KR20080009866A - 은 또는 은합금의 배선 및 반사막 형성을 위한 식각용액 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 금속막 식각용액에 관한 것으로서, 조성물의 총 중량에 대해 30 내지 50중량%의 인산과; 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 10중량%의 질산과; 조성물의 총 중량에 대해 5 내지 40중량%의 초산과; 조성물의 총 중량에 대해 0.1 내지 10 중량%의 식각특성개선제와 조성물의 총 중량에 대해 나머지 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 금속막 식각용액으로, 은 또는 은합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막을 식각할 경우, 매우 양호한 식각특성을 제공할 수 있다. 더욱이, 액정표시장치용 어레이기판의 배선막, 또는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막 제조시 본 발명에 따른 금속막 식각용액을 사용하는 경우 적절한 식각속도를 부여할 수 있고, 대량 생산 공정에 양호한 프로파일을 얻을 수 있으며, 기판의 크기에 상관없이 식각균일성을 유지할 수 있다.
액정표시장치용 어레이기판, 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막, 금속막, 식각, 인산, 질산, 초산, 식각특성개선제
Description
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 금속막 식각용액을 이용한 액정표시장치용 어레이기판 제조과정을 나타낸 도면,
도 2은 본 발명에 따른 금속막 식각용액으로 액정표시장치용 어레이기판의 배선에 사용된 은합금을 식각한 표면의 주사전자현미경 사진,
도 3는 본 발명에 따른 금속막 식각용액으로 반사형 액정표시장치의 반사막에 사용된 은합금을 식각한 표면의 주사전자현미경 사진
도 4은 기존 발명에 따른 금속막 식각용액으로 은합금을 식각한 표면의 주사전자현미경 사진.
*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
본 발명은, 금속막 식각용액에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 은 또는 은합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막을 식각할 수 있는 금속막 식각용액에 관한 것이다.
일반적인 투과형 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판, 그리고 두 기판 사이에 주입되어 있는 액정층으로 이루어진 액정패널을 포함한다.
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.
이러한 배선은 금속 단일층 또는 합금 단일층으로 이루어질 수도 있고, 각 금속 또는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물성을 얻기 위하여 다중층으로 형성할 수도 있다.
배선 형성을 위해 일반적으로 알루미늄을 많이 사용하는데, 순수한 알루미늄은 화학약품에 대한 내식성이 약하고 후속공정에서 배선 결함문제를 야기할 수도 있으므로, 이를 보완하기 위해 알루미늄합금을 사용하거나 알루미늄 또는 알루미늄합금 위에 또 다른 금속층 예를 들어 몰리브덴, 크롬, 텅스텐, 주석 등의 금속층을 적층시킨 다중층을 사용하기도 한다.
그러나 근래에 들어 액정표시장치의 고해상도 및 대형화에 대한 요구가 증대되어 왔으며, 이를 실현하기 위해서 알루미늄 보다 낮은 저항을 가지는 금속막을 사용하고자 하는 연구가 계속되어 왔다. 이에 따라 알루미늄(비저항 : 2.65 μΩcm) 보다 낮은 저항을 가지는 은(비저항 : 1.59 μΩcm) 을 사용하여 배선을 형성하는 기술이 진행되어 왔다.
한편, 투과형 액정표시장치는 실외처럼 외부광이 강한 경우에는 화면이 잘 보이지 않는 단점이 있고, 백라이트를 쓰기 때문에 저전력 소비를 실현하기가 어려우며, 따라서 이동성에도 제한을 받고 있다. 이런 단점을 극복하기 위해서, 백라이트 없이 외부광을 이용한 반사형 액정표시장치와 외부광과 백라이트를 동시에 이용하여 실외에서도 잘 볼 수 있는 반투과형 액정표시장치에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 반사형 또는 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트를 대신하거나 보조하기 위해 반사막이 패터닝되어야 한다. 일반적으로 종래 기술에서는 알루미늄 금속막(반사율 : 83.3 %)이 사용되어 왔으나 보다 높은 반사율을 얻기 위해 은 또는 은합금(반사율 : 96.4 %)을 도입하고 있는 실정이다.
이러한 배선 및 반사막을 형성하기 위해서는 식각을 통하여 패터닝하여야 하는데, 식각에는 건식식각과 습식식각이 있고, 균일하게 식각되고 생산성이 높은 습식식각이 많이 사용된다.
종래 기술에서 습식식각에 사용되는 은 또는 은합금 식각용액의 한 예로서, Fe3+ 염화합물, 질산, 초산, 부식억제제 및 물을 포함하는 에칭용액을 사용하는 기 술이 본 출원인에 의해 한국등록특허 제0440344호에 제시된 바 있고, 질산, 인산, 초산, 보조산화물용해제, 함불소형 탄소계 계면활성제 및 물을 포함하는 식각용액에 대한 기술이 한국등록특허 제0579421호에 제시되어 있다.
그러나, 한국등록특허 제0440344호에 제시된 식각용액에서는 Fe3 + 염의 농도에 따라 사용 매수가 상당히 제한적이며, 반사막에만 사용이 국한되고, 투명전극 (Indium Tin Oxide 또는 Indium Zinc Oxide)이나 다른 금속막과의 다중층으로 이루어진 금속막에서는 일괄 식각이 안되는 문제점이 있다.
한국등록특허 제0579421호에 제시된 식각용액에서는 금속막이 투명전극/은/투명전극의 삼중막으로 특화되어 있으며, 인산의 함량이 50 내지 75 중량%로써 점도가 매우 높아 대형 기판 상에 원활한 흐름을 일으키지 못하고 한정된 지역에 과도하게 접촉되는 경향이 있어, 전체적인 균일성 저하로 얼룩이 발생될 수 있다. 또한 보조 산화물 용해제로 사용된 황산계 및 과염소산계는 은과 결합될 경우 황산은, 과염소산은의 형태를 갖게 되는데, 이들은 물에 대한 용해도가 낮아 결정을 형성하여 기판에 재흡착되는 문제, 혹은 기판내에 사전에 흡착하여 잔사가 발생되는 문제가 야기되기도 한다. (도 4 참조)
따라서 본 출원인은 인산, 질산, 초산, 식각특성개선제를 포함하는 식각용액을 개발하여 은 또는 은합금의 다양한 단일막 또는 다중막에 적용가능하며, 사용 매수가 길고, 인산의 함량을 50 중량% 이하로 한정하여 높은 점도로 인해 전체적인 균일성이 떨어지는 문제를 개선한 식각용액을 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은, 인산, 질산, 초산, 식각특성개선제로 이루어진 식각용액으로써 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막 또는 다층막 (일반적으로 액정표시장치에서 사용되는 배선재료 혹은 투명전극과의 다층막을 포함) 식각시 사용 매수가 길고, 인산의 함량이 50 중량% 이하로 점도가 낮아 기판의 크기가 커도 식각균일성을 유지할 수 있으며, 인산, 질산, 초산을 제외한 식각특성개선제의 추가에 의해 기판에 재흡착 내지는 잔사가 발생하는 문제를 해결한 식각용액을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 은 또는 은합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막을 식각하기 위한 용액으로 조성물의 총 중량에 대해 30 내지 50 중량%의 인산과; 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 10중량%의 질산과; 조성물의 총 중량에 대해 5 내지 40 중량%의 초산과; 조성물의 총 중량에 대해 0.1 내지 10 중량%의 식각특성개선제와 조성물의 총 중량에 대해 나머지 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액에 의해 달성된다.
여기서, 식각특성개선제는 초산염, 질산염, 인산염으로서 초산, 질산, 인산에서 하나 이상의 수소가 암모늄염, 또는 알칼리 금속, 또는 알칼리 토금속으로 치환된 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 그 예로서 초산암모늄, 초산나트륨, 초산마그네슘, 질산암모늄, 질산나트륨, 질산마그네슘, 인산암모늄, 인산나트륨, 인산 마그네슘 등이 있다.
본 발명의 식각용액은 식각조절제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 및 pH 조절제 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
그리고, 액정표시장치 어레이기판의 배선막, 또는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막 형성용 단일 또는 다층 금속막의 식각에 사용되는 것이 바람직하며, 상기 단일 또는 다층 금속막은 은 또는 은합금으로 마련되는 단일막 또는 다층막인 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 드레인전극 상에 투명전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 (f)단계에서는 상기 본 발명의 금속막 식각용액으로 식각하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 배선막, 또는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막의 제조방법에 의해서 달성된다.
이하에서는 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 금속막 식각용액은, 액정표시장치 어레이기판의 금속배선이나 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막으로 사용되는 은 또는 은합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막을 식각하기 위한 용액이다.
여기서, 은 또는 은합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막으로는 그 형태가 다양하며, Ag 등의 단일막과; Ag/Al, ITO/Ag 등의 이중막과; Ag/Al/Mo, ITO/Ag/Ag합금 등의 삼중막 등을 예로 들 수 있다.
그리고 은합금은 은을 주성분으로 하여 Nd, Cu, Pd, Nb, Ni, Mo, Ni, Cr, Mg, W 및Ti 등의 다른 금속을 포함하는 합금 형태와; 은의 질화물, 규화물, 탄화물 산화물 형태 등 다양할 수 있다.
이러한 금속막 등을 식각하는 본 발명에 따른 금속막 식각용액은 조성물의 총 중량에 대해 30 내지 50 중량%의 인산과; 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 10 중량%의 질산과; 조성물의 총 중량에 대해 5 내지 40 중량%의 초산과; 조성물의 총 중량에 대해 0.1 내지 10 중량%의 식각특성개선제와 나머지 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액에 의해 달성된다. 그리고 필요에 따라, 소량의 식각조절제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 및 pH 조절제 등을 첨가할 수 있다.
인산은 Ag의 킬레이트화 및 Ag 이온 안정제로서, 30 중량% 미만인 경우 킬레이트하는 능력이 부족하여 식각 반응이 일어나지 않거나 식각되어 나온 Ag 이온들이 기판 표면에 다시 재흡착되는 현상이 발생하여 잔사가 남을 수 있으며, 50 중량%를 초과하는 경우 빠른 속도로 Ag를 떼어내어 식각속도를 제어할 수 없거나 식각되고 남아있는 금속막의 면적이 작아져 전극이나 반사막으로서의 역할을 수행하지 못하게 될 수 있다.
질산은 주산화제로서 작용하여, 식각속도를 결정하고 식각특성을 조절하는 역할을 한다. 식각속도를 조절하기 위해 조성비를 2 중량% 부터 10 중량% 까지 다양하게 적용시킬 수 있으며, 2 중량% 미만일 경우 표면을 산화시키는 식각력이 부족하여 식각이 되지 않거나 충분한 식각이 이루어지지 않고 매우 늦은 식각속도를 가져 측면 식각량이 커지거나 잔사가 발생할 수 있으며, 10 중량%를 초과하는 경우 과다 식각에 의해 공정 제어가 어렵고 측면 식각량이 커져서 전극이나 반사막으로서의 역할을 수행하지 못하게 될 수 있다.
초산은 식각특성 및 식각속도 완화제로써, 주산화제에 의해 개시되는 식각반응을 적절히 조절하여 공정에 필요한 식각속도를 부여하고 식각 후 배선 및 반사막의 식각프로파일을 균일하게 만들어주는 역할을 한다. 상기 초산의 함량이 5 중량% 미만일 경우 식각특성 및 식각속도 완화제로써의 역할 수행이 필요한 수량을 공급하지 못하여 특별한 효과를 기대하기 어렵고, 40 중량%가 초과될 경우, 식각속도가 너무 느려 공정에 적용하기 어려울 뿐만 아니라, 측면식각량 과다로 인해 불량의 원인이 될 수 있다.
식각특성개선제는 식각용액의 산화 특성을 제어하여 은 또는 은합금을 식각하기에 적절한 산화 포텐셜을 제공하는 역할을 한다. 기존의 인산, 질산, 초산 만으로 이루어진 식각용액에서는 용액의 특성상 3가지 성분의 함량조절만으로는 은 계열에 금속에서는 식각 속도를 제어하는데 있어서 범위의 한계가 있고, 식각균일도 면에서도 부족하여, 기판의 크기에 따라 공정 마진이 민감하게 적용되는 단점이 지적되어 왔다. 따라서 본 발명에서는 식각특성개선제를 통해 식각용액의 산화포텐 셜을 조절하는 한편 식각균일도를 높여주었다. 상기 식각특성개선제의 함량이 0.1중량% 미만일 경우, 그 효과를 볼 수 없으며, 10 중량% 초과일 경우에는 산화포텐셜이 너무 낮아져 식각 반응이 개시되지 않거나 개시되어도 식각속도가 너무 느리거나, 측면 식각량이 과도하게 발생하는 문제점이 발생할 수 있고, 과포화로 인해 결정석출 등의 문제가 발생할 수 있다.
여기서, 식각특성개선제는 초산염, 질산염, 인산염으로서 초산, 질산 및 인산에서 하나 이상의 수소가 암모늄염, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속으로 치환된 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 초산암모늄, 초산나트륨, 초산마그네슘, 질산암모늄, 질산나트륨, 질산마그네슘, 인산암모늄, 인산나트륨 및 인산마그네슘 등이 있다. 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 발명의 실시예에 따른 금속막 식각용액을 이용한 액정표시장치용 어레이기판의 배선막 제조과정을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 금속막 식각용액을 이용한 액정표시장치용 어레이기판의 배선막 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 화소전극을 형 성하는 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, 본 발명에 따른 금속막 식각용액으로 식각하여, 도 1b에 도시된 바와 같이 게이트전극(20a)을 형성한다. 여기서, 기판상(10)에 증착되는 금속층(20)은 은 또는 은합금으로 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 아니라 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 형성한 다. 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 본 발명에 따른 금속막 식각용액으로 식각하여 도 1e에 도시된 바와 같이, 소스전극(50)과 드레인전극(51)을 형성한다. 여기서, 금속층은 은 또는 은합금으로 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 식각하여, 도 1f에 도시된 바와 같이, 화소전극(70)을 형성한다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예를 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
식각특성
시험
은합금 기판을 준비하였다. 인산, 질산, 초산, 초산마그네슘 및 잔량의 물을 표 1에, 인산, 질산, 초산, 제1인산나트륨 및 잔량의 물을 표2에, 기존 특허에서 제시된 식각용액을 표 3에 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 30 ℃ 내지 40 ℃로 세팅하여 가온한 후, 온도가 희망온도의 ±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, 열풍건조장치를 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 평가하였다. 그 결과를 표1, 표2, 표3에 나타내었다.
<표1> 초산마그네슘 첨가
| 조성(중량%) (인산/질산/초산/ 초산마그네슘/물) | 식각속도 (Å/초) | 식각균일도 | 식각특성 | |
| 실시예 1 | 30/4/20/2/44 | 60 | ◎ | ○ |
| 실시예 2 | 40/4/20/2/34 | 90 | ◎ | ○ |
| 실시예 3 | 50/4/20/2/24 | 160 | ◎ | ◎ |
| 실시예 4 | 45/2/20/2/31 | 50 | ◎ | ◎ |
| 실시예 5 | 45/4/20/2/29 | 70 | ◎ | ◎ |
| 실시예 6 | 45/10/20/2/23 | 210 | ◎ | ○ |
| 실시예 7 | 45/4/5/2/44 | 66 | ○ | ○ |
| 실시예 8 | 45/4/10/2/39 | 68 | ○ | ○ |
| 실시예 9 | 45/4/30/2/19 | 70 | ◎ | ◎ |
| 실시예 10 | 45/4/40/2/9 | 70 | ◎ | ○ |
| 실시예 11 | 45/4/20/0.1/30.9 | 100 | ○ | ○ |
| 실시예 12 | 45/4/20/5/26 | 60 | ◎ | ○ |
| 실시예 13 | 45/4/20/10/21 | 50 | ◎ | ○ |
| 비교예 1 | 25/4/20/2/49 | 식각안됨 | ||
| 비교예 2 | 60/4/20/2/14 | 금속막 전면 식각 | ||
| 비교예 3 | 45/1/20/2/32 | 식각안됨 | ||
| 비교예 4 | 45/15/20/2/18 | 금속막 전면 식각 | ||
| 비교예 5 | 45/4/20/0/31 | 170 | × | × |
| 비교예 6 | 45/4/20/12/19 | 22 | × | × |
| ◎: 우수 2) ○: 양호 3) ×: 불량 | ||||
<표2> 제1인산나트륨 첨가
| 조성(중량%) (인산/질산/초산/ 제1인산나트륨/물) | 식각속도 (Å/초) | 식각균일도 | 식각특성 | |
| 실시예 1 | 30/4/20/2/44 | 55 | ◎ | ○ |
| 실시예 2 | 40/4/20/2/34 | 86 | ◎ | ○ |
| 실시예 3 | 50/4/20/2/24 | 150 | ◎ | ◎ |
| 실시예 4 | 45/2/20/2/31 | 50 | ◎ | ◎ |
| 실시예 5 | 45/4/20/2/29 | 75 | ◎ | ◎ |
| 실시예 6 | 45/10/20/2/23 | 190 | ◎ | ○ |
| 실시예 7 | 45/4/5/2/44 | 60 | ○ | ○ |
| 실시예 8 | 45/4/10/2/39 | 65 | ○ | ○ |
| 실시예 9 | 45/4/30/2/19 | 72 | ◎ | ◎ |
| 실시예 10 | 45/4/40/2/9 | 75 | ◎ | ○ |
| 실시예 11 | 45/4/20/0.1/30.9 | 95 | ○ | ○ |
| 실시예 12 | 45/4/20/5/26 | 60 | ◎ | ○ |
| 실시예 13 | 45/4/20/10/21 | 55 | ◎ | ○ |
| 비교예 1 | 25/4/20/2/49 | 식각안됨 | ||
| 비교예 2 | 60/4/20/2/14 | 금속막 전면 식각 | ||
| 비교예 3 | 45/1/20/2/32 | 식각안됨 | ||
| 비교예 4 | 45/15/20/2/18 | 금속막 전면 식각 | ||
| 비교예 5 | 45/4/20/0/31 | 170 | × | × |
| 비교예 6 | 45/4/20/12/19 | 20 | × | × |
| ◎: 우수 2) ○: 양호 3) ×: 불량 | ||||
<표3> 기존 특허에서 제시된 식각용액
| 조성(중량%) (인산/질산/초산/황산/물) | 식각속도 (Å/초) | 식각균일도 | 식각특성 | |
| 비교예 1 | 45/4/20/1/30 | 70 | × | 잔사발생 |
| 비교예 2 | 45/4/20/2/29 | 80 | × | 잔사발생 |
| 비교예 3 | 45/4/20/3/28 | 80 | × | 잔사발생 |
| 비교예 4 | 65/4/10/2/19 | 250 | × | × |
| ◎: 우수 2) ○: 양호 3) ×: 불량 | ||||
표 1, 표 2, 표 3 에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 금속막 식각용액을 사용하여 식각하면, 양호한 식각특성을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성액 중 성분 함유량의 범위를 벗어난 비교예의 식각용액을 사용한 경우에는 원하는 식각특성을 만족시키지 않음을 확인할 수 있다.
기존의 인산, 질산, 초산 만으로 이루어진 식각용액을 사용하는 경우에 강한 산화력으로 인하여 매우 빠른 식각속도를 가져 공정 제어에 어려움이 있고 식각균일도가 불량하여 대량 생산 및 대형 기판에는 적합하지 않다. 또한 기존 특허에서 제시된 식각용액을 사용한 경우에도 표 3의 결과와 같이 잔사가 발생하거나 원하는 식각특성을 얻을 수 없음도 확인할 수 있다.
상기 표 1의 실시예 5에 따른 금속막 식각용액으로 은합금이 액정표시장치의 배선막으로 사용된 기판을 식각한 후 표면의 주사전자현미경 사진(도 2참조)과, 표 1의 실시예 5에 따른 금속막 식각용액으로 은합금이 반사형 액정표시장치의 반사막 으로 사용된 기판을 식각한 후 표면의 주사전자현미경 사진(도 3참조)과, 기존 특허에서 제시된 비교예 2에 따른 금속막 식각용액으로 은합금막을 식각한 후 표면의 주사전자현미경 사진(도 4참조)를 통해서도 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속막 식각용액으로, 은 또는 은 합금으로 마련되는 단일막 또는 다층막을 식각할 경우, 매우 양호한 식각속도 및 식각특성을 제공할 수 있다. 더욱이, 액정표시장치용 어레이기판의 배선막, 또는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막 제조시 본 발명에 따른 금속막 식각용액을 사용하는 경우 각 성분의 조성비의 조절과 식각특성개선제의 첨가에 의해 식각속도를 적절히 부여할 수 있고 기판의 크기가 커도 식각균일성을 유지할 수 있으며, 양호한 식각특성을 가질 수 있어, 대량 생산 및 대형 기판에 적용할 수 있게 된다.
Claims (8)
- 액정표시장치 어레이기판의 금속배선이나 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막으로 사용되는 은 또는 은합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막을 식각하기 위한 용액으로,조성물의 총 중량에 대해 30 내지 50 중량%의 인산과;조성물의 총 중량에 대해 2 내지 10 중량%의 질산과;조성물의 총 중량에 대해 5 내지 40 중량%의 초산과;조성물의 총 중량에 대해 0.1 내지 10 중량%의 식각특성개선제와나머지 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액.
- 청구항 1에 있어서,상기 식각특성개선제는 초산염, 질산염, 인산염으로서 초산, 질산, 인산에서 하나 이상의 수소가 암모늄염, 또는 알칼리 금속, 또는 알칼리 토금속으로 치환된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액.
- 청구항 2에 있어서,상기 식각특성개선제는 바람직하게 초산암모늄, 초산나트륨, 초산마그네슘, 질산암모늄, 질산나트륨, 질산마그네슘, 인산암모늄, 인산나트륨 및 인산마그네슘 으로 이루어진 그룹으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 용액.
- 청구항 1에 있어서,상기 금속막 식각용액은 식각조절제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 및 pH 조절제 중 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액.
- 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,상기 금속막 식각용액은 액정표시장치용 어레이기판의 배선막, 또는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막 형성용 단일 또는 다층 금속막의 식각에 사용되는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용액.
- (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 (b)단계 및 (e)단계 중 적어도 어느 한 단계에서는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 금속막 식각용액으로 식각하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 배선막, 또는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반 사막 제조방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 (b)단계에서 상기 금속층은 은 또는 은합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 배선막, 또는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막 제조방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 (e)단계에서 상기 소스 및 상기 드레인전극은 은 또는 은합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 배선막, 또는 반사형 또는 반투과형 액정표시장치의 반사막 제조방법.
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