KR101371606B1 - Etching composition for thin film transistor-liquid crystal display devices - Google Patents

Etching composition for thin film transistor-liquid crystal display devices Download PDF

Info

Publication number
KR101371606B1
KR101371606B1 KR1020070041207A KR20070041207A KR101371606B1 KR 101371606 B1 KR101371606 B1 KR 101371606B1 KR 1020070041207 A KR1020070041207 A KR 1020070041207A KR 20070041207 A KR20070041207 A KR 20070041207A KR 101371606 B1 KR101371606 B1 KR 101371606B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
etching
molybdenum
etchant
aluminum
acid
Prior art date
Application number
KR1020070041207A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080096145A (en
Inventor
이기범
조삼영
김남서
구병수
강동호
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Priority to KR1020070041207A priority Critical patent/KR101371606B1/en
Publication of KR20080096145A publication Critical patent/KR20080096145A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101371606B1 publication Critical patent/KR101371606B1/en

Links

Images

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
    • C09K13/06—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • 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
    • 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
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • C11D2111/22—

Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT-LCD)를 제조하는데 필수적인, 박막 트랜지스터의 게이트, 소스/드레인 전극용 금속층을 식각하는 공정에서 사용되는 습식각 조성물에 대한 것이다. 본 발명의 식각액 조성물은 인산, 질산, 아세트산, 몰리브덴 식각 조절제와 리튬 이온이 함유된 알루미늄 식각 조절제를 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wet etching composition used in a process of etching metal layers for gate and source / drain electrodes of a thin film transistor, which is essential for manufacturing a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD). The etchant composition of the present invention includes phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, molybdenum etchant, and an aluminum etchant containing lithium ions.

본 발명의 식각액 조성물은 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴(Mo/AlNd) 이중층 및 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 3중층(Mo/Al/Mo)은 물론 몰리브덴 단일층의 식각에서 언더컷(undercut) 현상을 막아 고른 프로파일(profile)로 금속층을 식각할 수 있는 장점을 지닌다.The etchant composition of the present invention prevents the undercut phenomenon in the etching of the molybdenum monolayer (Mo / AlNd) bi-layer and molybdenum / aluminum / molybdenum triple layer (Mo / Al / Mo) as well as the molybdenum monolayer. profile) has the advantage of etching the metal layer.

식각, 식각 조절제, 혼합산 Etch, Etch Control, Mixed Acid

Description

박막 트랜지스터 액정 표시 장치용 식각 조성물{ETCHING COMPOSITION FOR THIN FILM TRANSISTOR-LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICES} Etching composition for thin film transistor liquid crystal display device {ETCHING COMPOSITION FOR THIN FILM TRANSISTOR-LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICES}

도 1은 실시예 1의 식각액으로 몰리브덴 단일층(왼쪽) 또는 Mo/AlNd 다중층(오른쪽)을 식각한 결과를 보여주는 전자현미경 사진이다. 양쪽 모두 매끄러운 테이퍼 식각 프로파일임을 알 수 있다.1 is an electron micrograph showing the result of etching a molybdenum monolayer (left) or a Mo / AlNd multilayer (right) with an etchant of Example 1. FIG. It can be seen that both are smooth tapered etch profiles.

도 2는 비교예 1의 식각액으로 몰리브덴 단일층(왼쪽) 또는 Mo/AlNd 다중층(오른쪽)을 식각한 결과를 보여주는 전자현미경 사진이다. 몰리브덴층의 식각 속도가 너무 높아져 과다 식각이 일어난 결과 식각 프로파일이 불량하고 Mo/AlNd 다중층(오른쪽)의 경우는 계단형 구조가 생겼다.2 is an electron micrograph showing a result of etching a molybdenum monolayer (left) or a Mo / AlNd multilayer (right) with an etchant of Comparative Example 1. FIG. The etching rate of the molybdenum layer was too high, resulting in excessive etching, resulting in a poor etching profile and a stepped structure in the case of the Mo / AlNd multilayer (right).

도 3은 비교예 2의 식각액으로 몰리브덴 단일층(왼쪽) 또는 Mo/AlNd 다중층(오른쪽)을 식각한 결과를 보여주는 전자현미경 사진이다. 몰리브덴층의 식각 속도가 너무 높아져 과다 식각이 일어난 결과 식각 프로파일이 불량하고 Mo/AlNd 다중층(오른쪽)의 경우는 계단형 구조가 생겼다.3 is an electron micrograph showing a result of etching molybdenum monolayer (left) or Mo / AlNd multilayer (right) with the etchant of Comparative Example 2. The etching rate of the molybdenum layer was too high, resulting in excessive etching, resulting in a poor etching profile and a stepped structure in the case of the Mo / AlNd multilayer (right).

도 4는 비교예 3의 식각액으로 몰리브덴 단일층을 식각한 결과를 보여주는 전자현미경 사진이다. 몰리브덴의 과다 식각이 일어나서 최종 식각 프로파일이 불량함을 알 수 있다.Figure 4 is an electron micrograph showing the result of etching the molybdenum monolayer with the etchant of Comparative Example 3. It can be seen that the excessive etching of molybdenum occurs, resulting in a poor final etching profile.

도 5는 비교예 4의 식각액으로 몰리브덴 단일층을 식각한 결과를 보여주는 전자현미경 사진이다. 몰리브덴의 과다 식각이 일어나서 최종 식각 프로파일이 불량함을 알 수 있다.5 is an electron micrograph showing a result of etching a molybdenum monolayer with an etchant of Comparative Example 4. It can be seen that the excessive etching of molybdenum occurs, resulting in a poor final etching profile.

도 6은 비교예 5의 식각액으로 Mo/AlNd 다중층을 식각한 결과를 보여주는 전자현미경 사진이다. 알루미늄의 과다 식각이 일어나서 언더컷이 발생함을 알 수 있다.FIG. 6 is an electron micrograph showing a result of etching Mo / AlNd multilayer by the etchant of Comparative Example 5. It can be seen that over-etching of aluminum occurs and undercut occurs.

