專利名稱：液晶顯示屏用鉻蝕刻液及其制備方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示屏用鉻蝕刻液及其制備方法。
背景技術：
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)因其反應速度快、對比度好、可視角度大、色彩豐富等優點，作為當下各類數碼顯示器中的主流產品，廣泛應用于筆記本電腦、液晶電視等方面，受到越來越多用戶的青睞。薄膜晶體管是薄膜晶體管液晶顯示器中的關鍵器件，其性能好壞對最終液晶顯示器產品的性能具有決定性作用。其制造工藝就是根據器件的光學和電學特性要求，在玻璃基板上制造不同的薄膜，并根據設計要求對不同的薄膜進行加工，形成有規則排列的特定的電子學器件——薄膜晶體管列陣。薄膜晶體管列陣制造的主要工藝包括基板清洗、成膜、光刻、檢查修復等基本步驟。其中核心工藝是光刻。在液晶顯示裝置的制造過程中，在玻璃基板表面需要通過多次光刻的過程進行多層布線。一般來說，一次完整的光刻過程需要由以下步驟組成。1、清洗與金屬鍍膜工藝。玻璃基板投入，清洗、干燥工藝，用清洗機清洗玻璃基板， 并烘干；濺射金屬膜，作為電極材料。2、涂膠工藝用涂膠機在處理好的金屬膜上涂布紫外感光的光致抗蝕劑。光致抗蝕劑膜厚度一般控制在(15000 士 500) A左右。3、光致抗蝕劑固化工藝前烘工藝、高溫烘焙、固化光光致抗蝕劑。4、曝光工藝紫外線通過具有柵極圖形的掩模板照射光致抗蝕劑。有圖形的部分擋住UV光，被紫外照射的光致抗蝕劑發生化學反應變軟(正性光致抗蝕劑)。5、顯影工藝用顯影液除去光致抗蝕劑軟化的部分。6、后烘工藝對顯影液處理后的玻璃基板進行高溫烘焙。7、蝕刻工藝蝕刻分濕刻和干刻兩種工藝類型。前者是用腐蝕液對金屬進行處理， 除去不需要的部分，后者是用減壓下的氣體放電形成等離子體與金屬反應。8、剝離工藝剝離也分濕法和干法。前者是用剝離液除去形成圖形時使用的光致抗蝕劑；后者是在減壓條件下，用氧氣或臭氧或UV使光致抗蝕劑氧化并揮發而除去，又稱灰化。鉻金屬膜即可以用來作為其他金屬的中間層、保護層，也可以單獨附著在基板上， 做柵電極。其加工方便，可以通過蝕刻技術得到各種復雜的鉻金屬膜圖形。另外鉻的儲量豐富，價格便宜，所以在液晶顯示裝置的中，金屬鉻因其優良的電導性、熱穩定性、耐腐蝕、 耐氧化、與其他金屬具有很好的附著性且價格低廉等優點而廣泛用于薄膜晶體管液晶顯示器制造中的電極、布線材料。目前的鉻金屬膜蝕刻液中一般均存在組分硝酸。這類蝕刻液對鉻金屬膜蝕刻時主要存在的缺點有蝕刻速度慢，導致光致抗蝕劑長時間浸泡于蝕刻液中，將會使部分光致抗蝕劑脫落，導致部分金屬走線蝕刻效果不佳；對不需要進行蝕刻的抗蝕涂層與鉻金屬膜界面上也有因蝕刻液滲入所致的蝕刻痕導致不需蝕刻部分的鉻金屬膜表面粗糙。

發明內容
本發明的目的是提供一種液晶顯示屏用鉻蝕刻液及其制備方法。本發明提供的鉻蝕刻液，包括硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水。所述蝕刻液也可只由上述組分組成。其中，所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30%，優選10-25%，更優選20% ；硝酸鈰銨是稀土鈰基系列產品，橘紅色顆粒狀晶體，其在酸性條件下有非常強的氧化性，廣泛用于電子工業和IT產業，特別是制造集成電路時鉻的蝕刻中。所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0. 1_10%，具體可為2-5%、2-4%、2-3%、 3-5%、3-4%或4-5%，優選1-5% ；鄰氟苯甲酸提供的酸性環境，可以引起硝酸鈰銨與鉻金屬膜的蝕刻反應，并且可以通過其用量對反應速度進行調節以滿足對蝕刻速度的不同要求；另外鄰氟苯甲酸的使用可以增加蝕刻液和金屬的親密性，改善蝕刻液對光致抗蝕劑的親和力，能有效抑制對不需要進行蝕刻的抗蝕涂層與鉻金屬膜界面上也有因蝕刻液滲入所致的蝕刻痕引起不需蝕刻部分的鉻金屬膜表面粗糙，從而得到具有表面平坦光滑的鉻金屬膜配線。所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1_15%，具體可為7-10%、8-10%、9_10%、 7-8 %、7-9 %或8-9 %，優選5-10 % ；雙氧水可以有效提高蝕刻速度，不但極大提高了生產效率，也能有效避免因蝕刻速度慢，導致光致抗蝕劑長時間浸泡于蝕刻液中，將會使部分光致抗蝕劑脫落，導致部分金屬走線蝕刻效果不佳的現象，從而大大的提高良品率。余量為所述水。所述水具體可以是自來水、軟水或去離子水，優選去離子水。由于蝕刻過程中會產生大量的離子及雜質，所以對水沒有硬性的要求，常用的自來水或是軟水就可以使用。但考慮到不同地方水質的不同，有可能引起對蝕刻液組合物難以預料的影響， 所以優選去離子水。更優選的，上述本發明提供的蝕刻液，可為如下質量份組分的蝕刻液a至蝕刻液 i 蝕刻液a 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-5份、雙氧水5_10份和水67_71份；蝕刻液b 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-4份、雙氧水5-10份和水67_71份；蝕刻液c 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸3-5份、雙氧水5_10份和水67_71份；蝕刻液d 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-5份、雙氧水8-10份和水67_71份；蝕刻液e 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸4_5份、雙氧水5_10份和水67_71份；蝕刻液f 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-5份、雙氧水8-10份和水70_71份；蝕刻液g 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-5份、雙氧水8-10份和水67_71份；蝕刻液h 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸1-4份、雙氧水8-10份和水70_71份；蝕刻液i 硝酸鈰銨20份、鄰氟苯甲酸3-5份、雙氧水8-10份和水67_71份。本發明提供的制備上述蝕刻液的方法，包括如下步驟將所述硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水混勻，得到所述蝕刻液。所述水為去離子水。其中，所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30%，優選 10-25%，更優選20% ；所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0. 1-10%，具體可為2-5%、 2-42-3%,3-5%,3-4%或4_5%，優選1_5% ；所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1_15%，具體可為7-10%、8-10%、9-10%、7-8%、7-9%或8-9%，優選5-10% ；余量為所述水。為了除去蝕刻液中粒徑大于0. 2μπι的雜質粒子，所述制備蝕刻液的方法，還包括如下步驟在所述混勻步驟之后，將所述蝕刻液過濾。所述過濾步驟中，濾網孔徑不大于 0. 2 μ m, it 1 0. 2 μ m。上述本發明提供的蝕刻液在蝕刻鉻金屬膜中的應用，尤其是在蝕刻液晶顯示屏用鉻金屬膜中的應用，也屬于本發明的保護范圍。本發明提供的蝕刻液，能夠在不發生抗蝕涂層滲透的情況下進行蝕刻，顯著提高鉻金屬膜的蝕刻速度，具有蝕刻速度可控性，有效抑制抗蝕保護層的劣化，得到表面平坦光滑的鉻金屬膜配線，具有重要的應用價值。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步闡述，但本發明并不限于以下實施例。所述方法如無特別說明均為常規方法。所述原料如無特別說明均能從公開商業途徑而得。下述實施例中所用硝酸鈰銨均購自淄博瑞博康稀土材料有限公司，鄰氟苯甲酸均購自衢州明鋒化工有限公司，雙氧水均購自淮南市揚淮化工有限公司。實施例1將20重量份的硝酸鈰銨、5重量份的鄰氟苯甲酸、5重量份的雙氧水和70重量份的去離子水混勻后，用0. 2μπι孔徑的濾網進行過濾，得到本發明提供的鉻蝕刻液。按照與上完全相同的步驟，僅將上述各原料按照表1所示進行替換，得到實施例 2-8和比較例1-6提供的鉻蝕刻液。按照如下方法對上述鉻蝕刻液進行鉻金屬膜的蝕刻率測定在玻璃基板上采用濺射法制備鉻金屬膜，使膜厚達到450nm后，在該鉻金屬膜上涂布抗蝕涂層得到抗蝕涂層圖案。將該基板在50°C下浸入表1所示蝕刻液中蝕刻1分鐘后水洗并干燥，剝離抗蝕涂層后，用觸針式段差計測定蝕刻量，并按照如下公式計算蝕刻率 (單位nm/min)蝕刻率=蝕刻量/蝕刻時間。按照如下方法對上述鉻蝕刻液進行鉻金屬膜的蝕刻面的表面平滑以及抗蝕涂層的滲透觀察在玻璃基板上采用濺射法制備鉻金屬膜，使膜厚達到450nm。在該鉻金屬膜上涂布抗蝕涂層得到抗蝕涂層圖案。將該基板在50°C下以從蝕刻率計算出的蝕刻時間的1. 2倍對該基板進行蝕刻，蝕刻完畢后水洗并干燥，剝離抗蝕涂層后，用電子顯微鏡(SEM)觀察鋁膜的蝕刻面的表面平滑以及抗蝕涂層的滲透的狀態。所得結果均列于表1中。表1、蝕刻液組成及蝕刻效果列表
權利要求
1.一種蝕刻液，包括硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水。
2.根據權利要求1所述的蝕刻液，其特征在于所述蝕刻液是由硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水組成。
3.根據權利要求1或2所述的蝕刻液，其特征在于所述水為去離子水。
4.根據權利要求1-3任一所述的蝕刻液，其特征在于所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30%，優選10-25%，更優選20% ；所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0. 1-10%，優選1-5% ；所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1_15%，優選5-10% ；余量為所述水。
5.一種制備權利要求1-4任一所述蝕刻液的方法，包括如下步驟將所述硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水混勻，得到所述蝕刻液。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于所述水為去離子水。
7.根據權利要求5或6所述的蝕刻液，其特征在于所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30 %，優選10-25 %，更優選20 % ；所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0. 1-10%，優選1-5% ；所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1_15%，優選5-10% ；余量為所述水。
8.根據權利要求5-7任一所述的方法，其特征在于所述制備權利1-4任一所述蝕刻液的方法，還包括如下步驟在所述混勻步驟之后，將所述蝕刻液過濾。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述過濾步驟中，濾網孔徑不大于 0. 2 μ m, it 1 0. 2 μ m。
10.權利要求1-4任一所述蝕刻液在蝕刻鉻金屬膜中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種液晶顯示屏用鉻蝕刻液及其制備方法。該蝕刻液，包括硝酸鈰銨、鄰氟苯甲酸、雙氧水和水。所述硝酸鈰銨占所述蝕刻液總重的5-30％，優選10-25％，更優選20％；所述鄰氟苯甲酸占所述蝕刻液總重的0.1-10％，優選1-5％；所述雙氧水占所述蝕刻液總重的1-15％，優選5-10％；余量為所述水。本發明提供的蝕刻液，能夠在不發生抗蝕涂層滲透的情況下進行蝕刻，顯著提高鉻金屬膜的蝕刻速度，具有蝕刻速度可控性，有效抑制抗蝕保護層的劣化，得到表面平坦光滑的鉻金屬膜配線，具有重要的應用價值。
文檔編號C23F1/26GK102277573SQ20111023917
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者馮衛文 申請人:綿陽艾薩斯電子材料有限公司