KR102459681B1 - Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display using the same and an array substrate for liquid crystal display - Google Patents

Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display using the same and an array substrate for liquid crystal display Download PDF

Info

Publication number
KR102459681B1
KR102459681B1 KR1020180027985A KR20180027985A KR102459681B1 KR 102459681 B1 KR102459681 B1 KR 102459681B1 KR 1020180027985 A KR1020180027985 A KR 1020180027985A KR 20180027985 A KR20180027985 A KR 20180027985A KR 102459681 B1 KR102459681 B1 KR 102459681B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
copper
weight
film
compound
acid
Prior art date
Application number
KR1020180027985A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190106457A (en
Inventor
양규형
김보형
정경섭
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 KR1020180027985A priority Critical patent/KR102459681B1/en
Publication of KR20190106457A publication Critical patent/KR20190106457A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102459681B1 publication Critical patent/KR102459681B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/18Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/13439Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells

Abstract

본 발명은 (A) 과산화수소 15 내지 25중량%, (B) 불소화합물 0.01 내지 1.0중량%, (C) 아졸화합물 0.05 내지 3.0중량%, (D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성화합물 0.5 내지 5.0중량%, (E) 황을 포함하는 산 또는 염 0.05 내지 5.0중량%, (F) 다가알코올형 계면활성제 1.0 내지 5.0중량% 및 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.The present invention relates to (A) 15 to 25 wt% of hydrogen peroxide, (B) 0.01 to 1.0 wt% of a fluorine compound, (C) 0.05 to 3.0 wt% of an azole compound, (D) 0.5 to a water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule to 5.0 wt%, (E) 0.05 to 5.0 wt% of an acid or salt containing sulfur, (F) 1.0 to 5.0 wt% of a polyalcohol-type surfactant, and an etchant composition for a copper-based metal film comprising the remaining amount of water, and using the same It provides a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device and an array substrate for a liquid crystal display device.

Description

구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법, 및 액정표시장치용 어레이 기판{ETCHANT FOR CUPPER-BASED METAT LAYER, MANUFACTURING METHOD OF AN ARRAY SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE SAME AND AN ARRAY SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}An etchant composition for a copper-based metal film, a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the same, and an array substrate for a liquid crystal display using the same ARRAY SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 식각액 조성물, 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것이다.The present invention relates to an etchant composition, a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the same, and an array substrate for a liquid crystal display.

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 마스크로하여 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 formation process by sputtering, etc., a photoresist formation 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.

이러한 반도체 장치에서, 최근 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있다. 왜냐하면 저항이 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display)의 경우 패널 크기 증가와 고해상도 실현이 기술개발에 관건이 되고 있기 때문이다. 따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저저항의 물질개발이 필수적이다. 따라서, 대형 디스플레이의 게이트 및 데이터 금속 배선은 종래의 알루미늄 및 크롬 배선에 비해 저항이 낮고 환경적으로 문제가 없는 구리 금속이 사용되고 있으며, 구리는 유리 기판 및 실리콘 절연막과 접착력이 낮고 실리콘 막으로 확산되는 문제점이 있어 티타늄, 몰리브덴 등을 하부 배리어 금속으로 사용하고 있다.In such a semiconductor device, the resistance of metal wiring has recently emerged as a major concern. This is because resistance is a major factor inducing RC signal delay, and in particular, in the case of TFT-LCD (thin film transistor-liquid crystal display), an increase in panel size and realization of high resolution are key to technology development. Therefore, in order to realize the reduction of the RC signal delay, which is essential for the enlargement of the TFT-LCD, it is essential to develop a low-resistance material. Therefore, the gate and data metal wiring of a large display uses copper metal, which has low resistance and has no environmental problems compared to conventional aluminum and chromium wiring, and copper has low adhesion to the glass substrate and silicon insulating film and is diffused into the silicon film. Since there is a problem, titanium, molybdenum, etc. are used as the lower barrier metal.

그런데, 현재까지 알려진 구리계 식각액 조성물들은 사용자가 요구하는 성능을 충족시키지 못하고 있다. 예컨대, 기존의 과산화수소 및 함불소 화합물을 포함하는 구리막 식각액을 이용하여 다층 금속막을 식각하는 경우, 용해되는 금속이온의 농도가 증가할수록 과산화수소에 의한 구리층의 식각 속도와 함불소 화합물에 의한 몰리브덴 합금층의 식각 속도에 차이가 발생하고, 전기효과의 영향으로 두 금속층이 접합되어 있는 계면에 대한 변형이 발생하여 식각특성이 양호하지 못하다는 문제점이 있다. However, copper-based etchant compositions known to date do not satisfy the performance required by users. For example, in the case of etching a multilayer metal film using a conventional copper film etching solution containing hydrogen peroxide and a fluorine-containing compound, as the concentration of dissolved metal ions increases, the etching rate of the copper layer by hydrogen peroxide and the molybdenum alloy by the fluorine-containing compound There is a problem in that there is a difference in the etching rate of the layers, and deformation of the interface at which the two metal layers are bonded occurs due to the influence of the electric effect, so that the etching characteristics are not good.

대한민국 공개특허 제10-2010-0090538호는 과산화수소 및 함불소 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기 식각액 조성물을 이용하여 게이트 전극, 제1 및 제2 소스/드레인 전극을 일괄 식각하는 경우, 함불소 화합물에 의한 유리기판의 데미지가 야기되므로 함불소 화합물을 일정량 이상 포함할 수 없으며, 유리 기판에 대한 데미지를 최소화 하는 경우 제1 및 제2 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 실리콘 계열의 Active층에 대한 식각량이 부족하여 잔사가 발생되는 문제점이 있다.Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2010-0090538 discloses an etchant composition for a copper-based metal film comprising hydrogen peroxide and a fluorine-containing compound. However, when the gate electrode and the first and second source/drain electrodes are batch etched using the etchant composition, damage to the glass substrate is caused by the fluorine-containing compound, so it cannot contain more than a certain amount of the fluorine-containing compound, and the glass When the damage to the substrate is minimized, there is a problem in that the amount of etching for the silicon-based active layer positioned under the first and second source/drain electrodes is insufficient, so that residues are generated.

대한민국 공개특허 제10-2010-0090538호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0090538

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

구리계 금속 박막 및 후막뿐만 아니라, 게이트 전극, 제1 및 제2 소스/드레인 전극을 일괄하여 식각 가능하며, 특히 게이트 전극 하부에 위치하는 유리기판에 대한 데미지를 최소화하면서도, 제1 및 제2 소스/드레인 전극 하부에 위치하는 실리콘 계열의 Active층에 대해 우수한 식각 특성을 갖는 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition to the copper-based metal thin film and thick film, the gate electrode, the first and second source/drain electrodes can be etched at once, and in particular, the first and second sources while minimizing damage to the glass substrate positioned under the gate electrode / An object of the present invention is to provide an etchant composition having excellent etching properties for the silicon-based active layer located under the drain electrode.

또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 액정표시장치용 어레이 기판을 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 device using the etchant composition and an array substrate for a liquid crystal display device.

본 발명은,The present invention is

조성물 총 중량에 대하여, (A) 과산화수소 15 내지 25중량%, (B) 불소화합물 0.01 내지 1.0중량%, (C) 아졸화합물 0.05 내지 3.0중량%, (D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성화합물 0.5 내지 5.0중량%, (E) 황을 포함하는 산 또는 염 0.05 내지 5.0중량%, (F) 다가알코올형 계면활성제 1.0 내지 5.0중량% 및 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공한다.Based on the total weight of the composition, (A) 15 to 25% by weight of hydrogen peroxide, (B) 0.01 to 1.0% by weight of a fluorine compound, (C) 0.05 to 3.0% by weight of an azole compound, (D) having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule An etchant composition for a copper-based metal film comprising 0.5 to 5.0% by weight of a water-soluble compound, (E) 0.05 to 5.0% by weight of an acid or salt containing sulfur, (F) 1.0 to 5.0% by weight of a polyalcohol-type surfactant, and the remainder of water provides

또한, 본 발명은, In addition, 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 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법으로,e) a 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 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리계 금속막을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며,At least one of step a) or step d) comprises laminating a copper-based metal film on the substrate, and etching using an etchant composition,

상기 식각액 조성물은, (A) 과산화수소 15 내지 25중량%, (B) 불소화합물 0.01 내지 1.0중량%, (C) 아졸화합물 0.05 내지 3.0중량%, (D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성화합물 0.5 내지 5.0중량%, (E) 황을 포함하는 산 또는 염 0.05 내지 5.0중량%, (F) 다가알코올형 계면활성제 1.0 내지 5.0중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다. The etchant composition is, (A) 15 to 25% by weight of hydrogen peroxide, (B) 0.01 to 1.0% by weight of a fluorine compound, (C) 0.05 to 3.0% by weight of an azole compound, (D) Water-soluble having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule A liquid crystal display comprising 0.5 to 5.0% by weight of the compound, (E) 0.05 to 5.0% by weight of an acid or salt containing sulfur, (F) 1.0 to 5.0% by weight of a polyalcohol-type surfactant, and the remainder of water A method of manufacturing an array substrate for use is provided.

또한, 본 발명은, In addition, the present invention,

본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.It provides an array substrate for a liquid crystal display including at least one of a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode etched using the etchant composition of the present invention.

본 발명의 식각액 조성물은 게이트 전극, 제1 및 제2 소스/드레인 전극을 일괄 식각 가능하며, 불소화합물과 황을 포함하는 산 또는 염을 함께 포함함으로써 유리 기판에 대한 데미지를 최소화하면서도 하부 배리어 금속층에 대해 우수한 식각 특성을 갖는 효과를 제공한다. The etchant composition of the present invention is capable of batch etching the gate electrode, the first and second source/drain electrodes, and minimizes damage to the glass substrate by including a fluorine compound and an acid or salt containing sulfur while minimizing damage to the lower barrier metal layer. It provides the effect of having excellent etching characteristics.

그러므로 상기 식각액 조성물은 고해상도 구현을 위하여 사용되는 액정표시장치용 어레이 기판의 식각에 유용하게 사용될 수 있다. Therefore, the etchant composition may be usefully used for etching an array substrate for a liquid crystal display used for realization of a high resolution.

이하에서 본 발명을 더 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, (A) 과산화수소 15 내지 25중량%, (B) 불소화합물 0.01 내지 1.0중량%, (C) 아졸화합물 0.05 내지 3.0중량%, (D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성화합물 0.5 내지 5.0중량%, (E) 황을 포함하는 산 또는 염 0.05 내지 5.0중량%, (F) 다가알코올형 계면활성제 1.0 내지 5.0중량% 및 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to the total weight of the composition, (A) 15 to 25% by weight of hydrogen peroxide, (B) 0.01 to 1.0% by weight of a fluorine compound, (C) 0.05 to 3.0% by weight of an azole compound, (D) a nitrogen atom in one molecule Copper-based metal containing 0.5 to 5.0% by weight of a water-soluble compound having a carboxyl group, (E) 0.05 to 5.0% by weight of an acid or salt containing sulfur, (F) 1.0 to 5.0% by weight of a polyalcohol-type surfactant, and the remainder of water It relates to a film etchant composition.

본 발명은 게이트 전극과 제1, 제2 소스/드레인 전극을 일괄하여 식각할 수 있는 식각액 조성물을 제공하고자 하며, 이와 같은 일괄 식각의 경우 제1, 제2 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 실리콘 계열의 Active층에 대한 식각이 필요하므로, 이 때 사용되는 식각액 조성물은 불소화합물을 포함하게 된다. 그러나 불소화합물은 게이트 전극 하부에 위치하는 유리기판에 큰 영향을 미치며, 유리기판에 대한 식각 대미지가 큰 경우 재사용이 불가능하므로 그 식각을 최소화시킬 필요성이 있다. 이 경우 불소화합물을 함량을 최소화 함으로써 유리기판에 대한 식각 대미지 문제는 해결될 수 있으나, 제1, 제2 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 Active층에 대한 식각량이 부족하게 되므로 불소화합물의 함량을 무조건적으로 최소화 할 수 없다.An object of the present invention is to provide an etchant composition capable of collectively etching a gate electrode and first and second source/drain electrodes, and in the case of such a batch etching, silicon positioned under the first and second source/drain electrodes Since it is necessary to etch the active layer of the series, the etchant composition used at this time contains a fluorine compound. However, the fluorine compound has a great effect on the glass substrate positioned under the gate electrode, and if the etching damage to the glass substrate is large, it is impossible to reuse it, so it is necessary to minimize the etching. In this case, the problem of etching damage to the glass substrate can be solved by minimizing the content of the fluorine compound, but the amount of etching for the active layer located under the first and second source/drain electrodes is insufficient, so cannot be unconditionally minimized.

본 발명의 발명자들은 불소화합물 및 황을 포함하는 산 또는 염을 함께 포함하는 식각액 조성물을 사용하는 경우, 비교적 적은양의 불소화합물만을 사용하여도 Active층에 대해 충분한 식각이 가능하고, 유리기판에 대한 데미지 발생을 방지할 수 있음을 실험적으로 확인하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention, when using an etchant composition containing a fluorine compound and an acid or salt containing sulfur together, sufficient etching of the active layer is possible even using a relatively small amount of the fluorine compound, and The present invention was completed by experimentally confirming that damage could be prevented.

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 개념이며, 상기 합금막은 질화막 또는 산화막을 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); Or 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, wherein the alloy film is a nitride film or an oxide film concept that includes

상기 단일막으로서 구리계 금속막은 구리(Cu)막 또는 구리를 주성분으로 하며 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 은(Ag), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 팔라듐(Pd), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta) 및 텅스텐(W) 등으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 구리 합금막 등을 들 수 있다. As the single film, the copper-based metal film has a copper (Cu) film or copper as a main component, and includes aluminum (Al), magnesium (Mg), calcium (Ca), titanium (Ti), silver (Ag), chromium (Cr), and manganese. (Mn), iron (Fe), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), palladium (Pd), hafnium (Hf), at least one selected from tantalum (Ta) and tungsten (W) A copper alloy film containing a metal, etc. are mentioned.

또한, 다층막의 예로는 구리/몰리브덴막, 구리/몰리브덴 합금막, 구리 합금/몰리브덴막, 구리 합금/몰리브덴 합금막 등의 2중막, 또는 몰리브덴/구리/몰리브덴 삼중막, 몰리브덴 합금/구리/몰리브덴 합금 삼중막, 몰리브덴 합금/구리 합금/몰리브덴 합금 삼중막 등을 들 수 있다. 상기 구리/몰리브덴 합금막은 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하고, 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. 특히, 본 발명의 식각액 조성물은 상기 예시된 다층막에 바람직하게 사용될 수 있으며, 구체적으로 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막에 더욱 바람직하게 사용될 수 있다. Further, examples of the multilayer film include a double film such as a copper/molybdenum film, a copper/molybdenum alloy film, a copper alloy/molybdenum film, a copper alloy/molybdenum alloy film, or a molybdenum/copper/molybdenum triple film, a molybdenum alloy/copper/molybdenum alloy. A triple film, a molybdenum alloy/copper alloy/molybdenum alloy triple film, etc. are mentioned. The copper / molybdenum alloy film means comprising a molybdenum alloy layer and a copper layer formed on the molybdenum alloy layer, and the copper alloy / molybdenum alloy film includes a molybdenum alloy layer and a copper alloy layer formed on the molybdenum alloy layer. This means that the copper/titanium film includes a titanium layer and a copper layer formed on the titanium layer. In particular, the etchant composition of the present invention may be preferably used in the multilayer film exemplified above, and specifically may be more preferably used in a multilayer film consisting of a copper or copper alloy film and a molybdenum or molybdenum alloy film.

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

이하에서 본 발명의 식각액 조성물의 구성성분에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the components of the etchant composition of the present invention will be described in detail.

A) 과산화수소(H2O2)A) hydrogen peroxide (H 2 O 2 )

본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 과산화수소(H2O2)는 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리 몰리브덴막 또는 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리 몰리브덴 합금막인 구리계 금속막의 식각에 영향을 주는 주산화제이다. Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) included in the etchant composition of the present invention is a copper molybdenum film or a molybdenum alloy layer including a molybdenum layer and a copper layer formed on the molybdenum layer and a copper layer formed on the molybdenum alloy layer. It is a main oxidizing agent that affects the etching of a copper-based metal film, which is a copper molybdenum alloy film.

상기 과산화수소는 조성물 총 중량에 대하여, 15 내지 25.0 중량%, 바람직하게는 18.0 내지 23.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 구리계 금속막 및 몰리브덴계 금속막에 대한 식각속도가 느려 충분한 식각이 이루어지기 어려우며, 상술한 범위를 초과하여 포함될 경우, 과산화수소 농도가 너무 높아짐에 따라 식각액의 안정성이 감소된다.The hydrogen peroxide is included in an amount of 15 to 25.0 wt%, preferably 18.0 to 23.0 wt%, based on the total weight of the composition. When included in less than the above range, the etching rate for the copper-based metal film and the molybdenum-based metal film is slow, so it is difficult to perform sufficient etching. is reduced

B) 불소화합물B) Fluorine compounds

상기 불소화합물은 물에 해리되어 F이온을 낼 수 있는 화합물을 의미하며, 몰리브덴 합금막의 식각 속도에 영향을 주는 보조산화제로 몰리브덴 합금막의 식각 속도를 조절하고, 또한 실리콘 계열 층의 식각을 조절한다.The fluorine compound refers to a compound capable of dissociating in water to generate F ions, and as an auxiliary oxidizing agent that affects the etching rate of the molybdenum alloy film, controls the etching rate of the molybdenum alloy film, and also controls the etching of the silicon-based layer.

