專利名稱：蝕刻組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管液晶顯示裝置的蝕刻組合物，其用于對(duì)薄膜晶體管液晶顯示裝置(TFT LCD)的透明導(dǎo)電膜(ITO膜)進(jìn)行選擇性的蝕刻，更詳細(xì)地說(shuō)，所涉及的薄膜晶體管液晶顯示裝置的蝕刻組合物，隨時(shí)間的變化小，將對(duì)其他金屬配線的影響最小化，可穩(wěn)定地進(jìn)行蝕刻，且蝕刻速度快，并減輕了側(cè)蝕。
背景技術(shù)：
透明導(dǎo)電膜被廣泛用于諸如LCD和PDP等平面顯示用的顯示裝置。一般來(lái)說(shuō)，顯示裝置是一種電光學(xué)裝置，能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為視覺(jué)映像，令人們能夠直接分辨信息。
在這種顯示裝置中，液晶顯示裝置通過(guò)施加電場(chǎng)使液晶分子的排列發(fā)生變化，利用液晶的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行顯示。此時(shí)，為了施加電場(chǎng)必須有電極，這種電極需要有導(dǎo)電性及透明性。作為適應(yīng)這一要求的物質(zhì)，主要采用的是透明導(dǎo)電膜(ITO膜)。
液晶顯示裝置的薄膜晶體管基板按如下順序進(jìn)行制造形成由金屬形成的配線、形成包覆配線的保護(hù)膜、積層成形透明導(dǎo)電膜(ITO膜)、形成透明電極。為了形成透明電極，這時(shí)必須通過(guò)蝕刻工序形成希望得到的微細(xì)圖案，因此先在基板上形成ITO膜，用光致抗蝕劑繪出微細(xì)圖案后進(jìn)行蝕刻。
然而，眾所周知由于透明導(dǎo)電膜(ITO膜)的化學(xué)耐受性，在透明導(dǎo)電膜(ITO膜)上進(jìn)行化學(xué)蝕刻是非常困難的，至今為止上述蝕刻作業(yè)中一直使用下述蝕刻液鹽酸+醋酸水溶液、鹽酸+硝酸+醋酸水溶液、草酰酸水溶液、氯化鐵水溶液等。
上述鹽酸+醋酸水溶液雖然對(duì)其他金屬配線沒(méi)有影響，但存在隨時(shí)間的變動(dòng)大、蝕刻速度慢的問(wèn)題；鹽酸+硝酸+醋酸水溶液則存在對(duì)其他的金屬配線尤其是Mo系列有影響的問(wèn)題。而氯化鐵水溶液的蝕刻速度雖然快，但是存在氯化鐵不穩(wěn)定容易被鹽酸分解的問(wèn)題。
因此，實(shí)際情況是更加有必要研究出具有適當(dāng)?shù)奈g刻能力而對(duì)其他金屬配線無(wú)影響的蝕刻組合物。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決如上所述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種蝕刻組合物，其特征為隨時(shí)間推移所發(fā)生的變化小，將對(duì)于其他金屬配線的影響最小化，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定地蝕刻、蝕刻速度快、側(cè)蝕(side etching)程度小。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種蝕刻組合物，其特征為能同時(shí)校準(zhǔn)蝕刻面，除殘?jiān)矢叨鴮?duì)其他金屬配線無(wú)影響。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下薄膜晶體管液晶顯示裝置的蝕刻組合物，其含有a)15重量％～30重量％的鹽酸；b)1重量％～15重量％的醋酸；c)選自由AgNO3、Al(NO3)3、Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、Cd(NO3)2、Cd(NO3)3、Ce(NO3)3、Co(NO3)2、Cr(NO3)3、Cu(NO3)2、Eu(NO3)3、Fe(NO3)3、HgNO3、KNO3、La(NO3)3、Mg(NO3)2、NH4NO3、NaNO3、Ni(NO3)2、Pb(NO3)2、PtNO3、Tb(NO3)3及Zn(NO3)2組成的組中的一種或一種以上的添加劑，含量為0.1重量％～5重量％；d)余量的超純水另外，本發(fā)明提供了薄膜晶體管液晶顯示裝置的制造方法，這種方法包括使用上述蝕刻組合物進(jìn)行蝕刻的步驟。


