(57)【要約】      （修正有）【課題】銅とモリブデン合金をウェットエッチングする工程で酸化物半導体がエッチングされることを防止することで、エッチング工程で発生する不良を最小化するエッチング液組成物を提供する。【解決手段】エッチング液組成物は、過酸化水素、エッチング抑制剤、キレイト剤、エッチング添加剤、酸化物半導体保護剤、ｐＨ調節剤及び水を含む。エッチング液組成物はフッ素系化合物を含まずにｐＨが高く形成されることで、銅とモリブデン合金のエッチング工程の途中に酸化物半導体がエッチングされない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化水素、エッチング抑制剤、キレイト剤、エッチング添加剤、酸化物半導体保護剤及びｐＨ調節剤を含み、
前記酸化物半導体保護剤は組成物の総重量に対して０．１乃至３重量％が含まれることを特徴とするエッチング液組成物。
【請求項２】
前記エッチング抑制剤は、
酸素、硫黄又は窒素のうちから選択される一つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１乃至１０のヘテロ環化合物であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項３】
前記キレイト剤はアミノ基とカルボン酸基を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項４】
前記エッチング添加剤は有機酸、無機酸又はそれらの塩、窒素及び硫黄を含む化合物であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項５】
前記酸化物半導体保護剤はアミン化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項６】
前記ｐＨ調節剤は炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又はアンモニアを一つ以上含むことを特徴とする請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項７】
前記エッチング液組成物のｐＨが３．５乃至６であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項８】
５乃至４０重量％の過酸化水素と、
０．１乃至５重量％のエッチング抑制剤と、
０．１乃至５重量％のキレイト剤と、
０．１乃至５重量％のエッチング添加剤と、
０．１乃至３重量％の酸化物半導体保護剤と、
０．１乃至３重量％のｐＨ調節剤と、
全体組成物の総重量が１００重量％になるようにする水と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項９】
基板の上にゲート電極を形成するステップと、
基板の上にゲート絶縁膜を形成するステップと、
前記ゲート絶縁膜の上に酸化物半導体で形成される半導体層を形成するステップと、
前記半導体層の上にソース電極及びドレイン電極を形成するステップと、を含む薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法であって、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極はそれぞれ第１電極層物質と前記第１電極層物質の上に前記第２電極層物質が配置される２重層構造であり、
前記ソース電極及びドレイン電極を形成するステップは、
前記半導体層を含む基板の上に前記第１電極層物質を形成するステップと、
前記第１電極層物質の上に第２電極層物質を形成するステップと、
前記第１電極層物質及び第２電極層物質をエッチング液組成物を利用して一括にエッチングするステップと、を含み、
前記エッチング液組成物は、
過酸化水素、エッチング抑制剤、キレイト剤、エッチング添加剤、酸化物半導体保護剤及びｐＨ調節剤を含み、前記酸化物半導体保護剤は組成物の総重量に対して０．１乃至３重量％が含まれる、薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体層はＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ２Ｏ３又はそれらの組み合わせからなる物質である請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１電極層物質はモリブデン合金であって、前記第２電極層物質は銅である請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１２】
前記エッチング抑制剤は、
酸素、硫黄又は窒素のうちから選択される一つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１乃至１０のヘテロ環化合物である請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１３】
