KR20090082626A - Etchant composition and method for fabricating metal pattern - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 구리막 또는 구리합금막과 관련된 습식 식각액 조성물; 이를 이용한 금속 패턴의 형성 방법; 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wet etching liquid composition related to a copper film or a copper alloy film; A method of forming a metal pattern using the same; And a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using the same.
일반적으로 반도체 장치 및 평판표시장치에서 기판 상에 금속배선을 형성하는 과정은 통상적으로 스퍼터링에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정 및 식각 공정에 의한 단계로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정공정 등을 포함한다.In general, the process of forming metal wiring on a substrate in a semiconductor device and a flat panel display device is typically a metal film forming process by sputtering, a photoresist forming process and an etching process in a selective region by photoresist coating, exposure and development. It consists of the steps by, and includes a washing process before and after the individual unit process.
이러한 식각 공정은 포토레지스트 마스크를 사용하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식 식각 또는 식각액을 사용하는 습식 식각이 사용된다.The etching process refers to a process of leaving a metal film in a selective region using a photoresist mask, and typically, dry etching using plasma or wet etching using an etching solution is used.
최근 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있다. 저항은 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT-LCD(thin film transistor - liquid crystal display)의 경우 패널크기 증가와 고해상도 실현에 관건이 되고 있기 때문이다. In recent years, resistance of metal wiring has emerged as a major concern. Since resistance is a major factor in causing RC signal delay, especially for TFT-LCD (thin film transistor-liquid crystal display), it is important to increase panel size and high resolution.
따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저저항의 물질개발이 필수적이며 종래에 주로 사용되었던 크롬(Cr 비저항: 12.7 ×10-8Ωm), 몰리브덴(Mo 비저항:5×10-8Ωm), 알루미늄(Al 비저항: 2.65 ×10-8Ωm) 및 이들의 합금은 대형 TFT-LCD 에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 이용하기 어려운 실정이다.Therefore, in order to realize the reduction of RC signal delay, which is essential for the large-sized TFT-LCD, low-resistance material development is essential, and chromium (Cr resistivity: 12.7 × 10 -8 Ωm), molybdenum ( Mo resistivity: 5 × 10 −8 mm, aluminum (Al resistivity: 2.65 × 10 −8 mm) and alloys thereof are difficult to use for gate and data wiring used in large-sized TFT-LCDs.
이와 같은 배경하에서, 새로운 저저항 금속막 중 하나인 구리막 또는 구리합금막에 대한 관심이 높다. 왜냐하면, 구리막은 알루미늄막이나 크롬막 보다 저항이 현저하게 낮고 환경적으로도 큰 문제가 없는 장점이 있는 것으로 알려지고 있기 때문이다. Under this background, there is a great interest in copper films or copper alloy films, which are one of new low resistance metal films. This is because the copper film is known to have an advantage that the resistance is significantly lower than that of the aluminum film or the chromium film and that there is no big problem in the environment.
현재 이 분야에서 사용되고 있는 구리막 또는 구리합금막에 대한 식가액 조성물은 주산화제로서 과산화수소수를 사용하고 있으며, 과산화수소수는 일반적으로 메탈(metal)이 포함되면, 메탈에 의해 하기의 반응식과 같은 분해반응이 야기되어 불안정한 상태가 된다.The food solution composition for the copper film or copper alloy film currently used in this field uses hydrogen peroxide as the main oxidizing agent, and hydrogen peroxide water is generally decomposed by metal, as shown in the following reaction formula. The reaction is caused to become unstable.
Cu + 2H2O2 → Cu2 + + 2H2O + O2↑Cu + 2H 2 O 2 → Cu 2 + + 2H 2 O + O 2 ↑
또한, 구리막 식각액으로 옥손(oxone)을 포함하는 식각액이 제안된 바 있으나, 옥손 자체가 가지는 불안정성과, 에칭 속도가 느리다는 단점이 있다.In addition, although an etchant including oxone has been proposed as a copper film etchant, there are disadvantages of instability of oxone itself and a slow etching rate.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구리막 또는 구리합금막 식각시, 식각 잔사가 발생하지 않으며, 식각 특성 및 안정성이 우수한 식각액 조성물; 이를 이용한 금속 패턴의 형성 방법; 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention, to solve the problems of the prior art as described above, when etching the copper film or copper alloy film, the etching residue does not occur, the etching liquid composition and excellent etching characteristics and stability; A method of forming a metal pattern using the same; And to provide a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using the same.
