エッチング組成物、及び液晶表示装置用アレイ基板の製造方法
【課題】アルミニウム、モリブデン、インジウムスズ酸化物等から構成される各マスク工程における各金属層をエッチングし得るエッチング組成物を提供する。また、工程が簡単で製造費用が低廉であり、且つ生産性を向上させ得る液晶表示装置用アレイ基板の製造方法を提供する。
【解決手段】４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸、５〜３５重量％の酢酸、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤、０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤及び残量の水を含むエッチング組成物とする。また、上記エッチング組成物を用いて各金属層をエッチングする液晶表示装置用アレイ基板の製造方法とする。
【解決手段】４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸、５〜３５重量％の酢酸、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤、０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤及び残量の水を含むエッチング組成物とする。また、上記エッチング組成物を用いて各金属層をエッチングする液晶表示装置用アレイ基板の製造方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング組成物に関し、特に、アルミニウム、モリブデン、インジウムスズ酸化物等から構成される各マスク層における各金属層をエッチングするためのエッチング組成物、及び液晶表示装置用アレイ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、現在、最も幅広く使用されている平板表示装置のうちの１つであって、電極が形成されている２つの上部基板及び下部基板と、その間に配置される液晶層とから構成されており、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって、透過する光の量を調節する表示装置である。
【０００３】
図１は、一般的な液晶表示装置用アレイ基板の断面図であって、４つのマスク工程順に沿って説明する。
【０００４】
図１に示したように、透明基板１２上に、第１金属層を形成させた後、第１マスク工程によってゲート電極１４を形成させる。ここで、第１金属層には、アルミニウムＡｌ、アルミニウム合金、モリブデンＭｏ、タングステンＷ、クロムＣｒのような導電性金属が使用される。特に、低抵抗のアルミニウム合金が使用される場合には、モリブデンＭｏを使用して二重層として構成される。また、第１マスク工程では、図示してはいないが、第１金属層上にフォトレジスト(以下、ＰＲと略称する。)を塗布してＰＲ層を形成させる。このＰＲ層は、露光されて光を受けた部分が現像されるポジティブ型を例としている。このＰＲ層上に、透過領域と遮断領域とから構成されたマスクを配置させた後、マスクの上部から光を照射する露光工程と、露光された部分を除去する現像工程とを行う。このような工程によってＰＲパターンが形成されて、露出された第１金属層を湿式エッチング(wet etching)により除去すると、ゲート電極１４の金属パターンが形成される。ここで、ゲート電極１４を形成させるためのエッチング組成物としては、燐酸、硝酸、及び酢酸から構成される組成物が使用される。また、ＰＲパターンは、アッシング(ashing)工程によって除去される。
【０００５】
ゲート電極１４が形成された透明基板１２上にゲート絶縁層１６を積層させるが、ゲート絶縁層１６には、窒化ケイ素ＳｉＮｘ及び酸化ケイ素ＳｉＯ２のような無機絶縁物質から選択された１つが使用される。
【０００６】
ゲート絶縁層１６上に、純粋な非晶質シリコン層、不純物をドープした非晶質シリコン層及び第２金属層を積層させた後、第２マスク工程によってアクティブ層１８、オーミックコンタクト層２０、ソース電極２２ａ及びドレイン電極２２ｂを形成させる。ここで、第２金属層には、導電性金属物質のうち、モリブデンＭｏが使用される。第２マスク工程では、第２金属層上にＰＲ層を形成させた後、マスクを配置して露光工程及び現像工程を行うことによってＰＲパターンが形成される。露出した第２金属層を湿式エッチングによって除去し、下部の純粋な非晶質シリコン層及び不純物をドープした非晶質シリコン層を乾式エッチングによって除去する。このような工程によって、純粋な非晶質シリコンのアクティブ層１８、不純物をドープした非晶質シリコンのオーミックコンタクト層２０、ソース電極２２ａ及びドレイン電極２２ｂを形成させる。ここで、ソース電極２２ａ及びドレイン電極２２ｂを形成させるためのエッチング組成物としては、燐酸、硝酸、及び酢酸から構成される組成物、または過酸化水素を含む組成物が使用される。また、ＰＲパターンは、アッシング工程によって除去される。
【０００７】
アクティブ層１８、オーミックコンタクト層２０、ソース電極２２ａ及びドレイン電極２２ｂが形成された透明基板１２上に、保護層２４を形成させる。保護層２４は、ベンゾシクロブテンＢＣＢ及びアクリル系樹脂等の透明な有機絶縁材料から選択された１つを塗布したり、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)及び酸化ケイ素(ＳｉＯ２)等の無機絶縁材料から選択された１つを蒸着して形成される。
【０００８】
保護層２４を第３マスク工程によってパターン化し、ドレイン電極２２ｂの一部が露出するコンタクトホール２６を形成させる。
保護層２４上に、インジウムスズ酸化物ＩＴＯを含む透明導電性金属材料を蒸着させて、第４マスク工程によってドレイン電極２２ｂと接触する透明な画素電極２８を形成させる。第４マスク工程は、第１マスク工程及び第２マスク工程と類似した方法である湿式エッチング工程を含む。第４マスク工程で画素電極２８を形成させるためのエッチング組成物としては、王水またはシュウ酸が使用される。
【０００９】
このように、ＴＦＴ液晶表示装置用アレイ基板は、現在の生産に汎用的に適用される４つのマスク工程によって製造されているが、４つのマスク工程は、アレイ基板の製造方法のうちの一例であって、マスク工程は、どのようなものでも関係ない。一方、各マスク工程で各金属層をエッチングするには、各々異なるエッチング組成物を使用する必要がある。そのため、エッチング組成物の管理が二元化され、独立的な設備を必要とするので、生産性が低下して設備投資費用の負担が増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ等から構成される各マスク工程における各金属層をエッチングし得るエッチング組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、工程が簡単で製造費用が低廉であり、且つ生産性を向上させ得る液晶表示装置用アレイ基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記のような目的を達成せんがため、鋭意研究を重ねた結果、燐酸、硝酸、酢酸、塩素化合物、塩素安定剤、ｐＨ安定剤及び水を所定の割合で含むエッチング組成物が、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明のエッチング組成物は、４０〜７０重量％の燐酸と、３〜１５重量％の硝酸と、５〜３５重量％の酢酸と、０．０５〜５重量％の塩素化合物と、０．０１〜５重量％の塩素安定剤と、０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤と、残量の水とを含む。
【００１３】
前記塩素化合物は、Ｃｌ−に解離するものが好ましく、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００１４】
前記塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物、及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。また、前記塩素安定剤は、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００１５】
前記ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離するものが好ましく、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
また、前記水は、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水であることが好ましい。
【００１６】
一方、本発明による液晶表示装置用アレイ基板の製造方法は、４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸、５〜３５重量％の酢酸、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤、０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤及び残量の水を含むエッチング組成物を用いる、液晶表示装置用アレイ基板の製造方法であって、前記組成物を用いて第１金属層をエッチングして、基板上にゲート電極を形成する工程と；前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と；前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と；前記組成物を用いて第２金属層をエッチングして、前記半導体層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と；ドレイン電極を露出させるコンタクトホールを有する保護層を前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成する工程と；前記組成物を用いて第３金属層をエッチングして、前記保護層上に画素電極を形成する工程とを含む。
【００１７】
前記第１金属層は、アルミニウム合金またはモリブデンＭｏの単層から構成されることが好ましく、またはアルミニウム合金とモリブデンＭｏとの二重層から構成されることが好ましい。
【００１８】
また、前記第２金属層は、アルミニウム合金(Al Alloy)またはモリブデンＭｏから構成されることが好ましく、また前記第３金属層は、インジウムスズ酸化物ＩＴＯから構成されることが好ましい。
【００１９】