前記キレイト剤はアミノ基とカルボン酸基を有する化合物である請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記エッチング添加剤は有機酸、無機酸又はそれらの塩、窒素及び硫黄を含む化合物である請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記酸化物半導体保護剤はアミン化合物を含む請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記ｐＨ調節剤は炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又はアンモニアを一つ以上含む請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記エッチング液組成物のｐＨが３．５乃至６である請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項１８】
５乃至４０重量％の過酸化水素と、
０．１乃至５重量％のエッチング抑制剤と、
０．１乃至５重量％のキレイト剤と、
０．１乃至５重量％のエッチング添加剤と、
０．１乃至３重量％の酸化物半導体保護剤と、
０．１乃至３重量％のｐＨ調節剤と、
全体組成物の総重量が１００重量％になるようにする水と、を含む請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【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に関するものであり、より詳しくは、ＯＬＥＤ又はＴＦＴ−ＬＣＤなどの表示装置の電極として使用される銅とモリブデン合金のエッチング液組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＴＦＴ−ＬＣＤは薄膜トランジスタ基板とカラーフィルター基板、そして２つの基板の間に注入されている液晶層で形成されている液晶パネルを含む。液晶層は２つの基板の縁の周りにプリントされており、液晶層を封じる封印剤で結合されている。液晶パネルは非発光素子であるため、薄膜トランジスタ基板の後面にはバックライトユニットが位置している。
【０００３】
また、有機電界発光表示装置は大きく薄膜トランジスタ基板と有機電界発光素子を含む。有機電界発光素子は薄膜トランジスタと連結された第１電極と有機発光層及び第２電極で形成される。
【０００４】
ＴＦＴ−ＬＣＤ及び有機電界発光表示装置の薄膜トランジスタ基板には液晶層及び有機電界発光素子に信号を伝達するために配線が形成されている。薄膜トランジスタ基板の配線はゲート配線とデータ配線を含む。
【０００５】
ここで、ゲート配線はゲート信号が印加されるゲートラインと薄膜トランジスタのゲート電極を含み、データ配線はゲート配線と絶縁されてデータ信号を印加するデータラインと薄膜トランジスタのデータ電極を構成するドレイン電極とソース電極を含む。
【０００６】
このような配線は金属単一層又は合金単一層で形成されてもよいが、各金属又は合金の短所を補完し望みの物性を得るために多重層に形成することが多い。特に、低い抵抗値を有する金属としては銅（Ｃｕ）を利用することが好ましい。また、銅膜の下部に拡散防止膜としてモリブデン（Ｍｏ）合金膜を形成して金属配線を形成してもよい。
【０００７】
このような金属配線はエッチング工程を介して配線としてパターニングされる。金属配線のエッチング工程は主に生産性が高いウェットエッチングで形成される。現在、銅とモリブデン合金層をエッチングするために使用されるエッチング液組成物はフッ素系化合物を含むことがその特徴である。また、このようなエッチング液組成物はｐＨが２乃至３の低いｐＨを有する。
【０００８】
前記エッチング液組成物として銅とモリブデン合金で形成されるソース電極及びドレイン電極をエッチングする場合、フッ素系化合物及び低いｐＨによって前記ソース電極及びドレイン電極だけでなく、前記ソース電極及びドレイン電極の下部に形成される酸化物半導体（ＩｎＧａＺｎＯ）がエッチングされる問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、銅とモリブデン合金をウェットエッチングする工程で酸化物半導体がエッチングされることを防止することで、エッチング工程で発生し得る不良を最小化することができるエッチング液組成物を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記のような従来技術の課題を解決するための本発明によるエッチング液組成物は、過酸化水素、エッチング抑制剤、キレイト剤、エッチング添加剤、酸化物半導体保護剤、ｐＨ調節剤及び水を含む。このように、本発明によるエッチング液組成物はフッ素系化合物を含まずにｐＨが高く形成されることで、銅とモリブデン合金のエッチング工程の途中に酸化物半導体がエッチングされないことがその特徴である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるエッチング液組成物は、銅とモリブデン合金をウェットエッチングする工程で酸化物半導体がエッチングされることを防止することで、エッチング工程を発生し得る不良を最小化する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による表示装置を示す平面図である。
【図２】本発明によるエッチング液組成物を使用して銅とモリブデン合金膜をエッチングした場合、露出した酸化物半導体の厚さの変化を確認するために試片の側面を観察した走査電子顕微鏡の写真である。
【図３】本発明によるエッチング液組成物を使用して銅とモリブデン合金膜をエッチングした場合、露出した酸化物半導体の厚さの変化を確認するために試片の平面を観察した走査電子顕微鏡の写真である。
【図４】本発明によるエッチング液組成物による酸化物半導体基板のエッチング性能をテストした結果を示す走査電子顕微鏡の写真である。
【図５】本発明による比較例によるエッチング液組成物を利用して酸化物半導体基板のエッチング性能をテストした結果を示す走査電子顕微鏡の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。以下に紹介する実施例は、当業者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために例として提供されるものである。よって、本発明は以下に説明する実施例に限らずに他の形態で具体化されてもよい。そして、図面における装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張されて表現されることもある。明細書全体にわたって、同じ参照番号は同じ構成要素を示す。
【００１４】
本発明のエッチング液組成物は過酸化水素、エッチング抑制剤、エッチング添加剤、酸化物半導体保護剤及びｐＨ調節剤を含む。また、前記本発明のエッチング液組成物は全体組成物の総重量が１００重量％になるようにする水を更に含む。そして、前記本発明のエッチング液組成物は表示装置の製造工程で使用される。
【００１５】
このような本発明のエッチング液組成物は銅とモリブデン合金を同時にエッチングする。詳しくは、前記エッチング液組成物は銅とモリブデン合金で形成された２重層の金属層をエッチングする。
【００１６】
前記モリブデン合金はモリブデンと多様な金属の合金であって、チタン、タンタル、クロム、ネオジニウム、ニッケル、インジウム又は錫との合金である。好ましくは、前記モリブデン合金はモリブデンとチタンの合金である。前記モリブデンとチタンの合金は銅と前記銅の下部に形成される酸化物半導体との接着力を上げる役割をする。前記過酸化水素は銅とモリブデン合金の主酸化剤として作用する。過酸化水素は組成物の総重量に対して５乃至４０重量％が含まれることが好ましい。
【００１７】
前記過酸化水素の重量が５重量％未満であれば、銅とモリブデン合金の酸化力が十分ではないため前記銅とモリブデン合金のエッチングが行われない恐れがある。また、前記過酸化水素の重量が４０重量％を超過すれば、エッチング速度が速すぎて工程を制御することが難しくなる恐れがある。
【００１８】
前記エッチング抑制剤は、銅とモリブデン合金のエッチング速度を調節して適切なテーパーアングルを有するエッチングプロファイルになるようにする。前記エッチング抑制剤は組成物の総重量に対して０．１乃至５重量％が含まれることが好ましい。
【００１９】
前記エッチング抑制剤の重量が０．１重量％未満であれば、前記エッチング組成物のテーパーアングルを調節する能力が低下する恐れがある。また、前記エッチング抑制剤の重量が５重量％を超過すれば、前記銅とモリブデン合金のエッチング速度が非常に遅くなる恐れがある。
【００２０】
ここで、前記エッチング抑制剤は酸素、硫黄又は窒素のうちから選択される一つ以上のヘテロ元素を含む炭素水１乃至１０のヘテロ環化合物である。詳しくは、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、ベンズイミダゾール、ベンズピラゾール、アミノテトラゾール、メチルテトラゾール、トルトリアゾール、ヒドロトルトリアゾール及びヒドロキシトルトリアゾールなどのヘテロ環芳香族化合物と、ピペラジン、メチルピペラジン、ヒドロキシエチルピペラジン、ピロリジン及びアロキサンなどのヘテロ環脂肪族化合物が挙げられる。これらは１種又は２種以上を共に使用する。
【００２１】
前記キレイト剤は銅とモリブデン合金のエッチングが行われる間に発生するイオンとキレイトを形成して非活性化することで、前記エッチング液組成物に含まれる過酸化水素との分解反応を抑制する。ここで、前記イオンは銅イオン、モリブデン合金イオン又はその両方であってもよい。それを介し、エッチング工程のうち前記イオンが非活性化されないことで過酸化水素の分解反応を促進して発熱及び爆発などが発生することを防止することができる。
【００２２】
前記キレイト剤は組成物の総重量に対して０．１乃至５重量％が含まれることが好ましい。前記キレイト剤の重量が０．１重量％未満であれば、非活性化する金属イオン量が非常に少ないため過酸化水素の分解反応を制御する能力が低下する恐れがある。また、前記キレイト剤の重量が５重量％を超過すれば、追加的なキレイトの形成で金属を非活性化する作用を期待することができないため非効率である。
