KR20180087008A - 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 - Google Patents

금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 A)과황산염 0.5 내지 20.0 중량%, B)불소화합물 0.01 내지 2.0 중량%, C)무기산 1.0 내지 10.0 중량%, D)고리형 아민 0.5 내지 5.0 중량%, E)염소화합물 0.1 내지 5.0 중량%, F)탈산소제 0.5 내지 5.0 중량%, G)구리화합물 0.01 내지 3.0 중량%, H)유기산 또는 유기산염 1 내지 20.0중량% 및 I)잔량의 물을 포함하는 금속막 식각액 조성물, 이를 이용한 표시장치용 어레이기판의 제조방법을 제공한다.

Description

금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 {ETCHING COMPOSITION FOR METAL LAYER AND METHOD OF PREPARING ARRAY SUBSTRATE FOR DISPLAY USING THE SAME}
본 발명은 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 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 금속막 식각액 조성물을 이용하는 습식식각이 사용된다.
일반적으로 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판, 그리고 두 기판 사이에 주입되어 있는 액정층으로 이루어진 액정패널을 포함한다.
액정층은 두 기판의 가장자리 둘레에 인쇄되어 있으며 액정층을 가두는 봉인제로 결합되어 있다. 액정패널을 비발광소자이기 때문에 박막트렌지스터 기판의 후면에는 백라이트 유닛이 위치하고 있다. 백라이트에서 조사된 빛은 액정분자의 배열상태에 따라 투과량이 조절된다.
박막트랜지스터 기판에는 액정층에 신호를 전달하기 위해 배선이 형성되어 있다. 박막스트랜지스터 기판의 배선은 게이트 배선과 데이터 배선을 포함한다.
여기서, 게이트배선은 게이트 신호가 인가되는 게이트라인과 박막트랜지스터의 게이트전극을 포함하며, 데이터 배선은 게이트배선과 절연되어 데이터 신호를 인가하는 데이터라인과 박막트랜지스터의 데이터 전극을 구성하는 드레인전극과 소스전극을 포함한다.
이러한 배선은 금속 단일층 또는 합금 단일층으로 이루어질 수 있으나, 각 금속 도는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물건을 얻기 위하여 다중층으로도 형성 가능하다.
기판 소재상에 증착된 다중층은 식각을 통하여 배선으로 패터닝된다. 식각에는 건식식각과 습식식각이 있는데, 균일하게 식각되고 생산성이 높은 습식식각이 많이 사용된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0042173호는 구리 티타늄 이중막을 식각할 수 있는 식각용액 및 식각방법에 관련한 것으로, 과산화수소 대신 과황산염을 사용하여 식각액의 안정성을 제공하였으나, 과황산염이 구리와 반응하여 산소가스를 배출함으로 인하여 식각성능을 유지하는 기간이 과산화수소계열 식각액에 비해 짧아지는 문제 및 처리매수 증가에 따른 식각효과가 저하되는 문제를 해결하지 못하였다.
대한민국 공개특허공보 제 10-2009-0042173호
본 발명은 처리매수가 증가하여도 사이드 에치 불량이 적은 금속막 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로한다.
또한, 본 발명은 과황산염을 포함하는 기존 식각액의 산소가스 배출로 인하여 과산화수소계열 금속막 식각액 조성물에 비해 유효보관일이 짧아지는 문제를 해결하여 식각성능을 유지하면서 유효 보관일이 증가된 금속막 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로한다.
또한, 본 발명은 금속막 식각 시 산소가스 발생량을 현저히 줄여, 장비 및 배관 내 가스 제거를 위한 비용발생 문제점을 해결하기 위한 금속막 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로한다.
본 발명은 A)과황산염 0.5 내지 20.0 중량%; B)불소화합물 0.01 내지 2.0 중량%; C)무기산 1.0 내지 10.0 중량%; D)고리형 아민 0.5 내지 5.0 중량%; E)염소화합물 0.1 내지 5.0 중량%; F)탈산소제 0.5 내지 5.0 중량%; G)구리화합물 0.01 내지 3.0 중량%; H)유기산 또는 유기산염 1 내지 20.0중량%; 및 I)잔량의 물을 포함하는 금속막 식각액 조성물을 제공한다.
