TWI503451B - 用以蝕刻金屬層之組成物 - Google Patents

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Description

用以蝕刻金屬層之組成物 相關申請案之相互參照
本申請案在35 U.S.C. §119下，對2010年11月12日於韓國智慧財產權部中所提出之韓國專利申請案案號10-2010-0112948主張優先權，此揭示其全文以參考之方式併入本文。
發明領域
本發明係關於一種用以蝕刻金屬膜之組成物，其中該金屬膜使用作為用於平板顯示器的薄膜電晶體之閘極電極及資料電極，特別是，藉由以批次方式溼式蝕刻一包含一或多種選自於銅、鉬、鈦及鉬-鈦合金的單層或多層膜。
 發明背景
薄膜電晶體係藉由在基材上形成金屬線獲得。典型來說，透過物理吸附形成金屬膜，接著使用光阻經由曝光及蝕刻圖形化來製備一圖形化的薄膜。在此當中，該蝕刻製程係一根據在曝光製程中所形成的圖案來選擇性蝕刻該金屬膜之製程。
當需要具有較好的性能之薄膜電晶體液晶顯示器時，對快速驅動來說，有需要具有低電阻的金屬膜。為了滿足此需求，對該薄膜電晶體之金屬配線使用諸如銅及銀的金屬材料。目前，工業應用上廣泛使用銅。因為純銅難以被沉積在基材上，通常首先沉積鉬、鈦或鉬-鈦合金，然後沉積銅，以形成一多層膜。當使用包含過氧化氫作為主要組分的銅蝕刻劑來溼式蝕刻此多層膜時，時常由於在銅、鉬及鈦膜中的不同蝕刻速率而獲得差的蝕刻曲線圖。例如，在銅層下的鉬或鈦滯留會發生諸如在接下來的模組加工中短路之問題，從而降低生產力。
例如，在韓國專利公告案號10-2006-0134380及韓國專利註冊案號10-0839428中，將氫氟酸加入至蝕刻劑以移除殘餘的鉬。但是，因為氫氟酸會蝕刻玻璃基材，薄膜電晶體的厚度均勻性會大大地受損。為了解決此問題，韓國專利公告案號10-2007-0097922以較不會蝕刻玻璃基材的氟化物鹽置換氫氟酸。
當溼式蝕刻包含一或多種選自於銅、鉬、鈦及鉬-鈦合金的單層或多層膜時，在蝕刻劑中製備多種添加劑以克服下列問題：在不同金屬層間之蝕刻速率降低、對整體基材及圖案的蝕刻均勻性、及在銅離子與過氧化氫間過度反應性問題等等。
韓國專利公告案號10-2004-0051502使用有機酸(諸如羥乙酸)作為蝕刻控制劑。但是，被蝕刻的薄膜顯示出陡峭的錐角，且無法有效地降低在銅離子與過氧化氫間之反應性。韓國專利公告案號10-2006-0099089揭示出一種蝕刻劑，其包含硫酸鹽作為蝕刻控制劑、磷酸鹽作為凹蝕抑制劑及以醋酸為基底的螯合劑作為螯合劑。雖然其在銅離子與過氧化氫間提供優良的抑制反應效應，但其趨向於在排出口及蝕刻設備的沖洗單位處發生沉積，因此降低生產力。
大部分用於銅、鉬、鈦或鉬-鈦合金膜的蝕刻劑已經發展，用以改善鉬、鈦或鉬-鈦合金膜殘餘的問題、藉由控制銅的蝕刻速率獲得好的蝕刻曲線圖、及降低在銅離子與過氧化氫間之反應。雖然關於殘餘物及穩定性問題已經達成許多改良，但在蝕刻設備中沉積仍是問題。再者，需要保證較好的穩定性以改善生產力。
 發明概要
本發明的發明家已經努力發展出用以蝕刻金屬膜(其使用作為用於平板顯示器的薄膜電晶體之金屬電極)的蝕刻劑組成物，特別是，包含一或多種選自於銅、鉬、鈦及鉬-鈦合金的單層或多層膜，其具有優異的蝕刻曲線圖及特徵、保證均勻性、降低在銅離子過氧化氫間之反應性、減少鉬、鈦及鉬-鈦合金殘餘物、及減少在蝕刻設備中形成沉積及苔蘚物。他們已經發展出一種包含氧化劑、蝕刻控制劑、螯合劑、凹蝕抑制劑、銅蝕刻抑制劑、殘餘物移除劑及水的組成物，且已證實該組成物可使用來蝕刻包含一或多種選自於銅、鉬、鈦及鉬-鈦合金的單層或多層膜而沒有特別處理。
在一個共通的觀點中，本發明提供一種用來蝕刻金屬膜的組成物，其包含：7-30重量%的氧化劑；0.1-5重量%的蝕刻控制劑；0.1-5重量%的螯合劑；0.01-3重量%的凹蝕抑制劑；0.01-5重量%的銅蝕刻抑制劑；0.01-5重量%的殘餘物移除劑；及適當的水量，至總重量100重量%。
以下將描述本發明之上述及其它觀點及特徵。
圖式簡單說明
