TWI532881B - 用於導電多層膜之蝕刻液組成物及其蝕刻方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種蝕刻液組成物，以對用於平面顯示器或觸控面板內的薄膜電晶體之導電層進行圖案化。特別是指一種蝕刻液組成物，對包含有至少一銅或銅合金層與至少一鉬或鉬合金層之導電多層膜進行蝕刻，特別是一次蝕刻銅/鉬雙層膜。本發明也有關利用此蝕刻液組成物對導電多層膜進行蝕刻的方法。
在銅層下方作為擴散阻礙層之雙層膜，其包含有銅層與鉬或者鈦層且目前作為低阻值金屬電極，例如TFT的閘極電極或者源極/汲極電極，以取代銅單層。目前已經知道許多適用於這種雙層膜的蝕刻液，例如可使用以磷酸為基底的酸性混合劑。然而在這個例子中是無法形成可適當使用於TFT製程的預設圖案。此外，也可以使用包含有少量氟化物離子的過氧化氫基底酸性混合劑來作為蝕刻液，然而此蝕刻液是不穩定的，因此需用較大的用量，造成浪費且需使用大量的純水。此外，使用此蝕刻液會對玻璃基材造成大量的蝕刻。也可以使用包含有磷酸、硝酸、醋酸與水的組成物來作為鋁的混合酸基底蝕刻液。然此組成物因為蝕刻速率過快，而難以形成理想的TFT圖案，因此需要一個可有效控制(減少)銅蝕刻速率的控制劑。
WO 2009/038063揭示一種以分批手法同時蝕刻銅/鉬層膜(或者銅合金/鉬合金層膜)的蝕刻溶液。此蝕刻溶液包含有過氧化氫。然而，此蝕刻溶液的缺點在於易隨著時間產生濃度變化，因此在使用上有穩定性不足的問題。
近年來關於以過氧化氫為基底之混合液來作為蝕刻液的相關發明受到關注。一般來說，金屬出現在過氧化氫內時會使得過氧化氫產生分解與不穩定。更具體來說，過氧化氫快速的分解會導致蝕刻過程中濃度的變化，例如隨著時間的經過，導致蝕刻液溫度的突然增加，而增加爆炸的風險。基於這些因素，以過氧化氫為基底之混合液是不適合作為蝕刻液。
如上所述，傳統以過氧化氫為基底的蝕刻液會因為自身的不穩定性而產生爆炸。以過氧化氫為基底之蝕刻液的另一個問題是相關的廢水處理與使用週期短。再者，以過氧化氫為基底之蝕刻液需要加入含氟的化合物(氟化物)，以移除經過銅/鉬雙層膜蝕刻後殘留的鉬。但氟化物的使用會對玻璃基材造成損傷。
為了解決上述的問題，需要發展一種新的非過氧化氫與非氟化合物為基底的蝕刻液組成物，以在一連續手段下同步蝕刻銅/鉬雙層膜。
在專利文獻中已經提出許多包含有磷酸、硝酸、醋酸與至少一種添加物的銅蝕刻液組成物，例如KR 10-2009-0095408A與KR 10-2006-0082270A。然而，這專利文獻內並無顯示此銅/鉬雙層膜結構的蝕刻液組成物的詳細結果。
在這樣的情況下，需要一種新的蝕刻液組成物，其可以在一次濕式蝕刻過程下形成良好的銅/鉬雙層膜蝕刻輪廓，且沒有產生任何環境有害物質(例如過氧化氫)所引起的大量浪費，與沒有不穩定的化合物所導致的使用週期縮短或者氟化物引起的玻璃基材腐蝕。
電化學反應(Galvanic reaction)指出不同種類的金屬以溶液或者空氣為電解質彼此接觸時，金屬的蝕刻速率會因為兩金屬在電解質中的電化學動力差異而有顯著的變化。兩金屬的氧化與還原速率是由金屬在電解質中的相對電位能差異來決定。一般來說，在溶液中具有較高的電化學位能的貴金屬是扮演陰極，以主導還原反應的產生並且在相對低於其單層的速率下被蝕刻。具有較低電位能的主動金屬是作為陽極，其快速地產生氧化反應並且在相對高於其單層的速率下被蝕刻。
