KR20160112470A - 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 - Google Patents
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-
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Abstract
본 발명은 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 식각액 조성물은 액정표시장치용 어레이 기판의 제조시, 구리계 금속막을 일괄적으로 식각할 수 있으며, 식각 프로파일이 우수하면서도 테이퍼 앵글 변화량이 ±5°이내인 것이 특징이다.
Description
본 발명은 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 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 마스크로 하여 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 패널크기 증가와 고해상도 실현이 기술개발에 관건이 되고 있기 때문이다. 따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저저항의 물질개발이 필수적이다. 따라서, 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.
이와 같은 배경하에서, 새로운 저저항 금속막으로서 구리막 및 구리 몰리브덴막 등의 구리계 금속막 및 이의 식각액 조성물에 대한 관심이 높으며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일례로, 대한민국 공개특허 제2010-0090538호에서는 과산화수소, 유기산, 인산염 화합물, 수용성 시클릭 아민 화합물, 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 함불소 화합물, 다가알코올형 계면활성제 및 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제시하고 있다. 그러나, 상기 식각액의 경우 후막 금속층 식각 시 처리매수경시변화에 따른 테이퍼 앵글 유지면에서 한계점을 가지고 있다.
본 발명은 식각 프로파일이 우수하면서도 테이퍼 앵글 변화량이 ±5°이내인 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 과산화수소, 불소화합물, 아졸화합물, 한 분자 내 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 주석산, 인산염 화합물, 다가알코올형 계면활성제, 황산염 화합물 및 물을 포함하며, 상기 황산염 화합물은 식각액 조성물 총 함량에 대하여 0.01 내지 5중량%로 포함되는 것인 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 식각액 조성물이 과산화수소 5 내지 30중량%, 불소화합물 0.01 내지 5중량%, 아졸화합물 0.1 내지 5중량%, 한 분자 내 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.5 내지 5중량%, 주석산 0.1 내지 5중량%, 인산염 화합물 0.1 내지 5중량%, 다가알코올형 계면활성제 0.001 내지 5중량%, 황산염화합물 0.01 내지 5중량%, 및 물 잔량을 포함할 수 있다.
다른 일 구현예는 불소화합물이 HF, NaF, NH4F, NH4BF4, NH4FHF, KF, KHF2, AlF3 및 HBF4로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 아졸화합물이 트리아졸(triazole)계 화합물, 아미노테트라졸(aminotetrazole)계 화합물, 피롤(pyrrole)계 화합물, 피라졸(pyrazol)계 화합물, 이미다졸(imidazole)계 화합물, 테트라졸(tetrazole)계 화합물, 펜타졸(pentazole)계 화합물, 옥사졸(oxazole)계 화합물, 이소옥사졸(isoxazole)계 화합물, 디아졸(thiazole)계 화합물 및 이소디아졸(isothiazole)계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이며, 상기 식각액 조성물은 아졸화합물로서 트리아졸계 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 알라닌, 아미노부티르산, 글루탐산, 글리신, 이미노디아세트산, 니트릴로트리아세트산 및 사르코신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 인산염 화합물이 인산나트륨(sodium phosphate), 인산칼륨(potassium phosphate) 및 인산암모늄(ammonium sulfate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 다가올코올형 계면활성제가 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 황산염 화합물이 황화 나트륨(Sodium Sulfate), 황화칼륨 (Potassium Sulfate), 황화암모늄(Ammonium Sulfate) 및 황산수소칼륨(Potassium Hydrogen Sulfate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 구리계 금속막이 구리 또는 구리 합금의 단일막; 또는 몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 막과 구리막 및 구리 합금막 중에서 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막인 것일 수 있다.
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 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 금속층을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며, 상기 식각액 조성물은, 과산화수소, 불소화합물, 아졸화합물, 한 분자 내 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 주석산, 인산염 화합물, 다가알코올형 계면활성제, 황산염 화합물 및 물을 포함하며, 상기 황산염 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
일 구현예는 액정표시장치용 어레이 기판이 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
본 발명의 식각액 조성물은 액정표시장치용 어레이 기판의 제조시, 구리계 금속막을 일괄적으로 식각할 수 있으며, 식각 프로파일이 우수하면서도 테이퍼 앵글 변화량이 ±5°이내인 것이 특징이다.
