TWI624530B - Etchant composition - Google Patents

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Abstract

本發明係揭露一種蝕刻劑組合物，其包括大約0.5重量%至大約20重量%的過硫酸鹽、大約0.01重量%至大約2重量%的氟化物、大約1重量%至大約10重量%的無機酸、大約0.5重量%至大約5重量%的環胺化合物、大約0.1重量%至大約10.0重量%的具有氨基和磺酸的化合物、大約0.1重量%至大約15.0重量%的有機酸或其鹽、以及對於總共100重量%的蝕刻劑組合物的水。

Description

蝕刻劑組合物
相關申請的交叉引用
根據美國法典第35篇第119節，本申請要求於2013年6月27日提交的韓國專利申請第10-2013-002874號的優先權和權益，藉由引用將本專利揭露內容結合於此。
本發明的實施方式關於一種蝕刻劑組合物，特別是關於一種使用蝕刻劑組合物製造金屬佈線的方法，和使用金屬佈線製造薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)的方法。
通常，在液晶顯示器(LCD)裝置或有機發光二極體顯示器(OLED)裝置中，薄膜電晶體(TFT)基板用作獨立驅動每一個像素的電路板。TFT基板包括閘極佈線、資料佈線、以及連接到閘極佈線和資料佈線兩者的TFT。
TFT基板的各種佈線和電極使用諸如光刻方法的圖案化製程形成。
圖案化製程包括蝕刻步驟。然而，因為在形成具有希望性能的佈線方面存在限制，所以不易於使用蝕刻製程製造佈線。
本文中公開的實施方式提供了一種相對於金屬佈線具有改善的蝕刻性能的蝕刻劑組合物，藉由使用蝕刻劑組合物形成金屬佈線的方法，以及製造薄膜電晶體(TFT)基板的方法。
根據一個實施方式，本發明提供了一種蝕刻劑組合物包括：0.5重量%至大約20重量%的過硫酸鹽、0.01重量%至2重量%的氟化物、1重量%至10重量%的無機酸、0.5重量%至5重量%的環胺化合物、0.1重量%至15.0重量%的有機酸或其鹽、以及對於總共100重量%的蝕刻劑組合物的水，其中，重量百分數基於蝕刻劑組合物的總重量。
過硫酸鹽可以是過硫酸鉀(K2S2O8)、過硫酸鈉(Na2S2O8)、以及過硫酸銨((NH4)2S2O8)的至少一個。
氟化物可以是氟化銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化氫銨、氟化氫鈉、以及氟化氫鉀的至少一個。
無機酸可以是硝酸、硫酸、磷酸、以及高氯酸的至少一個。
環胺化合物可以是氨基四氮唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯烷、以及吡咯啉的至少一個。
具有氨基和磺酸基的化合物藉由以下化學式1表示：
在此，R1和R2單獨地是氫，或C1至C3烷基基團，並且R3是鍵合或C1至C3亞烷基基團。
具有氨基和磺酸基的化合物可以是氨基磺酸和氨基乙磺酸的至少一個。
有機酸或其鹽可以是羧酸、二元羧酸或三羧酸、以及四羧酸的至少一個，並且有機鹽是有機酸的鉀鹽、鈉鹽、以及銨鹽。
有機酸或其鹽可以是乙酸、丁酸、檸檬酸、甲酸、葡糖酸、羥基乙酸、丙二酸、乙二酸、戊酸、磺基苯酸、磺基琥珀酸、磺基酞酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸、異檸檬酸、丙烯酸、亞氨基二乙酸、以及乙二胺四乙酸(EDTA)的至少一個，並且有機酸鹽是有機酸的鉀鹽、鈉鹽、或銨鹽。
蝕刻劑組合物可以用於蝕刻由銅和鈦形成的多層結構。
根據另一個方面，提供了製作金屬佈線之方法，該方法包括：在基板上形成包括銅和鈦的金屬層；在金屬層上形成光敏層圖案，利用蝕刻劑組合物蝕刻一部分金屬層，其中光敏層圖案充當遮罩；並且移去光敏層圖案，其中，蝕刻劑組合物包括：0.5重量%至大約20重量%的過硫酸鹽、0.01重量% 至2重量%的氟化物、1重量%至10重量%的無機酸、0.5重量%至5重量%的環胺化合物、0.1重量%至10.0重量%的具有氨基和磺酸的化合物、0.1重量%至15.0重量%的有機酸或其鹽、以及對於總共100重量%的蝕刻劑組合物的水，其中，重量百分數基於蝕刻劑組合物的總重量。
金屬層可以包括由鈦形成的第一金屬層和由銅形成的第二金屬層，其中，在第一金屬層上形成第二金屬層。
過硫酸鹽可以是過硫酸鉀(K2S2O8)、過硫酸鈉(Na2S2O8)、以及過硫酸銨((NH4)2S2O8)的至少一個。
無機酸可以是硝酸、硫酸、磷酸、以及高氯酸的至少一個。
環胺化合物可以是氨基四氮唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯烷、以及吡咯啉的至少一個。
具有氨基和磺酸基的化合物可以是氨基磺酸和氨基乙磺酸的格式。
有機酸可以是羧酸、二元羧酸或三羧酸、以及四羧酸的至少一個，並且有機酸鹽是有機酸的鉀鹽、鈉鹽、以及銨鹽。
有機酸可以是乙酸、丁酸、檸檬酸、甲酸、葡糖酸、羥基乙酸、丙二酸、乙二酸、戊酸、磺基苯酸、磺基琥珀酸、磺基酞酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸、異檸檬酸、丙烯酸、亞氨基二乙酸、 以及乙二胺四乙酸(EDTA)的至少一個，並且有機酸鹽是有機酸的鉀鹽、鈉鹽、或銨鹽。
根據另一個方面，提供了一種製造薄膜電晶體(TFT)基板之方法，該方法包括：在基板和連接到閘極線的閘電極上形成閘極線，其中，閘極線沿第一方向延伸；形成沿第二方向延伸的資料線、連接到資料線的源電極、以及與源電極分開的汲電極，其中，資料線與閘極線交叉；並且形成連接到汲電極的像素電極，其中閘極線和連接到閘極線的閘電極的形成包括：在基板上形成包括銅和鈦的金屬層；在金屬層上形成光敏層圖案，並且利用蝕刻劑組合物蝕刻一部分金屬層，其中，光敏層圖案充當遮罩；並且移去光敏層圖案，其中，蝕刻劑組合物包括：大約0.5重量%至大約20重量%的過硫酸鹽、0.01重量%至2重量%的氟化物、1重量%至10重量%的無機酸、0.5重量%至5重量%的環胺化合物、0.1重量%至10.0重量%的具有氨基和磺酸的化合物、0.1重量%至15.0重量%的有機酸或其鹽、以及對於總共100重量%的蝕刻劑組合物的水，其中，重量百分數基於蝕刻劑組合物的總重量。
金屬層可以包括由鈦形成的第一金屬層和由銅形成的第二金屬層，其中，在第一金屬層上形成第二金屬層。
ACT‧‧‧活化層
BM‧‧‧黑底
CE‧‧‧共用電極
CF‧‧‧彩色濾光片
CH‧‧‧接觸孔
CL1‧‧‧第一金屬層
CL2‧‧‧第二金屬層
DE‧‧‧汲電極
DL‧‧‧資料線
GE‧‧‧閘電極
GI‧‧‧閘極絕緣層
GL‧‧‧閘極線
INS‧‧‧絕緣基板
INS1‧‧‧第一絕緣基板
INS2‧‧‧第二絕緣基板
LC‧‧‧液晶層
ML1‧‧‧第一金屬線
ML2‧‧‧第二金屬線
MW‧‧‧金屬佈線
MSK‧‧‧遮罩
OHM‧‧‧歐姆接觸層
PE‧‧‧像素電極
PR‧‧‧光敏層
PRP‧‧‧光敏層圖案
PSV‧‧‧鈍化層
PXL‧‧‧像素
R1‧‧‧第一區域
R2‧‧‧第二區域
SE‧‧‧源電極
SM‧‧‧半導體層
SUB1‧‧‧第一顯示器基板
SUB2‧‧‧第二顯示器基板
TFT‧‧‧薄膜電晶體
藉由參照圖式來進一步詳細地描述本發明的示例性實施方式，本發明的上述及其他特性和優勢將變得更為顯而易見，其中： 第1圖至第5圖是表示根據本發明藉由使用蝕刻劑組合物形成金屬佈線的製程的示例性實施方式之截面圖；第6圖是表示根據本發明的包括使用蝕刻劑組合物製造的薄膜電晶體(TFT)基板的實施方式的顯示器裝置之平面圖；第7圖是沿在第6圖所示裝置的線I-I’截取的顯示器裝置之截面圖；第8圖至第10圖是表示製造在第6圖的顯示器裝置中包括的TFT基板的製程之平面圖；第11圖至第13圖是沿在第8圖到第10圖所示TFT基板的線I-I’截取的TFT基板之截面圖；第14圖表示利用(a)實驗例1和(b)比較例1進行光致抗蝕劑(PR)抬起試驗的結果之光學圖像；第15圖表示利用(a)實驗例1和(b)比較例1進行玻璃損壞試驗的結果之SEM圖像；以及第16圖表示利用(a)實驗例1和(b)比較例1進行蝕刻試驗的結果之SEM圖像。
在下文中將參照圖式更詳細地描述本發明的實施方式。
應當理解：i)在圖式中所示的形狀、尺寸、比例、角度、標號、操作等僅是實施例並且可以改變，ii)附圖從觀 察的觀點示出，並且因此說明書和位置可以基於觀察者的位置改變，並且iii)貫穿說明書類似參考標號指代類似元素。
