KR102310097B1 - Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과산화수소, 불소화합물, 아졸계 화합물, 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 인산 리튬, 다가알코올형 계면활성제 및 물을 일정 함량 포함하는 구리계 금속막용 식각액 조성물 및 상기 식각액 조성물을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, and more particularly, hydrogen peroxide, a fluorine compound, an azole compound, a water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule, lithium phosphate, a polyalcohol type surfactant, and An etchant composition for a copper-based metal film containing a certain amount of water, and a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the etchant composition.

Description

액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF AN ARRAY SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}Manufacturing method of an array substrate for a liquid crystal display

본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구리계 금속막용 식각액 조성물 및 상기 식각액 조성물을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, and more particularly, to an etchant composition for a copper-based metal film and a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the etchant composition.

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.The process of forming a metal wiring on a substrate in a semiconductor device is usually composed of a metal film forming process by sputtering, etc., a photoresist forming process in a selective area by photoresist application, exposure and development, and an etching process, It includes a cleaning process before and after each unit process, and the like. Such an etching process refers to a process of leaving a metal film in a selective region using a photoresist as a mask, and typically dry etching using plasma or wet etching using an etchant composition is used.

종래에는 게이트와 소스/드레인 전극용 배선 재료로 알루미늄 또는 이의 합금과 다른 금속이 적층된 금속막이 사용되었다. 알루미늄은 가격이 저렴하고 저항이 낮은 반면, 내화학성이 좋지 못하고 후 공정에서 힐락(hillock)과 같은 불량에 의해 다른 전도층과 쇼트(short) 현상을 일으키거나 산화물층과의 접촉에 의한 절연층을 형성시키는 등 액정패널의 동작 불량을 유발시킨다.Conventionally, as a wiring material for gate and source/drain electrodes, a metal film in which aluminum or an alloy thereof and another metal are laminated has been used. Aluminum has a low price and low resistance, but has poor chemical resistance and short circuits with other conductive layers due to defects such as hillocks in the post-processing process, or the insulation layer by contact with the oxide layer. It causes malfunction of the liquid crystal panel, such as forming.

이러한 점을 고려하여, 게이트와 소스/드레인 전극용 배선 재료로 구리막과 몰리브덴막, 구리막과 몰리브덴 합금막, 구리합금막과 몰리브덴 합금막 등의 구리계 금속막의 다층막이 제안되었다. 그러나 이러한 구리계 금속막의 다층막을 식각하기 위해서는 각 금속막을 식각하기 위한 서로 다른 2종의 식각액을 이용해야 하는 단점이 있다.In consideration of this point, multilayer films of copper-based metal films such as a copper film and a molybdenum film, a copper film and a molybdenum alloy film, and a copper alloy film and a molybdenum alloy film have been proposed as wiring materials for the gate and source/drain electrodes. However, in order to etch the multilayer film of the copper-based metal film, there is a disadvantage in that two different types of etchants for etching each metal film must be used.

또한, 종래의 식각액은 식각 속도가 느리므로 공정 시간(process time)이 증가하게 되고 이로 인해 두께가 약 5,000Å 이상으로 두꺼운 금속막에 적용할 경우 식각 프로파일 불량이 발생하는 문제가 있다.In addition, since the conventional etchant has a slow etching rate, the process time is increased. Accordingly, when applied to a thick metal film having a thickness of about 5,000 Å or more, there is a problem that an etch profile is defective.

뿐만 아니라, 종래에는 식각액으로 처리되는 막들의 수가 누적될수록 식각 패턴의 경사각이 변화되고, 식각 직진성이 떨어지는 등 식각 프로파일이 불량한 문제가 있어 식각액의 사용주기를 길게 할 수 없었다. 특히 후막을 식각할 경우, 테이퍼앵글(taper angle)이 높을 경우 후속 공정 진행 시 step coverage 불량이 발생하여 공정 정밀도 및 효율이 낮아지는 문제가 있으므로 이에 대한 개선 방안이 요구된다.In addition, conventionally, as the number of layers treated with the etchant is accumulated, the etchant can not be used longer because the etchant has a poor etch profile such as a change in the inclination angle of the etch pattern and poor etch straightness. In particular, when a thick film is etched, if the taper angle is high, step coverage defects occur during the subsequent process, which lowers process precision and efficiency, so improvement measures are required.

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서,The present invention has been devised to solve the problems of the prior art,

구리계 금속막을 식각함에 있어서, 식각 속도, 식각 특성이 양호하고 처리매수에 따른 테이퍼앵글 변화량이 적으며, 테이퍼앵글이 높아지지 않아 후속 공정에서의 불량 발생을 방지할 수 있는 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In etching the copper-based metal film, the etching rate and etching characteristics are good, the amount of change in the taper angle according to the number of treatments is small, and the taper angle does not increase to provide an etchant composition that can prevent defects in subsequent processes The purpose.

또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하여 액정표시장치용 어레이 기판을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the etchant composition.

상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve the problems of the prior art, the present invention

조성물 총 중량에 대하여,with respect to the total weight of the composition,

(A) 과산화수소 15 내지 25 중량%,(A) 15 to 25% by weight of hydrogen peroxide,

(B) 불소화합물 0.01 내지 5 중량%,(B) 0.01 to 5% by weight of a fluorine compound,

(C) 아졸계 화합물 0.1 내지 5 중량%,(C) 0.1 to 5% by weight of an azole compound,

(D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.5 내지 5 중량%, (D) 0.5 to 5% by weight of a water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule,

(E) 인산 리튬 0.1 내지 5 중량%,(E) 0.1 to 5% by weight of lithium phosphate,

(F) 다가알코올형 계면활성제 0.001 내지 5 중량%, 및(F) 0.001 to 5% by weight of a polyhydric alcohol-type surfactant, and

(G) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막용 식각액 조성물을 제공한다.(G) provides an etchant composition for a copper-based metal film, characterized in that it contains the remaining amount of water.

