KR102204205B1 - 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 - Google Patents

금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102204205B1
KR102204205B1 KR1020140079551A KR20140079551A KR102204205B1 KR 102204205 B1 KR102204205 B1 KR 102204205B1 KR 1020140079551 A KR1020140079551 A KR 1020140079551A KR 20140079551 A KR20140079551 A KR 20140079551A KR 102204205 B1 KR102204205 B1 KR 102204205B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal film
formula
etching
weight
copper
Prior art date
Application number
KR1020140079551A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160001290A (ko
Inventor
최한영
김현우
이준우
전현수
조성배
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 KR1020140079551A priority Critical patent/KR102204205B1/ko
Publication of KR20160001290A publication Critical patent/KR20160001290A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102204205B1 publication Critical patent/KR102204205B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/18—Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/26—Acidic compositions for etching refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition
    • 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
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

본 발명은, 금속막 산화제; 알파수소를 포함하지 않는 아미노산; 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물 및 상기 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.

Description

금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법{Etching solution composition for metal layer and manufacturing method of an array substrate for Liquid crystal display using the same}
본 발명은 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
LCD, PDP와 OLED와 같은 평판 디스플레이, 특히 TFT-LCD의 경우는 대화면화되면서 배선 저항을 감소시키고 실리콘 절연막과의 부착성을 증가시키기 위하여 구리 또는 구리 합금으로 된 단일막, 나아가서는, 구리 또는 구리 합금/타 금속, 타금속간 합금 또는 금속산화물의 2층 이상 다중막의 채용이 널리 검토되고 있다. 예를 들면, 구리/몰리브덴막, 구리/티타늄막 또는 구리/몰리브덴-티타늄막은 TFT-LCD의 게이트 배선 및 데이터 라인을 구성하는 소오스/드레인 배선을 형성 할 수 있으며 이를 통하여 디스플레이의 대화면화에 일조할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 구리계 막을 포함하는 금속막을 식각할 수 있는 식각 특성이 우수한 조성물의 개발이 요구되고 있다.
상기와 같은 식각 조성물는 대표적으로 과산화수소와 아미노산을 베이스로 하는 식각액, 과산화수소와 인산을 베이스로 하는 식각액, 과산화수소와 폴리에틸렌글리콜을 베이스로 하는 식각액 등이 알려져 있다.
예컨대, 대한민국 공개특허 제10-2011-0031796호는 A)과산화수소(H2O2) B)과황산염, C)아민기와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 및 물을 포함하는 식각액을 개시하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0044630호는 과산화수소, 인산, 고리형 아민 화합물, 황산염, 불화붕소산 및 물을 포함하는 구리 함유 금속막 식각액을 개시하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0081764호는 A)수산암모늄, B)과산화수소, C)함불소 화합물, D)다가 알코올 및 E)물을 포함하는 식각액을 개시하고 있다.
그러나, 상기와 같은 식각액들은 구리계 막을 포함하는 금속막에 대한 CD로스, 경사도(Taper), 패턴 직진성, 금속잔사, 저장안정성, 처리매수 등의 면에서 이 분야에서 요구하는 조건을 충분히 충족시키지 못하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0031796호 대한민국 공개특허 제10-2012-0044630호 대한민국 공개특허 제10-2012-0081764호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 우수한 작업 안전성을 가지며, 우수한 에칭속도 및 다량의 기판 처리 능력을 가지며, 특히, 저장안정성이 뛰어난 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
금속막 산화제; 알파수소를 포함하지 않는 아미노산; 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 상기 알파수소를 포함하지 않는 아미노산은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112014060483246-pat00001
상기 식에서,
R1 및 R2는, 각각 독립적으로, C1~C8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이며, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 C4~C10의 시클로 알킬을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은
a)기판 상에 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/드레인 전극을 형성하는 단계; 및
e)상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a), d) 또는 e)단계가, 금속막을 형성하고, 상기 금속막을 상기 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 금속막 식각액 조성물은 알파수소를 포함하지 않는 아미노산을 포함함으로써 뛰어난 저장안정성을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예인 구리계 막을 포함하는 금속막의 식각액 조성물은 낮은 함량의 과산화수소수를 포함으로써 우수한 작업 안전성 및 식각액을 경제적으로 폐기할 수 있는 효과를 제공하면서도, 우수한 에칭속도를 제공하는 특징을 갖는다. 또한, 다량의 기판 처리 능력을 가지며, 특히, 알파수소를 포함하지 않는 아미노산을 포함함으로써 뛰어난 저장안정성을 제공한다.
또한, 본 발명의 식각액 조성물을 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법은 우수한 식각 프로파일을 갖는 전극을 액정표시장치용 어레이 기판에 형성함으로써, 우수한 구동특성을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조를 가능하게 한다.
본 발명은,
금속막 산화제; 알파수소를 포함하지 않는 아미노산; 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물에 관한 것이다.
상기 금속막 산화제는, 특별히 한정되지 않으며, 대표적으로 과산화수소, 과초산, 산화금속, 질산, 퍼설페이트, 할로겐산, 할로겐산염 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 산화금속은 산화된 금속을 의미하며, 예컨대, Fe3 +, Cu2 +등을 의미하며, 상기 산화금속은 용액 상태에서 상기 Fe3 +, Cu2 +등으로 해리되는 화합물도 포함하며, 퍼설페이트는 암모늄퍼설페이트, 퍼설페이트알카리금속염, 옥손등을 포함하며, 할로겐산염은 클로레이트, 퍼클로레이트, 브로메이트, 퍼브로메이트 등을 포함한다.
일반적으로 식각액 조성물에서 아미노산은 구리이온을 킬레이팅하여 과산화수소의 분해 반응을 억제하며, 식각액의 pH를 일정하게 유지시켜 주는 역할을 수행한다. 또한, 식각액의 저장안정성을 향상시키는 기능을 수행한다.
본 발명자들은 식각액의 저장안정성을 향상시키기 위하여 예의 노력한 바, 아미노산에 포함되는 알파수소가 식각액의 저장안정성 향상에 좋지 않은 영향을 미치며, 이를 제거할 경우, 저장안정성이 획기적으로 향상되는 것을 확인하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
상기 알파수소를 포함하지 않는 아미노산은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112014060483246-pat00002
상기 식에서,
R1 및 R2는, 각각 독립적으로, C1~C8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이며, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 C4~C10의 시클로 알킬을 형성할 수 있으며, 상기 R1 또는 R2는 아민기와 결합하여 아민기를 포함하는 C4~C10의 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
상기 C1~C8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 또는 부틸기인 경우 더욱 바람직하며, C4~C10의 시클로 알킬로는 C5 또는 C6의 시클로 알킬이 바람직하며, 하기 화학식 2 내지 5로 표시되는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112014060483246-pat00003
[화학식 3]
Figure 112014060483246-pat00004
[화학식 4]
Figure 112014060483246-pat00005
[화학식 5]
Figure 112014060483246-pat00006
상기 식각액 조성물은 조성물 총 중량에 대하여, 금속막 산화제 1 내지 40중량%, 알파수소를 포함하지 않는 아미노산 1 내지 10 중량%; 및 물 잔량을 포함하여 제조될 수 있다.
상기 금속막 산화제의 함량은 산화제의 종류 및 특성에 따라 그 함량이 적절하게 조절될 수 있다.
상기 알파수소를 포함하지 않는 아미노산은 2 내지 7 중량%의 함량으로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 알파수소를 포함하지 않는 아미노산이 1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 저장안정성 및 식각속도 증가를 기대하기 어려우며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 더 이상 효과의 상승을 기대하기 어렵고, 오히려, 식각액의 점도 상승에 의하여 식각속도 저하를 야기하므로 바람직하지 않다.
본 발명의 식각액 조성물은 식각 대상막의 종류에 관계없이 사용될 수 있으나, 구리계 금속막, 몰리브데늄계 금속막, 티타늄계 금속막, 또는 이들로 이루어진 다층막의 식각에 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 구리계 금속막은 구리막 또는 구리 합금막을 의미하며, 상기 몰리브데늄계 금속막은 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 합금막을 의미하며, 상기 티타늄계 금속막은 티타늄막 또는 티타늄 합금막을 의미한다.
상기 다층막은, 예컨대, 구리계 금속막을 하부막으로 하고 몰리브데늄계 금속막을 상부막으로 하는 몰리브데늄계 금속막/구리계 금속막의 이중막; 몰리브덴계 금속막을 하부막으로 하고 구리계 금속막을 상부막으로 하는 구리계 금속막/몰리브데늄계 금속막의 이중막, 및 몰리브데늄계 금속막/구리계 금속막/몰리브데늄계 금속막, 또는 구리계 금속막/몰리브데늄계 금속막/구리계 금속막처럼 구리계 금속막과 몰리브데늄계 금속막이 교대로 적층된 삼중막 이상의 다중막을 포함한다.
또한, 상기 다층막은 예컨대, 구리계 금속막을 하부막으로 하고 티타늄계 금속막을 상부막으로 하는 티타늄계 금속막/구리막계 금속막의 이중막, 티타늄계 금속막을 하부막으로 하고 구리계 금속막을 상부막으로 하는 구리계 금속막/티타늄계 금속막의 이중막, 및 티타늄계 금속막/구리계 금속막/티타늄계 금속막 또는 구리계 금속막/티타늄계 금속막/구리계 금속막처럼 구리계 금속막과 티타늄계 금속막이 교대로 적층된 삼중막 이상의 다중막을 포함한다.
상기 다층막은 다층막의 상부에 배치되는 막이나 하부에 배치되는 막을 구성하는 물질 또는 상기 막들과의 접합성(adhesion) 등을 복합적으로 고려하여 층간 결합 구조가 결정될 수 있다.
상기에서 구리, 몰리브데늄 또는 티타늄 합금막이란 막의 특성에 따라 구리, 몰리브데늄 또는 티타늄을 주성분으로 하고 다른 금속을 사용하여 합금으로 제조되는 금속막을 의미한다. 예컨대, 몰리브데늄 합금막은 몰리브데늄을 주성분으로 하고, 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 네오디늄(Nd) 및 인듐(In) 중 선택되는 하나 이상을 포함하여 형성되는 합금으로 이루어지는 막을 의미한다.
본 발명의 식각액 조성물은 함불소 화합물, 황(S)원자나 인(P)원자를 함유하는 산, 글리콜류 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 함유되는 함불소 화합물은 식각 잔사를 제거하는 역할을 하며, 티타늄계 금속막을 식각하는 역할을 한다.
상기 함불소 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%로 함유되는 좋다. 상술한 범위를 만족하면, 식각 잔사를 방지하면서도 유리 기판이나 하부 실리콘 막의 식각을 야기하지 않기 때문에 바람직하다. 그러나, 상술한 범위를 벗어나면, 불균일한 식각특성으로 인해 기판 내 얼룩이 발생하며, 과도한 식각속도에 의해서 하부막의 손상이 있을 수 있고, 공정 시 식각속도 조절이 어려워질 수 있다.
상기 함불소 화합물은 불소 이온 또는 다원자 불소이온으로 해리될 수 있는 화합물인 것이 바람직하다. 상기 불소 이온 또는 다원자 불소이온으로 해리될 수 있는 화합물은 불화암모늄, 불화나트륨, 불화칼륨, 중불화나트륨, 및 중불화칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
상기 황(S)원자나 인(P)원자를 함유하는 산은 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 산이 상술한 범위를 만족하는 경우, 상기 산에 의한 과도한 금속막의 식각 및 하부막의 부식 위험을 피할 수 있으며, 상기 산의 함량이 너무 낮아서 금속막의 식각 속도가 저하되는 문제도 발생하지 않으므로, 본래의 기능을 수행할 수 있다.
상기 황(S)원자나 인(P)원자를 함유하는 산으로는, 황산, 인산, 포스폰산 등 이 분야에서 공지된 성분이 제한 없이 사용될 수 있으며, 특히 인산이 바람직하게 사용될 수 있다. 본 발명의 식각액 조성물에 함유되는 인산은 식각액에 수소 이온을 제공하여 과산화수소의 구리 식각을 촉진시켜준다. 또한, 산화된 구리이온과 결합하여 인산염을 형성함으로써 물에 대한 용해성을 증가 시켜, 식각 후 금속막의 잔사를 없애 준다.
본 발명의 식각액 조성물에 함유되는 글리콜류는 금속막을 식각한 후 식각액에 녹아져 나오는 금속 이온을 둘러 쌈으로서 금속이온의 활동도를 억제하는 역할을 한다. 이렇게 금속이온의 활동도를 낮추게 되면 식각액을 사용하는 동안 안정적으로 공정을 진행 할 수 있으며, 기판의 처리매수도 증가하게 된다.
상기 글리콜류로는 이 분야에서 공지된 성분이 제한 없이 사용될 수 있으며, 특히 폴리에틸렌글리콜이 바람직하게 사용될 수 있다.
폴리에틸렌글리콜로는 에틸렌옥사이드의 부가중합체로써, 말단이 히드록시기이거나, 에테르기인 것 모두 가능하나, 적어도 하나는 히드록시기 인 것이 바람직하며, 용액의 점도가 지나치게 상승되는 것을 억제하기 위해서, 분자량은 1000이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 글리콜류의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%이다. 글리콜류의 함량이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우, 기판의 처리매수 향상 효과를 기대하기 어려우며, 식각 균일성이 되는 문제가 발생할 수 있으며, 10 중량%를 초과하는 경우, 거품이 많이 발생되는 단점이 발생할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 물은 탈이온수를 의미하며 반도체 공정용을 사용하며, 바람직하게는 18㏁/㎝ 이상의 물을 사용한다.
본 발명의 식각액 조성물은 상기에 언급된 성분들 외에 식각조절제, 계면활성제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 및 pH 조절제 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물은 구체적인 일 실시예로서,
금속막 산화제로서 과산화수소가 사용되고, 알파수소를 포함하지 않는 아미노산 및 물과 함께, 함불소 화합물을 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 황(S)원자나 인(P)원자를 함유하는 산 및 글리콜류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수도 있다.
상기 식각액 조성물은 특히, 구리계 금속막 또는 구리계 금속막/몰리브데늄 금속막 또는 구리계 금속막/티타늄계 금속막의 식각에 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나, 상기 조성물의 용도가 상기 막질로 한정되는 것은 아니다.
상기 과산화수소는 구리, 몰리브데늄, 및 티타늄을 산화시키는 주성분이다. 상기 과산화수소는 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 함유되는 것이 좋다. 상술한 범위를 만족하면, 구리, 몰리브데늄, 및 티타늄의 식각률 저하가 방지되며, 적정량의 식각을 구현할 수 있으며, 우수한 식각 프로파일을 얻을 수 있다. 그러나, 상술한 범위를 벗어나면, 식각 대상막이 식각되지 않거나, 과식각이 발생하여 패턴 소실 및 금속배선으로서의 기능이 상실될 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물을 구성하는 성분들은 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한,
a)기판 상에 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/드레인 전극을 형성하는 단계; 및
e)상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a), d) 또는 e)단계가, 금속막을 형성하고, 상기 금속막을 상기 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
상기 방법에 의하여 제조되는 액정표시장치용 어레이 기판은 우수한 식각프로파일을 갖는 전극을 포함하게 되므로, 우수한 구동특성을 갖는다.
상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
실시예 1~9 및 비교예 1~4: 식각액 조성물의 제조
하기의 표 1에 기재된 성분을 해당 함량으로 혼합하여 식각액 조성물을 제조하였다.
구분 금속막 산화제 아미노산 불화암모늄 인산 트리에틸렌글리콜 탈이온수
실시예1 질산 10 화학식 2 5 잔량
실시예2 암모늄퍼설페이트 10 화학식 2 5 잔량
실시예3 과산화수소 10 화학식 2 5 잔량
실시예4 과산화수소 10 화학식 2 5 1 잔량
실시예 5 과산화수소 10 화학식 2 5 1 0.1 잔량
실시예6 과산화수소 5 화학식 2 5 1 0.1 5 잔량
실시예7 과산화수소 5 화학식 3 5 1 0.1 5 잔량
실시예8 과산화수소 5 화학식 4 5 1 0.1 5 잔량
실시예9 과산화수소 5 화학식 5 5 1 0.1 5 잔량
비교예 1 과산화수소 10 화학식 6 5 잔량
비교예 2 과산화수소 10 화학식 6 5 1 잔량
비교예 3 과산화수소 10 화학식 6 5 1 0.1 잔량
비교예 4 과산화수소 10 화학식 6 5 1 0.1 5 잔량
(단위: 중량%)
주)
[화학식 2]
Figure 112014060483246-pat00007
[화학식 3]
Figure 112014060483246-pat00008
[화학식 4]
Figure 112014060483246-pat00009
[화학식 5]
Figure 112014060483246-pat00010
[화학식 6]
Figure 112014060483246-pat00011
시험예 1: 식각액 조성물의 식각특성 평가
(1) Cu 단일막 식각
실시예 1~3 및 비교예 1의 식각액 조성물을 이용하여 Cu 단일막의 식각을 수행하였다. 식각공정 시 식각액 조성물의 온도는 약 30℃로 하고 100초 간 식각을 진행하였다. 육안으로 EPD(End Point Detection, 금속 식각 시점)를 측정하여 시간에 따른 식각 속도(etching rage)를 얻었다. 식각된 Cu 단일막의 프로파일 단면을 SEM (Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사하였고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
(2) Cu / Mo - Ti 이중막의 식각
실시예 4~9 및 비교예 2~4의 식각액 조성물을 이용하여 Cu/Mo-Ti 이중막의 식각을 수행하였다. 식각공정 시 식각액 조성물의 온도는 약 30℃로 하고 100초 간 식각을 진행하였다. 육안으로 EPD(End Point Detection, 금속 식각 시점)를 측정하여 시간에 따른 식각 속도(etching rage)를 얻었다. 식각된 Cu/Mo-Ti 이중막의 프로파일 단면을 SEM (Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사하였고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
시험예 2: 식각액 조성물의 저장안정성(보관 특성) 평가
실시예 1~9 및 비교예 1~4의 식각액 조성물로 레퍼런스 식각(reference etch) 테스트를 진행하고, 남은 식각액 조성물을 25℃에서 계획된 날짜(5일 기준) 동안 보관하였다. 그 후, 보관된 식각액 조성물을 이용하여 위 테스트에서와 동일한 조건으로 다시 식각을 진행하여 레퍼런스 식각 테스트에서의 결과와 비교하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
<평가 기준>
○: 우수(3일 경과 후 식각 프로파일 우수)
×: 불량(3일 경과 후 식각 프로파일 양호 이하 수준)
시험예 3: 처리매수 평가
실시예 1~9 및 비교예 1~4의 식각액 조성물로 레퍼런스 식각(reference etch) 테스트를 진행하고, 레퍼런스 테스트 식각액에 구리 분말을 4,000ppm 첨가하여 완전히 용해시켰다. 그 후, 다시 식각을 진행하여 레퍼런스 식각 테스트를 진행하고, 식각속도의 저하률로써, 평가하였다.
<평가 기준>
○: 우수 (식각속도 저하률 10% 미만)
△: 양호 (식각속도 저하률 10% ~20% )
×: 불량 (식각속도 저하률 20% 초과)
구분 식각속도
(Å/sec)		 저장안정성 처리매수
실시예1 151 ○ ×
실시예2 163 ○ ×
실시예3 125 ○ ×
실시예4 123 ○ ×
실시예 5 137 ○ ×
실시예6 129 ○ ○
실시예7 127 ○ ○
실시예8 136 ○ ○
실시예9 131 ○ ○
비교예 1 121 × ×
비교예 2 118 × ×
비교예 3 130 × ×
비교예 4 127 × ○

Claims (11)

  1. 식각액 조성물 총 중량에 대하여, 금속막 산화제 1 내지 40 중량%; 알파수소를 포함하지 않는 아미노산 1 내지 10 중량%; 및 물 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 알파수소를 포함하지 않는 아미노산은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112014060483246-pat00012

    상기 식에서,
    R1 및 R2는, 각각 독립적으로, C1~C8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이며, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 C4~C10의 시클로 알킬을 형성할 수 있으며, 상기 R1 또는 R2는 아민기와 결합하여 아민기를 포함하는 C4~C10의 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속막 산화제는 과산화수소, 과초산, 산화금속, 질산, 퍼설페이트, 할로겐산 및 할로겐산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    함불소 화합물 0.1 내지 5 중량%, 황(S)원자나 인(P)원자를 함유하는 산 0.01 내지 10 중량%, 글리콜류 0.1 내지 10 중량%로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 산화제로서 과산화수소가 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 25중량%로 포함되며; 황(S)원자나 인(P)원자를 함유하는 산이 인산이며, 글리콜류가 폴리에틸렌글리콜인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 C1~C8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 또는 부틸기이며, C4~C10의 시클로 알킬은 C5 또는 C6의 시클로 알킬인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 내지 5 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112014060483246-pat00013

    [화학식 3]
    Figure 112014060483246-pat00014

    [화학식 4]
    Figure 112014060483246-pat00015

    [화학식 5]
    Figure 112014060483246-pat00016
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 식각액 조성물은 구리계 금속막, 몰리브데늄계 금속막, 티타늄계 금속막, 또는 이들로 이루어진 다층막의 식각에 사용되는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 다층막이 구리계 금속막/몰리브데늄 금속막, 또는 구리계 금속막/티타늄계 금속막인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
  11. a)기판 상에 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/드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    e)상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
    상기 a), d) 또는 e)단계가, 금속막을 형성하고, 상기 금속막을 청구항 1 내지 3, 5 내지 8 항 중의 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하여 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
KR1020140079551A 2014-06-27 2014-06-27 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 KR102204205B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140079551A KR102204205B1 (ko) 2014-06-27 2014-06-27 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140079551A KR102204205B1 (ko) 2014-06-27 2014-06-27 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160001290A KR20160001290A (ko) 2016-01-06
KR102204205B1 true KR102204205B1 (ko) 2021-01-18

Family

ID=55165192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140079551A KR102204205B1 (ko) 2014-06-27 2014-06-27 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102204205B1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008277723A (ja) * 2007-03-30 2008-11-13 Fujifilm Corp 金属用研磨液及び研磨方法
KR101529733B1 (ko) * 2009-02-06 2015-06-19 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101674680B1 (ko) 2009-09-21 2016-11-10 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20120044630A (ko) 2010-10-28 2012-05-08 주식회사 동진쎄미켐 구리 함유 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
KR101873583B1 (ko) 2011-01-12 2018-07-03 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160001290A (ko) 2016-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102209423B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102218669B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102209680B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102204210B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102204219B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102204205B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102218353B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102209690B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102209687B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102204209B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102204042B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102218556B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102209686B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102218565B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102204228B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102209685B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102204224B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102209788B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102204361B1 (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160001985A (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160001292A (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160112472A (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20160001296A (ko) 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 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