KR101292449B1

KR101292449B1 - 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물및 이를 이용한 금속막의 식각방법

Info

Publication number: KR101292449B1
Application number: KR1020060028858A
Authority: KR
Inventors: 최용석; 이석; 김순신
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2013-07-31
Also published as: KR20070097922A

Abstract

본 발명은 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물에 관한 것으로서, 조성물 총 중량을 기준으로 (a) 과산화수소수 5 내지 30 중량%; (b) 옥살산 1 내지 5 중량%; (c) 옥살산 이외의 유기산 0.5 내지 5 중량%; (d) 인산염 0.2 내지 5 중량%; (e) 수용성 사이클릭 아민 화합물 0.2 내지 5 중량%; (f) 한 화합물 안에 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 수용성 화합물 0.2 내지 5 중량%; (g) 플루오르 화합물 0.01 내지 1.0 중량% 및 (h) 잔량의 탈이온수를 포함한다.

식각 조성물, 몰리브덴막, 구리막, 산화인듐막

Description

구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물 및 이를 이용한 금속막의 식각방법{ETCHING COMPOSITION FOR ETCHING COPPER-BASED/MOLYBDENUM BASED MULTILAYER FILM OR INDIUM OXIDE FILM AND METHOD FOR ETCHING METAL LAYER USING THE SAME}

도 1 및 도 2는 본 발명의 식각액으로 구리계/몰리브덴계 다중막을 식각한 후 얻은 식각 프로파일의 전자주사현미경 사진이다.

도 3은 비교예의 식각액으로 산화인듐막을 식각한 후 얻은 식각 프로파일의 전자주사현미경 사진이다.

본 발명은 반도체 제조공정 중에 사용되는 금속막의 습식 식각용액으로 다양한 금속막에 적용 가능한 식각 조성물에 관한 것이다.

통상적으로, 반도체 장치와 같은 박막트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD) 기판 위에 금속 배선을 형성하는 과정은, 스퍼터링에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정 및 식각 공정에 의한 단계로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정 공정 등을 포 함한다. 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.

박막트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)에서 게이트, 소오스, 드레인을 형성하기 위한 공정 중에 통상적으로 사용되는 금속배선 전극막질은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al 합금)층에 알루미늄의 화학적 내성과 공정 중에 발생하는 힐락 형성을 방지하기 위해 몰리브데늄 층을 적층하여 사용하는 추세이다. 또한 다른 금속과 접촉 시에 형성되는 접촉저항을 고려하여 상부에 적층되는 금속막의 경우는 전기적 특성의 개선 등의 이유로 상부나 하부막으로 몰리브데늄 단일막이 적층되어 사용되기도 한다.

이러한 반도체 장치에서, 최근 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있다. 저항은 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT LCD(thin film transistor liquid crystal display)의 경우 패널크기 증가와 고해상도 실현에 관건이 되고 있기 때문이다.

따라서, TFT LCD 의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저저항의 물질개발이 필수적이며 종래에 주로 사용되었던 크롬(Cr 비저항:12.7 ×10-8Ωm), 몰리브덴(Mo 비저항:5×10-8Ωm), 알루미늄(Al 비저항:2.65 ×10-8Ωm) 및 이들의 합금은 대형 TFT LCD 에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 이용하기 어려운 실정이다.

이와 같은 배경하에서, 새로운 저저항 금속막 중 하나인 구리막에 대한 관심 이 높다. 구리막은 알루미늄막 또는 크롬막 보다 저항이 현저하게 낮고 환경적으로도 큰 문제가 없는 장점이 있는 것으로 알려지고 있기 때문이다. 그러나, 구리막은 포토레지스트를 도포하고 패터닝하는 공정에서 어려운 점들이 많이 발견되었고, 실리콘 절연막과의 접착력이 나빠지는 문제점이 발견되었다.

