[发明专利]一种TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物及蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管铜钼层叠膜蚀刻技术领域，具体涉及一种TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物。

背景技术

薄膜晶体管（TFT）液晶显示器是在扭曲向列液晶显示器中引入薄膜晶体管开关而形成的有源矩阵显示。在薄膜晶体管中，通常TFT层中使用非晶硅，在布线材料中使用钼、铝或铝合金。研究发现钼、铝及铝合金电阻高，而且随着显示器大型化和高分辨率化，由于场效应迁移率会出现信号延迟的问题，从而导致画面显示不均匀。改进的技术方案采用电阻率较小的铜作为布线材料，但是铜与玻璃基板或硅基板的结合性不佳，需要在两层之间引入钼作为结合层。因此铜/钼叠层薄膜成为薄膜晶体管金属导线发展的主要结构。

现有技术中的铜钼层叠膜蚀刻液组合物主要包括：过氧化氢、有机酸或无机酸如氢氟酸和水性介质。例如CN101418449A公开了一种铜/钼金属的蚀刻液组成物及蚀刻方法，其组成为过氧化氢、氨基酸、pH值稳定剂、含氟酸、酸性pH值稳定剂及水性介质。

但是，上述的过氧化氢系蚀刻液在使用于TFT金属芯片时存在技术缺陷：第一、蚀刻液在使用过程中会不断分解，双氧水分解会产生的氧气气泡不可避免的附着于铜表面或者蚀刻形成的侧边斜角处，会影响进一步蚀刻，从而导致出现蚀刻不均匀、铜和钼的图形剖面和平直度较差的现象，而且对蚀刻角度的控制不理想；第二、过氧化氢系蚀刻液对铜金属薄膜的蚀刻会产生游离于蚀刻液中的铜离子，铜离子对过氧化氢的分解有催化作用，会进一步加速过氧化氢的分解，因此铜钼层叠膜蚀刻过程不稳定，同时缩短蚀刻液寿命；第三、铜/钼层叠膜的时刻率选择比差异；第四、氟离子的活性较强，使用含氟的蚀刻液会对操作环境造成一定的污染，不利于操作人员的健康，而且失效的蚀刻液若不进行正确的处理，还会对环境造成严重的污染。因此，有必要对现有技术中的TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物进行配方改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种对铜钼层叠膜蚀刻均匀、蚀刻速率适中且使用寿命长的TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物。

为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述组合物的组分及重量百分比分别为：过氧化氢5～30%、H₂SO₄0.1～5%、过硫化物、氯化物、过氧化氢稳定剂0.005～0.3%、金属络合剂0.005～0.3%、表面活性剂0.005～0.2%、0.001~1 %唑类添加剂及余量水，所述过硫化物和氯化物的重量百分比之和为0.01～0.5%。

优选的技术方案为，所述组合物的组分及重量百分比分别为：过氧化氢10～20%、H₂SO₄0.3～3%、过硫化物、氯化物、过氧化氢稳定剂0.01～0.1%、金属络合剂0.01～0.1%、表面活性剂0.01～0.1%、0.005~0.5%唑类添加剂及余量水，所述过硫化物和氯化物的重量百分比之和为0.03～0.3%。

其中，所述过硫化物为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸氢钾中的一种，所述氯化物为氯化钾或氯化铵。

其中，所述过氧化氢稳定剂为磷酸盐、甘醇类化合物或胺类化合物。

其中，所述金属络合剂为氨基羧酸盐类金属络合剂。

优选的技术方案为，所述金属络合剂为选自氨三乙酸盐、乙二胺四乙酸盐、二乙烯五乙酸盐、氨三乙酸、亚氮基二乙酸、肌氨酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸和甘氨酸中的至少一种。

其中，所述表面活性剂为非离子表面活性剂。

优选的技术方案为，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦和聚山梨酯中的至少一种。

其中，所述唑类为选自1H-苯并三唑、5-甲基-1-苯并三唑、3-氨基-1H-三唑、1H-四唑、5-甲基-1H-四唑、5-苯基-1H-四唑的至少一种。

本发明还在于提供一种适用于TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物的铜钼层叠膜蚀刻方法，其特征在于，蚀刻方法采用上述的TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物对薄膜晶体管铜钼金属层叠薄膜进行蚀刻，所述TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物的蚀刻温度为20～50℃。

本发明的优点和有益效果在于：

该TFT铜钼层叠膜蚀刻液组合物在对金属铜和钼的选择性优异，对玻璃基板或硅基板几乎不发生蚀刻；

表面活性剂的加入使张力从原先的72N/m降低到35N/m，确保蚀刻液渗透进铜层和钼层表面细微的缝隙和蚀刻倾角，而且赋予蚀刻液一定的消泡作用；