KR101621546B1 - Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 게이트 배선 형성 단계에서 기판 상에 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 형성한 후 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 공정, 및 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계에서 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 형성한 후 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 식각액 조성물은, 조성물의 총 중량을 기준으로 과황산염 화합물 0.5 내지 20 중량%; 용액 내에서 플루오르 이온이 해리되는 화합물 0.01 내지 2.0 중량%; 하나 이상의 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 시클로헥실아민 화합물 0.01 내지 5.0 중량%; 및 잔량의 물을 포함하며, 과산화수소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법; 상기 식각액 조성물; 및 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, comprising the steps of: forming a double layer of a copper-based metal film and a titanium-based metal film on a substrate in a gate wiring forming step; And forming source and drain electrodes by forming a double layer of a copper-based metal layer and a titanium-based metal layer in a step of forming source and drain electrodes, and etching the resultant with an etchant composition, From 0.5 to 20% by weight, based on the total weight of the persulfate compound; From 0.01 to 2.0% by weight of a compound in which fluorine ions are dissociated in solution; 0.01 to 5.0% by weight of a cyclohexylamine compound substituted or unsubstituted with at least one C1-C4 linear or branched alkyl group; And a remaining amount of water, and does not contain hydrogen peroxide. The etchant composition; And a method for etching a double-layer film made of a copper-based metal film and a titanium-based metal film.
구리막, 식각액, 액정표시장, 어레이 기판 Copper film, etchant, liquid crystal display, array substrate
Description
본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법, 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각액 조성물, 및 상기 식각액 조성물을 사용하는 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display, an etching solution composition of a double-layer film made of a copper-based metal film and a titanium-based metal film, and a method of etching a double- ≪ / RTI >
반도체 장치에서 기판 위에 금속 배선을 형성하는 과정은 통상적으로 스퍼터링 등에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정, 및 식각공정에 의한 단계로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정 공정 등을 포함한다. 이러한 식각공정은 포토레지스트를 마스크로 하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식식각 또는 식각액 조성물을 이용하는 습식식각이 사용된다. The process of forming a metal wiring on a substrate in a semiconductor device is generally composed of a metal film forming process by sputtering or the like, a photoresist coating process, a photoresist forming process in an optional region by exposure and development, and an etching process , A cleaning process before and after the individual unit process, and the like. This etching process refers to a process of leaving a metal film in a selective region using a photoresist as a mask. Typically, dry etching using plasma or wet etching using an etching composition is used.
이러한 반도체 장치에서, 최근 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있다. 저항은 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT LCD(thin film transistor liquid crystal display)의 경우 패널 크기 증가와 고해상도 실현에 관건이 되고 있기 때문이다. 따라서, TFT LCD 의 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.In such a semiconductor device, resistance of metal wiring has recently become a major concern. This is because the resistance is a key factor that causes the RC signal delay, especially in the case of thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD), which is the key to increasing panel size and realizing high resolution. Therefore, in order to realize a reduction in the RC delay signal which is indispensable for the large-sized TFT LCD, the development of low resistance material are required, and chrome which was mainly used conventionally (Cr, specific resistance: 12.7 × 10 -8 Ωm), molybdenum ( Mo, specific resistance: 5 × 10 -8 Ωm), aluminum (Al, specific resistance: 2.65 × 10 -8 Ωm), and their alloys is difficult to use as the gate and data wirings and the like used in large TFT LCD.
이와 같은 배경하에서, 검토되고 있는 금속막으로서 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막 및 이의 식각액 조성물에 대한 관심이 높다.Under such circumstances, there is a high interest in a double-layered film made of a copper-based metal film and a titanium-based metal film and an etchant composition thereof as a metal film under consideration.
한편, 이러한 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막에 대한 식각액으로서 현재까지 알려진 식각액 조성물들은 사용자가 요구하는 성능을 충족시키지 못하고 있어서 이의 개선을 위한 연구개발이 요구되고 있다. On the other hand, etchant compositions known to date as an etchant for the double-layered film made of the copper-based metal film and the titanium-based metal film do not satisfy the performance required by the user, and research and development for improvement thereof are required.
