KR20050066395A - Etchant for indium oxide film etching, and etching method using the same - Google Patents

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천승환
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물은, 주산화제로서 황산; 보조 산화제로서 활성산소를 함유하는 화합물; 잔사 제거제로서 할로겐족 원소를 함유하는 화합물; 및 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The etchant composition of the indium oxide film according to the present invention, sulfuric acid as a main oxidizing agent; Compounds containing active oxygen as auxiliary oxidants; Compounds containing a halogen group element as a residue remover; And water.

Description

인듐 산화막의 식각액 조성물 및 그를 이용한 식각 방법{ETCHANT FOR INDIUM OXIDE FILM ETCHING, AND ETCHING METHOD USING THE SAME}Etching liquid composition of indium oxide film and etching method using same {ETCHANT FOR INDIUM OXIDE FILM ETCHING, AND ETCHING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 각종 전자 부품 회로 기판 위에 적층되어 투명전극으로 사용되고 있는 인듐 및 아연의 산화물인 인듐 산화막, 즉 IZO (Indium Zinc Oxide)막을 효과적으로 식각할 수 있는 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etching liquid composition capable of effectively etching an indium oxide film, that is, an indium zinc oxide (IZO) film, which is an oxide of indium and zinc stacked on various electronic component circuit boards and used as a transparent electrode.

IZO는 In2O3와 ZnO 가 적정비율로 혼합되어 있는 산화물을 말한다.IZO refers to an oxide in which In 2 O 3 and ZnO are mixed at an appropriate ratio.

이러한 IZO 투명전극은 일반적으로 스퍼터링 등의 방법을 통해 유리 기판 등의 위에 적층시키고 그 위에 포토레지스트를 코팅하고 노광 및 현상 공정을 통하여 패턴을 형성한 후, IZO 막을 식각하여 투명한 전극을 형성하게 된다.The IZO transparent electrode is generally laminated on a glass substrate or the like through sputtering or the like, and a photoresist is coated thereon to form a pattern through an exposure and development process, and then the IZO film is etched to form a transparent electrode.

IZO 막은 내화학성이 우수하여 화학반응으로 식각이 용이하지 않은 물질이며, IZO 막을 식각하기 위하여 종래에 사용되어온 식각액의 예로는 공개특허공보 96-2903호에 기재된 왕수계 (HCl+HNO3) 식각액; 공개특허공보 97-65685호에 기재된 염산, 약산 및 알코올 중에서 선택된 하나의 물질로 이루어진 식각액; 미국특허 5456795호에 기재된 염화철계(FeCl3+HCl) 식각액; 공개특허공보 2000-0017470호에 기재된 옥살산, 및 그의 염 또는 알루미늄 염화물을 주성분으로 하는 식각액 등이 있다. 또한, 미국특허 5340491호는 수소요오드화물 (HI)과 염화철(FeCl3)을 함유하는 식각액에 대해서 개시하고 있다.The IZO membrane is a substance which is not easily etched by a chemical reaction due to its excellent chemical resistance, and examples of the etchant that has been conventionally used for etching the IZO membrane include aqua regia (HCl + HNO 3 ) etchant described in Korean Patent Publication No. 96-2903; An etchant consisting of one substance selected from hydrochloric acid, weak acid and alcohol described in JP-A-97-65685; Iron chloride-based (FeCl 3 + HCl) etchant described in US Patent 5456795; Oxalic acid described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-0017470, and the etching liquid whose salt or aluminum chloride is a main component, etc. are mentioned. In addition, US Patent 5340491 discloses an etching solution containing hydrogen iodide (HI) and iron chloride (FeCl 3 ).

그러나, 왕수계 식각액의 경우, 식각액의 가격은 저렴하나 패턴 측면의 식각이 크고 식각액을 조성한 후 염산이나 질산이 휘발하기 때문에 식각액 조성물의 변동이 심하다는 문제점이 존재한다. 또한, 염화철계 식각액의 경우에도 염산이 주체인 식각액인 관계로 성분의 변동이 왕수계와 동일하게 나타난다는 문제점이 있다. 또한, 옥살산으로 이루어진 식각액은 식각이 용이할지라도 저온에서 용해도가 낮아 석출물이 생기는 문제가 있다. 이외에 HI로 이루어진 식각액의 경우, 식각 속도가 크고 측면 식각이 적지만, 가격이 비싸고 독성과 부식성이 커서 실제 공정에 사용하기에는 한계가 있다.However, in the case of aqua regia etchant, the price of the etchant is cheap, but there is a problem that the etching solution composition fluctuates because the etching side of the pattern side is large and hydrochloric acid or nitric acid is volatilized after forming the etchant. In addition, in the case of the iron chloride-based etching solution, there is a problem that the fluctuation of the components appear to be the same as the aqua regia system because hydrochloric acid is the main etching solution. In addition, even though the etching solution made of oxalic acid is easily etched, there is a problem in that precipitates are generated at low temperatures with low solubility. In addition, the etching solution consisting of HI, the etching speed is high and the side etching is small, but the price is expensive, the toxicity and corrosiveness, there is a limit to use in the actual process.