發明人經研究發現銅與鉬的電位將依據硝酸是否被添加至以磷酸為基底之蝕刻液中，而有顯著的改變，以及銅扮演陰極的角色，因為加入硝酸前銅的電位是高於鉬。然而，加入加熱氧化劑後，例如硝酸，銅將扮演陽極，因為銅的電位低於鉬，這樣的情況下，銅將產生過蝕刻。在相同的蝕刻液下，銅與鉬的不同蝕刻速率導致在鉬蝕刻前已經產生銅的過蝕刻。過蝕刻的缺點導致整體線路(佈線)直線性不佳或者阻值增加。
目前已經有許多試著解決這問題的手段被提出。舉例來說，使用兩種或以上個具有不同化合物的蝕刻液來對銅以及銅下方的鉬與鈦線進行蝕刻。然而，這樣的手段會使得整個蝕刻過程變得複雜，生產成本與時間的增加，且降低成品的生產力。考慮到製程的簡化與成本的降低，需要一種可以一次蝕刻多層膜的蝕刻液，例如銅/鉬雙線。
為了節省薄膜電晶體佈線過程的製程成本，金屬線目前是在大面積基材上以較簡易的方式進行圖案化。因此，需要一種蝕刻液組成物，其可對構成多層膜之金屬種類呈現出一致的蝕刻特性。
此外，薄膜多層金屬傳導膜也需要(預計)電容或電阻式觸碰感測器結構，如文獻US2009/0160824A1或US2009/0096759A1所提出的。這觸碰感測器結構可以製作於TFT-LCD顯示器的彩色濾光片的內部或者外部，或者一設置於顯示器前方的外加基材上。
對於小尺寸的觸碰式感測器來說，除了透明導電層外(例如ITO)，也使用單層鉬、MoTa或者MoTa膜作為金屬層，以提供感測器結構。此外，也使用多層膜作為傳導層，例如Al/Mo、AlNd/Mo、AlNd/Mo合金。對於大尺寸的觸碰式感測器來說，在對具有較低電阻的金屬化製程的需求下，產生了使用銅/鉬或者銅/鉬合金的多層膜。
金屬線的圖案化是利用濕式蝕刻優先達成，觸碰式感測器的這些多層金屬薄膜的圖案化問題是與薄膜電晶體的相同。
本發明之主要目的在提供一種蝕刻液組成物，其可以在一次性手段下同時蝕刻包含有至少一銅或銅合金層與至少一鉬或鉬合金層之導電多層膜，舉例來說銅/鉬積層膜(laminated film)、銅/鉬合金積層膜或者銅合金/鉬合金積層膜，因此，本發明簡化蝕刻的步驟，以減少生產成本與時間，並且可獲得良好的蝕刻輪廓與優異的蝕刻特性，以及達成高的製程穩定性。
本發明之另一目的在提供一種使用此種蝕刻液組成物的來蝕刻多層膜的方法。
為達上述之目的，本發明提供一種用於導電多層膜之蝕刻液組成物，其包含有磷酸、硝酸、醋酸、咪唑與水，其中磷酸之重量百分比為50至80%，硝酸之重量百分比為0.5至10%，醋酸之重量百分比為5至30%，咪唑之重量百分比為0.01至5%，而水是基於組成物之總重量，進行平衡。
本發明尚提供一種蝕刻導電多層膜的方法，其包含有於一基材上沈積一多層膜，多層膜包含有至少一鉬或鉬合金層與至少一銅或銅合金層；於多層膜上形成一已具有預設圖案之光阻；以光阻為罩幕，使用一蝕刻液組成物對多層膜進行蝕刻，以形成一金屬線，其中蝕刻液組成物包含有磷酸、硝酸、醋酸、咪唑與水，磷酸之重量百分比為50至80%，硝酸之重量百分比為0.5至10%，醋酸之重量百分比為5至30%，咪唑之重量百分比為0.01至5%，其餘部分為水，以平衡組成物的總重量；移除光阻層；以及使用去離子水清洗金屬線，隨後進行乾燥。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
