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
【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬層用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。
【背景技術】
[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，已經廣泛重 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的柵線和構成數據線的源/漏線，并 且可能有助于擴大顯示器用屏幕。因此，需要開發具有優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)過氧化物（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公開了一種用于包含銅的金屬層的蝕刻 液，包含：過氧化氫、磷酸、環狀胺化合物、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⑶損失、斜度（錐度）、圖案直線度、金屬殘留物、 貯存穩定性和待處理的片材數等方面中，上面提到的蝕刻液不能充分滿足相關領域中所要 求的條件。
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :韓國專利申請公布號10-2011-0031796
[0010] 專利文獻2 :韓國專利申請公布號10-2012-0044630
[0011] 專利文獻3 :韓國專利申請公布號10-2012-0081764
【發明內容】
[0012] 因此，本發明已被設計以解決上述問題，并且本發明的目的是：提供具有優異工作 安全性、優異蝕刻速率和處理大量基板能力的金屬層用蝕刻液組合物，并且具體為具有最 佳蝕刻特性而沒有因處理數目上升出現蝕刻速率下降的蝕刻液組合物；以及使用該組合物 制造液晶顯示器用陣列基板的方法。
[0013] 為了達到上述目的，本發明的一個方面提供了一種蝕刻液組合物，包含：金屬層氧 化劑、氟化合物、磷酸、二醇和余量的水，其特征在于，在待處理的片材數為5000時的蝕刻 速率與待處理的片材數為100時的蝕刻速率之比為〇. 9至1。
[0014] 本發明的另一個方面提供了一種制造液晶顯示器用陣列基板的方法，包括：
[0015] a)在基板上形成柵極的步驟；
[0016] b)在包含所述柵極的基板上形成柵絕緣體的步驟；
[0017] c)在所述柵絕緣體上形成半導體層的步驟；
[0018] d)在所述半導體層上形成源/漏極的步驟；和
[0019] e)形成與所述源/漏極連接的像素電極的步驟；
[0020] 其中，所述步驟a)、d)或e)包括形成金屬層并且用根據本發明的蝕刻液組合物蝕 刻所述金屬層來形成電極的步驟。
[0021] 由于隨著待處理的片材數上升而蝕刻速率幾乎沒有下降，本發明的金屬層用蝕刻 液組合物可以提供優異的待處理的片材數。
[0022] 進一步地，作為本發明的實施方式，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，并因此它具有優異的工作安全性、價格競爭力和能夠經濟地處置該 蝕刻液的效果。
[0023] 進一步地，使用本發明中的蝕刻液組合物制造液晶顯示器用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異蝕刻輪廓的電極來制造具有優異驅動特性 的液晶顯示器用陣列基板。
【具體實施方式】
[0024] 下面，將給出本發明的詳細描述。
[0025] 本發明涉及一種蝕刻液組合物，包含：金屬層氧化劑、氟化合物、磷酸、二醇和余量 的水，其特征在于，該蝕刻液組合物在待處理的片材數為5000張時的蝕刻速率與待處理的 片材數為1〇〇張時的蝕刻速率之比為〇. 9至1。
[0026] 在本發明中，該蝕刻液組合物在待處理的片材數為5000張時的蝕刻速率與待處 理的片材數為1〇〇張時的蝕刻速率之比被定義為蝕刻耐久性。
[0027] 在用該蝕刻液組合物蝕刻金屬層時，存在的典型問題是：蝕刻速率隨著待處理的 片材數上升而下降，因而不能蝕刻大量金屬層。
[0028] 然而，本發明的蝕刻液組合物具有以下優點：因為蝕刻速率由于優異蝕刻耐久性 幾乎不隨待處理的片材數上升而下降，它可以蝕刻更多金屬層。
[0029] 上面的蝕刻速率是指由金屬的厚度除以時間所得的值（金屬的厚度/小時，μπι/ s)，其中，該時間是對完全蝕刻具有預定厚度的金屬層所測量的時間。
[0030] 本發明的蝕刻液組合物的蝕刻耐久性不能大于1并且處于在小于0. 9的范圍中， 由于在相同的工藝條件下蝕刻速率的差異可能出現諸如蝕刻殘留物和錐度變化的問題。
[0031] 金屬層氧化劑，用于氧化金屬層的主要成分，沒有特別的限制，但可以典型地包括 選自由過氧化氫、過乙酸、金屬氧化物、硝酸、過硫酸鹽、氫鹵酸和氫鹵酸鹽等組成的組中至 少一種。
[0032] 金屬氧化物是指被氧化的金屬，例如，諸如Fe3+、Cu2+等，并且它包括在溶液狀態中 離解成Fe3+、Cu2+等的化合物。
[0033] 過硫酸鹽包括過硫酸銨、過硫酸堿金屬鹽、過一硫酸氫鉀復合鹽（oxone)等，并且 氫鹵酸鹽包括氯酸鹽、高氯酸鹽、溴酸鹽、高溴酸鹽等。
[0034] 基于組合物的總重量，可以制備該蝕刻液組合物以含有1重量％至40重量％的 金屬層氧化劑、0. 1重量％至5重量％的氟化合物、0. 01重量％至10重量％的磷酸、0. 1重 量％至10重量％的二醇以及余量的水。
[0035] 根據氧化劑的類型和特性可以適當調整金屬層氧化劑的含量，并且如果它被包含 在上述范圍內，則可以適當調整金屬層的蝕刻速率。
[0036] 基于該組合物的總重量，氟化合物的含量可以為0. 1重量％至5重量％，更優選為 〇. 1重量％至2重量％。
[0037] 上述范圍是優選的，因為防止蝕刻殘留物并且沒有引起玻璃基板或下硅層的蝕 刻。
[0038] 然而，如果它超出上述范圍，則由于不均勻的蝕刻特性而在基板內產生污點，過度 的蝕刻速率可以損壞下層，并且在工藝期間蝕刻速率控制可能變得困難。
[0039] 優選地，氟化合物可以是能夠解離成氟化物離子或多原子氟離子的化合物。
[0040] 能夠解離成氟化物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、氟化氫鈉和氟氫化鉀的組中的至少一種或多種。
[0041] 基于該組合物的總重量，磷酸的含量為0. 01重量％至10重量％，并更優選為0. 01 重量％至1重量％。在磷酸的量滿足上述范圍時，可以執行預期的功能，因為可以避免由磷 酸造成的金屬層過度蝕刻和下層腐蝕的風險，并且它不會引起銅金屬層的蝕刻速率由于磷 酸含量太小而下降的問題。
[0042] 作為二醇，可以沒有任何限制地使用本領域已知的成分，特別優選使用聚乙二醇。
[0043] 作為聚乙二醇，可以使用末端具有羥基或醚基的環氧乙烷的加聚物，它優選具有 至少一個羥基，并且分子量更優選為1000以下，以便抑制溶液粘度過度上升。
[0044] 基于該組合物的總重量，二醇的含量為0. 1重量％至10重量％，優選為1重量％ 至5重量％。
[0045] 如果二醇的含量小于0. 1重量％，難以預期提高用于基板的待處理的片材數，并 且可能具有蝕刻均勻性下降的問題。進一步地，在它超過10重量％時，可能引起生成大量 泡沫的缺點。
[0046] 本發明的蝕刻液組合物可以優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。
[0047] 銅基金屬層是指銅層或銅合金層，鉬基金屬層是指鉬層或鉬合金層，并且鈦基金 屬層是指鈦層或鈦合金層。