Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR20110076468A - Etchant for metal film of liquid crystal display - Google Patents

Etchant for metal film of liquid crystal display Download PDF

Info

Publication number
KR20110076468A
KR20110076468A KR1020090133186A KR20090133186A KR20110076468A KR 20110076468 A KR20110076468 A KR 20110076468A KR 1020090133186 A KR1020090133186 A KR 1020090133186A KR 20090133186 A KR20090133186 A KR 20090133186A KR 20110076468 A KR20110076468 A KR 20110076468A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
etching
weight
concentration
metal film
copper
Prior art date
Application number
KR1020090133186A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박영훈
이일희
이상국
허욱환
박상걸
Original Assignee
주식회사 익스톨
(주) 피엘브릿지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 익스톨, (주) 피엘브릿지 filed Critical 주식회사 익스톨
Priority to KR1020090133186A priority Critical patent/KR20110076468A/en
Publication of KR20110076468A publication Critical patent/KR20110076468A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/18Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/26Acidic compositions for etching refractory metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

PURPOSE: An etchant for a metal film of a liquid crystal display is provided to maintain stable state without the composition change of etchant, to minimize lifetime reduction and capacity reduction, and to secure the uniformity of etching. CONSTITUTION: An etchant for a metal film of a liquid crystal display for etching a metal layer functioning as an electrode and a signal line including copper comprises: copper ions as an oxidizing agent; halogen ions; amines compound; organic acids; and etching inhibitors. The concentration of the copper ion is 0.5~20 weight%. The concentration of the halogen ion is 0.001~10 weight%. The concentration of the amines compound is 3~40 weight%. The concentration of the organic acid is 0.5~35 weight%. The concentration of the etching inhibitor is 0.001~5 weight%.

Description

액정표시장치의 금속막 에칭액{Etchant for metal film of Liquid Crystal Display}Etchant for metal film of Liquid Crystal Display

본 발명은 액정표시장치에서 금속막으로 이루어진 전극 및 신호라인을 형성하는데 이용되는 에칭액에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etchant used to form electrodes and signal lines made of metal films in liquid crystal displays.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; PDP)나 전계방출 표시장치(Field Emission Display; FED)와 함께, 휴대폰, 컴퓨터용 모니터, 텔레비전 등의 분야에서, 차세대 표시장치로서 각광받고 있다. 액정표시장치 중에서 TFT(Thin Film Transister) 액정표시장치에는 게이트 전극 및 신호 라인, 소스 전극 및 신호 라인, 드레인 전극 및 신호 라인 등과 같은 각종 전극 및 신호 라인이 구비되어, 소자에 신호를 전달하는 역할을 담당하고 있다. Liquid crystal displays, along with plasma display panels (PDPs) and field emission displays (FEDs), are used as next-generation displays in the fields of mobile phones, computer monitors, and televisions. Be in the spotlight. Among the liquid crystal display devices, TFT (Thin Film Transister) liquid crystal display devices are provided with various electrodes and signal lines such as gate electrodes and signal lines, source electrodes and signal lines, drain electrodes and signal lines, and transmit signals to devices. I am in charge.

최근에 액정표시장치가 대형화되고 고해상도화됨에 따라, 전극 및 신호 라인을 이루는 금속막의 소재로는 알루미늄(Al)에서 전기적 특성이 우수한 구리(Cu)로 대체되고 있다. 이 경우, 구리만으로 이루어진 단일층 금속막의 형태나, 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금 또는 탄탈륨(Ta) 또는 탄탈륨 합금과 구리가 적층된 이중층 금속막의 형태가 이용되고 있다. Recently, as a liquid crystal display device is enlarged in size and in high resolution, aluminum (Al) has been replaced by copper (Cu) having excellent electrical characteristics as a material of a metal film constituting an electrode and a signal line. In this case, a form of a single layer metal film made of only copper or a form of a double layer metal film in which titanium (Ti) or a titanium alloy or tantalum (Ta) or a tantalum alloy and copper are laminated is used.

종래에 따르면, 전술한 이중층 금속막을 에칭하는 방법은 과산화수소(H2O2)를 기본 산화제로 하고 불소이온(F-), 황산, 아민 등의 질소화합물이 포함된 에칭액을 이용하여, 에칭 속도 등을 조절하는 방법이었다. According to the related art, the method of etching the above-described double layer metal film is performed by using an etching solution containing hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) as a basic oxidant and nitrogen compounds such as fluorine ions (F ), sulfuric acid, and amine. It was a way to regulate.

