专利名称：薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物，更具体来说，涉及如下蚀刻组合物，采用所述组合物可以以下部膜Al-Nd不产生底切现象的方式对构成薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)的TFT(薄膜晶体管)的栅极配线材料Mo/Al-Nd双重膜进行湿式蚀刻，并可以获得优异的锥形，同时源极/漏极配线材料Mo单一膜也可以形成优异的轮廓(profile)。
背景技术：
蚀刻工序是在基板上形成极其微细的电路的过程，并形成与通过显像工序而形成的光刻胶图案同样的金属图案。
蚀刻工序根据其方式大致分为湿式蚀刻和干式蚀刻，湿式蚀刻是利用酸系列化学试剂与金属等反应而将其腐蚀，将光刻胶图案以外的部分溶出；干式蚀刻是通过加速离子而除去露出部位的金属，从而形成图案。
干式蚀刻与湿式蚀刻相比具有的优点是，具有各向异性轮廓、蚀刻控制力优异。但是，存在的问题是，装置昂贵、难以大面积化、并由于蚀刻速度慢而使生产率降低。
相反，湿式蚀刻与干式蚀刻相比具有的优点是，可以大量和大型处理、由于蚀刻速度快而生产率高、装置便宜。但是，存在的问题是，蚀刻剂和纯水使用量多、废液量多。
进行干式蚀刻时，为了除去表面的部分固化的光刻胶，一般会追加等离子灰化工序，成为装置价格、工序时间损失等生产率降低及制品竞争力弱化的主要原因，因此，在实际现场事实上主要使用湿式蚀刻。
并且，用于湿式蚀刻的蚀刻剂可以根据更精密的微细电路所要求的事项、要进行蚀刻的金属的种类特定地进行适用。
韩国专利申请第2002-0017093号公开了一种蚀刻液，该蚀刻液对于Mo/Al-Nd、Mo-W/Al-Nd、Mo/Al-Nd/Mo、Mo-W/Al-Nd/Mo-W、Mo单一膜和Mo-W单一膜全部适用，所述蚀刻液含有磷酸、硝酸、醋酸、钼蚀刻抑制剂(铵盐)和水。
但是，如果用上述以往的蚀刻或者蚀刻液组合物对构成薄膜晶体管液晶显示器的TFT的栅极用金属膜Mo/Al-Nd双重膜进行蚀刻，则存在会产生上部Mo膜的突出现象和下部Al-Nd膜的底切现象这样的问题，该上部膜的突出现象必须实施追加工序而除去，下部膜的底切现象存在上部膜的断线或者上下部金属在倾斜面被短路的问题。
进而，上述以往的蚀刻组合物存在的问题是，在对构成薄膜晶体管液晶显示器的源极/漏极用金属膜Mo膜进行蚀刻时会造成锥形不良，并在后续工序中使得层积的上部膜的阶梯复盖(step coverage)不良。
因而，事实上需要进一步对蚀刻溶液进行研究，所述蚀刻溶液不仅对于以往的构成薄膜晶体管液晶显示器的TFT的栅极和源极/漏极用金属配线材料全部适用，而且可以各自实现适宜的终点检测(end pointdetection，EPD)并形成优异的轮廓。
发明内容
为了解决所述以往的技术问题，本发明的目的是提供一种蚀刻组合物及利用所述蚀刻组合物制造薄膜晶体管液晶显示器的方法，采用所述蚀刻组合物仅通过湿式工序即可以以下部膜Al-Nd不产生底切现象的方式对构成薄膜晶体管液晶显示器的TFT的栅极配线材料Mo/Al-Nd双重膜进行蚀刻，并可以获得优异的锥形，同时源极/漏极配线材料Mo单一膜也可以形成优异的轮廓。
本发明的另一目的是提供一种蚀刻组合物及利用所述蚀刻组合物制造薄膜晶体管液晶显示器的方法，通过将该蚀刻组合物应用于构成薄膜晶体管液晶显示器TFT的栅极配线材料Mo/Al-Nd双重膜以及源极/漏极配线材料Mo单一膜，会显示出优异的蚀刻效果，从而可以增加装置的效率性和减少成本。
本发明的另一目的是提供一种蚀刻组合物及利用所述蚀刻组合物制造薄膜晶体管液晶显示器的方法，所述蚀刻组合物在湿式蚀刻后不实施追加的干式蚀刻而仅对栅极配线材料Mo/Al-Nd双重膜以及源极/漏极配线材料Mo单一膜进行湿式蚀刻，就会显示出优异的蚀刻效果，从而可以简化工序，并有效减少成本和提高生产率。
本发明的另一目的是提供一种蚀刻组合物及利用所述蚀刻组合物制造薄膜晶体管液晶显示器的方法，对于所述蚀刻组合物，通过调节蚀刻组合物的蚀刻能力，对于栅极和源极/漏极配线材料能够全部适用，并且对各配线材料的蚀刻效果优异。
为了实现上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物，其包含a)50重量％～75重量％的磷酸；b)1重量％～15重量％的硝酸；c)1重量％～15重量％的醋酸；d)0.1重量％～5重量％的[H+]离子浓度调节剂；以及e)剩余量的水。
另外，本发明提供一种薄膜晶体管液晶显示器的制造方法，所述方法包括用上述蚀刻组合物进行蚀刻的步骤。
本发明的蚀刻组合物具有的优点是，在湿式蚀刻后不实施追加的干式蚀刻，采用所述组合物仅通过湿式工序即可以以下部膜Al-Nd不产生底切现象的方式对构成薄膜晶体管液晶显示器的TFT的栅极配线材料Mo/Al-Nd双重膜进行蚀刻，并可以获得优异的锥形，同时源极/漏极配线材料Mo单一膜也可以形成优异的轮廓。并且，通过将所述蚀刻组合物应用于栅极配线材料Mo/Al-Nd双重膜以及源极/漏极配线材料Mo单一膜，可以简化工序、增加装置的效率性和减少成本，不仅如此，通过降低蚀刻组合物的表面张力，蚀刻组合物能够良好地进行扩散，从而在大型基板上可以增加蚀刻均一性。
图1是表示将本发明一个实施例的蚀刻组合物应用于Mo/Al-Nd双重膜和Mo单一膜的结果的照片；图2是将以往的蚀刻组合物应用于Mo/Al-Nd双重膜和Mo单一膜的结果的照片。
具体实施例方式
以下详细地说明本发明。
本发明的薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物的特征在于，其包含a)50重量％～75重量％的磷酸、b)1重量％～15重量％的硝酸、c)1重量％～15重量％的醋酸、d)0.1重量％～5重量％的[H+]离子浓度调节剂以及e)剩余量的水。
用于本发明的磷酸、硝酸、醋酸及水可以使用能够用于半导体工艺的纯度的物质，也可以使用市售的物质、或者将工业用等级的物质通过本领域通常公知的方法进行精制而使用。
本发明中使用的上述a)的磷酸具有分解氧化铝的作用。
上述磷酸在蚀刻组合物中优选含有50重量％～75重量％，进而优选含有64重量％～72重量％。其含量在上述范围内时，硝酸和铝反应而形成的氧化铝可以适当地被分解，蚀刻速度加快，具有提高生产率的效果。
本发明中使用的上述b)的硝酸与铝反应而形成氧化铝。
上述硝酸在蚀刻组合物中优选含有1重量％～15重量％，进而优选含有4重量％～8重量％。其含量在上述范围内时，具有可以有效地调节栅极金属膜和其他层之间的选择比的效果，所述栅极金属膜由上部膜Mo膜和下部膜Al-Nd膜构成。特别是上述硝酸不足1重量％时，存在的问题是在Mo/Al-Nd双重膜会产生底切现象。
本发明中使用的上述c)的醋酸具有用于调节反应速度的缓冲剂的作用。
上述醋酸在蚀刻组合物中优选含有1重量％～15重量％，进而优选含有5重量％～10重量％。其含量在上述范围内时，可以适宜地调节反应速度，提高蚀刻速度，由此具有可以提高生产率的效果。
本发明中使用的上述d)的[H+]离子浓度调节剂具有调节钼和铝金属的蚀刻速度的作用。其是在同一阴离子存在下通过调节[H+]离子的量而调节金属的蚀刻速度。
上述[H+]离子浓度调节剂是离子性盐，阳离子可以使用NH4+、N(CH3)4+等胺系、Li+、Na+、K+等碱金属阳离子、Mg2+、Ca2+等碱土类金属阳离子、或者Fe3+、Cu2+等过渡金属阳离子等，作为阴离子可以使用NO3-、CH3COO-、PO4-或者OH-等。
上述[H+]离子浓度调节剂在蚀刻组合物中优选含有0.1重量％～5重量％。其含量在上述范围内时，具有的效果是，不仅在Mo/Al-Nd双重膜中不会产生下部膜Al-Nd的底切现象，而且同时Mo单一膜也可以形成优异的轮廓。
本发明中使用的上述e)的水可以为蚀刻组合物的剩余量，所述水具有分解硝酸和铝反应而生成的氧化铝、并且稀释蚀刻组合物的作用。
上述剩余量的水优选使用通过离子交换树脂而过滤的纯水，进而特别优选使用比电阻大于等于18MΩ的超纯水。
另外，本发明提供薄膜晶体管液晶显示器的制造方法，所述方法包括用由如上所述成分构成的蚀刻组合物进行蚀刻的步骤。在本发明的薄膜晶体管液晶显示器的制造方法中，在利用了上述蚀刻组合物进行蚀刻的蚀刻工序之前和之后当然可以应用通常被用于薄膜晶体管液晶显示器的制造方法的工序。
本发明的薄膜晶体管液晶显示器的制造方法具有的优点是，在使用含有上述成分的本发明的蚀刻组合物进行湿式蚀刻后，即使不实施追加的干式蚀刻，采用所述组合物仅通过湿式工序即可以以下部膜Al-Nd不产生底切现象的方式对构成薄膜晶体管液晶显示器的TFT的栅极配线材料Mo/Al-Nd双重膜进行蚀刻，并可以获得优异的锥形，从而在后续工序时可以防止在倾斜面断线的缺陷，同时可以防止源极/漏极配线材料Mo单一膜的倒锥形现象、进而可以防止上/下层短路的缺陷。另外还具有下述效果通过将所述蚀刻组合物应用于栅极配线材料Mo/Al-Nd双重膜以及源极/漏极配线材料Mo单一膜，可以简化工序、增加装置的效率性和减少成本，不仅如此，通过降低蚀刻组合物的表面张力，蚀刻组合物能够良好地进行扩散，从而在大型基板上可以增加蚀刻均一性。
以下为了理解本发明而列举出优选的实施例，但是下述的实施例不过是本发明的例子而已，本发明的范围并不限于下述的实施例。
实施例1均匀地混合68重量％的磷酸、5重量％的硝酸、10重量％的醋酸、1重量％的[H+]离子浓度调节剂KOH以及剩余量的水，制造出蚀刻组合物。
实施例2～4以及比较例1～4除了在上述实施例1中使用下述表1所示的成分和组成比以外，采用与上述实施例1同样的方法制造出蚀刻组合物。此时，下述表1的单位为重量％。
表1
上述实施例1～4以及比较例1～4中制造的蚀刻组合物的性能通过下述方法进行评价。
首先，在玻璃基板上形成Mo/Al-Nd双重膜和Mo单一膜后，向通过涂布光刻胶并显像而形成了图案的试验片喷射上述实施例1～4以及比较例1～4中制造的蚀刻组合物，进行蚀刻处理。接着，蚀刻后进行终点检测(EPD)，并通过30％和60％过份蚀刻(over etching)测定金属配线的轮廓，其结果示于下述表2中。
另外，将上述实施例1和比较例1的蚀刻组合物应用至Mo/Al-Nd双重膜和Mo单一膜后，用扫描电子显微镜(SEM、日立社制S-4100)观察截面，其结果示于图1和图2中。
表2
由上述表2可以确认，与比较例1～4制造的蚀刻组合物相比，本发明实施例1～4制造的蚀刻组合物对Mo/Al-Nd双重膜和Mo单一膜均显示出优越的蚀刻效果。
另外，如作为蚀刻截面的扫描显微镜照片的图1所示，可以确认，对于应用了通过本发明制造的实施例1的蚀刻组合物的Mo/Al-Nd双重膜，不会产生底切现象，同时对于Mo单一膜也可以形成优异的轮廓。
相反，适用以往的蚀刻组合物的情况如图2所示，可以确认，在Mo/Al-Nd双重膜产生底切现象，并且Mo单一膜形成轮廓不良。
权利要求
1.一种薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物，其包含a)50重量％～75重量％的磷酸；b)1重量％～15重量％的硝酸；c)1重量％～15重量％的醋酸；d)0.1重量％～5重量％的[H+]离子浓度调节剂；以及e)剩余量的水。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物，其特征在于，所述薄膜晶体管液晶显示器是TFT LCD的栅极膜，即Mo/Al-Nd双重膜。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物，其特征在于，所述薄膜晶体管液晶显示器是TFT LCD的源极/漏极膜，即Mo单一膜。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物，其特征在于，对于所述d)的[H+]离子浓度调节剂，阳离子选自由NH4+、N(CH3)4+、Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Fe3+及Cu2+组成的组中，阴离子选自由NO3-、CH3COO-、PO4-及OH-组成的组中。
5.一种薄膜晶体管液晶显示器的制造方法，其包括采用权利要求1～4中任意一项所述的蚀刻组合物进行蚀刻的步骤。
全文摘要
本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器的蚀刻组合物，特别是涉及包含磷酸、硝酸、醋酸、[H
文档编号G03F7/32GK1760742SQ200510112840
公开日2006年4月19日 申请日期2005年10月14日 优先权日2004年10月14日
发明者李骐范, 曺三永, 李敏键, 刘智勇, 尹载皙 申请人:东进世美肯株式会社