為了達成本發明之目的，本發明提供一種以磷酸為基底的蝕刻液組成物，其包含有咪唑(imidazole)作為添加劑，但是沒有過氧化氫與氟化物。由於咪唑的存在，可改良蝕刻輪廓(減少階梯長度/臨界尺寸偏斜(step length/critical dimension skew))。本發明之以磷酸為基底的蝕刻液組成物較以過氧化氫為基底之蝕刻液穩定。不同於以過氧化氫為基底之蝕刻液，本發明之以磷酸為基底的蝕刻液組成物在蝕刻後本質上並沒有留下Mo殘留物，因此可免除使用氟化合物。氟化合物被包含在大部分的蝕刻液內，用以移除Mo殘留物。本發明之蝕刻液組成物是非常簡單的且與既有的高穩定性磷酸基底蝕刻液相當類似，既有的高穩定性磷酸基底蝕刻液包含有磷酸、硝酸、醋酸與水，除了本發明之咪唑以外。
具體來說，本發明之蝕刻液組成物包含有磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH3COOH)、咪唑(C3H4N2)與水(H2O)。
在一具體實施例中，本發明之蝕刻液組成物包含有50至80%重量百分比的磷酸，0.5至10%重量百分比的硝酸，5至30%重量百分比的醋酸，0.01至5%重量百分比的咪唑作為添加劑，其餘部分則基於組成物的總重量，藉由水來得到平衡。
在另一具體實施例中，本發明之蝕刻液組成物包含有50至75%重量百分比的磷酸，1至9%重量百分比的硝酸，14至20%重量百分比的醋酸，0.1至0.3%重量百分比的咪唑作為添加劑，其餘部分則基於組成物的總重量，藉由水來得到平衡。
本發明的蝕刻液組成物是用來對一包含有至少一銅或銅合金與至少一鉬或鉬合金的導電多層膜進行濕式蝕刻。較佳的情況下，本發明的蝕刻液組成物可採一次性手法同步對多層膜的組成層進行蝕刻。舉例來說，此多層膜可選自於Cu/Mo積層膜、Cu/Mo合金積層膜、Cu合金/Mo合金積層膜等。本發明的蝕刻液組成物尤其可一次性蝕刻Cu/Mo雙層膜。
本發明用於蝕刻Cu/Mo雙層膜的蝕刻液組成物是以磷酸為基底之蝕刻液，其本質上包含有磷酸、硝酸與醋酸。咪唑添加劑是作為電化學反應的控制器，以減少電化學效應。
更者，本發明之蝕刻液組成物是一沒有包含有過氧化氫與氟化合物的溶液。
因為磷酸較過氧化氫穩定，因此本發明的蝕刻液組成物能夠以兼具高效率與有益的手法來同步對多層膜進行蝕刻，特別是Cu(或者Cu合金)/Mo(或者Mo合金)多層膜。
水作為銅的氧化劑並且組成(makes up)蝕刻液組成物的殘留物。過多的水存在時會增加銅的蝕刻速率並且促進銅與鉬間的電化學反應，使得階梯長度(step length)增加。此處所指的階梯長度是用來表示經蝕刻後之銅與鉬線(佈線)間的寬度差異。
磷酸(H3PO4)是基本氧化劑且相較於組成物的總重量來說大約是佔50至80%。假如磷酸所佔的重量少於50%，將因為水佔較高的比例，而產生過蝕刻。假如磷酸所佔的重量高於80%時，將可觀察到過蝕刻與不均勻的蝕刻特徵。比例較大的純磷酸是較符合需求的。