도 7 내지 9는 실시예 1의 식각액에서 알루미늄 식각 조절제의 종류만 달리하여 식각한 Mo/AlNd 다중층의 전자현미경 사진이다. 도 7은 LiH2PO4, 도 8은 LiOH, 도 9는 LiCl을 식각 조절제로 각각 사용하였는데, 언더컷 현상 없이 우수한 식각 프로파일을 나타냄을 알 수 있다.7 to 9 are electron micrographs of Mo / AlNd multilayers etched by changing only the type of aluminum etch regulator in the etchant of Example 1; FIG. 7 shows LiH 2 PO 4 , FIG. 8 shows LiOH, and FIG. 9 shows LiCl as an etching control agent, and shows excellent etching profiles without undercut phenomenon.

액정 표시 소자(liquid crystal display device, LCD device)는 뛰어난 해상 도에 따른 선명한 영상을 제공하며 전기를 적게 소모하고 디스플레이 화면을 얇게 만들 수 있게 하여 준다는 특성 때문에 평판 디스플레이 장치 중 가장 각광을 받고 있다. 오늘날 이러한 액정 표시 소자를 구동하는 전자 회로로서 대표적인 것은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 회로로서 전형적인 박막 트랜지스터 액정표시(TFT-LCD) 장치는 디스플레이 화면의 화소(pixel)를 이루고 있다. TFT-LCD 소자는 스위칭 소자로 작용하는 TFT를 매트릭스 형태로 배열한 TFT 기판과 그 기판을 마주 보는 컬러 필터 기판 사이에 액정 물질을 채운 것이다. TFT-LCD의 전체 제조 공정은 크게 TFT 기판 제조 공정, 컬러 필터 공정, 셀 공정, 모듈 공정으로 나뉘는데 정확하고 선명한 영상을 나타내는 데 있어서 TFT 기판 제조 공정의 중요성은 매우 크다.Liquid crystal display devices (LCD devices) are the most popular among flat panel display devices because they provide a clear image according to excellent resolution, consume less electricity, and make the display screen thinner. An electronic circuit driving such a liquid crystal display device is a thin film transistor (TFT) circuit, and typical thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) devices form a pixel of a display screen. The TFT-LCD element fills a liquid crystal material between a TFT substrate having TFTs arranged as a switching element in a matrix form and a color filter substrate facing the substrate. The overall manufacturing process of TFT-LCD is divided into TFT substrate manufacturing process, color filter process, cell process, and module process. TFT substrate manufacturing process is very important in displaying accurate and clear images.

통상적인 TFT 기판의 제조는 회로 패턴을 유리 등의 기판 재료 위에 도금(plating)하는 패턴 도금법으로 이루어지는데 패턴 공정의 첫 순서는 게이트(gate) 전극 생성이다. TFT의 게이트 전극용으로는 금속층이 흔히 사용되는데, 이 금속층은 대개 물리적 증착(蒸着 vapor deposition) 방법을 사용하여 기판재 위에 놓이게 된다. 이렇게 놓인 금속층 게이트 전극 위에 빛에 반응하는 감광 물질로 된 절연막(photoresist)을 도포한 뒤 원하는 회로 패턴 형태의 마스크를 덮어 빛에 노출시키면 마스크에 덮인 부분과 빛에 노출된 부분의 감광 물질이 물리화학적 변화를 일으켜 절연막을 후속 단계인 식각(蝕刻 etching)과 박리(薄離 stripping) 단계에서 패턴 모양에 따라 선택적으로 제거할 수 있게 된다. The manufacture of conventional TFT substrates consists of a pattern plating method in which a circuit pattern is plated on a substrate material such as glass. The first step of the pattern process is the generation of a gate electrode. A metal layer is commonly used for the gate electrode of the TFT, which is usually placed on the substrate material using a physical vapor deposition method. Applying a photoresist made of a photosensitive material that reacts to light on the metal gate electrode thus placed, and then covering the mask in the form of a desired circuit pattern to expose the light, the photosensitive material of the part covered with the mask and the part exposed to the light is physicochemical By causing the change, the insulating film can be selectively removed according to the pattern shape in the subsequent steps of etching and stripping.

회로 패턴에 맞추어 TFT 게이트 전극을 형성하는 데는 정밀한 식각 공정이 필수적이다. 게이트 전극의 배선재료로 흔히 사용되는 금속은 몰리브덴(molybdenum, Mo)과 알루미늄(aluminium, Al) 또는 각각의 순수한 금속 또는 그 합금의 조합, 예를 들어 몰리브덴과 알루미늄-네오디뮴(neodymium, Nd)으로 이루어진 이중층이나 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴의 3중층 등의 형태로 도금된다. TFT 기판의 게이트 라인 위로는 많은 박막, 박층이 놓이게 되므로 이들 사이에서 원치않는 전기적 단락이 일어나는 것을 방지하기 위해서는 식각한 기판의 절단 측면, 즉 식각 프로파일(profile)이 고르게 물매지면서 하방으로 퍼지는, 완만한 테이퍼(taper) 형상인 것이 바람직하다. 식각 프로파일이 완만한 테이퍼 형상이 되면 형성된 여러 박막층 사이의 단차가 줄어들기 때문이다. 게이트 금속의 식각 패턴이 균일하고 정밀하지 않을 경우 TFT-LCD 영상의 해상도가 떨어지고 색상이 정확하지 않은 문제를 안게 된다.Precise etching is essential for forming the TFT gate electrode in accordance with the circuit pattern. The metal commonly used as the wiring material of the gate electrode is made of molybdenum (Mo) and aluminum (aluminium, Al) or a combination of respective pure metals or alloys thereof, for example, molybdenum and aluminum-neodymium (Nd). It is plated in the form of a double layer or a triple layer of molybdenum / aluminum / molybdenum. Many thin films and thin layers are placed over the gate line of the TFT substrate, so that the cutting side of the etched substrate, that is, the etch profile spreads downwards evenly, to prevent unwanted electrical shorts between them. It is preferable that it is a taper shape. If the etching profile is a gentle tapered shape, the step between the thin film layers formed is reduced. If the etching pattern of the gate metal is not uniform and precise, the resolution of the TFT-LCD image is reduced and the color is not accurate.

TFT 기판의 게이트, 소스(source), 드레인(drain) 전극의 식각 방법에는 크게 건식과 습식의 두 종류가 있는데 건식 식각은 염소(Cl2), 아르곤(Ar), 산소(O2)로 이루어진 플라즈마 상태의 혼합 기체(공정 가스)를 진공 분위기에서 기판에 분사하는 방식이 전형적이며, 습식 식각은 인산(H3PO4), 질산(HNO3)과 아세트산(초산, CH3COOH)의 혼합액을 이용하여 게이트 금속을 산화시켜 깎아낸다. There are two types of etching methods of gate, source, and drain electrodes of a TFT substrate. Dry etching is a plasma composed of chlorine (Cl 2 ), argon (Ar), and oxygen (O 2 ). A typical method of spraying a mixed gas (process gas) in a state on a substrate in a vacuum atmosphere is typical, and wet etching is performed using a mixture of phosphoric acid (H 3 PO 4 ), nitric acid (HNO 3 ), and acetic acid (acetic acid, CH 3 COOH). To oxidize and shave the gate metal.

습식 식각법은 모든 방향으로 고루 식각이 일어나는 등방성 (isotropic) 식각이기 때문에 3μm 이하의 형상을 제조하는 데에는 쓰이지 못하며 식각제(etchant)와 탈이온수(deionized water) 가격이 높다는 단점이 있으나 공정을 위한 설비 투자 비용이 낮고 과 식각 환경에서 고진공을 유지할 필요가 없으며 마스크와 기판에서 식각 선택성이 뛰어나다는 장점을 가진다. 건식 식각법은 비등방성(anisotropic) 식각이 3μm 이하 구조의 식각이 가능하다는 것이 최대 장점이지만, 고가의 진공 장비를 요하며 물리적 건식 식각법은 선택성이 떨어진다는 단점이 있다. Wet etching method is an isotropic etching that is evenly etched in all directions, so it is not used to manufacture the shape below 3μm and has the disadvantage of high price of etchant and deionized water, but the equipment for process It has the advantage of low investment cost, no need to maintain high vacuum in over-etching environment and excellent etching selectivity in mask and substrate. The dry etching method has the greatest advantage that anisotropic etching can be etched with a structure of 3 μm or less, but it requires expensive vacuum equipment and physical dry etching has a disadvantage of poor selectivity.

종래 기술에서는 TFT 게이트 전극으로 널리 사용되는 Mo/Al 이중층에 대하여 인산-질산-아세트산 습식 식각을 1회 실시하거나 이러한 습식 식각 후 추가적으로 건식 식각을 실시하였다. 1회 습식 식각만 하는 경우, 하부 금속층인 알루미늄이 몰리브덴층보다 더 많이 식각되는 이른바 언더컷(undercut) 현상이 나타나는 단점이 있는데 몰리브덴층을 마저 식각하기 위하여 건식 식각을 추가하는 경우 테이퍼 형상의 식각 프로파일이 되지만 공정 지연과 비용 상승으로 인한 생산성 저하의 문제가 따랐다. 인산-질산-아세트산 혼합산 식각액은 저렴하지만 다중 금속층에 대하여 고르게 우수한 식각 효과를 가지지 못하는 단점이 있었다. 따라서 LCD 업계에서는 혼합산에 추가 성분을 보태어 이러한 효과를 가지려 했으나, 추가 성분 자체가 고가이거나, 우수한 식각 효과에 따르는 원하지 않는 부작용을 수반하는 경우 가 많았다. 구체적인 예를 들어 대한민국 등록특허 제420100호는 인산-질산-아세트산 식각액에 고가의 첨가제인 불소계 계면활성제와 비실리콘계 소포제(消泡劑 antifoamant)를 보탬으로써 이같은 문제를 해결하려 하였고, 등록특허 제456657호는 산화제인 과염소산(HClO4) 또는 과요오드산(HIO4)를 추가하였으나 이들 산화제는 환경 유해물질이어서 또다른 문제점을 낳게 된다. 등록특허 제598418호는 인산-질산-아세트산 혼합산에 함붕소 화합물과 함불소 화합물을 추가한 조성을 제공하지만 매끄러운 테이퍼 식각을 위해서는 실제로 질산세륨(II)암모늄 같은 고가의 식각조절제를 첨가하여야 하며 불소화합물의 존재가 유리 기판의 손상을 가져올 수 있다.In the prior art, phosphoric acid-nitric acid-acetic acid wet etching was once performed on Mo / Al bilayers widely used as TFT gate electrodes or additionally dry etching was performed after such wet etching. In the case of only one wet etching, there is a disadvantage in that an undercut phenomenon occurs in which the lower metal layer is etched more than the molybdenum layer. When dry etching is added to etch the molybdenum layer, the tapered etch profile However, there was a problem of reduced productivity due to process delays and increased costs. Phosphoric acid-nitric acid-acetic acid mixed acid etchant is inexpensive but has the disadvantage of not having an excellent etching effect evenly for multiple metal layers. Therefore, the LCD industry attempted to have such an effect by adding an additional component to the mixed acid, but the additional component itself was often expensive or accompanied by unwanted side effects due to an excellent etching effect. For example, the Republic of Korea Patent No. 420100 attempts to solve this problem by adding expensive additives fluorine-based surfactant and non-silicone antifoamant to the phosphoric acid-nitric acid-acetic acid etchant, Patent No. 456657 Added chlorinated perchloric acid (HClO 4 ) or periodic acid (HIO 4 ), but these oxidizing agents are environmentally harmful and cause another problem. Patent 598418 provides a composition in which a phosphate-nitric acid-acetic acid mixed acid is added with a boron-containing compound and a fluorine-containing compound, but for the purpose of smooth taper etching, an expensive etching control agent such as cerium (II) ammonium nitrate is actually added. The presence of can cause damage to the glass substrate.

그동안 혼합산을 기반으로 하면서도, 1회의 습식 식각만으로 다중 금속층 게이트 전극에서 테이퍼 형상의 식각 프로파일을 저렴한 비용으로 얻을 수 있고 혼합 금속층 전극과 소스/드레인 Mo 단일층 전극의 식각에도 공통적으로 사용할 수 있는 식각액에 대한 수요는 꾸준히 있어 왔다. 그러나 종래 기술로는 이러한 수요에 적절히 대처하지 못하여 온 실정이다. Based on the mixed acid, it is possible to obtain a tapered etch profile at low cost with multiple wetted gate etching in one wet etching process and to be used for etching mixed metal layer electrode and source / drain Mo single layer electrode in common. The demand for it has been steady. However, the prior art has not been able to adequately meet this demand.

본 발명의 목적은 혼합산을 기반으로 하는 식각액 조성물로서, 저렴하고, 환경 유해물질 등을 포함하지 않으며 완만하고 매끄러운 우수한 테이퍼 식각 프로파일을 가지는 것을 제공하는 데 있다. 본 발명은 혼합산 조성물에 리튬 이온(Li+) 을 포함하는 알루미늄 식각 조절제와 몰리브덴 식각 조절제를 첨가하여 1회의 습식 식각만으로 금속 단일층과 다중층을 효과적으로 테이퍼 식각하며, 불소 화합물을 포함하지 않아 함붕소 화합물 등의 유리 식각 방지제를 첨가할 필요가 없는 식각액 조성물을 얻는 것이 그 목적이다. It is an object of the present invention to provide an etchant composition based on mixed acid, which is inexpensive, does not contain environmentally harmful substances, etc., and has a smooth and smooth tapered etching profile. According to the present invention, an aluminum etchant including molybdenum ion (Li + ) and a molybdenum etchant are added to the mixed acid composition to effectively taper the metal monolayer and the multilayer by only one wet etching, and do not include a fluorine compound. It is the objective to obtain the etching liquid composition which does not need to add glass etching inhibitors, such as a boron compound.

1회의 습식 식각으로 Mo/Al 이중층 등 금속 혼합층과 몰리브덴 단일층을 만족스럽게 식각할 수 없다는 이러한 문제점을 인식하여 본 발명자들은 식각 조절제를 포함하는 혼합산 식각액 조성물을 개발하였다.Recognizing this problem of being unable to satisfactorily etch a molybdenum monolayer and a metal mixed layer such as a Mo / Al double layer by one wet etching, the present inventors have developed a mixed acid etchant composition including an etch control agent.

본 발명은 인산과 질산, 아세트산의 혼합산을 기반으로 하고 여기에 소량의 몰리브덴 식각 조절제와 알루미늄 식각 조절제를 포함하는 것이 특징인 식각액(etchant) 조성물에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 인산 45~70 중량 %, 질산 1.5~6 중량 %, 아세트산 17~30 중량 %, 몰리브덴 식각 조절제 0.1~3 중량 % 및 알루미늄 식각 조절제 0.1~3 중량 %를 갖추고 있으며, 잔부에 해당하는 중량을 물이 차지하는 식각액 조성물이다.The present invention relates to an etchant composition based on a mixed acid of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid, wherein the composition comprises a small amount of molybdenum etchant and an aluminum etchant. Specifically, the present invention is equipped with 45 to 70% by weight of phosphoric acid, 1.5 to 6% by weight of nitric acid, 17 to 30% by weight of acetic acid, 0.1 to 3% by weight of molybdenum etchant, and 0.1 to 3% by weight of aluminum etchant. It is an etching liquid composition in which water occupies the weight.

질산은 산화제로서 금속 알루미늄을 산화물인 산화알루미늄(aluminium oxide)으로 변환시키며 몰리브덴을 식각하는 작용을 한다. 본 발명의 식각액에서 질산의 함량은 전체 식각액 중량 대비 1.5~6 중량 %가 적절하다. 식각액 중 질산 의 함량이 상기 범위를 넘는 경우는 몰리브덴의 식각 속도가 커지고 그 결과 불량한 식각 프로파일을 낳게 된다. 이 경우 Mo/AlNd와 Mo/Al/Mo 다중층의 경우는 상부 몰리브덴층이 심하게 파인 계단형 구조의 금속층이 되어 식각 결과가 매우 불량하게 된다. 질산 함량이 상기 범위를 밑돌 때에는 상부 몰리브덴층에 비하여 하부 알루미늄층이 더 많이 깎여나가는 언더컷(undercut) 현상이 일어난다.Nitric acid serves as an oxidant to convert metal aluminum into aluminum oxide, an oxide, and to etch molybdenum. The content of nitric acid in the etchant of the present invention is 1.5 to 6% by weight relative to the total weight of the etchant. When the content of nitric acid in the etchant exceeds the above range, the etching rate of molybdenum increases, resulting in a poor etching profile. In this case, in the case of the Mo / AlNd and Mo / Al / Mo multilayers, the upper molybdenum layer becomes a severely stepped metal layer, resulting in very poor etching results. When the nitric acid content is below the above range, an undercut phenomenon occurs in which the lower aluminum layer is scraped off more than the upper molybdenum layer.

인산은 질산에 의하여 형성된 산화알루미늄(aluminium oxide)을 분해하는 역할을 한다. 본 발명의 식각액에서 아세트산의 함량은 전체 식각액 중량 대비 45~70 중량 %가 적절하다. 식각액에서 인산의 함량이 이 함량 범위에 미달할 때에는 소스/드레인 몰리브덴 단일층의 식각 속도가 빨라져, 불량한 에칭 프로파일을 형성한다. 또한 게이트 배선재료인 Mo/AlNd 이중층의 경우, 인산 함량이 부족하면 알루미늄의 식각 속도는 느려지고 상부 몰리브덴층의 식각 속도는 빨라져 계단형 구조의 프로파일을 형성하게 된다. 인산의 함량이 상기 범위를 초과할 때에는 반대로 상부 몰리브덴층이 돌출되는 언더컷 현상이 일어나며, 인산이 가진 점도 때문에 식각액의 점도가 과다하게 되어 식각이 고르게 일어나지 않게 된다.Phosphoric acid decomposes aluminum oxide formed by nitric acid. The content of acetic acid in the etchant of the present invention is 45 to 70% by weight relative to the total weight of the etchant. When the phosphoric acid content in the etchant falls below this content range, the etch rate of the source / drain molybdenum monolayer is high, resulting in poor etch profile. In addition, in the case of the Mo / AlNd double layer, which is a gate wiring material, when the phosphoric acid content is insufficient, the etching rate of aluminum is slowed and the etching rate of the upper molybdenum layer is increased to form a stepped profile. On the contrary, when the content of the phosphoric acid exceeds the above range, an undercut phenomenon occurs in which the upper molybdenum layer protrudes, and the viscosity of the etchant is excessive due to the viscosity of the phosphoric acid, thereby preventing etching evenly.

아세트산은 식각 반응의 속도를 조절하고, 식각액의 점도를 낮추는 역할을 한다. 전극 금속의 산화 반응 속도는 반응 환경의 pH에 크게 좌우되는데, 약산인 아세트산은 pH 완충제로 작용하여 식각액의 pH를 일정하게 유지시키고 식각액의 수명을 늘려 준다. 본 발명의 식각액에서 아세트산의 함량은 전체 식각액 중량 대비 17~30 중량 %가 적절하다. 아세트산의 함량이 상기 범위보다 적을 경우, 완충 효과가 부족하여 식각액의 수명이 짧아지고 식각액의 점도가 늘어나서 식각 균일성(uniformity)이 떨어지게 된다. 아세트산의 함량이 상기 범위를 넘는 경우, 상부 몰리브덴층의 식각 속도가 떨어져서 공정 수율에 문제가 생기고 언더컷이 일어나게 된다. Acetic acid controls the rate of the etching reaction and lowers the viscosity of the etching solution. The rate of oxidation of the electrode metal is highly dependent on the pH of the reaction environment. Acetic acid, a weak acid, acts as a pH buffer to maintain the pH of the etchant and increase the life of the etchant. The amount of acetic acid in the etchant of the present invention is 17 to 30% by weight relative to the total weight of the etchant. When the amount of acetic acid is less than the above range, the buffering effect is insufficient, the life of the etchant is shortened and the viscosity of the etchant is increased so that the etching uniformity is reduced. If the content of acetic acid exceeds the above range, the etching rate of the upper molybdenum layer is lowered, causing problems in process yield and undercut.

상기 몰리브덴 식각 조절제는 몰리브덴과 알루미늄 등의 여타 금속으로 이루어진 혼합 금속층은 물론 몰리브덴 단일층에 대해서도 우수한 프로파일로 식각이 되도록 지원하는 성분이다. 몰리브덴 식각 조절제는 식각액내에서 해리가 잘 되는 전해질이며, 전해질 효과를 극대화하기 때문에 포토레지스트와 몰리브덴 사이의 응착력을 감소시킴으로써 소스/드레인 Mo 단일층에서도 우수한 식각 효과를 낳게 한다. 본 발명의 식각액에서 몰리브덴 식각 조절제의 함량은 전체 식각액 중량 대비 0.1~3 중량 %가 적절하다. 몰리브덴 식각 조절제가 이보다 적은 경우는 포토레지스트와 금속층 사이의 계면으로 침투하기 힘들어지기 때문에 테이퍼 형태로 우수한 식각 결과를 얻을 수 없으며, 반대로 이보다 많은 경우에는 몰리브덴 단일층의 식각 속도 저하, Mo/AlNd 또는 Mo/Al/Mo 다중층의 언더컷 현상을 가져온다. 본 발명의 몰리브덴 식각 조절제의 비제한적 예로는 질산칼륨(KNO3), 아세트산칼륨(CH3COOK), 질산암모늄(NH4NO3), 아세트산암모늄(CH3COONH4), 인산2수소칼륨(KH2PO4), 인산2수소암모늄(NH4H2PO4), 황산수소칼륨(KHSO4) 등을 들 수 있다. 본 발명의 한 실시 태양에서는 질산칼륨 또는 아세트산칼륨을 사용하는 것이 바람직하다. The molybdenum etch control agent is a component that supports etching to a good profile for the molybdenum monolayer as well as the mixed metal layer made of other metals such as molybdenum and aluminum. Molybdenum etch modifiers are electrolytes that dissociate well in the etchant, and because they maximize the effect of the electrolyte, they reduce the adhesion between the photoresist and molybdenum, leading to excellent etch effects in the source / drain Mo monolayer. In the etching solution of the present invention, the content of molybdenum etching regulator is appropriately 0.1 to 3% by weight based on the total weight of the etching solution. If the molybdenum etch control agent is less than this, it may be difficult to penetrate into the interface between the photoresist and the metal layer, and thus, the etching result may not be obtained in the form of taper. This results in undercut of the / Al / Mo multilayer. Non-limiting examples of molybdenum etch regulators of the present invention include potassium nitrate (KNO 3 ), potassium acetate (CH 3 COOK), ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ), ammonium acetate (CH 3 COONH 4 ), potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ), and the like. In one embodiment of the present invention, it is preferred to use potassium nitrate or potassium acetate.

상기 알루미늄 식각 조절제는 몰리브덴보다 혼합산 환경에서 쉽게 산화하는 알루미늄의 부식 속도를 줄여주는 역할을 한다. 그 결과 Mo/AlNd 또는 Mo/Al/Mo 다중층에서 몰리브덴층과 알루미늄층에서 고루 식각이 일어나 테이퍼 식각 프로파일을 얻을 수 있다. 알루미늄 식각 조절제는 리튬 이온(Li+)을 포함하고 있기 때문에 혼합산 식각액 속에서 몰리브덴층과 알루미늄층 사이에 발생할 수 있는 전위차를 막아 준다. 따라서 두 금속층 사이에서 산화-환원 전지가 형성되는 갈바닉 현상이 차단된다. 본 발명의 식각액에서 알루미늄 식각 조절제의 함량은 전체 식각액 중량 대비 0.1~3 중량 %가 적절하다. 알루미늄 식각 조절제가 상기 함량 범위보다 부족한 식각액으로 에칭을 하게 되면 상부 몰리브덴층이 돌출되는 언더컷 현상이 일어나고, 그보다 과다한 식각액으로 에칭을 하면 상부 몰리브덴층의 과잉 식각이 일어난 계단형 금속층이 남게 된다. 본 발명의 알루미늄 식각 조절제의 비제한적 예로는 질산리튬(LiNO3), 아세트산리튬(CH3COOLi), 인산2수소리튬(LiH2PO4), 황산수소리튬(LiHSO4), 수산화리튬(LiOH), 염화리튬(LiCl), 탄산리튬(Li2CO3) 등을 들 수 있으며, 본 발명의 한 실시 태양에서는 질산리튬과 아세트산리튬을 사용한다.The aluminum etch regulator serves to reduce the corrosion rate of aluminum which is more easily oxidized in a mixed acid environment than molybdenum. As a result, even etching occurs in the molybdenum layer and the aluminum layer in the Mo / AlNd or Mo / Al / Mo multilayer to obtain a tapered etching profile. The aluminum etch regulator contains lithium ions (Li + ) to prevent potential differences between the molybdenum layer and the aluminum layer in the mixed acid etchant. Therefore, the galvanic phenomenon in which the redox battery is formed between the two metal layers is blocked. In the etchant of the present invention, the content of the aluminum etchant is suitably 0.1 to 3% by weight based on the total weight of the etchant. When the aluminum etchant is etched with an etchant that is less than the content range, an undercut phenomenon occurs in which the upper molybdenum layer protrudes, and when etching with an excess etchant, the stepped metal layer in which the upper molybdenum layer is overetched is left. Non-limiting examples of the aluminum etch regulator of the present invention include lithium nitrate (LiNO 3 ), lithium acetate (CH 3 COOLi), lithium phosphate dihydrogen (LiH 2 PO 4 ), lithium sulfate sulphate (LiHSO 4 ), lithium hydroxide (LiOH) And lithium chloride (LiCl), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), and the like. In one embodiment of the present invention, lithium nitrate and lithium acetate are used.

본 발명의 식각액 조성물이 개시하는 발명의 범위에 상기 나타낸 중량비의 범위 내에 포함된 식각액들이 속함은 물론이나, 비록 조성이 그 중량비 범위의 수치 밖에 있거나, 앞에서 예시로서 보인 일부 성분의 치환이 있더라도 그 변화된 구성이 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 상기 식각액 조성과 실질적으로 균등한 것이 자명하다면 그러한 구성까지도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것이다.The etchants included in the above-described weight ratio range fall within the scope of the invention disclosed by the etchant composition of the present invention, even if the composition is outside the numerical value of the weight ratio range or there is a substitution of some components shown as examples above. If it is obvious that the configuration is substantially equivalent to the etchant composition to those skilled in the art, even such configuration is within the technical spirit of the present invention.

실시예Example

이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 아래 실시예에 나타낸 구성은 어디까지나 발명의 이해를 돕기 위함이며 어떠한 경우에도 본 발명의 기술적 범위를 실시예에서 제시한 실시 태양으로 제한하려는 것이 아님을 밝혀 둔다.The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. The configuration shown in the following examples are intended to help the understanding of the invention to the last, and in any case it is not intended to limit the technical scope of the present invention to the embodiments presented in the examples.

[실험예 1] 실시예와 비교예 식각액의 식각 성능 비교[Experimental Example 1] Comparison of etching performance of the Example and Comparative Example etchant

본 발명의 식각액 조성물에 따른 실시예 1의 식각액을 제조하여 종래 기술상의 비교예 식각액과 성능을 비교하였다. 실시예 1과 비교예 1 내지 5의 조성은 표 1에 나타내었고 모든 %값은 중량비이다. The etchant of Example 1 was prepared according to the etchant composition of the present invention to compare the performance with the comparative example etchant in the prior art. The compositions of Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 1 and all% values are by weight.


구 분
division 실시예Example 비교예Comparative Example 1One 1One 22 33 44 55 인 산Phosphoric acid 55%55% 40%40% 55%55% 55%55% 55%55% 55%55% 질 산Nitric acid 3%3% 3%3% 7%7% 3%3% 3%3% 3%3% 아세트산Acetic acid 22%22% 22%22% 22%22% 16%16% 22%22% 22%22% 몰리브덴 식각 조절제 (KNO3)Molybdenum Etching Regulator (KNO 3 ) 1%One% 1%One% 1%One% 1%One% 0.05%0.05% 1%One% 알루미늄 식각조절제 (LiNO3)Aluminum Etching Agent (LiNO 3 ) 1%One% 1%One% 1%One% 1%One% 1%One% 0.05%0.05% 물water 100 중량 %까지Up to 100% by weight

성능 평가를 위하여 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴(Mo/AlNd) 금속 다중층 또는 몰리브덴 단일층이 적층된, 10 cm×10 cm 크기의 기판에 식각액 10 L를 스프레이 순환 방식의 간이 장비(Mini-etcher)로 분사하여 1분 이내에 식각 공정을 수행하고 이어서 1분 동안 물로 세척(DI-H2O rinse)하였다. 식각을 마친 기판을 전자현미경으로 관찰하여 식각 성능을 평가하였다.For evaluation of performance, 10 L of etching liquid was sprayed on a 10 cm × 10 cm substrate on which a molybdenum / aluminum-neodymium (Mo / AlNd) metal multilayer or a molybdenum monolayer was laminated. The etching process was performed within 1 minute by spraying, followed by washing with water (DI-H 2 O rinse) for 1 minute. After etching, the substrate was observed with an electron microscope to evaluate the etching performance.

본 발명의 성분비에 따른 한 조성으로 제조한 실시예 1의 식각액으로 몰리브덴 단일층(도 1 왼쪽) 또는 Mo/AlNd 금속 다중층(도 1 오른쪽)을 식각하였다. 도 1의 전자현미경 사진에서 몰리브덴 단일층의 포토레지스트 모서리를 기준으로 적절하게 식각이 일어난 것을 알 수 있고, 다중층 식각의 경우, 몰리브덴 상부층이 하부 알루미늄층보다 많이 깎였고 두 금속층의 경사도 적절하여 우수한 테이퍼 형상임을 볼 수 있다. The molybdenum monolayer (left of FIG. 1) or the Mo / AlNd metal multilayer (right of FIG. 1) was etched with the etchant of Example 1 prepared with one composition according to the composition ratio of the present invention. In the electron micrograph of FIG. 1, it can be seen that etching is appropriately performed based on the photoresist edge of the molybdenum monolayer, and in the case of multilayer etching, the molybdenum upper layer is more sharply cut than the lower aluminum layer, and the inclination of the two metal layers is appropriate. It can be seen that the tapered shape.

비교예 1은 인산의 함량이 낮은 식각액 조성물이다. 도 1과 마찬가지로 도 2에 비교예 1로 식각한 몰리브덴 단일층(왼쪽) 또는 Mo/AlNd 금속 다중층(오른쪽)의 전자 현미경 사진을 나타내었다. 인산의 함량이 적어 알루미늄의 식각 속도는 느려지고 반대로 몰리브덴의 산화는 빨라져 상부 몰리브덴층이 과다식각된 계단식 금속층이 나옴을 볼 수 있다. 이러한 식각 결과는 전기적 단락 위험성을 높이므로 TFT-LCD의 화질 저하의 원인이 된다. Comparative Example 1 is an etching liquid composition having a low content of phosphoric acid. As shown in FIG. 1, electron micrographs of a molybdenum monolayer (left) or a Mo / AlNd metal multilayer (right) etched by Comparative Example 1 are shown in FIG. 2. Due to the low phosphoric acid content, the etching speed of aluminum is slowed and the oxidation of molybdenum is accelerated, resulting in a stepped metal layer over-etched with the upper molybdenum layer. This etching result increases the risk of an electrical short, which causes a decrease in image quality of the TFT-LCD.

