KR20080009865A - 고 식각속도 인듐산화막 식각용액 - Google Patents

고 식각속도 인듐산화막 식각용액 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 금속막 식각용액에 관한 것으로서, 조성물의 총 중량에 대해 10 내지 30 중량%의 염산과; 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 20 중량%의 질산과 0.5 내지 15 중량%의 식각 속도 개선제와; 조성물의 총 중량에 대해 나머지 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 금속막 식각용액으로, 인듐산화막 내지 인듐산화막을 포함하는 단일막 또는 다층막을 식각할 경우, 매우 양호한 식각특성을 제공할 수 있다. 더욱이, 액정표시장치용 어레이기판 또는 컬러필터기판의 제조시 본 발명에 따른 금속막 식각용액을 사용하는 경우 식각속도의 조절이 가능하며, 양호한 프로파일을 얻을 수 있으며, 식각 장비의 부식도 막을 수 있다.
액정표시장치용 어레이기판, 액정표시장치용 컬러필터기판, 금속막, 식각, 염산, 질산, 식각 속도 개선제.

Description

고 식각속도 인듐산화막 식각용액{HIGH ETCH RATE INDIUM OXIDE ETCHANT}
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 금속막 식각용액을 이용한 액정표시장치용 어레이기판 제조과정을 나타낸 도면,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 금속막 식각용액을 이용한 액정표시장치용 컬러필터기판 제조과정을 나타낸 도면,
도 3은 기존 식각액으로 인듐산화막을 식각한 후, 표면의 주사전자현미경 사진이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 금속막 식각용액으로 인듐산화막을 식각한 후, 표면의 주사전자현미경 사진이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 기판 20 : 금속층
20a : 게이트 전극 30 : 게이트 절연층
40 : 엑티브층 41 : 옴익콘텍층
50 : 소스전극 51 : 드레인전극
60 : 절연막 70 : 화소전극
110 : 기판 120 : 블랙매트릭스
130a : 컬러레지스트 블루 130b : 컬러레지스트 그린
130c : 컬러레지스트 레드 140 : 투명전극
본 발명은, 금속막 식각용액에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인듐산화막 내지 인듐산화막을 포함하는 단일막 또는 다층막을 식각할 수 있는 금속막 식각용액에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판, 그리고 두 기판 사이에 주입되어 있는 액정층으로 이루어진 액정패널을 포함한다.
액정층은 두 기판의 가장자리 둘레에 인쇄되어 있으며 액정층을 가두는 봉인제로 결합되어 있다. 액정패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 백라이트 유닛이 위치하고 있다. 백라이트에서 조사된 빛은 액정분자의 배열상태에 따라 투과량이 조절된다.
박막트랜지스터 기판에는 액정층에 신호를 전달하기 위해 배선이 형성되어 있다. 박막트랜지스터 기판의 배선은 게이트 배선과 데이터 배선을 포함한다.
게이트배선은 게이트 신호가 인가되는 게이트라인과 박막트랜지스터의 게이트전극을 포함하며, 데이터배선은 게이트배선과 절연되어 데이터신호를 인가하는 데이터라인과 박막트랜지스터의 데이터전극을 구성하는 드레인전극과 소스전극을 포함한다. 여기서, 드레인전극을 통해 들어오는 신호는 투명한 금속으로 마련된 투명전극에 의해 직접 액정 측에 전달된다.
액정 측에 전달된 신호에 의해 액정은 일정한 방향성을 획득하고 백라이트에서 조사된 빛의 투과량이 결정된다. 이렇게 투과된 빛들은 상부의 컬러필터 기판에 도포된 컬러레지스트 (빨강red, 초록green, 파랑blue)를 거쳐 각각의 색을 구현하게 된다. 이때 상부 컬러필터 기판에도 액정의 방향성을 조절하기 위해 투명 전극을 배치하게 된다.
이러한 투명 전극은 인듐산화막 내지 인듐산화막과 주석산화막의 합금 단일층으로 이루어질 수도 있고, 각 금속 또는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물성을 얻기 위하여 다중층으로 형성할 수도 있다.
기판 소재상에 증착된 이러한 다중층은 식각을 통하여 패터닝된다. 식각에는 건식식각과 습식식각이 있는데, 균일하게 식각되고 생산성이 높은 습식식각이 많이 사용된다.