硝酸(HNO3)是作為銅的氧化劑且相較於組成物的總重量來說大約是佔0.5至10%。假如硝酸所佔的重量少於0.5%，銅的蝕刻速率將會太低。假如硝酸所佔的重量高於10%時，將會促進銅與鉬間的電化學反應，引起並大幅度增加階梯長度，再者銅的蝕刻速率將會過快。
醋酸(CH3COOH)是控制銅與鉬間電化學反應的媒介，且相較於組成物的總重量來說大約是佔5至30%。假如醋酸所佔的重量少於5%，銅與鉬間將產生過度的電化學反應，導致階梯長度的增加，並且銅會被快速的蝕刻，而導致過蝕刻的情況產生。假如醋酸所佔的重量高於30%，圖案的直線性將會惡化。
經研究，本發明已經證實銅表面的氧化銅(CuO2)膜可以在包含有醋酸之磷酸溶液中溶解，使得銅的蝕刻速率增加。本發明也證實於磷酸溶液中增加醋酸可使鉬的表面形成氧化鉬(MoO2)膜，因此減少鉬的蝕刻速率。當磷酸溶液中的醋酸成分增加時，上述的作用改變了整個電化學反應並且使階梯長度與偏斜(skew)減少。
咪唑是一種用以減少電化學反應的添加物。雖然咪唑在磷酸溶液中的確切機制是未知的，但可推估咪唑是被吸收至銅或鉬的表面上，或者與被蝕刻的銅離子或鉬離子形成複合物且片狀黏合於銅或鉬的表面上，因此在後續的製程步驟中銅/鉬的蝕刻速率將可獲得控制。假如咪唑成分是超過預設範圍時，銅的蝕刻速率將被過度抑制，而產生不均勻的蝕刻。
咪唑添加物是作為Cu/Mo電化學反應的控制器並且相較於組成物的總重量來說大約是佔0.01至5%，較佳的情況是佔組成物總重量的至少0.01%，特別是佔組成物總重量的0.1至0.3%。假如咪唑是呈現少於組成物總重量的0.01%時，銅與鉬間將產生過度的電化學反應，導致階梯長度增加。假如咪唑是呈現高於組成物總重量的5%時，銅的蝕刻速率將大幅度減少。
本發明之蝕刻液組成物的較佳操作溫度是30℃至60℃間，特別是40℃。假如本發明之蝕刻液組成物是在低於30℃下操作，將產生不均勻的偏斜與階梯長度。假如本發明之蝕刻液組成物是在高於60℃下操作，將產生過蝕刻。
更者，銅層的厚度是鉬層的至少30倍。假如銅層的厚度較鉬層少於30倍時，這兩層間的電化學反應將會增加，導致階梯長度的增加。假如銅層的厚度較鉬層高於30倍時，階梯長度將會減少。鉬層與銅層的理想厚度各為100 與3000 。
鉬層或鉬合金層的殘留應力最好是張應力。在這個範例中，鉬層是在高氬氣壓力下沈積而成，因此減少鉬與銅間的電化學反應，這對形成理想的錐狀角度是有利的。
較佳的情況是銅層或銅合金層在沈積後於100℃與300℃溫度間進行退火10分鐘至1小時。
本發明之蝕刻液組成物是有利於使用在平面顯示器、OLED主動式矩陣或其他觸碰式感測器面板之TFT製程上。
本發明之蝕刻液組成物更包含有一個或以上個此技術中已知的一般添加物。此添加物的範例包含有界面活性劑與蝕刻控制媒介。也可依據所需的蝕刻特性與需求增加其他添加物。
因為鉬層的特性，因此玻璃基材或者底層上可能形成小粒子型態的殘留物(residue)。殘留物是畫素缺陷的起因。為了移除這樣的殘留物，基本上大部分的蝕刻液內都含有氟化合物。氟化合物雖然能有效的移除殘留物，但卻會對玻璃基材造成損傷。
相對的，本發明之蝕刻液組成物並沒有包含有用以移除Mo殘留物的氟化合物，理由是不像以過氧化氫為基底之蝕刻液，本發明是以磷酸為基底的蝕刻液組成物，所以無須移除Mo殘留物，因此免去了添加氟化合物的需求。因此，本發明之蝕刻液組成物可以避免因為添加了氟化合物所引起的的玻璃損傷問題。
本發明也提供了一種對導電多層膜進行蝕刻的方法，這方法包含有：於基材上沈積一多層膜，此多層膜包含有至少一鉬或鉬合金層與至少一銅或銅合金層；在多層膜上形成一已圖案化光阻；以該已圖案化光阻為罩幕，使用一蝕刻液組成物對多層膜進行蝕刻，以形成一金屬線，此蝕刻液包含有50至80%重量百分比的磷酸，0.5至10%重量百分比的硝酸，5至30%重量百分比的醋酸，0.01至5%重量百分比的咪唑作為添加劑，其餘部分則基於組成物的總重量，由水來得到平衡；移除光阻；以及使用去離子水清洗金屬線，隨後並進行乾燥。
更者，上述之多層膜包含有至少一銅或銅合金與至少一鉬或鉬合金。舉例來說，多層膜可以是Cu/Mo積層膜、Cu/Mo合金積層膜或者Cu合金/Mo合金積層膜。
依據本發明之蝕刻方法，鉬或鉬合金可以沈積於基材上，銅或銅合金可以沈積於鉬或鉬合金上，光阻層是形成於銅或銅合金上。
上述之鉬合金可包含有鉬與至少一選自於鎢、鈦、鉭與鈮的元素。上述之銅合金可包含有銅與至少一選自於鎂、鉬與錳的元素。
較佳的情況下，鉬或鉬合金層的厚度是100至500 ，銅或銅合金層的厚度是1000至20000 。在這個範圍內，可執行有效率的蝕刻。
本發明之蝕刻液組成物的較佳操作溫度是30℃至60℃間，特別是40℃。本發明之蝕刻液組成物可採用噴灑方式來噴塗於基材上30至150秒，以形成金屬線。銅或銅合金層可作為源極/汲極電極。
基材可以是應用於TFT LCD的玻璃基材，應用於可撓式顯示器的金屬薄膜基材，或者是應用於TFT LCD、主動式矩陣OLED或者觸碰式感測器面板的塑膠基材。
本發明的效果
本發明之蝕刻液組成物可在一次性手段下對一導電多層膜進行同步蝕刻，此導電多層膜包含有至少一銅或銅合金與至少一鉬或鉬合金，舉例來說，Cu/Mo積層膜、Cu/Mo合金積層膜或者Cu合金/Mo合金積層膜。因此，可因為這簡化的製程步驟來降低製程成本與縮短製程時間。再者，可獲得良好的蝕刻輪廓與傑出的蝕刻特性，並達成高穩定性。此外，本發明之蝕刻液組成物在提供高產率時並不會對設備造成損傷。
較佳實施例的詳細描述
以下，藉由對列舉的範例與比較範例進行詳盡解釋，以說明本發明。然而，此些範例僅用以說明，並無法侷限本發明之精神所在。
第一，製備對照範例1與範例1的蝕刻液。
隨後，藉由下列方式測試蝕刻液的蝕刻特性。
實驗範例1
於一基材上沈積一Cu/Mo雙層膜，並於Cu/Mo雙層膜上形成一光阻層(PR)，以產生一樣品。範例1與對照範例1的蝕刻液是放置於噴塗型態的蝕刻系統(FNS Tech)內並且加熱至40℃。當溫度到達40±0.1℃時，使用蝕刻液對Cu/Mo雙層膜進行蝕刻。蝕刻時間是利用端點偵測(EPD)所測定的過蝕刻50%。在蝕刻結束後，將基材移出蝕刻系統並以去離子水清洗，再使用熱氣空乾機乾燥。光阻是使用光阻清除劑移除。臨界尺寸(CD)偏斜(蝕刻損失)，銅與鉬層間寬度差異之階梯長度，與已蝕刻結構之蝕刻殘留物是使用掃瞄式電子顯微鏡(SEM，TESCAN)進行鑑定。
對照範例1
如同先前技術中所提到的KR 10-2009-0095408A與KR 10-2006-0082270A皆教示銅的蝕刻液內包含有磷酸、硝酸、醋酸與至少一添加物。對Cu/Mo雙層結構的蝕刻液結果並沒有描述。
特別是KR 2006-0082270A教示一種用以形成平面顯示器薄膜電晶體之金屬電極的蝕刻液組成物。除了一般用來將鋁蝕刻成預設圖案之典型蝕刻液成分，如磷酸、硝酸、醋酸與水外，此蝕刻液組成物更包含有一蝕刻速率控制器。依據先前技術之範例1，蝕刻液具有下列組成物：
H3PO4(55 wt%)+HNO3(8 wt%)+CH3COOH(10 wt%)+(NH4)2HPO4(2 wt%)+CH3COONH4(2 wt%)+H2O(平衡用)。
對蝕刻液進行蝕刻特性測試。結果顯示在第1a與第1b圖。
第1a圖顯示對照範例1之蝕刻液應用於Cu/Mo雙層膜上所獲得的詳細結果，此蝕刻液包含有先前技術(KR 2006-0082270A)之實施例所教示之磷酸、硝酸、醋酸與至少一添加物。第1b圖是已蝕刻Cu/Mo雙層膜的截面電子顯微鏡(SEM)影像圖。
如同第1a圖與第1b圖所示，當以磷酸為基底之蝕刻液應用於Cu/Mo雙層膜結構時，鉬層底部大部分是幾乎不會分解的，這是因為兩金屬間的蝕刻速率差異與電化學腐蝕現象，並且疊置的銅層是產生嚴重地過蝕刻。為了方便，銅與鉬線間的寬度差異稱為階梯長度(參閱第1a圖)。如第1a圖所示，使用對照範例1之蝕刻液對Cu/Mo雙層膜進行蝕刻時，階梯長度是非常大的，如圖中標示之step length，這意味著蝕刻輪廓較差。如第1b圖所示，大的臨界尺寸(CD)偏斜(蝕刻損失)，如圖中標示之skew，意指較差的蝕刻特性。
範例1
製備一具有下列組成物之蝕刻液：
H3PO4(70 wt%)+HNO3(2 wt%)+CH3COOH(15 wt%)+咪唑(C3H4N2,0.1 wt%)+H2O(12.9 wt%)
第2a圖顯示Cu/Mo雙層膜經範例1之蝕刻液蝕刻後之影像圖，範例1之蝕刻液包含有磷酸、硝酸、醋酸、咪唑添加物與水。影像中顯示偏斜與階梯長度可獲得顯著的改善，並且第2b圖是Cu/Mo雙層膜蝕刻後的截面電子顯微鏡(SEM)影像圖。
由第2a圖與第2b圖中可發現，Cu/Mo雙層膜的電化學現象變少了，在此結果下，可觀察到偏斜與階梯長度獲得顯著改善，這意指具有良好的圖案輪廓與優異的蝕刻特性當第1a圖與第2a圖進行比較時，可發現使用範例1之蝕刻液相較於使用對照範例1之蝕刻液能在階梯長度上獲得進一步改善。當第1b圖與第2b圖進行比較時，可發現使用範例1之蝕刻液相較於使用對照範例1之蝕刻液能在偏斜上獲得進一步改善。
透過實驗，本發明發現具有請求項1所界定範圍之組成物的蝕刻液顯示出改良的蝕刻特性。依據文獻，蝕刻液是製備為具有下列組成物(範例2-4)。範例2-4的蝕刻液具有與範例1(第2圖)之蝕刻液相似的蝕刻特性。
範例2
磷酸(70 wt%)+硝酸(2 wt%)+醋酸(15 wt%)+咪唑(C3H4N2,0.1~0.3 wt%)+蒸餾水(平衡用)
範例3
磷酸(58 wt%)+硝酸(2 wt%)+醋酸(20 wt%)+咪唑(C3H4N2,0.1~0.3 wt%)+蒸餾水(平衡用)
範例4
磷酸(52 wt%)+硝酸(8 wt%)+醋酸(20 wt%)+咪唑(C3H4N2,0.1~0.3 wt%)+蒸餾水(平衡用)