또한, 본 발명은 Also, the present invention

a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;a) forming a gate wiring on the substrate;

b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;

c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;

d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; and

e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode; In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display comprising:

상기 a) 단계는 기판상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고,Step a) includes forming a copper-based metal film on a substrate, and etching the copper-based metal film with the etchant composition of the present invention to form a gate wiring,

상기 d) 단계는 반도체층 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다. Step d) comprises forming a copper-based metal film on the semiconductor layer, and etching the copper-based metal film with the etchant composition of the present invention to form source and drain electrodes. It provides a manufacturing method of

또한, 본 발명은 상기 제조 방법으로 제조된 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.In addition, the present invention provides an array substrate for a liquid crystal display manufactured by the above manufacturing method.

본 발명의 식각액 조성물로 구리계 금속막을 식각할 경우, 식각 속도가 우수하며, 처리매수에 따른 테이퍼앵글(taper angle) 변화량이 작은 효과를 제공할 수 있다. 또한, 5,000Å 이상이 되는 후막의 식각 시에도 테이퍼앵글 특성이 우수하여 후속 공정 진행 시 크랙(crack) 등의 불량 발생을 방지할 수 있다.When the copper-based metal film is etched with the etchant composition of the present invention, the etch rate is excellent and the amount of change in the taper angle according to the number of treatments is small. In addition, even when etching a thick film having a thickness of 5,000 Å or more, the taper angle characteristic is excellent, so that defects such as cracks can be prevented during subsequent processes.

본 발명은 구리계 금속막용 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an etchant composition for a copper-based metal film and a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the same.

본 발명의 식각액 조성물은 과산화수소, 불소화합물, 아졸계 화합물 및 인산 리튬 등의 성분을 일정 함량으로 포함함에 따라, 처리매수에 따른 테이퍼앵글(taper angle) 변화량이 작고, 식각 특성이 우수한 효과를 제공한다.The etchant composition of the present invention contains components such as hydrogen peroxide, fluorine compound, azole-based compound and lithium phosphate in a certain amount, so the amount of change in taper angle according to the number of treatment sheets is small, and the etching property provides an excellent effect. .

본 발명은 조성물 총 중량에 대하여,The present invention relates to the total weight of the composition,

(A) 과산화수소 15 내지 25 중량%,(A) 15 to 25% by weight of hydrogen peroxide,

(B) 불소화합물 0.01 내지 5 중량%,(B) 0.01 to 5% by weight of a fluorine compound,

(C) 아졸계 화합물 0.1 내지 5 중량%,(C) 0.1 to 5% by weight of an azole compound,

(D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.5 내지 5 중량%, (D) 0.5 to 5% by weight of a water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule,

(E) 인산 리튬 0.1 내지 5 중량%,(E) 0.1 to 5% by weight of lithium phosphate,

(F) 다가알코올형 계면활성제 0.001 내지 5 중량%, 및(F) 0.001 to 5% by weight of a polyhydric alcohol-type surfactant, and

(G) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막용 식각액 조성물에 관한 것이다.(G) relates to an etchant composition for a copper-based metal film, characterized in that it contains the remaining amount of water.

상기 구리계 금속막은 막의 구성 성분 중에 구리(Cu)를 포함하는 것으로, 단일막 및 이중막 이상의 다층막을 포함하는 개념이다. 보다 상세하게 상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금(Cu alloy)의 단일막; 또는 상기 구리막 및 구리 합금막으로부터 선택되는 하나 이상의 막과 몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막을 포함하는 개념이다. 여기서, 합금막이라 함은 질화막 또는 산화막도 포함하는 개념이다.The copper-based metal film includes copper (Cu) as a component of the film, and is a concept including a single film and a multilayer film having more than a double film. In more detail, the copper-based metal film may include a single film of copper or a copper alloy (Cu alloy); Alternatively, it is a concept including a multilayer film including one or more films selected from the copper film and the copper alloy film and one or more films selected from a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a titanium film, and a titanium alloy film. Here, the alloy film is a concept including a nitride film or an oxide film.

특히, 상기 구리계 금속막은 막 두께가 5,000Å 이상인 후막일 수 있다.In particular, the copper-based metal film may be a thick film having a film thickness of 5,000 Å or more.

상기 구리계 금속막은 특별히 한정하지 않으나 상기 단일막의 구체적인 예로서, 구리(Cu)막 또는 구리를 주성분으로 하며 네오디늄(Nd), 탄탈륨(Ta), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 니오븀(Nb), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W), 프로트악티늄(Pa) 및 티타늄(Ti) 등으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 구리 합금막 등을 들 수 있다.The copper-based metal film is not particularly limited, but as a specific example of the single film, a copper (Cu) film or copper as a main component and neodymium (Nd), tantalum (Ta), indium (In), palladium (Pd), niobium ( a copper alloy film containing at least one metal selected from Nb), nickel (Ni), chromium (Cr), magnesium (Mg), tungsten (W), protactinium (Pa), titanium (Ti), etc. can

또한 다층막의 예로는, 구리/몰리브덴막, 구리/몰리브덴 합금막, 구리 합금/몰리브덴막, 구리 합금/몰리브덴 합금막, 구리/티타늄막 등의 2중막, 또는 3중막을 들 수 있다.Further, examples of the multilayer film include a copper/molybdenum film, a copper/molybdenum alloy film, a copper alloy/molybdenum film, a copper alloy/molybdenum alloy film, a double film such as a copper/titanium film, or a triple film.

상기 구리/몰리브덴막은 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리/몰리브덴 합금막은 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리 합금/몰리브덴 합금막은 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리 합금층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리/티타늄막은 티타늄층과 상기 티타늄층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미한다.The copper / molybdenum film means comprising a molybdenum layer and a copper layer formed on the molybdenum layer, and the copper / molybdenum alloy film includes a molybdenum alloy layer and a copper layer formed on the molybdenum alloy layer. The copper alloy/molybdenum alloy film means including a molybdenum alloy layer and a copper alloy layer formed on the molybdenum alloy layer, and the copper/titanium film includes a titanium layer and a copper layer formed on the titanium layer.

또한, 상기 몰리브덴 합금층은 예컨대, 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 네오디늄(Nd), 및 인듐(In) 등으로부터 선택되는 1종 이상의 금속과 몰리브덴의 합금으로 이루어진 층을 의미한다.In addition, the molybdenum alloy layer includes, for example, one or more metals selected from titanium (Ti), tantalum (Ta), chromium (Cr), nickel (Ni), neodymium (Nd), and indium (In) and molybdenum. means a layer made of an alloy of

특히, 본 발명의 식각액 조성물은 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막에 바람직하게 적용될 수 있다. In particular, the etchant composition of the present invention can be preferably applied to a multi-layer film consisting of a copper or copper alloy film and a molybdenum or molybdenum alloy film.

즉, 본 발명의 식각액 조성물은 일례로서 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막을 일괄 식각할 수 있다.That is, the etchant composition of the present invention may etch a multilayer film including a copper or copper alloy film and a molybdenum or molybdenum alloy film as an example.

이하, 본 발명의 식각액 조성물을 구성하는 각 성분을 설명한다.Hereinafter, each component constituting the etchant composition of the present invention will be described.

(A) 과산화수소(A) hydrogen peroxide

본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 과산화수소(H2O2)는 주산화제로 사용되는 성분으로서, 구리계 금속막의 식각 속도에 영향을 준다. Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) included in the etchant composition of the present invention is a component used as a main oxidizing agent and affects the etching rate of the copper-based metal layer.

상기 과산화수소는 조성물 총 중량에 대하여, 15 내지 25 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하며, 18 내지 23 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 과산화수소의 함량이 15 중량% 미만인 경우 구리계 금속막의 단일막, 또는 상기 단일막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막에 대한 식각력 저하를 야기하여 식각이 이루어지지 않을 수 있으며, 식각 속도가 느려질 수 있다. 반면 25 중량%를 초과할 경우 구리 이온 증가에 따른 발열 안정성이 크게 저하될 수 있고, 식각 속도가 전체적으로 빨라져 공정을 컨트롤하는 것이 어려워질 수 있다.The hydrogen peroxide is characterized in that it is included in an amount of 15 to 25% by weight, more preferably in an amount of 18 to 23% by weight, based on the total weight of the composition. If the content of the hydrogen peroxide is less than 15% by weight, the etching may not be performed by causing a decrease in the etching power of the single film of the copper-based metal film, or the multilayer film made of the single film and the molybdenum or molybdenum alloy film, and the etching rate may be slow have. On the other hand, when it exceeds 25 wt %, thermal stability due to an increase in copper ions may be greatly reduced, and it may be difficult to control the process because the etch rate may be increased as a whole.

(B) 불소화합물(B) Fluorine compounds

본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 불소화합물은 물 등에 해리되어 플루오르 이온(F-)을 제공할 수 있는 화합물을 의미한다. 상기 불소화합물은 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금을 포함하는 구리계 금속막의 식각시, 몰리브덴계 막의 식각 속도에 영향을 주는 보조산화제이며, 상기 몰리브덴계 막은 바람직하게는 몰리브덴 합금막일 수 있다.The fluorine compound included in the etchant composition of the present invention means a compound capable of dissociating in water or the like to provide fluorine ions (F − ). The fluorine compound is an auxiliary oxidizing agent that affects the etching rate of the molybdenum-based film when etching the copper-based metal film including molybdenum or a molybdenum alloy, and the molybdenum-based film may be preferably a molybdenum alloy film.

상기 불소화합물은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것을 사용하며, 용액 내에서 플루오르 이온 또는 다원자 플루오르 이온으로 해리될 수 있는 화합물이면 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.As the fluorine compound, a compound commonly used in the art is used, and if it is a compound that can be dissociated into a fluorine ion or a polyatomic fluorine ion in a solution, the type is not particularly limited.

구체적인 예로서 불화수소(HF), 불화나트륨(NaF), 불화암모늄(NH4F), 중불화암모늄(NH4F2), 플루오르화붕산염(NH4BF4), 플루오르화수소암모늄(NH4FHF), 플루오르화칼륨(KF), 플루오르화수소칼륨(KHF2), 불화알루미늄(AlF3) 및 테트라플루오로붕산(HBF4) 으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 보다 바람직하게는 중불화암모늄(NH4F2)을 사용할 수 있다.Specific examples include hydrogen fluoride (HF), sodium fluoride (NaF), ammonium fluoride (NH 4 F), ammonium bifluoride (NH 4 F 2 ), borate fluoride (NH 4 BF 4 ), ammonium hydrogen fluoride (NH 4 FHF), It may be preferable to use at least one selected from potassium fluoride (KF), potassium hydrogen fluoride (KHF 2 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), and tetrafluoroboric acid (HBF 4 ). More preferably, ammonium bifluoride (NH 4 F 2 ) may be used.

상기 불소화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 포함되며, 0.1 내지 3 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 불소화합물의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우 몰리브덴 합금막의 식각 속도가 느려지고 잔사가 발생할 수 있다. 반면 5 중량%를 초과할 경우 몰리브덴 합금막의 식각 성능은 향상되지만 식각 속도가 지나치게 빨라지기 때문에 언더컷 현상이나 하부층(n+ a-Si:H, a-Si:G)의 식각 손상이 발생할 수 있다.The fluorine compound is included in an amount of 0.01 to 5 wt%, more preferably 0.1 to 3 wt%, based on the total weight of the etchant composition. When the content of the fluorine compound is less than 0.01 wt %, the etching rate of the molybdenum alloy film may be slowed and residues may be generated. On the other hand, if it exceeds 5 wt%, although the etching performance of the molybdenum alloy film is improved, the etching rate is excessively high, so an undercut phenomenon or etching damage of the lower layer (n+ a-Si:H, a-Si:G) may occur.

(C) (C) 아졸계화합물azole compounds

본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 아졸계화합물은 구리계 금속막의 식각 속도를 조절하며, 패턴의 시디로스(CD Loss)를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다.The azole-based compound included in the etchant composition of the present invention controls the etching rate of the copper-based metal layer, and reduces the CD loss of the pattern, thereby increasing the margin in the process.

상기 아졸계 화합물은 당업계에서 사용되는 것이면 특별히 한정하지 않으나, 구체적인 예로서 피롤(pyrrole)계, 피라졸(pyrazol)계, 이미다졸(imidazole)계, 트리아졸(triazole)계, 테트라졸(tetrazole)계, 펜타졸(pentazole)계, 옥사졸(oxazole)계, 이소옥사졸(isoxazole)계, 디아졸(thiazole)계 및 이소디아졸(isothiazole)계 화합물 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다. The azole-based compound is not particularly limited as long as it is used in the art, but specific examples thereof include pyrrole-based, pyrazol-based, imidazole-based, triazole-based, and tetrazole-based compounds. )-based, pentaazole-based, oxazole-based, isoxazole-based, diazole-based and isodiazole-based compounds, and the like, are listed. or two or more of them may be used together.

이 중 트리아졸(triazole)계 화합물이 보다 바람직하며, 구체적인 예로서 1,2,4-트리아졸(1,2,4-Triazole)이 보다 바람직할 수 있다.Among them, a triazole-based compound is more preferable, and as a specific example, 1,2,4-triazole (1,2,4-Triazole) may be more preferable.

상기 아졸계 화합물은 종류에 따라 식각속도 조절 및 처리매수에 따른 식각 프로파일(etch profile) 변동 감소 능력이 다른 특성을 가지므로, 공정 조건에 맞도록 범위를 적절하게 산출하여 적용할 수 있다.Since the azole-based compound has different characteristics in terms of etch rate control and ability to reduce etch profile variation according to the number of treatments, the range may be appropriately calculated and applied to suit process conditions.

상기 아졸계 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하며, 0.5 내지 1.5 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 아졸계 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 과식각 및 처리매수에 따른 식각 프로파일(etch profile) 변동이 크게 나타난다. 반면, 5 중량%를 초과하는 경우, 구리의 식각속도가 지나치게 느려지게 되어 공정시간 손실이 있을 수 있다. The azole-based compound is characterized in that it is included in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the etchant composition, and more preferably in an amount of 0.5 to 1.5% by weight. When the content of the azole-based compound is less than 0.1% by weight, an etch profile variation according to over-etching and the number of treatment sheets is large. On the other hand, when it exceeds 5 wt %, the etching rate of copper becomes too slow, and there may be a loss of process time.

(D) 한 분자 내에 (D) within one molecule 질소원자와nitrogen atom and 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 Water-soluble compound having a carboxyl group

본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 많은 수의 기판을 식각할 때, 식각 특성이 변하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 식각액 조성물의 보관 시 발생할 수 있는 과산화수소의 자체 분해 반응을 막아준다.The water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule included in the etchant composition of the present invention serves to prevent the etching characteristics from changing when a large number of substrates are etched. In addition, it prevents the self-decomposition reaction of hydrogen peroxide that may occur during storage of the etchant composition.

일반적으로 과산화수소를 포함하는 식각액 조성물의 경우, 보관 시 과산화수소의 자체 분해로 인해 보관기간이 짧아지고, 용기 폭발의 위험요소도 가지고 있다.In general, in the case of an etchant composition containing hydrogen peroxide, the storage period is shortened due to the self-decomposition of hydrogen peroxide during storage, and there is also a risk of container explosion.

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 잔존하게 되면, 패시베이션(passivation) 막을 형성하여 까맣게 산화된 후 더 이상 식각되지 않는 경우가 많이 발생할 수 있다. 그러나 상기 화합물을 포함할 경우 이러한 현상을 방지할 수 있다.However, when a water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group is included in one molecule, the decomposition rate of the hydrogen peroxide solution is reduced by nearly 10 times, which is advantageous for securing storage period and stability. In particular, in the case of a copper layer, When a large amount of copper ions remain in the etchant composition, a passivation layer is formed to be oxidized to black, and then there are many cases in which etching is not performed. However, when the compound is included, this phenomenon can be prevented.

상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물의 구체적인 예로서는 알라닌(alanine), 아미노부티르산 (aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 및 사르코신(sarcosine) 등을 들 수 있으며, 이로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는 이미노디아세트산(iminodiacetic acid)을 들 수 있다.Specific examples of the water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule include alanine, aminobutyric acid, glutamic acid, glycine, iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid ( and nitrilotriacetic acid) and sarcosine, and at least one selected from these may be used. Preferably, iminodiacetic acid is mentioned.

상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은, 조성물 총 중량에 대하여 0.5 내지 5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하며, 1 내지 3 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 함량이 0.5 중량% 미만일 경우 약 500매 이상의 다량의 기판 식각 후에 패시베이션 막이 형성되어 충분한 공정 마진을 얻기 어렵다. 반면 5 중량%를 초과하는 경우, 몰리브덴 또는 몰리브덴 함금막 등 몰리브덴계 금속막의 식각 속도가 느려져 몰리브덴을 포함하는 구리계 금속막의 식각 시에 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막의 잔사 문제가 발생할 수 있다.The water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule is characterized in that it is contained in an amount of 0.5 to 5% by weight based on the total weight of the composition, and more preferably in an amount of 1 to 3% by weight. When the content is less than 0.5 wt%, a passivation film is formed after etching a large amount of about 500 or more substrates, so that it is difficult to obtain a sufficient process margin. On the other hand, when it exceeds 5 wt %, the etching rate of a molybdenum-based metal film such as molybdenum or a molybdenum alloy film is slowed, so that a molybdenum or molybdenum alloy film residue problem may occur when etching a copper-based metal film containing molybdenum.

(E) 인산 리튬(E) lithium phosphate

본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 인산 리튬(Lithium phosphate)는 식각 프로파일을 양호하게 만들어 주는 성분이다. 만약, 본 발명의 식각액 조성물이 인산 리튬을 포함하지 않을 경우 처리매수 진행 시 테이퍼앵글(Taper angle)이 60° 이상으로 상승하는 문제가 발생한다. Lithium phosphate included in the etchant composition of the present invention is a component that makes an etch profile good. If the etchant composition of the present invention does not contain lithium phosphate, a problem occurs in that the taper angle rises to 60° or more when the number of sheets to be treated is performed.

상기 인산 리튬은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함되며, 0.5 내지 3 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 인산 리튬의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우, 처리매수 진행 시 테이퍼앵글이 증가하는 것을 제어하기 어렵다. 반면, 상기한 기준으로 5 중량%를 초과하는 경우 초기 테이퍼앵글이 50° 이상으로 높아 처리매수 진행 시 테이퍼앵글이 60° 이상으로 상승하게 되므로, 후속 공정에서 step coverage가 좋지 않은 문제점 등이 발생할 수 있다.The lithium phosphate is included in an amount of 0.1 to 5 wt%, more preferably 0.5 to 3 wt%, based on the total weight of the etchant composition. When the content of the lithium phosphate is less than 0.1% by weight, it is difficult to control the increase in the taper angle when the number of sheets to be treated is progressed. On the other hand, if it exceeds 5% by weight based on the above criteria, the initial taper angle is higher than 50°, so the taper angle rises to 60° or more when the number of sheets is processed. have.

(F) (F) 다가알코올형polyhydric alcohol 계면활성제 Surfactants

본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 다가알코올형 계면활성제는 표면 장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. 또한, 구리 또는 구리 합금막을 식각한 후 식각액에 녹아져 나오는 구리 이온을 둘러쌈으로써 구리 이온의 활동도를 억제하여 과산화수소의 분해 반응을 억제한다. 이와 같이 다가알코올형 계면활성제를 이용하여 구리 이온의 활동도를 낮추게 되면 식각액을 사용하는 동안 안정적으로 공정을 진행할 수 있게 된다.The polyalcohol-type surfactant included in the etchant composition of the present invention serves to increase the uniformity of the etching by reducing the surface tension. In addition, after etching the copper or copper alloy film, the copper ions dissolved in the etchant are wrapped around the copper ions to suppress the activity of the copper ions, thereby suppressing the decomposition reaction of hydrogen peroxide. If the activity of copper ions is lowered by using the polyalcohol-type surfactant as described above, the process can be stably performed while the etchant is used.

상기 다가알코올형 계면활성제의 구체적인 예로서는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 등을 들 수 있으며, 이로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 이중에서 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol)을 사용하는 것이 보다 바람직하다.Specific examples of the polyhydric alcohol-type surfactant include glycerol, triethylene glycol, and polyethylene glycol, and one or more of them may be selected and used. In addition, it is more preferable to use triethylene glycol among them.

상기 다가알코올형 계면활성제는 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 5 중량%로 포함되며, 0.1 내지 3 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기한 기준으로 함량이 0.001 중량% 미만일 경우 식각 균일성이 저하되고, 과산화수소의 분해가 가속화되는 문제점이 생길 수 있다. 반면 5 중량%를 초과하는 경우 거품이 많이 발생되는 단점이 있다. The polyalcohol-type surfactant is included in an amount of 0.001 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight, based on the total weight of the composition. When the content is less than 0.001 wt % based on the above-mentioned basis, there may be problems in that the etching uniformity is lowered and the decomposition of hydrogen peroxide is accelerated. On the other hand, if it exceeds 5% by weight, there is a disadvantage in that a lot of bubbles are generated.

(G) 물(G) water

본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 물은 특별히 한정하지 않으나, 반도체 공정용으로서 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하며, 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 비저항값이 18 ㏁/㎝ 이상인 탈이온수를 이용하는 것이 보다 바람직하다.The water included in the etchant composition of the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use deionized water for semiconductor processing. desirable.

상기 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량으로 포함된다. The water is included in the remaining amount so that the total weight of the composition is 100% by weight.

본 발명의 구리계 금속막용 식각액 조성물은 상기에 언급한 성분들 외에 식각 조절제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제, pH 조절제 및 이에 국한되지 않는 다른 첨가제로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제는, 본 발명의 범위 내에서 본 발명의 효과를 더욱 양호하게 하기 위하여, 당해 분야에서 통상적으로 사용하는 첨가제들로부터 선택하여 사용할 수 있다.The etchant composition for a copper-based metal film of the present invention may further include at least one selected from an etch control agent, a metal ion sequestrant, a corrosion inhibitor, a pH control agent, and other additives, but not limited thereto, in addition to the above-mentioned components. . The additive may be selected from additives commonly used in the art in order to further improve the effects of the present invention within the scope of the present invention.

본 발명의 구리계 금속막용 식각액 조성물은 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하며, 각 구성 성분들은 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조가 가능하다.It is preferable that the etchant composition for a copper-based metal film of the present invention has a purity for a semiconductor process, and each component can be prepared by a commonly known method.

또한, 본 발명은 Also, the present invention

a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;a) forming a gate wiring on the substrate;

b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;

c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;

d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; and

e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode; In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display comprising:

상기 a) 단계는 기판상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고,Step a) includes forming a copper-based metal film on a substrate, and etching the copper-based metal film with the etchant composition of the present invention to form a gate wiring,

상기 d) 단계는 반도체층 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다. Step d) comprises forming a copper-based metal film on the semiconductor layer, and etching the copper-based metal film with the etchant composition of the present invention to form source and drain electrodes. It provides a manufacturing method of

상기 구리계 금속막은 막의 구성 성분 중에 구리가 포함되는 것으로서, 특히 구리계 금속막은 막 두께가 5,000Å 이상의 후막일 수 있다.The copper-based metal film includes copper as a component of the film, and in particular, the copper-based metal film may have a thickness of 5,000 Å or more.

상기 구리계 금속막은 단일막 및 이중막 이상의 다층막을 포함하는 개념이다. 보다 상세하게 상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금(Cu alloy)의 단일막; 또는 상기 구리막 및 구리 합금막으로부터 선택되는 하나 이상의 막과 몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막을 포함하는 개념이다. 여기서, 합금막이라 함은 질화막 또는 산화막도 포함하는 개념이다.The copper-based metal film is a concept including a single film and a multilayer film having more than a double film. In more detail, the copper-based metal film may include a single film of copper or a copper alloy (Cu alloy); Alternatively, it is a concept including a multilayer film including one or more films selected from the copper film and the copper alloy film and one or more films selected from a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a titanium film, and a titanium alloy film. Here, the alloy film is a concept including a nitride film or an oxide film.

상기 구리계 금속막은 특별히 한정하지 않으나 상기 단일막의 구체적인 예로서, 구리(Cu)막; 구리를 주성분으로 하며 네오디늄(Nd), 탄탈륨(Ta), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 니오븀(Nb), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W), 프로트악티늄(Pa) 및 티타늄(Ti) 등으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 구리 합금막; 등을 들 수 있다.The copper-based metal film is not particularly limited, but specific examples of the single film include a copper (Cu) film; Copper is the main component, and neodymium (Nd), tantalum (Ta), indium (In), palladium (Pd), niobium (Nb), nickel (Ni), chromium (Cr), magnesium (Mg), tungsten (W) , a copper alloy film containing at least one metal selected from protactinium (Pa) and titanium (Ti); and the like.

또한 다층막의 예로는, 구리/몰리브덴막, 구리/몰리브덴 합금막, 구리 합금/몰리브덴막, 구리 합금/몰리브덴 합금막, 구리/티타늄막 등의 2중막, 또는 3중막을 들 수 있다.Further, examples of the multilayer film include a copper/molybdenum film, a copper/molybdenum alloy film, a copper alloy/molybdenum film, a copper alloy/molybdenum alloy film, a double film such as a copper/titanium film, or a triple film.

상기 구리/몰리브덴막은 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리/몰리브덴 합금막은 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리 합금/몰리브덴 합금막은 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리 합금층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리/티타늄막은 티타늄층과 상기 티타늄층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미한다.The copper / molybdenum film means comprising a molybdenum layer and a copper layer formed on the molybdenum layer, and the copper / molybdenum alloy film includes a molybdenum alloy layer and a copper layer formed on the molybdenum alloy layer. The copper alloy/molybdenum alloy film means including a molybdenum alloy layer and a copper alloy layer formed on the molybdenum alloy layer, and the copper/titanium film includes a titanium layer and a copper layer formed on the titanium layer.

상기 몰리브덴 합금층은 예컨대, 몰리브덴을 주성분으로 하며 네오디늄(Nd), 탄탈륨(Ta), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 니오븀(Nb), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W), 프로트악티늄(Pa) 및 티타늄(Ti) 등으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 합금 형태의 층을 의미할 수 있다.The molybdenum alloy layer has, for example, molybdenum as a main component, and neodymium (Nd), tantalum (Ta), indium (In), palladium (Pd), niobium (Nb), nickel (Ni), chromium (Cr), magnesium ( Mg), tungsten (W), protactinium (Pa), titanium (Ti), and the like may refer to an alloy-type layer including at least one metal selected from the group consisting of.

특히, 본 발명에서는 구리계 금속막으로서 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막이 바람직하게 적용될 수 있다. In particular, in the present invention, as a copper-based metal film, a multilayer film made of a copper or copper alloy film and a molybdenum or molybdenum alloy film can be preferably applied.

즉, 본 발명의 식각액 조성물은 일례로서 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막을 일괄 식각할 수 있다.That is, the etchant composition of the present invention may etch a multilayer film including a copper or copper alloy film and a molybdenum or molybdenum alloy film as an example.

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 제조 방법으로 제조된 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.In addition, the present invention provides an array substrate for a liquid crystal display manufactured by the above manufacturing method.

상기 액정표시장치용 어레이 기판은 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선 및/또는 소스 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.The array substrate for a liquid crystal display may include gate wirings and/or source and drain electrodes etched using the etchant composition of the present invention.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되지 않으며, 다양하게 수정 및 변경될 수 있다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해질 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail using Examples and Comparative Examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and the present invention is not limited by the following examples, and may be variously modified and changed. The scope of the present invention will be determined by the technical spirit of the claims to be described later.

<< 실시예Example and 비교예comparative example > > 식각액etchant 조성물의 제조 Preparation of the composition

하기 표 1에 나타낸 조성 및 함량에, 잔량의 물을 포함하는 실시예 1~6 및 비교예 1~5의 식각액 조성물 180kg을 각각 제조하였다.180 kg of the etchant compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 containing the remaining amount of water in the composition and content shown in Table 1 below were respectively prepared.

(중량%) (weight%) 구 분division H2O2 H 2 O 2 ABFABF 1,2,4-Triazole1,2,4-Triazole IDAIDA LPLP TEGTEG APDAPD NHPNHP PPMPPM 실시예 1Example 1 1717 0.050.05 0.300.30 2.02.0 0.50.5 1.51.5 -- -- -- 실시예 2Example 2 2020 0.150.15 0.350.35 2.02.0 1.01.0 1.51.5 -- -- -- 실시예 3Example 3 2020 0.200.20 0.400.40 2.02.0 1.51.5 1.51.5 -- -- -- 실시예 4Example 4 2323 0.200.20 0.450.45 2.02.0 0.50.5 1.51.5 -- -- -- 실시예 5Example 5 2323 0.200.20 0.450.45 2.02.0 0.10.1 1.51.5 -- -- -- 실시예 6Example 6 2323 0.200.20 0.450.45 2.02.0 55 1.51.5 -- -- -- 비교예 1Comparative Example 1 2323 0.200.20 0.450.45 2.02.0 0.050.05 1.51.5 -- -- -- 비교예 2Comparative Example 2 2323 0.200.20 0.450.45 2.02.0 6.06.0 1.51.5 -- -- -- 비교예 3Comparative Example 3 2323 0.200.20 0.450.45 2.02.0 -- 1.51.5 0.50.5 -- -- 비교예 4Comparative Example 4 2323 0.200.20 0.450.45 2.02.0 -- 1.51.5 -- 0.50.5 -- 비교예 5Comparative Example 5 2323 0.200.20 0.450.45 2.02.0 -- 1.51.5 -- -- 0.50.5

주) main)

ABF: Ammonium bifluorideABF: Ammonium bifluoride

IDA: Iminodiacetic acidIDA: Iminodiacetic acid

LP: Lithium phosphateLP: Lithium phosphate

TEG: Triethylene glycolTEG: Triethylene glycol

APD: Ammonium phosphate dibasicAPD: Ammonium phosphate dibasic

NHP: Sodium phosphateNHP: Sodium phosphate

PPM: Potassium phosphate monobasicPPM: Potassium phosphate monobasic

<< 실험예Experimental example > > 식각액etchant 조성물의 성능 테스트 Performance testing of the composition

상기 실시예 1~6 및 비교예 1~5의 식각액 조성물의 성능 테스트에는 유리(SiO2) 기판 상에 구리계 금속막으로 Cu/Mo-Ti 5,000/300Å 이 증착된 박막 기판을 시편으로 사용하였고, 포토리소그래피 공정을 통하여 기판 상에 소정의 패턴을 가진 포토레지스트가 형성되도록 하였다. 하기와 같이 성능 테스트를 진행하였다.In the performance test of the etchant compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, a thin film substrate on which Cu/Mo-Ti 5,000/300 Å was deposited as a copper-based metal film on a glass (SiO 2 ) substrate was used as a specimen. , a photoresist having a predetermined pattern is formed on the substrate through a photolithography process. The performance test was performed as follows.

실험예Experimental example 1. 처리 매수에 따른 1. According to the number of processed 편측unilateral 식각etching 변화 및 change and 테이퍼taper 앵글 테스트 angle test

분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사) 내에 상기 실시예 1~6 및 비교예 1~5의 식각액 조성물을 각각 넣고, 식각액 조성물의 온도를 약 33℃ 내외로 설정하여 가온하였다. 총 식각 시간은 식각 온도에 따라서 다를 수 있으나, LCD etching 공정에서 통상 30 내지 80초 정도로 진행하였다. Each of the etchant compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 was put into the experimental equipment of the spray etching method (model name: ETCHER (TFT), SEMES), and the temperature of the etchant composition was set to about 33° C. and heated did. The total etching time may vary depending on the etching temperature, but in the LCD etching process, it was usually performed for about 30 to 80 seconds.

기판을 넣고 분사를 시작하여 50 내지 80초의 식각 시간이 다 되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍 건조장치를 이용하여 건조하였다. 세정 및 건조 후 기판을 절단하고, 단면을 전자주사현미경(SEM: Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 측정하였다. 결과를 하기 표 2에 기재하였다. After inserting the substrate and starting spraying, when the etching time of 50 to 80 seconds is over, it is taken out and washed with deionized water, and then dried using a hot air dryer. After washing and drying, the substrate was cut, and the cross section was measured using a scanning electron microscope (SEM: manufactured by Hitachi, model name S-4700). The results are shown in Table 2 below.

식각 공정에서 처리 매수별 식각된 구리계 금속막의 프로파일 단면은 SEM(Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사하였다.In the etching process, the profile cross-section of the etched copper-based metal film according to the number of treatments was examined using SEM (made by Hitachi, model name S-4700).

테이퍼앵글(Taper angle)은 구리(Cu) 사면의 기울기를 말한다. Taper angle이 너무 높으면 후속막 증착시 step coverage 불량에 의한 크랙(crack) 현상이 발생하게 되므로 적정 Taper angle 유지가 중요하다. 통상적으로 초기 Taper angle 대비 10°이상 증가 또는 감소하거나, 40°내지 60°의 범위를 벗어나게 되면, 다음 공정에서 불량률이 증가할 수 있어 사용되던 식각액 조성물을 새로운 식각액 조성물로 교체한다.The taper angle refers to the slope of the copper (Cu) slope. If the taper angle is too high, cracking occurs due to poor step coverage during subsequent film deposition, so it is important to maintain an appropriate taper angle. In general, when the initial taper angle increases or decreases by 10° or more, or out of the range of 40° to 60°, the defect rate may increase in the next process, so the used etchant composition is replaced with a new etchant composition.

본 평가에서는 Cu 이온 농도에 따른 Taper angle(°) 변화량이 처리매수 300 내지 7,000 ppm에서 50±10°이 조건이 충족되는 경우에 식각액 조성물을 식각 공정에 계속 사용할 수 있는 것으로 정하고 실험을 실시하였다.In this evaluation, when the amount of change in taper angle (°) depending on Cu ion concentration is 50±10° in 300 to 7,000 ppm of treated media, it was determined that the etchant composition can be continued to be used in the etching process and an experiment was conducted.

구 분division 처리매수 300ppm
Taper angle(°)
300ppm of processed sheets
Taper angle(°)
처리매수 7,000ppm
Taper angle(°)
Number of processed 7,000ppm
Taper angle(°)
실시예 1Example 1 43.243.2 51.651.6 실시예 2Example 2 45.345.3 53.253.2 실시예 3Example 3 48.348.3 55.455.4 실시예 4Example 4 44.244.2 53.653.6 실시예 5Example 5 41.241.2 55.355.3 실시예 6Example 6 49.749.7 58.758.7 비교예 1Comparative Example 1 40.840.8 63.563.5 비교예 2Comparative Example 2 56.356.3 63.463.4 비교예 3Comparative Example 3 56.356.3 70.270.2 비교예 4Comparative Example 4 57.357.3 73.273.2 비교예 5Comparative Example 5 55.955.9 69.669.6

상기 표 2를 통해 알 수 있듯이, 실시예 1~6의 식각액 조성물은 모두 양호한 식각 특성을 나타내었다. 세부적으로, 300 내지 7,000 ppm에서 테이퍼앵글 이 모두 40 내지 60°의 범위를 충족하였다. 반면, 인산 리튬이 아닌 다른 인산염을 포함하는 비교예 3~5의 경우 초기 테이퍼앵글이 50°이상이었으며, 7,000ppm에서 테이퍼앵글이 60°을 초과하는 것을 확인하였다.As can be seen from Table 2, the etchant compositions of Examples 1 to 6 all exhibited good etching properties. Specifically, the taper angles from 300 to 7,000 ppm all met the range of 40 to 60°. On the other hand, in Comparative Examples 3-5 containing a phosphate other than lithium phosphate, the initial taper angle was 50° or more, and it was confirmed that the taper angle exceeded 60° at 7,000 ppm.

인산 리튬을 포함하나, 그 함량이 부족한 비교예 1의 경우 초기 테이퍼앵글은 40.8°로 양호하였으나, 처리매수 7,000ppm 진행 시 테이퍼앵글이 60°를 초과하여 높아진 것을 확인할 수 있었다.In Comparative Example 1 containing lithium phosphate, but lacking in its content, the initial taper angle was good at 40.8°, but it was confirmed that the taper angle increased by more than 60° when 7,000 ppm of the number of sheets was processed.

인산 리튬의 함량의 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 2의 경우, 초기 테이퍼앵글이 50°를 초과하고, 처리매수 7,000ppm 진행시 테이퍼앵글이 불량하였다.In the case of Comparative Example 2 in which the content of lithium phosphate exceeds the scope of the present invention, the initial taper angle exceeded 50°, and the taper angle was poor when the number of sheets to be treated was 7,000 ppm.

Claims (10)

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 화소전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a) 단계는 기판상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 구리계 금속막용 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 d) 단계는 반도체층 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 구리계 금속막용 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 구리계 금속막용 식각액 조성물은 조성물 총 중량에 대하여,
(A) 과산화수소 15 내지 25 중량%, (B) 불소화합물 0.01 내지 5 중량%, (C) 아졸계 화합물 0.1 내지 5 중량%, (D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.5 내지 5 중량%, (E) 인산 리튬 0.1 내지 5 중량%, (F) 다가알코올형 계면활성제 0.001 내지 5 중량%, 및 (H) 잔량의 물을 포함하며,
상기 구리계 금속막은 두께가 5,000Å 이상인 것을 특징으로 하는, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
a) forming a gate wiring on the substrate;
b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; and
e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode; In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display comprising:
Step a) includes forming a copper-based metal film on a substrate, etching the copper-based metal film with an etchant composition for a copper-based metal film to form a gate wiring, and step d) is a copper-based metal film on a semiconductor layer Forming a metal film, and etching the copper-based metal film with an etchant composition for a copper-based metal film to form source and drain electrodes,
The etchant composition for the copper-based metal film is based on the total weight of the composition,
(A) 15 to 25 wt% of hydrogen peroxide, (B) 0.01 to 5 wt% of a fluorine compound, (C) 0.1 to 5 wt% of an azole compound, (D) 0.5 to 5 water-soluble compounds having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule % by weight, (E) 0.1 to 5% by weight of lithium phosphate, (F) 0.001 to 5% by weight of a polyalcohol-type surfactant, and (H) the balance of water;
The method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, characterized in that the copper-based metal film has a thickness of 5,000 Å or more.
청구항 1에 있어서,
상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, characterized in that the array substrate for a liquid crystal display is a thin film transistor (TFT) array substrate.
청구항 1 또는 2의 제조 방법으로 제조된 액정표시장치용 어레이 기판.An array substrate for a liquid crystal display manufactured by the manufacturing method of claim 1 or 2. 조성물 총 중량에 대하여,
(A) 과산화수소 15 내지 25 중량%,
(B) 불소화합물 0.01 내지 5 중량%,
(C) 아졸계 화합물 0.1 내지 5 중량%,
(D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.5 내지 5 중량%,
(E) 인산 리튬 0.1 내지 5 중량%,
(F) 다가알코올형 계면활성제 0.001 내지 5 중량%, 및
(G) 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막용 식각액 조성물로, 상기 구리계 금속막은 두께가 5,000Å 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막용 식각액 조성물.
with respect to the total weight of the composition,
(A) 15 to 25% by weight of hydrogen peroxide,
(B) 0.01 to 5% by weight of a fluorine compound,
(C) 0.1 to 5% by weight of an azole compound,
(D) 0.5 to 5% by weight of a water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule,
(E) 0.1 to 5% by weight of lithium phosphate,
(F) 0.001 to 5% by weight of a polyhydric alcohol-type surfactant, and
(G) an etchant composition for a copper-based metal film comprising a residual amount of water, wherein the copper-based metal film has a thickness of 5,000 Å or more.
청구항 4에 있어서,
상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금의 단일막; 또는 구리막 및 구리 합금막으로부터 선택되는 하나 이상의 막과 몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄 막 및 티타늄 합금막으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막용 식각액 조성물.
5. The method according to claim 4,
The copper-based metal film may include a single film of copper or a copper alloy; Or an etchant composition for a copper-based metal film, characterized in that it is a multilayer film comprising one or more films selected from a copper film and a copper alloy film and one or more films selected from a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a titanium film, and a titanium alloy film.
청구항 4에 있어서,
상기 불소화합물은 불화수소(HF), 불화나트륨(NaF), 불화암모늄(NH4F), 중불화암모늄(NH4F2), 플루오르화붕산염(NH4BF4), 플루오르화수소암모늄(NH4FHF), 플루오르화칼륨(KF), 플루오르화수소칼륨(KHF2), 불화알루미늄(AlF3) 및 테트라플루오로붕산(HBF4)으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막용 식각액 조성물.
5. The method according to claim 4,
The fluorine compound is hydrogen fluoride (HF), sodium fluoride (NaF), ammonium fluoride (NH 4 F), ammonium bifluoride (NH 4 F 2 ), borate fluoride (NH 4 BF 4 ), ammonium hydrogen fluoride (NH 4 FHF), An etchant composition for a copper-based metal film, characterized in that at least one selected from potassium fluoride (KF), potassium hydrogen fluoride (KHF 2 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), and tetrafluoroboric acid (HBF 4 ).
청구항 4에 있어서,
상기 아졸계 화합물은 피롤(pyrrole)계, 피라졸(pyrazol)계, 이미다졸(imidazole)계, 트리아졸(triazole)계, 테트라졸(tetrazole)계, 펜타졸(pentazole)계, 옥사졸(oxazole)계, 이소옥사졸(isoxazole)계, 디아졸(thiazole)계 및 이소디아졸(isothiazole)계 화합물로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막용 식각액 조성물.
5. The method according to claim 4,
The azole-based compound is a pyrrole-based, pyrazole-based, imidazole-based, triazole-based, tetrazole-based, pentaazole-based, oxazole-based compound )-based, isoxazole-based, diazole (thiazole)-based and isodiazole (isothiazole)-based compounds, characterized in that at least one selected from the copper-based metal film etching solution composition.
청구항 4에 있어서,
상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 알라닌(alanine), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 및 사르코신(sarcosine)으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막용 식각액 조성물.
5. The method according to claim 4,
The water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule is alanine, aminobutyric acid, glutamic acid, glycine, iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid ) and sarcosine (sarcosine) etchant composition for a copper-based metal film, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
청구항 4에 있어서,
상기 다가알코올형 계면활성제는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막용 식각액 조성물.

5. The method according to claim 4,
The polyalcohol-type surfactant is an etchant composition for a copper-based metal film, characterized in that at least one selected from glycerol, triethylene glycol, and polyethylene glycol.

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