KR102368367B1 - 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판 - Google Patents
구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102368367B1 KR102368367B1 KR1020180030230A KR20180030230A KR102368367B1 KR 102368367 B1 KR102368367 B1 KR 102368367B1 KR 1020180030230 A KR1020180030230 A KR 1020180030230A KR 20180030230 A KR20180030230 A KR 20180030230A KR 102368367 B1 KR102368367 B1 KR 102368367B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- copper
- film
- etchant composition
- based metal
- metal film
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 71
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 61
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 52
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 claims abstract description 21
- CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M potassium bisulfate Chemical compound [K+].OS([O-])(=O)=O CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 20
- 229910000343 potassium bisulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 94
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 17
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- -1 azole compound Chemical class 0.000 claims description 11
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GVSNQMFKEPBIOY-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2h-triazole Chemical compound CC=1C=NNN=1 GVSNQMFKEPBIOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- ZPAFFJIMTMCCGW-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-1H-imidazole Chemical compound C(C)C=1NC=CN1.C(C)C=1NC=CN1 ZPAFFJIMTMCCGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2h-benzotriazole Chemical compound CC1=CC=CC2=NNN=C12 CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZAOSVPLMYOIGOB-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-1H-imidazole Chemical compound CC=1N=CNC1.CC=1N=CNC1 ZAOSVPLMYOIGOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KSMBRKYAGMDASJ-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-2H-tetrazole Chemical compound CC1=NN=NN1.CC1=NN=NN1 KSMBRKYAGMDASJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YAYBGLGVGDKXOQ-UHFFFAOYSA-N C(CC)C=1NC=CN1.C(CC)C=1NC=CN1 Chemical compound C(CC)C=1NC=CN1.C(CC)C=1NC=CN1 YAYBGLGVGDKXOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VLOKWHLBKCYQGA-UHFFFAOYSA-N NC=1NC=CN1.NC=1NC=CN1 Chemical compound NC=1NC=CN1.NC=1NC=CN1 VLOKWHLBKCYQGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- WOHOXHYMCWWJJH-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1.CC1=NC=CN1 WOHOXHYMCWWJJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 4
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XZGLNCKSNVGDNX-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-2h-tetrazole Chemical compound CC=1N=NNN=1 XZGLNCKSNVGDNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N copper molybdenum Chemical compound [Cu].[Mo] WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-L iminodiacetate Chemical compound [O-]C(=O)CNCC([O-])=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZPZCREMGFMRIRR-UHFFFAOYSA-N molybdenum titanium Chemical compound [Ti].[Mo] ZPZCREMGFMRIRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003851 azoles Chemical class 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003352 sequestering agent Substances 0.000 description 1
- 230000021148 sequestering of metal ion Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
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
- 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
-
- 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
- C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
-
- H01L27/3262—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
- H01L29/78618—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
- H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
- H10K59/1213—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geometry (AREA)
- Weting (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
본 발명은 과산화수소, 아졸계 화합물, 구연산, 다가알코올형 계면활성제, 황산수소칼륨, 알라닌 및 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물, 이를 사용하는 구리계 금속막의 식각방법, 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
Description
본 발명은 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법, 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
반도체 장치에서 기판 위에 금속 배선을 형성하는 과정은 통상적으로 스퍼터링 등에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정 및 식각공정에 의한 단계로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정 공정 등을 포함한다. 이러한 식각공정은 포토레지스트를 마스크로하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식식각 또는 식각액 조성물을 이용하는 습식식각이 사용된다.
이러한 반도체 장치에서, 최근 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있다. 왜냐하면 저항이 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display)의 경우 패널 크기 증가와 고해상도 실현이 기술개발에 관건이 되고 있기 때문이다. 따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저저항의 물질개발이 필수적이다. 따라서, 저저항 금속막으로서 구리막 및 구리 몰리브덴막 등의 구리계 금속막과 그에 대한 식각액 조성물이 많이 사용되고 있다.
그런데, 현재까지 알려진 구리계 식각액 조성물들은 사용자가 요구하는 성능을 충족시키지 못하고 있다. 예컨대, 기존의 과산화수소 및 함불소 화합물을 포함하는 구리막 식각액을 이용하여 다층 금속막을 식각하는 경우, 용해되는 금속이온의 농도가 증가할수록 과산화수소에 의한 구리층의 식각 속도와 함불소 화합물에 의한 몰리브덴 합금층의 식각 속도에 차이가 발생하고, 전기효과의 영향으로 두 금속층이 접합되어 있는 계면에 대한 변형이 발생하여 식각특성이 양호하지 못하다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0090538호는 A)과산화수소(H2O2), B)유기산, C)인산염 화합물, D)수용성 시클릭아민 화합물, E)한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, F)함불소 화합물, G)다가알콜형 계면활성제, 및 H)물 을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기와 같은 종래의 식각액 조성물은 위에서 하부 테일발생 및 잔막발생, 식각 진행 중 발열 등 종래 기술의 문제점을 충분히 해소하고 있지 못하며, 특히, Mo-Ti/Cu/Mo-Ti 막의 식각 시 상부 팁(tip)이 발생하며, 함불소 화합물을 포함으로써 구리계 금속막의 하부에 형성되는 산화물반도체층의 손상(damage)을 야기하는 단점을 갖는다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0051502호에는 구리 몰리브덴 금속막을 식각하는 식각용액이 개시되어 있으나, 처리매수가 증가 함에 따라 식각 성능이 저하되면서 EPD, 사이드 에치(side etch), 테이퍼 각(taper angle) 변동량이 증가되는 현상 및 Dry공정 후 Pad부 배선 직진성이 떨어지는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 종래 기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명은 게이트 전극 및 게이트 배선, 소스/드레인 전극 및 데이터 배선의 일괄 식각이 가능한 구리계 금속막 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 하부에 형성되는 산화물반도체층의 손상을 방지하고, 처리매수가 증가함에 따라 식각성능이 저하를 방지하여, 테이퍼 각(taper angle) 및 사이트 에치(side etch) 변화를 방지할 수 있는 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하는 박막 트렌지스터 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
과산화수소, 아졸계 화합물, 구연산, 다가알코올형 계면활성제, 황산수소칼륨, 알라닌 및 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은,
(1) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
(2) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
(3) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함하는 구리계 금속막의 식각방법을 제공한다.
또한, 본 발명은,
a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계,
b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계,
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계,
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리계 금속막을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며,
상기 식각액 조성물은 과산화수소, 아졸계 화합물, 구연산, 다가알코올형 계면활성제, 황산수소칼륨, 알라닌 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은,
본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
본 발명의 식각액 조성물은 게이트 전극 및 게이트 배선, 소스/드레인 전극 및 데이터 배선의 일괄 식각이 가능하며, 황산수소칼륨 및 알라닌을 동시에 포함함으로써 하부막인 산화물반도체층의 손상을 야기하지 않고, 처리매수 증가로 인한 식각 성능 저하를 방지하여 테이퍼 각 및 사이트 에치 변동을 방지할 수 있는 우수한 식각 특성을 제공한다.
그러므로 상기 식각액 조성물은 고해상도 구현을 위하여 사용될 수 있는 기판의 식각에 유용하게 사용될 수 있다.
이하에서 본 발명을 더 자세히 설명한다.
본 발명은 과산화수소, 아졸계 화합물, 구연산, 다가알코올형 계면활성제, 황산수소칼륨, 알라닌 및 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물 에 관한 것으로, 황산수소칼륨 및 알라닌을 함께 사용하는 경우에 하부막인 산화물반도체층의 손상을 야기하지 않고, 처리매수 증가로 인한 식각 성능 저하를 방지하여 테이퍼 각(taper angle) 및 사이트 에치(side etch) 변동을 방지할 수 있음을 실험적으로 확인하여 본 발명을 완성하였다.
상기 구리계 금속막은 막의 구성 성분 중에 구리(Cu)를 포함하는 것으로, 단일막 및 이중막 이상의 다층막을 포함하는 개념이다. 보다 상세하게 상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금(Cu alloy)의 단일막; 또는 상기 구리막 및 구리 합금막으로부터 선택되는 하나 이상의 막과 몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막을 포함하는 개념이다.
상기 단일막으로서 구리계 금속막은 구리(Cu)막 또는 구리를 주성분으로 하며 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 은(Ag), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 팔라듐(Pd), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta) 및 텅스텐(W) 등으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 구리 합금막 등을 들 수 있다.
또한, 다층막의 예로는 구리/몰리브덴(Mo)막, 구리/몰리브덴 합금막, 구리 합금/몰리브덴막, 구리 합금/몰리브덴 합금막 등의 2중막, 또는 몰리브덴/구리/몰리브덴 삼중막, 몰리브덴 합금/구리/몰리브덴 합금 삼중막, 몰리브덴 합금/구리 합금/몰리브덴 합금 삼중막 등을 들 수 있다. 특히, 본 발명의 식각액 조성물은 바람직하게는 구리 또는 구리 합금막/몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막에 적용될 수 있다.
또한, 상기 몰리브덴 합금막은 예컨대, 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 네오디늄(Nd), 및 인듐(In)으로부터 선택되는 1종 이상의 금속과 몰리브덴의 합금으로 이루어진 층을 의미하며, 바람직하게는 몰리브덴-티타늄 합금막일 수 있다.
이하에서 본 발명의 식각액 조성물의 구성성분에 대하여 자세히 설명한다.이하에서 본 발명을 더 자세히 설명한다.
A) 과산화수소(H2O2)
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 과산화수소(H2O2)는 구리계 금속막의 식각 속도에 영향을 주는 주산화제이다.
상기 과산화수소는 조성물 총 중량에 대하여, 15 내지 30.0 중량%, 바람직하게는 18.0 내지 25.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 구리계 금속막이 식각되지 않거나 식각 속도가 느려 충분한 식각이 이루어지기 어려우며, 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 전체적인 식각 속도가 빨라져 공정 컨트롤이 어려운 문제점이 있다.
B) 아졸화합물
상기 아졸화합물은 구리계 금속막의 식각속도를 조절하며, 패턴의 시디로스(CD Loss)를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다.
상기 아졸화합물은 아미노테트라졸(aminotetrazole), 벤조트리아졸 (benzotriazole), 톨릴트리아졸(tolyltriazole), 피라졸(pyrazole), 피롤(pyrrole), 이미다졸(imidazole), 2-메틸이미다졸(2-methylimidazole), 2-에틸이미다졸(2-ethylimidazole), 2-프로필이미다졸(2-propylimidazole), 2-아미노이미다졸(2-aminoimidazole), 4-메틸이미다졸(4-methylimidazole), 4-에틸이미다졸(4-ethylimidazole), 메틸트리아졸(methyltriazole), 메틸테트라졸(methyltetrazole) 및 4-프로필이미다졸(4-propylimidazole)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 아졸계 화합물을 선택적으로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 메틸테트라졸을 사용할 수 있다.
상기 아졸화합물은 조성물 총 중량에 대하여, 0.05 내지 2.0 중량%로 포함되고, 바람직하게는 0.1 내지 1.0중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 구리계 금속막에 대한 식각 속도가 증가하여 과도한 시디로스가 발생될 수 있으며, 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 구리계 금속막의 식각 속도가 저하되어 식각 잔사가 발생될 수 있다.
C) 구연산
상기 구연산은 처리매수 향상제로서 구리계 금속막의 처리매수를 높이는 역할을 한다. 기존에 사용되고 있는 유기산 중 IDA(imino diacetate)류는 구리계 금속막의 식각시 처리매수 향상을 위한 필수 요소였지만, 자체 분해 경시가 있어 시간이 지날수록 처리매수가 감소하는 현상이 발생한다. 또한 기존의 구리계 금속막의 식각에 유기산이 사용된 예가 있으나, 모든 유기산이 처리매수 향상에 기여하는 것은 아니며, 구연산만이 구리계 금속막의 식각에 있어서 처리매수를 증가시켜주는 효과를 나타낸다.
상기 구연산은 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 10 중량%로 포함되고, 바람직하게는 2 내지 7 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 구리계 금속막에 대한 식각 속도가 저하되어 식각 잔사가 발생될 수 있고, 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 식각 속도가 증가하여 구리계 금속막의 과식각을 초래할 수 있다.
D) 다가알코올형 계면활성제
상기 다가알코올형 계면활성제는 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. 또한, 상기 다가알코올형 계면활성제는 구리막을 식각한 후 식각액에 녹아 나오는 구리 이온을 둘러 쌈으로서 구리이온의 활동도를 억제하여 과산화수소의 분해 반응을 억제하게 된다. 이와 같이 구리 이온의 활동도를 낮추게 되면 식각액을 사용하는 동안 안정적으로 공정을 진행 할 수 있게 된다.
상기 다가올코올형 계면활성제로는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있고, 바람직하게는 트리에틸렌글리콜을 사용할 수 있다.
상기 다가알코올형 계면활성제의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 5 중량%로 포함되고, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량% 범위로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 식각 균일성이 저하되고 과산화수소의 분해가 가속화 되는 문제점이 생길 수 있으며, 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 거품이 많이 발생되어 식각 특성이 저하 될 수 있다.
E) 황산수소칼륨
상기 황산수소칼륨은 구리계 금속막의 식각 속도를 조절하는 역할을 하며, 하기 알라닌과 함께 사용됨으로써 식각액의 처리매수 경시 변화에 따른 테이퍼 각(taper angle) 및 사이트 에치(side etch) 변동량을 최소화하여 공정 마진을 높여준다.
상기 황산수소칼륨은 조성물 총 중량에 대하여, 0.01 내지 3.0 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 구리 식각 속도가 느려지고, 알라닌과 함께 사용 할 때 테이퍼 각 및 사이트 에치 변동량이 큰 문제가 발생하며, 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 구리 식각 속도가 빨라져 배선 단락현상이 발생한다.
F) 알라닌
상기 알라닌은 하부막인 산화물반도체층의 보호 및 식각액의 처리매수 증가의 역할을 하며, 상기 황산수소칼륨과 함께 사용됨으로써 식각액의 처리매수 경시 변화에 따른 테이퍼 각 및 사이트 에치 변동량을 최소화하여 공정 마진을 높여준다.
상기 알라닌은 조성물 총 중량에 대하여, 0.01 내지 3.0 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 식각액으로부터 반도체층을 보호하지 못하며, 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 반도체층에 흡착하여 소자특성에 문제를 유발시킬 수 있다.
또한, 상기 황산수소칼륨과 알라닌은 1 : 1 내지 5의 중량비로, 바람직하게는 1 : 2 내지 4의 중량비로, 가장 바람직하게는 1 : 3의 중량비로 포함된다. 황산수소칼륨과 알라닌이 상술한 중량비로 포함되는 경우, 식각액의 처리 매수 경시 변화에 따른 테이퍼 각 및 사이트 에치 변동량을 최소화하는 상기 특성을 최대화시킬 수 있다.
G) 물
본 발명의 구리계 금속막 식각액 조성물에 포함되는 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량으로 포함된다. 상기 물은 특별히 한정하지 않으나, 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 물은 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항값이 18 ㏁·㎝ 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제로는 금속 이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 각 구성성분은 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조가 가능하며, 본 발명의 식각액 조성물은 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 이용한 구리계 금속막의 식각방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명의 식각액 조성물을 이용한 구리계 금속막의 식각방법은
(1) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
(2) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
(3) 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함한다.
상기 광반응 물질은 통상적인 포토레지스트 물질인 것이 바람직하며, 통상적인 노광 및 현상 공정에 의해 선택적으로 남겨질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명의 식각액 조성물을 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법은
a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계,
b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계,
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계,
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리계 금속막을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며,
상기 식각액 조성물은, 과산화수소, 아졸계 화합물, 구연산, 다가알코올형 계면활성제, 황산수소칼륨, 알라닌 및 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 디스플레이 표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다.
본 발명은 또한,
상기 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되지 않으며, 다양하게 수정 및 변경될 수 있다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해질 것이다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7: 식각액 조성물 제조
하기 표 1에 나타낸 조성 및 함량에 따라 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7 각각의 식각액 조성물 180㎏을 제조하였다.
[표 1]
(단위: 중량%)
MTZ: 5-메틸테트라졸
TEG: 트리에틸렌글리콜
PHS: 황산수소칼륨
SA: sulfamic acid
APS: ammonium persulfate
FA: formic acid
MA: malonic acid
GA: glycolic acid
실험예: 식각액 조성물의 특성 평가
유리기판(100㎜Ⅹ100㎜) 상에 산화물 반도체층(IGZO), 몰리브덴-티타늄 합금막(MoTi)층 및 구리막을 순차적으로 증착하여 구리계 금속막을 형성시킨 뒤, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통하여 상기 기판 상에 소정의 패턴을 가진 포토레지스트가 형성되도록 하였다. 그 후 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물 각각을 사용하여 상기 구리계 금속막에 대한 식각 공정을 실시하였다.
분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사)를 이용하였고, 식각 공정시 식각액 조성물의 온도는 약 30℃ 내외로 하였다. 식각 시간은 100 내지 100초 정도로 진행하였으며, 상기 식각 공정에서 식각된 구리계 금속막의 프로파일의 단면은 SEM(Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사하였고, 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
[표 2]
<식각 프로파일 평가 기준>
○: 테이퍼 각이 35° 이상 내지 60° 미만,
△: 테이퍼 각이 30°이상 내지 35°미만 또는 60°이상 내지 65°이하,
×: 테이퍼 각이 30°이하 또는 65°초과,
Unetch: 식각 안 됨
<식각 직진성 평가 기준>
○: 패턴이 직선으로 형성됨,
△: 패턴에 곡선 형태가 20% 이하임,
×: 패턴에 곡선 형태가 20% 초과임,
Unetch: 식각 안 됨
<IGZO Damage 평가기준>
○: 좋음,
△: 보통,
×: 나쁨
상기 표 2의 결과로부터 확인되는 바와 같이, 황산수소칼륨과 알라닌을 동시에 포함하는 실시예 1 내지 4의 식각액 조성물은 모두 구리계 금속막에 대해 양호한 식각 특성을 나타내었다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 식각액 조성물은 2.5 내지 3.8°의 Taper Angle 변동량, 0.08 내지 0.10㎛의 Side Etch 변동량 및 6000ppm의 Cu/MoTi 막에 대한 처리매수를 나타내어, 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물 대비 현저히 향상된 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.
또한 IGZO Damage 평가에서, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 식각액 조성물을 사용하는 경우 하부 산화막인 IGZO의 손상(damage)이 발생되지 않은 반면, 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물을 사용하는 경우에는 하부 산화막인 IGZO의 손상이 발생됨을 확인할 수 있었다.
Claims (12)
- 과산화수소, 아졸계 화합물, 구연산, 다가알코올형 계면활성제, 황산수소칼륨, 알라닌 및 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 구리계 금속막의 식각액 조성물 총 중량에 대하여, 과산화수소 15.0 내지 30.0 중량%, 아졸계 화합물 0.05 내지 2.0 중량%, 구연산 1.0 내지 10.0 중량%, 다가알코올형 계면활성제 0.001 내지 5.0 중량%, 황산수소칼륨 0.01 내지 3.0 중량%, 알라닌 0.01 내지 3.0 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 황산수소칼륨과 알라닌은 1 : 1 내지 5의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 아졸계 화합물은 아미노테트라졸(aminotetrazole), 벤조트리아졸 (benzotriazole), 톨릴트리아졸(tolyltriazole), 피라졸(pyrazole), 피롤(pyrrole), 이미다졸(imidazole), 2-메틸이미다졸(2-methylimidazole), 2-에틸이미다졸(2-ethylimidazole), 2-프로필이미다졸(2-propylimidazole), 2-아미노이미다졸(2-aminoimidazole), 4-메틸이미다졸(4-methylimidazole), 4-에틸이미다졸(4-ethylimidazole), 메틸트리아졸(methyltriazole), 메틸테트라아졸(methyltetrazole) 및 4-프로필이미다졸(4-propylimidazole)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 다가알코올형 계면활성제는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금의 단일막; 또는 구리막 및 구리 합금막 중에서 선택되는 하나 이상의 막과, 몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물. - (1) 기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;
(2) 상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
(3) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 식각액 조성물을 사용하여 상기 구리계 금속막을 식각하는 단계를 포함하는 구리계 금속막의 식각방법. - a) 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계,
b) 상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계,
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계,
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리계 금속막을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며,
상기 식각액 조성물은 과산화수소, 아졸계 화합물, 구연산, 다가알코올형 계면활성제, 황산수소칼륨, 알라닌 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 디스플레이 표시장치용 어레이 기판이 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 식각액 조성물은, 식각액 조성물 총 중량에 대하여 과산화수소 15.0 내지 30.0 중량%, 아졸계 화합물 0.05 내지 2.0 중량%, 구연산 1.0 내지 10.0 중량%, 다가알코올형 계면활성제 0.001 내지 5.0 중량%, 황산수소칼륨 0.01 내지 3.0 중량%, 알라닌 0.01 내지 3.0 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 식각액 조성물은, 상기 황산수소칼륨과 알라닌이 1 : 1 내지 5의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 디스플레이 표시장치용 어레이 기판.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180030230A KR102368367B1 (ko) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180030230A KR102368367B1 (ko) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190108773A KR20190108773A (ko) | 2019-09-25 |
| KR102368367B1 true KR102368367B1 (ko) | 2022-02-28 |
Family
ID=68068334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180030230A KR102368367B1 (ko) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102368367B1 (ko) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100505328B1 (ko) | 2002-12-12 | 2005-07-29 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 구리 몰리브덴막에서 몰리브덴 잔사를 제거할 수 있는식각용액 및 그 식각 방법 |
| KR101539765B1 (ko) * | 2008-09-02 | 2015-07-28 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법 |
| KR101529733B1 (ko) | 2009-02-06 | 2015-06-19 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
| KR101960342B1 (ko) * | 2013-02-28 | 2019-03-21 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물, 이를 이용한 배선 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법 |
| KR101924213B1 (ko) * | 2013-03-28 | 2018-11-30 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
| KR101517013B1 (ko) * | 2013-10-02 | 2015-05-04 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 구리 및 몰리브덴 함유 막의 식각액 조성물 |
| KR102269327B1 (ko) * | 2015-03-19 | 2021-06-25 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
-
2018
- 2018-03-15 KR KR1020180030230A patent/KR102368367B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190108773A (ko) | 2019-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102293674B1 (ko) | 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR101951045B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102293675B1 (ko) | 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102265890B1 (ko) | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR20220119564A (ko) | 구리계 금속막 및 금속 산화물막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
| KR102269327B1 (ko) | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102603630B1 (ko) | 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR101939842B1 (ko) | 금속 배선 형성방법 | |
| KR102323941B1 (ko) | 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102459685B1 (ko) | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이용 어레이 기판의 제조방법, 및 디스플레이용 어레이 기판 | |
| KR102368367B1 (ko) | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판 | |
| KR102505196B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102368365B1 (ko) | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법, 및 박막 트랜지스터 어레이 기판 | |
| KR102282958B1 (ko) | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102343735B1 (ko) | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이용 어레이 기판의 제조방법, 및 디스플레이용 어레이 기판 | |
| KR102362555B1 (ko) | 구리계 금속막용 식각 조성물 | |
| KR102412334B1 (ko) | 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102459681B1 (ko) | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법, 및 액정표시장치용 어레이 기판 | |
| KR102281191B1 (ko) | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102282957B1 (ko) | 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102265898B1 (ko) | 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102269325B1 (ko) | 몰리브덴 함유 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시 장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR20130018531A (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102642371B1 (ko) | 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
| KR102368974B1 (ko) | 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 어레이 기판의 제조방법 |
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 |