蚀刻液组合物以及利用其的金属布线形成方法技术

本发明专利技术涉及一种蚀刻液组合物以及利用其的金属布线形成方法，更详细而言，涉及在金属布线的制备工艺中通过以预定图案蚀刻金属膜而用于金属布线形成的蚀刻液组合物。所述蚀刻液组合物包含过硫酸盐、含氟化合物、4氮杂环化合物、2氯化物以及水，其中所述4氮杂环化合物与2氯化物的含量比为1:1.4至1:2。

【技术实现步骤摘要】
蚀刻液组合物以及利用其的金属布线形成方法
本专利技术涉及一种蚀刻液组合物，更详细而言，涉及一种在金属布线的制备工艺中通过以预定图案蚀刻金属膜而用于金属布线形成的蚀刻液组合物。
技术介绍
薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)在液晶显示装置(LiquidCrystalDisplay,LCD)或者OLED(OrganicLightEmittingDiode)显示装置等中，作为向各像素施加特定信号来驱动的电路板来使用。薄膜晶体管由用于传送扫描信号的栅极布线和传送图像信号的数据布线，以与栅极布线及数据布线连接的像素电极等而构成。薄膜晶体管是通过改变施加于栅极及源极及漏极的电压来驱动液晶的元件。薄膜晶体管由形成栅极和通道的半导体层、数据布线的一部分的源极及漏极而构成。在制备薄膜晶体管时，首先，在基板上沉积作为栅极或者源/漏极用布线材料的金属层，接着进行用具有腐蚀性的气体或者溶液蚀刻这些金属层，以实现所需电路线路的蚀刻过程。包含双氧水(H2O2)的双氧水类蚀刻液，若利用相同的蚀刻液反复进行蚀刻，则蚀刻液内金属离子的浓度增加，当金属离子浓度为规定以上时促进双氧水的分解而快速分解为水与氧气，由此，急剧产生热引起组成变化，存在工艺利润低，且保管稳定性低的问题，而且，因金属离子和双氧水的化学反应而存在爆发的危险。对不包含双氧水的非双氧水类蚀刻液而言，当金属离子的浓度超过临界点时，存在失去作为蚀刻液的特性而累积处理数量减少，在常温下很难保管，应按照金属膜的厚度利用具有相不同组成的蚀刻液。而且，成为蚀刻对象的薄膜包含铜(Cu)时，存在非双氧水蚀刻液与铜离子及氯离子反应而产生沉积物的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种蚀刻液组合物，该蚀刻液组合物与以往不使用双氧水的蚀刻液相比，经时性大大提高，对金属的蚀刻率高，克服了现有蚀刻液中所存在的问题即保管稳定性差，而且不发生沉积。本专利技术的其他目的在于，提供一种在利用蚀刻液组合物的金属布线的制备工艺中以预定图案蚀刻金属膜的金属布线形成方法。为达成所述目的，本专利技术提供一种蚀刻液组合物，其中包含过硫酸盐、含氟化合物、4氮杂环化合物(NITROGENHETEROCYCLICCOMPOUNDS)、2氯化物以及水，所述4氮杂环化合物与2氯化物的含量比为1:1.4至1:2。而且，本专利技术提供一种金属布线形成方法，其中包括：在基板上形成包含铜的金属膜的步骤；以及利用蚀刻液组合物以预定图案蚀刻所述金属膜的蚀刻步骤。专利技术效果根据本专利技术的蚀刻液组合物与现有的非双氧水类蚀刻液相比，保管稳定性高，不发生沉积物，而且，对金属的蚀刻率高，经时性也大大提高。附图说明图1是利用本专利技术的实施例1至7的蚀刻液组合物蚀刻的、包含被层叠的钛/铜双重膜以及光刻胶图案的样品的扫描电子显微镜照片。图2是利用本专利技术的比较例1至9的蚀刻液组合物蚀刻的、包含被层叠的钛/铜双重膜以及光刻胶图案的样品的扫描电子显微镜照片。具体实施方式下面，参照附图进一步详细说明本专利技术。根据本专利技术的蚀刻液组合物包含过硫酸盐、含氟化合物、4氮杂环化合物、2氯化物以及水，所述4氮杂环化合物与2氯化物的含量比为1:1.4至1:2。所述蚀刻液组合物的过硫酸盐是蚀刻铜膜的蚀刻剂，在蚀刻铜的工艺中通过自溶被分解会导致铜膜的蚀刻速度降低。所述过硫酸盐的含量可为0.1至25重量％，优选为0.5至20重量％，较优选为1至18重量％，最优选为5至15重量％。当过硫酸盐超过25重量％时，蚀刻率过高而难以控制蚀刻程度，因此，包含所述铜的金属膜会被过度蚀刻。当过硫酸盐低于0.1重量％时，蚀刻率减小而不能充分进行蚀刻。作为过硫酸盐的具体例，可以举过硫酸铵((NH4)2S2O8)、过硫酸钠(Na2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)等，可以单独或2种以上混合使用。所述蚀刻液组合物的所述含氟化合物为钛蚀刻剂，所述含氟化合物的含量为0.01至3重量％，优选为0.01至1重量％，最优选为0.05至0.7重量％。当含氟化合物高于3重量％时，由于过度蚀刻钛而引起低切(undercut)的发生增加，不仅所述钛，而且，层叠所述钛的玻璃基板等会被过度蚀刻，当低于0.01重量％时难以蚀刻钛。作为所述含氟化合物的具体例，可以举氢氟酸(HF)、氟化铵(NH4F)、氟化钾(KF)、氟化钠(NaF)、氟化氢铵(F2H5N)、氟氢化钾(KHF2)、氟化氢钠(NaHF2)等，可以单独或2种以上混合使用。所述蚀刻液组合物的4氮杂环化合物是铜的防腐蚀剂，所述4氮杂环化合物的含量可为0.01至2重量％，优选为0.05至1.5重量％，最优选为0.1至1重量％。当4氮杂环化合物高于2重量％时，因所述4氮杂环化合物，所述蚀刻液组合物的蚀刻速度过慢而降低工艺能力，当低于0.01重量％时，所述铜膜的蚀刻速度过快而难以控制。作为4氮杂环化合物的具体例，可以举氨基四唑(aminotetrazole)、氨基四唑钾盐(aminotetrazoleofpotassiumsalt)、甲基四唑(methyltetrazol)等，可以单独或2种以上混合使用。所述蚀刻液组合物的2氯化物是锥角的增加及侵蚀的抑制剂，所述2氯化物的含量可为0.05至8重量％，优选为0.1至5重量％，最优选为0.3至3重量％。当2氯化物高于8重量％时，发生过度蚀刻而金属布线会被消失，当低于0.05重量％时，包含铜的金属膜的蚀刻速度降低而蚀刻截面轮廓(EtchProfile)发生不良。作为所述2氯化物的具体例，可以举氯化镁(MgCl2)、氯化钙(CaCl2)、氯化铜(CuCl2)等，可以单独或2种以上混合使用。所述蚀刻液组合物还可以包含硫酸氢盐。所述蚀刻液组合物的硫酸氢盐是过硫酸盐的稳定剂，利用过硫酸盐类化合物蚀刻含铜的金属膜时，过硫酸盐类化合物被分解为硫酸盐而具有蚀刻性能降低的特性，此时，硫酸氢盐缓慢过硫酸盐的分解速度并将含铜金属膜的蚀刻速度保持规定。所述硫酸氢盐的含量可以为0.05至8重量％，优选为0.1至5重量％，最优选为0.5至3重量％。当硫酸氢盐高于8重量％时，铜膜的蚀刻速度过快而会导致侵蚀不良，当低于0.05重量％时，过硫酸盐类化合物没有分解抑制效果，因此会阻碍保管稳定性。作为硫酸氢盐的具体例，可以举硫酸氢铵(NH4HSO4)、硫酸氢锂(LiHSO4)、硫酸氢钾(KHSO4)、硫酸氢钠(NaHSO4)等，可以单独或2种以上混合使用。所述蚀刻液组合物还可以包含磺酸化合物。所述蚀刻液组合物的磺酸化合物用作辅助氧化剂，其发挥补充与铜化合物的反应而被消耗的氧化力，保持蚀刻速度的缓冲剂作用。所述磺酸化合物的含量可以为0.1至10重量％，优选为0.5至7重量％，最优选为1至5重量％。当磺酸化合物高于10重量％时，因Cu污染浓度其蚀刻速度逐渐变快，当低于0.1重量％时，因Cu污染而蚀刻速度变慢，导致性能降低。作为所述磺酸化合物的具体例，可以举氨基磺酸(sulfamicacid,H3NSO3)、磺酸铵(ammoniumsulfonicacid)、环状磺酸化合物、烃类磺酸化合物等，可以单独或2种以上混合使用。所述环状磺酸化合物是碳数为1至20、优选碳数为2至10、更优选碳数为3至6的环状磺酸化合物，作为具体例，可以举丙烷磺内酯(propanesul本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻液组合物，其中包含过硫酸盐、含氟化合物、4氮杂环化合物、2氯化物以及水，所述4氮杂环化合物与2氯化物的含量比为1:1.4至1:2。

【技术特征摘要】
2017.02.13 KR 10-2017-0019614;2018.02.08 KR 10-2011.一种蚀刻液组合物，其中包含过硫酸盐、含氟化合物、4氮杂环化合物、2氯化物以及水，所述4氮杂环化合物与2氯化物的含量比为1:1.4至1:2。2.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中酸度为2至6。3.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中进一步包含硫酸氢盐。4.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中进一步包含磺酸化合物。5.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中进一步包含抗氧化剂或其盐。6.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中进一步包含无机酸。7.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中以整体组合物100重量％为计，所述过硫酸盐为0.1至25重量％，所述含氟化合物为0.01至3重量％，所述4氮杂环化合物为0.01至2重量％，所述2氯化物为0.05至8重量％以及剩余水。8.根据权利要求7所述的蚀刻液组合物，其中进一步包括0.05至8重量％的硫酸氢盐、0.1至10重量％的磺酸化合物、0....

【专利技术属性】
技术研发人员：李相赫，申贤哲，金奎怖，李秉雄，
申请(专利权)人：东进世美肯株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR