KR20230037016A - 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 - Google Patents

식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 과산화수소 10 내지 20 중량%, 아졸계 화합물 0.1 내지 2 중량%, 무기산 화합물 0.1 내지 10 중량%, 과수안정제 0.1 내지 5 중량%, 불화 화합물 0.01 내지 0.1 중량%, 황산염계 화합물 0.1 내지 10 중량%, 및 전체 조성물의 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 물을 포함한다. 식각액 조성물은 구리 및 몰리브덴-티타늄 합금을 포함하는 금속막을 식각하여 금속 패턴을 형성하거나, 박막 트랜지스터 기판 제조에 사용될 수 있다.

Description

식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 박막 트랜지스터 기판 제조 방법{ETCHANT AND FABRICATION METHOD OF METAL PATTERN AND THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 테이퍼 프로파일이 향상된 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이 산업이 고해상도, 대면적화, 3D 디스플레이를 구현할 것을 요구하면서 보다 빠른 응답 속도의 필요성이 대두되고 있다. 특히, TFT 구조의 채널부에서 전자의 이동 속도 증가가 요구되고 있다. 이에 따라 저저항 재료를 배선 형성에 사용되었고, 반도체층에서의 전자 이동 속도 증가를 위해 산화물 반도체를 이용하는 방법이 연구되고 있다.
금속배선 물질로 사용하는 구리는 알루미늄이나 크롬보다 전기 전도도가 우수하고 환경적으로도 더 친화적이다. 그러나 산화제에 대한 저항성이 알루미늄이나 크롬보다 높아 더 가혹한 산화제를 포함한 식각액을 사용할 필요가 있다.
또한, 구리는 유리 기판 혹은 실리콘 절연막과의 접착력이 좋지 않아 단일막으로 사용하기 어렵다. 따라서, 유리 기판 또는 실리콘 절연막과의 접착성이 우수한 금속막을 구리의 하부막으로 사용할 필요가 있다.
이에, 구리를 포함한 이중막을 식각할 때, 테이퍼 식각 프로파일을 조절할 수 있고 오랜 시간 동안 용해된 구리 이온들이 누적되어도 그 특성을 유지할 수 있는 식각액 조성물이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 패턴닝된 금속 배선이 우수한 테이퍼 경사각을 갖고, 식각 성능을 장기간 유지할 수 있는 식각액 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 단선과 같은 배선 불량이 감소된 금속 배선을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조 시간과 비용이 감소되며 단선과 같은 배선 불량이 감소된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 과산화수소 10 내지 20 중량%, 아졸계 화합물 0.1 내지 2 중량%, 무기산 화합물 0.1 내지 10 중량%, 과수안정제 0.1 내지 5 중량%, 불화 화합물 0.01 내지 0.1 중량%, 황산염계 화합물 0.1 내지 10 중량%, 및 전체 조성물의 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 물을 포함한다.
상기 아졸계 화합물은 벤조트리아졸(benzotriazole), 아미노트리아졸(aminotriazole), 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 및 피라졸(pyrazole)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 무기산 화합물은 인산(phosphoric acid), 질산(nitric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrogen chloride), 차아인산(hypophosphorous acid), 탄산(carbonic acid), 붕산(boronic acid), 및 설파민산(sulfamic acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 과수안정제는 인산(phosphoric acid), 아인산(phosphorous acid), 요소(urea), 페닐요소(phenylurea), 알릴요소(allylurea), 1,3-디메틸요소(1,3-dimethylurea), 티오요소(thiourea), 페닐아세트아마이드(phenylacetate), 및 페닐에틸렌글라이콜(phenylethyleneglycol)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 불화 화합물은 불화수소산(hydrofluoric acid), 불화소듐(sodium fluoride), 이불화소듐(sodium bifluoride), 불화암모늄(ammonium fluoride), 이불화암모늄 (ammonium bifluoride), 붕불화암모늄(ammonium fluoroborate), 불화포타슘(potassium fluoride), 이불화포타슘(potassium bifluoride), 불화알루미늄(aluminium fluoride), 붕불산(hydrofluoroboric acid), 불화리튬(lithium fluoride), 불화붕산 포타슘(potassium fluoroborate), 불화칼슘(calcium fluoride), 및 불화규산(hexafluorosilicic acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 황산염계 화합물은 황산암모늄(ammonium sulfate), 황산수소암모늄(ammonium hydrogen sulphate), 황산칼슘(calcium sulfate), 황산수소칼륨(potassium hydrogen sulfate), 황산나트륨(sodium sulfate), 황산수소나트륨(sodium hydrogen sulfate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 황산수소마그네슘(magnesium hydrogen sulftate), 황산리튬(lithium sulfate), 황산수소리튬(lithium hydrogen sulfate), 황산알루미늄(aluminium sulfate), 황산수소알루미늄(aluminium hydrogen sulfate), 황산알루미늄암모늄(aluminium ammonium sulfate), 황산망간(manganese sulfate), 황산제이철(iron(II) sulfate), 황산수소제이철(iron(II) hydrogen sulfate), 황산제이철암모늄(iron(II) ammonium sulfate), 황산구리(copper sulfate), 황산아연(zinc sulfate), 메탄설포닉산(methanesulfonic acid), 과산화황산암모늄(ammonium persulfate), 및 과산화이중황산나트륨(sodium peroxodisulfate)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 식각액 조성물은 구리와 몰리브덴-티타늄 합금으로 이루어진 다중막을 식각하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 패턴의 제조 방법은 기판 상에 몰리브덴 합금 및 구리를 포함하는 금속막을 형성하는 단계, 상기 금속막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 식각액 조성물로 상기 금속막을 패터닝하는 단계, 및 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 식각액 조성물은 식각액 조성물은 과산화수소 10 내지 20 중량%, 아졸계 화합물 0.1 내지 2 중량%, 무기산 화합물 0.1 내지 10 중량%, 과수안정제 0.1 내지 5 중량%, 불화 화합물 0.01 내지 0.1 중량%, 황산염계 화합물 0.1 내지 10 중량%, 및 전체 조성물의 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 물을 포함한다.
상기 금속막은 상기 몰리브덴 및 티타늄을 포함하는 제1 금속막, 및 상기 제1 금속막 상에 배치되며 상기 구리를 포함하는 제2 금속막을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 기판 상에 게이트 라인 및 상기 게이트 라인에 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 라인과 절연되게 교차하는 데이터 라인과, 상기 데이터 라인에 연결된 소스 전극, 상기 소스 전극으로부터 이격된 드레인 전극을 형성하는 단계, 및 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 게이트 라인 및 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는 티타늄 및 구리를 포함하는 금속막을 형성하는 단계, 상기 금속막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 식각액 조성물로 상기 금속막을 패터닝하는 단계, 및 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 식각액 조성물은 식각액 조성물은 과산화수소 10 내지 20 중량%, 아졸계 화합물 0.1 내지 2 중량%, 무기산 화합물 0.1 내지 10 중량%, 과수안정제 0.1 내지 5 중량%, 불화 화합물 0.01 내지 0.1 중량%, 황산염계 화합물 0.1 내지 10 중량%, 및 전체 조성물의 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물에 따르면, 환경 규제 물질의 발생을 억제하고, 테이퍼각(Taper angle) 및 컷 디멘션 손실(CD skew) 등의 식각 특성이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 패턴의 제조 방법에 따르면, 전기적인 쇼트나 배선 불량 등의 발생이 감소될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 따르면, 제조 시간이나 공정 비용이 절감될 수 있다.
도 1a 내지 도 1e은 본 발명의 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 금속 패턴을 형성하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판을 구비하는 표시 장치의 일 화소 구조를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4a 내지 도 4c의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예 1의 식각액으로 금속막을 식각한 측면을 나타내는 전자주사현미경 사진이다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 비교예 5의 식각액으로 금속막을 식각한 측면을 나타내는 전자주사현미경 사진이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물에 대한 식각 특성의 추세를 나타낸 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합 된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 기판 상에 적층된 금속막을 식각하여 금속 패턴을 형성하는 데 사용하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 몰리브덴 합금과 구리로 이루어진 다중막을 식각하여 금속 패턴을 형성하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 몰리브덴-티타늄(MoTi) 합금을 포함하는 몰리브덴 합금막 및 구리를 포함하는 구리막이 차례로 적층된 이중막을 식각하여 금속 패턴을 형성하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 과산화수소, 아졸계 화합물, 무기산 화합물, 과수안정제, 불화 화합물, 및 황산염계 화합물을 포함한다.
과산화수소는 주요 산화제로서, 구리를 포함하는 금속막을 식각한다. 구체적으로, 과산화수소는 화학식 1 과 같은 반응에 의해 구리막을 산화하여, 식각 성분들이 산화된 구리막을 식각할 수 있도록 한다.
[화학식 1]
2 Cu + 2 H2O2 → 2 Cu2 + + 2 H2O + 1/2 O2
과산화수소는 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 10 중량% 내지 약 20 중량%로 포함될 수 있다. 과산화수소의 함량이 약 10 중량% 미만일 경우, 구리막의 산화가 어려워, 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있다. 과산화수소의 함량이 약 20 중량% 초과일 경우, 구리막의 산화 속도가 지나치게 빨라 공정 조건의 조절이 어려워지고, 구리를 포함하는 금속막이 과식각(overetching) 될 수 있다. 과산화수소는 바람직하게는, 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 13 중량% 내지 약 19 중량%로 포함될 수 있다.
아졸계 화합물은 구리막의 식각을 억제하여 구리막과 몰리브덴 합금막 다층막 구조에서 금속막 사이의 식각 속도를 조절해 주는 역할을 하고, 형성되는 금속 패턴의 컷 디멘션 손실(CD skew)을 줄여 금속 패턴의 형성을 용이하게 한다.
아졸계 화합물은 적어도 하나의 질소를 고리에 포함하는 5원 헤테로 고리 화합물을 의미할 수 있다. 아졸계 화합물은 예를 들어, 아미노테트라졸(aminotetrazole) 등의 4질소계 고리형 화합물, 벤조트리아졸(benzotriazole) 및 아미노트리아졸(aminotriazole) 등의 3질소계 고리형 화합물, 이미다졸(imidazole) 및 피라졸(pyrazole) 등의 2질소계 고리형 화합물일 수 있다. 또는, 이들 중 두 종 이상의 혼합물을 포함할 수도 있다.
아졸계 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%로 포함될 수 있다. 아졸계 화합물의 함량이 약 0.1 중량% 미만일 경우, 구리막에 대한 식각 속도를 조절할 수 없고, 컷 디멘션 손실(CD skew)이 커지며 금속 패턴의 직진성이 떨어질 수 있다. 아졸계 화합물의 함량이 약 2 중량% 초과일 경우, 구리에 대한 식각 속도가 느려져 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있다. 아졸계 화합물은 바람직하게는, 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 0.8 중량% 내지 약 0.9 중량%로 포함될 수 있다.
무기산 화합물은 실질적인 구리막의 식각 성분으로, 과산화수소에 의해 산화된 구리막을 실질적으로 식각하여 구리 배선의 형상을 구현한다. 무기산 화합물은 식각액 조성물에서 식각제로 기능하여, 우수한 테이퍼 식각 프로파일을 제공할 수 있다.
인산(phosphoric acid), 질산(nitric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrogen chloride), 차아인산(hypophosphorous acid), 탄산(carbonic acid), 붕산(boronic acid), 설파민산(sulfamic acid) 중 어느 하나일 수 있다. 또는, 이들 중 두 종 이상의 혼합물을 포함할 수도 있다.
무기산 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%로 포함될 수 있다. 무기산 화합물의 함량이 약 0.1 중량% 미만일 경우, 식각제로 기능하기 어려워, 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있다. 무기산 화합물의 함량이 약 10 중량% 초과일 경우, 구리막의 식각이 과도하게 빨라져 금속 패턴이 단락되는 등의 불량이 발생할 수 있다. 무기산 화합물은 바람직하게는, 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 2 중량% 내지 약 2.5 중량%로 포함될 수 있다.
과수안정제는 과산화수소의 분해를 안정화한다. 구체적으로, 과수 안정제는 과산화수소를 주산화제로 하는 식각액 조성물에서 식각이 반복됨에 따라 금속 이온 농도가 증가하더라도 과산화수소의 분해 반응을 억제하는 역할을 하여, 최대 누적 매수를 향상시키는 역할을 할 수 있다.
과수안정제는 예를 들어, 인산(phosphoric acid), 아인산(phosphorous acid), 요소(urea), 페닐요소(phenylurea), 알릴요소(allylurea), 1,3-디메틸요소(1,3-dimethylurea), 티오요소(thiourea), 페닐아세트아마이드(phenylacetate), 페닐에틸렌글라이콜(phenylethyleneglycol) 중 어느 하나일 수 있다. 또는, 이들 중 두 종 이상의 혼합물을 포함할 수도 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물에서는, 과수안정제로 이미노디아세트산(iminodiacetic acid)를 포함하는 경우는 제외한다.
과수안정제는 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%로 포함될 수 있다. 과수안정제의 함량이 약 0.1 중량% 미만일 경우, 과수안정제로서의 역할을 할 수 없어, 과산화수소의 분해 반응을 억제하지 못하고, 식각 온도 등의 공정 조건을 조절하지 못할 수 있다. 과수안정제의 함량이 약 5 중량% 초과일 경우, 식각 속도를 저하시켜 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있다.
불화 화합물(fluoride)은 다중막으로 형성되는 금속 패턴 중 하부막을 식각하는 주성분으로, 본 실시예의 경우 몰리브덴-티타늄(MoTi) 합금을 포함하는 금속막을 식각한다.
불화 화합물은 예를 들어, 불화수소산(hydrofluoric acid), 불화소듐(sodium fluoride), 이불화소듐(sodium bifluoride), 불화암모늄(ammonium fluoride), 이불화암모늄 (ammonium bifluoride), 붕불화암모늄(ammonium fluoroborate), 불화포타슘(potassium fluoride), 이불화포타슘(potassium bifluoride), 불화알루미늄(aluminium fluoride), 붕불산(hydrofluoroboric acid), 불화리튬(lithium fluoride), 불화붕산 포타슘(potassium fluoroborate), 불화칼슘(calcium fluoride) 및 불화규산(hexafluorosilicic acid) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는, 이들 중 두 종 이상의 혼합물을 포함할 수도 있다.
불화 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 0.01 중량% 내지 약 0.1 중량%로 포함될 수 있다. 불화 화합물의 함량이 약 0.01중량% 미만일 경우, 몰리브덴-티타늄을 포함하는 하부막의 식각이 어려울 수 있다. 불화 화합물의 함량이 약 0.1 중량% 초과일 경우, 몰리브덴-티타늄 하부막뿐만 아니라 몰리브덴-티타늄 합금이 적층된 유리 기판 및 절연막을 식각하여 불량이 발생할 수 있다. 이에 따라, 유리 기판 및 절연막 등과 금속막과의 밀착성을 떨어트려 금속막이 떨어지는 등의 불량이 발생할 수 있다.
황산염계 화합물은 구리막을 식각하는 보조산화제이다. 구체적으로, 구리 식각 과정에서 발생한 구리 이온에 의한 식각 속도의 저하를 방지하고, 금속 패턴 형성시 테이퍼 각(taper angle)을 조절해주는 역할을 한다.
황산염계 화합물은 예를 들어, 황산암모늄(ammonium sulfate), 황산수소암모늄(ammonium hydrogen sulphate), 황산칼슘(calcium sulfate), 황산수소칼륨(potassium hydrogen sulfate), 황산나트륨(sodium sulfate), 황산수소나트륨(sodium hydrogen sulfate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 황산수소마그네슘(magnesium hydrogen sulftate), 황산리튬(lithium sulfate), 황산수소리튬(lithium hydrogen sulfate), 황산알루미늄(aluminium sulfate), 황산수소알루미늄(aluminium hydrogen sulfate), 황산알루미늄암모늄(aluminium ammonium sulfate), 황산망간(manganese sulfate), 황산제이철(iron(II) sulfate), 황산수소제이철(iron(II) hydrogen sulfate), 황산제이철암모늄(iron(II) ammonium sulfate), 황산구리(copper sulfate), 황산아연(zinc sulfate), 메탄설포닉산(methanesulfonic acid), 과산화황산암모늄(ammonium persulfate), 및 과산화이중황산나트륨(sodium peroxodisulfate) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는, 이들 중 두 종 이상의 혼합물을 포함할 수도 있다.
황산염계 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%로 포함될 수 있다. 황산염계 화합물의 함량이 약 0.1 중량% 미만일 경우, 보조 산화제로서의 역할을 할 수 없어, 식각 속도가 느려지고 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있다. 황산염계 화합물의 함량이 약 10 중량% 초과일 경우, 구리막의 식각이 과도하게 빨라져 공정의 조절이 어려워지고 금속 패턴 등이 단락되는 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물에는 앞서 설명한 구성 요소 이외에 추가 식각 조절제, 계면 활성제, pH 조절제가 더 포함될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물에는 식각액 조성물 전체의 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 물이 포함될 수 있다. 잔량의 물은 탈이온수(deionized water)일 수 있다.
본 실시예에 따른 식각액 조성물은 전자 기기를 제조하는 공정에 사용되며, 상세하게는 전자 기기의 제조 공정 중 기판 상에 적층된 금속막을 식각하여 금속 패턴을 형성하는데 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 특히, 표시 장치의 제조 공정 중 몰리브덴-티타늄 합금과 구리로 이루어진 이중막을 식각하여 게이트 배선 등을 형성할 때 이용될 수 있다.
본 실시예에 따른 식각액 조성물은 과수 안정제로 이미노디아세트산(iminodiacetic acid)을 포함하지 않는다. 이에 따라, 식각액 조성물에 이미노디아세트산(iminodiacetic acid)이 포함될 경우 발생하는 포름 알데하이드(formaldehyde) 등의 독성 물질의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 식각액 조성물 총 중량 대비 약 0.1 중량% 이하인 적은 불화 화합물 함량을 가진다. 이에 따라, 구리 이온 누적에 따른 식각 특성을 유지하면서도 하부막 과식각(overetching)에 의한 금속 패턴의 불량을 방지할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 식각액 조성물은 독성 물질인 포름알데하이드의 발생을 억제하면서도, 본 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 몰리브덴-티타늄막과 구리막을 포함하는 금속막을 식각할 경우, 구리 이온의 누적에도 불구하고 테이퍼 각 및 컷 디멘션 손실(CD skew) 등의 식각 특성이 일정하게 유지되며, 금속막 사이 계면 및 기판과 금속막 사이 계면 등에서 과식각이 일어나는 문제를 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 패턴의 제조 방법 및 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 1a 내지 도 1e은 본 발명의 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 금속 패턴을 형성하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. 특히, 도 1a 내지 도 1e은 구리를 포함하는 금속 배선을 형성하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. 이하, 설명에서는 몰리브덴-티타늄 합금을 포함하는 제1 금속막과 구리를 포함하는 제2 금속막으로 이루어진 금속막을 식각하는 식각액 조성물을 일 예로 설명한다.
도 1a를 참조하면, 절연 기판(INS) 상에 금속막이 적층된다. 금속막은 제1 금속으로 이루어진 제1 금속막(CL1)과 제1 금속과 다른 제2 금속으로 이루어진 제2 금속막(CL2)이 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 여기서 제1 금속은 몰리브덴 합금일 수 있고, 제2 금속은 구리일 수 있다. 제1 금속은 몰리브덴-티타늄 합금일 수 있다. 여기서, 금속막은 이중막을 일 예로서 개시하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 금속과 제2 금속을 포함하는 합금으로 이루어진 단일막이나, 제1 금속막(CL1)과 제2 금속막(CL2)이 교번하여 적층된 3중막 이상의 다중막일 수도 있다.
다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 절연 기판(INS) 전면에 감광막(PR)을 형성한 후, 마스크(MSK)를 통해 감광막(PR)을 노광한다.
마스크(MSK)는 조사된 광을 모두 차단시키는 제1 영역(R1)과 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제2 영역(R2)으로 이루어진다. 절연 기판(INS)의 상면은 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)에 대응하는 영역들로 나누어지며, 이하 절연 기판(INS)의 각 대응 영역도 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)으로 칭한다.
이어서, 마스크(MSK)를 통해 노광된 감광막(PR)을 현상하고 나면, 도 1c에 도시된 바와 같이, 제1 영역(R1)을 통해 광이 모두 차단된 영역에는 소정 두께의 감광막 패턴(PRP)이 남아있게 되고, 광이 전부 투과된 제2 영역(R2)에는 감광막이 완전히 제거되어 절연 기판(INS)의 표면이 노출된다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에서는 노광된 부분의 감광막이 제거되도록 포지티브 포토레지스트를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 다른 실시예에서는 노광되지 않은 부분의 감광막이 제거되도록 하는 네거티브 포토레지스트를 사용할 수도 있다.
다음으로, 도 1d에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(PRP)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 제1 금속막(CL1)과 제2 금속막(CL2)을 식각한다. 제1 금속막(CL1)과 제2 금속막(CL2)을 식각할 때는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 식각한다.
그 결과, 제1 금속으로 이루어진 제1 금속 패턴(ML1)과 제2 금속으로 이루어진 제2 금속 패턴(ML2)이 적층된 금속 패턴(MW)이 형성된다. 이후, 도 1e에 도시된 바와 같이, 남아있는 감광막 패턴(PRP)을 제거함으로써 최종적인 금속 패턴(MW)이 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 패턴의 제조 방법에서는 제1 금속과 제2 금속으로 이루어진 금속 패턴, 즉, 몰리브덴-티타늄 합금막과 구리막을 포함하는 이중막 금속 패턴이 제조된다. 본 설명에서는 복층으로 형성된 금속 패턴을 형성하는 방법을 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 구리를 포함하는 단일층으로 형성된 금속 패턴도 실질적으로 동일한 방법으로 제조될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판을 구비하는 표시 장치의 일 화소 구조를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I'에 따른 단면도이다. 이하에서는 도 2 및 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 본 발명의 박막 트랜지스터 기판 및 이를 구비하는 표시 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 기판은 표시 장치를 구동하는 전자 회로로 적용될 수 있다. 표시 장치는 복수의 화소들을 가지며 영상을 표시할 수 있다. 표시 장치는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 액정 표시 장치(liquid crystal display device), 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting display device), 전기영동 표시 장치(electrophoretic display device), 일렉트로웨팅 표시 장치(electrowetting display device), MEMS 표시 장치(microelectromechanical system display device) 등의 다양한 표시 장치를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 표시 장치 중 액정 표시 장치를 일 예로서 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 표시 장치는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 여기서, 각 화소는 동일한 구조로 이루어지므로 설명의 편의상 하나의 화소가 복수의 화소들 중 하나의 화소에 인접한 게이트 라인들 및 데이터 라인들과 함께 도시되었다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 장치는 복수의 화소들(PXL)이 구비된 박막 트랜지스터 기판(SUB1), 박막 트랜지스터 기판(SUB1)에 대향하는 대향 기판(SUB2), 및 박막 트랜지스터 기판(SUB1)과 대향 기판(SUB2) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판(SUB1)은 제1 절연 기판(INS1), 제1 절연 기판(INS1) 상에 구비된 복수의 게이트 라인들(GL)과 복수의 데이터 라인들(DL)을 포함한다. 게이트 라인들(GL)은 제1 절연 기판(INS1) 상에 제1 방향으로 연장되어 형성된다. 데이터 라인들(DL)은 게이트 절연막(GI) 상에 형성되며, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된다.
표시 장치의 각 화소(PXL)는 게이트 라인들(GL) 중 대응하는 어느 하나와 데이터 라인들(DL) 중 대응하는 어느 하나에 연결된다. 각 화소(PXL)는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극(PE)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 게이트 전극(GE), 반도체층(SM), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)을 포함한다.
게이트 전극(GE)은 게이트 라인(GL)으로부터 돌출된 것일 수 있다. 반도체층(SM)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 게이트 전극(GE) 상에 배치된다. 반도체층(SM)은 게이트 절연막(GI) 상에 배치된 활성층(ACT) 및 활성층(ACT) 상에 제공된 오믹 콘택층(OHM)을 포함한다. 활성층(ACT)은 평면 상에서 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)이 형성된 영역 및 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이의 영역에 대응하는 영역에 제공된다. 오믹 콘택층(OHM)은 활성층(ACT)과 소스 전극(SE) 사이 및 활성층(ACT)과 드레인 전극(DE) 사이에 제공된다.
소스 전극(SE)은 데이터 라인(DL)에서 분지되어 형성되며, 평면상에서 볼 때 게이트 전극(GE)과 적어도 일부가 중첩한다. 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)로부터 이격되어 형성되며, 평면 상에서 볼 때, 게이트 전극(GE)과 적어도 일부가 중첩한다.
화소 전극(PE)은 패시베이션층을 사이에 두고 드레인 전극(DE)과 연결된다. 패시베이션층은 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시키는 콘택홀을 가지며, 화소 전극(PE)은 콘택홀을 통해 드레인 전극(DE)과 연결된다.
대향 기판(SUB2)은 박막 트랜지스터 기판(SUB1)에 대향하여 구비되며, 제2 절연 기판(INS2), 제2 절연 기판(INS2) 상에 구비되어 색을 나타내는 컬러 필터(CF), 컬러 필터(CF)의 둘레에 구비되어 광을 차단하는 블랙 매트릭스(BM), 및 화소 전극(PE)과 전계를 형성하는 공통 전극(CE)을 포함한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 평면도이다. 도 5a 내지 도 5c는 도 4a 내지 도 4c의 I-I'선에 따른 단면도이다.
이하, 도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명한다.
도 4a 및 도 5a를 참조하면, 제1 포토리소그래피 공정을 이용하여 제1 절연 기판(INS1) 상에 제1 배선부가 형성된다. 제1 배선부는 제1 방향으로 연장된 게이트 라인(GL)과, 게이트 라인(GL)에 연결된 게이트 전극(GE)을 포함한다.
제1 배선부는 제1 절연 기판(INS1) 상에 제1 금속 및 제2 금속을 순차적으로 적층하여 제1 도전층을 형성한 다음, 제1 마스크(미도시)를 이용하여 제2 도전층을 식각하여 형성된다. 제1 금속은 티타늄으로 이루어질 수 있으며, 제2 금속은 구리로 이루어질 수 있다. 제1 금속 및 제2 금속은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 식각액 조성물로 식각될 수 있다. 이에 따라, 게이트 라인(GL)과 게이트 전극(GE)은 제1 금속과 제2 금속이 순차적으로 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다.
도 4b와 도 5b를 참조하면, 제1 배선부가 형성된 제1 절연 기판(INS1) 상에 게이트 절연막(GI)이 형성되고, 제2 포토리소그래피 공정을 이용하여 게이트 절연막(GI)이 형성된 제1 절연 기판(INS1) 상에 반도체 패턴과 제2 배선부가 형성된다. 제2 배선부는 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장된 데이터 라인(DL)과, 데이터 라인(DL)으로부터 연장된 소스 전극(SE), 및 소스 전극(SE)으로부터 이격된 드레인 전극(DE)을 포함한다.
게이트 절연막(GI)은 제1 배선부가 형성된 제1 절연 기판(INS1) 상에 제1 절연 물질을 적층하여 형성된다.
반도체 패턴과 제2 배선부는 제1 반도체 물질, 제2 반도체 물질, 및 제1 및 제2 금속을 제1 절연 기판(INS1) 상에 순차적으로 형성하고, 제2 마스크(미도시)를 이용하여 각각 제1 반도체 물질, 제2 반도체 물질, 및 제1 및 제2 금속을 선택적으로 식각하여 형성된다. 제1 금속은 티타늄으로 이루어질 수 있으며, 제2 금속은 구리로 이루어질 수 있다. 제1 금속 및 제2 금속은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 식각액 조성물로 식각될 수 있다. 이에 따라, 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 제1 금속과 제2 금속이 순차적으로 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다.
제2 마스크는 슬릿 마스크나 회절 마스크일 수 있다.
도 4c와 도 5c를 참조하면, 제3 및 제4 포토리소그래피 공정을 이용하여 제2 배선부가 형성된 제1 절연 기판(INS1) 상에 화소 전극(PE)이 형성된다.
도 5c를 참조하면, 제2 배선부가 형성된 제1 절연 기판(INS1) 상에 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 콘택홀(CH)을 가지는 패시베이션층(PSV)이 형성된다. 패시베이션층(PSV)은 제2 배선부가 형성된 제1 절연 기판(INS1) 상에 제2 절연 물질로 제2 절연 물질층(미도시)과 감광막(미도시)을 적층하고, 감광막을 노광 및 현상하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한 후, 감광막 패턴을 마스크로 하여 제2 절연 물질층의 일부를 제거하여 형성될 수 있다.
다시 도 5c를 참조하면, 제4 포토리소그래피 공정을 이용하여 패시베이션층(PSV) 상에 제공되고 콘택홀(CH)을 통해 드레인 전극(DE)과 연결된 화소 전극(PE)을 형성한다. 화소 전극(PE)은 패시베이션층(PSV)이 형성된 제1 절연 기판(INS1) 상에 투명 도전 물질층(미도시)과 감광막(미도시)을 차례로 적층하고, 감광막을 노광 및 현상하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한 후, 감광막 패턴을 마스크로 하여 투명 도전 물질층을 패터닝하여 형성된다.
이와 같이 본 실시예는 포토리소그래피 공정을 통해 박막 트랜지스터 기판을 제작할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정에서 본 발명의 실시예에 따른 식각액 조성물로 금속 배선을 형성할 수 있다. 그러나, 식각액 조성물을 이용하여 금속 배선을 형성하는 것은 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 마스크를 이용하여 제2 배선부를 형성하는 경우만 식각액 조성물을 사용하거나, 제1 마스크를 이용하여 제1 배선부를 형성하는 경우만 식각액 조성물을 사용할 수도 있다. 또는 제1 및 제2 배선부 이외의 배선을 형성할 때 식각액 조성물이 사용될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 식각액 조성물에 대해서 실시예들과 비교예들과 함께 구체적으로 설명하기로 한다.
(식각액 조성물의 준비)
본 발명의 실시예 1 내지 8에 따른 식각액 조성물들과 비교예 1 내지 12에 따른 식각액 조성물들을 아래 표 1과 같이 제조하였다. 표 1에서 각 성분의 함량을 나타내는 단위는 식각액 조성물 전체 중량을 100％로 하는 중량％를 나타낸다. 표 1에서 식각액 조성물 전체 중량을 100%로 하였을 때 나머지 잔량은 물을 포함한다.
과산화수소 아졸계 화합물 무기산 화합물 과수 안정제 불화 화합물 황산염계 화합물
실시예 1 13 0.8 2.0 0.8 0.08 1.8
실시예 2 19 0.8 2.0 0.8 0.08 1.8
실시예 3 13 0.9 2.0 0.8 0.08 1.8
실시예 4 13 0.8 2.5 0.8 0.08 1.8
실시예 5 13 0.8 2.0 0.9 0.08 1.8
실시예 6 13 0.8 2.0 0.8 0.09 1.8
실시예 7 13 0.8 2.0 0.8 0.08 2.0
실시예 8 13 0.8 2.0 0.8 (요소) 0.08 1.8
비교예 1 9 0.8 2.0 0.8 0.08 1.8
비교예 2 13 0.05 2.0 0.8 0.08 1.8
비교예 3 13 0.8 0.05 0.8 0.08 1.8
비교예 4 13 0.8 2.0 0.05 0.08 1.8
비교예 5 13 0.8 2.0 0.8 0.3 1.8
비교예 6 13 0.8 2.0 0.8 0.08 0.05
비교예 7 25 0.8 2.0 0.8 0.08 1.8
비교예 8 13 2.5 2.0 0.8 0.08 1.8
비교예 9 13 0.8 15 0.8 0.08 1.8
비교예 10 13 0.8 2.0 5.5 0.08 1.8
비교예 11 13 0.8 2.0 0.8 0.08 15
비교예 12 13 0.8 2.0 0.8 0 1.8
표 1에서, 아졸계 화합물로는 아미노테트라졸, 무기산 화합물로는 질산, 불화 화합물로는 불화나트륨, 황산염계 화합물로는 메탄 설포닉산이 사용되었다. 실시예 1 내지 7에서는 과수 안정제로 인산을 사용하였고, 실시예 8에서는 과수 안정제로 요소(Urea)를 사용하였다.
표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액은 13 중량%의 과산화수소, 0.8 중량%의 아미노테트라졸, 2 중량%의 질산, 0.8 중량%의 인산, 0.08 중량%의 불화나트륨, 1.8 중량%의 메탄 설포닉산을 포함한다.
본 발명의 실시예 2에 따른 식각액은 19 중량%의 과산화수소를 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 실시예 3에 따른 식각액은 0.9 중량%의 아미노테트라졸을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 실시예 4에 따른 식각액은 2.5 중량%의 질산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 실시예 5에 따른 식각액은 0.9 중량%의 인산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 실시예 6에 따른 식각액은 0.09 중량%의 불화나트륨을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 실시예 7에 따른 식각액은 2.0 중량%의 메탄 설포닉산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 실시예 8에 따른 식각액 조성물은 과수 안정제로 인산 대신 0.08 중량%의 요소를 사용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 1에 따른 식각액은 9 중량%의 과산화수소를 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 2에 따른 식각액은 0.05 중량%의 아미노테트라졸을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 3에 따른 식각액은 0.05 중량%의 질산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 4에 따른 식각액은 0.05 중량%의 인산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 5에 따른 식각액은 0.3 중량%의 불화나트륨을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 6에 따른 식각액은 0.05 중량%의 메탄 설포닉산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 7에 따른 식각액은 25 중량%의 과산화수소을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 8에 따른 식각액은 2.5 중량%의 아미노테트라졸을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 9에 따른 식각액은 15 중량%의 질산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 10에 따른 식각액은 5.5 중량%의 인산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 11에 따른 식각액은 15 중량%의 메탄 설포닉산을 포함하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
본 발명의 비교예 12에 따른 식각액은 불화나트륨을 포함하지 않는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 중량의 식각액 조성물을 포함한다.
(식각액 조성물의 실험예 - 식각액 조성물의 식각 능력 평가)
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 12의 식각액을 이용하여 몰리브덴-티타늄 합금막과 구리막이 순차적으로 적층된 이중막 식각 실험을 진행하였다. 구체적으로, 구리막의 EPD(End Point Detection) 기준으로 120% 과잉식각(overetching) 실험을 진행하여, 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 12의 식각액에 대한 구리 식각 EPD(End Point Detection), 컷 디멘션 손실(CD Skew), 및 테이퍼 각(Taper angle)을 측정하였다. 또한, 유리 기판에 레지스트 포토 공정만 진행한 평가 기판을 1000sec 식각한 후, 레지스트 뜯김 현상에 대한 평가를 진행하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
구리 식각 EPD
(sec)		 CD Skew
(㎛)		 테이퍼 각
(°)		 레지스트 뜯김현상
실시예 1 48 1.036 50 ×
실시예 2 48 1.083 50 ×
실시예 3 48 1.066 50 ×
실시예 4 48 1.037 50 ×
실시예 5 48 1.030 50 ×
실시예 6 48 1.053 50 ×
실시예 7 48 1.060 50 ×
실시예 8 48 1.036 50 ×
비교예 1 58 0.830 50 ×
비교예 2 37 1.150 47 ×
비교예 3 63 0.708 40 ×
비교예 4 48 1.024 50 ×
비교예 5 48 1.078 52 ○
비교예 6 55 0.883 50 ×
비교예 7 35 1.532 58 ×
비교예 8 68 0.532 62 ×
비교예 9 23 1.893 55 ×
비교예 10 51 0.859 40 ×
비교예 11 40 1.343 48 ×
비교에 12 48 0 50 ×
여기서 EPD(End Point Detection)는 식각액에 의해 식각을 하고자 하는 막질까지 식각이 완료된 후, 하부의 막이 식각액에 노출되는 상태까지 소요되는 시간을 의미한다. 컷 디멘션 손실(CD skew)은 포토 레지스트 끝단과 금속막 끝단 사이의 거리를 의미한다. 테이퍼 각은 금속막 하부 기판과 금속막의 경사면이 이루는 각도를 의미한다.
본 발명의 실시예 1 내지 8에 따른 식각액 조성물로 형성된 금속 패턴의 경우, 약 0.9㎛ 내지 약 1.1㎛ 범위 내의 컷 디멘션 손실 값을 가지고, 테이퍼 각이 50° 값을 가져, 금속 배선으로 적용가능한 적절한 식각 특성을 확보할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시예 1의 식각액으로 몰리브덴-티타늄 합금/구리 이중막을 식각한 측면을 나타내는 전자주사현미경 사진이다. 도 6a에서는 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 식각액에 의해 식각이 된 금속 이중막이 양호한 식각 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
한편, 실시예 1 내지 7에서와 달리 과수안정제를 요소(Urea)로 사용한 실험예 8의 경우, 실시예 1 내지 7에서 사용한 인산계 과수 안정제와 요소 과수 안정제 사이의 특성 차이가 크게 발생하지 않아, 식각 속도가 적합하여 EPD 값이 적합하게 나타나며, 컷 디멘션 손실 값 역시 적합하여 적절한 배선 형성에 적합하다.
이에 비하여, 표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1 내지 12의 식각액 조성물들은 과산화수소, 아졸계 화합물, 무기산 화합물, 과수 안정제, 불화 화합물, 황산염계 화합물 중 어느 하나가 함량 범위를 초과하여 불량이 발생됨을 보여주고 있다.
과산화수소가 함량범위보다 적게 포함된 비교예 1의 경우, 구리막 산화를 위한 과산화수소의 함량이 낮아 식각 속도가 느려 EPD 값이 높게 나타나며, 컷 디멘션 손실(CD Skew) 값이 낮아 적절한 배선 형성에 적합하지 않다.
아졸계 화합물이 함량범위보다 적게 포함된 비교예 2의 경우, 구리막의 식각이 억제되는 정도가 감소되어 빠른 식각 속도(낮은 EPD 값)를 보이나, 이로 인해 식각 특성의 조절이 어렵고 컷 디멘션 손실 값이 높아져, 적절한 배선 형성에 적합하지 않다.
무기산 화합물이 함량범위보다 적게 포함된 비교예 3의 경우, 식각제로 기능하는 무기산 화합물의 함량이 적어 식각 속도가 느려 EPD 값이 높게 나타나며, 컷 디멘션 손실 값 및 테이퍼 각 값이 낮아 적절한 배선 형성에 적합하지 않다.
과수안정제가 함량범위보다 적게 포함된 비교예 4의 경우, EPD, 컷 디멘션 손실 및 테이퍼 각과 같은 식각 특성 값은 적절한 범위 내로 측정되었다. 다만, 과수안정제가 함량 범위 미만으로 포함되어, 과산화수소의 분해 반응을 억제하지 못하고, 이에 따라 식각 온도 등의 공정 조건을 적절한 범위로 조절하지 못하는 문제가 발생한다.
불화 화합물이 함량범위에 비해 과량으로 포함된 비교예 5의 경우, EPD, 컷 디멘션 손실 및 테이퍼 각과 같은 식각 특성 값은 적절한 범위 내로 측정되었다. 다만, 비교예 5의 경우 레지스트 뜯김현상이 발생하는 문제가 발생하였다. 비교예 5와 같이 불화 화합물이 함량범위보다 많게 포함될 경우, 과량의 불화 화합물에 하부 몰리브덴-티타늄 합금막의 과식각(overetching)이 발생하여, 금속 패턴 배선 형성시 몰리브덴-티타늄 합금막의 언더컷(undercut)이 발생하거나, 몰리브덴-티타늄 합금막과 구리막 사이가 식각되는 문제가 발생할 수 있다.
도 6b 및 도 6c는 비교에 5의 식각액으로 몰리브덴-티타늄 합금/구리 이중막을 식각한 측면을 나타내는 전자주사현미경 사진이다. 도 6b에서는 몰리브덴-티타늄 합금/구리 이중막에서 하부 몰리브덴-티타늄 합금막의 언더컷(undercut)이 발생한 것을 관측할 수 있으며, 도 6c에서는 몰리브덴-티타늄 합금막과 구리막 사이 계면에 식각액이 침투하여 계면이 식각된 것을 관측할 수 있다.
황산염계 화합물이 함량범위보다 적게 포함된 비교예 6의 경우, 보조 산화제로 이용되는 황산염계 화합물의 함량이 적어 식각 속도가 느려 EPD 값이 높게 나타나며, 컷 디멘션 손실 값이 낮아 적절한 배선 형성에 적합하지 않다.
과산화수소가 함량범위에 비해 과량으로 포함된 비교예 7의 경우, 주산화제로 이용되는 과산화수소의 함량이 많아 식각 속도가 과도하게 높아 EPD 값이 낮게 나타나며, 컷 디멘션 손실 값이 과도하게 높아 적절한 배선 형성에 적합하지 않다.
아졸계 화합물이 함량범위에 비해 과량으로 포함된 비교예 8의 경우, 부식방지제로 이용되는 아졸계 화합물의 함량이 많아 식각 속도가 느려 EPD 값이 높게 나타나며, 컷 디멘션 손실 값이 낮아 적절한 배선 형성에 적합하지 않으면 Taper Angle이 과도하게 높아 배선 Profile이 적합하지 않다.
무기산 화합물이 함량범위에 비해 과량으로 포함된 비교예 9의 경우, 보조 산화제로 이용되는 무기산계 화합물의 함량이 많아 식각 속도가 과도하게 높아 EPD 값이 낮게 나타나며, 컷 디멘션 손실 값이 높아 적절한 배선 형성에 적합하지 않다.
과수안정제 화합물이 함량범위에 비해 과량으로 포함된 비교예 10의 경우, 과수 안정제로 이용되는 과수안정제 화합물의 함량이 많아 하부 식각 속도가 느려 EPD 값이 높게 나타나며, 컷 디멘션 손실 값이 낮아 적절한 배선 형성에 적합하지 않다.
황산염계 화합물이 함량범위에 비해 과량으로 포함된 비교예 11의 경우, 보조 산화제로 이용되는 황산염계 화합물의 함량이 많아 식각 속도가 과도하게 높아 EPD 값이 낮게 나타나며, 컷 디멘션 손실 값이 높아 적절한 배선 형성에 적합하지 않다.
불화 화합물이 포함되지 않은 비교예 12의 경우, 구리의 식각속도에는 변화가 없으나, 몰리브덴-티타늄(MoTi) 합금 하부막을 식각하는 식각제인 불화 화합물이 없어 하부막이 식각되지 않고, 컷 디멘션 손실 값이 0 이 되어 정상적인 배선이 형성되지 않는다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 통해 몰리브덴-티타늄 합금/구리 금속막을 식각 했을때, 식각 특성의 추세를 나타낸 그래프이다. 도 7a 내지 도 7d에 도시된 각 그래프의 x축은 구리 이온 누적치를 나타내며, 단위는 ppm이다. 도 7a의 y축은 구리 누적에 따른 EPD(End Point Detection) 값을 나타내며, 단위는 초(sec)이다. 도 7b의 y축은 구리 누적에 따른 양측 합산 컷 디멘션 손실(CD skew) 값을 나타내며, 단위는 ㎛이다. 도 7c의 y축은 구리 누적에 따른 몰리브덴-티타늄 테일 값을 나타내며, 단위는 ㎛이다. 도 7d의 y축은 구리 누적에 따른 테이퍼 각 값을 나타내며, 단위는 °이다.
식각 조건은 식각 온도 30℃, 식각 시간 106초, 몰리브덴-티타늄 합금막 두께 300Å, 구리막 두께 6000Å으로 진행하였다.
도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 구리 이온 누적 7000ppm 수준까지 EPD(End Point Detection)가 증가하지 않고 낮은 수준으로 일정하게 유지되고, 식각 특성인 컷 디멘션 손실(CD skew), 티타늄 테일, 및 테이퍼 각 또한 일정한 수준으로 유지되었다. 이를 볼 때, 본 발명의 실시예에 따른 식각액 조성물은 구리 이온 누적에도 불구하고 우수한 식각 속도를 유지하며, 식각 특성 또한 일정하게 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물을 제조할 경우, 독성 물질인 포름알데하이드가 검출되지 않는다. 구체적으로, 종래 과산화수소계 식각액 조성물을 이용하여 몰리브덴-티타늄 합금/구리 금속막을 식각하고자 할 경우, 과산화수소 분해 안정화를 위해 식각액에 질소 화합물인 이미노다이아세트산(iminodiacetic acid)을 포함하는데, 이미노다이아세트산이 분해됨에 따라 포름알데하이드가 검출된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물의 경우 이미노다이아세트산을 포함하지 않음에도 EPD, 컷 디멘션 손실, 테이퍼 각, 레지스트 뜯김 현상, 누적 처리 매수 등의 식각 특성에서 우수한 성능을 보이고, 이미노다이아세트산을 포함하지 않아 독성 물질인 포름알데하이드가 발생하지 않아, 환경적으로도 우수한 특성을 보인다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
INS: 절연 기판 MW : 금속 패턴
ML1: 제1 금속 패턴 ML2: 제2 금속 패턴
PRP: 감광막 패턴

Claims (11)

  1. 과산화수소 10 중량% 이상 20 중량% 이하;
    아졸계 화합물 0.1 중량% 이상 2 중량% 이하;
    무기산 화합물 0.1 중량% 이상 10 중량% 이하;
    과수안정제 0.1 중량% 이상 5 중량% 이하;
    불화 화합물 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하;
    황산염계 화합물 0.1 중량% 이상 10 중량% 이하; 및
    전체 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 물을 포함하고,
    상기 무기산 화합물은 질산(nitric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrogen chloride), 차아인산(hypophosphorous acid), 탄산(carbonic acid), 붕산(boronic acid), 및 설파민산(sulfamic acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하고,
    상기 과수안정제는 인산(phosphoric acid), 및 아인산(phosphorous acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하고,
    상기 불화 화합물은 불화수소산(hydrofluoric acid), 불화소듐(sodium fluoride), 이불화소듐(sodium bifluoride), 불화암모늄(ammonium fluoride), 이불화암모늄 (ammonium bifluoride), 붕불화암모늄(ammonium fluoroborate), 불화포타슘(potassium fluoride), 이불화포타슘(potassium bifluoride), 불화알루미늄(aluminium fluoride), 불화리튬(lithium fluoride), 불화붕산 포타슘(potassium fluoroborate), 불화칼슘(calcium fluoride), 및 불화규산(hexafluorosilicic acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 식각액 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아졸계 화합물은
    벤조트리아졸(benzotriazole), 아미노트리아졸(aminotriazole), 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 및 피라졸(pyrazole)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 식각액 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 황산염계 화합물은
    황산암모늄(ammonium sulfate), 황산수소암모늄(ammonium hydrogen sulphate), 황산칼슘(calcium sulfate), 황산수소칼륨(potassium hydrogen sulfate), 황산나트륨(sodium sulfate), 황산수소나트륨(sodium hydrogen sulfate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 황산수소마그네슘(magnesium hydrogen sulftate), 황산리튬(lithium sulfate), 황산수소리튬(lithium hydrogen sulfate), 황산알루미늄(aluminium sulfate), 황산수소알루미늄(aluminium hydrogen sulfate), 황산알루미늄암모늄(aluminium ammonium sulfate), 황산망간(manganese sulfate), 황산제이철(iron(II) sulfate), 황산수소제이철(iron(II) hydrogen sulfate), 황산제이철암모늄(iron(II) ammonium sulfate), 황산구리(copper sulfate), 황산아연(zinc sulfate), 메탄설포닉산(methanesulfonic acid), 과산화황산암모늄(ammonium persulfate), 및 과산화이중황산나트륨(sodium peroxodisulfate)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 식각액 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 식각액 조성물은 몰리브덴-티타늄 합금막 및 구리막으로 이루어진 다중막을 식각하는 식각액 조성물.
  5. 기판 상에 몰리브덴 합금 및 구리를 포함하는 금속막을 형성하는 단계;
    상기 금속막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 식각액 조성물로 상기 금속막을 패터닝하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 식각액 조성물은
    과산화수소 10 중량% 이상 20 중량% 이하;
    아졸계 화합물 0.1 중량% 이상 2 중량% 이하;
    무기산 화합물 0.1 중량% 이상 10 중량% 이하;
    과수안정제 0.1 중량% 이상 5 중량% 이하;
    불화 화합물 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하;
    황산염계 화합물 0.1 중량% 이상 10 중량% 이하; 및 전체 조성물의 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 물을 포함하고,
    상기 무기산 화합물은 질산(nitric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrogen chloride), 차아인산(hypophosphorous acid), 탄산(carbonic acid), 붕산(boronic acid), 및 설파민산(sulfamic acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하고,
    상기 과수안정제는 인산(phosphoric acid), 및 아인산(phosphorous acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하고,
    상기 불화 화합물은 불화수소산(hydrofluoric acid), 불화소듐(sodium fluoride), 이불화소듐(sodium bifluoride), 불화암모늄(ammonium fluoride), 이불화암모늄 (ammonium bifluoride), 붕불화암모늄(ammonium fluoroborate), 불화포타슘(potassium fluoride), 이불화포타슘(potassium bifluoride), 불화알루미늄(aluminium fluoride), 불화리튬(lithium fluoride), 불화붕산 포타슘(potassium fluoroborate), 불화칼슘(calcium fluoride), 및 불화규산(hexafluorosilicic acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 금속 패턴 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속막은
    몰리브덴 및 티타늄을 포함하는 제1 금속막; 및
    상기 제1 금속막 상에 배치되며, 구리를 포함하는 제2 금속막을 포함하는 금속 패턴 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 아졸계 화합물은
    벤조트리아졸(benzotriazole), 아미노트리아졸(aminotriazole), 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 및 피라졸(pyrazole)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 금속 패턴 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 황산염계 화합물은
    황산암모늄(ammonium sulfate), 황산수소암모늄(ammonium hydrogen sulphate), 황산칼슘(calcium sulfate), 황산수소칼륨(potassium hydrogen sulfate), 황산나트륨(sodium sulfate), 황산수소나트륨(sodium hydrogen sulfate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 황산수소마그네슘(magnesium hydrogen sulftate), 황산리튬(lithium sulfate), 황산수소리튬(lithium hydrogen sulfate), 황산알루미늄(aluminium sulfate), 황산수소알루미늄(aluminium hydrogen sulfate), 황산알루미늄암모늄(aluminium ammonium sulfate), 황산망간(manganese sulfate), 황산제이철(iron(II) sulfate), 황산수소제이철(iron(II) hydrogen sulfate), 황산제이철암모늄(iron(II) ammonium sulfate), 황산구리(copper sulfate), 황산아연(zinc sulfate), 메탄설포닉산(methanesulfonic acid), 과산화황산암모늄(ammonium persulfate), 및 과산화이중황산나트륨(sodium peroxodisulfate)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 금속 패턴 제조 방법.
  9. 기판 상에 게이트 라인 및 상기 게이트 라인에 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 라인과 절연되게 교차하는 데이터 라인과, 상기 데이터 라인에 연결된 소스 전극, 상기 소스 전극으로부터 이격된 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 게이트 라인 및 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는
    몰리브덴 합금 및 구리를 포함하는 금속막을 형성하는 단계;
    상기 금속막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 식각액 조성물로 상기 금속막을 패터닝하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 식각액 조성물은
    과산화수소 10 중량% 이상 20 중량% 이하;
    아졸계 화합물 0.1 중량% 이상 2 중량% 이하;
    무기산 화합물 0.1 중량% 이상 10 중량% 이하;
    과수안정제 0.1 중량% 이상 5 중량% 이하;
    불화 화합물 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하;
    황산염계 화합물 0.1 중량% 이상 10 중량% 이하; 및 전체 조성물의 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 물을 포함하고,
    상기 무기산 화합물은 질산(nitric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrogen chloride), 차아인산(hypophosphorous acid), 탄산(carbonic acid), 붕산(boronic acid), 및 설파민산(sulfamic acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하고,
    상기 과수안정제는 인산(phosphoric acid), 및 아인산(phosphorous acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하고,
    상기 불화 화합물은 불화수소산(hydrofluoric acid), 불화소듐(sodium fluoride), 이불화소듐(sodium bifluoride), 불화암모늄(ammonium fluoride), 이불화암모늄 (ammonium bifluoride), 붕불화암모늄(ammonium fluoroborate), 불화포타슘(potassium fluoride), 이불화포타슘(potassium bifluoride), 불화알루미늄(aluminium fluoride), 불화리튬(lithium fluoride), 불화붕산 포타슘(potassium fluoroborate), 불화칼슘(calcium fluoride), 및 불화규산(hexafluorosilicic acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 박막 트랜지스터 기판 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 금속막은
    몰리브덴 및 티타늄을 포함하는 제1 금속막; 및
    상기 제1 금속막 상에 배치되며 구리를 포함하는 제2 금속막을 포함하는 박막 트랜지스터 기판 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 황산염계 화합물은
    황산암모늄(ammonium sulfate), 황산수소암모늄(ammonium hydrogen sulphate), 황산칼슘(calcium sulfate), 황산수소칼륨(potassium hydrogen sulfate), 황산나트륨(sodium sulfate), 황산수소나트륨(sodium hydrogen sulfate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 황산수소마그네슘(magnesium hydrogen sulftate), 황산리튬(lithium sulfate), 황산수소리튬(lithium hydrogen sulfate), 황산알루미늄(aluminium sulfate), 황산수소알루미늄(aluminium hydrogen sulfate), 황산알루미늄암모늄(aluminium ammonium sulfate), 황산망간(manganese sulfate), 황산제이철(iron(II) sulfate), 황산수소제이철(iron(II) hydrogen sulfate), 황산제이철암모늄(iron(II) ammonium sulfate), 황산구리(copper sulfate), 황산아연(zinc sulfate), 메탄설포닉산(methanesulfonic acid), 과산화황산암모늄(ammonium persulfate), 및 과산화이중황산나트륨(sodium peroxodisulfate)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 박막 트랜지스터 기판 제조 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111472000B (zh) * 2020-04-15 2021-07-27 苏州华星光电技术有限公司 一种铜钼膜层的蚀刻方法、阵列基板
KR20220051612A (ko) * 2020-10-19 2022-04-26 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CA3110357A1 (en) 2021-02-25 2022-08-25 Sixring Inc. Modified sulfuric acid and uses thereof
CN113088972B (zh) * 2021-04-02 2022-09-30 河南科技大学 一种稀土镁合金金相腐蚀剂及其应用
KR20230078292A (ko) 2021-11-26 2023-06-02 동우 화인켐 주식회사 인듐 금속 산화막 식각액 조성물 및 이를 사용한 패턴 형성 방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101199533B1 (ko) * 2005-06-22 2012-11-09 삼성디스플레이 주식회사 식각액, 이를 이용하는 배선 형성 방법 및 박막 트랜지스터기판의 제조 방법
KR100839428B1 (ko) * 2007-05-17 2008-06-19 삼성에스디아이 주식회사 식각액, 및 이를 이용한 박막트랜지스터를 갖는 기판의제조 방법
WO2011010879A2 (ko) * 2009-07-23 2011-01-27 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
US8980121B2 (en) * 2010-01-28 2015-03-17 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Etching liquid for a copper/titanium multilayer thin film
TWI514479B (zh) * 2010-08-02 2015-12-21 Dongwoo Fine Chem Co Ltd 用以製造液晶顯示裝置用之陣列基板的方法及銅系金屬層用之蝕刻劑組成物
KR20120044630A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 주식회사 동진쎄미켐 구리 함유 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
CN103717787B (zh) * 2011-07-26 2016-08-24 三菱瓦斯化学株式会社 铜/钼系多层薄膜用蚀刻液
KR101951045B1 (ko) * 2011-08-04 2019-02-21 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TWI566022B (zh) * 2011-08-04 2017-01-11 東友精細化工有限公司 液晶顯示裝置用陣列基板的製造方法、形成配線的方法及用於多層膜的蝕刻劑組合物
KR20130068112A (ko) * 2011-12-15 2013-06-25 동우 화인켐 주식회사 어레이 기판용 식각액 및 이를 이용한 어레이 기판의 제조방법
KR101394133B1 (ko) * 2012-08-22 2014-05-15 주식회사 이엔에프테크놀로지 몰리브덴 합금막 및 인듐 산화막 식각액 조성물
KR102048022B1 (ko) * 2012-12-18 2019-12-02 주식회사 동진쎄미켐 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
KR102160286B1 (ko) * 2013-11-04 2020-09-28 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
JP5866566B2 (ja) * 2014-04-25 2016-02-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 モリブデンと銅を含む多層膜用エッチング液とエッチング濃縮液およびエッチング方法
KR20160005640A (ko) * 2014-07-07 2016-01-15 솔브레인 주식회사 복합금속막용 식각 조성물 및 이를 이용한 금속배선 형성방법
KR102269327B1 (ko) * 2015-03-19 2021-06-25 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102012426B1 (ko) * 2015-08-17 2019-08-20 동우 화인켐 주식회사 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
US20180237923A1 (en) * 2015-08-26 2018-08-23 Adeka Corporation Etching liquid composition and etching method

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