CN102597162A - 蚀刻液组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于含In、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，所述蚀刻液组合物包含相对于所述组合物总重量的45～70重量％的磷酸、2～10重量％的硝酸、5～25重量％的醋酸、0.01～3重量％的含氟化合物、0.1～5重量％的磷酸盐及剩余的水。

Description

蚀刻液组合物
技术领域
本发明涉及一种用于三重膜的蚀刻液组合物、使用所述蚀刻液组合物形成用于平板显示装置的阵列基板的制造方法、以及利用该方法制造的用于平板显示装置的阵列基板；其中所述用于三重膜的蚀刻液组合物可以对平板显示装置构成组分中含In、Al及Mo的含铟像素电极、含铝源/漏极电极、及含钼缓冲膜进行统一蚀刻。
背景技术
平板显示装置中，在基板上形成金属配线的过程通常包括以下工序：溅射形成金属膜；在金属膜上涂覆、曝光、显影光致抗蚀剂，从而在选择性区域形成光致抗蚀剂；及对金属膜进行蚀刻。另外，还包括个别单位工序前后的洗净工序等。这种蚀刻工序是指将光致抗蚀剂用作掩膜，以在选择性区域残留金属膜的工序。通常采用的蚀刻工序为使用等离子等的干式蚀刻、或使用蚀刻液的湿式蚀刻。
另一方面，在平板显示装置中，主要使用以铟为主成分的透明传导膜作为像素电极。并且，主要使用铝膜或铝合金膜，尤其是主要使用Al-La-X(X＝Mg、Zn、In、Ca、Te、Sr、Cr、Co、Mo、Nb、Ta、W、Ni、Nd、Sn、Fe、Si、Mo、Pt、及C所组成的组中的一种或两种以上)形态的铝合金膜作为源/漏极电极。并且，在源/漏极电极的上/下层，主要使用钼膜或以钼为主成分的合金膜作为起缓冲作用的缓冲膜。
以往，为了对平板显示装置的像素电极、源/漏极电极及缓冲膜进行蚀刻，须对各电极使用不同的蚀刻液组合物。例如，专利文献1(大韩民国注册专利第10-0502796号说明书)中公开了一种作为像素电极的铟锡氧化物用蚀刻液。另外，专利文献2(大韩民国公开专利第10-2006-0066349号说明书)中公开了一种作为源/漏极电极的由铝、镍、添加金属组成的用于单一金属合金膜的蚀刻液组合物。
但是，如果为了对像素电极、源/漏极电极及缓冲膜分别进行蚀刻而使用互不相同的蚀刻液组合物，则使蚀刻工序变得复杂，且存在非经济性缺点。
发明内容
技术问题
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于含In、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，从而可以对含像素电极、源/漏极电极及缓冲膜的三重膜进行统一湿式蚀刻。
另外，本发明的目的还在于提供一种具有均匀蚀刻特性的用于含In、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物。
另外，本发明的目的还在于提供一种使用所述蚀刻液组合物的平板显示装置阵列基板的制造方法、及利用该方法制造的平板显示装置阵列基板。
技术方案
一种用于含铟锡氧化物(ITO)、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，所述蚀刻液组合物包含相对于所述组合物总重量的45～70重量％的磷酸、2～10重量％的硝酸、5～25重量％的醋酸、0.01～3重量％的含氟化合物、0.1～5重量％的磷酸盐及剩余的水。
另外，一种用于平板显示装置的阵列基板的制造方法，所述方法包括：使用所述蚀刻液组合物，对含ITO、Al及Mo的三重膜进行蚀刻。
另外，一种用于平板显示装置的阵列基板，所述阵列基板包括使用所述蚀刻液组合物形成的像素电极、源/漏极电极、及缓冲膜。
在上述内容中，用于平板显示装置的阵列基板可以是薄膜晶体管(TFT)阵列基板。
有益效果
本发明蚀刻液组合物可以对三重膜进行统一蚀刻，所述三重膜由以下三种膜组成：以铟为主成分用作像素电极的透明传导膜；作为源/漏极电极使用的铝或铝合金膜，尤其是Al-La-X(X＝选自由Mg、Zn、In、Ca、Te、Sr、Cr、Co、Mo、Nb、Ta、W、Ni、Nd、Sn、Fe、Si、Mo、Pt及C所组成的组中的一种或两种以上)形态的铝合金膜；起缓冲作用的钼膜或以钼为主成分的合金膜。并且，本发明蚀刻液组合物从根本上解决了金属膜上层卷曲的现象，从而显示了均匀的蚀刻特性。
附图说明
图1为使用实施例2的蚀刻液组合物蚀刻的ITO/Al-La-Ni/Mo三重膜的蚀刻剖面的照片；
图2为显示使用实施例2的蚀刻液组合物蚀刻的ITO/Al-La-Ni/Mo三重膜的有无残渣的照片；
图3为使用比较例1的蚀刻液组合物蚀刻的ITO/Al-La-Ni/Mo三重膜的下层Mo的蚀刻剖面的照片；
图4为图3在剥离后的照片；
图5为使用比较例2的蚀刻液组合物蚀刻的ITO/Al-La-Ni/Mo三重膜的上层ITO的蚀刻剖面的照片；
图6为使用比较例2的蚀刻液组合物蚀刻的ITO/Al-La-Ni/Mo三重膜的下层Mo的蚀刻剖面的照片。
具体实施方式
下面，针对本发明进行详细说明。
本发明用于含ITO、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物包含磷酸、硝酸、醋酸、含氟化合物、磷酸盐及剩余的水。
本发明蚀刻液组合物中包含的磷酸是主氧化剂，其中磷酸的量可以为相对于组合物总重量的45～70重量％、更优选为50～60重量％。只要满足所述范围，即可对含钼金属膜或含铝金属膜进行蚀刻，且容易调节蚀刻速度，以实现均匀的蚀刻特性。
本发明蚀刻液组合物中包含的硝酸是辅助氧化剂，其中硝酸的量可以为相对于组合物总重量的2～10重量％、更优选为3～9重量％。只要满足所述范围，即可与所述磷酸一起对含钼金属膜与含铝金属膜进行蚀刻，且容易调节蚀刻速度、侧面蚀刻及锥形角。
本发明蚀刻液组合物中包含的醋酸是调节反应速度的缓冲剂，其中醋酸的量可以为相对于组合物总重量的5～25重量％、更优选为10～20重量％。只要满足所述范围即可适当调节反应速度，从而提高蚀刻速度。
本发明蚀刻液组合物中包含含氟化合物，其中含氟化合物的量可以为相对于组合物总重量的0.01～3重量％、更优选为0.05～1重量％。只要含氟化合物的量在所述范围中，即可对含氧化铝的金属膜、含钼金属膜、含In金属膜进行蚀刻。
所述含氟化合物是可离解氟离子或多原子氟离子的化合物。所述含氟化合物优选为选自由氟化铵、氟化钠、氟化磷酸、重氟化铵、重氟化钠及重氟化磷酸所组成的组中的一种或两种。
本发明蚀刻液组合物中包含的磷酸盐是含钼金属膜、及含铝金属膜的蚀刻速度调节剂，其中磷酸盐的量可以为相对于组合物总重量的0.1～5重量％、更优选为0.5～3重量％。只要磷酸盐的量在所述范围中，就容易调节含钼金属膜及含铝金属膜的蚀刻速度，从而实现均匀的蚀刻特性。
所述磷酸盐例如可以是磷酸铵盐、磷酸碱金属盐、磷酸碱土金属盐等。具体例如：磷酸氢二铵(Ammonium hydrogen phosphate)、磷酸二氢钾(potassiumdihydrogen phosphate)等。可以单独使用其中一种、或混合两种以上使用。
本发明蚀刻液组合物中包含的水是指去离子水、半导体工序用水，优选使用18MΩ/cm以上的水。蚀刻液组合物中包含所述水，以使本发明蚀刻液组合物总重量达到100％。
本发明蚀刻液组合物除所述组分外，还可以包含选自由蚀刻调节剂、界面活性剂、金属离子密封剂及防腐剂所组成的组中的一种或两种以上。
在本发明中，所述含ITO、Al及Mo的三重膜，可以为具有由ITO膜、含铝金属膜及含钼金属膜组成的三重膜。所述含铝金属膜优选为铝膜或铝合金膜。所述铝合金膜用A1-La-X来表示，X优选为选自由Mg、Zn、In、Ca、Te、Sr、Cr、Co、Mo、Nb、Ta、W、Ni、Nd、Sn、Fe、Si、Mo、Pt及C所组成的组中的一种或两种以上。
本发明对由以下三种膜组成的三重膜更为有效：以铟为主成分并用作像素电极的透明传导膜(即ITO)；源/漏极电极使用的铝或铝合金膜，尤其是Al-La-X(X＝选自由Mg、Zn、In、Ca、Te、Sr、Cr、Co、Mo、Nb、Ta、W、Ni、Nd、Sn、Fe、Si、Mo、Pt及C所组成的组中的一种或两种以上)形态的铝合金膜；起缓冲作用的钼膜或以钼为主成分的合金膜。
下面，基于实施例及试验例对本发明进行进一步的详细说明。但本发明的范围并不限定于下述实施例及试验例。
实施例1-实施例5、比较例1-比较例3：蚀刻液组合物的制造以下述表1所述的组分及组成比制造180kg蚀刻液组合物。
Figure BDA0000159742560000051
试验例子：蚀刻液组合物的特性评价
<蚀刻特性评价>
在玻璃上蒸镀ITO/Al-La-Ni/Mo的三重膜，并使用将光致抗蚀剂图案化为一定形状的基板。在喷射式蚀刻方式的实验装置(型号：蚀刻机(ETCHER(TFT))，SEMES公司制造)内加入所述实施例1-5、比较例1-3的蚀刻液组合物，将温度设为40℃后加温。当温度达到40±0.1℃后，执行蚀刻工序。实施的总蚀刻时间为EPD标准的60％。放入试片开始喷射，若蚀刻完成，则取出，并使用去离子水进行清洗，然后使用热风干燥装置进行干燥，并使用光致抗蚀剂(PR)剥离器(stripper)除去光致抗蚀剂。在清洗及干燥后，使用电子扫描显微镜(SEM)(型号：S-4700，日立(HITACHI)公司制造)，对蚀刻剖面的倾斜角、侧面蚀刻(CD(criMocal维(dimension)))损失、蚀刻残留物及下层膜的损伤进行评价，并将其结果示于表2及图1-6中。
表2
Figure BDA0000159742560000061
[蚀刻剖面评价标准]
◎：极其优秀(CD倾斜(Skew)：≤1μm，锥形角：45°-80°)
○：优秀(CD Skew：≤1.5μm、锥形角：45°-80°)
△：良好(CD Skew：≤2μm、锥形角：45°-80°)
×：不良(金属膜消失及残渣)
参照表2，由实施例1-6的蚀刻液组合物蚀刻的金属膜的蚀刻剖面优秀，示出了无下层膜损伤及残渣的蚀刻特性。但是，在由比较例1-3的蚀刻液组合物蚀刻的情况下，得到蚀刻剖面不良、钼膜未蚀刻、存有残渣、及下层膜损伤的不良结果。
图1为使用实施例2的蚀刻液组合物蚀刻的金属膜的蚀刻剖面的照片。图2为显示由实施例2的蚀刻液组合物蚀刻的金属膜有无残渣的照片。图3为使用比较例1的蚀刻液组合物蚀刻的金属膜的下层Mo的蚀刻剖面的照片。图4为使用比较例1的蚀刻液组合物蚀刻的金属膜在剥离后的照片。图5为使用比较例2的蚀刻液组合物蚀刻的金属膜的上层ITO的蚀刻剖面的照片。图6为使用比较例2的蚀刻液组合物蚀刻的金属膜的下层Mo的照片。
参照图1-图6可知如果使用实施例2的蚀刻液组合物对金属膜蚀刻，则蚀刻剖面优秀，无残渣。另一方面，可知如果使用比较例1的蚀刻液组合物对金属膜蚀刻，则下层的钼膜未被蚀刻。并且，还可知如果使用比较例2的蚀刻液组合物蚀刻金属膜，则作为上层膜的ITO上产生顶端(tip)，下层膜的钼上发生底切。

Claims (10)

1.一种用于含ITO、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻液组合物包含相对于所述组合物总重量的45～70重量％的磷酸、2～10重量％的硝酸、5～25重量％的醋酸、0.01～3重量％的含氟化合物、0.1～5重量％的磷酸盐、及剩余的水。
2.根据权利要求1所述的用于含ITO、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，其特征在于，所述含氟化合物为选自由氟化铵、氟化钠、氟化磷酸、氟化氢铵、二氟氢化钠及二氟化磷酸所组成的组中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的用于含ITO、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，其特征在于，所述磷酸盐为选自由磷酸氢二铵及磷酸二氢钾所组成的组中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的用于含ITO、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，其特征在于，所述含ITO、Al及Mo的三重膜是包含ITO膜、含铝金属膜及含钼金属膜的三重膜。
5.根据权利要求4所述的用于含ITO、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，其特征在于，所述含铝金属膜是铝膜或铝合金膜。
6.根据权利要求5所述的用于含ITO、Al及Mo的三重膜的蚀刻液组合物，其特征在于，所述铝合金膜用Al-La-X来表示，X为选自由Mg、Zn、In、Ca、Te、Sr、Cr、Co、Mo、Nb、Ta、W、Ni、Nd、Sn、Fe、Si、Mo、Pt及C所组成的组中的一种或两种以上。
7.一种用于平板显示装置的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
使用权利要求1所述的蚀刻液组合物，对含ITO、Al及Mo的三重膜进行蚀刻。
8.根据权利要求7所述的用于平板显示装置的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述用于平板显示装置的阵列基板是薄膜晶体管阵列基板。
9.一种用于平板显示装置的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括使用权利要求1所述的蚀刻液组合物形成的像素电极、源/漏极电极、以及缓冲膜。
10.根据权利要求9所述的用于平板显示装置的阵列基板，其特征在于，所述用于平板显示装置的阵列基板是薄膜晶体管阵列基板。
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