前記塩素化合物は、Ｃｌ−に解離するものが好ましく、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００２０】
前記塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物、及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。また、前記塩素安定剤は、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００２１】
前記ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離するものが好ましく、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００２２】
前記水は、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水であることが好ましい。また、前記アルミニウム合金は、アルミニウムネオジムＡｌＮｄであることが好ましい。
【００２３】
前記組成物を用いるエッチング工程は、３０℃〜５０℃で行われることが好ましく、また前記第１金属層、第２金属層、及び第３金属層のエッチング時間は、各々前記第１金属層、第２金属層、及び第３金属層の厚さ及び材料構成によって決定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ等から構成される各マスク工程における各金属層をエッチングし得るエッチング組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、独立的な装備構成が不必要であり、従って、工程が簡単で製造費用が低廉であり、且つ生産性を向上させ得る液晶表示装置用アレイ基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のエッチング組成物を用いて液晶表示装置用アレイ基板を製造する方法を、図を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図２は、本発明のエッチング組成物を用いて製造された液晶表示装置用アレイ基板の断面図であって、４つのマスク工程の順序に従って説明する。
【００２７】
図２に示したように、透明基板１２２上に、第１金属層を形成させた後、第１マスク工程によってゲート電極１１４を形成させる。ここで、第１金属層には、アルミニウム合金及びモリブデンＭｏを用い、二重層として構成される。第１マスク工程では、図示してはいないが、第１金属層上にフォトレジスト(以下、ＰＲと略称する。)を塗布してＰＲ層を形成させる。このＰＲ層上に、透過領域と遮断領域とから構成されたマスクを配置させた後、マスクの上部から光を照射する露光工程と、露光された部分を除去する現像工程とを行う。このような工程によってＰＲパターンが形成されて、露出された第１金属層を、本発明のエッチング組成物（すなわち、４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸、及び５〜３５重量％の酢酸を主な成分として、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤、及び０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤のような添加剤、並びに残量の水を含むエッチング組成物）を使用し、湿式エッチング(wet etching)して除去すると、ゲート電極１１４が形成される。また、ＰＲパターンは、アッシング(ashing)工程によって除去される。
【００２８】
上記湿式エッチングにおいて、エッチング工程は、約３０℃〜５０℃の温度で行われる。また、湿式エッチングの時間は、第１金属層の厚さ及び材料構成(単層または二重層)によって決定される。
【００２９】
次に、ゲート電極１１４が形成された透明基板１１２上に、ゲート絶縁層１１６を積層させる。ゲート絶縁層１１６には、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)及び酸化ケイ素(ＳｉＯ２)のような無機絶縁物質から選択された１つが使用される。
【００３０】
次に、ゲート絶縁層１１６上に、純粋な非晶質シリコン層、不純物をドープした非晶質シリコン層及び第２金属層を積層させた後、第２マスク工程によってアクティブ層１１８、オーミックコンタクト層１２０、ソース電極１２２ａ及びドレイン電極１２２ｂを形成させる。ここで、第２金属層には、導電性金属物質のうち、アルミニウム合金またはモリブデンＭｏが使用される。第２マスク工程では、第２金属層上にＰＲ層を形成させた後、マスクを配置して露光工程及び現像工程を行うことによって、ＰＲパターンが形成される。露出した第２金属層を本発明のエッチング組成物で湿式エッチングして除去し、下部の純粋な非晶質シリコン層及び不純物をドープした非晶質シリコン層を乾式エッチングによって除去する。このような工程によって、ソース電極１２２ａ及びドレイン電極１２２ｂを形成させる。この時、不純物をドープした非晶質シリコン層を除去してチャネル領域を形成させるために、２つの厚さを有するＰＲ層を形成する工程が適用されてよい。この２つの厚さを有するＰＲ層は、ハーフトーン(Half-tone)マスクや回折露光マスクを用いることによって可能になる。また、ＰＲパターンは、アッシング工程によって除去される。
【００３１】
上記湿式エッチングにおいて、エッチング工程は、約３０℃〜５０℃の温度で行われる。また、湿式エッチングの時間は、第２金属層の厚さ及び材料構成(種類)によって決定される。
【００３２】
アクティブ層１１８、オーミックコンタクト層１２０、ソース電極１２２ａ及びドレイン電極１２２ｂが形成された透明基板１１２上に、保護層１２４を形成させる。保護層１２４は、ベンゾシクロブテンＢＣＢ及びアクリル系樹脂等の透明な有機絶縁材料から選択された１つを塗布したり、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)及び酸化シリコーン(ＳｉＯ２)等の無機絶縁材料から選択された１つを蒸着して形成させる。
【００３３】
保護層１２４を第３マスク工程によってパターン化し、ドレイン電極１２２ｂの一部が露出するコンタクトホール１２６を形成させる。
保護層１２４上に、インジウムスズ酸化物ＩＴＯを含む透明導電性金属材料を蒸着させて、第４マスク工程によってドレイン電極１２２ｂと接触する透明な画素電極１２８を形成させる。
【００３４】
第４マスク工程は、第１マスク工程及び第２マスク工程と類似した方法であり、本発明のエッチング組成物で湿式エッチングされる。また、残ったＰＲパターンは、アッシング工程によって除去される。
【００３５】
上記湿式エッチングにおいて、エッチング工程は、約３０℃〜５０℃の温度で行われる。また、湿式エッチングの時間は、透明導電性金属材料の厚さ及び材料構成によって決定される。
【００３６】
このように、液晶表示装置用アレイ基板の製造において、各マスク工程において使用されるエッチング組成物が共通しているので、エッチング組成物の管理が容易になり、１つの設備で構成して製造費用が節減され、生産性が向上する。
一方、液晶表示装置用アレイ基板は、現在の生産に汎用的に適用される４つのマスク工程によって製造されるが、４つのマスク工程は、アレイ基板の製造方法のうちの一例であって、マスク工程は、どのようなものでも関係ない。
【００３７】
次に、本発明によるエッチング組成物を添付した図を参照して説明する。
本発明によるエッチング組成物を用いて製造される液晶表示装置は、アルミニウム合金で構成される下層及びモリブデンＭｏで構成される上層の二重層で形成されるゲート電極１１４と、モリブデンＭｏで形成されるソース電極１２２ａ及びドレイン電極１２２ｂと、インジウムスズ酸化物ＩＴＯで形成される画素電極１２８とを含む。
【００３８】
本発明のエッチング組成物は、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ等をエッチングするための単一のエッチング組成物である。本発明によるエッチング組成物は、４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸及び５〜３５重量％の酢酸を主な成分として、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤及び０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤のような添加剤、並びに残量の水を含んでいる。
【００３９】
硝酸は、アルミニウムと反応してアルミニウムオキサイド(Ａｌ２Ｏ３)を形成する。硝酸の含量が３〜１５重量％の範囲内である場合には、上層であるモリブデンＭｏと下層であるアルミニウム合金との間のエッチング選択比が効果的に調節される。ところが、窒酸が３重量％未満である場合には、モリブデンＭｏとアルミニウム合金との二重層において、下層であるアルミニウム合金がオーバーエッチングされるアンダーカット(undercut)現象が発生する。このようなアンダーカット現象が発生する原因は、電解腐食によるものであると解される。この電解腐食は、２つの異なる金属材料が水溶液中で電気的に接触している際、局部電池またはガルバニ電池を形成するために生じる。つまり、電極電位(Electrode Potential)が低い金属材料（卑な金属）であるＡｌ(Ｅ＝-１．６６Ｖ)が陽極となってＡｌの溶解が促進され、電極電位が高い金属材料（貴な金属）であるＭｏ(Ｅ＝-０．２０Ｖ)が陰極となってＭｏが保護され、相対的にＭｏの溶解(電気化学的エッチング)が遅延する。このような電解腐食現象によってゲート電極１１４のパターンが均一に形成されないと、液晶表示装置の映像の高解像度及び鮮やかな色相の具現化が難しくなるという問題が発生する。
【００４０】
燐酸は、アルミニウムオキサイド(Ａｌ２Ｏ３)を分解させる役割をする。燐酸の含量が４０〜７０重量％の範囲内である場合には、硝酸とアルミニウムとが反応して形成されたアルミニウムオキサイド(Ａｌ２Ｏ３)が適切に分解され、ゲート電極１１４の下層であるアルミニウム合金層を速くエッチングすることができる。このようにして、エッチング速度が速くなって生産性が向上する。
【００４１】
酢酸は、反応速度を調節する緩衝剤としての役割を有する。酢酸の含量が５〜３５重量％の範囲内である場合には、反応速度が適切に調節されてエッチング速度が向上し、これによって、生産性が向上する。ところが、酢酸が５重量％未満である場合には、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層でアンダーカット現象が発生する。