한편, 종래의 식각액의 경우 대부분이 강한 화학적 활성을 지니고 있어 식각 중에 내화학성이 적은 Al, Cr등의 인접금속에 침식이 되어 다층막을 사용하는 전자부품(예,TFT-LCD)의 경우 다른 막을 형성하는 재질의 선정에 많은 제약이 따른다.On the other hand, the conventional etchant has a strong chemical activity, most of which is eroded by adjacent metals such as Al, Cr and less chemical resistance during etching to form a different film in the case of electronic components (eg, TFT-LCD) using a multilayer film There are many restrictions on the choice of materials.

나아가, 염산을 함유하는 식각액의 경우, 발연성이 있어 흄 (fume)으로 인한 대기 오염의 문제를 유발하며 이에 따라 설비비의 증대 및 안전조업의 문제를 야기한다.Furthermore, in the case of the etching liquid containing hydrochloric acid, there is a fume causing a problem of air pollution due to the fume (fume), thereby increasing the cost of equipment and problems of safe operation.

따라서, 본 발명의 목적은 전자 부품 기판 등의 위에 적층된 인듐 산화막을 식각시에 다른 막과의 선택비 (즉, IZO막 이외의 다른 막질에 대한 영향을 나타내는 지표로서, IZO막 식각량 : 기타 막질의 식각량의 비율) 및 식각 공정의 재현성을 향상하고 흄의 발생을 최소화하며 온도에 따른 액의 안정성이 높은 식각액 조성물을 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a selectivity ratio with other films during etching of an indium oxide film laminated on an electronic component substrate or the like (i.e., an index indicating the influence on the film quality other than the IZO film. To improve the reproducibility of the etching amount of the film quality and the etching process, to minimize the generation of the fume and to provide an etching liquid composition with high stability of the liquid with temperature.

또한, 본 발명의 다른 목적은 IZO 막의 식각 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an etching method of an IZO film.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 인듐 산화막 (IZO 막), 특히 인듐 산화 투명 전도막의 식각액 조성물은, 황산, 보조 산화제, 잔사 제거제 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하며, 더욱 구체적으로는 주산화제로서 황산; 보조 산화제로서 활성산소를 함유하는 화합물; 잔사 제거제로서 할로겐족 원소를 함유하는 화합물; 및 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the etching liquid composition of the indium oxide film (IZO film), in particular the indium oxide transparent conductive film according to the present invention is characterized in that it contains sulfuric acid, auxiliary oxidant, residue remover and water, more specifically Sulfuric acid as main oxidizing agent; Compounds containing active oxygen as auxiliary oxidants; Compounds containing a halogen group element as a residue remover; And water.

더욱 구체적으로는, 본 발명에 따른 인듐 산화막 식각액 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여, 1~15 중량% 의 황산, 0.1~7.0 중량% 의 보조 산화제, 0.01~3.0 중량% 의 잔사 제거제, 및 잔량의 물을 함유하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the indium oxide film etching liquid composition according to the present invention comprises 1 to 15% by weight of sulfuric acid, 0.1 to 7.0% by weight of auxiliary oxidant, 0.01 to 3.0% by weight of residue remover, and the balance of the total weight of the composition. It is characterized by containing water.

보다 바람직한 구현예에 의하면, 본 발명에 따른 인듐 산화막 식각액 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 3~8 중량% 의 황산, 0.3~5.0 중량% 의 보조산화제, 0.05~2 중량% 의 잔사 제거제 및 전체 조성물 총중량이 100 중량% 가 되도록 하는 물을 함유하는 것을 특징으로 한다.According to a more preferred embodiment, the indium oxide etchant composition according to the present invention comprises 3 to 8% by weight of sulfuric acid, 0.3 to 5.0% by weight of co-oxidant, 0.05 to 2% by weight of residue remover and the total composition, based on the total weight of the composition. It is characterized by containing water such that the total weight is 100% by weight.

본 발명에 따른 조성물에서, 주 산화제로서 사용되는 황산은 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조가능하고, 특히 반도체 공정용 순도를 가지는 것이 바람직하다.In the compositions according to the invention, sulfuric acid used as the main oxidizing agent can be prepared according to commonly known methods, and it is particularly preferred to have a purity for semiconductor processing.

또한, 본 발명에 따른 IZO막 식각액 조성물에 사용하기에 특히 적합한 보조 산화제의 예에는 활성산소를 지니는 형태의 화합물, 특히 옥손(갈륨 모노퍼술페이트), K2S2O8, Na2S2O8, (NH4) 2S2O8, H2O2 로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물이 있다.Further examples of particularly suitable auxiliary oxidants for use in the IZO membrane etchant compositions according to the invention include compounds in the form of active oxygen, in particular oxone (gallium monopersulfate), K 2 S 2 O 8 , Na 2 S 2 O 8 , (NH 4 ) 2 S 2 O 8 , H 2 O 2 .