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 반도체 층을 형성하는 단계; d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계는 기판상에 금속막을 형성하고 상기 금속막을 금속막의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 d) 단계는 금속막을 형성하고 상기 금속막을 금속막의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 금속막의 식각액 조성물은, 상술한 금속막 식각액 조성물인 것을 특징으로 하는, 표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 처리매수가 증가하여도 사이드 에치 불량이 적은 금속막 식각액 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 과황산염을 포함하는 기존 식각액의 산소가스 배출로 인하여 과산화수소계열 금속막 식각액 조성물에 비해 유효보관일이 짧아지는 문제를 해결하여 식각성능을 유지하면서 유효 보관일이 증가된 금속막 식각액 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 금속막 식각 시 산소가스 발생량을 현저히 줄여, 장비 및 배관 내 가스 제거를 위한 비용발생 문제점을 개선한 금속막 식각액 조성물을 제공하며, 이를 사용하여 제조된 표시장치용 어레이기판의 제조방법을 제공 할 수 있다.
본 발명은 A)과황산염 0.5 내지 20.0 중량%; B)불소화합물 0.01 내지 2.0 중량%; C)무기산 1.0 내지 10.0 중량%; D)고리형 아민 0.5 내지 5.0 중량%; E)염소화합물 0.1 내지 5.0 중량%; F)탈산소제 0.5 내지 5.0 중량%; G)구리화합물 0.01 내지 3.0 중량%; H)유기산 또는 유기산염 1 내지 20.0중량%; 및 I)잔량의 물을 포함하는 금속막 식각액 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명의 구성을 구성요소별로 상세히 설명한다.
A) 과황산염
상기 A)과황산염은 구리 또는 구리를 포함하는 구리계 금속막을 식각하는 주성분으로서, 과황산나트륨(Na2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 및 과황산칼륨(K2S2O8)등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 포함 될 수 있으며, 특히 과황산나트륨이 가장 바람직하다.
또한, 상기 과황산염은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.5 내지 20 중량%로 포함될 수 있으며, 보다 바람직하게는 5.0 내지 20 중량% 포함될 수 있다. 상기 과황산염의 함량이 상기 범위 미만이면 구리 또는 구리를 포함하는 구리계 금속막의 식각이 되지 않거나 매우 느린 식각속도를 보이고, 상기범위를 초과하면 식각 속도가 전체적으로 빨라져 공정을 컨트롤하는 것이 어려워진다.
B)불소화합물
상기 B)불소화합물은 티타늄 또는 티타늄을 포함하는 티타늄계 금속막을 식각하는 주성분으로서, 식각 시 발생할 수 있는 잔사를 제거하여 주는 역할을 한다. 상기 불소화합물은 용액 내에서 불소 이온 또는 다원자 불소이온이 해리되는 화합물을 사용할 수 있다. 상기 불소화합물은 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨(potassium fluoride), 중불화나트륨(sodium bifluoride), 중불화칼륨(potassium bifluoride)등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함 할 수 있다.
또한, 상기 불소화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 2 중량%로 포함된다. 상기 불소화합물의 함량이 0.01 중량% 미만이면 티타늄 또는 티타늄을 포함하는 티타늄계 금속막의 식각속도가 저하되어 잔사가 발생할 수 있으며, 2 중량%를 초과하면 금속배선이 형성되는 유리 등의 기판 및 금속 배선과 함께 형성되는 실리콘을 포함하는 절연막에 손상을 일으킬 수 있다.
C)무기산
상기 C)무기산은 구리 또는 구리를 포함하는 구리계 금속막 및 티타늄 또는 티타늄을 포함하는 티타늄계 금속막의 식각을 위한 보조 산화제로서, 질산, 황산, 인산 및 과염소산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함 할 수 있다.
또한, 상기 무기산은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 10 중량%로 포함된다. 상기 무기산의 함량이 1 중량% 미만이면 구리 또는 구리를 포함하는 구리계 금속막 및 티타늄 또는 티타늄을 포함하는 티타늄계 금속막의 식각속도가 저하되어 식각 프로파일 불량 및 잔사가 발생할 수 있으며, 10 중량%를 초과하면 과식각 및 포토레지스트 균열이 발생하여 약액 침투에 의하여 배선이 단락될 수 있다.
D)고리형 아민 화합물
상기 D)고리형 아민 화합물은 구리 또는 구리를 포함하는 구리계 금속막의 식각 속도를 조절하는 역할을 한다. 상기 고리형 아민 화합물은 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole), 5-메틸테트라졸(5-methyltetrazole), 이미다졸(imidazole), 인돌(indole), 푸린(purine), 피라졸(pyrazole), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리딘(pyrrolidine) 및 피롤린(pyrroline) 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함 할 수 있다.
또한, 상기 고리형 아민 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.5 내지 5 중량%로 포함된다. 상기 고리형 아민 화합물의 함량이 0.5 중량% 미만이면 구리의 식각 속도를 조절할 수 없어 과식각이 일어날 수 있다. 또한, 5 중량%를 초과하면 구리의 식각 속도가 저하되어 공정상에서 식각 시간이 길어질 수 있어 생산 효율이 감소할 수 있다.
E)염소화합물
상기 E)염소화합물은 구리 또는 구리를 포함하는 구리계 금속막을 식각하는 보조 산화제의 역할을 한다. 또한, 일반적으로 금속 배선의 각도가 낮으면 전기 이동이 늦어져 색 구현이 어려운데, 본 발명에서는 염소화합물을 포함함으로써 금속 배선의 각도를 조절 및 배선 Open 불량률을 최소화하여 TFT 구동 수율을 향상시키는데 중요한 역할을 한다. 상기 염소화합물은 염소 이온으로 해리될 수 있는 화합물을 의미하며, 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화암모늄(NH4Cl), 염화에탄술포닐(C2H5ClO2S), 염산(HCl) 및 염화메탄술포닐(CH3ClO2S)등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함 할 수 있다.
또한, 상기 염소화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함된다. 상기 염소화합물의 함량이 0.1 중량% 미만이면 구리 또는 구리를 포함하는 구리계 금속막의 식각 속도가 저하되어 식각 프로파일이 불량하게 되며, 5 중량%를 초과하면 과식각이 발생하여 금속 배선이 소실될 수 있다.
구리계 금속막을 식각할 때 발생하는 구리 이온과 식각액 조성물 중 산화제인 과황산염이 만나면 과황산염이 분해되어 산소가스가 발생한다. 상기 발생산소는 장비 및 배관 내 산소 제거를 위한 비용 발생, 공정 수율 저하 등의 문제점을 일으키므로, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 산소제거를 위한 첨가제인 탈산소제를 투입하는 것을 특징으로 한다. 상기 탈산소제는 식각 시 발생하는 산소 생성 억제뿐만 아니라, 처리매수를 증가시키며, 식각액 유효보관일을 늘릴 수 있다. 본 발명의 식각액 조성물의 성분으로 포함되는 탈산소제 역할을 예를 들면, 티타늄계 금속막/구리계 금속막의 이중막을 식각할 때, 발생하는 산소의 생성을 억제할 수 있으며, 처리매수 및 식각액의 유효보관일 조절할 수 있다.
F) 탈산소제
상기 F)탈산소제는, 에리소르빈산(Erythorbic acid), 소디움 에리소르빈산염(sodium erythorbate), 하이드라진(Hydrazine), 카르보하이드라자이드(carbohydrazide), 리보플라빈(Riboflavin)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 에리소르빈산, 소디움 에리소르빈산염, 하이드라진, 카르보하이드라자이드 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직 하게는 에리소르빈산이 포함 될 수 있다.
