包含亞磷酸的金屬膜用蝕刻液組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包含亞磷酸的金屬膜用蝕刻液組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為用于驅(qū)動半導(dǎo)體裝置和平板顯示裝置的電子電路，代表性的有薄膜晶體管 (TFT，thin film transistor)。TFT的制造過程通常由以下工序構(gòu)成，在基板上形成金屬 膜作為柵和數(shù)據(jù)配線材料，并在上述金屬膜的選擇性的區(qū)域形成光致抗蝕劑之后，將上述 光致抗蝕劑作為掩膜來對上述金屬膜進(jìn)行蝕刻。
[0003] 近來，在半導(dǎo)體裝置或平板顯示設(shè)備中，金屬配線的電阻成為了主要的焦點。由于 電阻為引起RC信號延遲的主要因子，因而在平板顯示設(shè)備中增加面板的大小并實現(xiàn)高分 辨率方面起著非常重要的作用。
[0004] 為了在平板顯示設(shè)備中減少所需的RC信號延遲，必須開發(fā)低電阻物質(zhì)，而以往主 要使用的鉻、鉬、鋁及它們的合金很難用于在大型TFTLCD中使用的柵和數(shù)據(jù)配線等。
[0005] 在這種背景下，作為新型低電阻金屬膜中一個的銅膜備受矚目。這是因為與鋁膜 或鉻膜相比，銅膜具有電阻明顯低且在環(huán)境方面也不會引起大的問題的優(yōu)點。然而，銅膜在 涂敷光致抗蝕劑并實現(xiàn)圖案化的工序存在很多難點，且具有與硅絕緣膜之間的粘接力差的 問題。
[0006] 由此，正對用于彌補低電阻銅單一膜的缺點的多重金屬膜進(jìn)行研宄，而在其中，尤 其受人矚目的是銅-鈦雙重膜。
[0007] 然而，存在為了蝕刻銅-鈦雙重膜而需要在每個層利用不同的蝕刻液組合物。尤 其，為了蝕刻包含銅的金屬膜，主要利用過氧化氫系（碎中沖）或氧嗪酸系（咅舎沖）蝕 刻液組合物，在利用過氫系蝕刻液組合物的情況下，具有蝕刻液組合物被分解或因老化 (aging)而變得不穩(wěn)定的缺點，而在利用氧嗪酸系蝕刻液組合物的情況下，具有蝕刻速度緩 慢且對老化不穩(wěn)定的缺點。
[0008] 為此，提出了對包含銅和鈦的金屬膜具有高蝕刻率且老化性得到改善的蝕刻液組 合物。例如，韓國公開專利第10-2012-0138290號公開了以使用過硫酸鹽作為主要氧化劑 來代替過氧化氫的方式對鈦和銅的雙重膜進(jìn)行蝕刻的蝕刻液。然而在上述蝕刻液中，雖然 由環(huán)狀胺化合物5-氨基四唑發(fā)揮著能夠減少蝕刻傾斜度的作用，但在增加5-氨基四唑含 量的情況下，存在蝕刻速度延遲的問題。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :韓國公開專利第10-2012-0138290號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為此，本發(fā)明提供能夠在無需延遲蝕刻速度的情況下，調(diào)節(jié)蝕刻斜面的傾斜并耐 老化的蝕刻液組合物。
[0013] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供金屬膜用蝕刻液組合物，其中，包含過硫酸鹽、氟 化合物、含亞磷酸的無機(jī)酸、環(huán)狀胺化合物、磺酸、有機(jī)酸及其鹽或它們的混合物。
[0014] 本發(fā)明的一實例可為包含0. 1至5重量％的亞磷酸的金屬膜用蝕刻液組合物。
[0015] 再一實例可為包含1至5重量％的亞磷酸的金屬膜用蝕刻液組合物。
[0016] 另一實例可為包含過硫酸鹽0. 5至20重量％、氟化合物0. 01至2重量％、除亞磷 酸之外的無機(jī)酸1至10重量％、環(huán)狀胺化合物0. 5至5重量％、磺酸0. 1至10重量％、有 機(jī)酸及其鹽或它們的混合物5至15重量％、亞磷酸0. 1至5重量％、以及余量的水的金屬 膜用蝕刻液組合物。
[0017] 還有一實例中的過硫酸鹽可為選自過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的一種以 上。
[0018] 又一實例中的氟化合物可為選自氟化銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化氫銨、氟化氫鈉和 氟化氫鉀中的一種以上。
[0019] 又一實例中的上述除亞磷酸之外的無機(jī)酸為選自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的 一種以上。
[0020] 又一實例中的上述環(huán)狀胺化合物可為選自氨基四唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡 啶、嘧啶、吡略、吡咯烷和吡咯啉中的一種以上。
[0021] 又一實例中的上述磺酸可為選自對甲苯磺酸和甲磺酸中的一種以上。
[0022] 又一實例中的上述有機(jī)酸可為選自乙酸、亞氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、丁酸、檸 檬酸、異檸檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、草酸、戊酸、磺基苯甲酸、琥珀酸、磺基琥 珀酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、蘋果酸、酒石酸和丙烯酸中的一種以上。
[0023] 又一實例中的上述鹽可為鉀鹽、鈉鹽或銨鹽。
[0024] 又一實例中的上述蝕刻液組合物可為對由銅和鈦形成的多重膜進(jìn)行蝕刻的蝕刻 液組合物。
[0025] 本發(fā)明的金屬膜用蝕刻液組合物能夠提供通過包含亞磷酸，即使不包含環(huán)境管理 物質(zhì)，也能在無需延遲蝕刻速度的情況下，調(diào)節(jié)蝕刻斜面的傾斜，并能實現(xiàn)耐老化的蝕刻 液。
【附圖說明】
[0026] 圖1表示基于添加亞磷酸（H3PO3)的蝕刻傾斜度（錐形傾斜角）。
【具體實施方式】
[0027] 以下，詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0028] 本發(fā)明提供包含過硫酸鹽、氟化合物、含亞磷酸的無機(jī)酸、環(huán)狀胺化合物、磺酸、有 機(jī)酸及其鹽或它們的混合物的金屬膜用蝕刻液組合物。
[0029] 以下，對各成分進(jìn)行具體說明。
[0030] (a)過硫酸鹽
[0031] 過硫酸鹽為用于蝕刻銅金屬膜的主要氧化劑。作為具體例，可列舉出過硫酸銨 ((NH4) 2S2O8K過硫酸鈉（Na2S2O 8)、過硫酸鉀（K2S2O8)等，且這些可以單獨使用或混合兩種以 上來使用。
[0032] 過硫酸鹽相對于蝕刻液組合物總重量優(yōu)選包含0. 5至20重量％。在過硫酸鹽的 含量大于20重量％的情況下，因蝕刻率極快而很難控制蝕刻程度，進(jìn)而可導(dǎo)致金屬膜的過 度蝕刻（overetching)，而在過硫酸鹽的含量小于0. 5重量％的情況下，可導(dǎo)致未被蝕刻或 蝕刻速度慢。
[0033] (b)氟化合物
[0034] 氟化合物作為能夠在蝕刻液組合物內(nèi)分解為氟離子或多原子氟離子的化合物，是 對鈦金屬膜進(jìn)行蝕刻，并去除在蝕刻時產(chǎn)生的殘渣，增加鈦蝕刻速度的成分。
[0035] 氟化合物的種類不受特殊限制，作為具體的例，可列舉出氟化按（ammonium fluoride)、氟化鈉 （sodium fluoride)、氟化鉀（potassium fluoride)、氟化氫 ，安(ammonium bifluoride)、氟化氫鈉 (sodium bifluoride)、氟化氫鉀(potassium bifluoride)等，且這些可以單獨使用或混合兩種以上來使用。
[0036] 氟化合物相對于蝕刻液組合物總重量可包含0. 01至2重量％，優(yōu)選包含0. 05至1 重量％。在氟化合物的含量小于〇. 01重量％的情況下，很難對鈦進(jìn)行蝕刻，而在氟化合物 的含量大于2重量％的情況下，會增加由鈦蝕刻引起的殘渣的產(chǎn)生，并能蝕刻層疊的玻璃 基板。
[0037] (C)除亞磷酸之外的無機(jī)酸
[0038] 除亞磷酸之外的無機(jī)酸為用于蝕刻金屬膜的輔助氧化劑成分?？筛鶕?jù)上述無機(jī)酸 的含量來控制蝕刻速度，無機(jī)酸能夠與蝕刻液組合物內(nèi)的銅離子發(fā)生反應(yīng)，由此，通過防止 銅離子的增加來防止蝕刻率的減少。
[0039] 作為具體的例，可列舉出硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸等，且這些可以單獨使用或混合 兩種以上來使用。
[0040] 除亞磷酸之外的無機(jī)酸相對于蝕刻液組合物總重量可包含1至10重量％。在除 亞磷酸之外的無機(jī)酸的含量小于1重量％的情況下，因蝕刻率減少而無法達(dá)到充分的蝕刻 速度，在除亞磷酸之外的無機(jī)酸