【００４２】
塩素化合物は、Ｃｌ−に解離する化合物が好ましい。このような塩素化合物としては、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３等がある。
【００４３】
塩素化合物の含量が０．０５〜５重量％の範囲内である場合には、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ、モリブデンＭｏ、及びモリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層のエッチング速度を適切に調節することができる。そのため、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層において下層であるアルミニウム合金のアンダーカット現象を発生させないだけでなく、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ及びモリブデンＭｏにおいても優れたプロファイル(profile)を与えることができる。
【００４４】
塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。このような塩素安定剤としては、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２等がある。
【００４５】
塩素安定剤の含量が０．０１〜５重量％の範囲内である場合には、インジウムスズ酸化物ＩＴＯのエッチング速度を適切に調節して傾斜角度が６０°以下の良好なプロファイルを与えることができる。また、エッチング組成物の寿命を長くして工程上のマージンを高めることができる。
【００４６】
ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離するものが好ましい。このようなｐＨ安定剤としては、塩基性化合物であり、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２等がある。
【００４７】
ｐＨ安定剤の含量が０．０１〜５重量％の範囲である場合には、モリブデンＭｏ及びモリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層のエッチング速度を適切に調節することができる。そのため、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層において下層であるアルミニウム合金のアンダーカット現象を発生させないだけでなく、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ及びモリブデンＭｏにおいても優れたプロファイルを与えることができる。
【００４８】
残量の水は、硝酸とアルミニウムとが反応して生成したアルミニウムオキサイド(Ａｌ２Ｏ３)を分解し、エッチング組成物を希釈させる役割をする。また、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水を使用することが好ましく、比抵抗が１８ＭΩ・ｃｍ以上の超純水を使用することがより好ましい。
【実施例】
【００４９】
＜実施例１＞
燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水１３重量％の組成比で構成される本発明のエッチング組成物を用いて各金属層をエッチングした結果を、図を参照して説明する。
【００５０】
図３Ａないし図３Ｃは、本発明のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）、ソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）、並びに画素電極材（インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。なお、アッシング工程によってＰＲパターンが除去される前であるために、写真の上部分は、残っているＰＲパターンを示す。
【００５１】
図３Ａに示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、アンダーカット現象のない優れたプロファイルを有していた。また、図３Ｂに示したように、モリブデンＭｏは、４５〜７０°のテーパー(taper)形状がある優れたプロファイルを有していた。また、図３Ｃに示したように、インジウムスズ酸化物ＩＴＯは、３０〜６０°のテーパー形状がある優れたプロファイルを有していた。すなわち、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極、並びに画素電極は、エッチング後の電極両側の形状が４０〜７０°傾斜する優れたプロファイルを有していた。このように、本発明のエッチング組成物を用いることにより、不良のないアレイ基板を製造することができた。
なお、上記のエッチング結果を得るのに使用されたエッチング組成物の組成比は、組成比の範囲の一例であって、本発明のエッチング組成物の組成比の範囲内では、図３Ａないし図３Ｃに示したような効果があった。
【００５２】
一方、比較例として、本発明のエッチング組成物の組成比の範囲を逸脱したエッチング組成物を、添付した図を参照して説明する。
＜比較例１＞
比較例１のエッチング組成物は、燐酸３８重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水３５重量％で構成されている。すなわち、比較例１のエッチング組成物は、燐酸の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００５３】
図４Ａと図４Ｂは、比較例１のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）、並びにソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
【００５４】
図４Ａに示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、下部層であるアルミニウム合金がオーバーエッチングされることによってアンダーカット現象が発生した。また、図４Ｂに示したように、モリブデンＭｏ単層は、４０〜７０°のテーパー(taper)を有しておらず、急傾斜(steep)した形状の不良プロファイルを有していた。そのため、ソース電極及びドレイン電極を形成した後で保護層を形成する時、均一に積層されないで切断されることがある。
上記の結果は、燐酸の含量が３８重量％である時の結果であるが、燐酸の含量が４０重量％未満の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００５５】
＜比較例２＞
比較例２のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸２重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水１９重量％で構成されている。すなわち、比較例２のエッチング組成物は、硝酸の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００５６】
図５Ａと図５Ｂは、比較例２のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）、並びにソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
【００５７】
図５Ａに示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、アンダーカット現象が発生した。また、図５Ｂに示したように、モリブデンＭｏ単層は、急傾斜(steep)した形状の不良プロファイルを有していた。
上記の結果は、硝酸の含量が２重量％である時の結果であるが、硝酸の含量が３重量％未満の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００５８】
＜比較例３＞
比較例３のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸４重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水２５重量％で構成されている。すなわち、比較例３のエッチング組成物は、酢酸の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００５９】
図６は、比較例３のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
図６に示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、下部層であるアルミニウム合金がオーバーエッチングされるアンダーカット現象が発生した。
上記の結果は、酢酸の含量が４重量％である時の結果であるが、酢酸の含量が５重量％未満の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００６０】
＜比較例４＞
比較例４のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物７重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水７重量％で構成されている。すなわち、比較例４のエッチング組成物は、塩素化合物の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００６１】
図７は、比較例４のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
図７に示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、アンダーカット現象が発生した。そのため、後の工程によって形成されるパターンの不良を引き起こす。
上記の結果は、塩素化合物の含量が７重量％である時の結果であるが、塩素化合物の含量が５重量％超過の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００６２】
＜比較例５＞
比較例５のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤７重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水７重量％で構成されている。すなわち、比較例５のエッチング組成物は、塩素安定剤の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００６３】
