KR101406671B1 - Etchant composition and method for fabricating metal pattern - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 0.5~20 중량%의 (NH4)2S2O8; 0.1~5 중량%의 인산염, 및 75~99.4 중량%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리막 또는 구리합금막의 식각액 조성물; 이를 이용한 금속 패턴의 형성 방법; 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention is based on the total weight of the composition, 0.5 to 20% (NH 4) 2 S 2 O 8; 0.1 to 5 wt.% Of phosphate, and 75 to 99.4 wt.% Of water; and the etching solution composition of the copper film or copper alloy film. A method of forming a metal pattern using the same; And a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using the same.
구리막, 구리합금막, 식각액 Copper film, copper alloy film, etchant
Description
본 발명은 구리막 또는 구리합금막과 관련된 습식 식각액 조성물; 이를 이용한 금속 패턴의 형성 방법; 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wet etchant composition related to a copper film or a copper alloy film; A method of forming a metal pattern using the same; And a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using the same.
일반적으로 반도체 장치 및 평판표시장치에서 기판 상에 금속배선을 형성하는 과정은 통상적으로 스퍼터링에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정 및 식각 공정에 의한 단계로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정공정 등을 포함한다.Generally, the process of forming a metal wiring on a substrate in a semiconductor device and a flat panel display device is usually performed by a metal film forming process by sputtering, a photoresist coating process, a photoresist forming process in an optional region by exposure and development, And includes a cleaning process before and after the individual unit process, and the like.
이러한 식각 공정은 포토레지스트 마스크를 사용하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식 식각 또는 식각액을 사용하는 습식 식각이 사용된다.This etching process refers to a process of leaving a metal film in a selective region by using a photoresist mask. Dry etching using plasma or wet etching using an etching solution is usually used.
최근 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있다. 저항은 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT-LCD(thin film transistor - liquid crystal display)의 경우 패널크기 증가와 고해상도 실현에 관건이 되고 있기 때문이다. Recently, the resistance of metal wiring has become a major concern. Since resistance is a major factor that causes RC signal delay, especially TFT-LCD (thin film transistor - liquid crystal display), it is important to increase panel size and realize high resolution.
따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저저항의 물질개발이 필수적이며 종래에 주로 사용되었던 크롬(Cr 비저항: 12.7 ×10-8Ωm), 몰리브덴(Mo 비저항:5×10-8Ωm), 알루미늄(Al 비저항: 2.65 ×10-8Ωm) 및 이들의 합금은 대형 TFT-LCD 에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 이용하기 어려운 실정이다.Therefore, in order to realize a reduction in the RC delay signal which is indispensable for the enlargement of the TFT-LCD, and is essentially a low resistance materials developed primarily chromium was (Cr resistivity: 12.7 × 10 -8 Ωm) in the art, molybdenum ( (Resistivity: 5 × 10 -8 Ωm), aluminum (Al resistivity: 2.65 × 10 -8 Ωm), and alloys thereof are difficult to use for gate and data wiring used in a large TFT-LCD.
이와 같은 배경하에서, 새로운 저저항 금속막 중 하나인 구리막 또는 구리합금막에 대한 관심이 높다. 왜냐하면, 구리막은 알루미늄막이나 크롬막 보다 저항이 현저하게 낮고 환경적으로도 큰 문제가 없는 장점이 있는 것으로 알려지고 있기 때문이다. Under such circumstances, interest in copper films or copper alloy films as one of the new low resistance metal films is high. This is because the copper film has a remarkably lower resistance than the aluminum film or the chrome film and is known to have no environmental problem.
현재 이 분야에서 사용되고 있는 구리막 또는 구리합금막에 대한 식가액 조성물은 주산화제로서 과산화수소수를 사용하고 있으며, 과산화수소수는 일반적으로 메탈(metal)이 포함되면, 메탈에 의해 하기의 반응식과 같은 분해반응이 야기되어 불안정한 상태가 된다.The present invention relates to a hydrogen peroxide solution for hydrogen peroxide as a main oxidizing agent. The hydrogen peroxide solution is generally used as a peroxide, The reaction is triggered and becomes unstable.
