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] 本发明涉及用于金属层蚀刻液组合物及使用所述蚀刻液组合物制造用于液晶显 示器的阵列基板的方法。
【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，已经广泛地 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)过氧化氢（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公开了一种用于含铜金属层的蚀刻液，该 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CD损失、斜度（锥度）、图案直线度、金属残余物、 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] [引用列表]
[0009] [专利文献]
[0010] (专利文献1):韩国专利申请公布号10-2011-0031796，
[0011] (专利文献2):韩国专利申请公布号10-2012-0044630，
[0012] (专利文献3):韩国专利申请公布号10-2012-0081764。
【发明内容】
[0013] 因此，本发明已被设计以解决上述问题，并且本发明的目的是：提供具有优异工作 安全性、优异蚀刻速率和处理大量片材的能力的蚀刻液组合物，并且具体为具有优异蚀刻 速率的最佳蚀刻轮廓和处理大量片材的优异能力的蚀刻液组合物；以及使用该组合物制造 用于液晶显示器的阵列基板的方法。
[0014] 为了实现上述目的，本发明的一个方面是提供一种蚀刻液组合物，该蚀刻液组合 物包含：金属层氧化剂、螯合剂和余量的水，
[0015] 其中，所述螯合剂的官能团的摩尔量相比于所述金属层氧化剂的摩尔量是0. 1至 10,并且
[0016] 所述螯合剂的官能团是在β位两侧都具有杂原子的单元，并且
[0017] 所述金属层氧化剂的摩尔量和所述螯合剂的官能团的摩尔量从下面的等式1和 等式2获得：
[0018] [等式 1]
[0019]
[0020] [等式 2]
[0021]
〇
[0022] 本发明的另一个方面提供了一种制造用于液晶显示器的阵列基板的方法，包括：
[0023] a)在基板上形成栅极的步骤；
[0024] b)在包含所述栅极的基板上形成栅绝缘体的步骤；
[0025] c)在所述栅绝缘体上形成半导体层的步骤；
[0026] d)在所述半导体层上形成源/漏极的步骤；和
[0027] e)形成与所述漏极连接的像素电极的步骤；
[0028] 其中，所述步骤a)、d)或e)包括形成金属层的步骤并且用根据发明任一种所述的 蚀刻液组合物蚀刻所述金属层来形成电极的步骤。
[0029] 本发明的金属层蚀刻液组合物通过调节螯合剂的官能团可以提供优异的蚀刻速 率和大量的待处理的片材数。
[0030] 进一步地，作为本发明的实施方式，例如包含铜基层的金属层用蚀刻液组合物含 有低含量的过氧化氢作为氧化剂，并因此具有优异的工作安全性、价格竞争力的优点及能 够经济地处置该蚀刻液的效果。
[0031] 进一步地，使用本发明的蚀刻液组合物制造用于液晶显示器的阵列基板的方法能 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 性的用于液晶显示器的阵列基板。
【具体实施方式】
[0032] 下面，将给出本发明的详细描述。
[0033] 本发明涉及一种蚀刻液组合物，该蚀刻液组合物包含：金属层氧化剂、螯合剂和余 量的水；其中，与所述螯合剂的官能团的摩尔量相比于所述金属层氧化剂的摩尔量是〇. 1 至10,并且
[0034] 所述螯合剂的官能团是在β位两侧都具有杂原子的单元，并且
[0035] 所述金属层氧化剂的摩尔量和所述螯合剂的官能团的摩尔量从下面的等式1和 等式2获得。
[0036][等式 1]
[0037:
[0038] [等式 2]
[0039]
[0040] 在本发明中，与金属层氧化剂的摩尔量相比，螯合剂的官能团的摩尔量被定义为 "螯合浓度"，并且蚀刻液组合物的螯合浓度的值为〇. 1至10。螯合浓度能够依赖于氧化剂 的类型和特性进行适当调节。如果螯合浓度的值为0. 1至10,则可以显示出优异的蚀刻性 质诸如优异的蚀刻速率和优异的待处理的片材数量等。
[0041] 如果螯合浓度低于0. 1，则由于缺乏溶解的氧化金属的稳定而出现待处理的片材 数量降低的问题；并且，如果螯合浓度超过10,则存在由于粘度增加而导致蚀刻速率降低 的问题。
[0042] 金属层氧化剂是用于氧化金属层的主要成分，并没有特别的限制，但可以代表性 地是选自由过氧化氢、过乙酸、酸化金属、硝酸、过硫酸盐、氢卤酸和卤酸盐等组成的组中的 一种或多种。
[0043] 酸化金属是指被氧化的金属，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。过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸碱金属盐、过硫酸氢钾复合盐 (oxone)等，并且卤酸盐包括氯酸盐、高氯酸盐、溴酸盐、高溴酸盐等。
[0044] 蚀刻液组合物可以通过包含基于该组合物的总重量的1重量％至40重量％的金 属层氧化剂，〇. 1重量％至10重量％的螯合剂和余量的水来制造。
[0045] 根据氧化剂的类型和特性可以适当地调节金属层氧化剂的含量，并且当包含的金 属层氧化剂在上述范围内时，可以适当地调节金属层的蚀刻速率。
[0046] 作为螯合剂，乙二醇类是优选的，并且可以没有限制地使用本领域已知的成分，特 别优选使用聚乙二醇。
[0047] 作为聚乙二醇，可以使用在末端具有羟基或醚基的环氧乙烷的额外聚合物，但是 优选具有至少一个羟基。进一步地，分子量更优选为1000或以下，以抑制溶液粘度的过度 增加。
[0048] 基于该组合物的总重量，螯合剂的含量为0. 1重量％至10重量％，优选为1重 量％至5重量％。如果含有的螯合剂低于0. 1重量％，则难以预期基板的待处理的片材数 的增加，并且可能出现蚀刻均一性降低和金属层氧化剂分解加速的问题。进一步地，在含量 超过10重量％时，可能引起生成大量泡沫的缺点。
[0049] 通过本发明的蚀刻液组合物蚀刻的金属层不受到特别限制，但是优选使用铜基金 属层、钼基金属层、钛基金属层或它们的多层。
[0050] 铜基金属层指铜层或铜合金层，钼基金属层指钼层或钼合金层，并且钛基金属层 指钛层或钛合金层。
[0051] 多层包括例如：钼基金属层/铜基金属层的双层，其中的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，其中的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，其中的铜基 金属层和钼基金属层交替层叠，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。
[0052] 此外，多层包括例如：钛基金属层/铜基金属层的双层，其中的铜金属层为下层并 且钛基金属层是上层；铜基金属层/钛基金属层的双层，其中的钛金属层是下层并且铜基 金属层是上层；铜基金属层/钛基金属层和钼基合金层的双层；以及，大于三层的多层，其 中的铜基金属层和钛基金属层交替层叠，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。
[0053] 多重考虑了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。
[0054] 铜、钼或钛合金层指作为合金来生产的金属层，其中对于合金，以铜、钼或钛为主 要成分并根据膜性质使用其它不同金属。例如，钼合金层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来生产的层。
[0055] 本发明的蚀刻液组合物可以进一步包含选自由氟化物、含氮原子的化合物和磷酸 组成的组中一种或多种。
[0056] 包含在本发明的蚀刻液组合物中的氟化物用于去除蚀刻残渣，并且用于蚀刻钛基 金属层。
[0057] 基于该组合物的总重量，氟化物的含量可以为0. 1重量％至5重量％，更优选为 〇. 1重量％至2重量％。
[0058] 上述