，因為可一起餘刻閘極、閘配線、源極/汲極、與 13/17 201207525 ==配線。此外使用依照本發明之㈣劑組成物银刻 、有低電阻之Cu或Cu合金配線，因造且 螢幕與高光度之魏且為魏友善 裝= 用之陣列基板。 只丨衣1 雖/、、、:為了例€之目的已揭示本發明 t之本發__及精神下，可實行各種修改、添 取代。 【圖式簡單說明】 由以上之詳細說明結合附圖而更為明確地了解本發明 之特點及優點，其中： 第1圖為顯示使用依照本發明之實施例1的餘刻劑植 成物敍刻之Cu/M〇_Ti層的橫切面之掃描 鐘 (SEM)影像； ‘讀1 兄 第2圖為顯示使用依照本發明之實施例j的钱刻劑址 成物姻之Cu/Mo-Ti層的全部外形之SEM影像；及、 第3圖為為了證實無細丨殘渣而顯示使驗照本發明 之實施例1的蝴劑組成物㈣之Cu/MG_Ti料Cu配線 附近表面之SEM影像。 、、 【主要元件符號說明】 無 14/17