즉, 현재 사용되고 있는 식각액 조성물들은 주로 과산화수소 또는 과황산염 등의 과산화물을 주산화제로 사용하고 있어서, 과산화물의 자체 분해반응에 의한 저장안정성 저하라는 문제를 야기하고 있다. 또한, 과산화수소를 주산화제로 사용하는 경우에는 식각시 식각액 내의 구리이온 농도가 높아짐에 따라 과산화수소의 연쇄분해 반응이 일어나므로 그로 인한 과열의 위험이 문제가 되고 있다.That is, currently used etching liquid compositions mainly use peroxide such as hydrogen peroxide or persulfate as a peroxide, causing a problem of degradation of storage stability due to self-decomposition reaction of peroxide. In addition, when hydrogen peroxide is used as a main oxidizing agent, a chain decomposition reaction of hydrogen peroxide occurs as the copper ion concentration in the etchant increases at the time of etching, thereby causing a risk of overheating.
따라서, 본 발명은 저장안정성이 우수하여 장기간 우수한 식각특성이 유지되고, 주산화제로서 과산화수소의 사용에 의해 발생하는 과열로 인한 위험이 없는 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention provides a double-layered etchant composition comprising a copper-based metal film and a titanium-based metal film that is excellent in storage stability and maintains excellent etching properties for a long period of time and has no risk of overheating caused by use of hydrogen peroxide as a peroxide. The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 식각시 직선성이 우수한 테이퍼프로파일이 형성되고 잔사가 남지 않으며, 게이트 전극 및 게이트 배선, 데이터 전극 및 데이터 배선의 일괄 식각이 가능한 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a tapered profile having excellent linearity at the time of etching, leaving no residue, and forming a copper film and a titanium-based metal film capable of collectively etching gate electrodes, gate wirings, And to provide an etchant composition.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하는 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각방법 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a method for etching a double film made of a copper-based metal film and a titanium-based metal film using the etchant composition and a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device.
본 발명은, 조성물 총중량을 기준으로The present invention is based on the total weight of the composition
A) 과황산염 화합물 0.5 내지 20 중량%; A) from 0.5 to 20% by weight of a persulfate compound;
B) 용액 내에서 플루오르 이온이 해리되는 화합물 0.01 내지 2.0 중량%;B) from 0.01 to 2.0% by weight of a compound in which fluorine ions are dissociated in solution;
C) 하나 이상의 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 시클로헥실아민 화합물 0.01 내지 5.0 중량%; 및C) 0.01 to 5.0% by weight of a cyclohexylamine compound substituted or unsubstituted with at least one C1-C4 linear or branched alkyl group; And
D) 잔량의 물을 포함하며, 과산화수소를 포함하지 않는 구리계 금속막과 티 타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각액 조성물을 제공한다.D) residual water, and is composed of a copper-based metal film containing no hydrogen peroxide and a titanium-based metal film.
또한, 본 발명은In addition,
Ⅰ) 기판 상에 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 형성하는 단계;(I) forming a double layer of a copper-based metal film and a titanium-based metal film on a substrate;
Ⅱ) 상기 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및II) selectively leaving a photoreactive material on the bilayer made of the copper-based metal film and the titanium-based metal film; And
Ⅲ) 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 식각하는 단계를 포함하는 구리계 금속막의 식각방법을 제공한다.III) A method for etching a copper-based metal film including etching the double-layered film made of the copper-based metal film and the titanium-based metal film using the etchant composition of the present invention.
또한, 본 발명은,Further, according to the present invention,
a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;a) forming a gate wiring on the substrate;
b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
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) 단계에서는 기판 상에 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성 하고, 상기 d) 단계에서는 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 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 double layer film made of a copper-based metal film and a titanium-based metal film is formed on a substrate, and then a gate wiring is formed by etching with the etchant composition of the present invention. In the step d) And forming source and drain electrodes by etching with the etchant composition of the present invention after the formation of a bilayer made of a metallic film.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선 및 소스 및 드레인 전극 중 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.The present invention also provides an array substrate for a liquid crystal display comprising at least one of a gate wiring and a source and a drain electrode etched using the etchant composition.
