[发明专利]用于铜层/钛层的蚀刻溶液组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有改善蚀刻性能的用于铜层/钛层的蚀刻溶液组合物，其以高的蚀刻速率均匀地且完全地蚀刻包括铜层和钛层的多层金属薄膜，以及涉及一种使用该蚀刻溶液组合物制造薄膜晶体管的方法。

背景技术

驱动半导体装置和平板显示装置中的任一种的代表性的电子电路为薄膜晶体管（TFT）。制造TFT-LCD的常规过程通常包括：在衬底上形成金属薄膜作为用于栅极电极和源/漏电极的布线材料，在金属薄膜的选定区域上制备光致抗蚀剂，以及用该光致抗蚀剂作为掩膜蚀刻该金属薄膜。

迄今使用的用于栅极电极和源/漏电极的布线材料为含有铝或铝合金以及层压在铝或铝合金上的任一其他金属的金属膜。铝比较便宜并且具有低电阻，然而铝具有对化学物质较差的耐受性并且经常在液晶面板操作时导致缺陷，例如，通过例如在后处理期间的突丘（hillocks）以及当与氧化层接触时绝缘层的形成等缺陷引起的导电层的短路发生。

鉴于上述情况，已经提出将由铜层和钛层组成的双层金属膜作为用于栅极电极和源/漏电极的布线材料。

然而，上述方法具有以下缺点：为了蚀刻由铜层和钛层组成的双层金属膜，需要两种不同的蚀刻溶液分别蚀刻这些金属层。具体地，对于蚀刻包括铜的铜层，大多使用过氧化氢蚀刻溶液或基于氧（oxon）的蚀刻溶液。过氧化氢蚀刻溶液导致非均相（歧化作用）反应以降解组合物本身或组成结构随着时间快速变化，从而导致其不稳定的状态。与此同时，基于oxon的蚀刻溶液具有的缺点例如有，相对减小的蚀刻速率和随着时间的推移的不稳定性。此外，用于铜层的蚀刻溶液和用于钛层的蚀刻溶液可以被混合到一起以提供简单的蚀刻溶液混合物。然而，这造成较差的蚀刻轮廓和处理上的难度，具体地，氟离子（F-）导致玻璃衬底和/或硅层受到损坏，因此在实际应用中不是优选的。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是提供一种用于铜层/钛层的蚀刻溶液组合物，其显示出优异的储存稳定性而组成成分没有随着时间快速变化或该成分没有自行降解，并且可以以较高的蚀刻速率均匀地且完全地蚀刻由铜层和钛层组成的多层金属膜，因此确保优异的蚀刻性能。

此外，本发明的另一目的是提供一种使用上文所述的用于铜层/钛层的蚀刻溶液组合物制造薄膜晶体管的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了以下内容。

（1）一种用于铜层/钛层的蚀刻溶液组合物，包括：重量百分比为5%到20%的过硫酸盐；重量百分比为0.01%到2%的氟化合物；重量百分比为0.001%到3%的氯化合物；重量百分比为1%到10%的无机酸、该无机酸的盐或其混合物；重量百分比为0.3%到5%的环胺化合物；重量百分比为1%到10%的有机酸、该有机酸的盐或其混合物；重量百分比为0.1%到5%的对甲苯磺酸；以及形成该组合物的余量的水。

（2）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，过硫酸盐为选自过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。

（3）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，氟化合物为选自氟酸、氟化铵、氟化氢铵、硼氟化铵、氟化钾、氟化氢钾、四氟硼酸钾、氟化钠、氟化氢钠、氟化铝、硼氟酸、氟化锂和氟化钙中的至少一种。

（4）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，氯化合物为选自盐酸、氯化钠、氯化钾和氯化铵中的至少一种。

（5）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，无机酸为选自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一种。

（6）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，环胺化合物为选自5-氨基四氮唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、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中的至少一种。

（7）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，有机酸为选自乙酸、亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、丁酸、柠檬酸、异柠檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙二醇酸、丙二酸、草酸、戊酸、磺基苯酸、丁二酸、磺基丁二酸、水杨酸、磺基水杨酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、苹果酸、酒石酸和丙烯酸中的至少一种。

（8）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，有机酸的盐选自为钾盐、钠盐或铵盐。

（9）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，铜层为单一铜层或含有选自铝、镁、锰、铍、铪、铌、钨和钒中的至少一种与铜的铜合金层。

（10）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，钛层为仅包括钛的单层。

（11）根据上述（1）中的蚀刻溶液组合物，铜层/钛层为包括交替地层压至少一次的铜层和钛层的多层膜。