KR20120052208A - 금속막 식각용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속막 식각용 조성물에 대한 것으로서, 특히 평판 디스플레이용 박막 트랜지스터의 금속 전극패턴 형성 공정에 효과적으로 적용할 수 있는 금속막 식각용 조성물에 대한 것이다. 본 발명에 의한 금속막 식각용 조성물을 사용할 경우, 식각된 금속막의 경사각이 완만하고 오버 에치(O/E: over etch) 비율이 우수하며, 금속막의 막 두께가 변하는 경우에도 우수한 식각 프로파일을 얻을 수 있다.

Description

금속막 식각용 조성물{COMPOSITION FOR ETCHING METAL LAYER}
본 발명은 단층 또는 다층의 금속막을 식각하기 위한 식각용 조성물에 관한 것으로서, 특히 평판 디스플레이 장치의 전극을 형성하기 위한 금속의 단일막 또는 다층막을 일괄 식각할 수 있는 식각용 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이 장치는 유리 기판에 박막 트랜지스터가 형성되어 있는데, 이러한 박막 트랜지스터는 여러 가지 금속 배선을 통해 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 금속 배선의 제조 과정은 통상 흡착법을 이용한 금속 박막 형성 공정, 포토레지스트의 노광을 통한 패턴 형성 공정, 식각 공정을 포함한다. 여기서 상기 식각 공정은 노광 공정에 의해 형성된 패턴에 기초하여 선택적으로 금속 박막을 남기는 공정으로서, 이 과정에서 식각용 조성물이 사용된다.
박막 트랜지스터의 금속 배선 재료로서 일반적으로 알루미늄 혹은 알루미늄 합금이 사용된다. 그런데, 순수 알루미늄은 내화학성이 약하며, 식각 후의 공정 진행시 알루미늄의 힐락(hillock) 현상으로 인한 불량을 야기하는 바 통상적으로 알루미늄이나 알루미늄 합금의 상부에 몰리브덴, 크롬, 티타늄, 텅스텐 등의 금속이 증착된 다층막 구조가 적용되고 있다.
이러한 다층막 구조의 금속막을 식각하기 위한 식각용 조성물로서 인산을 주성분으로 하는 조성물이 알려져 있다. 그런데, 이러한 인산을 주성분으로 하는 식각용 조성물을 사용하여 습식 식각을 하는 경우, 하부의 알루미늄막과 상부의 다른 금속막의 식각 속도 차이로 인하여 불량한 식각 프로파일을 얻게 되는 경우가 많다.
예를 들어 알루미늄-네오디뮴 합금막 위에 몰리브덴이 증착된 이중막의 경우 알루미늄 합금의 식각 속도가 몰리브덴의 식각 속도보다 빠르기 때문에 상부 몰리브덴막이 하부 알루미늄 합금막보다 더 많이 남게 되는 현상이 발생한다. 이 때문에 후속 박막 공정 진행시 박막의 단락, 단선 등이 일어날 가능성이 높아지며 이는 수율 저하의 원인이 된다.
이를 해결하기 위해 국내특허공개 2004-0017078호는 식각 후 알루미늄막 바깥쪽으로 돌출된 몰리브덴막을 2차로 식각하는 방법을 제안하였다. 그러나 이 방법의 경우 별도의 2차 식각을 거치는 바, 생산성이나 공정 운용상 불리한 점이 많다.
알루미늄, 또는 알루미늄 합금과 몰리브덴으로 이루어진 단일막 또는 다층막을 습식 식각하기 위한 식각용 조성물로서 인산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 조성물이 알려져 있다. 효과적인 다층막 식각을 위해서는 금속 다층막 간 식각 속도 차이를 줄여 식각 속도를 균일하게 유지시켜야 하며, 패턴별 식각 균일성을 확보해야 하며 식각된 박막의 경사각 문제를 해결해야 한다. 이러한 문제를 개선하기 위해서 인산, 질산, 아세트산 및 물에 첨가제를 추가하는 방법이 시도되고 있다.
예컨대, 국내특허공개 2002-0078583호, 2004-0080963호, 2006-0033689호의 경우에는 첨가제로서 과염소산 및 과염소산염을 추가로 사용하여 산화 속도를 조정해주는 방법을 적용하고 있다. 그런데, 과염소산과 그 염의 경우 환경 규제 물질로 사용상에 주의를 기울여야 하며 폐식각액 처리에 비용이 많이 드는 단점이 있다.
