KR20160112643A - 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 - Google Patents
구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160112643A KR20160112643A KR1020150038749A KR20150038749A KR20160112643A KR 20160112643 A KR20160112643 A KR 20160112643A KR 1020150038749 A KR1020150038749 A KR 1020150038749A KR 20150038749 A KR20150038749 A KR 20150038749A KR 20160112643 A KR20160112643 A KR 20160112643A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- copper
- etching
- metal film
- based metal
- compound
- Prior art date
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 81
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 80
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 71
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 87
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 35
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- -1 phosphate compound Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- DEFVIWRASFVYLL-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol bis(2-aminoethyl)tetraacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCOCCOCCN(CC(O)=O)CC(O)=O DEFVIWRASFVYLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims abstract description 10
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 91
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 36
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 12
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 11
- WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N copper molybdenum Chemical compound [Cu].[Mo] WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- FTEDXVNDVHYDQW-UHFFFAOYSA-N BAPTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)C1=CC=CC=C1OCCOC1=CC=CC=C1N(CC(O)=O)CC(O)=O FTEDXVNDVHYDQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 7H-purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 claims description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N sarcosine Chemical compound C[NH2+]CC([O-])=O FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 3
- RSEBUVRVKCANEP-UHFFFAOYSA-N 2-pyrroline Chemical compound C1CC=CN1 RSEBUVRVKCANEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims description 2
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 2
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 108010077895 Sarcosine Proteins 0.000 claims description 2
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940124277 aminobutyric acid Drugs 0.000 claims description 2
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 2
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N gamma-aminobutyric acid Chemical compound NCCCC(O)=O BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims description 2
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 2
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- VBKNTGMWIPUCRF-UHFFFAOYSA-M potassium;fluoride;hydrofluoride Chemical compound F.[F-].[K+] VBKNTGMWIPUCRF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZVJHJDDKYZXRJI-UHFFFAOYSA-N pyrroline Natural products C1CC=NC1 ZVJHJDDKYZXRJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940043230 sarcosine Drugs 0.000 claims description 2
- 239000003352 sequestering agent Substances 0.000 claims description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M sodium;hydron;difluoride Chemical compound F.[F-].[Na+] BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims 1
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;hydrate Chemical compound O.OO QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- FYIHPNCKLYPALH-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-aminophenoxy)ethenoxy]aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1OC=COC1=CC=CC=C1N FYIHPNCKLYPALH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- WSLQHGMJTGELSF-UHFFFAOYSA-L dipotassium;difluoride Chemical compound [F-].[F-].[K+].[K+] WSLQHGMJTGELSF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013097 stability assessment Methods 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
- C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
- C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/16—Acidic compositions
- C23F1/18—Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Weting (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
본 발명은 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물, 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법 및 상기 제조 방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
Description
본 발명은 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물, 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법 및 상기 제조 방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
반도체 장치에서 기판 위에 금속 배선을 형성하는 과정은 통상적으로 스퍼터링 등에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정 및 식각공정에 의한 단계로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정 공정 등을 포함한다. 이러한 식각공정은 포토레지스트를 마스크로 하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식식각 또는 식각액 조성물을 이용하는 습식식각이 사용된다.
이러한 반도체 장치에서 최근 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있다. 왜냐하면 저항이 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display)의 경우 패널크기 증가와 고해상도 실현이 기술 개발에 관건이 되고 있기 때문이다. 따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저-저항의 물질개발이 필수적이다. 따라서, 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 LCD에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 이용하기 어려운 실정이다.
이와 같은 배경하에서, 새로운 저-저항 금속막으로서 구리막 및 구리 몰리브덴막 등의 구리계 금속막 및 이의 식각액 조성물에 대한 관심이 높아지고 있고, 이와 관련하여 대한민국 공개특허 제2004-11041호에서는 구리 몰리브덴막의 식각속도를 개선한 식각용액 및 그 식각방법을 개시하고 있다. 구리계 금속막에 대한 식각액 조성물의 경우 현재 여러 종류가 사용되고 있으나, 사용자가 요구하는 안정성 등의 성능을 충족시키지 못하고 있어 새로운 식각액 조성물에 대한 개발이 필요한 상황이다.
