KR20020057223A - 액정 디스플레이의 식각방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이의 식각방법에 관한 것으로, 저 저항 금속재료인 네오디뮴 알루미늄을 습식에칭하여 액정 디스플레이의 금속배선으로 사용할 수 있도록 한 액정 디스플레이의 식각방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 Mo/AlNd/Mo trilayer 및 AlNd/Mo bilayer를 스프레이와 딥 모드중 어느 하나로 식각하며, Mo/AlNd/Mo 또는 Mo/AlNd 스택을 식각시 에천트의 화학적 조성이 인산(H3PO4): 60∼90wt%, 초산(CH3COOH): 0∼30wt%, 질산(HNO3): 0∼20wt%, 물(H2O): 0∼25wt%의 범위에 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 적용하면, 새로운 저 저항 금속배선 물질로 관심이 집중되고 있는 AlNd 또는 Mo/AlNd/Mo 의 식각 공정 조건을 확보함으로써 액정 디스플레이의 금속배선을 저 저항 금속배선으로 구성할 수 있으므로 그 설계 특성을 효과적으로 개선시킬 수 있게 된다.

Description

액정 디스플레이의 식각방법{WET ETCHING METHOD OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 디스플레이의 식각방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 저 저항 금속배선인 Mo/AlNd/Mo 트릴레이어(Trilayer)를 이용한 액정 디스플레이의 식각방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 종래의 박막 액정 디스플레이(LCD; Liquid CrystalDisplay)는 휴대형 단말기기의 정보 표시창, 노트북 PC의 화면표시기, 랩탑 컴퓨터의 모니터 등의 정보표시장치로 사용되고 있다.
특히, 액정 디스플레이는 기존의 브라운관형 모니터(CRT)를 대체할 수 있는 디스플레이장치로 산업상 그 활용도는 매우 높다.
상기한 액정 디스플레이 패널의 내부에는 다수의 금속배선이 형성되어 있는 바, 기존의 금속배선으로 알루미늄 또는 몰리브덴(Mo) 또는 그 합금이 주로 사용되어 왔었는데 다음과 같은 한계를 지니고 있다.
알루미늄 단일 레이어 금속 배선을 사용할 경우는 알루미늄이 매우 낮은 비저항을 갖고 있으므로 대면적 어레이(Array)의 설계에 적합하지만 저 융점 금속으로 규소(Si)와는 eutectic 반응을 하여 힐락(Hillock), 전자이동(Electromigration) 등을 발생시켜 소자의 특성을 저하시키는 요인으로 작용한다.
몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 금속배선을 사용할 경우에는 그 몰리브덴이 고 융점 금속으로 물리적, 화학적으로 안정된 물질이지만 자체 저항이 너무 높아 대면적 배선 설계에 많은 한계를 지나고 있다.
AlNd 단일 레이어 금속 배선을 사용하는 경우에는 그 AlNd가 매우 낮은 비저항을 갖고 힐락(Hillock) 등이 알루미늄에 비하여 현저하게 적어 최근 금속 배선으로 많은 관심이 집중되고 있다. 하지만 단일 레이어로 사용되기 위해서는 전자이동, 힐락(Hillock) 등의 발생여부 등의 규명이 불분명한 상태이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 저 저항 금속재료인 네오디뮴 알루미늄을 습식에칭하여 액정 디스플레이의 금속배선으로 사용할 수 있도록 한 액정 디스플레이의 식각방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 습식 에칭 트랙을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 2a, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 식각방법이 적용된 에칭 프로필을 나타내는 사진이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
2:제 1에칭배스, 4:제 2에칭배스,
6:제 3에칭배스, 8:린스배스,
10:드라이어.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 Mo/AlNd/Mo trilayer 및 AlNd/Mo bilayer를 스프레이와 딥 모드중 어느 하나로 식각하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 식각방법이 제공된다.
바람직하게, Mo/AlNd/Mo 스택(stack)의 두께는 50∼500/500∼3000/50∼500Å인 범위내에서 식각하는 것을 특징으로 하며, Mo/AlNd/Mo 또는 Mo/AlNd 스택을 식각시 에천트의 화학적 조성이 인산(H3PO4): 60∼90wt%, 초산(CH3COOH): 0∼30wt%, 질산(HNO3): 0∼20wt%, 물(H2O): 0∼25wt%의 범위에 포함되는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 에천트(etchant)의 조성으로 배스의 온도가 상온∼50℃ 에서 식각이 진행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에서는 15∼85°의 테이퍼각을 갖는 에칭 프로필과 1∼3um의 CD(critical dimension)값을 얻기 위하여 20∼120%의 오버에칭시간율과 0∼80시간율의 딥 에칭 모드를 스프레이 에칭 모드와 혼용하여 에칭을 진행하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 식각방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 힐락(Hillock), 전자이동(Electromigration) 등을 방지하기 위하여 AlNd의 상, 하부 층에 블록킹 레이어(Blocking Layer)로서 박막 몰리브덴 필름(Mothin film)을 증착하여 식각(Wet etching) 공정조건을 설정한다.
그리고, Mo/AlNd/Mo 트릴레이어(Trilayer) 식각 조건을 설정할 때 금속이 남게 되는 가능성을 낮추고 에칭 프로필을 제어하기 위하여 스프레이와 딥 에칭 모드를 적절히 혼합하여 조건을 결정한다.
이때, 식각 공정은 도 1에 도시된 바와같이 단일 배스(Bath; 2,4,6중 어느하나) 또는 다수의 배스(2,4,6중 선택되는 둘이상)가 한 트랙으로 구성된 식각장치에서 진행되게 한다.
상기 에칭 배스(etching bath: 2,4,6)는 스프레이 모드 또는 딥 모드를 단일 또는 혼용하며 배스의 온도는 상온 ∼50℃로 고정시킨다. 이때 배스의 온도는 배스별로 동일할 수 있으나 각각 다르게 하는 것도 본 발명의 요지와는 무관하므로 충분히 가능하다.
그리고, Mo/AlNd/Mo 스택(stack)의 두께는 50∼500/500∼3000/50∼500Å인 범위내에서 본 발명의 식각기술이 적용된다.
에천트(Etchant)의 조성은 인산(H3PO4): 60∼90wt%, 초산(CH3COOH): 0∼30wt%, 질산(HNO3): 0∼20wt%, 물(H2O): 0∼25wt%의 범위를 갖고 필요에 따라 과산화수소(H2O2)도 소정량을 첨가할 수 있다.
실 예로 상기한 공정의 조건 범위내에서 Mo/AlNd/Mo 트릴레이어(Trilayer)를 식각한 SEM 프로필은 도 2b와 같다. 본 발명은 종래의 SEM 프로필인 도 2a와 다른 조건하에서 공정이 수행되는 바, 그 공정 조건은 다음과 같다.
먼저, 에천트(Etchant) 조성은 H3PO4/CH3COOH/HNO3/H2O=77/15/3/5(wt%)이며,상기 배스(bath)의 온도는 40℃ 이고, 에치 모드는 배스 #1(스프레이 모드)-배스 #2(딥 모드)-배스 #3(스프레이 모드)이다.
또한, 오버 에칭율(Over etching ratio)/딥 시간율(dip time ratio)은 80%/50%가 되게 한다.
본 발명은 단지 상기한 일예에 한정되는 것이 아니고, Metal/AlNd/Metal trilayer 또는 Metal/AlNd bilayer의 식각 공정에 적용될 수도 있으며, Metal/Al/Metal trilayer 또는 Metal/Al bilayer의 식각 공정 및, AlNd 또는 Al 모노레이어의 식각 공정에 광범위하게 적용하는 것이 가능하다.
한편, 15∼85°의 테이퍼각을 갖는 에칭 프로필과 1∼3um의 CD(critical dimension)값을 얻기 위하여 20∼120%의 오버에칭시간율과 0∼80시간율의 딥 에칭 모드를 스프레이 에칭 모드와 혼용하여 에칭을 진행한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이의 식각방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 디스플레이의 식각방법은 새로운 저 저항 금속배선 물질로 관심이 집중되고 있는 AlNd 또는 Mo/AlNd/Mo 의 식각 공정 조건을 확보함으로써 액정 디스플레이의 금속배선을 저 저항 금속배선으로 구성할 수 있으므로 그 설계 특성을 효과적으로 개선시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. Mo/AlNd/Mo trilayer 및 AlNd/Mo bilayer를 스프레이와 딥 모드중 어느 하나로 식각하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 식각방법.
  2. 제 1항에 있어서, Mo/AlNd/Mo 스택(stack)의 두께가 50∼500/500∼3000/50∼500Å인 범위내에서 식각하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 식각방법.
  3. 제 1항에 있어서, Mo/AlNd/Mo 또는 Mo/AlNd 스택을 식각시 에천트의 화학적 조성이 인산(H3PO4): 60∼90wt%, 초산(CH3COOH): 0∼30wt%, 질산(HNO3): 0∼20wt%, 물(H2O): 0∼25wt%의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 식각방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 에천트(etchant)의 조성으로 배스의 온도가 상온∼50℃ 에서 식각이 진행되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 식각방법.
  5. 15∼85°의 테이퍼각을 갖는 에칭 프로필과 1∼3um의 CD(critical dimension)값을 얻기 위하여 20∼120%의 오버에칭시간율과 0∼80시간율의 딥 에칭 모드를 스프레이 에칭 모드와 혼용하여 에칭을 진행하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 식각방법.
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