TWI524428B - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI524428B TWI524428B TW099127987A TW99127987A TWI524428B TW I524428 B TWI524428 B TW I524428B TW 099127987 A TW099127987 A TW 099127987A TW 99127987 A TW99127987 A TW 99127987A TW I524428 B TWI524428 B TW I524428B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- copper
- layer
- weight
- group
- metal layer
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 31
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 98
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 79
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 75
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 74
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 74
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 58
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 56
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 14
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 14
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 1H-pyrrole Natural products C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- -1 azole Compound Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 10
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 9
- DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N Etidronic acid Chemical compound OP(=O)(O)C(O)(C)P(O)(O)=O DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N copper molybdenum Chemical compound [Cu].[Mo] WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- XLSZMDLNRCVEIJ-UHFFFAOYSA-N 4-methylimidazole Chemical compound CC1=CNC=N1 XLSZMDLNRCVEIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 claims description 3
- PQAMFDRRWURCFQ-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-1h-imidazole Chemical compound CCC1=NC=CN1 PQAMFDRRWURCFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MKBBSFGKFMQPPC-UHFFFAOYSA-N 2-propyl-1h-imidazole Chemical compound CCCC1=NC=CN1 MKBBSFGKFMQPPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ASZZHBXPMOVHCU-UHFFFAOYSA-N 3,9-diazaspiro[5.5]undecane-2,4-dione Chemical compound C1C(=O)NC(=O)CC11CCNCC1 ASZZHBXPMOVHCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2h-benzotriazole Chemical compound CC1=CC=CC2=NNN=C12 CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NJQHZENQKNIRSY-UHFFFAOYSA-N 5-ethyl-1h-imidazole Chemical compound CCC1=CNC=N1 NJQHZENQKNIRSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HPSJFXKHFLNPQM-UHFFFAOYSA-N 5-propyl-1h-imidazole Chemical compound CCCC1=CNC=N1 HPSJFXKHFLNPQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims description 2
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-O azanium;hydrofluoride Chemical compound [NH4+].F LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 claims description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 2
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- SPDUKHLMYVCLOA-UHFFFAOYSA-M sodium;ethaneperoxoate Chemical compound [Na+].CC(=O)O[O-] SPDUKHLMYVCLOA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M sodium;hydron;difluoride Chemical compound F.[F-].[Na+] BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- DEPDDPLQZYCHOH-UHFFFAOYSA-N 1h-imidazol-2-amine Chemical compound NC1=NC=CN1 DEPDDPLQZYCHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 claims 1
- 150000003007 phosphonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 9
- ZPZCREMGFMRIRR-UHFFFAOYSA-N molybdenum titanium Chemical compound [Ti].[Mo] ZPZCREMGFMRIRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229940042400 direct acting antivirals phosphonic acid derivative Drugs 0.000 description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- CNPURSDMOWDNOQ-UHFFFAOYSA-N 4-methoxy-7h-pyrrolo[2,3-d]pyrimidin-2-amine Chemical compound COC1=NC(N)=NC2=C1C=CN2 CNPURSDMOWDNOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003851 azoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Weting (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
本發明係揭示一種製造液晶顯示器用之陣列基板的方法、銅系金屬層用的蝕刻劑組成物,及一種使用蝕刻劑組成物蝕刻銅系金屬層的方法。
通常而言,於半導體裝置之基板上形成金屬配線係包括濺鍍形成金屬層,塗佈光阻,實行曝光與顯影以使得在選擇的區域上形成光阻,及實行蝕刻,且在個別程序之前或後進行清洗程序。進行蝕刻程序時,使用光阻作為光罩,使金屬層形成在選定的區域上。蝕刻程序通常包括使用電漿的乾性蝕刻或使用蝕刻劑組成物的濕性蝕刻。
近來,在此等的半導體裝置中,金屬配線的電阻被認為相當重要。這是因為當誘導RC信號延遲時,電阻是一個主要的因素。於薄膜電晶體顯示器(TFT-LCD)的情況中,解決RC信號延遲的問題乃是增加面板尺寸與達到高解析度的關鍵。因此,為了達到降低RC信號延遲,進而增加TFT-LCD的尺寸,需要開發低電阻的材料。
傳統上,鉻(Cr,電阻率12.7×10-8Ωm)、鉬(Mo,電阻率5×10-8Ωm)、鋁(Al,電阻率2.65×10-8Ωm)及其合金帶有高電阻,因而難以用於大尺寸TFT-LCD之閘配線與資料配線。因此,如銅層或銅-鉬層之含有銅(Cu)系金屬層的低電阻金屬層與相關的蝕刻劑組成物正受到矚目。然而,鑑於至目前為止,用於銅系金屬層的蝕刻劑組成物的表現尚無法滿足使用者需求,故正進行提升此表現的研發。
因此,本發明的目的在提供一種銅系金屬層用的蝕刻劑組成物,該組成物可形成具有優越的蝕刻均勻性與線性的錐形輪廓(taper profile),且不會有殘餘金屬層。
同時,本發明的目的亦在提供一種銅系金屬層用的蝕刻劑組成物,組成物可蝕刻銅系金屬層所製成之液晶顯示器的閘極、閘配線、源極/汲極與資料配線所構成群組當中的全部。
同時,本發明的目的亦在提供一種使用如上之蝕刻劑組成物蝕刻銅系金屬層,以製造液晶顯示器陣列基板的方法。
本發明之其中一個面向為提供一種用於銅系金屬層的蝕刻劑組成物,其按組成物的總重量計係包含:A) 5.0~25重量%的過氧化氫(H2O2),B) 0.01~1.0重量%的含氟(F)化合物,C) 0.1~5.0重量%的唑(azole)化合物,D) 0.1~10.0重量%之選自膦酸衍生物及其鹽的一或多種化合物,E)餘量為水。
本發明之第二面向為提供一種蝕刻銅系金屬層的方法,其包含於基板上形成銅系金屬層,於銅系金屬層上選擇性地形成感光性材料,並使用本發明之蝕刻劑組成物蝕刻銅系金屬層。
本發明的第三面向為提供一種製造液晶顯示器用之陣列基板方法,包含a)於基板上形成閘配線,b)於包含閘配線的基板上形成閘絕緣層,c)於閘絕緣層上形成半導體層,d)於半導體層上形成源極/汲極,及e)形成與汲極連結的像素電極。其中a)包含於基板上形成銅系金屬層,並依據本發明之蝕刻劑組成物蝕刻該銅系金屬層,因而形成閘配線;d)包含於半導體層上形成銅系金屬層,並使用蝕刻劑成分蝕刻銅系金屬層,因而形成源極/汲極。
本發明的第四面向為提供一種陣列基板用之液晶顯示器,包含選自閘配線、源極/汲極中所選出之一或多者,並由本發明之蝕刻劑組成物各別加以蝕刻。
當使用本發明之蝕刻劑組成物蝕刻銅系金屬層,可形成具有優越的蝕刻均勻性與線性的錐形輪廓,同時不會產生蝕刻殘餘物,因而可防止短路、不良配線或低亮度之產生。
同時,當使用本發明之蝕刻劑組成物製造液晶顯示器用的陣列基板時,以銅系金屬所製得之液晶顯示器的閘極電極、閘配線、源極/汲極與資料配線均可用蝕刻劑組成物蝕刻,因而可簡化蝕刻程序,將製程良率最大化。
因此,使用本發明之蝕刻劑組成物可以非常有效率地製造液晶顯示器用陣列基板,其具有可實現大尺寸螢幕與高亮度的優良電路系統。
(最適發明樣態)
本發明關於一用於銅系金屬層的蝕刻劑組成物,按組成物的總重量計係包含:A) 5.0~25重量%的過氧化氫(H2O2),B) 0.01~1.0重量%的含氟(F)化合物,C) 0.1~5.0重量%的唑化合物,D) 0.1~10.0重量%之選自膦酸衍生物及其鹽的一或多種化合物,E)餘量為水。
本發明中之含銅的銅系金屬層,可為單層結構或含雙層等的多層結構。其實施例包括單層的銅或銅合金,及如銅-鉬層或銅-鉬合金層的多層結構。銅-鉬層包括一鉬層及形成於鉬層之上的銅層;而銅-鉬合金層包括一鉬合金層及形成於鉬合金層之上的銅層。此外,鉬合金層可由鉬及選自由鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銦(In)所構成群組中之一或多者所組成。
本發明之蝕刻劑組成物中,A)過氧化氫(H2O2)是用以蝕刻銅系金屬層的主要成分,按蝕刻劑組成物的總重量計使用量為5.0~25重量%。若A)過氧化氫的量小於5.0重量%,可能無法蝕刻銅系金屬層,或蝕刻率會過低。相對而言,若其量超過25重量%,總體蝕刻率會變快,造成難以控制製程。
本發明之蝕刻劑組成物中,B)含氟化合物為可於水中解離產生氟離子的化合物,B)含氟化合物的功能在當同時蝕刻銅層與鉬層時,去除無法避免而由蝕刻劑產生的蝕刻殘餘物。按蝕刻劑組成物的總重量計,B)含氟化合物的使用量為0.01~1.0重量%,若B)含氟化合物的量小於0.01重量%,可能造成蝕刻殘餘物的產生。相對而言,若其量超過1.0重量%,玻璃基板被蝕刻的速率將會增加。
B)含氟化合物可包括任何使用於先前技術的材料而無限制,只要其可於水中解離,在溶液中產生氟離子或多原子氟離子。含氟化合物可包含選自由氟化銨(NH4F)、氟化鈉(NaF)、氟化鉀(KF)、氟化氫銨(NH4FHF)、氟化氫鈉(NaFHF)及氟化氫鉀(KFHF)所構成群之一或多者。
本發明之蝕刻劑組成物中,C)唑化合物的功能在調整蝕刻銅系金屬層的蝕刻率,並降低蝕刻圖案(pattern)的CD損失,因此提高製程邊限(process margin)。按蝕刻劑組成物的總重量計,C)唑化合物的使用量為0.1~5.0重量%,若C)唑化合物的量小於0.1重量%,蝕刻率可能會增加,並造成過多的CD損失。相對而言,若其量超過5.0重量%,銅蝕刻率會降低,且鉬或鉬合金的蝕刻率會增加,因此鉬或鉬合金可能非所欲地過度蝕刻而造成底切。
C)唑化合物的實施例包括胺基四唑、苯并三唑、甲苯三唑、吡唑、吡咯、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-乙基咪唑與4-丙基咪唑,其可單獨使用或為兩種以上之混合物。