본 발명은 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 식각액 조성물은 일정 함량의 황산염 화합물을 포함함에 따라, 식각 프로파일이 우수하면서도 테이퍼 앵글이 일정하게 유지되는 것이 특징이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 과산화수소, 불소화합물, 아졸화합물, 한 분자 내 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 주석산, 인산염 화합물, 다가알코올형 계면활성제, 황산염 화합물 및 물을 포함하며, 상기 황산염 화합물은 식각액 조성물 총 함량에 대하여 0.01 내지 5중량%로 포함되는 것인 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 구리계 금속막은 막의 구성성분 중에 구리가 포함되는 것으로서, 구리 또는 구리 합금의 단일막; 및 구리막 및 구리 합금막 중에서 선택되는 하나 이상의 막과 몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막을 포함하는 개념이다.
또한, 상기 합금막이라 함은 질화막 또는 산화막도 포함하는 개념이다.
상기 다층막의 예로는, 구리/몰리브덴막, 구리/몰리브덴 합금막, 구리 합금/몰리브덴 합금막, 구리/티타늄막 등의 2중막, 또는 3중막을 들 수 있다. 상기 구리/몰리브덴막은 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리/몰리브덴 합금막은 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미하며, 구리 합금/몰리브덴 합금막은 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리 합금층을 포함하는 것을 의미하며, 상기 구리/티타늄막은 티타늄층과 상기 티타늄층 상에 형성된 구리층을 포함하는 것을 의미한다.
상기 몰리브덴 합금층은 예컨대, 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 네오디늄(Nd), 및 인듐(In) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속과 몰리브덴의 합금으로 이루어진 층을 의미한다.
특히, 본 발명의 식각액 조성물은 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막에 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명에서 후막(Cu) 금속층의 두께는 5000 Å이상인 것일 수 있다. 상기 후막의 경우 종래 공지된 식각액으로는 부식속도가 느려 공정 시간이 증가하게 되며, 이에 따라 후막 금속층의 두께가 5000 Å이상인 경우에는 적용이 불가하나, 본 발명의 식각액 조성물은 후막 금속층의 두께가 5000 Å이상이어도 적용이 가능한 것이 특징이다
이하, 본 발명의 식각액 조성물의 구성을 상세히 설명한다.
과산화수소
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 과산화수소(H2O2)는 몰리브덴층과 상기 몰리브덴층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리 몰리브덴막 또는 몰리브덴 합금층과 상기 몰리브덴 합금층 상에 형성된 구리층을 포함하는 구리 몰리브덴 합금막인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각에 영향을 주는 주산화제이며, 상기 과산화수소(H2O2)는 조성물 총 중량에 대하여, 5 내지 30.0 중량%, 바람직하게는 17 내지 25.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 구리계 금속막 및 몰리브덴 합금막의 식각력이 부족하여 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있으며, 30 중량%를 초과하여 포함될 경우, 구리 이온 증가에 따른 발열 안정성이 크게 감소할 수 있다.
불소화합물
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 불소화합물은 물에 해리되어 불소 이온을 낼 수 있는 화합물을 의미한다. 상기 불소화합물은 몰리브덴 합금막의 식각 속도에 영향을 주는 보조산화제이며, 몰리브덴 합금막의 식각 속도를 조절한다.
상기 불소화합물은 조성물 총 중량에 대하여, 0.01 내지 5.0 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 3.0 중량%로 포함된다. 상술한 범위 미만으로 포함되면, 몰리브덴 합금막의 식각 속도가 느려질 수 있다. 상술한 범위를 초과하여 포함되면, 몰리브덴 합금막의 식각 성능은 향상되지만, 식각 속도가 전체적으로 빨라지기 때문에 언더컷 현상이나 하부층(n+ a-Si:H, a-Si:G)의 식각 손상이 크게 나타날 수 있다.
상기 불소화합물은 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 하지만, 상기 불소화합물은 HF, NaF, NH4F, NH4BF4, NH4FHF, KF, KHF2, AlF3 및 HBF4로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, NH4F2가 보다 바람직하다.
아졸화합물
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 아졸화합물은 구리계 금속막의 식각 속도를 조절하며 패턴의 시디로스(CD Loss)를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다.
상기 아졸화합물은 조성물 총 중량에 대하여, 0.1 내지 5중량%으로 포함되고, 바람직하게는 0.5 내지 1.5중량%로 포함된다. 아졸화합물이 0.1중량% 미만으로 포함되면, 식각 속도가 빠르게 되어 시디로스가 너무 크게 발생될 수 있으며, 5중량% 초과하여 포함되면, 구리계 금속막의 식각 속도가 너무 느려지게 되어 상대적으로 금속산화물막의 식각 속도가 빨라지게 되므로 언더컷이 발생될 수 있다.
상기 아졸화합물은 트리아졸(Triazole)계 화합물을 필수적으로 포함하는 2종 이상의 화합물로 선택되어질 수 있다. 상기 아졸화합물은 조성물 중 트리아졸(Triazole)계 화합물을 포함하지 않으면 후막 구리금속층 식각시 처리매수에 따른 에칭 프로파일 변동을 제어할 수 없어 공정상의 마진을 감소시킬 수 있다.
상기 아졸화합물로는 예컨대, 트리아졸(triazole)계 화합물, 아미노테트라졸(aminotetrazole)계 화합물, 피롤(pyrrole)계 화합물, 피라졸(pyrazol)계 화합물, 이미다졸(imidazole)계 화합물, 테트라졸(tetrazole)계 화합물, 펜타졸(pentazole)계 화합물, 옥사졸(oxazole)계 화합물, 이소옥사졸(isoxazole)계 화합물, 디아졸(thiazole)계 화합물 및 이소디아졸(isothiazole)계 화합물 등을 들 수 있으며, 트리아졸(Triazole)계 화합물을 필수적으로 포함하는 2종 이상의 화합물로 선택되어 질 수 있다.
상기 트리아졸계 화합물은 일례로 트리아졸일 수 있다.
한 분자 내에
질소원자와
카르복실기를 갖는 수용성 화합물
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 식각액 조성물의 보관 시 발생할 수 있는 과산화수소수의 자체 분해 반응을 막아주고 많은 수의 기판을 식각할 시에 식각 특성이 변하는 것을 방지한다.
일반적으로 과산화수소수를 사용하는 식각액 조성물의 경우 보관시 과산화수소수가 자체 분해하여 그 보관기간이 길지가 못하고 용기가 폭발할 수 있는 위험요소까지 갖추고 있다. 그러나 상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물이 포함될 경우 과산화수소수의 분해 속도가 10배 가까이 줄어들어 보관기간 및 안정성 확보에 유리하다. 특히 구리층의 경우 식각액 조성물 내에 구리 이온이 다량 잔존할 경우에 패시베이션(passivation) 막을 형성하여 까맣게 산화된 후 더 이상 식각되지 않는 경우가 많이 발생할 수 있으나 상기 화합물을 첨가하였을 경우 이런 현상을 막을 수 있다.
상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물의 함량은 0.5 내지 5 중량%로 포함되고, 특히 바람직하게는 1 내지 3 중량% 범위로 포함된다. 상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우, 다량의 기판(약 500매)의 식각 후에는 패시베이션 막이 형성되어 충분한 공정 마진을 얻기가 어려워질 수 있다. 또한, 상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물의 함량이 5 중량% 초과할 경우, 몰리브덴 또는 몰리브덴합금의 식각속도는 느려지므로 구리 몰리브덴막 또는 구리 몰리브덴합금막의 경우 몰리브덴 또는 몰리브덴합금막의 잔사 문제가 발생할 수 있다.
상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 알라닌(alanine), 아미노부티르산 (aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 및 사르코신(sarcosine) 등을 들 수 있으며, 이미노디아세트산(iminodiacetic acid)이 가장 바람직하다.
