專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示屏用鉻蝕刻液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示屏用鉻蝕刻液及其制備方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)因其反應(yīng)速度快、對(duì)比度好、可視角度大、色彩豐富等優(yōu)點(diǎn)，作為當(dāng)下各類(lèi)數(shù)碼顯示器中的主流產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、液晶電視等方面，受到越來(lái)越多用戶的青睞。薄膜晶體管是薄膜晶體管液晶顯示器中的關(guān)鍵器件，其性能好壞對(duì)最終液晶顯示器產(chǎn)品的性能具有決定性作用。其制造工藝就是根據(jù)器件的光學(xué)和電學(xué)特性要求，在玻璃基板上制造不同的薄膜，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)不同的薄膜進(jìn)行加工，形成有規(guī)則排列的特定的電子學(xué)器件——薄膜晶體管列陣。薄膜晶體管列陣制造的主要工藝包括基板清洗、成膜、光刻、檢查修復(fù)等基本步驟。其中核心工藝是光刻。在液晶顯示裝置的制造過(guò)程中，在玻璃基板表面需要通過(guò)多次光刻的過(guò)程進(jìn)行多層布線。一般來(lái)說(shuō)，一次完整的光刻過(guò)程需要由以下步驟組成。1、清洗與金屬鍍膜工藝。玻璃基板投入，清洗、干燥工藝，用清洗機(jī)清洗玻璃基板， 并烘干；濺射金屬膜，作為電極材料。2、涂膠工藝用涂膠機(jī)在處理好的金屬膜上涂布紫外感光的光致抗蝕劑。光致抗蝕劑膜厚度一般控制在(15000 士 500) A左右。3、光致抗蝕劑固化工藝前烘工藝、高溫烘焙、固化光光致抗蝕劑。4、曝光工藝紫外線通過(guò)具有柵極圖形的掩模板照射光致抗蝕劑。有圖形的部分擋住UV光，被紫外照射的光致抗蝕劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變軟(正性光致抗蝕劑)。5、顯影工藝用顯影液除去光致抗蝕劑軟化的部分。6、后烘工藝對(duì)顯影液處理后的玻璃基板進(jìn)行高溫烘焙。7、蝕刻工藝蝕刻分濕刻和干刻兩種工藝類(lèi)型。前者是用腐蝕液對(duì)金屬進(jìn)行處理， 除去不需要的部分，后者是用減壓下的氣體放電形成等離子體與金屬反應(yīng)。8、剝離工藝剝離也分濕法和干法。前者是用剝離液除去形成圖形時(shí)使用的光致抗蝕劑；后者是在減壓條件下，用氧氣或臭氧或UV使光致抗蝕劑氧化并揮發(fā)而除去，又稱(chēng)灰化。鉻金屬膜即可以用來(lái)作為其他金屬的中間層、保護(hù)層，也可以單獨(dú)附著在基板上， 做柵電極。其加工方便，可以通過(guò)蝕刻技術(shù)得到各種復(fù)雜的鉻金屬膜圖形。另外鉻的儲(chǔ)量豐富，價(jià)格便宜，所以在液晶顯示裝置的中，金屬鉻因其優(yōu)良的電導(dǎo)性、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕、 耐氧化、與其他金屬具有很好的附著性且價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于薄膜晶體管液晶顯示器制造中的電極、布線材料。目前的鉻金屬膜蝕刻液中一般均存在組分硝酸。這類(lèi)蝕刻液對(duì)鉻金屬膜蝕刻時(shí)主要存在的缺點(diǎn)有蝕刻速度慢，導(dǎo)致光致抗蝕劑長(zhǎng)時(shí)間浸泡于蝕刻液中，將會(huì)使部分光致抗蝕劑脫落，導(dǎo)致部分金屬走線蝕刻效果不佳；對(duì)不需要進(jìn)行蝕刻的抗蝕涂層與鉻金屬膜界面上也有因蝕刻液滲入所致的蝕刻痕導(dǎo)致不需蝕刻部分的鉻金屬膜表面粗糙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液晶顯示屏用鉻蝕刻液及其制備方法。本發(fā)明提供的鉻蝕刻液，包括硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水。所述蝕刻液也可只由上述組分組成。其中，所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30%，優(yōu)選10-25%，更優(yōu)選20% ；硝酸鈰銨是稀土鈰基系列產(chǎn)品，橘紅色顆粒狀晶體，其在酸性條件下有非常強(qiáng)的氧化性，廣泛用于電子工業(yè)和IT產(chǎn)業(yè)，特別是制造集成電路時(shí)鉻的蝕刻中。所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0. 1_10%，具體可為2-5%、2-4%、2-3%、 3-5%、3-4%或4-5%，優(yōu)選1-5% ；鄰氟苯甲酸提供的酸性環(huán)境，可以引起硝酸鈰銨與鉻金屬膜的蝕刻反應(yīng)，并且可以通過(guò)其用量對(duì)反應(yīng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足對(duì)蝕刻速度的不同要求；另外鄰氟苯甲酸的使用可以增加蝕刻液和金屬的親密性，改善蝕刻液對(duì)光致抗蝕劑的親和力，能有效抑制對(duì)不需要進(jìn)行蝕刻的抗蝕涂層與鉻金屬膜界面上也有因蝕刻液滲入所致的蝕刻痕引起不需蝕刻部分的鉻金屬膜表面粗糙，從而得到具有表面平坦光滑的鉻金屬膜配線。所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1_15%，具體可為7-10%、8-10%、9_10%、 7-8 %、7-9 %或8-9 %，優(yōu)選5-10 % ；雙氧水可以有效提高蝕刻速度，不但極大提高了生產(chǎn)效率，也能有效避免因蝕刻速度慢，導(dǎo)致光致抗蝕劑長(zhǎng)時(shí)間浸泡于蝕刻液中，將會(huì)使部分光致抗蝕劑脫落，導(dǎo)致部分金屬走線蝕刻效果不佳的現(xiàn)象，從而大大的提高良品率。余量為所述水。所述水具體可以是自來(lái)水、軟水或去離子水，優(yōu)選去離子水。由于蝕刻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的離子及雜質(zhì)，所以對(duì)水沒(méi)有硬性的要求，常用的自來(lái)水或是軟水就可以使用。但考慮到不同地方水質(zhì)的不同，有可能引起對(duì)蝕刻液組合物難以預(yù)料的影響， 所以優(yōu)選去離子水。更優(yōu)選的，上述本發(fā)明提供的蝕刻液，可為如下質(zhì)量份組分的蝕刻液a至蝕刻液 i 蝕刻液a 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-5份、雙氧水5_10份和水67_71份；蝕刻液b 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-4份、雙氧水5-10份和水67_71份；蝕刻液c 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸3-5份、雙氧水5_10份和水67_71份；蝕刻液d 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-5份、雙氧水8-10份和水67_71份；蝕刻液e 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸4_5份、雙氧水5_10份和水67_71份；蝕刻液f 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-5份、雙氧水8-10份和水70_71份；蝕刻液g 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-5份、雙氧水8-10份和水67_71份；蝕刻液h 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-4份、雙氧水8-10份和水70_71份；蝕刻液i 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸3-5份、雙氧水8-10份和水67_71份。本發(fā)明提供的制備上述蝕刻液的方法，包括如下步驟將所述硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水混勻，得到所述蝕刻液。所述水為去離子水。其中，所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30%，優(yōu)選 10-25%，更優(yōu)選20% ；所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0. 1-10%，具體可為2-5%、 2-42-3%,3-5%,3-4%或4_5%，優(yōu)選1_5% ；所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1_15%，具體可為7-10%、8-10%、9-10%、7-8%、7-9%或8-9%，優(yōu)選5-10% ；余量為所述水。為了除去蝕刻液中粒徑大于0. 2μπι的雜質(zhì)粒子，所述制備蝕刻液的方法，還包括如下步驟在所述混勻步驟之后，將所述蝕刻液過(guò)濾。所述過(guò)濾步驟中，濾網(wǎng)孔徑不大于 0. 2 μ m, it 1 0. 2 μ m。上述本發(fā)明提供的蝕刻液在蝕刻鉻金屬膜中的應(yīng)用，尤其是在蝕刻液晶顯示屏用鉻金屬膜中的應(yīng)用，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明提供的蝕刻液，能夠在不發(fā)生抗蝕涂層滲透的情況下進(jìn)行蝕刻，顯著提高鉻金屬膜的蝕刻速度，具有蝕刻速度可控性，有效抑制抗蝕保護(hù)層的劣化，得到表面平坦光滑的鉻金屬膜配線，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。所述原料如無(wú)特別說(shuō)明均能從公開(kāi)商業(yè)途徑而得。下述實(shí)施例中所用硝酸鈰銨均購(gòu)自淄博瑞博康稀土材料有限公司，鄰氟苯甲酸均購(gòu)自衢州明鋒化工有限公司，雙氧水均購(gòu)自淮南市揚(yáng)淮化工有限公司。實(shí)施例1將20重量份的硝酸鈰銨、5重量份的鄰氟苯甲酸、5重量份的雙氧水和70重量份的去離子水混勻后，用0. 2μπι孔徑的濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，得到本發(fā)明提供的鉻蝕刻液。按照與上完全相同的步驟，僅將上述各原料按照表1所示進(jìn)行替換，得到實(shí)施例 2-8和比較例1-6提供的鉻蝕刻液。按照如下方法對(duì)上述鉻蝕刻液進(jìn)行鉻金屬膜的蝕刻率測(cè)定在玻璃基板上采用濺射法制備鉻金屬膜，使膜厚達(dá)到450nm后，在該鉻金屬膜上涂布抗蝕涂層得到抗蝕涂層圖案。將該基板在50°C下浸入表1所示蝕刻液中蝕刻1分鐘后水洗并干燥，剝離抗蝕涂層后，用觸針式段差計(jì)測(cè)定蝕刻量，并按照如下公式計(jì)算蝕刻率 (單位nm/min)蝕刻率=蝕刻量/蝕刻時(shí)間。按照如下方法對(duì)上述鉻蝕刻液進(jìn)行鉻金屬膜的蝕刻面的表面平滑以及抗蝕涂層的滲透觀察在玻璃基板上采用濺射法制備鉻金屬膜，使膜厚達(dá)到450nm。在該鉻金屬膜上涂布抗蝕涂層得到抗蝕涂層圖案。將該基板在50°C下以從蝕刻率計(jì)算出的蝕刻時(shí)間的1. 2倍對(duì)該基板進(jìn)行蝕刻，蝕刻完畢后水洗并干燥，剝離抗蝕涂層后，用電子顯微鏡(SEM)觀察鋁膜的蝕刻面的表面平滑以及抗蝕涂層的滲透的狀態(tài)。所得結(jié)果均列于表1中。表1、蝕刻液組成及蝕刻效果列表
權(quán)利要求
1.一種蝕刻液，包括硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻液，其特征在于所述蝕刻液是由硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝕刻液，其特征在于所述水為去離子水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的蝕刻液，其特征在于所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30%，優(yōu)選10-25%，更優(yōu)選20% ；所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0. 1-10%，優(yōu)選1-5% ；所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1_15%，優(yōu)選5-10% ；余量為所述水。
5.一種制備權(quán)利要求1-4任一所述蝕刻液的方法，包括如下步驟將所述硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水混勻，得到所述蝕刻液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述水為去離子水。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的蝕刻液，其特征在于所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30 %，優(yōu)選10-25 %，更優(yōu)選20 % ；所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0. 1-10%，優(yōu)選1-5% ；所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1_15%，優(yōu)選5-10% ；余量為所述水。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的方法，其特征在于所述制備權(quán)利1-4任一所述蝕刻液的方法，還包括如下步驟在所述混勻步驟之后，將所述蝕刻液過(guò)濾。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述過(guò)濾步驟中，濾網(wǎng)孔徑不大于 0. 2 μ m, it 1 0. 2 μ m。
10.權(quán)利要求1-4任一所述蝕刻液在蝕刻鉻金屬膜中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種液晶顯示屏用鉻蝕刻液及其制備方法。該蝕刻液，包括硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水。所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30％，優(yōu)選10-25％，更優(yōu)選20％；所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0.1-10％，優(yōu)選1-5％；所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1-15％，優(yōu)選5-10％；余量為所述水。本發(fā)明提供的蝕刻液，能夠在不發(fā)生抗蝕涂層滲透的情況下進(jìn)行蝕刻，顯著提高鉻金屬膜的蝕刻速度，具有蝕刻速度可控性，有效抑制抗蝕保護(hù)層的劣化，得到表面平坦光滑的鉻金屬膜配線，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C23F1/26GK102277573SQ20111023917
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者馮衛(wèi)文 申請(qǐng)人:綿陽(yáng)艾薩斯電子材料有限公司