상기 탈산소제는 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.5 내지 5 중량%로 포함된다. 상기 탈산소제 함량이 0.5중량% 미만이면 가스발생 제어, 처리매수 증가, 유효보관일의 증가를 기대할 수 없다. 또한, 상기 에리소르빈산의 함량이 5중량%를 초과하면 기존의 식각 성능을 유지하기 힘들고, 점도가 높아져 수율 감소를 일으킨다.
G)구리화합물
상기 G)구리화합물은 식각액이 금속막을 식각 진행할 때 씨디 스큐(CD Skew)가 변동되지 않고 유지시켜주는 역할을 한다. 상기 구리화합물은 황산 구리염, 염화 구리염, 질산 구리염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 구리화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 3 중량%로 포함된다. 상기 구리화합물의 함량이 0.01 중량% 미만이면 씨디 스큐(CD Skew)가 일관되게 식각하는 능력이 없고, 3 중량%를 초과하면 한계 식각 능력이 떨어져 식각액의 성능이 떨어진다.
H)유기산 또는 유기산염
상기 H)유기산 또는 유기산염은 식각된 금속 이온과의 킬레이팅 작용에 의해 식각액에 영향을 주는 것을 방지해 줌으로써 결과적으로 처리매수를 증가시켜주는 역할을 한다. 상기 유기산은 니코틴산, 아세트산, 부탄산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 설포벤조산, 설포석신산, 설포프탈산, 살리실산, 설포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 석신산, 말산, 타르타르산, 이소시트르산, 프로펜산, 이미노디아세트산 및 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 유기산염은 상기 유기산의 나트륨염, 칼륨염 및 암모늄염으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기산 또는 유기산염은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 20 중량%로 포함된다. 상기 유기산 또는 유기산염의 함량이 1 중량% 미만이면 처리매수 증가 효과가 없고, 20 중량%를 초과하면 과식각이 되어 배선의 단락이 발생할 수 있다.
I)잔량의 물
상기 I)잔량의 물은 탈 이온수일 수 있으며, 본 발명에서는 반도체 공정용을 사용하며 바람직하게는 18MΩ/cm 이상의 물을 사용한다. 또한, 상기 잔량의 물은 식각액 조성물이 100 중량%가 될 수 있도록 첨가 되는 것을 의미한다.
본 발명에 있어서, 금속막은 막의 구성성분 중에 구리가 포함되는 것으로서, 상기 금속막은 구리 또는 구리 합금의 단일막; 또는 구리막 및 구리 합금막 중에서 선택되는 하나 이상의 막과, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막을 포함하는 개념이다.
본 명세서에 개시된 합금막이라 함은 질화막 또는 산화막도 포함하는 개념이다. 금속 산화막은 통상 AxByCzO(A, B, C=Zn, Cd, Ga, In, Sn, Hf, Zr, Ta; x,y,z ≥ 0)의 조합으로 이루어진 삼성분계 또는 사성분계 산화물을 함유하며 구성된 막으로서, 화소전극으로 사용될 수 있다.
상기 다층막의 예로는, 구리/티타늄막, 구리/티타늄 합금막, 구리 합금/티타늄 합금막, 구리 합금/티타늄막 등의 2중막, 또는 3중막을 들 수 있다.
특히, 본 발명의 금속막 식각액 조성물은 구리 또는 구리합금막과 티타늄 또는 티타늄 합금막으로 이루어진 다중막에 바람직하게 적용될 수 있다.
본원 발명은 a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체 층을 형성하는 단계; d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계는 기판상에 금속막을 형성하고 상기 금속막을 금속막의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 d) 단계는 금속막을 형성하고 상기 금속막을 금속막의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 금속막의 식각액 조성물은, 상술한 금속막 식각액 조성물인 것을 특징으로 하는, 표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 각 구성성분은 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조가 가능하며, 본 발명의 금속막 식각액 조성물은 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.
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.
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 5.
하기의 표 1에 기재된 성분을 해당 함량으로 혼합하여, 실시예 1 내지 13 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물을 제조하였다.
[표 1]
단위:중량%
Figure pat00001
㈜ SPS: Sodium persulfate; APS: Ammonium persulfate; ABF: Ammonium bifluoride; AF: Ammonium fluoride; ATZ: Amino tetrazole; 5-MTZ: 5-Methyl tetrazole; KCl: Potassium chloride; AcOH: Acetic acid
실험예 1: 식각 평가
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물로 티타늄/구리 금속막의 레퍼런스 식각(reference etch) 테스트를 진행하여 식각 평가를 하였다. 티타늄/구리 금속막의 식각 속도를 기준으로 불량 판정을 하였으며, 기준은 하기와 같다.
100Å/sec 이하는 "너무 느림"으로 공정 Spec out
100Å/sec ~ 400Å/sec "O" 으로 공정 Spec in
400Å/sec 이상은 "너무 빠름"으로 공정 Spec out으로 나타내었으며, 결과를 하기 [표 2]에 기재하였다.
실험예 2: 불량률 평가
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물로 티타늄/구리 금속막의 레퍼런스 식각(reference etch) 테스트를 진행하여 식각 평가를 하였다. 배선 끊김을 불량이라고 판단하며, 백분율로 나타내었으며 결과를 하기 [표 2]에 기재하였다.
*불량률 검사기[제조사: 나래나노텍, 정식 명칭:패턴 D/O 불량 검사기]를 이용하여 불량률을 평가 하였다.
실험예 3: 처리매수 평가
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물로 티타늄/구리 금속막의 레퍼런스 식각(reference etch) 테스트를 진행하여 처리매수 평가를 하였다. 처리매수 불량 기준은 구리 분말을 일정량씩 첨가하였을 때의 씨디 스큐(CD skew) 값이 레퍼런스 식각 테스트 값, 즉 구리 분말이 첨가되지 않았을 때(Cu 0ppm)의 씨디 스큐값을 편측 기준으로 ±10% 값을 초과하면 불량이라고 판정하였고, 첨가된 구리 분말의 농도로 처리매수를 평가하였으며, 결과를 하기 [표 2]에 기재하였다.
실험예 4: 유효 보관일 평가
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물로 티타늄/구리 금속막의 레퍼런스 식각(reference etch) 테스트를 진행하여 유효 보관일 평가를 하였다. 유효 보관일 불량 기준은 보관일(12℃ 냉장 보관_공정 조건)이 지날수록 씨디 스큐 값이 레퍼런스 식각 테스트 값, 즉 제조한 직후 식각액의 식각 씨디 스큐값을 편측 기준으로 ±10% 값을 초과하면 불량이라고 판정하였고, 유효보관일수의 결과를 하기 [표 2]에 기재하였다.
실험예 5: 발생 가스 압력 평가
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물로, 발생 가스 압력 테스트를 진행하였다. 발생 가스 압력은, 20L 용기에 20kg 식각액을 넣고, 상온(23℃)에서 가혹 조건으로 2일 경과하였을 때의 값을 측정하였다. 이 기준은 공정상에서 일어날 수 있는 상황을 모사한 것이다. 결과는 하기 [표 2]에 기재하였다.
[표 2]
Figure pat00002
실험 결과, 실시예 1 내지 3, 5 내지 13의 결과에서 식각액 조성물로 에리소르빈산(Erythorbic acid)을 사용하면 높은 처리매수, 유효 보관일의 증가, 발생 가스 압력이 낮아지는 것을 알 수 있었다.
실시예 4(카보하이드라자이드) 와 실시예 5(하이드라진)의 경우는 유효보관일과 발생 가스 압력이 줄어들었고, 처리매수와 관련하여 비교예 1 내지 5보다 최소1000ppm 최대 1500ppm정도 가능한 처리매수 능력이 증가함을 알 수 있었다.
비교예 3의 식각액 조성물은 에리소르빈산(Erythorbic acid)을 과량 포함하여 불량률이 증가하는 결과를 보였다.
비교예 4의 식각액 조성물은 과황산염이 적어, 다른 조성에 비해 상대적으로 발생 가스 압력을 보였다. 하지만, 처리매수 능력이 떨어지고, 식각 속도가 너무 느려 공정상 Spec out이 되었다.
비교예 5의 식각액 조성물은, 다른 조성에 비해 과황산염이 과량 사용되었다. 식각 속도가 너무 빨라 공정상 Spec out이 되었지만, 에리소르빈산(Erythorbic acid)이 있을 경우 발생 가스 압력이 상당히 낮음을 알 수 있다.
상기 실험 결과를 통하여 본원 발명의 구성을 갖는 실시예 1 내지 13은 비교예 1 내지 5보다 처리매수 증가효과, 발생 가스 압력 저감 효과 및 유효 보관일 증가 효과면에서 우수한 효과를 가짐을 확인 하였다.

Claims (11)

  1. A)과황산염 0.5 내지 20.0 중량%;
    B)불소화합물 0.01 내지 2.0 중량%;
    C)무기산 1.0 내지 10.0 중량%;
    D)고리형 아민 0.5 내지 5.0 중량%;
    E)염소화합물 0.1 내지 5.0 중량%;
    F)탈산소제 0.5 내지 5.0 중량%;
    G)구리화합물 0.01 내지 3.0 중량%;
    H)유기산 또는 유기산염 1 내지 20.0중량%; 및
    I)잔량의 물을 포함하는 금속막 식각액 조성물.
  2. 청구항 1항에 있어서, 상기 A)과황산염은 과황산나트륨(Na2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 및 과황산칼륨(K2S2O8)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속막 식각액 조성물.
  3. 청구항 1항에 있어서, 상기 B)불소화합물은 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨(potassium fluoride), 중불화나트륨(sodium bifluoride) 및 중불화칼륨(potassium bifluoride)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속막 식각액 조성물.
  4. 청구항 1항에 있어서, 상기 무기산은 질산, 황산, 인산 및 과염소산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속막 식각액 조성물.
  5. 청구항 1항에 있어서, 상기 고리형 아민은 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole), 5-메틸테트라졸(5-methyltetrazole), 이미다졸(imidazole), 인돌(indole), 푸린(purine), 피라졸(pyrazole), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리딘(pyrrolidine) 및 피롤린(pyrroline) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속막 식각액 조성물.
  6. 청구항 1항에 있어서, 상기 염소화합물은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화암모늄(NH4Cl), 염화에탄술포닐(C2H5ClO2S), 염산(HCl) 및 염화메탄술포닐(CH3ClO2S)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속막 식각액 조성물.
  7. 청구항 1항에 있어서, 상기 탈산소제는 에리소르빈산(Erythorbic acid), 소디움 에리소르빈산염(sodium erythorbate), 하이드라진(Hydrazine), 카르보하이드라자이드(carbohydrazide) 및 리보플라빈(Riboflavin)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속막 식각액 조성물.
  8. 청구항 1항에 있어서, 상기 구리화합물은 황산 구리염, 염화 구리염 및 질산 구리염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로하는, 금속막 식각액 조성물.
  9. 청구항 1항에 있어서, 상기 유기산은 니코틴산, 아세트산, 부탄산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 설포벤조산, 설포석신산, 설포프탈산, 살리실산, 설포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 석신산, 말산, 타르타르산, 이소시트르산, 프로펜산, 이미노디아세트산 및 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 유기산염은 상기 유기산의 나트륨염, 칼륨염 및 암모늄염으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로하는, 금속막 식각액 조성물.
  10. 청구항 1항에 있어서, 상기 금속막은 구리 또는 구리 합금의 단일막; 또는 구리막 및 구리 합금막 중에서 선택되는 하나 이상의 막과, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막인 것을 특징으로 하는, 금속막 식각액 조성물.
  11. a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
    c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체 층을 형성하는 단계;
    d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
    상기 a) 단계는 기판상에 금속막을 형성하고 상기 금속막을 금속막의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 d) 단계는 금속막을 형성하고 상기 금속막을 금속막의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 금속막의 식각액 조성물은, 청구항 1 내지 10의 식각액 조성물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
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