KR100639299B1 - 평판디스플레이의 박막트랜지스터 형성을 위한 금속 전극용식각액 조성물 - Google Patents

평판디스플레이의 박막트랜지스터 형성을 위한 금속 전극용식각액 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치를 포함한 평판디스플레이의 박막트랜지스터(TFT)를 구성하는 게이트 전극 및 데이터 전극으로 사용되는 금속 단일막 또는 다층막을 일괄 습식하는 식각액으로 사용될 수 있는 것으로서, 구체적으로는 인산 60 ~ 70 중량%, 질산 2 ~ 9 중량%, 아세트산 5 ~ 15 중량%, 첨가제 0.1 ~ 3 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 식각액 조성물로서, 상기 첨가제는 NH4NO3, CH3COONH4, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는 금속 단일막 또는 다층막의 식각 조성물을 제공한다.
식각 조성물, 인산, 질산, 아세트산

Description

평판디스플레이의 박막트랜지스터 형성을 위한 금속 전극용 식각액 조성물{ECHING COMPOSITION FOR MAKING METAL ELECTRODES OF TFT IN FLAT PANEL DISPLAY}
도 1 은 실시예 4에서 얻은 식각프로파일 주사현미경 사진이다.
도 2 내지 도 4는 각각 비교예 1 내지 비교예 3에서 얻은 식각 프로파일의 주사전자현미경 사진이다.
도 5 및 도 6은 각각 실시예 100 및 비교예 4에서 얻은 식각 프로파일의 주사전자현미경 사진이다.
본 발명은 금속 단일막 또는 다층막의 식각 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치를 포함한 평판디스플레이의 박막트랜지스터(TFT)를 구성하는 게이트 전극 및 데이터 전극으로 사용되는 금속 단일막 또는 다층막을 일괄 습식하는 식각 조성물에 관한 것이다.
반도체 장치에서 기판 위에 금속 배선을 형성하는 과정은 통상적으로 스퍼터링에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정, 및 식각 공정으로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정 공정 등을 포함한다. 이러한 식각 공정은 포토레지스트 마스크를 사용하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식 식각 또는 식각 용액을 사용하는 습식 식각이 사용된다.
반도체 장치에서, TFT-LCD의 배선재료로서 일반적으로 사용되는 금속은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로서, 순수한 알루미늄은 화학물질에 대한 내성이 약하고 후속 공정에서 배선 결합 문제를 야기할 수 있으므로 알루미늄 합금 형태로 사용되거나, 알루미늄 또는 알루미늄 합금층 위에 또 다른 금속층, 예컨대 몰리브덴, 크롬, 텅스텐, 주석 등의 금속층을 갖는 다층의 적층 구조가 적용될 수 있다.
그런데, 예컨대 Mo/Al-Nd 이중막의 경우 통상 인산을 주성분으로 한 종래의 알루미늄 식각액으로 습식 식각하는 경우, 상부 Mo 층의 식각 속도가 알루미늄 합금층의 식각속도보다 작기 때문에 상부 Mo 층이 하부 Al-Nd층의 외부로 돌출되는 단면을 갖게 되는 불량한 프로파일을 나타낸다. 이러한 불량한 프로파일로 인해 후속 공정에서 단차 커버리지(coverage)가 불량하게 되고 상부층이 경사면에서 단선되든가 또는 상하부 금속이 단락될 확률이 커지게 된다.
이러한 경우, 1차 알루미늄 식각 용액으로 습식 식각하고, 2차로 식각 속도의 차이로 인해 미처 식각되지 못하고 하부층 바깥으로 돌출된 상부층을 다시 건식 식각하는 2단계 공정을 적용하는 것이 일반적이나, 공정이 복잡하여 생산성 및 비용적인 측면에서 불리하며, 제품 손상 등의 문제점이 존재한다.
또한, 상기 식각액이 적용되는 기판의 크기가 커짐에 따라 종래의 식각액으로는 균일한 테이퍼 각을 가지게 하는데 한계가 있었다.
당 기술 분야에서는 인산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 식각액 조성물의 문제점, 즉 금속 다층막간 식각 정도 차이에 의한 식각 불량 문제, 알루미늄 경사각의 불량, 균일성 문제, 패널과 패드의 식각 차이에 의한 사이드 식각 증가의 단점을 해결하기 위하여, 상기 식각액의 조성을 변경하거나 여기에 첨가제를 첨가하는 방법이 시도되어 왔으나, 여전히 더 우수한 식각 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명자들은 인산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 금속 단일막 또는 다층막의 식각 조성물에 암모늄염 중 NH4NO3, CH3COONH4, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 암모늄염을 첨가하는 경우, 상기와 같은 금속 단일막 또는 다층막에서 더욱 우수한 식각 프로파일을 얻을 수 있다는 사실을 밝혀내었다.
이에 본 발명은 종래의 식각 조성물에 비하여 더 우수한 식각 프로파일을 제공할 수 있는 금속 단일막 또는 다층막의 식각 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 인산 60 ~ 70 중량%, 질산 2 ~ 9 중량%, 아세트산 5 ~ 15 중량%, 첨가제 0.1 ~ 3 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 식각액 조성물로서, 상기 첨가제는 NH4NO3, CH3COONH4, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4로 이루어지는 군에서 선 택되는 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 단일막 또는 다층막의 식각 조성물을 제공한다.
상기 본 발명은 추가로 황산을 포함할 수 있다.
이하에서 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명은 인산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 식각액 조성물에 NH4NO3, CH3COONH4, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 첨가하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은 인산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 식각액 조성물에, 암모늄염 중 특히 NH4NO3, CH3COONH4, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4H2PO4 및 (NH4)2HPO4로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 첨가한 조성물을 이용하여, 알루미늄, 몰리브덴, 텅스텐, 주석 등이나 이들의 합금과 같은 금속의 단일막 또는 다층막의 식각에 사용하는 것으로, 그 결과 우수한 식각 프로파일과 균일성을 얻을 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기와 같은 금속의 단일막 또는 다층막의 식각시, 식각액 중의 상기 특정 범위의 암모늄염들은 금속 배선과 일정한 산화/환원전위(oxidation/reduction potential)를 이룸으로써 식각 표면의 균일성을 달성하게 한다. 식각 과정에서 식각액 중의 이온이 산화/환원전위를 일정하게 할 수 있다는 사실은 미국 특허 제5,518,131호에 기재되어 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 효과는 대면적의 기판을 분사식 방법(shower type)과 같은 기법으로 식각할 때 더 우수하게 나타나며, 이와 같은 효과는 후술하 는 실시예에 의하여 뒷받침된다.
한편, 인산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 식각액 조성물에, 전술한 본 발명에 따른 암모늄염을 사용하지 않고, 다른 암모늄염을 사용하는 경우에는, 암모늄 이온 이외에 암모늄염을 이루는 다른 이온이 식각에 부작용을 일으킬 수 있다. 예컨대, 인산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 식각액 조성물에 NH4F를 사용하면, F-이온으로 인해 유리 공격(glass attack)이 일어나서 상기와 같은 식각액을 적용하기 어려운 문제가 있다. 또한, 상기 식각액 조성물에 NH4OH를 사용하면, NH4OH의 강한 염기성으로 인해 질산 및 아세트산의 성능이 저하되어 Mo/Al 적층막의 경우 상부 Mo 돌출현상이 생길 수 있는 문제가 있다. 그외에도, 식각액에 필요한 이온 이외의 이온을 함유하는 암모늄염을 첨가제로 사용하는 경우 식각에 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명에 있어서, NH4NO3, CH3COONH4, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4H2PO4 및 (NH4)2HPO4로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제는 식각 조성물에 0.1 내지 3 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 첨가제의 함량이 0.1중량% 미만이면 식각하고자 하는 대면적 기판에서 균일성(uniformity)이 저하되고, 3 중량%을 초과하면 첨가제의 염기성으로 인해 인산, 질산, 아세트산의 효과를 저하시켜 식각 형태가 나빠질 수 있다.
본 발명의 조성물 중 질산은 Al 등 금속과 반응하여 산화물을 형성하고, 인 산과 물은 금속 산화물을 분해시키는 역할을 한다. 이 때 물은 식각 조성물을 희석시키는 역할도 한다. 아세트산은 반응 속도 등을 조절하기 위한 완충제로서 역할을 하는데, 질산의 분해속도를 조절하며, 일반적으로 분해 속도를 감소시킨다.
본 발명의 식각 조성물에는 황산을 추가로 첨가할 수 있다. 황산은 질산과 유사하게 금속막에서 산화물을 형성할 수 있으므로, 황산을 첨가하는 경우 질산의 농도변화에 따른 식각 프로파일의 변화를 최소화할 수 있다. 상기 황산은 식각 조성물 중에 0.5 내지 3 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 인산, 질산, 아세트산, 황산 및 물은 반도체 공정용으로 사용가능한 순도의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 시판되는 것을 사용하거나, 공업용 등급을 당업계에 통상적으로 공지된 방법에 따라 정제하여 사용할 수 있다. 반도체 공정용 물은 일반적으로 초순수(ultra pure water)을 사용한다.
본 발명에 따른 식각 조성물에는 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제의 예로는 계면 활성제, 금속이온 붕쇄제 등이 있다. 계면활성제는 에칭 용액의 점도를 저하시켜 에칭 균일성을 증가시킬 수 있으며, 비이온성 불소계 계면활성제가 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 식각 조성물은 금속 단일막 또는 다층막을 식각하기 위한 것으로, 구체적으로 알루미늄, 몰리브덴, 크롬, 텅스텐, 주석 등과 이들의 합금으로부터 선택된 금속으로 이루어진 단일막 또는 다층막을 식각하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 합금이란 상기 언급된 금속을 주성분으로 하여 합금으로 된 금속을 의미한다. 순수한 알루미늄은 화학물질에 대한 내성이 약하고 후속 공정에서 배선 결합 문제를 야기할 수 있으므로 통상 알루미늄 합금의 형태로 사용한다. 예컨대, 본 발명에서는 알루미늄 합금으로서, 알루미늄에 Nd가 합금된 Al-Nd가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 식각 조성물을 적용할 수 있는 금속막의 구체적인 예로는 Mo/Al-Nd 이중막, Mo/Al/Mo 삼중막, Mo/Al-Nd/Mo 삼중막 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 식각 조성물을 이용하여 금속 단일막 또는 다층막을 식각하는 공정은 당 기술분야에 알려져 있는 방법으로 수행할 수 있으며, 예컨대 침지, 흘리기 등의 방법이 있다. 식각 공정시의 온도는 예컨대 20~50 ℃, 바람직하게는 30~45 ℃로 할 수 있으나, 이 범위에 한정되지 않고 당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다른 공정 조건 및 요인에 의해 필요에 따라 적당한 식각 공정 조건을 정할 수 있다.
본 발명에 따른 식각 조성물을 이용하여 금속막을 식각하는 경우, 대면적의 금속막 또는 다층의 금속막을 사용하는 경우에도 종래 습식-건식 2단계 식각 공정 대신에 1단계의 습식 식각 공정만으로도 균일한 식각 프로파일을 얻을 수 있으므로, 비용 및 생산성의 관점에서 매우 유리하다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 기재하지만, 하기 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 99 　
Mo, Mo/Al-Nd 및 Mo/Al/Mo 기판을 준비하였다. 준비한 각각의 기판 위에 포 토레지스트 조성물을 도포하고 용매를 건조한 후, 노광 후 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 그리고, 인산, 질산, 아세트산, 첨가제 및 물을 하기 표 1 내지 표 11에 기재된 조성성분 및 조성비로 이루어진 식각액을 180 kg씩 제조하였다.
분사식 식각 방식의 실험장비(KDNS사 제조, 모델명: ETCHER(TFT)) 내에 제조된 식각액을 넣고 온도를 40 ℃ 로 세팅하여 가온한 후, 온도가 40 ± 0.5 ℃에 도달시 식각 공정을 수행하였다. 오버에치(O/E : Over Etch)를 패드 부분의 EPD(End Point Detection)를 기준으로 하여 30 %를 주어 실시하였다. 기판을 넣고 분사를 시작하여 식각이 다 되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하고, 제품으로 판매되고 있는 PRS-2000(stripper)을 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 　
세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM ; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 식각 프로파일을 경사각, 편측 CD (critical dimension) 손실, 잔사 여부 등으로 평가하였다. 그 결과를 표 1 내지 표 11에 나타내었다.
<평가항목>
경사각
편측 CD 손실
◎ : 우수 (테이퍼 각도 20도 이상 75도 이하)
○ : 양호 (테이퍼 각도 75도 이상 90도 이하)
× : 적용불가(다층막일경우 상부 Mo 돌출, 테이퍼 각도 90도 이상)
첨가제로서 CH3COONH4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/CH3COONH4/물) 평가 잔사여부
1 Mo 60/5/10/3/22 ○ 없음
2 70/3/10/1/16 ◎ 없음
3 68/4/11/0.1/16.9 ○ 없음
4 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/18 ◎ 없음
5 64/7/10/2/17 ○ 없음
6 66/7/10/1/16 ◎ 없음
7 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/20 ○ 없음
8 65/5/9/0.1/20.9 ◎ 없음
9 70/3/9/1/17 ◎ 없음
첨가제로서 NH4NO3를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/NH4NO3/물) 평가 잔사여부
10 Mo 60/5/10/3/22 ○ 없음
11 70/3/10/1/16 ◎ 없음
12 68/4/11/0.1/16.9 ○ 없음
13 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/18 ◎ 없음
14 64/7/10/2/17 ○ 없음
15 66/7/10/1/16 ◎ 없음
16 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/20 ○ 없음
17 65/5/9/0.1/20.9 ◎ 없음
18 70/3/9/1/17 ◎ 없음
첨가제로서 (NH4)2SO4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/(NH4)2SO4/물) 평가 잔사여부
19 Mo 60/5/10/3/22 ○ 없음
20 70/3/10/1/16 ◎ 없음
21 68/4/11/0.1/16.9 ○ 없음
22 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/18 ◎ 없음
23 64/7/10/2/17 ○ 없음
24 66/7/10/1/16 ◎ 없음
25 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/20 ○ 없음
26 65/5/9/0.1/20.9 ◎ 없음
27 70/3/9/1/17 ◎ 없음
첨가제로서 NH4HSO4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/NH4HSO4/물) 평가 잔사여부
28 Mo 60/5/10/3/22 ○ 없음
29 70/3/10/1/16 ◎ 없음
30 68/4/11/0.1/16.9 ○ 없음
31 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/18 ◎ 없음
32 64/7/10/2/17 ○ 없음
33 66/7/10/1/16 ◎ 없음
34 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/20 ○ 없음
35 65/5/9/0.1/20.9 ◎ 없음
36 70/3/9/1/17 ◎ 없음
첨가제로서 NH4H2PO4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/NH4H2PO4/물) 평가 잔사여부
37 Mo 60/5/10/3/22 ○ 없음
38 70/3/10/1/16 ◎ 없음
39 68/4/11/0.1/16.9 ○ 없음
40 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/18 ◎ 없음
41 64/7/10/2/17 ○ 없음
42 66/7/10/1/16 ◎ 없음
43 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/20 ○ 없음
44 65/5/9/0.1/20.9 ◎ 없음
45 70/3/9/1/17 ◎ 없음
첨가제로서 (NH4)2HPO4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/(NH4)2HPO4/물) 평가 잔사여부
46 Mo 60/5/10/3/22 ○ 없음
47 70/3/10/1/16 ◎ 없음
48 68/4/11/0.1/16.9 ○ 없음
49 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/18 ◎ 없음
50 64/7/10/2/17 ○ 없음
51 66/7/10/1/16 ◎ 없음
52 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/20 ○ 없음
53 65/5/9/0.1/20.9 ◎ 없음
54 70/3/9/1/17 ◎ 없음
첨가제로서 NH4NO3 및 CH3COONH4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/NH4NO3/CH3COONH4/물) 평가 잔사여부
55 Mo 60/5/10/1/1/21 ○ 없음
56 70/3/5/1/3/18 ◎ 없음
57 68/4/11//0.5/0.1/16.4 ○ 없음
58 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/1/17 ◎ 없음
59 64/7/10/0.5/2/16.5 ○ 없음
60 67/5/10/1/1/10 ◎ 없음
61 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/1/19 ◎ 없음
62 68/5/9/0.1/17.9 ○ 없음
63 70/3/9/1/0.5/16.5 ◎ 없음
첨가제로서 CH3COONH4 및 (NH4)2SO4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/ CH3COONH4/(NH4)2SO4/물) 평가 잔사여부
64 Mo 60/5/10/1/1/21 ○ 없음
65 70/3/5/1/3/18 ◎ 없음
66 68/4/11//0.5/0.1/16.4 ○ 없음
67 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/1/17 ◎ 없음
68 64/7/10/0.5/2/16.5 ○ 없음
69 67/5/10/1/1/10 ◎ 없음
70 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/1/19 ◎ 없음
71 68/5/9/0.1/17.9 ○ 없음
72 70/3/9/1/0.5/16.5 ◎ 없음
첨가제로서 NH4NO3 및 H2SO4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/ NH4NO3/H2SO4/물) 평가 잔사여부
73 Mo 60/5/10/1/1/21 ○ 없음
74 70/3/5/1/3/18 ◎ 없음
75 68/4/11//0.5/0.1/16.4 ○ 없음
76 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/1/17 ◎ 없음
77 64/7/10/0.5/2/16.5 ○ 없음
78 67/5/10/1/1/10 ◎ 없음
79 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/1/19 ◎ 없음
80 68/5/9/0.1/17.9 ○ 없음
81 70/3/9/1/0.5/16.5 ◎ 없음
첨가제로서 CH3COONH4 및 H2SO4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/ CH3COONH4/H2SO4/물) 평가 잔사여부
82 Mo 60/5/10/1/1/21 ○ 없음
83 70/3/5/1/3/18 ◎ 없음
84 68/4/11//0.5/0.1/16.4 ○ 없음
85 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/1/17 ◎ 없음
86 64/7/10/0.5/2/16.5 ○ 없음
87 67/5/10/1/1/10 ◎ 없음
88 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/1/19 ◎ 없음
89 68/5/9/0.1/17.9 ○ 없음
90 70/3/9/1/0.5/16.5 ◎ 없음
첨가제로서 (NH4)2SO4 및 H2SO4를 사용한 실시예
실시예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/아세트산/ (NH4)2SO4/H2SO4/물) 평가 잔사여부
91 Mo 60/5/10/1/1/21 ○ 없음
92 70/3/5/1/3/18 ◎ 없음
93 68/4/11//0.5/0.1/16.4 ○ 없음
94 Mo/Al-Nd 63/8/10/1/1/17 ◎ 없음
95 64/7/10/0.5/2/16.5 ○ 없음
96 67/5/10/1/1/10 ◎ 없음
97 Mo/Al/Mo 65/5/8/2/1/19 ◎ 없음
98 68/5/9/0.1/17.9 ○ 없음
99 70/3/9/1/0.5/16.5 ◎ 없음
상기 표 1 내지 11에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 모두 양호 또는 우수한 식각 프로파일을 나타내었으며, 잔사는 나타나지 않았다. 도 1은 실시예 4의 결과를 나타낸 전자주사현미경 (SEM) 사진이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 유리 공격 및 식각 잔사가 발생하지 않았으며 테이퍼 각도가 45도 정도로 직선성 있는 매우 우수한 식각 프로파일을 형성하였다.
비교예 1 내지 3　
상기 실시예에서 사용된 것과 동일하게 포토레지스트 패턴이 형성된 Mo/Al-Nd 기판을 이용하였다. 그리고, 식각액으로는 하기 표 12에 기재된 조성성분 및 조성비로 이루어진 식각액을 사용하였다. 상기 실시예와 동일한 방식으로 식각한 후, 식각 프로파일을 평가하였다.
비교예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/초산/첨가제/물) Glass attack 평가 잔사여부
1 Mo/Al-Nd 67 / 5 / 10 / 0 / 18 X O 없음
2 Mo/Al-Nd 67 / 5 / 10 / (NH4F) 1 / 17 O X 없음
3 Mo/Al-Nd 67 / 5 / 10 / (NH4F) 5 / 13 O X 없음
비교예 1내지 3의 결과를 도 2내지 4에 전자주사현미경사진으로 나타내었다. 도 2는 첨가제, 특히 NH4F 가 첨가되지 않은 비교예 1의 결과로서 유리 공격 현상이 발생하지 않았다. 그러나, NH4F 를 식각액 첨가제로 사용한 비교예 2에서는 유리 공격 현상이 발생하여 유리 표면이 불균일하게 식각되었다. 또한, 비교예 2 보다 NH4F함량이 많은 비교예 3의 경우는 그 정도가 심하여 Al 하부로 많이 식각되었다.
실시예 100 및 비교예 4
상기 실시예에서 사용된 것과 동일하게 포토레지스트 패턴이 형성된 Mo/Al-Nd 기판을 이용하였다. 그리고, 식각액으로는 하기 표 13에 기재된 조성성분 및 조성비로 이루어진 식각액을 사용하였다. 상기 실시예와 동일한 방식으로 식각한 후, 식각 프로파일을 평가하였다.
실시예/비교예 번호 금속막 종류 식각 조성물 조성(중량%) (인산/질산/초산/첨가제/물) 유리 공격 평가 잔사여부
실시예 100 Mo/Al-Nd 65 / 9 / 5 / (NH4OOCCH3) 2 / 19 X O 없음
비교예 4 Mo/Al-Nd 65 / 9 / 5 / (NH4OH) 2 / 19 X X 없음
식각액 첨가제로서 NH4OH 대신 CH3COONH4를 2중량% 첨가한 실시예 100에서는 유리 공격 현상이 나타나지 않았고, 상부 Mo 돌출 현상이 없으며 양호한 식각 프로파일을 나타내었다. 실시예 100의 결과를 도 5에 나타내었다. 반면, 식각액 첨가제로서 NH4OH를 사용한 비교예 4에서는 상부 Mo 돌출현상(overhang)이 발생되었는데, 이것은 강한 염기성으로 인해 질산 및 초산의 성능이 저하되었기 때문이다. 비교예 4의 결과를 도 6에 나타내었다. 비교예 4와 같은 결과를 얻는 경우, 후속 공정으로 활성층을 형성하면 커버리지(coverage)가 불량하게 되고 상부층이 경사면에서 단선되거나 상하부 금속이 단락될 확률이 커지게 된다.
본 발명에 따른 식각 조성물을 이용하여 금속 단일막 또는 다층막을 식각하는 경우, 대면적의 금속막을 식각하는 경우 또는 다층의 금속막을 식각하는 경우에도 종래와 달리 1단계의 습식 공정만으로도 균일한 식각 프로파일을 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 인산 60 ~ 70 중량%, 질산 2 ~ 9 중량%, 아세트산 5 ~ 15 중량%, 첨가제 0.1 이상 ~ 1 미만 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 식각액 조성물로서, 상기 첨가제는 NH4NO3, CH3COONH4, (NH4)2SO4, NH4HSO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 단일막 또는 다층막의 식각액 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 황산 0.5 ~ 3중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 단일막 또는 다층막의 식각액 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄, 몰리브덴, 크롬, 텅스텐, 주석과 이들의 합금으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 단일막 또는 다층막의 식각액 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속 단일막 또는 다층막은 평판디스플레이의 박막트랜지스터(TFT)를 구성하는 게이트 전극 또는 데이터 전극을 구성하는 것을 특징으로 하는 금속 단일막 또는 다층막의 식각액 조성물.
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