現在，將詳細描述本發明的上述及其它目標、特徵及優點，伴隨著參照在伴隨的圖形中所闡明之其某些典型的具體實例，其在下文中僅提供闡明用，因此非為本揭示之限制，及其中：第1圖顯示出當使用具有現存的組成物之蝕刻劑時，在蝕刻設備的排出口處形成之沉積物；第2圖顯示出當使用包含根據本發明的蒸發抑制劑之蝕刻劑時，該沉積問題明顯改善，如與當使用現存用於蝕刻之組成物時比較；及第3圖係一電子顯微圖，其顯示出使用根據本發明之蝕刻劑組成物(實施例12)蝕刻的銅/鉬-鈦合金多層膜(銅層：2000埃，合金層：300埃)之蝕刻曲線圖。
應瞭解所附加的圖形不需成比例，其呈現出闡明本揭示的基本原理之多種較佳特徵的稍微簡化表示。本揭示如於本文中所揭示的特定設計特徵(包括例如特定尺寸、定向、位置及形狀)將部分由特別想要的應用及使用環境決定。
 較佳實施例之詳細說明
現在，將於此之後詳細地參照本發明的多個具體實例，此等實施例在伴隨的圖形中闡明且描述在下列。雖然本揭示將以相關的典型具體實例描述，將要了解本描述不想要讓本揭示受限於那些典型具體實例。相反地，本揭示想要不僅涵蓋典型的具體實例，而且亦涵蓋多種代用品、改質物、相等物及其它具體實例，其可包括在本揭示如由附加的申請專利範圍所定義之精神及範圍內。
本發明提供一種用以蝕刻金屬膜的組成物，其包含氧化劑、蝕刻控制劑、螯合劑、凹蝕抑制劑、銅蝕刻抑制劑、殘餘物移除劑及水。
該氧化劑氧化一銅薄膜表面。特別是，可使用過氧化氫。其在該組成物中可包含的量係7-30重量%。當該含量低於7重量%時，製程效率會降低，因為銅蝕刻速率降低。及當其超過30重量%時，因為與銅離子差的穩定性，所加工的玻璃數會受限制。
該蝕刻控制劑會離子化銅膜之經氧化的表面，以便將銅離子從薄膜表面分離出。特別是，可使用有機酸。該有機酸的特定實施例可包括一或多種具有一或多個羧基的酸，諸如醋酸、檸檬酸、草酸、馬來酸、羥乙酸、琥珀酸、酒石酸、反丁烯二酸、水楊酸、蘋果酸、三甲基乙酸等等。特別是，該蝕刻控制劑在該組成物中可包含的量係0.1-5重量%。當該蝕刻控制劑之含量低於0.1重量%時，蝕刻速率可減低。及當其超過5重量%時，蝕刻曲線圖-臨界尺寸(CD)損失及錐角可令人不滿意。
該螯合劑會螯合已溶解在蝕刻劑中的銅離子，因此防止銅離子與氧化劑反應及改善氧化劑與蝕刻劑之穩定性。其增加由蝕刻劑加工的玻璃數及藉由防止過氧化氫快速分解而改善安全性。典型來說，可使用以醋酸為基底的螯合劑、以膦酸為基底的螯合劑、胺基酸或其混合物。更特別的是，該以醋酸為基底的螯合劑之實施例可包括氮基三醋酸(NTA)、亞胺二醋酸(IDA)、甲基亞胺二醋酸(MIDA)、羥乙基亞胺二醋酸(HIDA)、二伸乙基三胺五醋酸(DPTA)、乙二胺四醋酸(EDTA)、N-羥乙基乙二胺四醋酸(HEDTA)、甲基乙二胺四醋酸(MEDTA)、三伸乙基四胺六醋酸(TTHA)等等；該以膦酸為基底的螯合劑之實施例可包括乙二胺四亞甲基膦酸(EDTPA)、二伸乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMPA)、羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、胺基三亞甲基膦酸(ATMP)等等；及該胺基酸的實施例可包括甘胺酸、精胺酸、麩胺酸、丙胺酸、半胱胺酸、麩醯胺酸、草甘膦、甘胺醯酸(glycylic acid)等等。特別是，該螯合劑在該用以蝕刻金屬膜之組成物中可包含的量係0.1-5重量%。當該螯合劑之含量低於0.1重量%時，穩定性可減低，因為在氧化劑與銅離子間過度反應。及當其超過5重量%，蝕刻曲線圖-CD損失及錐角可令人不滿意。