한편, 저저항 구리 단일막의 단점을 보완하는 다중 금속막에 대한 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서 특히 각광받은 물질이 구리 티타늄막이었다. 이 구리 티타늄 이중막에 대해서는 종래에 알려진 식각용액이 존재하고 새롭게 많은 식각용액이 발표되고 있으나, 티타늄 막의 특수한 화학적 성질로 인하여 플루오르 이온이 존재치 않으면 식각이 되지 않는 단점을 가지고 있다. 식각용액 내에 플루오르 이온이 포함되어 있으면, 유리 기판 및 각종 실리콘 층(반도체 층과 실리콘 질화막으로 이루어진 패시베이션 층)도 함께 식각되어 공정상에서 불량이 날 수 있는 요소가 많이 존재한다. 이에 티타늄 보다 상대적으로 약한 몰리브덴 막에 대한 연구가 확산되고 있다. 구리 몰리브덴(몰리브덴합금) 막은 구리 및 몰리브덴(몰리브덴합금)의 막 두께를 잘 조절하면 구리 티타늄막과 비슷하거나 더 좋은 성질을 가지는 막을 만들 수 있다. 또한 구리 티타늄 막의 경우 플루오르 이온이 직접적으로 티타늄막 식각에 영향을 미치는 성분이므로 식각 용액에 일정 농도 이상으로 포함되어 유리 기판이나 각종 실리콘층도 같이 식각되었으나 구리 몰리브덴 막은 플루오르 이온이 직접적으로 식각에 영향을 미치지 않기 때문에 필요에 따라 유리 기판이나 실리콘 막을 식각시키지 않을 정도의 소량을 첨가하여 식각용액의 특성을 좋게 할 수 있다.

또한, 박막 트랜지스터 액정표시장치의 화소전극으로 사용되는 금속막으로 우수한 전도성을 가지며 화학적 열적 안정성이 좋고 패턴 형성을 양호한 ITO, IZO 등의 산화인듐막이 사용된다. 이러한 화소전극을 구성하는 ITO막은 어닐링의 유무에 따라 결정질과 비결정질로 나누어지며, 식각 특성을 고려하여 다른 금속하부막에 영향을 주지 않기 위해서 비결정질의 ITO막이 일반적으로 사용된다.

한편, 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)와 같은 반도체 제조공정에서 원가 절감 및 기판의 대형화에 따른 공정 단순화 등의 이유로 이러한 게이트, 데이터, 픽셀 전극으로 사용되는 구리 또는 구리합금 단일막, 구리 또는 구리합금단일막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어진 다층막, a-ITO, ITO, IZO 등의 산화인듐막 등을 한 종류의 식각액을 사용하여 습식식각 할 수 있는 식각액 개발이 시도되고 있고, 아울러 저렴하고 대량으로 생산하여 관리 할 수 있는 습식 식각용 식각액 개발이 요망되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제 1999-017836 호에 따르면 구리가 포함된 다중막의 식각용액으로 인산, 질산, 초산이 혼합된 물질인 것을 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허공보 제 2000-0032999 호에 따르면 구리 막에 대한 식각 용액으로 염화철(Ⅲ) 육수화물과 불산의 혼합된 물질인 것을 개시하고 있다.

하지만 이들 식각 용액을 이용하여 구리 몰리브덴막을 식각할 경우 식각 속도가 너무 빨라 공정 마진에 문제가 발생하며, 테이퍼 프로파일(taper profile) 중 테이퍼 앵글(taper angle)이 90도 또는 이보다 큰 값을 가지게 되어 후속 공정이 어려워 지게 되며, 패턴의 직선성 또한 좋지 못하다. 또한 불산을 사용하게 되면 유리 기판이나 실리콘 층이 식각되는 구리티타늄막에서의 문제점이 그대로 유지된다.

한편, 대한민국 공개특허공보 제2004-51502호에는 구리/몰리브덴의 이중막의 식각용액으로 과산화수소수와 유기산을 포함하는 식각용액이 개시되고 있으나, 이 용액은 산화인듐막을 식각시키지 못하는 단점이 있다.

또한, 현재까지 업계에서 요구되는 구리를 포함하는 게이트, 데이터, 픽셀전극을 하나의 식각용액으로 식각할 수 있는 통합 식각용액이 개발되고 있지 않다.

