液晶显示器用阵列基板的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求2013年11月4日递交的韩国专利申请KR10-2013-0132820的权益， 由此通过引用将其全文并入本申请中。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种制造液晶显示器用阵列基板的方法。
【背景技术】
[0003] 在半导体装置中，在基板上形成金属布线的工艺通常包括：使用溅射等形成金属 膜、涂覆光刻胶、进行曝光和显影以便在选择性区域上形成光刻胶，以及进行蚀刻，其中，在 其每个单独的工艺之前或之后进行清洗工艺。蚀刻工艺是使用光刻胶作为掩模来使得金属 膜能够留在选择性区域的工艺，并且蚀刻工艺通常包括：使用等离子体等的干法蚀刻或者 使用蚀刻剂组合物的湿法蚀刻。
[0004] 通常，对于栅线和数据线的材料，所使用的是包括导电性良好且电阻低的铜的铜 膜层或铜合金膜层或者与上述层的界面粘合性良好的金属氧化物层。
[0005] 在这点上，韩国专利申请公开10-2007-0055259公开了一种用于Cu基金属膜的蚀 刻剂组合物，它包括用于蚀刻铜-钥合金膜层的过氧化氢、有机酸、磷酸盐化合物等。
[0006] 然而，如果蚀刻剂组合物被应用于Cu基金属膜的厚膜，那么它因由磷酸二氢盐 (phosphatemonobasic)引起的高锥度而可能在随后的工艺中出现缺陷问题。
[0007] 同时，韩国专利申请公开10-2010-0090538公开了一种用于Cu基金属膜的蚀刻剂 组合物，包括：过氧化氢（H202)、有机酸、磷酸盐化合物等。
[0008] 当使用蚀刻剂组合物对铜-钥膜层进行蚀刻时，形成了线性良好的锥形剖面。然 而，当进行钥-铌（Mo-Nb)的钥基金属膜和Cu基金属膜的批量蚀刻时，蚀刻速率变得缓慢， 钥-铌（Mo-Nb)的钥基金属膜未被蚀刻，或者产生了残留物，因而蚀刻性能不好。
[0009][引用列表]
[0010] [专利文献]
[0011] (专利文献1)韩国专利申请公开10-2007-0055259A
[0012] (专利文献2)韩国专利申请公开10-2010-0090538A
【发明内容】
[0013] 为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种制造由Cu基金属膜组成的液 晶显示器用阵列基板的方法。
[0014] 为了解决上述问题，本发明的另一目的是使用本发明的用于Cu基金属膜的蚀刻 剂组合物来进行Cu基金属膜的批量蚀刻。
[0015] 本发明的再一个目的是提供一种用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物以蚀刻多层膜 而不产生残留物。
[0016] 为了达到上述目的，本发明提供了一种制造液晶显示器用阵列基板的方法，所述 方法包括：
[0017]a)在基板上形成栅线（gatewiring);
[0018]b)在具有所述栅线的所述基板上形成栅绝缘层；
[0019]c)在所述栅绝缘层上形成半导体层；
[0020] d)在所述半导体层上形成源极和漏极；以及
[0021] e)形成与所述漏极连接的像素电极，
[0022] 其中，a)或d)步骤包括：在所述基板或所述半导体层上形成Cu基金属膜，以及通 过使用蚀刻剂组合物蚀刻所述Cu基金属膜来形成所述栅线或所述源极和所述漏极，并且
[0023] 所述蚀刻剂组合物是用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物，基于所述组合物的总重 量，包括：
[0024] 5?25重量％的过氧化氢（H202);
[0025] 0? 1?5重量％的亚磷酸；
[0026] 0. 01?1重量％的含氟化合物；
[0027] 0? 1?5重量％的唑化合物；
[0028] 0. 1?5重量％的在分子中具有N原子和羧基的水溶性化合物；
[0029] 0. 1?5重量％的硫酸盐化合物；以及
[0030] 余量的水，以使得所述组合物的总重量为100重量％。
[0031] 此外，本发明提供了一种用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物，基于所述组合物的总 重量，包括：5?25重量％的过氧化氢（H202) ;0. 1?5重量％的亚磷酸；0. 01?1重量％ 的含氟化合物；〇. 1?5重量％的唑化合物；0. 1?5重量％的在分子中具有N原子和羧基 的水溶性化合物；0. 1?5重量％的硫酸盐化合物；以及余量的水，以使得所述组合物的总 重量为100重量％。
[0032] 此外，本发明提供了一种液晶显示器用阵列基板，所述液晶显示器用阵列基板包 括：选自栅线、源极和漏极中的至少一个，通过使用用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物蚀刻 所述栅线、所述源极和所述漏极。
[0033] 用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物具有以下优点：提高蚀刻速率、蚀刻其它金属膜 的多层膜而不产生残留物，并且不断地保持侧蚀的变化量。
【附图说明】
[0034] 由下面结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特 征和优点，其中：
[0035] 图1示出了当在300ppm的铜的条件下使用实施例3的用于Cu基金属膜的蚀刻剂 组合物时蚀刻剖面的扫描电子显微镜（SEM)图像，
[0036] 图2示出了当在3000ppm的铜的条件下使用实施例3的用于Cu基金属膜的蚀刻 剂组合物时蚀刻剖面的扫描电子显微镜（SEM)图像，以及
[0037] 图3示出了当在5000ppm的铜的条件下使用实施例3的用于Cu基金属膜的蚀刻 剂组合物时蚀刻剖面的扫描电子显微镜（SEM)图像。
【具体实施方式】
[0038] 在下文中，将对本发明进行详细描述。
[0039] 本发明涉及一种使用用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物来制造液晶显示器用阵列 基板的方法，并且制造的方法如下。
[0040] 制造的方法包括：
[0041]a)在基板上形成栅线；
[0042]b)在具有栅线的基板上形成栅绝缘层；
[0043]c)在栅绝缘层上形成半导体层；
[0044]d)在半导体层上形成源极和漏极；以及
[0045]e)形成与漏极连接的像素电极，
[0046] 其中，a)或d)步骤包括：在基板或半导体层上形成Cu基金属膜，以及通过使用蚀 刻剂组合物蚀刻Cu基金属膜来形成栅线或源极和漏极。
[0047] 蚀刻剂组合物是用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物，基于组合物的总重量，包括： 5?25重量％的过氧化氢（H202) ;0. 1?5重量％的亚磷酸；0. 01?1重量％的含氟化合 物；0. 1?5重量％的唑化合物；0. 1?5重量％的在分子中具有N原子和羧基的水溶性化 合物；0. 1?5重量％的硫酸盐化合物；以及余量的水，以使得所述组合物的总重量为100 重量％。
[0048] 上述液晶显示器用阵列基板是薄膜晶体管（TFT)阵列基板。
[0049] 另外，本发明涉及一种用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物，基于所述组合物的总重 量，包括：
[0050] 5?25重量％的过氧化氢（H202) ;0. 1?5重量％的亚磷酸；0. 01?1重量％的 含氟化合物；〇. 1?5重量％的唑化合物；0. 1?5重量％的在分子中具有N原子和羧基的 水溶性化合物；0. 1?5重量％的硫酸盐化合物；以及余量的水，以使得所述组合物的总重 量为100重量％。
[0051] 根据上述组成，本发明的用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物可以提高蚀刻速率并 且可以蚀刻由铜和其它金属层（例如，钥-铌（Mo-Nb)合金）构成的多层膜，而不产生残留 物。
[0052] Cu基金属膜包括作为组成的铜，并且包括铜或铜合金的单层膜以及多层膜，多层 膜包括：选自铜膜和铜合金膜中的至少一种膜，以及选自钥膜和钥合金膜、钛膜和钛合金膜 中的至少一种膜。上述合金膜包括氮化物或氧化物。
[0053] 多层膜的实例包括双层膜或三层膜，诸如：铜/钥膜、铜/钥合金膜、铜合金/钥合 金膜、铜/钛膜等。
[0054] 铜/钥膜是指包括钥膜和形成在钥膜上的铜膜的膜；铜/钥合金膜是指包括钥合 金膜和形成在钥合金膜上的铜膜的膜；铜合金/钥合金膜是指包括钥合金膜和在钥合金膜 上的铜合金膜的膜；并且，铜/钛膜是指包括钛膜和形成在钛膜上的铜膜的膜。
[0055] 本发明的用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物的Cu基金属膜优选是多层膜，包括：选 自铜膜和铜合金膜中的至少一种膜和选自钥膜和钥合金膜中的至少一种膜。
[0056]此外，钥合金膜优选由选自钛（Ti)、铌（Nb)和钨（W)中的至少一种金属和钥（Mo) 组成。
[0057] 此外，本发明的用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物可另外包括多元醇表面活性剂。
[0058] 在下文中，将对本发明的用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物进行详细描述。
[0059] (A)讨氣化氧（E0J
[0060] 包括在本发明的用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物内的过氧化氢（H202)是对Cu基 金属膜的蚀刻具有影响的主要氧化剂，该Cu基金属膜是：包括钥膜和形成在钥膜上的铜膜 的铜-钥膜，或者包括钥合金膜和形成在钥合金膜上的铜膜的铜-钥合金膜。
[0061] 基于用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物的总重量，过氧化氢（H202)被设定为5?25 重量％，优选为15?23重量％。
[0062] 在低于5重量％的上述量的范围中，蚀刻因缺乏Cu基金属膜的蚀刻能力而可能不 足。
[0063] 另外，在高于25重量％的上述量的范围中，热稳定性随着铜离子的增加而大幅降 低。
[0064] (B)亚磷酸（HJ0J
[0065] 包括在本发明的用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物内的亚磷酸通过调节pH来增强 蚀刻速率。如果亚磷酸未包括在本发明的用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物内，那么蚀刻速 率非常缓慢并且蚀刻剖面因蚀刻速率非常缓慢而可能是差的。
[0066] 基于用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物的总重量，亚磷酸被设定为0. 1?5重 量％，优选为0. 3?3重量％。
[0067] 在低于0. 1重量％的上述量的范围中，蚀刻剖面可能是差的。
[0068] 另外,在高于5重量％的上述量的范围中，可能出现铜或铜合金膜的蚀刻速率变 得太快或者钥或钥合金膜的蚀刻速率变得太慢的问题。
[0069] (C)含氟化合物
[0070] 含氟化合物是指在水中解离时可产生氟化物离子的化合物。含氟化合物是对钥合 金膜的蚀刻速率具有影响的辅助氧化剂，并且它调节钥合金膜的蚀刻速率。
[0071] 含氟化合物并不没有特别限制，只要它被用于相关领域，但是优选选自HF、NaF、 nh4f、nh4bf4、NH4FHF、NH4F2、KF、khf2、aif3 和hbf4 中的至少一种，并且更优选nh4f2。
[0072] 基于用于Cu基金属膜的蚀刻剂组合物的总重量，含氟化合物被设定为0. 01?1 重量％，优选为0. 1?1重量％。
[0073] 在低于0. 01重量％的上述量的范围中，钥合金膜的蚀刻速率变慢。
[0074] 另外，在高于1重量％的上述量的范围中，蚀刻剖面得到改善，而总蚀刻速率也得 到改善，并且下层（n+a-Si:H，a-Si:G)的下切或蚀刻所