KR100465342B1 - 평판디스플레이 금속전극용 식각액 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치를 포함한 평판디스플레이 제조용 금속전극재인 Mo(Mo-W)/Al(Al-Nd)의 이중막과 Mo(Mo-W)/Al(Al-Nd)/Mo(Mo-W)의 삼중막과 Mo(Mo-W)의 단일막에 대한 원하는 패턴 형성용 일괄 습식식각액의 조성물에 관한 것으로서, 본 출원인이 이미 특허 받은 특허 제0315648호와 특허 제0321227호와 본 출원인이 출원한 특허 (출원번호 : 10-2000-0013867, 10-2001-0018354, 10-2001-0072758, 10-2002-0017093, 10-2003-0015209)들을 보완하거나 개량한 식각액 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 식각액 조성비는 인산(30-75wt%)+질산(1-15wt%)+초산염(1-15wt%)+식각액 안정제(2-10wt%)로 이루어지고 식각액 조성물의 잔여부분은 물(H2O)로 구성되어 이루어지는 것으로, 상기의 식각액 조성물 중에서 식각액 안정제는 황산화물을 사용하는 것을 특징으로 하고 있으며, 본 발명은 식각액의 조성에서 종래의 초산 대신에 초산염을 사용하여 식각형태의 불균일성 때문에 발생되는 얼룩발생현상을 식각장비의 의존성 없이 완전히 제거할 수 있도록 개선 되었으며 식각 패턴과 식각테이퍼도 원하는 제특성을 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 평판디스플레이의 금속전극용 식각액 조성물에 관한 것으로, 박막트랜지스터 액정표시장치를 포함한 평판디스플레이의 금속전극을 형성하기 위하여 수행되는 습식식각 공정에 사용되는 일괄식각액 조성물에 관한 것이다.
종래에는 박막트랜지스터 액정 표시장치를 포함한 평판디스플레이의 금속전극을 형성하기 위하여 혼합가스를 이용한 건식식각 방법을 적용하거나 또는 습식식각 후 다시 건식 식각하는 혼합식 식각방법을 적용하여 원하는 전극패턴을 형성하였다.
그러나 상기된 건식긱각 방법과 혼합식 식각방법을 이용하여 팡판디스플레이의 금속전극을 형성하는 경우는 고가의 진공장비를 사용하여야 하는 단점과 식각공정이 복잡하여 제조원가가 상승하며 생산성도 저하되는 단점을 내재하고 있는 것이었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 식각액 조성물로는 본 출원인이 개발하여 이미 특허 받은 특허 (특허번호 : 제0315648호와 0321227호)의 경우와 본 출원인에 의하여 출원된 특허(출원번호 : 10-2002-0017093과 10-2003-0015209)가 있으나, 선 특허되거나 선 출원된 조성물의 경우는 금속 전극 패턴 형성용 일괄 식각액 조성물로 사용은 가능하지만 식각형태의 불균일성 때문에 발생되는 얼룩 발생현상이 특정의 식각장비를 사용할 경우에는 나타날 경우가 있어 범용화 되어 사용되기에는 식각장비를 선택하여 사용하여야 하는 개선점을 내포하고 있는 것 이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의하여 등록된 특허나 출원된 식각액 조성물과는 달리 인산과 질산 및 초산의 종래의 알루미늄식각액 조성물에서 초산 대신에 초산염으로 교체 적용함과 동시에 첨가제로서 식각액 안정제로 황산화물을 추가로 첨가하여 식각액의 안정성을 더욱 제고시킴으로서, 식각장비의 종류 및 제조회사에 따른 식각특성의 유동성을 제거할 수 있도록 하여 식각형태의 불 균일성에서 오는 얼룩현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 본 발명은 인산+질산+초산염+식각액안정제(황산화물)+물의 조성물로 이루어진 일괄식각액을 사용하므로서 이루어지는 것으로, 박막트랜지스터 액정 표시장치를 포함한 평판디스플레이의 금속전극 형성 공정에서 식각장비의 의존성이 없이 얼룩현상이 없는 균일한 패턴을 가지는 원하는 제 특성을 유지하는 일괄 습식식각을 할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 식각액 조성물에 의한 습식식각 공정후의 포토레지스트와 금속 전극재인 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴·텅스텐합금(Mo-W)의 단일막의 식각 후 단면을 전자현미경으로 관찰한 사진.
도 2는 본 발명의 식각액 조성물에 의한 습식식각 공정후의 포토레지스트와 금속 전극재인 몰리브덴(또는 몰리브덴·텅스텐합금)/알루미늄(또는 알루미늄·네오디늄합금)/몰리브덴(또는 몰리브덴·텅스텐합금)의 Mo(Mo-W)/Al(Al-Nd)/Mo(Mo-W) 삼중막의 식각후 단면을 전자현미경으로 관찰한 사진.
도 3은 본 발명의 식각액 조성물에 의한 습식식각 공정후의 포토레지스트와 금속 전극재인 몰리브덴(또는 몰리브덴·텅스텐합금)/알루미늄(또는 알루미늄·네오디늄합금)의 Mo(Mo-W)/Al(Al-Nd) 이중막의 식각 후 단면을 전자현미경으로 관찰한 사진.
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치를 포함한 평판디스플레이의 금속전극의 형성공정에서 사용되는 일괄 습식식각액의 조성물에 관한 것으로서, 본 출원인이 특허 받은 특허 제0315648호와 특허 제0321227호 또는 특허 출원된 발명(출원번호 : 10-2000-0013867, 10-2001-0018354, 10-2001-0072758, 10-2002-0017093, 10-2003-0015209)을 보완하거나 개량한 식각액 조성물로 서 원하는 식각 제특성을 유지할 뿐만 아니라 식각장비에 대한 의존성이 없이 얼룩 발생현상을 제거할 수 있도록 하는 일괄 식각액 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일괄식각액 조성물에 대한 조성비는 인산(30-75wt%)+질산(1-15wt%)+초산염(1-15wt%)+식각액안정제(2-10wt%)+물로 이루어지게 된다.
상기된 일괄 식각액 조성물 중에서 초산염은 초산나트륨 또는 초산암모늄 또는 초산칼륨 등의 1가 알카리 이온염을 사용하는 것이 적합하고, 식각액 안정제로는 황산화물을 사용하는 것이 적합하다.
여기서 1가 알카리 이온염인 초산염으로 초산나트륨 또는 초산암모늄 또는 산칼륨을 사용함으로써 식각공정에서 얼룩 발생현상을 제거시키는 메카니즘은 초산염의 1가 알카리 이온은 식각공정의 진행중에 몰리브덴 막의 표면에서 M가 NH4또는 Na 또는 K일때 몰리브덴(Mo)과 M2O·MoO3또는 M2O·2MoO3등의 난용성 몰리브덴 복합산화물을 형성하려는 미세한 반응력을 가지고 있어서 아래의 몰리브덴 식각 반응식에서와 같이 몰리브덴 식각반응물인 MoPO4를 생성되게 하는 몰리브덴의 식각 반응 속도를 조절하는 것이 가능하게 되어 알루미늄의 식각 반응속도와 조화를 이루게 함으로써 첨부의 도면에서와 같이 일정한 테이퍼 각도를 가지는 일괄식각이 가능하게 되어 식각 패턴 형태의 불규칙성에서 오는 얼룩현상을 막을 수 있기 때문이다.
Mo + HNO3+ H3PO4→MoPO4+ NO + 2H2O --- 몰리브덴 식각반응식
위와 같이 인산(30-75wt%)+질산(1-15wt%)+초산염(1-15wt%)+식각액안정제(2-10wt%)+물로 이루어지고 그 중 초산염은 초산나트륨 또는 초산암모늄 또는 초산칼륨 등의 1가 알카리 이온염이 사용되고, 식각액 안정제로는 황산화물을 사용하는 본 발명의 일괄 식각액 조성물이 식각장비의 의존성이 없이 균일한 식각 특성이 가능한 것은 1가 알카리 이온염으로 초산염을 사용하여 몰리브덴의 식각속도를 감소시키고 혼산의 혼합 균일도를 높이는 한편 M가 NH4또는 Na 또는 K일때 MHSO4, M2SO4, H2SO4등의 황산화물을 식각액 안정제로 사용하여 경시변화를 감소시키기 때문이다.
상기의 황산화물들은 단독으로, 또는 2이상 조합하여 사용할 수 있다.