Cu + 2H2O2 → Cu2 + + 2H2O + O2↑Cu + 2H 2 O 2 → Cu 2 + + 2H 2 O + O 2 ↑
또한, 구리막 식각액으로 옥손(oxone)을 포함하는 식각액이 제안된 바 있으나, 옥손 자체가 가지는 불안정성과, 에칭 속도가 느리다는 단점이 있다.In addition, an etchant containing oxone as a copper film etchant has been proposed, but it has disadvantages such as instability of oxon itself and slow etching rate.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구리막 또는 구리합금막 식각시, 식각 잔사가 발생하지 않으며, 식각 특성 및 안정성이 우수한 식각액 조성물; 이를 이용한 금속 패턴의 형성 방법; 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an etchant composition which does not cause etching residue during etching of a copper film or a copper alloy film, and has excellent etching properties and stability. A method of forming a metal pattern using the same; And a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using the same.
본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 0.5~20 중량%의 (NH4)2S2O8; 0.1~5 중량%의 인산염, 및 75~99.4 중량%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물을 제공한다.The present invention is based on the total weight of the composition, 0.5 to 20% (NH 4) 2 S 2 O 8; 0.1 to 5 wt% of phosphate, and 75 to 99.4 wt% of water.
또한, 본 발명은 In addition,
기판 상에 구리막 및 구리합금막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계; 및Forming one or more selected from a copper film and a copper alloy film on a substrate; And
상기에서 형성된 하나 또는 다수개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법을 제공한다.And etching the one or a plurality of the formed films with the etching solution composition of the present invention.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; a) forming a gate electrode on a substrate;
b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode;
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode, the method comprising the steps of:
상기 (a) 단계는 기판 상에 구리막 또는 구리합금막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 전극을 형성하고, 상기 (d) 단계는 반도체층 상에 구리막 또는 구리합금막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.In the step (a), a copper film or a copper alloy film is formed on the substrate, and then a gate electrode is formed by etching with the etchant composition of the present invention. In the step (d), a copper film or a copper alloy film Thereafter, the source and drain electrodes are formed by etching with the etchant composition of the present invention.
본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 구리막 또는 구리합금막을 식각하는 경우, 종래에 과산화수소수를 주산화제로 사용하는 조성물과 달리 불안정성 문제가 없다. 또한, 식각 잔사가 발생하지 아니하여 전기적인 쇼트나 배선의 불량, 휘도의 감소 등의 문제도 발생하지 않으며, 사이드 에칭 손실이 적으며, 대면적 기판에 적용이 가능하다. 또한, 장비에 대한 손상이 없기 때문에 우수한 생산성을 제공한다.When etching the copper film or the copper alloy film using the etching solution composition of the present invention, there is no problem of instability unlike a composition using hydrogen peroxide as a main oxidizing agent conventionally. In addition, since no etching residues are generated, problems such as electrical shorts, wiring defects, and reduction of luminance are not caused, side etching loss is small, and the present invention can be applied to a large-area substrate. It also provides excellent productivity because there is no damage to the equipment.
본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 0.5~20 중량%의 (NH4)2S2O8; 0.1~5 중 량%의 인산염, 및 75~99.4 중량%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention is based on the total weight of the composition, 0.5 to 20% (NH 4) 2 S 2 O 8; 0.1 to 5% by weight of phosphate, and 75 to 99.4% by weight of water.
