銅鉬合金膜的蝕刻液組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銅鉬合金膜的蝕刻液組合物，本發(fā)明的蝕刻液組合物，對(duì)于組合物的總重量，包含：5至40重量%的過(guò)氧化氫，0.1至5重量%的蝕刻抑制劑，0.1至5重量%的螯合劑，0.1至5重量%的蝕刻添加劑，0.01至2重量%的氟化物，0.01至2重量%的雙氧水穩(wěn)定劑，0.01至2重量%的玻璃蝕刻抑制劑及全部組合物總重量的100重量%的水。本發(fā)明的蝕刻液組合物在同時(shí)蝕刻銅/鉬合金膜時(shí)，可最大程度地減慢作為柵極及源漏極的下部膜玻璃基板和SiNx的蝕刻速度，并最大程度地減少后處理工程及返工工程和薄化工程中的不合格，從而降低制造費(fèi)用。
【專利說(shuō)明】銅鉬合金膜的蝕刻液組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，尤其是用于TFT-1XD、OLED等顯示器電極的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體裝置、TFT-1XD、OLED等微電路是通過(guò)在基板上形成的鋁、鋁合金、銅及銅合金等導(dǎo)電性金屬膜或二氧化硅膜、氮化硅薄膜等絕緣膜上，均勻地涂抹光刻膠，然后通過(guò)刻有圖案的薄膜，進(jìn)行光照射后成像，使所需的圖案光刻膠成像，采用干式蝕刻或濕式蝕刻，在光刻膠下部的金屬膜或絕緣膜上顯示圖案后，剝離去除不需要的光刻膠等一系列的光刻工程而完成的。
[0003]大型顯示器的柵極及數(shù)據(jù)金屬配線所使用的銅合金，與以往技術(shù)中的鋁鉻配線相t匕，阻抗低且沒(méi)有環(huán)境問(wèn)題。銅存在與玻璃基板及絕緣膜的貼附性較低，易擴(kuò)散為氧化硅膜等問(wèn)題，所以通常使用鈦、鑰等作為下部薄膜金屬。
[0004]在韓國(guó)專利公開公報(bào)第2003-0082375號(hào)、專利公開公報(bào)第2004-0051502號(hào)、專利公開公報(bào)第2006-0064881號(hào)及專利公開公報(bào)第2006-0099089號(hào)等中，公開了過(guò)氧化氫基板的銅/鑰合金蝕刻液。
[0005]銅/鑰合金蝕刻液含有用于蝕刻鑰合金的氟化物，這是因?yàn)榉镌谕瑫r(shí)蝕刻銅/鑰合金時(shí)，可提高蝕刻鑰合金的速度，并可去除鑰合金的殘?jiān)?。但是上述的氟化物不僅可蝕刻鑰合金，也可蝕刻作為銅/鑰合金柵極配線下部膜的玻璃基板和作為源漏極配線的下部膜SiNx。增加對(duì)下部膜的蝕刻時(shí)，在后處理工程和返工工程中蝕刻污點(diǎn)可導(dǎo)致不合格率上升，在薄化工程中也會(huì)因?yàn)槲g刻污點(diǎn)導(dǎo)致不合格率增加。
[0006]移動(dòng)通信機(jī)器的高新電路要求顯示器越來(lái)越薄，在制造TFT-1XD顯示器陣列后，需要進(jìn)行使玻璃基板變薄的薄化工程。在蝕刻工程中，若增加對(duì)玻璃基板的蝕刻，在薄化工程中就會(huì)因?yàn)椴痪鶆虻奈g刻而產(chǎn)生污點(diǎn)，這時(shí)需要利用蝕刻液，進(jìn)行整體蝕刻，然后進(jìn)行修補(bǔ)返工工程。此時(shí)，玻璃基板被過(guò)度蝕刻的話，基板上遺留的蝕刻污點(diǎn)會(huì)成為產(chǎn)品不合格的主要原因。
[0007]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009](專利文獻(xiàn)I)韓國(guó)專利公開公報(bào)第2003-0082375號(hào)
[0010](專利文獻(xiàn)2)韓國(guó)專利公開公報(bào)第2004-0051502號(hào)
[0011](專利文獻(xiàn)3)韓國(guó)專利公開公報(bào)第2006-0064881號(hào)
[0012](專利文獻(xiàn)4)韓國(guó)專利公開公報(bào)第2006-0099089號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于`解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在同時(shí)蝕刻銅/鑰合金膜時(shí)，可最大程度地減慢柵極及源漏極的下部膜玻璃基板和SiNx的蝕刻速度，并最大程度地減少后處理工程及返工工程和薄化工程中因污點(diǎn)而產(chǎn)生的不合格率，從而降低制造費(fèi)用的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物。
[0014]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于,對(duì)于組合物的總重量,包含:5至40重量％的過(guò)氧化氫，0.1至5重量％的蝕刻抑制劑，0.1至5重量％的螯合劑，0.1至5重量％的蝕刻添加劑，0.01至2重量％的氟化物，0.01至2重量％的雙氧水穩(wěn)定劑，0.01至2重量％的玻璃蝕刻抑制劑及全部組合物總重量的100重量％的水。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:在同時(shí)蝕刻銅/鑰合金膜時(shí)，可最大程度地減慢作為柵極及源漏極的下部膜玻璃基板和SiNx的蝕刻速度，并最大程度地減少后處理工程及返工工程和薄化工程中因污點(diǎn)而產(chǎn)生的不合格率。尤其是玻璃蝕刻抑制劑在含有氟化物的蝕刻液中可維持提升鑰合金膜的蝕刻速度，相對(duì)減慢作為下部膜的玻璃基板及氧化硅膜的蝕刻速度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例6在使用蝕刻液對(duì)銅/鑰合金膜蝕刻時(shí)，其輪廓的掃描電子顯微鏡的照片(側(cè)面)；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例6在使用蝕刻液對(duì)銅/鑰合金膜蝕刻時(shí)，其輪廓的掃描電子顯微鏡的照片(平面)；
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí) 施例6在使用蝕刻液時(shí)，觀察玻璃是否受損的掃描電子顯微鏡照片;
[0019]圖4是本發(fā)明對(duì)比例I在使用蝕刻液時(shí)，觀察玻璃是否受損的掃描電子顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明的蝕刻液組合物可同時(shí)蝕刻銅/鑰合金。這里的“銅/鑰合金膜”是指銅膜和鑰合金膜，鑰合金是鑰和多種金屬的合金，優(yōu)選為與鈦、鉭、鉻、釹、鎳、銦或錫的合金，更優(yōu)選為與鈦的合金。
[0021]本發(fā)明的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，對(duì)于組合物的總重量，包含:5至40重量％的過(guò)氧化氫，0.1至5重量％的蝕刻抑制劑，0.1至5重量％的螯合劑，0.1至5重量％的蝕刻添加劑，0.01至2重量％的氟化物，0.01至2重量％的雙氧水穩(wěn)定劑，0.01至2重量％的玻璃蝕刻抑制劑及全部組合物總重量的100重量％的水。
[0022]在本發(fā)明的蝕刻液組合物中，過(guò)氧化氫為銅鑰合金的主要酸化劑。對(duì)于組合物的總重量，優(yōu)選為含5至40重量％的過(guò)氧化氫，更優(yōu)選為含10至30重量％的過(guò)氧化氫。過(guò)氧化氫不足5重量％時(shí)，對(duì)銅鑰合金的酸化不夠充分，無(wú)法實(shí)現(xiàn)蝕刻；超出40重量％時(shí)，蝕刻速度過(guò)快，難以控制工程的進(jìn)度。
[0023]本發(fā)明的蝕刻液組合物中所含有的蝕刻抑制劑，可調(diào)節(jié)銅鑰合金蝕刻速度，使其成為具有適當(dāng)錐角的蝕刻輪廓。對(duì)于組合物的總重量，優(yōu)選為含0.1至5重量％的蝕刻抑制劑，更優(yōu)選為含0.5至3重量％的蝕刻抑制劑。若其不足0.1重量％時(shí)，可調(diào)節(jié)錐角的性能減弱，若其超過(guò)5重量％時(shí)，蝕刻速度變慢，工程效率受到影響。[0024]優(yōu)選為，所述蝕刻抑制劑是含有選自氧、硫及氮中至少一個(gè)以上的雜原子，不同時(shí)包含氮原子和硫原子的I至10元雜環(huán)碳?xì)浠衔?。具體來(lái)說(shuō)，可為呋喃、噻吩、吡咯、惡唑、咪唑、吡唑、1，2，4-三氮唑、四唑、氧茚、苯并噻吩、吲哚、苯并咪唑、苯并吡唑、氨基四唑、甲基四唑、甲基苯并三唑、氧甲基苯并三唑(hydro-tolutriazole)、輕甲基苯并三唑(hydroxye-tolutriazole)等雜環(huán)芳香族化合物及哌嗪、甲基哌嗪、輕乙基哌嗪、吡咯燒及四氧嘧啶等雜環(huán)脂肪族化合物；也可以同時(shí)使用一種或兩種以上的上述化合物。
[0025]本發(fā)明的蝕刻液組合物除了蝕刻抑制劑以外，還包括玻璃蝕刻抑制劑，可最大程度地減慢作為下部膜的玻璃基板的蝕刻速度。優(yōu)選為所述玻璃蝕刻抑制劑為同時(shí)含有硼原子和氟原子的化合物；更優(yōu)選為所述玻璃蝕刻抑制劑為硼氟酸或硼氟酸鹽，進(jìn)一步優(yōu)選為選自氟硼酸(HBF4)、氟硼酸鈉(NaBF4)、氟硼酸鉀(KBF4)、氟硼酸銨(NH4BF4)及其混合物。
[0026]優(yōu)選為所述玻璃蝕刻抑制劑的含量為0.01至2重量％，更優(yōu)選為其含量為0.05至I重量％。若其不足0.01重量％時(shí)，玻璃蝕刻抑制效果甚微，若其超出2重量％時(shí)，蝕刻速度變慢，工程效率受到影響。
[0027]本發(fā)明的蝕刻液組合物中，為了調(diào)節(jié)蝕刻速度，還含有0.1至5重量％的蝕刻添加劑。對(duì)于組合物的總重量，優(yōu)選為其含量為0.1至5重量％，更優(yōu)選為其含量為0.5至3重量％。若其不足0.1重量％時(shí)，蝕刻速度變慢，在可控制的工程時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)蝕刻，若其超出5重量％時(shí)，蝕刻速度過(guò)快，難以控制工程進(jìn)展。
[0028]優(yōu)選為，所述蝕刻添加劑為有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸或其鹽，同時(shí)含有氮和硫的化合物或其混合物。
[0029]所述有機(jī)酸可為醋酸、甲酸、丁酸、檸檬酸、乙醇酸、草酸、丙二酸、戊酸、丙酸、酒石酸、葡萄糖酸、甘氨酸、琥珀酸等水溶性有機(jī)酸，也可同時(shí)使用一種或兩種以上的上述有機(jī)酸。
[0030]所述無(wú)機(jī)酸優(yōu)選為硝酸、硫酸、磷酸、鹽酸、次氯酸、高錳酸或其混合物。
[0031]在本發(fā)明的蝕刻液組合物中，同時(shí)包含氮原子和硫原子的化合物優(yōu)選為同時(shí)包含氮原子和硫原子的I至10元的單環(huán)或雙環(huán)化合物，更優(yōu)選為5至10元的單環(huán)或雙環(huán)化合物。具體來(lái)說(shuō)，可為硫醇基咪唑啉、2-硫醇基-1-甲基咪唑啉、2-巰基噻唑、2-氨基噻唑、巰基三唑、氨基巰基三唑、巰基四氮唑、甲基巰基四氮唑、噻唑、苯基噻唑、2-甲基苯并噻唑、
2-氨基苯并噻唑及2-巰基苯并噻唑等，也可以同時(shí)使用一種或兩種以上的上述化合物。
[0032]所述同時(shí)包含氮和硫的添加劑，即使是在蝕刻工程反復(fù)進(jìn)行，蝕刻液內(nèi)的金屬離子含量增加時(shí)，也可控制蝕刻液抑制劑過(guò)度地吸附在金屬表面使蝕刻速度變慢。蝕刻液內(nèi)的金屬離子含量較高時(shí)，也可以維持蝕刻速度。
[0033]本發(fā)明的蝕刻液組合物中的螯合劑與在蝕刻過(guò)程中產(chǎn)生銅及鑰合金離子形成螯合，并使其非活性化，從而抑制蝕刻液中過(guò)氧化氫的分解反應(yīng)。若本發(fā)明的蝕刻液組合物中不添加螯合劑，那么在蝕刻進(jìn)行過(guò)程中，被酸化的金屬離子無(wú)法實(shí)現(xiàn)非活性化，其可促進(jìn)蝕刻液組合物中的過(guò)氧化氫進(jìn)行分解反應(yīng)，可導(dǎo)致發(fā)熱及爆炸。對(duì)于組合物的總重量，優(yōu)選為其含量為0.1至5重量％，更優(yōu)選為0.5至3重量％。若不足0.1重量％時(shí)，可進(jìn)行非活性化的金屬離子量很少，從而使其抑制過(guò)氧化氫進(jìn)行分解反應(yīng)的效能減弱；若超出5重量％時(shí)，會(huì)形成多余的螯合，使金屬離子非活性化的效果不佳，影響工程效率。
[0034]本發(fā)明的螯合劑優(yōu)選為同時(shí)具備氨基和羧酸基的化合物，具體來(lái)說(shuō)，可為亞氨基二乙酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三亞甲基膦酸、1-羥基亞乙基-1，1- 二磷酸、乙二胺四甲撐磷酸、二亞乙基三胺五亞甲基磷酸、肌氨酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸及甘氨酸等。
[0035]本發(fā)明的蝕刻液組合物中的氟化物在銅鑰合金同時(shí)蝕刻時(shí)，可提高鑰合金的蝕刻速度，減少尾巴長(zhǎng)度，去除在蝕刻時(shí)所產(chǎn)生的鑰合金殘?jiān)ｈ€合金的尾部若增加則會(huì)降低明暗度，殘?jiān)粲嗔粼诨寮跋虏磕ど系脑挘瑒t會(huì)導(dǎo)致電短路、配線不良及明暗度降低，所以一定要去除殘?jiān)?duì)于組合物的總重量，所述氟化物優(yōu)選為其含量為0.01至2重量％，更優(yōu)選為0.1至I重量％。若不足0.01重量％時(shí)，鑰合金的殘?jiān)荒苡行コ?，若超?重量％時(shí)，會(huì)蝕刻下部膜。 [0036]本發(fā)明的氟化物是離解出F-或HF2-離子的化合物，可為鉿、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋁、硼氟酸、氟化銨、氟化氫銨、氟化氫鈉、氟氫化鉀及氟硼酸銨等，也可以同時(shí)使用一種或兩種以上的上述氟化物。
[0037]本發(fā)明的蝕刻液組合物中的雙氧水穩(wěn)定劑可在蝕刻工程反復(fù)進(jìn)行，蝕刻液內(nèi)的金屬離子含量較高時(shí)，控制過(guò)氧化氫的分解反應(yīng)。所述雙氧水穩(wěn)定劑選自磷酸鹽、甘醇類及胺類化合物，其含量?jī)?yōu)選為0.01至2重量％。
[0038]本發(fā)明的銅/鑰合金蝕刻液組合物，為了提高其蝕刻性能，還可以包含本領(lǐng)域已公知的任意一種添加劑。該添加劑可為用于提高蝕刻性能的表面活性劑。表面活性劑的種類不受局限，只要是本領(lǐng)域所使用的即可。
[0039]本發(fā)明的蝕刻液組合物中所使用的水沒(méi)有特別的限定，優(yōu)選為使用去離子水，更優(yōu)選為使用水中去除離子后的比阻抗值為18MQ/cm以上的去離子水。
[0040]利用本發(fā)明的蝕刻液組合物，可蝕刻用于TFT-1XD顯示器或OLED等電極的銅/鑰合金膜，可最大程度地減少對(duì)下部膜的蝕刻，并可最大程度地降低后處理工程及玻璃基板薄化工程或返工工程中所產(chǎn)生的不合格率。
[0041]接下來(lái)，通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，本發(fā)明不受實(shí)施例的局限。
[0042]〈實(shí)施例1至6及對(duì)比例I〉
[0043]以下列表1所記載的成分含量，混合各成分，制成本發(fā)明實(shí)施例1至6及對(duì)比例I的組合物。
[0044][表 I]
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，對(duì)于組合物的總重量，包含:5至40重量％的過(guò)氧化氫，0.1至5重量％的蝕刻抑制劑，0.1至5重量％的螯合劑，0.1至5重量％的蝕刻添加劑，0.01至2重量％的氟化物，0.01至2重量％的雙氧水穩(wěn)定劑，0.01至2重量％的玻璃蝕刻抑制劑及全部組合物總重量的100重量％的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，所述玻璃蝕刻抑制劑是同時(shí)含有硼原子和氟原子的化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，所述玻璃蝕刻抑制劑為硼氟酸或硼氟酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，所述玻璃蝕刻抑制劑選自氟硼酸(HBF4)、氟硼酸鈉(NaBF4)、氟硼酸鉀(KBF4)、氟硼酸銨(NH4BF4)及其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，所述蝕刻添加劑為有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸或其鹽，同時(shí)含有氮和硫的化合物或其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，所述蝕刻抑制劑是含有選自氧、硫及氮中至少一個(gè)以上的雜原子的I至10元雜環(huán)碳?xì)浠衔铩?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，所述螯合劑是同時(shí)具備氨基和羧酸基的化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，所述氟化物是離解出F-或HF2-離子的化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，所述雙氧水穩(wěn)定劑選自磷酸鹽、甘醇類及胺類化合物。`
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅`鑰合金膜的蝕刻液組合物，其特征在于，還包含表面活性劑。
【文檔編號(hào)】H01L21/306GK103668208SQ201310398710
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月4日
【發(fā)明者】李恩慶, 金世訓(xùn), 申孝燮, 李寶妍 申請(qǐng)人:易安愛富科技有限公司