또한, 본 발명에 따른 IZO막 식각액 조성물에 사용하기에 특히 적합한 잔사 제거제는 할로겐족 원소를 함유하는 형태의 화합물, 특히 NaF, NaHF2, NH4F, NH4 HF2, NH4BF4, NH4F-HF, KF, KHF2, AlF3, HBF4, NaCl, NH4Cl, KCl, AlCl3, FeCl3, MgCl2 로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물이 있다. 바람직하게는 FeCl3, NH4F, NaHF2 , HBF4, KHF2, NaCl, KCl, NH4Cl 등이 잔사제거제로 첨가된 본 발명에 따른 식각액 조성물이 특히 우수한 식각 특성을 나타내며, FeCl3 가 가장 바람직하다.In addition, particularly suitable residue removers for use in the IZO membrane etchant compositions according to the invention are compounds in the form containing halogen elements, in particular NaF, NaHF 2 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NH 4 BF 4 , NH 4 There is a compound selected from the group consisting of F-HF, KF, KHF 2 , AlF 3 , HBF 4 , NaCl, NH 4 Cl, KCl, AlCl 3 , FeCl 3 , MgCl 2 . Preferably, the etchant composition according to the present invention in which FeCl 3 , NH 4 F, NaHF 2 , HBF 4 , KHF 2 , NaCl, KCl, NH 4 Cl, etc. is added as a residue remover, exhibits particularly excellent etching characteristics. Most preferred is FeCl 3 .

황산, 보조산화제 및 잔사 제거제는, IZO 막 식각 성능을 방해하지 않고, 전자 부품 기판 등의 위에 적층된 인듐 산화막을 식각시에 다른 막과의 선택비 및 식각 공정의 재현성을 향상하고 흄의 발생을 최소화하며 온도에 따른 액의 안정성이 높은 식각액을 제공할 수 있다면, 임의의 혼합 비율로서 사용가능하다. 예를 들면, 본 발명에 따른 시각 조성물은 조성물 총 중량에 대하여, 1~15 중량% 의 황산, 0.1~7.0 중량% 의 보조 산화제, 0.01~3.0 중량% 의 잔사 제거제를 함유할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 3~8 중량% 의 황산, 0.3~5.0 중량% 의 보조산화제, 0.05~2 중량% 의 잔사 제거제를 함유할 수 있다. 가장 바람직하게는, 황산/보조산화제/잔사 제거제의 혼합 중량비는 조성물 총 중량에 대하여 5/1/0.5 이다. 본 발명에 다른 조성물은 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 적당량의 물을 첨가한다.Sulfuric acid, co-oxidants, and residue removers do not interfere with IZO film etching performance, and improve the selectivity with other films and the reproducibility of the etching process when etching indium oxide films stacked on electronic component substrates, etc. As long as it is possible to provide an etching solution which minimizes the stability of the liquid with temperature, it can be used in any mixing ratio. For example, the visual composition according to the present invention may contain 1 to 15% by weight of sulfuric acid, 0.1 to 7.0% by weight of auxiliary oxidant, and 0.01 to 3.0% by weight of residue remover based on the total weight of the composition, more preferably. Preferably, it may contain 3 to 8 wt% sulfuric acid, 0.3 to 5.0 wt% co-oxidant, and 0.05 to 2 wt% residue remover. Most preferably, the mixed weight ratio of sulfuric acid / auxiliary oxidizer / residue remover is 5/1 / 0.5 relative to the total weight of the composition. Other compositions to this invention add an appropriate amount of water so that the total weight of the composition is 100% by weight.

본 발명에 따른 IZO 막의 식각액 조성물에 사용하기에 적합한 물은, 특별히 한정되지는 않지만, 바람직하게는 탈이온수, 특히 바람직하게는 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항 값이 18㏁/㎝ 이상인 탈이온수를 사용한다.The water suitable for use in the etching liquid composition of the IZO membrane according to the present invention is not particularly limited, but preferably has a specific resistance value of 18 dl / cm or more, which is preferably deionized water, particularly preferably water showing the degree of ions removed from the water. Use deionized water.

한편, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 식각 성능을 향상시키기 위하여 당업계에 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 함유할 수 있다. 상기 첨가제의 예에는, 특별히 한정되지는 않지만, 일반적으로 계면 활성제, 금속이온 봉쇄제 등을 사용할 수 있다. 계면 활성제는 표면장력을 저하시켜 식각 균일성을 증가시키기 위해 식각액 조성물에 첨가될 수 있으며, 이러한 계면활성제로서 바람직한 예에는 식각액에 결딜 수 있고 상용성이 있는 형태의 계면활성제, 예컨대 임의의 음이온성, 양이온성, 양쪽 이온성 또는 비이온성 계면 활성제 등이 있다. 또한, 바람직하게는, 상기 계면활성제로서 불소계 계면활성제를 본 발명에 따른 식각액 조성물에 첨가할 수 있다. 상기 외에, 당업자는 본 발명에 따른 효과를 더욱 양호하게 하기 위하여, 당업계에 자명하게 공지되어 있는 여러 다른 첨가제들을 선택할 수 있다.On the other hand, the etchant composition according to the present invention may contain any additives commonly used in the art to improve the etching performance. Although it does not specifically limit to the example of the said additive, In general, surfactant, a metal ion blocking agent, etc. can be used. Surfactants may be added to the etchant composition to lower the surface tension to increase the etching uniformity, and examples of preferred surfactants include surfactants in a form compatible with the etchant, such as any anionic, Cationic, zwitterionic or nonionic surfactants. In addition, preferably, a fluorine-based surfactant may be added to the etchant composition according to the present invention as the surfactant. In addition to the above, those skilled in the art can select various other additives which are obviously known in the art, in order to further improve the effect according to the present invention.

상기 첨가제는, 조성물 총 중량에 대하여, 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 0.01 중량% 의 범위로 첨가할 수 있다.The additive may be added in the range of preferably 0.0001% by weight to 0.01% by weight based on the total weight of the composition.

본 발명에 따른 식각액 조성물은, 전자 부품 기판등에 사용되는 IZO 막(즉, 인듐 산화막)에 대한 우수한 식각 성능을 가지며, 식각 공정시 광반응 물질의 어택 (포토레지스트 어택)을 감소시키고, 잔사를 남가지 않는 우수한 특성을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 종래의 옥살산 계열의 식각액의 문제점으로 알려져 있는 0℃ 이하에서의 옥살산의 결정화 현상도 없고, 염산 계열의 식각액에서 나타나는 하부 금속막질에 대한 영향도 없다. 따라서, IZO 막을 이용하는 표시장치 등의 전자 부품의 제조 공정 ed에 있어서, 생산성을 향상시킬 수 있다.The etchant composition according to the present invention has excellent etching performance with respect to the IZO film (i.e., indium oxide film) used for electronic component substrates, etc., and reduces the attack (photoresist attack) of the photoreactive material during the etching process and leaves residues. Does not have excellent properties. In addition, the etchant composition according to the present invention has no crystallization phenomenon of oxalic acid at 0 ° C. or less, which is known as a problem of the conventional oxalic acid-based etching solution, and has no influence on the lower metal film appearing in the hydrochloric acid-based etching solution. Therefore, productivity can be improved in the manufacturing process ed of electronic components, such as a display apparatus using an IZO film | membrane.

한편, 본 발명은 또한 IZO 막의 식각 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 방법은 하기의 단계를 포함함을 특징으로 한다:On the other hand, the present invention also provides an etching method of the IZO film. The method according to the invention is characterized in that it comprises the following steps:

1) 기판상의 IZO막을 형성하는 단계;1) forming an IZO film on the substrate;

2) 상기 IZO막상에 선택적으로 포토레지스트를 남기는 단계; 및 2) selectively leaving photoresist on the IZO film; And

3) 전술한 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계. 3) etching using the etchant composition described above.

상기 방법 중에서, 단계 1 은 기판상에 표시장치용 구조물, 특히 액정디스플레이용 소자 기판을 제조하는 단계와 상기 표시장치용 구조물, 특히 액정디스플레이용 소자 기판 상에 IZO막을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.In the above method, step 1 may include fabricating a display device structure, in particular, a liquid crystal display device substrate on the substrate, and depositing an IZO film on the display device structure, in particular, a liquid crystal display device substrate. .

상기 단계 1 에서의 기판은 통상적으로 주로 표시장치에 사용되는 유리기판, 석영기판 등이고 바람직하게는 유리기판이다. 기판상에 일반적으로 당업자에게 알려진 방법에 의해, 예를 들어 스퍼터링에 의해 IZO 막이 제조되며, 예를 들어 두께는 대략 500~200Å으로 증착된다. 한편, 기판과 IZO 막 사이에는 표시장치용 구조물이 부가될 수 있다. 표시장치용 구조물은 화학시상증착 등의 방법에 의해 유기 절연막, 스퍼터링 등의 방법에 의한 도전성 물질, 비정질 또는 다결정성의 실리콘 막 등의 반도체 막 등에서 하나 이상의 막을 포함하여 포토공정, 식각공정 등으로 제조한 구조물을 의미한다. 또한 기판상에 통상적인 세정 공정을 수행하고, IZO 막을 증착할 수도 있다.The substrate in step 1 is typically a glass substrate, a quartz substrate, or the like, which is mainly used for a display device, and is preferably a glass substrate. IZO films are prepared on a substrate by methods generally known to those skilled in the art, for example by sputtering, for example at a thickness of approximately 500 to 200 microns. Meanwhile, a structure for a display device may be added between the substrate and the IZO film. The structure for a display device is manufactured by a photo process, an etching process, or the like, including one or more films made of an organic insulating film, a method such as sputtering, or a semiconductor film, such as an amorphous or polycrystalline silicon film, by a method such as chemical sagittal deposition. Means the structure. It is also possible to carry out a conventional cleaning process on the substrate and deposit an IZO film.

상기 단계 2 에서, "선택적으로" 의 기재는 포토레지스트 등의 광반응 물질을 도포한 후, 마스크를 이용하여 상기 광반응 물질만을 선택적으로 노광하여 제거한다는 것을 의미한다.In step 2, the "optionally" means that the photoreactive material such as photoresist is applied, and then only the photoreactive material is selectively exposed and removed using a mask.

다음으로, 인듐 산화막을 선택적인 부위에 형성하기 위하여, 광반응 물질(예를 들어 PR(Photoresist))을 도포하고, 마스크를 이용하여 선택적으로 노광하여, 현상액에 의해 부분적으로 광반응 물질을 제거한다. 예를 들어 포토레지스트의 경우 스핀코터로 도포하고 1㎛내외의 두께로 코팅하게 된다. 광반응 물질은 음극형 또는 양극형 반응물질일 수 있다. 이와 같은 공정에는 에싱(ashing), 열처리 등의 통상적으로 진행되는 과정도 첨가될 수 있다.Next, in order to form an indium oxide film at a selective site, a photoreactive material (for example, PR (Photoresist)) is applied, and selectively exposed using a mask to partially remove the photoreactive material with a developer. . For example, the photoresist is coated with a spin coater and coated with a thickness of about 1 μm. The photoreactive material may be a cathode or an anode reactant. In such a process, a conventional process such as ashing and heat treatment may also be added.

다음으로 인듐 산화막의 식각 공정을 수행한다. 식각공정은 당업계 주지의 방법에 따라 수행될 수 있으며, 침지, 스프레이 등을 예시할 수 있다. 식각 공정시 식각 용액의 온도는 20~50℃이며 적정 온도는 다른 공정과 기타요인으로 필요에 따라 변경할 수 있다.Next, an etching process of the indium oxide film is performed. The etching process may be performed according to methods well known in the art, and exemplifies dipping, spraying, and the like. During the etching process, the temperature of the etching solution is 20 ~ 50 ℃ and the proper temperature can be changed as needed by other processes and other factors.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다. 이러한 실시예들은 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해 제공되는 것이고, 이들로 인하여 본 발명이 한정되지는 않는다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. These examples are provided to explain the invention in more detail, and the invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

반도체 공정용 등급인 황산과, 하기 표 1 에 기재된 보조산화제 및 잔사 제거제를 5/1/0.5의 중량비로 혼합하고, 첨가제(불소계 계면활성제; 제품명 : FT-248, 바이엘사)를 25ppm 첨가한 후, 총 100 중량%가 되도록 탈이온수를 첨가하여 식각액을 제조하였다. 식각공정은 스퍼터링에 의해 유리 기판상에 약 500Å 두께로 인듐 산화막을 증착하고, 그 위에 약 1㎛내외의 포토레지스트를 코팅하고, 선택적으로 패턴을 형성한 시험 편을 상술한 식각액에 스프레이 방식으로 식각하였다. 식각 온도는 약 40℃이고, 식각 속도는 10Å/sec내외로 수행되었다.Sulfuric acid, which is a grade for semiconductor processing, and co-oxidant and residue remover described in Table 1 were mixed at a weight ratio of 5/1 / 0.5, and 25 ppm of an additive (fluorine-based surfactant; product name: FT-248, Bayer) was added. To prepare an etching solution, a deionized water was added to a total of 100% by weight. The etching process deposits an indium oxide film on the glass substrate by sputtering to a thickness of about 500 kPa, coats a photoresist of about 1 μm on it, and selectively forms a pattern on which the test piece is etched by spraying on the above-described etching solution. It was. The etching temperature was about 40 ° C., and the etching rate was about 10 μs / sec.

SEM 사진으로 시험편을 검사한 결과 양호한 포토레지스트 특성과 잔사 특성을 나타내었다.Examination of the specimens with SEM images showed good photoresist and residue characteristics.

실시예 2 내지 26Examples 2 to 26

IZO막을 갖는 기판을 이용하고, 황산과, 표 1 에 기재된 보조 산화제 및 잔사 제거제를 표 1에 기재된 조성비로 배합하여 제조된 식각액을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 실시한다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 각 성분의 함량이 본 발명에서 정의된 조성비를 갖는 본 실시예의 인듐 산화막의 식각액 조성물들은, 포토레지스트에 영향이 없고 잔사가 발생하지 않는 양호한 결과를 나타내었다.Using the substrate which has an IZO film | membrane, it carries out by the same method as Example 1 except using the etching liquid manufactured by combining sulfuric acid, the auxiliary oxidizing agent of Table 1, and the residue remover by the composition ratio of Table 1. The results are shown in Table 1. The etching liquid compositions of the indium oxide film of this embodiment, in which the content of each component had the composition ratio defined in the present invention, showed good results with no effect on the photoresist and no residue.

