KR20140063283A - Etchant composition for ag thin layer and method for fabricating metal pattern using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 질산, 황산, 과황산염, 유기산염 및 물을 포함하고, 인산을 포함하지 않는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etching solution composition for a multilayer film composed of a single film of silver (Ag) or silver alloy, which comprises nitric acid, sulfuric acid, persulfate, organic acid salt and water and does not contain phosphoric acid, .
Description
본 발명은 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물, 이를 사용하는 금속 패턴의 형성방법, 및 이를 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an etchant composition for a multilayer film composed of a single film of silver (Ag) or silver alloy, or a single film of the foregoing and a single film and an indium oxide film, a method of forming a metal pattern using the same, and an array substrate for a liquid crystal display And a manufacturing method thereof.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.2. Description of the Related Art A liquid crystal display (LCD) is one of the most widely used flat panel displays, and is composed of two substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween. And rearranges the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer to adjust the amount of light transmitted.
액정 표시 장치 중에서도, 현재, 주로 사용되는 것은 전계 생성 전극이 두 개의 기판에 각각 구비되어 있는 형태이다. 이 중에서도, 하나의 기판에는 복수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 다른 기판에는 하나의 공통전극이 기판전면을 덮고 있는 형태가 사용되고 있다. 이러한 액정 표시 장치에서 화상의 표시는 각 화소 전극에 별도의 전압을 인가함으로써 이루어진다. 이를 위해서 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 삼단자소자인 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 이 박막트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 전달하는 게이트선(gate line)과 화소 전극에 인가될 전압을 전달하는 데이터선(data line)을 기판 상에 형성한다.Of the liquid crystal display devices, currently used are those in which electric field generating electrodes are provided on two substrates, respectively. Among them, a configuration in which a plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix form on one substrate and one common electrode covers the entire substrate on the other substrate is used. In such a liquid crystal display device, display of an image is performed by applying a separate voltage to each pixel electrode. To this end, a thin film transistor, which is a three terminal device for switching the voltage applied to the pixel electrode, is connected to each pixel electrode, a gate line for transmitting a signal for controlling the thin film transistor, and a voltage to be applied to the pixel electrode A data line to be transferred is formed on the substrate.
한편, 액정 표시 장치의 표시 면적이 점점 대형화됨에 따라, 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 게이트선 및 데이터선 또한 길어지고 그에 따라 배선의 저항 또한 증가한다. 이와 같은 이유로 인하여, 종래에 주로 사용되었던 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금을 박막 트랜지스터 (Thin Film Transistor,TFT)에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 계속 이용하는 것은 평판표시장치의 대형화 및 고해상도 실현을 어렵게 만드는 원인으로 작용하고 있다. 따라서, 이러한 저항 증가에 의한 신호 지연 등의 문제를 해결하기 위해서는, 상기 게이트선 및 데이터선을 최대한 낮은 비저항을 가지는 재료로 형성할 필요가 있다.On the other hand, as the display area of the liquid crystal display device becomes larger and larger, the gate lines and data lines connected to the thin film transistors become longer, and accordingly the resistance of the wirings also increases. For this reason, the continuous use of chromium (Cr), molybdenum (Mo), aluminum (Al), and alloys thereof, which have been conventionally used, as gates and data wirings used in thin film transistors Which makes it difficult to make the flat panel display large-sized and high-resolution realization. Therefore, in order to solve such a problem of signal delay due to such an increase in resistance, it is necessary to form the gate line and the data line with a material having the lowest possible resistivity.
이를 위해 평판 표시 장치에 적용되고 있는 금속들에 비해 낮은 비저항과 높은 휘도를 가지고 있는 은(Ag: 비저항 약 1.59μΩ㎝)막, 은합금막 또는 은막이나 은합금막을 포함한 다층막을 칼라필터의 전극, LCD 배선 및 반사판에 적용하여 평판표시장치의 대형화와 고해상도 및 저전력 소비 등을 실현하기 위한 노력이 경주되고 있으며, 그러한 노력의 일환으로 이러한 재료에 적용하기 위한 식각액이 개발되고 있다.For this purpose, a multilayer film including a silver (Ag: specific resistance: about 1.59 μΩcm) film, a silver alloy film, a silver film or a silver alloy film having a low resistivity and a high luminance as compared with the metals applied to a flat panel display device, Efforts have been made to realize enlargement of flat panel display devices, high resolution and low power consumption by applying them to wirings and reflectors. As part of such efforts, etchants for these materials are being developed.
