TW201617437A - 用於銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物及使用其製備用於液晶顯示器之陣列基板的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物及一種使用其製造用於液晶顯示器之陣列基板之方法。該用於蝕刻銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物包括過硫酸鹽、氯化合物、銅鹽、環胺化合物及供電子化合物，從而能夠以高蝕刻速度均勻分批蝕刻銅層及鈦層，同時防止出現可溶性差的沈澱。

Description

用於銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物及使用其製備用於液晶顯示器之陣列基板的方法 發明背景
本發明係關於一種用於銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物及一種使用其製造用於液晶顯示器之陣列基板的方法。
用於驅動半導體裝置及平板顯示器之代表性電子電路為薄膜電晶體(thin film transistor；TFT)。製造TFT-LCD之方法一般包括在基板上形成用於閘極及源極/汲極電極之佈線材料的金屬膜，在該金屬膜之所選擇區域上形成光阻劑，且隨後使用該光阻劑作為光罩蝕刻該金屬膜。
習知地，作為用於閘極及源極/汲極電極之佈線材料，已使用其中鋁或其合金及另一金屬依次層壓之金屬膜。鋁為更便宜的且具有低電阻，但不具有佳耐化學性，可能導致液晶面板之操作問題，例如可能由於後加工中之諸如小凸起的故障自其他導電層短路，或可能與氧化物層接觸而形成絕緣層。
考慮到上述態樣，已提議具有銅層及鈦層之雙重金屬膜作為 用於閘極及源極/汲極電極之佈線材料。
然而，上述技術涉及此類問題：為了蝕刻具有銅層及鈦層之雙重金屬膜，必須使用用於蝕刻上述兩種金屬膜之兩種不同蝕刻劑。特定言之，為了蝕刻含銅銅膜，一般使用基於過氧化氫或過硫酸氫鉀之蝕刻劑。
韓國專利特許公開公開案第2010-0040352號揭示一種包括過氧化氫、磷酸、磷酸鹽、螯合劑及環胺化合物之過氧化氫蝕刻劑。然而，該過氧化氫蝕刻劑包涵以下缺點：諸如出現『歧化』而導致組成物之自我分解，或由於隨時間構造組成中之快速變化所致的不穩定性。
特定言之，環胺化合物與蝕刻銅膜期間產生之銅離子組合。在此情況下，當氯離子存在於蝕刻劑中時，由於氯離子與該經組合物質之間的反應，可能出現可溶性差的沈澱。
另外，過硫酸氫鉀蝕刻劑具有諸如低蝕刻速度及隨時間之不穩定性的缺點。
因此，本發明之一個目標為提供一種蝕刻溶液組成物，其即使在包括環胺化合物、銅鹽及氯化合物作為組分時防止出現可溶性差的沈澱。
另外，本發明之另一目標為提供一種蝕刻溶液組成物，其能夠以高蝕刻速度均勻分批蝕刻銅層及鈦層。
此外，本發明之另一目標為提供一種使用上述蝕刻溶液組成物製造薄膜電晶體之方法。
本發明之上述目標將藉由以下特徵達成：
(1)一種用於蝕刻銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物，其包括：過硫酸鹽、氯化合物、銅鹽、環胺化合物及供電子化合物。
(2)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其中該過硫酸鹽為選自由過硫酸銨、過硫酸鈉及過硫酸鉀組成之群的至少一者。
(3)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其中該氯化合物為選自由氯酸、氯化鈉、氯化鉀及氯化銨組成之群的至少一者。
(4)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其中該銅鹽為選自由硝酸銅、硫酸銅及磷酸銨銅組成之群的至少一者。
(5)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其中該環胺化合物包括選自由三唑化合物、胺基四唑化合物、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯啶化合物及吡咯啉化合物組成之群的至少一者。
(6)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其中該供電子化合物包括以下中之至少一者：選自由麩胺酸、松脂酸、胺基苯磺酸、核黃素、葉酸及五倍子酸及其鉀鹽、鈉鹽及銨鹽組成之群的至少一者；及選自由L-異白胺酸、己二酸、棕櫚酸、順丁烯二酸、二伸乙基三胺五乙酸、N-乙醯基-L-半胱胺酸及L-甲硫胺酸及其鉀鹽、鈉鹽及銨鹽組成之群的至少一者。
(7)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其包括：0.5重量%至20重量%之過硫酸鹽、0.1重量%至5重量%之氯化合物、0.05重量%至3重量%之銅鹽、0.5重量%至5重量%之環胺化合物、0.1重量%至5重量%之供電子化合物及作為其餘部分之水。
(8)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其進一步包括選自由氟化合物、 無機酸(鹽)及有機酸(鹽)組成之群的至少一者。
(9)根據上述(8)之蝕刻溶液組成物，其中該氟化合物包括選自由氟酸、氟化銨、酸式氟化銨、氟硼酸銨、氟化鉀、酸式氟化鉀、氟硼酸鉀、氟化鈉、酸式氟化鈉、氟化鋁氟硼酸、氟化鋰及氟化鈣組成之群的至少一者。
(10)根據上述(8)之蝕刻溶液組成物，其中該無機酸(鹽)包括選自由硝酸、硫酸、磷酸及硼酸及其鉀鹽、鈉鹽及銨鹽中之至少一者組成之群的至少一者。
(11)根據上述(8)之蝕刻溶液組成物，其中該有機酸(鹽)包括選自由乙酸、丁酸、檸檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、乙二酸、戊酸、磺基苯甲酸、磺化丁二酸、磺基鄰苯二甲酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、丁二酸、蘋果酸、酒石酸、異檸檬酸、丙烯酸及亞胺基二乙酸(imminodiacetic acid)及其鉀鹽、鈉鹽及銨鹽中之至少一者組成之群的至少一者。
(12)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其中該銅層為單一銅層或包括選自由鋁、鎂、錳、鈹、鉿、鈮、鎢及釩組成之群的至少一者以及銅。
(13)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其中該鈦層為單一鈦層。
(14)根據上述(1)之蝕刻溶液組成物，其中該銅層及鈦層為其中該銅層及鈦層交替層壓至少一次之多層。
(15)一種形成金屬佈線圖案之方法，其包括：使用根據上述(1)至(14)中任一項之蝕刻溶液組成物蝕刻銅層及鈦層。
(16)一種製造用於液晶顯示裝置之陣列基板的方法，包括：(a)在絕 緣基板上形成包括下部閘極金屬層及上部閘極金屬層之閘極金屬層；(b)蝕刻該閘極金屬層以形成包括閘極電極之閘極線；(c)在該閘極線上形成閘極絕緣薄膜；(d)在該閘極絕緣薄膜上依次形成第一非晶矽層、第二非晶矽層、下部資料金屬層及上部資料金屬層；(e)蝕刻該第一非晶矽層、該第二非晶矽層、該下部資料金屬層及該上部資料金屬層以形成包括半導體、電阻接觸層及源極電極之資料線，及汲極電極；(f)在該資料線、該汲極電極及該閘極絕緣薄膜上形成保護膜；及(g)形成像素電極，其連接至該保護膜上之汲極電極，其中步驟(b)之蝕刻及步驟(e)之蝕刻使用根據上述(1)至(14)中任一項之蝕刻溶液組成物執行。
(17)根據上述(16)之方法，其中該下部閘極金屬層或該下部資料金屬層由鈦層形成，且該上部閘極金屬層或該上部資料金屬層由銅膜形成。
(18)根據上述(17)之方法，其中該上部金屬層及該下部金屬層藉由使用該蝕刻溶液組成物同時蝕刻。
本發明之蝕刻溶液組成物包括供電子化合物，以使得即使在包括環胺化合物、銅鹽及氯化合物時，有可能防止出現可溶性差的沈澱。
另外，本發明之蝕刻溶液組成物以高蝕刻速度實現具有銅層及鈦層之多重金屬膜之均勻分批蝕刻，因此簡化蝕刻製程，改良產率且確保極佳蝕刻特性。
因此，本發明之蝕刻溶液組成物可有效地應用於製造薄膜電晶體，其用於液晶顯示器之陣列基板。
自以下實施方式結合隨附圖式將更清楚理解本發明之上述 及其他目標、特徵及其他優勢，其中：圖1為評估出現根據本發明之實施例5之沈澱的相片；及圖2為評估出現根據本發明之比較實施例1之沈澱的相片。
本發明揭示一種用於銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物，其包括過硫酸鹽、氯化合物、銅鹽、環胺化合物及供電子化合物，從而能夠以高蝕刻速度均勻分批蝕刻銅層及鈦層，同時防止出現可溶性差的沈澱；及一種使用其製造用於液晶顯示器之陣列基板之方法。
下文中將詳細描述本發明之例示性具體實例。
在本文本中，「銅層及鈦層(a copper layer and a titanium layer)」意謂其中銅層及鈦層層壓之多重金屬膜。具體言之，銅層及鈦層可包括其中銅膜/鈦層以此順序層壓之雙重金屬膜，及其中鈦層/銅層以此順序層壓之雙重金屬膜。此外，銅層及鈦層可包括其中銅層及鈦層以三層或三層以上交替層壓之多重金屬膜，例如具有三個層壓的銅膜/鈦層/銅膜之三重金屬膜；具有三個層壓的鈦層/銅膜/鈦層之三重金屬膜；具有銅膜/鈦層/銅膜/鈦層/銅層以此順序層壓之多重金屬膜或其類似者。本文中，銅層及鈦層中之每一者之厚度不受特定限制。
此外，在本發明中，「銅膜(copper film)」可包括僅由銅製成之單一銅層，及包括選自由鋁(Al)、鎂(Mg)、錳(Mn)、鈹(Be)、鉿(Hf)、鈮(Nb)、鎢(W)及釩(V)以及銅組成之群的至少一者的銅合金層。
另外，在本發明中，「鈦層(titanium layer)」可包括僅由鈦 製成之單一鈦層。
本發明之蝕刻溶液組成物中包括之過硫酸鹽為蝕刻銅膜之主要組分且亦為參與蝕刻鈦層之組分。其特定實例可包括過硫酸銨((NH4)2S2O8)、過硫酸鈉(Na2S2O8)、過硫酸鉀(K2S2O8)或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
過硫酸鹽可以蝕刻溶液組成物總重量之0.5重量%至20重量%(『wt.%』)且較佳5wt.%至18wt.%之量包括在內。在此含量範圍內，銅層可以所需程度經蝕刻且提供極佳蝕刻特徵。若其含量小於0.5wt.%，則銅層可能不經蝕刻或以減小的蝕刻速度經蝕刻。當其含量超過20wt.%時，蝕刻速度變為較高而在控制方法中遇到困難，因此可能過度蝕刻銅層及鈦層。
氯化合物意謂解離於水中產生氯離子之化合物。氯化合物為用於蝕刻銅或包括銅之金屬膜的輔助氧化劑，且可用於控制錐形之角度。其特定實例可包括鹽酸(HCl)、氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、氯化銨(NH4Cl)等，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
氯化合物可以蝕刻溶液組成物總重量之0.1wt.%至5wt.%且較佳0.5wt.%至3wt.%之量包括在內。在此含量範圍內，銅層可以所需程度經蝕刻且提供極佳蝕刻特徵。若其含量小於0.1wt.%，則銅層可以減小的蝕刻速度經蝕刻，因此導致蝕刻特徵劣化。當其含量超過5wt.%時，可能出現過度蝕刻而導致金屬佈線之損失。
銅鹽可用於控制CD歪斜。其特定實例可包括硝酸銅(Cu(NO3)2)、硫酸銅(CuSO4)、磷酸銨銅(NH4CuPO4)等(但不包括過硫酸鹽)，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
銅鹽可以蝕刻溶液組成物總重量之0.05wt.%至3wt.%且較佳0.1wt.%至2wt.%之量包括在內。在此含量範圍內，可獲得顯著恆定CD歪斜。若其含量小於0.05wt.%，則可顯著增加針對待處理之薄片數目之CD歪斜變化中之偏差。當其含量超過3wt.%時，主要氧化劑之氧化效能減小而減少待處理之薄片之數目。
環胺化合物可用於控制蝕刻速度且降低圖案之CD損失，因此增加方法中之利潤。
環胺化合物不受特定限制，只要其可包括用於相關技術中之任何習知的一種環胺化合物。舉例而言，其可為具有1至30個碳原子之唑化合物中之任一者。更特定言之，其可包括三唑化合物、胺基四唑化合物、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯啶化合物、吡咯啉化合物等，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
三唑化合物可包括，例如含有由下式1表示之至少一種或兩種或兩種以上化合物之混合物。
其中R1及R2各自獨立地為氫原子；羧基；胺基；羥基；氰基；甲醯基；磺酸基；經羧基、胺基、羥基、氰基、甲醯基及磺酸基取代或非經取代之 具有1至20個碳原子之烷基或磺醯基烷基，且可包括酯基，及Q為氫原子；羥基；由下式2表示之取代基；及經具有6至20個碳原子之芳基或羥基取代或非經取代之具有1至10個碳原子之烷基或烷氧基，且可包括醯胺基及酯基中之至少一者。
其中R3為具有1至6個碳原子之伸烷基，及R4及R5各自獨立地為氫原子、羥基或經羥基取代或非經取代之具有1至10個碳原子之烷基、羥基烷基或烷氧基烷基。
由式1表示之化合物可包括，例如1,2,3-苯并三唑、5-甲基苯并三唑、1-(2,2-二羥基乙基)苯并三唑、1-羥基苯并三唑、1-甲氧基苯并三唑、1-(1,2-二羥基丙基)苯并三唑、1-(2,3-二羥基丙基)苯并三唑、N,N-雙-(2-乙基己基)-芳基甲基-1H-苯并三唑-1-甲胺、2,2'-{[(4-甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亞胺基}雙乙醇、2,2'-{[(5-甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亞胺基}雙乙醇、5-羧基苯并三唑丁酯、5-羧基苯并三唑辛酯、5-羧基苯并三唑十二烷基酯或其類似物。此等化合物可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
除由式1表示之化合物外，本發明之蝕刻溶液組成物可進一步包括相關技術中常用之其他三唑化合物。舉例而言，可包括1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、甲苯基三唑、4-胺基-1,2,4-三唑或其類似物。此等化合物可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
胺基四唑化合物可包括，例如胺基四唑、5-胺基四唑、5-胺 基-1-苯基四唑、5-胺基-1(1-萘基)四唑、1-甲基-5-胺基四唑、1,5-二胺基四唑或其類似物。較佳地，使用胺基四唑。
咪唑化合物可包括，例如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-胺基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基咪唑及4-丙基咪唑，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
吲哚化合物可包括，例如胺基烷基吲哚、苯甲醯基吲哚、甲基吲哚、苯基乙醯基吲哚、吲哚咔唑或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
嘌呤化合物可包括，例如6-二甲基胺基嘌呤、2,6-二氯-7-甲基-7H-嘌呤、6-(γ,γ-二甲基烯丙基胺基)嘌呤、2-胺基-6-氯-9H-嘌呤-9-乙酸或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
吡唑化合物可包括，例如3-苯基-1H-吡唑、3-(胺基甲基)吡唑、5-(2-噻吩基)吡唑、1-(2-羥乙基)-吡唑、3-(2-噻吩基)吡唑、5-甲基-1H-吡唑、5-甲基-1H-吡唑、4-硝基-1H-吡唑、1H-吡唑-5-硼酸或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
吡啶化合物可包括，例如4-(胺基乙基)吡啶、2-(甲胺基)吡啶、吡啶三氟乙酸鹽、吡啶-4-乙醯胺、2-[(吡啶-3-羰基)-胺基]-苯甲酸或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
嘧啶化合物可包括，例如嘧啶-5-羧酸、嘧啶-2-羧酸或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
吡咯化合物可包括，例如吡咯-2-羧酸、吡咯-3-羧酸、1-(2-胺基苯基)吡咯、1H-吡咯-1-丙酸或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以 上組合形式使用。
吡咯啶化合物可包括，例如1-(2-胺基乙基)吡咯啶、吡咯啶-3-羧酸、吡咯啶-3-羧酸鹽酸鹽、吡咯啶-1,2-二羧酸1-苯基酯或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
吡咯啉化合物可包括，例如3-吡咯啉、2-甲基-1-吡咯啉、1-苯甲基-3-吡咯啉或其類似物，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
環胺化合物可以蝕刻溶液組成物總重量之0.5wt.%至5wt.%，且較佳1wt.%至4wt.%之量包括在內。在此含量範圍內，有可能維持適當蝕刻速度以提供極佳蝕刻特徵。若其含量小於0.5wt.%，則銅之蝕刻速度可不受控制而出現過度蝕刻。當其含量超過5wt.%時，基於銅之金屬層的蝕刻速度大大下降而導致處理時間顯著延長。
供電子化合物藉由將來源於氯化合物之氯離子鍵結至藉由配位鍵(螯合)與環胺化合物組合的銅離子之正電荷(+電)區來防止出現可溶性差的沈澱。具體言之，供電子化合物向正電荷區提供電子，因此防止氯離子之組合。
供電子化合物可使用環狀有機化合物及非環狀有機化合物中之至少一者。
環狀有機化合物可包括至少一種選自由麩胺酸、松脂酸、胺基苯磺酸、核黃素、葉酸及五倍子酸組成之群的化合物，或至少一種選自化合物(選自該等有機酸)之鉀鹽、鈉鹽及銨鹽之鹽化合物。作為鹽化合物之典型實例，可存在L-抗壞血酸鉀、L-抗壞血酸鈣、L-抗壞血酸鈉及其 類似物。
非環狀有機化合物可包括至少一種選自由L-異白胺酸、己二酸、棕櫚酸、順丁烯二酸、二伸乙基三胺五乙酸、N-乙醯基-L-半胱胺酸及L-甲硫胺酸組成之群的化合物，或至少一種選自化合物(選自該等有機酸)之鉀鹽、鈉鹽及銨鹽之化合物。
供電子化合物之較佳實例可包括選自由核黃素、葉酸、五倍子酸、抗壞血酸、二伸乙基三胺五乙酸、N-乙醯基-L-半胱胺酸、L-甲硫胺酸、L-抗壞血酸鉀、L-抗壞血酸鈣及L-抗壞血酸鈉組成之群的至少一者。
供電子化合物可以蝕刻溶液組成物總重量之0.1wt.%至5wt.%，且較佳0.3wt.%至3wt.%之量包括在內。若其含量小於0.1wt.%，則極有可能出現可溶性差的沈澱。當其含量超過5wt.%時，蝕刻溶液組成物之蝕刻效能可能劣化。
必要時，本發明之蝕刻溶液組成物進一步包括選自由氟化合物、無機酸(鹽)及有機酸(鹽)組成之群的至少一者。
氟化合物意謂解離於水中產生氟離子之化合物。含氟化合物為蝕刻鈦層且用於移除自鈦層產生之殘留物的組分。
氟化合物之特定實例可包括氟酸、氟化銨、酸式氟化銨、氟硼酸銨、氟化鉀、酸式氟化鉀、氟硼酸鉀、氟化鈉、酸式氟化鈉、氟化鋁、氟化硼酸、氟化鋰及氟化鈣，其可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
氟化合物可以蝕刻溶液組成物總重量之0.01wt.%至2wt.%，且較佳0.1wt.%至1wt.%之量包括在內。若其含量小於0.01wt.%，則 可能仍存在蝕刻殘留物。當其含量超過2.0wt.%時，可增加諸如基板之其他層之蝕刻速率。
在本發明中，無機酸(鹽)包括無機酸、無機酸之鹽或無機酸與其鹽兩者。無機酸(鹽)為用於蝕刻銅層及鈦層之輔助氧化劑。根據蝕刻溶液組成物中無機酸(鹽)之含量，可控制蝕刻速度。另外，無機酸(鹽)可能在蝕刻溶液組成物中與銅離子反應，且因此可能防止銅離子之增加，因此防止蝕刻速率降低。
無機酸(鹽)之特定實例可包括硝酸、硫酸、磷酸、硼酸、過氯酸及其鹽。無機酸之鹽可包括，例如鉀鹽、鈉鹽及銨鹽。此等化合物可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
無機酸(鹽)可以蝕刻溶液組成物總重量之1wt.%至10wt.%，且較佳2wt.%至7wt.%之量包括在內。在此含量範圍內，銅層及鈦層可適合地經蝕刻且具有極佳蝕刻特徵。若其含量小於1wt.%，則蝕刻速度可能降低而具有不佳蝕刻特徵或保留殘留物。當其含量超過10wt.%時，可能出現過度蝕刻或在光阻劑中產生裂痕，且蝕刻溶液組成物可滲透入裂痕中而導致置放於光阻劑下方之銅層或鈦層之過度蝕刻。
在本發明中，有機酸(鹽)包括有機酸、有機酸之鹽或有機酸與其鹽兩者。有機酸(鹽)為一種組分，其吸附於銅層及鈦層之表面上以改良蝕刻均勻性且實現恆定維持蝕刻特徵，同時隨時間保持待處理之薄片以便達成所需側蝕。另外，其可影響溶解度增加而增加經處理薄片之數目。此外，有機酸之鹽充當螯合劑以在蝕刻溶液組成物中與銅離子一起形成錯合物，以便控制銅之蝕刻速度，且因此增加經處理薄片之數目。
有機酸(鹽)之特定實例可包括選自由乙酸、丁酸、檸檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、乙二酸、戊酸、磺基苯甲酸、磺化丁二酸、磺基鄰苯二甲酸、水楊酸、磺基水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、丁二酸、蘋果酸、酒石酸、異檸檬酸、丙烯酸、亞胺基二乙酸及乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid；EDTA)及上述有機酸之鹽組成之群的至少一者。其鹽可包括，例如鉀鹽、鈉鹽及銨鹽。此等可單獨或以其兩種或兩種以上組合形式使用。
有機酸(鹽)可以蝕刻溶液組成物總重量之0.1wt.%至10wt.%，且較佳1wt.%至8wt.%之量包括在內。在此含量範圍內，銅層及鈦層可以適合速率經蝕刻且具有極佳蝕刻特徵。若其含量小於0.1wt.%，則蝕刻速度降低而具有不佳蝕刻特徵且保留殘留物。當其含量超過10wt.%時，可能出現過度蝕刻而導致側蝕增加，且亦不可能再達成增加經處理薄片數目之作用。
除其他組分之含量外，水可以達成100wt.%之組成物總重量之餘量添加至本發明之蝕刻溶液組成物中。雖然本文中所使用之水不受特定限制，但較佳使用去離子水。更佳地，使用電阻率為18MΩ．cm或18MΩ．cm以上之去離子水，該電阻率表示自水移除離子之程度。
本發明之蝕刻溶液組成物可進一步包括除上述組分外之任何習知添加劑。該等習知添加劑可包括，例如蝕刻調整劑、金屬離子螯合劑、腐蝕抑制劑、表面活性劑、pH調節劑或其類似試劑，然而其不限於此。
具有上述組態之本發明之蝕刻溶液組成物不僅可以高蝕刻速度均勻分批蝕刻其中銅層及鈦層依次層壓之雙重金屬膜，且亦可均勻分 批蝕刻其中上述層層壓兩次或兩次以上之多重金屬膜，同時防止出現可溶性差的沈澱。因此，可簡化蝕刻方法，可改良產率且可確保極佳蝕刻特性。
另外，本發明提供一種藉由使用本發明之蝕刻溶液組成物蝕刻銅層及鈦層來形成金屬佈線圖案之方法。此類用於形成金屬佈線之方法可有效地應用於製造薄膜電晶體陣列基板。此類薄膜電晶體陣列基板可應用於製造用於液晶顯示器、記憶體半導體顯示面板或其類似物之陣列基板。
因此，本發明提供一種藉由使用上述蝕刻溶液組成物製造用於液晶顯示器之陣列基板之方法。更特定言之，當使用銅層及鈦層作為閘極線或資料線及汲極電極時，上述蝕刻溶液組成物可用於製備其之蝕刻中。
根據本發明之一個具體實例，製造用於液晶顯示裝置之陣列基板的方法可包括以下步驟：(a)在絕緣基板上形成包括下部閘極金屬層及上部閘極金屬層之閘極金屬層；(b)蝕刻該閘極金屬層以形成包括閘極電極之閘極線；(c)在該閘極線上形成閘極絕緣薄膜；(d)依次在該閘極絕緣薄膜上形成第一非晶矽層、第二非晶矽層、下部資料金屬層及上部資料金屬層；(e)蝕刻該第一非晶矽層、該第二非晶矽層、該下部資料金屬層及該上部資料金屬層以形成包括半導體、電阻接觸層及源極電極之資料線，及汲極電極；(f)在該資料線、該汲極電極及該閘極絕緣薄膜上形成保護膜；及(g)形成像素電極，其連接至該保護膜上之該汲極電極。
在製造用於液晶顯示器之陣列基板的方法中，步驟(b)之蝕刻及步驟(e)之蝕刻可使用上述本發明蝕刻溶液組成物執行。
作為一較佳實施例，下部閘極金屬層或下部資料金屬層由鈦層形成，且上部閘極金屬層或上部資料金屬層由銅膜形成。在此情況下，上部金屬層及下部金屬層藉由使用本發明之蝕刻溶液組成物同時蝕刻，且從而有可能更簡單製造陣列基板。
韓國專利特許公開公開案第2012-0111636號描述用於製造用於液晶顯示裝置之陣列基板之方法的特定組態，且其內容以引用的方式併入本文中。
下文中，提議較佳具體實例以更具體地描述本發明。然而，給出以下實施例僅為說明本發明，且熟習此項技術者將顯然瞭解，在本發明之範疇及精神內各種更改及修改為可能的。該等改變及修改恰當包括於所附申請專利範圍內。
實施例
藉由使用下表1中列舉之構造的組成製備蝕刻溶液組成物(單位：wt.%)
實驗實施例
1.出現沈澱之評估
對於根據本發明之實施例1至11及比較實施例1之蝕刻溶液組成物，如下進行出現沈澱之評估。
將3000ppm Cu粉添加至經製備蝕刻溶液組成物中，且藉由使用攪拌器完全溶解30分鐘。隨後，將混合物引入所準備的PE瓶中，且在將其儲存於苛刻條件(諸如低溫(-9℃或-9℃以下))的同時觀察沈澱之存在。其結果展示於下表2中。
2.蝕刻效能之評估
對於根據本發明之實施例1至11及比較實施例1之蝕刻溶液組成物，如下進行蝕刻效能之評估。
製備基板，其中SiNx層安置於玻璃上，鈦層安置於該SiNx層上且銅層安置於該鈦層上。隨後，在銅層上形成所需形式之光阻劑圖案，且藉由使用菱形刮刀將具有圖案化光阻劑之基板切割成各自尺寸為550mm×650mm之樣品。
將實施例1至11及比較實施例1中製備之蝕刻溶液組成物置放於呈注入蝕刻模式之測試儀器中，且加熱至25℃之溫度。隨後，在溫度達至30±0.1℃後，執行蝕刻製程。在參考結束點偵測器(ending point detector；EPD)時間之總蝕刻時間期間，執行200%過度蝕刻。將各樣品引入測試儀器中，之後起始注入。完成蝕刻後，將經處理樣品移出儀器，用去離子水洗滌，使用熱吹風乾燥器乾燥且使用光阻劑剝離器自經乾燥樣品移除光阻劑。洗滌及乾燥後，藉助於掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope；SEM)，使樣品經受蝕刻特性之評估。
參考表2，所有實施例之蝕刻溶液組成物展現不出現沈澱，而在比較實施例1之蝕刻溶液組成物中證實出現沈澱。出於參考，圖1說明評估出現實施例5之沈澱的相片，且圖2說明評估出現比較實施例1之沈澱的相片。
另外，可見，當進一步添加供電子化合物時，蝕刻效能不劣化。

Claims (18)

  1. 一種用於蝕刻銅層及鈦層之蝕刻溶液組成物，其包含：過硫酸鹽、氯化合物、銅鹽、環胺化合物及供電子化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其中該過硫酸鹽為選自由過硫酸銨、過硫酸鈉及過硫酸鉀組成之群的至少一者。
  3. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其中該氯化合物為選自由氯酸、氯化鈉、氯化鉀及氯化銨組成之群的至少一者。
  4. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其中該銅鹽為選自由硝酸銅、硫酸銅及磷酸銨銅組成之群的至少一者。
  5. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其中該環胺化合物包括選自由三唑化合物、胺基四唑化合物、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯啶化合物及吡咯啉化合物組成之群的至少一者。
  6. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其中該供電子化合物包括以下中之至少一者：選自由麩胺酸、松脂酸、胺基苯磺酸、核黃素、葉酸及五倍子酸及其鉀鹽、鈉鹽及銨鹽組成之群的至少一者；及選自由L-異白胺酸、己二酸、棕櫚酸、順丁烯二酸、二伸乙基三胺五乙酸、N-乙醯基-L-半胱胺酸及L-甲硫胺酸及其鉀鹽、鈉鹽及銨鹽組成之群的至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其包含：0.5重量%至20重量%之過硫酸鹽、0.1重量%至5重量%之氯化合物、0.05重量%至3重 量%之銅鹽、0.5重量%至5重量%之環胺化合物、0.1重量%至5重量%之供電子化合物及作為其餘部分之水。
  8. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其進一步包含選自由氟化合物、無機酸(鹽)及有機酸(鹽)組成之群的至少一者。
  9. 如申請專利範圍第8項之蝕刻溶液組成物，其中該氟化合物包括選自由氟酸、氟化銨、酸式氟化銨、氟硼酸銨、氟化鉀、酸式氟化鉀、氟硼酸鉀、氟化鈉、酸式氟化鈉、氟化鋁、氟硼酸、氟化鋰及氟化鈣組成之群的至少一者。
  10. 如申請專利範圍第8項之蝕刻溶液組成物，其中該無機酸(鹽)包括選自由硝酸、硫酸、磷酸及硼酸及其鉀鹽、鈉鹽及銨鹽中之至少一者組成之群的至少一者。
  11. 如申請專利範圍第8項之蝕刻溶液組成物，其中該有機酸(鹽)包括選自由乙酸、丁酸、檸檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、乙二酸、戊酸、磺基苯甲酸、磺化丁二酸、磺基鄰苯二甲酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、丁二酸、蘋果酸、酒石酸、異檸檬酸、丙烯酸及亞胺基二乙酸及其鉀鹽、鈉鹽及銨鹽中之至少一者組成之群的至少一者。
  12. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其中該銅層為單一銅層或包括選自由鋁、鎂、錳、鈹、鉿、鈮、鎢及釩組成之群的至少一者以及銅。
  13. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其中該鈦層為單一鈦層。
  14. 如申請專利範圍第1項之蝕刻溶液組成物，其中該銅層及鈦層為其中 該銅層及鈦層交替層壓至少一次之多層。
  15. 一種形成金屬佈線圖案之方法，其包含：使用如申請專利範圍第1項至第14項中任一項之蝕刻溶液組成物蝕刻銅層及鈦層。
  16. 一種製造用於液晶顯示裝置之陣列基板之方法，其包含：(a)在絕緣基板上形成包括下部閘極金屬層及上部閘極金屬層之閘極金屬層；(b)蝕刻該閘極金屬層以形成包括閘極電極之閘極線；(c)在該閘極線上形成閘極絕緣薄膜；(d)依次在該閘極絕緣薄膜上形成第一非晶矽層、第二非晶矽層、下部資料金屬層及上部資料金屬層；(e)蝕刻該第一非晶矽層、該第二非晶矽層、該下部資料金屬層及該上部資料金屬層以形成包括半導體、電阻接觸層及源極電極之資料線，及汲極電極；(f)在該資料線、該汲極電極及該閘極絕緣薄膜上形成保護膜；及(g)形成像素電極，其連接至該保護膜上之該汲極電極，其中該步驟(b)之蝕刻及該步驟(e)之蝕刻使用如申請專利範圍第1項至第14項中任一項之蝕刻溶液組成物執行。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該下部閘極金屬層或該下部資料金屬層由鈦層形成，且該上部閘極金屬層或該上部資料金屬層由銅膜形成。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該上部金屬層及該下部金屬層藉由使用該蝕刻溶液組成物同時蝕刻。
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