이에 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 새로운 형태의 통합 식각액을 개발할 수 있었으며, 본 발명에 의한 새로운 형태의 식각액은 박막트랜지스터 액정표시장치의 게이트 및 데이터막을 이루고 있는 구리계 금속 또는 몰리브덴계 금속으로 이루어진 단일막 및/또는 다층막 및 ITO, IZO 등의 산화인듐막을 한 종류의 식각액을 사용하여 습식식각 할 수 있는 것을 발견하고 발명을 완성하게 되었다

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 구리계/몰리브덴계 다중막 및 a-ITO, ITO, IZO 등의 산화인듐막을 하나의 식각용액으로 각각 또는 동시에 식각할 수 있는 식각용액 및 식각방법을 제공하는 것이다.

상세하게는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 구리를 포함하는 게이트, 데이터, 픽셀 전극을 동시에 식각하면서 식각 속도 제어가 쉽고, 테이퍼 프로파일이 양호하여 테이퍼 앵글이 30~60도 정도가 나타나며, 패턴의 직선성이 좋 고, 시디 로스(CD Loss)가 적으며, 많은 수의 기판을 식각하여도 식각 특성이 변하지 않고 잔사가 남지않는 식각 용액과 그 식각 방법을 제공한다.

본 발명의 목적을 실현하기 위한 수단으로서, 과산화수소수, 옥살산, 옥살산 이외의 유기산, 인산염(phosphate), 수용성 사이클릭 아민 화합물, 한 화합물 안에 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 수용성 화합물, 플루오르 화합물 및 탈이온수를 포함하는 구리계/몰리브덴계 다중막 및/또는 산화인듐막의 식각용액을 제공한다. 더욱 구체적으로는, 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 30 중량%의 과산화수소수, 1 내지 5 중량%의 옥살산, 0.5 내지 5 중량%의 옥살산 이외의 유기산, 0.2 내지 5 중량%의 인산염, 0.2 내지 5 중량%의 수용성 사이클릭 아민 화합물, 0.2 내지 5 중량%의 한 화합물 안에 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 수용성 화합물, 0.01 내지 1.0 중량%의 플루오르 화합물 및 잔량의 탈이온수를 포함하는 구리계/몰리브덴계 다중막 및/또는 산화인듐막식각용액을 제공한다.

본 발명에서 서술하고 있는 구리계/몰리브덴계 다중막이라 함은 구리 또는 구리합금(이하, 구리계라고 함)을 하부막으로 하고 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금(이하, 몰리브덴계라고 함)을 상부막으로 하는 "몰리브덴계/구리계막" 또는 그의 역을 포함하며, 또한, 예들 들어 몰리브덴계 금속막, 구리계 금속막, 몰리브덴계 금속막을 교대로 적층하는 3중 금속막 이상의 다중 금속막의 경우도 포함한다. 따라서, 구리계 금속 또는 몰리브덴계 금속으로 이루어진 다중막 및 구리계 금속막과 몰리브덴계 금속막을 교대로 배치한 복수개 이상의 다중막을 의미한다. 이러한 구 리계 금속 또는 몰리브덴계 금속으로 이루어진 막은 하부에 배치되는 막이나 상부에 배치되는 막의 물질 또는 접합성(adhesion) 등을 복합적으로 고려하여 다중막의 구조를 결정할 수 있다. 또한, 구리계 금속막과 몰리브덴계 금속막은 각각 서로의 두께가 한정되지 않고, 다양한 조합이 가능하다. 예를 들어, 구리계 금속의 두께가 몰리브덴계 금속막의 두께보다 크게 형성될 수도 있고, 작게 형성될 수도 있다.

과산화수소수, 옥살산, 옥살산 이외의 유기산, 인산염, 수용성 사이클릭 아민 화합물, 한 화합물 안에 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 수용성 화합물, 플루오르 화합물은 제품으로 구입하거나 공지된 방법에 의해서 제조가 가능한데, 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다. 탈이온수는 반도체 공정용을 사용하고 바람직하게는 18MΩ/cm 이상의 물을 사용한다. 또한, 식각용액에는 통상적으로 들어가는 다른 첨가제를 사용할 수 있다.

