制造液晶顯示器用陣列基板的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制造液晶顯示器用陣列基板的方法，包括以下步驟：a)在基板上形成柵電極；b)在包括柵電極的基板上形成柵絕緣層；c)在柵絕緣層上形成半導(dǎo)體層(n+a-Si:H和a-Si:H)；d)在半導(dǎo)體層上形成源電極/漏電極；以及e)形成與漏電極連接的像素電極，其中，步驟a)或d)包括通過蝕刻銅基金屬膜來形成各個電極的步驟，而且，在蝕刻銅基金屬膜中使用的蝕刻劑組合物包括作為用于增加被加工片材的數(shù)量的改進劑的檸檬酸。
【專利說明】制造液晶顯示器用陣列基板的方法
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年7月3日遞交的韓國專利申請KR10-2013-0077822、2013年7 月3日遞交的韓國專利申請KR10-2013-0077823和2013年7月3日遞交的韓國專利申請 KR10-2013-0077824的權(quán)益，從而通過全文引用將其并入本申請中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及一種制造液晶顯示器用陣列基板的方法。

【背景技術(shù)】
[0004] -種用于驅(qū)動半導(dǎo)體器件和平板顯示器的典型的電子電路是薄膜晶體管（TFT)。 通常，TFT的制造過程包括以下步驟：在基板上形成作為用于柵電極線和數(shù)據(jù)線的材料的 金屬膜；在所述金屬膜的選擇性區(qū)域上形成光致抗蝕劑；以及使用所述光致抗蝕劑作為掩 模來蝕刻該金屬膜。
[0005] 通常，將含有導(dǎo)電性高且電阻低的銅的銅膜或銅合金膜以及與銅膜或銅合金膜具 有高界面粘合性的金屬氧化膜用作用于柵電極線和數(shù)據(jù)線的材料。近來，為了提高TFT的 性能，已經(jīng)使用了含有氧化銦、氧化鋅或它們與氧化鎵的混合物的金屬氧化膜。
[0006] 同時，韓國專利申請公開10-2006-0064881公開了一種用于銅-鑰膜的蝕刻溶液， 該蝕刻溶液包括過氧化氫、有機酸、唑類化合物、氟化合物和作為螯合物的亞氨基二乙酸 (IDA)類化合物。當用該蝕刻溶液蝕刻銅-鑰膜時，帶輪廓具有優(yōu)異的線性，并且在蝕刻后 不存在鑰合金的殘渣，但是問題在于：在該蝕刻溶液貯存30天后，由此蝕刻的銅-鑰膜的片 材的數(shù)量顯著地降低，所以其放熱穩(wěn)定性以及其貯存穩(wěn)定性極度變差，而且其對諸如MoTi/ Cu/M〇Ti膜等的三層銅基金屬膜的蝕刻性能極度變差。
[0007] [現(xiàn)有技術(shù)文獻]
[0008] [專利文獻]
[0009] (專利文獻1)韓國專利申請公開10-2006-0064881


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此，為了解決上述問題，作出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種制造液晶 顯示器用陣列基板的方法，所述陣列基板是由銅基金屬膜制成。
[0011] 本發(fā)明的另一目的是提供一種用于銅基金屬膜的蝕刻劑組合物，所述蝕刻劑組合 物提供優(yōu)異的蝕刻輪廓并且提高貯存穩(wěn)定性，而且所述蝕刻劑組合物能夠適用于包括鑰基 金屬膜和銅基金屬膜的三層金屬膜。
[0012] 為了達到上述目的，本發(fā)明的一個方面提供一種制造液晶顯示器用陣列基板的方 法，所述方法包括以下步驟：a)在基板上形成柵電極；b)在包括所述柵電極的基板上形成 柵絕緣層；c)在所述柵絕緣層上形成半導(dǎo)體層（n+a-Si:H和a-Si:H) ;d)在所述半導(dǎo)體層 上形成源電極/漏電極；以及e)形成與所述漏電極連接的像素電極，其中，所述步驟a)或 d)包括通過蝕刻銅基金屬膜來形成各個電極的步驟，而且，在蝕刻所述銅基金屬膜中使用 的蝕刻劑組合物包括作為用于增加被加工片材的數(shù)量的改進劑的檸檬酸。
[0013] 本發(fā)明的另一方面提供一種用于銅基金屬膜的蝕刻劑組合物，所述蝕刻劑組合物 包括作為用于增加被加工片材的數(shù)量的改進劑的檸檬酸。

【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明涉及一種用于銅基金屬膜的蝕刻劑組合物，所述蝕刻劑組合物包括作為用 于增加被加工片材的數(shù)量的改進劑的檸檬酸。
[0015] 在本發(fā)明中，銅基金屬膜（它是一種含銅的膜）包括：銅或銅合金的單層膜；以及 包括選自銅膜和銅合金膜中的至少一種以及選自鑰膜、鑰合金膜、鈦膜和鈦合金膜中的至 少一種的多層膜。
[0016] 這里，合金膜可包括氮化物膜或氧化物膜。
[0017] 多層膜的實例可包括雙層膜和三層膜，諸如銅/鑰膜、銅/鑰合金膜、銅合金/鑰 合金膜、銅/鈦膜等。這里，銅/鑰膜包括鑰層和形成在該鑰層上的銅層；銅/鑰合金膜包 括鑰合金層和形成在該鑰合金層上的銅層；銅合金/鑰合金膜包括鑰合金層和形成在該鑰 合金層上的銅合金層；以及銅/鈦膜包括鈦層和形成在該鈦層上的銅層。
[0018] 此外，鑰合金層是由鑰和選自由鈦（Ti)、鉭（Ta)、鉻（Cr)、鎳（Ni)、釹（Nd)和銦 (In)組成的組中的至少一種金屬的合金制成的層。
[0019] 此外，本發(fā)明的蝕刻劑組合物可被優(yōu)選地應(yīng)用于包括銅或銅合金膜和鑰或鑰合金 膜的多層膜。
[0020] 具體地，銅基金屬膜可以是包括鑰合金層、形成在該鑰合金層上的銅層和形成在 該銅層上的鑰合金層的三層膜。優(yōu)選地，銅基金屬膜可以是包括鑰基金屬膜和銅基金屬膜 的三層膜。三層膜的具體實例可包括鑰/銅/鑰膜、鑰合金/銅/鑰合金膜、鑰/銅合金/ 鑰膜、鑰合金/銅合金/鑰合金膜等。
[0021] 1、蝕刻劑組合物
[0022] 本發(fā)明的蝕刻劑組合物中包含的檸檬酸是一種用于增加被加工片材的數(shù)量的改 進劑，并用于增加銅基金屬膜的被加工片材的數(shù)量。作為用于增加被加工片材的數(shù)量的常 規(guī)改進劑，亞氨基二乙酸（IDA)類化合物是在蝕刻工藝期間用于增加銅基金屬膜的被加工 片材的數(shù)量的必需成分；但是，因為它具有自分解性質(zhì)，其被加工片材的數(shù)量隨著時間的推 移而減少。進一步地，有很多用于蝕刻銅基金屬膜的有機酸的實例，但不是所有的有機酸都 有助于增加被加工片材的數(shù)量，而僅檸檬酸在蝕刻工藝期間起到增加銅基金屬膜的被加工 片材的數(shù)量的作用?；谖g刻劑組合物的總重量，所含有的檸檬酸的量是1. 〇?10. 〇wt%， 優(yōu)選3. 0?7. Owt%。當檸檬酸的量小于1. Owt%時，銅基金屬膜的蝕刻速率降低，因此可 能存在蝕刻殘渣。當其量大于10. 時，銅基金屬膜可能被過度蝕刻。
[0023] 蝕刻劑組合物還包括選自由含氟化合物、唑類化合物和多元醇型表面活性劑組成 的組中的一種或多種。蝕刻劑組合物還可以包括余量的水。
[0024] 蝕刻劑組合物中包括的過氧化氫（H202)是用于蝕刻銅基金屬膜的主要組分，起到 增加含氟化合物的活性的作用。
[0025] 基于蝕刻劑組合物的總重量，包含的過氧化氫（H202)的量是15. 0?25. Owt%，優(yōu) 選18. 0?23. Owt%。當過氧化氫的量小于15. Owt%時，銅基金屬膜不被蝕刻，或銅基金屬 膜的蝕刻速率下降。當其量大于25. Owt%時，銅基金屬膜的蝕刻速率完全增加，因此難以控 制該工藝。
[0026] 本發(fā)明的蝕刻劑組合物中包含的含氟化合物是在水中解離以產(chǎn)生氟離子的化合 物。含氟化合物是用于蝕刻銅基金屬膜的主要組分，起到去除由鑰膜或鑰合金膜必然產(chǎn)生 的殘余渣滓的作用。
[0027] 基于蝕刻劑組合物的總重量，包含的含氟化合物的量是0.01?l.Owt%，優(yōu)選 0. 05?0. 20wt%。當含氟化合物的量小于0. Olwt%時，鑰膜或鑰合金膜的蝕刻速率下降， 因此可能存在蝕刻殘渣。當其量大于l.Owt%時，存在玻璃基板的蝕刻速率增加的問題。
[0028] 只要含氟化合物能夠解離成氟離子或者多元氟離子，它就可以被用于相關(guān)領(lǐng)域中 而沒有限制。然而，優(yōu)選的是，含氟化合物是選自由氟化銨（NH 4F)、氟化鈉（NaF)、氟化鉀 (KF)、氟化氫銨（NH4F · HF)、氟氫化鈉 （NaF · HF)和氟化氫鉀（KF · HF)組成的組中的至少 一種。
[0029] 本發(fā)明的蝕刻劑組合物中包含的唑類化合物起到控制銅基金屬膜的蝕刻速率和 減少圖案的CD損失的作用，因此增加了過程中的裕度（margin)。
[0030] 基于蝕刻劑組合物的總重量，包含的唑類化合物的量是0. 1?5. Owt %,優(yōu)選 0.3?l.Owt%。當唑類化合物的量小于0. lwt%時，銅基金屬膜的蝕刻速率快速增加，因此 CD損失可能過度增大。當其量大于5. Owt%時，銅基金屬膜的蝕刻速率過度下降，因此可能 存在蝕刻殘渣。優(yōu)選的是，唑類化合物是選自由5-氨基三唑、3-氨基-1，2, 4-三唑、4-氨 基-4H-1，2, 4-三唑、氨基四唑、苯并三唑、甲苯基三唑、卩比唑、吡咯、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙 基咪唑、2-丙基咪唑、2-氨基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基咪唑和4-丙基咪唑組成的組中的 至少一種。
[0031] 本發(fā)明的蝕刻劑組合物中包含的水并不特別限制，但是優(yōu)選地，可以是去離子水。 更優(yōu)選地，水可以是電阻率（水中去除離子的程度）為18ΜΩ · cm以上的去離子水。包含 余量的水，使得蝕刻劑組合物的總重量是l〇〇wt%。
[0032] 同時，本發(fā)明的蝕刻劑組合物中包含的多元醇型表面活性劑通過降低表面張力起 到提高蝕刻均勻性的作用。此外，通過包圍蝕刻銅膜之后的蝕刻劑中包含的銅離子以抑制 銅離子的活性，多元醇型表面活性劑起到抑制過氧化氫的分解反應(yīng)的作用。同樣地，當銅離 子的活性降低時，在使用蝕刻劑期間可以使工藝穩(wěn)定地前進?；谖g刻劑組合物的總重量， 包含的多元醇型表面活性劑的量是0.001?5. Owt%，優(yōu)選0. 1至3. Owt%。當多元醇型表 面活性劑的量小于0. 〇〇lwt%時，存在以下問題：蝕刻均勻性變差，而且過氧化氫的分解加 速，因此當以預(yù)定量以上的量處理銅時發(fā)生放熱現(xiàn)象。當其量大于5. Owt%時，存在產(chǎn)生大 量氣泡的問題。
[0033] 多元醇型表面活性劑可以選自由甘油、三乙二醇和聚乙二醇組成的組。優(yōu)選地，多 元醇型表面活性劑可以是三乙二醇。
[0034] 本發(fā)明中使用的各組分可以通過公知方法來制備。優(yōu)選的是，本發(fā)明的蝕刻劑組 合物具有足以用于半導(dǎo)體工藝的純度。
[0035] 2、制造液晶顯示器用陣列基板的方法
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的制造液晶顯示器用陣列基板的方法包括以下步驟：a)在基板上形 成柵電極；b)在包括所述柵電極的基板上形成柵絕緣層；c)在所述柵絕緣層上形成半導(dǎo)體 層（n+a-Si:H和a_Si:H) ;d)在所述半導(dǎo)體層上形成源電極/漏電極；以及e)形成與所述 漏電極連接的像素電極，其中，步驟a)或d)包括步驟：在基板上形成銅基金屬膜，然后使用 蝕刻劑組合物來蝕刻銅基金屬膜以形成柵電極線或源電極和漏電極。液晶顯示器用陣列基 板可以是TFT陣列基板。
[0037] 在下文中，參照下面的實施例和比較例對本發(fā)明進行更詳細的描述。然而，這些實 施例和比較例被提出以闡述本發(fā)明，而且本發(fā)明的范圍并不局限于此。
[0038] (蝕刻劑組合物的制備及其性能評估1)
[0039] 實施例1-1至1-4和比較例1-1至1-4 :蝕刻劑纟目合物的制各
[0040] 如下面的表1中所給出的，制備180kg的實施例1-1至1-4和比較例1-1至1-4 的蝕刻劑組合物。
[0041] [表 1]
[0042] (單位：wt%)
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 一種制造液晶顯示器用陣列基板的方法，所述方法包括以下步驟： a) 在基板上形成柵電極； b) 在包括所述柵電極的基板上形成柵絕緣層； c) 在所述柵絕緣層上形成半導(dǎo)體層（n+a-Si:H和a-Si:H); d) 在所述半導(dǎo)體層上形成源電極/漏電極；以及 e) 形成與所述漏電極連接的像素電極， 其中，所述步驟a)或d)包括通過蝕刻銅基金屬膜來形成各個電極的步驟，而且，在蝕 刻所述銅基金屬膜中使用的蝕刻劑組合物包括作為用于增加被加工片材的數(shù)量的改進劑 的檸檬酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述蝕刻劑組合物還包括過氧化氫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述蝕刻劑組合物還包括選自由含氟化合物、唑 類化合物和多元醇型表面活性劑組成的組中的一種或多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項所述的方法，其中，所述銅基金屬膜是銅或銅合金的 單層膜，或包括選自銅膜和銅合金膜中的至少一種以及選自鑰膜、鑰合金膜、鈦膜和鈦合金 膜中的至少一種的多層膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項所述的方法，其中，所述銅基金屬膜是包括鑰合金 層、形成在所述鑰合金層上的銅層和形成在所述銅層上的鑰合金層的三層膜。
6. -種用于銅基金屬膜的蝕刻劑組合物，所述蝕刻劑組合物包括作為用于增加被加工 片材的數(shù)量的改進劑的檸檬酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蝕刻劑組合物，還包括過氧化氫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蝕刻劑組合物，還包括選自由含氟化合物、唑類化合物和多 元醇型表面活性劑組成的組中的一種或多種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6?8中任意一項所述的蝕刻劑組合物，其中，所述銅基金屬膜是銅或 銅合金的單層膜，或包括選自銅膜和銅合金膜中的至少一種以及選自鑰膜、鑰合金膜、鈦膜 和鈦合金膜中的至少一種的多層膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6?8中任意一項所述的蝕刻劑組合物，其中，所述銅基金屬膜是包 括鑰合金層、形成在所述鑰合金層上的銅層和形成在所述銅層上的鑰合金層的三層膜。
11. 一種用于銅基金屬膜的蝕刻劑組合物，基于所述組合物的總重量，所述蝕刻劑組合 物包括： A) L 0?10. Owt %的檸檬酸； B) 15. 0?25. Owt %的過氧化氫； 〇0· 01?1. Owt%的含氟化合物； D) 0. 1?5. Owt%的唑類化合物；以及 E) 余量的水。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的蝕刻劑組合物，其中，所述含氟化合物是選自由氟化銨、氟 化鈉、氟化鉀、氟化氫銨、氟化氫鈉和氟化氫鉀組成的組中的至少一種。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的蝕刻劑組合物，其中，所述唑類化合物是選自由5-氨基三 唑、3-氨基-1，2, 4-三唑、4-氨基-4H-1，2, 4-三唑、氨基四唑、苯并三唑、甲苯基三唑、批 唑、吡咯、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-氨基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基 咪唑和4-丙基咪唑組成的組中的至少一種。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的蝕刻劑組合物，還包括0. 001?5. Owt%的多元醇型表面 活性劑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的蝕刻劑組合物，其中，所述多元醇型表面活性劑是選自由 甘油、三乙二醇和聚乙二醇組成的組中的至少一種。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11?15中任意一項所述的蝕刻劑組合物，其中，所述銅基金屬膜是 銅或銅合金的單層膜，或包括選自銅膜和銅合金膜中的至少一種以及選自鑰膜、鑰合金膜、 鈦膜和鈦合金膜中的至少一種的多層膜。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11?15中任意一項所述的蝕刻劑組合物，其中，所述銅基金屬膜是 包括鑰合金層、形成在所述鑰合金層上的銅層和形成在所述銅層上的鑰合金層的三層膜。
【文檔編號】G02F1/1333GK104280916SQ201410246018
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】金鎮(zhèn)成, 李鉉奎, 趙成培, 梁圭亨, 李恩遠, 權(quán)玟廷 申請人:東友精細化工有限公司