KR101475954B1 - 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 게이트 전극 형성 단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성한 후 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 공정을 포함하며, 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계는 구리계 금속막을 형성한 후 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 식각액 조성물은, 조성물의 총 중량을 기준으로 과산화수소(H2O2) 5 내지 25 중량%; 유기산 0.1 내지 5 중량%; 인산염 화합물 0.1 내지 5 중량%; 수용성 시클릭 아민 화합물 0.1 내지 5 중량%; 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.1 내지 5 중량%; 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%; 아세테이트염 화합물 0.1 내지 5.0 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법; 상기 식각액 조성물; 및 상기 식각액 조성물을 사용하는 구리계 금속막의 식각방법에 관한 것이다.
구리막, 식각액, 액정표시장, 어레이 기판

Description

액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF AN ARRAY SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법, 구리계 금속막의 식각액 조성물, 및 상기 식각액 조성물을 사용하는 구리계 금속막의 식각방법에 관한 것이다.
반도체 장치에서 기판 위에 금속 배선을 형성하는 과정은 통상적으로 스퍼터링 등에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정, 및 식각공정에 의한 단계로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정 공정 등을 포함한다. 이러한 식각공정은 포토레지스트를 마스크로 하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식식각 또는 식각액 조성물을 이용하는 습식식각이 사용된다.
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 실현 에 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 금속막으로서 구리막 및 구리 몰리브덴막 등의 구리계 금속막 및 이의 식각액 조성물에 대한 관심이 높다. 그러나, 구리계 금속막에 대한 연구는 별론으로 하고, 구리계 금속막에 대한 식각액 조성물로서 여러 종류가 사용되고 있으나, 사용자가 요구하는 성능을 충족시키지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 구리계 금속막의 식각시 직선성이 우수한 테이퍼프로파일이 형성되고, 구리계 금속막의 잔사가 남지 않으며, 게이트 전극 및 게이트 배선, 데이터 전극 및 데이터 배선의 일괄 식각이 가능한 구리계 금속막의 식각액 조성물, 상기 식각액 조성물을 사용하는 구리계 금속막의 식각방법 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 조성물 총중량에 대하여
A) 과산화수소(H2O2) 5 내지 25 중량%;
B) 유기산 0.1 내지 5 중량%;
C) 인산염 화합물 0.1 내지 5 중량%;
D) 수용성 시클릭 아민 화합물 0.1 내지 5 중량%;
E) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.1 내지 5 중량%;
F) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%;
G) 아세테이트염 화합물 0.1 내지 5.0 중량%;
H) 잔량의 물 을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
Ⅰ) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
Ⅱ) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
Ⅲ) 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함하는 구리계 금속막의 식각방법을 제공한다.
또한, 본 발명은,
a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;
b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서,
상기 a) 단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 d) 단계는 구리계 금속막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선 및 소 스 및 드레인 전극 중 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
본 발명에 따른 식각액 조성물로 구리계 금속막을 식각하게 되면 직선성이 우수한 테이퍼프로파일이 형성되고 구리계 금속막의 잔사가 남지 않게 되므로, 전기적인 쇼트나 배선의 불량, 휘도의 감소 등의 문제로부터 자유로울 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 식각액 조성물만으로 게이트 전극 및 게이트 배선, 데이터 전극 및 데이터 배선을 일괄 식각하는 것이 가능하므로, 공정이 매우 단순화되어 공정수율을 극대화 할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 식각액 조성물을 사용할 경우, 저항이 낮은 구리 또는 구리 합금 배선을 이용하여 대화면, 고휘도의 회로를 구현함과 더불어 환경친화적인 반도체 장치를 제작할 수 있다.