본 발명의 식각액 조성물에서 (NH4)2S2O8은 구리막 또는 구리 합금막을 산화시키는 역할을 한다. 상기 (NH4)2S2O8는 조성물 총 중량에 대하여 0.5~20 중량%로 포함 되는 것이 바람직하며, 0.5 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 구리막 또는 구리합금막의 식각속도가 저하되거나 불균일한 식각이 되어 원하는 식각 특성을 얻을 수 없으며, 20 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 식각속도가 너무 빠르기 때문에 공정제어가 어려운 문제가 발생한다.In the etchant composition of the present invention, (NH 4 ) 2 S 2 O 8 serves to oxidize a copper film or a copper alloy film. The (NH 4 ) 2 S 2 O 8 It is preferable that the composition contains 0.5 to 20% by weight based on the total weight of the composition. If the amount is less than 0.5% by weight, the etching rate of the copper film or the copper alloy film is lowered or unevenly etched, If it is contained in an amount exceeding 20% by weight, the etching speed becomes too fast, which makes it difficult to control the process.
본 발명의 식각액 조성물에서 인산염(phosphate salt)은 구리막 또는 구리합금막의 식각 속도를 조절하며 패턴의 시디 로스를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다. 이 성분의 역할은 매우 중요하며, 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 인산염이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우 구리막 또는 구리합금막의 식각 속도가 매우 빨라져서 사이드 에칭이 많아지는 문제가 발생하고, 5 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 식각 속도가 매우 느려져서 언에치(unetch)가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 인산염이 상기의 함량 범위를 벗어나는 경우, 식각 속도의 조절도 어려울 뿐만 아니라, 원하는 패턴의 폭을 얻을 수 없어 불량이 발생할 확률이 크고 공정 마진이 적어 양산 시 문제점이 생길 소지가 다분하다.In the etchant composition of the present invention, the phosphate salt controls the etch rate of the copper film or copper alloy film and reduces the seed loss of the pattern, thereby enhancing the process margin. The role of this component is very important, and it is preferable that it is contained in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the composition. When the phosphate is contained in an amount of less than 0.1% by weight, the etching rate of the copper film or the copper alloy film becomes extremely high and the side etching is increased. When the phosphate is contained in an amount exceeding 5% by weight, there is a possibility that unetch occurs. Therefore, when the phosphate is out of the above range, it is difficult to control the etching rate, and the width of the desired pattern can not be obtained, so that the probability of occurrence of defects is large and the process margin is small.
상기 인산염은 이 분야에서 사용되는 것들을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 인산이수소나트륨 (sodium dihydrogen phosphate), 인산이수소칼륨 (potassium dihydrogen phosphate)과 같이 인산에서 수소가 알칼리 금속 혹은 알칼리 토금속으로 한개 내지 세개 치환된 염을 사용할 수 있다. 또한, 이들은 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The phosphate can be used in the art without any particular limitation. Examples of the phosphate include sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, phosphoric acid, hydrogen, alkali metal or alkaline earth metal. Lt; / RTI > may be used. These may be used singly or in combination of two or more.
본 발명에서 사용되는 물은 탈이온수를 의미하며 반도체 공정용을 사용하며, 바람직하게는 18㏁/㎝ 이상의 물을 사용한다. The water used in the present invention means deionized water and is used for semiconductor processing, preferably water of 18 M / cm or more.
본 발명의 식각액 조성물은 상기에 언급된 성분들 외에 식각조절제, 계면활성제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 및 pH 조절제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The etchant composition of the present invention may further comprise at least one of an etching control agent, a surfactant, a sequestering agent, a corrosion inhibitor and a pH adjuster in addition to the above-mentioned components.
본 발명의 조성물에 포함되는 (NH4)2S2O8 및 인산염은 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조가능하고, 특히 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.The (NH 4 ) 2 S 2 O 8 and phosphates included in the composition of the present invention It is usually possible to prepare it according to a known method, and particularly preferably to have a purity for a semiconductor process.
본 발명은 또한, The present invention also relates to
(a)기판 상에 구리막 및 구리합금막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계; 및(a) forming at least one selected from a copper film and a copper alloy film on a substrate; And
(b)상기에서 형성된 하나 또는 다수개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법에 관한 것이다.(b) etching the one or more films formed in the above process with the etching solution composition of the present invention.