상기 불소화합물은 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, HF, NaF, NH4F, NH4BF4, NH4HF2(ammonium bifluoride; ABF), KF, KHF2, AlF3, 및 HBF4로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하며, 실리콘계 하부층 손상(Damage) 측면에서 NH4F, NH4HF2 등이 더욱 바람직하다.The fluorine compound is not particularly limited as long as it is used in the art, but HF, NaF, NH 4 F, NH 4 BF 4 , NH 4 HF 2 (ammonium bifluoride; ABF), KF, KHF 2 , AlF 3 , and HBF 4 It is preferable that at least one selected from the group consisting of NH 4 F, NH 4 HF 2 and the like are more preferable in terms of damage to the silicon-based lower layer.

상기 불소화합물은 조성물 총 중량에 대하여, 0.01 내지 1.0 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.2 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 몰리브덴계 금속막 및 금속산화물막의 식각 속도가 느려져 충분한 식각이 이루어지기 어려우며, 상술한 범위를 초과하여 포함될 경우, 몰리브덴 합금막의 식각 성능은 향상되지만, 식각 속도가 전체적으로 빨라지기 때문에 언더컷 현상이나 실리콘계 하부층의 손상(Damage)이 크게 나타난다.The fluorine compound is included in an amount of 0.01 to 1.0% by weight, preferably 0.05 to 0.2% by weight, based on the total weight of the composition. When included in less than the above range, the etching rate of the molybdenum-based metal film and the metal oxide film is slowed, so that sufficient etching is difficult to be made. Therefore, undercut phenomenon or damage to the silicon-based lower layer is large.

C) 아졸화합물 C) azole compounds

상기 아졸화합물은 구리계 금속막의 식각 속도를 조절하며 패턴의 시디로스(CD Loss)를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다.The azole compound 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 아졸화합물은 트리아졸(triazole)계 화합물을 포함하며; 아미노테트라졸(aminotetrazole)계 화합물, 피롤(pyrrole)계 화합물, 피라졸(pyrazol)계 화합물, 이미다졸(imidazole)계 화합물, 테트라졸(tetrazole)계 화합물, 펜타졸(pentazole)계 화합물, 옥사졸(oxazole)계 화합물, 이소옥사졸(isoxazole)계 화합물, 디아졸(thiazole)계 화합물 및 이소디아졸(isothiazole)계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.The azole compound includes a triazole-based compound; Aminotetrazole-based compound, pyrrole-based compound, pyrazol-based compound, imidazole-based compound, tetrazole-based compound, pentazole-based compound, oxazole It is preferably at least one selected from the group consisting of (oxazole)-based compounds, isoxazole-based compounds, diazole-based compounds, and isothiazole-based compounds.

상기 아졸화합물은 조성물 총 중량에 대하여, 0.05 내지 3.0 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 1.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 처리 매수가 증가함에 따라 식각 바이어스(Etch bias) 변동량이 커지고. 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 금속막질에 대한 식각 속도가 감소하거나 식각되지 않는 문제가 있다. The azole compound is included in an amount of 0.05 to 3.0 wt%, preferably 0.05 to 1.0 wt%, based on the total weight of the composition. When included below the above range, the amount of etch bias variation increases as the number of processing increases. When included in excess of the above-described range, there is a problem in that the etching rate for the metal layer is reduced or not etched.

D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물D) Water-soluble compounds having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule

상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 식각액 조성물의 보관 시 발생할 수 있는 과산화수소의 자체 분해반응을 막아주고, 많은 수의 기판을 식각할 경우 식각액 조성물의 식각 특성이 변하는 것을 방지한다. The water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule prevents the self-decomposition reaction of hydrogen peroxide that may occur during storage of the etchant composition, and prevents the etching characteristics of the etchant composition from changing when a large number of substrates are etched.

일반적으로 과산화수소를 사용하는 식각액 조성물의 경우, 과산화수소의 자체 분해반응에 의해 그 보관기간이 길지 못하고, 경우에 따라 보관용기가 폭발할 수 있는 위험성이 있다. 그러나 상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물이 포함된 식각액 조성물의 경우, 과산화수소수의 분해 속도가 10배 가까이 줄어들어 보관기간 및 안정성 확보에 유리하다. 특히 구리층의 식각 시 식각액 조성물 내에 구리 이온이 다량 잔존할 경우 패시베이션(passivation) 막이 형성되어 더 이상 식각되지 않는 경우가 발생할 수 있으나, 상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물을 첨가함으로써 이러한 현상을 막을 수 있다.In general, in the case of an etchant composition using hydrogen peroxide, the storage period is not long due to the self-decomposition reaction of hydrogen peroxide, and in some cases, there is a risk that the storage container may explode. However, in the case of an etchant composition containing a water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule, the decomposition rate of hydrogen peroxide is reduced by nearly 10 times, which is advantageous in securing storage period and stability. In particular, when a large amount of copper ions remain in the etchant composition when the copper layer is etched, a passivation film may be formed and may not be etched any more. However, by adding a water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule, phenomenon can be prevented.

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)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하며, 이 중에서 이미노디아세트산(iminodiacetic acid)이 가장 바람직하다.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 at least one selected from the group consisting of sarcosine, and among them, iminodiacetic acid is most preferred.

상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 조성물 총 중량에 대하여, 0.5 내지 5.0 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 3.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 식각액의 처리매수 가능한 농도가 감소하여 낮은 구리 이온에서도 식각이 불균일할 수 있다. 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 하부막인 몰리브데늄-티타늄 합금막질에 대한 식각 속도가 감소되어 잔사가 발생되는 문제가 있다.The water-soluble compound having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule is included in an amount of 0.5 to 5.0 wt%, preferably 1.0 to 3.0 wt%, based on the total weight of the composition. When included below the above-mentioned range, the concentration of the etchant can be reduced, so that the etching may be non-uniform even at low copper ions. When the content exceeds the above-described range, there is a problem in that the etching rate for the molybdenum-titanium alloy film quality of the lower film is reduced and residues are generated.

E) 황을 포함하는 산 또는 염E) acids or salts comprising sulfur

상기 황을 포함하는 산 또는 염은 제1 및 제2 소스/드레인 전극을 식각 시 불소화합물과 함께 Active 층을 식각한다. 또한, 구리 표면의 산화전위를 조절하여 구리막의 식각속도를 증가시켜주는 성분으로, 만약 상기 황을 포함하는 산 또는 염이 포함되지 않는 경우 식각 속도가 매우 낮아 식각 프로파일이 불량하게 될 수 있다.The sulfur-containing acid or salt etches the active layer together with the fluorine compound when the first and second source/drain electrodes are etched. In addition, it is a component that increases the etching rate of the copper film by controlling the oxidation potential of the copper surface. If the sulfur-containing acid or salt is not included, the etching rate is very low and the etching profile may be poor.

상기 황을 포함하는 산 또는 염은 황산암모늄(Ammonium sulfate), 술팜산(sulfamic aicd), 메테인술폰산(methanesulfonic acid), 파라톨루엔술폰산(p-Toluenesulfonic acid), 황산마그네슘(Magnesium sulfate) 및 황산리튬(Lithium sulfate)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. The acid or salt containing sulfur is ammonium sulfate, sulfamic acid, methanesulfonic acid, p-Toluenesulfonic acid, magnesium sulfate, and lithium sulfate. (Lithium sulfate) is preferably at least one selected from the group consisting of.

상기 황을 포함하는 산 또는 염은 조성물 총 중량에 대하여, 0.05 내지 5.0 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 3.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 식각속도가 매우 낮아 식각프로파일 불량 및 공정타임 손실이 발생할 수 있다. 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 구리 또는 구리합금막의 식각속도가 너무 빨라지거나 테이퍼각(taper angle)이 너무 높아져 Step coverage 불량에 취약해지므로 후막 적용에 어려움이 있다.The acid or salt containing sulfur is included in an amount of 0.05 to 5.0% by weight, preferably 1.0 to 3.0% by weight, based on the total weight of the composition. When included below the above-mentioned range, the etching rate is very low, and an etch profile defect and process time loss may occur. When included in excess of the above range, the etching rate of the copper or copper alloy film is too fast or the taper angle is too high, which makes it vulnerable to poor step coverage, so it is difficult to apply a thick film.

F) 다가알코올형 계면활성제F) Polyhydric Alcohol Type Surfactant

상기 다가알코올형 계면활성제는 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. 또한, 상기 다가알코올형 계면활성제는 구리막을 식각한 후 식각액에 녹아져 나오는 구리 이온을 둘러 쌈으로서 구리이온의 활동도를 억제하여 과산화수소의 분해 반응을 억제하게 된다. 이렇게 구리 이온의 활동도를 낮추게 되면 식각액을 사용하는 동안 안정적으로 공정을 진행 할 수 있게 된다. 특히, 상기와 같은 메커니즘에 의해 식각액의 발열을 방지하는 기능을 수행한다. The polyalcohol-type surfactant serves to increase the uniformity of the etching by reducing the surface tension. In addition, the polyalcohol-type surfactant suppresses the activity of copper ions by surrounding copper ions dissolved in the etchant after etching the copper film, thereby suppressing the decomposition reaction of hydrogen peroxide. If the activity of copper ions is lowered in this way, the process can be performed stably while using the etchant. In particular, it functions to prevent heat generation of the etchant by the above mechanism.

상기 다가올코올형 계면활성제로는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있고, 바람직하게는 트리에틸렌글리콜을 사용할 수 있다.At least one selected from the group consisting of glycerol, triethylene glycol, and polyethylene glycol may be used as the polyol alcohol-type surfactant, and preferably triethylene glycol may be used. have.

상기 다가알코올형 계면활성제는 조성물 총 중량에 대하여 1.0 내지 5.0 중량%, 바람직하게는 1.5 내지 3.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 식각 균일성이 저하되고 과산화수소의 분해가 가속화 되는 문제점이 생길 수 있다. 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 거품이 많이 발생되는 문제점이 있다. The polyalcohol-type surfactant is included in an amount of 1.0 to 5.0% by weight, preferably 1.5 to 3.0% by weight, based on the total weight of the composition. When included in less than the above-mentioned range, there may be problems in that the etching uniformity is lowered and the decomposition of hydrogen peroxide is accelerated. When included in excess of the above-mentioned range, there is a problem that a lot of bubbles are generated.

G) 물G) water

본 발명의 구리계 금속막 식각액 조성물에 포함되는 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량으로 포함된다. 상기 물은 특별히 한정하지 않으나, 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 물은 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항값이 18㏁·㎝ 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 보다 바람직하다.Water contained in the copper-based metal 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 deionized water is preferably used. In addition, as the water, it is more preferable to use deionized water having a specific resistance value of 18 MΩ·cm or more, which shows the degree of removal of ions in the water.

또한, 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제로는 금속 이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등을 들 수 있다.In addition, conventional additives may be further added in addition to the above-described components, and examples of the additive include a metal ion sequestrant and a corrosion inhibitor.

본 발명에서 사용되는 각 구성성분은 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조가 가능하며, 본 발명의 식각액 조성물은 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.Each component used in the present invention can be prepared by a conventionally known method, and the etchant composition of the present invention preferably has a purity for semiconductor processing.