이러한 투명 전극의 습식식각에 사용되는 식각용액의 한 예로서, 염산, 질산 및 물을 포함하는 식각용액 또는 염산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 식각용액을 사용하여 식각하는 기술이 한국등록특허 제 1998-0008223호에 제시된 바 있다.
그러나, 염산, 질산 혹은 염산, 질산 및 아세트산으로 이루어진 식각용액에서는 조성을 변화시켜도 식각속도를 급격하게 조절하는 데는 한계가 있다. 또한 염산의 농도가 높을 경우 식각 장비에 사용되는 재질을 공격하여 장비를 부식시키게 된다. 이에 본 출원인은 식각 속도를 원활하게 조절할 수 있고 장비의 부식을 효과적으로 줄이거나 방지할 수 있는 특성을 갖는 금속막 식각용액을 개발하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은, 인듐산화막 내지 인듐산화막을 포함하는 단일막 또는 다층막을 식각시 넓은 범위에서 식각 속도를 조절할 수 있고, 식각 장비의 부식을 줄이거나 방지할 수 있는 금속막 식각용액을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 조성물의 총 중량에 대해 10 내지 30 중량%의 염산과; 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 20 중량%의 질산과 0.5 내지 15 중량%의 식각 속도 개선제와; 조성물의 총 중량에 대해 나머지 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액에 의해 달성된다.
여기서, 상기 식각 속도 개선제는 무기산 및 과산화된 무기산 내지 이들에서 파생되는 염으로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 과염소산, 인산, 황산 또는 이들 산에서 하나 이상의 수소가 암모늄염 내지 알칼리금속 내지 알칼리토금속으로 치환된 염으로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
그리고, TFT-LCD의 화소전극 또는 투명전극 형성용 다층 또는 단일 금속막의 식각에 사용되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은 본 발명에 따라, (a)기판 상에 금속층을 형성하는 단계와; (b)금속층을 식각하여 게이트 전극을 형성하는 단계와; (c)게이트 전극 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계와; (d)게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계와; (e)반도체층 상에 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와; (f) 소스 및 드레 인전극 상에 투명전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 (f)단계에서는 상기 금속막 식각용액으로 식각하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법에 의해서 달성된다. (도 1 참조)
한편 컬러필터기판은 (a) 기판상에 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; (b) 컬러레지스트 중 블루(blue)를 형성하는 단계와; (c) 컬러레지스트 중 그린(green)을 형성하는 단계와; (d) 컬러레지스트 중 레드(red)를 형성하는 단계와; (e) 컬러레지스트층 상에 투명전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 (e)단계에서 상기 금속막 식각용액으로 식각하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 컬러필터기판의 제조방법에 의해서 달성된다. (도 2 참조)
이하에서는 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 금속막 식각용액은, TFT-LCD의 화소전극 또는 투명전극용으로 사용되는 인듐산화막 내지 인듐산화막을 포함하는 단일막 또는 다층막을 식각하기 위한 용액이다.
여기서, 화소전극 또는 투명전극을 형성하는데 사용되는 인듐산화막의 예로서 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide, 이하 'IZO'로 칭함)막, 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide, 이하 'ITO'로 칭함)막 등을 들 수 있다.
여기서, IZO는 In2O3와 ZnO가 적정비율로 혼합되어 있는 산화물이고, ITO는 In2O3와 SnO2가 적정비율로 혼합되어 있는 산화물이며, ITO의 경우 스퍼터링 및 어닐링 방법에 따라 결정질과 비결정질로 구분된다. 본 발명에서는 결정질 ITO에 대 한 식각용액으로써 바람직하게 작용된다.
이러한 금속막 등을 식각하는 본 발명에 따른 금속막 식각용액은 조성물의 총 중량에 대해 10 내지 30 중량%의 염산과; 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 20 중량%의 질산과 0.5 내지 15 중량%의 식각 속도 개선제와; 조성물의 총 중량에 대해 나머지 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액에 의해 달성된다.
염산은 주산화제로서, 10 중량% 미만인 경우 식각력이 부족하여 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있으며, 30 중량%를 초과하는 경우 식각력이 과다하여 식각되고 남아있는 금속막의 면적이 작아질 수 있고 높은 부식력으로 인해 식각 장비의 재질을 부식시켜 장비 사용에 문제를 발생시키게 된다.