상기 금속 패턴의 형성방법에 있어서, 상기 (a)단계는 기판을 제공하는 단계 및 상기 기판 상에 상기 구리막 또는 구리합금막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 기판은 통상적인 세정이 가능한 것으로서, 웨이퍼, 유리기판, 스테인레스 스틸 기판, 플라스틱 기판 또는 석영기판을 이용할 수 있다. 상기 기판 상에 상기 제 1 단일막, 상기 제 2 단일막 및 상기 다중막을 형성하는 방법으로는 당업자에게 알려진 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 진공증착법 또는 스퍼터링 법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.In the method of forming a metal pattern, the step (a) includes the steps of providing a substrate, and forming one or more selected from the copper film or the copper alloy film on the substrate. The substrate may be a wafer, a glass substrate, a stainless steel substrate, a plastic substrate, or a quartz substrate. As the method of forming the first monolayer, the second monolayer, and the multilayer on the substrate, various methods known to those skilled in the art can be used, and it is preferable to form the first monolayer, the second monolayer, and the multilayer using a vacuum evaporation method or a sputtering method.
상기 (b)단계는, 상기 제 1 단일막, 상기 제 2 단일막 및 상기 다중막 상에 포토레지스트를 형성하고, 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광하고, 상기 노광된 포토레지스트를 후굽기하고, 상기 후굽기된 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 제 1 단일막, 상기 제 2 단일막 및 상기 다중막을 본 발명의 식각액 조성물을 이용하여 식각하여, 금속패턴을 완성한다.The step (b) may include forming a photoresist on the first monolayer, the second monolayer, and the multilayer, selectively exposing the photoresist using a mask, and exposing the exposed photoresist after Baked, and the post-baked photoresist is developed to form a photoresist pattern. The first monolayer, the second monolayer, and the multilayer having the photoresist pattern formed thereon are etched using the etchant composition of the present invention to complete the metal pattern.
상기와 같은, 식각 공정은 당 업계 주지의 방법에 따라 수행될 수 있으며, 침지시키는 방법, 분사(spray)하는 방법 등을 예로 들 수 있다. 식각공정 시 식각용액의 온도는 30~50℃일 수 있으며, 적정 온도는 다른 공정과 기타 요인을 고려하여 필요에 따라 변경할 수 있다.As described above, the etching process may be performed according to a method well known in the art, for example, a method of dipping, a method of spraying, and the like. During the etching process, the temperature of the etching solution may be in the range of 30 to 50 ° C., and the optimum temperature may be changed as necessary in consideration of other processes and other factors.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; a) forming a gate electrode on a substrate;
b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode;
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode, the method comprising the steps of:
상기 (a) 단계는 기판 상에 구리막 또는 구리합금막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 전극을 형성하고, 상기 (d) 단계는 반도체층 상에 구리막 또는 구리합금막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.In the step (a), a copper film or a copper alloy film is formed on the substrate, and then a gate electrode is formed by etching with the etchant composition of the present invention. In the step (d), a copper film or a copper alloy film And then forming source and drain electrodes by etching with the etchant composition of the present invention. The present invention also relates to a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계는 a1) 기상증착법이나 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 기판 상에 구리막 또는 구리합금막을 증착시키는 단계; 및 a2) 상기 구리막 또는 구리합금막을 본 발명의 식각액으로 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 여기서, 구리막 또는 구리합금막을 기판 상에 형성하는 방법은 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다.In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention, the step a) may include: a1) depositing a copper film or a copper alloy film on a substrate using a vapor deposition method or a sputtering method; And a2) forming the gate electrode by patterning the copper film or the copper alloy film with the etching solution of the present invention. Here, the method of forming the copper film or the copper alloy film on the substrate is not limited to the above-exemplified method.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 b) 단계에서는 기판 상에 형성된 게이트 전극 상부에 질화실리콘(SiNX)을 증착하여 게이트 절연층을 형성한다. 여기서, 게이트 절연층의 형성시 사용되는 물질은 질화실리콘(SiNx)에만 한정되는 것은 아니고, 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 각종 무기 절연물질 중에서 선택된 물질을 사용하여 게이트 절연층을 형성할 수도 있다.In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention, in step (b), silicon nitride (SiN x ) is deposited on a gate electrode formed on a substrate to form a gate insulating layer. Here, the material used in the formation of the gate insulating layer is not limited to silicon nitride (SiN x ), but a material selected from various inorganic insulating materials including silicon oxide (SiO 2 ) may be used to form the gate insulating layer have.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 c) 단계에서는 게이트 절연층 상에 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 반도체층을 형성한다. 즉, 순차적으로 엑티브층(active layer)과 오믹콘택층(ohmic contact layer)을 형성한 후, 건식 식각을 통해 패터닝한다. 여기서, 엑티브층은 일반적으로 순수한 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 형성하고, 오믹콘텍층은 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)으로 형성한다. 이러한 엑티브층과 오믹콘텍층을 형성할 때 화학기상증착법(CVD)을 이용할 수 있지만, 이에만 한정되는 것은 아니다.In the method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention, in the step c), a semiconductor layer is formed on the gate insulating layer by a chemical vapor deposition method (CVD). That is, an active layer and an ohmic contact layer are sequentially formed, and patterned through dry etching. Here, the active layer is generally formed of pure amorphous silicon (a-Si: H), and the ohmic surface layer is formed of amorphous silicon (n + a-Si: H) containing impurities. Chemical vapor deposition (CVD) may be used to form the active layer and the ohmic contact layer, but the present invention is not limited thereto.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 d) 단계는 d1) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 d2) 상기 소스 및 드레인 전극 상에 절연층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 d1) 단계에서는 오믹콘텍층 위에 스퍼터링법을 통해 구리 및 구리합금막을 증착하고 본 발명의 식각액으로 식각하여 소스 전극과 드레인 전극을 형성한다. 여기서, 구리막 또는 구리합금막을 기판 상에 형성하는 방법은 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다. 상기 d2) 단계에서는 소스 전극과 드레인 전극 상에 질화 실리콘(SiNx) 과 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연그룹 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함한 유기절연물질 그룹 중 선택하여 단층 또는 이중층으로 절연층을 형성한다. 절연층의 재료는 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다.In the method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention, the step d) includes the steps of: d1) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And d2) forming an insulating layer on the source and drain electrodes. In step d1), copper and copper alloy films are deposited on the ohmic surface layer by sputtering and etched by the etching solution of the present invention to form a source electrode and a drain electrode. Here, the method of forming the copper film or the copper alloy film on the substrate is not limited to the above-exemplified method. Wherein d2) step, including the inorganic insulating group, or benzocyclobutene (BCB) and acrylic (acryl) resins (resin) containing silicon nitride (SiN x) and silicon oxide (SiO 2) on the source and drain electrodes The organic insulating material is selected from the group of organic insulating materials to form an insulating layer as a single layer or a double layer. The material of the insulating layer is not limited to those illustrated above.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 e) 단계에서는 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성한다. 예컨대, 스퍼터링법을 통해 인듐산화막[ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)]과 같은 투명한 도전물질을 증착하고, 인듐산화막 전용 식각액 조성물로 식각하여, 화소 전극을 형성한다. 상기 인듐 산화막을 증착하는 방법은 스퍼터링법으로만 한정되는 것은 아니다.In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention, the pixel electrode connected to the drain electrode is formed in step e). For example, a transparent conductive material such as indium oxide (ITO (indium tin oxide) or indium zinc oxide (IZO)) is deposited by a sputtering method and etched with an etchant composition for indium oxide only. The method of depositing the indium oxide film is not limited to the sputtering method.
이와 같은, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 본 발명에 의한 식각액 조성물을 사용하여 상기 게이트 전극을 형성하는 a) 단계를 진행하게 되면, 다량의 게이트 기판을 식각할 수 있어 공정 비용이 크게 절감되며, 식각액 교체 회수를 줄여 공정을 단순화할 수 있다.In such a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, if a) step of forming the gate electrode using the etchant composition according to the present invention is carried out, a large amount of gate substrate can be etched, And the process can be simplified by reducing the number of times the etching solution is replaced.