본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 0.5~20 중량%의 (NH4)2S2O8; 0.1~5 중량%의 인산염, 및 75~99.4 중량%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물을 제공한다.The present invention is 0.5 to 20% by weight of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 with respect to the total weight of the composition; It provides an etching solution composition comprising 0.1 to 5% by weight of phosphate, and 75 to 99.4% by weight of water.
또한, 본 발명은 In addition, the present invention
기판 상에 구리막 및 구리합금막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계; 및Forming one or a plurality of copper films and copper alloy films on the substrate; And
상기에서 형성된 하나 또는 다수개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법을 제공한다.It provides a method of forming a metal pattern comprising the step of etching one or a plurality of the film formed in the etching liquid composition of the present invention.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; a) forming a gate electrode on the substrate;
b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode;
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, (e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode;
상기 (a) 단계는 기판 상에 구리막 또는 구리합금막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 전극을 형성하고, 상기 (d) 단계는 반도체층 상에 구리막 또는 구리합금막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.In step (a), a copper film or a copper alloy film is formed on the substrate, and then the gate electrode is formed by etching with the etchant composition of the present invention. In step (d), a copper film or a copper alloy film is formed on the semiconductor layer. After that, the present invention provides a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, wherein the source and drain electrodes are formed by etching with the etchant composition of the present invention.
본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 구리막 또는 구리합금막을 식각하는 경우, 종래에 과산화수소수를 주산화제로 사용하는 조성물과 달리 불안정성 문제가 없다. 또한, 식각 잔사가 발생하지 아니하여 전기적인 쇼트나 배선의 불량, 휘도의 감소 등의 문제도 발생하지 않으며, 사이드 에칭 손실이 적으며, 대면적 기판에 적용이 가능하다. 또한, 장비에 대한 손상이 없기 때문에 우수한 생산성을 제공한다.When etching the copper film or the copper alloy film using the etchant composition of the present invention, there is no problem of instability unlike the composition using a conventional hydrogen peroxide as the main oxidizing agent. In addition, since no etching residue occurs, problems such as an electrical short, a wiring defect, a decrease in luminance, and the like do not occur. The side etching loss is small and can be applied to a large area substrate. It also provides excellent productivity because there is no damage to the equipment.
본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 0.5~20 중량%의 (NH4)2S2O8; 0.1~5 중 량%의 인산염, 및 75~99.4 중량%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention is 0.5 to 20% by weight of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 with respect to the total weight of the composition; An etching liquid composition comprising 0.1 to 5% by weight of phosphate, and 75 to 99.4% by weight of water.
본 발명의 식각액 조성물에서 (NH4)2S2O8은 구리막 또는 구리 합금막을 산화시키는 역할을 한다. 상기 (NH4)2S2O8는 조성물 총 중량에 대하여 0.5~20 중량%로 포함 되는 것이 바람직하며, 0.5 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 구리막 또는 구리합금막의 식각속도가 저하되거나 불균일한 식각이 되어 원하는 식각 특성을 얻을 수 없으며, 20 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 식각속도가 너무 빠르기 때문에 공정제어가 어려운 문제가 발생한다.In the etchant composition of the present invention (NH 4 ) 2 S 2 O 8 serves to oxidize the copper film or copper alloy film. (NH 4 ) 2 S 2 O 8 is It is preferably included in 0.5 to 20% by weight based on the total weight of the composition, when included in less than 0.5% by weight, the etching rate of the copper film or copper alloy film is lowered or becomes non-uniform etching to obtain the desired etching characteristics, If it is included in more than 20% by weight because the etching rate is too fast, process control is difficult.
