TWI401744B - 製備低電阻金屬導線之方法及其相關圖案化金屬導線結構與顯示裝置 - Google Patents

製備低電阻金屬導線之方法及其相關圖案化金屬導線結構與顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI401744B
TWI401744B TW097115030A TW97115030A TWI401744B TW I401744 B TWI401744 B TW I401744B TW 097115030 A TW097115030 A TW 097115030A TW 97115030 A TW97115030 A TW 97115030A TW I401744 B TWI401744 B TW I401744B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
metal
layer
substrate
plating
forming
Prior art date
Application number
TW097115030A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200845219A (en
Inventor
Sung-Hen Cho
Ki-Yong Song
Sang-Eun Park
Original Assignee
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 Samsung Display Co Ltd filed Critical Samsung Display Co Ltd
Publication of TW200845219A publication Critical patent/TW200845219A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI401744B publication Critical patent/TWI401744B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H05K3/04—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 mechanically, e.g. by punching
    • H05K3/046—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 mechanically, e.g. by punching by selective transfer or selective detachment of a conductive layer
    • H05K3/048—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 mechanically, e.g. by punching by selective transfer or selective detachment of a conductive layer using a lift-off resist pattern or a release layer pattern
    • 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
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1603—Process or apparatus coating on selected surface areas
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • C23C18/1651—Two or more layers only obtained by electroless plating
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • C23C18/1653—Two or more layers with at least one layer obtained by electroless plating and one layer obtained by electroplating
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1689—After-treatment
    • C23C18/1692—Heat-treatment
    • C23C18/1696—Control of atmosphere
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/1851—Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material
    • C23C18/1872—Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material by chemical pretreatment
    • C23C18/1886—Multistep pretreatment
    • C23C18/1893—Multistep pretreatment with use of organic or inorganic compounds other than metals, first
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/38—Coating with copper
    • C23C18/40—Coating with copper using reducing agents
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/38—Coating with copper
    • C23C18/40—Coating with copper using reducing agents
    • C23C18/405—Formaldehyde
    • 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
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
    • 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