그러나, 은(Ag)은 유리 등의 절연 기판 또는 진성 비정질 규소나 도핑된 비정질 규소 등으로 이루어진 반도체 기판 등의 하부 기판에 대해 접착성(adhesion)이 극히 불량하여 증착이 용이하지 않고, 배선의 들뜸(lifting) 또는 벗겨짐(feeling)이 쉽게 유발된다. 또한, 은(Ag) 도전층이 기판에 증착된 경우에도 이를 패터닝하기 위해 종래의 식각액을 사용하는 경우 은(Ag)이 과도하게 식각되거나 불균일하게 식각되어 배선의 들뜸 또는 벗겨짐 현상이 발생하고, 배선의 측면 프로파일이 불량하게 된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하는 새로운 식각액에 대한 연구가 진행되었다.However, silver (Ag) is extremely poor in adhesion to an insulating substrate such as glass or a lower substrate such as a semiconductor substrate made of intrinsic amorphous silicon or doped amorphous silicon or the like, lifting or feeling is easily induced. Further, even when a silver (Ag) conductive layer is deposited on a substrate, Ag is excessively etched or non-uniformly etched when a conventional etching solution is used for patterning the same, The side profile of the substrate is poor. Therefore, new etchant solutions to solve these problems have been researched.
예를 들어, 대한민국 등록특허 10-0579421호는 질산, 인산, 초산, 보조 산화물 용해제, 함불소형 탄소계 계면활성제 및 물을 포함하는 은 식각액 조성물을 제안하는데, 상기 조성물에 포함된 인산은 투명전극/은/투명전극막에서 은을 식각하고 투명전극막의 부식을 억제하는 기능을 하지만 하부 데이터 배선에 손상(Damage)를 발생시키는 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결한 은 박막 식각액 조성물이 필요한 실정이다.For example, Korean Patent No. 10-0579421 proposes a silver etching composition comprising nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, a supplementary oxide solubilizer, a small carbonaceous surfactant, and water, wherein the phosphoric acid contained in the composition is a transparent electrode / There is a problem that the silver / transparent electrode film functions to inhibit the corrosion of the transparent electrode film by etching the silver, but damages the lower data wiring. Therefore, there is a need for a silver thin film etchant composition which solves such problems.
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 은(Ag) 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막을 식각함에 있어서 사이드에칭 양이 적고, 하부 데이터 배선의 손상 및 잔사의 발생 없이 균일한 식각특성을 나타내는 식각액 조성물, 이를 이용하는 금속 패턴의 형성방법, 및 이를 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the conventional art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method of etching a multi-layered film composed of a single film made of Ag or silver alloy or a single film and an indium oxide film, A method of forming a metal pattern using the etchant composition, and a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using the same.
상기 목적의 달성을 위하여, 본 발명은 질산, 황산, 과황산염, 유기산염 및 물을 포함하고 인산을 포함하지 않는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a single film of silver (Ag) or silver alloy containing nitric acid, sulfuric acid, persulfate, organic acid salt and water and containing no phosphoric acid, The etching solution composition of the multilayered film.
또한, 본 발명은 기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 단계; 및 상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming one or a plurality of films selected from a single film of silver (Ag) or silver alloy on a substrate and a multilayer film composed of the single film and the indium oxide film; And etching the one or more films formed in the above process with the etching solution composition of the present invention.
또한, 본 발명은 a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; b) 상기 게이트 전극을 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 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: a) forming a gate electrode on a substrate; b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode; c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer; d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode, the method comprising the steps of:
상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 공정 및 이를 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.Wherein at least one of the steps a), d) and e) is a silver or silver alloy monolayer, and A step of forming one or a plurality of films selected from the single film and the multilayer film composed of the indium oxide film and etching each of the films with the etching solution composition of the present invention to form respective electrodes, A method of manufacturing an array substrate is provided.