본 발명의 식각액 조성물은 저장안정성이 우수하여 장기간 우수한 식각특성이 유지되며, 과산화수소의 사용에 의해 발생하는 과열로 인한 위험이 없는 효과를 제공한다. The etchant composition of the present invention is excellent in storage stability, maintains excellent etching properties for a long time, and provides no risk of overheating caused by the use of hydrogen peroxide.
또한, 본 발명의 식각액 조성물로 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 식각하게 되면 직선성이 우수한 테이퍼프로파일이 형성되고 구리계 금속막의 잔사가 남지 않으므로 전기적인 쇼트나 배선의 불량, 휘도의 감소 등의 문제로부터 자유로울 수 있다.In addition, when the double-layer film made of the copper-based metal film and the titanium-based metal film is etched with the etchant composition of the present invention, a taper profile having excellent linearity is formed and the residue of the copper- And the like.
또한, 본 발명에 따른 식각액 조성물만으로 게이트 전극 및 게이트 배선, 데이터 전극 및 데이터 배선을 일괄 식각하는 것이 가능하므로, 공정이 매우 단순화되어 공정수율을 극대화 할 수 있다. In addition, since the gate electrode, the gate wiring, the data electrode, and the data wiring can be etched in a batch by using only the etchant composition according to the present invention, the process can be greatly simplified and the process yield can be maximized.
더욱이, 본 발명에 따른 식각액 조성물을 사용할 경우, 저항이 낮은 구리 또는 구리 합금 배선을 이용하여 대화면, 고휘도의 회로를 구현함과 더불어 환경친화 적인 반도체 장치를 제작할 수 있다.In addition, when the etchant composition according to the present invention is used, an environmentally friendly semiconductor device can be manufactured in addition to realizing a large screen and high brightness circuit by using copper or copper alloy wiring having low resistance.
본 발명은, A) 과황산염 화합물, B) 용액 내에서 플루오르 이온이 해리되는 화합물, C) 하나 이상의 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 시클로헥실아민 화합물 및 D) 물을 포함하며, 과산화수소를 포함하지 않는 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각액 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a process for the preparation of A) a persulfate compound, B) a compound in which a fluorine ion is dissociated in a solution, C) a cyclohexylamine compound substituted or unsubstituted with at least one C1 to C4 linear or branched alkyl group and D) And a double-layered film comprising a copper-based metal film containing no hydrogen peroxide and a titanium-based metal film.
본 발명에서 구리계 금속막은 구리막 또는 구리 합금막(구리의 산화막, 질화막 포함)을 의미하며, 상기 티타늄계 금속막은 티타늄막 또는 티타늄 합금막을 의미한다. 또한, 상기 구리계 금속막과 티타늄계 금속막을 포함하는 이중막은 예컨대, 구리계 금속막을 하부막으로 하고 티타늄계 금속막을 상부막으로 하는 "티타늄계 금속막/구리막계 금속막", 티타늄계 금속막을 하부막으로 하고 구리계 금속막을 상부막으로 하는 "구리계 금속막/티타늄계 금속막" 의 이중막을 포함한다. 이러한 이중막은 막의 상부에 배치되는 막이나 하부에 배치되는 막을 구성하는 물질 또는 상기 막들과의 접합성(adhesion) 등을 복합적으로 고려하여 이중막의 구조를 결정할 수 있다. 또한, 구리막과 티타늄막은 각각 서로의 두께가 한정되지 않고, 다양한 조합이 가능하다. 예를 들어, 구리막의 두께가 티타늄막의 두께보다 크게 형성될 수도 있고, 작게 형성될 수도 있다.In the present invention, the copper-based metal film means a copper film or a copper alloy film (including an oxide film and a nitride film of copper), and the titanium-based metal film means a titanium film or a titanium alloy film. The double layer film including the copper-based metal film and the titanium-based metal film may be formed of a titanium-based metal film / copper-metal-based metal film having a copper-based metal film as a lower film and a titanium- Based metal film / titanium-based metal film "in which a copper-based metal film is used as a lower film and a copper-based metal film is used as an upper film. The structure of the double membrane can be determined in consideration of the complexity of the membrane disposed on the upper part of the membrane or the substance constituting the membrane disposed on the lower part or the adhesion with the membrane. Further, the copper film and the titanium film are not limited to each other in thickness, and various combinations are possible. For example, the thickness of the copper film may be larger than the thickness of the titanium film, or may be formed smaller.