비교예 1 내지 5Comparative Examples 1 to 5

황산과, 표 2 에 기재된 보조 산화제 및 잔사 제거제를 표 2에 기재된 조성비로 배합하여 제조된 식각액을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 식각액을 제조하여, 식각 성능을 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 각 성분의 함량이 본 발명에서 정의한 조성비를 갖지 않는 비교예의 식각액들은, 금속 식각 잔류물 발생, 얼룩 발생 및 부분적인 식각 및 불량한 식각 프로파일을 나타냄을 알 수 있다.An etching solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the etching solution prepared by combining sulfuric acid, the auxiliary oxidizing agent and the residue remover shown in Table 2 in the composition ratios shown in Table 2 was used to evaluate the etching performance. The results are shown in Table 2. It can be seen that the etchant of the comparative example, in which the content of each component does not have a composition ratio defined in the present invention, exhibits metal etching residue generation, stain generation and partial etching and poor etching profiles.

하기 표에서 "포토레지스트 어택" 이라는 용어는 금속층위에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 포토레지스트가 선택적으로 남겨진 상태에서 식각을 수행할 때 발생하는 포토레지스트 패턴의 변화를 의미한다.In the following table, the term "photoresist attack" refers to a change in the photoresist pattern that occurs when etching is performed after the photoresist is applied on the metal layer and the photoresist is selectively left.

실시예Example 조성(중량%)(황산/옥손/NH4F)Composition (% by weight) (sulfuric acid / oxone / NH4F) 잔사발생Residue 포토레지스트어텍Photoresist Attack 1One 1/1/0.51/1 / 0.5 XX XX 22 5/1/0.55/1 / 0.5 XX XX 33 10/1/0.510/1 / 0.5 XX XX 44 15/1/0.515/1 / 0.5 XX XX 55 10/0.1/0.510 / 0.1 / 0.5 XX XX 66 10/0.5/0.510 / 0.5 / 0.5 XX XX 77 10/2/0.510/2 / 0.5 XX XX 88 10/5/0.510/5 / 0.5 XX XX 99 10/7/0.510/7 / 0.5 XX XX 1010 10/2/0.0110/2 / 0.01 XX XX 1111 10/2/0.110/2 / 0.1 XX XX 1212 10/2/110/2/1 XX XX 1313 10/2/310/2/3 XX XX 황산/과산화수소수/KClSulfuric acid / hydrogen peroxide / KCl 1414 1/1/0.51/1 / 0.5 XX XX 1515 5/1/0.55/1 / 0.5 XX XX 1616 10/1/0.510/1 / 0.5 XX XX 1717 15/1/0.515/1 / 0.5 XX XX 1818 10/0.1/0.510 / 0.1 / 0.5 XX XX 1919 10/0.5/0.510 / 0.5 / 0.5 XX XX 2020 10/2/0.510/2 / 0.5 XX XX 2121 10/5/0.510/5 / 0.5 XX XX 2222 10/7/0.510/7 / 0.5 XX XX 2323 10/2/0.0110/2 / 0.01 XX XX 2424 10/2/0.110/2 / 0.1 XX XX 2525 10/2/110/2/1 XX XX 2626 10/2/310/2/3 XX XX

비교예Comparative example 조성(중량%)(황산/옥손/NH4F)Composition (% by weight) (sulfuric acid / oxone / NH4F) 잔사발생Residue 포토레지스트 어텍Photoresist Attack 1One 5/0.1/05 / 0.1 / 0 OO XX 22 5/0.01/0.15 / 0.01 / 0.1 프로파일 불량Bad profile XX 33 5/0/0.15/0 / 0.1 부분적 식각Partial etching XX 44 0.5/0.5/0.10.5 / 0.5 / 0.1 식각 안됨Not etched XX 55 25/0.5/0.125 / 0.5 / 0.1 XX OO

<식각액의 선택성 및 비교 시험><Selectivity and Comparative Test of Etching Solution>

비교예 6Comparative Example 6

염산과 질산을 18/5의 중량비로 혼합하고, 첨가제로서 불소계 계면활성제를 25ppm 첨가한 후, 전체 100 중량%가 되는 양으로 탈이온수를 더하여 종래의 왕수계 IZO막 식각액을 제조하였다.Hydrochloric acid and nitric acid were mixed at a weight ratio of 18/5, 25 ppm of fluorine-based surfactant was added as an additive, and deionized water was added in an amount of 100% by weight in total to prepare aqua regia-based IZO membrane etchant.