질산은 보조산화제로서 작용하여, 식각속도를 조절해주고 잔사를 제거하는 역할을 한다. 식각속도와 잔사를 조절하기 위해 조성비를 2 중량% 부터 20 중량% 까지 다양하게 적용시킬 수 있다. 질산이 2 중량% 미만일 경우 기판에 잔사가 발생할 수 있으며, 20 중량% 초과일 경우에는 식각력 및 부식력의 과다로 인해 금속 배선으로서의 역할 수행에 지장을 주거나, 장비의 부식 문제를 야기할 수 있다.
식각 속도 개선제는 식각도움제로서, 주산화제에 의해 식각이 개시될 때 금속막의 표면을 활성화시켜주며, 식각이 일어나는 과정 중에서 일부 부족한 식각력을 보완하여 주산화제만으로 조절할 수 없는 영역까지 식각 속도를 조절하는 역할을 한다. 상기 식각 속도 개선제가 0.5 중량% 미만일 경우, 염산, 질산의 함량 조절 만으로는 식각 속도의 조절에 한계가 있으며, 기판 대형화에 따른 일부 부분에 서 잔사를 야기할 수도 있다. 또한 15 중량% 초과일 경우 과산화된 화합물의 특성상 장비 부식이 발생할 수 있고, 금속 배선의 단선을 초래할 수도 있다.
여기서, 식각 속도 개선제는 무기산 및 과산화된 무기산 내지 이들에서 파생되는 염으로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 과염소산, 인산, 황산 또는 이들 산에서 하나 이상의 수소가 암모늄염 내지 알칼리금속 내지 알칼리토금속으로 치환된 염으로 구성된 군에서 선택되는 것이다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 물의 비저항 값(즉, 물속에 이온이 제거된 정도)이 18 ㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예를 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
식각특성 시험
결정질 ITO 단일막 기판을 준비하였다. 염산, 질산, 과염소산 및 잔량의 물을 표 1에 기재된 전체 조성물의 총 중량에 대한 조성비로 함유하는 식각액을 180 kg이 되도록 제조하였다. 분사식 식각 방식의 실험장비 (KDNS사 제조, 모델명: ETCHER(TFT)) 내에 제조된 식각액을 넣고 온도를 40 ℃ 로 세팅하여 가온한 후, 온도가 40 ±0.5 ℃에 도달하면 식각 공정을 수행하였다. 　O/E(Over Etch)를 패드부분의 EPD(End Point Detection)를 기준으로 하여 30 %를 주어 실시하였다. 　기판을 넣고 분사를 시작하여 식각이 종료되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장 치를 이용하여 건조하고, 포토 레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토 레지스트를 제거하였다. 　세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM ; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 식각 프로파일을 경사각, 사이드 식각 CD (critical dimension) 손실, 식각 잔류물 등으로 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한 장비에 사용되는 재질들을 제조된 식각액에 침적시켜 부식 여부를 평가하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
<표1> 식각 특성 실험
조성(중량%) (염산/질산/과염소산/물) 식각속도 (Å/초) 식각특성
실시예 1 10/4/2/84 6.8 ○
실시예 2 15/4/2/79 11.3 ◎
실시예 3 20/4/2/74 13.7 ◎
실시예 4 25/4/2/69 15.6 ◎
실시예 5 30/4/2/64 22.1 ◎
실시예 6 20/10/2/68 15.5 ◎
실시예 7 20/20/2/58 17.2 ◎
실시예 8 10/4/5/81 8.5 ◎
실시예 9 12/4/5/79 11.3 ◎
실시예 10 12/4/10/74 14.6 ◎
실시예 11 12/4/15/69 18.6 ◎
실시예 12 15/6/5/74 12.0 ◎
비교예 1 5/4/2/89 × 식각안됨
비교예 2 32/4/2/62 25.3 ◎
비교예 3 15/0/5/80 6.4 △
비교예 4 15/25/2/58 10.0 △
비교예 5 10/4/0/86 2.2 ×
비교예 6 20/4/0/76 7.4 ○
비교예 7 12/4/20/64 17.6 △
◎: 우수 2) ○: 양호 3) △: 보통 4) ×: 불량
<표2> 장비 재질 부식성 실험
조성(중량%) (염산/질산/과염소산/물) PVC SUS 304 SUS316 O-ring 류
실시예 1 10/4/2/84 ○ △ ○
실시예 2 15/4/2/79 ○ △ ○
실시예 3 20/4/2/74 ○ △ ○
실시예 4 25/4/2/69 ○ △ ○
실시예 5 30/4/2/64 △ △ ○
실시예 6 20/10/2/68 △ △ ○
실시예 7 20/20/2/58 △ △ ○
실시예 8 10/4/5/81 ○ △ ○
실시예 9 12/4/5/79 ○ △ ○
실시예 10 12/4/10/74 ○ △ ○
실시예 11 12/4/15/69 ○ △ ○
실시예 12 15/6/5/74 ○ △ ○
비교예 1 5/4/2/89 ○ △ ○
비교예 2 32/4/2/62 × × ×
비교예 3 15/0/5/80 ○ △ ○
비교예 4 15/25/2/58 × × ×
비교예 5 10/4/0/86 ○ △ ○
비교예 6 20/4/0/76 △ × △
비교예 7 12/4/20/64 × × ×
◎: 우수 2) ○: 양호 3) △: 보통 4) ×: 불량
표 1, 표 2 에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예의 금속막 식각용 액을 사용하여 식각하면, 양호한 식각특성과 장비 부식 방지 정도를 확인할 수 있다.
실시예와 비교된 결과를 보면, 염산과 질산의 함량이 같더라도 식각 속도 개선제가 포함되지 않으면 (실시예 1과 비교예 5 및 실시예 3과 비교예 6) 식각속도가 현저하게 떨어지는 것을 알 수 있으며, 일정 수준의 식각 속도를 부여하기 위해서는 염산 혹은 질산의 함량을 증가시켜야 하는데(비교예 2, 비교예 4), 이럴 경우 PVC 나 SUS, O-ring 등에 부식을 일으켜 장비 운용상에 문제가 야기될 수 있다. 상기 비교예 6에 따른 금속막 식각용액으로 인듐산화막을 식각한 후 표면의 주사현미경사진을 도 3에 나타내었다. 그러나, 본 발명에 따른 식각 속도 개선제를 첨가할 경우, 낮은 염산, 질산 농도에서도 충분히 원하는 식각속도로 조절 가능하면서, 장비의 부식성은 그다지 증가하지 않기 때문에 운용상에 문제가 발생되지 않는다.
그리고, 상기 실시예 3 및 실시예 9에 따른 금속막 식각용액으로 인듐산화막을 식각한 후 표면의 주사전자현미경 사진을 각각 도 4a 및 도 4b에 나타내었다. 즉, 잔사 발생 및 배선의 직선성을 보유하면서, 적당한 정도의 식각속도를 부여할 수 있기 때문에 공정상에 많은 이득을 얻을 수 있다.
그리고, 염산, 질산 만으로 구성된 종래의 식각액의 경우 장비 부식이 일어나지 않는 범위 내에서는 9 Å/sec 이상의 식각속도를 부여할 수 없으며, 공정 조건 상에 한계를 나타낸다. 식각속도를 증가시키기 위해서는 염산의 농도를 30 중량% 이상 함유되어야 하는데, 이런 경우 식각 장비의 주재료인 PVC, SUS, O-ring 류에 치명적인 부식을 수반한다
한편, 이하에서는 본 발명에 따른 금속막 식각용액을 이용한 액정표시장치용 어레이기판 내지 컬러필터기판 제조과정을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 금속막 식각용액을 이용한 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은 (a)기판 상에 금속층을 형성하는 단계와; (b)금속층을 식각하여 게이트 전극을 형성하는 단계와; (c)게이트 전극 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계와; (d)게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계와; (e)반도체층 상에 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와; (f) 소스 및 드레인전극 상에 투명전극을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1a 내지 도 1f를 참조하여, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1a에 도시된 바와 같이 기판(10)상에 스퍼터링법으로 금속층(20)을 증착한 후, 금속막 식각용액으로 식각하여, 도 1b에 도시된 바와 같이 게이트전극(20a)을 형성한다. 여기서, 기판상(10)에 증착되는 금속층(20)은 알루미늄, 알루미늄합금, 몰리브덴 및 몰리브덴합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막으로 마련되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서 금속층(20)을 기판(10) 상에 형성하는 방법으로 스퍼터링법을 사용하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 형성된 게이트전극(20a) 상부에 질화실리콘(SiNX)을 증착하여 게이트 절연층(30)을 형성한다. 여기서, 게이트 절연층(30)을 질화실리콘(SiNx)으로 형성한다고 설명하였으나 이에 한정되는 것이 아니 라 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 각종 무기절연물질중에서 선택된 물질을 사용하여 게이트 절연층(30)을 형성할 수 있다.
