蝕刻劑組合物及使用其制造金屬圖案和薄膜晶體管襯底的方法技術(shù)

提供了蝕刻劑組合物，包含10wt％至20wt％的過氧化氫、0.1wt％至2wt％的基于唑的化合物、0.1wt％至10wt％的無機(jī)酸化合物、0.1wt％至5wt％的水面穩(wěn)定劑、0.01wt％至0.1wt％的氟化物、0.1wt％至10wt％的基于硫酸鹽的化合物以及以使得所述蝕刻劑組合物的總重量為100wt％的量包含的水。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案的蝕刻劑組合物可以用于蝕刻含銅和鉬?鈦合金的金屬膜以形成金屬圖案，或者用于制造薄膜晶體管襯底。

Etchant composition and method for manufacturing metal patterns and thin film transistor substrates using it

An etchant composition is provided, comprising 10 wt% to 20 wt% hydrogen peroxide, 0.1wt% to 2 wt% azole-based compounds, 0.1wt% to 10 wt% inorganic acid compounds, 0.1wt% to 5 wt% water surface stabilizers, 0.01wt% to 0.1wt% fluoride, 0.1wt% to 10 wt% sulfate-based compounds, and a volume package to make the total weight of the etchant composition 100 wt%. Contains water. The etchant composition according to the implementation scheme conceived in the present invention can be used to etch metal films containing copper and molybdenum titanium alloys to form metal patterns or to manufacture thin film transistor substrates.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
蝕刻劑組合物及使用其制造金屬圖案和薄膜晶體管襯底的方法相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2017年9月4日提交的第10-2017-0112816號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述韓國專利申請的全部內(nèi)容通過援引并入本文。
本文中的本公開內(nèi)容涉及蝕刻劑組合物以及使用所述蝕刻劑組合物制造金屬圖案和薄膜晶體管襯底的方法，并且更具體地，涉及具有改善的錐形蝕刻輪廓的蝕刻劑組合物以及使用所述蝕刻劑組合物制造金屬圖案和薄膜晶體管襯底的方法。
技術(shù)介紹
隨著平板顯示器工業(yè)要求實(shí)現(xiàn)高分辨率、大面積和3D顯示，出現(xiàn)對較快響應(yīng)速度的需求。特別地，已經(jīng)要求增加TFT結(jié)構(gòu)的通道部件中的電子移動速度。因此，低電阻材料已經(jīng)用于形成布線，并且已經(jīng)研究使用氧化物半導(dǎo)體來增加半導(dǎo)體層中的電子移動速度的方法。用作用于金屬布線的材料的銅具有較好的電導(dǎo)率并且比鋁或鉻更環(huán)境友好。然而，銅對氧化劑的抗性比鋁或鉻對氧化劑的抗性更高，使得必須使用包含更劇烈的氧化劑的蝕刻劑。此外，銅對玻璃襯底或?qū)杞^緣膜具有差的附著力，使得難以以單層膜形式使用銅。因此，必須使用對玻璃襯底或硅絕緣膜具有優(yōu)異的附著性的金屬膜作為銅的下膜。因此，當(dāng)蝕刻含銅的雙層膜時(shí)，需要能夠控制錐形蝕刻輪廓和維持其特性的蝕刻劑組合物，甚至在累積了長時(shí)間溶解的銅離子時(shí)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本公開內(nèi)容提供具有圖案化的金屬布線和能夠長時(shí)間維持蝕刻性能的蝕刻劑組合物，所述金屬布線具有優(yōu)異的錐形傾斜角。本公開內(nèi)容還提供用于形成具有減少的布線缺陷(例如斷開)的金屬布線的方法。本公開內(nèi)容還提供用于制造具有減少的制造時(shí)間和成本以及減少的布線缺陷(例如斷開)的薄膜晶體管襯底的方法。本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案提供蝕刻劑組合物，其包含10wt％至20wt％的過氧化氫、0.1wt％至2wt％的基于唑的化合物、0.1wt％至10wt％的無機(jī)酸化合物、0.1wt％至5wt％的水面穩(wěn)定劑(overwaterstabilizer)、0.01wt％至0.1wt％的氟化物、0.1wt％至10wt％的基于硫酸鹽的化合物以及以使得所述蝕刻劑組合物的總重量為100wt％的量包含的水。在實(shí)施方案中，所述基于唑的化合物可以包括選自苯并三唑、氨基三唑、氨基四唑、咪唑、吡唑及其組合中的至少一種。在實(shí)施方案中，所述無機(jī)酸化合物可以包括選自磷酸、硝酸、硫酸、氯化氫、次磷酸、碳酸、硼酸、氨基磺酸及其組合中的至少一種。在實(shí)施方案中，所述水面穩(wěn)定劑可以包括選自磷酸、亞磷酸、脲、苯脲、烯丙基脲、1,3-二甲基脲、硫脲、苯乙酰胺、苯基乙二醇及其組合中的至少一種。在實(shí)施方案中，所述氟化物可以包括選自氫氟酸、氟化鈉、氟氫化鈉、氟化銨、氟氫化銨、氟硼酸銨、氟化鉀、氟氫化鉀、氟化鋁、氫氟硼酸、氟化鋰、氟硼酸鉀、氟化鈣、六氟硅酸及其組合中的至少一種。在實(shí)施方案中，基于硫酸鹽的化合物可以包括選自硫酸銨、硫酸氫銨、硫酸鈣、硫酸氫鉀、硫酸鈉、硫酸氫鈉、硫酸鎂、硫酸氫鎂、硫酸鋰、硫酸氫鋰、硫酸鋁、硫酸氫鋁、硫酸銨鋁、硫酸錳、硫酸鐵(II)、硫酸氫鐵(II)、硫酸銨鐵(II)、硫酸銅、硫酸鋅、甲磺酸、過硫酸銨、過氧二硫酸鈉及其組合中的至少一種。在實(shí)施方案中，所述蝕刻劑組合物可以蝕刻鉬-鈦合金膜和銅膜的多層膜。在本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案中，用于制造金屬圖案的方法包括以下步驟：在襯底上形成含鉬合金和銅的金屬膜、在所述金屬膜上形成光致抗蝕劑圖案、使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模用蝕刻劑組合物使所述金屬膜圖案化、以及去除所述光致抗蝕劑圖案，其中所述蝕刻劑組合物包含10wt％至20wt％的過氧化氫、0.1wt％至2wt％的基于唑的化合物、0.1wt％至10wt％的無機(jī)酸化合物、0.1wt％至5wt％的水面穩(wěn)定劑、0.01wt％至0.1wt％的氟化物、0.1wt％至10wt％的基于硫酸鹽的化合物以及以使得所述蝕刻劑組合物的總重量為100wt％的量包含的水。在實(shí)施方案中，所述金屬膜可以包括含鉬和鈦的第一金屬膜和布置在所述第一金屬膜上并含銅的第二金屬膜。在本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案中，用于制造薄膜晶體管襯底的方法包括以下步驟：在襯底上形成柵極線和與所述柵極線連接的柵電極，形成與所述柵極線交叉并同時(shí)與其絕緣的數(shù)據(jù)線、與所述數(shù)據(jù)線連接的源電極、與所述源電極間隔開的漏電極，以及形成與所述漏電極連接的像素電極。形成所述柵極線和所述柵電極的步驟包括以下步驟：形成含鉬-鈦合金和銅的金屬膜、在所述金屬膜上形成光致抗蝕劑圖案、使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模用蝕刻劑組合物使所述金屬膜圖案化、以及去除所述光致抗蝕劑圖案。所述蝕刻劑組合物包含10wt％至20wt％的過氧化氫、0.1wt％至2wt％的基于唑的化合物、0.1wt％至10wt％的無機(jī)酸化合物、0.1wt％至5wt％的水面穩(wěn)定劑、0.01wt％至0.1wt％的氟化物、0.1wt％至10wt％的基于硫酸鹽的化合物以及以使得所述蝕刻劑組合物的總重量為100wt％的量包含的水。附圖說明包括附圖以提供對本專利技術(shù)構(gòu)思的進(jìn)一步理解，以及所述附圖被并入本說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分。附圖例示本專利技術(shù)構(gòu)思的示例性實(shí)施方案，并且與描述一起用于解釋本專利技術(shù)構(gòu)思的原理。在附圖中：圖1A至圖1E是依次地例示根據(jù)本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案的使用蝕刻劑組合物形成金屬圖案的方法的截面圖；圖2是例示根據(jù)本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案的具有薄膜晶體管襯底的顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)的平面圖；圖3是沿著圖2的線I-I’的橫截面圖；圖4A至圖4C是依次地示出根據(jù)本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案的薄膜晶體管襯底的制造方法的平面圖；圖5A至圖5C是沿著圖4A至圖4C的線I-I’的橫截面圖；圖6A是示出用本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施例1的蝕刻劑蝕刻的金屬膜的側(cè)表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像；圖6B至圖6C是示出用本專利技術(shù)構(gòu)思的對比實(shí)施例5的蝕刻劑蝕刻的金屬膜的側(cè)表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像；圖7A至圖7D是示出根據(jù)本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施例1的蝕刻劑組合物的蝕刻特性的趨勢的圖。具體實(shí)施方式在下文中，將參考附圖來描述本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案。在本說明書中，當(dāng)提及元件(或區(qū)域、層、部分等)在另一元件“之上”、“連接”或“偶聯(lián)于”另一元件時(shí)，其意指所述元件直接連接/偶聯(lián)于另一元件，或者第三元件可以布置在其間。相同的參考數(shù)字指代相同的元件。此外，在附圖中，元件的厚度、比例和尺寸被放大以用于其技術(shù)語境的有效描述。“和/或”包括相關(guān)配置可以定義的一個或多個組合的全部。應(yīng)理解，盡管術(shù)語第一、第二等可以在本文中用于描述不同元件，但是這些元件不應(yīng)受到這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于區(qū)分一個元件與另一元件。例如，在不背離本專利技術(shù)的示例性實(shí)施方案的范圍的情況下，第一元件可以被稱為第二元件，并且類似地，第二元件可以被稱為第一元件。單數(shù)形式的術(shù)語可以包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確指出。此外，術(shù)語例如“以下”、“之下”、“之上”、“一(one)”用于描述附圖中所示的配置的關(guān)系。所述術(shù)語相對于附圖中示出的方向以相對概念進(jìn)行描述。術(shù)語“包括”或“具有”旨在指明本專利技術(shù)構(gòu)思的說明書中描述的特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、部件或其組合，但不排除存在或添加一種或多種其他的特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、部件或其組合的可能性。在下文中，將描述根據(jù)本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案的蝕刻劑組合物。根據(jù)本專利技術(shù)構(gòu)思的實(shí)施方案的蝕刻劑組合物可本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.蝕刻劑組合物，包含：10wt％至20wt％的過氧化氫；0.1wt％至2wt％的基于唑的化合物；0.1wt％至10wt％的無機(jī)酸化合物；0.1wt％至5wt％的水面穩(wěn)定劑；0.01wt％至0.1wt％的氟化物；0.1wt％至10wt％的基于硫酸鹽的化合物；以及以使得所述蝕刻劑組合物的總重量為100wt％的量包含的水。

【技術(shù)特征摘要】
2017.09.04 KR 10-2017-01128161.蝕刻劑組合物，包含：10wt％至20wt％的過氧化氫；0.1wt％至2wt％的基于唑的化合物；0.1wt％至10wt％的無機(jī)酸化合物；0.1wt％至5wt％的水面穩(wěn)定劑；0.01wt％至0.1wt％的氟化物；0.1wt％至10wt％的基于硫酸鹽的化合物；以及以使得所述蝕刻劑組合物的總重量為100wt％的量包含的水。2.如權(quán)利要求1所述的蝕刻劑組合物，其中所述基于唑的化合物包括選自苯并三唑、氨基三唑、氨基四唑、咪唑、吡唑及其組合組成的組中的至少一種。3.如權(quán)利要求1所述的蝕刻劑組合物，其中所述無機(jī)酸化合物包括選自磷酸、硝酸、硫酸、氯化氫、次磷酸、碳酸、硼酸、氨基磺酸及其組合中的至少一種。4.如權(quán)利要求1所述的蝕刻劑組合物，其中所述水面穩(wěn)定劑包括選自磷酸、亞磷酸、脲、苯脲、烯丙基脲、1,3-二甲基脲、硫脲、苯乙酰胺、苯基乙二醇及其組合中的至少一種。5.如權(quán)利要求1所述的蝕刻劑組合物，其中所述氟化物包括選自氫氟酸、氟化鈉、氟氫化鈉、氟化銨、氟氫化銨、氟硼酸銨、氟化鉀、氟氫化鉀、氟化鋁、氫氟硼酸、氟化鋰、氟硼酸鉀、氟化鈣、六氟硅酸及其組合中的至少一種。6.如權(quán)利要求1所述的蝕刻劑組合物，其中所述基于硫酸鹽的化合物包括選自硫酸銨、硫酸氫銨、硫酸鈣、硫酸氫...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁熙星，樸弘植，鄭鍾鉉，金相佑，李大雨，
申請(專利權(quán))人：三星顯示有限公司，株式會社東進(jìn)世美肯，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國,KR