KR20090081546A - 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴형성방법 - Google Patents

은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조성물 총중량에 대하여, Fe3 +염 화합물 1 내지 15 중량%, 질산 1 내지 10 중량%, 아세트산 1 내지 30 중량%, 제1인산나트륨 0.1 내지 5 중량%, 및 물 40 내지 96.9중량%를 포함하는 은 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막의 식각액 조성물, 이를 사용하는 금속 패턴의 형성방법, 및 이를 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
Fe3+염, 제1 인산나트륨, 은, 산화인듐막, 식각액, 부식억제제

Description

은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴 형성방법{Etchant composition for Ag thin layer and method for fabricating metal pattern using the same}
본 발명은 은(Ag) 또는 은합금으로 이루어진 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막의 식각액 조성물, 이를 사용하는 금속 패턴의 형성방법, 및 이를 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치 중에서도, 현재, 주로 사용되는 것은 전계 생성 전극이 두개의 기판에 각각 구비되어 있는 형태이다. 이 중에서도, 하나의 기판에는 복수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 다른 기판에는 하나의 공통전극이 기판 전면을 덮고 있다. 이러한 액정 표시 장치에서 화상의 표시는 각 화소 전극에 별도의 전압을 인가함으로써 이루어진다. 이를 위해서 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 삼단자소자인 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 전달하는 게이트선(gate line)과 화소 전극에 인가될 전압을 전달하는 데이터선(data line)을 기판 상에 형성한다.
한편, 액정 표시 장치의 표시 면적이 점점 대형화됨에 따라, 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 게이트선 및 데이터선 또한 길어지고 그에 따라 배선의 저항 또한 증가한다. 이와 같은 이유로 인하여, 종래에 주로 사용되었던 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금을 박막 트랜지스터 (Thin Film Transistor, TFT)에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 계속 이용하는 것은 평판표시장치의 대형화 및 고해상도 실현을 어렵게 만드는 원인으로 작용하고 있다. 따라서, 이러한 저항 증가에 의한 신호 지연 등의 문제를 해결하기 위해서는, 상기 게이트선 및 데이터선을 최대한 낮은 비저항을 가지는 재료로 형성할 필요가 있다.
산화주석인듐(Indium Tin Oxide, ITO)과 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide, IZO)과 같은 도전성 금속은 빛에 대한 투과율이 비교적 뛰어나고, 도전성을 가지므로 평판표시장치에 사용되는 칼라필터의 전극으로 널리 쓰이고 있다. 그러나 이들 금속들 또한 높은 저항을 가져 응답속도의 개선을 통한 평판표시장치의 대형화 및 고해상도 실현에 장애가 되고 있다. 또한, 반사판의 경우 과거 Al 반사판을 주로 제품에 이용해왔으나, 휘도 향상을 통한 저전력 소비실현을 위해서는 반사율이 더 높은 금속으로의 재료변경을 모색하고 있는 상태이다.
이를 위해 평판 표시 장치에 적용되고 있는 금속들에 비해 낮은 비저항과 높은 휘도를 가지고 있는 은(Ag: 비저항 약 1.59μΩ㎝)막, 은합금막 또는 은막이나 은합금막을 포함한 다중막을 칼라필터의 전극, LCD 배선 및 반사판에 적용하여 평판표시장치의 대형화와 고해상도 및 저전력 소비 등을 실현하기 위한 노력이 경주고 있으며, 그러한 노력의 일환으로 이러한 재료에 적용하기 위한 식각액이 개발되고 있다.
그러나, 은(Ag)은 유리 등의 절연 기판 또는 진성 비정질 규소나 도핑된 비정질 규소 등으로 이루어진 반도체 기판 등의 하부 기판에 대해 접착성(adhesion)이 극히 불량하여 증착이 용이하지 않고, 배선의 들뜸(lifting) 또는 벗겨짐(feeling)이 쉽게 유발된다. 또한, 은(Ag) 도전층이 기판에 증착된 경우에도 이를 패터닝하기 위해 종래의 식각액을 사용하는 경우 은(Ag)이 과도하게 식각되거나 불균일하게 식각되어 배선의 들뜸 또는 벗겨짐 현상이 발생하고, 배선의 측면 프로파일이 불량하게 된다.
대한민국 등록특허 10-0579421의 경우, 인산, 질산, 초산에 보조 산화물 용해제와 함불소형 탄소계 계면활성제를 사용하였으나 보조 산화물 용해제로 사용된 SO4 2 -화합물은 은(Ag)과 반응을 하여 AgS의 형태로 기판내에 잔사로 남게 되며, ClO4 -화합물은 환경 규제 물질로 사용함에 어려움이 있다. 또한 함불소형 탄소계 계면활성제의 경우 은의 하부막이 유기절연막인 경우 기판의 테두리 부분에 있는 유 기절연막은 이러한 성분에 의해 쉽게 손상을 얻어 Peeling 현상(벗겨짐)을 일으키는 문제가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 은(Ag) 또는 은합금으로 이루어진 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막 을 식각함에 있어서 사이드에칭 양이 적고, 하부막의 손상 및 잔사의 발생 없이 균일한 식각특성을 나타내는 식각액 조성물, 이를 사용하는 금속 패턴의 형성방법, 및 이를 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 조성물 총중량에 대하여, Fe3 +염 화합물 1 내지 15 중량%, 질산 1 내지 10 중량%, 아세트산 1 내지 30 중량%, 제1인산나트륨 0.1 내지 5 중량%, 및 물 40 내지 96.9중량%를 포함하는 은 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막의 식각액 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계; 및
상기에서 형성된 하나 또는 다수개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
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 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서,
상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 공정 및 이를 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 식각액 조성물은 은 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막을 식각함에 있어서 사이드에칭 양이 적고, 하부막의 손상 및 잔사의 발생 없이 균일한 식각 특성을 나타내므로, 평판표시장치의 고해상도, 대형화 및 저전력 소비를 달성하는데 중요한 역할을 할 수 있다.
본 발명은 조성물 총중량에 대하여, Fe3 +염 화합물 1 내지 15 중량%, 질산 1 내지 10 중량%, 아세트산 1 내지 30 중량%, 제1인산나트륨 0.1 내지 5 중량%, 및 물 40 내지 96.9중량%를 포함하는 은 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막의 식각액 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 식각액 조성물은 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막을 동시에 식각할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막은 예컨대, 산화인듐막/은막의 이중막 또는 산화인듐막/은막/산화인듐막의 삼중막 등을 의미하며, 산화인듐은 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(IZO) 등을 의미한다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 Fe3 +염 화합물은 주 산화제로 사용되는 성분으로서, 은(Ag) 과 산화인듐을 산화시켜 습식 식각하는 역할을 한다. 상기 Fe3+염 화합물의 함량은 식각액 조성물 총중량에 대하여 1 내지 15 중량%이다. 상기 Fe3+염 화합물이 1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 은막의 식각 속도 저하와 식각 프로파일의 불량을 야기시킬 수 있으며, 15 중량%를 초과하는 경우에는 산화인 듐막의 과식각으로 인하여 예컨대, 산화인듐막/은막/산화인듐막의 3중막을 식각하는 경우, 은의 표면층이 들어나게 되어 후속 공정 중 열처리에 의해서 은이 기판표면에서 떨어져 재 흡착하게 되는 문제가 발생 할 수 있다.
상기 Fe3 + 염화합물은 Fe3 +을 포함한 염의 형태로 제공되며, 그 종류는 특별히 한정되지는 않으나, 구체적인 예로는 FeCl3, Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3, NH4Fe(SO4)2, Fe(ClO4)3, 및 FePO4 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 질산(HNO3)은 보조 산화제로 사용되는 성분으로서 은과 산화인듐을 산화시켜 습식 식각하는 역할을 수행한다. 상기 질산(HNO3)의 함량은 조성물 총중량에 대하여 1 내지 10 중량%이다. 질산의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 은(Ag)막과 산화인듐막의 식각 속도 저하가 발생하며 이로써 기판내의 식각 균일성(Uniformity)이 불량해지므로 얼룩이 발생하며, 10 중량%를 초과하는 경우, 예컨대, 산화인듐막/은막/산화인듐막의 삼중막을 식각하는 경우, 상,하부에 산화인듐막의 식각 속도가 가속화 되어 상하부 산화인듐막의 언더컷 발생으로 후속 공정에 문제가 발생되는 불리한 점이 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 아세트산(CH3COOH)은 보조 산화제로 사용되는 성분으로서, 은(Ag)을 산화시켜 습식식각하는 역할을 수행한다. 상기 아세트산의 함량은 식각액 조성물 총중량에 대하여 1 내지 30 중량%이다. 아세트산의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 기판 내의 식각 속도 불균일로 얼룩이 발생하는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 거품발생이 야기되며 이러한 거품이 기판내에 존재하게 되면 완전한 식각이 이루어지지 않아 후속공정에 문제를 야기할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 제1인산나트륨은 첨가제로 사용되는 성분으로서, 습식 식각 시 박막에 대한 CD 스큐(CD Skew)의 조절 및 식각을 균일하게 하는 역할을 수행한다. 상기 제1인산나트륨의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.1~5 중량%이다. 상기 제1인산나트륨의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 기판 내의 식각 균일성(Uniformity)이 저하되고, 5 중량%를 초과하는 경우에는 식각 속도가 저하되어 원하는 식각 속도를 구현할 수 없으며, 은 식각 잔류물이 발생할 수 있으므로 공정상에 문제가 될 수 있다.　
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수가 바람직하다. 특히, 물의 비저항 값(즉, 물속에 이온이 제거된 정도)이 18㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 40 내지 96.9중량%로 포함되며, 상기 함량은 수용액 형태로 첨가되는 다른 성분에 포함된 것과 물의 단독 첨가량을 합산한 것이다.　
본 발명의 식각액 조성물은 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로는 계면 활성제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 및 pH조절제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서, Fe3 +염 화합물, 질산, 아세트산, 제1인산나트륨은 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조가능하고, 특히 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명은, 또한,
(i)기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계; 및
(ii)상기에서 형성된 하나 또는 다수개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법을 제공한다.
상기 금속 패턴의 형성방법에 있어서, 상기 (i)단계는 기판을 제공하는 단계 및 상기 기판 상에 상기 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 기판은 통상적인 세정이 가능한 것으로서, 웨이퍼, 유리기판, 스테인레스 스틸 기판, 플라스틱 기판 또는 석영기판을 이용할 수 있다. 상기 기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막을 형성하는 방법으로는 당업자에게 알려진 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 진공증착법 또는 스퍼터링 법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 (ii)단계에서는, (i)단계에서 형성된 하나 또는 다수개의 막 상에 포토레지스트를 형성하고, 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광하고, 상기 노광된 포토레지스트를 후굽기하고, 상기 후굽기된 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 하나 또는 다수개의 막을 본 발명의 식각액 조성물을 이용하여 식각하여, 금속패턴을 완성한다.
또한 본 발명은
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 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서,
상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막 중에서 선택되는 어느 하 나 또는 다수개를 형성하는 공정 및 이를 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계는 a1) 기상증착법이나 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 기판 상에 은 또는 은합금 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 증착시키는 단계; 및 a2) 상기에서 형성된 하나 또는 다수개의 막을 본 발명의 식각액으로 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기의 하나 또는 다수개의 막을 기판 상에 형성하는 방법은 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 b) 단계에서는 기판 상에 형성된 게이트 전극 상부에 질화실리콘(SiNX)을 증착하여 게이트 절연층을 형성한다. 여기서, 게이트 절연층의 형성시 사용되는 물질은 질화실리콘(SiNx)에만 한정되는 것은 아니고, 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 각종 무기 절연물질 중에서 선택된 물질을 사용하여 게이트 절연층을 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 c) 단계에서는 게이트 절연층 상에 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 반도체층을 형성한다. 즉, 순차적으로 엑티브층(active layer)과 오믹콘택층(ohmic contact layer)을 형성한 후, 건식 식각을 통해 패터닝한다. 여기서, 엑티브층은 일반적으 로 순수한 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 형성하고, 오믹콘텍층은 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)으로 형성한다. 이러한 엑티브층과 오믹콘텍층을 형성할 때 화학기상증착법(CVD)을 이용할 수 있지만, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 d) 단계는 d1) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 d2) 상기 소스 및 드레인 전극 상에 절연층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 d1) 단계에서는 오믹콘텍층 위에 스퍼터링법을 통해 은 또는 은합금 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 증착하고 본 발명의 식각액으로 식각하여 소스 전극과 드레인 전극을 형성한다. 여기서, 상기 하나 또는 다수개의 막을 기판 상에 형성하는 방법은 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다. 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 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 e) 단계에서는 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성한다. 예컨대, 스퍼터링법을 통해 은 또는 은합금 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 증착하고, 본 발명의 식각액 조성물 로 식각하여, 화소 전극을 형성한다. 상기 인듐 산화막을 증착하는 방법은 스퍼터링법으로만 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
실시예 1~5: 식각액 조성물의 제조 및 식각 특성 평가
기판상에 a-ITO/Ag/a-ITO 삼중막을 형성하고 다이아몬드 칼을 이용하여 10×10mm로 절단하여 시편을 준비하였다. 표 1 에 기재된 조성비로 식각액을 10kg이 되도록 제조하였다. 분사식 식각 방식의 실험장비 (SEMES사 제조)내에 제조된 식각액을 넣고 온도를 40 ℃ 로 설정하여 가온한 후, 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 엔드포인트 검출(End Point Detection, EPD)을 기준으로 하여 오버 에치(Over Etch) 50%를 주어 실시하였다.
상기 기판들은 식각이 이루어진 후에 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風)건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 사이드에칭 (Side Etch), 하부막 손상 및 식각 잔류물의 발생 정도의 식각 특성을 평가하였다. 식각 특성 시험 결과는 하기 표 1과 같다.
실시예 조성(중량%) NH4Fe(SO4)2 /질산/아세트산/ NaH2PO4 /물 식각 특성 결과
Side Etch(㎛) 하부막 손상 은 잔사
1 3 / 5 / 20 / 0.5 / 71.5 0.30 무 무
2 5 / 4 / 20 / 1.0 / 70 0.30 무 무
3 5 / 7 / 15 / 1.5 / 71.5 0.40 무 무
4 6 / 6 / 10 / 1 / 77 0.43 무 무
5 7 / 4 / 20 / 2 / 67 0.50 무 무
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/a-ITO 기판을 식각한 경우, 사이드 에치, 하부막 손상 및 은잔사 발생의 모든 면에서 양호한 식각특성을 나타낸다.
상기 실시예 2의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진을 도 1a에 첨부하였다. 또한 상기 실시예 2의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한　후의　기판　표면에 대한 SEM 사진을 도 1b에 첨부하였다.
비교예 1~3: 식각액 조성물의 제조 및 식각 특성 평가
기판상에 a-ITO/Ag/a-ITO 삼중막을 형성하고 다이아몬드 칼을 이용하여 10×10mm로 절단하여 시편 준비를 하였다. 표 2에 기재된 조성비로 식각액을 10kg이 되도록 제조하였다. 분사식 식각 방식의 실험장비 (SEMES사 제조)내에 제조된 식각액을 넣고 온도를 40 ℃ 로 설정하여 가온한 후, 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 엔드포인트 검출(End Point Detection, EPD)을 기준으로 하여 오버 에치(Over Etch) 50%를 주어 실시하였다.
상기 기판들은 식각이 이루어진 후에 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風)건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 사이드에칭 (Side Etch), 하부막 손상 및 식각 잔류물의 발생 정도의 식각 특성을 평가하였다. 식각 특성 시험 결과는 하기 표 2와 같다.
비교예 조성(중량%) NH4Fe(SO4)2 /질산/아세트산/ NaH2PO4 /물 식각 특성 결과
Side Etch(㎛) 하부막 손상 은 잔사
1 5 / 0 / 15 / 1.0 / 79 Unetch 무 유
2 20 / 2 / 20 / 1.5 / 56.5 패턴소실 무 무
3 7 / 2 / 15 / 6 / 70 Unetch 무 유
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 질산을 포함하지 않은 비교예 1의 경우, 상하부 a-ITO 및 은의 식각 속도가 저하되어 식각 잔사가 발생하였으며, NH4Fe(SO4)2의 함량이 본 발명의 범위를 초과한 비교예 2의 경우 식각 속도가 너무 증가하게 되어 패턴이 소실되었으며, 제1인산나트륨의 함량이 본 발명의 범위를 초과한 비교예 3의 경우, 은 식각 잔사가 발생하였다.
상기 비교예 3의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진을 도 2a에 첨부하였다. 또한 상기 비교예 3의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한　후의　기판　표면에 대한 SEM 사진을 도 2b에 첨부하였다.
도 1a은 상기 실시예 2의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진이고,
도 1b는 상기 실시예 2의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한　후의 기판　표면에 대한 SEM 사진이다.
도 2a은 상기 비교예 3의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진이고,
도 2b는 상기 비교예 3의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한　후의 기판　표면에 대한 SEM 사진이다.

Claims (7)

  1. 조성물 총중량에 대하여, Fe3 +염 화합물 1 내지 15 중량%, 질산 1 내지 10 중량%, 아세트산 1 내지 30 중량%, 제1인산나트륨 0.1 내지 5 중량%, 및 물 40 내지 96.9중량%를 포함하는 은 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막의 식각액 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 Fe3 +염 화합물은 FeCl3, Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3, NH4Fe(SO4)2, Fe(ClO4)3, 및 FePO4로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 은 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막의 식각액 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 식각액 조성물은 식각조절제, 계면활성제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제, 및 pH조절제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막의 식각액 조성물.
  4. 기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계; 및
    상기에서 형성된 하나 또는 다수개의 막을 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 형성된 하나 또는 다수개의 막 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성방법.
  6. 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 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서,
    상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다중막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 공정 및 이를 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 액정표시장치용 어레이 기판이 박막트랜지스 터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
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