本發明之蝕刻劑組成物中,D)選自膦酸衍生物及其鹽中之一或多者,其功能在螯合蝕刻銅層後溶於蝕刻劑中的銅離子,以便抑制銅離子的活性,而抑制過氧化氫的分解。當銅離子的活性經由此法加以抑制時,於用蝕刻劑進行蝕刻製程時,將有助製程的穩定。按蝕刻劑組成物的總重量計,D)選自膦酸衍生物及其鹽的一或多者之使用量為0.1~10.0重量%。若D)選自膦酸衍生物及其鹽的一或多者的量小於0.1重量%,蝕刻均勻性將會降低,過氧化氫的分解將會加速。相對而言,若其量超過10.0重量%,蝕刻率可能變得過快。
D)選自膦酸衍生物及其鹽的一或多者,膦酸衍生物的一個典型的實施例可包括1-羥基亞乙基1,1-二膦酸(HEDP);膦酸衍生物鹽的一個典型實施例可包括HEDP的鈉鹽或鉀鹽。
本發明之蝕刻劑組成物中,E)水並無特別限制,但可包括去離子水。去離子水特別有用,因其電阻(指離子從水中被去除的程度)為18 MΩ/cm或更多。
另外,本發明之蝕刻劑組成物可額外包含選自醋酸鹽或過醋酸鹽的一或多者。這些化合物可扮演增加蝕刻均勻性的角色。
因此,按組成物的總重量計,選自醋酸鹽或過醋酸鹽的一或多者的使用量,為0.05~5.0重量%。若選自醋酸鹽或過醋酸鹽的一或多者的量小於0.05重量%,蝕刻均勻性會降低。相對而言,若其量超過5.0重量%,蝕刻率可能變得太低。
在選自醋酸鹽或過醋酸鹽的一或多者中,醋酸鹽的典型實施例可包括醋酸銨、醋酸鈉及醋酸鉀;過醋酸鹽的典型實施例可包括過醋酸銨、過醋酸鈉及過醋酸鉀。
此外,本發明之蝕刻劑組成物可額外包含界面活性劑,界面活性劑的功能為降低表面張力,進而提高蝕刻均勻性。界面活性劑只要對本發明的蝕刻劑組成物有抗性與相容性,其餘並無特別限制,但可包括選自由陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、兩性界面活性劑、非離子界面活性劑及多元醇界面活性劑的所構成群組中的一或多者。
同時,本發明之蝕刻劑組成物於上述成分之外,可額外包含典型添加物。添加物的實施例可包括螯隔劑,抗腐蝕劑等。
可用典型已知方法製備包含A)過氧化氫(H2O2),B)含氟化合物,C)唑化合物,D)選自膦酸衍生物及其鹽的一或多者,E)水的蝕刻劑組成物,但較佳達到適於半導體製程的純度。
本發明的蝕刻劑組成物可蝕刻銅系金屬層所製成之液晶顯示器的閘極電極、閘配線、源極/汲極資料配線之全部。
此外,本發明係關於一種蝕刻銅系金屬層的方法,包含I)於基板上形成銅系金屬層,II)於銅系金屬層上選擇性地形成感光性材料,III)使用本發明之蝕刻劑組成物蝕刻該銅系金屬層。
依據本發明中的蝕刻方法,感光性材料可為典型光阻,並且在進行典型曝光與顯影時,可選擇性形成感光材料層。
此外,本發明關於一種製造液晶顯示器用之陣列基板方法,包含a)於基板上形成閘配線,b)於包含閘配線的基板上形成閘絕緣層,c)於閘絕緣層上形成半導體層,d)於半導體層上形成源極/汲極,及e)形成與汲極連結的像素電極。其中a)可包含於基板上形成銅系金屬層,並依據本發明之蝕刻劑組成物蝕刻銅系金屬層,因而形成閘配線;d)可包含於半導體層上形成銅系金屬層,並使用依據本發明之蝕刻劑成分蝕刻銅系金屬層,因而形成源極/汲極。
液晶顯示器用陣列基板可為薄膜電晶體(TFT)陣列基板。
(發明態樣)
本發明可由以下實施例進一步說明,惟本發明係不限於以下實施例。
實施例1~12所列之蝕刻劑組成物乃由表1所列之成分製備。
測試例1:評估蝕刻劑組成物的性質
使用實施例1~12之蝕刻劑組成物進行銅系金屬層(包括單層銅與雙層之銅/鉬-鈦)之蝕刻。蝕刻時,設定蝕刻劑組成物的溫度為約30℃,但隨其他製程條件與因素的不同可加以適當變化。再者,雖然蝕刻時間會隨著蝕刻溫度而變動,但一般來說是設定在約30~180秒。在蝕刻製程中,使用SEM(S-4700,得自Hitachi)觀察銅系金屬層被蝕刻的剖視圖。結果如以下表2所示。
由表2明顯可見,由實施例1~12對蝕刻率的評估,顯示蝕刻率為適當。由圖1及圖2之使用組成物實施例1的組成物蝕刻銅/鉬-鈦與圖3及圖4使用組成物實施例7的組成物蝕刻銅/鉬-鈦,可見使用蝕刻劑組成物實施例1或7蝕刻銅系金屬層,顯示了良好的經蝕刻後之蝕刻輪廓。同時,由圖5所顯示用組成物實施例1蝕刻銅/鉬-鈦及由圖6所顯示用組成物實施例7蝕刻銅/鉬-鈦,可見當使用蝕刻劑組成物實施例1或7蝕刻銅系金屬層時,並無蝕刻殘餘物。
因此,本發明的蝕刻劑組成物是有利的,因銅系金屬層的優越錐形輪廓與線性圖樣與適宜的蝕刻率,特別是蝕刻後不會留下蝕刻殘餘物。
測試例2:評估以蝕刻劑組成物所處理的基板數目
表3表示使用蝕刻劑組成物比較例1(傳統蝕刻劑組成物)與本發明的蝕刻劑組成物實施例3及實施例9,依銅濃度不同,計算旁側蝕刻(side etch)(μm)的變化。旁側蝕刻係指蝕刻後測量之光阻邊緣與下方金屬邊緣之間的距離。假設旁側蝕刻值改變,驅動薄膜電晶體時的信號傳輸率也會改變,造成非所欲的污點(stains)。因此,旁側蝕刻的改變需要達到最小。本評估建立在一個前提下:即當蝕刻過程中的旁側蝕刻改變動±0.1μm以內,持續性地使用蝕刻劑組成物為可行的。
由表3明顯可見,比較例1的傳統蝕刻劑組成物可處理溶出為4500 ppm的銅,而本發明的蝕刻劑組成物實施例3及實施例9,可處理溶出為6000 ppm的銅。
比起蝕刻劑組成物實施例3,額外含有醋酸鹽成分的蝕刻劑組成物實施例9,不論處理的基板數目為何,都不會造成旁側蝕刻結果的差異。然而,醋酸鹽的功能是:當使用如蝕刻劑組成物實施例3時,防止上方銅層隨著處理基板數目的增加可能成比例地使錐形變圓。
圖1及圖2係掃描式電子顯微鏡(SEM)圖,分別表示以本發明實施例1之蝕刻劑組成物蝕刻銅/鉬-鈦雙層的剖視圖與經蝕刻後之整體蝕刻輪廓(Etching profile)圖。
圖3及圖4係掃描式電子顯微鏡圖,分別表示以本發明實施例7之蝕刻劑組成物蝕刻銅/鉬-鈦雙層的剖視圖與經蝕刻後之整體蝕刻輪廓(Etching profile)圖。
圖5及圖6係掃描式電子顯微鏡圖,分別表示以本發明實施例1與實施例7之蝕刻劑組成物蝕刻銅/鉬-鈦雙層後的銅配線表面周遭圖。
Claims (9)
- 一種製造液晶顯示器用之陣列基板的方法,其包含:a)於基板上形成閘配線;b)於包含該閘配線的該基板上形成閘絕緣層;c)於該閘絕緣層上形成半導體層;d)於該半導體層上形成源極/汲極;及e)形成與該汲極連結的像素電極,其中a)包含於該基板上形成銅系金屬層,並使用蝕刻劑組成物蝕刻該銅系金屬層,因而形成閘配線;d)包含於該半導體層上形成銅系金屬層,並使用該蝕刻劑組成物蝕刻該銅系金屬層,因而形成該源極/汲極;該蝕刻劑組成物按組成物總重量計係包含:A)5.0~25重量%的過氧化氫(H2O2);B)0.01~1.0重量%的含氟化合物;C)0.1~5.0重量%的唑化合物;D)0.1~10.0重量%之選自1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸的鈉鹽及1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸的鉀鹽所構成群組的一或多種化合物;E)0.05~5.0重量%之選自醋酸鹽及過醋酸鹽中的一或多種化合物;及F)餘量為水。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該液晶顯示器用之陣列基板為一薄膜電晶體(TFT)陣列基板。
- 一種銅系金屬層用的蝕刻劑組成物,其按組成物總重量計係包含:A)5.0~25重量%的過氧化氫(H2O2);B)0.01~1.0重量%的含氟化合物;C)0.1~5.0重量%的唑化合物;D)0.1~10.0重量%之選自1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、1-羥基亞 乙基-1,1-二膦酸的鈉鹽及1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸的鉀鹽所構成群組的一或多種化合物;E)0.05~5.0重量%之選自醋酸鹽及過醋酸鹽中的一或多種化合物;及F)餘量為水。
- 如申請專利範圍第3項之蝕刻劑組成物,其中B)含氟化合物係包含選自由氟化氫銨(NH4FHF)、氟化氫鉀(KFHF)、氟化氫鈉(NaFHF)、氟化銨(NH4F)、氟化鉀(KF)與氟化鈉(NaF)所構成群組之一或多者。
- 如申請專利範圍第3項之蝕刻劑組成物,其中C)唑化合物係包含選自由胺基四唑、苯并三唑、甲苯三唑、吡唑、吡咯、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-乙基咪唑與4-丙基咪唑所構成群組之一或多者。
- 如申請專利範圍第3項之蝕刻劑組成物,其中選自醋酸鹽或過醋酸鹽的一或多種化合物係包含選自由醋酸銨、醋酸鈉、醋酸鉀、過醋酸銨、過醋酸鈉、與過醋酸鉀所構成群組中之一或多者。
- 如申請專利範圍第3項之蝕刻劑組成物,其中該銅系金屬層為單層的銅或銅合金、含有鉬層及形成於該鉬層之上的銅層之銅-鉬層、或含有鉬合金層及形成於該鉬合金層上的銅層之銅-鉬合金層。
- 一種蝕刻銅系金屬層之方法,其包含:於基板上形成銅系金屬層;於該銅系金屬層上選擇性地形成感光性材料層;及使用如申請專利範圍第3項之蝕刻劑組成物蝕刻該銅系金屬 層。
- 一種液晶顯示器用之陣列基板,其包含選自閘配線與源極/汲極之一或多者,使用如申請專利範圍第3項之蝕刻劑組成物蝕刻每一者。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090077211A KR101586865B1 (ko) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
KR1020090077546A KR101586500B1 (ko) | 2009-08-21 | 2009-08-21 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201207952A TW201207952A (en) | 2012-02-16 |
TWI524428B true TWI524428B (zh) | 2016-03-01 |
Family
ID=43607482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW099127987A TWI524428B (zh) | 2009-08-20 | 2010-08-20 | 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 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102576170B (zh) |
TW (1) | TWI524428B (zh) |
WO (1) | WO2011021860A2 (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140060679A (ko) * | 2012-11-12 | 2014-05-21 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
KR20140084417A (ko) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | 동우 화인켐 주식회사 | 박막 트랜지스터의 채널 형성용 식각액 조성물 및 채널 형성 방법 |
CN104280916A (zh) * | 2013-07-03 | 2015-01-14 | 东友精细化工有限公司 | 制造液晶显示器用阵列基板的方法 |
TWI640655B (zh) * | 2013-12-23 | 2018-11-11 | 韓商東友精細化工有限公司 | 製備薄膜電晶體陣列之方法及用於鉬基金屬膜/金屬氧化物膜之蝕刻劑組成物 |
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 |
JP6657770B2 (ja) | 2014-11-27 | 2020-03-04 | 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 |
KR102293675B1 (ko) * | 2015-03-24 | 2021-08-25 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법 |
JP6337922B2 (ja) * | 2015-08-03 | 2018-06-06 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 銅層およびチタン層を含む多層薄膜をエッチングするためのエッチング液およびこれを用いたエッチング方法、並びに該エッチング方法を用いて得られた基板 |
CN106835138B (zh) * | 2015-12-03 | 2019-02-19 | 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 |
JP6458913B1 (ja) | 2018-03-26 | 2019-01-30 | 三菱瓦斯化学株式会社 | エッチング液 |
TWI759450B (zh) * | 2018-03-27 | 2022-04-01 | 日商三菱瓦斯化學股份有限公司 | 蝕刻液、蝕刻方法、及顯示裝置之製造方法 |
CN114164003A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-11 | Tcl华星光电技术有限公司 | 用于显示面板的蚀刻剂组合物及显示面板的蚀刻方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100223964B1 (ko) * | 1996-10-08 | 1999-10-15 | 윤종용 | 반도체 웨이퍼 재생을 위한 식각액 조성물 |
KR100960687B1 (ko) * | 2003-06-24 | 2010-06-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | 구리(또는 구리합금층)를 포함하는 이중금속층을 일괄식각하기위한 식각액 |
KR101002338B1 (ko) * | 2003-12-29 | 2010-12-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 금속 배선의 형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치의제조방법 |
KR101199533B1 (ko) * | 2005-06-22 | 2012-11-09 | 삼성디스플레이 주식회사 | 식각액, 이를 이용하는 배선 형성 방법 및 박막 트랜지스터기판의 제조 방법 |
KR101187268B1 (ko) * | 2005-06-29 | 2012-10-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | 식각용액과 이를 이용한 전극 및 배선형성방법 |
KR101391074B1 (ko) * | 2007-08-07 | 2014-05-02 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법 |
EP2540870A1 (en) * | 2007-12-21 | 2013-01-02 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Etching agent, etching method and liquid for preparing etching agent |
-
2010
- 2010-08-19 WO PCT/KR2010/005484 patent/WO2011021860A2/en active Application Filing
- 2010-08-19 CN CN201080037314.9A patent/CN102576170B/zh active Active
- 2010-08-20 TW TW099127987A patent/TWI524428B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102576170A (zh) | 2012-07-11 |
WO2011021860A2 (en) | 2011-02-24 |
TW201207952A (en) | 2012-02-16 |
WO2011021860A3 (en) | 2011-06-16 |
CN102576170B (zh) | 2014-12-17 |
WO2011021860A9 (en) | 2011-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
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 | |
CN102566121B (zh) | 液晶显示器阵列基板的制造方法 | |
KR101586500B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
TWI598467B (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 | |
TWI615508B (zh) | 用於銅基金屬膜的蝕刻劑組合物、液晶顯示器用陣列基板的製造方法及液晶顯示器用陣列基板 | |
TWI512832B (zh) | 用以製造液晶顯示裝置用之陣列基板的方法以及蝕刻銅系金屬層之方法及其蝕刻劑組成物 | |
TWI614550B (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 | |
KR101586865B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR20160112470A (ko) | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
TWI662691B (zh) | 用於液晶顯示器的陣列基板的製造方法 | |
KR101560000B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR102505196B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
TWI510848B (zh) | 蝕刻劑組成物、蝕刻銅系金屬層之方法及用以製造液晶顯示裝置用之陣列基板的方法 | |
KR101539765B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법 | |
KR101941289B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
CN103026293B (zh) | 用于制造液晶显示装置用阵列基板的方法 | |
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 | |
TWI514479B (zh) | 用以製造液晶顯示裝置用之陣列基板的方法及銅系金屬層用之蝕刻劑組成物 | |
KR20140060679A (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR20120065019A (ko) | 액정 표시장치용 어레이 기판 제조방법 | |
KR101608088B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR20130018531A (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101845084B1 (ko) | 액정 표시장치용 어레이 기판 제조방법 | |
KR101608089B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
TWI679307B (zh) | 蝕刻劑組合物、液晶顯示器陣列基板製作方法和陣列基板 |