TW201508383A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
TW201508383A
TW201508383A TW103128514A TW103128514A TW201508383A TW 201508383 A TW201508383 A TW 201508383A TW 103128514 A TW103128514 A TW 103128514A TW 103128514 A TW103128514 A TW 103128514A TW 201508383 A TW201508383 A TW 201508383A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
weight
compound
etching
molybdenum
copper
Prior art date
Application number
TW103128514A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI614550B (zh
Inventor
Eun-Won Lee
Ji-Yeon Lee
O-Byoung Kwon
Yong-Suk Choi
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 TW201508383A publication Critical patent/TW201508383A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI614550B publication Critical patent/TWI614550B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions

Landscapes

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

Abstract

本發明涉及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，其方法包括：步驟a），在基板上形成柵極配線，步驟b），在包含上述柵極配線的基板上形成柵極絕緣層，步驟c），在上述柵極絕緣層上形成半導體層，步驟d），在上述半導體層上形成源極和汲極，以及步驟e），形成與上述汲極相連接的圖元電極，其中，上述步驟a）或步驟d）包括通過對包含鉬類金屬膜或銅類金屬膜的膜進行蝕刻來形成各電極的步驟，上述鉬合金膜為鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金，用於蝕刻的上述蝕刻液組合物包括：占組合物總重量中的重量百分比為A）過氧化氫5.0重量百分比～25.0重量百分比；B）氟化合物0.01重量百分比～1.0重量百分比；C）唑類化合物0.1重量百分比～5重量百分比；D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；E）磷酸鹽化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；F）多元醇類表面活性劑0.001重量百分比～5.0重量百分比；以及G）水剩餘量，除了上述成分之外，上述蝕刻液組合物不包含有機酸或有機酸鹽、無機酸或無機酸鹽或脂環族胺。

Description

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 【0001】
本發明關於一種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。
 【0002】
作為驅動半導體裝置及平板顯示裝置的電路，代表性的就是薄膜電晶體（thin film transistor，TFT）。在薄膜電晶體的製備過程中，通常在基板的上部形成金屬膜作為柵極和資料配線材料，在該金屬膜的選擇性區域上形成光刻膠後，將該光刻膠作為掩模來蝕刻上述金屬膜。
【0003】
通常，作為柵極及資料配線材料，使用導電性好且電阻小的含銅的銅膜或銅合金膜和與這些膜的表面黏合力優秀的金屬氧化物膜。近年來，為了提高薄膜電晶體的性能，作為金屬氧化物膜，使用含有鎵氧化物和銦氧化物、鋅氧化物或它們的混合物的膜。
【0004】
一方面，在大韓民國公開公報第10-2010-0090538號中，記載了銅類金屬膜的蝕刻用組合物，該組合物包含過氧化氫（H2 O2 ）、有機酸及磷酸鹽類化合物等。當使用上述蝕刻用組合物蝕刻銅-鉬膜時，能夠形成直線性良好的錐形輪廓，但在一次蝕刻鉬-鈮（Mo-Nb）的鉬類金屬膜及銅類金屬膜的情況下，蝕刻速度變慢，會出現鉬-鈮（Mo-Nb）的鉬類金屬膜無法被蝕刻或者發生殘渣等蝕刻性能極其低下的問題。並且，在大韓民國公開公報第10-2010-0035250號中，記載了在過氧化氫等中必備地包含有硫酸銨和環己胺的組合物，當使用上述組合物蝕刻銅/鉬-鈮（Mo-Nb）的鉬類金屬膜時，無法實現對銅膜或鉬膜的充分的蝕刻速度，蝕刻特性也會嚴重低下。
現有技術文獻
專利文獻
（專利文獻1）大韓民國公開公報第10-2010-0090538號
（專利文獻2）大韓民國公開公報第10-2010-0035250號
 【0005】
本發明是為了解決上述問題而提出的，本發明的目的在於提供一種使用蝕刻液的液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法，上述蝕刻液能夠對鉬-鈮（Mo-Nb）等的鉬類金屬膜及銅類金屬膜進行一次蝕刻。
【0006】
並且，本發明的目的在於提供一種在對鉬-鈮（Mo-Nb）等的鉬類金屬膜及銅類金屬膜進行一次蝕刻的情況下，也能夠提高蝕刻速度和加快工序速度，避免產生殘渣，並且隨著銅濃度而保持一定的側面蝕刻（Side Etch）（μm）變化量的蝕刻液組合物。
【0007】
為了達到上述目的，本發明提供液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法，上述液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法包括：步驟a），在基板上形成柵極配線，步驟b），在包含上述柵極配線的基板上形成柵極絕緣層，步驟c），在上述柵極絕緣層上形成半導體層，步驟d），在上述半導體層上形成源極和汲極，以及步驟e），形成與上述汲極相連接的圖元電極，上述液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法的特徵在於，上述步驟a）或步驟d）包括：通過對包含鉬類金屬膜或銅類金屬膜的膜進行蝕刻，來形成各電極的步驟，上述鉬合金膜為鈮（Nb）或鎢（W）中的一種以上與鉬的合金，在用於蝕刻的上述蝕刻液組合物中，各組分在組合物總重量中的重量百分比範圍為：A）過氧化氫（H2 O2 ）5.0重量百分比～25.0重量百分比；B）氟類化合物0.01重量百分比～1.0重量百分比；C）唑類化合物0.1重量百分比～5重量百分比；D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；E）磷酸鹽類化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；F）多元醇類表面活性劑0.001重量百分比～5.0重量百分比；以及G）水剩餘量，除了上述成分之外，上述蝕刻液組合物不包含有機酸或有機酸鹽、無機酸或無機酸鹽或脂環族胺。
【0008】
本發明提供鈮（Nb）或鎢（W）中的一種以上與鉬的合金和銅類金屬膜的蝕刻液組合物，其中，各組分在組合物總重量中的重量百分比範圍為：A）過氧化氫（H2 O2 ）5.0重量百分比～25.0重量百分比；B）氟類化合物0.01重量百分比～1.0重量百分比；C）唑類化合物0.1重量百分比～5重量百分比；D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；E）磷酸鹽類化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；F）多元醇類表面活性劑0.001重量百分比～5.0重量百分比；以及G）水剩餘量，除了上述成分之外，上述蝕刻液組合物不包含有機酸或有機酸鹽、無機酸或無機酸鹽或脂環族胺。
【0009】
根據本發明的蝕刻液組合物，在對鉬-鈮（Mo-Nb）等的鉬類金屬膜及銅類金屬膜進行一次蝕刻的情況下，也能夠提高蝕刻速度和加快工序速度，避免產生殘渣，並且隨著銅濃度而保持一定的側面蝕刻（Side Etch）（μm）變化量。
 【0061】
無
【0010】
第1圖是在使用實施例2的蝕刻液組合物蝕刻銅/鉬鈮（Cu/MoNb）雙層膜質的金屬膜後，利用掃描電子顯微鏡（SEM，Hitach S-4700）來觀察圖像的結果。
第2圖是在使用比較例4的蝕刻液組合物蝕刻銅/鉬鈮（Cu/MoNb）雙層膜質的金屬膜後，利用掃描電子顯微鏡（SEM，Hitach S-4700）來觀察圖像的結果。
第3圖是在使用比較例5的蝕刻液組合物蝕刻銅/鉬鈮（Cu/MoNb）雙層膜質的金屬膜後，利用掃描電子顯微鏡（SEM，Hitach S-4700）來觀察圖像的結果。
第4圖是在使用比較例7的蝕刻液組合物蝕刻銅/鉬鈮（Cu/MoNb）雙層膜質的金屬膜後，利用掃描電子顯微鏡（SEM，Hitach S-4700）來觀察圖像的結果。
第5圖是在使用比較例9的蝕刻液組合物蝕刻銅/鉬鈮（Cu/MoNb）雙層膜質的金屬膜後，利用掃描電子顯微鏡（SEM，Hitach S-4700）來觀察圖像的結果。
第6圖是在使用比較例10的蝕刻液組合物蝕刻銅/鉬鈮（Cu/MoNb）雙層膜質的金屬膜後，利用掃描電子顯微鏡（SEM，Hitach S-4700）來觀察圖像的結果。
 【0011】
本發明涉及蝕刻液組合物及利用該組合物的液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法，上述蝕刻液組合物在由用於形成薄膜電晶體陣列配線的銅/鉬合金構成的雙層膜膜質中，能夠以優秀的蝕刻特性，對上部銅金屬膜和鈮（Nb）或鎢（W）中的一種以上與鉬的合金的鉬合金膜進行一次蝕刻。
【0012】