주석산
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 주석산(Tartaric Acid)은 후막 구리 금속층 식각시 횡방향 에칭 속도를 제어하여 사이드 에칭양을 조절하는 역할을 한다. 주석산(Tartaric Acid)은 본 발명의 식각액 조성물에 존재하지 않으면 빠른 횡방향 식각속도로 인해 불량을 발생시킬 수 있다.
상기 주석산의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함되고, 특히 바람직하게는 0.3 내지 3 중량% 범위인 조성물로 포함된다. 상기 주석산(Tartric Acid)은 함량이 0.1중량% 미만일 경우, 빠른 횡방향 에칭속도로 인해 식각 프로파일이 불량하게 될 수 있다. 상기 주석산(Tartaric Aicd)은 5중량% 초과하는 경우에는 구리 또는 구리합금막, 또는 몰리브덴합급막의 횡방향 에칭속도가 너무 느려지는 문제가 발생될 수 있다.
인산염 화합물
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 인산염 화합물은 식각 프로파일을 양호하게 만들어주는 성분이다. 만약 상기 인산염 화합물이 본 발명의 식각액 조성물에 존재하지 않으면 부분적 과침식 현상이 발생할수 있다.
상기 인산염 화합물의 함량은 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함되고, 특히 바람직하게는 0.5 내지 3 중량% 범위인 조성물로 포함된다. 상기 인산염 화합물의 0.1중량% 범위 미만일 경우, 부분적 과침식 현상으로 인해 식각 프로파일이 불량하게 될 수 있다. 상기 인산염 화합물이 5중량% 초과하는 경우에는 구리 또는 구리합금막의 부식속도 감소 및 몰리브덴 또는 몰리브덴합금막의 식각속도가 느려지는 문제가 발생될 수 있다.
상기 인산염 화합물은 인산에서 수소가 알칼리 금속 혹은 알칼리 토금속으로 하나 또는 두 개 치환된 염에서 선택되는 것이면 특별히 한정하지 않으나, 제1인산암모늄(ammonium phosphate monobasic), 제1인산나트륨(sodium phosphate monobasic), 제1인산칼륨(potassium phosphate monobasic), 제2인산암모늄(ammonium phosphate dibasic), 제2인산나트륨(sodium phosphate dibasic) 및 제2인산칼륨(potassium phosphate dibasic) 등을 들 수 있다. 그리고 이중에서 제2인산암모늄(ammonium phosphate dibasic)이 가장 바람직하다.
다가알코올형
계면활성제
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 다가알코올형 계면활성제는 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. 또한, 상기 다가알코올형 계면활성제는 구리막을 식각한 후 식각액에 녹아져 나오는 구리 이온을 둘러 쌈으로서 구리이온의 활동도를 억제하여 과산화수소의 분해 반응을 억제하게 된다. 이렇게 구리 이온의 활동도를 낮추게 되면 식각액을 사용하는 동안 안정적으로 공정을 진행 할 수 있게 된다.
상기 다가알코올형 계면활성제의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 5중량%로 포함되고, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3중량% 범위로 포함된다. 상기 다가알코올형 계면활성제의 함량이 0.001중량% 미만인 경우, 식각 균일성이 저하되고 과산화수소의 분해가 가속화 되는 문제점이 생길 수 있다. 상기 다가알코올형 계면활성제의 함량이 5중량% 초과하면 거품이 많이 발생될 수 있다.
상기 다가알코올형 계면활성제는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)등을 들 수 있다. 그리고 이중에서 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol)이 바람직하다.
황산염 화합물
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 황산염 화합물은 처리매수가 증가함에 따라 변화하는 금속막의 각도인 테이퍼 앵글을 일정하게 유지시켜주는 역할을 한다. 이렇게 테이퍼 앵글을 일정하게 유지하게 되면 후속공정 시 발생 할 수 있는 증착 불량을 감소시켜 안정적으로 공정을 진행 할 수 있게 된다.
상기 황산염 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5.0 중량%로 포함되고, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3.0 중량% 범위로 포함된다. 상기 황산염 화합물 함량이 상술한 범위 미만인 경우, 처리매수 증가함에 따른 테이퍼 앵글의 변화량이 커지게 되는 문제점이 생길 수 있다. 상기 황산염 화합물의 함량이 상술한 범위 이상이면 설페이트(sulfate)에 의한 구리막의 에칭 속도가 빨라져 안정적인 공정을 진행 할 수 없게 될 수 있다.
상기 황산염 화합물은 황화 나트륨(Sodium Sulfate), 황화칼륨 (Potassium Sulfate), 황화암모늄(Ammonium Sulfate), 황산수소칼륨(Potassium Hydrogen Sulfate) 중에서 선택된 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량 포함된다. 상기 물은 특별히 한정하지 않으나, 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 물은 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항값이 18㏁·㎝ 이상인 탈이온수를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
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 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 금속층을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며, 상기 식각액 조성물은, 과산화수소, 불소화합물, 아졸화합물, 한 분자 내 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 주석산, 인산염 화합물, 다가알코올형 계면활성제, 황산염 화합물 및 물을 포함하며, 상기 황산염 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
상기 액정표시장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
이하, 본 발명을 실시예, 비교예 및 실험예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예, 비교예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명은 하기 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
실시예
1~2 및
비교예
1~3.
식각액
조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 조성 및 함량(중량%)으로 식각액 조성물 180kg을 제조하였다.
| 구 분 | H2O2 | ABF | 5-ATZ | 트리아졸 | IDA | 주석산 | NHP | TEG | KHSO4 |
| 실시예1 | 20 | 0.10 | 0.40 | 0.20 | 2.0 | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 1.0 |
| 실시예2 | 17 | 0.20 | 0.30 | 0.30 | 2.2 | 1.0 | 1.0 | 1.5 | 0.5 |
| 비교예1 | 20 | 0.10 | 0.40 | 0.20 | 2.0 | 0.5 | 0.5 | 1.5 | - |
| 비교예2 | 20 | 0.10 | 0.40 | 0.20 | 2.0 | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 0.005 |
| 비교예3 | 20 | 0.10 | 0.40 | 0.20 | 2.0 | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 7.0 |
* ABF: ammomium bifluoride
* 5-ATZ: 5-aminotetrazole
* IDA: iminodiacetic acid
* NHP: sodium phosphate monobasic
* TEG: triethylene glycol
실험예
.
식각특성
평가
실시예 1~2 및 비교예 1~3의 식각액 조성물을 각각 사용하여 식각 공정을 실시하였다. 분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사)를 이용하였고, 식각 공정시 식각액 조성물의 온도는 약 33℃ 내외로 하였다. 식각 시간은 식각 온도에 따라서 다를 수 있으나, LCD Etching 공정에서 통상 30 내지 80초 정도로 진행하였다. 상기 식각 공정에서 식각된 구리계 금속막의 프로파일을 단면 SEM(Hitachi사 제품, 모델명 S-4700)을 사용하여 검사하였고, 결과를 하기 표 2에 기재하였다. 식각공정에 사용된 구리계 금속막의 경우 Cu/Mo-Ti 5000/300Å 박막 기판을 사용하였다.
Cu 농도에 따른 테이퍼 앵글(°)변화량을 측정하였다. 테이퍼 앵글은 식각 후에 형성된 금속막의 각도, 즉 처리매수에 따른 테이퍼 앵글 변화량이 크면, 후속공정 진행 시 증착 불량을 유발하여 안정적인 공정을 진행 할 수 없게 되므로 테이퍼 앵글 변화량은 최소화 되는 것이 바람직하다. 본 평가에서는 처리매수에 따른 테이퍼 앵글 변화량이 ±5° 이내인 조건이 충족되는 경우에 식각액 조성물을 식각 공정에 계속 사용할 수 있는 것으로 정하고 실험을 실시하였고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
| 구 분 | 식각 프로파일 | 처리매수에 따른 테이퍼 앵글 변화량(°) (Cu 300~6000ppm) |
| 실시예1 | ○ | 3 |
| 실시예2 | ○ | 3 |
| 비교예1 | ○ | 10 |
| 비교예2 | ○ | 9 |
| 비교예3 | △ | 6 |
<식각 프로파일>
○: 좋음
△: 보통
Х: 나쁨
Unetch: 식각불가
표 2에 기재된 바와 같이, 실시예 1~2는 비교예 1~3과 비교하여 식각프로파일이 우수하면서도, 처리매수에 따른 테이퍼 앵글 변화량(°) 5 이내의 결과를 보였다.