【００２３】
ここで、前記キレイト剤はアミノ基とカルボン酸基を同時に有する化合物である。詳しくは、イミノジ酢酸、ニトリロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリニトリルペンタ酢酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、１−ヒドロキシエタン（１，１−ジイルビスプロピオン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンプロピオン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、サルコ酸、アラニン、グルタミン酸、アミノブチル酸及びグリシンである。
【００２４】
前記エッチング添加剤は銅とモリブデン合金のエッチング速度を調節する。前記エッチング添加剤は組成物の総重量に対して０．１乃至５重量％が含まれることが好ましい。
【００２５】
前記エッチング添加剤の重量が０．１重量％未満であれば、銅とモリブデン合金のエッチング速度が非常に遅くなる恐れがある。また、前記エッチング添加剤の重量が５重量％を超過すれば、銅とモリブデン合金のエッチング速度が速くなるため工程を制御するのに限界がある。
【００２６】
前記エッチング添加剤の有機酸、無機酸又はそれらの塩、窒素及び硫黄を同時に含む化合物である。詳しくは、前記有機酸としては酢酸、ホルム酸、酪酸、クエン酸、グリコール酸、オキサル酸、マロン酸、吉草酸、プロピオン酸、酒石酸、グルコン酸、グリコサン、琥珀酸などの水溶性有機酸が挙げられる。これらは１種又は２種以上を共に使用する。また、前記無機酸は硝酸、硫酸、リン酸、塩酸、次亜塩素酸、過マンガン酸又はそれらの混合物である。
【００２７】
前記酸化物半導体保護剤は、銅とモリブデン合金をエッチングする工程で露出された酸化物半導体が同時にエッチングされることを防止する。ここで、前記酸化物半導体はＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｉｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ２Ｏ３又はそれらの組み合わせから形成される物質である。
【００２８】
前記酸化物半導体保護剤は組成物の総重量に対して０．１乃至３重量％が含まれることが好ましい。前記酸化物半導体保護剤の重量が０．１重量％未満であれば、酸化物半導体がエッチング液組成物によってエッチングされる。また、前記酸化物半導体保護剤の重量が３重量％を超過すれば、前記銅とモリブデン合金のエッチング速度が遅くなる恐れがある。ここで、前記酸化物半導体保護剤はアミン基を含む化合物である。詳しくは、前記酸化物半導体保護剤はアミン基を含み、アルコール又はカルボキシル酸などを含む化合物である。例えば、モノエタノールアミン（Ｍｏｎｏｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ）又はヘキサメチレンテトラミン（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｍｉｎｅ）である。
【００２９】
前記ｐＨ調節剤は前記エッチング液組成物のｐＨを３．５乃至６に調節する。前記エッチング液組成物のｐＨが３．５未満であれば酸化物半導体がエッチングされる問題がある。また、前記エッチング液組成物のｐＨ６以上であれば銅とモリブデン合金がエッチングされない恐れがある。ここで、前記ｐＨ調節剤は組成物の総重量に対して０．１乃至３重量％が含まれることが好ましい。
【００３０】
前記ｐＨ調節剤の重量が０．１重量％未満であれば、前記エッチング液組成物に含まれる過酸化水素のエッチング作用活性化が不十分である恐れがある。また、前記ｐＨ調節剤の重量が３重量％を超過する場合、前記エッチング液組成物のｐＨが急激に増加することで過酸化水素の活性を低下し、銅とモリブデン合金のエッチング速度及びエッチング均一性を低下する恐れがある。前記ｐＨ調節剤は無機アルカリである。詳しくは、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又はアンモニアを一つ以上含む。
【００３１】
前記エッチング液組成物に含まれる水は特に限らないが、脱イオン水を使用することが好ましい。詳しくは、水中のイオンが除去された程度である比抵抗値が１８ＭΩ／ｃｍ以上である脱イオン水を使用することが更に好ましい。前記エッチング液組成物に脱イオン水を含ませることで、エッチング工程で発生する不純物の量を減らすことができる。
【００３２】
好ましくは、本発明のエッチング液組成物は組成物の総重量に対して５乃至４０重量％の過酸化水素、０．１乃至５重量％のエッチング抑制剤、０．１乃至５重量％のエッチング添加剤、０．１乃至３重量％の酸化物半導体保護剤、０．１乃至３重量％のｐＨ調節剤及び全体組成物の総重量が１００重量％になるようにする水を含む。また、前記エッチング液組成物は上述した成分以外に通常の添加剤を更に含んでもよい。例えば、前記エッチング液組成物は界面活性剤を更に含む。前記界面活性剤は当業界で使用されるものであれば構わない。ここで、前記添加剤はエッチング液組成物のエッチング性能を向上する。