具體而言，本發明提供液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法，上述液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法包括：步驟a），在基板上形成柵極配線，步驟b），在包含上述柵極配線的基板上形成柵極絕緣層，步驟c），在上述柵極絕緣層上形成半導體層，步驟d），在上述半導體層上形成源極和汲極，以及步驟e），形成與上述汲極相連接的圖元電極，上述液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法的特徵在於，上述步驟a）或步驟d）包括：通過對包含作為鈮（Nb）或鎢（W）中的一種以上與鉬的合金的鉬類金屬膜或銅類金屬膜的膜進行蝕刻，來形成各電極的步驟，用於蝕刻的上述蝕刻液組合物包括：A）過氧化氫（H2 O2 ）；B）氟類化合物；C）唑類化合物；D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物；E）磷酸鹽類化合物；F）多元醇類表面活性劑；以及G）水。
【0013】
尤其，用於本發明的蝕刻液組合物的特徵在於，除了上述A）至G）成分以外，不包括有機酸或有機酸鹽、無機酸或無機酸鹽或脂環族胺。在以往，為了提高銅的蝕刻速度或者為了營造有利於銅類金屬膜的蝕刻的環境，而必備地添加了除了上述D）成分以外的有機酸或有機酸鹽、硫酸鹽等無機酸或無機酸鹽、環胺化合物等的脂環族胺，而通過對這種包含有機酸或有機酸鹽、無機酸或無機酸鹽或脂環族胺等的以往的蝕刻液組合物進行試驗後，確認了其會導致鉬類金屬膜，尤其作為鈮（Nb）或鎢（W）中的一種與鉬的合金的鉬類金屬膜的蝕刻效率急劇下降。進一步地，本發明的蝕刻液組合物在沒有如上所述的有機酸或有機酸鹽、無機酸或無機酸鹽或脂環族胺的條件下，也表現出非常優秀的銅類金屬膜蝕刻速度和蝕刻特性，對於鉬類金屬膜也表現出了非常優秀的蝕刻特性。
【0014】
在本發明中，銅類金屬膜是在膜的組成成分中包含有銅的，上述銅類金屬膜表示純銅、銅的氮化物、銅的氧化物或銅的合金。上述銅合金表示選自包括純銅、銅的氮化物、銅的氧化物的組的一種和選自包括鋁（Al）、鎂（Mg）、鈣（Ca）、鈦（Ti）、銀（Ag）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鋯（Zr）、鈮（Nb）、鉬（Mo）、鈀（Pd）、鉿（Hf）、鉭（Ta）及鎢（W）的組中的一種以上的金屬的合金。
【0015】
並且，較佳地，上述鉬合金膜是鈮（Nb）或鎢（W）中的一種與鉬的合金。
【0016】
以下，將對本發明的構成進行詳細說明。
【0017】
1.蝕刻液組合物
【0018】
包含在本發明的蝕刻液組合物中的A）過氧化氫（H2 O2 ）是對以包含鉬合金膜和形成於上述鉬合金膜上的銅金屬膜為特徵的銅類金屬膜的蝕刻產生影響的主氧化劑，較佳地，上述A）過氧化氫（ H2 O2 ）在組合物總重量中的比重為5.0重量百分比～25.0重量百分比。當上述A）過氧化氫（H2 O2 ）的含量不足5.0重量百分比時，銅類金屬膜及鉬合金膜的蝕刻力不足，進而無法實施充分的蝕刻；當上述A）過氧化氫（H2 O2 ）的含量超過25.0重量百分比時，蝕刻速度整體上會加快，進而導致工序控制的難度增加，根據銅離子增加的發熱穩定性大幅降低。
【0019】
包含在本發明的蝕刻液組合物中的B）氟類化合物，表示分解於水而產生氟（F）離子的化合物。上述B）氟類化合物是對鉬合金膜的蝕刻速度產生影響的輔助氧化劑，用於調節鉬合金膜的蝕刻速度。
【0020】
較佳地，上述B）氟類化合物的含量在組合物總重量中的比重為0.01重量百分比～1.0重量百分比，用於去除在同時對銅膜和鉬膜進行蝕刻的溶液中必然產生的殘渣。當上述B）氟類化合物的含量不足0.01重量百分比時，會產生蝕刻殘渣。當上述B）含氟化合物的含量超過1.0重量百分比時，導致玻璃基板的蝕刻率變大。
【0021】
氟類化合物是在本領域中使用的物質，但只要是在溶液內可分解為氟離子或多原子氟離子的化合物，就沒有特殊限制，較佳地，氟類化合物是選自包括氟化氫（HF）、氟化鈉（NaF）、氟化銨（NH4F）、氟硼酸銨（NH4BF4）、氟化氫銨（NH4F∙HF）、氟化鉀（KF）、氟氫化鉀（KHF2）、氟化鋁（AlF3）及氟硼酸（HBF4）的組的一種或兩種以上。尤其，較佳地，使用氟化氫銨（ammonium bifluoride：NH4F∙HF）。
【0022】
包含在本發明的蝕刻液組合物中的蝕刻液組合物中的C）唑類化合物用於調節銅類金屬的蝕刻速度，減少圖案的臨界尺寸損失（CD Loss），進而提高工序上的收穫率。上述C）唑類化合物的含量在組合物總重量中的比重為0.1重量百分比～5重量百分比。當上述C）唑類化合物的含量不足0.1重量百分比時，銅的蝕刻速度過快，進而導致臨界尺寸損失過大。當上述C）唑類化合物的含量超過5重量百分比時，銅的蝕刻速度變慢，鉬合金膜的蝕刻速度也變慢，進而導致工序時間的浪費，鉬合金的殘渣殘留的可能性增加。
【0023】
上述C）唑類化合物若是使用於本領域的，就不受特殊限制。例如，較佳地，唑類化合物是碳數為1～30的唑類化合物。更較佳地，能夠獨立或混合使用選自包括三唑類化合物、氨基四氮唑類化合物、咪唑類化合物、吲哚類化合物、嘌呤類化合物、吡唑類化合物、吡啶類化合物、嘧啶類化合物、吡咯類化合物、吡咯烷類化合物、吡咯啉類化合物等的組的一種或兩種以上。
【0024】
包含在本發明的蝕刻液組合物中的D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物，用於防止在保管蝕刻液組合物時可能發生的過氧化氫水的自主分解反應，防止在蝕刻大量基板時發生的蝕刻特性變化。通常，在使用過氧化氫水的蝕刻液組合物的情況下，保管過程中過氧化氫水發生自主分解，進而導致保管期限短，還具有容器爆炸的危險要素。但是，在包含有上述D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物的情況下，過氧化氫水的分解速度降低近10倍，有利於保管期限的延長和穩定性保障。尤其，在銅層中，大量殘存著蝕刻液組合物內的銅離子的情況下，形成鈍化（passivation）膜而氧化變黑後，經常發生無法再進行蝕刻的情況，而當添加了該化合物時，能夠防止出現這種現象。較佳地，上述D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物的含量為0.1重量百分比～5.0重量百分比。當上述D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物的含量不足上述範圍時，在蝕刻大量的基板（約500張）後，形成鈍化膜，很難獲得足夠的工序餘量。並且，當上述D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物的含量超過上述範圍時，鉬合金的蝕刻速度變慢，在銅鉬膜或銅鉬合金膜的情況下，錐角變小。
【0025】
較佳地，上述D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物選自包括丙氨酸（alanine）、氨基丁酸（aminobutyric acid）、谷氨酸（glutamic acid）、甘氨酸（glycine）、亞氨基二乙酸（iminodiacetic acid）、次氨基三乙酸（nitrilotriacetic acid）及肌氨酸（sarcosine）的組的一種或兩種以上。
【0026】
包含在本發明的蝕刻液組合物中的E）磷酸鹽類化合物是使圖案的錐形輪廓變得良好的成分。若本發明的蝕刻液組合物中不含上述E）磷酸鹽類化合物，則蝕刻輪廓將變不合格。較佳地，上述磷酸鹽類化合物的含量在組合物總重量中的比重為0.1重量百分比～5.0重量百分比。當上述E）磷酸鹽類化合物的含量不足上述範圍時，蝕刻輪廓將變不合格。當上述E）磷酸鹽類化合物的含量超過上述範圍時，將發生鉬合金膜的蝕刻速度變慢的問題。
【0027】
上述E）磷酸鹽類化合物只要是選自在磷酸中一個或兩個氫被置換為鹼性金屬或鹼土金屬的鹽，沒有特殊限制，但是，較佳地，上述E）磷酸鹽類化合物選自包括磷酸鈉（sodium phosphate）、磷酸鉀（potassium phosphate）及磷酸銨（ammonium phosphate）的組的一種或兩種以上。
【0028】
包含在本發明的蝕刻液組合物中的F）多元醇類表面活性劑通過降低表面張力來增加蝕刻的均勻性。並且，上述F）多元醇類表面活性劑在蝕刻銅膜後，包覆蝕刻液中溶解的銅離子，進而遏制銅離子的活躍度，遏制過氧化氫的分解反應。如此，當降低銅離子的活躍度時，使用蝕刻液期間，能夠穩定地推進工序。上述F）多元醇類表面活性劑的含量在組合物總重量中的比重為0.001重量百分比～5.0重量百分比。當上述F）多元醇類表面活性劑的含量不足上述範圍時，蝕刻均勻性降低，並且過氧化氫的分解會加速。當上述F）多元醇類表面活性劑的含量超過上述範圍時，將產生大量泡沫。
【0029】
較佳地，上述F）多元醇類表面活性劑選自包括丙三醇（glycerol）、乙二醇（ethylene glycol）、二甘醇（diethylene glycol）、三甘醇（triethylene glycol）及聚乙二醇（polyethylene glycol）等的組的一種或兩種以上。
【0030】
較佳地，包含在本發明的銅鉬合金膜蝕刻液組合物中的G）水，以剩餘量的形式包含其中，確保能夠滿足組合物總重量為100重量百分比。上述水不受特別限制，較佳地，使用脫離子水。並且，較佳地，使用表示上述水中的離子被去除的程度的水的比電阻值為18MΩ•cm以上的脫離子水。
【0031】
並且，除了前述的成分之外，還可添加常規的添加劑，添加劑有金屬離子螯合劑及防腐劑等。並且，上述添加劑不受此限定，為了進一步發揮本發明的效果，可選擇並添加本領域公開的其他各種添加劑。
【0032】
在本發明中使用的A）過氧化氫（H2 O2 ）、B）氟類化合物、C）唑類化合物、D）一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物、E）磷酸鹽類化合物、F）多元醇類表面活性劑等可借助常規公知的方法而製備，較佳地，本發明的蝕刻液組合物具有半導體工序用的純度。
【0033】
本發明的蝕刻液組合物在蝕刻銅類金屬膜時，能夠體現蝕刻均勻性及直線性優秀的錐形輪廓。本發明的蝕刻液組合物在蝕刻時不產生殘渣，可避免電氣短路或佈線不合格、亮度降低等問題。因此，本發明的蝕刻液組合物非常適用於具有大畫面、高亮度的電路的液晶顯示裝置用陣列基板的製備。
【0034】
本發明的蝕刻液組合物能夠一次蝕刻由銅類金屬構成的液晶顯示裝置的柵極電極和柵極配線及源極/汲極和數據配線層。
【0035】
尤其，本發明的蝕刻液組合物，其特徵在於，以15～30/sec的速度蝕刻鉬類金屬膜，以70～120/sec的速度蝕刻銅類金屬膜。在LGD蝕刻工序中，當蝕刻速度（Etch rate）緩慢時，蝕刻工序時間（Process Time）增加，進而很難確保批量生產性，因此，如何確保上述範圍的蝕刻速度顯得非常重要。
【0036】
2.液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法
【0037】
本發明提供液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法，該液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法包括：步驟a），在基板上形成柵極配線，步驟b），在包含上述柵極配線的基板上形成柵極絕緣層，步驟c），在上述柵極絕緣層上形成半導體層，步驟d），在上述半導體層上形成源極和汲極，以及步驟e），形成與上述汲極相連接的圖元電極，上述液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法的特徵在於，上述步驟a）或步驟d）包括：通過對包含鉬類金屬膜或銅類金屬膜的膜進行蝕刻，來形成各電極的步驟，在用於蝕刻的上述蝕刻液組合物中，各組分在組合物總重量中的重量百分比範圍為：A）過氧化氫5.0重量百分比～25.0重量百分比；B）氟類化合物0.01重量百分比～1.0重量百分比；C）唑類化合物0.1重量百分比～5重量百分比；D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；E）磷酸鹽類化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；F）多元醇類表面活性劑0.001重量百分比～5.0重量百分比；以及G）水剩餘量。
【0038】
上述液晶顯示裝置用陣列基板能夠是薄膜電晶體（TFT）陣列基板。
【0039】
並且，上述配線形成方法包括：
【0040】
Ⅰ）在基板上形成鉬合金膜的步驟；
【0041】
Ⅱ）在上述鉬合金膜的上部形成銅類金屬膜的步驟；
【0042】
Ⅲ）在上述銅類金屬膜上選擇性地保留光反應物質的步驟；以及
【0043】
Ⅳ）使用本發明的蝕刻液組合物，對銅類金屬膜及鉬合金膜進行一次蝕刻的步驟。
【0044】
在本發明的配線形成方法中，較佳地，上述光反應物質為一般的光刻膠物質，能夠借助通常的曝光及顯像工序而選擇性地保留。
【0045】
較佳地，上述鉬合金膜為鈮（Nb）或鎢（W）中的一種以上與鉬的合金。
【0046】
以下，將利用實施例及比較例對本發明進行更詳細的說明。然而，下述實施例及比較例僅僅是用於例示本發明，本發明不受此限制，而且能夠實施各種修改及變更。
【0047】
實施例1至實施例3及比較例1至比較例10蝕刻液組合物的製備
【0048】
按照下表1顯示的組成，製備了實施例1至實施例3及比較例1至比較例10的蝕刻液組合物。
【0049】
【表1】
（單位：重量百分比）
【0050】
試驗例：蝕刻液組合物的特性評估
【0051】
在玻璃基板（100mm×100mm）上沉積鉬合金膜，在上述膜上沉積銅膜後，通過光刻（photolithography）工序在基板上形成具有規定的圖案的光刻膠，分別使用實施例1至實施例3及比較例1至比較例10的組合物，針對銅類金屬膜實施蝕刻工序。在試驗中，使用了噴射式蝕刻方式的實驗裝備（型號：ETCHER（TFT），SEMES公司），在實施蝕刻工序時，蝕刻液組合物的溫度設置為約30℃左右，但適當溫度可根據其他工序條件和其他要素而按需變更。蝕刻時間可隨著蝕刻溫度而發生變化，通常實施80秒鐘左右。通過剖面SEM（Hitachi公司產品，型號S-4700），來檢查在上述蝕刻工序中完成蝕刻的銅類金屬膜的屬性，其結果記載於下表2。
【0052】
【表2】
○：良
△：一般
X：不良
Unetch：未蝕刻
【0053】
在LCD蝕刻工序中，當蝕刻速度（Etch rate）緩慢時，工序時間（Process Time）就會增加，進而難以確保批量生產性，因此，應確保銅蝕刻速度（Cu Etch rate）70～120/sec、鉬鈮蝕刻速度（Mo-Nb）15～30/sec以上。並且，應保持一定的根據銅濃度的側面蝕刻（Side Etch）（μm）變化量。側面蝕刻（Side Etch）是指在蝕刻後測定的光刻膠末端和下部金屬末端之間的距離。當側面蝕刻變化量大時，薄膜電晶體驅動時信號傳遞速度發生變化，進而導致薄膜電晶體-液晶顯示器（TFT-LCD）特性發生變化，因此，較佳地，側面蝕刻變化量應最小化。在本評估中，假設了當側面蝕刻變化量滿足±0.1μm的條件時能夠繼續將蝕刻液組合物用於蝕刻工序，並實施了實驗。
【0054】
從表2中可知，實施例1至實施例3的本發明的蝕刻液組合物均表現出良好的蝕刻特性。並且，從第1圖可知，以實施例2的蝕刻液組合物蝕刻的銅類金屬膜，其蝕刻輪廓（Profile）及直線性優秀，並且未殘留有蝕刻殘渣。
【0055】
相比之下，在過氧化氫含量小於適當含量範圍的比較例1中，銅（Cu）及鉬鈮（Mo-Nb）蝕刻速度過慢，表現出未蝕刻（Unetch）的現象，在中性氟化銨含量小於適當含量範圍的比較例2中，銅蝕刻速度（Cu Etch rate）處於可滿足水準，但鉬鈮（Mo-Nb）出現未蝕刻（Unetch）的現象。在氨基噻唑的含量大於適當含量範圍的比較例3中，銅、鉬鈮均表現出未蝕刻的現象。
【0056】
一方面，不同於實施例2，在組合中包含有乙醇酸的比較例4的情況下，銅蝕刻速度（Cu Etch rate）從100/sec的速度提高到120/sec的速度，有利於銅蝕刻（Cu Etch），但從第2圖中可知，鉬鈮（Mo-Nb）表現出殘留著殘渣未蝕刻（Unetch）的現象，在包含有有機酸的情況下，不利於鉬鈮蝕刻（Mo-Nb Etch）。
【0057】
並且，不同於實施例2，在組合中包含有硫酸銨的比較例5的情況下，銅蝕刻速度從100/sec提高到110/sec，在比較例6中，銅蝕刻速度從100/sec提高到130/sec，進而有利於銅蝕刻，但從第3圖中可知，在銅和鉬鈮表面部能夠觀察到侵蝕現象，並表現出殘留著鉬鈮殘渣的未蝕刻（Unetch）現象，由此可知，在包含有硫酸鹽的情況下，將對蝕刻輪廓造成不利影響。
【0058】
補充地，不同於實施例2，在組合中包含有1.0%環已胺的比較例7的情況下，銅蝕刻速度從100/sec下降到90/sec，而且鉬鈮蝕刻速度從20/sec顯著下降到5/sec，從第4圖中可知，鉬鈮表現出了殘留著殘渣的未蝕刻（Unetch）的現象，如比較例8所示，環已胺的濃度增加到4.0%時，鉬鈮未蝕刻（Unetch），由此可知，在包含有環已胺的情況下，不利於鉬鈮的蝕刻。
【0059】
不同於實施例2，在組合中包含有1.0%硫酸銨、1.0%環已胺的比較例9中，從第5圖中可知，在銅和鉬鈮表面部能夠觀察到侵蝕現象，並且表現出殘留著鉬鈮殘渣的未蝕刻（Unetch）現象，由此可知，將對蝕刻輪廓造成不利的影響。
【0060】
並且，在大韓民國公開公報第10-2010-0035250號中，記載了在過氧化氫等中必備地包含有硫酸銨和環已胺的組合物，如比較例10，當使用上述組合物蝕刻銅/鉬-鈮（Mo-Nb）時，從第6圖中可知，在銅和鉬鈮表面部能夠觀察到侵蝕現象，無法實現對鉬鈮的充分的蝕刻速度，蝕刻特性也會嚴重低下。
國內寄存資訊【請依寄存機構、日期、號碼順序註記】
無
國外寄存資訊【請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記】
無
無

Claims (10)

  1. 【第1項】
    一種液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法，其方法包括：步驟a），在一基板上形成一柵極配線，步驟b），在包含該柵極配線的該基板上形成一柵極絕緣層，步驟c），在該柵極絕緣層上形成一半導體層，步驟d），在該半導體層上形成一源極和一汲極，以及步驟e），形成與該汲極相連接的一圖元電極，其中，
    上述步驟a）或步驟d）包括：通過對包含鉬類金屬膜或銅類金屬膜的膜進行蝕刻，來形成各電極的步驟，
    上述鉬合金膜為鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金，
    用於蝕刻的上述蝕刻液組合物包括：占組合物總重量中的重量百分比為：A）過氧化氫5.0重量百分比～25.0重量百分比；B）氟化合物0.01重量百分比～1.0重量百分比；C）唑類化合物0.1重量百分比～5重量百分比；D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；E）磷酸鹽化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；F）多元醇類表面活性劑0.001重量百分比～5.0重量百分比；以及G）水剩餘量，除了上述成分之外，上述蝕刻液組合物不包含有機酸或有機酸鹽、無機酸或無機酸鹽或脂環族胺。
  2. 【第2項】
    如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法，其中，該液晶顯示裝置用陣列基板為薄膜電晶體陣列基板。
  3. 【第3項】
    如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法，其中，用於蝕刻的上述蝕刻液組合物，以15～30/sec的速度蝕刻鉬類金屬膜，以70～120/sec的速度蝕刻銅類金屬膜。
  4. 【第4項】
    一種由鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金及銅類金屬膜構成的多層膜用蝕刻液組合物，其中，包括：
    占組合物總重量中的重量百分比為：
    A）過氧化氫5.0重量百分比～25.0重量百分比；
    B）氟化合物0.01重量百分比～1.0重量百分比；
    C）唑類化合物0.1重量百分比～5重量百分比；
    D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；
    E）磷酸鹽化合物0.1重量百分比～5.0重量百分比；
    F）多元醇類表面活性劑0.001重量百分比～5.0重量百分比；以及
    G）水剩餘量，
    除了上述成分之外，上述蝕刻液組合物不包含有機酸或有機酸鹽、無機酸或無機酸鹽或脂環族胺。
  5. 【第5項】
    如申請專利範圍第4項所述的由鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金及銅類金屬膜構成的多層膜用蝕刻液組合物，其中，以15～30/sec的速度蝕刻鉬類金屬膜，以70～120/sec的速度蝕刻銅類金屬膜。
  6. 【第6項】
    如申請專利範圍第4項所述的由鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金及銅類金屬膜構成的多層膜用蝕刻液組合物，其中，上述B）氟化合物為選自由氟化氫、氟化鈉、氟化銨、氟硼酸銨、氟化氫銨、氟化鉀、氟氫化鉀、氟化鋁及氟硼酸組成的組中的一種以上。
  7. 【第7項】
    如申請專利範圍第4項所述的由鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金及銅類金屬膜構成的多層膜用蝕刻液組合物，其中，上述C）唑類化合物為選自由三唑類化合物、氨基四唑類化合物、咪唑類化合物、吲哚類化合物、嘌呤類化合物、吡唑類化合物、吡啶類化合物、嘧啶類化合物、吡咯類化合物、吡咯烷類化合物及吡咯啉類化合物組成的組中的一種以上。
  8. 【第8項】
    如申請專利範圍第4項所述的由鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金及銅類金屬膜構成的多層膜用蝕刻液組合物，其中，上述D）在一個分子內具有氮原子和羧基的水溶性化合物為選自由丙氨酸、氨基丁酸、谷氨酸、甘氨酸、亞氨基二乙酸、氨三乙酸及肌氨酸組成的組中的一種以上。
  9. 【第9項】
    如申請專利範圍第4項所述的由鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金及銅類金屬膜構成的多層膜用蝕刻液組合物，其中，上述E）磷酸鹽化合物為選自由磷酸鈉、磷酸鉀及磷酸銨組成的組中的一種以上。
  10. 【第10項】
    如申請專利範圍第4項所述的由鈮或鎢中的一種以上與鉬的合金及銅類金屬膜構成的多層膜用蝕刻液組合物，其中，上述F）多元醇類表面活性劑為選自由丙三醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇及聚乙二醇組成的組中的一種以上。
TW103128514A 2013-08-27 2014-08-19 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 TWI614550B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130101901 2013-08-27
??10-2013-0101901 2013-08-27
??10-2014-0080710 2014-06-30
KR1020140080710A KR102091847B1 (ko) 2013-08-27 2014-06-30 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201508383A true TW201508383A (zh) 2015-03-01
TWI614550B TWI614550B (zh) 2018-02-11

Family

ID=53021266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103128514A TWI614550B (zh) 2013-08-27 2014-08-19 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

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102091847B1 (zh)
TW (1) TWI614550B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107316836A (zh) * 2016-04-25 2017-11-03 东友精细化工有限公司 蚀刻液组合物、显示装置用阵列基板及其制造方法
TWI674336B (zh) * 2015-03-24 2019-10-11 南韓商東友精細化工有限公司 用於蝕刻銅基金屬層之蝕刻劑組合物以及用其製造液晶顯示器陣列基板之方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102310097B1 (ko) * 2015-12-10 2021-10-08 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102677476B1 (ko) * 2016-07-26 2024-06-24 삼성디스플레이 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴 제조 방법
KR102379073B1 (ko) * 2017-03-28 2022-03-28 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100505328B1 (ko) * 2002-12-12 2005-07-29 엘지.필립스 엘시디 주식회사 구리 몰리브덴막에서 몰리브덴 잔사를 제거할 수 있는식각용액 및 그 식각 방법
CN101392376A (zh) * 2007-09-19 2009-03-25 长瀬化成株式会社 蚀刻组合物
KR101495683B1 (ko) 2008-09-26 2015-02-26 솔브레인 주식회사 액정표시장치의 구리 및 구리/몰리브데늄 또는 구리/몰리브데늄합금 전극용 식각조성물
KR101495619B1 (ko) * 2008-10-10 2015-02-26 솔브레인 주식회사 고선택비를 갖는 구리(구리합금) 식각액 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법
KR101529733B1 (ko) 2009-02-06 2015-06-19 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101702129B1 (ko) * 2010-05-20 2017-02-06 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN103052907B (zh) * 2010-07-30 2015-08-19 东友精细化工有限公司 用于制造液晶显示装置用阵列基板的方法
KR101845083B1 (ko) * 2010-12-10 2018-04-04 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI674336B (zh) * 2015-03-24 2019-10-11 南韓商東友精細化工有限公司 用於蝕刻銅基金屬層之蝕刻劑組合物以及用其製造液晶顯示器陣列基板之方法
CN107316836A (zh) * 2016-04-25 2017-11-03 东友精细化工有限公司 蚀刻液组合物、显示装置用阵列基板及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150024764A (ko) 2015-03-09
KR102091847B1 (ko) 2020-03-20
TWI614550B (zh) 2018-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101529733B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101586500B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
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
TW201425646A (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
KR102137013B1 (ko) 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101475954B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법
TW201518545A (zh) 液晶顯示器用陣列基板的製造方法
CN104419930A (zh) 蚀刻液组合物及液晶显示装置用阵列基板的制造方法
TW201508383A (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
KR101933529B1 (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
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
KR102583609B1 (ko) 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101586865B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102505196B1 (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101539765B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법
KR101560000B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20180077610A (ko) 금속막 식각액 조성물 및 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TW201324781A (zh) 製造用於液晶顯示器的陣列基板的方法，形成金屬配線的方法，用於金屬氧化物半導體層的蝕刻液組合物，以及用於液晶顯示器的陣列基板
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
KR102362555B1 (ko) 구리계 금속막용 식각 조성물
KR20160114825A (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160112471A (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102281191B1 (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20150035213A (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102058168B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법