그런데, 과산화수소를 산화제로 이용하는 경우, 과산화수소의 자체 분해로 인해 에칭액의 수명 감소 및 에칭 용량의 저하가 발생하였으며, 에칭액의 조성 변화에 따른 에칭 펙터(factor) 및 에칭 속도 변화 등의 문제가 발생하였다. 또한, 과산화수소의 불안정성에 기인한 안전사고가 발생하는 등의 문제가 있는바, 과산화수소를 사용하지 않는 비과산화수소계 에칭액이 요구되고 있는 실정이다. However, when hydrogen peroxide is used as an oxidizing agent, the decomposition of hydrogen peroxide causes a decrease in the life of the etching solution and a decrease in the etching capacity, and a problem such as a change in the etching factor and the etching rate according to the composition of the etching solution occurs. In addition, there is a problem that a safety accident due to instability of hydrogen peroxide occurs, there is a situation that a non-hydrogen peroxide-based etching solution that does not use hydrogen peroxide is required.

본 발명의 과제는 과산화수소계 에칭액 자체의 불안정성을 해결할 수 있는 액정표시장치의 금속막 에칭액을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a metal film etching solution of a liquid crystal display device that can solve the instability of the hydrogen peroxide-based etching solution itself.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 금속막 에칭액은, 액정표시장치에서 구리를 함유하여 전극 및 신호 라인으로 기능하는 금속막을 에칭하기 위한 것으로, 산화제로서의 구리 이온과, 할로겐 이온과, 아민류 화합물과, 유기산, 및 에칭 저해제를 포함한다. The metal film etching solution of the liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object is to etch a metal film containing copper in the liquid crystal display device to function as an electrode and a signal line, copper ions as an oxidant and halogen ions And an amine compound, an organic acid, and an etching inhibitor.

본 발명에 따르면, 과산화수소가 아닌 구리 이온을 산화제로 이용하므로, 에칭액의 조성 변화 없이 매우 안정적인 상태가 유지될 수 있고, 에칭이 진행됨에 다라 수명 감소 및 용량 저하가 최소화될 수 있다. 그리고, 에칭액에 의한 에칭 후 포토레지스트층의 손상은 발생하지 않으며, 유리 기판의 표면에 금속 잔류물이 발생하지 않는다. 또한, 에칭의 균일성이 충분히 확보될 수 있으므로, 3 ~ 50㎛ 정도의 미세 폭을 갖는 전극 또는 신호 라인의 에칭에도 적용할 수 있다. According to the present invention, since copper ions other than hydrogen peroxide are used as the oxidizing agent, a very stable state can be maintained without changing the composition of the etching solution, and life reduction and capacity reduction can be minimized as the etching proceeds. And the damage of the photoresist layer after the etching by etching liquid does not generate | occur | produce, and metal residue does not generate | occur | produce on the surface of a glass substrate. In addition, since the uniformity of etching can be sufficiently secured, it can be applied to the etching of electrodes or signal lines having a fine width of about 3 to 50 µm.

본 발명의 일 실시예에 따른 에칭액은 액정표시장치에서 구리를 함유하여 전극 및 신호 라인으로 기능하는 금속막을 에칭하기 위한 것이다. 금속막의 일 예로는, 티타늄과 티타늄 합금과 탄탈륨과 탄탈륨 합금으로 이루어진 군에서 선택된 하 나와 구리가 적층된 이중층 금속막 형태일 수 있다. 에칭액은 구리 이온과, 할로겐 이온과, 아민류 화합물과, 유기산, 및 에칭 저해제를 포함한다. The etchant according to an embodiment of the present invention is to etch a metal film containing copper in the liquid crystal display and functions as an electrode and a signal line. As an example of the metal film, one selected from the group consisting of titanium and titanium alloys and tantalum and tantalum alloys may be in the form of a double layer metal film in which copper is laminated. Etching liquid contains a copper ion, a halogen ion, an amine compound, an organic acid, and an etching inhibitor.