본 발명은, A) 과산화수소(H2O2), B) 유기산, C) 인산염 화합물, D) 수용성 시클릭 아민 화합물, E) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, F) 함불소 화합물, G) 아세테이트염 화합물 및 H) 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 구리계 금속막은 막의 구성성분 중에 구리가 포함되는 것으로서, 단일막 및 이중막 등의 다층막을 포함하는 개념이다. 예컨대, 구리 또는 구리 합금의 단일막, 다층막으로서 구리 몰리브덴막, 구리 몰리브덴합금막 등이 포함된다. 상기 구리 몰리브덴막은 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리 몰리브덴합금막은 몰리브덴합금층과 상기 몰리브덴합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미한다. 또한, 상기 몰리브덴합금층은 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 네오디늄(Nd), 및 인듐(In) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상과 몰리브덴의 합금을 의미한다.
상기에서 과산화수소(H2O2)는 구리계 금속막을 식각하는 주성분이며, 함량은 조성물 총중량에 대하여 5 내지 25중량%인 것이 바람직하다. 과산화수소의 함량이 5중량% 미만이면 구리계 금속의 식각이 되지 안되거나 식각속도가 아주 느리고, 25중량%를 초과할 경우에는 식각속도가 전체적으로 빨라지기 때문에 공정을 컨트롤하는 것이 어려워진다.
상기에서 유기산은 pH를 조절하여(pH 0.5~4.5) 구리계 금속막이 식각 될 수 있는 환경을 만드는 역할을 한다. 유기산의 구체적인 예로는 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid), 펜탄 산(pentanoic acid), 옥살산(oxalic acid) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 유기산의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 5중량%인 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만일 경우 pH를 조절하는 영향력이 부족하여 0.5 내지 4.5 정도의 pH 유지가 어려워지고, 5.0중량%를 초과할 경우 구리의 식각속도가 빨라지고 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 식각속도가 느려짐에 따라 씨디로스(CD Loss)가 커지게 되고 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 잔사가 발생할 가능성이 커지게 된다.
상기 인산염 화합물은 테이퍼 프로파일을 양호하게 만들어주는 성분이다. 만약 인산염 화합물이 존재하지 않으면 식각 프로파일이 불량하게 될 수 있다. 이러한 인산염 화합물로는 다양한 종류가 사용 가능하며, 인산에서 수소가 알칼리 금속 혹은 알칼리 토금속으로 하나 또는 두 개 치환된 염에서 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적인 예로는, 인산나트륨(sodium phosphate), 인산칼륨(potassium phosphate), 인산암모늄(ammonium phosphate) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 인산염 화합물의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 5중량%인 것이 바람직하며, 0.1중량% 미만일 경우 식각 프로파일이 불량하게 될 수 있으며, 5중량%를 초과하는 경우에는 식각속도가 느려지는 문제가 발생될 수 있다.
상기 수용성 시클릭 아민 화합물은 구리계 금속의 식각 속도를 조절하며 패 턴의 시디로스 (CD Loss) 를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다. 구체적인 예로는 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 인돌(indole), 푸린(purine), 피라졸(pyrazole), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리딘(pyrrolidine) 및 피롤린(pyrroline) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 수용성 시클릭 아민 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5중량%인 것이 바람직하며, 0.1 중량% 미만인 경우 시디로스가 너무 크게 발생될 수 있고, 5중량%를 초과하는 경우 구리의 식각속도가 빨라지고 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 식각 속도가 느려지기 때문에 씨디로스가 커지고 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 잔사가 남을 가능성이 증가한다.
상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 식각액 조성물의 보관 시 발생할 수 있는 과산화수소수의 자체 분해 반응을 막아주고 많은 수의 기판을 식각할 시에 식각 특성이 변하는 것을 방지한다. 구체적인 예로는 알라닌(alanine), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 및 사르코신(sarcosine) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물의 함량은 0.1 내지 5중량%인 것이 바람직하며, 0.1 중량% 미만일 경우 다량의 기판(약 500 매)의 식각 후에는 패시베이션 막이 형성되어 충분한 공정 마진을 얻기가 어려워지고, 5.0중량%를 초과할 경우 구리의 식각속도가 느려지고 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 식각속도는 빨라지므로 구리 몰리브덴막 또는 구리 몰리브덴합금막의 경우 테이퍼 각도가 커지게 된다.
일반적으로 과산화수소수를 사용하는 식각 용액의 경우 보관 시 과산화수소수가 자체 분해하여 그 보관기간이 길지가 못하고 용기가 폭발할 수 있는 위험요소까지 갖추고 있다. 그러나 상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물이 포함될 경우 과산화수소수의 분해 속도가 10배 가까이 줄어들어 보관기간 및 안정성 확보에 유리하다. 특히 구리층의 경우 식각액 조성물 내에 구리 이온이 다량 잔존할 경우에 패시베이션(passivation) 막을 형성하여 까맣게 산화된 후 더 이상 식각되지 않는 경우가 많이 발생할 수 있으나 이 화합물을 첨가하였을 경우 이런 현상을 막을 수 있다.
상기 함불소 화합물은 물에 해리되어 F 이온을 낼 수 있는 화합물을 의미하며, 구리막과 몰리브덴 막을 동시에 식각하는 용액에서 필연적으로 발생하게 되는 잔사를 제거하여 주는 역할을 한다. 상기 함불소 화합물로는 특별한 한정 없이 다양한 종류가 사용할 수 있으며, 바람직하게는 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨(potassium fluoride) 등과 이들의 중불화 화합물 즉, 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 중불화나트륨(sodium bifluoride), 중불화칼륨(potassium bifluoride) 등 용액 내에서 플루오르 이온 혹은 다원자 플 루오르 이온으로 해리될 수 있는 화합물은 모두 사용 가능하다. 상기 화합물들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 함불소 화합물의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.01 내지 1.0 중량%인 것이 바람직하며, 0.01 중량% 미만인 경우 식각 잔사가 발생될 수 있고, 1.0 중량%를 초과하는 경우 유리 기판 식각율이 크게 발생 되는 단점이 있다.
상기 아세테이트염 화합물은 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 식각 잔사를 억제하는 역할을 하며, 상기 함불소 화합물을 보조해 주는 역할을 한다. 함불소화합물의 경우 기판(예: Glass)에 어텍을 가하는 성질이 있어서, 잔사제거에 충분할 만큼 함량을 늘리는 것에는 한계가 있다. 이러한 경우 아세테이트염을 첨가하면 함불소화합물의 함량을 늘리는 것과 동일한 잔사제거효과를 얻을 수 있는 반면, 함불소화합물의 함량 증가에 따르는 기판의 어텍을 피할 수 있다. 따라서, 아세테이트염은 기판에 대한 에텍의 염려 없이 식각액의 잔사제거능력을 충분히 확보할 수 있게 한다.
상기 아세테이트염 화합물로는 나트륨아세테이트(CH3COONa), 칼륨아세테이트(CH3COOK), 암모늄아세테이트(CH3COO(NH4)), 마그네슘아세테이트(Mg(CH3COO)2), 및 칼슘아세테이트(Ca(CH3COO)2) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 아세테이트염 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5.0 중량%인 것이 바람직하며, 0.1 중량% 미만인 경우 식각잔사 억제력이 낮아지고, 5.0 중량%를 초과하는 경우 식각 속도가 느려지게 되는 문제가 발생한다.
상기 물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 물의 비저항 값(즉, 물속에 이온이 제거된 정도)이 18㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 식각액 조성물은 상기의 성분 외에, 계면활성제를 더 포함 할 수 있다. 계면 활성제는 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. 이러한 계면 활성제로는 식각액에 견딜 수 있고 상용성이 있는 형태의 계면 활성제가 바람직하다. 그 예로는 임의의 음이온성, 양이온성, 양쪽 이온성 또는 비이온성, 다가 알코올형 계면 활성제 등을 들 수 있다.
또한, 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제로는 금속 이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 과산화수소(H2O2), 유기산, 인산염 화합물, 수용성 시클릭 아민 화합물, 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 함불소 화합물, 아세테이트염 화합물은 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조 가능하고, 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 구리계 금속막의 식각액 조성물은 구리계 금속으로 이루어진 액정표시장치의 게이트 전극 및 게이트 배선, 데이터 전극 및 데이터 배선을 일괄 식각할 수 있다.
또한, 본 발명은,
Ⅰ) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
Ⅱ) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
Ⅲ) 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함하는 구리계 금속막의 식각방법에 관한 것이다.
본 발명의 식각방법에서, 상기 광반응 물질은 통상적인 포토레지스트 물질인 것이 바람직하며, 통상적인 노광 및 현상 공정에 의해 선택적으로 남겨질 수 있다.
또한, 본 발명은,
a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;
b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서,
상기 a) 단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조 성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 d) 단계는 구리계 금속막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기의 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 6
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 실시예 1 내지 6의 식각액 조성물을 제조하였다. 그리고, 실시예 1의 식각액 조성물을 이용하여 구리계 금속막(Cu 단일막 및 Cu/Mo 이중막)의 식각공정을 수행하였다.
식각공정 시 식각액 조성물의 온도는 약 30 ℃ 내외로 하였으나, 적정온도는 다른 공정조건과 기타 요인에 의해 필요에 따라 변경할 수 있다. 식각 시간은 식각 온도에 따라서 다를 수 있으나, 통상 30 내지 180 초 정도로 진행한다.
상기와 같은 공정에 의하여 식각된 구리계 금속막의 프로파일을 단면 SEM (Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사하였다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 식각 속도는 적당한 것으로 확인되었다. 또한, 도 1 및 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따른 식각액 조성물로 식각한 구리계 금속막은 양호한 식각 프로파일을 나타내었으며, 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따른 식각액 조성물로 구리막계 금속막을 식각 한 경우, 식각 잔사가 남지 않았다. 따라서, 본 발명의 식각액 조성물은 구리계 금속막의 우수한 테이퍼프로파일, 패턴의 직선성, 적당한 식각 속도를 제공하며, 특히, 식각 후 잔사가 전혀 남지 않는 특성을 가짐을 알 수 있다.
H2O2/글리콜산/이미다졸/이미노디아세트산/인산칼륨/불화암모늄/염화아세테이트/ 탈이온수 식각속도(Å/sec)
Cu 단일막 Cu/Mo 이중막
Cu Mo
1 5/2/1/0.5/0.5/0.1/0.5/잔량 40 ~ 60 40 ~ 60 6 ~ 8
2 10/5/1/0.5/0.5/0.2/0.2/잔량 60 ~ 90 60 ~ 90 5 ~ 8
3 13/0.5/0.2/0.5/1/0.1/1/잔량 20 ~ 40 20 ~ 40 4 ~ 6
4 8/1/1/0.5/3/0.2/2/잔량 40 ~ 60 40 ~ 60 6 ~ 8
5 22/2/2/0.5/1/0.3/1/잔량 50 ~ 80 50 ~ 80 6 ~ 8
6 25/2/5/1/1/0.5/3/잔량 70 ~ 90 70 ~ 90 6 ~ 8
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 Cu/Mo 이중막을 식각한 후, 식각 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이고,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 Cu/Mo 이중막을 식각한 후, 전체적인 식각 프로파일을 관찰한 주사전자현미경 사진이고,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 Cu/Mo 이중막을 식각한 후, 식각 잔사가 남지 않음을 확인하기 위해 구리 배선 주변 표면을 관찰한 전자주사현미경 사진이다.

Claims (12)

  1. a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;
    b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
    c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서,
    상기 a) 단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성한 후, 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 d) 단계는 구리계 금속막을 형성한 후, 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 공정을 포함하며,
    상기 식각액 조성물은, 조성물의 총 중량을 기준으로 A) 과산화수소(H2O2) 5 내지 25중량%, B) 유기산 0.1 내지 5 중량%, C) 인산염 화합물 0.1 내지 5 중량%, 수용성 시클릭 아민 화합물 0.1 내지 5 중량%, E) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.1 내지 5 중량%, F) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%, G) 아세테이트염 화합물 0.1 내지 5.0 중량%, 및 H) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 액정표시장치용 어레이 기판이 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  3. 식각액 조성물 총 중량에 대하여 A) 과산화수소(H2O2) 5 내지 25중량%, B) 유기산 0.1 내지 5 중량%, C) 인산염 화합물 0.1 내지 5 중량%, D) 수용성 시클릭 아민 화합물 0.1 내지 5 중량%, E) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.1 내지 5 중량%, F) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%, G) 아세테이트염 화합물 0.1 내지 5.0 중량%, 및 H) 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 유기산은 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid), 펜탄산(pentanoic acid), 및 옥살산(oxalic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 인산염 화합물은 인산나트륨(sodium sulfate), 인산칼륨(potassium sulfate) 및 인산암모늄(ammonium sulfate)으로 이루어진 군으로 부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 수용성 시클릭 아민 화합물은 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 인돌(indole), 푸린(purine), 피라졸(pyrazole), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리딘(pyrrolidine) 및 피롤린(pyrroline)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 한 분자 내에 질소원자 및 카르복실기를 가지고 있는 수용성 화합물은 알라닌(alanine), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 및 사르코신(sarcosine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 함불소 화합물은 NH4FHF, KFHF, NaFHF, NH4F, KF, 및 NaF으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  9. 청구항 3에 있어서, 상기 아세테이트염 화합물은 나트륨아세테이트(CH3COONa), 칼륨아세테이트(CH3COOK), 암모늄아세테이트(CH3COO(NH4)), 마그네슘아세테이트(Mg(CH3COO)2), 및 칼슘아세테이트(Ca(CH3COO)2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  10. 청구항 3 내지 청구항 9 중의 어느 한 항에 있어서, 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금의 단일막, 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리 몰리브덴막, 또는 몰리브덴합금층과 상기 몰리브덴합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리 몰리브덴합금막인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  11. Ⅰ) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
    Ⅱ) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
    Ⅲ) 청구항 3 내지 청구항 9 중의 어느 한 항의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함하는 구리계 금속막의 식각방법.
  12. 청구항 3 내지 청구항 9 중의 어느 한 항의 식각액 조성물을 사용하여 식각 된 게이트 배선 및 소스 및 드레인 전극 중 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101825493B1 (ko) 2010-04-20 2018-02-06 삼성디스플레이 주식회사 금속 배선용 식각액 조성물 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 표시판의 제조방법
KR101702129B1 (ko) * 2010-05-20 2017-02-06 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101339316B1 (ko) * 2011-05-06 2013-12-09 솔브레인 주식회사 유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물
KR101867097B1 (ko) * 2011-12-16 2018-06-14 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
JP6207248B2 (ja) * 2013-06-17 2017-10-04 株式会社Adeka エッチング液組成物及びエッチング方法
KR102148879B1 (ko) * 2014-01-22 2020-08-27 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102198338B1 (ko) * 2014-03-03 2021-01-04 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102310094B1 (ko) * 2015-10-26 2021-10-08 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102583609B1 (ko) * 2016-03-28 2023-10-06 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102379074B1 (ko) * 2017-03-28 2022-03-25 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050058592A (ko) * 2003-12-12 2005-06-17 엘지.필립스 엘시디 주식회사 에천트 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법
KR20060134380A (ko) * 2005-06-22 2006-12-28 삼성전자주식회사 식각액, 이를 이용하는 배선 형성 방법 및 박막 트랜지스터기판의 제조 방법
KR20070055259A (ko) * 2005-11-25 2007-05-30 동우 화인켐 주식회사 구리 몰리브덴합금막의 식각용액 및 그 식각방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050058592A (ko) * 2003-12-12 2005-06-17 엘지.필립스 엘시디 주식회사 에천트 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법
KR20060134380A (ko) * 2005-06-22 2006-12-28 삼성전자주식회사 식각액, 이를 이용하는 배선 형성 방법 및 박막 트랜지스터기판의 제조 방법
KR20070055259A (ko) * 2005-11-25 2007-05-30 동우 화인켐 주식회사 구리 몰리브덴합금막의 식각용액 및 그 식각방법

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