즉 본 출원인이 특허 받았거나 출원한 종래의 알루미늄 식각액의 조성물에서는 초산을 사용하여 유기산의 특성중 하나인 불균일한 젖음성 때문에 얼룩현상이 발생하는 것으로, 본 발명에서는 초산과 화학적 특성이 유사한 초산염을 사 용하여 혼산의 혼합 균일도를 제고시킴에 따른 젖음성의 균일도를 제고시키는 한편 몰리브덴의 식각속도를 감소시키고 황산화물의 식각액 안정제를 추가로 첨가하여 식각액의 농도 변화를 줄여주어 식각액의 경시변화를 감소시킴으로써, 균 일한 일괄 습식식각이 가능하게 되는 것이다.
따라서 본 발명의 일괄 식각액 조성물을 사용하여 평판디스플레이의 금속전극을 형성할 경우 식각장비에 대한 의존성이 없이 얼룩 현상이 발생되지 않는 원하는 테이퍼 패턴을 형성할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 실시예를 살펴본다.
<실시예1>
60wt% H3PO4+ 8wt% HNO3+ 8wt% 초산염(NH4염 또는 Na염 또는 K염)의 조성비를 가지고 있고 나머지는 물로 구성되어 있는 식각액을 제조하였다.
이 식각액을 사용하여 포토레지스터로 패턴을 형성한 Mo/Al-Nd (500/2500Å)의 이중막과 Mo/Al/Mo (800/2500/500Å)의 삼중막 기판을 40℃에서 약 2분간 스프레이하여 식각을 실시한 후에 약 1분간 초순수에 의해 수세를 행한 후 질소를 사용하여 건조시켰다.
이와 같이 식각공정을 완료한 후 기판 표면을 전자현미경에 의해 관찰하여 본 결과 45-70도의 각도를 가지는 원하는 테이퍼 일괄식각이 된 것을 확인할 수 있었다.
<실시예2>
63wt% H3PO4+ 7wt% HNO3+ 10wt% 초산염((NH4염 또는 Na염 또는 K염) + 3wt% 식각액 안정제(황산화물)의 조성비를 가지고 있고 나머지는 물로 구성되어 있는 식각액을 제조하였다.
이 식각액을 사용하여 포토레지스터로 패턴을 형성한 Mo/Al-Nd (500/2500Å)의 이중막과 Mo/Al/Mo (800/2500/500Å)의 삼중막 기판을 40℃에서 약 2분간 스프레이하여 식각을 실시한 후에 약 1분간 초순수에 의해 수세를 행한 후 질소를 사용하여 건조시켰다.
이와 같이 식각공정을 완료한 후 기판 표면을 전자현미경에 의해 관찰하여 본 결과 45-70도의 각도를 가지는 원하는 테이퍼 일괄식각이 된 것을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치를 포함한 평판디스플레이 제조용 금속전극재인 Mo(Mo-W)의 단일막 또는 Mo(Mo-W)/Al(Al-Nd)의 이중막 또는 Mo(Mo-W)/Al(Al-Nd/Mo(Mo-W)의 삼중막을 식각장비에 대한 의존성 없이 적당한 경사각을 가지는 균일한 패턴으로 일괄 습식식각 할 수 있는 인산+질산+초산염+식각안정제+물의 조성 및 조성비를 갖는 일괄식각액을 사용하여 식각공 정을 수행할 경우 종래의 식각액 사용시보다 수율향상, 생산성향상 및 평판디스 플레이의 화질개선 등을 이룩할 수 있는 것이다.
Claims (4)
- 박막트랜지스터 액정표시장치를 포함한 평판디스플레이용 금속전극재로 사용되는 Mo 또는 Mo-W 또는 Mo/Al 또는 Mo/Al-Nd 또는 Mo-W/Al 또는 Mo-W/Al-Nd 또는 Mo/Al/Mo 또는 Mo-W/Al/Mo-W 또는 Mo/Al-Nd/Mo 또는 Mo-W/Al-Nd/Mo-W의 단일막 또는 이중막 또는 삼중막을 일괄 습식식각하는 식각액에 있어서,인산 30 ~ 75 wt%, 질산 1 ~ 15 wt%, 초산염 1 ~ 15 wt%, M가 NH4또는 Na 또는 K일때 MHSO4, M2SO4, H2SO4등의 황산화물이고, 상기 황산화물은 단독 또는 2이상을 조합하여 사용하는 식각안정제 2 ~ 10 wt% 및 물로 이루어진 평판디스플레이용 금속전극형성을 위한 평판디스플레이 금속전극용 식각액 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 초산염은 초산나트륨 또는 초산암모늄 또는 초산칼륨 등의 1가 알카리 이온염인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이 금속전극용 식각액 조성물.
- 삭제
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