본 발명의 식각액 조성물은, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막을 식각함에 있어서 사이드에칭 양이 적고, 하부 데이터 배선막의 손상 및 잔사의 발생 없이 균일한 식각 특성을 나타내므로, 평판표시장치의 고해상도, 대형화 및 저전력 소비를 달성하는데 중요한 역할을 할 수 있다.The etchant composition of the present invention is characterized in that the amount of side etching is small when a single film of silver (Ag) or silver alloy or a multilayer film composed of the single film and the indium oxide film is etched, It can play an important role in achieving high resolution, large size and low power consumption of the flat panel display device.
도 1은 실시예 3 의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진이다.
도 2는 실시예 3 의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한 후의 기판 표면에 대한 SEM 사진이다.
도 3은 비교예 4 의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진이다.
도 4는 비교예 4 의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한 후의 기판 표면에 대한 SEM 사진이다.FIG. 1 is a SEM photograph of an a-ITO / Ag / ITO triple layer etched using the etchant composition of Example 3. FIG.
2 is an SEM photograph of the substrate surface after etching the a-ITO / Ag / ITO triple layer using the etchant composition of Example 3 and stripping the photoresist.
FIG. 3 is a SEM photograph of the a-ITO / Ag / ITO triple film etched using the etchant composition of Comparative Example 4. FIG.
4 is an SEM photograph of the surface of the substrate after etching the a-ITO / Ag / ITO triple film using the etchant composition of Comparative Example 4 and stripping the photoresist.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 질산, 황산, 과황산염, 유기산염 및 물을 포함하고 인산을 포함하지 않는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etching solution composition for a multilayer film composed of a single film of silver (Ag) or silver alloy, which comprises nitric acid, sulfuric acid, persulfate, organic acid salt and water and does not contain phosphoric acid, or the single film and the indium oxide film .
본 발명의 식각액 조성물은, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 동시에 식각할 수 있는 것을 특징으로 한다.
The etching solution composition of the present invention is characterized in that a single film of silver (Ag) or silver alloy, or a multilayer film composed of the single film and the indium oxide film can be simultaneously etched.
본 발명에서 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막은 예컨대, 산화인듐막/은막의 이중막 또는 산화인듐막/은막/산화인듐막의 삼중막 등을 의미하며, 산화인듐은 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(IZO) 등을 의미한다.
In the present invention, the multilayer film composed of a single film of silver (Ag) or silver alloy and an indium oxide film means, for example, a double film of indium oxide / silver film or a triple film of indium oxide / silver film / indium oxide film, Indium means indium tin oxide (ITO), zinc oxide indium (IZO), and the like.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 질산(HNO3)은 주산화제로 사용되는 성분으로서, 은(Ag)계 금속막과 산화인듐막을 산화시켜 습식 식각하는 역할을 한다. 상기 질산의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 5.0~8.0 중량%이다. 질산의 함량이 5.0 중량% 미만인 경우에는 은막의 식각 속도 저하와 식각 프로파일의 불량을 야기시킬 수 있으며, 8.0 중량%를 초과하는 경우에는 산화인듐막의 과식각으로 인하여 예컨대, 산화인듐막/은막/산화인듐막의 삼중막을 식각하는 경우, 은막의 표면층이 드러나게 되어 후속 공정 중 열처리에 의해서 은이 기판표면에서 떨어져 재 흡착되는 문제가 발생 할 수 있다.
The nitric acid (HNO 3 ) contained in the etchant composition of the present invention is a component used as a main oxidizing agent and functions to wet-etch the silver (Ag) based metal film and the indium oxide film. The content of nitric acid is 5.0 to 8.0% by weight based on the total weight of the composition. If the content of nitric acid is less than 5.0% by weight, the etching rate of the silver film may be lowered and the etching profile may be deteriorated. If the content is more than 8.0% by weight, the indium oxide / When the triple layer of the indium film is etched, the surface layer of the silver film is exposed, and silver may be removed from the surface of the substrate by the heat treatment in a subsequent process and re-adsorbed.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 황산(H2SO4)은 보조 산화물 용해제로 사용되는 성분으로서, 전체 조성물의 총 중량에 대하여 5.0~8.0 중량%의 양으로 첨가되며, 8.0 중량%를 초과하여 과량첨가시 높은 식각속도로 인해 식각길이가 길어져 공정상 나쁘며, 5.0 중량% 미만으로 첨가시에는 은막의 식각이 원활하지 않을 수 있다.
The sulfuric acid (H 2 SO 4 ) contained in the etchant composition of the present invention is a component used as a secondary oxide dissolver and added in an amount of 5.0 to 8.0 wt% based on the total weight of the entire composition, The etching time is long due to the high etching rate during the addition, which is bad in the process. If the addition is less than 5.0 wt%, the etching of the silver film may not be smooth.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 과황산염은 반응개시제로 사용되는 성분으로서, 전체 조성물의 총 중량에 대하여 1.0~5.0 중량%의 양으로 첨가되며, 5.0 중량%를 초과하여 과량첨가시 높은 식각속도로 인해 식각 길이가 길어져 공정상 나쁘며, 1.0 중량% 미만으로 첨가시에는 은막의 식각이 진행되지 않는다. The persulfate contained in the etchant composition of the present invention is used as a reaction initiator and is added in an amount of 1.0 to 5.0% by weight based on the total weight of the total composition. When the excess is added in an amount exceeding 5.0% by weight, The etching length becomes long and the process is bad. When the amount is less than 1.0% by weight, the etching of the silver film does not proceed.
상기 과황산염은 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 하지만, 상기 과황산염은 과황산칼륨(PPS, potassium persulfate), 과황산나트륨(SPS, sodium persulfate) 및 과황산암모늄(APS, ammonium persulfate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다.
The persulfate is not particularly limited as long as it is used in the art. However, the persulfate is preferably one selected from the group consisting of potassium persulfate (PPS), sodium persulfate (SPS), and ammonium persulfate (APS).
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 유기산염은 하부 데이터 배선이 식각되는 것을 방지하는 역할을 하는 성분으로서, 은막에 대한 식각액의 습윤성을 높여 좀 더 균일하고 빠른 식각이 이루어지게 하며, 하부 데이터 배선의 부식을 억제한다.The organic acid salt contained in the etchant composition of the present invention serves to prevent the lower data lines from being etched. The organic acid salt increases the wettability of the etchant to the silver film to provide a more uniform and rapid etch, .
유기산염은 전체 조성물의 총 중량에 대하여 0.5~3.0 중량%의 양으로 첨가되며, 3.0 중량%를 초과하여 과량첨가시 은막의 식각이 원활하지 않을 수 있으며. 0.5 중량% 미만으로 첨가시에는 하부 데이터 배선 식각 방지 효과가 나타나지 않을 수 있다.The organic acid salt is added in an amount of 0.5 to 3.0% by weight based on the total weight of the total composition. When the amount of the organic acid salt is more than 3.0% by weight, etching of the silver film may not be smooth. When the amount is less than 0.5% by weight, the effect of preventing etching of the lower data wiring may not be exhibited.
사용가능한 유기산염은 유기산의 칼륨염, 나트륨염 또는 암모늄염이다. 상기 유기산으로서 예를 들면, 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid), 메탄술폰산(methanesulfonic acid), 펜탄산(pentanoic acid) 및 옥살산(oxalic acid) 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이중에서 초산암모늄염은 물에 비해 작은 유전상수를 지니고 있어 더욱 바람직하다.
The organic acid salts that can be used are potassium, sodium or ammonium salts of organic acids. Examples of the organic acid include acetic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, glycolic acid, malonic acid, acid, methanesulfonic acid, pentanoic acid and oxalic acid may be used alone or in admixture of two or more. Of these, ammonium acetate salts are more preferable because they have a dielectric constant smaller than that of water.
본 발명의 식각액 조성물은 인산을 포함하지 않음으로써 하부 데이터 배선에 Damage를 주지 않는 것을 특징으로 한다.
The etchant composition of the present invention is characterized in that it does not contain phosphoric acid and thus does not damage the lower data lines.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수가 바람직하다. 특히, 물의 비저항 값(즉, 물속에 이온이 제거된 정도)이 18㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 76.0~88.5 중량%로 포함되며, 상기 함량은 수용액 형태로 첨가되는 다른 성분에 포함된 것과 물의 단독 첨가량을 합산한 것이다. The water contained in the etchant composition of the present invention is not particularly limited, but deionized water is preferred. In particular, it is more 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. The content of water is in the range of 76.0 to 88.5% by weight based on the total weight of the composition, and the content is the sum of water contained in the other components added in the form of aqueous solution and water alone.