또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명의 식각액 조성물을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법은 In addition, the present invention provides a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the etchant composition. Specifically, the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the etchant composition of the present invention is

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 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,e) a 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 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리계 금속막을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며,At least one of step a) or step d) comprises laminating a copper-based metal film on the substrate, and etching using an etchant composition,

상기 식각액 조성물은, (A) 과산화수소 15 내지 25중량%, (B) 불소화합물 0.01 내지 1.0중량%, (C) 아졸화합물 0.05 내지 3.0중량%, (D) 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성화합물 0.5 내지 5.0중량%, (E) 황을 포함하는 산 또는 염 0.05 내지 5.0중량%, (F) 다가알코올형 계면활성제 1.0 내지 5.0중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 한다. The etchant composition is, (A) 15 to 25% by weight of hydrogen peroxide, (B) 0.01 to 1.0% by weight of a fluorine compound, (C) 0.05 to 3.0% by weight of an azole compound, (D) Water-soluble having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule 0.5 to 5.0% by weight of the compound, (E) 0.05 to 5.0% by weight of an acid or salt containing sulfur, (F) 1.0 to 5.0% by weight of a polyalcohol-type surfactant, and the balance of water.

상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다. The array substrate for the liquid crystal display may be a thin film transistor (TFT) array substrate.

본 발명은 또한, 상기 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.The present invention also provides an array substrate for a liquid crystal display including at least one of a gate wiring, a source electrode, and a drain electrode etched using the etchant composition.

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 spirit of the claims to be described later.

실시예 1~7 및 비교예 1~3: 식각액 조성물 제조Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3: Preparation of etchant composition

하기 표 1에 나타낸 조성 및 함량에 따라 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 12의 식각액 조성물을 제조하였다.The etchant compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 12 were prepared according to the compositions and contents shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

(단위: 중량%)(Unit: % by weight)

Figure 112018023992761-pat00001
Figure 112018023992761-pat00001

ABF: 암모늄바이플로라이드, NH4HF2 ABF: ammonium bifluoride, NH 4 HF 2

ATZ: 5-아미노테트라졸ATZ: 5-aminotetrazole

IDA: 이미노디아세트산IDA: iminodiacetic acid

TEG: 트리에틸렌글리콜TEG: triethylene glycol

AS: 암모늄 설페이트AS: Ammonium Sulfate

SA: 술팜산 SA: sulfamic acid

MSA: 메테인술폰산MSA: methanesulfonic acid

PTSA: 파라톨루엔술폰산PTSA: para-toluenesulfonic acid

AN: 질산암모늄AN: ammonium nitrate

AP: 인산암모늄AP: Ammonium Phosphate

PA: 인산PA: phosphoric acid

DI: 탈이온수DI: deionized water

실험예: 식각액 조성물의 식각 특성 평가Experimental Example: Evaluation of etching properties of etchant composition

실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 12의 식각액 조성물을 각각 사용하여 식각 공정을 실시하였다.The etching process was performed using the etchant compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 12, respectively.

분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사)를 이용하였고, 식각 공정시 식각액 조성물의 온도는 약 32℃ 내외로 하였다. 식각 시간은 식각 온도에 따라서 다를 수 있으나, LCD Etching 공정에서 통상 100 내지 200초 정도로 진행하였다. 상기 식각 공정에서 식각된 실리콘 계열막의 식각 정도는 접촉식 단차 측정기(Dektak, 6M)를 사용하여 검사하였으며, 상기 식각 공정에서 식각된 구리계 금속막의 프로파일의 단면은 SEM(Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사 하였다. 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 32°C. The etching time may vary depending on the etching temperature, but in the LCD etching process, it was usually performed for about 100 to 200 seconds. The etching degree of the silicon-based film etched in the etching process was checked using a contact-type step measuring instrument (Dektak, 6M), and the cross-section of the profile of the copper-based metal film etched in the etching process was SEM (made by Hitachi, model name S-) 4700) was used.

식각 공정에 사용된 실리콘 계열막인 유리기판 및 Acitvie층은 2,000Å 박막 기판을 사용하였고, 각각의 기판은 200초로 고정하여 식각을 진행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.For the silicon-based film used in the etching process, a glass substrate and an Acitvie layer, a 2,000 Å thin film substrate was used, and each substrate was etched by fixing it for 200 seconds, and the results are shown in Table 2 below.

[표 2][Table 2]

Figure 112018023992761-pat00002
Figure 112018023992761-pat00002

<Active층 식각 평가 기준><Active layer etching evaluation criteria>

○: 식각 정도가 310Å 이상,○: etching degree 310Å or more,

△: 식각 정도가 290Å 이상, 310Å 미만, △: the degree of etching is 290 Å or more, less than 310 Å,

Х: 식각 정도가 290Å 미만Х: The degree of etching is less than 290 Å

<테이퍼각 평가 기준><Taper angle evaluation criteria>

○: 테이퍼 각이 40° 이상 내지 50° 이하, ○: a taper angle of 40° or more to 50° or less,

Х: 테이퍼 각이 40° 미만 또는 50° 초과 Х: Taper angle less than 40° or greater than 50°

상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8의 식각액 조성물은 황을 포함하는 산 또는 염의 함량이 증가할수록 Active층에 대한 식각량이 선택적으로 증가하는 점을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예 1 내지 8의 식각액 조성물과 (E) 황을 포함하는 산 또는 염을 제외한 나머지 구성이 동일한 비교예 2를 비교하면, 유리기판에 대한 식각량에는 큰 영향을 미치지 않으나, Active층에 대한 식각량이 선택적으로 증가하는 점을 확인할 수 있다. Referring to Table 2, in the etching solution compositions of Examples 1 to 8 according to the present invention, it was confirmed that the amount of etching for the active layer selectively increased as the content of the acid or salt containing sulfur increased. In particular, when comparing the etchant composition of Examples 1 to 8 and Comparative Example 2 in which the remaining components except for the acid or salt containing sulfur are the same, the etching amount on the glass substrate is not significantly affected, but the active layer It can be seen that the amount of etching for the etchant is selectively increased.

또한, (B) 불소 화합물을 0.01 중량% 미만으로 포함하는 비교예 3의 경우, 유리기판 및 Active층에 대한 식각량이 모두 현저히 저하되었으며, 1.0 중량%를 초과하여 포함하는 비교예 4의 경우, 유리기판에 대한 손상이 지나치게 증가하는 점을 확인할 수 있다.In addition, (B) in the case of Comparative Example 3 containing less than 0.01% by weight of the fluorine compound, the etching amount for both the glass substrate and the active layer was significantly reduced, and in Comparative Example 4 containing more than 1.0% by weight, the glass It can be seen that damage to the substrate is excessively increased.

또한, (E) 황을 포함하는 산 또는 염을 0.05 중량% 미만으로 포함하는 비교예 5의 경우, Active층에 대한 식각량 증가의 효과가 미미하고, 5.0중량%를 초과하여 포함하는 비교예 6의 경우, Active층에 대한 식각량이 증가되나 테이퍼 각 특성이 저하되는 점을 확인할 수 있다. In addition, (E) in the case of Comparative Example 5 containing less than 0.05% by weight of an acid or salt containing sulfur, the effect of increasing the etching amount on the Active layer is insignificant, and Comparative Example 6 containing more than 5.0% by weight In the case of , it can be seen that the etching amount for the active layer is increased, but the taper angle characteristic is lowered.

아울러, (E) 황을 포함하는 산 또는 염을 외의 다른 산 또는 염을 포함하는 비교예 7 내지 12의 경우, Active층에 대한 식각에 전혀 영향을 미치지 않는 점을 확인할 수 있다. In addition, in the case of Comparative Examples 7 to 12 containing an acid or salt other than (E) sulfur-containing acid or salt, it can be seen that the etching of the active layer is not affected at all.

따라서, 본 발명에 따른 구리계 금속막의 식각액 조성물을 사용하는 경우, 유리기판에 대한 손상 및 테이퍼각 특성의 저하 없이 Active층에 대한 식각량만을 선택적으로 증가시킬 수 있는 효과가 있음을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that, when the etching solution composition of the copper-based metal film according to the present invention is used, there is an effect of selectively increasing only the etching amount for the active layer without damage to the glass substrate and deterioration of the taper angle characteristic.

Claims (10)

조성물 총 중량에 대하여, (A) 과산화수소 18 내지 23중량%, (B) 불소화합물 0.01 내지 1.0중량%, (C) 아졸화합물 0.05 내지 3.0중량%, (D) 이미노디아세트산(iminodiacetic acid) 0.5 내지 5.0중량%, (E) 황을 포함하는 산 또는 염 0.05 내지 5.0중량%, (F) 다가알코올형 계면활성제 1.0 내지 5.0중량% 및 잔량의 물을 포함하고,
한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물을 제외한 유기산을 포함하지 않으며,
상기 황을 포함하는 산 또는 염은 황산암모늄(Ammonium sulfate), 술팜산(sulfamic aicd), 메테인술폰산(methanesulfonic acid), 파라톨루엔술폰산(p-Toluenesulfonic acid), 황산마그네슘(Magnesium sulfate) 및 황산리튬(Lithium sulfate)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 구리계 금속막 및 실리콘계 활성층의 일괄 식각액 조성물.
Based on the total weight of the composition, (A) hydrogen peroxide 18 to 23% by weight, (B) fluorine compound 0.01 to 1.0% by weight, (C) azole compound 0.05 to 3.0% by weight, (D) iminodiacetic acid (iminodiacetic acid) 0.5 to 5.0% by weight, (E) 0.05 to 5.0% by weight of an acid or salt containing sulfur, (F) 1.0 to 5.0% by weight of a polyalcohol-type surfactant, and the remainder of water,
Does not contain organic acids except for water-soluble compounds having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule,
The acid or salt containing sulfur is ammonium sulfate, sulfamic acid, methanesulfonic acid, p-Toluenesulfonic acid, magnesium sulfate, and lithium sulfate. (Lithium sulfate) at least one type selected from the group consisting of a copper-based metal film and a silicon-based active layer batch etchant composition.
제1항에 있어서,
상기 불소화합물은 HF, NaF, NH4F, NH4BF4, NH4HF2(ammonium bifluoride; ABF), KF, KHF2, AlF3, 및 HBF4로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막 및 실리콘계 활성층의 일괄 식각액 조성물.
The method of claim 1,
The fluorine compound is at least one selected from the group consisting of HF, NaF, NH 4 F, NH 4 BF 4 , NH 4 HF 2 (ammonium bifluoride; ABF), KF, KHF 2 , AlF 3, and HBF 4 A batch etchant composition of a copper-based metal film and a silicon-based active layer.
제1항에 있어서,
상기 아졸화합물은 트리아졸(triazole)계 화합물을 포함하며; 아미노테트라졸(aminotetrazole)계 화합물, 피롤(pyrrole)계 화합물, 피라졸(pyrazol)계 화합물, 이미다졸(imidazole)계 화합물, 테트라졸(tetrazole)계 화합물, 펜타졸(pentazole)계 화합물, 옥사졸(oxazole)계 화합물, 이소옥사졸(isoxazole)계 화합물, 디아졸(thiazole)계 화합물 및 이소디아졸(isothiazole)계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막 및 실리콘계 활성층의 일괄 식각액 조성물.
The method of claim 1,
The azole compound includes a triazole-based compound; Aminotetrazole-based compound, pyrrole-based compound, pyrazol-based compound, imidazole-based compound, tetrazole-based compound, pentazole-based compound, oxazole Copper-based metal film and silicon-based compound, characterized in that at least one selected from the group consisting of (oxazole)-based compounds, isoxazole-based compounds, diazole-based compounds and isothiazole-based compounds Batch etchant composition of the active layer.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다가알코올형 계면활성제는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 구리계 금속막 및 실리콘계 활성층의 일괄 식각액 조성물.
The method of claim 1,
The polyalcohol-type surfactant is at least one selected from the group consisting of glycerol, triethylene glycol and polyethylene glycol. A batch etchant composition for a copper-based metal film and a silicone-based active layer.
제1항에 있어서,
상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금의 단일막; 또는 구리막 및 구리 합금막 중에서 선택되는 하나 이상의 막과, 몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막 및 실리콘계 활성층의 일괄 식각액 조성물.
The method of claim 1,
The copper-based metal film may include a single film of copper or a copper alloy; Or 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 the group consisting of a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a titanium film, and a titanium alloy film, and A batch etchant composition of a silicone-based active layer.
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 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법으로,
상기 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리계 금속막을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며,
상기 식각액 조성물은, (A) 과산화수소 18 내지 23중량%, (B) 불소화합물 0.01 내지 1.0중량%, (C) 아졸화합물 0.05 내지 3.0중량%, (D) 이미노디아세트산(iminodiacetic acid) 0.5 내지 5.0중량%, (E) 황을 포함하는 산 또는 염 0.05 내지 5.0중량%, (F) 다가알코올형 계면활성제 1.0 내지 5.0중량% 및 잔량의 물을 포함하고, 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물을 제외한 유기산을 포함하지 않는 구리계 금속막 및 실리콘계 활성층의 일괄 식각액 조성물이이며,
상기 황을 포함하는 산 또는 염은 황산암모늄(Ammonium sulfate), 술팜산(sulfamic aicd), 메테인술폰산(methanesulfonic acid), 파라톨루엔술폰산(p-Toluenesulfonic acid), 황산마그네슘(Magnesium sulfate) 및 황산리튬(Lithium sulfate)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
a) forming a gate electrode on the substrate;
b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode;
c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; and
e) a 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,
At least one of step a) or step d) comprises laminating a copper-based metal film on the substrate, and etching using an etchant composition,
The etchant composition, (A) hydrogen peroxide 18 to 23% by weight, (B) fluorine compound 0.01 to 1.0% by weight, (C) azole compound 0.05 to 3.0% by weight, (D) iminodiacetic acid (iminodiacetic acid) 0.5 to 5.0 % by weight, (E) 0.05 to 5.0% by weight of an acid or salt containing sulfur, (F) 1.0 to 5.0% by weight of a polyalcohol-type surfactant and the remainder of water, and water-soluble having a nitrogen atom and a carboxyl group in one molecule It is a batch etchant composition of a copper-based metal film and a silicon-based active layer that does not contain an organic acid except for a compound,
The sulfur-containing acid or salt is ammonium sulfate, sulfamic acid, methanesulfonic acid, p-Toluenesulfonic acid, magnesium sulfate, and lithium sulfate. (Lithium sulfate) A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
제8항에 있어서,
상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, characterized in that the array substrate for a liquid crystal display device is a thin film transistor (TFT) array substrate.
제1항 내지 제3항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판.An array substrate for a liquid crystal display comprising at least one of a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode etched using the etchant composition of any one of claims 1 to 3, 6 and 7.
KR1020180027985A 2018-03-09 2018-03-09 Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display using the same and an array substrate for liquid crystal display KR102459681B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180027985A KR102459681B1 (en) 2018-03-09 2018-03-09 Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display using the same and an array substrate for liquid crystal display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180027985A KR102459681B1 (en) 2018-03-09 2018-03-09 Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display using the same and an array substrate for liquid crystal display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190106457A KR20190106457A (en) 2019-09-18
KR102459681B1 true KR102459681B1 (en) 2022-10-27

Family

ID=68071413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180027985A KR102459681B1 (en) 2018-03-09 2018-03-09 Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display using the same and an array substrate for liquid crystal display

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102459681B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101803209B1 (en) * 2016-12-05 2017-11-29 동우 화인켐 주식회사 Etchant composition and manufacturing method of an array for display

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101529733B1 (en) 2009-02-06 2015-06-19 동우 화인켐 주식회사 Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR101960342B1 (en) * 2013-02-28 2019-03-21 동우 화인켐 주식회사 Echaing composition, method of preparing metal line and method of manufacturing array substrate using the same
KR102293674B1 (en) * 2015-03-24 2021-08-25 동우 화인켐 주식회사 Etching solution composition for copper-based metal layer and method for etching copper-based metal layer using the same
KR20170096367A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 동우 화인켐 주식회사 Etching solution composition for copper-based metal layer and metal oxide layer and method of etching using the same
KR102603630B1 (en) * 2016-04-25 2023-11-17 동우 화인켐 주식회사 Manufacturing method of an array substrate for a display divice

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101803209B1 (en) * 2016-12-05 2017-11-29 동우 화인켐 주식회사 Etchant composition and manufacturing method of an array for display

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190106457A (en) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102137013B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for display device
KR102293675B1 (en) Etching solution composition for copper-based metal layer and method for etching copper-based metal layer using the same
KR102269327B1 (en) Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display
KR102400343B1 (en) Metal film etchant composition and manufacturing method of an array substrate for display device
KR102091847B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR102412268B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for crystal display
KR20170121505A (en) Manufacturing method of an array substrate for a display divice
CN107236956B (en) Etchant composition for copper-based metal layer and method of manufacturing array substrate for display device using the same
KR102459685B1 (en) Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for display using the same and an array substrate for display
KR102459681B1 (en) Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display using the same and an array substrate for liquid crystal display
KR102505196B1 (en) Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same
KR102282958B1 (en) Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display
KR102254563B1 (en) Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same
KR102412334B1 (en) Etchant composition and manufacturing method of an array substrate for display device
KR102343735B1 (en) Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for display using the same and an array substrate for display
KR102368365B1 (en) Etchant for cupper-based metat layer and manufacturing method of thin film transistor array substrate using the same and a thin film transistor array substrate
KR102281191B1 (en) Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display
KR102282957B1 (en) Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display
KR102368356B1 (en) Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display
KR102368367B1 (en) Etchant for cupper-based metat layer, manufacturing method of an array substrate for display device using the same and an array substrate for display device
KR102058168B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR102368974B1 (en) Etching solution composition, manufacturing method of an array substrate for display device using the same
KR100595910B1 (en) Etchant composition for pixel layer of FPD
KR102384594B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for display device
KR102639573B1 (en) A manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant