用于铜层和钛层的蚀刻溶液组合物以及使用其制造用于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溶液组合物以及使用所述蚀刻溶液组合物制 造用于液晶显示器的阵列基板的方法。
【背景技术】
[0002] 驱动半导体器件和平板显示器的代表性的电路是薄膜晶体管（TFT)。用于制造 TFT-LCD的方法一般包括在基板上形成用于栅极电极和源极电极/漏极电极的布线材料的 金属膜，在金属薄膜的选定的区域上形成光致抗蚀剂，然后使用光致抗蚀剂作为掩模蚀刻 金属膜。
[0003] 通常，已使用在其中铝或其合金和另一种金属依次层压的金属膜，作为栅极电极 和源极电极/漏极电极的布线材料。铝较便宜，电阻低，但耐化学性差，可能导致液晶面板 的操作麻烦，例如可能由于例如后处理中的小丘的故障与其他导电层短路，或可能与氧化 层接触而形成绝缘层。
[0004] 考虑到以上方面，已经提出了具有铜层和钛层的双金属膜作为用于栅极电极和源 极电极/漏极电极的布线材料。
[0005] 然而，上述技术涉及到这样一个问题：为了蚀刻具有铜层和钛层的双金属膜，必须 使用用于蚀刻上述两种金属膜的两种不同的蚀刻剂。特别地，为了蚀刻含铜的铜膜，一般使 用基于过氧化氢或基于过硫酸氢钾制剂的蚀刻剂。
[0006][0007] 特别地，环胺化合物结合蚀刻铜膜过程中产生的铜离子。在这种情况下，当氯离子 存在于蚀刻剂中时，由于氯离子和上述结合的物质之间的反应可能产生难溶性沉淀。
[0008] 此外，过硫酸氢钾制剂蚀刻剂的缺点是例如低的蚀刻速度和随时间的不稳定性。
【发明内容】
[0009] 因此，本发明的一个目的是提供一种蚀刻溶液组合物，其防止难溶性沉淀的发生， 甚至在包括环胺化合物、铜盐和氯化合物成分时。
[0010] 此外，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 和钛层的蚀刻溶液组合物。
[0011] 此外，本发明的另一个目的是提供一种使用上述蚀刻溶液组合物制造薄膜晶体管 的方法。
[0012] 本发明的上述目的将通过以下特性来实现：
[0013] (1)用于蚀刻铜层和钛层的蚀刻溶液组合物，其包括：过硫酸盐、氯化合物、铜盐、 环胺化合物和电子供体化合物。
[0014] (2)根据上述（1)的蚀刻溶液组合物，其中过硫酸盐是选自由过硫酸铵、过硫酸钠 和过硫酸钾组成的组中的至少一种。
[0015] (3)根据上述（1)的蚀刻溶液组合物，其中氯化合物是选自由氯酸、氯化钠、氯化 钾、氯化铵组成的组中的至少一种。
[0016] (4)根据上述（1)的蚀刻溶液组合物，其中铜盐是选自由硝酸铜、硫酸铜和磷酸铜 铵组成的组中的至少一种。
[0017] (5)根据上述（1)的蚀刻溶液组合物，其中环胺化合物包括选自由三唑化合物、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组成的组中的至少一种。
[0018] (6)根据上述⑴的蚀刻溶液组合物，其中电子供体化合物包括以下至少一种：选 自由谷氨酸、枞酸、间氨基苯磺酸、核黄素、叶酸、没食子酸、及其钾盐、钠盐和铵盐组成的组 中的至少一种；以及选自由L-异亮氨酸、己二酸、棕榈酸、马来酸、二乙三胺五乙酸、N-乙 酰-L-半胱氨酸、L-蛋氨酸、及其钾盐、钠盐和铵盐组成的组中的至少一种。
[0019] (7)根据上述（1)的蚀刻溶液组合物，包括：0· 5-20重量％的过硫酸盐、0· 1-5重 量％的氯化合物、0. 05-3重量％的铜盐、0. 5-5重量％的环胺化合物、0. 1-5重量％的电子 供体化合物，和其余为水。
[0020] (8)根据上述⑴的蚀刻溶液组合物，还包括选自由氟化合物、无机酸（盐）和有 机酸（盐）组成的组中的至少一种。
[0021] (9)根据上述（8)的蚀刻溶液组合物，其中氟化合物包括选自由氟酸、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 和氟化钙组成的组中的至少一种。
[0022] (10)根据上述⑶的蚀刻溶液组合物，其中无机酸（盐）包括选自由硝酸、硫酸、 磷酸和硼酸组成的组中的至少一种以及其钾盐、钠盐和铵盐中的至少一种。
[0023] (11)根据上述⑶的蚀刻溶液组合物，其中有机酸（盐）包括选自由乙酸、丁酸、 柠檬酸、甲酸、葡糖酸、羟基乙酸、丙二酸、乙二酸、戊酸、苯磺酸、磺基琥珀酸、磺基苯二甲 酸、水杨酸、磺基水杨酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、丁二酸、苹果酸、酒石酸、异柠檬酸、丙烯酸 和亚氨基二乙酸组成的组中的至少一种以及其钾盐、钠盐和铵盐中的至少一种。
[0024] (12)根据上述（1)的蚀刻溶液组合物，其中铜层是单一的铜层，或包括选自由铝、 镁、锰、铍、铪、铌、钨和钒组成的组中的至少一种以及铜的铜层。
[0025] (13)根据上述（1)的蚀刻溶液组合物，其中钛层是单一的钛层。
[0026] (14)根据上述（1)的蚀刻溶液组合物，其中铜层和钛层是多层，在其中铜层和钛 层交替层压至少一次。
[0027] (15)形成金属布线的图案的方法，包括：使用根据上述⑴至（14)任一项的蚀刻 溶液组合物蚀刻铜层和钛层。
[0028] (16)制造用于液晶显示设备的阵列基板的方法，包括：（a)在绝缘基板上形成栅 极金属层，包括下部栅极金属层和上部栅极金属层；(b)蚀刻栅极金属层，以形成包括栅极 电极的栅线；（c)在所述栅线上形成栅极绝缘膜；(d)在所述栅极绝缘膜上顺次形成第一无 定形娃层、第二无定形娃层、下部数据金属层和上部数据金属层；（e)蚀刻所述第一无定形 硅层、第二无定形硅层、下部数据金属层和上部数据金属层，以形成包括半导体、电阻接触 层和源极电极，以及漏极电极的数据线；（f)在所述数据线、漏极电极和栅极绝缘膜上形 成保护膜；和（g)在所述保护膜上形成连接到所述漏极电极的像素电极，其中使用上述（1) 至（14)任一项所述的蚀刻溶液组合物实施步骤（b)的蚀刻和步骤（e)的蚀刻。
[0029] (17)根据上述（16)的方法，其中，所述下部栅极金属层或下部数据金属层由钛层 形成，所述上部栅极金属层或上部数据金属层由铜膜形成。
[0030] (18)根据上述（17)的方法，其中，所述上部金属层和下部金属层通过使用蚀刻溶 液组合物同时被蚀刻。
[0031] 本发明的蚀刻溶液组合物包括电子供体化合物，这样，即使包括环胺化合物、铜盐 和氯化合物，可以防止难溶性沉淀的发生。
[0032] 此外，本发明的蚀刻溶液组合物使得能够以高的蚀刻速度均匀地分批蚀刻具有铜 层和钛层的多金属膜，从而简化蚀刻工艺，提高产率和保证良好的蚀刻性能。
[0033] 因此，本发明的蚀刻溶液组合物可以有效地应用于薄膜晶体管的制造，所述薄膜 晶体管用于液晶显示器的阵列基板。
【附图说明】
[0034] 本发明的上述和其他目的、特征和其它优势将从以下详细的描述结合附图更清楚 地理解，其中：
[0035] 图1是评估本发明的实施例5的沉淀发生的照片；和
[0036] 图2是评估本发明的比较实施例1的沉淀发生的照片。
【具体实施方式】
[0037] 本发明公开了用于铜层和钛层的蚀刻溶液组合物，其包括过硫酸盐、氯化合物、铜 盐、环胺化合物和电子供体化合物，从而能够以高的蚀刻速度均匀地分批蚀刻铜层和钛层， 同时防止难溶性沉淀的发生；以及使用所述蚀刻溶液组合物制造用于液晶显示器的阵列基 板的方法。
[0038] 以下详细描述本发明的示例实施方式。
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