第3a圖是在範例1之蝕刻液內增加咪唑(C3H4N2)，依據的咪唑增加所產生的Cu/Mo層蝕刻輪廓變化。
咪唑是一添加物，以作為Cu/Mo電化學反應的控制器。
為了有效蝕刻Cu/Mo，偏斜不可以大於0.5微米(μm)，由於銅與鉬間蝕刻速率差異所導致的階梯長度應當要最小。如同先前所述，階梯長度是指蝕刻後銅與鉬兩者間的寬度差異。
如第3a圖所示，藉由增加咪唑至一包含有磷酸、硝酸與醋酸之溶液中，而得到一個能使階梯長度最小化的濃度。當咪唑濃度為0.02M時，能獲得最佳的效果。
為了找到一個能減少電化學反應勝過咪唑(C3H4N2)之添加物，本案之發明人使用許多種添加物進行實驗，包含有氨基四唑(CH3N5)、抗壞血酸(C6H8O6)、磷酸二氫鈉(NaH2PO4)、胺基二乙酸(C4H7NO4)、磷酸氫二鈉(Na2HPO4)，其中5-氨基四氮唑(CH3N5)是雜環族化合物胺類化合物且與咪唑屬於相同化學家族(請參閱第3b圖)。然而，與咪唑相較之下，此些添加物沒有一個可以因為減少電化學反應而同時改善偏斜與階梯長度兩者的。
舉例來說，第3b圖是顯示增加5-氨基四氮唑時Cu/Mo層的蝕刻輪廓變化，其中5-氨基四氮唑(CH3N5)是雜環族化合物胺類化合物且與咪唑屬於相同化學家族。如同第3b圖所示，相較於咪唑，5-氨基四氮唑並沒有顯著的改善階梯長度。
第3c圖是顯示Cu/Mo層在階梯長度的變化，以比較咪唑(第3a圖)與5-氨基四氮唑(第3b圖)在階梯長度上的效應。
在另一方面，發明人透過研究發現咪唑在以過氧化氫為基底之蝕刻液中對蝕刻速率具有很大的影響，但在以磷酸為基底之蝕刻液中對蝕刻速率僅具有小幅度的影響。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
step length．．．階梯長度
skew．．．偏斜
第1a圖顯示一經包含有磷酸、硝酸、醋酸與至少一添加劑之習知技術(KR 2006-0082270 A)之蝕刻液蝕刻後的Cu/Mo雙層膜的階梯長度，第1b圖是此經蝕刻後之Cu/Mo雙層膜的截面電子顯微鏡(SEM)影像圖。
第2a圖顯示一經本發明之包含有磷酸、硝酸、醋酸、咪唑添加物與水之蝕刻液組成物之一實施例蝕刻後的Cu/Mo雙層膜表面影像，由此影像可顯示出偏斜與階梯長度可獲得顯著改善，第2b圖是此經蝕刻後之Cu/Mo雙層膜的截面電子顯微鏡(SEM)影像圖。
第3a圖是在本發明之一實施例下，依據咪唑(C3H4N2)的增加，所產生的Cu/Mo層蝕刻輪廓變化，第3b圖是在本發明之一實施例下，使用5-氨基四氮唑(CH3N5)來取代增加的咪唑(C3H4N2)時，所產生的Cu/Mo層蝕刻輪廓變化，第3c圖是顯示Cu/Mo層在階梯長度的變化，以比較咪唑(第3a圖)與5-氨基四氮唑(第3b圖)在階梯長度上的效應。
Claims (20)
- 一種用於導電多層膜之蝕刻液組成物，其包含有：磷酸(H3PO4)，其重量百分比為50至80%；硝酸(HNO3)，其重量百分比為0.5至10%；醋酸(CH3COOH)，其重量百分比為5至30%；咪唑(C3H4N2)，其重量百分比為0.01至5%；以及水，其係基於該組成物之總重量來平衡，該蝕刻液組成物沒有過氧化氫(H2O2)與氟化合物。
- 如請求項1所述之蝕刻液組成物，其中該咪唑之重量百分比是至少0.1%，該咪唑較佳的重量百分比是0.1至0.3%。
- 如請求項1或2所述之蝕刻液組成物，其中該磷酸之重量百分比為50至75%，該硝酸之重量百分比為1至9%，該醋酸之重量百分比為14至20%，該咪唑之重量百分比為0.1至0.3%，其餘部分為該水，以平衡該組成物的總重量。
- 如請求項1所述之蝕刻液組成物，其中該多層膜包含有至少一銅或銅合金層與至少一鉬或鉬合金層，該多層膜包含有銅/鉬積層膜(laminated film)、銅/鉬合金積層膜或者銅合金/鉬合金積層膜。
- 如請求項4所述之組成物蝕刻液組成物，其中該多層膜是銅/鉬雙層膜。
- 如請求項1所述之蝕刻液組成物，其中該蝕刻液組成物是在溫度30℃至60℃間操作，較佳的溫度是40℃。
- 如請求項4所述之蝕刻液組成物，其中該銅層的厚度是該鉬層的至 少30倍。
- 如請求項4所述之蝕刻液組成物，其中該鉬層或該鉬合金層的殘留應力是張應力。
- 如請求項4所述之蝕刻液組成物，其中該銅或銅合金層在沈積後經過溫度100℃與300℃間退火10分鐘至1小時。
- 如請求項1所述之蝕刻液組成物，其中該蝕刻液組成物是用於製作平面顯示器、主動式矩陣OLED或者觸碰式感測器面板之薄膜電晶體(TFT)。
- 一種蝕刻導電多層膜的方法，其包含有：於一基材上沈積一多層膜，該多層膜包含有至少一鉬或鉬合金層與至少一銅或銅合金層；於該多層膜上形成一已具有預設圖案之光阻；以該光阻為罩幕，使用一蝕刻液組成物對該多層膜進行蝕刻，以形成一金屬線，其中該蝕刻液組成物包含有磷酸、硝酸、醋酸、咪唑與水，該磷酸之重量百分比為50至80%，該硝酸之重量百分比為0.5至10%，該醋酸之重量百分比為5至30%，該咪唑之重量百分比為0.01至5%，其餘部分為該水，以平衡該組成物的總重量，該蝕刻液組成物沒有過氧化氫(H2O2)與氟化合物；移除該光阻層；以及使用去離子水清洗該金屬線，隨後進行乾燥。
- 如請求項11所述之方法，其中該多層膜包含有至少一銅或銅合金層與至少一鉬或鉬合金層，該多層膜包含有銅/鉬積層膜、銅/鉬合 金積層膜或者銅合金/鉬合金積層膜。
- 如請求項11所述之方法，其中該鉬或鉬合金層是沈積於該基材上，該銅或銅合金層是沈積於該鉬或鉬合金層上，以及該光阻層是形成於該銅或銅合金層上。
- 如請求項12所述之方法，其中該鉬合金包含有鉬與至少一選自於鎢、鈦、鉭與鈮的元素。
- 如請求項12所述之方法，其中該銅合金包含有銅與至少一選自於鎂、鉬與錳的元素。
- 如請求項12所述之方法，其中該鉬或鉬合金層的厚度是100至500Å，該銅或銅合金層的厚度是1000至20000Å。
- 如請求項11所述之方法，其中該蝕刻步驟是在溫度30℃至60℃間操作，較佳的溫度是40℃。
- 如請求項11所述之方法，其中該蝕刻液組成物是採用噴灑方式來噴塗於該基材上30至150秒。
- 如請求項12所述之方法，其中該銅或銅合金層是源極/汲極電極。
- 如請求項11所述之方法，其中該基材是應用於TFT LCD的玻璃基材，應用於可撓式顯示器的金屬薄膜基材，或者是應用於TFT LCD、主動式矩陣OLED或者觸碰式感測器面板的塑膠基材。
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