[发明专利]用于含铜金属层的蚀刻剂组合物及制造阵列基板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于含铜金属层的蚀刻剂组合物和使用该组合物制造用于液晶显示器的阵列基板的方法。

背景技术

关于半导体器件，在基板上形成金属布线的过程通常包括：通过溅射形成金属层，通过涂覆、曝光和显影光刻胶在所选区域上形成光刻胶、和蚀刻该金属层。此外，也可以分别包括在单独的过程之前或之后的清洗过程。前述蚀刻过程指的是通过使用光刻胶作为掩膜留下所选区域上的金属层的过程，且通常包括利用等离子体的干法蚀刻或利用蚀刻剂组合物的湿法蚀刻。

在上述这种半导体器件中，金属布线的电阻最近成为主要关注点。这是因为电阻是引起电阻电容（RC）信号延迟的重要因素，特别地，在薄膜晶体管-液晶显示器（TFT-LCD）的情况下，面板尺寸的增加和高分辨率的实施方式对于技术发展是至关重要的。因此，为了减少RC信号延迟（这点对于增加TFT-LCD的尺寸是绝对需要的），必须开发低电阻材料。然而，在将铬（Cr，电阻率：12.7×10^-8Ωm）、钼（Mo，电阻率：5×10^-8Ωm）、铝（Al，电阻率：2.65×10^-8Ωm）、及其合金用作用于大型的TFT-LCD等的栅极和数据线等仍存在问题。

在前述情况下，对新的低电阻金属层（即，含铜金属层，如铜层和铜-钼层）和用于该金属层的蚀刻剂组合物越来越关注。然而，尽管目前使用了各种用于含铜金属层的蚀刻剂组合物，但这些组合物仍未满足用户所期望的性能。

韩国专利公开申请No.2004-11041公开了一种具有改善铜-钼蚀刻速率的蚀刻剂，以及一种使用该蚀刻剂的蚀刻方法。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于含铜金属层的蚀刻剂组合物，该蚀刻剂组合物具有显著提升的稳定性，从而使蚀刻能稳定进行。

本发明的另一个目的是提供一种用于含铜金属层的蚀刻剂组合物，该蚀刻剂组合物能够形成具有优异的蚀刻均匀性和平直度的轮廓的同时不会留下含铜金属层的残留物。

本发明的另一个目的是提供一种用于含铜金属层的蚀刻剂组合物，该蚀刻剂组合物能够以流水线式蚀刻栅极导线和源极/漏极导线。

本发明的又一目的是提供分别通过使用前述蚀刻剂组合物，蚀刻含铜金属层的方法，和制造用于液晶显示器的阵列基板的方法。

为了实现上面的目的，本发明提供了下列内容。

（1）一种用于含铜金属层的蚀刻剂组合物，包括：5重量%至25重量%的过氧化氢；0.1重量%至5重量%的在分子中具有N-H键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盐；和余量的水。

（2）根据上文（1）的蚀刻剂组合物，其中，所述含铜金属层包括铜或铜合金单层、具有钼层和在所述钼层上形成的铜层的铜-钼层、具有钼合金层和在所述钼合金层上形成的铜层的铜-钼合金层、或具有金属氧化物层和在所述金属氧化物层上形成的铜层的铜-金属氧化物层。

（3）根据上文（1）的蚀刻剂组合物，其中，所述具有N-H键和羧基的水溶性化合物选自丙氨酸、氨基丁酸、谷氨酸、甘氨酸、亚氨基二乙酸、和肌氨酸中的至少一种。

（4）根据上文（1）的蚀刻剂组合物，其中，所述二乙烯三胺五乙酸盐为二乙烯三胺五乙酸五钠盐。

（5）根据上文（1）的蚀刻剂组合物，还包括磷酸盐化合物。

（6）根据上文（5）的蚀刻剂组合物，其中，所述磷酸盐化合物选自磷酸钠、磷酸钾、和磷酸铵中的至少一种。

（7）根据上文（5）的蚀刻剂组合物，其中，以所述用于含铜金属层的蚀刻剂组合物的总重量计，所包括的所述磷酸盐化合物的量为0.1重量%至5重量%。

（8）根据上文（1）的蚀刻剂组合物，还包括没有氮原子的有机酸（在下文中，称为“无氮的有机酸”）。

（9）根据上文（8）的蚀刻剂组合物，其中，所述无氮的有机酸选自乙酸、丁酸、柠檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、戊酸、和草酸中的至少一种。

（10）根据上文（8）的蚀刻剂组合物，其中，以所述用于含铜金属层的蚀刻剂组合物的总重量计，所包括的所述无氮的有机酸的量为0.1重量%至5重量%。

（11）根据上文（1）的蚀刻剂组合物，还包括水溶性环胺化合物。

（12）根据上文（11）的蚀刻剂组合物，其中，所述水溶性环胺化合物选自氨基四唑、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种。