圖1表示的是隨著本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制造的蝕刻組合物的表面活性劑濃度的變化所相應(yīng)產(chǎn)生的表面張力。
圖2是使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制造的蝕刻組合物所處理的透明導(dǎo)電膜(ITO膜)的截面照片。其中，圖2A未進(jìn)行光致抗蝕劑的去除，包括光致抗蝕劑的線條和空白部分；圖2B未進(jìn)行光致抗蝕劑的去除，僅包括空白部分，圖2B用來(lái)觀察ITO殘留物并確定空白部分的蝕刻時(shí)間是否足夠；圖2C進(jìn)行了光致抗蝕劑的去除，包括光致抗蝕劑線條和空白部分。
圖3是以未使用添加劑的現(xiàn)有蝕刻組合物所處理的透明導(dǎo)電膜(ITO膜)的截面照片。其中，圖3A未進(jìn)行光致抗蝕劑的去除，包括光致抗蝕劑的線條和空白部分，圖中的數(shù)值表示側(cè)蝕的距離；圖3B未進(jìn)行光致抗蝕劑的去除，僅包括空白部分，圖3B用來(lái)觀察ITO殘留物并確定空白部分的蝕刻時(shí)間是否足夠；圖3C進(jìn)行了光致抗蝕劑的去除，包括光致抗蝕劑線條和空白部分圖4是使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制造的蝕刻組合物所處理的透明導(dǎo)電膜(ITO膜)的截面照片。其中，圖4A未進(jìn)行光致抗蝕劑的去除，包括光致抗蝕劑的線條和空白部分，圖中的數(shù)值表示側(cè)蝕的距離；圖4B未進(jìn)行光致抗蝕劑的去除，僅包括空白部分，圖4B用來(lái)觀察ITO殘留物并確定空白部分的蝕刻時(shí)間是否足夠；圖4C進(jìn)行了光致抗蝕劑的去除，包括光致抗蝕劑線條和空白部分具體實(shí)施方式
以下是對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明的薄膜晶體管液晶顯示裝置的蝕刻組合物，其特征為含有a)15重量％～30重量％的鹽酸；b)1重量％～15重量％的醋酸；c)0.1重量％～5重量％的選自由AgNO3、Al(NO3)3、Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、Cd(NO3)2、Cd(NO3)3、Ce(NO3)3、Co(NO3)2、Cr(NO3)3、Cu(NO3)2、Eu(NO3)3、Fe(NO3)3、HgNO3、KNO3、La(NO3)3、Mg(NO3)2、NH4NO3、NaNO3、Ni(NO3)2、Pb(NO3)2、PtNO3、Tb(NO3)3及Zn(NO3)2組成的組中的一種或一種以上的添加劑；以及d)余量的超純水。
本發(fā)明中所用的鹽酸、醋酸及超純水可以使用晶體管工藝上能夠使用純度的物質(zhì)，也可以使用市售品，也可以通過(guò)業(yè)界通常公認(rèn)的方法對(duì)的工業(yè)級(jí)的物質(zhì)進(jìn)行精制后使用。
優(yōu)選本發(fā)明中使用的上述a)的鹽酸在蝕刻組合物中含有15重量％～30重量％，更優(yōu)選15重量％～20重量％。鹽酸的含量在上述范圍內(nèi)時(shí)，ITO蝕刻條件下可以做到對(duì)其他金屬配線的影響最小化，能減輕隨時(shí)間推移所發(fā)生的變化。
本發(fā)明中使用的上述b)的醋酸起調(diào)節(jié)反應(yīng)速度的緩沖劑作用。
優(yōu)選上述醋酸在蝕刻組合物中含有1重量％～15重量％，更優(yōu)選含有5重量％～10重量％。醋酸含量在上述范圍內(nèi)時(shí)可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)反應(yīng)速度，加快蝕刻速度，由此取得提高生產(chǎn)性的效果。
