KR102433337B1 - Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same - Google Patents
Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102433337B1 KR102433337B1 KR1020150104434A KR20150104434A KR102433337B1 KR 102433337 B1 KR102433337 B1 KR 102433337B1 KR 1020150104434 A KR1020150104434 A KR 1020150104434A KR 20150104434 A KR20150104434 A KR 20150104434A KR 102433337 B1 KR102433337 B1 KR 102433337B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- copper
- etchant composition
- based metal
- film
- metal film
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C23F1/16—Acidic compositions
- C23F1/18—Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C31/00—Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C31/02—Monohydroxylic acyclic alcohols
- C07C31/10—Monohydroxylic acyclic alcohols containing three carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C31/00—Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C31/02—Monohydroxylic acyclic alcohols
- C07C31/12—Monohydroxylic acyclic alcohols containing four carbon atoms
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Weting (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 탄소수 3 내지 6의 1차 알코올, 과산화수소, 함불소 화합물, 아졸 화합물, 유기산, 인산 또는 인산염 화합물 및 물을 포함하는 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 식각액 조성물은 발열 안정성이 우수하여 식각 공정상의 안정성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an etchant composition for a copper-based metal film comprising a primary alcohol having 3 to 6 carbon atoms, hydrogen peroxide, a fluorine-containing compound, an azole compound, an organic acid, a phosphoric acid or a phosphate compound, and water, and a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the same With respect to this, the etchant composition has excellent exothermic stability to improve stability in the etching process.
Description
본 발명은 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an etchant composition for a copper-based metal film and a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the same.
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 usually composed of a metal film formation process by sputtering, etc., a photoresist formation process in a selective area by photoresist application, exposure and development, and an etching process, It includes a cleaning process before and after each unit process, and the like. The etching process refers to a process of leaving a metal film in a selective region using a photoresist as a mask, and typically dry etching using plasma or wet etching using an etchant composition is used.
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 기술 개발에 관건이 되고 있기 때문이다. 따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저-저항의 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 LCD에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 이용하기 어려운 실정이다.In such a semiconductor device, the resistance of metal wiring has recently emerged as a major concern. This is because resistance is a major factor that causes RC signal delay, and in particular, in the case of TFT-LCD (thin film transistor-liquid crystal display), increasing the panel size and realizing high resolution are key to technology development. Therefore, in order to realize the reduction of the RC signal delay, which is essential for the enlargement of the TFT-LCD, the development of a low-resistance material is essential. Therefore, chromium (Cr, resistivity: 12.7×10 -8 Ωm), molybdenum (Mo, resistivity: 5×10 -8 Ωm), aluminum (Al, resistivity: 2.65×10 -8 Ωm), which have been mainly used in the prior art, and these It is difficult to use alloys for gates and data wires used in large TFT LCDs.
이와 같은 배경 하에서, 새로운 저-저항 금속막으로서 구리막 및 구리 몰리브덴막 등의 구리계 금속막 및 이의 식각액 조성물에 대한 관심이 높아지고 있고, 이와 관련하여 대한민국 공개특허 제 10-2010-0035250호에서는 액정표시장치의 구리 및 구리/몰리브데늄 또는 구리/몰리브데늄 합금 전극용 식각 조성물을 개시하고 있다. 다만, 상기 선행문헌에서 사용된 글리콜을 통한 발열 안정성 개선에는 한계가 있으므로, 공정 진행간 불안정성을 내포하는 단점이 있었다. Under this background, interest in a copper-based metal film such as a copper film and a copper molybdenum film and an etchant composition thereof as a new low-resistance metal film is increasing. An etching composition for copper and copper/molybdenum or copper/molybdenum alloy electrodes of a display device is disclosed. However, since there is a limit to improving the exothermic stability through the glycol used in the prior literature, there was a disadvantage including instability during the process progress.
또한, 구리계 금속막에 대한 식각액 조성물의 경우 현재 여러 종류가 사용되고 있으나, 사용자가 요구하는 발열 안정성 등의 성능을 충족시키지 못하고 있어 새로운 식각액 조성물에 대한 개발이 필요한 상황이다.In addition, in the case of an etchant composition for a copper-based metal film, various types are currently used, but the performance such as thermal stability required by the user is not satisfied, so the development of a new etchant composition is required.
현재까지 알려진 구리계 금속막에 대한 식각액 조성물들은 사용자의 요구를 충분히 만족시키지 못하고 있다. 특히, 과산화수소계 식각액 조성물은 구리계 금속막에 대한 식각 특성은 우수하나, 식각액 내로 용출되는 구리이온의 농도가 높아짐에 따라, 과산화수소의 연쇄분해 반응에 의한 과열이 발생하므로 공정상 위험이 상존하는 단점을 갖는다.The etchant compositions for the copper-based metal film known to date do not sufficiently satisfy the needs of users. In particular, the hydrogen peroxide-based etchant composition has excellent etching properties for the copper-based metal film, but as the concentration of copper ions eluted into the etchant increases, overheating occurs due to the chain decomposition reaction of hydrogen peroxide, so there is a disadvantage in the process. has
따라서, 본 발명은 안정성, 특히 발열 안정성이 현저히 개선되어, 식각 공정을 안정적으로 진행할 수 있도록 하는 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an etchant composition for a copper-based metal film that has significantly improved stability, in particular, thermal stability, so that an etching process can be stably performed.
또한, 본 발명은 처리 매수가 우수한 구리계 금속막의 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an etchant composition for a copper-based metal film having an excellent number of treatments.
또한, 본 발명은 상기 식각액 조성물을 사용하는 구리계 금속막의 식각방법 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for etching a copper-based metal film using the etching solution composition and a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device.
상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,
본 발명은 하기 화학식 1의 화합물, 과산화수소, 함불소 화합물, 아졸 화합물, 유기산, 인산 또는 인산염, 및 물을 포함하는 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물을 제공한다.The present invention provides an etchant composition for etching a copper-based metal layer comprising a compound of Formula 1, hydrogen peroxide, a fluorine-containing compound, an azole compound, an organic acid, phosphoric acid or phosphate, and water.
[화학식 1][Formula 1]
HO-RHO-R
상기 R은 탄소수 3 내지 6의 선형 또는 가지형 알킬기이다.R is a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms.
또한, 본 발명은 (1)기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of (1) forming a copper-based metal film on a substrate;
(2)상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및(2) selectively leaving a photoreactive material on the copper-based metal layer; and
(3)본 발명의 식각액 조성물로 노출된 구리계 금속막을 식각하는 단계;를 포함하는 구리계 금속막의 식각방법을 제공한다.(3) etching the exposed copper-based metal film with the etchant composition of the present invention; provides a method of etching a copper-based metal film comprising a.
또한, 본 발명은 (1)기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of (1) forming a gate wiring on a substrate;
(2)상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;(2) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
(3)상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;(3) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
(4)상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및(4) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; and
(5)상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,(5) In the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device comprising the step of forming a pixel electrode connected to the drain electrode,
상기 (1)단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고, The step (1) includes forming a copper-based metal film on a substrate, and etching the copper-based metal film with the etchant composition of the present invention to form a gate wiring,
상기 (4)단계는 반도체 층 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.Step (4) comprises forming a copper-based metal film on a semiconductor layer, and etching the copper-based metal film with the etchant composition of the present invention to form source and drain electrodes. A method of manufacturing a substrate is provided.
또한, 본 발명은 상기 본 발명의 제조방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판을 제공한다.In addition, the present invention provides an array substrate for a liquid crystal display manufactured by the manufacturing method of the present invention.
본 발명의 식각액 조성물은 발열 안정성이 매우 우수하여 공정상의 안정성을 향상시킬 수 있다.The etchant composition of the present invention has very excellent exothermic stability, thereby improving process stability.
또한, 본 발명의 식각액 조성물은 처리 매수가 매우 우수한 효과를 지니고 있다.In addition, the etchant composition of the present invention has a very excellent effect of the number of treatments.
더욱이, 본 발명에 따른 식각액 조성물을 저항이 낮은 구리 또는 구리 합금 배선의 식각에 이용하면, 대화면, 고휘도의 회로를 구현함과 더불어 환경친화적인 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있다.Furthermore, when the etchant composition according to the present invention is used to etch copper or copper alloy wiring with low resistance, a large-screen, high-brightness circuit can be realized, and an environmentally friendly array substrate for a liquid crystal display can be manufactured.
또한, 본 발명에 따른 식각액 조성물로 액정표시장치용 어레이 기판을 제조시, 게이트 배선 및 소스/드레인 배선을 일괄 식각할 수 있어, 공정이 매우 단순화되어 공정 수율을 극대화 할 수 있다.In addition, when manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using the etchant composition according to the present invention, the gate wiring and the source/drain wiring can be etched at once, so that the process is greatly simplified and the process yield can be maximized.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 하기 화학식 1의 화합물, 과산화수소, 함불소 화합물, 아졸 화합물, 유기산, 인산 또는 인산염, 및 물을 포함하는 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etchant composition for etching a copper-based metal layer comprising a compound of Formula 1, hydrogen peroxide, a fluorine-containing compound, an azole compound, an organic acid, phosphoric acid or phosphate, and water.
[화학식 1][Formula 1]
HO-RHO-R
상기 R은 탄소수 3 내지 6의 선형 또는 가지형 알킬기이다.
R is a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms.
본 발명의 구리계 금속막은 막의 구성 성분 중에 구리가 포함되는 것으로서, 특히 구리계 금속막은 막 두께가 5,000Å 이상의 후막인 것을 특징으로 할 수 있다.The copper-based metal film of the present invention includes copper as a component of the film, and in particular, the copper-based metal film may be characterized as having a thickness of 5,000 angstroms or more.
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 다층막을 포함하는 개념이다.The copper-based metal film may include a single film of copper or a copper alloy; Alternatively, it is a concept including a multilayer film including one or more films selected from a copper film and a copper alloy film and one or more films selected from the group consisting of a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a titanium film, and a titanium alloy film.
여기서 합금막이라 함은 질화막 또는 산화막도 포함하는 개념이다.Here, the alloy film is a concept including a nitride film or an oxide film.
상기 다층막의 예로는, 구리/몰리브덴막, 구리/몰리브덴 합금막, 구리 합금/몰리브덴 합금막, 구리/티타늄막 등의 2중막, 또는 3중막을 들 수 있다. Examples of the multilayer film include a copper/molybdenum film, a copper/molybdenum alloy film, a copper alloy/molybdenum alloy film, a double film such as a copper/titanium film, or a triple film.
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, 상기 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.The copper / molybdenum film means comprising a molybdenum layer and a copper layer formed on the molybdenum layer, and the copper / molybdenum alloy film includes a molybdenum alloy layer and a copper layer formed on the molybdenum alloy layer. The copper alloy/molybdenum alloy film means including a molybdenum alloy layer and a copper alloy layer formed on the molybdenum alloy layer, and the copper/titanium film includes a titanium layer and a copper layer formed on the titanium layer.
또한, 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.In addition, the molybdenum alloy layer is, for example, one or more selected from the group consisting of titanium (Ti), tantalum (Ta), chromium (Cr), nickel (Ni), neodymium (Nd), and indium (In), etc. It means a layer made of an alloy of metal and molybdenum.
특히, 본 발명의 식각액 조성물은 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막에 바람직하게 적용될 수 있다.
In particular, the etchant composition of the present invention may be preferably applied to a multilayer film made of a copper or copper alloy film and a molybdenum or molybdenum alloy film.
이하, 본 발명의 식각액 조성물의 각 성분을 설명하기로 한다.
Hereinafter, each component of the etchant composition of the present invention will be described.
화학식 1의 화합물compound of formula 1
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기와 같이 나타낼 수 있다.The compound represented by Formula 1 included in the etchant composition of the present invention may be represented as follows.
[화학식 1][Formula 1]
HO-RHO-R
상기 R은 탄소수 3 내지 6의 선형 또는 가지형 알킬기이다.R is a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 1-프로판올(1-propanol) 또는 1-뷰탄올(1-butanol)인 것이 바람직하다.In addition, the compound of Formula 1 is preferably 1-propanol or 1-butanol.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 구리계 금속막을 식각한 후 식각액에 녹아져 나오는 구리 이온을 둘러쌈으로서 구리이온의 활동도를 억제하여 과산화수소의 분해 반응을 억제하는 역할을 한다. 이렇게 구리 이온의 활동도를 낮추게 되면 구리 식각액을 사용하는 동안 과산화수소의 분해에 의한 온도 상승을 억제할 수 있으므로 안정적으로 공정을 진행할 수 있게 된다. The compound represented by Formula 1 included in the etchant composition of the present invention inhibits the decomposition reaction of hydrogen peroxide by enclosing copper ions dissolved in the etchant after etching the copper-based metal film to suppress the activity of copper ions. do If the activity of copper ions is lowered in this way, the temperature increase due to the decomposition of hydrogen peroxide can be suppressed while the copper etchant is used, so that the process can be performed stably.
즉, 본 발명의 식각액 조성물에 사용되는 상기 화학식 1의 화합물은 구리 양이온을 킬레이트 시킴으로써 과수의 분해를 억제하고, 이를 통해 발열 안정성을 향상시키는 역할을 한다. 기존의 식각액 조성물에서 사용된 글리콜 화합물은 발열 안정성에 한계를 보였으며, 그에 따라 식각 공정시 불안정성을 나타냈으나, 본 발명에서는 글리콜 화합물 대신 상기 화학식 1의 화합물을 사용함으로써, 상기와 같은 문제점을 개선할 수 있다.That is, the compound of Formula 1 used in the etchant composition of the present invention serves to suppress the decomposition of the fruit water by chelating the copper cation, thereby improving the exothermic stability. The glycol compound used in the existing etchant composition showed a limit in exothermic stability, and thus showed instability during the etching process, but in the present invention, by using the compound of Formula 1 instead of the glycol compound, the above problems are improved can do.
또한, 상기 화학식 1의 화합물에서 R이 탄소수 3 미만이면 휘발성으로 인하여 식각액 조성물의 함량 및 안정성에 문제가 발생할 수 있으며, 탄소수 6을 초과하면 용해도가 감소하여 물에 용해되지 않아 식각액 조성물로 사용할 수 없다.In addition, in the compound of Formula 1, if R is less than 3 carbon atoms, problems may occur in the content and stability of the etchant composition due to volatility, and if it exceeds 6 carbon atoms, solubility decreases and does not dissolve in water, so it cannot be used as an etchant composition .
상기 화학식 1의 화합물은 본 발명의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함되며, 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 포함된다.The compound of Formula 1 is included in an amount of 0.1 to 10 wt%, preferably 1 to 5 wt%, based on the total weight of the etchant composition of the present invention.
상기 화학식 1의 화합물이 0.1 중량% 미만으로 포함되면 과산화수소의 분해가 가속화되어 발열 문제가 생길 수 있으며, 10 중량%를 초과하여 포함되면 구리계 금속막의 식각 속도가 낮아지는 문제점이 있다.
When the compound of Formula 1 is included in an amount of less than 0.1 wt%, the decomposition of hydrogen peroxide is accelerated, which may cause an exothermic problem, and when it is included in an amount exceeding 10 wt%, the etching rate of the copper-based metal layer is lowered.
과산화수소(hydrogen peroxide ( HH 22 OO 22 ))
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 과산화수소(H2O2)는 구리계 금속막의 식각에 영향을 주는 주산화제이다.Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) included in the etchant composition of the present invention is a main oxidizing agent that affects the etching of the copper-based metal layer.
상기 과산화수소는 본 발명의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 3 내지 25 중량%로 포함되며, 바람직하게는 5 내지 23 중량%로 포함된다.The hydrogen peroxide is included in an amount of 3 to 25 wt%, preferably 5 to 23 wt%, based on the total weight of the etchant composition of the present invention.
상기 과산화수소가 3 중량% 미만으로 포함되면 구리계 금속막의 단일막, 또는 상기 구리계 금속막 및 몰리브덴계 금속막을 포함하는 다층막의 식각력이 부족하여 충분한 식각이 이루어지지 않거나, 식각 속도가 느려지는 단점이 발생한다. 또한, 25 중량%를 초과하여 포함되면 구리 이온 증가에 따른 발열 안정성이 크게 감소할 수 있고, 식각 속도가 전체적으로 빨라져 공정을 컨트롤하는 것이 어려워질 수 있다.
When the hydrogen peroxide is contained in an amount of less than 3 wt%, sufficient etching is not achieved due to insufficient etching power of a single film of the copper-based metal film, or a multilayer film including the copper-based metal film and the molybdenum-based metal film, or the etching rate is slowed down. This happens. In addition, when included in an amount exceeding 25% by weight, thermal stability due to an increase in copper ions may be greatly reduced, and it may be difficult to control the process because the etch rate may be increased as a whole.
함불소fluoride 화합물 compound
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 함불소 화합물은 물에 해리되어 플루오르(F) 이온을 낼 수 있는 화합물을 의미한다.The fluorine-containing compound included in the etchant composition of the present invention means a compound capable of dissociating in water to generate fluorine (F) ions.
상기 함불소 화합물은 구리계 금속막 및 몰리브덴계 금속막으로 이루어진 다층막 식각시, 몰리브덴계 막의 식각 속도에 영향을 주는 보조 산화제이며, 상기 몰리브덴계 막은 바람직하게는 몰리브덴 합금막일 수 있다.The fluorine-containing compound is an auxiliary oxidizing agent that affects the etching rate of the molybdenum-based film when etching a multilayer film made of a copper-based metal film and a molybdenum-based metal film, and the molybdenum-based film may be preferably a molybdenum alloy film.
또한, 상기 다층막을 동시에 식각하는 용액에서 필연적으로 발생하게 되는 잔사를 제거하여 주는 역할을 한다.In addition, it serves to remove residues that are inevitably generated in the solution for simultaneously etching the multilayer film.
상기 함불소 화합물은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용하며, 용액 내에서 플루오르 이온 또는 다원자 플루오르 이온으로 해리될 수 있는 화합물이면 그 종류를 특별히 한정하지 않는다. As the fluorine-containing compound, those commonly used in the art are used, and if the compound can be dissociated into a fluorine ion or a polyatomic fluorine ion in a solution, the type is not particularly limited.
예컨대 불화수소(HF), 불화나트륨(NaF), 불화암모늄(NH4F), 불화붕산염(NH4BF4), 중불화암모늄(NH4FHF), 불화칼륨(KF), 불화수소칼륨(KHF2), 불화알루미늄(AlF3) 및 붕불화수소산(HBF4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다. 또한 하부의 산화물 반도체층(SiO2)에 손상을 발생시키지 않을 수 있는 HF기가 없는 불화암모늄(NH4F)을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. For example, hydrogen fluoride (HF), sodium fluoride (NaF), ammonium fluoride (NH 4 F), borate fluoride (NH 4 BF 4 ), ammonium bifluoride (NH 4 FHF), potassium fluoride (KF), potassium hydrogen fluoride (KHF) 2 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), and hydroboric acid (HBF 4 ) It contains at least one selected from the group consisting of. In addition, it is more preferable to include ammonium fluoride (NH 4 F) without an HF group that may not cause damage to the lower oxide semiconductor layer (SiO 2 ).
상기 함불소 화합물은 본 발명의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 포함되며, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%로 포함된다.The fluorine-containing compound is included in an amount of 0.01 to 5 wt%, preferably 0.1 to 3 wt%, based on the total weight of the etchant composition of the present invention.
상기 함불소 화합물이 0.01 중량% 미만으로 포함되면 몰리브덴 합금막의 식각 속도가 느려지고, 식각 잔사가 발생할 수 있다. 또한, 5 중량%를 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 발생할 수 있다.
When the fluorine-containing compound is included in an amount of less than 0.01 wt %, the etching rate of the molybdenum alloy film may be slowed, and etching residues may be generated. In addition, when it contains more than 5 wt%, the etching performance of the molybdenum alloy film is improved, but since the etching rate is overall faster, an undercut phenomenon or etching damage of the lower layer (n+ a-Si:H, a-Si:G) may occur. have.
아졸azole 화합물 compound
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 아졸 화합물은 구리계 금속막의 식각 속도를 조절하며 패턴의 시디로스(CD Loss)를 줄여주고, 처리매수에 따른 식각 프로파일 변동을 감소시켜주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 하는 성분이다.The azole compound included in the etchant composition of the present invention controls the etching rate of the copper-based metal film, reduces the CD Loss of the pattern, and increases the margin in the process by reducing the etching profile fluctuation according to the number of treatments. is an ingredient that
상기 아졸 화합물은 예를 들어, 피롤(pyrrole)계, 피라졸(pyrazol)계, 이미다졸(imidazole)계, 트리아졸(triazole)계, 테트라졸(tetrazole)계, 펜타졸(pentazole)계, 옥사졸(oxazole)계, 이소옥사졸(isoxazole)계, 디아졸(thiazole)계 및 이소디아졸(isothiazole)계로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하며, 바람직하게는 테트라졸(tetrazole)계를 포함하며, 구체적으로 5-메틸테트라졸(5-methyltetrazole) 또는 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole)을 포함하는 것이 가장 바람직하다.The azole compound is, for example, a pyrrole-based, a pyrazole-based, an imidazole-based, a triazole-based, a tetrazole-based, a pentaazole-based, and an oxa-based compound. It contains at least one selected from the group consisting of sol (oxazole), isoxazole (isoxazole), diazole (thiazole) and isodiazole (isothiazole), preferably tetrazole (tetrazole) Including, specifically, it is most preferable to include 5-methyltetrazole (5-methyltetrazole) or 5-aminotetrazole (5-aminotetrazole).
상기 아졸 화합물은 본 발명의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함되며, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%로 포함된다.The azole compound is included in an amount of 0.1 to 5 wt%, preferably 0.5 to 2 wt%, based on the total weight of the etchant composition of the present invention.
상기 아졸 화합물이 0.1 중량% 미만으로 포함되면 씨디로스(CD Loss)가 너무 크게 발생될 수 있고, 과식각 및 처리매수에 따른 식각 프로파일 변동이 크게 나타날 수 있다. 또한, 5 중량%를 초과하여 포함되면 구리의 식각 속도가 너무 느려져 공정시간 손실이 발생할 수 있다.
When the azole compound is included in an amount of less than 0.1 wt %, CD loss may be excessively generated, and an etch profile change according to over-etching and the number of treated sheets may appear significantly. In addition, if it is included in excess of 5 wt%, the etching rate of copper may be too slow, resulting in loss of process time.
유기산organic acid
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 유기산은 pH를 적당히 조절해주어 식각액의 환경을 구리계 금속막이 식각되기 용이하게 만드는 역할을 한다.The organic acid contained in the etchant composition of the present invention serves to make the environment of the etchant easy to etch the copper-based metal layer by appropriately adjusting the pH.
상기 유기산의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 아세트산, 부탄산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 말론산, 펜탄산, 젖산 및 옥살산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.The type of the organic acid is not particularly limited, and includes, for example, at least one selected from the group consisting of acetic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, malonic acid, pentanoic acid, lactic acid and oxalic acid.
상기 유기산은 본 발명의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 10 중량%로 포함되며, 바람직하게는 2 내지 5중량%로 포함된다.The organic acid is included in an amount of 1 to 10% by weight, preferably 2 to 5% by weight, based on the total weight of the etchant composition of the present invention.
상기 유기산이 1 중량% 미만으로 포함되면 발열 현상이 개선되지 않으며, 5 중량%를 초과하여 포함되면 식각액의 점도가 높아지는 문제가 발생한다.
When the organic acid is included in an amount of less than 1% by weight, the exothermic phenomenon is not improved, and when it is included in an amount exceeding 5% by weight, a problem occurs in that the viscosity of the etchant is increased.
인산 또는 인산염 화합물Phosphoric acid or phosphate compound
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 인산 또는 인산염 화합물은 pH를 조절하여 식각 속도를 증가시켜주고, 패턴의 테이퍼 프로파일을 양호하게 만들어주는 역할을 한다.The phosphoric acid or phosphate compound included in the etchant composition of the present invention serves to increase the etch rate by adjusting the pH, and to make the taper profile of the pattern good.
만일, 본 발명의 식각액 조성물이 인산 또는 인산염 화합물을 포함하지 않으면 식각 속도가 매우 낮아 식각 프로파일이 불량하게 될 수 있다.If the etchant composition of the present invention does not include phosphoric acid or a phosphate compound, the etch rate may be very low, resulting in a poor etch profile.
상기 인산 화합물은 인산(phosphoric acid), 아인산(phosphorous acid) 및 포스핀산(phosphinic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이며, 인산염 화합물은 상기 인산 화합물의 수소가 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속으로 하나 또는 두 개 치환된 염에서 선택되는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 제1 또는 제2 인산암모늄(ammonium phosphate dibasic), 제1 또는 제2 인산나트륨(sodium phosphate dibasic) 및 제1 또는 제2 인산칼륨(potassium phosphate dibasic)이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 그리고 이중에서 인산(phosphoric acid), 아인산(phosphorous acid) 및 제2 인산암모늄(ammonium phosphate dibasic)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. The phosphoric acid compound is at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, phosphorous acid, and phosphinic acid. It is not particularly limited as long as it is selected from two substituted salts, and first or second ammonium phosphate dibasic, first or second sodium phosphate dibasic and first or second potassium phosphate (potassium phosphate) dibasic) may be at least one selected from the group consisting of. And it is preferable to include at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, phosphorous acid, and ammonium phosphate dibasic.
상기 인산 또는 인산염 화합물은 본 발명의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.3 내지 10 중량%로 포함되며, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%로 포함된다.The phosphoric acid or phosphate compound is included in an amount of 0.3 to 10 wt%, preferably 0.5 to 5 wt%, based on the total weight of the etchant composition of the present invention.
상기 인산 또는 인산염 화합물이 0.3 중량% 미만으로 포함되면 식각 프로파일이 불량해질 수 있다. 또한, 10 중량%를 초과하여 포함되면 구리 또는 구리 합금막의 식각속도가 너무 빨라지거나, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막의 식각속도가 너무 느려지는 문제가 발생될 수 있다.
If the phosphoric acid or phosphate compound is included in an amount of less than 0.3 wt %, an etching profile may be deteriorated. In addition, when included in more than 10 wt%, the etching rate of the copper or copper alloy film is too fast, or the etching rate of the molybdenum or molybdenum alloy film is too slow may occur.
또한, 본 발명의 식각액 조성물은 한 분자 내에 질소(N)원자와 카르복실기(-COOH)를 포함하는 수용성 화합물을 추가로 포함할 수 있다. In addition, the etchant composition of the present invention may further include a water-soluble compound including a nitrogen (N) atom and a carboxyl group (-COOH) in one molecule.
상기 한 분자 내에 질소(N)원자와 카르복실기를 포함하는 수용성 화합물은 식각액 조성물의 보관 시 발생할 수 있는 과산화수소의 자체 분해 반응을 막아주고, 많은 수의 기판을 식각할 시에 식각 특성이 변하는 것을 방지하여 준다. The water-soluble compound containing a nitrogen (N) atom and a carboxyl group in one molecule prevents the self-decomposition reaction of hydrogen peroxide that may occur during storage of the etchant composition, and prevents the etching characteristics from changing when a large number of substrates are etched. give.
일반적으로 과산화수소를 사용하는 식각액 조성물의 경우 보관시 과산화수소가 자체 분해하여 그 보관기간이 길지가 못하고, 용기가 폭발할 수 있는 위험요소까지 갖추고 있다. 그러나 상기 한 분자 내에 질소(N)원자와 카르복실기를 포함하는 수용성 화합물이 식각액 조성물에 포함될 경우, 과산화수소의 분해 속도가 10배 가까이 줄어들어 보관기간 및 안정성 확보에 유리해 진다. In general, in the case of an etchant composition using hydrogen peroxide, hydrogen peroxide self-decomposes during storage, so the storage period is not long, and there is a risk that the container may explode. However, when a water-soluble compound including a nitrogen (N) atom and a carboxyl group in one molecule is included in the etchant composition, the decomposition rate of hydrogen peroxide is reduced by nearly 10 times, which is advantageous in securing storage period and stability.
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.In particular, in the case of a copper layer, when a large amount of copper ions remain in the etchant composition, a passivation film is formed and etched after being oxidized to black may occur in many cases. However, when the compound is added, this phenomenon can be prevented can
상기 한 분자 내에 질소(N)원자와 카르복실기를 포함하는 수용성 화합물은 바람직하게는, 알라닌(alanine), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글루탐산(glutamic acid), 글리신(glycine), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 및 사르코신(sarcosine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하며, 이 중 이미노디아세트산(iminodiacetic acid)을 포함하는 것이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The water-soluble compound containing a nitrogen (N) atom and a carboxyl group in one molecule is preferably alanine, aminobutyric acid, glutamic acid, glycine, iminodiacetic acid ), nitrilotriacetic acid and at least one selected from the group consisting of sarcosine, among which it is preferable to include iminodiacetic acid. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
상기 한 분자 내에 질소(N)원자와 카르복실기를 포함하는 수용성 화합물 본 발명의 식각액 조성물 총 중량에 대하여 0.5 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. The water-soluble compound including a nitrogen (N) atom and a carboxyl group in one molecule may be included in an amount of 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the total weight of the etchant composition of the present invention.
상기 한 분자 내에 질소(N)원자와 카르복실기를 포함하는 수용성 화합물이 0.5 중량% 미만으로 포함되면 다량의 기판(약 500매)의 식각 후에는 패시베이션 막이 형성되어 충분한 공정 마진을 얻기가 어려워진다. 또한, 10 중량%를 초과하여 포함되면 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 식각속도는 느려지므로 구리 몰리브덴막 또는 구리 몰리브덴 합금막의 경우 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막의 잔사 문제가 발생 할 수 있다.
When the water-soluble compound containing a nitrogen (N) atom and a carboxyl group is contained in an amount of less than 0.5 wt% in one molecule, a passivation film is formed after etching a large amount of substrates (about 500 sheets), making it difficult to obtain a sufficient process margin. In addition, when included in excess of 10% by weight, the etching rate of molybdenum or molybdenum alloy is slowed, so that in the case of a copper molybdenum film or a copper molybdenum alloy film, a residue problem of the molybdenum or molybdenum alloy film may occur.
또한, 본 발명의 식각액 조성물은 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제로는 금속 이온 봉쇄제 및 부식 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 첨가제는 이에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 효과를 더욱 양호하게 하기 위하여, 당 업계에 공지되어 있는 여러 다른 첨가제들을 선택하여 첨가할 수도 있다.In addition, the etchant composition of the present invention may further add conventional additives in addition to the above-described components, and the additive may include at least one selected from the group consisting of a metal ion sequestering agent and a corrosion inhibitor. In addition, the additive is not limited thereto, and in order to further improve the effect of the present invention, various other additives known in the art may be selected and added.
본 발명의 식각액 조성물의 성분들은 통상적으로 공지된 방법에 의하여 제조 가능하며, 반도체 공정용의 순도로 사용하는 것이 바람직하다.
The components of the etchant composition of the present invention can be prepared by a conventionally known method, and it is preferable to use them with purity for semiconductor processing.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량으로 포함된다. 상기 물은 특별히 한정되지 않으나, 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 물은 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항값이 18㏁·㎝ 이상인 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다.
Water included in the etchant composition of the present invention is included in the remaining amount so that the total weight of the composition is 100% by weight. The water is not particularly limited, but it is preferable to use deionized water. In addition, it is preferable to use deionized water having a specific resistance value of 18 ㏁·cm or more, which shows the degree of removal of ions in the water.
본 발명의 상기 식각액 조성물은 pH가 1.5 내지 4인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 pH 범위를 벗어날 경우, 식각 불량을 야기할 수 있으며, 식각이 이루어지지 않는 현상이 발생할 수 있다.
The etchant composition of the present invention may be characterized in that the pH is 1.5 to 4. If the pH is out of the above range, an etching defect may occur, and a phenomenon in which etching may not be performed may occur.
또한, 본 발명은 Also, the present invention
(1)기판 상에 구리계 금속막을 형성하는 단계;(1) forming a copper-based metal film on a substrate;
(2)상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및(2) selectively leaving a photoreactive material on the copper-based metal layer; and
(3)상기 본 발명의 식각액 조성물로 노출된 구리계 금속막을 식각하는 단계;를 포함하는 구리계 금속막의 식각 방법에 관한 것이다.(3) etching the copper-based metal film exposed with the etchant composition of the present invention; relates to a method of etching a copper-based metal film comprising a.
본 발명의 구리계 금속막의 식각 방법에서, 상기 광반응 물질은 통상적인 포토레지스트 물질인 것이 바람직하며, 통상적인 노광 및 현상 공정에 의해 선택적으로 남겨질 수 있다.In the method of etching a copper-based metal film of the present invention, the photoreactive material is preferably a conventional photoresist material, and may be selectively left by a conventional exposure and development process.
또한, 상기 구리계 금속막은 막의 구성성분 중에 구리가 포함되는 것으로서, 특히 구리계 금속막은 막 두께가 5,000Å 이상의 후막인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the copper-based metal film includes copper as a component of the film, and in particular, the copper-based metal film may be a thick film having a film thickness of 5,000 Å or more.
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 다층막을 포함하는 개념이다.The copper-based metal film may include a single film of copper or a copper alloy; Alternatively, it is a concept including a multilayer film including one or more films selected from a copper film and a copper alloy film and one or more films selected from the group consisting of a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a titanium film, and a titanium alloy film.
여기서 합금막이라 함은 질화막 또는 산화막도 포함하는 개념이다.Here, the alloy film is a concept including a nitride film or an oxide film.
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.Examples of the multilayer film include a copper/molybdenum film, a copper/molybdenum alloy film, a copper alloy/molybdenum alloy film, a double film such as a copper/titanium film, or a triple film. The copper / molybdenum film means comprising a molybdenum layer and a copper layer formed on the molybdenum layer, and the copper / molybdenum alloy film includes a molybdenum alloy layer and a copper layer formed on the molybdenum alloy layer, copper The alloy/molybdenum alloy film means including a molybdenum alloy layer and a copper alloy layer formed on the molybdenum alloy layer, and the copper/titanium film includes a titanium layer and a copper layer formed on the titanium layer.
또한, 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.In addition, the molybdenum alloy layer is, for example, one or more selected from the group consisting of titanium (Ti), tantalum (Ta), chromium (Cr), nickel (Ni), neodymium (Nd), and indium (In), etc. It means a layer made of an alloy of metal and molybdenum.
특히, 상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막일 있다.
In particular, the copper-based metal film may be a multilayer film composed of a copper or copper alloy film and a molybdenum or molybdenum alloy film.
또한, 본 발명은 Also, the present invention
(1)기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;(1) forming a gate wiring on a substrate;
(2)상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;(2) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
(3)상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;(3) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
(4)상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및(4) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; and
(5)상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,(5) forming a pixel electrode connected to the drain electrode;
상기 (1)단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 상기 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고, The step (1) includes forming a copper-based metal film on a substrate, and etching the copper-based metal film with the etchant composition of the present invention to form a gate wiring,
상기 (4)단계는 반도체 층 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 상기 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.Step (4) comprises forming a copper-based metal film on a semiconductor layer, and etching the copper-based metal film with the etchant composition of the present invention to form source and drain electrodes. It relates to a method of manufacturing an array substrate.
또한, 상기 구리계 금속막은 막의 구성성분 중에 구리가 포함되는 것으로서, 특히 구리계 금속막은 막 두께가 5,000Å 이상의 후막인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the copper-based metal film includes copper as a component of the film, and in particular, the copper-based metal film may be a thick film having a thickness of 5,000 Å or more.
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 다층막을 포함하는 개념이다.The copper-based metal film may include a single film of copper or a copper alloy; Alternatively, it is a concept including a multilayer film including one or more films selected from a copper film and a copper alloy film and one or more films selected from the group consisting of a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a titanium film, and a titanium alloy film.
여기서 합금막이라 함은 질화막 또는 산화막도 포함하는 개념이다.Here, the alloy film is a concept including a nitride film or an oxide film.
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.Examples of the multilayer film include a copper/molybdenum film, a copper/molybdenum alloy film, a copper alloy/molybdenum alloy film, a double film such as a copper/titanium film, or a triple film. The copper / molybdenum film means comprising a molybdenum layer and a copper layer formed on the molybdenum layer, and the copper / molybdenum alloy film includes a molybdenum alloy layer and a copper layer formed on the molybdenum alloy layer, copper The alloy/molybdenum alloy film means including a molybdenum alloy layer and a copper alloy layer formed on the molybdenum alloy layer, and the copper/titanium film includes a titanium layer and a copper layer formed on the titanium layer.
또한, 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.In addition, the molybdenum alloy layer is, for example, one or more selected from the group consisting of titanium (Ti), tantalum (Ta), chromium (Cr), nickel (Ni), neodymium (Nd), and indium (In), etc. It means a layer made of an alloy of metal and molybdenum.
특히, 상기 구리계 금속막은 구리 또는 구리 합금막과 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막으로 이루어진 다층막일 있다.In particular, the copper-based metal film may be a multilayer film composed of a copper or copper alloy film and a molybdenum or molybdenum alloy film.
또한, 상기 액정 표시 장치용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다.
In addition, the array substrate for the liquid crystal display may be a thin film transistor (TFT) array substrate.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 액정 표시 장치용 어레이 기판에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to an array substrate for a liquid crystal display manufactured by the above manufacturing method.
상기 액정 표시 장치용 어레이 기판은 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 식각된 게이트 배선 및/또는 소스 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
The array substrate for a liquid crystal display may include gate wirings and/or source and drain electrodes etched using the etchant composition of the present invention.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are provided to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by the following examples. The following examples can be appropriately modified and changed by those skilled in the art within the scope of the present invention.
<< 식각액etchant 조성물 제조> Composition Preparation>
실시예Example 1 내지 6 1 to 6 비교예comparative example 1 내지 3. 1 to 3.
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 식각액 조성물 각각 10㎏을 제조하였으며, 식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하였다.10 kg of each of the etchant compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared according to the composition shown in Table 1 below, and the remaining amount of water was included so that the total weight of the etchant composition was 100% by weight.
AF: ammonium fluorideAF: ammonium fluoride
CA: citric acidCA: citric acid
5-ATZ: 5-aminotetrazole5-ATZ: 5-aminotetrazole
TEG: triethyene glycol
TEG: triethyene glycol
실험예Experimental example 1. One. 식각액etchant 조성물의 발열 안정성 평가 Evaluation of exothermic stability of the composition
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 식각액 조성물의 Cu 용해에 따른 발열 안정성을 평가를 실시하였다. The exothermic stability according to Cu dissolution of the etchant compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 was evaluated.
평가를 위해 각각의 용액에 일정량의 Cu(5000ppm)를 용해시킨 후 일정 온도(35℃)의 항온조에서 방치하면서 온도 모니터링을 실시하였으며, 결과를 하기 표 2에 나타내었다.After dissolving a certain amount of Cu (5000 ppm) in each solution for evaluation, temperature monitoring was performed while standing in a constant temperature bath at a constant temperature (35° C.), and the results are shown in Table 2 below.
발열 온도
(℃)maximum
fever temperature
(℃)
상기 표 2의 결과는 최대온도 및 최대온도 발생 시간을 나타낸 것이다.The results in Table 2 show the maximum temperature and the maximum temperature generation time.
본 발명의 실시예 1 내지 6의 식각액 조성물은 최대 40℃를 넘지 않는 것을 확인할 수 있었다.It was confirmed that the etchant compositions of Examples 1 to 6 of the present invention did not exceed a maximum of 40°C.
반면, 비교예 1의 식각액 조성물은 Cu의 용해과정에서 발열이 발생하였으며, 비교예 2 및 3의 식각액 조성물은 실시예의 식각액 조성물보다 매우 높은 발열 온도를 보인 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, it was confirmed that the etchant composition of Comparative Example 1 generated exotherm during the dissolution process of Cu, and the etchant composition of Comparative Examples 2 and 3 exhibited a very high exothermic temperature than the etchant composition of Examples.
따라서, 본 발명의 식각액 조성물을 사용하여 구리계 금속막을 식각하는 경우, 식각액의 발열 안정성이 획기적으로 개선되어 공정 진행 간 안정성을 향상시킬 수 있음을 상기의 결과로부터 확인할 수 있었다.Therefore, when the copper-based metal film is etched using the etchant composition of the present invention, it can be confirmed from the above results that the exothermic stability of the etchant can be remarkably improved, thereby improving the stability during the process.
Claims (18)
화학식 1의 화합물 0.1 내지 10 중량%, 과산화수소 3 내지 25 중량%, 함불소 화합물 0.01 내지 5 중량%, 아졸 화합물 0.1 내지 5 중량%, 유기산 1 내지 10 중량%, 인산 또는 인산염 화합물 0.3 내지 10 중량% 및 식각액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하는 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물로,
상기 화학식 1의 화합물은 1-프로판올 및 1-뷰탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이며,
상기 유기산은 시트르산을 포함하며,
상기 구리계 금속막은 두께가 5000Å 이상이며,
상기 조성물 내에 구리이온이 5000ppm의 농도로 포함된 경우에도, 발열 안정성이 개선된 것을 특징으로 하는, 구리계 금속막 식각용 식각액 조성물.
[화학식 1]
HO-R
상기 R은 탄소수 3 내지 6의 선형 또는 가지형 알킬기이다.With respect to the total weight of the etchant composition,
0.1 to 10 wt% of a compound of Formula 1, 3 to 25 wt% of hydrogen peroxide, 0.01 to 5 wt% of a fluorine-containing compound, 0.1 to 5 wt% of an azole compound, 1 to 10 wt% of an organic acid, 0.3 to 10 wt% of a phosphoric acid or phosphate compound And an etchant composition for etching a copper-based metal film comprising the remaining amount of water such that the total weight of the etchant composition is 100% by weight,
The compound of Formula 1 is to include at least one selected from the group consisting of 1-propanol and 1-butanol,
The organic acid includes citric acid,
The copper-based metal film has a thickness of 5000 Å or more,
Even when copper ions are contained in the composition at a concentration of 5000 ppm, the etchant composition for etching a copper-based metal film, characterized in that the thermal stability is improved.
[Formula 1]
HO-R
R is a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms.
(2)상기 구리계 금속막 상에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
(3)청구항 1, 3, 4, 6, 8 내지 12 및 14항 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 노출된 구리계 금속막을 식각하는 단계;를 포함하며,
상기 구리계 금속막은 두께가 5000Å 이상인 것을 특징으로 하는 구리계 금속막의 식각 방법.(1) forming a copper-based metal film on a substrate;
(2) selectively leaving a photoreactive material on the copper-based metal layer; and
(3) etching the copper-based metal film exposed with the etchant composition of any one of claims 1, 3, 4, 6, 8 to 12 and 14;
The copper-based metal layer is a copper-based metal layer etching method, characterized in that the thickness of 5000 Å or more.
(2)상기 게이트 배선을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
(3)상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
(4)상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
(5)상기 드레인 전극에 연결된 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 (1)단계는 기판 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 청구항 1, 3, 4, 6, 8 내지 12 및 14항 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하여 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 (4)단계는 반도체 층 상에 구리계 금속막을 형성하고, 상기 구리계 금속막을 청구항 1, 3, 4, 6, 8 내지 12 및 14항 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 구리계 금속막은 두께가 5000Å 이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법.(1) forming a gate wiring on a substrate;
(2) forming a gate insulating layer on the substrate including the gate wiring;
(3) forming a semiconductor layer on the gate insulating layer;
(4) forming source and drain electrodes on the semiconductor layer; and
(5) forming a pixel electrode connected to the drain electrode;
In the step (1), a copper-based metal film is formed on a substrate, and the copper-based metal film is etched with the etchant composition of any one of claims 1, 3, 4, 6, 8 to 12 and 14 to form a gate wiring. comprising steps,
In step (4), a copper-based metal film is formed on the semiconductor layer, and the copper-based metal film is etched with the etchant composition of any one of claims 1, 3, 4, 6, 8 to 12 and 14 to form source and drain electrodes. comprising the step of forming
The method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, characterized in that the copper-based metal film has a thickness of 5000 Å or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150104434A KR102433337B1 (en) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150104434A KR102433337B1 (en) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170011585A KR20170011585A (en) | 2017-02-02 |
KR102433337B1 true KR102433337B1 (en) | 2022-08-17 |
Family
ID=58152123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150104434A KR102433337B1 (en) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102433337B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114164003A (en) * | 2021-12-06 | 2022-03-11 | Tcl华星光电技术有限公司 | Etchant composition for display panel and etching method of display panel |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4859281A (en) * | 1987-06-04 | 1989-08-22 | Pennwalt Corporation | Etching of copper and copper bearing alloys |
KR101495683B1 (en) | 2008-09-26 | 2015-02-26 | 솔브레인 주식회사 | Cu or Cu/Mo or Cu/Mo alloy electrode etching liquid in Liquid Crystal Display system |
KR20140084417A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | 동우 화인켐 주식회사 | Echaing composition for preparing a channel of thin film transistor and method of preparing a channel of thin film transistor |
-
2015
- 2015-07-23 KR KR1020150104434A patent/KR102433337B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170011585A (en) | 2017-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102160286B1 (en) | Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display | |
KR20150043569A (en) | Etching composition for copper and molibdenum containing film | |
KR101942344B1 (en) | Etching composition for copper and molibdenum containing film | |
KR101978019B1 (en) | Composition for Etching Copper-Containing Metal Layer | |
KR101933529B1 (en) | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same | |
KR102269327B1 (en) | Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display | |
KR102091847B1 (en) | Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display | |
KR102092350B1 (en) | Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display | |
KR102505196B1 (en) | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same | |
KR101966442B1 (en) | Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display | |
KR102254563B1 (en) | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same | |
KR102412268B1 (en) | Manufacturing method of an array substrate for crystal display | |
KR102433337B1 (en) | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same | |
KR102269325B1 (en) | Etching solution composition for molybdenum-containing layer and manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display using the same | |
KR102269330B1 (en) | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same | |
KR102058168B1 (en) | Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display | |
KR102368974B1 (en) | Etching solution composition, manufacturing method of an array substrate for display device using the same | |
KR102281191B1 (en) | Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display | |
KR102282957B1 (en) | Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display | |
KR102343672B1 (en) | Manufacturing method of an array for liquid crystal display | |
KR102368356B1 (en) | Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display | |
KR102639573B1 (en) | A manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display | |
KR20170011587A (en) | Etchant composition for copper-containing metal layer and preparing method of an array substrate for liquid crystal display using same | |
KR102142425B1 (en) | Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display | |
KR102642371B1 (en) | Etchant composition for etching for copper-based metal layer and method of etching using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |