蚀刻剂组合物和制造薄膜晶体管阵列基板的方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求2014年8月25日提交的韩国专利申请10-2014-0111020号的优先权， 通过援引将其全文并入本文中。
技术领域
[0002] 本申请设及蚀刻剂组合物，更具体而言，设及用于蚀刻用作诸如0L邸（有机发光 显示）设备、TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示）设备或其他显示设备的电极的铜和铜钢合金 的蚀刻剂组合物。
【背景技术】
[0003] 一般而言，TFT-LCD设备包括液晶面板，所述液晶面板配置有薄膜晶体管基板、滤 色片基板和置于所述两个基板之间的液晶层。所述液晶层通过印刷在两个基板的边缘上的 密封剂而得到密封。此液晶面板是非发光元件。由此，必须在薄膜晶体管基板的背表面（或 外表面）上设置背光单元。
[0004] 同时，0L邸设备包括薄膜晶体管基板和有机发光元件。所述有机发光元件包括第 一电极、有机发射层和第二电极。所述第一电极连接至薄膜晶体管基板上的薄膜晶体管。 阳0化]在TFT-LCD设备和0L邸设备各自的薄膜晶体管基板上形成布线。所述布线用于将 信号传送至液晶层或有机发光元件。薄膜晶体管基板上的布线包括栅极布线和数据布线。 [0006] 栅极布线包括栅极线和薄膜晶体管的栅极。所述栅极线用于传送选通信号。所述 数据布线包括数据线和薄膜晶体管的数据电极。所述数据线用于传送数据信号。所述薄膜 晶体管的数据电极配置有薄膜晶体管的漏极和源极。 阳007] 运些布线可单金属层或单金属合金层形成。然而，为了弥补金属和金属合 金的缺陷并获得期望的物理性质，几乎布线都W多层结构形成。实际上，布线优选使用铜 作为低电阻金属。在此情况中，金属布线可配置有铜层和形成在铜层下方并用作扩散阻膜 (diffusionbarrier)的钢合金层。
[0008] 通过蚀刻工艺将金属层图案化而形成金属布线。形成金属布线的蚀刻工艺主要使 用确保高生产率的湿蚀刻法。另外，目前用于蚀刻铜层和钢合金层的蚀刻剂组合物包含氣 类化合物。此类蚀刻剂组合物具有大约2~3的低抑值。
[0009] 铜层和钢合金层通过一种上述蚀刻剂组合物来蚀刻，W形成源极和漏极。在此情 况中，氣类化合物和低抑迫使设置在源极和漏极下面的氧化物半导体（InGaZnO)层与铜层 和钢合金层一起被蚀刻。
【发明内容】
[0010] 因此，本申请的实施方式设及一种蚀刻剂组合物，该蚀刻剂组合物基本上消除了 因相关技术的局限性和缺点所致的一个或多个问题。
[0011] 所述实施方式是为了提供一种蚀刻剂组合物，所述蚀刻剂组合物适合于通过防止 在湿蚀刻铜和钢合金时对氧化物半导体的任何蚀刻而将蚀刻过程中可发生的故障最小化。
[0012] 所述实施方式的其他特征和优点将在下面的说明阐述，部分将通过本说明而显而 易见，或可W通过实施所述实施方式而习得。所述实施方式的优点将通过书面说明书及其 权利要求书W及附图中具体指明的结构来实现和达到。
[0013] 根据本实施方式的一个总体方面，一种蚀刻剂组合物包括：过氧化氨、蚀刻抑制 剂、馨合剂、蚀刻添加剂、氧化物半导体保护剂和抑调节剂。基于所述蚀刻剂组合物的总重 量，所述氧化物半导体保护剂在所述蚀刻剂组合物中的含量为约0.1重量％~3.0重量％。 本公开所述的此种蚀刻剂组合物不包含任何氣类化合物，并且具有约3. 5~6的高抑值。 由此，所述蚀刻剂组合物使氧化物半导体在铜和钢合金的蚀刻过程中不会被蚀刻。
[0014] 对于本领域技术人员而言，在研究W下附图和详细描述后，其他系统、方法、特征 和优点将明显或将变得明显。所有运些额外的系统、方法、特征和优点都旨在包括在本说明 书中，在本公开的范围内，并受W下权利要求的保护。此部分中的内容都不应被视为对那些 权利要求的限制。下面将结合实施方式讨论其他方面和优点。应当理解，本公开的W上一 般描述和W下详细描述均是示例性和说明性的，旨在提供对所要求保护的公开内容的进一 步说明。
【附图说明】
[0015] 包括附图W提供对实施方式的进一步理解，并将其并入本文构成本申请的一部 分，附图示出了本公开的实施方式，并与说明书一起用于说明本公开内容。在附图中：
[0016] 图1是显示本公开的实施方式的显示设备的截面图；
[0017] 图2是扫描电子显微镜图像，显示了在用本公开的实施方式的蚀刻剂组合物蚀 刻铜和钢合金层时用于检查所暴露的氧化物半导体层的厚度变化的样品板侧表面（或截 面）；
[0018] 图3是扫描电子显微镜图像，显示了在用本公开的实施方式的蚀刻剂组合物蚀刻 铜和钢合金层时用于检查所暴露的氧化物半导体层的厚度变化的样品板上表面；
[0019] 图4是显示出用本公开的实施方式的蚀刻剂组合物蚀刻的氧化物半导体层的状 态的扫描电子显微镜图像；
[0020] 图5是显示用比较例的蚀刻剂组合物蚀刻的氧化物半导体层的状态的扫描电子 显微镜图像。
【具体实施方式】
[0021] 现将详细说明本公开内容的实施方式，其实例在附图中示出。下文介绍的运些实 施方式作为实例提供，W将其要旨传达给本领域普通技术人员。因此，运些实施方式可 不同形态实施，因而其不限于运里描述的运些实施方式。在附图中，为了便于说明，可夸大 装置的尺寸和厚度等。只要可能，在包括附图在内的整个本公开内容中，将使用相同的附图 标记来指示相同或相似的部件。
[0022] 本公开的实施方式的蚀刻剂组合物可包含过氧化氨、蚀刻抑制剂、馨合剂、蚀刻添 加剂、氧化物半导体保护剂和抑调节剂。所述蚀刻剂组合物还可包含使蚀刻剂组合物成为 100重量％的水。另外，本公开的实施方式的蚀刻剂组合物可用在显示设备的制造工序中。
[0023] 本公开的实施方式的蚀刻剂组合物可同时蚀刻铜和钢合金。换言之，所述蚀刻剂 组合物能蚀刻由铜和钢合金形成的双金属层。
[0024] 所述钢合金可通过将钢和多种金属中的一种合金化来制备。例如，所述钢合金可 通过将钢与铁（Ti)、粗（Ta)、铭（化）、钦（Nd)、儀（Ni)、铜（In)和锡（Sn)中的一种合金化 来制备。优选地，所述钢合金是钢铁合金。钢铁合金可用于提高铜层与在铜层下面形成的 氧化物半导体层之间的粘合力。
[00巧]过氧化氨可用作铜和钢合金的主要氧化剂。另外，基于蚀刻剂组合物的总重量，过 氧化氨在所述蚀刻剂组合物中的含量优选为约5重量％~40重量％。
[00%] 若过氧化氨的含量低于5重量％，对铜和钢合金的氧化能力不足。由此，铜和钢合 金不能被适当蚀刻。当过氧化氨的含量为约40重量％时，对铜和钢合金的蚀刻速度变得非 常快。因此，可能难W控制蚀刻过程。
[0027] 蚀刻抑制剂控制铜和钢合金的蚀刻速度并使得可W获得具有合适锥角的蚀刻外 形。优选地，基于蚀刻剂组合物的总重量，所述蚀刻抑制剂在所述蚀刻剂组合物中的含量为 约0.1重量％~5重量％。
[002引若蚀刻抑制剂的含量低于0.1重量％，蚀刻抑制剂对锥角的控制能力会变差。当 蚀刻抑制剂的含量超过5重量％时，铜和钢合金的蚀刻速度可能变得非常慢。
[0029] 此种蚀刻抑制剂可W是碳数为1~10并包含选自氧、硫和氮中的至少一个杂原子 的杂环化合物。具体地，所述蚀刻抑制剂可W是芳族杂环化合物和脂肪族杂环化合物中的 一种。所述芳族杂环化合物包括巧喃、嚷吩、化咯、嗯挫、咪挫、化挫、Ξ挫、四挫、苯并巧喃、 苯并嚷吩、吗I噪、苯并咪挫、苯并化挫、氨基四挫、甲基四挫、甲苯立挫、氨甲苯立挫、径甲苯 Ξ挫等。所述脂肪族杂环化合物包括赃嗦、甲基赃嗦、径乙基赃嗦、化咯烧、四氧喀晚等。可 使用一种或至少两种上述材料作为蚀刻抑制剂。
[0030] 馨合剂与在蚀刻铜和钢合金时产生的离子馨合，并且迫使运些离子不被活化。由 此，包含在蚀刻剂组合物中的过氧化氨的分解反应可W得到抑制。所述离子可W包括铜离 子和钢合金离子。由于所述离子在蚀刻过程中未活化，可防止因促进的过氧化氨分解反应 而容易导致的发热和爆炸。
[0031] 基于蚀刻剂组合物的总重量，所述馨合剂在所述蚀刻剂组合物中的含量优选为 0.1重量％~5重量％