본 발명에 함유되는 과산화수소수는 구리계막과 몰리브덴계막을 식각하는 주성분으로, 5 내지 30 중량%의 함량이 바람직하다. 상기 과산화수소수의 함량이 5 중량% 미만이면 식각 속도가 너무 느려 공정 시간이 길어지고, 30 중량%를 초과하면 식각속도가 너무 빨라 공정시간을 조절하기가 어렵다.

본 발명에 포함되는 옥살산은 1 내지 5 중량%의 함량이 바람직하다. 상기 옥살산은 본 발명의 조성물에 있어 가장 중요한 성분으로, 산화인듐막을 식각하는데 주 역할을 한다.

또한, 옥살산은 플루오르 화합물와 함께 잔사제거를 함으로써 플루오르 화합물의 사용량을 현저히 줄여주어 플루오르 화합물에서 오는 유리기판에 대한 어택 현상을 줄여준다. 따라서, 이러한 옥살산의 함량이 1 중량% 미만이면 산화인듐막의 식각속도가 느려지게 되고 5 중량%을 초과하면 구리의 식각속도가 몰리브덴계 식각속도보다 상대적으로 빠르기 때문에 게이트, 데이터, 픽셀전극의 통합 에천트로서 부적절하게 된다.

본 발명에 함유되는 옥살산 이외의 유기산은 0.5 내지 5 중량%의 함량이 바람직하다. 상기 유기산은 식각 용액의 pH를 적당히 맞춰 주어 구리계 금속막 및 몰리브덴계 금속막이 식각될 수 있는 환경을 만들어 주는 성분으로, 유기산이 포함되지 않고 과산화수소수만 존재할 경우 구리막은 식각되지 않는다. 또한, 옥살산 이외의 유기산을 첨가한 후 pH는 0.5~4.5가 바람직하다. 따라서, 상기 유기산의 함량이 0.5 중량% 미만이면 pH를 조절하는 영향력이 부족하여 0.5 내지 4.5 정도의 pH 유지가 어려워지고, 5 중량%를 초과하면 구리막의 식각속도가 몰리브덴의 식각속도보다 상대적으로 빠르게 되어 테이퍼 식각이 어렵다. 상기 유기산의 예로는 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid), 펜탄산(pentanoic acid) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 함유되는 인산염은 0.2 내지 5 중량%의 함량이 바람직하다. 상기 인산염은 구리와 몰리브덴 사이의 전기 효과를 줄여주어 몰리브덴막이 구리막 하부로 파고 들어가는 현상(언더컷 현상)을 막아주는 역할을 한다. 상기 인산염이 함유되지 않으면 상부 구리막 하부의 안쪽으로 몰리브덴 막이 과하게 식각되어 심한 경우 패턴이 기판으로부터 떨어져 나가는 경우까지 발생할 수 있다. 따라서, 상기 인 산염의 함량이 0.2 중량% 미만이면 심한 언더컷 현상이 발생하게 되고, 5 중량%를 초과하면 구리막의 식각속도가 몰리브덴의 식각속도보다 상대적으로 느려져서 테이퍼 식각이 어렵다. 또한, 상기 인산염은 테이퍼 프로파일을 양호하게 만들어주는 성분으로서 인산이수소나트륨(sodium dihydrogen phosphate), 인산이수소칼륨(potassium dihydrogen phosphate) 등과 같이 인산에서 수소가 알칼리 금속 혹은 알칼리 토금속에 의해 1 내지 3개 치환된 염이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 함유되는 수용성 사이클릭 아민 화합물은 0.2 내지 5 중량%의 함량이 바람직하다. 상기 수용성 사이클릭 아민 화합물은 식각 속도를 조절하고 패턴의 시디 로스(CD Loss)를 줄여준다. 이때 시디 로스는 공정상에서 마진을 결정함과 동시에 패턴의 전기 신호를 일정하게 유지시켜 주는 중요한 요소이다. 특히 구리막을 이용한 배선을 사용하는 TFT-LCD의 경우 대부분 대화면과 고휘도를 목적으로 만들어지기 때문에 전기적인 신호를 일정하게 유지시켜주는 것이 매우 중요한 공정 중 하나이다. 시디 로스가 커지게 되면 패턴의 직선성이 떨어질 확률이 크고 후속 공정을 진행시킴에 있어서 불량이 나타나기 쉽다. 만일 상기 수용성 사이클릭 아민 화합물이 식각 조성물에 첨가되지 않으면 식각 속도의 조절이 어렵고, 원하는 패턴의 폭을 얻을 수 없어 불량이 발생할 확률이 크며, 공정 마진이 적어 양산시 문제점이 생길 수 있다. 따라서, 상기 수용성 사이클릭 아민 화합물의 함량이 0.2 중량% 미만이면 시디 로스가 패턴의 5% 이상 발생하여 너무 크게 되므로 바람직하지 못하고, 5 중량%를 초과하면 구리의 식각속도가 매우 느려진다. 상기 수용성 사이 클릭 아민 화합물의 예로는 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸 (imidazole), 인돌(indole), 푸린(purine), 피라졸(pyrazole), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리딘(pyrrolidine), 피롤린(pyrroline), 수용성 시클릭 아민 화합물 (cyclicamine compound) 계열 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 함유되는 한 화합물 안에 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 수용성 화합물은 0.2 내지 5 중량%의 함량이 바람직하다. 상기 수용성 화합물은 식각 조성물의 보관 기간을 증가시키면서 많은 수의 기판을 식각한 후에도 식각 특성이 초기와 일정하게 유지되도록 해준다. 일반적으로 본 발명에 함유되는 과산화수소수는 불안정하여 식각 조성물의 보관 기간을 길지 못하게 하고, 용기를 폭발 시킬 수도 있는데, 상기 수용성 화합물이 과산화수소수의 분해속도를 10배 가까이 줄어들게 하여 보관기간을 증가시킨다. 또한, 상기 수용성 화합물은 구리 몰리브덴 막 식각 시에 필연적으로 발생하는 구리 및 몰리브덴 이온들을 킬레이션(chelation) 반응을 통해 비활성화 시킴으로써 이온들에 의해 발생할 수 있는 추가적인 반응들을 막아주어 많은 수의 기판을 식각하여도 식각 특성을 변화시키지 않는 장점을 제공한다. 특히 구리막의 경우 식각 용액내에 구리 이온이 다량 잔존할 경우에 패시베이션(passivation) 막을 형성하여 까맣게 산화된 후 더 이상 식각되지 않는 경우가 많이 발생할 수 있으나, 상기 수용성 화합물을 첨가하였을 경우 이런 현상을 막을 수 있다. 따라서, 한 화합물 안에 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 수용성 화합물은 함량이 0.2 중량% 미만이면 기판 500매 이후에 는 패시베이션 막이 형성되어 충분한 공정 마진이 어려워지고, 5 중량%를 초과하면 구리의 식각속도가 매우 빨라져서 테이퍼 식각이 어렵다. 상기 수용성 화합물의 예로는 알라닌(alanine), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid), 사르코신(sarcosine) 등과 같이 아미노기 및 카르복실산기를 가지고 있는 수용성 화합물들이 있다.

본 발명에 함유되는 플루오르 화합물은 0.01 내지 1.0 중량%의 함량이 바람직하다. 상기 플루오르 화합물은 구리막과 몰리브덴막을 동시에 식각할 때, 식각 조성물의 pH가 0.5~4.5 정도로 낮은 상태에서 식각시 발생하게 되는 몰리브덴막 잔사를 제거하여 준다. 상기 몰리브덴막 잔사는 존재하게 되면 전기적인 쇼트나 배선의 불량, 휘도의 감소 등의 문제점이 생기므로 반드시 완벽하게 제거되어야만 한다. 따라서, 이러한 플루오르 화합물은 함량이 0.01 중량% 미만이면 입자형태의 몰리브덴 잔사가 남게되며, 1.0 중량%를 초과하게 되면 글라스 식각이 가속화된다.

상기 플루오르 화합물의 예로는 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨(potassium fluoride) 등 및 이들의 중불화 화합물인 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 중불화나트륨 (sodium bifluoride), 중불화칼륨(potassium bifluoride) 등 용액 내에서 플루오르 이온 혹은 다원자 플루오르 이온으로 해리될 수 있는 화합물이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 구리계/몰리브덴계 다중막 및/또는 산화인듐막의 식각방법을 제공한다.

본 발명에 따른 식각방법은 식각 조성물을 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막에 접촉시키는 방법에 의해 수행될 수 있으며, 특별한 방법에 한정되지 않고 당 기술 분야에 알려진 방법을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 식각 방법을 이용하여 LCD(liquid crystal display) 어레이기판 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예 1 내지 12>

Cu/Mo 이중막, 비결정질의 ITO막 기판을 각각 준비하였다. 준비한 각각의 기판위에 포토레지스트 조성물을 도포하고 용매를 건조한 후, 노광 후 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 그리고 본 발명을 구성하는 각각의 화합물을 표 1과 2에 기재된 조성비와 같이 식각액 150kg이 되도록 제조하였다.

분사식 식각 방식의 실험장비(KDNS사 제조, 모델명: ETCHER(TFT)) 내에 제조된 각각의 식각액을 넣고 온도를 30℃로 세팅하여 가온한 후, 온도가 30 ± 0.5℃에 도달하면 식각 공정을 수행하였다. 오버에치(O/E, Over Etch)를 패드부분의 EPD(End Point Detection)를 기준으로 하여 30%를 주어 실시하였다. 기판을 넣고 분사를 시작하여 식각이 종료되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 　

세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 상기 식각된 시험편의 프로파일을 검사한 결과, 테이퍼 프로파일은 상부 팁(TIP), 하부막 언더-컷(UNDER-CUT) 등이 없이 직선성이 있어 단위 공정에 적용 가능하였다.

하기 평가항목에 따라 각각의 금속막을 평가한 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타냈었다.

<평가항목>

○: 양호 (테이퍼 프로파일이 우수하고, 식각 속도(총 식각 시간 2분이내) 및 균일성이 양호함).

X: 불량 (테이퍼 프로파일이 불량하고, 사이드 손실 큼(편측 1㎛ 이상), 식각 속도 조절 불가(총 식각 시간 20초 이하), 균일성 불량).

실시예	기판	조성	평가	비고
실시예	기판	H₂O₂/글루콘산/NaH₂PO₄/인돌/글루탐산/NH₄F/옥살산/물	평가	비고
1	Cu/MO	10/0.5/0.7/0.5/1/0.05/2/85.25	O	잔사 없음
2		15/0.8/0.7/0.8/1/0.05/2/79.65	O	잔사 없음
3		20/1/0.8/1/1.5/0.05/3/72.65	O	잔사 없음
4		20/2/1/1/2/0.05/4/69.95	O	잔사 없음
5		23/1.5/0.8/1/2/0.1/3/68.6	O	잔사 없음
6		23/2/1.2/1.5/3/0.1/5/64.2	O	잔사 없음

실시예	기판	조성	평가	비고
실시예	기판	H₂O₂/글루콘산/NaH₂PO₄/인돌/글루탐산/NH₄F/옥살산/물	평가	비고
7	a-ITO	10/0.5/0.7/0.5/1/0.05/2/85.25	O	잔사 없음
8		15/0.8/0.7/0.8/1/0.05/2/79.65	O	잔사 없음
9		20/1/0.8/1/1.5/0.05/3/72.65	O	잔사 없음
10		20/2/1/1/2/0.05/4/69.95	O	잔사 없음
11		23/1.5/0.8/1/2/0.1/3/68.6	O	잔사 없음
12		23/2/1.2/1.5/3/0.1/5/64.2	O	잔사 없음

상기 표 1과 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 모두 테이퍼 프로파일, 식각 속도 및 균일성에 있어서 모두 양호함을 나타내었으며, 잔사는 나타나지 않았다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물은 구리막/몰리브데막 및 산화인듐막을 잔사 없이 각각 식각할 수 있다. 도 1 및 도 2는 각각 실시예 1 및 실시예 2의 결과를 보여주는 전자주사현미경 사진이다. 또한, 상기 표 1의 각각의 실시예에 포함된 함량과 표 2의 각각의 실시예에 포함된 함량이 같음을 볼 수 있는데, 이는 본 발명에 따른 식각액 조성물을 사용하여 Cu/Mo 및 a-ITO를 동시에 식각 할 수 있음을 나타낸다.