구리 이온은 금속막에 함유된 구리의 산화제로 작용한다. 구리 이온은 에칭액에 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예컨대, 구리 이온은 염화구리(copper chloride), 브롬화구리(copper bromide), 황산구리(copper sulfate), 탄산구리(copper carbonate), 초산구리(copper acetate), 산화구리(copper oxide) 등의 형태일 수 있다. Copper ions act as an oxidant of copper contained in the metal film. Copper ions may be present in various forms in the etchant. For example, copper ions may be in the form of copper chloride, copper bromide, copper sulfate, copper carbonate, copper acetate, copper oxide, or the like. have.

구리 이온의 산화 효과는 2가의 구리 이온 단독일 때보다, 구리-착화합물 형태일 때 높아질 수 있으며, 구리-착화합물의 형태는 에칭 속도에 영향을 미친다. 따라서, 어떤 구리-착화합물을 선택하느냐에 따라, 산화 효과와 에칭 속도를 원하는 대로 제어할 수 있다.  The oxidation effect of copper ions can be higher when in the form of a copper-complex, than with divalent copper ions alone, and the shape of the copper-composite affects the etch rate. Therefore, depending on which copper-compositing compound is selected, the oxidation effect and the etching rate can be controlled as desired.

구리 이온의 농도는 0.5 ~ 20 중량% 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 구리 이온의 농도는 1 ~ 15 중량% 이다. 구리 이온이 0.5 중량% 보다 낮은 농도로 존재하면, 산화제로 작용하기 어려울 수 있다. 반면, 구리 이온이 20 중량% 보다 높은 농도로 존재하면, 2가의 구리 이온이 1가의 구리 이온으로 환원되어, 금속막의 구리 표면에 침착될 수 있다. 이로 인해, 금속막의 표면에는 불균일한 에칭 상태가 나타나거나, 얼룩 등이 발생할 수 있다. The concentration of copper ions is preferably 0.5 to 20% by weight. More preferably, the concentration of copper ions is 1 to 15% by weight. If copper ions are present at concentrations lower than 0.5% by weight, it can be difficult to act as an oxidant. On the other hand, when copper ions are present at a concentration higher than 20% by weight, divalent copper ions can be reduced to monovalent copper ions and deposited on the copper surface of the metal film. For this reason, an uneven etching state may appear on the surface of a metal film, or a stain may arise.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 종래와 달리 과산화수소를 산화제로 이용하지 않고 구리 이온을 산화제로 이용하므로, 과산화수소를 이용하는데 따른 전술한 문제들을 해결할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, unlike the related art, copper ions are used as oxidants instead of hydrogen peroxide, and thus, the above-described problems of using hydrogen peroxide can be solved.

할로겐 이온은 금속막의 구리의 용해도를 증가시키며, 에칭액의 안정적인 상태를 유지하는데 있어 중요한 역할을 한다. 또한, 할로겐 이온은 금속막이 구리-티타늄의 이중층 형태로 이루어진 경우, 이중층 형태의 금속막을 용해하는데 있어, 두 층의 중앙에 있는 구리-티타늄의 층간 부분 및 티타늄의 용해를 증대시키는 작용을 한다. Halogen ions increase the solubility of copper in the metal film and play an important role in maintaining a stable state of the etching solution. In addition, when the metal film is in the form of a double layer of copper-titanium, the halogen ions serve to increase the dissolution of titanium and the interlayer portion of the copper-titanium at the center of the two layers in dissolving the double layered metal film.

할로겐 이온은 염산, 브롬산, 요오드산 형태로 적용이 가능하며, 불화나트륨, 염화나트륨, 브롬화나트륨, 불화칼륨, 염화칼륨, 브롬화칼륨, 염화암모늄, 불화암모늄, 중불화암모늄(ammonium bifluoride) 등의 형태로 적용이 가능하다. Halogen ions can be applied in the form of hydrochloric acid, bromic acid and iodic acid. Application is possible.

할로겐 이온의 농도는 0.001 ~ 10 중량% 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 할로겐 이온의 농도는 0.01 ~ 6 중량%이다. 할로겐 이온이 0.001 중량% 보다 낮은 농도로 존재하면 에칭 속도가 너무 느려질 수 있다. 반면, 할로겐 이온이 10 중량% 보다 높은 농도로 존재하면 너무 빠른 에칭 속도로 인해, 적정한 작업 구간을 유지할 수 없게 된다. The concentration of halogen ions is preferably 0.001 to 10% by weight. More preferably, the concentration of halogen ions is 0.01 to 6% by weight. If the halogen ions are present at concentrations lower than 0.001% by weight, the etching rate may be too slow. On the other hand, if halogen ions are present at concentrations higher than 10% by weight, due to too fast etch rates, it is impossible to maintain a proper working zone.

아민류 화합물은 금속막의 구리를 용해시킬 수 있는 착화합물로 작용한다. 아민류 화합물은 물에 쉽게 용해되는 화합물 형태일 수 있다. 예컨대, 아민류 화합물은 n-아밀라민(n-amylamine), 에틸렌다이아민(ethylenediamine), t-부틸아민(t-butylamine), 1,6-디아미노헥산(1,6-hexanediamine), 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 트라이에탄올아민(triethanolamine), 프로판올아민(propanolamine), N,N-디메틸에탄올아민(N,N-dimethylethanolamine), N,N-디에틸에탄올아민(N,N-diethylethanolamine), 싸이클 로헥실아민(cyclohexylamine), 디사이클로헥실아민(dicycolhexylamine), 디이소프로판올아민(Diisopropanolamine) 등일 수 있다. 전술한 아민류 화합물은 단독 또는 혼합하여 적용할 수 있다. Amine compounds act as complex compounds capable of dissolving copper in the metal film. The amine compounds may be in the form of compounds which are easily dissolved in water. For example, the amine compounds include n-amylamine, ethylenediamine, t-butylamine, 1,6-diaminohexane, and monoethanolamine. (monoethanolamine), diethanolamine, triethanolamine, triethanolamine, propanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine N-diethylethanolamine), cyclohexylamine, dicyclohexylamine, diisopropanolamine, and the like. The amine compounds described above can be applied alone or in combination.

아민류 화합물의 농도는 3 ~ 40 중량% 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 아민류 화합물의 농도는 5 ~ 30 중량% 이다. 아민류 화합물이 3 중량% 보다 낮은 농도로 존재하면, 에칭 속도가 너무 느려지는 문제점이 있다. 반면, 아민류 화합물이 40 중량% 보다 높은 농도로 존재하면, 에칭 속도가 너무 빠르거나, 언더커팅(under cutting) 현상이 커지는 문제가 발생할 수 있다. It is preferable that the density | concentration of an amine compound is 3-40 weight%. More preferably, the concentration of the amine compound is 5 to 30% by weight. If the amine compound is present at a concentration lower than 3% by weight, the etching rate is too slow. On the other hand, when the amine compound is present at a concentration higher than 40% by weight, the etching rate may be too fast or the undercut phenomenon may increase.

유기산은 에칭액이 적정 pH를 유지할 수 있는 완충제로서의 역할과, 구리와 착화합물을 형성하여 에칭액 내에서 구리 이온의 안정성을 증가시키는 역할을 수행한다. 유기산은 다양한 형태로 적용될 수 있다. 예컨대, 유기산은 폼산(formic acid), 빙초산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 뷰티르산(butyric acid), 아크릴산(acrylic acid), 크로톤산(crotonic acid), 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 말레산(maleic acid), 석신산(succinic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 글리콜산(glycolic acid), 젖산(lactic acid), 말산(malic acid), 시트르산(citric acid) 등일 수 있다. The organic acid serves as a buffer for the etching solution to maintain a proper pH, and forms a complex with copper to increase the stability of copper ions in the etching solution. Organic acids can be applied in various forms. For example, organic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, acrylic acid, crotonic acid, oxalic acid and malonic acid. (malonic acid), maleic acid, maleic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid malic acid), citric acid, and the like.

유기산은 단독 또는 혼합하여 적용될 수 있다. 유기산의 농도는 0.5 ~ 35 중량% 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 유기산의 농도는 1 ~ 20 중량% 이다. 유기산이 0.5 중량% 보다 낮은 농도로 존재하면, 완충제로서의 역할을 수행하기 어려우며, 적정 pH를 유지할 수 없다. 반면, 유기산이 35 중량% 보다 높은 농 도로 존재하면, 유기산의 침전과 구리 이온의 용해도가 감소할 수 있어 에칭 속도가 늦어질 수 있다. The organic acid may be applied alone or in combination. The concentration of the organic acid is preferably 0.5 to 35% by weight. More preferably, the concentration of organic acid is 1 to 20% by weight. If the organic acid is present at a concentration lower than 0.5% by weight, it is difficult to serve as a buffer and cannot maintain a proper pH. On the other hand, when the organic acid is present at a concentration higher than 35% by weight, precipitation of the organic acid and solubility of copper ions may decrease, and thus the etching rate may be slowed.

에칭 저해제는 금속막의 에칭 속도를 조절하고 표면의 조도를 개선하기 위한 것이다. 에칭 저해제는 벤조트리아졸(Benzotriazole), 이미다졸(imidazole), 아미노테트라졸(aminotetrazole), 폴리비닐피롤리딘(polyvinylpyrrolidine), 에틸렌글리콜(ethyleneglycol), 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 공중합체(ethylene oxide/propylene oxide copolymer) 등이 적용될 수 있다. The etching inhibitor is for controlling the etching rate of the metal film and improving the roughness of the surface. Etch inhibitors include benzotriazole, imidazole, aminotetrazole, polyvinylpyrrolidine, ethyleneglycol, polyethyleneglycol, polyvinylalcohol , Ethylene oxide / propylene oxide copolymer (ethylene oxide / propylene oxide copolymer) may be applied.

에칭 저해제의 농도는 0.001 ~ 5 중량% 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 에칭 저해제의 농도는 0.01 ~ 1 중량% 이다. 에칭 저해제가 0.001 중량% 보다 낮은 농도로 존재하면, 에칭 저해제의 역할을 제대로 수행하지 못한다. 반면, 에칭 저해제가 5 중량% 보다 높은 농도로 존재하면, 강한 저해 작용으로 인해 에칭 속도가 급격히 감소하는 문제가 있다. 이밖에, 에칭액은 수용액의 형태로 존재하도록 물을 포함한다. The concentration of the etching inhibitor is preferably 0.001 to 5% by weight. More preferably, the concentration of the etching inhibitor is 0.01 to 1% by weight. If the etch inhibitor is present at a concentration lower than 0.001% by weight, it will not function properly as an etch inhibitor. On the other hand, when the etching inhibitor is present in a concentration higher than 5% by weight, there is a problem that the etching rate is sharply reduced due to the strong inhibitory action. In addition, the etchant contains water so as to exist in the form of an aqueous solution.

이하에서는, 전술한 성분들로 구성된 에칭액에 따른 효과를 설명하기로 한다. 상술하자면, 하기 표 1의 비율로 실시예1에 따른 에칭액과, 실시예2에 따른 에칭액을 조제하였다. 그리고, 실시예1,2와의 비교를 위해, 하기 표 2의 비율로 비교예에 따른 에칭액을 조제하였다. Hereinafter, the effect of the etching solution composed of the above-described components will be described. In detail, the etching solution according to Example 1 and the etching solution according to Example 2 were prepared at the ratios of Table 1 below. And the etching liquid which concerns on a comparative example was prepared by the ratio of the following Table 2 for the comparison with Example 1, 2.

각각의 에칭액에 의해 에칭되는 시편은 유리 기판 위에 증착 등에 의해 티타 늄과 구리를 차례로 적층하고, 적층된 구리층 위에 포토레지스트(photoresist; PR)층을 형성한 후, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 마친 형태로 준비하였다. 또한, 시편 크기는 20mm×20mm(면적)로 준비하였다. 이러한 시편에 대해, 온도 30℃에서 1.4kgf/cm2의 압력으로 60초간 스프레이 에칭하였다. Specimens etched by each etchant were sequentially deposited titanium and copper on a glass substrate by deposition, a photoresist (PR) layer formed on the stacked copper layers, and then a photolithography process was completed. Prepared in the form. In addition, the specimen size was prepared 20mm x 20mm (area). For these specimens, spray etching was carried out for 60 seconds at a temperature of 1.4 kgf / cm 2 at a temperature of 30 ° C.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 성분ingredient 비율(중량%)Ratio (% by weight) 성분ingredient 비율(중량%)Ratio (% by weight) 염화구리Copper chloride 5 중량%5 wt% 초산구리Copper acetate 8 중량%8 wt% 트라이에탄올아민Triethanolamine 30 중량%30 wt% N,N-디메틸에탄올아민N, N-dimethylethanolamine 30 중량%30 wt% 빙초산Glacial acetic acid 10 중량%10 wt% 아크릴산Acrylic acid 8 중량%8 wt% 할로겐halogen 1 중량%1 wt% 할로겐halogen 2 중량%2 wt% 에칭 저해제Etching inhibitor 0.1중량%0.1 wt% 에칭 저해제Etching inhibitor 0.1 중량%0.1 wt% water 53.9중량%53.9% by weight water 51.9 중량%51.9 wt% pH : 8.8pH: 8.8 pH : 9.2pH: 9.2