비교예 2는 질산의 함량이 과다한 식각액 조성물이다. 도 1과 마찬가지로 도 3에 비교예 2로 식각한 몰리브덴 단일층(왼쪽) 또는 Mo/AlNd 금속 다중층(오른쪽)의 전자 현미경 사진을 나타내었다. 질산의 함량이 많아 몰리브덴의 산화가 빨라져 역시 상부 몰리브덴층이 과다식각된 계단식 금속층이 나옴을 볼 수 있다. Comparative Example 2 is an etchant composition with an excessive amount of nitric acid. As shown in FIG. 1, electron micrographs of a molybdenum monolayer (left) or a Mo / AlNd metal multilayer (right) etched by Comparative Example 2 are shown in FIG. 3. Due to the high content of nitric acid, the rapid oxidation of molybdenum also results in a stepped metal layer over-etched with the upper molybdenum layer.

비교예 3은 아세트산의 함량이 부족한 식각액에서 발생할 수 있는 문제점을 보여준다. 비교예 3의 식각액으로 식각한 소스/드레인 몰리브덴 단일층의 전자현미경 사진인 도 4에서 식각된 금속층 기판은 완만한 경사를 보이는 테이퍼 형상이 아니라 경사가 매우 급하기 때문에 식각 프로파일이 불량하다. Comparative Example 3 shows a problem that may occur in the etching solution lacking the acetic acid content. The metal layer substrate etched in FIG. 4, which is an electron micrograph of a source / drain molybdenum monolayer etched with the etchant of Comparative Example 3, is not a tapered shape showing a gentle inclination, but a very steep inclination, resulting in poor etching profile.

비교예 4는 몰리브덴 식각 조절제 함량이 과소할 경우에 나타나는 식각 프로파일을 보여 준다. 이러한 경우 포토레지스트와 금속층 사이의 응착력을 식각액이 줄일 수 없기 때문에 식각 프로파일이 불량해짐을 도 5의 결과로부터 알 수 있다.Comparative Example 4 shows an etching profile that appears when the molybdenum etching regulator content is too low. In this case, it can be seen from the result of FIG. 5 that the etching profile is poor because the etching force cannot reduce the adhesion between the photoresist and the metal layer.

비교예 5는 알루미늄 식각 조절제 함량이 과소할 경우에 나타나는 식각 결과를 보여주기 위한 실험이다. 비를 초과하여 과다하게 부가하는 것은 단순히 비용 상승을 가져올 뿐 아니라 오히려 원하는 테이퍼 식각을 얻을 수 없게 만드는 문제점도 동반한다는 점이 분명히 드러난다.Comparative Example 5 is an experiment for showing the etching results when the aluminum etching regulator content is too small. It is evident that adding too much in excess of rain not only leads to an increase in costs, but also a problem that makes it impossible to obtain the desired taper etching.

[실험예 2][Experimental Example 2]

식각액의 점도는 고른 식각을 위하여 낮을수록 좋다. 아세트산 함량의 고저에 따른 식각액의 점도를 비교하였다. 표 2에서 실시예 1의 본 발명에 따른 식각액은 아세트산 함량이 본 발명의 범위보다 적은 비교예 3의 식각액보다 점성이 훨씬 낮음을 알 수 있다.The lower the viscosity of the etchant for even etching. The viscosity of the etchant according to the elevation of the acetic acid content was compared. In Table 2 it can be seen that the etching solution according to the present invention of Example 1 is much lower in viscosity than the etching solution of Comparative Example 3 in which the acetic acid content is less than the scope of the present invention.

아세트산 함량에 따른 점도 비교Comparison of Viscosity According to Acetic Acid Content 점 도 (상온)Viscosity (room temperature) 실시예 1Example 1 24.3 cP24.3 cP 비교예 3Comparative Example 3 38.4 cP38.4 cP

[실험예 3] 알루미늄 식각 조절제의 종류에 따른 식각 성능 비교Experimental Example 3 Comparison of Etching Performance According to Types of Aluminum Etching Control Agents

상기 실시예 1과 같은 조성을 가지되 알루미늄 식각 조절제의 종류만 달리하는 세 가지 식각액(표 3 참조)의 식각 성능을 비교하였다.The etching performance of the three etching liquids (see Table 3) having the same composition as Example 1 but varying only the type of the aluminum etching control agent was compared.


성 분
ingredient 실시예 Example 22 33 44 인 산Phosphoric acid 55%55% 55%55% 55%55% 질 산Nitric acid 3%3% 3%3% 3%3% 아세트산Acetic acid 22%22% 22%22% 22%22% 몰리브덴 식각 조절제 (KNO3)Molybdenum Etching Regulator (KNO 3 ) 1%One% 1%One% 1%One% 알루미늄 식각조절제Aluminum Etching Control 1% One% LiHLiH 22 POPO 44 1% One% LiOHLiOH 1% One% LiClLiCl 물water 100 중량%까지Up to 100% by weight

도 7 내지 도 9의 전자현미경 사진들로부터 리튬 계열 알루미늄 식각 조절제를 본 발명의 함유 비율로 포함하는 혼합산 식각액은 비교예 5(도 6)처럼 언더컷 식각을 일으키지 않고 우수한 테이퍼 식각 프로파일을 가져다줌을 알 수 있다.From the electron micrographs of FIGS. 7 to 9, the mixed acid etchant including the lithium-based aluminum etch regulator as the content ratio of the present invention has excellent tapered etching profile without causing undercut etching as in Comparative Example 5 (FIG. 6). Able to know.

본 발명의 혼합산 식각액으로 습식 식각 공정을 수행하면 고가의 식각 조절제를 사용할 필요가 없어 식각 공정의 비용을 줄일 수 있고, 식각액의 수명 단축을 막고 점도도 낮게 유지할 수 있다. 게다가 환경 유해물질을 사용하지 않고도 완만하며 매끄럽고, 고르고 우수한 테이퍼 식각이 가능하여 화질이 우수한 TFT-LCD를 제조하는데 이바지할 뿐 아니라 식각액 폐기물의 관리면에서도 편리하다. 본 발명의 식각액을 사용하면 1회의 습식 식각만으로 금속 단일층과 다중층을 효과적으로 식각할 수 있다.When the wet etching process is performed with the mixed acid etchant of the present invention, it is not necessary to use an expensive etching control agent, thereby reducing the cost of the etching process, preventing the life of the etching solution, and keeping the viscosity low. In addition, it is not only environmentally harmful, but also smooth, smooth, even and excellent tapered etching, which not only contributes to the production of high-quality TFT-LCD, but also facilitates the management of etching liquid waste. By using the etchant of the present invention, it is possible to effectively etch the metal monolayer and the multilayer by only one wet etching.

Claims (3)

인산 45~70 중량 %, 질산 1.5~4 중량 %, 아세트산 17~30 중량 %, 몰리브덴 식각 조절제 0.1~2 중량 % 미만 및 알루미늄 식각 조절제 0.1~3 중량 %를 포함하고 잔부에 해당하는 중량의 물로 이루어지며,45 to 70% by weight of phosphoric acid, 1.5 to 4% by weight of nitric acid, 17 to 30% by weight of acetic acid, 0.1 to 2% by weight of molybdenum etchant, and 0.1 to 3% by weight of aluminum etchant Lose, 상기 몰리브덴 식각 조절제는 질산칼륨(KNO3), 아세트산칼륨(CH3COOK), 질산암모늄(NH4NO3), 아세트산암모늄(CH3COONH4), 인산2수소칼륨(KH2PO4), 인산2수소암모늄(NH4H2PO4) 및 황산수소칼륨(KHSO4)으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 물질이고,The molybdenum etch regulator is potassium nitrate (KNO 3 ), potassium acetate (CH 3 COOK), ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ), ammonium acetate (CH 3 COONH 4 ), potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), phosphoric acid At least one substance selected from the group consisting of ammonium dihydrogen (NH 4 H 2 PO 4 ) and potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ), 상기 알루미늄 식각 조절제는 질산리튬(LiNO3), 아세트산리튬(CH3COOLi), 인산2수소리튬(LiH2PO4), 황산수소리튬(LiHSO4), 수산화리튬(LiOH) 및 탄산리튬(Li2CO3)으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.The aluminum etch regulators include lithium nitrate (LiNO 3 ), lithium acetate (CH 3 COOLi), lithium phosphate dihydrogen (LiH 2 PO 4 ), lithium sulphate sulfate (LiHSO 4 ), lithium hydroxide (LiOH) and lithium carbonate (Li 2 CO 3) as the etching liquid composition, characterized in that at least one material selected from the group consisting of. 삭제delete 삭제delete
KR1020070041207A 2007-04-27 2007-04-27 Etching composition for thin film transistor-liquid crystal display devices KR101371606B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070041207A KR101371606B1 (en) 2007-04-27 2007-04-27 Etching composition for thin film transistor-liquid crystal display devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070041207A KR101371606B1 (en) 2007-04-27 2007-04-27 Etching composition for thin film transistor-liquid crystal display devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080096145A KR20080096145A (en) 2008-10-30
KR101371606B1 true KR101371606B1 (en) 2014-03-07

Family

ID=40155565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070041207A KR101371606B1 (en) 2007-04-27 2007-04-27 Etching composition for thin film transistor-liquid crystal display devices

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101371606B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101805187B1 (en) * 2009-10-30 2017-12-06 동우 화인켐 주식회사 An etching solution composition
KR102368028B1 (en) * 2017-03-29 2022-02-24 동우 화인켐 주식회사 Etchant composition for etching multi-layered structure of different metals and method of forming wiring using the same
KR101923546B1 (en) * 2017-05-22 2019-02-27 동우 화인켐 주식회사 Etchant composition for etching metal layer and method of forming conductive pattern using the same
KR102503788B1 (en) * 2017-11-21 2023-02-27 삼성디스플레이 주식회사 Etchant and manufacturing method of display device using the same
CN117867501A (en) * 2024-03-12 2024-04-12 芯越微电子材料(嘉兴)有限公司 Molybdenum-aluminum dual-purpose etching solution and preparation method of substrate patterning metal layer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050069856A (en) * 2003-12-29 2005-07-05 테크노세미켐 주식회사 Etchant for making metal electrodes of tft in fpd
KR20070000850A (en) * 2005-06-28 2007-01-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Etchant for etching al, mo and ito
KR20070017762A (en) * 2005-08-08 2007-02-13 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Etchant composition, method of patterning electroconductive film using the same and method of fabricating flat panel display using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050069856A (en) * 2003-12-29 2005-07-05 테크노세미켐 주식회사 Etchant for making metal electrodes of tft in fpd
KR20070000850A (en) * 2005-06-28 2007-01-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Etchant for etching al, mo and ito
KR20070017762A (en) * 2005-08-08 2007-02-13 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Etchant composition, method of patterning electroconductive film using the same and method of fabricating flat panel display using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080096145A (en) 2008-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101393599B1 (en) Etchant composition for patterning circuits in thin film transistor-liquid crystal devices
JP5559956B2 (en) Etching solution composition for thin film transistor liquid crystal display device
JP4926162B2 (en) Etching solution composition for forming metal wiring for thin film transistor liquid crystal display device
KR101299131B1 (en) Etching composition for tft lcd
KR101256276B1 (en) Etchant composition for etching a conductive multi-layer film and etching method using the same
KR102048022B1 (en) Composition for etching metal layer and method for etching using the same
KR102009250B1 (en) Method for manufacturing display device and an etching solution composition for metal layer containing copper/metal oxide layer
JP2006339635A (en) Etching composition
KR20080069444A (en) Etchant composition for patterning circuits in thin film transistor-liquid crystal devices
KR20100048144A (en) Chemical etching composition for metal layer
KR101371606B1 (en) Etching composition for thin film transistor-liquid crystal display devices
KR20110047983A (en) Etch solution composition
KR20120140481A (en) Etchant for metal interconnects and method for preparing liquid crystal display devices using the same
KR20180066764A (en) Etching solution composition, etching method using thereof and preparing method of an array substrate for display using the same
KR20130016068A (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR102400343B1 (en) Metal film etchant composition and manufacturing method of an array substrate for display device
KR20170021196A (en) Manufacturing method of an array substrate for display device
KR100321227B1 (en) Etchant for electrode of TFT LCD
KR101941289B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR100315648B1 (en) Gate electrode etching liquid in LCD display system
KR101804573B1 (en) An etching solution composition
KR20100090535A (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR20160090575A (en) Etching solution composition for indium oxide layer and method for etching copper-based metal layer using the same
KR20130018531A (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR20200114900A (en) Etchant composition and manufacturing method of an array substrate for display device using the same

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161213

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 7