<비교예 1>

옥살산을 제외한 하기 표 3과 같은 조성과 함량으로 식각액을 제조하여, 실시예 1 내지 12와 동일한 방법을 이용하여 비결정질의 ITO막 기판을 식각하여 그 결과를 표 3에 기재하였다.

비교예	기판	조성	평가	비고
		H₂O₂/글루콘산/NaH₂PO₄/인돌/글루탐산/NH₄F/물
1	a-ITO	15/0.8/0.7/0.8/1/0.05/81.65	X	식각 불가

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 옥살산을 함유하지 않은 식각액 조성물은 식각속도가 매우 느려 식각되지 않아서 구리계/몰리브덴계 이중막과 a-ITO막을 동시에 식각하는 조성물로 적용하기가 어렵다. 도 3은 비교예 1의 결과를 보여주는 전자주사현미경 사진이다.

본 발명에 따른 식각 조성물은 구리계 금속막과 몰리브덴계 금속막으로 구성된 다층막 및 산화인듐막을 각각 또는 동시에 식각할 수 있다. 따라서, 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD) 어레이 기판 제조에 있어, 게이트배선, 소스/드레인 베선, 픽셀 전극을 한 개의 식각액으로 모두 식각 할 수 있기 때문에 제조공정에서 원가 절감 및 기판의 대형화에 따른 공정 단순화를 이루는데 매우 효과적이다.

Claims

조성물 총 중량을 기준으로

(a) 과산화수소수 5 내지 30 중량%;

(b) 옥살산 1 내지 5 중량%

(c) 옥살산 이외의 유기산 0.5 내지 5 중량%;

(d) 인산염 0.2 내지 5 중량%;

(e) 수용성 사이클릭 아민 화합물 0.2 내지 5 중량%;

(f) 한 화합물 안에 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 수용성 화합물 0.2 내지 5 중량%;

(g) 플루오르 화합물 0.01 내지 1.0 중량% 및

(h) 잔량의 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물.
제1항에 있어서, 구리계/몰리브덴계 다중막 및 산화인듐막을 동시에 식각하는 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물.
제1항에 있어서, 상기 유기산은 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid) 및 펜탄산(pentanoic acid)으로 이루어진 수용성 유기산으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물.
제1항에 있어서, 상기 인산염은 인산에서 수소가 알칼리 금속 혹은 알칼리 토금속에 의해 1 내지 3개 치환된 염인 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물.
제1항에 있어서, 상기 인산염은 인산이수소나트륨(sodium dihydrogenphosphate) 또는 인산이수소칼륨(potassium dihydrogen phosphate)인 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수용성 사이클릭 아민 화합물은 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 인돌(indole), 푸린(purine), 피라졸(pyrazole), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리딘(pyrrolidine), 피롤린 (pyrroline) 및 수용성 시클릭 아민 화합물 계열로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물.
제1항에 있어서, 상기 한 화합물 안에 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 수용성 화합물은 알라닌(alanine), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 및 사르코신(sarcosine)로 이루어진 아미노기와 카르복실산기를 가지고 있는 수용성 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물.
제1항에 있어서, 상기 플루오르 화합물은 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨(potassium fluoride), 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 중불화나트륨(sodium bifluoride) 및 중불화칼륨(potassium bifluoride)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 식각 조성물을 이용한 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각방법.
제9항에 있어서, 구리계/몰리브덴계 다중막 및 산화인듐막을 동시에 식각하는 것을 특징으로 하는 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각방법.
제9항의 구리계/몰리브덴계 다중막 또는 산화인듐막의 식각방법을 포함하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.