在此使用的術語僅出於描述特定實施方式的目的而並非旨在限制本發明。如在本文中使用的，除非上下文另有明確說明，否則單數形式「一個(a)」、「一種(an)」、以及「該(the)」旨在包括複數形式，包括「至少一個」。「或」意指「和/或」。如在本文中使用的，術語「或」包括相關的列出項的一個或多個的任何及所有組合。
進一步應當理解的是，術語「包括(comprises)」或「包括(comprising)」、「包含(includes)」或「包含(including)」在用於本發明的說明書中時指明所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元素、或成分的存在，但是並不排除一個或者多個其他特徵、整體、步驟、操作、元素、成分、或其基團的存在或添加。進一步，除非該術語與術語「僅」結合使用，否則術語「由...組成」或「包含……」可以旨在表示多個成分。
當考慮測量問題和與具體數量的測量相關的誤差(即，測量系統的限制)時，如在本文中使用的「大約」或「約」包含在設定值內，並且意指在針對如藉由本領域的一個通常知識者所確定的特殊值的偏差的可接受範圍內。例如，「大約」能夠意指在一個或多個標準偏差內，或在設定值的±30%、20%、10%、5%內。也應當理解，當描述是給定的而沒有術語「大約」、「基本上」、「相對地」等時，相對於關於數值、形狀、尺寸比較、位置關係的描述的變化是可能的。應當理解，諸如「在...之後」、「在……之前」、「然後」、「在此」、「下列」等術語應當理解為不限制時序位置。
也應當理解，在兩個條目之間的空間關係利用諸如「在...之下」、「在……下面」、「較低」、「上面」、「上」、「在...之上」等的空間相關術語描述的情況下，除非描述結合術語「直接地」給定，否則一個或多個條目可以插入中間。也應理解，本文中便於描述可以使用空間相關術語，以描述在圖式中所示的一個元素或與另一個元素的特徵關係或特徵。應當理解，除了圖式中描述的定向之外，空間相關術語旨在包括使用或者操作中的設備的不同定向。例如，如果圖中的設備被翻轉，則然後被描述為在其他元素或特徵「在……下面」或「在...之下」的元素將位於其他元素或特徵「上面」。該設備可以另外定向(旋轉90度或者處於其他定向)，並且因此解釋本文中使用的空間相關描述。
應當理解，雖然本文中使用術語「第一」、「第二」、「第三」等來描述各種元素、成分、區域、層或部分，但是這些元素、成分、區域、層或部分不應受這些術語限制。這些術語僅被用於區分一個元素、成分、區域、層或部分與另一元素、成分、區域、層或部分。因此，在不偏離本文中的教導情況下，第一「元素」、「成分」、「區域」、「或部分」可被稱為第二元素、成分、區域、層或者部分。
諸如在一列元素之前的「……的至少一個」的表述修飾整列元素，並且不修飾所列出的單個元素。
除非另有定義，否則本文中使用的所有術語(包括技術和科學術語)均具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者通常理解的相同的含義。進一步應當理解，諸如在通常使用的詞典中定義的那些術語的術語應被解釋為具有與它們 在相關領域的上下文中的含義一致的含義，並且不得以理想化或者過度形式化的意義進行解釋，除非明確規定如此定義。
本文參照作為理想實施方式的示意性圖式的截面示意圖，描述了示例性實施方式。如此，期望由例如製造技術或容許誤差導致的示意圖形狀的變化。因此，本文中描述的實施方式不應被解釋為限於本文中所示區域的具體形狀，而將包括例如製造所導致的形狀偏差。例如，通常，表示或描述為平面的區域可以具有粗略的或非線性的特徵。此外，所示出的銳角可以是被圓化的。因此，在圖式中所示出的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不旨在示出區域的精確形狀，並且不 旨在限制本發明的申請專利範圍。
本文中描述的蝕刻劑組合物可以用於藉由蝕刻在基板上形成的金屬層而形成一種金屬佈線。金屬層包括銅和鈦，並且可以是雙層金屬膜。如在本文中使用的，術語「雙層」指代具有雙層的結構。特別地，蝕刻劑組合物可以用於蝕刻包括由鈦形成的金屬鈦層和由銅形成的銅金屬層的雙層金屬膜。
根據本發明的實施方式的蝕刻劑組合物包括過硫酸鹽、氟化物、無機酸、環胺化合物、具有氨基和磺酸基的化合物、以及有機酸或其鹽。
在蝕刻劑組合物中包含的過硫酸鹽是存在於蝕刻劑組合物中的主氧化劑，並且能夠同時蝕刻鈦層和銅層。相對於蝕刻劑組合物的總重量，過硫酸鹽以大約0.5重量%至大約20重量%的量存在。如果在蝕刻劑組合物中的過硫酸鹽的量小於大約0.5重量%，則蝕刻速度降低，並且蝕刻可能不充分。 如果在蝕刻劑組合物中的過硫酸鹽的量高於大約20重量%，則蝕刻速度非常快，並且難以控制發生的蝕刻程度。因此，如果過硫酸鹽的量過高，則鈦層和銅層可能過度蝕刻。
過硫酸鹽可以包括過硫酸鉀(K2S2O8)、過硫酸鈉(Na2S2O8)、以及過硫酸銨((NH4)2S2O8)的至少一個。
在蝕刻劑組合物中包含的氟化物是包括氟化物的化合物，並且相對於蝕刻劑組合物的總重量，以大約0.01重量%至大約2重量%的量存在。如果在蝕刻劑組合物中的氟化物的量小於0.01重量%，則包括鈦的金屬層的蝕刻速度大大降低，因此，難以維持合適的蝕刻時間，並且，可能產生殘渣。如果在蝕刻劑組合物中的氟化物的量高於2重量%，則諸如玻璃的基板和包括矽的絕緣層可能損壞。
氟化物是可能分解成氟離子或多原子的氟離子。 氟化物可以是氟化銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化氫銨、氟化氫鈉、以及氟化氫鉀的至少一個。
氟化銨可以用於控制砷(As)，其在氟化物中是限用物質。
在蝕刻劑組合物中的無機酸的存在調整蝕刻劑組合物的pH，並且從而提供一種環境，其中，銅類金屬層可以被蝕刻並且藉由降低蝕刻劑組合物的pH限制過硫酸鹽的分解。 相對於蝕刻劑組合物的總重量，在蝕刻劑組合物中的無機酸的量是大約1重量%至大約10重量%。如果在蝕刻劑組合物中的無機酸的量小於1重量%，則無機酸調整pH的能力降級，並且因此，過硫酸鹽的分解加速，並且銅的蝕刻特性可能大大降級。 如果在蝕刻劑組合物中的無機酸的量大於10重量%，則銅的蝕刻速度增加，並且在光敏層中可能產生裂縫。因此，當光敏層剝離時，在裂縫之下定位的鈦層或銅層被極度地蝕刻。
無機酸可以是硝酸、硫酸、磷酸、以及高氯酸的至少一個。
在蝕刻劑組合物中包含的環胺化合物是防蝕劑。 環胺化合物調整銅類金屬的蝕刻速度，從而降低圖案的削減尺寸(CD)損失並且增加生產利率。相對於所述蝕刻劑的總重量，環胺化合物以大約0.1重量%至約5.0重量%的量存在。如果在蝕刻劑組合物中的環胺化合物的量小於0.1重量%，則CD損失的大量可能發生。如果在蝕刻劑組合物中的環胺化合物的量大於5重量%，則銅的蝕刻速度也變慢。因此，難以在希望的時間段內獲得CD偏斜。
環胺化合物可以是氨基四氮唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯烷、以及吡咯啉的至少一個。
具有在蝕刻劑組合物中包含的氨基和磺酸基的化合物是用於防止老化的添加劑。在蝕刻劑組合物中，具有氨基和磺酸基的化合物分解成硫酸根離子(SO4 2-)，以減緩過硫酸鹽的水解速度，並且在蝕刻劑組合物中，防止與在處理的基板的數目方面增加相關的在銅和鈦侵蝕速度方面的不穩定的增加。另外，苯酚和苯酚衍生物，其是使用常規芳族磺酸檢測的限用物質，不被檢測，並且因此，提供了一種環保蝕刻劑。
相對於蝕刻劑組合物的總重量，具有氨基和磺酸 基的化合物以大約0.1重量%至大約10.0重量%的量存在。
具有氨基和磺酸基的化合物同時藉由以下化學式1表示：
在上述化學式中，R1和R2單獨地是氫，或C1至C3烷基基團，並且R3是直接鍵合或C1至C3亞烷基基團。
具有氨基和磺酸基的化合物可以是氨基磺酸和氨基乙磺酸的至少一個。
在金屬層的銅類表面上吸收在蝕刻劑組合物中包含的有機酸或其鹽，以影響在蝕刻均勻性方面的改善和在溶解度方面的增加，從而改善蝕刻速度和蝕刻性能。
相對於蝕刻劑組合物的總重量，有機酸或其鹽以大約0.1重量%至大約12重量%的量存在。在蝕刻劑組合物中，有機酸或其鹽作用為螯合銅離子，並且形成其複合物，從而調整銅的蝕刻速度。如果在蝕刻劑組合物中的有機酸的量小於大約0.1重量%，則難以調整銅的蝕刻速度，並且因此可能導致銅的過度蝕刻。如果在蝕刻劑組合物中的有機酸的量大於0.1重量%，則銅的蝕刻速度降低，並且因此，完成該製程需要的蝕刻時間增加。因此，可能處理的基板的數目也降低。因此，相對於蝕刻劑組合物的總重量，有機酸以大約5重量%至大約10重量%的量存在。
