KR20050113042A - 습식 식각 방법 - Google Patents

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KR20050113042A KR1020040038531A KR20040038531A KR20050113042A KR 20050113042 A KR20050113042 A KR 20050113042A KR 1020040038531 A KR1020040038531 A KR 1020040038531A KR 20040038531 A KR20040038531 A KR 20040038531A KR 20050113042 A KR20050113042 A KR 20050113042A
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Abstract

본 발명은 막이 형성된 기판을 식각액이 담겨있는 식각조로 반송롤러로 이송하는 단계; 상기 식각조에서 상기 기판이 식각액에 침지된 상태에서 스프레이 노즐을 통하여 상기 기판에 식각액을 스프레이 하는 단계; 및 스프레이를 멈추고 식각후 배출관을 통하여 식각액을 배출관을 통하여 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법을 제공한다.

Description

습식 식각 방법{wet etching method}
본 발명은 습식 식각 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스프레이 방식과 침지 방식을 결합한 습식 식각 방법에 관한 것이다.
평판디스플레이(FPD)에 박막트랜지스터(TFT)의 도입으로 인하여 안정적인 휘도, 저전압구동, 고해상도 및 대형디스플레이를 구현할 수 있게 되었다.
통상적으로 박막트랜지스터는 반도체층, 소오스/드레인 전극, 게이트 전극으로 이루어져 있으며, 박막(thin film) 증착, 사진(photolithography), 식각(etching) 및 세정(cleaning)의 제조 공정을 통해 형성된다.
여기서, 상기 식각 공정은 사진공정에 의해서 Al, Cr, Ta, Mo 및 이들의 합금과 같은 금속박막과 ITO 박막의 상부에 형성된 포토레지스트 패턴의 형태에 따라 식각함으로서 소오스/드레인 전극 및 게이트 전극을 형성할 수 있다.
이러한 식각 공정은 크게 건식 식각 방법이거나 습식 식각 방법을 이용할 수 있다.
여기서, 건식 식각 방법은 비등방성(Anisotropic)식각으로서, 물리적인 힘에 의해 순간적으로 큰 에너지를 가지는 이온들을 기판에 가속시킴으로서 식각하는 스퍼터링 식각 방법, 일정 압력하에서 반응 가스를 플라즈마 방전시켜 라디칼, 이온을 생성하게 되는데, 여기서 생성된 라디칼이 화학적인 반응에 의해 식각하는 플라즈마 식각 방법과 생성된 이온이 박막 표면에 충돌함으로서 식각하는 반응 이온 식각 방법이 있다.
상기 습식 식각 방법은 화학 용액을 이용하여 식각하는 방법으로서, 건식 식각 방법에 비해 습식 식각 장치의 자동화에 따라 생산성이 우수하며, 식각막과 피식각막의 식각 선택비가 우수하며, 초기 장비의 시설 투자비가 저렴하고, 대면적 기판처리에 있어서 식각 균일도가 뛰어난 장점을 가지고 있다.
이러한 습식 식각 방법은 주로 금속 또는 투명전극을 식각할 때 주로 사용되어지는 방법으로서, 식각하고자 원하는 재료를 식각액에 완전히 담그는 침지방식과 식각액을 스프레이 장치를 이용하여 박막의 표면에 스프레이하여 식각하는 스프레이 방식이 있으며, 두 방식을 혼합하여 이용하기도 한다.
상기 침지 방식은 한번의 공정에서 여러 장의 기판을 식각할 수 있으므로 대량 생산이 가능하며, 대면적의 기판을 균일하게 식각할 수 있으며, 생산 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 상기 기판이 금속 이거나 투명 전극일 경우에 있어서, 식각액에 침지한 상태에서 기판 표면에 생성될 수 있는 파티클과 식각액과 금속막의 화학 반응으로 인하여 미세한 기포가 생성되어 금속막상에 착상함으로써 금속막 표면에 식각이 이루어지지 않는 부분이 생겨 박막 표면에 얼룩이 생기게 되므로 화상 품질을 떨어뜨릴수 있다.
또한, 도 1은 종래의 침지 습식 식각 방법에 의하여 두 금속의 적층막을 식각한 실제 단면 사진이다.
도 1에서와 같이, 서로 다른 두 금속의 적층막을 예를 들면, MoW/AlNd거나 MoW/AlNd/MoW등의 적층막을 식각할 때, 이 두 금속 사이에는 EMF(Electro Motive Force)가 서로 다르기 때문에 이 금속의 적층막이 전해질속에 서로 공존하게 되면 전기화학 반응에 의해 기본적으로 가지고 있는 각각 금속 박막의 식각 비율이 서로 달라지게 되어 식각 단면 상이 언더컷 등의 불합리한 형상으로 식각될 수 있다.
