KR101026983B1 - Etching composition for tft lcd - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치의 에칭 조성물에 관한 것으로, 특히 인산, 질산, 초산, 염산, 인산염, 염소계 화합물, 아졸계 화합물, 및 물을 포함하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 에칭 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etching composition of a thin film transistor liquid crystal display device, and more particularly to an etching composition of a thin film transistor liquid crystal display device including phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphate, chlorine compound, azole compound, and water.
본 발명의 에칭 조성물은 동일한 조성물을 사용하여 박막트랜지스터 액정표시장치의 화소전극을 구성하는 비정질 ITO(amorphous indium tin oxide) 및 TFT(thin film transistor)를 구성하는 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막을 단일공정으로 하부막인 Al-Nd의 언더컷(undercut) 현상이 없이 에칭하여 우수한 테이퍼(taper)를 수득할 수 있으며, 동시에 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막에서도 우수한 프로파일(profile)을 형성할 수 있는 효과가 있다.The etching composition of the present invention is Mo / Al, which is a gate wiring material constituting an amorphous indium tin oxide (ITO) and a thin film transistor (TFT) constituting a pixel electrode of a thin film transistor liquid crystal display using the same composition. -Nd double layer can be etched in a single process without undercut of Al-Nd, which is a lower layer, and excellent taper can be obtained, and at the same time, even for Mo single layer, source / drain wiring material There is an effect that can form a good profile.
습식 에칭, 화소전극용 금속막, 비정질 ITO 금속막, 게이트 전극용 금속막, 소스/드레인 전극용 금속막Wet etching, metal film for pixel electrode, amorphous ITO metal film, metal film for gate electrode, metal film for source / drain electrode
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에칭 조성물을 비정질 ITO 단일막에 사용하여 형성된 프로파일을 나타낸 사진이다.1 is a photograph showing a profile formed by using an etching composition according to an embodiment of the present invention in an amorphous ITO monolayer.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에칭 조성물을 Mo 단일막에 사용하여 형성된 프로파일을 나타낸 사진이다.2 is a photograph showing a profile formed by using the etching composition according to an embodiment of the present invention on a single Mo film.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 에칭 조성물을 Mo/Al-Nd 이중막 및 Mo 단일막에 적용한 결과를 나타낸 사진이다.3 is a photograph showing the results of applying the etching composition according to an embodiment of the present invention to the Mo / Al-Nd double film and Mo single film.
도 4은 비교예 1에 따른 에칭 조성물을 Mo/Al-Nd 이중막 및 Mo 단일막에 적용한 결과를 나타낸 사진이다.4 is a photograph showing the results of applying the etching composition according to Comparative Example 1 to the Mo / Al-Nd double film and Mo single film.
도 5는 비교예 2에 따른 에칭 조성물을 Mo/Al-Nd 이중막 및 Mo 단일막에 적용한 결과를 나타낸 사진이다.5 is a photograph showing the results of applying the etching composition according to Comparative Example 2 to the Mo / Al-Nd double film and Mo single film.
도 6는 비교예 3에 따른 에칭 조성물을 Mo/Al-Nd 이중막 및 Mo 단일막에 적용한 결과를 나타낸 사진이다.6 is a photograph showing the results of applying the etching composition according to Comparative Example 3 to the Mo / Al-Nd double film and Mo single film.
도 7는 비교예 4에 따른 에칭 조성물을 Mo/Al-Nd 이중막 및 Mo 단일막에 적용한 결과를 나타낸 사진이다.7 is a photograph showing the results of applying the etching composition according to Comparative Example 4 to the Mo / Al-Nd double film and Mo single film.
도 8는 비교예 5에 따른 에칭 조성물을 Mo/Al-Nd 이중막 및 Mo 단일막에 적 용한 결과를 나타낸 사진이다.8 is a photograph showing the results of applying the etching composition according to Comparative Example 5 to the Mo / Al-Nd double film and Mo single film.
도 9는 비교예 6에 따른 에칭 조성물을 Mo/Al-Nd 이중막 및 Mo 단일막에 적용한 결과를 나타낸 사진이다.9 is a photograph showing the results of applying the etching composition according to Comparative Example 6 to the Mo / Al-Nd double film and Mo single film.
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치의 에칭 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일한 조성물을 사용하여 박막트랜지스터 액정표시장치의 화소전극을 구성하는 비정질 ITO(amorphous indium tin oxide) 및 TFT(thin film transistor)를 구성하는 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막을 단일공정으로 하부막인 Al-Nd의 언더컷(undercut) 현상이 없이 에칭하여 우수한 테이퍼(taper)를 수득할 수 있으며, 동시에 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막에서도 우수한 프로파일(profile)을 형성할 수 있는 박막트랜지스터 액정표시장치의 에칭 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etching composition of a thin film transistor liquid crystal display, and more particularly, to an amorphous indium tin oxide (ITO) and a thin film transistor (TFT) constituting a pixel electrode of a thin film transistor liquid crystal display using the same composition. The Mo / Al-Nd double layer, which is a gate wiring material, may be etched in a single process without the undercut phenomenon of Al-Nd, which is a lower layer, to obtain an excellent taper. The present invention relates to an etching composition of a thin film transistor liquid crystal display device capable of forming an excellent profile even in a single Mo film, which is a source / drain wiring material.
에칭 공정은 궁극적으로 기판 상에 미세회로를 형성하는 과정으로서 현상 공정을 통해 형성된 포토레지스트 패턴과 동일한 금속 패턴을 만든다. The etching process ultimately forms a microcircuit on the substrate to produce the same metal pattern as the photoresist pattern formed through the development process.
에칭 공정은 그 방식에 따라 크게 습식 에칭과 건식 에칭으로 구분하는데, 습식 에칭은 금속 등과 반응하여 부식시키는 산(acid) 계열의 화학 약품을 이용하여 포토레지스트 패턴이 없는 부분을 녹여 내는 것이며, 건식 에칭은 이온(ion)을 가속시켜 노출 부위의 금속을 제거함으로써 패턴을 형성하는 것이다. The etching process is divided into wet etching and dry etching according to the method. The wet etching is an acid-based chemical that reacts with a metal to corrode to melt a portion without a photoresist pattern. The pattern is formed by accelerating silver ions to remove metal at exposed sites.
건식 에칭은 습식 에칭에 비하여 이방성 프로파일을 가지며 에칭 제어력이 우수하다는 장점이 있다. 그러나, 장비가 고가이며 대면적화의 어려움이 있고, 에칭 속도가 느리기 때문에 생산성(throughput)이 저하된다는 문제점이 있다.Dry etching has the advantage of having an anisotropic profile and superior etching control compared to wet etching. However, there is a problem that the equipment is expensive, there is a difficulty in large area, and the throughput is lowered because the etching speed is slow.
반면, 습식 에칭은 건식 에칭에 비하여 대량 및 대형처리가 가능하고 에칭 속도가 빠르므로 생산성이 높으며, 장비가 저렴하다는 장점이 있다. 그러나 에천트(ethcant) 및 순수 사용량이 많고, 폐액양이 많다는 문제점이 있다.On the other hand, wet etching has the advantages of high productivity and low cost because of the large and large-scale processing and fast etching speed compared to dry etching. However, there is a problem that the amount of ethcant and pure water is used, and the amount of waste liquid is large.
일반적으로 건식 에칭을 하는 경우 표면의 일부 경화된 포토레지스트(photoresist)를 제거하기 위하여 플라즈마 애싱(plasma ashing) 공정이 추가됨으로써 장비 가격, 공정 시간 손실 등의 생산성 저하 및 제품 경쟁력 약화의 요인으로 작용되기 때문에, 실제 현장에서는 습식 에칭을 주로 사용하고 있는 실정이다.In general, dry etching adds a plasma ashing process to remove partially cured photoresist on the surface, which may cause productivity degradation and product competitiveness, such as equipment cost and process time loss, and weakening product competitiveness. Therefore, in practice, wet etching is mainly used in the field.
또한 습식 에칭에 사용되는 에천트는 보다 정밀한 미세회로가 요구됨에 따라 에칭하고자 하는 금속의 종류에 특정되게 적용되고 있다.In addition, the etchant used for the wet etching has been applied to a specific type of metal to be etched as a more precise microcircuit is required.
대한민국 특허출원 제2000-0047933호 및 미국특허 제4,895,617호는 Al 단일막을 에칭하기 위한 인산, 질산, 초산, 계면활성제, 및 물을 포함하는 에천트에 대하여 개시하고 있다. Korean Patent Application Nos. 2000-0047933 and US Pat. No. 4,895,617 disclose an etchant comprising phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, a surfactant, and water for etching Al monolayers.
또한 대한민국 특허출원 제2000-0047933호는 Al-Nd 막을 에칭하기 위하여 인산, 질산, 초산, 물, 및 플루오르 카본계 계면활성제를 포함하는 에칭 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 특허출원 제2001-0030192호는 알루미늄 및 ITO(indium-tin oxide)를 식각하기 위하여 옥살산 및 조성물의 pH를 3∼4.5로 조절해줄 수 있는 산과 염산, 인산, 질산을 포함하는 에칭 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 특허출원 제2001-0065327호는 은 또는 은합금을 식각하기 위하여 인산, 질산, 초산, 및 포타슘옥시설페이트를 포함하는 배선용 에천트에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 특허출원 제2002-0010284호는 IZO(indium-zinc oxide)를 식각하기 위하여 염산, 초산, 저해제, 및 물을 포함하는 에칭 조성물에 대하여 개시하고 있다. In addition, Korean Patent Application No. 2000-0047933 discloses an etching composition comprising phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, water, and a fluorocarbon surfactant for etching an Al-Nd film, and Korean Patent Application No. 2001-0030192 Discloses an etching composition including acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, and nitric acid, which can adjust the pH of oxalic acid and the composition to 3 to 4.5 for etching aluminum and indium-tin oxide (ITO). Korean Patent Application No. 2001 -0065327 discloses a wiring etchant comprising phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and potassium oxalate for etching silver or silver alloy, and Korean Patent Application No. 2002-0010284 discloses indium-zinc oxide (IZO). An etching composition comprising hydrochloric acid, acetic acid, an inhibitor, and water for etching is disclosed.
