KR102282955B1 - Etching solution composition for indium oxide layer and manufacturing method of an array substrate for Liquid crystal display using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인듐산화막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 질산 또는 아질산, 염소 화합물, 질산염 화합물 및 물을 포함하는 인듐산화막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an indium oxide film etchant composition and a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the same, and more particularly, to an indium oxide film etchant composition comprising nitric acid or nitrous acid, a chlorine compound, a nitrate compound and water, and a liquid crystal display device using the same It relates to a method of manufacturing an array substrate for use.
Description
본 발명은 인듐산화막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 질산 또는 아질산, 염소 화합물, 질산염 화합물 및 물을 포함하는 인듐산화막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an indium oxide film etchant composition and a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the same, and more particularly, to an indium oxide film etchant composition comprising nitric acid or nitrous acid, a chlorine compound, a nitrate compound and water, and a liquid crystal display device using the same It relates to a method of manufacturing an array substrate for use.
액정 표시 소자(liquid crystal display device, LCD device)는 뛰어난 해상도에 따른 선명한 영상을 제공하며 전기를 적게 소모하고, 디스플레이 화면을 얇게 만들 수 있게 하는 특성 때문에 평판 디스플레이 장치 중 가장 각광을 받고 있다. 오늘날 이러한 액정 표시 소자를 구동하는 전자 회로로서 대표적인 것은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 회로로서 전형적인 박막 트랜지스터 액정표시(TFT-LCD) 소자는 디스플레이 화면의 화소(pixel)를 이루고 있다. TFT-LCD 소자에서 스위칭 소자로 작용하는 TFT는 매트릭스 형태로 배열한 TFT용 기판과 그 기판을 마주 보는 컬러 필터 기판 사이에 액정 물질을 채워 제조한 것이다. TFT-LCD의 전체 제조 공정은 크게 TFT 기판 제조 공정, 컬러 필터 공정, 셀 공정, 모듈 공정으로 나뉘는데, 정확하고 선명한 영상을 나타내는데 있어서 TFT 기판과 컬러 필터 제조 공정의 중요성은 매우 크다.A liquid crystal display device (LCD device) is receiving the most attention among flat panel display devices because it provides a clear image according to an excellent resolution, consumes less electricity, and allows a display screen to be made thin. A typical electronic circuit driving such a liquid crystal display device today is a thin film transistor (TFT) circuit. A typical thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) device constitutes a pixel of a display screen. A TFT that acts as a switching element in a TFT-LCD device is manufactured by filling a liquid crystal material between a TFT substrate arranged in a matrix and a color filter substrate facing the substrate. The entire manufacturing process of TFT-LCD is largely divided into TFT substrate manufacturing process, color filter process, cell process, and module process. The importance of TFT substrate and color filter manufacturing process is very high in displaying accurate and clear images.
또한, 액정 표시 소자는 주사 신호를 전달하는 주사 신호 배선 또는 게이트 배선과, 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터 배선이 형성되어 있고, 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등으로 이루어져 있다.In addition, the liquid crystal display device includes a thin film transistor in which a scan signal line or gate line transmitting a scan signal, an image signal line or data line transmitting an image signal, and connected to the gate line and the data line, the thin film transistor and It consists of connected pixel electrodes, etc.
상기 액정 표시 소자의 제조는 기판 위에 게이트 배선 및 데이터 배선용 금속층을 적층시키고, 상기 금속층을 식각하는 단계를 거치며, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소전극이 적층되며, 포토레지스트를 도포하고 패터닝 하는 공정이 진행된다. 이때, 화소전극층과 접촉하거나 노출되어 있는 게이트 배선이나 소스/드레인 배선이 화소전극 패터닝 과정에서 변형이 될 수 있다. The liquid crystal display device is manufactured by laminating a metal layer for a gate wiring and a data wiring on a substrate, etching the metal layer, stacking a pixel electrode connected to a thin film transistor, and applying a photoresist and patterning process. do. In this case, the gate wiring or the source/drain wiring that is in contact with or exposed to the pixel electrode layer may be deformed during the pixel electrode patterning process.
따라서, 상기의 문제점을 개선하기 위해서 사용하는 화소전극의 재질은 게이트나 소스/드레인의 금속과 다른 종류를 사용하여야 한다. 즉, 화소전극의 재질은 투명한 광학적 특성을 가지면서 전기 전도도가 높은 a-ITO, IZO, IGZO 또는 ITZO와 같은 인듐산화막을 사용하여야 한다. Therefore, in order to solve the above problems, a material different from that of the gate or source/drain metal should be used for the material of the pixel electrode. That is, an indium oxide film such as a-ITO, IZO, IGZO, or ITZO, such as a-ITO, IZO, IGZO, or ITZO, should be used as the material of the pixel electrode having transparent optical properties and high electrical conductivity.
최근, 상기 인듐산화막은 표시장치의 고해상도 및 빠른 응답속도를 갖추기 위하여 점진적으로 미세패턴화되고 있으며, 두께가 두꺼워지고 있는 추세이다.Recently, the indium oxide layer has been gradually fine-patterned in order to achieve high resolution and fast response speed of the display device, and the thickness thereof is increasing.
대한민국 공개특허 제10-2012-0093499호에는 인듐산화막 식각액 조성물이 게재되어 있으나, 상기 인듐산화막 식각액 조성물은 환경 규제 물질인 황산을 사용하며, 두께가 두꺼운 인듐산화막을 식각할 수 없는 문제점이 있다.Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0093499 discloses an indium oxide film etchant composition, but the indium oxide film etchant composition uses sulfuric acid as an environmental regulation material, and there is a problem in that the thick indium oxide film cannot be etched.
본 발명은 인듐산화막 하부의 금속막의 손상을 최소화시키면서 인듐산화막을 식각할 수 있는 인듐산화막 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an indium oxide film etchant composition capable of etching an indium oxide film while minimizing damage to a metal film under the indium oxide film.
또한, 본 발명은 두께가 두꺼운 인듐산화막에 대한 우수한 식각 특성을 가져 미세 패턴을 형성할 수 있으며, 상기 인듐산화막의 편측 식각거리를 감소시켜 패턴의 과식각에 따른 배선의 유실을 방지할 수 있는 인듐산화막 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention has excellent etching characteristics for a thick indium oxide film, so that a fine pattern can be formed, and the indium oxide film can reduce the etching distance on one side of the indium oxide film to prevent loss of wiring due to over-etching of the pattern. An object of the present invention is to provide an oxide film etchant composition.
상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,
본 발명은 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량에 대하여, 질산 또는 아질산 5 내지 12 중량%, 염소 화합물 0.01 내지 5 중량%, 질산염 화합물 0.01 내지 3 중량% 및 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하는 인듐산화막 식각액 조성물을 제공한다.The present invention relates to the total weight of the indium oxide film etchant composition, 5 to 12% by weight of nitric acid or nitrous acid, 0.01 to 5% by weight of a chlorine compound, 0.01 to 3% by weight of a nitrate compound, and the remaining amount so that the total weight of the indium oxide film etchant composition is 100% by weight It provides an indium oxide film etchant composition containing water.
또한, 본 발명은 (1)기판 상에 인듐산화막을 형성하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of (1) forming an indium oxide film on a substrate;
(2)상기 인듐산화막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및(2) selectively leaving a photoreactive material on the indium oxide layer; and
(3)본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 인듐산화막을 식각하는 단계를 포함하는 인듐산화막 식각방법을 제공한다.(3) It provides an indium oxide film etching method comprising the step of etching the indium oxide film using the etchant composition of the present invention.
또한, 본 발명은 (1)기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of (1) forming a gate wiring on a substrate;
(2)상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;(2) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
(3)상기 게이트 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계;(3) forming an oxide semiconductor layer on the gate insulating layer;
(4)상기 산화물 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및(4) forming source and drain electrodes on the oxide semiconductor layer; and
(5)상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,(5) In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device comprising the step of forming a pixel electrode connected to the drain electrode,
상기 (5)단계는 인듐산화막을 형성하고, 상기 인듐산화막을 식각액 조성물로 식각하여 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며,The step (5) includes forming an indium oxide layer and etching the indium oxide layer with an etchant composition to form a pixel electrode,
상기 식각액 조성물은 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.The etchant composition provides a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, characterized in that the indium oxide film etchant composition of the present invention.
또한, 본 발명은 본 발명의 제조방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판을 제공한다.In addition, the present invention provides an array substrate for a liquid crystal display manufactured by the manufacturing method of the present invention.
본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물은 두께가 두꺼운 인듐산화막에 대한 식각 특성이 우수하여 미세 패턴을 형성할 수 있으며, 상기 인듐산화막의 과식각을 예방하여 배선의 유실을 방지할 수 있는 효과를 지니고 있다.The indium oxide film etchant composition of the present invention has excellent etching characteristics for a thick indium oxide film, and thus can form a fine pattern, and has the effect of preventing over-etching of the indium oxide film to prevent wiring loss.
또한, 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물은 인듐산화막 하부의 금속막의 손상을 최소화시키면서 인듐산화막을 식각할 수 있다.In addition, the indium oxide film etchant composition of the present invention can etch the indium oxide film while minimizing damage to the metal film under the indium oxide film.
도 1은 인듐산화막의 편측 식각거리를 측정한 SEM 사진이다.
도 2는 인듐산화막에 잔사가 발생하지 않은 것을 나타낸 SEM 사진이다.
도 3은 인듐산화막의 잔사가 발생한 것을 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는 인듐산화막 하부막인 알루미늄/몰리브덴 막이 손상되지 않은 것을 나타낸 SEM 사진이다.
도 5는 인듐산화막 하부막인 알루미늄/몰리브덴 막이 손상된 것을 나타낸 SEM 사진이다.1 is an SEM photograph of measuring the etch distance of one side of an indium oxide film.
2 is an SEM photograph showing that no residue is generated in the indium oxide film.
3 is an SEM photograph showing that the residue of the indium oxide film is generated.
4 is an SEM photograph showing that the aluminum/molybdenum film, which is the lower layer of the indium oxide film, is not damaged.
5 is an SEM photograph showing that the aluminum/molybdenum film, which is the lower layer of the indium oxide film, is damaged.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량에 대하여, 질산 또는 아질산 5 내지 12 중량%, 염소 화합물 0.01 내지 5 중량%, 질산염 화합물 0.01 내지 3 중량% 및 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하는 인듐산화막 식각액 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to the total weight of the indium oxide film etchant composition, 5 to 12% by weight of nitric acid or nitrous acid, 0.01 to 5% by weight of a chlorine compound, 0.01 to 3% by weight of a nitrate compound, and the remaining amount so that the total weight of the indium oxide film etchant composition is 100% by weight It relates to an indium oxide film etchant composition containing water.
종래에는 액정 표시 장치에서 화소전극으로 사용되는 인듐산화막이 500Å 이하의 두께로 사용되었으나, 액정 표시 장치의 빠른 응답속도 및 고해상도가 요구됨에 따라 인듐산화막의 두께가 점점 두꺼워져 1300Å 이상의 두께로 변화하는 추세이다. Conventionally, an indium oxide film used as a pixel electrode in a liquid crystal display device has a thickness of 500 Å or less, but as the liquid crystal display device requires a fast response speed and high resolution, the thickness of the indium oxide film gradually thickens and changes to a thickness of 1300 Å or more. am.
인듐산화막의 두께가 두꺼워짐에 따라 화소전극으로 형성되기 위한 인듐산화막의 식각 시간도 증가하게 되는데, 이 때 종방향 식각 뿐만 아니라, 횡방향 식각량도 증가하게 되고, 그에 따라 과식각 현상이 발생하여 고해상도를 구현하기 위한 미세한 패턴을 식각할 수 없어 미세한 화소전극을 형성하는데 어려움이 따른다.
As the thickness of the indium oxide film increases, the etching time of the indium oxide film to be formed into the pixel electrode increases. At this time, not only the longitudinal etching but also the lateral etching amount increases, resulting in over-etching. Since it is impossible to etch a fine pattern for realizing high resolution, it is difficult to form a fine pixel electrode.
따라서, 본 발명에서는 질산염 화합물을 인듐산화막 식각액 조성물에 포함함으로써, 상기의 문제점을 해결하고자 하였다.Therefore, in the present invention, by including the nitrate compound in the indium oxide film etchant composition, the above problem was to be solved.
즉, 종래보다 두께가 두꺼워진 인듐산화막에 대한 우수한 식각특성을 가져 인듐산화막의 편측 식각 정도를 감소시켜 과식각을 방지하고, 그에 따라 미세 패턴을 식각할 수 있어 액정표시장치의 고해상도를 구현할 수 있는 인듐산화막 식각액 조성물을 제공하고자 하였다.That is, it has excellent etching characteristics for the indium oxide film, which is thicker than the conventional one, and reduces the degree of etching on one side of the indium oxide film to prevent over-etching, and accordingly, fine patterns can be etched, so that the high resolution of the liquid crystal display can be realized. It was intended to provide an indium oxide film etchant composition.
뿐만 아니라, 질산염 화합물을 인듐산화막 식각액 조성물에 포함함으로써, 인듐산화막 식각시, 하부 금속막에 가해지는 손상을 최소화할 수 있다.
In addition, by including the nitrate compound in the indium oxide layer etchant composition, it is possible to minimize damage to the lower metal layer when the indium oxide layer is etched.
본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물로 식각되는 인듐산화막의 두께는 500 내지 1500Å 바람직하게는 900 내지 1500Å이다.The thickness of the indium oxide film etched with the indium oxide film etchant composition of the present invention is 500 to 1500 Å, preferably 900 to 1500 Å.
또한, 상기 인듐산화막은 인듐주석산화막(ITO), 인듐아연산화막(IZO), 인듐주석아연산화막(ITZO) 및 인듐갈륨아연산화막(IGZO)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.In addition, the indium oxide film includes at least one selected from the group consisting of an indium tin oxide film (ITO), an indium zinc oxide film (IZO), an indium tin zinc oxide film (ITZO), and an indium gallium zinc oxide film (IGZO).
또한, 상기 인듐산화막의 하부막은 그 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 일반적으로 몰리브덴계 금속막 또는 알루미늄계 금속막의 단일막; 또는 상기 단일막의 다층막이 주로 사용된다.
In addition, the type of the lower layer of the indium oxide layer is not particularly limited, but in general, a single layer of a molybdenum-based metal layer or an aluminum-based metal layer; Alternatively, the multilayer film of the single film is mainly used.
이하, 본 발명의 식각액 조성물의 각 성분을 설명하기로 한다.
Hereinafter, each component of the etchant composition of the present invention will be described.
본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물에 포함되는 질산(HNO3) 또는 아질산(HNO2)은 인듐산화막의 산화 및 치환 반응을 통한 주식각제 역할을 한다. Nitric acid (HNO 3 ) or nitrous acid (HNO 2 ) contained in the indium oxide film etchant composition of the present invention serves as a stock keratin through the oxidation and substitution reaction of the indium oxide film.
상기 질산 또는 아질산은 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 12 중량%로 포함되며, 바람직하게는 7 내지 10 중량%로 포함된다. The nitric acid or nitrous acid is included in an amount of 5 to 12 wt%, preferably 7 to 10 wt%, based on the total weight of the indium oxide layer etchant composition.
상기 질산 또는 아질산이 5 중량% 미만으로 포함되면, 인듐산화막의 식각이 원활하게 이루어지지 않아 식각 시간이 길어지며, 잔사 발생 및 식각 불량이 발생할 수 있다. 또한, 상기 질산 또는 아질산이 12 중량%를 초과하여 포함되면, 질소량의 증가에 따른 폐액이 증가하여 폐액 처리 비용 및 환경 오염에 따른 비용이 증가하게 된다.
When the nitric acid or nitrous acid is contained in an amount of less than 5 wt%, the etching of the indium oxide film is not performed smoothly, so that the etching time is prolonged, and residues and etching defects may occur. In addition, when the nitric acid or nitrous acid is included in an amount exceeding 12% by weight, the waste solution increases according to an increase in the amount of nitrogen, thereby increasing the cost of waste solution treatment and environmental pollution.
본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물에 포함되는 염소 화합물은 인듐산화막의 치환 반응을 통한 보조식각제 역할을 한다. 또한, 인듐산화막의 경우 식각시 잔사가 많이 발생하는데, 이러한 잔사를 억제하는 역할도 수행한다.The chlorine compound included in the indium oxide film etchant composition of the present invention serves as an auxiliary etchant through the substitution reaction of the indium oxide film. In addition, in the case of the indium oxide layer, a lot of residues are generated during etching, and it also serves to suppress these residues.
상기 염소 화합물은 염산, 염화나트륨, 염화칼륨 및 염화암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.The chlorine compound includes at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium chloride, potassium chloride and ammonium chloride.
또한, 상기 염소 화합물은 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 포함되며, 바람직하게는 1 내지 3 중량%로 포함된다.In addition, the chlorine compound is included in an amount of 0.01 to 5 wt%, preferably 1 to 3 wt%, based on the total weight of the indium oxide layer etchant composition.
상기 염소 화합물이 0.01 중량% 미만으로 포함되면, 인듐산화막의 식각이 원활하게 이루어지지 않아 식각 시간이 길어지며, 잔사 발생 및 식각 불량이 발생할 수 있다. 또한, 상기 염소 화합물이 5 중량%를 초과하여 포함되면, 식각 속도가 지나치게 증가하여 과식각이 발생할 수 있으며, 그에 따라 화소 전극을 구동하기 위한 충분한 면적을 형성할 수 없게 된다.
When the chlorine compound is included in an amount of less than 0.01 wt %, the indium oxide film is not etched smoothly, so that the etching time is prolonged, and residues and etching defects may occur. In addition, when the chlorine compound is included in an amount exceeding 5 wt %, an etching rate may be excessively increased to cause over-etching, and accordingly, a sufficient area for driving the pixel electrode may not be formed.
본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물에 포함되는 질산염 화합물은 인듐산화막의 하부 금속막의 컨택홀 부위의 영역이 인듐산화막 식각액 조성물에 노출됨에 따라 발생할 수 있는 부식을 방지하는 역할을 한다. The nitrate compound included in the indium oxide layer etchant composition of the present invention serves to prevent corrosion that may occur when the contact hole region of the lower metal layer of the indium oxide layer is exposed to the indium oxide layer etchant composition.
또한, 500 내지 1500Å, 바람직하게는 900 내지 1500Å 두께의 인듐산화막 식각시, 식각 시간 증가에 따른 인듐산화막 편측의 과식각을 방지하는 역할을 한다. In addition, when etching an indium oxide layer having a thickness of 500 to 1500 Å, preferably 900 to 1500 Å, it serves to prevent over-etching of one side of the indium oxide layer due to an increase in the etching time.
상기 질산염 화합물은 질산나트륨, 질산암모늄 및 질산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.The nitrate compound includes at least one selected from the group consisting of sodium nitrate, ammonium nitrate and potassium nitrate.
또한, 상기 질산염 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 3 중량%로 포함되며, 바람직하게는 1 내지 2.5 중량%로 포함된다.In addition, the nitrate compound is included in an amount of 0.01 to 3 wt%, preferably 1 to 2.5 wt%, based on the total weight of the etchant composition.
상기 질산염 화합물이 0.01 중량% 미만으로 포함되면, 부식방지를 충분히 할 수 없어 하부 금속막에 손상이 발생할 수 있으며, 인듐산화막의 사이드 에치가 증가하여 인듐산화막을 미세한 패턴으로 형성하는데 어려움이 따를 수 있다. 또한, 상기 질산염 화합물이 3 중량%를 초과하여 포함되면, 부식방지의 역할은 수행할 수 있으나, 인듐산화막의 식각 속도가 느려지고, 그에 따른 잔사가 발생할 수 있다.
When the nitrate compound is contained in an amount of less than 0.01 wt %, corrosion may not be sufficiently prevented, and damage to the lower metal film may occur. . In addition, when the nitrate compound is included in an amount exceeding 3% by weight, the role of corrosion prevention may be performed, but the etching rate of the indium oxide layer may be slowed, and thus residues may be generated.
본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물에 포함되는 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량으로 포함된다. 상기 물은 특별히 한정되지 않으나, 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 물은 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항값이 18㏁·㎝ 이상인 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다.
Water contained in the indium oxide film etchant composition of the present invention is included in the remaining amount so that the total weight of the composition is 100% by weight. The water is not particularly limited, but it is preferable to use deionized water. In addition, it is preferable to use deionized water having a specific resistance value of 18 ㏁·cm or more, which shows the degree of removal of ions in the water.
또한, 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물은 추가로 금속 이온 봉쇄제 및 부식 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 첨가제는 이에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 효과를 더욱 양호하게 하기 위하여, 당 업계에 공지되어 있는 여러 다른 첨가제들을 선택하여 첨가할 수도 있다.In addition, the indium oxide film etchant composition of the present invention may further include at least one selected from the group consisting of a metal ion sequestrant and a corrosion inhibitor. In addition, the additive is not limited thereto, and in order to further improve the effect of the present invention, various other additives known in the art may be selected and added.
본 발명의 식각액 조성물의 성분들은 통상적으로 공지된 방법에 의하여 제조 가능하며, 반도체 공정용의 순도로 사용하는 것이 바람직하다.
The components of the etchant composition of the present invention can be prepared by a conventionally known method, and it is preferable to use it with purity for a semiconductor process.
또한, 본 발명은 Also, the present invention
(1)기판 상에 인듐산화막을 형성하는 단계;(1) forming an indium oxide film on a substrate;
(2)상기 인듐산화막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및(2) selectively leaving a photoreactive material on the indium oxide layer; and
(3)상기 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물을 사용하여 상기 인듐산화막을 식각하는 단계를 포함하는 인듐산화막 식각방법에 관한 것이다.(3) It relates to an indium oxide film etching method comprising the step of etching the indium oxide film using the indium oxide film etchant composition of the present invention.
본 발명의 식각방법에서, 상기 광반응 물질은 통상적인 포토레지스트 물질인 것이 바람직하며, 통상적인 노광 및 현상 공정에 의해 선택적으로 남겨질 수 있다.In the etching method of the present invention, the photoreactive material is preferably a conventional photoresist material, and may be selectively left by a conventional exposure and development process.
또한, 상기 인듐산화막은 단일막이며, 두께가 500 내지 1500Å, 바람직하게는 900 내지 1500Å이다.In addition, the indium oxide film is a single film and has a thickness of 500 to 1500 Å, preferably 900 to 1500 Å.
상기 인듐산화막은 인듐주석산화막(ITO), 인듐아연산화막(IZO), 인듐주석아연산화막(ITZO) 및 인듐갈륨아연산화막(IGZO)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
The indium oxide film includes at least one selected from the group consisting of an indium tin oxide film (ITO), an indium zinc oxide film (IZO), an indium tin zinc oxide film (ITZO), and an indium gallium zinc oxide film (IGZO).
또한, 본 발명은Also, the present invention
(1)기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;(1) forming a gate wiring on a substrate;
(2)상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;(2) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
(3)상기 게이트 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계;(3) forming an oxide semiconductor layer on the gate insulating layer;
(4)상기 산화물 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및(4) forming source and drain electrodes on the oxide semiconductor layer; and
(5)상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,(5) In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device comprising the step of forming a pixel electrode connected to the drain electrode,
상기 (5)단계는 인듐산화막을 형성하고, 상기 인듐산화막을 식각액 조성물로 식각하여 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며,The step (5) includes forming an indium oxide layer and etching the indium oxide layer with an etchant composition to form a pixel electrode,
상기 식각액 조성물은 상기 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.The etchant composition relates to a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, characterized in that the indium oxide film etchant composition of the present invention.
상기 인듐산화막은 단일막이며, 두께가 500 내지 1500Å, 바람직하게는 900 내지 1500Å이다.The indium oxide film is a single film and has a thickness of 500 to 1500 Å, preferably 900 to 1500 Å.
상기 인듐산화막은 인듐주석산화막(ITO), 인듐아연산화막(IZO), 인듐주석아연산화막(ITZO) 및 인듐갈륨아연산화막(IGZO)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.The indium oxide film includes at least one selected from the group consisting of an indium tin oxide film (ITO), an indium zinc oxide film (IZO), an indium tin zinc oxide film (ITZO), and an indium gallium zinc oxide film (IGZO).
본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물로 상기 인듐산화막을 식각하여, 상기 (5)단계의 화소 전극을 형성할 수 있다.The pixel electrode of step (5) may be formed by etching the indium oxide layer with the indium oxide layer etchant composition of the present invention.
보다 자세하게는, 상기 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물은 액정 표시 장치의 빠른 응답속도 및 고해상도를 구현하기 위해 사용되는 500 내지 1500Å, 바람직하게는 900 내지 1500Å 두께의 인듐산화막을 편측 과식각 없이 미세한 패턴으로 식각할 수 있어, 고해상도의 구현이 가능한 화소 전극을 형성할 수 있다.In more detail, the indium oxide film etchant composition of the present invention is a 500 to 1500 Å, preferably 900 to 1500 Å thick indium oxide film used for realizing a fast response speed and high resolution of a liquid crystal display device in a fine pattern without unilateral overetching. It can be etched to form a pixel electrode capable of realizing high resolution.
또한, 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물은 인듐산화막 식각시, 하부 금속막의 손상을 방지할 수 있으므로, 하부 금속막의 손상없이 화소 전극을 형성할 수 있다.In addition, since the indium oxide film etchant composition of the present invention can prevent damage to the lower metal film during etching of the indium oxide film, a pixel electrode can be formed without damaging the lower metal film.
또한, 상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다.
In addition, the array substrate for the liquid crystal display may be a thin film transistor (TFT) array substrate.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to an array substrate for a liquid crystal display manufactured by the above manufacturing method.
상기 액정 표시 장치용 어레이 기판은 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물을 사용하여 식각된 화소 전극을 포함한다.
The array substrate for a liquid crystal display includes a pixel electrode etched using the indium oxide film etchant composition of the present invention.
또한, 본 발명은 상기 액정 표시 장치용 어레이 기판 이외에, 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물을 사용하여 제조된 유기발광장치(OLED), 터치스크린(TS) 또는 그 외의 전자 장치 등을 제공할 수 있다.
In addition, the present invention may provide an organic light emitting device (OLED), a touch screen (TS) or other electronic device manufactured using the indium oxide film etchant composition of the present invention in addition to the array substrate for a liquid crystal display device.
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.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are provided to illustrate the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by the following examples. The following examples can be appropriately modified and changed by those skilled in the art within the scope of the present invention.
< < 인듐산화막indium oxide film 식각액etchant 조성물 제조> Composition Preparation>
실시예Example 1 내지 4 및 1 to 4 and 비교예comparative example 1 내지 7. 1 to 7.
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물을 제조하였으며, 식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하였다.The etchant compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7 were prepared according to the compositions shown in Table 1 below, and the remaining amount of water was included so that the total weight of the etchant composition was 100% by weight.
실험예Experimental example 1. One. 인듐산화막indium oxide film 식각액etchant 조성물의 특성 평가 Evaluation of the properties of the composition
유리 기판(100mmⅩ100mm)상에 알루미늄/몰리브덴막을 증착시켜 소스/드레인을 형성한후, 상기 알루미늄/몰리브덴막 위에 실리콘을 적층하여 홀을 형성함으로써, 소스/드레인의 금속막인 알루미늄/몰리브덴을 노출시키게 하였다. 그 후, 1300Å 두께의 ITO막을 증착시킨 뒤, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통하여 기판 상에 소정의 패턴을 가진 포토레지스트가 형성되도록 한 후, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 인듐산화막 식각액 조성물을 각각 사용하여 ITO막에 대하여 식각공정을 실시하였다.After depositing an aluminum/molybdenum film on a glass substrate (100mm×100mm) to form a source/drain, silicon was laminated on the aluminum/molybdenum film to form a hole, thereby exposing aluminum/molybdenum, a metal film of the source/drain . Thereafter, after depositing an ITO film with a thickness of 1300 Å, a photoresist having a predetermined pattern is formed on the substrate through a photolithography process, and then the indium oxide film of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7 An etching process was performed on the ITO film using each of the etchant compositions.
분사식 식각 방식의 실험장비(모델명 : ETCHER(TFT), SEMES사)를 이용하였고, 식각공정시 식각액 조성물의 온도는 약 40℃ 내외로 하였으나, 적정온도는 다른 공정조건과 기타 요인에 의해 필요에 따라 변경될 수 있다. 식각시간은 식각 온도에 따라서 다를 수 있으나, LCD 에칭 공정에서 통상 50 내지 120초 정도로 진행하였다. Experimental equipment (model name: ETCHER (TFT), SEMES Co., Ltd.) of the spray-type etching method was used, and the temperature of the etchant composition during the etching process was about 40°C, but the appropriate temperature was adjusted according to need due to other process conditions and other factors. can be changed. The etching time may vary depending on the etching temperature, but in the LCD etching process, it was usually performed for about 50 to 120 seconds.
상기 식각공정에서 식각된 상기 ITO막의 프로파일을 단면 SEM(Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사하였으며, 사이드 에치, 잔사 발생 유무 및 하부 금속(Al/Mo) 손상(attack)을 관찰하였으며, 하기의 평가 기준으로 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The profile of the ITO film etched in the etching process was inspected using a cross-sectional SEM (made by Hitachi, model name S-4700), and side etching, presence or absence of residues, and damage to the lower metal (Al/Mo) were observed. , was evaluated by the following evaluation criteria, and the results are shown in Table 2 below.
<편측 식각 거리><Etch distance on one side>
◎ : 0.2㎛ 미만(우수)◎: less than 0.2㎛ (excellent)
○ : 0.2 이상 0.5㎛ 미만(양호)○: 0.2 or more and less than 0.5 μm (good)
X : 0.5㎛ 이상 또는 식각안됨(불량)
X: 0.5㎛ or more or not etched (bad)
<잔사 발생><Residue generation>
○ : 잔사 미발생(도 2)○: No residue (FIG. 2)
X : 잔사 발생(도 3)
X: residue generation (FIG. 3)
<하부막(Al/Mo) 손상><Damage of the lower film (Al/Mo)>
○ : 손상 미발생(도 4)○: No damage (FIG. 4)
X : 손상 발생(도 5)
X: Damage occurred (FIG. 5)
(㎛)side etch
(μm)
상기 표 2의 결과에서, 질산염 화합물을 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 3 중량%로 포함한 실시예 1 내지 4의 인듐산화막 식각액 조성물은 사이드 에치가 0.2μm 미만으로 관찰되었으며, 잔사 발생 및 하부막 손상도 발생하지 않았다.In the results of Table 2, the indium oxide film etchant compositions of Examples 1 to 4 containing the nitrate compound in an amount of 0.01 to 3% by weight based on the total weight of the indium oxide film etchant composition had a side etch of less than 0.2 μm, and residue generation and lower No membrane damage occurred.
반면, 질산염 화합물을 포함하지 않는 비교예 1의 인듐산화막 식각액 조성물은 사이드 에치가 불량하였으며, 잔사 발생 및 하부막의 손상이 관찰되었으며, 비교예 2의 인듐산화막 식각액 조성물은 하부막 손상이 관찰되었다.On the other hand, the indium oxide film etchant composition of Comparative Example 1 not including the nitrate compound had poor side etching, residue generation and damage to the lower film were observed, and the indium oxide film etchant composition of Comparative Example 2 had lower film damage.
또한, 질산염 화합물 대신에 황산칼륨 및 초산암모늄을 각각 포함한 비교예 3 및 4의 인듐산화막 식각액 조성물은 잔사는 발생하지 않았으나, 사이드 에치가 불량하였으며, 하부막이 손상되었다.In addition, the indium oxide film etchant composition of Comparative Examples 3 and 4 containing potassium sulfate and ammonium acetate instead of the nitrate compound, respectively, did not generate a residue, but the side etch was poor, and the lower film was damaged.
인듐산화막 식각액 조성물 총 중량에 대하여, 질산을 12 중량% 초과하여 포함한 비교예 5 및 염소 화합물을 5 중량% 초과하여 포함한 비교예 6의 인듐산화막 식각액 조성물은 잔사 발생 및 하부막 손상이 관찰되지 않았지만, 사이드 에치가 불량한 결과를 보였다.Based on the total weight of the indium oxide film etchant composition, in the indium oxide film etchant composition of Comparative Example 5 containing more than 12% by weight of nitric acid and Comparative Example 6 containing more than 5% by weight of the chlorine compound, residue generation and lower film damage were not observed, The side etch showed poor results.
또한, 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량에 대하여, 질산염 화합물을 3 중량% 초과하여 포함한 비교예 7의 인듐산화막 식각액 조성물은 사이드 에치가 우수하였으며, 하부막에 손상이 발생하지 않았으나, 잔사가 발생이 관찰되었다.
In addition, with respect to the total weight of the indium oxide film etchant composition, the indium oxide film etchant composition of Comparative Example 7 containing more than 3% by weight of the nitrate compound had excellent side etching, and no damage to the lower film occurred, but a residue was observed. .
따라서, 질산염 화합물을 인듐산화막 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 3 중량%로 포함하는 본 발명의 인듐산화막 식각액 조성물은 두께가 두꺼운 인듐산화막에 우수한 식각 특성을 가지며, 인듐산화막의 하부막에 손상을 가하지 않고 인듐산화막을 식각할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.Therefore, the indium oxide film etchant composition of the present invention containing the nitrate compound in an amount of 0.01 to 3% by weight based on the total weight of the indium oxide film etchant composition has excellent etching properties on a thick indium oxide film, and does not damage the lower film of the indium oxide film. It was confirmed that the indium oxide film could be etched without
Claims (15)
질산 또는 아질산 5 내지 12 중량%;
염소 화합물 0.01 내지 5 중량%;
질산염 화합물 0.01 내지 3 중량%; 및
인듐산화막 식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하며,
상기 염소 화합물은 염화나트륨, 염화칼륨 및 염화암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고,
상기 인듐산화막 식각액 조성물은 초산염 화합물을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 인듐산화막 식각액 조성물.Based on the total weight of the indium oxide film etchant composition,
5 to 12% by weight of nitric acid or nitrous acid;
0.01 to 5% by weight of a chlorine compound;
0.01 to 3% by weight of a nitrate compound; and
Contains the remaining amount of water so that the total weight of the indium oxide film etchant composition is 100% by weight,
The chlorine compound is to include at least one selected from the group consisting of sodium chloride, potassium chloride and ammonium chloride,
The indium oxide film etchant composition, characterized in that it does not contain an acetate compound, the indium oxide film etchant composition.
(2)상기 인듐산화막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
(3)청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 식각액 조성물을 사용하여 상기 인듐산화막을 식각하는 단계를 포함하는 인듐산화막 식각방법.(1) forming an indium oxide film on a substrate;
(2) selectively leaving a photoreactive material on the indium oxide layer; and
(3) An indium oxide film etching method comprising the step of etching the indium oxide film using the etchant composition of any one of claims 1 and 3 to 6 .
(2)상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
(3)상기 게이트 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계;
(4)상기 산화물 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
(5)상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 (5)단계는 인듐산화막을 형성하고, 상기 인듐산화막을 식각액 조성물로 식각하여 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 식각액 조성물은 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 인듐산화막 식각액 조성물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법.(1) forming a gate wiring on a substrate;
(2) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
(3) forming an oxide semiconductor layer on the gate insulating layer;
(4) forming source and drain electrodes on the oxide semiconductor layer; and
(5) In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device comprising the step of forming a pixel electrode connected to the drain electrode,
The step (5) includes forming an indium oxide layer and etching the indium oxide layer with an etchant composition to form a pixel electrode,
The etchant composition is a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, characterized in that the indium oxide film etchant composition according to any one of claims 1 and 3 to 6 .
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