한편 국내특허공개 2007-0060684호, 2008-0004894호에서는 알루미늄, 몰리브덴 또는 이들의 합금 및 ITO을 식각할 때 할로겐 계열의 첨가제를 사용하는 일괄 습식 식각액을 제안하고 있다. 이 경우 할로겐 계열의 첨가제로서 불산, 브롬산 또는 이들의 염을 사용하는데, 이러한 할로겐 계열의 첨가제는 유리 기판의 식각 문제를 유발하며 또한 이들 성분이 인체에 유해한 성분이기 때문에 사용상 주의가 필요하다.
또한 국내특허공개 2004-0014184호, 2004-0088108호에서는 인산, 질산, 아세트산 및 첨가제로서 히드록시 작용기가 들어간 화합물을 포함하는 식각용 조성물을 제안하고 있다. 그런데 이러한 식각용 조성물의 경우 질산과 상기 첨가제 사이의 반응으로 인하여 히드록시 작용기가 분해되어 안정성에 문제를 일으킬 수 있다.
대부분의 알루미늄-몰리브덴 일괄 식각용 조성물들은 몰리브덴 단일막 식각 속도를 늦춰주고자 많은 노력을 기울여 왔고, 오버 에치 비율의 변동으로 bias 조정을 하기도 하는데 오버 에치 비율이 높아짐에 따라 경사각이 급격히 높아지는 현상을 보여 CD (critical dimension) bias 조정 등이 필요하게 된다. 그렇기 때문에 공정이 복잡하여 공정 운용의 효율이 떨어지게 된다. 더불어 최근에는 대면적 기판의 사용과 공정 단순화(less mask process)가 진행되면서 식각 균일성 확보 및 포토레지스트의 파손 방지에 대한 중요성이 부각되고 있는 바, 이러한 요건에 부합되는 식각용 조성물의 개발이 요구된다.
한국특허공개 제10-2008-0004894호(2008.01.10. 공개) 명세서
이에 본 발명은 금속막을 효율적이고 안정적으로 식각할 수 있는 식각용 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 금속막 식각의 결과 우수한 식각 프로파일을 얻을 수 있고, 식각의 균일성을 유지할 수 있는 일괄 식각용 조성물을 제공하기 위한 것으로서, 특히 다층의 금속막을 한꺼번에 일괄 식각하여도 우수한 식각 프로파일 및 식각 균일성을 보장할 수 있는 식각용 조성물을 제공한다.
본 발명은 특히 평판 디스플레이용 박막 트랜지스터의 금속 전극으로 사용되는 알루미늄, 알루미늄 합금 및 몰리브덴을 포함하는 단일막 또는 다층막을 식각함에 있어서 우수한 식각 프로파일을 나타내며, 식각의 균일성이 보장되고, 포토레지스트의 손상이 없는 일괄 식각용 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 기존 식각액에서 문제가 되었던 환경 규제 물질 또는 유해 물질 사용 문제, 첨가제의 안정성 등의 문제를 해결하고, 오버 에치 비율에 따른 경사각 증가 문제를 해결하여 박막 두께 변화에 대해서도 안정적이고 강건한 식각용 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 인산, 질산, 아세트산 및 물에 더하여 식각 조정제를 더 포함하는 금속막 식각용 조성물을 제공한다. 본 발명에 의한 금속막 식각용 조성물은 또한 식각 억제제를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 조성물 총중량에 대하여 인산 50~65 중량%, 질산 1~10 중량%, 아세트산 10~25 중량%, 식각 조정제 0.01~5 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 금속막 식각용 조성물을 제공한다.
여기서 상기 식각 조정제는 금속의 산화 환원 전위를 조정하여 국부 전지 현상의 발생을 방지하고, 특히 금속의 다층막 구조에서 금속 막간 균등한 식각 속도를 얻게 하는 역할을 한다. 이러한 식각 조정제로서 무기 질산염계 화합물을 사용할 수 있다. 상기 무기질산염계 화합물의 예로는 Zn(NO3)2, Co(NO3)2, Ni(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2 및 AgNO3 등이 있다. 즉, 상기 무기질산염계 화합물로서 Zn(NO3)2, Co(NO3)2, Ni(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2 및 AgNO3 로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
이러한 식각 조정제는 상업적으로 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 설명된 식각 조정제를 적의하게 제조 또는 구입할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 상기 금속막 식각용 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 0.01~5 중량%의 식각 억제제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 식각 억제제로서는 글리신(Glycine), 알라닌(Alanine), 발린(Valine), 류신(Leucine), 메티오닌(Methionine), 이소류신(Isoleucine), 페닐알라닌(Phenylalanine), 티로신(Tyrosine), 트립토판(Tryptophan), 세린(Serine), 트레오닌(Threonine), 시스테인(Cysteine), 프롤린(Proline), 아스파라긴(Asparagine), 글루타민(Glutamine), 리신(Lysine), 아르기닌(Arginine), 히스티딘(Histidine), 아스파테이트(Aspartate) 및 글루타메이트(Glutamate)로 이루어진 군에서 선택된 아미노산계 화합물을 사용할 수 있다.
이러한 식각 억제제로서 상업적으로 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 설명된 식각 억제제를 적의하게 제조 또는 구입할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 상기 금속막 식각용 조성물은 특히 알루미늄막, 알루미늄 합금막, 몰리브덴막으로 이루어진 단일막, 또는 다층막의 식각용으로 사용될 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 상기 금속막 식각용 조성물을 적용할 수 있는 금속막으로는, 알루미늄막, 알루미늄 합금막 및 몰리브덴막으로 이루어진 군에서 선택된 단일막, 또는 상기 단일막이 2회 이상 적층된 다층막이 있다.
구체적으로, 알루미늄으로 된 단일막, 알루미늄 합금으로 된 단일막 또는 몰르브덴으로 된 단일막을 식각하는 데에 본 발명에 의한 상기 금속막 식각용 조성물을 적용할 수 있다. 이중막으로서, 예를 들어, 알루미늄과 몰리브덴으로 된 이중막, 알루미늄 합금과 몰리브덴으로 된 이중막의 식각에도 본 발명에 의한 상기 금속막 식각용 조성물을 적용할 수 있다. 나아가, 본 발명에 의한 상기 금속막 식각용 조성물은 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴으로 된 삼중막, 몰리브덴/알루미늄합금/몰리브덴으로 삼중막의 식각에도 적용할 수 있을 뿐만 아니라 기타 다른 조합으로 된 삼중 또는 그 이상 적층된 다층막을 식각하는 데 적용할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면 상기 알루미늄 합금은 알루미늄과 네오디뮴의 합금(Al-Nd)인 것이 가능하다.
본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 설명된 알루미늄, 알루미늄 합금 및 몰리브덴을 적의하게 준비할 수 있을 것이다. 본 발명의 일례에 따르면, 알루미늄 합금의 경우 종래 디스플레이 장치의 배선용 금속막 제조에 사용되던 알루미늄 합금을 적의하게 선택하여 사용할 수 있으며, 또한 본 발명의 다른 일례에 따르면 알루미늄과 네오디뮴의 합금(Al-Nd)도 종래 디스플레이 장치의 배선용 금속막 제조에 사용되던 것을 입수하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 금속막은 적어도 하나 이상의 몰리브덴막을 포함하며, 상기 식각 억제제는 몰리브덴 식각 억제제를 적용할 수 있다. 이러한 몰리브덴 억제제로서 상기 글리신(Glycine), 알라닌(Alanine), 발린(Valine), 류신(Leucine), 메티오닌(Methionine), 이소류신(Isoleucine), 페닐알라닌(Phenylalanine), 티로신(Tyrosine), 트립토판(Tryptophan), 세린(Serine), 트레오닌(Threonine), 시스테인(Cysteine), 프롤린(Proline), 아스파라긴(Asparagine), 글루타민(Glutamine), 리신(Lysine), 아르기닌(Arginine), 히스티딘(Histidine), 아스파테이트(Aspartate) 및 글루타메이트(Glutamate)로 이루어진 군에서 선택된 아미노산계 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 금속막은 평판 디스플레이용 박막 트랜지스터의 금속 전극 패턴 형성용으로서, 본 발명에 의한 금속막 식각용 조성물은 평판 디스플레이용 박막 트랜지스터의 금속 전극 패턴 형성에 유용하게 적용할 수 있다.
여기서 상기 금속 전극은 그 종류에 제한이 있는 것은 아니다. 본 발명의 일례에 따르면 상기 금속 전극은 예컨대 게이트 전극 또는 데이터 전극일 수 있다.