비교예Comparative example 성분        ingredient 비율(중량%)     Ratio (% by weight) 과산화수소Hydrogen peroxide 6 중량%6 wt% 황산Sulfuric acid 12 중량%12 wt% 모노에탄올아민Monoethanolamine 2 중량%2 wt% 할로겐halogen 1 중량%1 wt% 과수안정제Fruit Stabilizer 0.5 중량%0.5 wt% water 78.5 중량%78.5 wt% pH : 2.8pH: 2.8

실험 결과에 의하면, 실시예1,2 모두에서 이중층 금속막을 설정 조건을 충족할 정도로 깨끗하게 에칭할 수 있었다. 이때, 구리에 대한 에칭 속도는 약 0.30 ~ 0.35㎛/min. 이었으며, 포토레지스트층의 손상은 발생하지 않았다. 유리 기판의 표면에 남아 있는 티타늄 잔류물은 현미경(×1,000)을 통해 관찰되지 않았다. 포토레지스트층을 스트립하였을 때, 전극 및 신호 라인에 해당하는 금속막은 균일한 에칭 형태를 유지하였다. According to the experimental results, in both Examples 1 and 2, the double layer metal film could be etched clean enough to satisfy the set conditions. At this time, the etching rate for the copper is about 0.30 ~ 0.35㎛ / min. The damage of the photoresist layer did not occur. Titanium residue remaining on the surface of the glass substrate was not observed under a microscope (× 1,000). When the photoresist layer was stripped, the metal film corresponding to the electrode and the signal line maintained a uniform etching form.

또한, 실시예1,2에 따른 에칭액들에 의해 1차 에칭을 시행한 후, 120시간, 240시간, 360시간 경과한 상태에서 2차 에칭을 실시한 결과 에칭 속도는 전혀 변화하지 않았으며, 각각의 에칭액은 매우 안정적인 상태를 유지함을 확인할 수 있었다. 즉, 에칭액의 조성 변화 없이 에칭액의 수명 감소 및 에칭 용량의 저하가 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. In addition, after performing the primary etching with the etching liquids according to Examples 1 and 2, and performing the secondary etching in a state where 120 hours, 240 hours, and 360 hours had elapsed, the etching rate did not change at all. It was confirmed that the etchant maintained a very stable state. That is, it was confirmed that the life of the etching solution and the decrease in the etching capacity did not occur without changing the composition of the etching solution.

이에 대한 비교 실험으로서, 비교예에 따른 에칭액을 실시예1,2와 동일한 방법으로 에칭을 시행하였다. 구리에 대한 에칭 속도는 약 0.25 ~ 0.30㎛/min. 이었으며, 포토레지스트층의 손상은 발생하지 않았다. 유리 기판의 표면에 남아 있는 미세한 티타늄 잔류물이 현미경(×1,000)에서 관찰되었으나, 실시예1.2와 큰 차이는 없었다. As a comparison experiment, the etching liquid according to the comparative example was etched in the same manner as in Examples 1 and 2. The etching rate for copper is about 0.25-0.30 μm / min. The damage of the photoresist layer did not occur. Fine titanium residue remaining on the surface of the glass substrate was observed under a microscope (× 1,000), but there was no significant difference from Example 1.2.

하지만, 에칭액의 안정성을 조사하기 위한 2차 에칭에서, 120시간 경과 후에는 약 10%, 240시간 경과 후에는 약 25% 정도 에칭 시간의 증가가 관찰되었다. 360시간 경과한 상태에서 2차 에칭을 실시한 결과 에칭 속도는 40% 증가하였고, 유리 기판의 표면에 티타늄 잔류물을 쉽게 발견할 수 있었다. 또한, 포토레지스트층의 손상도 관찰되었다. However, in the secondary etching for investigating the stability of the etching solution, an increase in etching time was observed by about 10% after 120 hours and about 25% after 240 hours. After 360 hours of secondary etching, the etching rate increased by 40% and titanium residues were easily found on the surface of the glass substrate. In addition, damage to the photoresist layer was also observed.

