蝕刻液組合物及使用其制造液晶顯示器用陣列基板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于金屬層蝕刻液組合物及使用所述蝕刻液組合物制造用于液晶顯 示器的陣列基板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著諸如IXD、PDP和0LED特別是TFT-IXD的平板顯示器用屏幕變大，已經(jīng)廣泛地 重新考慮采用銅或銅合金組成的單層，或者采用銅或銅合金/其它金屬、其它金屬的合金 或者金屬氧化物的大于兩層的多層，以便降低布線電阻并提高與介電硅層的粘附性。例如， 銅/鉬層、銅/鈦層或銅/鉬-鈦層可以形成為TFT-LCD的柵線和構(gòu)成數(shù)據(jù)線的源/漏線， 并且可能有助于擴大顯示器用屏幕。因此，需要開發(fā)具有優(yōu)異蝕刻特性的組合物用于蝕刻 包含銅基層的這些金屬層。
[0003] 作為上面提到的蝕刻組合物，通常使用過氧化氫和氨基酸類蝕刻液、過氧化氫和 磷酸類蝕刻液、過氧化氫和聚乙二醇類蝕刻液等。
[0004] 作為一個例子，韓國專利申請公布號10-2011-0031796公開了一種包含水溶性化 合物的蝕刻液，具有：A)過氧化氫（Η202)、Β)過硫酸鹽、C)具有氨基和羧基的可溶性化合物 和水。
[0005] 韓國專利申請公布號10-2012-0044630公開了一種用于含銅金屬層的蝕刻液，該 蝕刻液包含：過氧化氫、磷酸、環(huán)狀胺化合物、硫酸鹽、氟硼酸和水。
[0006] 韓國專利申請公布號10-2012-0081764公開了一種蝕刻液，包含：A)氫氧化銨、B) 過氧化氫、C)氟化合物、D)多元醇和E)水。
[0007] 然而，在包含銅基層的金屬層的CD損失、斜度（錐度）、圖案直線度、金屬殘余物、 貯存穩(wěn)定性和待處理的片材數(shù)等方面中，上面提到的蝕刻液不能充分滿足相關(guān)領(lǐng)域中所要 求的條件。
[0008] [引用列表]
[0009] [專利文獻]
[0010] (專利文獻1):韓國專利申請公布號10-2011-0031796，
[0011] (專利文獻2):韓國專利申請公布號10-2012-0044630，
[0012] (專利文獻3):韓國專利申請公布號10-2012-0081764。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，本發(fā)明已被設(shè)計以解決上述問題，并且本發(fā)明的目的是：提供具有優(yōu)異工作 安全性、優(yōu)異蝕刻速率和處理大量片材的能力的蝕刻液組合物，并且具體為具有優(yōu)異蝕刻 速率的最佳蝕刻輪廓和處理大量片材的優(yōu)異能力的蝕刻液組合物；以及使用該組合物制造 用于液晶顯示器的陣列基板的方法。
[0014] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面是提供一種蝕刻液組合物，該蝕刻液組合 物包含：金屬層氧化劑、螯合劑和余量的水，
[0015] 其中，所述螯合劑的官能團的摩爾量相比于所述金屬層氧化劑的摩爾量是0. 1至 10,并且
[0016] 所述螯合劑的官能團是在β位兩側(cè)都具有雜原子的單元，并且
[0017] 所述金屬層氧化劑的摩爾量和所述螯合劑的官能團的摩爾量從下面的等式1和 等式2獲得：
[0018] [等式 1]
[0019]
[0020] [等式 2]
[0021]
〇
[0022] 本發(fā)明的另一個方面提供了一種制造用于液晶顯示器的陣列基板的方法，包括：
[0023] a)在基板上形成柵極的步驟；
[0024] b)在包含所述柵極的基板上形成柵絕緣體的步驟；
[0025] c)在所述柵絕緣體上形成半導體層的步驟；
[0026] d)在所述半導體層上形成源/漏極的步驟；和
[0027] e)形成與所述漏極連接的像素電極的步驟；
[0028] 其中，所述步驟a)、d)或e)包括形成金屬層的步驟并且用根據(jù)發(fā)明任一種所述的 蝕刻液組合物蝕刻所述金屬層來形成電極的步驟。
[0029] 本發(fā)明的金屬層蝕刻液組合物通過調(diào)節(jié)螯合劑的官能團可以提供優(yōu)異的蝕刻速 率和大量的待處理的片材數(shù)。
[0030] 進一步地，作為本發(fā)明的實施方式，例如包含銅基層的金屬層用蝕刻液組合物含 有低含量的過氧化氫作為氧化劑，并因此具有優(yōu)異的工作安全性、價格競爭力的優(yōu)點及能 夠經(jīng)濟地處置該蝕刻液的效果。
[0031] 進一步地，使用本發(fā)明的蝕刻液組合物制造用于液晶顯示器的陣列基板的方法能 夠通過在液晶顯示器用陣列基板上形成具有優(yōu)異蝕刻輪廓的電極來制造具有優(yōu)異驅(qū)動特 性的用于液晶顯示器的陣列基板。
【具體實施方式】
[0032] 下面，將給出本發(fā)明的詳細描述。
[0033] 本發(fā)明涉及一種蝕刻液組合物，該蝕刻液組合物包含：金屬層氧化劑、螯合劑和余 量的水；其中，與所述螯合劑的官能團的摩爾量相比于所述金屬層氧化劑的摩爾量是〇. 1 至10,并且
[0034] 所述螯合劑的官能團是在β位兩側(cè)都具有雜原子的單元，并且
[0035] 所述金屬層氧化劑的摩爾量和所述螯合劑的官能團的摩爾量從下面的等式1和 等式2獲得。
[0036][等式 1]
[0037:
[0038] [等式 2]
[0039]
[0040] 在本發(fā)明中，與金屬層氧化劑的摩爾量相比，螯合劑的官能團的摩爾量被定義為 "螯合濃度"，并且蝕刻液組合物的螯合濃度的值為〇. 1至10。螯合濃度能夠依賴于氧化劑 的類型和特性進行適當調(diào)節(jié)。如果螯合濃度的值為0. 1至10,則可以顯示出優(yōu)異的蝕刻性 質(zhì)諸如優(yōu)異的蝕刻速率和優(yōu)異的待處理的片材數(shù)量等。
[0041] 如果螯合濃度低于0. 1，則由于缺乏溶解的氧化金屬的穩(wěn)定而出現(xiàn)待處理的片材 數(shù)量降低的問題；并且，如果螯合濃度超過10,則存在由于粘度增加而導致蝕刻速率降低 的問題。
[0042] 金屬層氧化劑是用于氧化金屬層的主要成分，并沒有特別的限制，但可以代表性 地是選自由過氧化氫、過乙酸、酸化金屬、硝酸、過硫酸鹽、氫鹵酸和鹵酸鹽等組成的組中的 一種或多種。
[0043] 酸化金屬是指被氧化的金屬，例如，諸如Fe3+、Cu2+等，并且它包括在溶液狀態(tài)中離 解成Fe3+、Cu2+等的化合物。過硫酸鹽包括過硫酸銨、過硫酸堿金屬鹽、過硫酸氫鉀復合鹽 (oxone)等，并且鹵酸鹽包括氯酸鹽、高氯酸鹽、溴酸鹽、高溴酸鹽等。
[0044] 蝕刻液組合物可以通過包含基于該組合物的總重量的1重量％至40重量％的金 屬層氧化劑，〇. 1重量％至10重量％的螯合劑和余量的水來制造。
[0045] 根據(jù)氧化劑的類型和特性可以適當?shù)卣{(diào)節(jié)金屬層氧化劑的含量，并且當包含的金 屬層氧化劑在上述范圍內(nèi)時，可以適當?shù)卣{(diào)節(jié)金屬層的蝕刻速率。
[0046] 作為螯合劑，乙二醇類是優(yōu)選的，并且可以沒有限制地使用本領(lǐng)域已知的成分，特 別優(yōu)選使用聚乙二醇。
[0047] 作為聚乙二醇，可以使用在末端具有羥基或醚基的環(huán)氧乙烷的額外聚合物，但是 優(yōu)選具有至少一個羥基。進一步地，分子量更優(yōu)選為1000或以下，以抑制溶液粘度的過度 增加。
[0048] 基于該組合物的總重量，螯合劑的含量為0. 1重量％至10重量％，優(yōu)選為1重 量％至5重量％。如果含有的螯合劑低于0. 1重量％，則難以預(yù)期基板的待處理的片材數(shù) 的增加，并且可能出現(xiàn)蝕刻均一性降低和金屬層氧化劑分解加速的問題。進一步地，在含量 超過10重量％時，可能引起生成大量泡沫的缺點。
[0049] 通過本發(fā)明的蝕刻液組合物蝕刻的金屬層不受到特別限制，但是優(yōu)選使用銅基金 屬層、鉬基金屬層、鈦基金屬層或它們的多層。
[0050] 銅基金屬層指銅層或銅合金層，鉬基金屬層指鉬層或鉬合金層，并且鈦基金屬層 指鈦層或鈦合金層。
[0051] 多層包括例如：鉬基金屬層/銅基金屬層的雙層，其中的銅基金屬層為下層并且 鉬基金屬層是上層；銅基金屬層/鉬基金屬層的雙層，其中的鉬金屬層是下層并且銅基金 屬層是上層；銅基金屬層/鉬基和鈦基合金層的雙層；以及，大于三層的多層，其中的銅基 金屬層和鉬基金屬層交替層疊，諸如鉬基金屬層/銅基金屬層/鉬基金屬層或者銅基金屬 層/鉬基金屬層/銅基金屬層。
[0052] 此外，多層包括例如：鈦基金屬層/銅基金屬層的雙層，其中的銅金屬層為下層并 且鈦基金屬層是上層；銅基金屬層/鈦基金屬層的雙層，其中的鈦金屬層是下層并且銅基 金屬層是上層；銅基金屬層/鈦基金屬層和鉬基合金層的雙層；以及，大于三層的多層，其 中的銅基金屬層和鈦基金屬層交替層疊，諸如鈦基金屬層/銅基金屬層/鈦基金屬層或者 銅基金屬層/鈦基金屬層/銅基金屬層。
[0053] 多重考慮了構(gòu)成上層或下層的材料或者與層的粘合性等，可以確定多層的層間組 合結(jié)構(gòu)。
[0054] 銅、鉬或鈦合金層指作為合金來生產(chǎn)的金屬層，其中對于合金，以銅、鉬或鈦為主 要成分并根據(jù)膜性質(zhì)使用其它不同金屬。例如，鉬合金層指以鉬為主要成分并含有選自鈦 (Ti)、鉭（Ta)、鉻（Cr)、鎳（Ni)、釹（Nd)和銦（In)中的一種或多種的合金來生產(chǎn)的層。
[0055] 本發(fā)明的蝕刻液組合物可以進一步包含選自由氟化物、含氮原子的化合物和磷酸 組成的組中一種或多種。
[0056] 包含在本發(fā)明的蝕刻液組合物中的氟化物用于去除蝕刻殘渣，并且用于蝕刻鈦基 金屬層。
[0057] 基于該組合物的總重量，氟化物的含量可以為0. 1重量％至5重量％，更優(yōu)選為 〇. 1重量％至2重量％。
[0058] 上述