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)明涉及用于金屬層的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(kuò)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(guò)氧化氫和氨基酸類蝕刻液、過(guò)氧化氫和 磷酸類蝕刻液、過(guò)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)公布號(hào)10-2011-0031796公開了一種包含水溶性化 合物的蝕刻液，具有：A)過(guò)氧化氫（Η202)、Β)過(guò)硫酸鹽、C)具有氨基和羧基的可溶性化合物 和水。
[0005] 韓國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)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(guò)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)公布號(hào)10-2012-0081764公開了一種蝕刻液，包含：A)氫氧化銨、B) 過(guò)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(xiàn)]
[0010] (專利文獻(xiàn)1):韓國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)10-2011-0031796，
[0011] (專利文獻(xiàn)2):韓國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)10-2012-0044630，
[0012] (專利文獻(xiàn)3):韓國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)10-2012-0081764。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，已設(shè)計(jì)本發(fā)明用于解決上述問(wèn)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)異蝕刻速率以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性的蝕刻液組合物，并且特別是對(duì)大量片材具有優(yōu)異 的處理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(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)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；包括下列化學(xué)式1表示的單元的螯合化合物；以及水，其中，通過(guò)下 式1限定的所述蝕刻液組合物的醚值（D)為0. 2 <D< 2 ;
[0015] [化學(xué)式1]
[0016] R「0_R2
[0017] 其中，RdPR2各自獨(dú)立地為氫或Cl~C4烴基，并且RJPR2不同時(shí)為氫；
[0018] [式 1]
[0019] 醚值（D) = (A/B)XCX1，000
[0020] 其中，A為100g所述蝕刻液組合物中含有的所述螯合化合物的質(zhì)量；
[0021] B為所述螯合化合物的分子量；
[0022] C為在所述螯合化合物的一個(gè)分子中含有的所述化學(xué)式1的單元的數(shù)目。
[0023] 此外，本發(fā)明提供了一種制造用于液晶顯示器的陣列基板的方法，包括：
[0024] a)在基板上形成柵極的步驟；
[0025] b)在包含所述柵極的基板上形成柵絕緣體的步驟；
[0026] c)在所述柵絕緣體上形成半導(dǎo)體層的步驟；
[0027] d)在所述半導(dǎo)體層上形成源極/漏極的步驟；和
[0028] e)形成與所述漏極連接的像素電極的步驟；
[0029] 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(lái)形成電極的步驟。
[0030] 本發(fā)明的金屬層蝕刻液組合物可通過(guò)含有使醚值為0. 2 <D< 2的量的螯合化合 物來(lái)提供處理大量基板的效果。
[0031] 進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的實(shí)施方式，用于含銅基層的金屬層的蝕刻液組合物包含 低含量的過(guò)氧化氫，因此它具有如下優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)異的工作安全性，能夠經(jīng)濟(jì)地處置該蝕刻液的 效果，并且提供優(yōu)異的蝕刻速率。本發(fā)明通過(guò)含有使醚值為〇. 2 <D< 2的量的螯合化合 物還具有優(yōu)異的存儲(chǔ)穩(wěn)定性，以及對(duì)大量片材的優(yōu)異處理能力。
[0032] 進(jìn)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(guò)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(lái)制造具有優(yōu)異驅(qū)動(dòng)特 性的用于液晶顯示器的陣列基板。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面，將給出本發(fā)明的詳細(xì)描述。
[0034] 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；包括下列 化學(xué)式1表示的單元的螯合化合物；以及水，
[0035] 其中，通過(guò)下式1限定的所述蝕刻液組合物的醚值（D)為0. 2彡D彡2 ;
[0036] [化學(xué)式1]
[0037] Rr0-R2
[0038] 其中，M^R2各自獨(dú)立地為氫或Cl~C4烴基，并且R#R2不同時(shí)為氫；
[0039] [式 1]
[0040] 醚值（D) = (A/B)XCX1，000
[0041] 其中，A為100g所述蝕刻液組合物中含有的所述螯合化合物的質(zhì)量；
[0042] B為所述螯合化合物的分子量；以及
[0043] C為在所述螯合化合物的一個(gè)分子中含有的所述化學(xué)式1的單元的數(shù)目。
[0044] 化學(xué)式1為螯合化合物中所含有的構(gòu)造單元，并且該構(gòu)造單元可被包含在螯合化 合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)中或位于螯合化合物的末端。因此，例如，當(dāng)&和R2中的任何一個(gè)為氫或 烷基時(shí)，意味著化學(xué)式1位于螯合化合物的末端。
[0045] C1~C4烴基可為未取代的烯基或被其它取代基取代的烯基。
[0046] 螯合化合物中包含的每個(gè)化學(xué)式1的單元可與另一個(gè)化學(xué)式1的單元共享&和/ 或R2。
[0047] 如果蝕刻液組合物中的醚值（D)小于0.2,則蝕刻液組合物中的金屬離子的螯合 能力不足；并且如果醚值（D)超過(guò)2,則不再能預(yù)期到上述效果的加強(qiáng)，反而，由于蝕刻液粘 度的增加而導(dǎo)致蝕刻速率降低，從而該醚值（D)并不是優(yōu)選的。
[0048] 金屬層氧化劑并沒(méi)有特別的限制，但可為選自由過(guò)氧化氫、過(guò)乙酸、酸化金屬、硝 酸、過(guò)硫酸鹽、氫齒酸（halogenacid)和齒酸鹽（halogenacidsalt)等組成的組中的一 種或多種。
[0049] 基于所述組合物的總重量，可通過(guò)含有1重量％至40重量％的所述金屬層氧化劑 以及余量的水來(lái)制備該蝕刻液組合物。
[0050] 在螯合化合物的情況下，所含有的螯合化合物的量應(yīng)當(dāng)滿足上述醚值（D)的范 圍。
[0051] 根據(jù)氧化劑的類型和特性可適當(dāng)?shù)乜刂平饘賹友趸瘎┑暮俊?br>[0052] 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(guò)硫酸鹽包括過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸堿金屬鹽、過(guò)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。
[0053] 本發(fā)明的包含化學(xué)式1表示的單元的螯合化合物在蝕刻基板時(shí)，通過(guò)蝕刻液中存 在的螯合金屬離子（諸如銅離子）發(fā)揮增加處理片材數(shù)目的功能。
[0054] 含有化學(xué)式1表示的單元的螯合化合物的代表性實(shí)例為二醇、糖、含醚基的化合 物、含酯基的化合物以及下列化學(xué)式的化合物：
[0055]
[0056] 在上述化學(xué)式中，
[0057] η可為1~30中的任意值；
[0058]R、札和1?2并沒(méi)有特別限制，但是其常見(jiàn)實(shí)例為氫、C1~C5烷基、氨基以及C6~ C12芳烴基等。
[0059] 對(duì)于二醇，可以沒(méi)有限制地使用本領(lǐng)域已知的成分，并且特別優(yōu)選使用聚乙二醇。
[0060] 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(gè)羥基。進(jìn)一步地，分子量更優(yōu)選為1〇〇〇或以下，以抑制溶液粘度的過(guò)度 增加。
[0061] 糖可為單糖、二糖，環(huán)糊精等。單糖例如為葡萄糖，并且二糖例如為蔗糖。
[0062] 通過(guò)本發(fā)明的蝕刻液組合物蝕刻的金屬層不受到特別限制，但是本發(fā)明的蝕刻液 組合物可優(yōu)選用于蝕刻銅基金屬層、鉬基金屬層、鈦基金屬層或由它們組成的多層。
[0063] 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。
[0064] 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/鉬基和鈦基金屬層的雙層；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。
[0065] 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；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。
[0066] 多重考慮了構(gòu)成上層或下層的材料或者與各個(gè)層的附著性等，可以確定多層的層 間組合結(jié)構(gòu)。
[0067] 銅、鉬或鈦合金層指制成為合金的金屬層，其中對(duì)于該合金，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，鉬合金層指制成為合金的層，對(duì)于該層，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。
[0068] 本發(fā)明的蝕刻液組合物可以進(jìn)一步包含選自由含氮原子的化合物、氟化合物以及 含硫原子（S)或磷原子（P)的酸組成的組中的一種或多種。
[0069] 包含在本發(fā)明的蝕刻液組合物中的含氮原子的化合物用于增強(qiáng)蝕刻液組合物的 蝕刻速率和處理的片材數(shù)目。
[0070] 可以沒(méi)有限制地使用本領(lǐng)域已知的含氮原子的化合物