본 발명의 식각액 조성물에서 인산염(phosphate salt)은 구리막 또는 구리합금막의 식각 속도를 조절하며 패턴의 시디 로스를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다. 이 성분의 역할은 매우 중요하며, 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 인산염이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우 구리막 또는 구리합금막의 식각 속도가 매우 빨라져서 사이드 에칭이 많아지는 문제가 발생하고, 5 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 식각 속도가 매우 느려져서 언에치(unetch)가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 인산염이 상기의 함량 범위를 벗어나는 경우, 식각 속도의 조절도 어려울 뿐만 아니라, 원하는 패턴의 폭을 얻을 수 없어 불량이 발생할 확률이 크고 공정 마진이 적어 양산 시 문제점이 생길 소지가 다분하다.Phosphate (phosphate salt) in the etching solution composition of the present invention controls the etching rate of the copper film or copper alloy film and serves to increase the process margin by reducing the side loss of the pattern. The role of this component is very important and is preferably included in 0.1 to 5% by weight relative to the total weight of the composition. When the phosphate is contained in less than 0.1% by weight, the etching speed of the copper film or copper alloy film is very fast, so that the side etching is increased, and when included in excess of 5% by weight, the etching rate is very slow to etch (unetch) is likely to occur. Therefore, when the phosphate is out of the above content range, it is difficult to control the etching rate, it is not possible to obtain the width of the desired pattern, there is a high probability of defects and the process margin is small, there is a lot of problems in the mass production.
상기 인산염은 이 분야에서 사용되는 것들을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 인산이수소나트륨 (sodium dihydrogen phosphate), 인산이수소칼륨 (potassium dihydrogen phosphate)과 같이 인산에서 수소가 알칼리 금속 혹은 알칼리 토금속으로 한개 내지 세개 치환된 염을 사용할 수 있다. 또한, 이들은 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The phosphate salt can be used in this field without particular limitation, for example, hydrogen in phosphoric acid, such as sodium dihydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate, is one of alkali metal or alkaline earth metal. To three substituted salts may be used. In addition, these can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
본 발명에서 사용되는 물은 탈이온수를 의미하며 반도체 공정용을 사용하며, 바람직하게는 18㏁/㎝ 이상의 물을 사용한다. Water used in the present invention means deionized water and is used for the semiconductor process, preferably water of 18 dl / cm or more.
본 발명의 식각액 조성물은 상기에 언급된 성분들 외에 식각조절제, 계면활성제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 및 pH 조절제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The etchant composition of the present invention may further include at least one of an etch regulator, a surfactant, a metal ion sequestrant, a corrosion inhibitor and a pH regulator in addition to the above-mentioned components.
본 발명의 조성물에 포함되는 (NH4)2S2O8 및 인산염은 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조가능하고, 특히 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.(NH 4 ) 2 S 2 O 8 and phosphate salts included in the composition of the present invention It is usually possible to manufacture according to known methods and in particular to have a purity for semiconductor processing.
본 발명은 또한, The present invention also provides
(a)기판 상에 구리막 및 구리합금막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계; 및(a) forming one or a plurality of copper films and copper alloy films on the substrate; And
(b)상기에서 형성된 하나 또는 다수개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법에 관한 것이다.(b) a method of forming a metal pattern comprising etching the one or more films formed above with the etchant composition of the present invention.
상기 금속 패턴의 형성방법에 있어서, 상기 (a)단계는 기판을 제공하는 단계 및 상기 기판 상에 상기 구리막 또는 구리합금막 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 상기 제 1 단일막, 상기 제 2 단일막 및 상기 다중막을 형성하는 방법으로는 당업자에게 알려진 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 진공증착법 또는 스퍼터링 법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.In the method of forming the metal pattern, the step (a) includes providing a substrate and forming one or more selected from the copper film or the copper alloy film on the substrate. The substrate may be cleaned in a conventional manner, and a wafer, a glass substrate, a stainless steel substrate, a plastic substrate, or a quartz substrate may be used. As the method for forming the first single layer, the second single layer, and the multi-layer on the substrate, various methods known to those skilled in the art can be used, and it is preferable to form using the vacuum deposition method or the sputtering method.