Claims (12)
- 과산화수소, 불소화합물, 아졸화합물, 한 분자 내 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 주석산, 인산염 화합물, 다가알코올형 계면활성제, 황산염 화합물 및 물을 포함하며,
상기 황산염 화합물은 식각액 조성물 총 함량에 대하여 0.01 내지 5중량%로 포함되는 것인, 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
과산화수소 5 내지 30중량%,
불소화합물 0.01 내지 5중량%,
아졸화합물 0.1 내지 5중량%,
한 분자 내 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물 0.5 내지 5중량%,
주석산 0.1 내지 5중량%,
인산염 화합물 0.1 내지 5중량%,
다가알코올형 계면활성제 0.001 내지 5중량%,
황산염화합물 0.01 내지 5중량%, 및
물 잔량을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
불소화합물은 HF, NaF, NH4F, NH4BF4, NH4FHF, KF, KHF2, AlF3 및 HBF4로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 아졸화합물은 트리아졸(triazole)계 화합물, 아미노테트라졸(aminotetrazole)계 화합물, 피롤(pyrrole)계 화합물, 피라졸(pyrazol)계 화합물, 이미다졸(imidazole)계 화합물, 테트라졸(tetrazole)계 화합물, 펜타졸(pentazole)계 화합물, 옥사졸(oxazole)계 화합물, 이소옥사졸(isoxazole)계 화합물, 디아졸(thiazole)계 화합물 및 이소디아졸(isothiazole)계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이며,
상기 식각액 조성물은 아졸화합물로서 트리아졸계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 한 분자 내에 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물은 알라닌, 아미노부티르산, 글루탐산, 글리신, 이미노디아세트산, 니트릴로트리아세트산 및 사르코신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 인산염 화합물은 인산나트륨(sodium phosphate), 인산칼륨(potassium phosphate) 및 인산암모늄(ammonium sulfate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 다가올코올형 계면활성제는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 황산염 화합물은 황화 나트륨(Sodium Sulfate), 황화칼륨 (Potassium Sulfate), 황화암모늄(Ammonium Sulfate) 및 황산수소칼륨(Potassium Hydrogen Sulfate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금의 단일막; 또는
몰리브덴막, 몰리브덴 합금막, 티타늄막 및 티타늄 합금막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 막과 구리막 및 구리 합금막 중에서 선택되는 하나 이상의 막을 포함하는 다층막인 것인, 구리계 금속막의 식각액 조성물. - 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 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a)단계 또는 d)단계 중 적어도 하나는 상기 기판 상에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 금속층을 적층하는 단계, 및 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하며,
상기 식각액 조성물은, 과산화수소, 불소화합물, 아졸화합물, 한 분자 내 질소원자와 카르복실기를 갖는 수용성 화합물, 주석산, 인산염 화합물, 다가알코올형 계면활성제, 황산염 화합물 및 물을 포함하며, 상기 황산염 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 액정표시장치용 어레이 기판이 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법. - 청구항 1의 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선, 소스 전극 및 드레인 전극 중에서 하나 이상을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107988598A (zh) * | 2016-12-05 | 2018-05-04 | 东友精细化工有限公司 | 蚀刻液组合物和显示装置用阵列基板的制造方法 |
| KR20180110761A (ko) * | 2017-03-30 | 2018-10-11 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 어레이 기판의 제조방법 |
| CN109423648A (zh) * | 2017-09-04 | 2019-03-05 | 三星显示有限公司 | 蚀刻剂组合物及使用其制造金属图案和薄膜晶体管衬底的方法 |
| KR20190108773A (ko) * | 2018-03-15 | 2019-09-25 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판 |
| CN114075669A (zh) * | 2020-08-10 | 2022-02-22 | 东友精细化工有限公司 | 蚀刻剂组合物、布线形成方法及用于液晶显示装置的阵列基板的制造方法 |
| CN114075669B (zh) * | 2020-08-10 | 2024-06-21 | 东友精细化工有限公司 | 蚀刻剂组合物、布线形成方法及用于液晶显示装置的阵列基板的制造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040262569A1 (en) * | 2003-06-24 | 2004-12-30 | Lg.Philips Lcd Co., Ltd. | Etchant for etching double-layered copper structure and method of forming array substrate having double-layered copper structures |
| JP2010010706A (ja) * | 2009-10-07 | 2010-01-14 | Nitta Haas Inc | 金属膜研磨組成物および金属膜の研磨方法 |
| KR20100090538A (ko) | 2009-02-06 | 2010-08-16 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
| KR20110123025A (ko) * | 2010-05-06 | 2011-11-14 | 삼성전자주식회사 | 금속 배선 식각액 및 이를 이용한 금속 배선 형성 방법 |
| JP5036955B2 (ja) * | 2003-12-19 | 2012-09-26 | ニッタ・ハース株式会社 | 金属膜研磨組成物および金属膜の研磨方法 |
| KR20140108795A (ko) * | 2013-02-28 | 2014-09-15 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막 및 구리계 금속막과 금속산화물막의 적층막 식각액 조성물 및 이를 이용한 배선 형성 방법 |
-
2015
- 2015-03-19 KR KR1020150038245A patent/KR102269327B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040262569A1 (en) * | 2003-06-24 | 2004-12-30 | Lg.Philips Lcd Co., Ltd. | Etchant for etching double-layered copper structure and method of forming array substrate having double-layered copper structures |
| JP5036955B2 (ja) * | 2003-12-19 | 2012-09-26 | ニッタ・ハース株式会社 | 金属膜研磨組成物および金属膜の研磨方法 |
| KR20100090538A (ko) | 2009-02-06 | 2010-08-16 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
| JP2010010706A (ja) * | 2009-10-07 | 2010-01-14 | Nitta Haas Inc | 金属膜研磨組成物および金属膜の研磨方法 |
| KR20110123025A (ko) * | 2010-05-06 | 2011-11-14 | 삼성전자주식회사 | 금속 배선 식각액 및 이를 이용한 금속 배선 형성 방법 |
| KR20140108795A (ko) * | 2013-02-28 | 2014-09-15 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막 및 구리계 금속막과 금속산화물막의 적층막 식각액 조성물 및 이를 이용한 배선 형성 방법 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107988598A (zh) * | 2016-12-05 | 2018-05-04 | 东友精细化工有限公司 | 蚀刻液组合物和显示装置用阵列基板的制造方法 |
| KR20180110761A (ko) * | 2017-03-30 | 2018-10-11 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 어레이 기판의 제조방법 |
| CN109423648A (zh) * | 2017-09-04 | 2019-03-05 | 三星显示有限公司 | 蚀刻剂组合物及使用其制造金属图案和薄膜晶体管衬底的方法 |
| CN109423648B (zh) * | 2017-09-04 | 2022-06-17 | 三星显示有限公司 | 蚀刻剂组合物及使用其制造金属图案和薄膜晶体管衬底的方法 |
| KR20190108773A (ko) * | 2018-03-15 | 2019-09-25 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이 표시장치용 어레이 기판의 제조방법 및 디스플레이 표시장치용 어레이 기판 |
| CN114075669A (zh) * | 2020-08-10 | 2022-02-22 | 东友精细化工有限公司 | 蚀刻剂组合物、布线形成方法及用于液晶显示装置的阵列基板的制造方法 |
| CN114075669B (zh) * | 2020-08-10 | 2024-06-21 | 东友精细化工有限公司 | 蚀刻剂组合物、布线形成方法及用于液晶显示装置的阵列基板的制造方法 |
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