또한, 대한민국 특허출원 제2001-0018354호는 소스 및 드레인 전극용 Mo 또는 Mo-W(몰리브덴과 텅스텐의 합금)를 식각하기 위하여 인산, 질산, 초산, 산화조정제, 및 물을 포함하는 에칭 조성물에 대하여 개시하고 있다.In addition, Korean Patent Application No. 2001-0018354 discloses an etching composition comprising phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, an oxidation regulator, and water for etching Mo or Mo-W (alloy of molybdenum and tungsten) for source and drain electrodes. It is starting.
그러나 상기 종래의 에천트들은 하나의 금속막만을 식각하기 위한 용도로 적용되고 있기 때문에 장비와 공정의 효율성 측면에서 떨어져 동시에 여러 금속막을 식각하기 위한 조성물들에 대하여 연구되고 있다.However, since the conventional etchants are applied to etch only one metal film, compositions for etching several metal films at the same time are separated from the aspect of equipment and process efficiency.
상기와 같은 연구로, 대한민국 특허출원 제2000-0002886호 및 대한민국 특허출원 제2001-0072758호는 Mo/Al 또는 Mo/Al-Nd, Mo-W/Al-Nd의 이중막을 에칭하기 위하여 인산, 질산, 초산, 및 산화조정제를 포함하는 에천트에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 특허출원 제2000-0013867호는 Mo/Al(Al-Nd)/Mo 막을 에칭하기 위하여 인산, 질산, 초산, 및 산화조정제를 포함하는 에천트에 대하여 개시하고 있다. As a result of the above research, Korean Patent Application No. 2000-0002886 and Korean Patent Application No. 2001-0072758 describe phosphoric acid and nitric acid for etching a double layer of Mo / Al or Mo / Al-Nd, Mo-W / Al-Nd. An etchant comprising an acetic acid, acetic acid, and an oxidizing agent is disclosed. Korean Patent Application No. 2000-0013867 discloses phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and an oxidizing agent to etch Mo / Al (Al-Nd) / Mo films. Disclosed is an etchant containing.
또한 대한민국 특허출원 제2002-0017093호는 Mo/Al-Nd, Mo-W/Al-Nd, Mo/Al-Nd/Mo, Mo-W/Al-Nd/Mo-W, Mo 단일막 및 Mo-W 단일막에 모두 적용 가능한 에천트로 인산, 질산, 초산, 몰리브덴식각억제제(암모늄염), 및 물을 포함하는 에천트에 대하여 개시하고 있다. In addition, Korean Patent Application No. 2002-0017093 discloses Mo / Al-Nd, Mo-W / Al-Nd, Mo / Al-Nd / Mo, Mo-W / Al-Nd / Mo-W, Mo single layer and Mo- An etchant including phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, molybdenum etchant (ammonium salt), and water as an etchant applicable to all W monolayers is disclosed.
그러나, 상기와 같은 종래기술은 박막트랜지스터 액정표시장치의 TFT를 구성하는 화소전극과 게이트 및 소스/드레인 전극용 금속막을 다중층 구조로 할 경우에는 바람직한 프로파일을 수득하기 어려웠으며, 바람직한 프로파일을 수득하기 위하여는 습식 에칭과 건식 에칭을 함께 반복하여 적용하는 것이 요구되었다. 그러나 이러한 습식 에칭 및 건식 에칭을 함께 사용하는 것은 공정의 번거로움으로 인한 생산성의 저하 및 비용의 증가 측면에서 불리하다는 문제점이 있었다.However, in the above-described conventional technique, when the pixel electrode constituting the TFT of the thin film transistor liquid crystal display device and the metal film for gate and source / drain electrodes have a multilayer structure, it is difficult to obtain a desirable profile, and to obtain a desirable profile. To this end, it was required to repeatedly apply wet etching and dry etching together. However, the use of such wet etching and dry etching together has disadvantages in terms of productivity and cost increase due to the cumbersome process.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 동일한 조성물을 사용하여 습식 공정만으로 박막트랜지스터 액정표시장치의 TFT(thin film transistor)을 구성하는 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막에서 하부막인 Al-Nd의 언더컷(undercut) 현상이 없이 우수한 테이퍼를 수득할 수 있으며, 동시에 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막과 화소전극인 비정질 ITO에서도 우수한 프로파일(profile)을 형성할 수 있는 에칭 조성물 및 이를 이용한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention provides a Mo / Al-Nd double that is a gate wiring material constituting a thin film transistor (TFT) of a thin film transistor liquid crystal display using only a wet process using the same composition. A good taper can be obtained without undercut of Al-Nd, which is a lower layer in the film, and at the same time, an excellent profile for Mo single film, a source / drain wiring material, and amorphous ITO, a pixel electrode. It is an object of the present invention to provide an etching composition capable of forming a thin film) and a method of manufacturing a thin film transistor liquid crystal display using the same.