상기 (b)단계는, 상기 제 1 단일막, 상기 제 2 단일막 및 상기 다중막 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 제 1 단일막, 상기 제 2 단일막 및 상기 다중막을 본 발명의 식각액 조성물을 이용하여 식각하여, 금속패턴을 완성한다.In the step (b), a photoresist is formed on the first single layer, the second single layer, and the multi-layer, selectively exposing the photoresist using a mask, and then exposing the exposed photoresist. After baking, the baked photoresist is developed to form a photoresist pattern. The first single layer, the second single layer, and the multiple layer on which the photoresist pattern is formed are etched using the etching solution composition of the present invention to complete a metal pattern.
상기와 같은, 식각 공정은 당 업계 주지의 방법에 따라 수행될 수 있으며, 침지시키는 방법, 분사(spray)하는 방법 등을 예로 들 수 있다. 식각공정 시 식각용액의 온도는 30~50℃일 수 있으며, 적정 온도는 다른 공정과 기타 요인을 고려하여 필요에 따라 변경할 수 있다.As described above, the etching process may be performed according to methods known in the art, and examples thereof include a method of dipping, a method of spraying, and the like. The temperature of the etching solution during the etching process may be 30 ~ 50 ℃, the appropriate temperature can be changed as necessary in consideration of other processes and other factors.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; a) forming a gate electrode on the substrate;
b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode;
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, (e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode;
상기 (a) 단계는 기판 상에 구리막 또는 구리합금막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 전극을 형성하고, 상기 (d) 단계는 반도체층 상에 구리막 또는 구리합금막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.In step (a), a copper film or a copper alloy film is formed on the substrate, and then the gate electrode is formed by etching with the etchant composition of the present invention. In step (d), a copper film or a copper alloy film is formed on the semiconductor layer. Then, the present invention relates to a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, wherein the etching solution composition is etched to form source and drain electrodes.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계는 a1) 기상증착법이나 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 기판 상에 구리막 또는 구리합금막을 증착시키는 단계; 및 a2) 상기 구리막 또는 구리합금막을 본 발명의 식각액으로 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 여기서, 구리막 또는 구리합금막을 기판 상에 형성하는 방법은 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다.In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention, the step a) comprises the steps of: a1) depositing a copper film or a copper alloy film on the substrate by using a vapor deposition method or a sputtering method; And a2) patterning the copper film or the copper alloy film with an etchant of the present invention to form a gate electrode. Here, the method of forming a copper film or a copper alloy film on a board | substrate is not limited only to what was illustrated above.
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.In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention, in the step b), silicon nitride (SiN X ) is deposited on the gate electrode formed on the substrate to form a gate insulating layer. Here, the material used for forming the gate insulating layer is not limited to silicon nitride (SiN x ), and the gate insulating layer may be formed using a material selected from various inorganic insulating materials including silicon oxide (SiO 2 ). have.
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 일반적으로 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.In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention, in the step c), a semiconductor layer is formed on the gate insulating layer by chemical vapor deposition (CVD). In other words, the active layer and the ohmic contact layer are sequentially formed and then patterned by dry etching. 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. Chemical vapor deposition (CVD) may be used to form the active layer and the ohmic contact layer, but is not limited thereto.
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 구리 및 구리합금막을 증착하고 본 발명의 식각액으로 식각하여 소스 전극과 드레인 전극을 형성한다. 여기서, 구리막 또는 구리합금막을 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.A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention, wherein step d) comprises: d1) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And d2) forming an insulating layer on the source and drain electrodes. In step d1), a copper and a copper alloy film are deposited on the ohmic contact layer by sputtering, and then etched with an etchant of the present invention to form a source electrode and a drain electrode. Here, the method of forming a copper film or a copper alloy film on a board | substrate is not limited only to what was illustrated above. In step d2), an inorganic insulating group including silicon nitride (SiN x ) and silicon oxide (SiO 2 ) or a benzocyclobutene (BCB) and an acrylic resin are included on the source electrode and the drain electrode. The insulating layer may be formed of 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 to only those exemplified above.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 e) 단계에서는 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성한다. 예컨대, 스퍼터링법을 통해 인듐산화막[ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)]과 같은 투명한 도전물질을 증착하고, 인듐산화막 전용 식각액 조성물로 식각하여, 화소 전극을 형성한다. 상기 인듐 산화막을 증착하는 방법은 스퍼터링법으로만 한정되는 것은 아니다.In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention, in step e), a pixel electrode connected to the drain electrode is formed. For example, a transparent conductive material such as an indium tin oxide (ITO) or an indium zinc oxide (IZO) is deposited through a sputtering method, and the pixel electrode is formed by etching with an etchant composition dedicated to the indium oxide film. The method of depositing the indium oxide film is not limited only to the sputtering method.
이와 같은, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 본 발명에 의한 식각액 조성물을 사용하여 상기 게이트 전극을 형성하는 a) 단계를 진행하게 되면, 다량의 게이트 기판을 식각할 수 있어 공정 비용이 크게 절감되며, 식각액 교체 회수를 줄여 공정을 단순화할 수 있다.In such a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, when the a) step of forming the gate electrode using the etchant composition according to the present invention is performed, a large amount of the gate substrate can be etched, thereby increasing the process cost. Significant savings can be achieved and the process can be simplified by reducing the number of etchant changes.
또한, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 본 발명에 의한 식각액 조성물을 사용한 d) 단계 식각공정시, 식각 속도가 빠르면서도 소스 및 드레인 전극 하측에 위치하는 오믹콘텍층에 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, during the d) step etching process using the etchant composition according to the present invention, the etching rate is high and the attack on the ohmic contact layer under the source and drain electrodes 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.
상기와 같이, 구리막 또는 구리합금막은 TFT-LCD의 게이트 전극의 배선 및 데이터라인을 구성하는 소스/드레인 전극의 배선을 형성하는 것을 특징으로 한다. TFT-LCD의 소스/드레인 배선은 특히 그 저항이 문제되는 배선이므로, 구리막 또는 구리합금막을 사용하고, 본 발명에 따른 식각액으로 용이하게 식각하여 TFT-LCD의 대형화를 이룰 수 있다.As described above, the copper film or the copper alloy film forms a wiring of the gate electrode of the TFT-LCD and a wiring of the source / drain electrodes constituting the data line. Since the source / drain wiring of the TFT-LCD is particularly a wiring whose resistance is a problem, a large size of the TFT-LCD can be achieved by easily etching with an etchant according to the present invention by using a copper film or a copper alloy film.
이하에서, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples and comparative examples.
실시예Example 1 내지 3, 1 to 3, 비교예Comparative example 1 및 1 and 비교예Comparative example 2: 2: 식각액Etchant 조성물의 제조 Preparation of the composition
하기 표 1에 기재된 성분 및 조성비에 따라 식각액 조성물을 제조하였다. To the etchant composition according to the components and composition ratios shown in Table 1 below.
시험예Test Example : : 식각특성Etching characteristics 평가 evaluation
기판 위에 구리 단일막, 구리합금 단일막이 증착 된 시편을 준비하고, 분사식 식각 방식의 실험장비 (SEMES사 제조) 내에 실시예 1 내지 3, 비교예 1및 비교예 2의 식각액을 넣고 온도를 30 ℃ 로 설정하여 가온한 후, 온도가 30±0.1℃에 도달하였을 때 상기 시편의 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간을 EPD(End Point Detection)를 기준으로 하여 오버에치(Over Etch) 40%를 주어 실시하였다. 기판을 넣고 분사를 시작하여 식각이 다 되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風) 건조장치를 이용하여 건조하였고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 사이드 에칭(Side Etch; 편측)손실, 및 식각 잔류물 등을 평가하였다 Prepare a specimen in which a copper single film and a copper alloy single film are deposited on a substrate, and the etching liquids of Examples 1 to 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are placed in a spray etching experiment apparatus (manufactured by SEMES), and the temperature is 30 ° C. After warming to set the temperature, the etching process of the specimen was performed when the temperature reached 30 ± 0.1 ℃. The total etching time was performed by giving 40% of over etch based on EPD (End Point Detection). The substrate was inserted and sprayed, and when the etching was completed, the substrate was taken out, washed with deionized water, dried using a hot air drying apparatus, and removed using a photoresist stripper. After washing and drying, side etch loss and etching residues were evaluated using an electron scanning microscope (SEM; manufactured by Hitachi, model name: S-4700).
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막과 CuOx단일막을 식각한 경우, 사이드 에칭(Side Etch; 편측) 및 식각 잔류물 면에서 양호한 특성을 나타낸다. As can be seen in Table 2, when the Cu single layer and the CuOx single layer were etched using the etchant compositions of Examples 1 to 3 of the present invention, the characteristics were good in terms of side etching and etching residues. Indicates.
반면, 비교예 1의 경우는 (NH4)2S2O8가 함량범위를 초과함으로 인해 사이드에칭량이 커졌고, 동시에 인산(phosphate salt)염 이 본 발명의 함량 범위 미만으로 포함됨으로 인해 잔사가 남는 문제점이 발생하였으며, 비교예 2의 경우는, 인산(phosphate salt)염의 함량이 본 발명의 함량 범위를 초과함으로 인해 구리가 식각이 되지 않는 문제가 발생하였다. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 (NH4) 2 S 2 O 8 The amount of side etching increased due to exceeding the content range, at the same time the residue is left because the phosphate salt (phosphate salt) is included below the content range of the present invention Problems occurred, and in the case of Comparative Example 2, the copper is not etched because the content of the phosphate salt exceeds the content range of the present invention.
첨부된 도 1a은 실시예3의 식각액 조성물로 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각한 후의 SEM 사진이고, 도1b는 실시예3의 식각액 조성물로 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각하고, 포토레지스트를 박리한 후의 SEM 사진이다.1A is a SEM photograph after etching a substrate on which a Cu single layer is deposited with the etchant composition of Example 3, and FIG. 1B is etching a substrate on which a Cu single layer is deposited with the etchant composition of Example 3, and peeling a photoresist. It is SEM photograph after one.
상기 도 1a 및 1b에 의하면, 본 발명의 실시예3에 의한 식각액 조성물을 사용하는 경우, 구리 합금막의 패턴형상이 우수하고, 잔사도 발생하지 않음을 확인할 수 있다.1A and 1B, when the etching liquid composition according to Example 3 of the present invention is used, it is confirmed that the pattern shape of the copper alloy film is excellent and no residue occurs.
도 2a는 비교예1의 식각액 조성물로 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각한 후의 SEM 사진이고, 도2b는 비교예1의 식각액 조성물로 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각하고, 포토레지스트를 박리한 후의 SEM 사진이다.FIG. 2A is a SEM photograph after etching a substrate on which a Cu single layer is deposited with the etchant composition of Comparative Example 1, and FIG. 2B is etching a substrate on which Cu single layer is deposited with the etchant composition of Comparative Example 1, and after removing the photoresist. SEM picture.
상기 도 2a 및 도 2b에 의하면, 본 발명의 비교예1의 식각액 조성물을 사용하는 경우, Cu 단일막에 잔사가 남는 것을 확인할 수 있다.2A and 2B, when the etchant composition of Comparative Example 1 of the present invention is used, it may be confirmed that a residue remains in the Cu single layer.
도 1a는 실시예3의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각한 후의 SEM 사진이다.FIG. 1A is a SEM photograph after etching a substrate on which a Cu single layer is deposited using the etchant composition of Example 3. FIG.
도1b는 실시예3의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각하고, 포토레지스트를 박리한 후의 SEM 사진이다.FIG. 1B is a SEM photograph after etching a substrate on which a Cu single layer is deposited using the etchant composition of Example 3 and peeling a photoresist. FIG.
도 2a는 비교예1의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각한 후의 SEM 사진이다.FIG. 2A is a SEM photograph after etching a substrate on which a Cu single layer is deposited using the etchant composition of Comparative Example 1. FIG.
도2b는 비교예1의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각하고, 포토레지스트를 박리한 후의 SEM 사진이다.FIG. 2B is a SEM photograph after etching a substrate on which a Cu single layer is deposited using the etchant composition of Comparative Example 1 and peeling a photoresist. FIG.
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