図８は、比較例５のエッチング組成物による湿式エッチング工程後の画素電極材（インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
図８に示したように、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層の残渣が発生した。これは、インジウムスズ酸化物ＩＴＯのエッチング速度が減少して、エッチングの時に完全な形状にエッチングされなかったためであると考えられる。
上記の結果は、塩素安定剤の含量が７重量％である時の結果であるが、塩素安定剤の含量が５重量％超過の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００６４】
＜比較例６＞
比較例６のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤７重量％及び水７重量％で構成されている。すなわち、比較例６のエッチング組成物は、ｐＨ安定剤の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００６５】
図９は、比較例６のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
図９に示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、アンダーカット現象が発生した。
上記の結果は、ｐＨ安定剤の含量が７重量％である時の結果であるが、ｐＨ安定剤の含量が５重量％超過の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】一般的な液晶表示装置用アレイ基板の断面図である。
【図２】本発明のエッチング組成物を用いて製造された液晶表示装置用アレイ基板の断面図である。
【図３Ａ】本発明のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図３Ｂ】本発明のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図３Ｃ】本発明のエッチング組成物による湿式エッチング工程後の画素電極（インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図４Ａ】比較例１のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】比較例１のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図５Ａ】比較例２のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図５Ｂ】比較例２のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図６】比較例３のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図７】比較例４のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図８】比較例５のエッチング組成物による湿式エッチング工程後の画素電極（インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図９】比較例６のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００６７】
１２ 透明基板、１４ ゲート電極、１６ ゲート絶縁層、１８ アクティブ層、２０ オーミックコンタクト層、２２ａ ソース電極、２２ｂ ドレイン電極、２４ 保護層、２６ コンタクトホール、２８ 画素電極、１１２ 透明基板、１１４ ゲート電極、１１６ ゲート絶縁層、１１８ アクティブ層、１２０ オーミックコンタクト層、１２２ａ ソース電極、１２２ｂ ドレイン電極、１２４ 保護層、１２６ コンタクトホール、１２８ 画素電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング組成物に関し、特に、アルミニウム、モリブデン、インジウムスズ酸化物等から構成される各マスク層における各金属層をエッチングするためのエッチング組成物、及び液晶表示装置用アレイ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、現在、最も幅広く使用されている平板表示装置のうちの１つであって、電極が形成されている２つの上部基板及び下部基板と、その間に配置される液晶層とから構成されており、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって、透過する光の量を調節する表示装置である。
【０００３】
図１は、一般的な液晶表示装置用アレイ基板の断面図であって、４つのマスク工程順に沿って説明する。
【０００４】
図１に示したように、透明基板１２上に、第１金属層を形成させた後、第１マスク工程によってゲート電極１４を形成させる。ここで、第１金属層には、アルミニウムＡｌ、アルミニウム合金、モリブデンＭｏ、タングステンＷ、クロムＣｒのような導電性金属が使用される。特に、低抵抗のアルミニウム合金が使用される場合には、モリブデンＭｏを使用して二重層として構成される。また、第１マスク工程では、図示してはいないが、第１金属層上にフォトレジスト(以下、ＰＲと略称する。)を塗布してＰＲ層を形成させる。このＰＲ層は、露光されて光を受けた部分が現像されるポジティブ型を例としている。このＰＲ層上に、透過領域と遮断領域とから構成されたマスクを配置させた後、マスクの上部から光を照射する露光工程と、露光された部分を除去する現像工程とを行う。このような工程によってＰＲパターンが形成されて、露出された第１金属層を湿式エッチング(wet etching)により除去すると、ゲート電極１４の金属パターンが形成される。ここで、ゲート電極１４を形成させるためのエッチング組成物としては、燐酸、硝酸、及び酢酸から構成される組成物が使用される。また、ＰＲパターンは、アッシング(ashing)工程によって除去される。
【０００５】
ゲート電極１４が形成された透明基板１２上にゲート絶縁層１６を積層させるが、ゲート絶縁層１６には、窒化ケイ素ＳｉＮｘ及び酸化ケイ素ＳｉＯ２のような無機絶縁物質から選択された１つが使用される。
【０００６】
ゲート絶縁層１６上に、純粋な非晶質シリコン層、不純物をドープした非晶質シリコン層及び第２金属層を積層させた後、第２マスク工程によってアクティブ層１８、オーミックコンタクト層２０、ソース電極２２ａ及びドレイン電極２２ｂを形成させる。ここで、第２金属層には、導電性金属物質のうち、モリブデンＭｏが使用される。第２マスク工程では、第２金属層上にＰＲ層を形成させた後、マスクを配置して露光工程及び現像工程を行うことによってＰＲパターンが形成される。露出した第２金属層を湿式エッチングによって除去し、下部の純粋な非晶質シリコン層及び不純物をドープした非晶質シリコン層を乾式エッチングによって除去する。このような工程によって、純粋な非晶質シリコンのアクティブ層１８、不純物をドープした非晶質シリコンのオーミックコンタクト層２０、ソース電極２２ａ及びドレイン電極２２ｂを形成させる。ここで、ソース電極２２ａ及びドレイン電極２２ｂを形成させるためのエッチング組成物としては、燐酸、硝酸、及び酢酸から構成される組成物、または過酸化水素を含む組成物が使用される。また、ＰＲパターンは、アッシング工程によって除去される。
【０００７】
アクティブ層１８、オーミックコンタクト層２０、ソース電極２２ａ及びドレイン電極２２ｂが形成された透明基板１２上に、保護層２４を形成させる。保護層２４は、ベンゾシクロブテンＢＣＢ及びアクリル系樹脂等の透明な有機絶縁材料から選択された１つを塗布したり、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)及び酸化ケイ素(ＳｉＯ２)等の無機絶縁材料から選択された１つを蒸着して形成される。
【０００８】
保護層２４を第３マスク工程によってパターン化し、ドレイン電極２２ｂの一部が露出するコンタクトホール２６を形成させる。
保護層２４上に、インジウムスズ酸化物ＩＴＯを含む透明導電性金属材料を蒸着させて、第４マスク工程によってドレイン電極２２ｂと接触する透明な画素電極２８を形成させる。第４マスク工程は、第１マスク工程及び第２マスク工程と類似した方法である湿式エッチング工程を含む。第４マスク工程で画素電極２８を形成させるためのエッチング組成物としては、王水またはシュウ酸が使用される。
【０００９】
このように、ＴＦＴ液晶表示装置用アレイ基板は、現在の生産に汎用的に適用される４つのマスク工程によって製造されているが、４つのマスク工程は、アレイ基板の製造方法のうちの一例であって、マスク工程は、どのようなものでも関係ない。一方、各マスク工程で各金属層をエッチングするには、各々異なるエッチング組成物を使用する必要がある。そのため、エッチング組成物の管理が二元化され、独立的な設備を必要とするので、生産性が低下して設備投資費用の負担が増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ等から構成される各マスク工程における各金属層をエッチングし得るエッチング組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、工程が簡単で製造費用が低廉であり、且つ生産性を向上させ得る液晶表示装置用アレイ基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記のような目的を達成せんがため、鋭意研究を重ねた結果、燐酸、硝酸、酢酸、塩素化合物、塩素安定剤、ｐＨ安定剤及び水を所定の割合で含むエッチング組成物が、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明のエッチング組成物は、４０〜７０重量％の燐酸と、３〜１５重量％の硝酸と、５〜３５重量％の酢酸と、０．０５〜５重量％の塩素化合物と、０．０１〜５重量％の塩素安定剤と、０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤と、残量の水とを含む。
【００１３】
前記塩素化合物は、Ｃｌ−に解離するものが好ましく、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００１４】