비교예 7Comparative Example 7

염화제2철과 염산을 22/10의 중량비로 혼합하고, 첨가제(불소계 계면활성제)를 25ppm 첨가한 후, 전체 100 중량%가 되는 양으로 탈이온수를 더하여 종래의 염화 제2철계 IZO막 식각액을 제조 하였다.Ferric chloride and hydrochloric acid are mixed at a weight ratio of 22/10, 25 ppm of an additive (fluorine-based surfactant) is added, and deionized water is added to an amount of 100% by weight in total to prepare a conventional ferric chloride IZO membrane etching solution. Manufactured.

비교예 8Comparative Example 8

옥살산을 중량비로 5%를 만들고 첨가제(불소계 계면활성제)를 25ppm 첨가한 후, 전체 100 중량%가 되는 양으로 탈이온수를 더하여 종래의 옥살산계 IZO막 식각액을 제조하였다.5% by weight of oxalic acid was added and 25 ppm of an additive (fluorine-based surfactant) was added, followed by adding deionized water in an amount of 100% by weight in total to prepare a conventional oxalic acid-based IZO membrane etchant.

상기 비교예 6-8, 실시예에서의 식각액으로 다른 막질 (Al-Nd 적층 두께 : 2000Å, Cr : 1500Å, SiNx : 3000Å, a-Si : 1500Å)이 적층된 시편을 준비하고 이를 각각의 식각액에 일정시간 동안 스프레이방식으로 식각액을 조사하였다. 또한 SEM을 이용하여 막질의 식각량을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3 및 도 1에 나타내었다.In Comparative Example 6-8, the etching liquid in Example was prepared with a specimen in which the different film quality (Al-Nd lamination thickness: 2000 kPa, Cr: 1500 kPa, SiNx: 3000 kPa, a-Si: 1500 kPa) was laminated to each etchant. The etching solution was irradiated by spraying for a certain time. In addition, the etching amount of the film quality was measured using SEM. The results are shown in Table 3 and FIG. 1.

식각액 종류Etch solution type 비교예 6Comparative Example 6 비교예 7Comparative Example 7 비교예 8Comparative Example 8 실시예7Example 7 실시예8Example 8 실시예9Example 9 처리온도(℃)Treatment temperature (℃) 4040 4040 4040 6060 6060 6060 처리시간(sec)Processing time (sec) 100100 100100 100100 100100 100100 100100 각종 막질의 식각량(%)Etching amount of various membranes (%) ITOITO 100100 100100 100100 100100 100100 100100 IZOIZO 100100 100100 100100 100100 100100 100100 Al-NdAl-Nd 100100 100100 1212 00 00 22 CrCr 00 00 00 00 00 00 SiNxSiNx 00 00 00 00 00 00 a-Sia-Si 00 00 00 00 00 00

종래 식각액인 비교예 6,7의 식각액은 상온에서도 흄(fume)이 발생하고 액의 조성이 변화하는 관계로 양산 라인에서 적용하는 일반 처리 온도인 40℃에서 처리하였으며 비교예 8의 경우 흄(fume)의 발생은 없으나 결정 석출을 억제하기 위하여 40℃에서 처리하였다.The etching solution of Comparative Examples 6 and 7, which is a conventional etching solution, was treated at a temperature of 40 ° C., which is a general treatment temperature applied in a mass production line, because the fume was generated even at room temperature and the composition of the liquid was changed. ), But was treated at 40 ℃ to suppress the precipitation of crystals.

상기 표에서 볼 수 있듯이 종래의 왕수계 식각액 혹은 염화 제2철계의 식각액에서는 IZO막이 식각되는 동안 Al-Nd에 심하게 영향을 주는 것을 확인 할 수 있으며, 본 발명에 의한 식각의 경우 현저히 작은 영향을 주는 것을 확인할 수 있다. IZO막과 Al-Nd의 선택비를 높이기 위해 40℃에서 10분간 처리한 결과 IZO 막은 100% 식각되었고, Al-Nd 막은 2%이내의 식각을 보였다. As can be seen from the above table, it can be seen that the conventional aqua regia etchant or ferric chloride etchant heavily affects Al-Nd while the IZO film is etched, and in the case of etching according to the present invention, You can see that. To increase the selectivity of IZO film and Al-Nd, the IZO film was etched 100% and the Al-Nd film was less than 2%.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 식각 공정시 포토레지스트 등의 광반응 물질에 어텍이 없고 식각 공정 후에 잔사 발생이 없는 식각액을 제공하여, 표시 장치 등의 전자 부품 기판의 제조에 있어서 생산성을 향상시킬 수 있다.As described above, the etchant composition according to the present invention provides an etchant having no attack on a photoreactive material such as a photoresist during the etching process and no residue after the etching process, thereby manufacturing an electronic component substrate such as a display device. Productivity can be improved.