이러한 결과는 과산화수소의 분해에 따른 것으로, 이로 인한 에칭액의 조성 변화는 작업 공정을 어렵게 하고, 에칭의 균일성(uniformity)을 감소시키게 된다. 또한, 에칭액의 조성 변화는 추가적인 에칭액의 투입을 필요하게 하므로, 생산 단가를 높이게 된다. This result is due to the decomposition of hydrogen peroxide, which results in a change in the composition of the etching solution, which makes the working process difficult and reduces the uniformity of the etching. In addition, since the composition change of the etching solution requires the addition of additional etching solution, the production cost is increased.

반면, 본 실시예에 따른 에칭액은 과산화수소가 아닌 구리 이온을 산화제로 이용하여 조성 변화 없이 매우 안정적인 상태를 유지할 수 있으므로, 비교예의 에칭액을 적용함으로 인해 발생되는 제반 문제들이 해소될 수 있다. 아울러, 본 실시예에 따르면, 에칭의 균일성을 충분히 확보할 수 있으므로, 3 ~ 50㎛ 정도의 미세 폭을 갖는 전극 또는 신호 라인의 에칭에도 적용할 수 있다. On the other hand, since the etching solution according to the present embodiment can maintain a very stable state by using copper ions rather than hydrogen peroxide as an oxidizing agent without changing the composition, all the problems caused by applying the etching solution of the comparative example can be solved. In addition, according to the present embodiment, since the uniformity of etching can be sufficiently secured, the present invention can also be applied to the etching of electrodes or signal lines having a fine width of about 3 to 50 µm.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

Claims (4)

액정표시장치에서 구리를 함유하여 전극 및 신호 라인으로 기능하는 금속막을 에칭하기 위한 것으로, In the liquid crystal display device for etching a metal film containing copper to function as an electrode and a signal line, 산화제로서의 구리 이온과, 할로겐 이온과, 아민류 화합물과, 유기산, 및 에칭 저해제를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 금속막 에칭액. A metal film etching liquid of a liquid crystal display device comprising copper ions as an oxidant, halogen ions, amine compounds, organic acids, and an etching inhibitor. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 구리 이온의 농도는 0.5 ~ 20 중량% 이고, 상기 할로겐 이온의 농도는 0.001 ~ 10 중량% 이며, 상기 아민류 화합물의 농도는 3 ~ 40 중량% 이며, 상기 유기산의 농도는 0.5 ~ 35 중량 %이며, 상기 에칭 저해제의 농도는 0.001 ~ 5 중량%이며, 상기 에칭액의 나머지는 물로 채워지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 금속막 에칭액. The concentration of the copper ions is 0.5 to 20% by weight, the concentration of the halogen ions is 0.001 to 10% by weight, the concentration of the amine compounds is 3 to 40% by weight, and the concentration of the organic acid is 0.5 to 35% by weight. And the etching inhibitor has a concentration of 0.001 to 5 wt%, and the remainder of the etching solution is filled with water. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 구리 이온의 농도는 1 ~ 15 중량% 이고, 상기 할로겐 이온의 농도는 0.01 ~ 6 중량% 이며, 상기 아민류 화합물의 농도는 5 ~ 30 중량% 이며, 상기 유기산의 농도는 1 ~ 20 중량 %이며, 상기 에칭 저해제의 농도는 0.01 ~ 1 중량% 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 금속막 에칭액. The concentration of the copper ions is 1 to 15% by weight, the concentration of the halogen ions is 0.01 to 6% by weight, the concentration of the amine compounds is 5 to 30% by weight, and the concentration of the organic acid is 1 to 20% by weight. And the concentration of the etching inhibitor is 0.01 to 1% by weight of the metal film etching solution of the liquid crystal display device. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 금속막은 티타늄과 티타늄 합금과 탄탈륨과 탄탈륨 합금으로 이루어진군에서 선택된 하나와 구리가 적층된 이중층 금속막 형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 금속막 에칭액. The metal film is a metal film etching solution of the liquid crystal display device, characterized in that in the form of a double layer metal film in which copper and one selected from the group consisting of titanium and titanium alloys, tantalum and tantalum alloys.
KR1020090133186A 2009-12-29 2009-12-29 Etchant for metal film of liquid crystal display KR20110076468A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090133186A KR20110076468A (en) 2009-12-29 2009-12-29 Etchant for metal film of liquid crystal display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090133186A KR20110076468A (en) 2009-12-29 2009-12-29 Etchant for metal film of liquid crystal display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110076468A true KR20110076468A (en) 2011-07-06

