蚀刻剂以及制造金属线和使用其的薄膜晶体管基板的方法技术

本发明专利技术提供了一种蚀刻剂以及制造金属线和使用其的薄膜晶体管基板的方法。所述蚀刻剂包含过硫酸盐、氟化物、无机酸、环胺、磺酸、以及有机酸及其盐中的一种。

【技术实现步骤摘要】

本文中公开的专利技术涉及蚀刻剂(etchant)以及制造金属线(金属配线，metalwiring)和使用其的薄膜晶体管基板的方法。
技术介绍
诸如液晶显示装置、等离子体显示装置、电泳显示装置和有机电致发光装置的显示装置得到了广泛的使用。显示装置包括基板和在所述基板上的多个像素。每个像素包括连接至所述基板上的栅极线和数据线的薄膜晶体管。关于薄膜晶体管，通过栅极线输入栅极导通电压 (gate-on-voltage)并且通过数据线输入图像信号。栅极线和数据线由金属形成并且通过光刻工艺而图案化。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有高蚀刻速率和改善的老化性能的蚀刻剂。本专利技术还提供了一种减少如线之间的断开(disconnection)的线缺陷的制造金属线的方法。本专利技术还提供了一种降低制造时间和成本、以及减少如断线的线缺陷的制造薄膜晶体管基板的方法。本专利技术的实施方式提供了蚀刻剂，所述蚀刻剂包含相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0. 5重量％至约20重量％的量包含的过硫酸盐；相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0. 01重量％至约2重量％的量包含的氟化物；相对于所述蚀刻剂的总重量，以约I重量％至约10重量％的量包含的无机酸；相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0. 5重量％至约5重量％的量包含的环胺；相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0. I重量％至约10. 0重量％的量包含的磺酸；以及相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0. I重量％至约10重量％的量包含的有机酸及其盐中的至少一种。所述蚀刻剂还可以包含使得所述蚀刻剂的总重量为100重量％的量的水。所述过硫酸盐可以为K2S208、Na2S208、或(NH4)2S2O8中的至少一种。所述氟化物可以为氟化铵、氟化钠、氟化钾、氟化氢铵、氟化氢钠、或氟化氢钾中的至少一种。所述无机酸可以是硝酸、硫酸、磷酸、或高氯酸中的至少一种。所述环胺可以是氨基四唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯烷、或吡咯啉中的至少一种。所述磺酸可以是对甲苯磺酸或甲磺酸。所述有机酸可以是羧酸、二羧酸、三羧酸、或四羧酸。所述有机酸可以是乙酸、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(磺基酞酸)、水杨酸、磺基水杨酸、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、或乙二胺四乙酸(“EDTA”)中的至少一种。所述蚀刻剂可以蚀刻包含铜和钛的多层。在本专利技术的其他实施方式中，形成金属线的方法包括堆叠包含铜和钛的金属层；在所述金属层上形成光致抗蚀剂层图案，并通过使用所述光致抗蚀剂层图案作为掩模，用蚀刻剂对所述金属层的一部分进行蚀刻；以及除去所述光致抗蚀剂层图案。在本专利技术的另外其他实施方式中，形成薄膜晶体管基板的方法包括在基板上形成栅极线，和连接至所述栅极线的栅电极；形成与所述栅极线交叉并与所述栅极线绝缘的数据线、连接至所述数据线的源电极和与所述源电极隔开的漏电极；以及形成连接至所述 漏电极的像素电极。形成栅极线和栅电极可以是上述形成金属线的方法。附图说明包括附图以提供本专利技术的进一步理解，并且将所述附图结合在本说明书中并构成本说明书的一部分。所述附图示出了本专利技术的示例性实施方式，并且与描述内容一起用来解释本专利技术的原理。在图中图IA至图IE是示出了利用根据本专利技术的蚀刻剂来形成金属线的方法的示例性实施方式的截面图；图2是示出了使用根据本专利技术的蚀刻剂制造的显示装置的结构的示例性实施方式的平面图；图3是沿图2的线1-1’的截面图；图4A至图4C是依次示出了与根据本专利技术制造显示装置的方法相关的薄膜晶体管基板的制造工艺(方法)的示例性实施方式的截面平面图；图5A至图5C是分别沿图4A至图4C的线11-11’截取的截面图；图6A和图6B是使用第一蚀刻剂除去金属线的光致抗蚀剂层之前的截面扫描电子显微镜(“SEM”)照片；图7A和图7B是使用第二蚀刻剂除去金属线的光致抗蚀剂层之后的截面SEM照片；以及图8A和图SB是使用第二蚀刻剂除去金属线的光致抗蚀剂层之后的透视SEM照片。具体实施例方式下面将参考附图更详细地描述本专利技术。然而，本专利技术可以以不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开内容详尽而完整，并将本专利技术的范围充分地传达给本领域的技术人员。 在下文中，将根据本专利技术来描述蚀刻剂的示例性实施方式。根据本专利技术的示例性实施方式，使用蚀刻剂用于通过蚀刻堆叠在基板上并包含铜和钛的双层来形成金属层。更详细地，可以将蚀刻剂用于蚀刻包含钛层和铜层的双层。根据本专利技术的示例性实施方式，蚀刻剂包含过硫酸盐、氟化物、无机酸、环胺、磺酸、有机酸、或有机酸的盐中的至少一种。过硫酸盐是主要的氧化剂，可同时蚀刻钛层和铜层。相对于所述蚀刻剂的总重量，过硫酸盐以约0. 5重量％至约20重量％的量包含在所述蚀刻剂中。当过硫酸盐的含量低于约0. 5重量％时，蚀刻速率下降，使得可能不能获得期望量的蚀刻。当过硫酸盐的含量高于约20重量％时，蚀刻速率太高，使得难以控制蚀刻的程度，从而导致钛层和铜层被过度蚀刻。过硫酸盐可以包括K2S208、Na2S208、或(NH4)2S2O8中的至少一种。氟化物蚀刻钛层并且还除去通过蚀刻钛层而造成的残留物。相对于所述蚀刻剂的总重量，氟化物以约0. 01重量％至约2. 0重量％的量包含在所述蚀刻剂中。当氟化物的含量小于约0. 01重量％时，难以蚀刻期望量的钛层。当氟化物的含量高于约2. 0重量％时， 从钛蚀刻产生残留物。而且，当氟化物的含量高于约2. 0重量％时，可能蚀刻钛以及其下方的玻璃基板。氟化物可以包括氟化铵、氟化钠、氟化钾、氟化氢铵、氟化氢钠、或氟化氢钾中的至少一种。另外，氟化物可以包括它们的混合物。无机酸是次要氧化剂。根据无机酸在蚀刻剂中的含量，可以控制蚀刻速率。无机酸可以与蚀刻剂中的铜离子发生反应，从而防止铜离子增加和蚀刻速率下降。相对于所述蚀刻剂的总重量，无机酸以约I重量％至约10重量％的量包含在所述蚀刻剂中。当无机酸的含量低于约I重量％时，蚀刻速率下降，使得蚀刻速率可能不够快。当无机酸的含量高于10重量％时，在金属层的蚀刻期间可能在光致抗蚀剂层中产生裂纹或者光致抗蚀剂层可能会剥离。如果光致抗蚀剂层具有裂纹或者剥离，则可能过度蚀刻在光致抗蚀剂层下方的钛层或铜层。无机酸可以包括硝酸、硫酸、磷酸或高氯酸中的至少一种。环胺是抗腐蚀剂(anticorrosive agent)。根据环胺在蚀刻剂中的含量,可以控制铜层的蚀刻速率。相对于所述蚀刻剂的总重量，环胺以约0. 5重量％至约5. 0重量％的量包含在所述蚀刻剂中。当环胺的含量小于约0. 5重量％时，铜层的蚀刻速率增大，使得存在可能过度蚀刻的风险。当环胺的含量高于约5. 0重量％时，铜层的蚀刻速率下降，使得可能不能获得期望的蚀刻程度。 环胺可以包括氨基四唑、咪唑、吲哚、嘌呤、吡唑、吡唆、嘧啶、吡咯或吡咯烷、吡咯啉中的至少一种。磺酸是用于防止老化的添加剂。磺酸在蚀刻剂中解离成硫酸根离子(SO/—)从而延迟过硫酸铵的水解速度。当待处理的储存基板的数目增加时，磺酸可防止铜和钛的蚀刻速率中的不稳定。相对于所述蚀刻剂的总重量,磺酸以约0. I重量％至约10. 0重量％的量包含在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻剂，包含：相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0.5重量％至约20重量％的量包含的过硫酸盐；相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0.01重量％至约2重量％的量包含的氟化物；相对于所述蚀刻剂的总重量，以约1重量％至约10重量％的量包含的无机酸；相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0.5重量％至约5重量％的量包含的环胺；相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0.1重量％至约10.0重量％的量包含的磺酸；以及相对于所述蚀刻剂的总重量，以约0.1重量％至约10重量％的量包含的有机酸或其盐中的至少一种。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑钟铉，金善一，朴智荣，金湘甲，宋溱镐，崔新逸，权五柄，朴英哲，刘仁浩，李昔准，林玟基，张尚勋，秦荣晙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，东友精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：