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)明涉及一種用于金屬層的蝕刻液組合物及一種使用該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的平板顯示器屏幕變大，已經(jīng)廣泛重新 考慮采用由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，以降低布線電阻并提高與介電硅層的粘合性。例如，銅/ 鉬層、銅/鈦層或銅/鉬-鈦層可形成為TFT-LCD的柵線和構(gòu)成數(shù)據(jù)線的源/漏布線，并且 可有助于擴(kuò)大顯示器屏幕。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(gè)例子，韓國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)10-2011-0031796公開了一種包括水溶性化 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 以及水。
[0005] 韓國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)10-2012-0044630公開了一種用于含銅的金屬層的蝕刻液， 包括：過氧化氫、磷酸、環(huán)狀胺化合物、硫酸鹽、氟硼酸和水。
[0006] 韓國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)10-2012-0081764公開了一種蝕刻液，包括：A)氫氧化銨、B) 過氧化氫、C)氟化物、D)多元醇和E)水。
[0007] 然而，對(duì)于含銅基層的金屬層來講在CD損失、斜度（錐度）、圖案直線度、金屬殘 渣、貯存穩(wěn)定性、處理的片材數(shù)量等方面，上面提到的蝕刻液不足以滿足相關(guān)領(lǐng)域中所要求 的條件。
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :韓國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)10-2011-0031796
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :韓國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)10-2012-0044630
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :韓國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)10-2012-0081764

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 因此，已作出了本發(fā)明以解決上述問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種蝕刻液組 合物，其具有優(yōu)異的工作安全性、優(yōu)異的蝕刻速率和對(duì)大量片材的優(yōu)異處理能力，特別是提 供一種蝕刻液組合物，其在具有優(yōu)異的蝕刻速率和對(duì)大量片材的優(yōu)異處理能力的同時(shí)還具 有最佳蝕刻輪廓；以及提供一種使用該組合物制造液晶顯示器用陣列基板的方法。
[0013] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種蝕刻液組合物，包括：金屬層氧化 劑；氟化物；含氮原子的化合物；磷酸；下述化學(xué)式1的聚乙二醇；以及余量的水，其中，基 于1克所述蝕刻液組合物，下述化學(xué)式1的聚乙二醇的重復(fù)單元的毫摩爾量用于表示環(huán)氧 乙烷水平，并且所述蝕刻液組合物的環(huán)氧乙烷水平為0. 4~2。
[0014] [化學(xué)式1]
[0015]
[0016] 其中η是2~100的整數(shù)，并且
[0017] 札和R2各自獨(dú)立地為氫、C1~C4的脂肪族烴基或苯基。
[0018] 本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種制造用于液晶顯示器的陣列基板的方法，包括：
[0019] a)在基板上形成柵極的步驟；
[0020] b)在包括所述柵極的所述基板上形成柵絕緣體的步驟；
[0021] c)在所述柵絕緣體上形成半導(dǎo)體層的步驟；
[0022] d)在所述半導(dǎo)體層上形成源極/漏極的步驟；以及
[0023] e)形成與所述漏極連接的像素電極的步驟；
[0024] 其中，步驟a)、d)或e)包括形成金屬層并且使用根據(jù)本發(fā)明的蝕刻液組合物蝕刻 所述金屬層來形成電極的步驟。
[0025] 本發(fā)明的金屬層蝕刻液組合物通過調(diào)節(jié)重復(fù)單元可增加處理的片材數(shù)量。
[0026] 此外，本發(fā)明的金屬層蝕刻液組合物提供優(yōu)異的蝕刻速率。
[0027] 進(jìn)一步，用于含銅基層的金屬層的蝕刻液組合物例如包含低含量的過氧化氫，因 此它具有如下優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)異的工作安全性、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力和能夠經(jīng)濟(jì)地處置該蝕刻液的效果。
[0028] 進(jìn)一步，使用本發(fā)明中的蝕刻液組合物制造用于液晶顯示器的陣列基板的方法使 能夠通過在用于液晶顯示器的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(dòng)特性的液晶顯示器用陣列基板。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面，將給出本發(fā)明的詳細(xì)描述。
[0030] 本發(fā)明涉及一種蝕刻液組合物，包括：金屬層氧化劑；氟化物；含氮原子的化合 物；磷酸；下述化學(xué)式1的聚乙二醇；以及余量的水，其中，基于1克蝕刻液組合物，下述化 學(xué)式1的聚乙二醇的重復(fù)單元的毫摩爾量用于表示環(huán)氧乙烷水平，并且上述蝕刻液組合物 的環(huán)氧乙燒水平為0. 4~2。
[0031] [化學(xué)式1]
[0032]
[0033] 其中η是2~100的整數(shù)，并且
[0034] 札和R2各自獨(dú)立地為氫、C1~C4的脂肪族烴基或苯基。
[0035] 進(jìn)一步，更優(yōu)選&和R2各自獨(dú)立地為氫或甲基。
[0036] 本發(fā)明通過調(diào)節(jié)化學(xué)式1的重復(fù)單元可提供環(huán)氧乙烷水平為0. 4~2的蝕刻液組 合物，并由此改進(jìn)蝕刻速率和處理的片材數(shù)量，最終可提供表現(xiàn)出最佳蝕刻輪廓的金屬層 蝕刻液組合物。
[0037] 在本發(fā)明中，環(huán)氧乙烷水平優(yōu)選為0. 4~2,更優(yōu)選為0. 8~1. 5。如果環(huán)氧乙烷 水平小于0. 4,對(duì)處理的片材數(shù)量的改進(jìn)是不夠的，而如果它超過2,由于粘度增加而存在 蝕刻速率降低的問題。
[0038] 金屬層氧化劑是用于氧化金屬層的主要組分，其沒有特別的限制，但可以是選自 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。
[0039] 酸化金屬是指被氧化的金屬，例如Fe3+、Cu2+等，并且它包括在溶液狀態(tài)下解離 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(fù)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。
[0040] 金屬層蝕刻液組合物可通過包括如下組分來制備：基于組合物的總重量，
[0041 ]lwt%~40wt%的金屬層氧化劑；
[0042] 0· lwt%~5wt%的氟化物；
[0043] 0·lwt%~10wt%的含氮原子的化合物；
[0044] 0·Olwt% ~10wt% 的磷酸；
[0045] 化學(xué)式1的聚乙二醇的wt%量使所述環(huán)氧乙烷水平為0. 4~2 ;以及
[0046] 余量的水。
[0047] 金屬層氧化劑的含量可根據(jù)氧化劑的類型和性質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，并且?dāng)金屬層 氧化劑的量落入上述范圍內(nèi)時(shí)，可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)金屬層的蝕刻速率。
[0048] 本發(fā)明化學(xué)式1的聚乙二醇是環(huán)氧乙烷的加成聚合物，并且它的重復(fù)單元是乙撐 氧?；诮M合物的總重量，化學(xué)式1的聚乙二醇的wt%量是使化學(xué)式1的聚乙二醇的環(huán)氧 乙烷水平為〇. 4~2,優(yōu)選為0. 8~1. 5。因此，通過調(diào)節(jié)化學(xué)式1的重復(fù)單元，能夠制備處 理的片材數(shù)量增加而不降低蝕刻速率的金屬層蝕刻液組合物。
[0049] 包含在本發(fā)明蝕刻液組合物中的氟化物用于去除蝕刻殘?jiān)?，并且用于蝕刻鈦基金 屬層。
[0050] 基于組合物的總重量，氟化物的量可為0.lwt%~5wt%，更優(yōu)選0.lwt%~ 2wt%〇
[0051] 優(yōu)選上述范圍是因?yàn)榭煞乐刮g刻殘?jiān)⑶也灰鸩ＡЩ寤蛳旅娴墓鑼拥奈g刻。
[0052] 然而，如果氟化物的量超出上述范圍，由于不均一的蝕刻特性導(dǎo)致在基板內(nèi)產(chǎn)生 污漬，由于過快的蝕刻速率下層可能被損壞，并且在處理期間難以控制蝕刻速率。
[0053] 優(yōu)選地，氟化物可以是能夠解離成氟離子或多原子氟離子（polyatomicfluorine ion)的化合物。
[0054] 能夠解離成氟離子或多原子氟離子的化合物可以是選自由氟化銨、氟化鈉、氟化 鉀、氟氫化鈉和氟氫化鉀組成的組中一種或多種。
[0055] 包含在本發(fā)明蝕刻液組合物中的含氮原子的化合物用于增加蝕刻液的蝕刻速率 和處理的片材數(shù)量。
[0056]可以使用本領(lǐng)域已知的含氮原子的化合物而沒有限制，并且代表性地可以使用在 分子中含有氨基和羧酸基的化合物。
[0057] 在分子中含有氨基和羧酸基的化合物可包括例如在羧酸基和氨基之間含有一個(gè) 碳原子的α-氨基酸，并且代表性地為：一價(jià)氨基酸，諸如甘氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、異亮 氨酸、脯氨酸、酪氨酸、精氨酸等；和多價(jià)氨基酸，諸如亞氨基二乙酸、次氮基三乙酸、乙二醇 四乙酸。含氮原子的化合物可以單獨(dú)使用或以兩種或更多種的組合使用。
[0058] 基于組合物的總重量，含氮原子的化合物的量為0.lwt%~10wt%，更優(yōu)選為 lwt%~5wt%。優(yōu)選上述范圍是因?yàn)樗軌蚋倪M(jìn)蝕