상기에서 과황산염은 구리계 금속막을 식각하는 주성분이다. 과황산염의 구체적인 예로는 과황산칼륨(K2S2O8), 과황산나트륨(Na2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.The persulfate is the main component for etching the copper-based metal film. Specific examples of the persulfate include potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ) and ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) They may be used alone or in combination of two or more.
상기 과황산염의 함량은 조성물 총중량을 기준으로 0.5 내지 20중량%인 것이 바람직하다. 과황산염의 함량이 0.5중량% 미만이면 구리계 금속의 식각이 되지 안되거나 식각속도가 아주 느리고, 20중량%를 초과할 경우에는 식각속도가 전체적으로 빨라지기 때문에 공정을 컨트롤하는 것이 어려워진다.The content of the persulfate is preferably 0.5 to 20% by weight based on the total weight of the composition. If the content of persulfate is less than 0.5% by weight, etching of the copper-based metal may not be performed or the etching rate may be very slow. If the content of the persulfate is more than 20% by weight, the etching speed may be accelerated.
상기 용액 내에서 플루오르 이온이 해리되는 화합물은 티타늄계 금속막을 식각하는 주성분이면서, 식각시 발생할 수 있는 잔사를 제거하여 주는 역할을 한다. 상기 용액 내에서 플루오르 이온이 해리되는 화합물로는, 특별한 한정 없이, 용액 내에서 플루오르 이온 또는 다원자 플루오르 이온이 해리되는 화합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨(potassium fluoride) 등과 이들의 중불화 화합물 즉, 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 중불화나트륨(sodium bifluoride), 중불화칼륨(potassium bifluoride) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.The compound in which the fluorine ions are dissociated in the solution is a main component that etches the titanium-based metal film, and removes residues that may be formed during etching. As the compound in which the fluorine ion is dissociated in the solution, a compound capable of dissociating the fluorine ion or the polyatomic fluorine ion in the solution can be used without any particular limitation. Preferred examples thereof include ammonium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride and the like, and their intermediate compounds such as ammonium bifluoride, sodium bifluoride, potassium bisulfite, potassium bifluoride, etc. These may be used singly or in combination of two or more.
상기 용액 내에서 플루오르 이온이 해리되는 화합물의 함량은 조성물 총중량 을 기준으로 0.01 내지 2.0 중량%인 것이 바람직하며, 0.01 중량% 미만인 경우 티타늄계 금속막의 식각속도가 저하되어 잔사가 발생 할 수 있으며, 2.0중량%를 초과하게 되면 기판(Glass 등)과 절연막(실리콘막 등)에 손상을 일으킬 수 있다.The amount of the compound in which the fluorine ions are dissociated in the solution is preferably 0.01 to 2.0 wt% based on the total weight of the composition, and when it is less than 0.01 wt%, the etch rate of the titanium- If it exceeds this weight percentage, it may cause damage to the substrate (glass or the like) and the insulating film (silicon film, etc.).
상기 하나 이상의 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 시클로헥실아민 화합물은 과황산염의 분해 속도를 늦추는 역할을 한다. 상기 하나 이상의 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 시클로헥실아민 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식1로 표시되는 화합물을 들 수 있다.The cyclohexylamine compound substituted or unsubstituted with at least one straight or branched alkyl group of C1 to C4 serves to slow the decomposition rate of the persulfate. Specific examples of the cyclohexylamine compound substituted or unsubstituted with at least one straight or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include compounds represented by the following formula (1).
[화학식1][Chemical Formula 1]
상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이다.Wherein R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a C 1 -C 4 straight or branched chain alkyl group.
상기에서 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다.Examples of the straight-chain or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl and tert-butyl.
상기 하나 이상의 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 시클로헥실아민 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5.0 중량%인 것이 바람직하며, 0.01 중량% 미만인 경우 과산화수소수의 분해 속도 억제력이 낮아지고, 5.0 중량%를 초과하는 경우 식각 속도가 느려지게 되는 단점이 있다.The content of the cyclohexylamine compound substituted or unsubstituted by at least one C1 to C4 linear or branched alkyl group is preferably 0.01 to 5.0% by weight based on the total weight of the composition, and when it is less than 0.01% by weight, decomposition of hydrogen peroxide The rate of restraining force is lowered, and when it exceeds 5.0 wt%, the etching rate is slowed down.
상기 물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 물의 비저항 값(즉, 물속에 이온이 제거된 정도)이 18㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이 좋다. The water is not particularly limited, but deionized water is preferred. More preferably, it is preferable to use deionized water having a resistivity value of water (i.e., the degree of removal of ions in water) of 18 M? / Cm or more.
본 발명에 따른 식각액 조성물에 대해서는 전술한 성분 이외에 글리콜에테르류 화합물을 포함할 수 있다. 글리콜에테르류 화합물은 시클로헥실아민의 과황산염 안정화 효과를 보조하는 역할을 하며, 동시에 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. The etchant composition according to the present invention may contain a glycol ether compound in addition to the components described above. The glycol ether compound plays a role in assisting the stabilization effect of the persulfate of cyclohexylamine and at the same time the surface tension is lowered and the uniformity of the etching is increased.
글리콜에테르류의 구체적인 예로는 글리세롤(glycerol), 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG), 디에틸렌글리콜(DEG), 트리에틸렌글리콜(TEG), 디프로필렌글리콜(DPG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.Specific examples of the glycol ethers include glycerol, ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG), dipropylene glycol (DPG), polyethylene glycol , Polypropylene glycol (PPG), etc. These may be used singly or in combination of two or more.
상기 글리콜에테르류 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 4중량%인 것이 바람직하며, 0.01중량% 미만인 경우 식각 균일성이 저하되고, 4중량% 이상이면 거품이 많이 발생되는 단점이 있다.The content of the glycol ether compound is preferably 0.01 to 4% by weight based on the total weight of the composition. If the content is less than 0.01% by weight, the etching uniformity is lowered. If the content is more than 4% by weight,
본 발명에 따른 식각액 조성물에는 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제로는 금속 이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등이 사용될 수 있다. In addition to the above-mentioned components, conventional additives may be further added to the etchant composition according to the present invention. Metal ion sequestrants and corrosion inhibitors may be used as additives.
본 발명에서 사용되는 과황산염, 용액 내에서 플루오르 이온이 해리되는 화합물, 하나 이상의 C1~C4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환 또는 비치환된 시클로헥실아민 화합물은 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조 가능하고, 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.The persulfate used in the present invention, the compound in which the fluorine ion is dissociated in the solution, and the cyclohexylamine compound substituted or unsubstituted with at least one straight or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms can be prepared by a conventionally known method And has purity for semiconductor processing.
본 발명에 따른 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막의 식각액 조성물은 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막 이루어진 액정표시장치의 게이트 전극 및 게이트 배선, 데이터 전극 및 데이터 배선을 일괄 식각할 수 있다.The etchant composition of the double-layer film made of the copper-based metal film and the titanium-based metal film according to the present invention is characterized in that the gate electrode and the gate wiring, the data electrode, and the data wiring of the liquid crystal display device made of the double- It can be etched in batch.
또한, 본 발명은,Further, according to the present invention,
Ⅰ) 기판 상에 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 형성하는 단계;(I) forming a double layer of a copper-based metal film and a titanium-based metal film on a substrate;
Ⅱ) 상기 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및II) selectively leaving a photoreactive material on the bilayer made of the copper-based metal film and the titanium-based metal film; And
Ⅲ) 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 식각하는 단계를 포함하는 구리계 금속막의 식각방법에 관한 것이다.III) A method for etching a copper-based metal film including etching the double-layer film made of the copper-based metal film and the titanium-based metal film using the etchant composition of the present invention.
본 발명의 식각방법에서, 상기 광반응 물질은 통상적인 포토레지스트 물질인 것이 바람직하며, 통상적인 노광 및 현상 공정에 의해 선택적으로 남겨질 수 있다.In the etching method of the present invention, the photoreactive material is preferably a conventional photoresist material, and may be selectively left by conventional exposure and development processes.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;a) forming a gate wiring on the substrate;
b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
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) 단계에서는 기판 상에 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 형성한 후, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하고, 상기 d) 단계에서는 구리계 금속막과 티타늄계 금속막으로 이루어진 이중막을 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 double layer film made of a copper-based metal film and a titanium-based metal film is formed on a substrate, and then a gate wiring is formed by etching with the etchant composition of the present invention. In the step d) And forming source and drain electrodes by etching with the etchant composition of the present invention after forming a double layer of a metal film.
상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다. The array substrate for a liquid crystal display may be a thin film transistor (TFT) array substrate.
이하에서 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기의 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1 및 비교예1: 식각액 조성물의 제조 및 식각특성 평가Example 1 and Comparative Example 1: Preparation of etching composition and evaluation of etching characteristics
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 실시예 1 및 비교예 1의 식각액 조성물을 제조하였다. 그리고, 그 식각액 조성물을 이용하여 Cu/Ti 이중막의 식각공정을 수행하였다.The etchant compositions of Example 1 and Comparative Example 1 were prepared according to the compositions shown in Table 1 below. Then, the etch process of the Cu / Ti bilayer was performed using the etchant composition.
<식각특성평가><Evaluation of etching characteristics>
분사식 식각 방식의 실험장비(제조사: SEMES사, 모델명: ETCHER(TFT)) 내에 실시예1 내지 비교예1의 식각액 조성물을 넣고 온도를 25℃로 세팅하여 가온하였다. 그 후, 온도가 30±0.1℃에 도달한 후, 식각 공정을 수행하였다. 시편을 넣고 분사를 시작하여 식각이 다 되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風) 건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토 레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경(SEM; 제조사: HITACHI사, 모델명: S-4700)을 이용하여 잔사 여부 및 식각 특성을 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The etchant compositions of Examples 1 to 1 were placed in an experimental apparatus of a spray-type etching method (manufacturer: SEMES, model name: ETCHER (TFT)) and the temperature was set to 25 DEG C and the temperature was increased. Thereafter, after the temperature reached 30 +/- 0.1 DEG C, the etching process was performed. When the etching was completed, the specimen was injected. After the etching was completed, the substrate was rinsed with deionized water, dried using a hot air drying apparatus, and photoresist was removed using a photoresist (PR) stripper. After washing and drying, residue and etching characteristics were evaluated using an electron microscope (SEM; manufacturer: HITACHI, model: S-4700). The results are shown in Table 1 below.
<안정성 평가><Evaluation of stability>
상기 식각특성평가를 수행한 실시예1 내지 비교예1의 식각액을 보관하면서 상기 처음 식각을 수행한 날로부터 각각 3일, 7일, 15일이 지난 후에 기판을 1매씩 식각하여 저장 안정성을 평가하였다. 제조된 식각액 조성물을 장기 보관하여 식각특성 평가를 반복 시행함으로써, 장기 보관에 따른 식각성능의 변화를 평가하였다.After three days, seven days, and fifteen days from the day of performing the first etching while storing the etchant of Examples 1 to Comparative Example 1, the substrates were etched one by one to evaluate storage stability . The etch characteristics of the prepared etchant composition were evaluated by repeatedly evaluating the etch characteristics.
상기 표1의 평가결과에 나타난 바와 같이, 시클로헥실아민 화합물이 포함되지 않은 식각액(비교예1)과 비교하여 시클로헥실아민 화합물이 포함된 본 발명의 식각액(실시예1)은 저장 안정성이 우수하게 확보됨을 확인할 수 있었다.As shown in the evaluation results of Table 1, the etching solution of the present invention (Example 1) containing a cyclohexylamine compound as compared with the etching solution containing no cyclohexylamine compound (Comparative Example 1) It can be confirmed that it is secured.
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