KR101608088B1 - 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 - Google Patents

액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101608088B1
KR101608088B1 KR1020090067530A KR20090067530A KR101608088B1 KR 101608088 B1 KR101608088 B1 KR 101608088B1 KR 1020090067530 A KR1020090067530 A KR 1020090067530A KR 20090067530 A KR20090067530 A KR 20090067530A KR 101608088 B1 KR101608088 B1 KR 101608088B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
copper
weight
metal film
based metal
forming
Prior art date
Application number
KR1020090067530A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110010028A (ko
Inventor
최용석
이석
윤영진
이현규
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020090067530A priority Critical patent/KR101608088B1/ko
Priority to CN201080033378.1A priority patent/CN102472938B/zh
Priority to PCT/KR2010/004815 priority patent/WO2011010879A2/ko
Priority to TW099124301A priority patent/TWI512832B/zh
Publication of KR20110010028A publication Critical patent/KR20110010028A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101608088B1 publication Critical patent/KR101608088B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/136295—Materials; Compositions; Manufacture processes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

본 발명은, a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계로서, a1) 구리계 금속막을 형성하는 단계 및 a2) 상기 구리계 금속막을 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하여, 게이트 전극을 형성하는 단계; b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계로서, d1) 구리계 금속막을 형성하는 단계 및 d2) 상기 구리계 금속막을 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하여, 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 a2) 단계 및 상기 d2) 단계에서 상기 식각액 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 a) 과산화수소(H2O2) 2 내지 30 중량%; b) 질산(HNO3) 0.1 내지 5 중량%; c) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%; d) 아졸화합물 0.1 내지 5 중량%; e) 이미다졸류 화합물 0.1 내지 8.0 중량%; f) 인산 0.1 내지 5 중량%; 및 g) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
구리계 금속막, 식각액

Description

액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법{METHOD FOR FABRICATING ARRAY SUBSTRATE FOR A LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
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. 왜냐하면 저항이 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display)의 경우 패널크기 증가와 고해 상도 실현이 기술개발에 관건이 되고 있기 때문이다. 따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저저항의 물질개발이 필수적이다. 따라서, 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. 하지만, 구리계 금속막에 대한 식각액 조성물의 경우 현재 여러 종류가 사용되고 있으나, 사용자가 요구하는 성능을 충족시키지 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은, 구리계 금속막의 식각시 직선성이 우수한 테이퍼프로파일이 형성되는 구리계 금속막의 잔사가 남지 않는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 게이트 전극 및 게이트 배선, 소스/드레인 전극 및 데이터 배선의 일괄 식각이 가능한 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 상기 식각액 조성물을 사용하는 구리계 금속막의 식각방법 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계로서, a1) 구리계 금속막을 형성하는 단계 및 a2) 상기 구리계 금속막을 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하여, 게이트 전극을 형성하는 단계; b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계로서, d1) 구리계 금속막을 형성하는 단계 및 d2) 상기 구리계 금속막을 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하여, 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 a2) 단계 및 상기 d2) 단계에서 상기 식각액 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 a) 과산화수 소(H2O2) 2 내지 30 중량%; b) 질산(HNO3) 0.1 내지 5 중량%; c) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%; d) 아졸화합물 0.1 내지 5 중량%; e) 이미다졸류 화합물 0.1 내지 8.0 중량%; f) 인산 0.1 내지 5 중량%; 및 g) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계; b) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및 c) 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함하며, 상기 식각액 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 a) 과산화수소(H2O2) 2 내지 30 중량%; b) 질산(HNO3) 0.1 내지 5 중량%; c) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%; d) 아졸화합물 0.1 내지 5 중량%; e) 이미다졸류 화합물 0.1 내지 8.0 중량%; f) 인산 0.1 내지 5 중량%; 및 g) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 조성물의 총 중량에 대해 a) 과산화수소(H2O2) 2 내지 30 중량%; b) 질산(HNO3) 0.1 내지 5 중량%; c) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%; d) 아졸화합물 0.1 내지 5 중량%; e) 이미다졸류 화합물 0.1 내지 8.0 중량%; f) 인산 0.1 내지 5 중량%; 및 g) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 식각액 조성물은, 구리계 금속막을 식각시, 직선성이 우수한 테이퍼프로파일을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 식각액 조성물로 구리계 금속막을 식각시, 잔사가 발생하지 않아 전기적인 쇼트나 배선의 불량, 휘도의 감소 등의 문제발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 식각액 조성물로 액정표시장치용 어레이 기판을 제조시, 게이트 전극 및 게이트 배선, 소스/드레인 전극 및 데이터 배선을 일괄 식각할 수 있어, 공정이 매우 단순화되어 공정수율을 극대화 할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 식각액 조성물을 저항이 낮은 구리 또는 구리 합금 배선의 식각에 이용하면, 대화면, 고휘도의 회로를 구현함과 더불어 환경친화적인 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있다.
본 발명은, 조성물의 총 중량에 대해 a) 과산화수소(H2O2) 2 내지 30 중량%; b) 질산(HNO3) 0.1 내지 5 중량%; c) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%; d) 아졸화합물 0.1 내지 5 중량%; e) 이미다졸류 화합물 0.1 내지 8.0 중량%; f) 인산 0.1 내지 5 중량%; 및 g) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공한다. 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 상 에 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.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 a)과산화수소(H2O2)는 구리계 금속막을 식각하는 주성분이며, 함량은 조성물 총중량에 대하여 바람직하게는 2 내지 30중량%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 5 내지 25중량%일 수 있다. 상기 a)과산화수소의 함량이 2중량% 미만이면, 구리계 금속의 식각이 되지 안되거나 식각속도가 아주 느려지게 된다. 또한, 상기 a)과산화수소의 함량이 30중량%를 초과할 경우에는 식각속도가 전체적으로 빨라지기 때문에 공정을 컨트롤하는 것이 어려워진다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 b)질산은 pH를 조절하여 구리계 금속막이 식각 될 수 있는 환경을 만드는 역할을 하고, pH 를 낮추어 과산화수소수 분해를 억제한다. 상기 b) 질산의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 5중량%이다. 상기 b) 질산의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우 pH를 조절하는 영향력이 부족하여 구리의 식각 속도가 너무 느려지게 됨과 동시에 과산화수소 분해가 가속화되는 문제점이 발생한다. 상기 b) 질산의 함량이 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.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 c) 함불소 화합물은 물에 해리되어 F 이온을 낼 수 있는 화합물을 의미한다. 상기 c) 함불소 화합물은 구리막과 몰리브덴 막을 동시에 식각하는 용액에서 필연적으로 발생하게 되는 잔사를 제거하여 주는 역할을 한다. 상기 c) 함불소 화합물의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.01 내지 1.0 중량%이다. 상기 c) 함불소 화합물의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우, 식각 잔사가 발생될 수 있다. 상기 c) 함불소 화합물의 함량이 1.0 중량%를 초과하는 경우, 유리 기판 식각율이 크게 발생 되는 단점이 있다.