【００３３】
よって、本発明によるエッチング液組成物は液晶表示装置又は有機電界発光表示装置などの電極として使用される銅とモリブデン合金をエッチングすることで、下部膜のエッチングを最小化して素子の不良を防止することができる。詳しくは、前記下部膜は酸化物半導体である。
【００３４】
次に、本発明によるエッチング液組成物を利用した表示装置の製造方法について詳細に説明する。図１は、本発明による表示装置を示す平面図である。図１を参照すると、基板１００が提供される。前記基板１００の上には薄膜トランジスタが形成される。前記薄膜トランジスタはゲート電極１０１、ゲート絶縁膜１０２、半導体層１０３、ソース電極１０４及びドレイン電極１０５を含む。
【００３５】
詳しくは、前記基板１００の上にゲート電極１０１を形成する。前記ゲート電極１０１を形成するために前記基板１００の上に金属物質を形成する。この際、前記金属物質は多様な物質で形成される。例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ又はそれらの組み合わせから形成される合金である。
【００３６】
次に、前記金属物質の上にフォトレジストを形成する。そして、透過部と遮断部で形成されるマスクを利用して露光及び現像工程を行ってフォトレジストパターンを形成し、それをマスクにして金属物質をエッチングすることでゲート電極１０１を形成する。
【００３７】
前記ゲート電極１０１を含む基板１００の上にゲート絶縁膜１０２を形成する。前記ゲート絶縁膜１０２は前記ゲート電極１０１を保護する役割をする。
【００３８】
また、前記半導体層１０３は前記ゲート絶縁膜１０２の上に形成される。前記半導体層１０３は酸化物半導体で形成される。例えば、前記半導体１０３はＩＧＺＯ、ＩＺＯ、ＩＧＯ、Ｉｎ２Ｏ３又はそれらの組み合わせから形成される物質である。
【００３９】
前記酸化物半導体は非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）ＴＦＴに比べて移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が高く、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）ＴＦＴに比べては製造工程が簡単で製作コストが低い効果がある。また、図示していないが、前記酸化物半導体の電気的特性を維持するために前記酸化物半導体の上に絶縁性保護層が形成される。ここで、前記絶縁性保護層はエッチングストッパである。
【００４０】
前記半導体層１０３の上にはソース電極１０４及びドレイン電極１０５が形成される。詳しくは、前記半導体層１０３を含む基板１００の上に電極層物質を形成する。この際、前記電極層は金属物質で形成される。また、前記電極層は２重層で形成される。詳しくは、前記半導体層１０３の上に第１電極層物質が形成され、前記第１電極層物質の上に第２電極層物質が形成される。
【００４１】
ここで、前記第１電極層物質はモリブデン合金であり、前記第２電極層物質は銅である。ここで、前記銅は抵抗が非常に低い長所がある。そして、前記モリブデン合金は前記銅の拡散を防止し、銅の接着力を上げる効果がある。
【００４２】
次に、フォトレジスト工程で前記第１電極層物質及び第２電極層物質がエッチングされてソース電極１０４及びドレイン電極１０５が形成される。ここで、前記ソース電極１０４及びドレイン電極１０５をエッチングするためにエッチング液組成物が使用される。
【００４３】
前記ソース電極及びドレイン電極をパターニングするためにフッ素系化合物を含むエッチング液組成物を使用する場合、前記エッチング液組成物はｐＨが２乃至３の低いｐＨを有する。それによって前記フッ素系化合物を含むエッチング液組成物を利用して銅とモリブデン合金で形成されるソース電極及びドレイン電極をエッチングする場合、フッ素系化合物及び低いｐＨのため前記ソース電極及びドレイン電極だけでなく、前記ソース電極及びドレイン電極の下部に形成される酸化物半導体までエッチングされる。
【００４４】
よって、本発明によるエッチング液組成物はフッ素系化合物を含まないｐＨが３．５乃至６のエッチング組成物である。本発明によるエッチング液組成物を使用することで、銅とモリブデン合金で形成されるソース電極１０４及びドレイン電極１０５をエッチングすることができる。この際、本発明のエッチング液組成物は半導体層１０３をエッチングせずも、銅とモリブデン合金で形成されたソース電極１０４及びドレイン電極１０５のみをエッチングすることができる。
【００４５】
また、本発明のエッチング液組成物は酸化物半導体で形成された半導体層１０３をエッチングしないことで、前記ソース電極１０４及びドレイン電極１０５をエッチングするために使用されるエッチング溶液から半導体層１０３を保護する絶縁性保護層工程を省略することができる。よって、前記エッチング液組成物を介して表示装置の工程を単純化することができる。
【００４６】
前記エッチング液組成物は組成物の総重量に対して５乃至４０重量％の過酸化水素、０．１乃至５重量％のエッチング抑制剤、０．１乃至５重量％のエッチング添加剤、０．１乃至３重量％の酸化物半導体保護剤、０．１乃至３重量％のｐＨ調節剤及び全体組成物の総重量が１００重量％になるようにする水を含むことを特徴とする。
【００４７】
前記エッチング液組成物でエッチングされたソース電極１０４及びドレイン電極１０５の上に保護膜１０６が形成される。前記保護膜１０６はソース電極１０４及びドレイン電極１０５を保護する役割をする。
【００４８】
本発明によるエッチング液組成物はフッ素系化合物を含まないｐＨが３．６乃至６であるエッチング液組成物であって、前記エッチング液組成物を使用して銅とモリブデン合金で形成されたソース電極１０４及びドレイン電極１０５をエッチングする際、ソース電極１０４及びドレイン電極１０５の下部に形成された半導体層１０３がエッチングされることを防止する。また、半導体層１０３の上に形成される絶縁性保護層の形成工程を省略することができるため、工程を単純化することができる効果がある。
【００４９】
以下、本発明の実施例及び比較例を利用してより詳細に説明する。
しかし、下記実施例及び比較例は本発明を例示するためのものであって、本発明は下記実施例及び比較例に限らずに多様に修正及び変更される。
【００５０】
＜実施例１乃至４及び比較例１乃至３＞
下記表１に記載された成分含量で各成分を混合して本発明による実施例１乃至４及び比較例１乃至３の組成物を製造した。
【表１】
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ＡＴＺ：５−アミノテトラゾール（５−ａｍｉｎｏｔｅｔｒａｚｏｌｅ）
ＩＤＡ：イミノジ酢酸（ｉｍｉｎｏｄｉａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）
ＳＨＳ：硫酸水素ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｓｕｌｆａｔｅ）
ＭＥＡ：モノエタノールアミン（Ｍｏｎｏｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ）
ＨＭＴＡ：ヘキサメチレンテトラミン（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｍｉｎｅ）
ＡＢＦ：重フッ化アンモニウム（ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）
【００５１】
＜エッチング性能テスト＞
本発明によるエッチング液の効果を評価するために、ガラス基板の上にモリブデン合金膜を３００Åの厚さに蒸着し、前記モリブデン合金膜の上に銅膜を２５００Åの厚さに蒸着した。次に、フォトリソグラフィ工程を行ってパターンを形成し、試片を製造した。
【００５２】
実施例１乃至４のエッチング液組成物及び比較例１乃至３のエッチング液組成物を利用してスプレーが可能な装備（Ｍｉｎｉ−ｅｔｃｈｅｒ  ＭＥ−００１）でエッチングを行った。エッチングの後、銅とモリブデン合金膜のエッチング特性を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｈｉｔａｃｈｉ社製、Ｓ−４８００）を利用して観察した。
【００５３】
ＣＤロス（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ｌｏｓｓ）を測定するために、測定されたエッチング時間の３０％オーバーエッチングを行った。ここで、前記ＣＤロスは元の設計通りにエッチングされずにエッチング誤差の限界を逸脱してエッチングが発生した場合の損失を意味する。
【００５４】
酸化物半導体のエッチング可否を確認するために酸化物半導体を蒸着した後、フォトリソグラフィ工程を行ってパターンを形成して試片を製造した。同じスプレーが可能な装備でエッチングを行った後、走査電子顕微鏡を利用して観察した。実験結果を表２に示した。
【表２】
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【００５５】
表２に示したように、本発明による実施例１乃至５の組成物はエッチバイアス、テーパーアングル、テール長などに優れ、モリブデン合金の残渣がなく、酸化物半導体（ＩｎＧａＺｎＯ）がエッチングされないことが分かる。
【００５６】
図２乃至図３は、本発明によるエッチング液組成物を使用して銅とモリブデン合金膜をエッチングした場合、露出した酸化物半導体（ＩｎＧａＺｎＯ）の厚さの変化を確認するために試片の側面及び平面を観察した走査電子顕微鏡の写真である。本発明によるエッチング液組成物を使用すれば、銅とモリブデン合金膜は完全に除去されて酸化物半導体は殆どエッチングされないことが分かる。
【００５７】
図４乃至図５は、本発明によるエッチング液組成物と比較例によるエッチング液組成物を利用して酸化物半導体基板のエッチング性能をテストした結果を示す走査電子顕微鏡の写真である。比較例による酸化物半導体のエッチングが本発明の実施例による酸化物半導体のエッチングより激しいことが分かる。
【００５８】
前記結果は、表示装置の電極として使用される銅とモリブデン又は銅とモリブデン合金をエッチングする際に本発明のエッチング液組成物を使用する場合、下部膜である酸化物半導体のエッチングを最小化して前記酸化物半導体の不良を最小化することができることを示す。
【符号の説明】
【００５９】
１００：基板                            １０１：ゲート電極
１０２：ゲート絶縁膜            １０３：半導体層
１０４：ソース電極                      １０５：ドレイン電極
１０６：保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月12日(2019.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置又は有機電界発光表示装置などの、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ２Ｏ３又はそれらの組み合わせのうちの一つからなる物質である酸化物半導体層の上でソース電極又はドレイン電極として使用される銅とモリブデン合金をエッチングするためのエッチング液組成物であって、
過酸化水素５乃至４０重量％、エッチング抑制剤０．１乃至５重量％、キレイト剤０．１乃至５重量％、硫酸水素ナトリウムであるエッチング添加剤０．１乃至５重量％、モノエタノールアミン又はヘキサメチレンテトラミンである酸化物半導体保護剤０．１乃至３重量％、水酸化ナトリウムであるｐＨ調節剤１乃至２重量％及び全体組成物の総重量が１００重量％になるようにする水を含み、組成物内にフッ素系化合物を含まず、ｐＨが３．５乃至６である、エッチング液組成物。
【請求項２】
前記エッチング抑制剤は、
酸素、硫黄又は窒素のうちから選択される一つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１乃至１０のヘテロ環化合物であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項３】
前記キレイト剤は、イミノジ酢酸（ｉｍｉｎｏｄｉａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ; ＩＤＡ）である、請求項１に記載のエッチング液組成物。
【請求項４】
基板の上にゲート電極を形成するステップと、
前記基板の上にゲート絶縁膜を形成するステップと、
前記ゲート絶縁膜の上に、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ２Ｏ３又はそれらの組み合わせのうちの一つからなる酸化物半導体材料で形成される半導体層を形成するステップと、
前記半導体層の上にソース電極及びドレイン電極を形成するステップと、を含む薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法であって、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、それぞれ第１電極層物質と前記第１電極層物質の上に第２電極層物質が配置される２重層構造であり、
当該第１電極層物質はモリブデン合金であって、前記第２電極層物質は銅であり、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成するステップは、
前記半導体層を含む基板の上に前記第１電極層物質を形成するステップと、
前記第１電極層物質の上に前記第２電極層物質を形成するステップと、
前記第１電極層物質及び前記第２電極層物質を、エッチング液組成物を利用して一括にエッチングするステップと、を含み、
前記エッチング液組成物は、過酸化水素５乃至４０重量％、エッチング抑制剤０．１乃至５重量％、キレイト剤０．１乃至５重量％、硫酸水素ナトリウムであるエッチング添加剤０．１乃至５重量％、モノエタノールアミン又はヘキサメチレンテトラミンである酸化物半導体保護剤０．１乃至３重量％、水酸化ナトリウムであるｐＨ調節剤１乃至２重量％及び全体組成物の総重量が１００重量％になるようにする水を含み、
組成物内にフッ素系化合物を含まず、ｐＨが３．５乃至６である、薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項５】
前記エッチング抑制剤は、
酸素、硫黄又は窒素のうちから選択される一つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１乃至１０のヘテロ環化合物である請求項４に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項６】
前記キレイト剤は、イミノジ酢酸である、請求項４に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。