본 발명의 금속막 식각용 조성물이 적용될 수 있는 평판 디스플레이는 그 종류에 제한이 없이 어느 종류의 평판 디스플레이 장치에도 적용이 가능한데, 특히 액정표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 금속막 식각용 조성물은 인산, 질산, 아세트산 및 물을 포함하는 식각용 조성물에 식각 조정제와 몰리브덴 식각 억제제를 더 포함하여 우수한 식각 특성과 공정 운용 마진을 보이도록 할 수 있다.
알루미늄, 알루미늄 합금 및 몰리브덴에서 선택된 금속으로 이루어진 다층막에서 금속들 간 균일한 식각 속도를 얻기 위해서 종래에는 주로 알칼리염이나 알칼리토금속염을 첨가제로 사용하였다. 상기 알칼리염이나 알칼리토금속염을 사용할 경우, 이들이 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 몰리브덴 양쪽으로 전자를 제공하여 식각 속도를 맞추게 된다. 그런데 이러한 방법은 하부 알루미늄 또는 알루미늄 합금 막과 상부의 몰리브덴막의 두께가 변하는 경우 식각 속도를 균일하게 조정하기가 어렵다. 그 결과 막 두께가 변하는 경우 상부 몰리브덴의 돌출 현상이 발생되고, 박막 증착 공정에서 약간의 공정 변동이 있을 경우에도 습식 식각에서 불량이 발생할 수 있다.
본 발명에서는 기존의 식각용 조성물과 비교하여 이온화 경향이 적은 화합물을 식각 조정제로 사용함으로써, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 몰리브덴에서 선택된 금속으로 이루어진 다층막에서 기존 식각용 조성물과 비교하여 전자의 이동 방향이 반대가 되도록 하였다. 그 결과 막 두께가 변화하는 경우에도 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 몰리브덴 층에서의 전자 이동을 식각액 쪽으로 이동시켜 강건하고 성능 좋은 식각 프로파일을 얻을 수 있게 하였다. 이에, 본 발명에서는 식각 조정제로서, 알칼리 금속 및 알칼리토금속보다 이온화 경향이 낮은 무기 질산염계 화합물을 사용할 수 있으며, 이러한 무기질산염계 화합물의 예로는 Zn(NO3)2, Co(NO3)2, Ni(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2 또는 AgNO3 등이 있다.
본 발명에서 몰리브덴 식각 억제제는 몰리브덴 단일막의 식각 속도를 조정하여 원하는 패턴으로 식각이 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로서 아미노산계 화합물을 사용한다.
일반적으로 인산, 질산 및 초산을 포함하는 식각용 조성물로 몰리브덴 단일막을 식각할 경우 식각 속도가 너무 빨라 실제 습식 식각 장비에서 식각 시간 제어가 불가능한 경우가 많다. 식각 시간 제어가 안될 경우 각종 식각 불량이 발생되기 때문에 몰리브덴 단일막의 식각 속도를 적절하게 늦춰주는 것은 일괄 식각액에 있어서 중요한 요소이다.
이러한 몰리브덴 식각 억제제의 대표적인 예는 비극성 지방족 아미노산 (Glycine, Alanine, Valine, Leucine, Methionine, Isoleucine)과 비극성 방향족 아미노산 (Phenylalanine, Tyrosine, Tryptophan), 극성 아미노산 (Serine, Threonine, Cysteine, Proline, Asparagine, Glutamine, Lysine, Arginine, Histidine, Aspartate, Glutamate)을 들 수 있다.
본 발명에 의한 식각용 조성물을 이용하여 금속막을 식각하는 경우 우수한 식각 프로파일을 얻을 수 있고, 식각의 균일성이 보장되며, 포토레지스트의 손상이 없다. 또한 본 발명에 의한 식각용 조성물은 장비에 대한 의존성이 없다고 할 수 있으며, 환경 규제 물질을 사용하지 않아 환경 처리 비용이 들지 않고 또한 기존의 식각용 조성물과 비교하여 낮은 경사각을 확보하여 후속 공정에서의 불량율을 낮추는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 식각용 조성물을 이용하여 몰리브덴막을 식각하는 경우, 몰리브덴 단일막의 오버 에치 비율에 따라 경사각의 변동이 크지 않아 장비 운용 및 CD bias 조정에 선택의 폭이 넓어진다.