본 발명은 안정성이 현저히 개선되어, 식각 공정을 안정적으로 진행할 수 있도록 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 현재까지 알려진 구리계 금속막에 대한 식각액 조성물들은 사용자의 요구를 충분히 만족시키지 못하고 있다. 특히, 과산화수소계 식각액 조성물은 구리계 금속막에 대한 식각특성은 우수하나, 식각액 내로 용출되는 구리이온의 농도가 높아짐에 따라, 과산화수소의 연쇄분해 반응에 의한 과열이 발생하므로 공정상 위험이 상존하는 단점을 갖는다.
또한, 본 발명은 식각 균일성 및 직선성이 우수한 프로파일이 형성되고, 구리계 금속막의 잔사가 남지 않는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 게이트 배선과 소스/드레인 배선의 일괄 식각이 가능한 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하는 구리계 금속막의 식각방법 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 식각액 조성물 총 중량에 대하여,
과산화수소 5 내지 25 중량%,
한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.1 내지 5 중량%,
EGTA계 화합물 0.1 내지 10 중량%,
인산염 화합물 0.1 내지 5 중량%,
질소 원자를 포함하지 않는 유기산 0.1 내지 5 중량%,
수용성 시클릭 아민 화합물 0.1 내지 5 중량%,
함불소 화합물 0.01 내지 1 중량% 및
식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
(1) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
(2) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
(3) 본 발명의 식각액 조성물로 노출된 구리계 금속막을 식각하는 단계;를 포함하는 구리계 금속막의 식각 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
(1) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;
(2) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
(3) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
(4) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
(5) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 (1) 단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 (4) 단계는 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명의 제조방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판을 제공한다.
본 발명의 식각액 조성물은 과산화수소(H2O2), 한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 및 EGTA계 화합물을 포함함으로써, 식각액의 안정성이 획기적으로 개선되어 구리계 금속막 식각 시, 직선성이 우수한 테이퍼 프로파일을 구현할 수 있고 또한 구리계 금속막 식각 시, 잔사가 발생하지 않아 전기적인 쇼트나 배선의 불량, 휘도의 감소 등의 문제의 발생을 최소화 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 식각액 조성물로 액정표시장치용 어레이 기판을 제조시, 게이트 배선 및 소스/드레인 배선을 일괄 식각할 수 있어, 공정이 매우 단순화되어 공정수율을 극대화 할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 식각액 조성물을 저항이 낮은 구리 또는 구리 합금 배선의 식각에 이용하면, 대화면, 고휘도의 회로를 구현함과 더불어 환경친화적인 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
본 발명은 식각액 조성물 총 중량에 대하여,
과산화수소 5 내지 25 중량%,
한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.1 내지 5 중량%,
EGTA계 화합물 0.1 내지 10 중량%,
인산염 화합물 0.1 내지 5 중량%,
질소 원자를 포함하지 않는 유기산 0.1 내지 5 중량%,
수용성 시클릭 아민 화합물 0.1 내지 5 중량%,
함불소 화합물 0.01 내지 1 중량% 및
식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 구리계 금속막은 막의 구성성분 중에 구리가 포함되는 것으로서, 단일막 및 이중막 등의 다층막을 포함하는 개념이다. 예컨대, 구리 또는 구리 합금의 단일막, 다층막으로서 구리-몰리브덴막, 구리-몰리브덴 합금막, 구리-금속산화물막 등이 포함된다. 상기 구리-몰리브덴막은 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리-몰리브덴 합금막은 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미한다. 또한, 상기 몰리브덴 합금층은 주석(Sn), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 네오디늄(Nd), 인듐(In) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상과 몰리브덴의 합금을 의미한다.
상기 구리-금속산화물막은 금속산화물층과 상기 금속산화물층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미한다. 상기 금속산화물층은 금속의 산화물을 포함하여 구성된 층으로, 금속의 산화물은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 아연(Zn), 주석(Sn), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 라듐(Ra), 탈륨(Tl), 스칸듐(Sc), 인듐(In), 이트륨(Y), 란탄(La), 악티늄(Ac), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta) 및 러더포늄(Rf)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속의 산화물일 수 있다.
