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] 本发明涉及一种用于金属层的蚀刻液组合物及一种使用该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的平板显示器屏幕变大，已经广泛重新 考虑采用由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，以降低布线电阻并提高与介电硅层的粘合性。例如，铜/ 钼层、铜/钛层或铜/钼-钛层可形成为TFT-LCD的栅线和构成数据线的源/漏布线，并且 可有助于扩大显示器屏幕。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，韩国专利申请公开号10-2011-0031796公开了一种包括水溶性化 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 以及水。
[0005] 韩国专利申请公开号10-2012-0044630公开了一种用于含铜的金属层的蚀刻液， 包括：过氧化氢、磷酸、环状胺化合物、硫酸盐、氟硼酸和水。
[0006] 韩国专利申请公开号10-2012-0081764公开了一种蚀刻液，包括：A)氢氧化铵、B) 过氧化氢、C)氟化物、D)多元醇和E)水。
[0007] 然而，对于含铜基层的金属层来讲在CD损失、斜度（锥度）、图案直线度、金属残 渣、贮存稳定性、处理的片材数量等方面，上面提到的蚀刻液不足以满足相关领域中所要求 的条件。
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :韩国专利申请公开号10-2011-0031796
[0010] 专利文献2 :韩国专利申请公开号10-2012-0044630
[0011] 专利文献3 :韩国专利申请公开号10-2012-0081764
【发明内容】
[0012] 因此，已作出了本发明以解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种蚀刻液组 合物，其具有优异的工作安全性、优异的蚀刻速率和对大量片材的优异处理能力，特别是提 供一种蚀刻液组合物，其在具有优异的蚀刻速率和对大量片材的优异处理能力的同时还具 有最佳蚀刻轮廓；以及提供一种使用该组合物制造液晶显示器用阵列基板的方法。
[0013] 为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种蚀刻液组合物，包括：金属层氧化 剂；氟化物；含氮原子的化合物；磷酸；下述化学式1的聚乙二醇；以及余量的水，其中，基 于1克所述蚀刻液组合物，下述化学式1的聚乙二醇的重复单元的毫摩尔量用于表示环氧 乙烷水平，并且所述蚀刻液组合物的环氧乙烷水平为0. 4~2。
[0014] [化学式1]
[0015]
[0016] 其中η是2~100的整数，并且
[0017] 札和R2各自独立地为氢、C1~C4的脂肪族烃基或苯基。
[0018] 本发明的另一个方面提供一种制造用于液晶显示器的阵列基板的方法，包括：
[0019] a)在基板上形成栅极的步骤；
[0020] b)在包括所述栅极的所述基板上形成栅绝缘体的步骤；
[0021] c)在所述栅绝缘体上形成半导体层的步骤；
[0022] d)在所述半导体层上形成源极/漏极的步骤；以及
[0023] e)形成与所述漏极连接的像素电极的步骤；
[0024] 其中，步骤a)、d)或e)包括形成金属层并且使用根据本发明的蚀刻液组合物蚀刻 所述金属层来形成电极的步骤。
[0025] 本发明的金属层蚀刻液组合物通过调节重复单元可增加处理的片材数量。
[0026] 此外，本发明的金属层蚀刻液组合物提供优异的蚀刻速率。
[0027] 进一步，用于含铜基层的金属层的蚀刻液组合物例如包含低含量的过氧化氢，因 此它具有如下优点：优异的工作安全性、价格竞争力和能够经济地处置该蚀刻液的效果。
[0028] 进一步，使用本发明中的蚀刻液组合物制造用于液晶显示器的阵列基板的方法使 能够通过在用于液晶显示器的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] 本发明涉及一种蚀刻液组合物，包括：金属层氧化剂；氟化物；含氮原子的化合 物；磷酸；下述化学式1的聚乙二醇；以及余量的水，其中，基于1克蚀刻液组合物，下述化 学式1的聚乙二醇的重复单元的毫摩尔量用于表示环氧乙烷水平，并且上述蚀刻液组合物 的环氧乙烧水平为0. 4~2。
[0031] [化学式1]
[0032]
[0033] 其中η是2~100的整数，并且
[0034] 札和R2各自独立地为氢、C1~C4的脂肪族烃基或苯基。
[0035] 进一步，更优选&和R2各自独立地为氢或甲基。
[0036] 本发明通过调节化学式1的重复单元可提供环氧乙烷水平为0. 4~2的蚀刻液组 合物，并由此改进蚀刻速率和处理的片材数量，最终可提供表现出最佳蚀刻轮廓的金属层 蚀刻液组合物。
[0037] 在本发明中，环氧乙烷水平优选为0. 4~2,更优选为0. 8~1. 5。如果环氧乙烷 水平小于0. 4,对处理的片材数量的改进是不够的，而如果它超过2,由于粘度增加而存在 蚀刻速率降低的问题。
[0038] 金属层氧化剂是用于氧化金属层的主要组分，其没有特别的限制，但可以是选自 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。
[0039] 酸化金属是指被氧化的金属，例如Fe3+、Cu2+等，并且它包括在溶液状态下解离 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。
[0040] 金属层蚀刻液组合物可通过包括如下组分来制备：基于组合物的总重量，
[0041 ]lwt%~40wt%的金属层氧化剂；
[0042] 0· lwt%~5wt%的氟化物；
[0043] 0·lwt%~10wt%的含氮原子的化合物；
[0044] 0·Olwt% ~10wt% 的磷酸；
[0045] 化学式1的聚乙二醇的wt%量使所述环氧乙烷水平为0. 4~2 ;以及
[0046] 余量的水。
[0047] 金属层氧化剂的含量可根据氧化剂的类型和性质进行适当的控制，并且当金属层 氧化剂的量落入上述范围内时，可适当地调节金属层的蚀刻速率。
[0048] 本发明化学式1的聚乙二醇是环氧乙烷的加成聚合物，并且它的重复单元是乙撑 氧。基于组合物的总重量，化学式1的聚乙二醇的wt%量是使化学式1的聚乙二醇的环氧 乙烷水平为〇. 4~2,优选为0. 8~1. 5。因此，通过调节化学式1的重复单元，能够制备处 理的片材数量增加而不降低蚀刻速率的金属层蚀刻液组合物。
[0049] 包含在本发明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。
[0050] 基于组合物的总重量，氟化物的量可为0.lwt%~5wt%，更优选0.lwt%~ 2wt%〇
[0051] 优选上述范围是因为可防止蚀刻残渣并且不引起玻璃基板或下面的硅层的蚀刻。
[0052] 然而，如果氟化物的量超出上述范围，由于不均一的蚀刻特性导致在基板内产生 污渍，由于过快的蚀刻速率下层可能被损坏，并且在处理期间难以控制蚀刻速率。
[0053] 优选地，氟化物可以是能够解离成氟离子或多原子氟离子（polyatomicfluorine ion)的化合物。
[0054] 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、氟氢化钠和氟氢化钾组成的组中一种或多种。
[0055] 包含在本发明蚀刻液组合物中的含氮原子的化合物用于增加蚀刻液的蚀刻速率 和处理的片材数量。
[0056]可以使用本领域已知的含氮原子的化合物而没有限制，并且代表性地可以使用在 分子中含有氨基和羧酸基的化合物。
[0057] 在分子中含有氨基和羧酸基的化合物可包括例如在羧酸基和氨基之间含有一个 碳原子的α-氨基酸，并且代表性地为：一价氨基酸，诸如甘氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、异亮 氨酸、脯氨酸、酪氨酸、精氨酸等；和多价氨基酸，诸如亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸、乙二醇 四乙酸。含氮原子的化合物可以单独使用或以两种或更多种的组合使用。
[0058] 基于组合物的总重量，含氮原子的化合物的量为0.lwt%~10wt%，更优选为 lwt%~5wt%。优选上述范围是因为它能够改进蚀