본 발명의 다른 목적은 동일한 에칭 조성물을 사용하여 박막트랜지스터 액정표시장치의 TFT(thin film transistor)을 구성하는 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막과 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막 및 화소전극인 비정질 ITO에 적용하여 우수한 에칭 효과를 나타냄으로써 장비의 효율성 증대 및 원가 절감이 가능한 에칭 조성물 및 이를 이용한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is a Mo / Al-Nd double layer and a source / drain, which is a gate wiring material constituting a thin film transistor (TFT) of a thin film transistor liquid crystal display using the same etching composition. The present invention provides an etching composition capable of increasing the efficiency and cost reduction of equipment by applying the Mo single layer as a wiring material and amorphous ITO as a pixel electrode, and a method of manufacturing a thin film transistor liquid crystal display device using the same.
본 발명의 또다른 목적은 습식 에칭 후 추가의 건식 에칭을 실시하지 않고도 습식 에칭만으로 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막과 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막에 적용하여 우수한 에칭 효과를 나타냄으로써 공정을 단순화할 수 있고, 원가 절감 및 생산성 향상에 효과적인 에칭 조성물 및 이를 이용한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a Mo / Al-Nd double layer as a gate wiring material and a Mo single layer as a source / drain wiring material by wet etching only without performing additional dry etching after wet etching. The present invention provides an etching composition and a method of manufacturing a thin film transistor liquid crystal display device using the same, which can simplify the process by exhibiting an excellent etching effect and is effective for cost reduction and productivity improvement.
본 발명의 또다른 목적은 에칭 조성물의 표면장력을 낮추어 에칭 조성물이 잘 퍼지게 함으로써 대형기판에서 에칭 균일성(unifomity)을 향상시킬 수 있는 에칭 조성물 및 이를 이용한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an etching composition capable of improving the etching uniformity on a large substrate by lowering the surface tension of the etching composition and spreading the etching composition well, and a method of manufacturing a thin film transistor liquid crystal display device using the same. will be.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention
a) 인산 55 내지 80 중량%;a) 55 to 80 weight percent phosphoric acid;
b) 질산 3 내지 15 중량%;b) 3 to 15 weight percent nitric acid;
c) 초산 5 내지 20 중량%;c) 5-20 wt% acetic acid;
d) 인산염 0.5 내지 10 중량%;d) 0.5 to 10% by weight of phosphate;
e) 염소계 화합물 0.1 내지 5 중량%;e) 0.1 to 5 wt% of a chlorine compound;
f) 아졸계 화합물 0.01 내지 4 중량%; 및f) 0.01 to 4 wt% of an azole compound; And
g) 잔량의 물g) remaining water
을 포함하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 에칭 조성물을 제공한다.It provides an etching composition of a thin film transistor liquid crystal display device comprising a.
또한 본 발명은 상기 에칭 조성물로 에칭하는 단계를 포함하는 박막트랜지스 터 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a thin film transistor liquid crystal display device comprising the step of etching with the etching composition.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 박막트랜지스터 액정표시장치의 에칭 조성물은 인산 55 내지 80 중량%, 질산 3 내지 15 중량%, 초산 5 내지 20 중량%, 인산염 0.5 내지 10 중량%, 염소계 화합물 0.1 내지 5 중량%, 아졸계 화합물 0.01 내지 4 중량%, 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The etching composition of the thin film transistor liquid crystal display of the present invention is 55 to 80% by weight of phosphoric acid, 3 to 15% by weight of nitric acid, 5 to 20% by weight of acetic acid, 0.5 to 10% by weight of phosphate, 0.1 to 5% by weight of chlorine compound, azole type 0.01 to 4% by weight of the compound, and a balance of water.
본 발명에 사용되는 인산, 질산, 초산, 및 물은 반도체 공정용으로 사용가능한 순도의 것을 사용하는 것이 좋으며, 시판되는 것을 사용하거나 공업용 등급을 당업계에 통상적으로 공지된 방법에 따라 정제하여 사용할 수도 있다. Phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and water used in the present invention is preferably used in the purity that can be used for the semiconductor process, may be used commercially or purified industrial grades according to methods commonly known in the art. have.
본 발명에 사용되는 상기 a)의 인산은 알루미늄 옥사이드(Al2O3)를 분해하는 작용을 한다.Phosphoric acid of a) used in the present invention serves to decompose aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
상기 인산은 에칭 조성물에 55 내지 80 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 65 내지 75 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 질산과 알루미늄과 반응하여 형성된 알루미늄 옥사이드가 적절히 분해되어 에칭 속도가 빨라져 생산성이 향상되는 효과가 있다.The phosphoric acid is preferably included in 55 to 80% by weight, more preferably 65 to 75% by weight in the etching composition. When the content is in the above range, the aluminum oxide formed by reacting with nitric acid and aluminum is appropriately decomposed to increase the etching rate, thereby improving productivity.
본 발명에 사용되는 상기 b)의 질산은 알루미늄과 반응하여 알루미늄 옥사이드를 형성시킨다.The nitric acid of b) used in the present invention reacts with aluminum to form aluminum oxide.
상기 질산은 에칭 조성물에 3 내지 15 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 내지 10 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 상부막인 Mo막 및 하부막인 Al-Nd막으로 구성된 게이트 금속막과 다른 층들 사이의 선택비를 효과적으로 조절할 수 있다는 효과가 있으며, 특히 상기 질산이 3 중량% 미만일 경우에는 Mo/Al-Nd 이중막에서 언더컷 현상이 발생된다는 문제점이 있다.The nitric acid is preferably included in the etching composition 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight. If the content is within the above range, there is an effect that the selectivity between the gate metal film composed of the upper film Mo film and the lower film Al-Nd film and other layers can be effectively controlled, in particular the nitric acid is less than 3% by weight In this case, an undercut phenomenon occurs in the Mo / Al-Nd double layer.
본 발명에 사용되는 상기 c)의 초산은 반응 속도를 조절하는 완충제의 작용을 한다.The acetic acid of c) used in the present invention acts as a buffer to control the reaction rate.
상기 초산은 에칭 조성물에 5 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 8 내지 15 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 반응 속도를 적절히 조절하여 에칭 속도를 향상시키고, 이에 따라 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The acetic acid is preferably included in 5 to 20% by weight, more preferably 8 to 15% by weight in the etching composition. When the content is in the above range, the reaction rate is appropriately adjusted to improve the etching rate, thereby improving the productivity.
본 발명에 사용되는 상기 d)의 인산염은 몰리브덴의 식각 속도를 조절해주며, 질산으로부터 산화된 알루미늄 옥사이드를 분해시킨다.The phosphate of d) used in the present invention controls the etching rate of molybdenum and decomposes the oxidized aluminum oxide from nitric acid.
상기 인산염은 PO4 3-로 해리될 수 있는 화합물을 사용하는 것이 좋으며, 구체적으로 NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4, NH 4H2PO4,(NH4)2HPO4, (NH4 )3PO4, KH2PO4, K2HPO4, K3PO4, Ca(H2PO4)2, Ca2HPO4 , 또는 Ca3PO4 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 (NH4)H2PO4 또는 KH2PO4을 사용하는 것이 좋다. The phosphate may be a compound that can be dissociated into PO 4 3- , specifically NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 , Na 3 PO 4 , NH 4 H 2 PO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4 , (NH 4 ) 3 PO 4 , KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , K 3 PO 4 , Ca (H 2 PO 4 ) 2 , Ca 2 HPO 4 , or Ca 3 PO 4 may be used. Preferably, (NH 4 ) H 2 PO 4 or KH 2 PO 4 is used.
상기 인산염은 에칭 조성물에 0.5 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위일 경우에는 Mo/Al-Nd 이중막에서 하부막인 Al-Nd의 언더컷 현상을 발생시키지 않을 뿐만 아니라, 동시에 Mo 단일막에서도 우수한 프로파일을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.The phosphate salt is preferably included in the etching composition 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 5% by weight. If the content is in the above range, not only does the undercut phenomenon of Al-Nd, which is a lower layer, in the Mo / Al-Nd double layer, but also has an effect of forming an excellent profile in the Mo single layer.
본 발명에 사용되는 상기 e)의 염소계 화합물은 비정질 ITO의 에칭 속도를 조절해주며, Mo 단일막과 Mo/Al-Nd 이중막의 에칭 속도를 조절하는 작용을 한다.The chlorine compound of e) used in the present invention controls the etching rate of amorphous ITO, and serves to control the etching rate of Mo single layer and Mo / Al-Nd double layer.
상기 염소계 화합물은 HCl, NH4Cl, KCl, 또는 FeCl3 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 NH4Cl 또는 KCl을 사용하는 것이 좋다.The chlorine-based compound may be used HCl, NH 4 Cl, KCl, FeCl 3 and the like, preferably NH 4 Cl or KCl.
상기 염소계 화합물은 에칭 조성물에 0.1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위일 경우에는 Mo/Al-Nd 이중막의 하부막인 Al-Nd의 언더컷 현상을 발생시키지 않을 뿐만 아니라, 동시에 비정질 ITO와 Mo 단일막에서도 우수한 프로파일을 형성할 수 있고, 에칭속도를 조절할 수 있는 효과가 있다.The chlorine-based compound is preferably included in the etching composition 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 2% by weight. When the content is in the above range, not only does the undercut phenomenon of Al-Nd, which is a lower layer of the Mo / Al-Nd double layer, occur, but also an excellent profile can be formed even in amorphous ITO and Mo single layer, and the etching rate is increased. There is an adjustable effect.
본 발명에 사용되는 상기 f)의 아졸계 화합물은 Mo 단일막과 Mo/Al-Nd 이중막의 에칭속도를 조절하여 경사각이 60 ° 이하인 양호한 프로파일을 나타내고, CD 손실을 줄여 공정상의 마진을 높이는 작용을 한다.The azole compound of f) used in the present invention exhibits a good profile having an inclination angle of 60 ° or less by controlling the etching rate of the Mo single layer and the Mo / Al-Nd double layer, and increases the process margin by reducing the CD loss. do.
상기 아졸계 화합물은 벤조트리아졸(benzotriazole), 아미노벤조산(aminobenzoic acid), 아미노벤조아마이드(aminobenzamide), 2-아미노-5-니트로벤조산(2-amino-5-nitro benzoic acid), 벤즈아지미드(benzazimide), 메틸벤조트리아졸(methyl benzotriazole), 아미노테트라졸(aminotetrazole), 메틸아미노벤조에이 트(methylaminobenzoate), 벤조트리아졸 카르복실산(benzotriazole carboxylic acid), CobraTec 98, CobraTec 99, 또는 CobraTec 928 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아미노테트라졸을 사용하는 것이다.The azole compound is benzotriazole, benzotriazole, aminobenzoic acid, aminobenzamide, 2-amino-5-nitro benzoic acid, benzazide ( benzazimide, methyl benzotriazole, aminotetrazole, methylaminobenzoate, benzotriazole carboxylic acid, CobraTec 98, CobraTec 99, or CobraTec 928 May be used, and preferably aminotetrazole is used.
상기 아졸계 화합물은 에칭 조성물에 0.01 내지 4 중량 %로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 1 중량 %로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위일 경우에는 Mo 단일막과 Mo/Al-Nd 이중막의 식각속도를 조절하고 동시에 몰리브덴 식각 속도를 조절하여 계단형 테이퍼 프로파일을 만드는 현상을 막아주어 Mo/Al-Nd 이중막에서 우수한 프로파일을 형성할 수 있다.The azole compound is preferably included in the etching composition in 0.01 to 4% by weight, more preferably from 0.05 to 1% by weight. If the content is within the above range, the etching rate of the Mo single layer and the Mo / Al-Nd double layer is controlled, and at the same time, the molybdenum etching rate is controlled to prevent the formation of a stepped taper profile. Profiles can be formed.
본 발명에 사용되는 상기 e)의 물은 에칭 조성물에 잔량으로 포함되어 질산과 알루미늄이 반응하여 생성된 알루미늄 옥사이드를 분해하고, 에칭 조성물을 희석하는 작용을 한다.The water of e) used in the present invention is contained in the etching composition as a residual amount to decompose aluminum oxide generated by the reaction of nitric acid and aluminum, and to dilute the etching composition.
상기 물은 잔량의 이온교환수지를 통하여 여과한 순수를 사용하는 것이 바람직하며, 특히 비저항이 18 메가오옴(㏁) 이상인 초순수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.It is preferable to use pure water filtered through the residual amount of ion-exchange resin, and more preferably, ultrapure water having a specific resistance of 18 megohms or more.
또한 본 발명은 상기와 같은 성분으로 이루어지는 에칭 조성물로 에칭하는 단계를 포함하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에서 상기와 같은 에칭 조성물을 이용한 에칭공정 전후에는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 적용되는 통상적인 공정들이 적용될 수 있음은 물론이다.In another aspect, the present invention provides a method of manufacturing a thin film transistor liquid crystal display device comprising the step of etching with an etching composition consisting of the above components. In the manufacturing method of the thin film transistor liquid crystal display device of the present invention, before and after the etching process using the etching composition as described above, the conventional processes applied to the manufacturing method of the thin film transistor liquid crystal display device may be applied.
본 발명의 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법은 상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명의 에칭 조성물을 사용하여 습식 에칭 후 추가의 건식 에칭을 실시하지 않고도 동일한 조성물을 사용하여 습식 공정만으로 박막트랜지스터 액정표시장치의 TFT(thin film transistor)을 구성하는 화소전극인 비정질 ITO와 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막을 하부막인 Al-Nd의 언더컷(undercut) 현상이 없이 우수한 테이퍼를 수득함으로써 후속공정시 경사면에서 단선되는 불량을 방지할 수 있으며, 동시에 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막에서도 역테이퍼 현상을 막아 상/하층이 단락되는 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 동일한 에칭 조성물을 사용하여 화소전극인 비정질 ITO와 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막과 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막에 적용함으로써 공정의 단순화, 장비의 효율성 증대 및 원가 절감이 가능할 뿐만 아니라, 에칭 조성물의 표면장력을 낮추어 에칭 조성물이 잘 퍼지게 함으로써 대형기판에서 에칭 균일성(unifomity)을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In the method of manufacturing the thin film transistor liquid crystal display device of the present invention, the thin film transistor liquid crystal display using only the wet process using the same composition without performing additional dry etching after wet etching using the etching composition of the present invention comprising the above components. By obtaining an excellent taper, the amorphous ITO, which is a pixel electrode constituting the TFT (thin film transistor) of the device, and the Mo / Al-Nd double layer, which is a gate wiring material, are obtained without the undercut phenomenon of Al-Nd, which is a lower layer. In the subsequent process, it is possible to prevent defects on the inclined surface, and at the same time, it is possible to prevent defects in which the upper and lower layers are short-circuited by preventing the reverse taper even in the Mo single layer, which is a source / drain wiring material. . In addition, the same etching composition is used to simplify the process by applying to the amorphous ITO as the pixel electrode, the Mo / Al-Nd double layer as the gate wiring material and the Mo single layer as the source / drain wiring material, In addition to increasing the efficiency and cost reduction of the equipment, it is possible to increase the etching uniformity in the large substrate by lowering the surface tension of the etching composition to spread the etching composition.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
인산 65 중량%, 질산 8 중량%, 초산 12 중량%, 인산염 2 중량%, 염소계 화합물 1 중량%, 아졸계 화합물 0.1 중량%, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 에칭 조성물을 제조하였다. An etching composition was prepared by uniformly mixing 65% by weight of phosphoric acid, 8% by weight of nitric acid, 12% by weight of acetic acid, 2% by weight of phosphate, 1% by weight of chlorine compound, 0.1% by weight of azole compound, and the remaining amount of water.
비교예 1∼6Comparative Examples 1 to 6
상기 실시예 1에서 하기 표 1에 나타낸 성분과 조성비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 에칭 조성물을 제조하였다.An etching composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that Example 1 was used as a component and a composition ratio shown in Table 1 below.
상기 실시예 1, 및 비교예 1 내지 6에서 제조한 에칭 조성물의 성능은 하기와 같은 방법에 따라 실시하고, 그 결과를 도 1 내지 9, 및 하기 표 2에 나타내었다.The performance of the etching compositions prepared in Examples 1 and Comparative Examples 1 to 6 was carried out according to the following method, and the results are shown in FIGS. 1 to 9 and Table 2 below.
먼저, 유리 기판상에 Mo/Al-Nd 이중막 및 Mo 단일막을 스퍼터링을 통하여 형성시킨 후, 포토레지스트를 코팅하고 현상을 통하여 패턴을 형성시킨 시편에 상기 실시예 1, 및 비교예 1 내지 6에서 제조한 에칭 조성물을 스프레이하여 에칭 처리하였다. 그 다음, 에칭 후 단면을 주사전자현미경(SEM, S-4100, 히다찌사)으로 관찰하여 에칭 조성물 성능을 평가하였다. First, a Mo / Al-Nd double layer and a Mo single layer were formed on a glass substrate through sputtering, and then, in Example 1 and Comparative Examples 1 to 6, the specimen was coated with a photoresist and a pattern was formed through development. The prepared etching composition was sprayed and etched. Then, the cross-section after etching was observed with a scanning electron microscope (SEM, S-4100, Hitachi, Inc.) to evaluate the etching composition performance.
Mo 단일막에서 우수한 프로파일을 형성
비정질 ITO 단일막에서 우수한 프로파일 형성
○(양호): Mo/Al-Nd 이중막에서 하부막인 Al-Nd의 인더컷 현상이 약간 발생
×(불량): Mo/Al-Nd 이중막에서 하부막인 Al-Nd의 인더컷 현상 발생,
Mo 단일막에서 불량한 프로파일을 형성
비정질 ITO 단일막에서 불량한 프로파일 형성[Note] ◎ (Excellent): There is no in-cut phenomenon of Al-Nd as a lower layer in the Mo / Al-Nd double layer.
Excellent profile in Mo monolayer
Excellent profile formation in amorphous ITO monolayer
○ (good): A slight in-cut phenomenon of Al-Nd, which is a lower layer, occurs in Mo / Al-Nd double layer
× (poor): Induced phenomenon of Al-Nd, the lower layer, in the Mo / Al-Nd double layer
Bad profile formed in Mo monolayer
Poor Profile Formation in Amorphous ITO Monolayers
상기 표 2를 통하여, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1의 에칭 조성물은 비교예 1 내지 6과 비교하여 Mo/Al-Nd 이중막과 Mo 단일막 및 비정질 ITP 단일막에서 모두 우수한 에칭 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.Through the above Table 2, the etching composition of Example 1 prepared according to the present invention shows excellent etching effect in both Mo / Al-Nd bi-layer, Mo single layer and amorphous ITP single layer compared to Comparative Examples 1 to 6 Could confirm.
