[發明專利]用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物及制造陣列基板的方法

在審

• 申請號: 201310656388.6
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103911614A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 權五炳;金童基;李智娟
• 申請（專利權）人: 東友精細化工有限公司
• 主分類號: C23F1/18
• 分類號: C23F1/18;C23F1/02;H01L21/77;H01L21/3213
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 楊黎峰;石磊

技術領域

本發明涉及一種用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物和使用該組合物制造用于液晶顯示器的陣列基板的方法。

背景技術

關于半導體器件，在基板上形成金屬布線的過程通常包括：通過濺射形成金屬層，通過涂覆、曝光和顯影光刻膠在所選區域上形成光刻膠、和蝕刻該金屬層。此外，也可以分別包括在單獨的過程之前或之后的清洗過程。前述蝕刻過程指的是通過使用光刻膠作為掩膜留下所選區域上的金屬層的過程，且通常包括利用等離子體的干法蝕刻或利用蝕刻劑組合物的濕法蝕刻。

在上述這種半導體器件中，金屬布線的電阻最近成為主要關注點。這是因為電阻是引起電阻電容（RC）信號延遲的重要因素，特別地，在薄膜晶體管-液晶顯示器（TFT-LCD）的情況下，面板尺寸的增加和高分辨率的實施方式對于技術發展是至關重要的。因此，為了減少RC信號延遲（這點對于增加TFT-LCD的尺寸是絕對需要的），必須開發低電阻材料。然而，在將鉻（Cr，電阻率：12.7×10^-8Ωm）、鉬（Mo，電阻率：5×10^-8Ωm）、鋁（Al，電阻率：2.65×10^-8Ωm）、及其合金用作用于大型的TFT-LCD等的柵極和數據線等仍存在問題。

在前述情況下，對新的低電阻金屬層（即，含銅金屬層，如銅層和銅-鉬層）和用于該金屬層的蝕刻劑組合物越來越關注。然而，盡管目前使用了各種用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物，但這些組合物仍未滿足用戶所期望的性能。

韓國專利公開申請No.2004-11041公開了一種具有改善銅-鉬蝕刻速率的蝕刻劑，以及一種使用該蝕刻劑的蝕刻方法。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物，該蝕刻劑組合物具有顯著提升的穩定性，從而使蝕刻能穩定進行。

本發明的另一個目的是提供一種用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物，該蝕刻劑組合物能夠形成具有優異的蝕刻均勻性和平直度的輪廓的同時不會留下含銅金屬層的殘留物。

本發明的另一個目的是提供一種用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物，該蝕刻劑組合物能夠以流水線式蝕刻柵極導線和源極/漏極導線。

本發明的又一目的是提供分別通過使用前述蝕刻劑組合物，蝕刻含銅金屬層的方法，和制造用于液晶顯示器的陣列基板的方法。

為了實現上面的目的，本發明提供了下列內容。

（1）一種用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物，包括：5重量%至25重量%的過氧化氫；0.1重量%至5重量%的在分子中具有N-H鍵和羧基的水溶性化合物；0.1重量%至10重量%的二乙烯三胺五乙酸或其鹽；和余量的水。

（2）根據上文（1）的蝕刻劑組合物，其中，所述含銅金屬層包括銅或銅合金單層、具有鉬層和在所述鉬層上形成的銅層的銅-鉬層、具有鉬合金層和在所述鉬合金層上形成的銅層的銅-鉬合金層、或具有金屬氧化物層和在所述金屬氧化物層上形成的銅層的銅-金屬氧化物層。

（3）根據上文（1）的蝕刻劑組合物，其中，所述具有N-H鍵和羧基的水溶性化合物選自丙氨酸、氨基丁酸、谷氨酸、甘氨酸、亞氨基二乙酸、和肌氨酸中的至少一種。

（4）根據上文（1）的蝕刻劑組合物，其中，所述二乙烯三胺五乙酸鹽為二乙烯三胺五乙酸五鈉鹽。

（5）根據上文（1）的蝕刻劑組合物，還包括磷酸鹽化合物。

（6）根據上文（5）的蝕刻劑組合物，其中，所述磷酸鹽化合物選自磷酸鈉、磷酸鉀、和磷酸銨中的至少一種。

（7）根據上文（5）的蝕刻劑組合物，其中，以所述用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物的總重量計，所包括的所述磷酸鹽化合物的量為0.1重量%至5重量%。

（8）根據上文（1）的蝕刻劑組合物，還包括沒有氮原子的有機酸（在下文中，稱為“無氮的有機酸”）。

（9）根據上文（8）的蝕刻劑組合物，其中，所述無氮的有機酸選自乙酸、丁酸、檸檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、戊酸、和草酸中的至少一種。

（10）根據上文（8）的蝕刻劑組合物，其中，以所述用于含銅金屬層的蝕刻劑組合物的總重量計，所包括的所述無氮的有機酸的量為0.1重量%至5重量%。

（11）根據上文（1）的蝕刻劑組合物，還包括水溶性環胺化合物。

（12）根據上文（11）的蝕刻劑組合物，其中，所述水溶性環胺化合物選自氨基四唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯烷、和吡咯啉中的至少一種。