한국특허 등록번호 10-0423251호는 침지 방식과 스프레이 방식이 결합된 습식 식각 방법에 대해 개시하고 있다. 상기 특허에서 게이트 배선을 식각 비율이 다른 두 금속을 적층하고 습식 식각 방법에 의해 식각함으로서 경사가 진 게이트 배선을 형성할 수 있다. 여기서, 습식 식각 방법은 침지방식-스프레이방식을 결합한 식각방법으로서 미소한 기포에 의한 잔류 패턴을 방지하기 위하여 침지방식- 스프레이 방식-침지방식을 2회 이상을 반복해야 한다는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스프레이 방식과 침지 방식을 결합한 습식 식각 방법에 있어서, 식각할 막이 형성된 기판을 침지한 상태에서 스프레이를 반복적으로 스프레이함으로서 기포 및 파티클에 의한 식각의 불균일도를 낮추고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 식각할 막이 형성된 기판을 습식식각하는 방법으로서, 상기 기판을 침지한 상태에서 스프레이 하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 막이 형성된 기판을 식각액이 담겨있는 식각조로 반송롤러로 이송하는 단계; 상기 식각조에서 상기 기판이 식각액에 침지된 상태에서 스프레이 노즐을 통하여 상기 기판에 식각액을 스프레이 하는 단계;및 스프레이를 멈추고 식각후 배출관을 통하여 식각액을 배출관을 통하여 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 의한 침지 및 스프레이 습식 식각 방법에 관하여 도 2를 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 침지 방식 및 스프레이 방식이 결합된 습식 식각 장치에 관한 전면도이다.
도 2를 참고하면, 습식식각 장치는 식각이 일어나는 식각조(10)와 상기 식각조(10)에 기판을 운반하는 반송롤러(20)와, 상기 반송롤러의 상에 이격되게 위치하며, 상기 기판에 식각액을 도포하기 위한 다수의 스프레이노즐(30)과, 상기 스프레이노즐에 식각액을 공급하는 공급관(40)과, 상기 식각조에서 식각액이 배출되는 배출관(50)과, 상기 공급관을 통하여 스프레이노즐(30)에 스프레이액을 운반하기 위한 원동력인 펌프(60) 및 식각액이 저장하는 약액조(70)로 이루어져 있다.
상기 식각조(10)는 기판이 침지에 의한 식각과 스프레이에 의한 식각이 동시에 이루어지는 곳이다.
여기서, 침지에 의한 식각은 기판의 식각 균일도를 확보할 수 있으며, 스프레이에 의한 식각은 식각을 불균일하게 일으킬 수 있는 파티클과 기포를 제거하는데 유리하다.
이하, 상기 습식 식각 장치를 통하여 식각하는 공정은 다음과 같다.
상기 식각조(10)에 Al, Cr, Ta, Mo 및 이들의 합금으로 이루어진 금속 박막이거나 이들의 적층 구조를 가지는 금속막이거나 ITO 박막등의 상부에 사진 공정을 통해 형성된 포토레지스트 패턴을 포함한 기판을 상기 반송롤러(20)를 통하여 이동된다. 여기서, 상기 식각조는 식각액이 채워져 있으며, 상기 식각조에 운반된 기판은 식각액속에 완전히 침지하게 된다.
여기서, 상기 침지된 기판에 스프레이되는 식각액이 도달되기 위해 상기 기판은 식각조(10)에 채워져 있는 식각액의 표면으로부터 5 내지 10mm의 깊이로 침지하는 것이 더욱 더 바람직하다.
상기 침지한 기판 상으로 스프레이노즐(30)에 의해 식각액이 스프레이된다. 여기서, 상기 기판에 식각액을 균일하게 도포하기 위하여 상기 기판과 90°의 방향으로 진동하며 식각액을 스프레이한다.
또한, 상기 분사압은 상기 기판에 스프레이되는 식각액이 도달할 수 있도록 조절한다. 상기 분사압은 0.07 내지 0.1mPa의 범위내에서 스프레이하는 것이 바람직하다.
상기 기판상에 있는 금속막을 충분하게 식각하기 위해 기판을 침지하는 시간은 스프레이 하는 시간보다 길게 한다. 즉, 기판이 침지한 상태에서 스프레이 하는 시간과 스프레이가 정지된 시간을 반복적으로 수행하면서 스프레이한다. 이와 같이 스프레이 시간과 스프레이가 정지된 시간을 반복적으로 수햄함으로서, 침지 습식식각방식에서의 문제점인 기포에 의해 식각이 불균일하게 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 기판내로 식각액이 충분히 확산할 수 있는 시간을 줄 수 있다.
또한, 지속적으로 스프레이 노즐에서 순수한 식각액이 기판의 표면에 지속적으로 스프레이됨으로서 상기 기판과 식각액의 화학 반응이 지속적으로 진행됨에 따라 식각이 더 빠르게 진행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 식각 방법에 따른 서로 다른 두 금속의 적층막을 식각한 실제 단면도이다.
도 3에서와 같이, 본 발명에 따른 식각 방법으로 서로 다른 금속의 적층막을 식각을 함으로써 언더컷 등의 현상 없이 식각 단면이 사면이 될 수 있도록 식각할 수 있게 되었다.
본 발명에 따른 식각 방법으로 식각을 하게 되면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 식각 방법은 식각하고자 하는 막이 형성된 기판을 식각액에 침지한 가운데 스프레이를 해줌으로서, 식각 균일도를 향상시킬 수 있으며,
둘째, 식각을 더 빠르게 할 수 있으므로 생산성을 증대시킬수 있다.
또한, 셋째, 적층막의 경우 식각 단면 상이 언더컷이 없는 사면의 형상으로 식각이 되어 패널의 불량율을 줄일수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 침지 습식 방법에 의해 두 금속의 적층막을 식각한 실제 단면 사진이다.
도 2는 본 발명의 습식 식각 방법을 설명하기 위한 습식 식각 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 습식 식각 방법을 의해 두 금속의 적층막을 식각한 실제 단면 사진이다.