本發(fā)明中使用的上述c)的選自由AgNO3、Al(NO3)3、Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、Cd(NO3)2、Cd(NO3)3、Ce(NO3)3、Co(NO3)2、Cr(NO3)3、Cu(NO3)2、Eu(NO3)3、Fe(NO3)3、HgNO3、KNO3、La(NO3)3、Mg(NO3)2、NH4NO3、NaNO3、Ni(NO3)2、Pb(NO3)2、PtNO3、Tb(NO3)3及Zn(NO3)2組成的組中的一種或一種以上的添加劑，可以起到提高除渣效率的作用。進(jìn)一步優(yōu)選使用選自由NH4NO3、NaNO3、KNO3及Fe(NO3)3組成的組中的一種或一種以上的添加劑。
優(yōu)選上述添加劑在蝕刻組合物中含有0.1重量％～5重量％，更優(yōu)選含有0.1重量％～2重量％。添加劑的含量在上述范圍內(nèi)時(shí)可取得更好除渣效率。
本發(fā)明中使用的上述d)的蝕刻組合物中余量的超純水起稀釋蝕刻組合物的作用。
上述超純水優(yōu)選使用經(jīng)過(guò)離子交換樹脂過(guò)濾之后的余量的純水，特別優(yōu)選電阻率大于或等于18兆歐(MΩ)的超純水。
在上述的成分所組成的本發(fā)明的蝕刻組合物中可以追加含有e)表面活性劑。
上述表面活性劑通過(guò)降低蝕刻組合物的表面張力而在大型基板上得以充分地延展，由此起到了增加大型基板上蝕刻的均一性并除去殘?jiān)淖饔谩?br> 上述的表面活性劑只要是可以耐受低pH值，在酸性條件下可以使用的表面活性劑就可以，特別優(yōu)選使用CF鏈中最少含有8個(gè)硫化基團(tuán)的氟系陰離子型表面活性劑。
上述表面活性劑在蝕刻組合物中的含量?jī)?yōu)選是10ppm～300ppm，當(dāng)其含量在此范圍內(nèi)時(shí)，不僅除渣效率高，而且在提高大型基板上的蝕刻均一性方面起到了更好的作用。
此外，本發(fā)明提供了一種薄膜晶體管液晶顯示裝置的制造方法，它包含了由上述成分組成的蝕刻組合物進(jìn)行蝕刻的步驟。當(dāng)然在上述蝕刻前后可以應(yīng)用薄膜晶體管液晶顯示裝置的制造方法所采用的通常的工序等。
如前所述，本發(fā)明中蝕刻組合物隨時(shí)間變化小，將對(duì)其他的金屬配線的影響最小化，可以穩(wěn)定地進(jìn)行蝕刻，不僅蝕刻迅速、能減輕側(cè)蝕，而且具有能同時(shí)校準(zhǔn)蝕刻面、除渣效率高的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于本發(fā)明的蝕刻組合物所產(chǎn)生的氣泡量明顯比以往的蝕刻組合物少，所以更易于應(yīng)用噴霧式蝕刻方式。
為了理解本發(fā)明，在下文中給出了優(yōu)選的實(shí)施例，但這僅僅是對(duì)本發(fā)明舉例說(shuō)明而已，并沒(méi)有將本發(fā)明的范圍拘泥于下述實(shí)施例。
實(shí)施例1將12質(zhì)量％鹽酸、3質(zhì)量％醋酸、0.1質(zhì)量％作為添加劑的NH4NO3及余量的超純水混合均勻，制造出蝕刻組合物。
實(shí)施例2～4及比較例1～4除了組成如下表1中所示之外，采用與實(shí)施例1相同的方法制造出蝕刻組合物。
在玻璃基板上通過(guò)噴濺形成透明導(dǎo)電膜(ITO膜)，涂覆光致抗蝕劑并顯影，于45℃將上述實(shí)施例1～4及比較例1～4的蝕刻組合物固定在已形成圖案的試片上后，浸漬90秒鐘，測(cè)定的蝕刻性能結(jié)果如下表1所示。表1的單位為重量％。


通過(guò)表1可以得知，與比較例1～4相比，本發(fā)明所制造的實(shí)施例1～4中的蝕刻組合物的除渣效率更好。
實(shí)施例5～13如下表2所示，在由15質(zhì)量％鹽酸、5質(zhì)量％醋酸、1.0質(zhì)量％作為添加劑的NH4NO3及余量的超純水組成的蝕刻組合物中，將全氟辛基磺酸銨作為氟系陰離子型表面活性劑，分別添加0ppm、50ppm、100ppm、300ppm、500ppm、1000ppm，均勻混合形成蝕刻組合物。表2的單位為重量％。


使用上述實(shí)施例5、實(shí)施例8及實(shí)施例10至13中所得的蝕刻組合物，測(cè)定隨表面活性劑濃度的變化的除渣效率的結(jié)果如表3所示。