또한, 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 본 발명에 의한 식각액 조성물을 사용한 d) 단계 식각공정시, 식각 속도가 빠르면서도 소스 및 드레인 전극 하측에 위치하는 오믹콘텍층에 대한 어택을 최소화시킬 수 있음에 따라, TFT-LCD의 구동 특성을 향상시킬 수 있는 우수한 액정표시장치용 어레이 기판을 제조할 수 있고, 액정표시장치용 어레이 기판의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. Further, in the method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, in the etching step d) using the etching liquid composition according to the present invention, the attack to the ohmic surface layer located at the lower side of the source and drain electrodes It is possible to manufacture an array substrate for a liquid crystal display device which can improve the driving characteristics of the TFT-LCD and improve the productivity of the array substrate for a liquid crystal display device.
상기와 같이, 구리막 또는 구리합금막은 TFT-LCD의 게이트 전극의 배선 및 데이터라인을 구성하는 소스/드레인 전극의 배선을 형성하는 것을 특징으로 한다. TFT-LCD의 소스/드레인 배선은 특히 그 저항이 문제되는 배선이므로, 구리막 또는 구리합금막을 사용하고, 본 발명에 따른 식각액으로 용이하게 식각하여 TFT-LCD의 대형화를 이룰 수 있다.As described above, the copper film or the copper alloy film forms the wiring of the gate electrode of the TFT-LCD and the wiring of the source / drain electrodes constituting the data line. Since the source / drain wiring of the TFT-LCD is particularly a wiring having a problem of resistance, a copper film or a copper alloy film is used, and the TFT-LCD can be enlarged by easily etching with the etching solution according to the present invention.
이하에서, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples and comparative examples.
실시예Example 1 내지 3, 1 to 3, 비교예Comparative Example 1 및 1 and 비교예Comparative Example 2: 2: 식각액Etchant 조성물의 제조 Preparation of composition
하기 표 1에 기재된 성분 및 조성비에 따라 식각액 조성물을 제조하였다. The etchant compositions were prepared according to the ingredients and composition ratios shown in Table 1 below.
(중량%)(NH4) 2 S 2 O 8
(weight%)
(중량%)phosphate
(weight%)
(중량%)water
(weight%)
시험예Test Example : : 식각특성Etch characteristics 평가 evaluation
기판 위에 구리 단일막, 구리합금 단일막이 증착 된 시편을 준비하고, 분사식 식각 방식의 실험장비 (SEMES사 제조) 내에 실시예 1 내지 3, 비교예 1및 비교예 2의 식각액을 넣고 온도를 30 ℃ 로 설정하여 가온한 후, 온도가 30±0.1℃에 도달하였을 때 상기 시편의 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간을 EPD(End Point Detection)를 기준으로 하여 오버에치(Over Etch) 40%를 주어 실시하였다. 기판을 넣고 분사를 시작하여 식각이 다 되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風) 건조장치를 이용하여 건조하였고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 사이드 에칭(Side Etch; 편측)손실, 및 식각 잔류물 등을 평가하였다 A copper single layer and a copper alloy single layer were deposited on the substrate, and the etching solutions of Examples 1 to 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were placed in a spray-type etching apparatus (manufactured by SEMES) And the temperature was raised to 30 ± 0.1 ° C. Then, the above-mentioned sample was etched. The total etch time was set to 40% over etch based on EPD (End Point Detection). After the substrate was injected and the etching was completed, the substrate was taken out, washed with deionized water, dried using a hot air dryer, and photoresist was removed using a photoresist stripper. After washing and drying, Side Etch loss and etching residue were evaluated using an electron microscope (SEM; model name: S-4700, manufactured by HITACHI Co., Ltd.)
단일막Cu
Single membrane
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막과 CuOx단일막을 식각한 경우, 사이드 에칭(Side Etch; 편측) 및 식각 잔류물 면에서 양호한 특성을 나타낸다. As can be seen from Table 2, when the Cu single layer and the CuOx single layer were etched using the etching solution compositions of Examples 1 to 3 of the present invention, the side etching (one side) and the etching residue .
반면, 비교예 1의 경우는 (NH4)2S2O8가 함량범위를 초과함으로 인해 사이드에칭량이 커졌고, 동시에 인산(phosphate salt)염 이 본 발명의 함량 범위 미만으로 포함됨으로 인해 잔사가 남는 문제점이 발생하였으며, 비교예 2의 경우는, 인산(phosphate salt)염의 함량이 본 발명의 함량 범위를 초과함으로 인해 구리가 식각이 되지 않는 문제가 발생하였다. On the other hand, in the case of Comparative Example 1, since the content of (NH 4) 2 S 2 O 8 exceeds the content range, the weight becomes larger on the side, and at the same time, since the phosphate salt is contained below the content range of the present invention, And in the case of Comparative Example 2, the content of the phosphate salt salt exceeded the content range of the present invention, thereby causing the problem that the copper is not etched.
첨부된 도 1a은 실시예3의 식각액 조성물로 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각한 후의 SEM 사진이고, 도1b는 실시예3의 식각액 조성물로 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각하고, 포토레지스트를 박리한 후의 SEM 사진이다.1A is a SEM image of a substrate on which a Cu single layer is deposited by etching with the etching solution composition of Example 3, FIG. 1B is a SEM image of the substrate after the Cu single layer is etched with the etching solution composition of Example 3, This is a SEM photograph of the post-exposure period.
상기 도 1a 및 1b에 의하면, 본 발명의 실시예3에 의한 식각액 조성물을 사용하는 경우, 구리 합금막의 패턴형상이 우수하고, 잔사도 발생하지 않음을 확인할 수 있다.1A and 1B, when the etchant composition according to Example 3 of the present invention is used, it can be confirmed that the pattern shape of the copper alloy film is excellent and no residue is generated.
도 2a는 비교예1의 식각액 조성물로 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각한 후의 SEM 사진이고, 도2b는 비교예1의 식각액 조성물로 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각하고, 포토레지스트를 박리한 후의 SEM 사진이다.FIG. 2A is an SEM photograph of a substrate on which a Cu single layer is deposited with the etchant composition of Comparative Example 1, FIG. 2B is a SEM image of the substrate after the Cu single layer is etched with the etchant composition of Comparative Example 1, SEM picture.
상기 도 2a 및 도 2b에 의하면, 본 발명의 비교예1의 식각액 조성물을 사용하는 경우, Cu 단일막에 잔사가 남는 것을 확인할 수 있다.2A and 2B, when the etchant composition of Comparative Example 1 of the present invention is used, it can be confirmed that residues remain in the Cu single layer.
도 1a는 실시예3의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각한 후의 SEM 사진이다.FIG. 1A is an SEM photograph of a substrate on which a Cu single layer is deposited using the etchant composition of Example 3. FIG.
도1b는 실시예3의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각하고, 포토레지스트를 박리한 후의 SEM 사진이다.FIG. 1B is an SEM photograph of a substrate on which a Cu single layer is deposited using the etchant composition of Example 3 and etching the photoresist. FIG.
도 2a는 비교예1의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각한 후의 SEM 사진이다.2A is an SEM photograph of a substrate on which a Cu single layer is deposited using an etchant composition of Comparative Example 1. FIG.
도2b는 비교예1의 식각액 조성물을 사용하여 Cu 단일막이 증착된 기판을 식각하고, 포토레지스트를 박리한 후의 SEM 사진이다.FIG. 2B is a SEM photograph of a substrate on which a Cu single layer is deposited by etching using the etchant composition of Comparative Example 1, and then peeling off the photoresist. FIG.
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