用于铜层和钛层的蚀刻剂组合物及使用该蚀刻剂组合物制造液晶显示器的阵列基板的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于铜层和钛层的蚀刻剂组合物，以及使用该蚀刻剂组合物制造液晶 显示器的阵列基板的方法。
【背景技术】
[0002] 用于驱动半导体器件和平板显示器的代表性电子电路是薄膜晶体管（TFT)。一 种制造 TFT-LCD的方法通常包括在基板上形成作为栅电极和源电极/漏电极的导线材料 (wire material)的金属层，在该金属层的选定区域上形成光刻胶，然后用光刻胶作为掩模 蚀刻该金属层。
[0003] 常见地，作为栅电极和源电极/漏电极的导线材料，铝或其合金以及其它金属被 顺序层压的金属层已被使用。铝成本更低，并具有低的电阻，但是耐化学性较差，会造成液 晶面板的运行问题，例如，由于在后处理中例如小丘（hillock)的缺陷，故其它的导电层短 路，或者可接触到氧化层以形成绝缘层。
[0004] 鉴于上述方面，已经提出了具有铜层和钛层的双层金属层，该双层金属层作为用 于栅电极和源电极/漏电极的导线材料。
[0005] 然而，上述技术涉及为了蚀刻具有铜层和钛层的双层金属层，必须使用两种不同 的蚀刻剂来蚀刻上述两个金属层这样的问题。特别地，为了蚀刻含铜的铜层，通常使用基于 过氧化氢或过硫酸氢钾的蚀刻剂。
[0006] 韩国专利公开号2010-0040352公开了过氧化氢的蚀刻剂，其包括过氧化氢、磷 酸、磷酸盐、络合剂和环胺化合物。然而，这种蚀刻剂具有缺点，例如发生'歧化反应'以引 起组合物的自分解，或由于构成的组合物随时间而快速变化的不稳定性。
[0007] 此外，过硫酸氢钾的蚀刻剂具有缺点，例如低的蚀刻速度和在时间上的不稳定性。 另外，也已经使用分别用于铜层的蚀刻剂和用于钛层的蚀刻剂两者的蚀刻剂混合物。然而， 在这种情况下，蚀刻轮廓差，并且难以进行后处理。特别地，用于蚀刻钛的氟离子（Γ)可对 玻璃基板和硅层造成损害，因此，其不被优选应用于实际处理中。
[0008] 同时，在能够提供对蚀刻剂在时间上的稳定性并且在蚀刻后废液处理中防止热发 生（heat generation)的主要组分之中，经常使用对甲苯磺酸。然而，已经发现对甲苯磺酸 分解生成苯酚，苯酚是环境限制物质。
【发明内容】
[0009] 因此，本发明的目的是提供一种具有在时间上的优异稳定性和热抑制性能而不生 成环境限制物质的蚀刻剂组合物。
[0010] 本发明的另一个目的是提供一种能够以高的蚀刻速度均匀地分批蚀刻铜层和钛 层的蚀刻剂组合物。
[0011]另外，本发明的另一个目的是提供一种使用上述蚀刻剂组合物制造薄膜晶体管的 方法。
[0012] 通过下面的特征将实现本发明的以上目的：
[0013] (1) -种用于蚀刻铜层和钛层的蚀刻剂组合物，包括：过硫酸盐和磺基水杨酸。
[0014] (2)根据上述（1)所述的蚀刻剂组合物，所述过硫酸盐为选自过硫酸铵、过硫酸钠 和过硫酸钾中的至少一种。
[0015] (3)根据上述（1)所述的蚀刻剂组合物，还包括选自氟化合物、无机酸或其盐、有 机酸或其盐、及环胺化合物中的至少一种。
[0016] (4)根据上述（3)所述的蚀刻剂组合物，所述氟化合物为选自氟酸、氟化铵、氟化 氢铵、氟硼酸铵、氟化钾、氟化氢钾、氟硼酸钾、氟化钠、氟化氢钠、氟化铝、氟硼酸、氟化锂和 氟化钙中的至少一种。
[0017] (5)根据上述（3)所述的蚀刻剂组合物，所述无机酸或其盐为选自硝酸、硫酸、磷 酸、硼酸和高氯酸中的至少一种无机酸，或选自上述无机酸的钾盐、钠盐和铵盐中的至少一 种盐。
[0018] (6)根据上述（3)所述的蚀刻剂组合物，所述有机酸或其盐为选自抗坏血酸、乙 酸、丁酸、柠檬酸、甲酸、葡糖酸、乙醇酸、丙二酸、草酸、戊酸、磺基苯甲酸、磺基琥珀酸、磺基 邻苯二甲酸、水杨酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、异柠檬酸、丙烯酸、亚 氨基二乙酸（imminodiacetic acid)和乙二胺四乙酸（EDTA)中的至少一种有机酸，或选自 上述有机酸的钾盐、钠盐和铵盐中的至少一种盐。
[0019] (7)根据上述（3)所述的蚀刻剂组合物，所述环胺化合物为选自三唑化合物、氨基 四唑化合物、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、 吡咯化合物、吡咯烷化合物和吡咯啉化合物中的至少一种。