Claims (8)

  1. 막이 형성된 기판을 식각액이 담겨있는 식각조로 반송롤러로 이송하는 단계;
    상기 식각조에서 상기 기판이 식각액에 침지된 상태에서 스프레이 노즐을 통하여 상기 기판에 식각액을 스프레이 하는 단계;
    및 스프레이를 멈추고 식각후 배출관을 통하여 식각액을 배출관을 통하여 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 침지하는 시간은 스프레이하는 시간보다 긴 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스프레이는 스프레이와 스프레이 정지를 반복적으로 시행하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스프레이의 분사압은 침지한 기판에 도달할 수 있도록 설정하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 스프레이의 분사압은 0.07 내지 0.1 mPa인 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 식각조에서 식각액에 완전히 침지되는 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기판은 상기 식각조에서 식각액의 표면으로부터 5 내지 10 mm로 침지되는 것을 특징으로 하는 습식 식각 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 막은 Al, Cr, Ta, Mo 및 이들의 합금으로 이루어진 금속 박막이거나 이들의 적층 구조를 가지는 이층 구조의 금속막이거나 ITO 박막인것을 특징으로 하는 습식 식각 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107507792A (zh) * 2017-08-17 2017-12-22 深圳市华星光电技术有限公司 一种湿刻蚀装置及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9143104B2 (en) 2012-03-16 2015-09-22 Rohm Co., Ltd. Audio signal processing circuit, car audio apparatus using the same, audio component apparatus, electronic device and output audio signal generating method
US9524887B2 (en) 2013-01-08 2016-12-20 Samsung Display Co., Ltd. Etching apparatus for substrate and method of etching using the same
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