由表3可以得知，本發(fā)明所制造的蝕刻組合物中添加表面活性劑時(shí)，能夠取得更好的除渣效果。尤其是表面活性劑的濃度在10ppm～300ppm的范圍內(nèi)時(shí)效果更佳。
使用上述實(shí)施例5至10及實(shí)施例12至13中所得的蝕刻組合物，進(jìn)一步測(cè)定表面張力隨表面活性劑濃度的變化的結(jié)果如下表4及圖1所示。


由上述表4及圖1可以得知，表面活性劑的濃度越高，本發(fā)明的蝕刻組合物的表面張力越低，尤其當(dāng)表面活性劑的濃度在10ppm～300ppm的范圍內(nèi)時(shí)，不僅除渣效率高，而且表面張力降低，大型基板上的蝕刻均一性得到提高。
使用上述實(shí)施例1、比較例1及實(shí)施例6的蝕刻組合物將透明導(dǎo)電膜(ITO膜)處理之后，通過(guò)掃描顯微鏡(SEM，S-4199，日立社)觀察的結(jié)果分別如圖2、圖3及圖4所示。
如圖2及圖3所示，將含添加劑的實(shí)施例1中的本發(fā)明的蝕刻組合物(圖2)與不使用添加劑的比較例1中的蝕刻組合物(圖3)相比較可得知，前者可有效除渣，對(duì)其他的金屬配線無(wú)影響、蝕刻穩(wěn)定。此外，可確認(rèn)本發(fā)明的蝕刻組合物中含有氟系陰離子型表面活性劑的實(shí)施例6(圖4)的情況下，含該表面活性劑的蝕刻組合物的除渣效果更佳。
本發(fā)明中蝕刻組合物隨時(shí)間變化小，將對(duì)其他的金屬配線的影響最小化，可以穩(wěn)定地進(jìn)行蝕刻，不僅蝕刻迅速、能減輕側(cè)蝕，而且具有可同時(shí)校準(zhǔn)蝕刻面、除渣效率高的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于本發(fā)明的蝕刻組合物所產(chǎn)生的氣泡量明顯比以往的蝕刻組合物少，所以更易于適用噴霧式蝕刻方式。
權(quán)利要求
1.薄膜晶體管液晶顯示裝置的蝕刻組合物，其特征為，含有a)12重量％～30重量％的鹽酸；b)1重量％～15重量％的醋酸；c)選自由AgNO3、Al(NO3)3、Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、Cd(NO3)2、Cd(NO3)3、Ce(NO3)3、Co(NO3)2、Cr(NO3)3、Cu(NO3)2、Eu(NO3)3、Fe(NO3)3、HgNO3、KNO3、La(NO3)3、Mg(NO3)2、NH4NO3、NaNO3、Ni(NO3)2、Pb(NO3)2、PtNO3、Tb(NO3)3及Zn(NO3)2組成的組中的一種或一種以上的添加劑，含量為0.1重量％～5重量％；d)余量的超純水。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管液晶顯示裝置的蝕刻組合物，其特征為，所述蝕刻組合物質(zhì)進(jìn)一步含有10ppm～300ppm的e)表面活性劑。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管液晶顯示裝置的蝕刻組合物，其特征為，所述薄膜晶體管液晶顯示裝置是薄膜晶體管液晶顯示裝置的透明導(dǎo)電膜。
4.薄膜晶體管液晶顯示裝置的制造方法，其包括利用權(quán)利要求1～3中的任意一項(xiàng)的蝕刻組合物進(jìn)行蝕刻的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及薄膜晶體管液晶顯示裝置的蝕刻組合物，為了對(duì)薄膜晶體管液晶顯示裝置的透明導(dǎo)電膜(ITO膜)進(jìn)行選擇性地蝕刻，所用的蝕刻組合物中含有鹽酸、醋酸、添加劑及超純水，它們隨時(shí)間的變化小，將對(duì)于其他的配線的影響最小化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄膜的穩(wěn)定蝕刻，且蝕刻速度快，減輕了側(cè)蝕。
文檔編號(hào)H01L21/306GK1670624SQ200510055418
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者李騏范, 曹三永, 李敏鍵, 申賢哲 申請(qǐng)人:東進(jìn)世美肯株式會(huì)社