該凹蝕抑制劑調整金屬的氧化還原位能，因此防止局部電池反應及保證在包含銅、鉬、鈦等等的多層膜之金屬層中一致的蝕刻速率。在本發明中，可使用無機磷酸鹽及有機酸的銨鹽作為該凹蝕抑制劑。在現存的蝕刻劑中，普遍地使用無機磷酸鹽，但是它們藉由與其它以有機為基礎的添加劑結合趨向於在蝕刻設備中造成苔蘚物形成。在本發明中，可藉由一起使用有機酸的銨鹽與無機磷酸鹽明顯減少苔蘚物形成。該無機磷酸鹽可為一或多種選自於磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸二氫銨、磷酸鈉、磷酸氫鈉及磷酸二氫鈉者；及該有機酸的銨鹽可為一或多種選自於醋酸銨、經鹵化的醋酸銨及檸檬酸銨者。特別是，無機磷酸鹽對有機酸的銨鹽之重量比率可為1：0.25-2。若該有機酸的銨鹽之重量比例太小時，會在蝕刻設備中形成苔蘚物。比較上，若其太大時，蝕刻曲線圖可由於CD損失減少而不令人滿意。該凹蝕抑制劑在該組成物中的含量可為0.01-3重量%。若該凹蝕抑制劑的含量太少時，會在鉬、鈦或鉬-鈦層中發生凹蝕。比較上，若其超過3重量%時，難以獲得想要的蝕刻曲線圖。
使用銅蝕刻抑制劑來控制銅的蝕刻速率(其比鉬及鈦快)，以便獲得優異的蝕刻曲線圖。典型來說，可使用雜環胺。特別是，可使用胺基四唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯啶、吡咯啶、苯并三唑或其混合物。該銅蝕刻抑制劑在該組成物中可包含的量係0.01-5重量%。若其含量太少時，該在多層膜中的蝕刻曲線圖可令人不滿意，因為銅蝕刻速率增加。比較上，若其超過5重量%時，生產力會因為蝕刻速率降低而降低。
該殘餘物移除劑移除鉬、鈦及鉬-鈦合金殘餘物。可使用無機氟化物作為該殘餘物移除劑。特別是，可使用一或多種選自於氟化銨、氟化氫銨、氟化鈉、氟化鉀、二氟化銨、二氟化鈉及二氟化鉀者。該殘餘物移除劑在該用以蝕刻金屬膜之組成物中可包含的量係0.01-5重量%。若其含量低於0.01重量%時，鉬等等的殘餘物可餘留。比較上，若其超過5重量%時，會蝕刻在下方的層及玻璃基材。
若需要的話，根據本發明之用以蝕刻金屬膜的組成物可進一步包含一蒸發抑制劑。該蒸發抑制劑抑制蝕刻劑蒸發，因此維持產生自蝕刻的沉積物之溶解度，因此減少沉積。藉由加入蒸發抑制劑，接近蝕刻設備的排出口之沉積可明顯減少。該蒸發抑制劑可為具有二或更多個羥基的多元醇。例如，可使用乙二醇、丙二醇、聚乙二醇或其混合物。該蒸發抑制劑可加入的量係0.1-7重量%。若加入量低於0.1重量%時，無法足夠地抑制蝕刻劑蒸發。比較上，即使加入量超過7重量%，其效應會不明顯。因此，維持上述範圍最好。
除了先前描述的構成物外，可加入適當量的水(至總重量100重量%)以獲得用以蝕刻本發明之金屬膜的組成物。
當使用來蝕刻包含一或多種選自於銅、鉬、鈦及鉬-鈦合金的單層或多層時，本發明之蝕刻劑組成物可提供優異的蝕刻曲線圖及藉由減少苔蘚物形成及沉積來改善生產力。再者，其可保證較低的錐角，如與習知的蝕刻劑比較。
實施例
現在將描述實施例及實驗。下列實施例及實驗係僅用於闡明的目的且不想要限制本揭示之範圍。
實施例1-18及比較例1-2
製備一用於蝕刻的組成物，其包含氧化劑、蝕刻控制劑、螯合劑、凹蝕抑制劑、銅蝕刻抑制劑、殘餘物移除劑及水。關於構成物及組成物的細節提供在表1中。
蝕刻性能的評估
為了測試根據本發明之蝕刻劑組成物的性能，製備一銅/鉬-鈦合金雙層基材。該鉬-鈦合金具有1：1重量比率。銅及鉬-鈦合金係藉由濺鍍沉積在基材上，如在LCD玻璃基材製造方法中般。以二種不同厚度來沉積銅層及鉬-鈦合金層。該厚度各別為銅2000埃/鉬-鈦300埃，及銅2500埃/鉬-鈦100埃。
在噴灑型溼式蝕刻設備(蝕刻器(Etcher)(TFT)，KC科技(KC Tech))中加熱實施例1-18及比較例1-2的每種蝕刻劑，及蝕刻該雙層基材伴隨著將溫度維持在33±0.5℃。過度蝕刻(O/E)該基材，每層皆超過終點偵測(EPD)60%。在蝕刻完成後，以超純水沖洗基材及使用乾燥器乾燥。在使用光阻剝除劑移除光阻後，使用掃描式電子顯微鏡(SEM；NOVA-200，飛利浦(Phillips))評估錐角、臨界尺寸(CD)損失、蝕刻殘餘物等等。再者，為了研究蝕刻劑的穩定性，當銅離子濃度增加時，測量蝕刻劑仍然穩定的最大銅離子濃度。
表2比較根據本發明之用以蝕刻的組成物(其包含氧化劑、蝕刻控制劑、螯合劑、凹蝕抑制劑、銅蝕刻抑制劑、殘餘物移除劑及水)與現存用於蝕刻之組成物，其對銅/鉬-鈦合金(厚度2000埃/300埃)雙層基材之蝕刻性能。鑑於現存用以蝕刻的組成物具有最大銅離子濃度約4,000 ppm，本發明之組成物具有最大銅離子濃度超過6,000 ppm且在蝕刻設備中無觀察到苔蘚物或沉積。也就是說，本發明之組成物顯示出改善的穩定性，如與現存的蝕刻劑比較。及當與現存的蝕刻劑比較時，其顯示出可比較的CD損失、錐角及殘餘物。
表3顯示出根據本發明之蝕刻劑組成物的蝕刻性能，其進一步包括一用於銅/鉬-鈦合金(2000埃/300埃在厚度)雙層基材之蒸發抑制劑。其具有最大銅離子濃度超過6,000 ppm且在蝕刻設備中無觀察到苔蘚物或沉積。當與顯示在表2中的比較例1-2之結果比較時，因為錐角低至少5°，可更容易地進行接下來的薄膜沉積及圖形化方法。
表4顯示出蝕刻性能與銅/鉬-鈦合金雙層膜的合金層厚度相依。通常來說，銅層及於此之下的合金層之厚度變化造成蝕刻控制劑的性能降低，由於在多層膜中的不同電子傳遞速率，因此在合金層中發生殘餘物問題。但是，根據本發明用於蝕刻的組成物具有好的蝕刻曲線圖且在合金層中無殘餘物或突出。此外，其對製程堅固性將為大的優點，因為其具有好的蝕刻曲線圖，甚至當層厚度改變時。
當使用來蝕刻包含一或多種選自於銅、鉬、鈦及鉬-鈦合金的不同單層或多層膜基材(其使用作為用於平板顯示器的薄膜電晶體之閘極及資料電極)時，用以蝕刻本發明之金屬膜的組成物可提供優異的蝕刻曲線圖及特徵，及保證均勻性。再者，若進一步包含蒸發抑制劑時，可改善生產力，因為在蝕刻設備中的苔蘚物及沉積形成減少。隨著比現存的銅蝕刻劑高之最大銅離子濃度，本發明之組成物提供改善的蝕刻劑穩定性及可減低成本，因為可與之處理更多金屬膜基材。再者，隨著比現存的蝕刻劑低之錐角，預計缺陷比率在接下來的製程中將減少。此外，因為在包含銅、鉬、鈦及鉬-鈦合金的多層膜中之較低層的突出受控制，保證較好的蝕刻曲線圖。除此之外，甚至當在薄膜沉積方法中的層厚度改變時，亦可獲得好的蝕刻曲線圖。
本發明已經伴隨著參照其特定具體實例詳細地描述。但是，將由熟習該項技術者察知可在這些具體實例中製得多種改變及改質而沒有離開本揭示的原理及精神，其範圍在所附加的申請專利範圍及其相等物中定義。
第1圖顯示出當使用具有現存的組成物之蝕刻劑時，在蝕刻設備的排出口處形成之沉積物；
第2圖顯示出當使用包含根據本發明的蒸發抑制劑之蝕刻劑時，該沉積問題明顯改善，如與當使用現存用於蝕刻之組成物時比較；及
第3圖係一電子顯微圖，其顯示出使用根據本發明之蝕刻劑組成物(實施例12)蝕刻的銅/鉬-鈦合金多層膜(銅層：2000埃，合金層：300埃)之蝕刻曲線圖。

Claims (7)

  1. 一種用以蝕刻銅/鈦多層金屬膜或銅/鉬-鈦多層合金膜的組成物，其包含：7-30重量%的氧化劑；0.1-5重量%的蝕刻控制劑；0.1-5重量%的螯合劑；0.01-3重量%的凹蝕抑制劑；0.01-5重量%的銅蝕刻抑制劑；0.01-5重量%的殘餘物移除劑；0.1-7重量%的蒸發抑制劑；及適當的水量，至總重量100重量%，其中該凹蝕抑制劑係至少一種選自於磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸二氫銨、磷酸鈉、磷酸氫鈉及磷酸二氫鈉的無機磷酸鹽；及至少一種選自於醋酸銨、經鹵化的醋酸銨及檸檬酸銨之有機酸的銨鹽，且該無機磷酸鹽對有機酸的銨鹽之重量比率係1：0.25-2。
  2. 如申請專利範圍第1項之用以蝕刻銅/鈦多層金屬膜或銅/鉬-鈦多層合金膜的組成物，其中該氧化劑係過氧化氫。
  3. 如申請專利範圍第1項之用以蝕刻銅/鈦多層金屬膜或銅/鉬-鈦多層合金膜的組成物，其中該蝕刻控制劑係一或多種選自於醋酸、檸檬酸、草酸、馬來酸、羥乙酸、琥珀酸、酒石酸、反丁烯二酸、水楊酸、蘋果酸及三甲 基乙酸者。
  4. 如申請專利範圍第1項之用以蝕刻銅/鈦多層金屬膜或銅/鉬-鈦多層合金膜的組成物，其中該螯合劑係一或多種選自於氮基三醋酸、亞胺二醋酸、甲基亞胺二醋酸、羥乙基亞胺二醋酸、二伸乙基三胺五醋酸、乙二胺四醋酸、N-羥乙基乙二胺四醋酸、甲基乙二胺四醋酸、三伸乙基四胺六醋酸、乙二胺四亞甲基膦酸、二伸乙基三胺五亞甲基膦酸、羥基亞乙基二膦酸、胺基三亞甲基膦酸、甘胺酸、精胺酸、麩胺酸、丙胺酸、半胱胺酸、麩醯胺酸、草甘膦及甘胺醯酸者。
  5. 如申請專利範圍第1項之用以蝕刻銅/鈦多層金屬膜或銅/鉬-鈦多層合金膜的組成物，其中該銅蝕刻抑制劑係胺基四唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯啶、吡咯啶、苯并三唑或其混合物。
  6. 如申請專利範圍第1項之用以蝕刻銅/鈦多層金屬膜或銅/鉬-鈦多層合金膜的組成物，其中該殘餘物移除劑係一或多種選自於氟化銨、氟化氫銨、氟化鈉、氟化鉀、二氟化銨、二氟化鈉及二氟化鉀者。
  7. 如申請專利範圍第1項之用以蝕刻銅/鈦多層金屬膜或銅/鉬-鈦多層合金膜的組成物，其中該蒸發抑制劑係乙二醇、丙二醇、聚乙二醇或其混合物。
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Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140086665A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101933528B1 (ko) * 2012-12-28 2019-03-15 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101933529B1 (ko) * 2012-12-28 2019-03-15 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101924384B1 (ko) * 2012-12-28 2018-12-03 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물
CN103924244A (zh) * 2013-01-14 2014-07-16 易安爱富科技有限公司 铜/钼膜或铜/钼合金膜的蚀刻液组合物
KR101960342B1 (ko) * 2013-02-28 2019-03-21 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물, 이를 이용한 배선 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법
JP6207248B2 (ja) * 2013-06-17 2017-10-04 株式会社Adeka エッチング液組成物及びエッチング方法
TWI510676B (zh) * 2013-07-10 2015-12-01 Daxin Materials Corp Metal etchant compositions for etching copper and molybdenum and their use for etching Metal etching method for copper and molybdenum
JP6174935B2 (ja) * 2013-08-05 2017-08-02 三和油化工業株式会社 エッチング液組成物
KR101517013B1 (ko) * 2013-10-02 2015-05-04 주식회사 이엔에프테크놀로지 구리 및 몰리브덴 함유 막의 식각액 조성물
WO2015054464A1 (en) * 2013-10-11 2015-04-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Removal composition for selectively removing hard mask and methods thereof
US20150104952A1 (en) * 2013-10-11 2015-04-16 Ekc Technology, Inc. Method and composition for selectively removing metal hardmask and other residues from semiconductor device substrates comprising low-k dielectric material and copper
TWI495762B (zh) * 2013-11-01 2015-08-11 Daxin Materials Corp 蝕刻液組成物及蝕刻方法
TWI495763B (zh) * 2013-11-01 2015-08-11 Daxin Materials Corp 蝕刻液組成物及蝕刻方法
KR102178949B1 (ko) 2013-11-21 2020-11-16 삼성디스플레이 주식회사 식각액 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법
KR20150124540A (ko) 2014-04-28 2015-11-06 삼성디스플레이 주식회사 식각액 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법
KR102218556B1 (ko) * 2014-06-26 2021-02-22 동우 화인켐 주식회사 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102209680B1 (ko) * 2014-06-27 2021-01-29 동우 화인켐 주식회사 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160001985A (ko) * 2014-06-30 2016-01-07 동우 화인켐 주식회사 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160010098A (ko) * 2014-07-18 2016-01-27 동우 화인켐 주식회사 구리막 및 티타늄막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102255577B1 (ko) * 2014-08-25 2021-05-25 엘지디스플레이 주식회사 식각액 조성물
KR102331036B1 (ko) 2014-10-10 2021-11-26 삼영순화(주) 에칭액 조성물 및 이를 이용하는 다층막의 에칭 방법
JP6494254B2 (ja) * 2014-11-18 2019-04-03 関東化學株式会社 銅、モリブデン金属積層膜エッチング液組成物、該組成物を用いたエッチング方法および該組成物の寿命を延ばす方法
JP6531612B2 (ja) * 2014-11-27 2019-06-19 三菱瓦斯化学株式会社 液体組成物およびこれを用いたエッチング方法
KR101670421B1 (ko) * 2015-02-13 2016-10-28 한국항공대학교산학협력단 다중금속막 식각 방법 및 식각액
KR102368356B1 (ko) * 2015-03-19 2022-03-02 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102281191B1 (ko) * 2015-03-19 2021-07-23 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TWI674335B (zh) * 2015-07-24 2019-10-11 南韓商東友精細化工有限公司 蝕刻劑組合物，利用它製造液晶顯示裝置的陣列基板的方法和陣列基板
CN105386056A (zh) * 2015-12-04 2016-03-09 宁波东盛集成电路元件有限公司 一种用于蚀刻含铜金属层的金属蚀刻剂及其制备方法
KR102455790B1 (ko) * 2015-12-22 2022-10-19 주식회사 이엔에프테크놀로지 구리 식각액 조성물
KR102479444B1 (ko) * 2015-12-30 2022-12-21 삼영순화(주) 식각액 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