또한, 에칭단면의 주사현미경 사진인 도 1 내지 3에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따라 제조한 실시예 1의 에칭 조성물을 적용한 비정질 ITO 단일막(도 1)에서는 30∼60 °인 우수한 프로파일을 형성함을 확인할 수 있었으며, Mo 단일막(도 2)에 적용한 경우에도 언더컷 현상이 없고 45∼70 °(확인요망)인 우수한 프로파일을 형성함을 확인할 수 있었다. 또한 Mo/Al-Nd 이중막(도 3)에 적용한 경우에도 언더컷 현상이 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다. In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, which are scanning micrographs of the etching cross section, in the amorphous ITO single film (FIG. 1) to which the etching composition of Example 1 prepared according to the present invention was applied, an excellent profile of 30 to 60 ° was formed. It was confirmed that, even when applied to the Mo single layer (Fig. 2) it was confirmed that there is no undercut phenomenon and forms an excellent profile of 45 ~ 70 ° (confirmation required). In addition, it was confirmed that the undercut phenomenon did not occur even when applied to the Mo / Al-Nd double layer (Fig. 3).
반면, 인산염을 사용하지 않은 비교예 1 및 인산을 65 중량% 미만으로 사용한 비교예 2의 경우에는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 Mo/Al-Nd 이중막에서 언더컷 현상이 발생하였으며, Mo 단일막에서도 프로파일 형성이 불량함을 확인할 수 있었다. 또한, 질산을 3 중량% 미만으로 사용한 비교예 3의 경우에도 도 6에 나타낸 바와 같이 게이트 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막에서 언더컷 현상이 발생하였으며, Mo 단일막에서도 에칭 속도가 빨라져 CD loss 변화가 커져 공정관리가 어려움을 예측할 수 있었다. 뿐만 아니라, 초산을 20 중량%를 초과하는 양으로 사용한 비교예 4의 경우 도 7에 나타낸 바와 같이 게이트 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막에서 언더컷 현상이 발생함을 확인할 수 있었다. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 without the phosphate and Comparative Example 2 using less than 65% by weight of phosphoric acid, the undercut phenomenon occurred in the Mo / Al-Nd double layer as shown in Figure 4 and 5, Mo single It was confirmed that the profile formation was poor even in the film. In addition, in Comparative Example 3 using less than 3% by weight of nitric acid, an undercut phenomenon occurred in the Mo / Al-Nd double layer, which is a gate wiring material, as shown in FIG. The change was so large that process control was difficult to predict. In addition, in Comparative Example 4 using acetic acid in an amount exceeding 20% by weight, it was confirmed that undercut phenomenon occurred in the Mo / Al-Nd double layer as the gate wiring material, as shown in FIG. 7.
또한, 아졸계 화합물을 사용하지 않은 비교예 5 및 4 중량%를 초과하는 양으로 사용한 비교예 6의 경우에는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 게이트 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막에서 언더컷 현상이 발생하였음을 확인할 수 있었다.In addition, in Comparative Example 5 in which the azole compound was not used and in Comparative Example 6 in an amount exceeding 4% by weight, as shown in FIGS. 8 and 9, an undercut was performed in the Mo / Al-Nd double layer as the gate wiring material. It was confirmed that the phenomenon occurred.
상기와 같은 결과를 통하여, 본 발명에 따른 에칭 조성물은 종래 에칭 조성물을 이용할 경우보다 우수한 스텝 커버리지(step coverage)를 형성하였음을 알 수 있었다.Through the above results, it can be seen that the etching composition according to the present invention formed a better step coverage (step coverage) than when using the conventional etching composition.
본 발명에 다른 에칭 조성물은 습식 에칭 후 추가의 건식 에칭을 실시하지 않고도 동일한 조성물을 사용하여 습식 공정만으로 박막트랜지스터 액정표시장치의 TFT(thin film transistor)을 구성하는 화소전극인 비정질 ITO와 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막을 하부막인 Al-Nd의 언더컷(undercut) 현상이 없이 우수한 테이퍼를 수득할 수 있으며, 동시에 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막에서도 우수한 프로파일(profile)을 형성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 동일한 에칭 조성물을 사용하여 화소전극인 비정질 ITO와 게이트(gate) 배선재료인 Mo/Al-Nd 이중막과 소스/드레인(source/drain) 배선재료인 Mo 단일막에 적용함으로써 공정의 단순화, 장비의 효율성 증대 및 원가 절감의 효과가 있다.According to the present invention, the etching composition according to the present invention is an amorphous ITO and a gate, which are pixel electrodes constituting a thin film transistor (TFT) of a thin film transistor liquid crystal display using only the wet process using the same composition without additional dry etching after wet etching. ) A good taper can be obtained without the undercut phenomenon of Al / Nd, which is a wiring material, and at the same time, Mo / Al-Nd, which is a source / drain wiring material, is also excellent. There is an advantage in forming a profile. In addition, the same etching composition is used to simplify the process by applying to the amorphous ITO as the pixel electrode, the Mo / Al-Nd double layer as the gate wiring material and the Mo single layer as the source / drain wiring material, It can increase the efficiency of equipment and reduce the cost.
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|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |