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基板能力的金属层用蚀刻液组合物，并且具体为具有最 佳蚀刻特性而没有因处理数目上升出现蚀刻速率下降的蚀刻液组合物；以及使用该组合物 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、磷酸、二醇和余量的水，其特征在于，在待处理的片材数为5000时的蚀刻 速率与待处理的片材数为100时的蚀刻速率之比为〇. 9至1。
[0014] 本发明的另一个方面提供了一种制造液晶显示器用阵列基板的方法，包括：
[0015] a)在基板上形成栅极的步骤；
[0016] b)在包含所述栅极的基板上形成栅绝缘体的步骤；
[0017] c)在所述栅绝缘体上形成半导体层的步骤；
[0018] d)在所述半导体层上形成源/漏极的步骤；和
[0019] e)形成与所述源/漏极连接的像素电极的步骤；
[0020] 其中，所述步骤a)、d)或e)包括形成金属层并且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。
[0021] 由于随着待处理的片材数上升而蚀刻速率几乎没有下降，本发明的金属层用蚀刻 液组合物可以提供优异的待处理的片材数。
[0022] 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，并因此它具有优异的工作安全性、价格竞争力和能够经济地处置该 蚀刻液的效果。
[0023] 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】
[0024] 下面，将给出本发明的详细描述。
[0025] 本发明涉及一种蚀刻液组合物，包含：金属层氧化剂、氟化合物、磷酸、二醇和余量 的水，其特征在于，该蚀刻液组合物在待处理的片材数为5000张时的蚀刻速率与待处理的 片材数为1〇〇张时的蚀刻速率之比为〇. 9至1。
[0026] 在本发明中，该蚀刻液组合物在待处理的片材数为5000张时的蚀刻速率与待处 理的片材数为1〇〇张时的蚀刻速率之比被定义为蚀刻耐久性。
[0027] 在用该蚀刻液组合物蚀刻金属层时，存在的典型问题是：蚀刻速率随着待处理的 片材数上升而下降，因而不能蚀刻大量金属层。
[0028] 然而，本发明的蚀刻液组合物具有以下优点：因为蚀刻速率由于优异蚀刻耐久性 几乎不随待处理的片材数上升而下降，它可以蚀刻更多金属层。
[0029] 上面的蚀刻速率是指由金属的厚度除以时间所得的值（金属的厚度/小时，μπι/ s)，其中，该时间是对完全蚀刻具有预定厚度的金属层所测量的时间。
[0030] 本发明的蚀刻液组合物的蚀刻耐久性不能大于1并且处于在小于0. 9的范围中， 由于在相同的工艺条件下蚀刻速率的差异可能出现诸如蚀刻残留物和锥度变化的问题。
[0031] 金属层氧化剂，用于氧化金属层的主要成分，没有特别的限制，但可以典型地包括 选自由过氧化氢、过乙酸、金属氧化物、硝酸、过硫酸盐、氢卤酸和氢卤酸盐等组成的组中至 少一种。
[0032] 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。
[0033] 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、高溴酸盐等。
[0034] 基于组合物的总重量，可以制备该蚀刻液组合物以含有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. 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，并且如果它被包含 在上述范围内，则可以适当调整金属层的蚀刻速率。
[0036] 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％，更优选为 〇. 1重量％至2重量％。
[0037] 上述范围是优选的，因为防止蚀刻残留物并且没有引起玻璃基板或下硅层的蚀 刻。
[0038] 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。
[0039] 优选地，氟化合物可以是能够解离成氟化物离子或多原子氟离子的化合物。
[0040] 能够解离成氟化物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。
[0041] 基于该组合物的总重量，磷酸的含量为0. 01重量％至10重量％，并更优选为0. 01 重量％至1重量％。在磷酸的量满足上述范围时，可以执行预期的功能，因为可以避免由磷 酸造成的金属层过度蚀刻和下层腐蚀的风险，并且它不会引起铜金属层的蚀刻速率由于磷 酸含量太小而下降的问题。
[0042] 作为二醇，可以没有任何限制地使用本领域已知的成分，特别优选使用聚乙二醇。
[0043] 作为聚乙二醇，可以使用末端具有羟基或醚基的环氧乙烷的加聚物，它优选具有 至少一个羟基，并且分子量更优选为1000以下，以便抑制溶液粘度过度上升。
[0044] 基于该组合物的总重量，二醇的含量为0. 1重量％至10重量％，优选为1重量％ 至5重量％。
[0045] 如果二醇的含量小于0. 1重量％，难以预期提高用于基板的待处理的片材数，并 且可能具有蚀刻均匀性下降的问题。进一步地，在它超过10重量％时，可能引起生成大量 泡沫的缺点。
[0046] 本发明的蚀刻液组合物可以优选用于蚀刻铜基金属层、钼基金属层、钛基金属层 或由它们组成的多层。
[0047] 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。