게이트 절연층(30) 상에 화학증기증착(CVD)방법을 이용하여 반도체층(40,41)을 형성한다. 즉, 순차적으로 엑티브층 (active layer)(40)과 옴익콘텍층 (ohmic contact layer)(41)을 형성한 후, 건식식각을 통해 도 1d에 도시된 바와 같이, 패턴을 형성한다.
여기서, 엑티브층(40)은 일반적으로 순수한 비정질 실리콘 (a-Si:H)으로 형성하고, 옴익콘텍층(41)은 불순물이 포함된 비정질 실리콘 (n+a-Si:H)으로 형성한다. 이러한 엑티브층(40)과 옴익콘텍층(41)을 형성할 때 화학증기증착(CVD)방법을 이용한다고 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 옴익콘텍층(41) 위에 스퍼터링법을 통해 금속층을 증착하고 금속막 식각용액으로 식각하여 도 1e에 도시된 바와 같이, 소스전극(50)과 드레인전극(51)을 형성한다. 여기서, 금속층은 알루미늄, 알루미늄합금, 몰리브덴 및 몰리브덴합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막으로 마련되는 것이 바람직하다.
소스 전극(50)과 드레인 전극(51)이 형성된 기판(10) 전면에 질화 실리콘(SiNx)과 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연그룹 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함한 유기절연물질 그룹 중 선택하여 단층 또는 이중층으로 절연막(60)을 형성한 후, 절연막(60)이 형성된 기판(10)의 전면에 스퍼터링법을 통해 인듐산화막[ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide)]과 같은 투명한 도전물질을 증착하고 본 발명에 따른 금속막 식각용액으로 식각하여, 도 1f에 도시된 바와 같이, 화소전극(70)을 형성한다.
본 발명에 따른 금속막 식각용액을 이용한 액정표시장치용 컬러필터기판 제조방법은 (a) 기판상에 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; (b) 컬러레지스트 중 블루를 형성하는 단계와; (c) 컬러레지스트 중 그린을 형성하는 단계와; (d) 컬러레지스트 중 레드를 형성하는 단계와; (e) 컬러레지스트층 상에 투명전극을 형성하는 단계를 포함한다. (도 2 참조)
도 2a 내지 도 2e를 참조하여, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2a에 도시된 바와 같이 기판(110)상에 크롬 내지 크롬산화막을 증착하거나, 유기물로 구성된 막을 증착한 후, 금속막 식각용액으로 식각하여 블랙매트릭스층 (120) 을 형성한다.
도 2b에 도시된 바와 같이 형성된 블랙매트릭스층 상에 컬러레지스트 블루를 도포한 후 노광 공정을 거쳐 블루층(130a)를 형성한 후,
컬러레지스트 그린을 도포한 후 노광 공정을 거쳐 그린층(130b)를 형성한 후, (도 2c)
컬러레지스트 레드를 도포한 후 노광 공정을 거쳐 레드층(130c)를 형성한다. (도 2d)
형성된 컬러레지스트층 상에 스퍼터링법을 통해 인듐산화막[ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide)]과 같은 투명한 도전물질을 증착하고 본 발명에 따른 금속막 식각용액으로 식각하여, 도 2e에 도시된 바와 같이, 투명전극(140)을 형성한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 액정표시장치용 어레이기판 또는 컬러필터기판의 제조방법에 있어서, 본 발명에 따른 금속막 식각용액을 사용하는 경우 낮은 수준의 염산 및 질산 함량에서도 식각 속도 개선제를 첨가함으로써 공정상에 이득을 얻을 수 있는 높은 식각속도를 부여할 수 있다.
본 발명에 따른 금속막 식각용액으로, 인듐산화막 내지 인듐산화막을 포함하는 단일막 또는 다층막을 식각할 경우, 매우 양호한 식각특성을 제공할 수 있으며, 더욱이, 염산과 질산 만으로 이루어진 기존 식각액에 식각 속도 개선제를 첨가함으로써 공정상 이득을 얻을 수 있는 높은 식각속도를 부여하면서도 식각장비에 부식을 일으키지 않는 장점을 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 조성물의 총 중량에 대해 10 내지 30 중량%의 염산과;
    조성물의 총 중량에 대해 2 내지 20 중량%의 질산과;
    조성물의 총 중량에 대해 0.5 내지 15 중량%의 식각 속도 개선제와;
    나머지 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 식각 속도 개선제는 무기산 및 과산화된 무기산 내지 이들에서 파생되는 염으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 식각 속도 개선제는 과염소산, 인산, 황산 또는 이들 산에서 하나 이상의 수소가 암모늄염 내지 알칼리금속 내지 알칼리토금속으로 치환된 염으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    TFT-LCD의 화소전극 또는 투명전극 형성용 다층 또는 단일 금속막의 식각에 사용되는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액.
  5. (a)기판 상에 금속층을 형성하는 단계와;
    (b)상기 금속층을 식각하여 게이트 전극을 형성하는 단계와;
    (c)상기 게이트 전극 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계와;
    (d)상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계와;
    (e)상기 반도체층 상에 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와;
    (f)상기 소스 및 드레인전극 상에 화소전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 (f)단계에서는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 금속막 식각용액으로 식각하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
  6. (a)기판 상에 블랙매트릭스층을 형성하는 단계와;
    (b)상기 블랙매트릭스 상에 컬러레지스트 블루층을 형성하는 단계와;
    (c)상기 블랙매트릭스 상에 컬러레지스트 그린층을 형성하는 단계와;
    (d)상기 블랙매트릭스 상에 컬러레지스트 레드층을 형성하는 단계와;
    (e)상기 컬러레지스트층 상에 화소전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 (e)단계에서는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 금속막 식각용액으로 식각하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 컬러필터기판의 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기(f) 단계는 상기 화소전극으로 인듐산화막을 상기 금속막 식각용액으로 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기(e) 단계는 상기 투명전극으로 인듐산화막을 상기 금속막 식각용액으로 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 컬러필터기판의 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101407238B1 (ko) * 2012-08-30 2014-06-13 재영솔루텍 주식회사 금속-플라스틱 결합체 제조 방법
CN103911157A (zh) * 2012-12-28 2014-07-09 东友精细化工有限公司 用于金属氧化物层的蚀刻剂组合物
CN103911158A (zh) * 2012-12-28 2014-07-09 东友精细化工有限公司 用于金属氧化物层的蚀刻剂组合物

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010083488A (ko) * 2000-02-15 2001-09-01 김순택 블랙매트릭스 식각액 및 블랙매트릭스의 형성 방법
KR20050042963A (ko) * 2003-11-04 2005-05-11 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 제조 방법
KR100494699B1 (ko) * 2001-12-04 2005-06-13 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치의 칼라필터 제조방법
KR20050067934A (ko) * 2003-12-29 2005-07-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 금속 배선의 형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치의제조방법
JP2005350708A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Okuno Chem Ind Co Ltd エッチング処理用組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010083488A (ko) * 2000-02-15 2001-09-01 김순택 블랙매트릭스 식각액 및 블랙매트릭스의 형성 방법
KR100494699B1 (ko) * 2001-12-04 2005-06-13 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치의 칼라필터 제조방법
KR20050042963A (ko) * 2003-11-04 2005-05-11 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 제조 방법
KR20050067934A (ko) * 2003-12-29 2005-07-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 금속 배선의 형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치의제조방법
JP2005350708A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Okuno Chem Ind Co Ltd エッチング処理用組成物

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101407238B1 (ko) * 2012-08-30 2014-06-13 재영솔루텍 주식회사 금속-플라스틱 결합체 제조 방법
CN103911157A (zh) * 2012-12-28 2014-07-09 东友精细化工有限公司 用于金属氧化物层的蚀刻剂组合物
CN103911158A (zh) * 2012-12-28 2014-07-09 东友精细化工有限公司 用于金属氧化物层的蚀刻剂组合物

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