이하, 본 발명의 식각액 조성물의 각 성분을 설명하기로 한다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 과산화수소(H2O2)는 구리계 금속막을 식각하는 주성분이며, 구리계 금속막의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 25 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 20 중량%로 포함된다. 과산화수소의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 구리계 금속막의 식각이 이루어지지 않거나 식각 속도가 아주 느려지게 될 수 있다. 또한 과산화수소의 함량이 상기 범위 초과인 경우에는 식각 속도가 전체적으로 빨라져 공정을 컨트롤하는 것이 어려워질 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 식각액 조성물의 보관 시 발생할 수 있는 과산화수소수의 자체 분해 반응을 막아주고 많은 수의 기판을 식각할 시에 식각특성이 변하는 것을 방지하는 역할을 한다. 일반적으로 과산화수소수를 사용하는 식각액 조성물의 경우 보관 시 과산화수소수가 자체 분해하여 그 보관기간이 길지가 못하고 용기가 폭발할 수 있는 위험요소까지 갖추고 있다. 그러나 한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물이 포함될 경우 과산화수소수의 분해 속도가 10배 가까이 줄어들어 보관 기간 및 안정성 확보에 유리하다. 특히 구리층의 경우 식각액 조성물 내에 구리 이온이 다량 잔존할 경우에 패시베이션(passivation) 막을 형성하여 까맣게 산화된 후 더 이상 식각되지 않는 경우가 많이 발생할 수 있으나 상기 화합물을 첨가하였을 경우 이런 현상을 방지할 수 있다.
상기 한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 바람직하게는, 알라닌(alanine), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid) 및 사르코신(sarcosine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 구리계 금속막의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 1 내지 3 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는, 다량의 기판(약 500매)의 식각 후에는 패시베이션 막이 형성되어 충분한 공정 마진을 얻기가 어려워질 수 있다. 또한 상기 수용성 화합물의 함량이 상기 기재된 범위 초과인 경우에는 구리의 식각 속도가 느려질 수 있고 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 식각 속도는 빨라질 수 있어 구리-몰리브덴막 또는 구리-몰리브덴 합금막의 테이퍼 각도가 커질 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 EGTA계 화합물은 구리 이온과 강력한 킬레이트(chelate) 결합으로 인하여 식각액의 안정성을 획기적으로 증가시키는 역할을 한다. EGTA계 화합물은 구리막을 식각한 후 식각액에 녹아져 나오는 구리 이온을 둘러 쌈으로서 구리 이온의 활동도를 억제하여 과산화수소의 분해 반응을 억제하게 된다. 이렇게 구리 이온의 활동도를 낮추게 되면 식각액을 사용하는 동안 안정적으로 공정을 진행할 수 있게 된다.
EGTA계 화합물 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 EGTA (에틸렌 글리콜 테트라 아세트산: ethylene glycol tetra acetic acid) 또는 BAPTA (1,2-(비스(o-아미노페녹시)에탄-N,N,N',N'-테트라 아세트산: 1,2-(bis(o-aminophenoxy)ethane-N,N,N',N'-tetraacetic acid))를 사용할 수 있다.
EGTA계 화합물은 또한 하기 [화학식 1]로 표시되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, EGTA계 화합물이 EGTA인 경우 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이며, BAPTA인 경우 R은 페닐기이다.
EGTA계 화합물은 구리계 금속막의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 3 내지 7 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. EGTA계 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 식각 균일성이 저하되고 과산화수소의 분해가 가속화될 수 있다. 또한 EGTA계 화합물의 함량이 상기 범위 초과인 경우에는 거품이 많이 발생될 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 인산염 화합물은 패턴의 테이퍼 프로파일을 양호하게 만들어주는 역할을 하는 성분으로, 상기 인산염 화합물은 인산에서 수소가 알칼리 금속 혹은 알칼리 토금속으로 하나 또는 두 개 치환된 염에서 선택되는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 인산나트륨(sodium phosphate), 인산칼륨(potassium phosphate), 인산암모늄(ammonium phosphate) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
인산염 화합물은 구리계 금속막의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 인산염 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 식각 프로파일이 불량하게 될 수 있다. 또한 인산염 화합물의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 식각 속도가 느려질 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 질소 원자를 포함하지 않는 유기산은 pH를 적당히 조절해주어 식각액의 환경을 구리계 금속막이 식각되기 용이하게 만드는 역할을 하는 성분이다. 상기 질소 원자를 포함하지 않는 유기산의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid), 펜탄산(pentanoic acid), 옥살산(oxalic acid) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
질소 원자를 포함하지 않는 유기산은 구리계 금속막의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 질소 원자를 포함하지 않는 유기산의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 pH를 조절하는 영향력이 부족하여 0.5 내지 4.5 정도의 pH 유지가 어려질 수 있다. 또한 질소 원자를 포함하지 않는 유기산의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 구리의 식각 속도가 빨라질 수 있고 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 식각 속도가 느려질 수 있어 씨디로스(CD Loss)가 커지게 되고 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 잔사가 발생할 가능성이 커질 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 수용성 시클릭 아민 화합물은 구리계 금속의 식각 속도를 조절하며 패턴의 시디로스(CD Loss)를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 하는 성분이다.
상기 수용성 시클릭 아민 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 인돌(indole), 푸린(purine), 피라졸(pyrazole), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리딘(pyrrolidine), 피롤린(pyrroline) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 수용성 시클릭 아민 화합물은 구리계 금속막의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. 수용성 시클릭 아민 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 씨디로스(CD Loss)가 너무 크게 발생될 수 있다. 또한 수용성 시클릭 아민 화합물의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 구리의 식각 속도가 빨라질 수 있고 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 식각 속도가 느려질 수 있어 씨디로스가 커지고 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 잔사가 남을 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 함불소 화합물은 물에 해리되어 플루오르 이온을 낼 수 있는 화합물을 의미하는 것으로, 구리막과 몰리브덴 막을 동시에 식각하는 용액에서 필연적으로 발생하게 되는 잔사를 제거하여 주는 성분이다.
함불소 화합물은 당분야에서 통상적으로 사용되며 용액 내에서 플루오르 이온 또는 다원자 플루오르 이온으로 해리될 수 있는 화합물이면 한정되지 않으며, 예컨대 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨(potassium fluoride), 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 중불화나트륨(sodium bifluoride), 중불화칼륨(potassium bifluoride) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
함불소 화합물은 구리계 금속막의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있다. 함불소 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 식각 잔사가 발생할 수 있다. 또한 함불소 화합물의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 유리 기판 식각율이 크게 발생되는 단점이 있다.
또한, 본 발명의 식각액 조성물은 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제로는 금속 이온 봉쇄제 및 부식 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 첨가제는 이에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 효과를 더욱 양호하게 하기 위하여, 당 업계에 공지되어 있는 여러 다른 첨가제들을 선택하여 첨가할 수도 있다.
본 발명의 식각액 조성물의 성분들은 통상적으로 공지된 방법에 의하여 제조 가능하며, 반도체 공정용의 순도로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량으로 포함된다. 상기 물은 특별히 한정되지 않으나, 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 물은 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항값이 18㏁·㎝ 이상인 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 성분을 포함하여 구성되는 본 발명의 구리계 금속막의 식각액 조성물은 특히 과산화수소(H2O2), 한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, EGTA계 화합물 및 물을 포함함으로써, 식각액의 안정성을 획기적으로 개선시키는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은
(1) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
(2) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
(3) 본 발명의 식각액 조성물로 노출된 구리계 금속막을 식각하는 단계;를 포함하는 구리계 금속막의 식각 방법에 관한 것이다.
본 발명의 구리계 금속막의 식각 방법에서, 상기 광반응 물질은 통상적인 포토레지스트 물질인 것이 바람직하며, 통상적인 노광 및 현상 공정에 의해 선택적으로 남겨질 수 있다.
또한, 본 발명은
(1) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;
(2) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
(3) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
(4) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
(5) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 (1) 단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 (4) 단계는 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
상기 액정 표시 장치용 어레이 기판은 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선 및/또는 소스 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
<식각액 조성물 제조>
실시예
1 내지 5 및
비교예
1 내지 5
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물을 제조하였으며, 식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하였다.
(단위: 중량%)
A: 이미노디아세트산
B: EGTA
B-1: BAPTA
C: 인산이수소나트륨
D: 글리콜산
E: 아미노테트라졸
F: 중불화암모늄(ammonium Bifluoride)
실험예
1.
식각액
조성물의
식각프로파일
평가
유리기판(100㎜Ⅹ100㎜) 상에 구리막을 증착시킨 뒤 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통하여 기판 상에 소정의 패턴을 가진 포토레지스트를 형성하였다.
그리고 또 다른 유리기판(100㎜Ⅹ100㎜) 상에 Mo-Ti막을 증착시키고 상기 Mo-Ti막 상에 구리막을 증착시킨 뒤 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통하여 기판 상에 소정의 패턴을 가진 포토레지스트를 형성하였다.
그 후, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물로 상기 Cu 단일막 및 Cu/Mo-Ti막을 식각하였다.
분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사)를 이용하였고, 식각액 조성물의 온도는 약 30℃ 내외로 하여, 100초간 식각하였다.
식각프로파일은 SEM(Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
○: 직진성이 좋고 우수한 테이퍼 프로파일을 형성
△: 우수한 테이퍼 프로파일을 형성하나 직진성은 좋지 않음
Ⅹ: 계면부 프로파일 변형이 일어나, 테이퍼 프로파일 및 직진성 모두 좋지 않음
2.
잔사
발생 유무 평가
잔사 발생 유무는 SEM(Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
3. 안정성 평가
또한 금속이온(특히 구리이온) 존재 시 과산화수소의 연쇄분해반응에 의한 과열 정도를 평가하기 위하여, 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에 해당하는 식각액 5000ppm에 해당하는 Cu 분말을 용출시킨 후, 일정 시간 방치하여 온도를 측정하였으며 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 표 2를 참고하면, 본 발명의 실시예 1 내지 5의 구리계 금속막의 식각액 조성물은 Cu 단일막, Cu/Mo-Ti막 모두에서 직진성이 좋고 우수한 테이퍼 프로파일을 형성하며 잔사가 발생하지 않아, 구리계 금속막의 식각시 우수한 식각특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
상기 표 2의 결과와 같이 Cu 5000ppm이 용출 시에도 본 발명의 실시예 1 내지 5의 식각액의 경우 최대 38.7℃까지만 상승하여 크게 향상된 과열안정성 특성을 나타내어 식각액의 안정성이 현저히 개선됨을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예 1의 식각액의 경우는 Cu 5000ppm의 용출 후, 온도가 최고 99.7℃까지 상승하여 안정성이 현저히 저하되는 특성을 나타냄을 상기의 결과로부터 확인할 수 있었다. 게다가, 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물은 본 발명의 실시예 1 내지 5의 식각액의 조성물과 달리 직진성은 좋지 않거나, 계면부 프로파일 변형에 의하여 테이퍼 프로파일 및 직진성 모두 양호하지 않은 경우가 많았고, 잔사가 발생하는 경우도 있어 성능이 떨어짐을 확인할 수 있었다.