상기 c) 함불소 화합물은 당 업계에서 사용되는 물질이고, 용액 내에서 플루오르 이온 혹은 다원자 플루오르 이온으로 해리될 수 있는 화합물이면 특별히 한정하지 않으나, 불화암모늄(ammonium fluoride: NH4F), 불화나트륨(sodium fluoride: NaF), 불화칼륨(potassium fluoride: KF), 중불화암모늄(ammonium bifluoride: NH4FHF), 중불화나트륨(sodium bifluoride: NaFHF) 및 중불화칼륨(potassium bifluoride: KFHF)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 d) 아졸화합물은 구리계 금속의 식각 속도를 조절하며 패턴의 시디로스(CD Loss)를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다. 상기 d) 아졸화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여, 0.1 내지 5중량%이다. 상기 d) 아졸화합물이 0.1 중량% 미만인 경우, 식각 속도가 빠르게 되어 시디로스가 너무 크게 발생될 수 있다. 상기 d) 아졸화합물이 5중량%를 초과하는 경우, 구리의 식각속도가 느려지고 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 식각 속도가 빨라지기 때문에 몰리브덴 또는 몰리브덴합금이 과식각되어 언더컷이 발생 될 수 있다.
상기 d) 아졸화합물은 아미노테트라졸(aminotetrazole), 벤조트리아졸 (benzotriazole), 톨리트리아졸 (tolyriazole), 피라졸(pyrazole) 및 피롤(pyrrole)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 e) 이미다졸류 화합물은 구리를 식각 할 때에 구리 표면을 킬레이팅 하여 구리 기판 전면이 균일하게 식각되는 역할을 함과 동시에, 구리 식각 속도를 조절 한다. 상기 e) 이미다졸류 화합물의 함량은 바람직하게는 0.1 내지 8중량%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5중량%일 수 있다. 상기 e) 이미다졸류 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우, 구리식각 균일성이 떨어지게 되어 씨디로스의 불균일성이 발생되는 문제점이 있고, 구리 식각속도가 너무 빨라지게 된다. 상기 e) 이미다졸류 화합물의 함량이 8.0중량%를 초과할 경우, 구리의 식각속도가 느려지고 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 식각속도는 빨라지므로 구리 몰리브덴막 또는 구리 몰리브덴합금막의 경우 테이퍼 각도가 커지게 된다.
상기 e) 이미다졸류 화합물은 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-프로필이미다졸, 2-아미노이미다졸, 4-메틸이미다졸, 4-에틸이미다졸, 4-프로필이미다졸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 f) 인산은 pH를 낮추어 과산화수소수 분해를 억제함과 동시에 식각되어 나오는 구리이온 (Cu2+) 의 활동도를 낮추어 과산화수소수의 분해를 억제한다. 상기 f) 인산의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 5중량%이다. 상기 f) 인산의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우 과산화수소 분해가 가속화되는 문제점이 발생한다. 상기 f) 인산의 함량이 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.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 g) 물은 잔량 포함되고, 이의 종류는 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 별도의 카르복실산과 인산염을 포함하지 않는 것을 특징으로 한다. 상기 f) 인산은 pH를 낮추는 역할을 하는데 이와 달리 알칼리 양이온이 포함된 상기 인산염은 pH 를 높여주는 역할을 하기 때문에 상기 인산염을 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식각액 조성물은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. 상기 계면활성제는 본 발명의 식각액 조성물에 견딜 수 있고, 상용성이 있는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽 이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 다가알코올형 계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제로는 금속 이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 a) 과산화수소(H2O2), 상기 b) 질산, 상기 c) 함불소 화합물, d) 아졸화합물, e) 이미다졸류 화합물, 및 f) 인산은 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, 소스/드레인 전극 및 데이터 배선을 일괄 식각할 수 있다.
또한, 본 발명은, a) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계; b) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및 c) 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각방법을 제공한다.
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 전극을 형성하는 단계로서, a1) 구리 계 금속막을 형성하는 단계 및 a2) 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하여, 게이트 전극을 형성하는 단계; b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계로서, d1) 구리계 금속막을 형성하는 단계 및 d2) 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하여, 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
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.
실시예1 내지 6: 구리계 금속막의 식각액 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 실시예 1 내지 6의 식각액 조성물을 제조하였다.
[표 1]
H2O2 질산 불화암모늄 아미노테트라졸 이미다졸 인산 탈이온수
실시예1 5 2 0.05 0.5 2 1 잔량
실시예2 15 3 0.1 0.6 3 0.5 잔량
실시예3 18 1 0.2 0.4 4 2 잔량
실시예4 20 4 0.5 1.0 2 3 잔량
실시예5 22 0.5 0.2 0.5 1 4 잔량
실시예6 25 4 0.1 1.0 5 2 잔량
시험예: 식각액 조성물의 특성평가
실시예1 내지 실시예6의 식각액 조성물을 이용하여 구리계 금속막(Cu 단일막 및 Cu/Mo-Ti 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 180초 정도로 진행한다. 상기 식각공정에서 식각된 구리계 금속막의 프로파일을 단면 SEM (Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사하였고, 결과를 표 2에 기재하였다.
[표 2]
식각속도(Å/sec)
Cu 단일막 Cu/Mo-Ti 이중막
Cu Mo
실시예1 40 ~ 60 40 ~ 60 6 ~ 8
실시예2 60 ~ 90 60 ~ 90 5 ~ 8
실시예3 20 ~ 40 20 ~ 40 4 ~ 6
실시예4 40 ~ 60 40 ~ 60 6 ~ 8
실시예5 50 ~ 80 50 ~ 80 6 ~ 8
실시예6 70 ~ 90 70 ~ 90 6 ~ 8
표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예6의 식각속도는 적당한 것으로 확인되었다. 또한, 도 1 및 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예1에 따른 식각액 조성물로 식각한 구리계 금속막은 양호한 식각 프로파일을 나타내었다. 또한, 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예1에 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.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 Cu/Mo-Ti 이중막을 식각한 후, 식각 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 Cu/Mo-Ti 이중막을 식각한 후, 전체적인 식각 프로파일을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 Cu/Mo-Ti 이중막을 식각한 후, 식각 잔사가 남지 않음을 확인하기 위해 구리 배선 주변 표면을 관찰한 전자주사현미경 사진이다.

Claims (9)

  1. a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계로서, a1) 구리계 금속막을 형성하는 단계 및 a2) 상기 구리계 금속막을 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하여, 게이트 전극을 형성하는 단계;
    b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
    c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계로서, d1) 구리계 금속막을 형성하는 단계 및 d2) 상기 구리계 금속막을 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하여, 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 a2) 단계 및 상기 d2) 단계에서 상기 식각액 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 a) 과산화수소(H2O2) 2 내지 30 중량%; b) 질산(HNO3) 0.1 내지 5 중량%; c) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%; d) 아졸화합물 0.1 내지 5 중량%; e) 이미다졸류 화합물 0.1 내지 8.0 중량%; f) 인산 0.1 내지 5 중량%; 및 g) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방 법.
  3. a) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
    b) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
    c) 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함하며,
    상기 식각액 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 a) 과산화수소(H2O2) 2 내지 30 중량%; b) 질산(HNO3) 0.1 내지 5 중량%; c) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%; d) 아졸화합물 0.1 내지 5 중량%; e) 이미다졸류 화합물 0.1 내지 8.0 중량%; f) 인산 0.1 내지 5 중량%; 및 g) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각방법.
  4. 조성물의 총 중량에 대해
    a) 과산화수소(H2O2) 2 내지 30 중량%;
    b) 질산(HNO3) 0.1 내지 5 중량%;
    c) 함불소 화합물 0.01 내지 1.0 중량%;
    d) 아졸화합물 0.1 내지 5 중량%;
    e) 이미다졸류 화합물 0.1 내지 8.0 중량%;
    f) 인산 0.1 내지 5 중량%; 및
    g) 잔량의 물
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 c) 함불소 화합물은, NH4FHF, KFHF, NaFHF, NH4F, KF, 및 NaF 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 d) 아졸화합물은, 아미노테트라졸(aminotetrazole), 벤조트리아졸 (benzotriazole), 톨리트리아졸 (tolyriazole), 피라졸(pyrazole) 및 피롤(pyrrole) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 e) 이미다졸류 화합물은, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-프로필이미다졸, 2-아미노이미다졸, 4-메틸이미다졸, 4-에틸이미다졸 및 4-프로필이미다졸 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
  8. 삭제
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 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.
KR1020090067530A 2009-07-23 2009-07-23 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 KR101608088B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090067530A KR101608088B1 (ko) 2009-07-23 2009-07-23 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN201080033378.1A CN102472938B (zh) 2009-07-23 2010-07-22 液晶显示装置用阵列基板的制造方法
PCT/KR2010/004815 WO2011010879A2 (ko) 2009-07-23 2010-07-22 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TW099124301A TWI512832B (zh) 2009-07-23 2010-07-23 用以製造液晶顯示裝置用之陣列基板的方法以及蝕刻銅系金屬層之方法及其蝕刻劑組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090067530A KR101608088B1 (ko) 2009-07-23 2009-07-23 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110010028A KR20110010028A (ko) 2011-01-31
KR101608088B1 true KR101608088B1 (ko) 2016-04-01

Family

ID=43615558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090067530A KR101608088B1 (ko) 2009-07-23 2009-07-23 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101608088B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10377948B2 (en) 2016-11-29 2019-08-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Etching composition and method for fabricating semiconductor device by using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10377948B2 (en) 2016-11-29 2019-08-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Etching composition and method for fabricating semiconductor device by using the same
US10800972B2 (en) 2016-11-29 2020-10-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Etching composition and method for fabricating semiconductor device by using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110010028A (ko) 2011-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101586500B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101529733B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101845083B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TWI524428B (zh) 液晶顯示器用之陣列基板及其製造方法以及蝕刻銅系金屬層之方法及其蝕刻劑組成物
KR101951045B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TWI512832B (zh) 用以製造液晶顯示裝置用之陣列基板的方法以及蝕刻銅系金屬層之方法及其蝕刻劑組成物
KR20140086656A (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102269327B1 (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101586865B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101560000B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20140086665A (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102505196B1 (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101941289B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20170089315A (ko) 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101608088B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20120065019A (ko) 액정 표시장치용 어레이 기판 제조방법
KR20140060679A (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20100027512A (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법
CN111755461B (zh) 液晶显示装置用阵列基板的制造方法及用于其的铜系金属膜蚀刻液组合物
WO2012015088A1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101608089B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20130018531A (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160112471A (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101845084B1 (ko) 액정 표시장치용 어레이 기판 제조방법
KR102639571B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 5