[0020] (8)根据上述⑶所述的蚀刻剂组合物，包括：0· 5wt. % (重量％ )至20wt. % 的过硫酸盐、〇· lwt. %至5wt. %的磺基水杨酸、0· Olwt. %至2wt. %的氟化合物、lwt. %至 IOwt. %的无机酸或其盐、0· Iwt. %至15wt. %的有机酸或其盐、0· 5wt. %至5wt. %的环胺 化合物、及余量的水。
[0021] (9)根据上述（1)所述的蚀刻剂组合物，所述铜层为单一的铜层或包括选自铝、 镁、锰、铍、铪、铌、钨和钒中的至少一种金属与铜。
[0022] (10)根据上述（1)所述的蚀刻剂组合物，所述钛层为单一的钛层。
[0023] (11)根据上述（1)所述的蚀刻剂组合物，所述铜层和钛层为多层，其中所述铜层 和钛层被交替层压至少一次。
[0024] (12) -种形成金属线的图案的方法，包括使用根据上述⑴至（11)中任一项所述 的蚀刻剂组合物蚀刻铜层和钛层。
[0025] (13) -种制造液晶显示器的阵列基板的方法，包括：（a)在基板上形成栅极线； (b)在形成有所述栅极线的所述基板上形成栅极绝缘层；（c)在所述栅极绝缘层上形成半 导体层；（d)在所述半导体层上形成源极线和漏极线；及（e)形成连接到所述漏极线的像素 电极，
[0026] 其中，步骤（d)包括在所述半导体层上形成铜层和钛层，及使用根据上述（1)至 (11)中任一项所述的蚀刻剂组合物蚀刻所述铜层和钛层以形成所述源极线和漏极线。
[0027] 本发明的蚀刻剂组合物既不引起歧化反应也不生成环境限制物质的苯酚，因此， 可以具有在时间上的优异稳定性，而组合物不会自分解或构成的组合物随时间不会快速变 化，也降低了热发生的程度。
[0028] 另外，本发明的蚀刻剂组合物能够以高的蚀刻速度均匀地分批蚀刻具有铜层和钛 层的多金属层，从而简化了蚀刻工艺，提高了生产率，并确保了优异的蚀刻性质。
[0029] 因此，本发明的蚀刻剂组合物通常可以应用到薄膜晶体管的制造中，该薄膜晶体 管用于液晶显示器的阵列基板。
【附图说明】
[0030] 从下面结合附图的详细说明中将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和 其它优点，其中：
[0031] 图1为SEM照片，该SEM照片示出了根据实施例2和比较实施例1的蚀刻剂组合 物的蚀刻轮廓图。
【具体实施方式】
[0032] 本发明公开了一种用于蚀刻铜层和钛层的蚀刻剂组合物，包括：过硫酸盐和磺基 水杨酸，因此，可以以高的蚀刻速度均匀地且环境友好地分批蚀刻具有铜层和钛层的多金 属层，具有优异的热控制性能和在时间上的稳定性，以及使用该蚀刻剂组合物制造液晶显 示器的阵列基板的方法。
[0033] 以下，将详细描述本发明。
[0034] 在本文中，"铜层和钛层"是指铜层和钛层被顺序层压的多金属层。具体地，铜层 和钛层可以包括以铜层/钛层的顺序被层压的双层金属层，以及以钛层/铜层的顺序被层 压的双层金属层。另外，铜层和钛层可包括多金属层，其中铜层和钛层以至少三层被交替层 压，例如，具有三个层压的铜层/钛层/铜层的三层金属层；具有三个层压的钛层/铜层/ 钛层的三层金属层；具有以铜层/钛层/铜层/钛层/铜层顺序层压的多金属层等。在本 文中，每层铜层和每层钛层的厚度没有特别限制。
[0035] 另外，在本发明中，"铜层"可以包括仅由铜制成的单一的铜层和/或包括选自铝 (Al)、镁（Mg)、锰（Mn)、铍（Be)、铪（Hf)、铌（Nb)、钨（W)和钒（V)中的至少一种和铜的铜合 金层。
[0036] 此外，在本发明中，"钛层"为仅由钛制成的单一的钛层。
[0037] 本发明的蚀刻剂组合物可以为基于过硫酸盐（非过氧化氢）的蚀刻剂组合物，该 蚀刻剂组合物包括作为主要氧化剂的过硫酸盐，该蚀刻剂组合物含有磺基水杨酸和过硫酸 盐。
[0038] 过硫酸盐为蚀刻铜层的主要组分，也为参与蚀刻钛层的组分。具体的过硫酸盐的 例子可以包括过硫酸铵（(NH 4)2S2O8K过硫酸钠（Na2S 2O8)、过硫酸钾（K2S2O8)等，其可以单独 使用或以其两种或更多种的组合使用。
[0039] 所包括的过硫酸盐的量相对于蚀刻剂组合物的总重量可以为0.5wt. %至 20wt. %，优选5wt. %至18wt. %。在此含量范围内，该铜层可以以所期望的程度被蚀刻，并 且提供优异的蚀刻轮廓。如果过硫酸盐的含量小于〇.5wt. %，则铜层可能不被蚀刻或以降 低的蚀刻速度蚀刻。当过硫酸盐的含量超过20wt. %时，蚀刻速度变高，在控