더불어 알루미늄, 알루미늄 합금 및 몰리브덴에서 선택된 금속에 의하여 이루어진 다층막을 식각하는 경우, 상부 몰리브덴의 두께 변화가 있더라도 몰리브덴의 돌출이 없으며 양호한 식각 프로파일을 얻을 수 있고, 박막 증착 공정에서 막 두께의 변화가 있더라도 강건한 식각 프로파일을 얻을 수 있다.
도 1은 비교예 1에서 제조된 종래의 식각용 조성물을 이용하여 알루미늄-네오디늄/몰리브덴 이중막을 습식 식각한 후의 식각 프로파일을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 식각용 조성물을 이용하여 알루미늄-네오디늄/몰리브덴 이중막을 습식 식각한 후의 식각 프로파일을 보여주는 사진이다.
이하 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명된다.
[실시예 1]
몰리브덴 단일막(Mo); 알루미늄-네오디뮴 합금/몰리브덴 이중막(Al-Nd/Mo); 알루미늄/몰리브덴 이중막(Al/Mo); 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴 삼중막(Mo/Al-Nd/Mo);으로 된 각각의 금속막이 형성된 기판에 전극 패턴을 형성한 후 본 발명에서 제안된 식각용 조성물을 이용하여 식각을 하였다.
인산, 질산, 아세트산, 식각 조정제인 Cu(NO3)2 및 물을 포함하는 식각용 조성물에 대한 실시예를 표 1에 도시하였고, 인산, 질산, 아세트산, 식각 조정제인 Cu(NO3)2, 식각 억제제인 글리신(Glycine) 및 물을 포함하는 식각용 조성물에 대한 실시예를 표 2와 3에 표시하였다.
하기 표의 조성비에 따라 식각용 조성물을 제조한 후, 상기 제조한 기판을 분사식 습식 식각 방식의 실험 장비(KCTECH사 제조, 모델명: ETCHER(TFT))에 넣고 가열하여 온도가 40±0.5℃로 유지될 때 상기 제조된 식각용 조성물을 이용하여 식각 공정을 수행하였다. 오버 에치 비율은 패드부분의 EPD(End Point Detection)를 기준으로 30%, 100%를 막 별로 적용하여 식각하였다.
식각이 완료되면 초순수로 세정한 후 건조 장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거한 후, 전자주사현미경(SEM; Phillips사 제조, 모델명: NOVA-200)을 이용하여 식각 프로파일을 경사각, 편측 CD 손실, 식각 잔류물 등을 평가하였다.
아래 표 1에서는 종래의 일괄 식각용 조성물(비교에 1 및 2)과 본 발명의 식각용 조성물(실시예 1 내지 6)을 이용하여 식각한 경우의 결과를 표시하였다.
구분 기판 조성 (중량 %)
(인산/질산/아세트산/Cu(NO3)2/물)		 경사각(˚) 편측 CD손실(㎛) Mo 돌출 (㎛) O/E 비율(%) 잔사 여부 비고
실시예 1 Al-Nd/Mo 57.0/4.4/19.2/1.0/18.4 68.4 0.27 0.0 30 × 양호
실시예 2 57.0/4.4/19.2/2.0/17.4 63.4 0.14 0.0 30 × 양호
실시예 3 57.0/2.5/15.0/2.0/23.5 61.8 0.14 0.0 30 × 양호
실시예 4 Mo 57.0/4.4/19.2/1.0/18.4 77.4 0.35 - 30 × 양호
실시예 5 57.0/4.4/19.2/2.0/17.4 75.8 0.23 - 30 × 양호
실시예 6 57.0/2.5/15.0/2.0/23.5 66.6 0.21 - 30 × 양호
비교예 1 Al-Nd/Mo 55.0/2.1/25.0/0.0/13.4/
첨가제4.5		 83.5 0.34 0.1 30 × 미흡
비교예 2 Mo 55.0/2.1/25.0/0.0/13.4/
첨가제4.5		 81.9 0.45 - 30 × 양호
상기 비교예 1 및 2에서 첨가제는 종래의 일괄 식각용 조성물에서 첨가제로 사용하던 과염소산(HClO4)이다.
표 1에서 보면 이중막 식각의 경우 종래의 식각용 조성물(비교예 1)을 이용하여 식각을 한 경우에는 몰리브덴 돌출 현상이 일부 관찰되었으나 본 발명에 의한 식각용 조성물(실시예 1 내지 3)을 이용한 식각의 경우에는 몰리브덴 돌출 현상이 관찰되지 않았으며, 경사각 역시 종래의 식각용 조성물을 이용한 것 대비 5°이상 낮아 70° 이하의 경사각을 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 1은 종래의 식각용 조성물인 비교예 1에서 제조된 식각용 조성물을 이용하여 이중막을 식각하여 얻어진 사진이며, 도 2는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 식각액을 이용하여 이중막을 식각하여 얻어진 식각 프로파일이다.
몰리브덴 단일막 식각의 경우에도 종래의 식각용 조성물(비교예 2)과 대비하여 본 발명에 의한 식각용 조성물을 이용하여 식각을 할 경우(실시예 4 내지 6) 경사각이 낮아짐으로서 매끄러운 기울기의 단차를 보였다. 그 결과 후속 막 증착시에 불량 현상이 없을 것으로 예상된다.
아래 표 2에서는 식각 억제제로서 글리신을 더 포함하는 식각용 조성물을 이용하여 다양한 종류의 단일막, 이중막, 삼중막을 식각하는 실시예 7 내지 18의 식각 결과를 도시하였다.
구분 기판 조성 (중량 %)
(인산/질산/아세트산/ Cu(NO3)2/Glycine/물)		 경사각(˚) 편측 CD 손실(㎛) Mo 돌출 (㎛) O/E 비율(%) 잔사 여부 비고
실시예 7 Al-Nd/
Mo		 60.0/3.7/22.0/0.1/1.1/13.1 64.5 0.25 0.0 30 × 우수
실시예 8 59.0/4.8/18.5/0.1/1.5/16.1 69.7 0.28 0.0 30 × 우수
실시예 9 56.0/4.8/23.0/0.2/1.9/14.1 63.9 0.25 0.0 30 × 우수
실시예 10 Al/Mo 60.0/3.7/22.0/0.1/1.1/13.1 61.2 0.14 0.0 30 × 양호
실시예 11 59.0/4.8/18.5/0.1/1.5/16.1 62.9 0.19 0.0 30 × 양호
실시예 12 56.0/4.8/23.0/0.2/1.9/14.1 60.1 0.14 0.0 30 × 양호
실시예 13 Mo/Al-Nd/Mo 60.0/3.7/22.0/0.1/1.1/13.1 65.2 0.43 0.0 30 × 우수
실시예 14 59.0/4.8/18.5/0.1/1.5/16.1 45.9 0.35 - 0.2 30 × 통상적
실시예 15 56.0/4.8/23.0/0.2/1.9/14.1 64.8 0.42 0.0 30 × 우수
실시예 16 Mo 60.0/3.7/22.0/0.1/1.1/13.1 76.2 0.40 - 100 × 우수
실시예 17 59.0/4.8/18.5/0.1/1.5/16.1 77.4 0.37 - 100 × 우수
실시예 18 56.0/4.8/23.0/0.2/1.9/14.1 76.8 0.35 - 100 × 우수
상기 표 2에서 보면, 알루미늄 합금(Al-Nd)/몰리브덴 이중막, 알루미늄/몰리브덴 이중막, 몰리브덴/알루미늄 합금/몰리브덴 삼중막에 대해서, 인산, 질산, 아세트산, 식각 조정제, 식각 억제제 및 물을 포함하는 식각용 조성물이 우수한 식각 특성을 보여줌을 확인할 수 있다. 구체적으로, 알루미늄 합금막과 몰리브덴막을 포함하는 이중막 및 삼중막을 식각할 때, 인산, 질산, 아세트산, 식각 조정제 및 물뿐만 아니라 식각 억제제를 더 포함하는 식각용 조성물을 사용하면 더욱 우수한 효과를 나타냄을 확인할 수 있다.
표 3에서는 알루미늄 합금(Al-Nd)/몰리브덴 이중막(Al-Nd/Mo)에서 상부 몰리브덴막의 두께에 따른 식각 프로파일을 보여주는 실시예이다(실시예 19 내지 27).
구분 Al-Nd/Mo 박막 두께
(Å)		 조성 (중량 %)
(인산/질산/아세트산/ Cu(NO3)2/Glycine/물)		 경사각 (˚) 편측 CD 손실(㎛) Mo 돌출(㎛) O/E 비율 (%) 잔사 여부 비고
실시예 19 2000/300 60.0/3.7/22.0/0.1/1.1/13.1 64.5 0.25 0.0 30 × 우수
실시예 20 59.0/4.8/18.5/0.1/1.5/16.1 69.7 0.28 0.0 30 × 우수
실시예 21 56.0/4.8/23.0/0.2/1.9/14.1 63.9 0.25 0.0 30 × 우수
실시예 22 2000/500 60.0/3.7/22.0/0.1/1.1/13.1 65.0 0.28 0.0 30 × 우수
실시예 23 59.0/4.8/18.5/0.1/1.5/16.1 68.2 0.29 0.0 30 × 우수
실시예 24 56.0/4.8/23.0/0.2/1.9/14.1 65.1 0.27 0.0 30 × 우수
실시예 25 2000/700 60.0/3.7/22.0/0.1/1.1/13.1 66.7 0.28 0.0 30 × 우수
실시예 26 59.0/4.8/18.5/0.1/1.5/16.1 69.5 0.28 0.0 30 × 우수
실시예 27 56.0/4.8/23.0/0.2/1.9/14.1 64.2 0.29 0.0 30 × 우수
종래의 식각용 조성물을 이용하여 식각을 하는 경우 상부 몰리브덴의 두께가 두꺼워짐에 따라 전자 이동 속도가 변하고 그 결과 식각 조정제의 성능이 떨어져 상부 몰리브덴의 돌출이 발생하는 것이 일반적이었으나(비교예 미도시), 본 발명에 의한 식각용 조성물을 이용하여 식각하는 경우 상부 몰리브덴 돌출이 없으며 양호한 식각 프로파일을 얻을 수 있음을 확인하였다.
이와 같이, 본 발명에 의한 식각용 조성물을 이용하는 경우 박막 증착 공정에서 막 두께의 변화가 있음에도 강건하고 우수한 식각 프로파일을 보임으로서 공정 운용상에 큰 이점으로 작용할 수 있다.
본 발명에 의한 식각액 조성물은 금속막의 식각이 필요한 분야에서 다양하게 적용될 수 있으며, 특히 식각에 의하여 전극을 제조하는 것이 필요한 트랜지스터의 제조 등의 산업 분야에 다양하게 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 조성물 총 중량에 대하여 인산 50~65 중량%, 질산 1~10 중량%, 아세트산 10~25 중량%, 식각 조정제 0.01~5 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 금속막 식각용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    식각 조정제는 무기 질산염계 화합물 또는 황산인 것을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    무기질산염계 화합물은 알칼리 금속염 및 알칼리토금속염보다 이온화 경향이 낮은 것으로서, Zn(NO3)2, Co(NO3)2, Ni(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2 및 AgNO3로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    조성물 총 중량에 대하여 0.01~5 중량%의 식각 억제제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    식각 억제제는 글리신(Glycine), 알라닌(Alanine), 발린(Valine), 류신(Leucine), 메티오닌(Methionine), 이소류신(Isoleucine), 페닐알라닌(Phenylalanine), 티로신(Tyrosine), 트립토판(Tryptophan), 세린(Serine), 트레오닌(Threonine), 시스테인(Cysteine), 프롤린(Proline), 아스파라긴(Asparagine), 글루타민(Glutamine), 리신(Lysine), 아르기닌(Arginine), 히스티딘(Histidine), 아스파테이트(Aspartate) 및 글루타메이트(Glutamate)로 이루어진 군에서 선택된 아미노산계 화합물임을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    금속막은 알루미늄막, 알루미늄 합금막 및 몰리브덴막으로 이루어진 군에서 선택된 단일막, 또는 상기 단일막이 2회 이상 적층된 다층막인 것을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    알루미늄 합금막은 알루미늄과 네오디뮴의 합금(Al-Nd)으로 된 막임을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  8. 제 6 항에 있어서,
    금속막은 하나 이상의 몰리브덴막을 포함하며, 식각 억제제는 몰리브덴 식각 억제제임을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    금속막은 평판 디스플레이용 박막 트랜지스터의 금속 전극 패턴 형성용임을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    금속 전극은 게이트 전극 또는 데이터 전극임을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
  11. 제 9 항에 있어서,
    평판 디스플레이는 액정표시장치임을 특징으로 하는 금속막 식각용 조성물.
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