    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/389—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of a coupling agent, e.g. silane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

製備低電阻金屬導線之方法及其相關圖案化金屬導線結構與顯示裝置
本發明係關於一種製備一低電阻金屬導線之方法及其相關圖案化金屬導線結構與顯示裝置，尤指一種用來製備一低電阻金屬導線之方法，其係使用一濕式鍍附製程以取代一真空薄膜形成製程，藉以簡化製程以及降低製造成本。此外，該方法亦使用一自組單層以增進金屬觸媒之吸附密度以及強度，藉以形成一高密度金屬觸媒層，進而獲得一高品質金屬導線。
在電子裝置縮小化以及高整合化之潮流下，其內部金屬導線寬度亦隨之變窄，然而卻也因此造成金屬導線電阻以及訊號傳輸延遲時間的上升，進而導致顯示品質的下降。上述這些問題尤其會對同時具有高影像品質及大表面區域特性之薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)的發展造成莫大的阻礙。
一般而言，液晶顯示器，如平面顯示器，通常係採用在介於一對基板之間的顯示材料(如液晶)上施加電壓的一驅動方法，在此例中，至少會在一基板上配置由導電材料所組成的一導線。
舉例來說，一主動矩陣驅動式液晶顯示器包含有一對具有一顯示材料介於其間的基板。在任一主動矩陣基板上，係設置有以一 矩陣排列方式配置的一閘極電極以及一數據電極，且在該閘極電極與該數據電極交錯區域內，係設置有一薄膜電晶體以及一像素電極。該閘極電極與該數據電極主要係由金屬材料所組成，如鉭、鋁、或鉬，並且係以使用一乾式薄膜形成製程(如濺鍍)而產出的一薄膜形式提供。
當欲生產具有加大尺寸及高解析度之一平面顯示裝置時，上述之驅動訊號延遲係會造成重大的影響，也就是說，上述之驅動訊號延遲係會造成線路電阻以及寄生電容(parasitic capacity)隨著驅動訊號頻率的增加而成正比地往上增加。
由於銅具有較低電阻值以及良好的電荷移動性，因此，為了解決驅動訊號延遲所造成的問題，金屬導線之製程係改採用銅作為組成材料以取代一般常用的鋁、α-鉭，以及鉬，也因為銅具有較低電阻值以及良好的抗電移能力，故發展出各式各樣針對銅的這些特性所進行的研究及技術，舉例來說，在“用於薄膜電晶體液晶顯示器之低電阻銅位址導線”(Japan Display 1989,p.498-501)一文中係提到銅在薄膜電晶體液晶顯示器之閘極電極上的應用。
此外，上述文章中亦同時提到了有關改善銅薄膜之附著強度的需求，也就是可使用一金屬薄膜(如鉭)來作為銅薄膜所欲鍍附於其上的基板，這是因為經由濺鍍所形成的銅薄膜係無法穩固地附著於一玻璃基板上的緣故。
如果用來降低電阻值的銅薄膜以及用來提昇銅薄膜附著強度的鉭薄膜基板皆使用一真空薄膜形成技術(如濺鍍)來產生，則銅薄膜以及鉭薄膜須分別使用不同的基板薄膜形成製程。此外，銅薄膜以及鉭薄膜亦須分別使用不同的蝕刻製程，因此，所須的製程數目係往上增加，故製造成本亦隨之上升。另外，當顯示面積增加時，意即薄膜形成面積擴大時，此時就需要大尺寸的真空薄膜形成裝置以及蝕刻裝置，如此一來就會造成製造成本進一步地增加。
為了因應上述所產生的問題，其係可使用一濕式鍍附技術來進行銅導線的製備，如此即可以低成本而達到形成薄膜之目的，同時亦可不需使用到真空薄膜形成裝置。
無電鍍方法係為用來形成銅導線的方法之一。無電鍍方法係利用在一電鍍液內的一還原劑以及一氧化劑之間的離子化傾向差異來達成鍍附金屬層之效果。此方法包含有活化一基板之表面以及於該基板上鍍附所需之一薄膜。由於無電鍍方法不需外部電源即可將所欲鍍附的金屬層均勻地鍍附於該基板之表面上，因此可有效地降低製造成本以及簡化製程，並同時可顯著地提升生產率。
在上述無電鍍方法中，一金屬薄膜係經由一電化學製程而直接地鍍附於一擴散障壁上，因此，位於該擴散障壁與該金屬薄膜之 間的細微界面結構以及界面反應就會對該金屬導線的性質(包含電性及熱穩定性)造成相當可觀的影響。此外，在無電鍍方法中，往往會出現藉由在形成金屬鍍附層之前的活性化反應而形成的一金屬觸媒核，該金屬觸媒核在無電鍍製程中係可視為一催化劑，因此可加速無電鍍製程之進行。
然而，由於藉由使用錫與鈀之活化所得之鍍附金屬層的附著強度係相當地低，因此上述無電鍍方法不適用於實際應用上。
本發明係揭露一種用來製備一低電阻金屬導線之方法，其包含有：於一基板(substrate)上形成對應一金屬導線之一遮罩圖案(mask pattern)；於該基板上塗佈一自組單層；於該自組單層上形成一晶種層(seed layer)：於該晶種層上鍍附一輔助金屬薄膜層；以剝離製程(lift-off)移除該遮罩圖案以及其上之附著層；以及於該輔助金屬薄膜層上鍍附一金屬層，以形成一低電阻金屬導線。
本發明另揭露一種使用上述方法之低電阻金屬導線結構。
本發明另揭露一種包含有上述低電阻金屬導線結構之顯示裝置。
在本發明之一實施例中，形成於一基板上之一圖案化金屬導線 結構包含有一自組單層、具有一金屬觸媒之一晶種層、以及一輔助金屬薄膜層。上述之附著層均設置於一下基板與一上金屬層之間。
在本發明之另一實施例中，該金屬導線結構包含有塗佈於該基板上之自組單層、形成於該自組單層且包含有該金屬觸媒之晶種層、形成於該晶種層上之輔助金屬薄膜層，以及形成於該輔助金屬薄膜層上之金屬層。
在本發明之另一實施例中，其係提供一種顯示裝置，其包含有上述圖案化金屬導線結構，意即本發明之金屬導線結構係可應用於液晶顯示器上。
下列將參照所附圖式更加完整說明依據本發明之種種具體實施例。
當一元件或層與另一元件或層之關係以「位於其上」、「插入」、「設置於」，或是「位於其間」來描述時，該元件或層係可視為直接位於另一元件或層上、插入於另一元件或層、設置於另一元件或層上，或位於另一元件或層之間，或者是在該元件或層與另一元件或層可存在有介於其間之其他元件或層。
雖然本文中可能使用第一、第二、第三等等用詞，以敘述種種元件、部件、區域、層、及/或區塊(section)，但應了解此等元件、部件、區域、層、及/或區塊不應被此等用詞所限制。此等用詞僅是用以區分一元件、部件、區域、層、及/或區塊與另一個元件、部件、區域、層、及/或區塊。因此，下列所討論之第一元件、部件、區域、層、或區塊亦可以第二元件、部件、區域、層、或區塊之詞稱之，並不背離本發明之具體實施例之範疇。
如本文中所使用者，意將「一」、「該」、「此」、「彼」等單數形式用語亦包括複數形式，除非文中內容清楚的另有所指。當本文中使用「包括」(comprises或comprising)、「包含」(includes或including)之詞時，明確說明所述特徵、數字、步驟、操作、元件、及/或部件之存在，但是並不排除一或更多之其他特徵、數字、步驟、操作、元件、部件、及/或其組群之存在或添加。
除非另有界定，本文中所使用之全部術語(包括技術及科學用詞)具有如本發明之具體實施例所屬之技藝領域中具有通常技術者所共同了解的相同意義。可進一步了解到，例如彼等於通常所用之詞典中所定義之術語應與其於相關技藝之內容中之意義一致而解釋之，不應以理想化或是過分形式之意識做解釋，除非本文中有表示做如此之定義。
本案之一實施例係提供一種製備一低電阻金屬導線之方法，其 係包含有於一基板上形成對應一金屬導線之一遮罩圖案、於該基板上塗佈一自組單層、藉由活性化反應以於該自組單層上形成一晶種層、於該晶種層上鍍附一輔助金屬薄膜層、以剝離製程移除該遮罩圖案以及其上之附著層，以及於該輔助金屬薄膜層上鍍附一金屬層，以形成一低電阻金屬導線。
請參閱第1圖以及第2圖，第1圖為用以依序說明一低電阻金屬導線製備流程之示意圖，第2圖為在一基板之上表面形成一低電阻金屬導線的示意圖。由第1圖以及第2圖可知，當使用本發明所提供之方法以形成該低電阻金屬導線時，首先，對應一金屬導線之一遮罩圖案會在一基板10上形成，接著再將一自組單層20塗佈在包含該遮罩圖案之基板10的整個上表面上。接著會使用一金屬觸媒(如鈀)以活化包含自組單層20之基板10，藉以在自組單層20上形成一晶種層30並因此得到一金屬觸媒核。接下來，就會將鎳鍍附在晶種層30的上表面上以形成一輔助金屬薄膜層40。之後，以剝離製程移除該遮罩圖案以及其上之附著層，藉以得到對應一金屬導線結構之一圖案。最後，在輔助金屬薄膜層40上鍍附一金屬層50，以形成一低電阻金屬導線。
以下係針對如第1圖與第2圖所示之步驟進行詳細之說明。
一金屬導線遮罩圖案之形成
本發明所使用之基板種類係不受限於某種類型，也就是說，無 論是一塑膠基板或是一玻璃基板均可使用於本發明中。
此外，用來形成一遮罩圖案的方法亦可不受限制，意即可使用任一相關傳統製程來進行。舉例來說，首先係在基板10上塗佈一光阻化合物，接著再於基板10上進行一光蝕刻製程，其包含有使用一光罩以對基板10進行選擇性的紫外線照射以及顯影，藉以在基板10上形成一預設圖案，其中可使用的光阻化合物以及照射條件係不受特定限制，然該遮罩圖案係須與所欲形成之金屬導線結構為互補之圖形，如此方能在執行一剝離製程以移除該遮罩圖案後形成正確的金屬導線結構。
一自組單層之形成
在該遮罩圖案形成於基板10上後，在基板10的整個上表面上就會塗佈自組單層20，自組單層20係可藉由在一特定條件下於基板10之上表面上塗佈一自組單層成形化合物之方式來形成，在本發明之一實施例中，該自組單層成形化合物係可為一有機矽烷化合物，然係可不受此限。請參閱第3圖，第3圖為在該低電阻金屬導線結構中於基板10上以及一金屬觸媒間附著自組單層20之機制說明示意圖，如第3圖所示，當對該有機矽烷化合物進行水解以及凝結步驟時，該有機矽烷化合物就會與基板10進行共價鍵結，因此可產生強力附著於基板10上的一金屬導線結構。此外，塗佈有自組單層20之基板10係對於該金屬觸媒具有較高的吸附密度以及吸附強度，故可使該金屬觸媒層以及金屬層50穩定的生 成。
該自組單層成形化合物係不限於上述的有機矽烷化合物，在其他實施例中，該自組單層成形化合物係可包含由下列分子式(1)所表示之任一化合物。
Si(OR)3-n (R)n X 分子式(1)
在分子式(1)中，R係可為一C1-12 烷基、一炔屬烴基，或是一苯基；X係以AB之分子式表示，A係可為一C1-12 烷基、一炔屬烴基，或是一苯基，而B係可為一氨基、一氰基、一氫硫基、一吡啶基，或是一二苯膦基；n係為介於0至3之間的一整數。
該自組單層成形化合物亦可包含從以分子式(2)所表示之一化合物群組中所選出之一化合物。
在另一實施例中，該自組單層形成製程係可使用以一有機溶劑溶解該自組單層成形化合物而得的一溶液來實施，也就是說，上述製程係以將基板10於一特定溫度下在具有一特定濃度之一自組單層形成溶液中浸置一特定時間之方式來進行。
上述有機溶劑係包含醇類化合物，如乙醇、乙醚、烷烴、氯化烷烴、芳香族、乙二醇，或包含上述至少一有機溶劑之一混合物。
該自組單層成形化合物係以一特定數量比例存在於該自組單層形成溶液中，該特定數量比例約為0.05至1.0重量百分比。
自組單層20在基板10上的塗佈係可在一般常見的處理條件下進行，如在約0℃至150℃之溫度下執行約10秒至30分鐘的浸泡法、旋鍍法，或噴射法。
如此一來，自組單層20係藉由上述之塗佈步驟而形成在包含有該遮罩圖案的基板10上，從而增加在後續晶種層30形成過程中所產生之金屬觸媒的吸附密度與吸附強度。因此，在晶種層30形成過程之後，金屬觸媒核密度的增加係可增強藉由後續無電鍍方法而成形之金屬層50的所有物理特性，如導電性以及金屬層50之附著特性。
一晶種層之形成
上述無電鍍方法係藉由自動催化成核與生長製程來實施，且一晶種係可用來啟動其化學反應。由於大多數金屬均無法直接當作一觸媒來使用，因此，在無電鍍製程之前，為了促進金屬生長的金屬核係須先透過金屬活性化反應而形成。
在塗佈自組單層20於基板10上之後，須先執行活性化反應步驟以形成在金屬核上之一活化層，用來形成晶種層30之方法係可不受限制，意即可為任一相關傳統製程，如浸泡法、旋鍍法、氣相沉積法，以及Langmuir-Blodgett法。
舉例來說，活性化反應係可藉由將包含自組單層20之基板10 於約略室溫下置入包含一活化金屬(如鈀)的活性化溶液中浸泡一特定時間之方式來進行。如此一來，包含自組單層20之基板10上係可產生一活化金屬核。該活化金屬核係可用來當作一金屬觸媒，藉以加速無電鍍製程的進行。
上述金屬觸媒核包含有選自由金、銀、銅、鎳、錫、鐵、鈀、鉑，以及包含上述至少一金屬之化合物所組成之群組中所選出之一金屬材料，特別的是，具有一鈀金屬之一活性化溶液可包含有一鈀化合物，如鈀、鈀合金，以及氯化鈀。用於該活性化溶液中的溶劑包含有硫酸、鹽酸、硝酸、過氧化氫，或包含上述至少一溶劑之一混合物。當活性化反應完成時，基板10可利用清水(如去離子水)沖洗，藉以移除殘留於基板10上的活性化溶液。
透過上述的活性化反應，金屬核係可以一觸媒薄膜之形式形成。該金屬核薄膜係可作為一金屬觸媒，藉以加速在後續鍍附製程中之金屬結晶的生長。
一輔助金屬薄膜層之形成
在晶種層30形成之後的步驟則是將輔助金屬薄膜層40鍍附於晶種層30上，由於輔助金屬薄膜層40係可穩固地附著於基板10上，因此可促進基板10與金屬層50之間的附著。舉例來說，如果一銅薄膜層係藉由一無電鍍製程而形成於一基板上，由於該銅薄膜層係無法穩固地附著於該基板上，因此，與該基板之間具有 良好附著強度的一輔助金屬薄膜層(如鎳)就需要在該銅薄膜層形成之前先在該基板上形成，以利後續該銅薄膜層與該基板之附著。
用於形成輔助金屬薄膜層40的金屬可包含鎳、錫、鈷、鋅，或是包含上述至少一金屬之化合物。
將輔助金屬薄膜層40鍍附於基板10上之製程係可依據一相關傳統方法來實施，舉例來說，一鎳薄膜層係可使用包含氯化鎳的一鍍鎳溶液來形成。在完成輔助金屬薄膜層40的鍍附製程後，其係可額外在輔助金屬薄膜層40上進行退火製程以強化輔助金屬薄膜層40的附著強度。
上述之鎳薄膜層的厚度係可約為5至100nm。考量到均勻性以及導電性，鎳薄膜層的厚度需要經過測定及調校以達到最佳化。
剝離
如第1圖以及第2圖所示，一剝離製程係在鍍附輔助金屬薄膜層40後且在鍍附金屬層50前實施，故在基板10上會因此先形成一金屬導線圖案，而金屬層50僅會選擇性地鍍附在該金屬導線圖案上，也就是說，當使用一溶液或是可用來溶解該遮罩圖案的有機溶劑(如丙酮)以移除上述遮罩圖案時，位於該遮罩圖案上的自組單層20、晶種層30，以及輔助金屬薄膜層40就會被一併移 除，因此，在使用剝離製程移除該遮罩圖案後，在基板10上就只會留下對應該金屬導線圖案之金屬導線結構。
一金屬層之形成
金屬層50係可選擇性地只鍍附於輔助金屬薄膜層40上，如此即可完成一低電阻金屬導線。上述金屬層50的鍍附可利用一無電鍍方法或一電鍍方法以作為一濕式製程來完成。
在本發明之一實施例中，一旦上述塗佈自組單層、使用金屬觸媒之活性化反應以形成晶種層，以及鍍附輔助金屬薄膜層之製程完成後，即可在基板10上形成一高密度的晶種層30，最後，在鍍附金屬層50於基板10上之後，一高品質之金屬導線於焉形成。
用來進行金屬層50之鍍附的金屬可包含有銅、鎳、銀、金、其合金，或是包含上述至少一金屬之化合物。用來形成金屬層50之金屬材料的選用係可依據所欲形成之金屬導線的最終用途來決定。此外，可使用一銅金屬化合物溶液或一銀金屬化合物溶液以得到一高導電率的金屬圖案。
上述無電鍍方法或是電鍍方法係可依據習知技術中常見的方法來實施。以下係以無電鍍銅方法為例來進行說明。首先，將一基板置入一鍍附溶液中浸泡一特定時間，該鍍附溶液包含有1)銅鹽；2)用來與銅離子一起形成一配位基以抑制一液態反應的一複 合劑；3)用來還原銅離子的一還原劑；4)用來維持適合該還原劑之氧化作用之pH值的一pH值控制劑；以及5)一pH值緩衝劑與6)一改良劑(可選用)。
上述銅鹽可包含氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、氰化銅，或包含上述至少一銅鹽之混合物，特別是會用到硫酸銅。
上述還原劑可包含硼氫化納、硼氫化鉀、次磷酸納、聯氨、福馬林、包含葡萄糖之多醣，或是包含上述至少一還原劑之混合物，特別是會使用到福馬林或是包含葡萄糖之多醣。
上述複合劑可包含阿摩尼亞溶液、醋酸、鳥糞鹼酸、酒石酸、鉗合劑(如乙二胺四乙酸或酒石酸鉀納)、有機胺複合物，或是包含上述任一複合劑之混合物，特別會使用到鉗合劑(如乙二胺四乙酸)。
上述pH值控制劑可包含一酸或鹼化合物，而上述pH值緩衝劑可包含多種有機酸或弱酸無機複合物。
上述改良劑係用來改善上述鍍附層的塗覆與平坦化性質，其可包含有一般常見的界面活性劑，以及可用來吸附晶體生長抑制成分的吸附物質。
此外，若是使用一電鍍製程來進行銅金屬晶體的生長，則該電 鍍製程係以將較低電傳導的導線薄膜浸入一電鍍溶液之方式來實施，該電鍍溶液可包含有1)銅鹽；2)一複合劑；3)用來還原銅離子的一還原劑；4)一pH值控制劑；5)一pH值緩衝劑；以及6)一改良劑。
於本發明之一實施例中，在基板10上鍍附金屬層50以形成該低電阻金屬導線之後，其係可進一步執行退火製程以移除位於該低電阻金屬導線上的殘留水並改善金屬層50之電性與附著性質，上述退火製程係於氮、氬，或真空中於約40℃至400℃之溫度下執行約15至120分鐘。
在本發明另一實施例中，則是可使用無電鍍方法以於金屬層50上形成一鈍化層，藉以保護該低電阻金屬導線。該鈍化層可包含有鎳或鎳合金。
而在本發明之另一實施例中，其係可僅在該金屬圖案形成過程中使用照相平板印刷法(Photolithography)以形成一圖案。上述習知技術中所提及之用來形成銅薄膜之一真空沉積製程(如濺鍍)係可用一濕式電鍍薄膜形成製程來取代，真空沉積製程所花費之成本係比濕式電鍍薄膜形成製程昂貴許多，而由於濕式電鍍薄膜形成製程係可降低蝕刻流程之數量，故整體製備成本亦可隨之下降。此外，由於濕式電鍍薄膜形成製程係於一水溶液狀態下實施，因此薄膜係可在低於或等於100℃的溫度下形成，故相較於一乾式 薄膜形成製程，其係可降低能量的耗損。另外，相較於乾式薄膜形成製程，用於濕式電鍍薄膜形成製程的相關設備係具有較少的限制，因此其係可允許一大尺寸基板的使用以及覆蓋於該大尺寸基板上之均勻薄膜的形成。
根據本發明之一實施例，其係可提供一圖案化金屬導線結構，該圖案化金屬導線結構可具有較佳的電性、良好的基板附著強度，以及係可使用一簡易製備流程而形成。而在另一實施例中，基板10上的金屬導線結構包含自組單層20、包含金屬觸媒的晶種層30，以及輔助金屬薄膜層40，其中每一層均在下基板10與上金屬層50之間形成。
接著請參閱第4a圖，第4a圖為低電阻金屬導線結構之剖面示意圖。該低電阻金屬導線結構包含在基板10上之自組單層20、在自組單層20上之包含金屬觸媒的晶種層30、輔助金屬薄膜層40，以及在晶種層30上之金屬層50。
在本發明實施例所述之低電阻金屬導線結構中，自組單層20之組成係可不受上述之限制，也就是說，其亦可與一自組單層形成化合物(可包含有機矽烷化合物)共同形成。
根據本發明另一實施例，該低電阻金屬導線結構可進一步包含有一鈍化層，由第4b圖可知，包含鎳或鎳合金之一鈍化層60係 形成於金屬層50之表面上，藉以達到保護金屬層50之效果。
根據本發明另一實施例，自組單層20係穩固地附著於基板10上，藉以提供高吸附強度與密度予金屬層50並造成高密度之晶種層30之形成，如此即可形成高品質的金屬導線結構，其電阻率係可小於或等於約3.0μΩ．cm，故可具有良好的導電性、較佳之金屬光澤，以及較高之金屬層附著強度。
本發明實施例中所述之金屬導線結構係可應用於各式各樣的顯示裝置，如液晶顯示器(Liquid Crystal Displays,LCDs)、場發射顯示器(Field Emission Displays,FEDS)、電泳顯示器(Electrophoretic Displays,EPDs)、電漿顯示器(Plasma Display Panels,PDPs)、場致發光顯示器(Electroluminescent Displays,ELDs)、電激光顯示器(Electrochromic Displays,ECDs)、使用一主動式矩陣基板之平面板形式影像感測器、使用一陶瓷基板之印刷導線基板等，或是包含上述至少一顯示器之組合裝置。而若是應用於一液晶顯示器上，即使在降低該液晶顯示器之製造成本的情況下，該液晶顯示器在尺寸上仍可達到增大的效果。
一般常見之液晶顯示器結構包含：於一橫軸方向上形成之一閘極導線、於一縱軸方向上形成之一數據導線(其係與該閘極導線互相交叉)，以及形成於該閘極電極與該數據電極交錯區域內之一薄膜電晶體。該像素區域(即該閘極電極與該數據電極之交錯區 域)內包含有經由一汲極接觸孔洞以連接該薄膜電晶體之一像素電極。該薄膜電晶體包含有自該閘極導線所分生出之一閘極電極、覆蓋該閘極電極之一半導體層、自該數據導線所分生且與該半導體層重疊並相距一特定距離之一源極電極，以及與該源極電極隔開並連接於該像素電極與該薄膜電晶體之一汲極電極。
請參閱第5圖，第5圖為包含於此描述之該金屬導線結構之一液晶顯示器的剖面示意圖。如第5圖所示，該液晶顯示器包含有形成於一透明基板1上之一閘極電極12、形成於閘極電極12上且涵蓋整個透明基板1之上表面的一閘極絕緣薄膜15，以及僅形成於閘極絕緣薄膜15中對應閘極電極12之區域上之一半導體層17。彼此隔開一特定間距之源極電極32以及汲極電極34係形成於半導體層17上。在源極電極32以及汲極電極34之間係形成有一通道。半導體層17包含有由純非晶矽(a-Si)所組成之一主動層17a，以及由不純非晶矽(n+a-Si)所組成且設置於主動層17a上之一歐姆接觸層17b。此外，該薄膜電晶體另包含有一鈍化層27以及一像素電極41。鈍化層27具有一汲極接觸孔洞以接觸部分汲極電極34，鈍化層27係形成於該薄膜電晶體上。像素電極41係藉由該汲極接觸孔洞以連接汲極電極34，像素電極41係形成於鈍化層27上之像素區域內。於此描述之液晶顯示器結構係不限於上述所言，也就是說，亦可透過熟知此領域者而產生各式各樣的變化或改良。
以下係透過下列範例以針對本發明之實施例進行詳細之描述，然下列這些範例僅用於說明而不應被視為對本發明之具體實施例之範疇的限制。
範例 範例1
具有20厘泊(centipoise,cP)黏性之一AZ-1512光阻(由Clariant公司製造)係使用旋鍍製程，在室溫下以1200rpm的轉速執行約30秒，藉以附著於用來顯示之一介電玻璃基板上。與一光罩重疊之介電玻璃基板係在9mJ/cm的寬頻紫外線(得自Oriel公司)照射下曝光約7秒鐘，並接著進行顯影製程，藉以形成一圖案。
接下來，該介電玻璃基板係以在室溫下浸泡於包含氨基丙基三甲氧基甲矽烷(0.5重量百分比)之一己烷溶液中約40分鐘之方式來進行表面處理之製程，並接著在約100℃之溫度下執行退火製程約30秒以蒸發上述之溶劑。之後，將1升的去離子水、2毫升的濃鹽酸，以及0.03克的氯化鈀加入一2升容量的燒杯中並加以強力地攪拌以溶解之，藉以製備一鈀活性溶液(如下列表1成分(a)所示)。接著就把已製備好之鈀活性溶液以旋鍍(以2000rpm之轉速執行30秒)之方式塗佈於該介電玻璃基板上，完成上述流程後，再將該介電玻璃基板置入一鎳無電鍍槽中浸泡約30秒。
接下來係在自組單層之形成與活性化過程中進行該介電玻璃 基板之X射線光電子光譜分析(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)，其分析結果係如第6圖所示，氨基丙基三甲氧基甲矽烷以及鈀的氮成分(作為一金屬觸媒)曲線係可在第6圖的放大圖示中更加清楚地觀察到。
鍍附鎳薄膜之該介電玻璃基板係使用丙酮作為光阻的清除劑，藉以進行光阻之剝離。接著，再於約65℃之溫度下將已圖案化之介電玻璃基板置入包含成分(b)(如下列表1所示)的一無電鍍銅溶液中浸泡約5分鐘，藉以獲得約350nm厚的銅導線。
實驗範例1：電阻率之量測
在範例1中所得到之金屬導線結構的電阻率係使用一4點探針進行量測，其量測結果約為較佳的2.7μΩ．cm。此外，係針對金屬層厚度之改變與浸泡時間之關係進行量測，其量測結果係如第7圖所示。另外，亦針對金屬層厚度與電阻率之改變的關係進行量 測，其量測結果係如第8圖所示。
由第7圖與第8圖可知，具有良好電阻率的金屬導線係可藉由一簡易且便宜的製程所獲得。
綜上所述，本發明係提供一種製備一低電阻金屬導線之方法及其相關圖案化金屬導線結構與顯示裝置。根據上述之方法，一低電阻金屬導線係可使用一濕式薄膜形成製程而在一短時間內有效地獲得，藉以取代一般需要在高溫與高度真空條件下方能進行的濺鍍製程，因此，用於建立與操作製造設備的投資金額係可大大地調降，其係可直接降低花費在材料製備流程中的成本。此外，上述之方法係可應用於由一彈性材料所組成的基板上，且上述之金屬導線係可使用一纏繞傳輸製程來製造，如此即可提高其生產率。
上述之金屬導線結構係可增加金屬層之附著強度以及具有良好的電阻率，因此，使用上述之金屬導線之一顯示裝置係可擁有較佳的產品穩定性以及價格競爭力。
雖然已於本文中參照前述具體實施例敘述本發明，但是此等具體實施例並不限制本發明之範疇。因此，彼等熟習此技藝者將知可能有種種修飾及變化，而並不背離本發明之技術精神。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧透明基板
12‧‧‧閘極電極
15‧‧‧閘極絕緣薄膜
17‧‧‧半導體層
17a‧‧‧主動層
17b‧‧‧歐姆接觸層
27、60‧‧‧鈍化層
32‧‧‧源極電極
34‧‧‧汲極電極
41‧‧‧像素電極
10‧‧‧基板
20‧‧‧自組單層
30‧‧‧晶種層
40‧‧‧輔助金屬薄膜層
50‧‧‧金屬層
由發明詳細說明及所附圖式一起，可更清楚了解依據本發明之具體實施例。
第1圖為用以依序說明一低電阻金屬導線製備流程之示意圖。
第2圖為在用於一液晶顯示器之一基板之上表面形成一低電阻金屬導線的示意圖。
第3圖為在該低電阻金屬導線結構中於一基板上以及一金屬觸媒間附著一自組單層之機制說明示意圖。
第4a圖為一低電阻金屬導線結構之剖面示意圖。
第4b圖為另一低電阻金屬導線結構之剖面示意圖。
第5圖為一液晶顯示器之結構剖面示意圖。
第6圖為針對於範例1中所述之金屬導線結構進行X射線光電子光譜分析之結果示意圖。
第7圖為於範例1中所述之金屬層之厚度改變與其浸泡時間之關係曲線圖。
第8圖為於範例1中所述之金屬層之電阻率改變與其厚度之關係曲線圖。
10‧‧‧基板
20‧‧‧自組單層
30‧‧‧晶種層
40‧‧‧輔助金屬薄膜層
50‧‧‧金屬層

Claims (14)

  1. 一種用來製備低電阻金屬導線之方法，其包含有：於基板(substrate)上形成對應金屬導線之含有光阻的遮罩圖案(mask pattem)；於該基板及該遮罩圖案上塗佈自組單層(Self-Assembled Monolayer,SAM)；於該自組單層上形成晶種層(seed layer)：於該晶種層上鍍附輔助金屬薄膜層；以剝離製程(lift-off)移除該遮罩圖案以及其上之附著層；以及於該輔助金屬薄膜層上鍍附金屬層，以形成低電阻金屬導線。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該自組單層包含有機矽烷化合物。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該自組單層包含以下列分子式(1)所表示之化合物：Si(OR)3-n (R)n X分子式(1)其中R係可為C1-12 烷基、炔屬烴基，或是苯基；X係以AB之分子式表示，A係可為C1-12 烷基、炔屬烴基，或是苯基，而B係可為氨基、氰基、氫硫基、吡啶基，或是二苯膦基；n係為介於0至3之間的整數。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該自組單層包含從以分子式(2)所表示之化合物群組中所選出之化合物：
  5. 如請求項1所述之方法，其中形成該晶種層包含使用浸置法、旋鍍法、氣相沉積法、Langmuir-Blodgett法，或上述組合方法形成該晶種層。
  6. 如請求項1所述之方法，其中形成該晶種層包含使用選自由金、銀、銅、鎳、錫、鐵、鉑、鈀、鈀合金、氯化鈀，以及包含上述至少一金屬之化合物所組成之群組中所選出之金屬材料進行活性化以形成該晶種層。
  7. 如請求項1所述之方法，其中鍍附該輔助金屬薄膜層包含使用選自由鎳、錫、鈷、鋅，以及包含上述至少一金屬之化合物所組成之群組中所選出之金屬材料以鍍附該輔助金屬薄膜層。
  8. 如請求項1所述之方法，其中鍍附該金屬層包含使用無電鍍法 或電鍍法鍍附該金屬層。
  9. 如請求項1所述之方法，其中鍍附該金屬層包含使用選自由鎳、銅、銀、金、或相關合金，以及包含上述至少一金屬之化合物所組成之群組中所選出之金屬材料以鍍附該金屬層。
  10. 如請求項1所述之方法，其中鍍附該金屬層包含藉由浸置該基板於無電鍍銅液中之方式以鍍附該金屬層，該無電鍍銅液包含銅鹽、複合劑、還原劑，以及pH值控制劑。
  11. 如請求項1所述之方法，其另包含於該金屬層上形成鈍化層。
  12. 如請求項11所述之方法，其中形成該鈍化層包含使用選由鎳、鉬、鎳合金，以及鉬合金所組成之群組中選出之金屬材料以形成該鈍化層。
  13. 如請求項1所述之方法，其另包含於形成該金屬層後對所形成之該低電阻金屬導線進行退火製程。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該退火製程係於氮、氬，或真空中於約40℃至400℃之溫度下執行約15至120分鐘。
TW097115030A 2007-04-26 2008-04-24 製備低電阻金屬導線之方法及其相關圖案化金屬導線結構與顯示裝置 TWI401744B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070040887A KR100841170B1 (ko) 2007-04-26 2007-04-26 저저항 금속 배선 형성방법, 금속 배선 구조 및 이를이용하는 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200845219A TW200845219A (en) 2008-11-16
TWI401744B true TWI401744B (zh) 2013-07-11

Family

ID=39772420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097115030A TWI401744B (zh) 2007-04-26 2008-04-24 製備低電阻金屬導線之方法及其相關圖案化金屬導線結構與顯示裝置

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20080268280A1 (zh)
KR (1) KR100841170B1 (zh)
TW (1) TWI401744B (zh)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9005944B2 (en) * 2005-12-14 2015-04-14 The Invention Science Fund I, Llc Bone cell delivery device
KR100991693B1 (ko) 2008-04-10 2010-11-03 한양대학교 산학협력단 전기 도금에 의한 몰드 복제용 마더 몰드 및 이의 제조방법
CN101636043A (zh) * 2008-07-25 2010-01-27 富葵精密组件(深圳)有限公司 制作导电线路的方法
WO2011066055A2 (en) 2009-11-24 2011-06-03 Unipixel Displays, Inc. Formation of electrically conductive pattern by surface energy modification
FR2953861B1 (fr) * 2009-12-10 2015-03-20 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'un substrat en polymere metallise.
KR101702645B1 (ko) 2010-08-18 2017-02-06 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
US20120064230A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-15 Shih-Long Wei Method for forming conductive via in a substrate
TW201232766A (en) * 2011-01-28 2012-08-01 Morrison Opto Electronics Ltd Manufacturing method of wafer grade image module
CN102157439A (zh) * 2011-03-01 2011-08-17 复旦大学 一种超低介电常数材料薄膜及其制备方法
US9236260B2 (en) 2011-12-16 2016-01-12 HGST Netherlands B.V. System, method and apparatus for seedless electroplated structure on a semiconductor substrate
IL220657A (en) 2012-06-26 2015-09-24 Zdf Ltd Coated optical fibers with improved properties
US9049779B2 (en) * 2012-11-27 2015-06-02 Tyco Electronics Corporation Electrical components and methods of manufacturing electrical components
JP6176841B2 (ja) * 2013-07-19 2017-08-09 ローム・アンド・ハース電子材料株式会社 無電解銅めっき液
KR20150011510A (ko) * 2013-07-23 2015-02-02 삼성디스플레이 주식회사 인쇄회로기판 및 그의 제조방법
EP2854158B1 (en) 2013-09-27 2019-07-10 IMEC vzw Layer deposition on III-V semiconductors
JP6376637B2 (ja) * 2013-12-10 2018-08-22 アルプス電気株式会社 立体配線基板の製造方法
KR102164961B1 (ko) * 2014-05-20 2020-10-14 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시패널 제조방법
KR101816028B1 (ko) * 2015-01-23 2018-01-08 코닝정밀소재 주식회사 금속 접합기판
US9859128B2 (en) 2015-11-20 2018-01-02 Applied Materials, Inc. Self-aligned shielding of silicon oxide
US9875907B2 (en) 2015-11-20 2018-01-23 Applied Materials, Inc. Self-aligned shielding of silicon oxide
US20170154790A1 (en) 2015-11-30 2017-06-01 Intel Corporation Sam assisted selective e-less plating on packaging materials
KR102482456B1 (ko) 2017-03-13 2022-12-29 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
TWI658603B (zh) * 2017-07-04 2019-05-01 茂迪股份有限公司 單面受光式太陽能電池及其製造方法
KR102421575B1 (ko) 2017-12-01 2022-07-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
US10678135B2 (en) 2017-12-20 2020-06-09 International Business Machines Corporation Surface treatment of titanium containing hardmasks
US11319334B2 (en) * 2017-12-28 2022-05-03 Intel Corporation Site-selective metal plating onto a package dielectric
EP3575447A1 (fr) * 2018-05-28 2019-12-04 The Swatch Group Research and Development Ltd Procede de fabrication d'un decor metallique sur un cadran et cadran obtenu selon ce procede
US11993844B2 (en) * 2019-04-24 2024-05-28 The Regents Of The University Of California Passivation of silicon dioxide defects for atomic layer deposition
KR102203169B1 (ko) 2019-12-30 2021-01-14 주식회사 태크녹스 저항성 온도센서의 교정장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614728A (en) * 1992-11-27 1997-03-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Thin film transistor and fabrication method thereof
US5696207A (en) * 1994-12-09 1997-12-09 Geo-Centers, Inc. Fluroropolymeric substrates with metallized surfaces and methods for producing the same
KR20050028646A (ko) * 2003-09-19 2005-03-23 삼성전자주식회사 다층 금속패턴 제조 방법 및 이를 이용한 평판 표시 소자
TW200618314A (en) * 2004-10-28 2006-06-01 Samsung Electronics Co Ltd An electrically conductive structure, method of forming the same, an array substrate using the electrically conductive structure and a liquid crystal display panel including the electrically conductive structure

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4052868B2 (ja) * 2002-04-26 2008-02-27 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
KR100968560B1 (ko) * 2003-01-07 2010-07-08 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 박막 트랜지스터 기판의금속배선 형성방법
US7504199B2 (en) * 2003-12-16 2009-03-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming metal pattern having low resistivity
US20090304914A1 (en) * 2006-08-30 2009-12-10 Lam Research Corporation Self assembled monolayer for improving adhesion between copper and barrier layer
KR20060026201A (ko) * 2004-09-20 2006-03-23 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법
WO2006058034A2 (en) * 2004-11-22 2006-06-01 Intermolecular, Inc. Molecular self-assembly in substrate processing
WO2008013516A2 (en) * 2005-05-13 2008-01-31 Cambrios Technologies Corp. Seed layers, cap layers, and thin films and methods of making thereof
US7834274B2 (en) * 2005-12-30 2010-11-16 Industrial Technology Research Institute Multi-layer printed circuit board and method for fabricating the same
US7833808B2 (en) * 2008-03-24 2010-11-16 Palo Alto Research Center Incorporated Methods for forming multiple-layer electrode structures for silicon photovoltaic cells

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614728A (en) * 1992-11-27 1997-03-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Thin film transistor and fabrication method thereof
US5696207A (en) * 1994-12-09 1997-12-09 Geo-Centers, Inc. Fluroropolymeric substrates with metallized surfaces and methods for producing the same
KR20050028646A (ko) * 2003-09-19 2005-03-23 삼성전자주식회사 다층 금속패턴 제조 방법 및 이를 이용한 평판 표시 소자
TW200618314A (en) * 2004-10-28 2006-06-01 Samsung Electronics Co Ltd An electrically conductive structure, method of forming the same, an array substrate using the electrically conductive structure and a liquid crystal display panel including the electrically conductive structure

Also Published As

Publication number Publication date
US8198191B2 (en) 2012-06-12
US20110168669A1 (en) 2011-07-14
KR100841170B1 (ko) 2008-06-24
TW200845219A (en) 2008-11-16
US20080268280A1 (en) 2008-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI401744B (zh) 製備低電阻金屬導線之方法及其相關圖案化金屬導線結構與顯示裝置
US6897135B2 (en) Method for fabricating metal interconnections
KR100847985B1 (ko) 금속 배선 형성방법
TWI290371B (en) Method for manufacturing thin film transistors
US9136047B2 (en) Method of forming low-resistance metal pattern, patterned metal structure, and display devices using the same
KR100815376B1 (ko) 신규한 금속패턴 제조방법 및 이를 이용한 평판표시소자
TW200827462A (en) Method for forming an electroconductive film, thin film transistor, panel having a thin film transistor and method for producing a thin film transistor
US7504199B2 (en) Method of forming metal pattern having low resistivity
JP2014123670A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
US7488570B2 (en) Method of forming metal pattern having low resistivity
JP3661571B2 (ja) 配線の形成方法
JP2009009097A (ja) フラットパネルディスプレイ製造過程において基板上に銅層を作る改良方法
TWI509104B (zh) 釕之無電沈積用之鍍覆溶液
KR100788310B1 (ko) 인듐-틴-옥사이드 전극 위에 은을 무전해 도금하는 방법
JP2003082469A (ja) 金属膜パターンの形成方法
TWI417948B (zh) 用於銅交互連接層之無電鍍鎳磷附著和／或覆蓋層
JP2001135168A (ja) 金属配線の製造方法
JPH07211636A (ja) 半導体作製方法およびその作製装置
JP4341380B2 (ja) 可撓性配線基板、可撓性配線基板の製造方法、電子デバイスおよび電子機器
JP2005012012A (ja) 薄膜トランジスタ、表示装置、及びこれらの形成方法
KR20050028646A (ko) 다층 금속패턴 제조 방법 및 이를 이용한 평판 표시 소자
JPH07211634A (ja) 半導体装置およびその作製方法
KR20090058477A (ko) 구리 상호연결층을 위한 무전해 ＮｉＰ 접착 및/또는 캡핑층