Claims (14)
- 식각액 조성물 총 중량에 대하여,
과산화수소 5 내지 25 중량%,
한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.1 내지 5 중량%,
EGTA계 화합물 0.1 내지 10 중량%,
인산염 화합물 0.1 내지 5 중량%,
질소 원자를 포함하지 않는 유기산 0.1 내지 5 중량%,
수용성 시클릭 아민 화합물 0.1 내지 5 중량%,
함불소 화합물 0.01 내지 1 중량% 및
식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서, 상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금의 단일막, 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리-몰리브덴막, 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리-몰리브덴 합금막 및 금속산화물층과 상기 금속산화물층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리-금속산화물막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 한 분자 내에 질소(N)-수소(H) 결합과 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 알라닌(alanine), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid) 및 사르코신(sarcosine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 EGTA계 화합물은 EGTA(에틸렌 글리콜 테트라 아세트산: ethylene glycol tetra acetic acid) 또는 BAPTA(1,2-(비스(o-아미노페녹시)에탄-N,N,N',N'- 테트라 아세트산:1,2-(bis(o-aminophenoxy)ethane-N,N,N',N'-tetraacetic acid))인 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 인산염 화합물은 인산나트륨(sodium phosphate), 인산칼륨(potassium phosphate) 및 인산암모늄(ammonium phosphate)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 질소 원자를 포함하지 않는 유기산은 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid), 펜탄산(pentanoic acid) 및 옥살산(oxalic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 수용성 시클릭 아민 화합물은 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 인돌(indole), 푸린(purine), 피라졸(pyrazole), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리딘(pyrrolidine) 및 피롤린(pyrroline)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 함불소 화합물은 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨(potassium fluoride), 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 중불화나트륨(sodium bifluoride) 및 중불화칼륨(potassium bifluoride)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 식각액 조성물은 추가로 금속 이온 봉쇄제 및 부식 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
- (1) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
(2) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
(3) 청구항 1 내지 10항 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 노출된 구리계 금속막을 식각하는 단계;를 포함하는 구리계 금속막의 식각 방법. - (1) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;
(2) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
(3) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
(4) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
(5) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 (1) 단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 청구항 1 내지 10항 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 (4) 단계는 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 청구항 1 내지 10항 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. - 청구항 12에 있어서, 상기 액정 표시 장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법.
- 청구항 12의 제조 방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150038749A KR102269329B1 (ko) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150038749A KR102269329B1 (ko) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160112643A true KR20160112643A (ko) | 2016-09-28 |
KR102269329B1 KR102269329B1 (ko) | 2021-06-25 |
Family
ID=57101523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150038749A KR102269329B1 (ko) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102269329B1 (ko) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040011041A (ko) | 2002-07-26 | 2004-02-05 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 구리 몰리브덴막의 식각속도를 개선한 식각용액 및 그식각방법 |
KR20100090538A (ko) * | 2009-02-06 | 2010-08-16 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
JP2013004871A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Showa Denko Kk | 金属エッチング用組成物、および金属エッチング用組成物を用いた半導体装置の製造方法 |
KR20130088847A (ko) * | 2010-07-16 | 2013-08-08 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 에칭 후 잔류물을 제거하기 위한 수성 세정제 |
KR20140086655A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-08 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
KR20140086656A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-08 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
-
2015
- 2015-03-20 KR KR1020150038749A patent/KR102269329B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040011041A (ko) | 2002-07-26 | 2004-02-05 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 구리 몰리브덴막의 식각속도를 개선한 식각용액 및 그식각방법 |
KR20100090538A (ko) * | 2009-02-06 | 2010-08-16 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
KR20130088847A (ko) * | 2010-07-16 | 2013-08-08 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 에칭 후 잔류물을 제거하기 위한 수성 세정제 |
JP2013004871A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Showa Denko Kk | 金属エッチング用組成物、および金属エッチング用組成物を用いた半導体装置の製造方法 |
KR20140086655A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-08 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
KR20140086656A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-08 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102269329B1 (ko) | 2021-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101529733B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101586500B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101845083B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101933529B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101475954B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법 | |
KR101933528B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101924384B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 | |
TWI614550B (zh) | 液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法及其多層膜用蝕刻液組合物 | |
KR20160112470A (ko) | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR20140086665A (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR20170112886A (ko) | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101586865B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR102505196B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101539765B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법 | |
KR102269330B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR101941289B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
CN107236956B (zh) | 用于铜基金属层的蚀刻剂组合物及用其制造显示设备的阵列基板的方法 | |
KR102254563B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
CN111755461B (zh) | 液晶显示装置用阵列基板的制造方法及用于其的铜系金属膜蚀刻液组合物 | |
KR20120065019A (ko) | 액정 표시장치용 어레이 기판 제조방법 | |
KR102269329B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR20190111420A (ko) | 구리계 금속막용 식각 조성물 | |
KR102343735B1 (ko) | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이용 어레이 기판의 제조방법, 및 디스플레이용 어레이 기판 | |
KR20170011585A (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR20160112472A (ko) | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |