[지재 판결문] 특허법원 2020허6989 - 거절결정(특)

 

[지재] 특허법원 2020허6989 - 거절결정(특).pdf

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특 허 법 원
제 부
판 결
사 건 허 거절결정 특2020 6989 ( )
원 고 A
대표자 단장 B
소송대리인 특허법인 엠에이피에스
담당변리사 신동헌 정유진, 
피 고 특허청장
소송수행자 정헌주
변 론 종 결 2021. 10. 28.
판 결 선 고 2022. 1. 11.
주 문
원고의 청구를 기각한다1. .
소송비용은 원고가 부담한다2. .
청 구 취 지
특허심판원이 원 호 사건에 관하여 한 심결을 취소한다2020. 9. 29. 2019 3636 .
- 2 -
이 유
기초사실1. 
가 이 사건 출원발명 . 갑 제 호증 을 제 호증( 2 , 1 )
발명의 명칭1) 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법: 
출원일 출원번호2) / 우선권주장일 제 호: 2017. 8. 31.( : 2016. 9. 23.)/ 10-2017-0111377
청구범위 자 보정에 의한 것 3) (2019. 8. 30. )
청구항 기판 상기 기판 위에 형성된 금속 산화물 반도체층 상기 금속 산화물 1 , , 【 】
반도체층에 접해 있도록 형성된 게이트 절연층 및 상기 기판 금속 산화물 반도체층 , , , 
또는 게이트 절연층 위에 접해 있도록 플루오린을 포함하는 식각액에 의한 에칭에 의, 
해 형성된 전극을 포함하는 박막 트랜지스터에 있어서 이하 구성요소 이라 한다( ‘ 1’ ), 
상기 전극은 구리 를 포함하는 배선층 및 상기 배선층의 하부에 형성되는 티타늄, (Cu) , , 
합금막을 포함하되 이하 구성요소 라 한다 상기 티타늄 합금막은 아연 을 (Ti) ( ‘ 2’ ), (Zn)
내지 포함하는 것이고 질소 내지 를 더 포함하는 것인 이하 10 40 at% , (N) 1 10 at% (
구성요소 이라 한다 박막 트랜지스터 이하 이 사건 제 항 발명이라 한다‘ 3’ ), ( ‘ 1 ’ ).
청구항 내지 기재 생략 2, 5, 8 10, 12, 16, 17 ( ) 【 】 
청구항 심사과정에서 삭제 3, 4, 6, 7, 11, 13, 14, 15 ( )【 】
생략되지 않은 청구범위 전체의 기재 내용은 * 별지[ ] 참조 
발명의 4) 개요
가 기술분야 
본 발명은 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서 상기 박막 트랜지스0001 , 【 】 
터는 티타늄 합금막을 포함하는 박막 트랜지스터 전극을 포함하는 것이다, (Ti) .
나 발명의 배경이 되는 기술 
- 3 -
일반적으로 금속 산화물 반도체를 이용한 박막 트랜지스터의 경우 전극 또는 배선0003 , , 【 】 
층을 형성하기 위하여 기판 상에 금속 산화물 반도체층 및 금속막을 형성한 후 개의 마, , 4
스크 를 이용한 백 채널 에칭 공정을 수행한다 그(mask) (back channel etching BCE) . 0004： 【 】
런데 이러한 백 채널 에칭 방법에 따른 종래의 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 금속 , , 
산화물 반도체층과 금속막 사이에 선택비에 의한 에칭 속도의 차이가 생기게 되고 이에 따, 
라 금속 산화물 반도체층상에 금속막의 잔사현상이 발생한다는 문제점이 있었다 이러한 잔. 
사 현상은 전기적 특성의 열화로 이어지기 때문에 그 해결의 필요성이 대두되어 왔다.
따라서 종래에는 상술한 잔사 현상을 방지하기 위하여 식각액에 플루오린을 첨가0005 , , 【 】 
하여 백 채널 에칭을 수행하였다.
그러나 플루오린이 첨가된 식각액의 경우 에칭 공정이 수행될 때 반도체층이 데미0006 , , , 【 】 
지를 받아 그 표면 조성에 변화가 발생하였으며 이러한 표면 조성 변화는 제조된 박막 트, , 
랜지스터의 성능을 저하시켰다 또한 플루오린이 첨가된 식각액을 사용하는 경우 기판 글. , , (
라스 및 금속산화물 반도체층에의 데미지 발생이나 식각액의 수명 단축이라는 문제점이 발) 
생하였다.
아울러 금속 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 경우 외부의 수소원자가 박막 트랜0007 , -【 】 
지스터의 반도체 내부로 확산 및 투과되어 금속 산화물 반도체의 전기적 특성의 열화를 야-
기시키므로 반도체 층과 접해있는 소스 드레인 금속배선은 기존의 반도체층과의 오믹접촉 , /
특성 및 구리확산 방지막 특성 외에 수소의 확산을 방지할 수 있는 특성까지 요구되고 있
는 실정이다.
그리고 및 초고해상도 디스플레이에 적용되는 저온 폴리 실리콘 공정에서 0008 , OLED 【 】 
티타늄이 구리배선의 하부막으로 사용될 경우 공정 특성상 요구되는 고온 열처리 후 구리, 
원자의 확산으로 인하여 배선저항이 급격히 증가하는 불량이 발생된다 따라서 고온 열화 . 
특성을 개선하기 위한 새로운 티타늄 합금의 개발이 불가피하다.
다 해결하고자 하는 과제 
본 발명은 금속 산화물 박막 트랜지스터에서 식각액에 의한 에칭에 의해 소스 드레0009 - , 【 】 
인 또는 게이트 패턴 형성시 발생하는 잔사 현상의 문제점을 해결하고 플루오린이 첨가된 , 
식각액을 사용하는 경우 기판 및 금속산화물 반도체층의 표면이 손상되는 문제점을 해결하
고 고온 열처리 후에도 구리확산 방지막 특성을 유지할 수 있는 박막 트랜지스터 및 그 , , 
- 4 -
제조 방법에 관한 것으로서 상기 박막 트랜지스터는 티타늄 합금막을 포함하는 박막 트, , (Ti) 
랜지스터 전극을 포함하는 것이다.
라 발명의 효과 
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면 에칭 공정을 통하여 박막 트랜지스터0013 , 【 】 
의 전극을 형성함에 있어서 과산화수소 식각액 과황산염계 식각액 인산계 알루미늄 식각, , , 
액 인산계 티타늄 식각액 및 인산계 구리 식각액을 사용하는 경우 기존 대비 감소된 농도, , , 
바람직하게는 수준의 플루오린 농도에서도 잔사현상의 발생을 막을 수 있다1/3 .
또한 기존 대비 감소된 농도의 플루오린이 첨가된 식각액 사용으로 기판 글라스0014 , ( ) 【 】 
또는 금속산화물 반도체층의 표면이 손상되는 것을 막을 수 있으며 이에 따라 제조된 박막 , 
트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다.
그리고 고온내열성이 뛰어나 구리나 알루미늄 배선의 배리어 층으로 사용시 구리 0015 , 【 】 
및 알루미늄 원자의 반도체층 또는 절연체층으로의 확산을 방지할 수 있으므로 고온 열처, 
리 후 배선의 저항 증가를 억제할 수 있고 전기적 성능을 향상시킬 수 있다.
마 발명을 실시하기 위한 구체적 내용 
도 은 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금막의 구성 성분을 도시하고 있는 0027 1【 】 
도면이다.
도 박막 트랜지스터에 포함된 티타늄 합금막의 구성 성분 도시도[ 1] 
도 을 참조하면 티타늄 합금막은 티타늄 과 아연 을 포함하거나 티타늄 과 0028 1 , (Ti) (Zn) , (Ti)【 】 
- 5 -
아연 그리고 마그네슘 란탄 탄탈 몰리브데늄 알루미늄 주석(Zn), (Mg), (La), (Ta), (Mo), (Al), (Sn), 
니켈 질소 및 칼슘 중 어느 하나이상의 원소를 포함할 수 있다(Ni), (N) (Ca) .
구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금막은 아연을 내지 0029 , 10 40 at% 【 】 
포함할 수 있다 그리고 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 티타늄 합금막은 상기에 더하여. , , 
란탄 탄탈 몰리브데늄 알루미늄 주석 니켈 질소 및 칼슘 중 (La), (Ta), (Mo), (Al), (Sn), (Ni), (N) (Ca) 
어느 하나의 원소를 내지 이하로 포함할 수 있다1 10 at% .
본원의 일 실시예에 있어서 상기 마그네슘 란탄 탄탈 몰리브데늄0030 , (Mg), (La), (Ta), (Mo), 【 】 
알루미늄 주석 니켈 질소 또는 칼슘 의 함유량은 이상 이(Al), (Sn), (Ni), (N) (Ca) 1 at% 10 at% 
하일 수 있다 여기에서 상기 마그네슘 란탄 탄탈 몰리브데늄 알루미늄. , (Mg), (La), (Ta), (Mo), 
주석 니켈 질소 또는 칼슘 의 함유량이 상기 수치 범위를 초과할 경우(Al), (Sn), (Ni), (N) (Ca) , 
박막 트랜지스터 전극의 전기비저항이 너무 높아지고 에칭 후 잔사 특성이 저하될 수 있다, .
한편 본원의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 이의 제조 방법에 있어서 상기 0031 , , 【 】 
박막 트랜지스터가 에치스토퍼형인 경우에도 본 발명의 효과를 나타낼 수 있다 도 및 , ( 6a 
도 도 및 도 는 각각 순수 티타늄 과 티타늄 합금 을 에치스토퍼형 소6b). 6a 6b , (Ti) (TiZnN) 
스 드레인 전극의 배선층으로 적용하였을 때의 특성 그래프 및 트랜스퍼 커브 결과/ I-V 
이다 도 및 도 에 나타낸 바와 같이 티타늄 합금 의 경우가 순(Transfer curve) . 6a 6b , (TiZnN)
수 티타늄 경우에 비하여 향상된 등 안정적인 전기적 특성을 나타내었다 도 (Ti) Mobility . 6a 
및 도 에서 사용된 반도체층은 이그조 이다6b (IGZO) .
도 및 도 티타늄 합금막을 포함하는 배선층 및 순수 티타늄을 포함하는 배선층 [ 6a 6b] 
각각을 에치스토퍼형 의 소스 드레인 전극에 적용시 나타내는 특성 그래프 및 표TFT /
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또한 본원의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 이의 제조 방법에 있어서 상기 0032 , , 【 】 
전극이 게이트인 경우에도 본 발명의 효과를 나타낼 수 있다 도 도 은 구리를 상부층, ( 7). 7 , 
으로 적용하고 순수 티타늄 과 티타늄 합금 을 하부층으로 적용한 이중막의 배선층(Ti) (TiZn)
을 포함하는 박막 트랜지스터를 각각 이플루오르화 암모늄 함유 에, (ammonium bifluoride) 
천트로 에칭한 결과이다 도 에 나타낸 바와 같이 티타늄 합금 의 경우가 순수 티타. 7 , (TiZn)
늄 의 경우에 비하여 와 모두 감소하는 특성을 나타내었다(Ti) Skew Step .
도 티타늄 합금막을 포함하는 배선층 및 순수 티타늄을 포함하는 배선층 각각을 [ 7] 
게이트 전극에 적용하고 인산계 에천트로 습식 식각한 결과를 나타낸 광학 사진, 
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금막은 박막 트랜지스터의 전극 또는 0033【 】 
배선으로 사용 가능하다.
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금막은 단일막 구조로서 박막 트랜지0034 , 【 】 
스터 또는 터치패널의 배선 또는 전극으로 사용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금막은 구리 또는 알루미늄을 포함하는 이중0035【 】 
막 또는 삼중막 구조의 배선을 형성하여 저저항 배선을 구현하는 것도 가능하다, .
구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면 티타늄 합금막은 구리의 하부막0036 , , 【 】 
알루미늄의 상부막 구리의 상부 및 하부막(Cu/TiZn alloy), (TiZn alloy/Al), (TiZn 
또는 알루미늄의 상부막 및 하부막 으로 형성alloy/Cu/TiZn alloy), (TiZn alloy/Al/TiZn alloy)
되어 이중막 또는 삼중막 구조의 배선 또는 전극으로 사용될 수 있다 여기서 상기 배선 , . , 
- 7 -
또는 전극은 박막 트랜지스터 또는 터치패널의 게이트 소스 또는 드레인의 배선 또는 전, , 
극일 수 있거나 데이터 배선일 수 있으며 이에 제한되지 않는다, , .
이때 박막 트랜지스터는 기판 상에 형성된 것일 수 있다 기판은 일례로 유리0037 , . 【 】 
유연한 기재 실리콘 웨이퍼 화합물 반도체(glass), (flexible substrate), (Si wafer), (compound 
및 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 어느 하나를 포함하는 것 일 수 있semiconductor), (PET) 
으나 이에 제한되지 않는다.
또한 상기 박막 트랜지스터는 금속 산화물 반도체층을 포함하는 것일 수 있으며0038 , , 【 】 
배선과 상기 금속 산화물 반도체층 사이에 별도의 버퍼층을 포함하는 것일 수 있다 이때. , 
상기 금속 산화물 반도체층은 이그조 로 형성된 것 일 (Indium Gallium Zinc Oxide, IGZO) 
수 있으며 및 이들의 조합으로부터 선택되, In2O3, ZnO, Ga2O3, SnO2, TiO2, HfO, Al2O3 
는 것으로부터 형성될 수 있는 것이나 이에 제한되는 것은 아니다, .
도 은 아연 함량에 따라 다르게 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금0052 3【 】 
막을 포함하는 배선층 및 순수 티타늄을 포함하는 배선층 각각을 박막 트랜지스터에 적용
하였을 때 나타나는 특성을 도시하는 그래프이다, I-V .
도 을 참조하면 순수한 티타0053 3 , 【 】 
늄을 포함하는 배선층에 비해 본 발명, 
의 일 실시예에 따른 티타늄 합금막을 
포함하는 배선층이 더 우수한 전기적 
특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.
순수한 티타늄을 포함하는 배선0054【 】
층의 경우 에칭 후 채널에서 발생된 잔, 
사 현상으로 인하여 내지 , -5VG +5VG
에서 온 전류 에 스텝(on current) (step)
이 나타나는 것을 확인 할 수 있다.
도 는 본 발명의 일 실시예에 0055 4【 】 
따른 티타늄 합금막을 구성하는 각 원
소의 성분 함량에 따른 다양한 측정값
들의 변화를 나타내는 표이고 도 는 , 5
도 아연 함량에 따라 다르게 형성된 박막 [ 3] 
트랜지스터에 포함된 티타늄 합금막을 포함하는 
배선층 및 순수 티타늄을 포함하는 배선층 각각을 
백채널 에칭타입 금속산화물반도체 박막 트랜지
스터에 적용시 나타나는 특성을 도시하는 그래프I-V 
- 8 -
도 의 판정 분류 기준을 표로 정리하여 도시한 도면이다4 .
도 박막 트랜지스터에 포함된 티타늄 합금막을 구성하는 각 원소의 성분 함량에 따른 [ 4] 
다양한 측정값들의 변화를 나타내는 표
또한 아연이 미만으로 함유되는 티타늄 합금막의 경우에는 순수 티타늄막0057 , 10 at% , 【 】 
과 거의 같은 양상을 보이며 아연의 함유량이 과잉되면 에칭시 언더컷 이 발생되, , (undercut)
어 티타늄 합금막이 유실될 수 있다.
그러나 아연이 내지 포함된 티타늄 합금막의 경우 티타늄에 의한 전기0058 , 10 40 at% , 【 】 
적 화학적 특성 변화를 이끌어내어 에칭 후 잔사 특성이 향상됨을 알 수 있다 또한 아연, . , 
이 포함되고 티타늄 및 아연 이외의 삼원계 첨가 원소가 미만으로 포함되는 10 at% , 1 at% 
티타늄 합금막의 경우 에칭 후 잔사 특성은 향상되나 수소 확산 방지막 특성이 저하되며, , , 
티타늄 및 아연 이외의 삼원계 첨가 원소가 과잉되는 경우에도 전기비저항이 높아지고 에, , 
칭후 잔사 특성도 저하되는 것을 확인할 수 있다.
따라서 아연을 내지 포함하거나 아연을 내지 포함하고 티0059 , 10 40 at% , 10 40 at% 【 】 
타늄 및 아연 이외의 삼원계 첨가 원소를 내지 포함하는 것이 바람직하다1 at% 10 at% .
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본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 아연이 내지 의 범위로 포함되는 경0060 , 10 40 at%【 】 
우 티타늄 합금막의 결정립을 미세화하여 티타늄 합금막의 기계적 특성을 향상시킬 수 있, 
고 구리의 확산을 효과적으로 억제할 수 있다 그러나 아연이 상기 범위를 초과하여 , . , at% 
티타늄 합금막에 포함될 경우 구리에천트에서 에칭이 어려워지는 등 순수티타늄에 비해서 , 
구리배선 하부막으로써의 특성을 저하시키는 문제점을 발생시킬 수 있다 또한 아연이 상기. , 
범위 미만으로 티타늄 합금막에 포함될 경우 티타늄 합금막의 에칭성 수소확산방지막 at% , , 
및 구리확산방지막 등의 특성을 동시에 개선시키지 못하는 문제점을 발생시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 티타늄 합금막에 포함되는 마그네슘0061 , , 【 】 
란탄 탄탈 몰리브데늄 알루미늄 주석 니켈 질소 또는 칼슘(Mg), (La), (Ta), (Mo), (Al), (Sn), (Ni), (N) 
의 함유량은 이상 이하일 수 있다(Ca) 1 at% 10 at% .
다시 말해 아연의 함유량은 이상 이하의 인 동시에 마그네슘 란탄0062 , 10 40 at% , (Mg), 【 】 
탄탈 몰리브데늄 알루미늄 주석 니켈 질소 또는 칼슘 의 함(La), (Ta), (Mo), (Al), (Sn), (Ni), (N) (Ca)
유량은 내지 를 포함하는 것이 바람직하다 상기 마그네슘 란탄 탄탈1 10 at% . (Mg), (La), (Ta), 
몰리브데늄 알루미늄 주석 니켈 질소 또는 칼슘 의 함유량이 (Mo), (Al), (Sn), (Ni), (N) (Ca) 10at%
를 초과인 경우 티타늄 합금막의 전기비저항이 지나치게 증가하고 티타늄 합금막의 열처, , 
리시에 구리확산방지막 특성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금막은 질소 를 내지 포함할 수 0070 (N) 1 10 at% 【 】 
있다 상기 아연이 내지 의 범위로 포함되고 상기 질소가 내지 의 범위. 10 40 at% , 1 10 at%
로 포함되는 경우 구리확산방지막 수소확산방지막 특성 및 컨택저항성 특성을 동시에 향, , 
상시킬 수 있다 그러나 아연이 포함되지 않고 상기 질소만이 내지 의 범위로 포. , , 1 10 at%
함되는 경우 수소확산방지막을 제외한 기계적 특성을 향상시키지 못할 수 있다 또한 질소, . , 
가 상기 범위를 초과하여 티타늄 합금막에 포함될 경우 순수티타늄 및 에 비at% , Ti90Zn10
하여 에칭성 및 전기적 특성을 열화시키는 문제점을 발생시킬 수 있다 또한 질소가 상기 . , 
범위 미만으로 티타늄 합금막에 포함될 경우 내열성 저하로 구리확산방지막 특성을 at% , 
향상시키지 못할 수 있다 비교예 특히 상기 질소가 티타늄 합금막에 포함될 경우 별도( 28). , , 
의 삼원계 합금타겟을 만들 필요가 없으며 타겟을 활용하여 반응성 스퍼터링 공정을 , TiZn 
진행할 수 있다 따라서 다른 합금원소에 비하여 비용이 절감되며 구리확산 방지막 특성 . , , 
및 은도금을 방지하는 효과를 나타낼 수 있다.
- 10 -
나 선행발명들 . 
선행발명 1) 11) 갑 제 호증( 6 )
공개된 대한민국 공개특허공보 제 호에 게재된 박막 2016. 4. 22. 10-2016-0043692 ‘
트랜지스터 제조 방법 및 박막 트랜지스터에 관한 것으로 그 주요 내용 및 도면은 아’ , 
래와 같다. 
1) 이 사건의 주 선행발명으로 심판단계에서의 비교대상발명 이다 1 .
가 기술분야
본원은 박막 트랜지스터 제조 방법 및 박막 트랜지스터에 관한 것이다[0001] . 
나 배경기술
그런데 이러한 백 채널 에칭 방법에 따른 종래의 박막 트랜지스터 제조 방법에 [0003] , 
의하면 금속 산화물 반도체 표면이 일부 손실된다는 문제점이 있었다 구체적으로 에칭 , . , 
공정 중에 식각액에 의해 금속 산화물 반도체의 표면의 일부가 손실될 수 있었다 이러, . 
한 금속 산화물 반도체의 표면의 손실은 박막 트랜지스터의 전기적 특성의 열화로 이어
지기 때문에 그 해결의 필요성이 대두 되어 왔다.
다 해결하려는 과제
본원은 박막 트랜지스터 제조시 발생하는 금속 산화물 반도체의 표면 손실에 따[0004] 
른 문제점을 해결할 수 있는 박막 트랜지스터 제조 방법 및 그에 따른 박막 트랜지스터
를 제공하는 것을 목적으로 한다.
라 발명의 효과
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면 보상층에 의해 반도체층의 손실 부분이 [0007] , 
보상됨으로써 반도체층의 표면 조성 변화가 방지될 수 있어 전기적 특성이 극대화된 박, , 
막 트랜지스터가 구현될 수 있고 또한 보상층에 의해 잔사 현상의 발생이 방지될 수 있, , 
어 신뢰성이 향상된 박막 트랜지스터가 구현될 수 있다, .
마 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
- 11 -
도 을 참조하면 본 박막 트랜지스터 제조 방법은 기판 상에 패터닝된 반도[0014] 1 , , (110) 
체층 및 배선층 을 형성하는 단계 및 배선층 을 에칭하여 채널부 를 (130) (140) (S100) (140) (C)
형성하는 단계 를 포함한다(S300) . 
도 본 박막 트랜지스터 제조 방법의 순서도[ 1] 
도 및 도 를 참조하면 배선층 은 보상층 을 포함한다 보상층 을 [0015] 2a 2b , (140) (141) . (141)
이루는 물질은 반도체층 을 이루는 물질의 성분 중 금속 산화물인 성분의 금속을 포, (130)
함한다.
도 바텀 게이트 구조의 [ 2a] (bottom gate) 
박막 트랜지스터의 단면도
도 탑 게이트 구조의 박막 [ 2b] (top gate) 
트랜지스터의 단면도
보상층 은 반도체층 의 손실 부분을 보상할 수 있다[0016] (141) (130) .
- 12 -
종래의 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 반도체층의 표면의 일부가 손실된다[0017] , 
는 문제점이 있었다.
예시적으로 종래의 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 에칭 공정 중에 반도체[0018] , , 
층의 표면의 일부가 손실될 수 있었다 이를 도 을 참조하여 설명하겠다 도 은 종래의 . 3 . 3
박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서 에칭 공정이 수행되기 전의 반도체층 및 에칭 공정, 
이 수행된 후의 반도체층에 대해 선 광전자 분광법 을 실시한 결과를 삼원계 조성x (XPS)
도에 표시한 그래프이다 검은색이 에칭 공정이 수행되기 전의 반도체층의 결과값이고. , 
빨강색이 에칭 공정이 수행된 후의 반도체층의 결과값이다.
도 종래의 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서 에칭 공정이 수행되기 [ 3] , 
전과 후의 반도체층에 대해 삼원계 조성도에 표시한 그래프
도 에 도시된 검은색 점의 위치를 통해 에칭 공정이 수행되기 전의 반도체층은[0019] 3 , 
및 가 대략 을 이루고 있음을 확인할 수 있다 또한 도 에 Ga2O3, In2O3 ZnO 1 1 1 . , 3： ：
도시된 빨강색 점의 위치를 통해 에칭 공정이 수행된 이후의 반도체층은 가 부족하, ZnO
고 와 가 많아졌음을 확인할 수 있다, Ga2O3 In2O3 .
일반적으로 반도체층은 및 가 대략 내지 인 조[0020] , Ga2O3, In2O3 ZnO 1 1 1 1: 1: 2： ：
성비를 이룰 때 좋은 전자 이동도 와 를 갖는다(electron mobility) Vth(threshold voltage) . 
또한 일반적으로 및 가 대략 인 조성비를 이룰 때 반도체층, , Ga2O3, In2O3 ZnO 1 1 1 , ： ：
은 바이어스 전압이 걸린 상태에서 외부 광 조사에 의한 가 최소화된다, Vth shift .
즉 종래의 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 상술한 바와 같이 에칭 공정이 [0021] , , , 
- 13 -
수행된 후 반도체층의 표면조성에 변화가 발생하였으며 이러한 변화는 종래의 박막 트, , 
랜지스터 제조 방법에 의하면 불가피한 것이었다 또한 이러한 표면 조성 변화는 제조된 . , 
박막 트랜지스터의 성능의 열화로 이어졌다.
그러나 본 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 반도체층 의 손실된 부분은 [0022] , , (130)
보상층 에 의해 보상될 수 있다 다시 말해 보상층 에 의해 반도체층 의 표면 (141) . , (141) (130)
조성이 조절될 수 있다 이에 따라 박막 트랜지스터의 성능 열화를 막을 수 있다. , .
또한 보상층 은 잔사 현상을 해결할 수 있다[0023] , (141) .
종래의 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 에칭 공정 중 에칭액 에 의[0024] , , (Etchant)
한 잔사 현상이 발생했다 예시적으로 종래에는 반도체층의 손상 을 최소화하기 . , , (damage)
위해 과산화 수소 과황산염계열 물질 및 인산계열 물질을 낮은 농도로 포함하는 에칭액, 
을 사용하는 경우가 있었는데 이러한 경우 몰리브데늄의 잔사를 피하기는 어려웠다, , .
그러나 본 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 보상층 에 의해 에칭 특성이 [0025] , , (141)
향상될 수 있어 과산화 수소 과황산염계열 물질 및 인산계열 물질을 낮은 농도로 포함, , 
하는 에칭액을 사용하여 에칭이 수행되는 경우에도 잔사 현상의 발생을 막을 수 있다.
본 박막 트랜지스터 제조 방법과 관련한 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다[0026] . 
반도체층 을 이루는 물질은 금속 산화물을 포함할 수 있다 예시적으로 반도[0027] (130) . , 
체층 을 이루는 물질은 중 하(130) , In2O3, ZnO, Ga2O3, SnO2, TiO2, HfO, Ta2O5, Al2O3 
나 이상을 포함할 수 있다 특히 반도체층 은 인듐 갈륨 아연 산소로 구성된 . , (130) , , , , IGZO
일 수 있다.
또한 보상층 을 이루는 물질은 몰리브데늄 및 티타늄 중 하나 이상을 [0028] , (141) (Mo) (Ti) 
포함할 수 있다.
상술한 바에 따르면 예시적으로 보상층 을 이루는 물질은 주성분으로서 몰[0029] , , (141) , , 
리브데늄 및 티타늄 중 하나 이상을 포함할 수 있다 또한 보상층 을 이루는 (Mo) (Ti) . , (141)
물질은 부속성분으로서 중 하나 이상을 포함할 수 있다, Al, Zn, In, Ga, Sn, Ti, Hf, Ta, . 
그러나 보상층 을 이루는 물질의 성분은 이에 한정되는 것은 아니며 반도체층, (141) , (130)
을 이루는 물질의 종류에 따라 보상층 을 이루는 물질은 텅스텐 을 포함할 수도 , (141) (W)
- 14 -
있다.
특히 몰리브데늄 및 아연 을 포함하는 물질로 이루어진 보상층 이 구[0030] , (Mo) (Zn) (141)
현될 수 있다.
이러한 보상층 을 포함하는 배선층 에 의하면 반도체층 의 표면에 아[0031] (141) (140) , (130)
연 이 풍부한 영역이 형성될 수 있어 반도체층 의 손실을 보상할 수 있다(Zn) (rich) , (130) ZnO .
상술한 바와 같이 종래의 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 에칭 공정 후 반[0032] , , , 
도체층의 표면 조성에 있어서 가 부족하고 와 가 많아지는 경향이 있었, ZnO , Ga2O3 In2O3
다 그러나 본 박막 트랜지스터 제조 방법에 의하면 몰리브데늄 및 아연 을 포함. , , (Mo) (Zn)
하는 물질로 이루어진 보상층 에 의해 반도체층 의 손실이 보상될 수 있다(141) , (130) ZnO .
다만 보상층 의 구현예에 있어서 상술한 몰리브데늄 및 아연 을 포함[0033] , (141) , , (Mo) (Zn)
하는 물질로 이루어진 보상층 만 구현될 수 있는 것은 아니며 상술한 바와 같이 보(141) , , 
상층 은 주성분으로서 몰리브데늄 및 티타늄 중 하나 이상을 포함하고 부속(141) , , (Mo) (Ti) , 
성분으로서 중 하나 이상을 포함함으로써 다양한 구현, Al, Zn, In, Ga, Sn, Ti, Hf, Ta, W 
예로 구현될 수 있다.
한편 보상층 은 반도체층 을 이루는 물질의 성분 중 금속 산화물인 성분[0034] , (141) (130)
의 금속을 미리 설정된 성분비로 포함할 수 있다 도 및 도 를 참조하여 설명하겠다. 4 5 .
도 는 몰레브데늄 및 아연을 포함하는 보상층에 있어서 아연의 함량 증가에 따[0035] 4 , 
른 보상층의 전기전도도 변화를 도시한 그래프이다 중략, . ( ). 
예시적으로 보상층 이 몰리브데늄 및 아연을 포함하는 경우 도 에 나타난 [0036] , (141) , 4
바와 같이 아연의 함량이 증가함에 따라 보상층 의 비저항이 거의 선형적으로 증가, (141)
할 수 있다 이는 아연의 함량이 증가함에 따라 전자와 격자진동의 산란. , (electron- 
이 증가하기 때문일 수 있다phonon scattering) .
또한 도 를 참조하면 보상층 의 아연의 함량이 증가함에 따라 전기화학적 [0037] , 5 , (141)
전위가 활성화되는 상태 한 방향 로 낮아질 수 있고 이에 따라 갈바닉 현상이 심(active ) , , 
화되어 보상층 의 에칭 속도가 더 빨라질 수 있다 즉 보상층 이 아연을 일정량 (141) . , (141)
이상 함유할 경우 에칭시 언더컷 이 발생될 수 있다 따라서 보상층 은 반, (undercut) . , (141)
- 15 -
도체층 을 이루는 물질의 성분 중 금속 산화물인 성분의 금속을 미리 설정된 성분비(130)
로 포함함이 바람직하다.
도 아연의 함량 증가에 따른 보상층의 전기전도도 변화를 도시한 그래프[ 4] , 
예시적으로 보상층 을 이루는 물질은 반도체층 을 이루는 물질의 성분 [0038] , (141) , (130)
중 금속 산화물인 성분의 금속을 이상 이하로 포함할 수 있다5 at% 70 at% .
또한 보다 구체적으로 보상층 을 이루는 물질이 몰리브데늄 및 아연[0039] , , (141) (Mo) (Zn)
을 포함하는 경우 몰리브데늄 아연 를 포함할 수 있다, 50 at%, 50 at% .
참고로 보상층 이 반도체층 을 이루는 물질의 성분 중 금속 산화물인 성[0040] , (141) (130)
분의 금속을 저농도로 포함할 경우 에칭시 발생되는 잔사 현상이 보상층 에 의해 방, (141)
지될 수 있다 또한 보상층 이 반도체층 을 이루는 물질의 성분 중 금속 산화물. , (141) (130)
인 성분의 금속을 고농도로 포함할 경우 보상층 은 잔사 현상 방지뿐만 아니라 반도, (141) , 
체층 의 손실 부분을 보상하여 반도체층 의 전기적 특성을 개선시킬 수도 있다(130) (130) .
즉 보상층 은 잔사 현상을 방지할 수 있고 반도체층 의 손실 부분을 보[0041] , (141) , (130)
상할 수도 있다.
도 은 몰리브데늄으로 이루어진 배선층 아연으로 이루어진 배선층 및 몰리브데[0042] 6 , 
늄 및 아연을 포함하는 물질로 이루어진 배선층 본 박막 트랜지스터 제조 방법에 의한 (
배선층 각각을 박막 트랜지스터에 적용하였을 때 나타나는 트랜스퍼 커브(140)) (transfer 
의 특성변화를 도시한 그래프이다 참고로 박막 트랜지스터는 반도체층이 금속 I-V curve) . , 
산화물을 포함하는 것이다.
- 16 -
도 을 보면 몰리브데늄 및 아연을 포함하는 물질로 이루어진 배선층이 적용된 [0043] 6 , 
박막 트랜지스터의 드레인 전류의 점멸비 가 몰리브데늄으로 (drain current On/Off ratio)
이루어진 배선층이 적용된 박막 트랜지스터의 드레인 전류의 점멸비에 비해 대략 배 10
상승한 것을 확인할 수 있고 전자이동도 의 향상 및 의 의 향상, (electron mobility) Vth shift
을 확인할 수 있다 또한 순수 아연으로 이루어진 배선층이 적용된 박막 트랜지스터의 . , 
경우 박막 트랜지스터의 특성이 저조하게 발휘됨을 확인할 수 있다.
도 몰리브데늄 또는 아연으로 이루어진 배선층 및 몰리브데늄 및 아연을 [ 6] 
포함하는 물질로 이루어진 배선층 각각을 금속 산화물 반도체 박막 트랜지스터에 
적용시 트랜스퍼 커브의 특성변화를 도시한 그래프
또한 도 을 참조하면 배선층 은 보상층 을 사이에 두고 반도체층 과 [0095] , 7 , (140) (141) (130)
대향하며 형성되는 금속층 을 포함할 수 있다 다시 말해 도 에 나타난 바와 같이(143) . , 3 , 
배선층 은 보상층 및 금속층 을 포함하는 이중 구조일 수 있다 금속층(140) (141) (143) . (143)
은 구리 구리 합금 알루미늄 알루미늄 합금 은 은 합금 등 중 하나 이상을 포함할 수 , , , , , 
있다.
또한 배선층 은 금속층 을 사이에 두고 보상층 과 대향하며 형성되는 [0096] , (140) (143) (141)
추가 보상층을 포함할 수 있다 이러한 경우 도면에는 도시되지 않았지만 배선층 은 . , , (140)
반도체층 상에 형성되는 보상층 및 보상층 상에 순차적으로 형성되는 금(130) (141) (141) 
속층 및 추가 보상층을 포함하는 삼중 구조로 구현될 수 있다 추가 보상층의 구성 (143) . 
및 작용은 보상층 과 동일 또는 유사할 수 있다(141) .
- 17 -
선행발명 2) 22) 갑 제 호증 갑 제 호증( 7 , 9 )
공개된 일본 공개특허공보 특개 호에 게재된 합금 배 2012. 10. 4. 2012-188691 ‘Ti 
선막 및 전극 그리고 합금 스퍼터링 타깃에 관한 것으로 그 주요 내용 및 도면은 , Ti ’ , 
아래와 같다.
2) 심판단계에서의 비교대상발명 이다 2 .
또한 배선층 은 추가 보상층을 사이에 두고 금속층과 대향하며 형성되는 투[0097] , (140)
명 도체층을 포함할 수 있다 이러한 경우 배선층 은 반도체층 상에 형성되는 . , (140) (130) 
보상층 및 보상층 상에 순차적으로 형성되는 금속층 추가 보상층 및 투명(141) (141) (143), 
도체층을 포함하는 사중 구조로 구현될 수 있다 투명도체층은 투명 전도성 산화물. (TCO)
일 수 있다.
도 이중 구조의 배선층을 설명하기 위해 본원의 일 실시예에 따른 박막 [ 7] 
트랜지스터 제조 방법에 의해 구현된 박막 트랜지스터의 일 구현예를 도시한 단면도
가 기술분야
본 발명은 웨트 에칭성이 우수한 표시 장치나 터치 패널 센서에 사용되는 배선용 0001【 】 
합금막에 관한 것이다 상세하게는 액정 디스플레이나 유기 디스플레이 등의 표시 Ti . , EL 
장치나 터치 패널 센서에 사용되는 각종 배선이나 전극의 형성에 유용한 합금막 그 Ti , 
합금막으로 형성된 배선 및 또는 전극을 구비한 표시 장치나 터치 패널 센서 그리고 Ti / , 
- 18 -
그 합금막의 형성에 유용한 스퍼터링 타깃에 관한 것이다 이하 액정 표시 Ti (sputtering) . , 
장치를 대표적으로 다루어 설명하지만 이것에 한정하는 취지는 아니다, .
나 주요 내용
막은 에칭 레이트가 비교적 느리기 때문에 에칭 프로세스에 시간을 필요로 한0004 Ti【 】 
다 그리고 에칭 처리에 시간을 필요로 하면 생산성의 저하를 초래할 뿐만 아니라 에칭. , , 
액 주위나 배선의 표면에 에칭 불균일 얼룩 즉 기판면 내에서 배선의 완성 치수에 편차( ), , 
가 생기는 경우가 있다 이는 에칭액의 퍼짐새나 막 두께가 균일하지 않기 때문에 기판면 . 
내에서 저스트 에칭 시간에 편차가 생기고 그로 인해 기판면 내에서의 오버에칭 시간에 , 
큰 차가 생기며 발생하기 때문이다 그 결과 기판면 내의 일부에서 세선 배선 이 소실되. , ( )
거나 배선폭이 면내에서 편차가 생기는 등의 문제가 발생하여 수율의 저하를 초래하는 , , 
경우가 있다.
본 발명은 상기 사정에 착안하여 이루어진 것으로 그 목적은 웨트 에칭에 의한 0007 , 【 】 
미세 가공성이 우수한 배선막용의 합금막을 제공하는 것이다 구체적으로는 종래의 순 Ti . 
막보다 에칭 레이트가 빠른 합금막 및 합금막으로 형성된 배선 및 또는 전극을 구Ti Ti Ti /
비한 표시 장치 터치 패널 센서 그리고 합금막의 성막에 적합한 스퍼터링 타깃을 제공· , Ti 
하는 것에 있다.
본 발명의 합금막을 사용하면 불화물을 포함하는 에칭액 에천트 에 대한 에칭 0011 Ti , ( )【 】 
레이트를 향상시킬 수 있다 이 때문에 기판면 내의 오버에칭 시간의 편차를 작게 억제. , 
할 수 있으며 웨트 에칭 시에 문제가 되고 있던 배선용 막의 에칭 불균일의 발생 등이 , 
억제되어 면내 균일성이 우수한 양호한 웨트 에칭성을 갖는 배선막용 합금막을 제공, Ti 
할 수 있다 따라서 본 발명의 합금막을 사용하면 표시 장치나 터치 패널 센서 등의 . , Ti , 
품질 향상이나 생산 비용의 대폭적인 저감화를 도모할 수 있다 또한 본 발명에 의하면 . 
상기 합금막의 성막에 적합한 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다Ti .
그래서 본 발명자들은 에칭 레이트를 빠르게 함으로써 오버에칭 시간을 단축할 0015 , 【 】 
수 있는 배선막용 합금의 조성에 대해 검토를 거듭하였다 그 결과 희토류 원소Ti . , , Ge, 
및 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어Si, Sn, Hf, Zr, Mg, Ca, Sr, Al, Zn, Mn, Co, Fe Ni
- 19 -
도 종의 원소 이하 혹은 군 원소라고 하기도 한다 를 소정량 포함하는 합금 또1 ( , X X ) Ti-X , 
한 소정량의 산소를 포함하는 합금 혹은 소정량의 산소를 포함하는 합금 이Ti-X-O , Ti-O (
하 특별히 언급하지 않는 한 이들을 통틀어 계 합금 이라고 하기도 한다 을 배선용 , , Ti .)「 」
막으로서 사용하면 에칭 레이트를 빠르게 할 수 있기 때문에 에칭 시간 및 오버에칭 시, , 
간을 단축할 수 있어 상기 문제를 해결할 수 있다는 것을 알아내어 본 발명을 완성하였, , 
다.
본 발명에 사용되는 군 원소는 희토류 원소0017 X , [ , Ge, Si, Sn, Hf, Zr, Mg, Ca, Sr, Al, 【 】 
및 이다 이들 원소는 단독으로 첨가해도 되고 종 이상을 병용해도 Zn, Mn, Co, Fe Ni] . , 2
된다.
바람직한 군 원소는 및 로 0019 X Ge, Si, Sn, Hf, Zr, Mg, Ca, Sr, Al, Zn, Mn, Co, Fe Ni【 】 
이루어지는 군에서 선택되는 적어도 종 보다 바람직하게는 및 로 이루어지1 , Sn, Hf, Zr Al
는 군에서 선택되는 적어도 종 더욱 바람직하게는 및 또는 이다1 , Al / Zr .
따라서 군 원소를 포함하는 계 합금막을 사용하면 에칭 프로세스에 소요되는 0021 , X Ti , 【 】 
시간을 단축할 수 있고 또한 이러한 군 원소를 포함하는 계 합금막으로부터 미세 가, X Ti
공한 배선막 및 또는 전극을 형성할 수 있다/ .
본 발명에서는 상기 군 원소의 함유량 단독으로 포함할 때는 단독량이며 종 0022 , X ( , 2【 】 
이상을 포함할 때는 합계량이다 을 원자 이상 원자 이하로 한다 군 원소의 첨) 3 % 50 % . X
가에 의한 양호한 웨트 에칭성을 유효하게 발휘시키기 위해서는 군 원소의 함유량을 , X 3 
원자 이상으로 할 필요가 있다 한편 군 원소의 함유량이 많아짐에 따라 에칭 레이트% . , X
는 상승하지만 과도하게 첨가하면 고가인 희토류 원소 등의 사용에 의한 비용 상승을 초, 
래하는 경우가 있기 때문에 군 원소의 함유량의 상한을 원자 로 한다 군 원소의 , X 50 % . X
바람직한 함유량은 원자 이상 원자 이하이며 보다 바람직하게는 원자 이상 4 % 40 % , 5 % 
원자 이하이다30 % .
본 발명의 합금막은 상기 군 원소를 포함하며 잔여부 및 불가피 불순물0023 Ti-X X , Ti 【 】 
이다 불가피 불순물로는 예를 들어 를 들 수 있지만 이들 불가피적으로 . , Fe, N, C, H, Si , 
혼입되게 되는 미량 성분까지 규정하는 것이 아니라 본 발명의 특성이 저해되지 않는 , 
- 20 -
한 그들 불가피 불순물의 미량 혼입은 허용할 수 있다 또한 본 발명에서 군 원소로서 , . , X
규정하고 있는 등이 불가피 불순물로서 혼입되는 경우도 있지만 그 경우여도 단독으Fe , 
로 대략 질량 이하인 경우는 불가피 불순물로 간주하는 취지이며 상기 군 원소로1.0 % , , X
서 산입하지 않는다 이하 동일함( , ).
본 발명에 따른 합금막은 합금 성분으로서 산소 고용 상태 를 질0029 Ti-O ( ) 0.2~3.0 【 】 
량 함유하며 잔여부 및 불가피 불순물이다 불가피 불순물로는 예를 들어% , Ti . , , Fe, Si, N, 
등을 들 수 있지만 이들 불가피적으로 혼입되게 되는 미량 성분까지 규정하는 것C, H , 
이 아니며 본 발명의 특성이 저해되지 않는 한 그들 불가피적 불순물이 상기와 같이 미, , 
량 혼입되는 것은 허용할 수 있다.
예를 들어 나 등이 불가피적 불순물로서 포함되는 경우 이들 함유량은 적0030 Fe Si , 【 】 
을 수록 바람직하며 예를 들어 에 대해서는 각각의 농도가 질량 이하로 하는 , Fe, Si 1.0 % 
것이 좋다.
본 발명의 계 합금막은 액정 디스플레이나 터치 패널 센서에 삽입되어 있는 0046 Ti【 】 
다이오드 박막 트랜지스터 박막 트랜지스터 기판 등의 전자 장치의 각종 배ULSI, ASIC, , , 
선이나 전극에 사용할 수 있다 구체적으로는 주사선 소스선 드레인선 등의 각종 배선. , , , , 
게이트 전극 소스 드레인 전극 등의 각종 전극의 형성에 사용할 수 있다, - .
표시 장치나 터치 패널 센서에 사용되는 박막 트랜지스터의 반도체층도 특별히 0051【 】 
한정되지 않고 수소화 아모르퍼스 실리콘 아모르퍼스 실리콘 미결정 실리콘 다결정 실, , , , 
리콘 단결정 실리콘 산화물 반도체 예를 들어 , , ( InGaZnO, ZnO, ZnSnO, AlZnO, GaZnO, 
등을 들 수 있다InZnSnO, ITO) .
또한 게이트 절연막 등의 절연막이나 반도체 상에 형성되는 보호막은 특별히 한0052 , 【 】 
정되지 않으며 통상 사용되는 것 예를 들어, , , SiO2 등을 들 수 있다, SiON, SiN .
본 발명의 계 합금막은 불화물 함유 에칭액을 사용하여 에칭하는 것이 바람직0053 Ti【 】 
하다 불화물 함유 웨트 에칭액에 대해서도 특별히 한정되지 않지만 본 발명의 계 합금. , Ti
막을 에칭하기 위한 웨트 에칭액으로서 불산 이나 불화암모늄, (HF) (NH4 등을 포함하는 F) 
불화물 함유 에칭액을 사용한 경우에 에칭 레이트의 대폭적인 향상이 확인되기 때문이다.
- 21 -
다 이 사건 심결의 경위 . 
이 사건 출원발명에 대하여 1) 특허청 심사관은 이 사건 출원발명의 2018. 11. 21. “
청구항 전항 내지 은 인용발명 과 (1 17) 1 23)의 결합에 의하여 그 발명이 속하는 기술분
야에서 통상의 지식을 가진 사람 이하 통상의 기술자라 한다 이 쉽게 발명할 수 있는 ( ‘ ’ )
것이어서 특허법 제 조 제 항에 따라 29 2 특허를 받을 수 없다 라는 취지의 거절이유를 .”
제시하면서 원고에게 의견제출통지를 하였다.
원고는 이 사건 출원발명의 청구항 내지 를 삭 2) 2019. 3. 21. 3, 4, 6, 7, 11, 13 15
제하고 독립항인 청구항 에 구성을 부가 한정하는 내용의 보정을 하였으나, 1, 8, 17 , 
특허청 심사관은 보정된 청구항 전항 내지 은 2019. 7. 30. “ (1, 2, 5, 8 10, 12, 16, 17)
여전히 인용발명 과 의 결합에 의하여 진보성이 부정되어 자 거절이유를1 2 2018. 11. 21. 
해소하지 못하였다 라는 이유로 이 사건 출원발명에 대하여 특허거절결정을 하였다.” .
이에 대하여 원고는 발명의 설명의 문단식별번호 와 3) 2019. 8. 30. [0009] [0015] 
부분을 보정하여 재심사 청구를 하였으나 특허청 심사관은 보정된 청구, 2019. 10. 1. “
항 전항 내지 은 기통지한 거절결정서의 진보성 거절결정이(1, 2, 5, 8 10, 12, 16, 17)
유를 해소하지 못하였다 라는 이유로 이 사건 출원발명에 대하여 특허거절결정을 하.”
였다.
3) 이 사건 심결취소소송에서의 선행발명 와 동일하다 1, 2 .
이상 본 발명의 합금막은 에칭 레이트가 빠르게 되어 있기 때문에 기판면 내0056 , Ti , 【 】 
의 오버에칭 시간의 편차를 작게 억제할 수 있는 동시에 에칭 얼룩의 발생 등이 억제되, 
어 면내 균일성이 우수한 양호한 배선 형상이 얻어진다, .
- 22 -
이에 대하여 원고는 4) 2019. 11. 1. 특허심판원에 위 거절결정에 대한 불복심판청구
원 호 를 하였고(2019 3636 ) , 특허심판원은 이 사건 출원발명의 청구항 은 2020. 9. 29. “ 1
비교대상발명 과 의 결합에 의하여 진보성이 부정된다 라는 이유로 원고의 위 심판1 2 .”
청구를 기각하는 심결 갑 제 호증 이하 이 사건 심결이라 한다 을 하였다( 1 , ‘ ’ ) .
인정 근거 다툼이 없는 사실 갑 제 내지 호증 및 을 제 호증의 각 기재 변 , 1 7, 9 1 , 【 】
론 전체의 취지
당사자 주장의 요지2. 
가 원고의 주장 . 
이 사건 제 항 발명의 질소가 더 포함된 티타늄 합금막 은 그렇지 않은 1) 1 (Ti-Zn-N)
티타늄 합금막 보다 더 낮은 접촉저항과 더 높은 전자이동도를 가질 수 있는데(Ti-Zn) , 
선행발명 의 불가피적 불순물로서 포함된 질소를 통해서는 어떠한 효과도 발생되지 2
않는 것이므로 선행발명 의 박막 트랜지스터 보상층에 선행발명 의 불가피적 불순, 1 2
물을 결합하더라도 위의 효과를 가질 수 없다 따라서 이 사건 제 항 발명은 통상의 . 1
기술자가 선행발명 과 를 결합하여도 쉽게 도출할 수 없는 것이다1 2 . 
선행발명 의 합금막은 구리 배선의 하부막으로 사용되는 것도 아니고 선행발 2) 2 Ti , 
명 는 구리를 포함하는 배선에 대해서도 개시하고 있지 않고 합금막을 통해 구리 2 Ti 
원자의 확산을 방지할 수 있다는 효과에 대해서도 교시하고 있지 않으므로 선행발명 1
의 박막 트랜지스터 보상층에 선행발명 의 합금막을 결합할 동기가 없다 따라서 2 Ti . 
선행발명 과 를 결합하는데 곤란성 있어 이 사건 제 항 발명은 통상의 기술자가 선1 2 1
행발명 과 의 결합을 통해 쉽게 도출할 수 있는 것이 아니다1 2 .
따라서 이 사건 제 항 발명은 선행발명 에 의해 진보성이 부정되지 않는바 3) 1 1, 2 , 
- 23 -
이와 결론을 달리한 이 사건 심결은 위법하므로 취소되어야 한다.
나 피고의 주장 . 
이 사건 제 항 출원발명은 통상의 기술자가 선행발명 에 선행발명 를 결합하여 1) 1 1 2
쉽게 발명할 수 있으므로 진보성이 부정된다. 
따라서 이와 결론을 같이한 이 사건 심결은 위법하지 않다 2) .
이 사건 심결의 위법 여부에 관한 판단3. 
가 이 사건 제 항 발명의 청구범위 해석 . 1
당사자 주장의 요지1) 
이 사건 제 항 발명의 대상 및 기술적 범위에 대하여 당사자들은 아래와 같이 주 1
장한다.
가 원고 주장의 요지 ) 
이 사건 제 항 발명에는 금속 산화물 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터 라 1 “ ”
고 명시적으로 기재되어 있고 이는 디스플레이에 적용되는 물건이라는 것이 통상의 , 
기술자에게 자명하므로 이 사건 제 항 발명의 대상은 디스플레이에 적용되는 박막 트, 1
랜지스터에 관한 발명이다 그리고 디스플레이에 적용되는 박막 트랜지스터의 경우 그 . 
제조 시 열처리 공정이 필수적으로 수반되는 것이므로 이 사건 제 항 발명의 기술적 , 1
범위도 열처리 공정 후에 이 사건 출원발명의 명세서에 기재된 효과가 발생하는 물건
으로 보아야 한다.
나 피고 주장의 요지 ) 
금속 산화물 반도체는 디스플레이뿐만 아니라 다양한 분야에 이용되는 물건이므 
로 이 사건 제 항 발명의 대상을 디스플레이의 용도로만 한정하여 해석할 수 없을뿐더1
- 24 -
러 특허청구범위의 기술적 범위는 청구항에 기재되어 있는 사항에 의해서 정해지는 , 
것인데 이 사건 제 항 발명에는 디스플레이나 열처리 공정이라는 용어가 기재되어 1 ‘ ’ ‘ ’
있지 않으므로 이것으로 제한 해석하는 것은 타당하지 않다, . 
검토2) 
가 관련 법리) 
출원발명의 청구범위는 출원인이 특허발명으로 보호받고자 하는 사항이 기재된 
것이므로 발명의 내용의 확정은 특별한 사정이 없는 한 청구범위에 기재된 사항에 의, 
하여야 하고 발명의 설명이나 도면 등 명세서의 다른 기재에 의하여 청구범위를 제한
하거나 확장하여 해석하는 것은 허용되지 않으며 이러한 법리는 출원발명의 청구범위, 
가 통상적인 구조 방법 물질 등이 아니라 기능 효과 성질 등의 이른바 기능적 표현, , , , 
으로 기재된 경우에도 마찬가지이다 따라서 출원발명의 청구범위에 기능 효과 성질 . , , 
등에 의하여 발명을 특정하는 기재가 포함되어 있는 경우에는 청구범위에 기재된 사항
에 의하여 그러한 기능 효과 성질 등을 가지는 모든 발명을 의미하는 것으로 해석하, , 
는 것이 원칙이나 다만 청구범위에 기재된 사항은 발명의 설명이나 도면 등을 참작하, 
여야 그 기술적 의미를 정확하게 이해할 수 있으므로 청구범위에 기재된 용어가 가지, 
는 특별한 의미가 명세서의 발명의 설명이나 도면에 정의 또는 설명이 되어 있는 등의 
다른 사정이 있는 경우에는 그 용어의 일반적인 의미를 기초로 하면서도 그 용어에 의
하여 표현하고자 하는 기술적 의의를 고찰한 다음 용어의 의미를 객관적 합리적으로 , 
해석하여 발명의 내용을 확정하여야 한다 대법원 선고 후 판결( 1998. 12. 22. 97 990 , 
선고 후 판결 선고 후 판결 등 참조2007. 10. 25. 2006 3625 , 2009. 7. 23. 2007 4977 ).
나 판단) 
- 25 -
이 사건 제 항 발명에는 그 특허청구범위에 금속 산화물 반도체층 박막 트랜 1 ‘ ’, ‘
지스터라고 기재되어 있을 뿐 이 금속 산화물 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터’ , 
를 사용하는 용도로서 디스플레이라는 용어가 기재되어 있지 않다 그리고 금속 산화‘ ’ . 
물 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터는 원고가 주장하는 바와 같이 디스플레이의 
용도로만 사용되는 것으로 볼 수 없고 투명센서 투명 태양전지 등 다양한 산업분야에, , 
서 사용될 수 있는 반도체 소재이다.4) 그러므로 위 판례의 태도로 볼 때 이 사건 제 1
항 발명의 대상을 디스플레이 용도로 사용되는 박막 트랜지스터로 한정하여 해석할 수 
없다.
한편 이 사건 제 항 발명에는 열처리 공정이라는 용어가 전혀 기재되어 있지 않 1
으므로 그 기술적 범위를 열처리 공정 후에 이 사건 출원발명의 명세서에 기재된 바, 
와 동일한 효과를 가지는 물건으로만 제한 해석할 수 없고 이 사건 제 항 발명의 기, 1
술적 범위는 열처리 공정을 수행한 후의 박만 트랜지스터뿐만 아니라 그 수행 전의 박
막 트랜지스터까지 포함하는 것으로 보아야 한다.
나 이 사건 제 항 발명에서 티타늄과 아연으로 이루어진 합금막에 질소 내지 . 1 ‘ ’ ‘ (N) 1 
를 더 포함하는 구성의 기술적 의미10 at% ’ 
당사자 주장의 요지1) 
가 원고 주장의 요지) 
이 사건 제 항 발명의 박막 트랜지스터는 그 제조공정 중에 고온 열처리를 하더라 1
도 질소가 더 포함된 티타늄 합금막 의 구리확산 방지막 효과에 의해서 (Ti-Zn-N) 배선
층의 구리 원자가 반도체층으로 침투하는 것이 방지되기 때문에 배선의 저항이 증가되
4) 피고의 자 참고서면에 첨부된 참고자료 내지 참조2021. 12. 6. 7-1 7-3 .
- 26 -
는 것이 억제되어서 박막 트랜지스터의 전자이동도 등 전기적 특성이 향상되, (Mobility) 
는 효과가 있는 반면 선행발명 의 불가피적 불순물로 포함되는 질소는 발명의 특성, 2
이 저해되지 않는 한 미량의 혼입이 허용할 수 있는 것 즉 질소가 포함됨으로써 얻을 , 
수 있는 효과는 전혀 없는 것이므로 양 발명은 효과에 있어서 차이가 크다, .
나 피고 주장의 요지 ) 
이 사건 출원발명에서 기재된 박막 트랜지스터의 잔사현상 방지 반도체층 표면 , 
손상 방지 구리 확산 방지 등의 효과는 선행발명들에도 동일하게 개시되어 있으므로 , 
이질적 효과라 볼 수 없다 그리고 이러한 효과는 순수 티타늄에 아연만 포함하여 이. 
루어진 합금막을 통해서도 얻을 수 있는 효과일 뿐 질소 를 더 포함함으로 인해 얻, (N)
을 수 있는 효과로 보기 어렵다 아울러 선행발명 의 티타늄계 합금막도 이 사건 제. 2 1
항 발명의 합금막과 동일한 성분으로 이루어진 물건이기 때문에 동일하게 고온 열처리
를 하더라도 동일한 효과를 가질 것이다.
검토 2) 
아래와 같은 사정들을 종합해 보면 이 사건 제 항 발명과 관련하여 전자이동도 등 , 1
전기적 특성이 향상되는 효과는 티타늄에 아연을 포함하여 이루어진 티타늄 합금막에‘ ’
서 얻을 수 있는 효과로 보일 뿐 원고가 주장하는 바와 같이 티타늄에 아연을 포함하, ‘
여서 이루어진 티타늄 합금막에 질소가 내지 더 포함된 구성으로 인해 얻’ ‘ 1 10 at% ’
어지는 것이라고 보기 어렵고 이는 임계적 의의가 불명확한 단순한 수치한정에 해당, 
하는 것으로 보인다.
이 사건 출원발명의 명세서에 의하면 이 사건 제 항 발명의 티타늄 합금막에 (1) , 1
내지 의 아연을 포함하고 내지 의 질소를 더 포함하면 구리확산‘10 40 at% ’ ‘1 10 at% ’
- 27 -
방지막 수소확산방지막 특성 및 컨택저항성 특성을 동시에 향상시킬 수 있다는 기재, 
가 있으나 단락번호 등 참조 이 사건 출원발명에서 박막 트랜지스터의 티타늄 ( [0070] ), 
합금막에 내지 의 아연을 포함함으로써 티타늄 합금막의 에칭성 구리확산‘10 40 at% ’ , 
방지막 및 수소확산방지막의 특성을 동시에 개선한다는 특징이 개시 단락식별번호 (
등 참조 되어 있으므로 티타늄에 아연을 포함함으로써 얻을 수 있는 효과와 마[0060] ) , 
찬가지일 뿐 새롭거나 이질적인 효과라고 보기는 어렵다.
이 사건 출원발명의 명세서 < > 
그러나0058 , 【 】 아연이 내지 포함된 티타늄 합금막의 경우 티타늄에 의한 전10 40 at% , 
기적 화학적 특성 변화를 이끌어내어 에칭 후 잔사 특성이 향상, 됨을 알 수 있다 중략. ( ).
본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 0060 , 【 】 아연이 내지 의 범위로 포함되는 10 40 at%
경우 티타늄 합금막의 결정립을 미세화하여 티타늄 합금막의 기계적 특성을 향상시킬 수 , 
있고 구리의 확산을 효과적으로 억제할 수 있다, . 그러나 아연이 상기 범위를 초과하 , at% 
여 티타늄 합금막에 포함될 경우 구리에천트에서 에칭이 어려워지는 등 순수티타늄에 비, 
해서 구리배선 하부막으로써의 특성을 저하시키는 문제점을 발생시킬 수 있다 또한. , 아연
이 상기 범위 미만으로 티타늄 합금막에 포함될 경우 티타늄 합금막의 에칭성 수소at% , , 
확산방지막 및 구리확산방지막 등의 특성을 동시에 개선시키지 못하는 문제점을 발생시킬 
수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금막은 질소 를 내지 포함할 0070 (N) 1 10 at% 【 】 
수 있다 상기 아연이 내지 의 범위로 포함되고 상기 질소가 내지 의 . 10 40 at% , 1 10 at%
범위로 포함되는 경우 구리확산방지막 수소확산방지막 특성 및 컨택저항성 특성을 동시, , 
에 향상시킬 수 있다 그러나 아연이 포함되지 않고 상기 질소만이 내지 의 범. , , 1 10 at%
위로 포함되는 경우 수소확산방지막을 제외한 기계적 특성을 향상시키지 못할 수 있다, . 
또한, 질소가 상기 범위를 초과하여 티타늄 합금막에 포함될 경우 순수티타늄 및 at% , 
에 비하여 에칭성 및 전기적 특성을 열화시키는 문제점을 발생시킬 수 있다Ti90Zn10 . 또 
한, 질소가 상기 범위 미만으로 티타늄 합금막에 포함될 경우 내열성 저하로 구리확at% , 
산방지막 특성을 향상시키지 못할 수 있다 비교예 ( 285) 후략). ( ).
- 28 -
이 사건 특허발명의 발명의 설명 중 도 에 나타난 바를 살펴보면 순수 티 (2) ‘ 6b’ , ‘
타늄 이나 티타늄과 질소로만 구성된 합금막 의 경우 고온의 열처리 공(Pure Ti)’ ‘ (Ti-N)’
정을 거친 후에 전자이동도 가 각각 감소한 반면 아연과 질소를 포함하여 이(mobility) , ‘
루어진 합금막 의 경우 고온의 열처리 공정을 거친 후에 전자이동도(Ti-Zn-N)’
가 증가함을 확인할 수 있다(mobility) .
그러나 이와 같은 전자이동도 개선의 효과는 아래와 같은 이유에서 보는 바와 같 
이 선행발명 또는 선행발명 에 개시된 바와 같이 티타늄에 아연을 포함하여서 이1 2 ‘ ’
루어진 티타늄 합금막에서 얻을 수 있는 효과로 보일 뿐 원고가 주장하는 바와 같이 , 
티타늄에 아연을 포함하여서 이루어진 티타늄 합금막에 질소를 더 포함하여 얻을 수 ‘ ’ ‘ ’
있는 이질적이거나 현저한 효과라고 보기 어렵다.
도면 본 발명의 티타늄 합금막을 포함하는 배선층 및 순수 티타늄을 포함하는 배선층 [ 6b] 
각각을 에치스토퍼형 의 소스 드레인 전극에 적용하였을 때 나타내는 특성을 나타낸 표TFT / , 
질소를 포함하지 않은 순수 티타늄 ‘ (Ti㈎ 100 의 경우 고온 열처리 후에 전자이)’
동도가 12.9 cm2s-1v-1에서 12.0 cm2s-1v-1로 소폭 감소한 반면, ‘티타늄에 아주 미량의 
질소 만 포함한 1 at% Ti99N1 의 경우 오히려 고온 열처리 후에 전자이동도가 ’ 15.9 cm2s-1v-1
에서 10.1 cm2s-1v-1로 대폭 감소한다.
5) 이 사건 출원발명의 최종명세서에는 비교예 에 해당하는 자료가 기재되어 있지 않다 따라서 이 기재가 이 ‘ 28’ . 
사건 출원발명의 최종명세서에서 무엇을 지칭하는 것인지 불명확하다.
- 29 -
질소의 함량은 로 동일하되 1 at% Ti㈏ 89Zn10N1의 경우보다 티타늄 함량은 줄
이고 대신 아연을 더 많이 포함한 20 at% Ti69Zn30N1의 경우 고온 열처리 전이나 후에 
모두 전자이동도가 더 높아진다는 것을 확인할 수 있다 그런데 반대로 아연의 함량은 . 
로 동일하게 구성하되 질소의 함량을 에서 로 증가한 30 at% 1 at% 3 at% Ti67Zn30N3의 
경우를 원래의 Ti69Zn30N1의 경우와 비교할 때 티타늄의 함량을 줄이는 대신 질소의 , 
함량을 증가함에 의해서 고온 열처리 전이나 후에 모두 오히려 전자이동도가 2 at% 
각각 대폭 감소한다.
원고가 자 참고자료로 제출한 아래 표의 내용을 살펴보더라도 다 (3) 2021. 7. 23. , 
음과 같은 이유를 종합하여 볼 때 여전히 그 효과가 구체적으로 주장 증명되었다고 ․
볼 수 없다.
의 로부터 추출한 접촉저항 및 전자이동도 < TiZn vs. TiZnN IGZO TFT >
티타늄 합금막에 아연과 티타늄의 합계가 이미 함량으로 포함되어서 100% ㈎ 
- 30 -
질소를 더 포함할 수 없는데 화학식 구조, (Zn90Ti10N, Zn80Ti20 에 기재된 질소는 어느 N)
정도 함량으로 더 포함된 것인지를 알 수 없다.
이 사건 제 항 발명에는 아연이 내지 포함되는 것인데 비해 원 1 10 40 at% , ㈏ 
고가 제출한 자료에는 모두 아연이 내지 포함되는 것이므로 이 사건 제 항 80 90% , 1
발명과 새롭게 제출한 비교실험자료는 그 수치범위에 있어서 차이가 커서 비교자료로 
인정하기 어렵다.
Zn㈐ 80-Ti20 의 경우가 N Zn80-Ti20의 경우보다 접촉저항은 감소하고 전자이동
도는 증가한 것으로 기재되어 있으나 단지 그 결과 값인 수치만 기재되어 있을 뿐이, 
어서 질소가 어느 정도 함량으로 더 포함된 것인지 그리고 어떠한 실험 조건과 과정을 
거쳐 이러한 비교실험 결과 값이 도출되었는지를 여전히 확인할 수 없다. 
원고가 자로 제출한 아래 참고자료를 살펴보면 티타늄에 아연을 (4) 2021. 8. 17. , ‘
포함하는 합금막이 순수 티타늄 보다 및 에서 컨택 저항이 15 at% ’ ‘ (Pure Ti)’ 15V 30V
더 크다는 점을 나타내고 있다. 
참고자료 의 페이지 중 일부 발췌 < 2 1 (Effect of Soure/Drain TiZnN ally on IGZO TFTs) >
그러나 이는 아래와 같이 이 사건 출원발명의 명세서 기재 및 도면에 기재된 
이 사건 출원발명의 핵심적인 기술사상과 배치되는 결과이므로 위와 같이 추가로 제, 
- 31 -
출된 비교실험데이터가 이 사건 출원발명의 기술사상에 부합된다고 볼 수 없어 이를 , 
통해서도 여전히 그 효과가 구체적으로 주장 입증되었다고 볼 수 없다. ․
이 사건 출원발명의 도 에는 4 Ti㈎ 100의 컨택저항은 이나 ‘ ’ Ti△ 90Zn10이나 
Ti70Zn30의 컨택저항은 으로 표시되어 있으므로 와 으로 된 합금막의 컨택저‘ ’ , ‘Ti Zn ’○
항이 순수 티타늄보다 낮아 더 우수하다는 것을 알 수 있다‘ ’ . 
이 사건 특허발명의 명세서에는 아연이 내지 포함된 티타늄 “ 10 40 at% ㈏ 
합금막의 경우 티타늄에 의한 전기적 화학적 특성 변화를 이끌어내어 에칭 후 잔사 , , 
특성이 향상됨을 알 수 있다 단락식별번호 참조 고 기재되어 있고 본 발명의 ( [0058] ).” , “
일 실시예에 있어서 상기 아연이 내지 의 범위로 포함되는 경우 티타늄 합, 10 40 at% , 
금막의 결정립을 미세화하여 티타늄 합금막의 기계적 특성을 향상시킬 수 있고 구리, 
의 확산을 효과적으로 억제할 수 있다 단락식별번호 참조 고 기재되어 있으므( [0060] ).”
로 티타늄에 아연을 포함함으로써 순수 티타늄 합금막에 비해서 컨택저항 등 전기적 , 
및 기계적 특성이 향상된다는 것을 알 수 있다.
앞에서 본 바와 같이 이 사건 제 항 발명의 전자이동도 등 전기적 특성이 향 (5) , 1
상되는 효과는 티타늄에 아연을 포함하여서 이루어진 티타늄 합금막에서 얻을 수 있‘ ’
는 효과로 보일 뿐 원고가 주장하는 바와 같이 티타늄에 아연을 포함하여서 이루어진 , ‘
티타늄 합금막에 질소가 내지 더 포함된 구성으로 인해 얻어지는 것이라고 ’ ‘ 1 10 at% ’
보기 어렵고 달리 이를 인정할만한 증거가 없다, . 
다 이 사건 제 항 발명의 진보성이 부정되는지 여부 . 1
이 사건 제 항 발명과 선행발명 의 대비1) 1 1
이 사건 제 항 발명의 구성요소와 선행발명 의 대응 구성요소는 아래 표 기재와 1 1
- 32 -
같다.
구성
요소
이 사건 제 항 발명1 선행발명 갑 제 호증1( 6 )
1
기판 상기 기판 위에 형성된 , 금속 산화물 
반도체층, 
기판- (110), 기판 상에 패터닝된 (110) 반도
체층(130)을 형성한다 단락식별번호 ( [0014] 
참조).
반도체층 을 이루는 물질의 성분 중 - (130)
금속 산화물인 성분의 금속을 포함한다 단(
락식별번호 참조[0015] ).
상기 금속 산화물 반도체층에 접해 있도록 
형성된 게이트 절연층 및, , 
반도체층 에 접해서 (130) 게이트 절연층
이 형성(120) 되어 있다 도 참조( 2a, 2b, 7 ).
상기 기판 금속 산화물 반도체층 또는 게, 
이트 절연층 위에 접해 있도록, 플루오린
을 포함하는 식각액에 의한 에칭에 의해 
형성된 전극을 포함하는 박막 트랜지스터
에 있어서,
본 발명의 - 박막 트랜지스터는 상기 반도
체층 위에 접해 있도록 형성된 (130) 배선
층(140)을 포함한다 도 참조( 2a, 2b, 7 ).
본 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서- , 
배선층 을 (140) 에칭하여 채널부 를 형성 (C)
하는 단계 에서(S300) , 식각액은 의 0.02wt%
불화수소(HF)를 포함할 수 있다 단락식별번(
호 참조[0048], [0051] ).
2
상기 전극은, 구리(Cu)를 포함하는 배선층, 
및 상기 배선층의 하부에 형성되는 , 티타
늄 합금막(Ti) 을 포함하되,
- 배선층(140)은 보상층 및 금속층(141) 
을 포함하는 이중 구조일 수 있다(143) . 금
속층(143)은 구리 구리 합금 알루미늄 알, , , 
루미늄 합금 은 은 합금 등 중 하나 이상, , 
을 포함할 수 있다 단락식별번호 ( [0045], 
도 참조7 ).
금속층 의 하부에 형성되고 주성분으- (143)
로서 티타늄 을 포함하는(Ti) 금속합금인 보
상층(141)을 포함하여 구현될 수 있다 단락(
식별번호 도 참조[0092], 7 ).
- 33 -
3
상기 티타늄 합금막은 아연 을 내지 (Zn) 10 
포함하는 것40 at% 이고, 질소 내지 (N) 1 
를 더 포함10 at% 하는 것인 박막 트랜지, 
스터.
상기 - 보상층 은(141) 부속성분으로서 아연
을 포함(Zn) 하는 물질로 구현될 수 있다. 
그러나 보상층 을 이루는 물질의 성분은(141) 
이에 한정되는 것은 아니며 반도체층, (130)
을 이루는 물질의 종류에 따라 보상층, 
을 이루는 물질은 텅스텐 을 포함(141) (W)
할 수도 있다 단락식별번호 ( [0029], [0092] 
참조).
예시적으로 보상층 을 이루는 물질- , (141)
은, 반도체층을 이루는 물질의 성분 중 금
속 산화물인 성분의 금속을 이상 5 at% 
이하70 at% 로 포함할 수 있다 단락식별번(
호 참조[0038], [0093] ).
- 반도체층 을 이루는 물질은(130) , In2O3, 
ZnO, Ga2O3, SnO2, TiO2 중 하나 이, HfO 
상을 포함할 수 있다 반도체층 은 인. (130) , 
듐 갈륨, , 아연 산소로 구성된 임이 , IGZO
바람직하다 단락식별번호 참조( [0090] ).
주요
도면
도 < 1 > 도 < 7 >
- 34 -
공통점 및 차이점 도출 2) 
가) 구성요소 1, 2
구성요소 는 위 대비 표에서 보는 바와 같이 선행발명 에도 그대로 포함되 1, 2 , 1
어 있으므로 양 발명의 대응 구성요소는 동일하다 이에 대하여 당사자 사이에 다툼이 , (
없다). 
나) 구성요소 3
구성요소 과 선행발명 은 티타늄 합금막 보상층 3 1 (↔ 6) 이 아연을 포함한다는 점에)
서 공통된다 그러나 구성요소 의 티타늄 합금막은 아연 을 내지 포함. 3 ‘ (Zn) 10 40 at% ’
하는 구성인데 이에 대응하는 선행발명 의 보상층 은 반도체층을 이루는 물질의 , 1 (141)
성분 중 금속 산화물인 성분의 금속인 아연 등을 내지 포함하는 ‘ (Zn) 5 at% 70 at% ’
구성이므로 구성요소 과 선행발명 은 티타늄 합금막 보상층 에 포함되는 아연, 3 1 ( ) (Zn) ↔
성분의 수치범위에 있어서 서로 차이 이하 ( ‘차이점 1 이라 한다 가 있다’ ) .
그리고 구성요소 은 티타늄 합금막에 아연 외에도 내지 의 질소 3 (Zn) ‘1 10 at% (N)
를 더 포함하는 반면 선행발명 은 보상층 에 질소 내지 를 더 포함’ , 1 (141) ‘ (N) 1 10 at% ’
하는 특징을 개시하고 있지 않다는 점 이하 ( ‘차이점 2 이라 한다 에서 서로 차이가 있’ )
다.
차이점에 대한 검토 3) 
가 차이점 ) 1
앞서 든 증거와 변론 전체의 취지를 종합하여 인정할 수 있는 다음과 같은 사실과 
사정에 비추어 보면 차이점 은 통상의 기술자가 선행발명 에 의하여 또는 선행발명 , 1 1 , 
6) 괄호 안에 병기한 것은 이 사건 제 항 발명의 구성요소에 대응되는 선행발명 의 구성요소를 의미한다 이 1 1 . 
하 같다.
- 35 -
과 를 결합하여 쉽게 극복할 수 있는 것이다1 2 .
이 사건 출원발명의 명세서 기재 단락번호 참조 를 보충하여 살펴보면 (1) ( [0060] ) , 
이 사건 출원발명에서 박막 트랜지스터의 티타늄 합금막에 아연이 내지 의 10 40 at%
범위를 벗어나게 포함하면 구리에천트에서 에칭이 어려워지는 문제가 발생하거나 티, 
타늄 합금막의 에칭성 수소확산방지막 및 구리확산방지막 등의 특성을 동시에 개선시, 
키지 못하는 문제가 발생되기 때문에 이 사건 제 항 발명은 아연을 내지 의 , 1 10 40 at%
범위로 포함함으로써 티타늄 합금막의 결정립을 미세화하여 기계적 특성을 향상시키면
서도 구리의 확산을 효과적으로 억제하는 효과를 가지는데 기술적 의의가 있음을 알 
수 있다. 
이와 관련하여 선행발명 의 명세서 기재 단락번호 내지 참조 (2) , 1 ( [0036] [0041] )
를 살펴보면 선행발명 은 박막 트랜지스터의 보상층에 아연을 고농도로 포함할 경우 , 1
비저항성이 증가되어 전기적 특성은 개선되나 에칭 시 언더컷이 발생하는 문제가 있으
므로 보상층 을 반도체층 을 이루는 물질의 성분 중 금속 산화물인 성분의 금, (141) (130)
속을 미리 설정된 성분비로 포함하는 것이 바람직한데 그 실시예로서 금속 산화물인 , 
성분의 금속으로서 아연 등을 이상 이하로 포함하는 것을 개시하고 있‘ 5 at% 70 at% ’
다.
그리고 선행발명 의 명세서 기재 단락번호 (3) 2 ( [0001], [0011], [0017], [0022], 
참조 를 살펴보면 선행발명 는 합금막에 군 원소들 중 하나인 아연[0023] ) , 2 Ti-X ‘X
을 포함하면 에칭 속도가 향상되므로 배선용 막에서 에칭 불균일의 문제가 발생되(Zn) ’
는 것을 억제할 수 있으나 이를 과도하게 포함하면 비용이 상승되기 때문에 바람직한 , , 
실시예로 군 원소를 원자 이상 원자 이하의 범위로 포함하는 것을 개시하‘X 4 % 40 % ’
- 36 -
고 있다.
이 사건 제 항 발명은 티타늄 합금막에 포함하는 아연 함량에 대한 수치범위 (4) 1
를 내지 로 한정하였으나 선행발명 과 도 티타늄 합금막에 포함하는 아10 40 at% , 1 2
연 함량에 대한 수치범위를 각각 이상 이하 이상 이하 로 ‘5 at% 70 at% ’, ‘4 40 at%’
개시하고 있고 더욱이 이 사건 제 항 발명과 선행발명 은 그 수치범위의 하한 값에, 1 2
서만 다소 차이가 있다.
그리고 앞서 본 바 이 사건 출원발명과 선행발명 는 모두 액정 표시 장치에 , 1, 2
사용되는 티타늄 합금막에 아연 을 적정 함량으로 포함함으로써 우수한 에칭성(Ti) (Zn)
을 갖는 동시에 에칭 후 잔사 특성을 향상하여 전기적 특성을 개선한다는 점에서 아연
을 투입함에 따라 발생되는 효과가 서로 이질적이라 볼 수 없다 또한 이 사건 출원발. , 
명의 명세서에는 아연이 범위를 초과하여 티타늄 합금막에 포함될 경우 구리“ 40 at% , 
에천트에서 에칭이 어려워지는 등 순수티타늄에 비해서 구리배선 하부막으로써의 특성
을 저하시키는 문제를 발생시킬 수 있다 그리고 아연을 미만으로 포함하는 경. 10 at% 
우 티타늄 합금막의 에칭성 수소확산방지막 및 구리확산방지막 등의 특성을 동시에 , 
개선시키지 못하는 문제가 발생한다 단락식별번호 참조 라고만 기재되어 있을 ( [0060] ).”
뿐 그 수치범위 내외에서 이질적이거나 현저한 효과가 발생한다는 특징은 개시하고 , 
있지 않다.
아울러 앞서 살핀 바 선행발명 에는 보상층 이 아연의 함량이 증가함에 따라 , 1 “ (141) 
보상층 의 비저항이 거의 선형적으로 증가하는 장점이 있다 단락식별번호 (141) ( [0036] 
참조 는 특징이 개시되어 있고 선행발명 에는 군 원소의 함유량이 많아짐에 따라 ).” , 2 “X
에칭 레이트는 상승하지만 과도하게 첨가하면 고가인 희토류 원소 등의 사용에 의한 , 
- 37 -
비용 상승을 초래한다 단락식별번호 참조 는 특징이 개시되어 있다( [0022] ).” .
그러므로 이 사건 제 항 발명은 비록 아연의 함량에 대하여 수치 한정된 구성을 1
포함하나 이는 통상의 기술자가 선행발명 에 개시된 바를 참조하여 그 수치범위에, 1, 2
서 단순 반복실험을 통해서 최적 또는 호적의 수치범위를 쉽게 도출할 수 있는 것으로 
볼 수 있다 더욱이 선행발명 와 대비하여 차이나는 부분으로서 이 사건 제 항 발명. 2 , 1
의 아연을 내지 포함하는 구성은 통상의 기술자가 선행발명 의 아연을 ‘ 10 40 at% ’ 2 ‘ 4 
이상 이하 이상 포함하는 구성에서 그 효과와 소요비용을 고려하여 쉽게 설계40 at% ’
변경하여 도출할 수 있는 범위의 것으로 볼 수 있다. 
게다가 앞서 살핀바 선행발명 과 는 모두 액정 표시 장치에서 사용되는 박 (5) , 1 2
막 트랜지스터 구조 또는 제조에 관한 발명으로 기술분야가 공통되고 식각액으로 식, 
각할 때 우수한 에칭성을 가지면서 금속 산화물 반도체 표면에 잔사 현상이나 손실이 
발생되지 않도록 함으로써 전기적 특성을 개선하기 위해서 티타늄 에 아연 을 포(Ti) (Zn)
함하여 티타늄계 합금막을 형성한다는 점에서 해결하고자 하는 과제와 수단이 공통된다. 
따라서 통상의 기술자가 금속 산화물 반도체 표면의 잔사 현상이나 손실이 발생되 
는 문제를 해결하기 위해서 선행발명 과 를 함께 쉽게 참작할 수 있고 이 사건 제1 2 , 1
항 발명의 티타늄 합금막에 포함하는 아연의 수치범위 내지 는 통상의 기술10 40 at%
자가 선행발명 의 티타늄 합금막인 보상층에 아연을 포함하는 내지 의 수치1 5 70 at%
범위를 선행발명 의 티타늄계 합금막에 포함하는 아연의 함량인 내지 수치2 4 40 at% 
범위를 참작하여서 단순 반복실험을 통해서 쉽게 도출할 수 있는 것이다. 
그러므로 이 사건 제 항 발명의 티타늄 합금막에 아연을 내지 포함 (6) 1 10 40 at% 
하는 구성은 통상의 기술자가 선행발명 에 의해 또는 선행발명 과 의 결합에 의해 1 , 1 2
- 38 -
쉽게 도출할 수 있는 것이다. 
나 차이점 ) 2
차이점 는 선행발명 에는 티타늄으로 된 보상층에 포함되는 질소의 구성과 그 2 1 ‘
함량에 대한 수치범위 내지 를 개시하고 있지 않다는 것이다1 10 at%’ .
그러나 앞에서 본 바와 같이 , 이 사건 제 항 발명에서 티타늄과 아연으로 된 합금1 ‘
막에 질소 내지 를 더 포함함으로써 발생하는 효과 내지 기술적인 의의는 ’ ‘ 1 10 at% ’
티타늄 합금막에 내지 의 아연을 포함함으로써 발생하는 효과와 이질적이‘ 10 40 at% ’
거나 현저한 것으로 볼 수 없고 이 사건 특허발명의 명세서 기재 전체를 살펴보아도 , 
그 한정된 수치범위 내외에서 현저한 효과의 차이가 생기는 임계적 의의로 가진다고 
인정하기 어렵다 차이점 와 같은 구성은 이 사건 출원발명의 티타늄과 아연으로 된 . 2
합금막에서 본래 얻을 수 있는 특성이나 효과들이 특별히 저하되지 않도록 하기 위해
서 통상의 기술자가 단순 반복실험을 통해서 최적 또는 호적의 수치범위를 도출한 단
순 수치한정에 불과한 것으로 볼 수 있고 이와 같은 차이점은 아래와 같이 선행발명 , 
에 선행발명 의 대응 구성을 결합하여 쉽게 극복할 수 있다1 2 .
(1) 이 사건 제 항 발명의 티타늄 합금막의 에칭성 구리확산방지막 수소확산방지1 , , 
막 특성 및 컨택저항성 특성을 동시에 향상시킬 수 있는 특징은 아래와 같은 선행발명 
의 기재로 볼 때 선행발명들에도 동일하게 개시되어 있다1, 2 , .
가 ( ) 선행발명 에는 박막 트랜지스터의 티타늄 으로 된 보상층에 부속성분으1 (Ti)
로서 아연 을 적절한 함량의 수치범위 내지 로 포함할 경우 박막 트랜지(Zn) (5 70 at%)
스터의 잔사현상과 언더컷 문제를 방지하는 등 에칭성을 향상하면서 비저항(undercut) 
성 증가로 전자이동도 및 의 의 향상 등 전기적 및 화학적 (electron mobility) Vth shift
- 39 -
특성도 동시에 향상할 수 있는 특징이 개시되어 있다 선행발명 의 단락번호 ( 1 [0025], 
내지 참조[0036] [0043] ).
나 선행발명 의 아래와 같은 명세서 기재를 살펴보면 선행발명 에는 ( ) 2 , 2 Ti-X 
합금막에 군 원소들 중 하나인 아연 을 포함하면 에칭 속도가 향상되므로 배선용 X (Zn)
막에서 에칭 불균일의 문제가 발생되는 것을 억제할 수 있으나 이를 과도하게 포함하, 
면 비용이 상승되기 때문에 바람직한 실시예로 군 원소를 원자 이상 원자, X 4 % 40 % 
이하의 범위로 포함하는 특징이 개시되어 있다 단락식별번호 등 참조( [0011], [0022] ).
선행발명 과 는 기술분야 및 해결과제에 있어서 유사 또는 공통되므로 통상 (2) 1 2 , 
의 기술자가 금속 산화물 반도체 표면의 잔사 현상이나 손실이 발생되는 문제를 해결
하여서 박막 트랜지스터의 성능 열화를 방지하기 위한 기술문헌으로서 선행발명 과 1 2
를 함께 참작할 수 있다. 
한편 선행발명 에는 예시적으로 보상층 을 이루는 물질은 주성분으로 (3) 1 “ , (141) , 
서 몰리브데늄 및 티타늄 중 하나 이상을 포함할 수 있다 또한 보상층, (Mo) (Ti) . , (141)
을 이루는 물질은 부속성분으로서 중 하나 이상을 포, Al, Zn, In, Ga, Sn, Ti, Hf, Ta, 
함할 수 있다 그러나 보상층 을 이루는 물질의 성분은 이에 한정되는 것은 아니. (141)
며 반도체층 을 이루는 물질의 종류에 따라 보상층 을 이루는 물질은 텅스텐, (130) , (141)
을 포함할 수도 있다 단락식별번호 참조 라고 기재되어 있으므로 선행발(W) ( [0029] ).” , 
명 은 보상층이 주성분인 티타늄 에 부속성분으로 아연 을 포함하여 구성할 수1 (Ti) (Zn)
도 있으나 반드시 이에 한정되지 않고 부속성분으로서 아연 이외에도 하나 이상의 다, 
른 성분들을 추가하여서 다양하게 구성할 수 있다는 점을 시사하고 있다. 
(4) 선행발명 는 합금막에 질소가 불가피 불순물로서 포함되는 경우 그 함2 Ti-X 
- 40 -
량은 미량이어야 하고 만일 질소가 그 이상 혼입되게 되면 본 발명의 합금막을 ‘ ’ , Ti-X 
통해서 얻을 수 있는 특성이나 효과가 저해된다는 특징을 개시하고 있으며 또한 불가, 
피 불순물로서 예로 든 중에서 등이 단독으로 대략 질량 이Fe, N, C, H, Si Fe 1.0 % 
하로 혼입되는 경우를 개시 갑 제 호증의 단락식별번호 참고 하고 있다( 7 [0023] ) . 
따라서 선행발명 는 비록 티타늄과 아연으로 된 티타늄계 합금막에 더 포함될 수 2
있는 질소 함량에 대한 수치범위는 명시적으로 개시하고 있지 않으나 통상의 기술자, 
가 선행발명 의 티타늄계 합금막을 통해서 얻을 수 있는 긍정적인 특성이나 효과가 2
저해되지 않도록 질소를 미량만큼 혼입되도록 하여야 하는 특징을 쉽게 알 수 있으며, 
더욱이 그 미량이라는 의미도 함께 예로 든 등과 마찬가지로 질량 이하로 ‘ ’ Fe 1.0 % 
혼입되어야 한다는 특징을 함께 내포하고 있거나 시사하고 있는 것으로 볼 수 있다. 
그런데 이때 질량 를 원자 단위로 환산하면 약 내지 의 수치범위에 1.0 % % 3.5 3.9 at%
해당하는데 이는 이 사건 제 항 발명에 기재된 질소의 수치범위인 내지 에 , 1 1 10 at%
포함되는 수치범위에 해당한다 따라서 이 사건 제 항 발명의 질소의 함량에 대한 수. 1
치범위 내지 는 통상의 기술자가 선행발명 을 참작하여 쉽게 도출할 수 있(1 10 at%) 2
는 것으로 볼 수 있다.
그러므로 이 사건 제 항 발명의 티타늄과 아연으로 된 합금막에 내지 (5) 1 1 10 
의 질소를 더 포함하는 구성은 통상의 기술자가 선행발명 의 보상층이 주성분인 at% 1
티타늄에 부속성분으로서 아연과 함께 등 하나 이상의 다른 원소를 더 포함하여서 구
성될 수 있는 특징에 선행발명 의 티타늄과 아연을 포함하는 합금막에 미량의 2 Ti-X 
질소가 불가피적 불순물로서 더 혼입될 수 있는 구성을 참작하여 쉽게 도출할 수 있
다. 
- 41 -
원고의 주장에 대한 판단 4) 
가 원고는 ) 이 사건 제 항 발명의 질소를 더 포함하여서 얻을 수 있는 효과로서1 , 
질소가 티타늄 합금막에 포함될 경우 별도의 삼원계 합금타겟을 만들 필요가 없이 
타겟을 활용하여 반응성 스퍼터링 공정을 진행할 수 있다는 특징 단락식별번호 TiZn (
참조 이 개시되어 있어 선행발명들에서 예측할 수 없는 특유한 효과가 있다고 [0070] )
주장한다.
그러나 선행발명 의 아래와 같은 명세서 기재에 비추어 선행발명 에도 질소가 2 , 2
불가피 불순물로서 포함되는 경우 티타늄과 아연으로 된 합금 스퍼터링 타깃을 Ti-X 
사용하는 특징 단락번호 참조 이 개시되어 있다고 볼 수 있으므로 원고( [0036], [0037] ) , 
의 이 부분 주장은 받아들일 수 없다.
이 사건 출원발명의 명세서 < > 
전략0070 ( ) 【 】 특히 상기 질소가 티타늄 합금막에 포함될 경우 별도의 삼원계 합금타겟을 , , 
만들 필요가 없으며 타겟을 활용하여 반응성 스퍼터링 공정을 진행할 수 있다 따라서, TiZn . , 
다른 합금원소에 비하여 비용이 절감되며 구리확산 방지막 특성 및 은도금을 방지하는 효, 
과를 나타낼 수 있다.
선행발명 < 2 >
0007【 】 본 발명은 상기 사정에 착안하여 이루어진 것으로 그 목적은 웨트 에칭에 의한 미 , 
세 가공성이 우수한 배선막용의 합금막을 제공하는 것이다 구체적으로는 종래의 순 막Ti . Ti
보다 에칭 레이트가 빠른 합금막 및 합금막으로 형성된 배선 및 또는 전극을 구비한 Ti Ti /
표시 장치 터치 패널 센서· , 그리고 합금막의 성막에 적합한 스퍼터링 타깃을 제공하는 것Ti 
에 있다.
본 발명의 합금막을 사용하면 불화물을 포함하는 에칭액 에천트 에 대한 에칭 레0011 Ti , ( )【 】 
이트를 향상시킬 수 있다 이 때문에 기판면 내의 오버에칭 시간의 편차를 작게 억제할 수 . , 
있으며 웨트 에칭 시에 문제가 되고 있던 배선용 막의 에칭 불균일의 발생 등이 억제되어, , 
- 42 -
나 원고는 선행발명 의 합금막은 배선 및 또는 전극 자체에 사용하기 위한 것 ) , 2 Ti /
일 뿐 구리 배선의 하부막 배리어층 또는 보상층 으로 사용되고 있지 않고 선행발명 ( ) , 2
는 구리를 포함하는 배선에 대해서도 개시하는 바가 없어 합금막이 구리 원자의 확Ti 
산을 방지할 수 있는 작용효과에 대해서 전혀 교시하는 바가 없으므로 선행발명 에는 2
선행발명 에 합금막을 결합할 암시나 동기가 존재하지 않는다고 주장한다 그러나 1 Ti . 
원고의 이 부분 주장은 아래와 같은 이유로 받아들일 수 없다.
선행발명 의 아래 명세서 기재 및 도면에 나타난 바를 살펴보면 선행발명 (1) 1 , 
의 배선층 은 보상층 을 사이에 두고 반도체층 과 대향하며 형성되는 이1 (140) (141) (130)
중구조 즉 보상층이 배선층의 하부에 별도의 구성요소로 형성되는 구조일 수도 있으, 
나 배선층이 보상층과 함께 이루어진 단일 구조로서 보상층이 전기가 이동하는 배선, , 
층의 기능과 함께 배선의 손실을 방지하기 위한 보상층의 기능도 함께 구성할 수도 있
면내 균일성이 우수한 양호한 웨트 에칭성을 갖는 배선막용 합금막을 제공할 수 있다 따Ti . 
라서 본 발명의 합금막을 사용하면 표시 장치나 터치 패널 센서 등의 품질 향상이나 생, Ti , 
산 비용의 대폭적인 저감화를 도모할 수 있다 또한 . 본 발명에 의하면 상기 합금막의 성Ti 
막에 적합한 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다.
계 합금막은 증착법 스프레이법 법 등을 이용하여 형성할 수도 있지만 스퍼0036 Ti , , ALD , 【 】 
터링법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 스퍼터링법을 이용하면 스퍼터링 타깃과 거의 동, 
일한 조성의 배선용 막을 성막할 수 있고, 게다가 막 두께나 성분의 면내 균일성이 우수한 
박막을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 상기 0037【 】 합금막의 형성에 사용하는 스퍼터링 타깃Ti-X 으로서는 군 원소, X (X
는 희토류 원소, Ge, Si, Sn, Hf, Zr, Mg, Ca, Sr, Al, Zn, 및 로 이루어지는 군 Mn, Co, Fe Ni
에서 선택되는 적어도 종의 원소 를 원자 포함하며 잔여부 및 1 ) 3~50 % , Ti 불가피 불순물로 
이루어지는 합금 스퍼터링 타깃Ti-X 을 사용하면 된다.
- 43 -
다.

그리고 선행발명 에는 종래의 순 막보다 에칭 레이트가 빠른 합금막 (2) 2 “ Ti Ti 
및 합금막으로 형성된 배선 및 또는 전극을 구비한 표시 장치 터치 패널 센서 중Ti / · , (
략 제공하는 것에 있다 단락식별번호 참조 본 발명의 합금막을 사용하) ( [0007] ).”, “ Ti 
면 불화물을 포함하는 에칭액 에천트 에 대한 에칭 레이트를 향상시킬 수 있다 이 때, ( ) . 
문에 기판면 내의 오버에칭 시간의 편차를 작게 억제할 수 있으며 웨트 에칭 시에 문, , 
제가 되고 있던 배선용 막의 에칭 불균일의 발생 등이 억제되어 면내 균일성이 우수, 
선행발명 < 1 >
한편[0044] , 도 및 도 에 나타난 바와 같이 배선층 은 보상층 으로 이루어진 단2a 2b , (140) (141)
일 구조일 수 있다 다시 말해 보상층 이 배선층 일 수 있다. , (141) (141) .
또한[0045] , 도 을 참조하면 배선층 은 보상층 을 사이에 두고 반도체층 과 대향7 , (140) (141) (130)
하며 형성되는 금속층 을 포함할 수 있다(143) 다시 말해 도 에 나타난 바와 같이. , 3 , 배선층
은 보상층 및 금속층 을 포함하는 이중 구조일 수 있다(140) (141) (143) . 금속층 은 구리 구 (143) , 
리 합금 알루미늄 알루미늄 합금 은 은 합금 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다, , , , .
도 바텀 게이트 구조의 [ 2a] (bottom gate) 
박막 트랜지스터의 단면도
도 이중 구조의 배선층을 설명하기 위해 [ 7] 
박막 트랜지스터의 일 구현예를 도시한 단면도
- 44 -
한 양호한 웨트 에칭성을 갖는 배선막용 합금막을 제공할 수 있다 단락번호 Ti ( [0011] 
참조 라고 기재되어 있으므로 선행발명 의 합금막이 선행발명 의 단일 구조 실).” , 2 Ti 1
시예와 같이 표시 장치 등에서 전기를 전송하는 배선 및 또는 전극으로서도 구성될 수 , /
있는 것이지만 선행발명 의 이중 구조 실시예와 같이 식각액에 의해서 배선이나 전, 1 , 
극이 소실되는 등의 문제를 방지하기 위한 배선막의 용도로도 구성되는 것임을 알 수 
있다. 
앞서 살핀 바와 같이 이 사건 출원발명에서 배선층의 구리 확산을 방지하는 (3) 
기능은 이 사건 제 항 발명에서 티타늄 합금막에 질소를 더 포함함에 의해서 발생하는 1
효과라기보다 티타늄이나 티타늄에 아연을 포함함으로써 얻을 수 있는 효과로 보는 것
이 더 합리적이고 이러한 기술적 특징은 선행발명 에 이미 개시되어 있다 그리고 , 1, 2 . 
선행발명 에는 금속층 은 구리 구리 합금 알루미늄 알루미늄 합금 은 은 합금 1 “ (143) , , , , , 
등 중 하나 이상을 포함할 수 있다 단락식별번호 참조 고 기재되어 있으므로( [0045] ).” , 
박막 트랜지스터에서 전기를 잘 통하게 하는 배선층의 금속으로서 구리뿐만이 아니라 
알루미늄 은 등을 사용하는 것을 쉽게 알 수 있다 또한 이 사건 출원발명의 출원 전, . 
에 공개된 을 제 호증을 보면 반도체용 금속 배선을 금속으로서 그 제조 2, 3, 6-1, 6-2 , 
가격 등을 고려하여 알루미늄 텅스텐 구리 등에서 적절히 선택하여 사용(AI), (W), (Cu) 
되는데 이들 금속들과 실리콘 산화막 사이에 형성되는 배선의 접합면, (Silicon Dioxide) 
이 파괴되는 현상을 방지하기 위해서 장벽 금속 을 두는데 이를 통상적(Barrier Matal) , 
으로 티타늄이나 티타늄 합금막으로 구성한다는 것은 통상의 기술자에게 주지관용기술
임을 알 수 있다 따라서 알루미늄 텅스텐 구리 을 배선으로 사용하는 경우 . (AI), (W), (Cu)
식각액에 의해서 이들 배선이 다소 소실되는 현상은 모두에서 일어나는 문제이고 특, 
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히 통상의 기술자가 구리를 배선으로 선택하는 경우 구리가 확산되는 문제가 발생한다
는 것은 자명하다 그러므로 통상의 기술자가 구리 등으로 된 배선이 식각액에 의해서 . 
확산되는 문제를 방지하기 위해서 장벽 금속으로서 티타늄으로 된 합금막을 구성하는 
것은 선행발명 뿐만이 아니라 주지관용기술로부터 쉽게 도출할 수 있는 것이므로1, 2 , 
원고의 주장과 같이 이로 인해서 선행발명 를 선행발명 에 결합하는데 있어서 각별, 2 1
한 구성의 곤란성이 있다고 보기 어렵다.
또한 이 사건 제 항 출원발명과 선행발명 는 모두 액정 표시 장치에서 (4) 1 1, 2
사용되는 박막 트랜지스터 구조 또는 제조에 관한 발명으로 기술분야가 공통되고 식, 
각액으로 식각할 때 우수한 에칭성을 가지면서 식각액에 의해서 금속 산화물 반도체 
표면에 잔사 현상이나 손실 문제가 발생되지 않도록 하여서 궁극적으로 박막 트랜지스
터의 전기적 특성을 향상하기 위해서 그 배선 자체 또는 그 배선의 하부에 티타늄(Ti)
에 아연 등을 포(Zn) 함하여 이루어진 합금막을 구성한다는 점에서 해결하고자 하는 과
제와 수단이 공통되고 이, 와 같은 동일한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 티
타늄과 아연 등을 포함하는 합금을 배선막 용도로 사용한다는 점에서 공통되므로 선, 
행발명 의 티타늄계 합금막을 선행발명 의 보상층에 결합할 암시나 동기가 존재한다2 1
고 볼 수 있다.
다 원고는 원고의 다른 관련 특허에 대한 심결에서는 진보성이 인정된 점 갑 제 ) , ( 8
호증 에 비추어 이 사건 제 항 발명도 선행발명들을 결합하여 쉽게 발명하는 것이 통) , 1
상의 기술자에게 용이하지 않은 것으로 보아야 한다는 취지로 주장한다.
그러나 이 사건 제 항 발명과 원고의 관련 특허발명은 주요 내용도 각각 티 1 , ‘① 
타늄 합금막을 포함하는 박막 트랜지스터와 몰리브데늄 합금막을 포함하는 (Ti) ’ ‘ (Mo) 
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박막 트랜지스터에 관한 발명이라는 점에서 서로 다르고 그 효과에 있어서도 원’ , , ② 
고의 관련 특허발명은 아래 도 11b7)에 나타난 바와 같이, Mo78-Zn20-N2막의 전자이동
도 와 (Mobility) ION/IOFF 가 각각 ratio 25.6 Cm2 으로 /Vs, 3.17E+06 Mo80-Zn20막의 전자이
동도 와 (Mobility) ION/IOFF 인 ratio 17.1 Cm2 보다 향상되는 즉 으로 /Vs, 1.71E+06 , Mo-Zn
구성된 합금막에 을 더 포함함으로써 전자이동도 와 N (Mobility) ION/IOFF 측면에서 ratio 
보다 나은 작용효과가 발생된다는 것을 알 수 있으나 이 사건 제 항 발명은 앞서 살, 1
핀 바와 같이 명세서와 추가 제출자료를 살펴보더라도 으로 구성된 합금막에 질Ti-Zn
소 를 더 포함함으로써 전자이동도 와 (N) (Mobility) ION/IOFF 측면에서 보다 나은 작ratio 
용효과가 발생된다는 것을 알 수 없다는 점에서 서로 차이가 있으며 관련 특허에 , ③ 
관한 심결의 경우 비교대상발명 에서는 전기저항률을 감소시키기 위해서 질소 가 2 (N)
제 층인 몰리브데늄 합금막에 더 포함되는 것이 아니고 제 층인 구리 막에 형성되1 2 Cu( )
는 반면 갑 제 호증의 단락식별번호 참조 이 사건 제 항 발명의 선행( 10 [0048], [0049] ), 1
발명 의 경우 질소가 티타늄 합금막에 더 포함되는 점에서 구성에도 서로 차이가 있2
다 따라서 원고의 이 부분 주장 역시 받아들일 수 없다. .
검토결과 정리 5) 
위에서 살핀 바와 같이 차이점 는 통상의 기술자가 선행발명 과 를 결합하 , 1, 2 1 2
7) 
도면 몰리브데늄 합금막을 포함하는 배선층 및 순수 몰리브데늄을[ 11b] 
포함하는 배선층 각각을 에치스토퍼형 의 소스 드레인 전극에 적용하였을 때 나타난 TFT / , I-V 
특성을 도시하는 트랜스퍼 커브 결과(Transfer curve)
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여 쉽게 극복할 수 있는 것이므로 이 사건 제 항 발명은 선행발명 과 의 결합에 의, 1 1 2
하여 진보성이 부정된다. 
마 소결론. 
따라서 이 사건 제 항 출원발명은 선행발명 에 선행발명 를 결합하는 것에 의해 1 1 2
진보성이 부정되고, 특허출원에서 청구범위가 둘 이상의 청구항으로 이루어진 경우에 
어느 하나의 청구항이라도 거절이유가 있으면 그 출원은 일체로 거절되어야 하므로, 
이 사건 출원발명의 나머지 청구항들에 대하여 더 나아가 살펴볼 필요 없이 이 사건 
출원발명은 특허를 받을 수 없다고 할 것인바 이 사건 출원발명에 대한 거절결정을 , 
그대로 유지한 이 사건 심결에 원고가 주장하는 위법사유가 없다.
결론4. 
그렇다면 이 사건 심결의 취소를 구하는 원고의 청구는 이유 없으므로 이를 기각하 
기로 하여 주문과 같이 판결한다. 
재판장 판사 김동규
판사 우성엽
판사 이형근
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별지[ ]
최종 보정서를 반영한 이 사건 출원발명의 특허청구범위
청구항 1【 】
기판 상기 기판 위에 형성된 금속 산화물 반도체층 상기 금속 산화물 , , 
반도체층에 접해 있도록 형성된 게이트 절연층 및, , 
상기 기판 금속 산화물 반도체층 또는 게이트 절연층 위에 접해 있도록, , 
플루오린을 포함하는 식각액에 의한 에칭에 의해 형성된 전극을 포함하는 박막 
트랜지스터에 있어서,
상기 전극은, 
구리 를 포함하는 배선층 및(Cu) , , 
상기 배선층의 하부에 형성되는 티타늄 합금막을 포함하되(Ti) ,
상기 티타늄 합금막은 아연 을 내지 포함하는 것이고 질소(Zn) 10 40 at% , (N) 1 
내지 를 더 포함하는 것인10 at% , 
박막 트랜지스터.
청구항 2【 】
제 항에 있어서 상기 금속 산화물 반도체층은 이그조1 , (Indium Gallium Zinc 
로 형성된 것인Oxide, IGZO) , 
박막 트랜지스터.
청구항 3, 4【 】 삭제( )
청구항 5【 】
- 49 -
제 항에 있어서1 , 
상기 구리 를 포함하는 배선층의 상부에 형성되는 티타늄 합금막을 더 (Cu)
포함하는 것이며, 
상기 구리 를 포함하는 배선층의 상부에 형성되는 티타늄 합금막은 (Cu)
아연 을 내지 포함하는 것이고 마그네슘 란탄 탄탈(Zn) 10 40 at% , (Mg), (La), (Ta), 
몰리브데늄 알루미늄 주석 니켈 질소 및 칼슘 중 어느 하나의 (Mo), (Al), (Sn), (Ni), (N) (Ca) 
원소 내지 를 더 포함하는 것인1 10 at% , 
박막 트랜지스터.
청구항 6, 7【 삭제( )】
청구항 8【 】
기판 위에 금속 산화물 반도체층을 형성시키는 단계 상기 기판 위에 상기 금속 
산화물 반도체층에 접해 있도록 게이트 절연층을 형성시키는 단계 및 상기 기판 금속 , 
산화물 반도체층 또는 게이트 절연층 위에 접해 있도록 플루오린을 포함하는 , 
식각액에 의한 에칭에 의해 티타늄 합금막을 포함하는 전극을 형성시키는 단계 및 , (Ti) 
상기 티타늄 합금막의 상부에 구리 를 포함하는 배선층을 형성시키는 단계를 (Cu)
포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법에 있어서, 
상기 티타늄 합금막은 아연 을 내지 포함하고 질소 내지 (Zn) 10 40 at% , (N) 1 
를 더 포함하는 것이고10 at% , 
상기 전극을 형성시키는 단계는, 
상기 티타늄 합금막 및 상기 구리 를 포함하는 배선층을 에칭하는 것인(Cu) ,
박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 50 -
청구항 9【 】
제 항에 있어서8 , 
상기 금속 산화물 반도체층은 이그조 로 (Indium Gallium Zinc Oxide, IGZO)
형성된 것인, 
박막 트랜지스터의 제조 방법.
청구항 10【 】
제 항에 있어서8 , 
상기 금속 산화물 반도체층은 In2O3, ZnO, Ga2O3, SnO2, TiO2, HfO, Al2O3 및 
이들의 조합으로부터 선택되는 것으로부터 형성되는 것인, 
박막 트랜지스터의 제조 방법.
청구항 11【 】 삭제( )
청구항 12【 】
제 항에 있어서8 , 
상기 배선층을 형성시키는 단계 이후에, 
상기 배선층의 상부에 아연 을 내지 포함하는 것이고(Zn) 10 40 at% , 
마그네슘 란탄 탄탈 몰리브데늄 알루미늄 주석 니켈(Mg), (La), (Ta), (Mo), (Al), (Sn), (Ni), 
질소 및 칼슘 중 어느 하나의 원소 내지 를 더 포함하는 티타늄 (N) (Ca) 1 10 at%
합금막을 형성시키는 단계를 더 포함하되, 
상기 전극을 형성시키는 단계는 상기 티타늄 합금막 상기 구리 를 , , (Cu)
포함하는 배선층 및 상기 구리 를 포함하는 배선층의 상부에 형성된 티타늄 (Cu)
합금막을 에칭하는 것인, 
- 51 -
박막 트랜지스터의 제조 방법.
청구항 내지 13 15【 삭제( )】
청구항 16【 】
제 항에 있어서8 , 
상기 식각액은 과산화수소계 식각액 과황산염계 식각액 인산계 식각액 및 , , , , 
이들의 조합으로부터 선택되는 것인, 
박막 트랜지스터의 제조 방법.
청구항 17【 】
구리 를 포함하는 배선층 및 상기 배선층의 하부에 형성되는 티타늄 (Cu)
합금막을 포함하며 기판 반도체층 또는 게이트 절연층 위에 접해 있도록 플루오린을 , , 
포함하는 식각액에 의한 에칭에 의해 형성되는 박막 트랜지스터의 전극으로서, 
상기 티타늄 합금막은 아연 을 내지 포함하고 질소 내지 (Zn) 10 40 at% , (N) 1 
를 더 포함하는 것이고10 at% , 
상기 박막 트랜지스터에 포함되는 반도체는 금속 산화물로 형성되는 것인, 
박막 트랜지스터의 전극 끝. .