エッチング液組成物及びこれを利用したアレイ基板の製造方法
【課題】 エッチング液の安定性を確保しエッチング工程上のマージンを保障して費用を節減することができるエッチング液組成物及びこれを利用したアレイ基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明のエッチング液組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8；ammonium persulfate）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含む。
【解決手段】 本発明のエッチング液組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8；ammonium persulfate）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング液組成物及びこれを利用したアレイ基板の製造方法に関するものであって、より詳しくは、チタニウム／銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜のエッチングに使用されるエッチング液組成物及びこれを利用したアレイ基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置を駆動する電子回路として代表的なものは薄膜トランジスタ（thin film transistor、ＴＦＴ）回路である。ＴＦＴ−ＬＣＤの製造時、先ずガラス基板の上にゲート及びソース／ドレイン電極用配線材料で金属層を積層させ、これら金属層を腐食性を有する気体または溶液で腐食させて所望の電気回路の金属線を形成するエッチング過程がその後に従う。
【０００３】
ＴＦＴ基板の上には多くの薄膜、薄層が置かれるので、これらの間で望まない電気的短絡が起こることを防止するためには、エッチングした基板の切断側面、即ちエッチングプロファイルが均一に傾斜しており下方が上方より広い、緩慢なテーパー形状であることが好ましい。
【０００４】
一方、銅は電気伝導度が卓越し賦存量が豊富な金属であって、銅膜をＴＦＴ配線に使用する場合、その抵抗がアルミニウム膜やクロム膜より顕著に低く、環境に一層やさしいという長所がある。しかし、銅は酸化剤に対する抵抗性がアルミニウムやクロムよりさらに高いため過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）と第二鉄Ｆｅ（III）などのようなエッチング液が使用されてきた。
【０００５】
しかし、過酸化水素の場合、銅及び鉄イオン存在下で不均化反応を起こして水と酸素とに分解されるため、発熱と急激な組成変化が起こることがあって製造工程マージン及び安定性に問題があった。過酸化水素のこのような問題点を解決するために過酸化水素の安定化剤が使用されるが、製造コストが増加する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高い安定性及び製造工程マージンを保障し、チタニウム／銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜を同時にエッチングすることができる優秀なエッチング液を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記エッチング液を利用したアレイ基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の目的を達成するための本発明のエッチング液組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8；ammonium persulfate）約０．１〜約３０質量％、無機酸約０．１〜約１０質量％、酢酸塩約０．１〜約１０質量％、フッ素含有化合物約０．０１〜約５質量％、スルホン酸化合物約０．０１〜約５質量％、アゾール系化合物約０．０１〜約２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含む。
【０００８】
前記無機酸の例としては、硝酸、リン酸、硫酸、塩酸などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【０００９】
前記酢酸塩の例としては、酢酸アンモニウム（ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4）、酢酸リチウム（ＣＨ3ＣＯＯＬｉ）、酢酸カリウム（ＣＨ3ＣＯＯＫ）などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【００１０】
前記フッ素含有化合物の例としては、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化水素ナトリウム（ＮａＨＦ2）、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化水素カリウム（ＫＨＦ2）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【００１１】
前記スルホン酸化合物の例としては、メタンスルホン酸（ＣＨ3ＳＯ3Ｈ）、ベンゼンスルホン酸（Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｈ）、ｐ−トルエンスルホン酸（Ｃ7Ｈ7ＳＯ3Ｈ）などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【００１２】
前記アゾール系化合物の例としては、ベンゾトリアゾール、アミノテトラゾール、アミノテトラゾールカリウム塩、イミダゾール、ピラゾールなどが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【００１３】
前記エッチング液組成物は、約０．０１〜５質量％のボロン含有化合物をさらに含むことができる。
【００１４】
前記ボロン含有化合物は、ボレート（Ｒ1ＢＯ3、Ｒ2ＨＢＯ3、Ｒ3Ｈ2ＢＯ3）、メタボレート（Ｒ3ＢＯ2）、テトラボレート（Ｒ2Ｂ4Ｏ7、Ｒ3ＨＢ4Ｏ7）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）、ホウフッ化ナトリウム（ＮａＢＦ4）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる（前記式中、Ｒ1はＨ3、Ｌｉ3、Ｎａ3、（ＮＨ4）3またはＫ3を表し、Ｒ2はＬｉ2、Ｎａ2、Ｋ2または（ＮＨ4）2を表し、Ｒ3はＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ4を表す。）。
【００１５】
前記エッチング液組成物はチタニウムを含む第１金属層及び銅を含む第２金属層を同時にエッチングすることに使用される。
【００１６】
前記本発明の他の目的を実現するための実施例によるアレイ基板の製造方法は、ベース基板を形成する工程、前記ベース基板上に第１導電膜を形成した後、パターニングしてゲート配線及びゲート電極を形成する工程、前記ゲート配線が形成された前記基板上に半導体層を形成する工程、前記半導体層上に第２導電膜を形成した後、パターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成する工程、前記ドレイン電極の一部分を露出するコンタクトホールを備える保護層を形成する工程、及び前記保護層上に位置し、前記コンタクトホールを通して前記ドレイン電極と電気的に連結される第３導電膜を形成した後にパターニングして画素電極を形成する工程を含み、前記第１導電膜及び前記第２導電膜は過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、無機酸、酢酸塩、フッ素含有化合物、スルホン酸化合物、アゾール系化合物、及び水を含むエッチング液組成物を利用してエッチングする工程を含む。
【００１７】
前記エッチング液組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含む。
【００１８】
前記エッチング液組成物は、さらにボロン含有化合物０．０１〜５質量％を含むことができる。
前記第１導電膜及び前記第２導電膜のうちの少なくとも一つはチタニウムを含む第１金属層及び銅を含む第２金属層を積層する工程を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるエッチング液組成物は、過酸化水素を使用しないので発熱現象やエッチング液の安定性低下、高価な安定化剤添加のような問題点がなくてチタニウム／銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜を良好な速度で同時に、即ち、同一工程で共にテーパーエッチングすることができる。また、エッチング液の安定性を確保してエッチング液の性能をさらに長時間維持することができ、エッチング工程上マージンを十分に保障して費用を低くすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例によるアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】本発明の他の実施例によるアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の他の実施例によるアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を好ましい実施例を挙げて添付図面を参照しながらより詳しく説明する。
本発明は多様な変更を加えることができ多様な形態を有することができる。以下に説明する本発明の実施例により本発明が特定の開示形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物は本発明の範囲に含まれる。各図面の説明において、同一番号の参照符号は同一の構成要素に対して使用した。第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明することに使用されるが、前記構成要素は前記用語によって限定されるものではない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。本出願で使用する用語は特定の実施例を説明するためにのみ使用されたものであって、本発明を限定するものではない。単数での表現は文脈上明白に異なることが明らかでない限り、複数の表現を含む。
【００２２】
本出願において、「含む」または「からなる」などの用語は明細書に記載された特徴、数字、工程、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、工程、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を排除するものではない。
【００２３】
異なるように定義されていない限り、技術的または科学的な用語を含む本明細書に使用されている全ての用語は本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に使用される、辞典に定義されている用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものとして解釈されなければならず、本出願で明白に定義してしない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。
【００２４】
添付図面においては、基板、層（膜）またはパターンの寸法は本発明の明確性を期するために実際より拡大して示されている。本発明において、各層（膜）、パターンまたは構造物が基板、各層（膜）またはパターンの「上に」、「上部に」または「下部」に形成されると言及されている場合には、各層（膜）、パターンまたは構造物が直接基板、各層（膜）またはパターンの上に形成され、下に位置するものを意味し、他の層（膜）、他のパターンまたは他の構造物が基板上に追加的に形成される。
【００２５】
エッチング液組成物
本発明のエッチング液組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、無機酸、酢酸塩、フッ素含有化合物、スルホン酸化合物、アゾール系化合物、及び水を含む。具体的には、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含む。
【００２６】
本発明の組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）を含む。過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）は酸化剤として銅膜をエッチングする主成分であって、下記反応式１に示す反応によって銅膜をエッチングして安定した化合物を形成する。
【００２７】
反応式１
Ｓ2Ｏ8-2＋２Ｃｕ→２ＣｕＳＯ4
【００２８】
前記過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）は、好ましく半導体工程用の純度を有するものを使用することができる。前記過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）の含量が全体の約０．１質量％未満である場合には銅膜のエッチングが難しく、約３０質量％を超過する場合には銅膜のエッチング速度が過度に速くて工程上の調節が難しいことがある。そのため、本発明の組成物は過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）を約０．１〜３０質量％、好ましくは約５〜２５質量％、より好ましくは約１０〜２０質量％を含むことができる。
【００２９】
本発明の組成物は無機酸を含む。無機酸は銅膜をエッチングする補助酸化剤であって、銅エッチング過程で溶出された銅イオンによるエッチング速度低下現象を防止する。前記無機酸の例としては、硝酸、リン酸、硫酸、塩酸などが挙げられ、好ましくは硝酸である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記無機酸は好ましく半導体工程用の純度を有するものを使用することができる。前記無機酸の含量が全体の約０．１質量％未満である場合には補助酸化剤としての役割を果たさず、約１０質量％を超過する場合には銅膜のエッチングが過度に速くなって配線が短絡される不良を招く。そのため、本発明の組成物は無機酸を約０．１〜１０質量％、好ましくは約１〜８質量％、より好ましくは約２〜５質量％を含むことができる。
【００３０】
本発明の組成物は酢酸塩を含む。酢酸塩は銅膜のエッチング速度を調節する役割を果たす。前記酢酸塩の例としてはＣＨ3ＣＯＯ-に解離される化合物として、酢酸アンモニウム（ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4）、酢酸リチウム（ＣＨ3ＣＯＯＬｉ）、酢酸カリウム（ＣＨ3ＣＯＯＫ）などが挙げられ、好ましくは酢酸アンモニウム（ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4）である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記酢酸塩は、好ましく半導体工程用の純度を有するものを使用することができる。前記酢酸塩の含量が全体の約０．１質量％未満である場合にはエッチング速度調節がされず、約１０質量％を超過する場合には銅膜のエッチングが不均一になったりエッチングされない。そのため、本発明の組成物は、酢酸塩を約０．１〜１０質量％、好ましくは約１〜８質量％、より好ましくは約２〜５質量％を含むことができる。
【００３１】
本発明の組成物はフッ素含有化合物を含む。フッ素含有化合物は銅下部のチタン膜をエッチングする主成分としてフッ素を含んでいる化合物をいう。前記フッ素含有化合物の例としては、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化水素ナトリウム（ＮａＨＦ2）、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化水素カリウム（ＫＨＦ2）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）、フッ化ホウ素酸ＨＢＦ4）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）などが挙げられ、好ましくはフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記フッ素含有化合物の含量が全体の約０．０１質量％未満である場合にはチタン膜のエッチングが難しく、約５質量％を超過する場合にはチタン膜の下部のガラス及び絶縁膜をエッチングして不良を招く。そのため、本発明の組成物はフッ素含有化合物を約０．０１〜５質量％、好ましくは約０．１〜３質量％、より好ましくは約０．５〜１質量％を含むことができる。
【００３２】
本発明の組成物はスルホン酸化合物を含む。スルホン酸化合物は−ＳＯ3Ｈで構成される化合物であって過硫酸アンモニウムの分解を抑制させてエッチング液の安定性を増加させる役割を果たす。前記スルホン酸化合物の例としては、メタンスルホン酸（ＣＨ3ＳＯ3Ｈ）、ベンゼンスルホン酸（Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｈ）、ｐ−トルエンスルホン酸（Ｃ7Ｈ7ＳＯ3Ｈ）などが挙げられ、好ましくはメタンスルホン酸（ＣＨ3ＳＯ3Ｈ）である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記スルホン酸化合物の含量が全体の約０．０１質量％未満である場合には安定剤としての役割を果たすことができず、約５質量％を超過する場合には銅膜のエッチング速度が速くなって工程上の調節が難しくなる。そのため、本発明の組成物はスルホン酸化合物を約０．０１〜５質量％、好ましくは約０．０１〜３質量％、より好ましくは約０．０５〜１質量％を含むことができる。
【００３３】
本発明の組成物はアゾール系化合物を含む。アゾール系化合物は窒素元素を含有し少なくとも一つ以上の非炭素原子を環中に備えている５員へテロ環をいう。前記アゾール系化合物は銅膜のエッチングを抑制して銅及び他の金属の多層膜で金属の間のエッチング速度を調節する役割を果たす。前記アゾール系化合物の例としては、ベンゾトリアゾール、アミノテトラゾール、アミノテトラゾールカリウム塩、イミダゾール、ピラゾールなどが挙げられ、好ましくはアミノテトラゾールである。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記アゾール系化合物の含量が全体の約０．０１質量％未満である場合には銅に対するエッチング速度を調節することができずＣＤ損失が大きくなり、約２質量％を超過する場合には銅膜のエッチングが不均一になったりエッチングされない。そのため、本発明の組成物はアゾール系化合物を約０．０１〜２質量％、好ましくは約０．１〜１．５質量％を含むことができる。
【００３４】
本発明の組成物は約０．０１〜５質量％のボロン含有化合物をさらに含むことができる。
【００３５】
前記ボロン含有化合物はチタン膜のエッチング速度を均一に調節する主成分としてホウ素を含んでいる化合物をいう。前記ボロン含有化合物の例としては、ボレート（Ｒ1ＢＯ3、Ｒ2ＨＢＯ3、Ｒ3Ｈ2ＢＯ3）、メタボレート（Ｒ3ＢＯ2）、テトラボレート（Ｒ2Ｂ4Ｏ7、Ｒ3ＨＢ4Ｏ7）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）ホウフッ化ナトリウム（ＮａＢＦ4）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）（前記式中、Ｒ1はＨ3、Ｌｉ3、Ｎａ3、（ＮＨ4）3またはＫ3を表し、Ｒ2はＬｉ2、Ｎａ2、Ｋ2または（ＮＨ4）2を表し、Ｒ3はＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ4を表す。）などが挙げられ、好ましくはフッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記ボロン含有化合物の含量が全体の約０．０１質量％未満である場合にはチタン膜のエッチング速度調節が難しく、約５質量％を超過する場合にはチタン膜のエッチングが難しくなる。そのため、本発明の組成物はボロン含有化合物を約０．０１〜５質量％、好ましくは約０．０５〜３質量％を含むことができる。
【００３６】
本発明のエッチング液組成物は前述の過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、無機酸、酢酸塩、フッ素含有化合物、スルホン酸化合物、アゾール系化合物、及び水を共に含む。本発明のエッチング液組成物に使用される水の例としては、純水、超純水、脱イオン水、蒸留水などが挙げられる。本発明のエッチング液組成物に含まれる水の含量は組成物の含量を考慮して適切に調節することができる。
【００３７】
本発明のエッチング液組成物はエッチング液の安定性を確保し、ゲート配線材料であるチタニウム及び銅（Ｔｉ／Ｃｕ）を含む金属層を同時に、即ち、同一工程で共にエッチングして優秀なプロファイルを収得して、エッチング工程上のマージンを保障することができる。
【００３８】
本発明で開示するエッチング液またはエッチング液組成物の範囲には前記示した質量比の範囲内に含まれたエッチング液はもちろん、たとえ組成がその質量比範囲の数値外であったり、前述で例示として示した一部成分の置換があっても、その変化された構成がこの分野における通常の知識を有する者に前記エッチング液組成と実質的に均等であることが自明であれば、その構成も含まれる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳しく説明する。本発明の実施例は多様な形態に変形され、本発明の範囲は以下に詳述する実施例によって限定されるものではない。
【００４０】
実施例１〜７：
下記表１の処方に従って本発明のエッチング液組成物による実施例１〜７のエッチング液を製造した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１に示す通り、本発明の実施例１によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水８０．１質量％を含む。
【００４３】
本発明の実施例２によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化ホウ素酸０．２質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．９質量％を含む。
【００４４】
本発明の実施例３によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水８０．１質量％を含む。
【００４５】
本発明の実施例４によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、３硝酸．４質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．７質量％を含む。
【００４６】
本発明の実施例５によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３．４質量％、フッ化ホウ素酸０．２質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．５質量％を含む。
【００４７】
本発明の実施例６によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化ホウ素酸０．５質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．６質量％を含む。
【００４８】
本発明の実施例７によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化ホウ素酸０．５質量％、フッ化アンモニウム１．０質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．４質量％を含む。
【００４９】
実験例：エッチング性能の評価
実施例１〜７の各エッチング液について、チタニウム及び銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜を時間基準に６０％超過してエッチングしたオーバーエッチング実験を行い、実施例１〜７のエッチング液のエッチング速度、ＣＤ skew（Cut dimension skew）とテーパー角を評価した。また、顕微鏡写真でエッチングされたチタニウム及び銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜の側断面を観察した。その結果を表２に示した。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２において、エッチング終点は、エッチング液による膜のエッチングが完了しガラス基板のガラスが露出された状態に至るまでの時間（秒）を示す。エッチング終点の値が小さいほど旺盛なエッチング能力を示す。ＣＤ skew（Cut dimension skew）はフォトレジスト末端と銅末端との間の距離を示し、段差がなく均一なテーパーエッチングが行われるためにはこの距離は適切な範囲内でなければならない。テーパー角はエッチングされた金属膜の側面から見た傾斜であって、４５〜６０°程度が適切な値である。
【００５２】
前記表２を参照すれば、本発明のエッチング液組成物は優れたエッチング速度及びＣＤ skewを示し、テーパープロファイルを３０〜７０°に調節できることが分かる。
【００５３】
アレイ基板の製造方法
図１〜図３は本発明の一実施例によるアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【００５４】
図１の例では、ベース基板１００上に第１導電膜を形成した後にパターニングしてゲート配線（図示せず）及びゲート電極１１０を形成する。このとき、前記ゲート配線（図示せず）及びゲート電極１１０はチタニウムと銅を順次に積層した二重膜に形成することが好ましい。たとえば、前記ゲート配線及びゲート電極１１０はチタニウムを含む第１金属層及び銅を含み、第１金属層の上に位置した第２金属層を含むことができる。
【００５５】
図２の例では、前記ゲート配線及びゲート電極の上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または前記酸化シリコン膜及び前記窒化シリコン膜を順次に積層した二層膜からなるゲート絶縁膜１２０を形成する。前記ゲート絶縁膜１２０は化学気相蒸着法またはスパッタリング法を利用して形成することができる。
【００５６】
前記ゲート電極と対応する前記ゲート絶縁膜１２０の上にアクティブ層１３１及びオーミックコンタクト層１３２を積層して半導体層１３０を形成する。ここで、前記アクティブ層１３１は非晶質シリコンからなることができ、前記オーミックコンタクト層１３２はＮ形またはＰ形不純物がドーピングされている非晶質シリコンからなることができる。前記オーミックコンタクト層１３２は互いに離隔されている一対のパターンからなることができる。
【００５７】
その後、前記半導体層の上に第２導電膜を形成した後にパターニングしてデータ配線（図示せず）、ソース電極１４０ａ、及びドレイン電極１４０ｂを形成する。このとき、前記データ配線（図示せず）、ソース電極１４０ａ、及びドレイン電極１４０ｂはチタニウム及び銅を順次に積層した二重膜に形成することが好ましい。たとえば、前記データ配線、ソース電極１４０ａ、及びドレイン電極１４０ｂはチタニウムを含む第１金属層及び銅を含み第１金属層の上に位置した第２金属層を含むことができる。
【００５８】
図３の例では、前記データ配線及びソース／ドレイン電極１４０ａ、１４０ｂの上に保護層１５０を形成し、前記ドレイン電極の一部分を露出するコンタクトホール（ＣＮＴ）を形成する。ここで、前記保護層１５０は窒化シリコン、酸化シリコンからなることができる。
【００５９】
その後、前記コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と電気的に連結されるように前記保護層の上に第３導電膜を形成した後、パターニングして画素電極１６０を形成する。
【００６０】
前記画素電極１６０は透明電極であって、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などからなることができる。
【００６１】
前記ゲート電極、前記ソース／ドレイン電極、及び前記画素電極をなす各導電膜は同一のエッチング組成物からなるエッチング液でパターニングすることができる。ここで、前記エッチング液組成物は過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によるエッチング液組成物は過酸化水素を使用しないので、発熱現象やエッチング液の安定性低下、高価の安定化剤添加のような問題点がなく、チタニウム及び銅（Ｔｉ／Ｃｕ）からなる金属層を良好な速度で同時に、即ち、同一工程で共にテーパーエッチングすることができる。また、エッチング液の安定性を確保してエッチング液の性能をさらに長時間維持することができ、エッチング工程上のマージンを十分に保障して費用を低くすることができる効果がある。
【００６３】
前記のように、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１００ ベース基板
１１０ ゲート電極
１２０ ゲート絶縁膜
１３０ 半導体層
１３１ アクティブ層
１３２ オーミックコンタクト層
１４０ａ ソース電極
１４０ｂ ドレイン電極
１５０ 保護層
１６０ 画素電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング液組成物及びこれを利用したアレイ基板の製造方法に関するものであって、より詳しくは、チタニウム／銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜のエッチングに使用されるエッチング液組成物及びこれを利用したアレイ基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置を駆動する電子回路として代表的なものは薄膜トランジスタ（thin film transistor、ＴＦＴ）回路である。ＴＦＴ−ＬＣＤの製造時、先ずガラス基板の上にゲート及びソース／ドレイン電極用配線材料で金属層を積層させ、これら金属層を腐食性を有する気体または溶液で腐食させて所望の電気回路の金属線を形成するエッチング過程がその後に従う。
【０００３】
ＴＦＴ基板の上には多くの薄膜、薄層が置かれるので、これらの間で望まない電気的短絡が起こることを防止するためには、エッチングした基板の切断側面、即ちエッチングプロファイルが均一に傾斜しており下方が上方より広い、緩慢なテーパー形状であることが好ましい。
【０００４】
一方、銅は電気伝導度が卓越し賦存量が豊富な金属であって、銅膜をＴＦＴ配線に使用する場合、その抵抗がアルミニウム膜やクロム膜より顕著に低く、環境に一層やさしいという長所がある。しかし、銅は酸化剤に対する抵抗性がアルミニウムやクロムよりさらに高いため過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）と第二鉄Ｆｅ（III）などのようなエッチング液が使用されてきた。
【０００５】
しかし、過酸化水素の場合、銅及び鉄イオン存在下で不均化反応を起こして水と酸素とに分解されるため、発熱と急激な組成変化が起こることがあって製造工程マージン及び安定性に問題があった。過酸化水素のこのような問題点を解決するために過酸化水素の安定化剤が使用されるが、製造コストが増加する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高い安定性及び製造工程マージンを保障し、チタニウム／銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜を同時にエッチングすることができる優秀なエッチング液を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記エッチング液を利用したアレイ基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の目的を達成するための本発明のエッチング液組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8；ammonium persulfate）約０．１〜約３０質量％、無機酸約０．１〜約１０質量％、酢酸塩約０．１〜約１０質量％、フッ素含有化合物約０．０１〜約５質量％、スルホン酸化合物約０．０１〜約５質量％、アゾール系化合物約０．０１〜約２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含む。
【０００８】
前記無機酸の例としては、硝酸、リン酸、硫酸、塩酸などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【０００９】
前記酢酸塩の例としては、酢酸アンモニウム（ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4）、酢酸リチウム（ＣＨ3ＣＯＯＬｉ）、酢酸カリウム（ＣＨ3ＣＯＯＫ）などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【００１０】
前記フッ素含有化合物の例としては、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化水素ナトリウム（ＮａＨＦ2）、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化水素カリウム（ＫＨＦ2）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【００１１】
前記スルホン酸化合物の例としては、メタンスルホン酸（ＣＨ3ＳＯ3Ｈ）、ベンゼンスルホン酸（Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｈ）、ｐ−トルエンスルホン酸（Ｃ7Ｈ7ＳＯ3Ｈ）などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【００１２】
前記アゾール系化合物の例としては、ベンゾトリアゾール、アミノテトラゾール、アミノテトラゾールカリウム塩、イミダゾール、ピラゾールなどが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる。
【００１３】
前記エッチング液組成物は、約０．０１〜５質量％のボロン含有化合物をさらに含むことができる。
【００１４】
前記ボロン含有化合物は、ボレート（Ｒ1ＢＯ3、Ｒ2ＨＢＯ3、Ｒ3Ｈ2ＢＯ3）、メタボレート（Ｒ3ＢＯ2）、テトラボレート（Ｒ2Ｂ4Ｏ7、Ｒ3ＨＢ4Ｏ7）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）、ホウフッ化ナトリウム（ＮａＢＦ4）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）などが挙げられる。これらは単独でまたは混合して使用することができる（前記式中、Ｒ1はＨ3、Ｌｉ3、Ｎａ3、（ＮＨ4）3またはＫ3を表し、Ｒ2はＬｉ2、Ｎａ2、Ｋ2または（ＮＨ4）2を表し、Ｒ3はＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ4を表す。）。
【００１５】
前記エッチング液組成物はチタニウムを含む第１金属層及び銅を含む第２金属層を同時にエッチングすることに使用される。
【００１６】
前記本発明の他の目的を実現するための実施例によるアレイ基板の製造方法は、ベース基板を形成する工程、前記ベース基板上に第１導電膜を形成した後、パターニングしてゲート配線及びゲート電極を形成する工程、前記ゲート配線が形成された前記基板上に半導体層を形成する工程、前記半導体層上に第２導電膜を形成した後、パターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成する工程、前記ドレイン電極の一部分を露出するコンタクトホールを備える保護層を形成する工程、及び前記保護層上に位置し、前記コンタクトホールを通して前記ドレイン電極と電気的に連結される第３導電膜を形成した後にパターニングして画素電極を形成する工程を含み、前記第１導電膜及び前記第２導電膜は過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、無機酸、酢酸塩、フッ素含有化合物、スルホン酸化合物、アゾール系化合物、及び水を含むエッチング液組成物を利用してエッチングする工程を含む。
【００１７】
前記エッチング液組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含む。
【００１８】
前記エッチング液組成物は、さらにボロン含有化合物０．０１〜５質量％を含むことができる。
前記第１導電膜及び前記第２導電膜のうちの少なくとも一つはチタニウムを含む第１金属層及び銅を含む第２金属層を積層する工程を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるエッチング液組成物は、過酸化水素を使用しないので発熱現象やエッチング液の安定性低下、高価な安定化剤添加のような問題点がなくてチタニウム／銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜を良好な速度で同時に、即ち、同一工程で共にテーパーエッチングすることができる。また、エッチング液の安定性を確保してエッチング液の性能をさらに長時間維持することができ、エッチング工程上マージンを十分に保障して費用を低くすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例によるアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】本発明の他の実施例によるアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の他の実施例によるアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を好ましい実施例を挙げて添付図面を参照しながらより詳しく説明する。
本発明は多様な変更を加えることができ多様な形態を有することができる。以下に説明する本発明の実施例により本発明が特定の開示形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物は本発明の範囲に含まれる。各図面の説明において、同一番号の参照符号は同一の構成要素に対して使用した。第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明することに使用されるが、前記構成要素は前記用語によって限定されるものではない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。本出願で使用する用語は特定の実施例を説明するためにのみ使用されたものであって、本発明を限定するものではない。単数での表現は文脈上明白に異なることが明らかでない限り、複数の表現を含む。
【００２２】
本出願において、「含む」または「からなる」などの用語は明細書に記載された特徴、数字、工程、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、工程、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を排除するものではない。
【００２３】
異なるように定義されていない限り、技術的または科学的な用語を含む本明細書に使用されている全ての用語は本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に使用される、辞典に定義されている用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものとして解釈されなければならず、本出願で明白に定義してしない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。
【００２４】
添付図面においては、基板、層（膜）またはパターンの寸法は本発明の明確性を期するために実際より拡大して示されている。本発明において、各層（膜）、パターンまたは構造物が基板、各層（膜）またはパターンの「上に」、「上部に」または「下部」に形成されると言及されている場合には、各層（膜）、パターンまたは構造物が直接基板、各層（膜）またはパターンの上に形成され、下に位置するものを意味し、他の層（膜）、他のパターンまたは他の構造物が基板上に追加的に形成される。
【００２５】
エッチング液組成物
本発明のエッチング液組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、無機酸、酢酸塩、フッ素含有化合物、スルホン酸化合物、アゾール系化合物、及び水を含む。具体的には、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含む。
【００２６】
本発明の組成物は、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）を含む。過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）は酸化剤として銅膜をエッチングする主成分であって、下記反応式１に示す反応によって銅膜をエッチングして安定した化合物を形成する。
【００２７】
反応式１
Ｓ2Ｏ8-2＋２Ｃｕ→２ＣｕＳＯ4
【００２８】
前記過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）は、好ましく半導体工程用の純度を有するものを使用することができる。前記過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）の含量が全体の約０．１質量％未満である場合には銅膜のエッチングが難しく、約３０質量％を超過する場合には銅膜のエッチング速度が過度に速くて工程上の調節が難しいことがある。そのため、本発明の組成物は過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）を約０．１〜３０質量％、好ましくは約５〜２５質量％、より好ましくは約１０〜２０質量％を含むことができる。
【００２９】
本発明の組成物は無機酸を含む。無機酸は銅膜をエッチングする補助酸化剤であって、銅エッチング過程で溶出された銅イオンによるエッチング速度低下現象を防止する。前記無機酸の例としては、硝酸、リン酸、硫酸、塩酸などが挙げられ、好ましくは硝酸である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記無機酸は好ましく半導体工程用の純度を有するものを使用することができる。前記無機酸の含量が全体の約０．１質量％未満である場合には補助酸化剤としての役割を果たさず、約１０質量％を超過する場合には銅膜のエッチングが過度に速くなって配線が短絡される不良を招く。そのため、本発明の組成物は無機酸を約０．１〜１０質量％、好ましくは約１〜８質量％、より好ましくは約２〜５質量％を含むことができる。
【００３０】
本発明の組成物は酢酸塩を含む。酢酸塩は銅膜のエッチング速度を調節する役割を果たす。前記酢酸塩の例としてはＣＨ3ＣＯＯ-に解離される化合物として、酢酸アンモニウム（ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4）、酢酸リチウム（ＣＨ3ＣＯＯＬｉ）、酢酸カリウム（ＣＨ3ＣＯＯＫ）などが挙げられ、好ましくは酢酸アンモニウム（ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4）である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記酢酸塩は、好ましく半導体工程用の純度を有するものを使用することができる。前記酢酸塩の含量が全体の約０．１質量％未満である場合にはエッチング速度調節がされず、約１０質量％を超過する場合には銅膜のエッチングが不均一になったりエッチングされない。そのため、本発明の組成物は、酢酸塩を約０．１〜１０質量％、好ましくは約１〜８質量％、より好ましくは約２〜５質量％を含むことができる。
【００３１】
本発明の組成物はフッ素含有化合物を含む。フッ素含有化合物は銅下部のチタン膜をエッチングする主成分としてフッ素を含んでいる化合物をいう。前記フッ素含有化合物の例としては、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化水素ナトリウム（ＮａＨＦ2）、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化水素カリウム（ＫＨＦ2）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）、フッ化ホウ素酸ＨＢＦ4）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）などが挙げられ、好ましくはフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記フッ素含有化合物の含量が全体の約０．０１質量％未満である場合にはチタン膜のエッチングが難しく、約５質量％を超過する場合にはチタン膜の下部のガラス及び絶縁膜をエッチングして不良を招く。そのため、本発明の組成物はフッ素含有化合物を約０．０１〜５質量％、好ましくは約０．１〜３質量％、より好ましくは約０．５〜１質量％を含むことができる。
【００３２】
本発明の組成物はスルホン酸化合物を含む。スルホン酸化合物は−ＳＯ3Ｈで構成される化合物であって過硫酸アンモニウムの分解を抑制させてエッチング液の安定性を増加させる役割を果たす。前記スルホン酸化合物の例としては、メタンスルホン酸（ＣＨ3ＳＯ3Ｈ）、ベンゼンスルホン酸（Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｈ）、ｐ−トルエンスルホン酸（Ｃ7Ｈ7ＳＯ3Ｈ）などが挙げられ、好ましくはメタンスルホン酸（ＣＨ3ＳＯ3Ｈ）である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記スルホン酸化合物の含量が全体の約０．０１質量％未満である場合には安定剤としての役割を果たすことができず、約５質量％を超過する場合には銅膜のエッチング速度が速くなって工程上の調節が難しくなる。そのため、本発明の組成物はスルホン酸化合物を約０．０１〜５質量％、好ましくは約０．０１〜３質量％、より好ましくは約０．０５〜１質量％を含むことができる。
【００３３】
本発明の組成物はアゾール系化合物を含む。アゾール系化合物は窒素元素を含有し少なくとも一つ以上の非炭素原子を環中に備えている５員へテロ環をいう。前記アゾール系化合物は銅膜のエッチングを抑制して銅及び他の金属の多層膜で金属の間のエッチング速度を調節する役割を果たす。前記アゾール系化合物の例としては、ベンゾトリアゾール、アミノテトラゾール、アミノテトラゾールカリウム塩、イミダゾール、ピラゾールなどが挙げられ、好ましくはアミノテトラゾールである。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記アゾール系化合物の含量が全体の約０．０１質量％未満である場合には銅に対するエッチング速度を調節することができずＣＤ損失が大きくなり、約２質量％を超過する場合には銅膜のエッチングが不均一になったりエッチングされない。そのため、本発明の組成物はアゾール系化合物を約０．０１〜２質量％、好ましくは約０．１〜１．５質量％を含むことができる。
【００３４】
本発明の組成物は約０．０１〜５質量％のボロン含有化合物をさらに含むことができる。
【００３５】
前記ボロン含有化合物はチタン膜のエッチング速度を均一に調節する主成分としてホウ素を含んでいる化合物をいう。前記ボロン含有化合物の例としては、ボレート（Ｒ1ＢＯ3、Ｒ2ＨＢＯ3、Ｒ3Ｈ2ＢＯ3）、メタボレート（Ｒ3ＢＯ2）、テトラボレート（Ｒ2Ｂ4Ｏ7、Ｒ3ＨＢ4Ｏ7）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）ホウフッ化ナトリウム（ＮａＢＦ4）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）（前記式中、Ｒ1はＨ3、Ｌｉ3、Ｎａ3、（ＮＨ4）3またはＫ3を表し、Ｒ2はＬｉ2、Ｎａ2、Ｋ2または（ＮＨ4）2を表し、Ｒ3はＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ4を表す。）などが挙げられ、好ましくはフッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）である。これらは単独でまたは混合して使用することができる。前記ボロン含有化合物の含量が全体の約０．０１質量％未満である場合にはチタン膜のエッチング速度調節が難しく、約５質量％を超過する場合にはチタン膜のエッチングが難しくなる。そのため、本発明の組成物はボロン含有化合物を約０．０１〜５質量％、好ましくは約０．０５〜３質量％を含むことができる。
【００３６】
本発明のエッチング液組成物は前述の過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、無機酸、酢酸塩、フッ素含有化合物、スルホン酸化合物、アゾール系化合物、及び水を共に含む。本発明のエッチング液組成物に使用される水の例としては、純水、超純水、脱イオン水、蒸留水などが挙げられる。本発明のエッチング液組成物に含まれる水の含量は組成物の含量を考慮して適切に調節することができる。
【００３７】
本発明のエッチング液組成物はエッチング液の安定性を確保し、ゲート配線材料であるチタニウム及び銅（Ｔｉ／Ｃｕ）を含む金属層を同時に、即ち、同一工程で共にエッチングして優秀なプロファイルを収得して、エッチング工程上のマージンを保障することができる。
【００３８】
本発明で開示するエッチング液またはエッチング液組成物の範囲には前記示した質量比の範囲内に含まれたエッチング液はもちろん、たとえ組成がその質量比範囲の数値外であったり、前述で例示として示した一部成分の置換があっても、その変化された構成がこの分野における通常の知識を有する者に前記エッチング液組成と実質的に均等であることが自明であれば、その構成も含まれる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳しく説明する。本発明の実施例は多様な形態に変形され、本発明の範囲は以下に詳述する実施例によって限定されるものではない。
【００４０】
実施例１〜７：
下記表１の処方に従って本発明のエッチング液組成物による実施例１〜７のエッチング液を製造した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１に示す通り、本発明の実施例１によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水８０．１質量％を含む。
【００４３】
本発明の実施例２によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化ホウ素酸０．２質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．９質量％を含む。
【００４４】
本発明の実施例３によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水８０．１質量％を含む。
【００４５】
本発明の実施例４によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、３硝酸．４質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．７質量％を含む。
【００４６】
本発明の実施例５によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３．４質量％、フッ化ホウ素酸０．２質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．５質量％を含む。
【００４７】
本発明の実施例６によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化ホウ素酸０．５質量％、フッ化アンモニウム０．８質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．６質量％を含む。
【００４８】
本発明の実施例７によるエッチング液は、過硫酸アンモニウム１２質量％、硝酸３質量％、酢酸アンモニウム３質量％、フッ化ホウ素酸０．５質量％、フッ化アンモニウム１．０質量％、メタンスルホン酸０．１質量％、アミノテトラゾール１質量％、及び水７９．４質量％を含む。
【００４９】
実験例：エッチング性能の評価
実施例１〜７の各エッチング液について、チタニウム及び銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜を時間基準に６０％超過してエッチングしたオーバーエッチング実験を行い、実施例１〜７のエッチング液のエッチング速度、ＣＤ skew（Cut dimension skew）とテーパー角を評価した。また、顕微鏡写真でエッチングされたチタニウム及び銅（Ｔｉ／Ｃｕ）二重膜の側断面を観察した。その結果を表２に示した。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２において、エッチング終点は、エッチング液による膜のエッチングが完了しガラス基板のガラスが露出された状態に至るまでの時間（秒）を示す。エッチング終点の値が小さいほど旺盛なエッチング能力を示す。ＣＤ skew（Cut dimension skew）はフォトレジスト末端と銅末端との間の距離を示し、段差がなく均一なテーパーエッチングが行われるためにはこの距離は適切な範囲内でなければならない。テーパー角はエッチングされた金属膜の側面から見た傾斜であって、４５〜６０°程度が適切な値である。
【００５２】
前記表２を参照すれば、本発明のエッチング液組成物は優れたエッチング速度及びＣＤ skewを示し、テーパープロファイルを３０〜７０°に調節できることが分かる。
【００５３】
アレイ基板の製造方法
図１〜図３は本発明の一実施例によるアレイ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【００５４】
図１の例では、ベース基板１００上に第１導電膜を形成した後にパターニングしてゲート配線（図示せず）及びゲート電極１１０を形成する。このとき、前記ゲート配線（図示せず）及びゲート電極１１０はチタニウムと銅を順次に積層した二重膜に形成することが好ましい。たとえば、前記ゲート配線及びゲート電極１１０はチタニウムを含む第１金属層及び銅を含み、第１金属層の上に位置した第２金属層を含むことができる。
【００５５】
図２の例では、前記ゲート配線及びゲート電極の上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または前記酸化シリコン膜及び前記窒化シリコン膜を順次に積層した二層膜からなるゲート絶縁膜１２０を形成する。前記ゲート絶縁膜１２０は化学気相蒸着法またはスパッタリング法を利用して形成することができる。
【００５６】
前記ゲート電極と対応する前記ゲート絶縁膜１２０の上にアクティブ層１３１及びオーミックコンタクト層１３２を積層して半導体層１３０を形成する。ここで、前記アクティブ層１３１は非晶質シリコンからなることができ、前記オーミックコンタクト層１３２はＮ形またはＰ形不純物がドーピングされている非晶質シリコンからなることができる。前記オーミックコンタクト層１３２は互いに離隔されている一対のパターンからなることができる。
【００５７】
その後、前記半導体層の上に第２導電膜を形成した後にパターニングしてデータ配線（図示せず）、ソース電極１４０ａ、及びドレイン電極１４０ｂを形成する。このとき、前記データ配線（図示せず）、ソース電極１４０ａ、及びドレイン電極１４０ｂはチタニウム及び銅を順次に積層した二重膜に形成することが好ましい。たとえば、前記データ配線、ソース電極１４０ａ、及びドレイン電極１４０ｂはチタニウムを含む第１金属層及び銅を含み第１金属層の上に位置した第２金属層を含むことができる。
【００５８】
図３の例では、前記データ配線及びソース／ドレイン電極１４０ａ、１４０ｂの上に保護層１５０を形成し、前記ドレイン電極の一部分を露出するコンタクトホール（ＣＮＴ）を形成する。ここで、前記保護層１５０は窒化シリコン、酸化シリコンからなることができる。
【００５９】
その後、前記コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と電気的に連結されるように前記保護層の上に第３導電膜を形成した後、パターニングして画素電極１６０を形成する。
【００６０】
前記画素電極１６０は透明電極であって、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などからなることができる。
【００６１】
前記ゲート電極、前記ソース／ドレイン電極、及び前記画素電極をなす各導電膜は同一のエッチング組成物からなるエッチング液でパターニングすることができる。ここで、前記エッチング液組成物は過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び総量が１００質量％となる量の水を含むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によるエッチング液組成物は過酸化水素を使用しないので、発熱現象やエッチング液の安定性低下、高価の安定化剤添加のような問題点がなく、チタニウム及び銅（Ｔｉ／Ｃｕ）からなる金属層を良好な速度で同時に、即ち、同一工程で共にテーパーエッチングすることができる。また、エッチング液の安定性を確保してエッチング液の性能をさらに長時間維持することができ、エッチング工程上のマージンを十分に保障して費用を低くすることができる効果がある。
【００６３】
前記のように、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１００ ベース基板
１１０ ゲート電極
１２０ ゲート絶縁膜
１３０ 半導体層
１３１ アクティブ層
１３２ オーミックコンタクト層
１４０ａ ソース電極
１４０ｂ ドレイン電極
１５０ 保護層
１６０ 画素電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8；ammonium persulfate）０．１〜３０質量％、
無機酸０．１〜１０質量％、
酢酸塩０．１〜１０質量％、
フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、
スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、
アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び
総量が１００質量％となる量の水を含むことを特徴とするエッチング液組成物。
【請求項２】
前記無機酸が、硝酸、リン酸、硫酸、及び塩酸からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項３】
前記酢酸塩が、酢酸アンモニウム（ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4）、酢酸リチウム（ＣＨ3ＣＯＯＬｉ）、及び酢酸カリウム（ＣＨ3ＣＯＯＫ）からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項４】
前記フッ素含有化合物が、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化水素ナトリウム（ＮａＨＦ2）、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化水素カリウム（ＫＨＦ2）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）、及びフッ化カルシウム（ＣａＦ2）からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項５】
前記スルホン酸化合物が、メタンスルホン酸（ＣＨ3ＳＯ3Ｈ）、ベンゼンスルホン酸（Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｈ）、ｐ−トルエンスルホン酸（Ｃ7Ｈ7ＳＯ3Ｈ）からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項６】
前記アゾール系化合物が、ベンゾトリアゾール、アミノテトラゾール、アミノテトラゾールカリウム塩、イミダゾール、及びピラゾールからなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項７】
さらに０．０１〜５質量％のボロン含有化合物を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項８】
前記ボロン含有化合物が、ボレート（Ｒ1ＢＯ3、Ｒ2ＨＢＯ3、Ｒ3Ｈ2ＢＯ3）、メタボレート（Ｒ3ＢＯ2）、テトラボレート（Ｒ2Ｂ4Ｏ7、Ｒ3ＨＢ4Ｏ7）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）ホウフッ化ナトリウム（ＮａＢＦ4）、及びホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）からなる群より選択される少なくとも一つの物質（前記式中、Ｒ1はＨ3、Ｌｉ3、Ｎａ3、（ＮＨ4）3またはＫ3を表し、Ｒ2はＬｉ2、Ｎａ2、Ｋ2または（ＮＨ4）2を表し、Ｒ3はＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ4を表す。）を含む請求項７に記載のエッチング液組成物。
【請求項９】
チタニウムを含む第１金属層及び銅を含む第２金属層を同時にエッチングすることに使用される請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項１０】
ベース基板を形成する工程、
前記ベース基板上に第１導電膜を形成した後、パターニングしてゲート配線及びゲート電極を形成する工程、
前記ゲート配線が形成された前記基板上に半導体層を形成する工程、
前記半導体層上に第２導電膜を形成した後、パターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
前記ドレイン電極の一部分を露出するコンタクトホールを備える保護層を形成する工程、及び
前記保護層上に位置し、前記コンタクトホールを通して前記ドレイン電極と電気的に連結される第３導電膜を形成した後にパターニングして画素電極を形成する工程を含み、
前記第１導電膜及び前記第２導電膜が過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、無機酸、酢酸塩、フッ素含有化合物、スルホン酸化合物、アゾール系化合物、及び水を含むエッチング液組成物を使用してエッチングする工程を含むアレイ基板の製造方法。
【請求項１１】
前記エッチング液組成物が、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び水を総量が１００質量％となる量含む請求項１０に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第１導電膜及び前記第２導電膜のうちの少なくとも一つが、チタニウムを含む第１金属層及び銅を含み、第１金属層上に位置した第２金属層を含む請求項１０に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１３】
前記エッチング液組成物を用いて、前記第１金属層及び前記第２金属層を同時にエッチングする請求項１２に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記エッチング液組成物が、さらにボロン含有化合物を含む請求項１０に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記ボロン含有化合物を０．０１〜５質量％を含む請求項１４に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１】
過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8；ammonium persulfate）０．１〜３０質量％、
無機酸０．１〜１０質量％、
酢酸塩０．１〜１０質量％、
フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、
スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、
アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び
総量が１００質量％となる量の水を含むことを特徴とするエッチング液組成物。
【請求項２】
前記無機酸が、硝酸、リン酸、硫酸、及び塩酸からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項３】
前記酢酸塩が、酢酸アンモニウム（ＣＨ3ＣＯＯＮＨ4）、酢酸リチウム（ＣＨ3ＣＯＯＬｉ）、及び酢酸カリウム（ＣＨ3ＣＯＯＫ）からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項４】
前記フッ素含有化合物が、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化水素ナトリウム（ＮａＨＦ2）、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化水素カリウム（ＫＨＦ2）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）、及びフッ化カルシウム（ＣａＦ2）からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項５】
前記スルホン酸化合物が、メタンスルホン酸（ＣＨ3ＳＯ3Ｈ）、ベンゼンスルホン酸（Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｈ）、ｐ−トルエンスルホン酸（Ｃ7Ｈ7ＳＯ3Ｈ）からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項６】
前記アゾール系化合物が、ベンゾトリアゾール、アミノテトラゾール、アミノテトラゾールカリウム塩、イミダゾール、及びピラゾールからなる群より選択される少なくとも一つの物質を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項７】
さらに０．０１〜５質量％のボロン含有化合物を含む請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項８】
前記ボロン含有化合物が、ボレート（Ｒ1ＢＯ3、Ｒ2ＨＢＯ3、Ｒ3Ｈ2ＢＯ3）、メタボレート（Ｒ3ＢＯ2）、テトラボレート（Ｒ2Ｂ4Ｏ7、Ｒ3ＨＢ4Ｏ7）、ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ4）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）ホウフッ化ナトリウム（ＮａＢＦ4）、及びホウフッ化カリウム（ＫＢＦ4）からなる群より選択される少なくとも一つの物質（前記式中、Ｒ1はＨ3、Ｌｉ3、Ｎａ3、（ＮＨ4）3またはＫ3を表し、Ｒ2はＬｉ2、Ｎａ2、Ｋ2または（ＮＨ4）2を表し、Ｒ3はＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ4を表す。）を含む請求項７に記載のエッチング液組成物。
【請求項９】
チタニウムを含む第１金属層及び銅を含む第２金属層を同時にエッチングすることに使用される請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項１０】
ベース基板を形成する工程、
前記ベース基板上に第１導電膜を形成した後、パターニングしてゲート配線及びゲート電極を形成する工程、
前記ゲート配線が形成された前記基板上に半導体層を形成する工程、
前記半導体層上に第２導電膜を形成した後、パターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
前記ドレイン電極の一部分を露出するコンタクトホールを備える保護層を形成する工程、及び
前記保護層上に位置し、前記コンタクトホールを通して前記ドレイン電極と電気的に連結される第３導電膜を形成した後にパターニングして画素電極を形成する工程を含み、
前記第１導電膜及び前記第２導電膜が過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、無機酸、酢酸塩、フッ素含有化合物、スルホン酸化合物、アゾール系化合物、及び水を含むエッチング液組成物を使用してエッチングする工程を含むアレイ基板の製造方法。
【請求項１１】
前記エッチング液組成物が、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）０．１〜３０質量％、無機酸０．１〜１０質量％、酢酸塩０．１〜１０質量％、フッ素含有化合物０．０１〜５質量％、スルホン酸化合物０．０１〜５質量％、アゾール系化合物０．０１〜２質量％、及び水を総量が１００質量％となる量含む請求項１０に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第１導電膜及び前記第２導電膜のうちの少なくとも一つが、チタニウムを含む第１金属層及び銅を含み、第１金属層上に位置した第２金属層を含む請求項１０に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１３】
前記エッチング液組成物を用いて、前記第１金属層及び前記第２金属層を同時にエッチングする請求項１２に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記エッチング液組成物が、さらにボロン含有化合物を含む請求項１０に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記ボロン含有化合物を０．０１〜５質量％を含む請求項１４に記載のアレイ基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２６５５４７（Ｐ２０１０−２６５５４７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１０９６０（Ｐ２０１０−１１０９６０）
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（５０００１３７５１）東進セミケム株式会社 (72)
【氏名又は名称原語表記】Ｄｏｎｇｊｉｎ Ｓｅｍｉｃｈｅｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４７２−２ Ｇａｊｗａ−ｄｏｎｇ，Ｓｅｏ−ｋｕ，Ｉｎｃｈｅｏｎ−ｃｉｔｙ ４０４−２５０，Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（５０００１３７５１）東進セミケム株式会社 (72)
【氏名又は名称原語表記】Ｄｏｎｇｊｉｎ Ｓｅｍｉｃｈｅｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４７２−２ Ｇａｊｗａ−ｄｏｎｇ，Ｓｅｏ−ｋｕ，Ｉｎｃｈｅｏｎ−ｃｉｔｙ ４０４−２５０，Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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