前記塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物、及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。また、前記塩素安定剤は、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００１５】
前記ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離するものが好ましく、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
また、前記水は、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水であることが好ましい。
【００１６】
一方、本発明による液晶表示装置用アレイ基板の製造方法は、４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸、５〜３５重量％の酢酸、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤、０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤及び残量の水を含むエッチング組成物を用いる、液晶表示装置用アレイ基板の製造方法であって、前記組成物を用いて第１金属層をエッチングして、基板上にゲート電極を形成する工程と；前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と；前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と；前記組成物を用いて第２金属層をエッチングして、前記半導体層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と；ドレイン電極を露出させるコンタクトホールを有する保護層を前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成する工程と；前記組成物を用いて第３金属層をエッチングして、前記保護層上に画素電極を形成する工程とを含む。
【００１７】
前記第１金属層は、アルミニウム合金またはモリブデンＭｏの単層から構成されることが好ましく、またはアルミニウム合金とモリブデンＭｏとの二重層から構成されることが好ましい。
【００１８】
また、前記第２金属層は、アルミニウム合金(Al Alloy)またはモリブデンＭｏから構成されることが好ましく、また前記第３金属層は、インジウムスズ酸化物ＩＴＯから構成されることが好ましい。
【００１９】
前記塩素化合物は、Ｃｌ−に解離するものが好ましく、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００２０】
前記塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物、及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。また、前記塩素安定剤は、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００２１】
前記ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離するものが好ましく、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００２２】
前記水は、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水であることが好ましい。また、前記アルミニウム合金は、アルミニウムネオジムＡｌＮｄであることが好ましい。
【００２３】
前記組成物を用いるエッチング工程は、３０℃〜５０℃で行われることが好ましく、また前記第１金属層、第２金属層、及び第３金属層のエッチング時間は、各々前記第１金属層、第２金属層、及び第３金属層の厚さ及び材料構成によって決定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ等から構成される各マスク工程における各金属層をエッチングし得るエッチング組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、独立的な装備構成が不必要であり、従って、工程が簡単で製造費用が低廉であり、且つ生産性を向上させ得る液晶表示装置用アレイ基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のエッチング組成物を用いて液晶表示装置用アレイ基板を製造する方法を、図を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図２は、本発明のエッチング組成物を用いて製造された液晶表示装置用アレイ基板の断面図であって、４つのマスク工程の順序に従って説明する。
【００２７】
図２に示したように、透明基板１２２上に、第１金属層を形成させた後、第１マスク工程によってゲート電極１１４を形成させる。ここで、第１金属層には、アルミニウム合金及びモリブデンＭｏを用い、二重層として構成される。第１マスク工程では、図示してはいないが、第１金属層上にフォトレジスト(以下、ＰＲと略称する。)を塗布してＰＲ層を形成させる。このＰＲ層上に、透過領域と遮断領域とから構成されたマスクを配置させた後、マスクの上部から光を照射する露光工程と、露光された部分を除去する現像工程とを行う。このような工程によってＰＲパターンが形成されて、露出された第１金属層を、本発明のエッチング組成物（すなわち、４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸、及び５〜３５重量％の酢酸を主な成分として、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤、及び０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤のような添加剤、並びに残量の水を含むエッチング組成物）を使用し、湿式エッチング(wet etching)して除去すると、ゲート電極１１４が形成される。また、ＰＲパターンは、アッシング(ashing)工程によって除去される。
【００２８】
上記湿式エッチングにおいて、エッチング工程は、約３０℃〜５０℃の温度で行われる。また、湿式エッチングの時間は、第１金属層の厚さ及び材料構成(単層または二重層)によって決定される。
【００２９】
次に、ゲート電極１１４が形成された透明基板１１２上に、ゲート絶縁層１１６を積層させる。ゲート絶縁層１１６には、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)及び酸化ケイ素(ＳｉＯ２)のような無機絶縁物質から選択された１つが使用される。
【００３０】
次に、ゲート絶縁層１１６上に、純粋な非晶質シリコン層、不純物をドープした非晶質シリコン層及び第２金属層を積層させた後、第２マスク工程によってアクティブ層１１８、オーミックコンタクト層１２０、ソース電極１２２ａ及びドレイン電極１２２ｂを形成させる。ここで、第２金属層には、導電性金属物質のうち、アルミニウム合金またはモリブデンＭｏが使用される。第２マスク工程では、第２金属層上にＰＲ層を形成させた後、マスクを配置して露光工程及び現像工程を行うことによって、ＰＲパターンが形成される。露出した第２金属層を本発明のエッチング組成物で湿式エッチングして除去し、下部の純粋な非晶質シリコン層及び不純物をドープした非晶質シリコン層を乾式エッチングによって除去する。このような工程によって、ソース電極１２２ａ及びドレイン電極１２２ｂを形成させる。この時、不純物をドープした非晶質シリコン層を除去してチャネル領域を形成させるために、２つの厚さを有するＰＲ層を形成する工程が適用されてよい。この２つの厚さを有するＰＲ層は、ハーフトーン(Half-tone)マスクや回折露光マスクを用いることによって可能になる。また、ＰＲパターンは、アッシング工程によって除去される。
【００３１】
上記湿式エッチングにおいて、エッチング工程は、約３０℃〜５０℃の温度で行われる。また、湿式エッチングの時間は、第２金属層の厚さ及び材料構成(種類)によって決定される。
【００３２】
アクティブ層１１８、オーミックコンタクト層１２０、ソース電極１２２ａ及びドレイン電極１２２ｂが形成された透明基板１１２上に、保護層１２４を形成させる。保護層１２４は、ベンゾシクロブテンＢＣＢ及びアクリル系樹脂等の透明な有機絶縁材料から選択された１つを塗布したり、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)及び酸化シリコーン(ＳｉＯ２)等の無機絶縁材料から選択された１つを蒸着して形成させる。
【００３３】
保護層１２４を第３マスク工程によってパターン化し、ドレイン電極１２２ｂの一部が露出するコンタクトホール１２６を形成させる。
保護層１２４上に、インジウムスズ酸化物ＩＴＯを含む透明導電性金属材料を蒸着させて、第４マスク工程によってドレイン電極１２２ｂと接触する透明な画素電極１２８を形成させる。
【００３４】
第４マスク工程は、第１マスク工程及び第２マスク工程と類似した方法であり、本発明のエッチング組成物で湿式エッチングされる。また、残ったＰＲパターンは、アッシング工程によって除去される。
【００３５】
上記湿式エッチングにおいて、エッチング工程は、約３０℃〜５０℃の温度で行われる。また、湿式エッチングの時間は、透明導電性金属材料の厚さ及び材料構成によって決定される。
【００３６】
このように、液晶表示装置用アレイ基板の製造において、各マスク工程において使用されるエッチング組成物が共通しているので、エッチング組成物の管理が容易になり、１つの設備で構成して製造費用が節減され、生産性が向上する。
一方、液晶表示装置用アレイ基板は、現在の生産に汎用的に適用される４つのマスク工程によって製造されるが、４つのマスク工程は、アレイ基板の製造方法のうちの一例であって、マスク工程は、どのようなものでも関係ない。
【００３７】
次に、本発明によるエッチング組成物を添付した図を参照して説明する。
本発明によるエッチング組成物を用いて製造される液晶表示装置は、アルミニウム合金で構成される下層及びモリブデンＭｏで構成される上層の二重層で形成されるゲート電極１１４と、モリブデンＭｏで形成されるソース電極１２２ａ及びドレイン電極１２２ｂと、インジウムスズ酸化物ＩＴＯで形成される画素電極１２８とを含む。
【００３８】
本発明のエッチング組成物は、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ等をエッチングするための単一のエッチング組成物である。本発明によるエッチング組成物は、４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸及び５〜３５重量％の酢酸を主な成分として、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤及び０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤のような添加剤、並びに残量の水を含んでいる。
【００３９】
硝酸は、アルミニウムと反応してアルミニウムオキサイド(Ａｌ２Ｏ３)を形成する。硝酸の含量が３〜１５重量％の範囲内である場合には、上層であるモリブデンＭｏと下層であるアルミニウム合金との間のエッチング選択比が効果的に調節される。ところが、窒酸が３重量％未満である場合には、モリブデンＭｏとアルミニウム合金との二重層において、下層であるアルミニウム合金がオーバーエッチングされるアンダーカット(undercut)現象が発生する。このようなアンダーカット現象が発生する原因は、電解腐食によるものであると解される。この電解腐食は、２つの異なる金属材料が水溶液中で電気的に接触している際、局部電池またはガルバニ電池を形成するために生じる。つまり、電極電位(Electrode Potential)が低い金属材料（卑な金属）であるＡｌ(Ｅ＝-１．６６Ｖ)が陽極となってＡｌの溶解が促進され、電極電位が高い金属材料（貴な金属）であるＭｏ(Ｅ＝-０．２０Ｖ)が陰極となってＭｏが保護され、相対的にＭｏの溶解(電気化学的エッチング)が遅延する。このような電解腐食現象によってゲート電極１１４のパターンが均一に形成されないと、液晶表示装置の映像の高解像度及び鮮やかな色相の具現化が難しくなるという問題が発生する。
【００４０】
燐酸は、アルミニウムオキサイド(Ａｌ２Ｏ３)を分解させる役割をする。燐酸の含量が４０〜７０重量％の範囲内である場合には、硝酸とアルミニウムとが反応して形成されたアルミニウムオキサイド(Ａｌ２Ｏ３)が適切に分解され、ゲート電極１１４の下層であるアルミニウム合金層を速くエッチングすることができる。このようにして、エッチング速度が速くなって生産性が向上する。
【００４１】
酢酸は、反応速度を調節する緩衝剤としての役割を有する。酢酸の含量が５〜３５重量％の範囲内である場合には、反応速度が適切に調節されてエッチング速度が向上し、これによって、生産性が向上する。ところが、酢酸が５重量％未満である場合には、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層でアンダーカット現象が発生する。
【００４２】
塩素化合物は、Ｃｌ−に解離する化合物が好ましい。このような塩素化合物としては、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３等がある。
【００４３】
塩素化合物の含量が０．０５〜５重量％の範囲内である場合には、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ、モリブデンＭｏ、及びモリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層のエッチング速度を適切に調節することができる。そのため、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層において下層であるアルミニウム合金のアンダーカット現象を発生させないだけでなく、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ及びモリブデンＭｏにおいても優れたプロファイル(profile)を与えることができる。
【００４４】
塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。このような塩素安定剤としては、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２等がある。
【００４５】
塩素安定剤の含量が０．０１〜５重量％の範囲内である場合には、インジウムスズ酸化物ＩＴＯのエッチング速度を適切に調節して傾斜角度が６０°以下の良好なプロファイルを与えることができる。また、エッチング組成物の寿命を長くして工程上のマージンを高めることができる。
【００４６】
ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離するものが好ましい。このようなｐＨ安定剤としては、塩基性化合物であり、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２等がある。
【００４７】
ｐＨ安定剤の含量が０．０１〜５重量％の範囲である場合には、モリブデンＭｏ及びモリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層のエッチング速度を適切に調節することができる。そのため、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層において下層であるアルミニウム合金のアンダーカット現象を発生させないだけでなく、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ及びモリブデンＭｏにおいても優れたプロファイルを与えることができる。
【００４８】
残量の水は、硝酸とアルミニウムとが反応して生成したアルミニウムオキサイド(Ａｌ２Ｏ３)を分解し、エッチング組成物を希釈させる役割をする。また、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水を使用することが好ましく、比抵抗が１８ＭΩ・ｃｍ以上の超純水を使用することがより好ましい。
【実施例】
【００４９】
＜実施例１＞
燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水１３重量％の組成比で構成される本発明のエッチング組成物を用いて各金属層をエッチングした結果を、図を参照して説明する。
【００５０】
図３Ａないし図３Ｃは、本発明のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）、ソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）、並びに画素電極材（インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。なお、アッシング工程によってＰＲパターンが除去される前であるために、写真の上部分は、残っているＰＲパターンを示す。
【００５１】
図３Ａに示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、アンダーカット現象のない優れたプロファイルを有していた。また、図３Ｂに示したように、モリブデンＭｏは、４５〜７０°のテーパー(taper)形状がある優れたプロファイルを有していた。また、図３Ｃに示したように、インジウムスズ酸化物ＩＴＯは、３０〜６０°のテーパー形状がある優れたプロファイルを有していた。すなわち、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極、並びに画素電極は、エッチング後の電極両側の形状が４０〜７０°傾斜する優れたプロファイルを有していた。このように、本発明のエッチング組成物を用いることにより、不良のないアレイ基板を製造することができた。
なお、上記のエッチング結果を得るのに使用されたエッチング組成物の組成比は、組成比の範囲の一例であって、本発明のエッチング組成物の組成比の範囲内では、図３Ａないし図３Ｃに示したような効果があった。
【００５２】
一方、比較例として、本発明のエッチング組成物の組成比の範囲を逸脱したエッチング組成物を、添付した図を参照して説明する。
＜比較例１＞
比較例１のエッチング組成物は、燐酸３８重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水３５重量％で構成されている。すなわち、比較例１のエッチング組成物は、燐酸の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００５３】
図４Ａと図４Ｂは、比較例１のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）、並びにソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
【００５４】
図４Ａに示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、下部層であるアルミニウム合金がオーバーエッチングされることによってアンダーカット現象が発生した。また、図４Ｂに示したように、モリブデンＭｏ単層は、４０〜７０°のテーパー(taper)を有しておらず、急傾斜(steep)した形状の不良プロファイルを有していた。そのため、ソース電極及びドレイン電極を形成した後で保護層を形成する時、均一に積層されないで切断されることがある。
上記の結果は、燐酸の含量が３８重量％である時の結果であるが、燐酸の含量が４０重量％未満の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００５５】
＜比較例２＞
比較例２のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸２重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水１９重量％で構成されている。すなわち、比較例２のエッチング組成物は、硝酸の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００５６】
図５Ａと図５Ｂは、比較例２のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）、並びにソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
【００５７】
図５Ａに示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、アンダーカット現象が発生した。また、図５Ｂに示したように、モリブデンＭｏ単層は、急傾斜(steep)した形状の不良プロファイルを有していた。
上記の結果は、硝酸の含量が２重量％である時の結果であるが、硝酸の含量が３重量％未満の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００５８】
＜比較例３＞
比較例３のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸４重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水２５重量％で構成されている。すなわち、比較例３のエッチング組成物は、酢酸の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００５９】
図６は、比較例３のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
図６に示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、下部層であるアルミニウム合金がオーバーエッチングされるアンダーカット現象が発生した。
上記の結果は、酢酸の含量が４重量％である時の結果であるが、酢酸の含量が５重量％未満の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００６０】
＜比較例４＞
比較例４のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物７重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水７重量％で構成されている。すなわち、比較例４のエッチング組成物は、塩素化合物の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００６１】
図７は、比較例４のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
図７に示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、アンダーカット現象が発生した。そのため、後の工程によって形成されるパターンの不良を引き起こす。
上記の結果は、塩素化合物の含量が７重量％である時の結果であるが、塩素化合物の含量が５重量％超過の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００６２】
＜比較例５＞
比較例５のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤７重量％、ｐＨ安定剤１重量％及び水７重量％で構成されている。すなわち、比較例５のエッチング組成物は、塩素安定剤の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００６３】
図８は、比較例５のエッチング組成物による湿式エッチング工程後の画素電極材（インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
図８に示したように、インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層の残渣が発生した。これは、インジウムスズ酸化物ＩＴＯのエッチング速度が減少して、エッチングの時に完全な形状にエッチングされなかったためであると考えられる。
上記の結果は、塩素安定剤の含量が７重量％である時の結果であるが、塩素安定剤の含量が５重量％超過の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【００６４】
＜比較例６＞
比較例６のエッチング組成物は、燐酸６０重量％、硝酸８重量％、酢酸１６重量％、塩素化合物１重量％、塩素安定剤１重量％、ｐＨ安定剤７重量％及び水７重量％で構成されている。すなわち、比較例６のエッチング組成物は、ｐＨ安定剤の量が本発明のエッチング組成物の範囲を逸脱したものである。
【００６５】
図９は、比較例６のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。
図９に示したように、モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層は、アンダーカット現象が発生した。
上記の結果は、ｐＨ安定剤の含量が７重量％である時の結果であるが、ｐＨ安定剤の含量が５重量％超過の時は、全て同一な効果を有すると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】一般的な液晶表示装置用アレイ基板の断面図である。
【図２】本発明のエッチング組成物を用いて製造された液晶表示装置用アレイ基板の断面図である。
【図３Ａ】本発明のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図３Ｂ】本発明のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図３Ｃ】本発明のエッチング組成物による湿式エッチング工程後の画素電極（インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図４Ａ】比較例１のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】比較例１のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図５Ａ】比較例２のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図５Ｂ】比較例２のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のソース電極及びドレイン電極（モリブデンＭｏ単層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図６】比較例３のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図７】比較例４のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図８】比較例５のエッチング組成物による湿式エッチング工程後の画素電極（インジウムスズ酸化物ＩＴＯ層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【図９】比較例６のエッチング組成物による湿式エッチング工程後のゲート電極（モリブデンＭｏ/アルミニウム合金の二重層）の断面における走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００６７】
１２ 透明基板、１４ ゲート電極、１６ ゲート絶縁層、１８ アクティブ層、２０ オーミックコンタクト層、２２ａ ソース電極、２２ｂ ドレイン電極、２４ 保護層、２６ コンタクトホール、２８ 画素電極、１１２ 透明基板、１１４ ゲート電極、１１６ ゲート絶縁層、１１８ アクティブ層、１２０ オーミックコンタクト層、１２２ａ ソース電極、１２２ｂ ドレイン電極、１２４ 保護層、１２６ コンタクトホール、１２８ 画素電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０〜７０重量％の燐酸と、
３〜１５重量％の硝酸と、
５〜３５重量％の酢酸と、
０．０５〜５重量％の塩素化合物と、
０．０１〜５重量％の塩素安定剤と、
０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤と、
残量の水と
を含むことを特徴とするエッチング組成物。
【請求項２】
前記塩素化合物は、Ｃｌ−に解離することを特徴とする請求項１に記載のエッチング組成物。
【請求項３】
前記塩素化合物は、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２に記載のエッチング組成物。
【請求項４】
前記塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物、及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のエッチング組成物。
【請求項５】
前記塩素安定剤は、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載のエッチング組成物。
【請求項６】
前記ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離することを特徴とする請求項１に記載のエッチング組成物。
【請求項７】
前記ｐＨ安定剤は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載のエッチング組成物。
【請求項８】
前記水は、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング組成物。
【請求項９】
４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸、５〜３５重量％の酢酸、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤、０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤及び残量の水を含むエッチング組成物を用いる、液晶表示装置用アレイ基板の製造方法であって、
前記組成物を用いて第１金属層をエッチングして、基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記組成物を用いて第２金属層をエッチングして、前記半導体層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
前記ドレイン電極を露出させるコンタクトホールを有する保護層を前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成する段階と、
前記組成物を用いて第３金属層をエッチングして、前記保護層上に画素電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１金属層は、アルミニウム合金またはモリブデンＭｏの単層から構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１金属層は、アルミニウム合金とモリブデンＭｏとの二重層から構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第２金属層は、アルミニウム合金またはモリブデンＭｏから構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１３】
前記第３金属層は、インジウムスズ酸化物ＩＴＯから構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記塩素化合物は、Ｃｌ−に解離することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記塩素化合物は、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物、及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記塩素安定剤は、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１８】
前記ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１９】
前記ｐＨ安定剤は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２０】
前記水は、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水であることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２１】
前記アルミニウム合金は、アルミニウムネオジムＡｌＮｄであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２２】
前記組成物を用いるエッチング工程は、３０℃〜５０℃で行われることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２３】
前記第１金属層のエッチング時間は、前記第１金属層の厚さ及び材料構成によって決定されることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２４】
前記第２金属層のエッチング時間は、前記第２金属層の厚さ及び材料構成によって決定されることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２５】
前記第３金属層のエッチング時間は、前記第３金属層の厚さ及び材料構成によって決定されることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１】
４０〜７０重量％の燐酸と、
３〜１５重量％の硝酸と、
５〜３５重量％の酢酸と、
０．０５〜５重量％の塩素化合物と、
０．０１〜５重量％の塩素安定剤と、
０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤と、
残量の水と
を含むことを特徴とするエッチング組成物。
【請求項２】
前記塩素化合物は、Ｃｌ−に解離することを特徴とする請求項１に記載のエッチング組成物。
【請求項３】
前記塩素化合物は、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２に記載のエッチング組成物。
【請求項４】
前記塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物、及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のエッチング組成物。
【請求項５】
前記塩素安定剤は、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載のエッチング組成物。
【請求項６】
前記ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離することを特徴とする請求項１に記載のエッチング組成物。
【請求項７】
前記ｐＨ安定剤は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載のエッチング組成物。
【請求項８】
前記水は、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング組成物。
【請求項９】
４０〜７０重量％の燐酸、３〜１５重量％の硝酸、５〜３５重量％の酢酸、０．０５〜５重量％の塩素化合物、０．０１〜５重量％の塩素安定剤、０．０１〜５重量％のｐＨ安定剤及び残量の水を含むエッチング組成物を用いる、液晶表示装置用アレイ基板の製造方法であって、
前記組成物を用いて第１金属層をエッチングして、基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成する工程と、
前記組成物を用いて第２金属層をエッチングして、前記半導体層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
前記ドレイン電極を露出させるコンタクトホールを有する保護層を前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成する段階と、
前記組成物を用いて第３金属層をエッチングして、前記保護層上に画素電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１金属層は、アルミニウム合金またはモリブデンＭｏの単層から構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１金属層は、アルミニウム合金とモリブデンＭｏとの二重層から構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第２金属層は、アルミニウム合金またはモリブデンＭｏから構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１３】
前記第３金属層は、インジウムスズ酸化物ＩＴＯから構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記塩素化合物は、Ｃｌ−に解離することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記塩素化合物は、ＫＣｌ、ＨＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＣｕＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＡｌＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＢｉＣｌ３、ＣｄＣｌ２、ＣｅＣｌ２、ＣｓＣｌ２、Ｈ２ＰｔＣｌ６、及びＣｒＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記塩素安定剤は、Ｚｎ化合物、Ｃｄ化合物、Ｐｂ化合物、Ｂａ化合物、及びオレイン酸からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記塩素安定剤は、ＺｎＣｌ２、Ｚｎ(ＮＯ３)２、Ｚｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｚｎ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｃ２Ｈ２Ｏ４Ｚｎ、Ｚｎ３(ＰＯ４)２、ＺｎＣＯ３、Ｃｄ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＩ２、Ｃｄ(ＮＯ３)２、ＣｄＣＯ３、Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、Ｃ１２Ｈ１０Ｏ１４Ｐｂ３、ＰｂＩ４、Ｐｂ(ＮＯ３)２、Ｐｂ(Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ)２、Ｂａ(ＣＨ３ＣＯＯ)２、ＢａＣＯ３、ＢａＣｌ２、ＢａＩ２、Ｂａ(ＮＯ３)２、及びＢａ(Ｈ２ＰＯ４)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１８】
前記ｐＨ安定剤は、ＯＨ−に解離することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１９】
前記ｐＨ安定剤は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ(ＯＨ)２、Ａｌ(ＯＨ)３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｂａ(ＯＨ)２、Ｃｏ(ＯＨ)２、Ｃｕ(ＯＨ)２、Ｎｉ(ＯＨ)２、Ｚｒ(ＯＨ)２、及びＺｎ(ＯＨ)２からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２０】
前記水は、イオン交換樹脂を通じて濾過した純水であることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２１】
前記アルミニウム合金は、アルミニウムネオジムＡｌＮｄであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２２】
前記組成物を用いるエッチング工程は、３０℃〜５０℃で行われることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２３】
前記第１金属層のエッチング時間は、前記第１金属層の厚さ及び材料構成によって決定されることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２４】
前記第２金属層のエッチング時間は、前記第２金属層の厚さ及び材料構成によって決定されることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２５】
前記第３金属層のエッチング時間は、前記第３金属層の厚さ及び材料構成によって決定されることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−９３３１（Ｐ２００７−９３３１Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７７９２６（Ｐ２００６−１７７９２６）
【出願日】平成１８年６月２８日（２００６．６．２８）
【出願人】（５９９１２７６６７）エルジー フィリップス エルシーディー カンパニー リミテッド (279)
【出願人】（５０２０８１８７１）ドンジン セミケム カンパニー リミテッド (62)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２８日（２００６．６．２８）
【出願人】（５９９１２７６６７）エルジー フィリップス エルシーディー カンパニー リミテッド (279)
【出願人】（５０２０８１８７１）ドンジン セミケム カンパニー リミテッド (62)
【Ｆターム（参考）】
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