蚀刻液组合物及使用其制造液晶显示器用阵列基板的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属层用蚀刻液组合物及使用其制造液晶显示器用阵列基板的方法。
【背景技术】
[0002] 随着诸如IXD、PDP和0LED特别是TFT-IXD的平板显示器用屏幕变大，已经广泛重 新考虑采用铜或铜合金组成的单层，或者采用铜或铜合金/其它金属、其它金属的合金或 者金属氧化物的大于两层的多层，以便降低布线电阻并提高与介电硅层的粘附性。例如，铜 /钼层、铜/钛层或铜/钼-钛层可以形成为TFT-LCD的栅线和构成数据线的源/漏线，并 且可能有助于扩大显示器用屏幕。因此，需要开发具有优异蚀刻特性的组合物用于蚀刻包 含铜基层的这些金属层。
[0003] 作为上面提到的蚀刻组合物，通常使用过氧化氢和氨基酸类蚀刻液、过氧化氢和 磷酸类蚀刻液、过氧化氢和聚乙二醇类蚀刻液等。
[0004] 作为一个例子，韩国专利申请公布号10-2011-0031796公开了一种包含水溶性化 合物的蚀刻液，具有：A)过氧化物（Η202)、Β)过硫酸盐、C)具有氨基和羧基的可溶性化合物 和水。
[0005] 韩国专利申请公布号10-2012-0044630公开了一种用于包含铜的金属层的蚀刻 液，包含：过氧化氢、磷酸、环状胺化合物、硫酸盐、氟硼酸和水。
[0006] 韩国专利申请公布号10-2012-0081764公开了一种蚀刻液，包含：A)氢氧化铵、B) 过氧化氢、C)氟化合物、D)多元醇和E)水。
[0007] 然而，在包含铜基层的金属层的⑶损失、斜度（锥度）、图案直线度、金属残留物、 贮存稳定性和待处理的片材数等方面中，上面提到的蚀刻液不能充分满足相关领域中所要 求的条件。
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :韩国专利申请公布号10-2011-0031796
[0010] 专利文献2 :韩国专利申请公布号10-2012-0044630
[0011] 专利文献3 :韩国专利申请公布号10-2012-0081764
【发明内容】
[0012] 因此，本发明已被设计以解决上述问题，并且本发明的一个目的是提供：一种蚀刻 液组合物，该蚀刻液组合物具有优异的工作安全性、优异的蚀刻速率和优异的对大量片材 的处理能力；以及一种使用该组合物制造液晶显示器用阵列基板的方法。
[0013] 为了达到上述目的，本发明的一个方面提供了一种蚀刻液组合物，包含：金属层 氧化剂、氟化合物、螯合剂和余量的水，其中，所述螯合剂包含下面的化学式1的化合物，并 且，基于lg的所述蚀刻液组合物，所述螯合物中包含的化学式1的量为0. 6mmol至2_〇1。
[0014] [化学式1]
[0015]
[0016] 其中，l、m和η各自独立地为0至2的整数，
[0017] 其中，l、m和η不都为0 ;
[0018] 其中，Χ、Υ和Ζ各自独立地为0、Ν或S;
[0019] 其中，Α和Β各自独立地为〇12或0 = 0。
[0020] 一种制造液晶显示器用阵列基板的方法，包括：
[0021]a)在基板上形成栅极的步骤；
[0022] b)在包含栅极的基板上形成栅绝缘体的步骤；
[0023] c)在栅绝缘体上形成半导体层的步骤；
[0024] d)在半导体层上形成源/漏极的步骤；和
[0025] e)形成与源/漏极连接的像素电极的步骤；
[0026] 其中，所述步骤a)、d)或e)包括形成金属层并用根据本发明任一项所述的蚀刻液 组合物蚀刻所述金属层来形成电极的步骤。
[0027] 根据本发明，可以通过含有除二醇之外的各种螯合剂处理大量基板。而且，本发明 的包含铜基层的金属层蚀刻液组合物的一个实例通过含有低含量的过氧化氢提供了优异 的工作安全性和能够经济地处置该蚀刻液的效果。
[0028] 进一步地，使用本发明中的蚀刻液组合物制造液晶显示器用阵列基板的方法能够 通过在液晶显示器用阵列基板上形成具有优异蚀刻轮廓的电极来制造具有优异驱动特性 的液晶显示器用阵列基板。
【具体实施方式】
[0029] 下面，将给出本发明的详细描述。
[0030] 本发明是关于一种蚀刻液组合物，包含：金属层氧化剂、氟化合物、螯合剂和余量 的水，
[0031] 其中，所述螯合剂包含下面的化学式1的化合物，并且，基于lg的所述蚀刻液组合 物，所述螯合剂中包含的化学式1的量为〇. 6mmol至2mmol:
[0032] [化学式1]
[0033]
[0034] 其中，1、m和η各自独立地为0至2的整数，
[0035] 其中，l、m和η不都为0 ;
[0036] 其中，Χ、Υ和Ζ各自独立地为0、Ν或S;
[0037] 其中，Α和Β各自独立地为012或C= 0。
[0038] 待处理的用于基板的片材数根据蚀刻期间蚀刻液中存在的诸如铜离子的螯合金 属离子而增加，这是由包含化学式1的化合物并且控制化学式1中η的重复单元的螯合剂 而获得。
[0039] 因此，基于lg的蚀刻液组合物，螯合剂中包含的化学式1的量优选为0. 6mmol至 2mmol，并且更优选为0. 8mmol至1. 5mmol〇
[0040] 如果η重复单元的毫摩尔数小于0. 6,则待处理的片材数的增加效果不充分。进一 步地，如果它超过2,则存在由于粘度增加而抑制蚀刻速率增强的问题。
[0041] 进一步地，包含化学式1的化合物的螯合剂可以是选自由下面的化学式2至化学 式7组成的组中的一种或多种：
[0054] 其中，
[0055] ρ是0以上的整数；
[0056] q是2至3的整数；
[0057] s是2以上的整数；并且
[0058] R、札和R2各自独立地为氢或C1-C4脂族烃。
[0059] 在本发明中，金属层氧化剂（A)是用于氧化金属层的主要成分，没有特别的限制， 但可以是选自过氧化氢、过乙酸、金属氧化物、硝酸、过硫酸盐、氢卤酸、氢卤酸盐等组成的 组中的一种或多种。
[0060] 金属氧化物是指被氧化的金属，例如，诸如Fe3+、Cu2+等，并且它包括在溶液状态中 离解成Fe3+、Cu2+等的化合物和类似物。过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸碱金属盐、过一硫酸 氢钾复合盐（oxone)等，并且氢卤酸盐包括氯酸盐、高氯酸盐、溴酸盐、高溴酸盐和类似物。
[0061] 该蚀刻液组合物可以制成含有1重量％至40重量％的金属层氧化剂、0. 1重量％ 至5重量％的氟化合物、0. 1重量％至10重量％的包含化学式1的螯合剂以及余量的水。
[0062] 根据氧化剂的类型和特性可以适当调整金属层氧化剂的含量，并且，当它被包含 在上述范围内时，可以适当调整金属层的蚀刻速率。
[0063] 包含化学式1的化合物的螯合剂的含量更优选为2重量％至5重量％。如果包含 化学式1的化合物螯合剂的含量小于〇. 1重量％，则难以预期增加用于基板的待处理的片 材数。进一步地，如果它超过10重量％，则难以预期提高效果，更确切地说，因为蚀刻液的 粘度增加引起蚀刻速率降低，所以它不是优选的。
[0064] 本发明的蚀刻液组合物中包含的氟化合物用于除去蚀刻残留物，并用于蚀刻钛基 金属层。
[0065] 基于该组合物的总重量，氟化合物的含量可以为0. 1重量％至5重量％，优选为 〇. 1重量％至2重量％。
[0066] 上述范围是优选的，因为可以防止蚀刻残留物并且没有引起玻璃基板或下硅层的 蚀刻。
[0067] 然而，如果它超出上述范围，则由于不均匀的蚀刻特性而在基板内产生污点，过度 的蚀刻速率可以损坏下层，并且在工艺期间蚀刻速率控制可能变得困难。
[0068] 优选地，氟化合物可以是能够解离成氟离子或多原子氟离子的化合物。
[0069] 能够解离成氟离子或多原子氟离子的化合物可以是选自由氟化铵、氟化钠、氟化 钾、氟化氢钠和氟氢化钾的组中的至少一种或多种。
[0070] 本发明的蚀刻液组合物优选用于蚀刻铜基金属层、钼基金属层、钛基金属层或它 们的多层。
[0071] 铜基金属层是指铜层或铜合金层，钼基金属层是指钼层或钼合金层，并且钛基金 属层是指钛层或钛合金层。
[0072] 多层包括例如：钼基金属层/铜基金属层的双层，铜基金属层为下层并且钼基金 属层是上层；铜基金属层/钼基金属层的双层，钼金属层是下层并且铜基金属层是上层；铜 基金属层/钼基和钛基合金层的双层；以及大于三层的多层，铜基金属层和钼基金属层彼 此层叠，诸如钼基金属层/铜基金属层/钼基金属层或者铜基金属层/钼基金属层/铜基 金属层。
[0073] 此外，多层包括例如：钛基金属层/铜基金属层的双层，铜金属层为下层并且钛基 金属层是上层；铜基金属层/钛基金属层的双层，钛金属层是下层并且铜基金属层是上层； 以及大于三层的多层，铜基金属层和钛基金属层彼此层叠，诸如钛基金属层/铜基金属层/ 钛基金属层或者铜基金属层/钛基金属层/铜基金属层。
[0074] 多重考虑构成上层或下层的材料或者与层的粘合性等，可以确定多层的层间组合 结构。
[0075] 铜、钼或钛合金层是指以铜、钼或钛为主要成分并根据膜性质使用其它不同金属 的合金进行生产的金属层。例如，钼合金层是指以钼为主要成分并含有选自钛（Ti)、钽 (Ta)、铬（Cr)、镍（Ni)、钕（Nd)和铟（In)中的一种或多种的合金