도 1 은 막질을 종래의 왕수계로 식각한 SEM 사진 (A)과, 본 발명에 따른 식각액 조성물로 식각한 SEM 사진 (B)을 보여주는 도면이다 (도 1에서 보는 바와 같이, 왕수계 식각액으로 식각한 경우, CD-손실 (CD-loss) 이 크다).1 is a view showing a SEM image (A) of etching the film quality in a conventional aqua regia and an SEM image (B) of the etching solution composition according to the present invention (as shown in Figure 1, etching with aqua regia etchant In one case, the CD-loss is large).

Claims (8)

조성물 총 중량에 대하여, 1~15 중량% 의 황산, 0.1~7.0 중량%의 보조산화제, 0.01~3.0 중량% 의 잔사제거제, 및 잔량의 물을 포함함을 특징으로 하는 인듐 산화막 (IZO(Indium Zinc Oxide) 막)의 식각액 조성물.An indium oxide film (IZO (Indium Zinc) comprising 1 to 15% by weight of sulfuric acid, 0.1 to 7.0% by weight of auxiliary oxidizing agent, 0.01 to 3.0% by weight of residue removing agent, and residual amount of water, based on the total weight of the composition. Oxide) membrane) etching solution composition. 제 1 항에 있어서, 조성물 총 중량에 대하여, 황산 1~15 중량%, 보조산화제로서 활성산소를 지니는 형태의 화합물 0.1~7.0 중량%, 잔사 제거제로서 할로겐족 원소를 함유하는 형태의 화합물 0.01~3.0 중량%, 및 잔량의 물을 포함함을 특징으로 하는 인듐 산화막의 식각액 조성물.The compound according to claim 1, which is 1 to 15% by weight of sulfuric acid, 0.1 to 7.0% by weight of a compound having active oxygen as an auxiliary oxidant, and 0.01 to 3.0% by weight of a compound containing a halogen element as a residue remover. %, And a residual amount of water, the etching liquid composition of the indium oxide film. 제 2 항에 있어서, 상기 활성산소를 지니는 형태의 화합물이 옥손(갈륨 모노퍼술페이트), K2S2O8, Na2S2O8, (NH 4)2S2O8, H2O2 로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인듐 산화막의 식각액 조성물.The method of claim 2, wherein the active oxygen-containing compound is oxone (gallium monopersulfate), K 2 S 2 O 8 , Na 2 S 2 O 8 , (NH 4 ) 2 S 2 O 8 , H 2 O Etching liquid composition of the indium oxide film, characterized in that selected from the group consisting of two . 제 2 항에 있어서, 상기 할로겐족 원소를 함유하는 형태의 화합물이 NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, NH4 F-HF, KF, KHF2, AlF3, HBF4, NaCl, NH4Cl, KCl, AlCl3, FeCl3, MgCl2로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인듐 산화막의 식각액 조성물.The compound according to claim 2, wherein the compound containing the halogenated element is NaF, NaHF 2 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NH 4 BF 4 , NH 4 F-HF, KF, KHF 2 , AlF 3 , HBF 4 , NaCl, NH 4 Cl, KCl, AlCl 3 , FeCl 3 , MgCl 2 The etching liquid composition of the indium oxide film, characterized in that selected from the group consisting of. 제 2 항에 있어서, 상기 물이 탈이온수임을 특징으로 하는 인듐 산화막의 식각액 조성물.The etchant composition of claim 2, wherein the water is deionized water. 제 2 항에 있어서, 계면활성제, 금속 이온 봉쇄제 및 부식 방지제로 구성된 군에서 선택되는 첨가제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 인듐 산화막의 식각액 조성물. The etchant composition according to claim 2, further comprising an additive selected from the group consisting of surfactants, metal ion sequestrants and corrosion inhibitors. IZO 막을 형성하는 것을 포함하는 전자 부품 기판의 제조 과정 중, 상기 형성된 IZO 막의 식각 방법에 있어서, 하기의 단계를 포함함을 특징으로 하는 식각 방법:An etching method of etching the formed IZO film during the manufacturing process of an electronic component substrate comprising forming an IZO film, the etching method comprising: 1) 상기 기판상의 IZO막을 형성하는 단계;1) forming an IZO film on the substrate; 2) 상기 IZO막 상에 선택적으로 포토레지스트 물질을 남기는 단계; 및 2) selectively leaving a photoresist material on the IZO film; And 3) 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 식각액 조성물을 적용하여 식각하는 단계.3) etching by applying the etchant composition according to any one of claims 1 to 6. 제 7 항에 있어서, 상기 전자 부품 기판이 액정디스플레이용 소자 기판임을 특징으로 하는 식각 방법.The etching method according to claim 7, wherein the electronic component substrate is an element substrate for a liquid crystal display.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101362035B1 (en) * 2007-05-09 2014-02-11 엘지디스플레이 주식회사 method for manufacturing flexible display substrate
KR101531688B1 (en) * 2008-11-12 2015-06-26 솔브레인 주식회사 Etchant for transparent conductive ITO films
EP3608449A1 (en) * 2018-07-25 2020-02-12 The Boeing Company Compositions and methods for activating titanium substrates

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