Family

ID=44916364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090133186A KR20110076468A (en) 2009-12-29 2009-12-29 Etchant for metal film of liquid crystal display

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110076468A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015147984A1 (en) * 2014-03-25 2015-10-01 3M Innovative Properties Company Method of selectively etching a metal layer from a microstructure
CN104968838A (en) * 2013-04-12 2015-10-07 三菱瓦斯化学株式会社 Liquid composition used in etching copper- and titanium-containing multilayer film, etching method in which said composition is used, method for manufacturing multilayer-film wiring, and substrate
WO2016056835A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 삼영순화(주) Etchant composition, method for etching multilayered film, and method for preparing display device
KR20170034036A (en) * 2015-09-18 2017-03-28 주식회사 이엔에프테크놀로지 Etching Composition

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104968838A (en) * 2013-04-12 2015-10-07 三菱瓦斯化学株式会社 Liquid composition used in etching copper- and titanium-containing multilayer film, etching method in which said composition is used, method for manufacturing multilayer-film wiring, and substrate
TWI512142B (en) * 2013-04-12 2015-12-11 Mitsubishi Gas Chemical Co An etching method for etching a copper-containing and titanium-containing multilayer film, a method of manufacturing a multi-layer film wiring of copper and titanium by the etching method of the copper-containing and titanium-containing multilayer film of the liquid composition And a substrate made by the method for manufacturing the multilayer wiring
US9365934B2 (en) 2013-04-12 2016-06-14 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Liquid composition used in etching copper- and titanium-containing multilayer film, etching method in which said composition is used, method for manufacturing multilayer-film wiring, and substrate
KR20160075786A (en) * 2013-04-12 2016-06-29 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 Liquid composition used in etching copper- and titanium-containing multilayer film, etching method in which said composition is used, method for manufacturing multilayer-film wiring, and substrate
WO2015147984A1 (en) * 2014-03-25 2015-10-01 3M Innovative Properties Company Method of selectively etching a metal layer from a microstructure
WO2016056835A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 삼영순화(주) Etchant composition, method for etching multilayered film, and method for preparing display device
KR20160043170A (en) * 2014-10-10 2016-04-21 삼영순화(주) Etching solution composition and etching method using the same
CN106795633A (en) * 2014-10-10 2017-05-31 三永纯化株式会社 The manufacture method of etchant, the engraving method of multilayer film and display device
JP2017537222A (en) * 2014-10-10 2017-12-14 サムヨン ピュアー ケミカルス カンパニー リミテッド Etching solution composition, multilayer film etching method, and display device manufacturing method
US10501853B2 (en) 2014-10-10 2019-12-10 Samyoung Pure Chemicals Co., Ltd. Etchant composition, method for etching multilayered film, and method for preparing display device
KR20170034036A (en) * 2015-09-18 2017-03-28 주식회사 이엔에프테크놀로지 Etching Composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI745379B (en) Etching composition containing hydrogen peroxide stabilizer
JP5735553B2 (en) Etching solution and metal wiring forming method using the same
KR101728441B1 (en) An etching solution composition for copper layer/titanium layer
KR102137013B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for display device
KR102537704B1 (en) Etchant composition
TWI731189B (en) Etching composition
KR102091847B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR102269327B1 (en) Etchant composition and manufacturing method of an array for liquid crystal display
KR20110076468A (en) Etchant for metal film of liquid crystal display
CN105274525B (en) Etchant and the method using its manufacture array substrate for liquid crystal display
KR102131394B1 (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
KR20200112673A (en) Etching composition and etching method using the same
CN111755461B (en) Method for manufacturing array substrate for liquid crystal display device and copper-based metal film etching liquid composition for same
KR102131393B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR101934863B1 (en) Etchant composition for etching double layer of metal layer and indium oxide layer and method for etching using the same
KR102700386B1 (en) Etching solution composition and manufacturing method of an array substrate for display device using the same
KR102142419B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR102577158B1 (en) Etching composition and etching method using the same
KR20190111420A (en) Composition for Etching Copper-Containing Metal Layer
KR102265898B1 (en) Etching solution composition for cupper-based metal layer and method for etching cupper-based metal layer using the same
KR20180127053A (en) Etchant composition
KR102092927B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR102169571B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR102142420B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application