在蝕刻劑組合物中，有機酸是羧酸、二元羧酸或三羧酸、以及四羧酸的至少一個，例如，乙酸、丁酸、檸檬酸、甲酸、葡糖酸、羥基乙酸、丙二酸、乙二酸、戊酸、磺基苯酸、磺基琥珀酸、磺基酞酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸、異檸檬酸、丙烯酸、亞氨基二乙酸、以及乙二胺四乙酸(EDTA)。
有機酸鹽可以是以上有機酸的鉀鹽、鈉鹽、以及銨鹽的至少一個。
除了以上成分之外，蝕刻劑組合物可以進一步包括額外的蝕刻調節劑、表面活性劑、以及pH調節劑。
蝕刻劑組合物可以包含以足夠量的水，以便蝕刻劑組合物的總重量變為100重量%。水可以是去離子水。
在各種實施方式中，蝕刻劑組合物用於製造電子設備的製程，並且特別地，在電子設備的製造製程的過程中，可以用蝕刻於在基板上設置的金屬層。在示例性實施方式中，蝕刻劑組合物可以用於蝕刻由鈦和銅形成的具有雙層結構的金屬層，以形成閘極佈線。
本發明的蝕刻劑組合物具有比習知技術組合物更慢的老化性能。在習知技術蝕刻劑組合物中，在蝕刻劑組合物中發生分解，並且在蝕刻劑組合物中的氧化劑的濃度降低。因此，習知技術蝕刻劑組合物的蝕刻特性，例如蝕刻速度、錐度、以及削減尺寸(CD)損失不可能始終如一地維持。
然而，根據本發明的蝕刻劑組合物，磺酸添加為用於降低蝕刻劑組合物老化的材料。因此，可能藉由蝕刻劑組 合物每單位時間處理的基板的數目增加，並且可能因此獲得均勻的蝕刻結果。
特別地，當具有鈦層和銅層的金屬佈線藉由使用本發明的蝕刻劑組合物蝕刻時，可能獲得具有大約50°錐角(θ)的金屬佈線。隨後將在比較例中描述錐角。
第1圖到第5圖是表示使用蝕刻劑組合物形成金屬佈線的方法的示例性實施方式之截面圖。
參考第1圖，在絕緣基板INS上形成金屬層。金屬層可以具有雙層結構，該雙層結構包括由第一金屬形成的第一金屬層CL1和由不同於第一金屬的第二金屬形成的第二金屬層CL2。在此，第一金屬可以是鈦，並且第二金屬可以是銅。 雖然在第1圖到第5圖中表示的金屬層具有雙層結構，但是本發明不限於此，並且金屬層可以是由包括第一金屬和第二金屬的合金形成的單層，或具有三層或更多層，其中，第一金屬層CL1和第二金屬層CL2交互地堆疊。
然後，如第2圖所示，在絕緣基板INS的整個表面上形成光敏層PR。在光敏層PR上放置遮罩MSK，並且，光敏層PR暴露於輻射光。遮罩MSK包括阻斷所有輻射光的第一區域R1、以及發送一些該輻射光並且阻斷一些該輻射光的第二區域R2。絕緣基板INS被分成與第一區域R1和第二區域R2對應的區域，並且絕緣基板INS的對應區域也將被稱為第一區域R1和第二區域R2。
開發經由遮罩MSK暴露於輻射光的光敏層PR的部分。如第3圖所示，在光藉由在第一區域R1中的遮罩MSK 阻斷的區域上，保持具有預定厚度的光敏層圖案PRP，並且在光藉由遮罩MSK發送並且絕緣基板INS的表面暴露的第二區域R2中，完全移去光敏層PR。在此，使用正光致抗蝕劑，以便在絕緣基板INS的暴露的區域上移去光敏層PR，然而，本發明不限於此。也可能使用負光致抗蝕劑，以便在未暴露的區域上可以移去光敏層PR。
然後，如第4圖所示，在光敏層圖案PRP下形成的第一金屬層CL1和第二金屬層CL2使用作為遮罩的光敏層圖案PRP蝕刻。在蝕刻第一金屬層CL1和第二金屬層CL2的製程中，使用本發明的蝕刻劑組合物。
由於以上製程，金屬佈線MW形成具有一種結構，其中，由第一金屬形成的第一金屬線ML1和由第二金屬形成的第二金屬線ML2堆疊並且是雙層的形式。此後，如第5圖所示，移去剩餘光敏層圖案PRP，從而完成金屬佈線MW的形成。
藉由以上描述的製程，可以製備由第一金屬和第二金屬形成的金屬佈線MW，即，鈦/銅金屬佈線。
根據本發明的實施方式，顯示器裝置可以使用以上描述的製作金屬佈線的方法製造。下文將描述顯示器裝置的結構，同時隨後將描述製造顯示器裝置的方法。
第6圖是包括可以使用本發明的蝕刻劑組合物製作的薄膜電晶體(TFT)基板的示例性實施方式的顯示器裝置之平面圖。第7圖是沿第6圖的線I-I’截取的顯示器裝置之截面圖。TFT基板用於顯示器裝置。
顯示器裝置包括用於顯示圖像的複數個像素。顯 示器不特別地被限制。例如，顯示器裝置可以包括各種顯示器裝置，諸如液晶顯示器(「LCD」)面板、有機發光二極體顯示器(「OLED」)裝置、電泳顯示器裝置、電潤濕(electrowetting)顯示器裝置、以及微型機電系統(「MEMS」)顯示器裝置。在本發明的實施方式中，將液晶顯示器裝置描述為一個實例。在這裡，像素具有相同的結構，並且，為了方便描述，將描述像素和鄰近於像素的閘極線GL和資料線DL。
參閱第6圖和第7圖，本實施方式的顯示器裝置包括：包括像素PXL的第一顯示器基板SUB1，面向第一顯示器基板SUB1的第二顯示器基板SUB2，以及在第一顯示器基板SUB1和第二顯示器基板SUB2之間形成的液晶層LC。在此，例如，TFT基板也指代第一顯示器基板SUB1。
第一顯示器基板SUB1包括第一絕緣基板INS1、以及在第一絕緣基板INS1上形成的複數個閘極線GL和複數個資料線DL。在第一絕緣基板INS1上，閘極線GL沿第一方向延伸。資料線DL在閘極絕緣層GI上形成，並且沿與第一方向交叉的第二方向延伸，因此資料線DL與閘極線GL交叉。
每一個像素PXL連接到閘極線GL的一個和資料線DL的一個。每一個像素PXL包括TFT和連接到TFT的像素電極PE。
TFT可以包括閘電極GE、半導體層SM、源電極SE、以及汲電極DE。
閘電極GE可以從閘極線GL中突出。
利用在半導體層SM和閘電極GE之間的閘極絕緣 層GI，半導體層SM位於閘電極GE上。半導體層SM包括在閘極絕緣層GI上的活化層ACT和在活化層ACT上的歐姆接觸層OHM。形成活化層ACT以與形成源電極SE和汲電極DE的區域對應。在源電極SE和汲電極DE之間的區域是在面板上。 在活化層ACT和源電極SE之間以及活化層ACT和汲電極DE之間形成歐姆接觸層OHM。
源電極SE從資料線DL中分支，並且當從上方看時，至少一部分源電極SE與閘電極GE重疊。汲電極DE從源電極SE中分開，並且當從上方看時，至少一部分汲電極DE與閘電極GE重疊。
像素電極PE經由在像素電極PE和汲電極DE之間形成的鈍化層PSV連接到汲電極DE。鈍化層PSV具有暴露一部分汲電極DE的接觸孔CH，並且像素電極PE經由接觸孔CH連接到汲電極DE。
形成第二顯示器基板SUB2以面向第一顯示器基板SUB1。第二顯示器基板SUB2包括第二絕緣基板INS2、在第二絕緣基板INS2上形成以呈現顏色的彩色濾光片CF、在彩色濾光片CF周圍佈置以擋光的黑底BM、以及利用像素電極PE形成電場的共用電極CE。
第8圖到第10圖是表示製造在第7圖的顯示器裝置中包括的TFT基板的製程之平面圖。第11圖到第13圖是沿第8圖到第10圖的線I-I’截取之截面圖。
根據本發明的實施方式，本文中將參考第8圖到第10圖和第11圖到第13圖描述製造顯示器裝置之方法。
參考第8圖到第11圖，使用第一光刻製程在第一絕緣基板INS1上形成第一佈線單元。第一佈線單元包括沿第一方向延伸的閘極線GL，以及連接到閘極線GL的閘電極GE。
閘極線GL可以藉由連續地堆疊在第一絕緣基板INS1上的第一金屬和第二金屬，以形成第一金屬層和第二金屬層，在此，在第一金屬層上佈置第二金屬層，並且藉由使用第一遮罩(未繪示出)蝕刻第一金屬層和第二金屬層。第一金屬層可以由鈦形成，並且第二金屬層可以由銅形成。在此，第一金屬層可以形成為大約50埃(Å)至大約300Å的厚度，並且第二金屬層可以形成為大約2000埃(Å)至大約5000Å的厚度使用本發明的蝕刻劑組合物蝕刻第一金屬層和第二金屬層。 在此，可蝕刻以第一佈線單元，以便錐角可以是大約25°至大約50°。錐角表示在金屬佈線的側表面和絕緣基板的上表面之間的角度。因此，可以形成閘極線GL和閘電極GE，以具有雙層結構，其中，第一金屬層和第二金屬層連續地堆疊。
參閱第9圖和第12圖，在形成第一佈線單元的第一絕緣基板INS1上形成閘極絕緣層，並且在形成閘極絕緣層GI的第一絕緣基板INS1上形成半導體圖案和第二佈線單元。 第二佈線單元可以包括與閘極線GL延伸所沿的第一方向交叉的第二方向延伸的資料線DL、沿資料線DL延伸的源電極SE、以及與源電極SE分開的汲電極DE。
在形成第一佈線單元的第一絕緣基板INS1上藉由堆疊(壓條)第一絕緣材料形成閘極絕緣層GI。
藉由連續地堆疊在第一絕緣基板INS1上的第一 半導體材料、第二半導體材料、以及第三導電材料，並且藉由選擇性地蝕刻第一半導體層(未繪示出)、第二半導體層(未繪示出)、以及第三半導體層(未繪示出)，形成第二佈線單元。 分別地，藉由使用第二遮罩(未繪示出)，第一導電層由第一半導體材料形成，第二導電層由第二半導體材料形成，並且第三導電層由第三導電材料形成。第二遮罩可以是縫隙遮罩(slit mask)或衍射遮罩。
第三導電材料可以是金屬材料，諸如銅、鉬、鋁、鎢、鉻、或鈦、或包括以上金屬材料的至少一個的合金。當蝕刻第一導電層時，使用預定蝕刻劑組合物，其是適於用於形成第三導電層的金屬類型。用於蝕刻第一導電層的蝕刻劑組合物可以不同於當形成第一佈線單元時使用的蝕刻劑組合物，以便第三導電層的錐角大於第一佈線單元的錐角。
參閱第10圖和第13圖，使用第三光刻製程，在形成第二佈線單元的第一絕緣基板INS1上形成具有暴露一部分汲電極DE的接觸孔CH的鈍化層PSV。可以使用第二絕緣材料(未繪示出)和光敏層(未繪示出)形成鈍化層PSV。藉由堆疊在形成第二佈線單元的第一絕緣基板INS1上的第二絕緣材料層，藉由使用作為遮罩的光敏層圖案，藉由暴露和開發光敏層以形成光敏層圖案(未繪示出)，並且藉由移去一部分第二絕緣材料，形成鈍化層。
參考回到第13圖，在鈍化層PSV上設置並且經由接觸孔CH連接到汲電極DE的像素電極PE藉由使用第四光刻製程形成。藉由連續地堆疊在形成鈍化層PSV的第一絕緣基板INS1上的透明導電材料層(未繪示出)和光敏層(未繪示出)， 藉由暴露和開發光敏層以形成光敏層圖案(未繪示出)，並且藉由使用作為遮罩的光敏層圖案圖案化導電材料層，可以形成像素電極PE。
藉由以上描述的製程製造的TFT基板，即，第一顯示器基板SUB1，結合至形成彩色濾光片層的第二顯示器基板SUB2。在第一顯示器基板SUB1和第二顯示器基板SUB2之間形成液晶層LC。
參考以下實施例進一步詳細地描述實施方式。本文中呈現的實施例僅出於說明性目的，並且不限制本發明揭露的範圍。
實施例
實驗例
當藉由使用以下表格1所示的蝕刻劑組合物形成金屬佈線時，玻璃和光致抗蝕劑(PR)損壞可以降低，因此，第一佈線單元的不足故障可以降低。同樣地，使用氟化銨和氨基磺酸(即具有氨基和磺酸的化合物)，因此，沒有介紹作為限用物質的砒霜和苯酚。因此，與所揭露的蝕刻劑組合物的用途相關的環境限制可以最小化。
表格1提供了在比較例1(CE1)和實驗例1(Ex.1)之間的蝕刻損壞結果的比較。首先，第14圖表示抬起試驗的結果，其中，比較離析PR的時間。PR抬起試驗使用具有在玻璃基板上形成的圖案的光致抗蝕劑和以恆溫(28(C)浸入蝕刻劑組合物的光致抗蝕劑進行。在第14圖中，(a)表示了使用實驗例1的蝕刻劑組合物獲得的結果，並且(b)表示了使用 比較例1的蝕刻劑組合物獲得的結果。
第15圖包括表示了玻璃損壞試驗結果之SEM圖像。玻璃損壞試驗使預定金屬在玻璃上圖案化的基板進行，針對預定時間段蝕刻，然後，使用評估設備(SEM圖像處理)比較玻璃損壞的深度剖面。在第15圖中，(a)表示了使用實驗例1的蝕刻劑組合物獲得的結果，並且(b)表示了使用比較例1的蝕刻劑組合物獲得的結果。藉由評估玻璃損壞，由於蝕刻劑的腐蝕程度估計為增加或不增加。即，實驗例1的PR抬起時間長於比較例1的抬起時間，因此，在金屬佈線中的斷開故障可以改善。
同樣地，當形成用於平板顯示器(FPD)的TFT的閘極金屬佈線時，上部沉積物密度受金屬錐角(T/A)的尺寸影響。當T/A增加時，在沉積物層的階梯區域增加裂縫和斷開。第16圖表示了使用實驗例1(a)與(b)和比較例1(b)進行蝕刻試驗結果之SEM圖像。如第16圖所示，實驗例1的T/A相對地低於比較例1的T/A。因此，為了解決與增加的T/A相關的以上問題，本實施方式(a)可以具有相對地低於在第16圖中表示出的比較例1(b)的T/A。
此外，也應注意，在比較例1中檢測到作為限用物質的砒霜和苯酚。然而，因為氟化銨和脂族胺磺酸脂族胺磺酸用於實驗例1的蝕刻劑組合物，所以砒霜和苯酚不存在於蝕刻劑組合物中。
在表格1中，「-」表示不加入。
環狀磺酸是苯酚誘導物質。如先前提及地，由於環境問題，苯酚是限用物質。表格2表示了當不使用常規環狀磺酸時，存在能夠利用蝕刻劑處理的Cu/Ti基板的數目方面的變化，為了把常規環狀磺酸排除在外。
在表格2中，根據比較例1，當使用作為苯酚誘導物質的環狀磺酸時，可以蝕刻的Cu的積聚濃度是5000ppm或更大。然而，當環狀磺酸從蝕刻劑中排除在外以便不檢測苯酚時，Cu的積聚濃度是2000ppm或更小(比較例2)，並且因此，蝕刻性能大大地降低。這可以相當於如上描述的磺酸的功能。 然而，當使用不作為苯酚誘導物質的甲烷磺酸(比較例3)時，Cu的積聚濃度降低至3000ppm或更小。因此，甲烷磺酸不能替代常規環狀磺酸。然而，當使用氨基磺酸(實驗例1)時， Cu的積聚濃度是5000ppm。因此，在蝕刻劑組合物中的氨基磺酸的用途，導致作為環狀磺酸的等價蝕刻性能。同時，在包含氨基磺酸的蝕刻劑組合物中檢測不到作為限用物質的苯酚和砒霜。
雖然已經參照本發明的示例性實施方式特別地示出並描述了本發明，但是在不脫離以下申請專利範圍中所界定 的本發明的精神和範圍的情況下，本發明所屬技術領域中具有通常知識者應當理解，本發明在形式和細節上可以做出各種變化。

Claims (8)

  1. 一種蝕刻劑組合物，其包括：0.5重量%至20重量%的過硫酸鹽；0.01重量%至2重量%的氟化物；1重量%至10重量%的無機酸；0.5重量%至5重量%的環胺化合物；0.1重量%至10.0重量%的具有氨基和磺酸的一化合物；5.0重量%至10.0重量%的有機酸或其鹽；以及對於總共100重量%的該蝕刻劑組合物的水；其中，重量%數基於該蝕刻劑組合物的總重量，其中，該蝕刻劑組合物中同時具有氨基和磺酸基的該化合物藉由以下化學式1表示： 在式1中，R1和R2分別單獨地選自由氫，和C1至C3烷基基團組成的組，並且R3選自由鍵合或C1至C3亞烷基基團組成的組，該蝕刻劑組合物中同時具有氨基和磺酸基的該化合物為具有氨基的無環磺酸，且為氨基磺酸(sulfamic acid)，該蝕刻組合物不包含環狀磺酸及包含環狀磺酸的化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻劑組合物，其中， 過硫酸鹽是過硫酸鉀(K2S2O8)、過硫酸鈉(Na2S2O8)、以及過硫酸銨((NH4)2S2O8)的至少一個。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻劑組合物，其中，氟化物是氟化銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化氫銨、氟化氫鈉、以及氟化氫鉀的至少一個。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻劑組合物，其中，無機酸是硝酸、硫酸、磷酸、以及高氯酸的至少一個。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻劑組合物，其中，環胺化合物是氨基四氮唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯烷、以及吡咯啉的至少一個。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻劑組合物，其中，有機酸是羧酸、二元羧酸或三羧酸、以及四羧酸的至少一個，並且，有機酸鹽是有機酸的鉀鹽、鈉鹽、或銨鹽。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻劑組合物，其中，有機酸是乙酸、丁酸、檸檬酸、甲酸、葡糖酸、羥基乙酸、丙二酸、乙二酸、戊酸、磺基苯酸、磺基琥珀酸、磺基酞酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸、異檸檬酸、丙烯酸、亞氨基二乙酸、以及乙二胺四乙酸(EDTA)的至少一個，並且，有機酸鹽是有機酸的鉀鹽、鈉鹽、或銨鹽。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻劑組合物，其中，該蝕刻劑組合物能夠蝕刻由銅和鈦形成的多層結構。
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