본 발명의 식각액 조성물은 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로는 계면 활성제, 금속 이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등을 사용할 수 있다.
The etchant composition of the present invention may further contain conventional additives in addition to the above-mentioned components, and surfactants, metal ion sequestrants, and corrosion inhibitors may be used as additives.
본 발명의 식각액 조성물에서 질산, 황산, 과황산염 및 유기산염은 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조가능하고, 특히 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.
In the etchant composition of the present invention, nitric acid, sulfuric acid, persulfate, and organic acid salt can be prepared in accordance with a conventionally known method, and preferably have purity particularly for semiconductor processing.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
(i)기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 단계; 및(i) forming one or a plurality of films selected from a single film of silver (Ag) or silver alloy on the substrate, and a multilayer film composed of the single film and the indium oxide film; And
(ii)상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법에 관한 것이다.(ii) etching the one or more films formed in the above process with the etchant composition of the present invention.
상기 금속 패턴의 형성방법에 있어서, 상기 (i)단계는 기판을 제공하는 단계 및 상기 기판 상에 상기 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 단계를 포함한다. The method of forming a metal pattern according to claim 1, wherein the step (i) comprises the steps of: providing a substrate; depositing a single film of Ag or Ag alloy on the substrate and a multi- And forming one or a plurality of films to be selected.
상기 기판은 통상적인 세정이 가능한 것으로서, 웨이퍼, 유리기판, 스테인레스 스틸 기판, 플라스틱 기판 또는 석영기판을 이용할 수 있다. 상기 기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 형성하는 방법으로는 당업자에게 알려진 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 진공증착법 또는 스퍼터링 법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.The substrate may be a wafer, a glass substrate, a stainless steel substrate, a plastic substrate, or a quartz substrate. As a method of forming a single layer of silver (Ag) or silver alloy on the substrate and a multi-layered film composed of the single layer and the indium oxide layer, various methods known to those skilled in the art can be used. By using a vacuum deposition method or a sputtering method .
상기 (ii)단계에서는, (i)단계에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막 상에 포토레지스트를 형성하고, 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광하고, 상기 노광된 포토레지스트를 후굽기(post-baking)하고, 상기 후굽기된 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. In the step (ii), a photoresist is formed on one or a plurality of films formed in the step (i), the photoresist is selectively exposed using a mask, and the exposed photoresist is post- baking, and the post-baked photoresist is developed to form a photoresist pattern.
상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 하나 또는 다수 개의 막을 본 발명의 식각액 조성물을 이용하여 식각하여, 금속패턴을 완성한다.
The one or more films on which the photoresist pattern is formed are etched using the etchant composition of the present invention to complete the metal pattern.
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 제조방법에 있어서, e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode, the method comprising the steps of:
상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 공정 및 이를 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
Wherein at least one of the steps a), d), and e) is a step of forming a silver or silver alloy monolayer, and a multilayer film composed of the single film and the indium oxide film, And etching each of the electrodes with the etchant composition of the present invention to form respective electrodes. The present invention also relates to a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device.
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.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계는 a1) 기상증착법이나 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 기판 상에 은 또는 은합금 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 증착시키는 단계; 및 a2) 상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 본 발명의 식각액으로 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기의 하나 또는 다수 개의 막을 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) forming a silver or silver alloy single layer on the substrate using a vapor deposition method or a sputtering method, Depositing one or a plurality of films selected from the multi-layer films composed of indium films; And a2) patterning the one or a plurality of the films formed in the above process with the etching solution of the present invention to form a gate electrode. Here, the method of forming one or a plurality of films on the substrate is not limited to the above-described examples.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 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 제조방법에 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, 오믹콘택층은 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)으로 형성한다. 이러한 엑티브층과 오믹콘택층을 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 contact 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 제조방법에 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 오믹콘택층 위에 스퍼터링법을 통해 은 또는 은합금 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 증착하고 본 발명의 식각액으로 식각하여 소스 전극과 드레인 전극을 형성한다. 여기서, 상기 하나 또는 다수 개의 막을 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), one or more films selected from a silver or silver alloy single film and a multi-layered film composed of the single film and the indium oxide film are deposited on the ohmic contact layer by sputtering and then etched with the etching solution of the present invention, Thereby forming an electrode and a drain electrode. Here, the method of forming the one or more films on the substrate is not limited to the above-described examples. 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 제조방법에 있어서, 상기 e) 단계에서는 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성한다. 예컨대, 스퍼터링법을 통해 은 또는 은합금 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 증착하고, 본 발명의 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, one or a plurality of films selected from a silver or silver alloy single film and a multi-layer film composed of the single film and the indium oxide film are deposited by sputtering and then etched by the etching solution composition of the present invention to form a pixel electrode . The method of depositing the indium oxide film is not limited to the sputtering method.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples and comparative examples are provided for illustrating the present invention, and the present invention is not limited by the following examples and comparative examples, and various modifications and changes may be made.
식각액Etchant 조성물의 제조 Preparation of composition
하기 표 1 에 기재된 조성비로 식각액 조성물을 10kg이 되도록 제조하였다. The composition of the etchant was prepared to be 10 kg in the composition ratio shown in Table 1 below.
(중량%)HNO 3
(weight%)
(중량%)H 2 SO 4
(weight%)
(중량%)Persulfate
(weight%)
(중량%)H 3 PO 4
(weight%)
(중량%)NH 4 CH 2 COO
(weight%)
(중량%)sulfate
(weight%)
(중량%)water
(weight%)
0.0
시험예1Test Example 1 : : 식각Etching 특성 평가 Character rating
기판상에 a-ITO/Ag/a-ITO 삼중막을 형성하고 다이아몬드 칼을 이용하여 10×10mm로 절단하여 시편을 준비하였다. The a-ITO / Ag / a-ITO triplet was formed on the substrate and cut into 10 × 10 mm using a diamond knife to prepare a specimen.
분사식 식각 방식의 실험장비 (SEMES사 제조)내에 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4의 식각액 조성물을 넣고 온도를 40 ℃ 로 설정하여 가온한 후, 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 엔드포인트 검출(End Point Detection, EPD)을 기준으로 하여 오버 에치(Over Etch) 50%를 주어 실시하였다.The etching composition compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were placed in an experimental apparatus of a spray-type etching system (manufactured by SEMES), and the temperature was set at 40 DEG C, . The total etch time was 50% over etch based on end point detection (EPD).
상기 기판들을 식각이 이루어진 후에 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風)건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 사이드에칭 (Side Etch) 및 식각 잔류물의 발생 정도의 식각 특성을 평가하였다. The substrates were taken out after etching, washed with deionized water, dried using a hot air drying apparatus, and photoresist was removed using a photoresist (PR) stripper. After the cleaning and drying, the side etching and the etching characteristics of the etching residue were evaluated using an electron microscope (SEM; model: S-4700, manufactured by HITACHI Corporation).
시험예2Test Example 2 : 하부 데이터 배선 손상 평가: Evaluation of lower data wiring damage
기판상에 Mo/Al/Mo 삼중막을 형성하고 다이아몬드 칼을 이용하여 10×10mm로 절단하여 시편을 준비하였다. A Mo / Al / Mo triple film was formed on the substrate and cut into 10 × 10 mm using a diamond knife to prepare a specimen.
분사식 식각 방식의 실험장비 (SEMES사 제조)내에 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4의 식각액 조성물을 넣고 온도를 40 ℃ 로 설정하여 가온한 후, 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 5분 동안 실시하였다.The etching composition compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were placed in an experimental apparatus of a spray-type etching system (manufactured by SEMES), and the temperature was set at 40 DEG C, . The total etching time was 5 minutes.
상기 기판들을 상기 공정이 이루어진 후에 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風)건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 배선 손상 발생 정도의 식각 특성을 평가하였다.The substrates were taken out after the process was completed, washed with deionized water, dried using a hot air drying apparatus, and photoresist was removed using a photoresist (PR) stripper. After cleaning and drying, the etching characteristics of the degree of occurrence of wiring damage were evaluated using an electron microscope (SEM; model: S-4700, manufactured by HITACHI Corporation).
식각 특성 시험 결과는 하기 표 2와 같다.
The results of the etching characteristics test are shown in Table 2 below.
표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/a-ITO 기판을 식각한 경우, 사이드 에치, 하부막 손상 및 은잔사 발생의 모든 면에서 양호한 식각특성을 나타낸다.As can be seen from Table 2, when the a-ITO / Ag / a-ITO substrate was etched using the etching solution compositions of Examples 1 to 5 according to the present invention, side etch, lower film damage, And exhibits good etching properties in all respects.
상기 실시예 3의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진을 도 1에 첨부하였다. 또한 상기 실시예 3의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한 후의 기판 표면에 대한 SEM 사진을 도 2에 첨부하였다. An SEM photograph of the a-ITO / Ag / ITO triple layer after etching the triple layer of the a-ITO / Ag / ITO using the etchant composition of Example 3 is shown in Fig. Further, a SEM photograph of the surface of the substrate after etching the a-ITO / Ag / ITO triplet using the etching composition of Example 3 and stripping the photoresist was attached to FIG.
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교시험예 1의 경우 질산 함량이 저하되어 Ag 막을 식각하지 못하고 하부 데이터 배선에 damage를 주고 있으며, 비교시험예 2의 경우 황산 함량이 저하되어 Ag 막을 식각하지 못하고 하부 데이터 배선에 damage를 주고 있으며, 비교시험예 3의 경우 과황산염을 포함하지 않는 비교예 3의 식각액 조성물을 사용함으로써 하부 데이터 배선의 손상 및 은 잔사의 발생을 확인할 수 있다. 또한, 비교시험예 4의 경우 과황산염 대신 인산을 포함하는 비교예 4의 식각액 조성물을 사용함으로써 하부 데이터 배선의 손상 및 은 잔사의 발생을 확인할 수 있다. 또한, 질산과 황산의 함량이 작거나 많을 경우 실시예 3의 결과보다 Side Etch 가 작거나 크게 됨을 확인할 수 있다.As can be seen from Table 2, in the case of Comparative Test Example 1, the nitric acid content was lowered so that the Ag film could not be etched and damage to the lower data wiring was caused. In Comparative Test Example 2, the sulfur film content was lowered, Damage to lower data lines and damage of lower data lines and occurrence of silver residue can be confirmed by using the etchant composition of Comparative Example 3 which does not contain persulfate in Comparative Test Example 3. [ In the case of Comparative Test Example 4, damage of the lower data line and occurrence of silver residue can be confirmed by using the etchant composition of Comparative Example 4 containing phosphoric acid instead of persulfate. In addition, when the content of nitric acid and sulfuric acid is small or large, the side etch is smaller or larger than that of Example 3.
Claims (8)
조성물 총중량에 대하여,
질산 5.0~8.0 중량%;
황산 5.0~8.0 중량%;
과황산염 1.0~5.0 중량%;
유기산염 0.5~3.0 중량%; 및
물 76.0~88.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물.The method according to claim 1,
For the total weight of the composition,
5.0 to 8.0% by weight of nitric acid;
5.0 to 8.0% by weight of sulfuric acid;
1.0 to 5.0% by weight persulfate;
0.5 to 3.0% by weight of an organic acid salt; And
(Ag) or silver alloy, or an indium oxide film, wherein the single film is composed of 76.0 to 88.5% by weight of water.
(ii)상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법.(i) a single film of silver (Ag) or silver alloy on the substrate, and Forming one or a plurality of films selected from a multi-layered film composed of the single film and the indium oxide film; And
(ii) etching the one or more films formed above with the etching composition of any one of claims 1 to 4.
b) 상기 게이트 전극을 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 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개의 막을 형성하는 공정 및 이를 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.a) forming a gate electrode on a substrate;
b) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode;
c) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
d) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; And
e) forming a pixel electrode connected to the drain electrode, the method comprising the steps of:
Wherein at least one of the steps a), d), and e) is a step of forming a silver or silver alloy monolayer, and a multilayer film composed of the single film and the indium oxide film, And etching each of the electrodes with the etching liquid composition according to any one of claims 1 to 4 to form respective electrodes.
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