KR102384594B1 (ko) * 2016-06-08 2022-04-08 동우 화인켐 주식회사 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102070323B1 (ko) * 2016-10-14 2020-01-29 주식회사 이엔에프테크놀로지 식각액 조성물
CN106498397B (zh) * 2016-11-16 2019-04-09 中国科学院深圳先进技术研究院 一种基于盐蚀的在钛基种植体表面原位构建多级纳米拓扑结构的方法
CN108319110B (zh) * 2017-01-17 2022-08-02 固安鼎材科技有限公司 一种彩色光刻胶组合物和彩色滤光片及其制备方法
CN108359987A (zh) * 2017-01-26 2018-08-03 易案爱富科技有限公司 蚀刻组合物
CN106917128B (zh) * 2017-03-10 2019-10-15 北京工业大学 一种锡-钼共掺杂二氧化钛纳米管阵列电极及制备方法
DE102017122483B3 (de) * 2017-09-27 2018-10-25 Excor Korrosionsforschung Gmbh Zusammensetzungen von Dampfphasen-Korrosionsinhibitoren und deren Verwendung sowie Verfahren zu deren Herstellung
KR102558691B1 (ko) * 2018-03-23 2023-07-25 주식회사 동진쎄미켐 인산염을 포함하지 않는 ITO / Ag 다중막 식각액 조성물
CN109055937B (zh) * 2018-07-03 2020-06-23 杭州电子科技大学 一种获取高透射率铝合金的化学刻蚀方法
JP2022519267A (ja) * 2019-01-31 2022-03-22 フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド エッチング組成物
KR102494016B1 (ko) * 2019-02-28 2023-02-01 주식회사 이엔에프테크놀로지 금속막 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
CN113122267A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种促进剂组合物在去除铜大马士革工艺中氮化钛的应用
CN110923713B (zh) * 2019-12-31 2020-12-08 成都中电熊猫显示科技有限公司 一种用于铜钼及合金膜的刻蚀液及其制备方法
CN111334299B (zh) * 2020-03-26 2021-11-30 成都中电熊猫显示科技有限公司 一种刻蚀液及其制备方法
EP4136273A4 (en) * 2020-04-14 2024-05-01 Entegris, Inc. METHOD AND COMPOSITION FOR ETCHING MOLYBDENUM
KR102421008B1 (ko) 2020-04-22 2022-07-15 삼영순화(주) 구리 함유 시드층의 식각액 조성물
CN114318343A (zh) 2020-09-29 2022-04-12 上海飞凯材料科技股份有限公司 一种蚀刻液及其应用
CN113737183B (zh) * 2021-08-12 2022-08-05 湖北兴福电子材料有限公司 一种选择性铜蚀刻液
CN114182259B (zh) * 2021-12-10 2024-02-23 Tcl华星光电技术有限公司 一种蚀刻液
CN114807941B (zh) * 2022-02-25 2023-08-15 浙江奥首材料科技有限公司 一剂型高效长寿命铜钼蚀刻液、其制备方法及应用
CN115074734B (zh) * 2022-08-22 2022-11-08 深圳市板明科技股份有限公司 一种铝基材线路板用减铜添加剂及其制备方法和使用方法
CN115725974A (zh) * 2022-12-15 2023-03-03 合肥中聚和成电子材料有限公司 一种铜蚀刻液组合物
CN117976547B (zh) * 2024-01-31 2024-08-13 江苏富乐华功率半导体研究院有限公司 一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI231275B (en) * 2002-12-12 2005-04-21 Lg Philips Lcd Co Ltd Etching solution for multiple layer of copper and molybdenum and etching method using the same
TW200918687A (en) * 2007-09-19 2009-05-01 Nagase Chemtex Corp Etching solution
TW201012971A (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Techno Semichem Co Ltd Cu or Cu/Mo or Cu/Mo alloy electrode etching liquid in liquid crystal display system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100813005B1 (ko) * 2001-12-12 2008-03-14 엘지.필립스 엘시디 주식회사 몰리브덴을 배리어층으로 가지는 구리/몰리브덴 배선의일괄식각방법
US7521366B2 (en) * 2001-12-12 2009-04-21 Lg Display Co., Ltd. Manufacturing method of electro line for liquid crystal display device
JP4696565B2 (ja) * 2005-01-19 2011-06-08 三菱化学株式会社 エッチング液及びエッチング方法
KR100601740B1 (ko) * 2005-04-11 2006-07-18 테크노세미켐 주식회사 투명도전막 식각용액
KR101292449B1 (ko) * 2006-03-30 2013-07-31 동우 화인켐 주식회사 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물및 이를 이용한 금속막의 식각방법
KR101529733B1 (ko) * 2009-02-06 2015-06-19 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI231275B (en) * 2002-12-12 2005-04-21 Lg Philips Lcd Co Ltd Etching solution for multiple layer of copper and molybdenum and etching method using the same
TW200918687A (en) * 2007-09-19 2009-05-01 Nagase Chemtex Corp Etching solution
TW201012971A (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Techno Semichem Co Ltd Cu or Cu/Mo or Cu/Mo alloy electrode etching liquid in liquid crystal display system

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