KR20080020141A - Etching solution composition of indium oxide film and etching method thereof and method for preparing thin film transistor array substrate of liquid crystal display thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물로 인듐 산화막을 식각한 후, 전체적인 표면의 전자주사현미경 사진,1 is an electron scanning micrograph of the entire surface after etching the indium oxide film with an etching solution composition of the indium oxide film according to Example 1 of the present invention,
도 2는 하부 금속막과 포토레지스트가 형성된 기판에 본 발명의 실시예 1에따른 인듐 산화막의 식각액 조성물을 사용하기 전의 전자주사현미경 사진,2 is an electron scanning micrograph before using the etching liquid composition of the indium oxide film according to Example 1 of the present invention on a substrate on which a lower metal film and a photoresist are formed;
도 3은 하부 금속막과 포토레지스트가 형성된 기판에 본 발명의 실시예 1에따른 인듐 산화막의 식각액 조성물을 사용한 후의 전자주사현미경 사진, 3 is an electron scanning micrograph after using the etching liquid composition of the indium oxide film according to Example 1 of the present invention on a substrate on which a lower metal film and a photoresist are formed;
도 4는 하부 금속막과 포토레지스트가 형성된 기판에 비교예 1에 따른 식각액을 사용한 후의 전자주사현미경 사진, 4 is an electron scanning microscope photograph after using the etchant according to Comparative Example 1 on the substrate on which the lower metal film and the photoresist are formed;
도 5는 하부 금속막과 포토레지스트가 형성된 기판에 비교예 2에 따른 식각액을 사용한 후의 전자주사현미경 사진,5 is an electron scanning microscope photograph after using the etchant according to Comparative Example 2 on the substrate on which the lower metal film and the photoresist are formed;
도 6은 하부 금속막과 포토레지스트가 형성된 기판에 비교예 3에 따른 식각액을 사용한 후의 전자주사현미경 사진이다.6 is an electron scanning microscope photograph after using the etchant according to Comparative Example 3 on the substrate on which the lower metal film and the photoresist are formed.
본 발명은, 인듐 산화막의 식각공정 시, 하부 금속막에 대한 어택(attack)을 최소화함으로써, 박막트랜지스터-액정표시소자(TFT-LCD)의 구동 특성을 향상 시킴과 동시에 식각공정 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 인듐 산화막의 식각액 조성물 및 그 식각방법에 관한 것이다.The present invention improves the driving characteristics of a thin film transistor-liquid crystal display device (TFT-LCD) by minimizing an attack on the lower metal layer during the etching process of the indium oxide film, and at the same time reduces the etching process time. The present invention relates to an etching solution composition of an indium oxide film and an etching method thereof, which can improve the amount thereof.
인듐 산화막을 사용한 투명 화소전극은, 일반적으로 스퍼터링 등의 방법을 통해 유리 기판 등의 위에 인듐 산화막을 적층시키고, 그 위에 포토레지스트를 코팅하고 노광 및 현상 공정을 통하여 패턴을 형성한 후, 인듐 산화막을 식각함으로써, 투명한 화소 전극을 형성하게 된다.A transparent pixel electrode using an indium oxide film is generally laminated with an indium oxide film on a glass substrate or the like through a sputtering method, a photoresist is coated thereon, a pattern is formed through an exposure and development process, and then an indium oxide film is formed. By etching, a transparent pixel electrode is formed.
인듐 산화막은 내화학성이 우수하여 화학반응으로 식각이 용이하지 않은 물질이다. 인듐 산화막을 식각하기 위하여 종래에 사용되어온 식각액의 예로는 한국공개특허공보 제1996-2903호에 기재된 왕수계 (HCl+HNO3) 식각액; 한국공개특허공보 제1997-65685호에 기재된 염산, 약산 및 알코올 중에서 선택된 하나의 물질로 이루어진 식각액; 미국특허 5456795호에 기재된 염화철계(FeCl3+HCl) 식각액; 한국공개특허공보 제2000-0017470호에 기재된 옥살산, 및 그의 염 또는 알루미늄 염화물을 주성분으로 하는 식각액 등이 있다. 또한, 미국특허 5340491호는 수소요오드화물 (HI)과 염화철(FeCl3)을 함유하는 식각액에 대해 개시하고 있다.Indium oxide film is a material that is not easy to etch by chemical reaction because of excellent chemical resistance. Examples of the etchant that has been conventionally used to etch the indium oxide film include aqua regia (HCl + HNO 3 ) etchant described in Korean Patent Laid-Open No. 1996-2903; An etchant consisting of one substance selected from hydrochloric acid, weak acid and alcohol described in Korean Patent Publication No. 1997-65685; Iron chloride-based (FeCl 3 + HCl) etchant described in US Patent 5456795; Oxalic acid described in Korean Patent Laid-Open No. 2000-0017470, and an etchant having a salt or aluminum chloride thereof as a main component. In addition, US Patent 5340491 discloses an etchant containing hydrogen iodide (HI) and iron chloride (FeCl 3 ).
그러나, 왕수계 식각액의 경우, 식각액의 가격은 저렴하나 패턴 측면의 식각 이 크고 식각액을 조성한 후 염산이나 질산이 휘발하기 때문에 식각액 조성물의 변동이 심하고, 인듐 산화막으로 형성된 화소 전극 하부에 금속으로 형성된 데이터 배선에 어택을 가한다는 단점이 있다.However, in the case of aqua regia solution, the etching solution is inexpensive but the etching side of the pattern is large and the hydrochloric acid or nitric acid is volatilized after forming the etching solution. There is a disadvantage of attacking the wiring.
염화철계 식각액의 경우에도, 염산이 주체인 식각액인 관계로 성분의 변동이 왕수계와 동일하게 나타난다는 문제점이 있다.In the case of the iron chloride-based etching solution, there is a problem in that the variation of the components is the same as that of the aqua regia system, since hydrochloric acid is the main etching solution.
옥살산으로 이루어진 식각액은 식각이 용이할지라도 저온에서 용해도가 낮아 석출물이 생기고, 식각 속도가 느리기 때문에 공정 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.Etching liquid consisting of oxalic acid has a disadvantage in that even though the etching is easy, low solubility is generated at low temperature, and a process takes a long time because the etching rate is slow.
이외에 HI로 이루어진 식각액의 경우, 식각 속도가 크고 측면 식각이 적지만, 가격이 비싸고 독성과 부식성이 크고 투명 화소전극 하부에 위치한 데이터 배선에 어택을 발생시킴에 따라 실제 공정에 사용하기에는 한계가 있다.In addition, the etching solution made of HI has a high etching rate and low side etching, but it is expensive, toxic and corrosive, and causes an attack on the data wiring located under the transparent pixel electrode.
이와 같이, 종래의 식각액의 경우 대부분이 강한 화학적 활성을 지니고 있어, 식각 중에 내화학성이 적은 Mo, Cu, Al 등의 인접 금속에 영향을 줌에 따라, 다층막을 사용하는 전자부품(예를 들면, TFT-LCD)의 경우 다른 막을 형성하는 재질의 선정에 많은 제약이 따르게 된다는 문제점이 있다.As described above, in the case of the conventional etching solution, most of the etching liquids have strong chemical activity and affect the adjacent metals such as Mo, Cu, and Al which have little chemical resistance during etching. TFT-LCD) has a problem in that a lot of restrictions are followed in selecting a material for forming another film.
따라서, 본 발명의 목적은, 인듐 산화막의 식각공정 시, 하부 금속에 대한 어택(attack)을 최소화함으로써, 박막트랜지스터-액정표시소자(TFT-LCD)의 구동 특성을 향상 시킴과 동시에 식각공정 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 인듐 산화막의 식각액 조성물 및 그 식각방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to minimize the attack on the underlying metal during the etching process of the indium oxide film, thereby improving the driving characteristics of the TFT and the etching process time. It is to provide an etching solution composition and an etching method of the indium oxide film that can be shortened to improve the productivity.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 실시 상태는 조성물의 총 중량에 대해 5 내지 15중량%의 황산; 조성물의 총 중량에 대해 3 내지 20중량%의 초산; 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 5중량%의 염산; 및 조성물의 총 중량에 대해 60 내지 91 중량%의 물을 포함하는 인듐 산화막의 식각액 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention comprises 5 to 15% by weight sulfuric acid relative to the total weight of the composition; Acetic acid in an amount of 3 to 20% by weight relative to the total weight of the composition; 1-5% by weight of hydrochloric acid relative to the total weight of the composition; And 60 to 91% by weight of water relative to the total weight of the composition.
본 발명의 또 하나의 실시 상태는 (a) 기판 상에 인듐 산화막을 형성하는 단계; (b) 상기 인듐 산화막 상에 선택적으로 광반응물질을 남기는 단계; 및 (c) 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 인듐 산화막을 식각하는 단계를 포함하는 인듐 산화막의 식각방법을 제공한다. Another embodiment of the present invention includes the steps of (a) forming an indium oxide film on a substrate; (b) selectively leaving a photoreactive material on the indium oxide film; And (c) etching the indium oxide film using the etching solution composition of the present invention.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 상태는 (a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; (b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; (c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; (d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 드레인전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 (e) 단계에서는 인듐 산화막을 형성하고, 본 발명의 식각액 조성물로 상기 인듐 산화막을 식각하여 상기 화소전극을 형성하는 것인 액정표시장치용 어레이기판 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention includes the steps of (a) forming a gate electrode on a substrate; (b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode; (c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer; (d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And (e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode, wherein in step (e), an indium oxide film is formed, and the indium oxide film is etched with the etchant composition of the present invention to form the pixel electrode. An array substrate manufacturing method for a liquid crystal display device is provided.
이하에서는 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 하나의 실시 상태에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 5 내지 15중량%의 황산; 조성물의 총 중량에 대해 3 내지 20중량%의 초산; 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 5중량%의 염산; 및 조성물의 총 중량 에 대해 60 내지 91 중량%의 물을 포함한다. 이러한 구성을 갖는 식각액 조성물은 인듐아연산화막(IZO), 인듐주석산화막(ITO)과 같은 인듐 산화막을 식각하게 된다.The etchant composition of the indium oxide film according to one embodiment of the present invention is 5 to 15% by weight of sulfuric acid based on the total weight of the composition; Acetic acid in an amount of 3 to 20% by weight relative to the total weight of the composition; 1-5% by weight of hydrochloric acid relative to the total weight of the composition; And from 60 to 91% by weight of water relative to the total weight of the composition. An etchant composition having such a configuration etches an indium oxide film such as an indium zinc oxide film (IZO) or an indium tin oxide film (ITO).
황산은 본 발명에 따른 식각액 조성물에서, 인듐 산화막을 식각하는 주 산화제로서 사용되며, 인듐 산화막의 하부에 있는 다른 금속에 대한 어택(attack)이 적다.Sulfuric acid is used as the main oxidant for etching the indium oxide film in the etching liquid composition according to the present invention, and has little attack on other metals under the indium oxide film.
황산은 조성물의 총 중량에 대해 5 내지 15중량% 포함되는 것이 바람직하다. 5중량%미만인 경우 식각력이 부족하여 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있으며, 15중량%를 초과하는 경우 인듐 산화막 상의 포토레지스트와 인듐 산화막의 하측에 위치하는 하부 금속막에 어택을 가하게 된다.Sulfuric acid is preferably included 5 to 15% by weight relative to the total weight of the composition. If less than 5% by weight may not be enough etching due to the lack of etching power, if more than 15% by weight is applied to the photoresist on the indium oxide film and the lower metal film located below the indium oxide film.
황산은 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조가능하고, 특히 반도체 공정용 순도를 가지는 것이 바람직하다.Sulfuric acid is usually prepared according to known methods, and it is particularly preferable to have a purity for semiconductor processing.
초산은 대형 기판에 적용할 시에 식각 균일성을 제공하고 식각 속도를 빠르게 하는 것으로, 조성물의 총 중량에 대해 3 내지 20중량% 포함되는 것이 바람직하다.Acetic acid provides etching uniformity and speeds up the etching rate when applied to a large substrate, it is preferably included 3 to 20% by weight relative to the total weight of the composition.
초산이 3중량%미만인 경우 식각 균일성이 떨어지게 되고, 식각 속도가 느려지게 되며, 20중량%를 초과하는 경우 인듐산화막의 하부 금속막에 어택을 가할 수 있다.If the acetic acid is less than 3% by weight, the etching uniformity is lowered, the etching rate is lowered, and if it is more than 20% by weight may attack the lower metal film of the indium oxide film.
염산은 식각 속도를 빠르게 함과 동시에 식각에 의한 인듐 산화막의 잔사를 제거해 주는 역할을 한다. Hydrochloric acid speeds up the etching rate and removes the residue of the indium oxide film by etching.
염산은 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량%미만인 경우 식각 속도가 느려지게 되며 식각에 의한 인듐 산화막의 잔사 제거능력이 저하되고, 5중량%를 초과하는 경우 인듐 산화막의 잔사 제거 능력은 우수하나 하부 금속막에 대한 어택을 가속화 시킬 수 있다.Hydrochloric acid is preferably contained 1 to 5% by weight based on the total weight of the composition, if less than 1% by weight is the etch rate is slow, the residue removal ability of the indium oxide film by etching is lowered, when more than 5% by weight Although the indium oxide film has excellent residue removal ability, it can accelerate the attack on the lower metal film.
물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항 값이 18㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용할 수 있다.Although water is not specifically limited, Deionized water is preferable. More preferably, deionized water having a specific resistance of 18 ㏁ / cm or more, which shows the degree of ions removed from the water, may be used.
본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물은 식각 성능을 향상시키기 위하여 당업계에 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 조성물의 총 중량에 대해 0.0001 내지 0.01중량% 포함되는 것이 바람직하다.The etchant composition of the indium oxide film according to the present invention may further include any additive commonly used in the art to improve etching performance. The additive is preferably included 0.0001 to 0.01% by weight relative to the total weight of the composition.
첨가제로는 계면 활성제, 금속이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등을 사용할 수 있다.As the additive, a surfactant, a metal ion sequestrant, a corrosion inhibitor and the like can be used.
계면 활성제는 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. 이러한 계면활성제로는 식각액에 견딜 수 있고 상용성이 있는 형태의 계면활성제가 바람직하다.The surfactant serves to lower the surface tension to increase the uniformity of the etching. Such surfactants are preferably surfactants that can withstand etching solutions and are compatible.
예로서, 임의의 음이온성, 양이온성, 양쪽 이온성 또는 비이온성 계면 활성제 등을 들 수 있다. 또한, 계면활성제로서 불소계 계면활성제를 사용할 수 있다.As an example, arbitrary anionic, cationic, zwitterionic or nonionic surfactants, etc. are mentioned. Moreover, a fluorine-type surfactant can be used as surfactant.
첨가제는 이에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 효과를 더욱 양호하게 하기 위하여, 당업계에 공지되어 있는 여러 다른 첨가제들을 선택하여 첨가할 수 있다.The additive is not limited to this, but in order to further improve the effects of the present invention, various other additives known in the art may be selected and added.
본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물은, 박막트랜지스터-액정표시소자(TFT-LCD)에 사용되는 인듐산화막에 대한 우수한 식각 성능을 가지며, 식각 공정 시 하부 금속막에 대한 어택을 감소시키고, 기존의 옥살산 계열의 식각액에 비해 식각 속도가 빠르며, 인듐 산화막의 잔사가 발생되지 않으므로, 인듐 산화막의 잔사 발생에 의한 불량을 최소화시키는 우수한 특성을 가지고 있다.The etching liquid composition of the indium oxide film according to the present invention has excellent etching performance with respect to the indium oxide film used in the thin film transistor-liquid crystal display device (TFT-LCD), reduces the attack on the lower metal film during the etching process, and The etching rate is faster than that of the oxalic acid-based etching solution, and since the residue of the indium oxide film does not occur, it has an excellent characteristic of minimizing the defect caused by the residue of the indium oxide film.
또한, 본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물은, 종래의 옥살산 계열의 식각액의 문제점으로 알려져 있는 0℃ 이하에서의 옥살산의 결정화 현상도 없고, 염산 계열의 식각액에서 나타나는 하부 금속막에 대한 영향도 없다. 따라서, TFT-LCD를 제조하는 공정에 있어서 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, the etching liquid composition of the indium oxide film according to the present invention has no crystallization phenomenon of oxalic acid at 0 ° C. or lower, which is known as a problem of conventional oxalic acid-based etching solutions, and has no influence on the lower metal film appearing in the hydrochloric acid-based etching solution. . Therefore, there is an advantage in that the productivity can be increased in the process of manufacturing a TFT-LCD.
한편, 본 발명의 다른 하나의 실시 상태에 따른 인듐 산화막의 식각방법은 (a) 기판 상에 인듐 산화막을 형성하는 단계; (b) 상기 인듐 산화막 상에 선택적으로 광반응물질을 남기는 단계; 및 (c) 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 인듐 산화막을 식각하는 단계를 포함한다.On the other hand, the etching method of the indium oxide film according to another embodiment of the present invention comprises the steps of (a) forming an indium oxide film on the substrate; (b) selectively leaving a photoreactive material on the indium oxide film; And (c) etching the indium oxide layer using the etchant composition of the present invention.
상기 (a) 단계는 (a1) 기판을 제조하는 단계; 및 (a2) 상기 기판 상에 인듐 산화막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 물론 기판 상에 통상적인 세정공정을 수행하고, 인듐 산화막을 증착할 수도 있다. Step (a) comprises the steps of (a1) manufacturing a substrate; And (a2) forming an indium oxide film on the substrate. Of course, a conventional cleaning process may be performed on the substrate, and an indium oxide film may be deposited.
상기 (a1) 단계에서 기판은 유리기판 또는 석영기판일 수 있으며, 유리기판이 바람직하다.In the step (a1), the substrate may be a glass substrate or a quartz substrate, and a glass substrate is preferable.
상기 (a2) 단계는 기판 상에 인듐 산화막을 형성하는 방법으로 당업자에게 알려진 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 한 예로 스퍼터링법에 의해 인듐산화막을 기판 상에 증착할 수 있다. 인듐 산화막의 두께가 대략 500~200Å이 되도록 증착시킬 수 있다.In the step (a2), various methods known to those skilled in the art may be used as a method of forming an indium oxide film on a substrate. For example, the indium oxide film may be deposited on a substrate by a sputtering method. The indium oxide film can be deposited to have a thickness of approximately 500 to 200 kPa.
상기 (a) 단계는 상기 기판과 상기 인듐 산화막 사이에 액정표시장치용 구조물을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step (a) may further include forming a structure for a liquid crystal display device between the substrate and the indium oxide film.
액정표시장치용 구조물은 화학기상증착 등의 방법에 의한 유기 절연막, 스퍼터링 등의 방법에 의한 도전성 물질, 및 비정질 또는 다결정성의 실리콘막과 같은 반도체막 중에서 하나 이상을 포함하며, 포토공정, 식각공정 등으로 제조한 구조물일 수 있다.The structure for a liquid crystal display device includes at least one of an organic insulating film by a method such as chemical vapor deposition, a conductive material by a method such as sputtering, and a semiconductor film such as an amorphous or polycrystalline silicon film. It may be a structure manufactured by.
상기 (b) 단계는 (b1) 상기 인듐 산화막 상에 광반응물질을 도포하여 광반응물질코팅층을 형성하는 단계; (b2) 포토마스크를 통해 상기 광반응물질코팅층을 선택적으로 노광하는 단계; 및 (b3) 상기 광반응물질 코팅층의 전체영역 중 일정 영역이 상기 인듐 산화막 상에 남도록, 현상액을 이용하여 상기 광반응물질코팅층을 현상하는 단계를 포함할 수 있다.(B) step (b1) forming a photoreactive material coating layer by applying a photoreactive material on the indium oxide film; (b2) selectively exposing the photoreactive material coating layer through a photomask; And (b3) developing the photoreactive material coating layer by using a developer such that a predetermined region of the entire area of the photoreactive material coating layer remains on the indium oxide film.
상기 (b1) 단계에서는 스핀코터(spin coater)를 이용하여 상기 인듐 산화막 상에 광반응물질을 도포할 수 있으며, 그 두께는 1㎛내외인 것이 바람직하다.In the step (b1), the photoreactive material may be coated on the indium oxide layer using a spin coater, and the thickness thereof is preferably about 1 μm.
여기서, 스핀코터 이외에도 슬릿코터를 이용할 수도 있으며, 또한 스핀코터와 슬릿코터를 혼용하여 사용할 수 있다. 본 도포공정에서는 에싱(ashing), 열처리 등 통상적으로 진행되는 과정를 더 포함할 수 있다.Here, the slit coater may be used in addition to the spin coater, and the spin coater and the slit coater may be used in combination. The present coating process may further include a conventional process such as ashing, heat treatment.
상기 (b1) 단계에서는 광반응물질로 포토레지스트를 사용할 수 있다. 포토레지스트는 특정 파장대의 빛을 받으면(노광:photo exposure) 반응하는 일종의 감광성 고분자 화합물(photosensitive polymer)로서, 이때 반응이라 함은 포토레지스트의 일정 부분이 노광 되었을 때 노광된 부분의 폴리머(polymer) 사슬이 끊어지거나 혹은 더 강하게 결합하는 것을 의미한다. 이에 노광된 부분의 폴리머(polymer) 결합사슬이 끊어지는 양극형(positive) 포토레지스트와 그 반대의 음극형(negative) 포토레지스트 중 선택하여 사용할 수 있다.In step (b1), a photoresist may be used as the photoreactive material. A photoresist is a kind of photosensitive polymer that reacts when it receives light at a specific wavelength range (photo exposure), where the reaction is the polymer chain of the exposed part when a part of the photoresist is exposed. This means breaking or bonding stronger. The exposed photopolymer may be selected from a positive photoresist in which the polymer bond chain of the exposed portion is broken and a negative photoresist on the contrary.
상기 (b2) 단계에서는 포토마스크(photo mask)를 사용하여 광반응물질코팅층에 선택적으로 자외선 영역의 빛을 조사한다.In the step (b2), the photoreactive layer is selectively irradiated with light in the ultraviolet region using a photo mask.
상기 (b3) 단계에서는 노광공정(b2)을 통해 상대적으로 결합이 약해져 있는 부분의 광반응물질코팅층을 현상액을 사용하여 녹여낸다. 이에 상기 인듐 산화막 상에 선택적으로 광반응물질을 남길 수 있게 된다.In the step (b3), through the exposure step (b2), the photoreactive material coating layer of the relatively weakened portion is melted using a developer. Accordingly, it is possible to selectively leave a photoreactive material on the indium oxide film.
상기 (c) 단계에서는 본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물을 사용하여 상기 인듐 산화막을 식각할 수 있다.In the step (c), the indium oxide film may be etched using the etching solution composition of the indium oxide film according to the present invention.
이러한, 식각공정은 당업계 주지의 방법에 따라 수행될 수 있으며, 침지시키는 방법, 분사(spray)하는 방법 등을 예로 들 수 있다. 식각공정 시 식각용액의 온도는 20~50℃일 수 있으며, 적정 온도는 다른 공정과 기타 요인을 고려하여 필요에 따라 변경할 수 있다.Such an etching process may be performed according to methods known in the art, and examples thereof include a method of dipping, spraying, and the like. The temperature of the etching solution during the etching process may be 20 ~ 50 ℃, the appropriate temperature can be changed as necessary in consideration of other processes and other factors.
한편, 본 발명의 또 다른 하나의 실시 상태에 따른 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은, (a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; (b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; (c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; (d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 드레인전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.On the other hand, the liquid crystal display array substrate manufacturing method according to another embodiment of the present invention, (a) forming a gate electrode on the substrate; (b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode; (c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer; (d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And (e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode.
상기 (a) 단계는 (a1) 기상증착법이나 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 기판 상에 금속막을 증착시키는 단계; 및 (a2) 상기 금속막을 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함한다.Step (a) may include: (a1) depositing a metal film on a substrate using vapor deposition or sputtering; And (a2) patterning the metal film to form a gate electrode.
여기서, 금속막은 알루미늄, 알루미늄합금, 몰리브덴 및 몰리브덴합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막으로 마련될 수 있다. 금속막을 기판 상에 형성하는 방법과 금속막의 재료는 예시된 대로 한정되는 것은 아니다.Here, the metal film may be provided as a single film or a multilayer film provided with at least one selected from the group consisting of aluminum, aluminum alloy, molybdenum and molybdenum alloy. The method of forming a metal film on a board | substrate and the material of a metal film are not limited as illustrated.
(b) 단계에서는 기판 상에 형성된 게이트전극 상부에 질화실리콘(SiNX)을 증착하여 게이트 절연층을 형성한다. 여기서, 게이트 절연층을 질화실리콘(SiNx)으로 형성한다고 설명하였으나 이에 한정되는 것이 아니라 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 각종 무기절연물질중에서 선택된 물질을 사용하여 게이트 절연층을 형성할 수 있다.In step (b), silicon nitride (SiN X ) is deposited on the gate electrode formed on the substrate to form a gate insulating layer. Here, the gate insulating layer is formed of silicon nitride (SiN x ), but the present invention is not limited thereto, and the gate insulating layer may be formed using a material selected from various inorganic insulating materials including silicon oxide (SiO 2 ).
(c) 단계에서는 게이트 절연층 상에 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 반도체층을 형성한다. 즉, 순차적으로 엑티브층 (active layer)과 옴익콘텍층 (ohmic contact layer)을 형성한 후, 건식식각을 통해 패턴닝한다.In the step (c), the semiconductor layer is formed on the gate insulating layer using chemical vapor deposition (CVD). That is, the active layer and the ohmic contact layer are formed sequentially, and then patterned by dry etching.
여기서, 엑티브층은 일반적으로 순수한 비정질 실리콘 (a-Si:H)으로 형성하고, 옴익콘텍층은 불순물이 포함된 비정질 실리콘 (n+a-Si:H)으로 형성한다. 이러한 엑티브층과 옴익콘텍층을 형성할 때 화학기상증착법(CVD)을 이용한다고 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. Here, the active layer is generally formed of pure amorphous silicon (a-Si: H), and the ohmic contact layer is formed of amorphous silicon (n + a-Si: H) containing impurities. It is described that the chemical vapor deposition (CVD) is used to form the active layer and the ohmic contact layer, but is not limited thereto.
상기 (d) 단계는 (d1) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계; 및 (d2) 상기 소스 및 드레인전극 상에 절연층을 형성하는 단계를 포함한다.(D) step (d1) forming a source and a drain electrode on the semiconductor layer; And (d2) forming an insulating layer on the source and drain electrodes.
상기 (d1) 단계에서는 옴익콘텍층 위에 스퍼터링법을 통해 금속막을 증착하고 식각하여 소스전극과 드레인전극을 형성한다.In the step (d1), a metal film is deposited and etched on the ohmic contact layer by sputtering to form a source electrode and a drain electrode.
여기서, 금속막은 알루미늄, 알루미늄합금, 몰리브덴 및 몰리브덴합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 마련되는 단일막 또는 다층막으로 마련되는 것이 바람직하다. 금속막을 형성하는 방법과 금속막의 재료는 예시된 대로 한정되는 것은 아니다.Here, the metal film is preferably provided as a single film or a multilayer film provided with at least one selected from the group consisting of aluminum, aluminum alloy, molybdenum and molybdenum alloy. The method of forming a metal film and the material of a metal film are not limited as illustrated.
상기 (d2) 단계에서는 소스 전극과 드레인 전극 상에 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 절연층을 형성한다. 절연층의 재료는 예시된 대로 제한되는 것은 아니다. In the step (d2), an inorganic insulating group or benzocyclobutene (BCB) and an acrylic resin (resin) containing silicon nitride (SiN x ) and silicon oxide (SiO 2 ) are formed on the source electrode and the drain electrode. The insulating layer may be formed by a single layer or a double layer by selecting from a group of organic insulating materials. The material of the insulating layer is not limited as illustrated.
상기 (e) 단계에서는 상기 드레인전극에 연결된 화소전극을 형성한다. In the step (e), a pixel electrode connected to the drain electrode is formed.
예컨대, 스퍼터링법을 통해 인듐산화막[ITO(indium tin oxide) 또는IZO(indium zinc oxide)]과 같은 투명한 도전물질을 증착하고, 본 발명에 따른 식각액 조성물로 식각하여, 화소전극을 형성한다. 인듐 산화막을 증착하는 방법은 스퍼터링법으로 한정되는 것은 아니다.For example, a transparent conductive material such as an indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited through a sputtering method, and the pixel electrode is formed by etching with an etchant composition according to the present invention. The method of depositing the indium oxide film is not limited to the sputtering method.
이와 같은, 액정표시장치용 어레이 기판 제조방법에 있어서, 본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물을 사용하여 인듐 산화막을 식각하는 경우 기판의 크 기가 커도 식각균일성을 유지할 수 있다.In such a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, when the indium oxide film is etched using the etching liquid composition of the indium oxide film according to the present invention, the etching uniformity may be maintained even if the substrate is large.
또한, 액정표시장치용 어레이 기판 제조방법에 있어서, 본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물을 사용한 식각공정 시, 식각 속도가 빠르면서도 화소 전극 하측에 위치하는 드레인 전극을 포함한 데이터 라인에 대한 어택을 최소화시킬 수 있음에 따라, TFT-LCD의 구동 특성을 향상시킬 수 있는 우수한 액정표시장치용 어레이 기판을 제조할 수 있고, 액정표시장치용 어레이 기판의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, in the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, in the etching process using the etching liquid composition of the indium oxide film according to the present invention, the etching rate is high and the attack on the data line including the drain electrode located under the pixel electrode is minimized. As a result, it is possible to manufacture an excellent array substrate for a liquid crystal display device capable of improving the driving characteristics of the TFT-LCD, and to improve the productivity of the array substrate for a liquid crystal display device.
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다. 이러한 실시예들은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해 제공되는 것이고, 이들로 인하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. These examples are provided to explain the present invention in more detail, and the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1 One
반도체 공정용 등급인 황산, 초산, 및 염산을 표 1에 기재된 바와 같이 혼합하고, 총 100 중량%가 되도록 탈이온수를 첨가하여 식각액을 제조하였다. 시험편은, 스퍼터링법에 의해 유리 기판상에 약 500Å 두께로 인듐주석산화막(ITO)을 증착하고, 그 위에 약 1㎛내외의 포토레지스트를 코팅한 후, 선택적으로 패턴을 형성하여 제조하였다. 상기 시험편을 전술한 방법에 의해 제조된 식각액으로 스프레이 방식을 사용하여 식각하였고, 식각 시간은 80초였으며, 식각 온도는 약 40℃였다. Sulfuric acid, acetic acid, and hydrochloric acid, which are grades for semiconductor processing, were mixed as described in Table 1, and an etching solution was prepared by adding deionized water to a total of 100% by weight. The test piece was prepared by depositing an indium tin oxide film (ITO) on a glass substrate by a sputtering method to a thickness of about 500 GPa, coating a photoresist of about 1 μm or more thereon, and then selectively forming a pattern. The test piece was etched using the spray method with the etching solution prepared by the method described above, the etching time was 80 seconds, the etching temperature was about 40 ℃.
전자주사현미경(SEM ; Hitach, S-4700)으로 시험편을 검사한 결과(표1 및 도 1,3참조), 양호한 포토레지스트 특성과 잔사 특성을 나타내었다.Test specimens were examined with an electron scanning microscope (SEM; Hitach, S-4700) (see Table 1 and FIGS. 1 and 3), and showed good photoresist and residue characteristics.
즉, 실시예 1에 따른 식각액에 의해 식각된 인듐 산화막의 표면을 나타낸 도 1의 사진에서 볼 수 있는 바와 같이, 인듐 산화막에 대한 식각 특성이 우수하고, 인듐 산화막의 잔사가 남지 않았음을 확인할 수 있다.That is, as can be seen in the photograph of FIG. 1 showing the surface of the indium oxide film etched by the etchant according to Example 1, it can be confirmed that the etching properties of the indium oxide film is excellent, and no residue of the indium oxide film remains. have.
또한, 본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물이 포토레지스트와 인듐 산화막의 하부에 위치하는 하부 금속막에 영향을 주지 않음을 보여주기 위해 별도로 마련한 기판(몰리브덴 금속막과 포토레지스트가 형성되어 있음)에 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액을 사용하기 전 사진(도 2)과 사용한 후 사진(도 3)를 비교하여 보면, 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액을 사용한 후에도 하부 금속막에는 본 발명에 따른 식각액에 의한 어택이 전혀 없고, 포토레지스트에도 영향을 주지 않았음을 확인할 수 있다. In addition, in order to show that the etching liquid composition of the indium oxide film according to the present invention does not affect the lower metal film positioned below the photoresist and the indium oxide film, the substrate (with molybdenum metal film and photoresist formed thereon) is provided. When comparing the photograph (FIG. 2) with the photograph (FIG. 3) before and after using the etchant according to Example 1 of the present invention, even after using the etchant according to Example 1 of the present invention, the lower metal film is used in the present invention. There was no attack by the etchant, and it could be confirmed that the photoresist was not affected.
실시예Example 2 내지 26 2 to 26
인듐산화막을 갖는 기판을 이용하고, 표 1에 기재된 조성비로 배합하여 제조된 식각액을 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. It carried out by the same method as Example 1 using the board | substrate which has an indium oxide film, and using the etching liquid manufactured by mix | blending in the composition ratio shown in Table 1.
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 성분의 함량이 본 발명에서 정의된 조성비를 갖는 본 실시예에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물들은, 포토레지스트에 영향이 없고, 하부 금속막에 대한 어택이 없으며, 인듐 산화막의 잔사가 발생하지 않는 양호한 결과를 나타내었다.As can be seen from Table 1, the etching liquid compositions of the indium oxide film according to this embodiment, in which the content of each component has a composition ratio defined in the present invention, have no effect on the photoresist, and no attack on the lower metal film, Good results were obtained in which no residue of the indium oxide film was generated.
X : 잔사발생 및 하부 금속막 어택 없음.X: no residue and lower metal film attack.
비교예Comparative example 1 One
비교예 1에서는 기존에 알려진 염산,질산을 포함하는 식각액을 사용하였으며, 이러한 식각액을 사용한 경우, 인듐 산화막 식각 특성과, 하부 금속막에 대한 어택 정도를 평가한 결과는 표 2 및 도 4를 통해 확인할 수 있다.In Comparative Example 1, an etching solution containing hydrochloric acid and nitric acid, which was previously known, was used. When the etching solution was used, the results of evaluating the indium oxide etching property and the attack degree on the lower metal film were confirmed through Table 2 and FIG. 4. Can be.
비교예 1에 따른 식각액을 사용하기 전 기준 기판(몰리브덴 금속막과 포토레지스트가 형성되어 있음)의 사진(도 2)에 비해서, 비교예 1에 따른 식각액을 사용한 후에 하부 금속막에 대한 어택이 심한 것을 도 4를 통해 볼 수 있다.Compared to the photograph (FIG. 2) of the reference substrate (molybdenum metal film and photoresist formed) before using the etchant according to Comparative Example 1, the attack on the lower metal film was more severe after using the etchant according to Comparative Example 1 It can be seen through FIG.
비교예Comparative example 2 2
비교예 2에서는 옥살산을 포함하는 식각액을 사용하였으며, 이러한 식각액을 사용한 경우, 인듐 산화막 식각 특성과, 하부 금속막에 대한 어택 정도를 평가한 결과는 표 2 및 도 5를 통해 확인할 수 있다. 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 인듐 산화막의 잔사가 발생됨을 알 수 있다.In Comparative Example 2, an etching solution containing oxalic acid was used. When the etching solution was used, the results of evaluating the indium oxide etching property and the attack degree on the lower metal film can be confirmed through Table 2 and FIG. 5. As can be seen in Figure 5, it can be seen that the residue of the indium oxide film is generated.
비교예Comparative example 3 3
비교예 3에서는 황산과 질산을 포함하는 식각액을 사용하였으며, 이러한 식각액을 사용한 경우, 인듐 산화막 식각 특성과, 하부 금속막에 대한 어택 정도를 평가한 결과는 표 2 및 도 6를 통해 확인할 수 있다. 도 6를 통해, 하부 금속막에 대한 어택 정도가 심한 것을 볼 수 있다.In Comparative Example 3, an etchant including sulfuric acid and nitric acid was used. When the etchant was used, the results of evaluating the indium oxide etching property and the attack degree on the lower metal film can be confirmed through Table 2 and FIG. 6. 6, it can be seen that the attack degree on the lower metal film is severe.
X : 잔사발생 없음 또는 하부 금속막 어택 없음.X: no residue or bottom metal film attack.
O : 잔사발생 있음 또는 하부 금속막 어택 있음.O: There is residue or there is a lower metal film attack.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물을 사용한 식각공정 시, 하부 금속에 대한 어택(attack)을 최소화할 수 있음에 따라, 액정표시소자의 구동 특성을 향상 시킬 수 있는 우수한 액정표시장치용 어레이 기판을 제조할 수 있다.As described above, in the etching process using the etching liquid composition of the indium oxide film according to the present invention, it is possible to minimize the attack (attach) to the lower metal, excellent liquid crystal display that can improve the driving characteristics of the liquid crystal display device Array substrates for devices can be manufactured.
그리고, 식각공정 시간을 단축시켜 액정표시장치용 어레이 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, the etching process time may be shortened to improve productivity of the array substrate for the liquid crystal display device.
또한, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 시, 기판의 크기가 커도 본 발명에 따른 인듐 산화막의 식각액 조성물을 사용하는 경우 식각균일성을 유지할 수 있다.In addition, when manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, even when the size of the substrate is large, the etching uniformity may be maintained when the etching liquid composition of the indium oxide film according to the present invention is used.
Claims (7)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103805203A (en) * | 2014-02-17 | 2014-05-21 | 昆山市板明电子科技有限公司 | Selective ITO (tin indium oxide) etching solution |
-
2006
- 2006-08-30 KR KR1020060083166A patent/KR20080020141A/en not_active Application Discontinuation
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