KR20040055197A - Method for forming a pattern of conductive metal using organometallic compounds - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for forming a pattern of conductive metal interconnection by using an organometallic compound is provided to form metal pattern having an improved adhesion to a substrate, a conductivity characteristic and surface roughness by treating the organometallic compound with light or heat to form a pattern and by thermo-compressing the pattern. CONSTITUTION: A predetermined pattern is formed on a substrate by a composition with an organometallic compound, electromagnetic wave or heat. The pattern is oxidized, deoxidized or heat-treated to form an interconnection pattern composed of a metal or a metal oxide. The interconnection pattern is thermo-compressed.

Description

유기금속 화합물을 이용한 도전성 금속 배선 패턴 형성방법 {Method for forming a pattern of conductive metal using organometallic compounds}Method for forming a pattern of conductive metal using organometallic compounds}

본 발명은 유기금속 화합물을 이용한, 향상된 접착력 및 전도특성을 가진 도전성 금속의 패턴 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, ⅰ) 유기금속 화합물을 포함한 조성물 및, 전자기파 또는 열을 이용하여 기판상에 소정의 패턴을 형성한 후, 이를 산화 또는 환원시키거나, 열처리하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 배선 패턴을 수득하는 단계; 및, ⅱ) 상기 수득된 배선패턴을 열압착하는 단계를 포함하는 향상된 접착력 및 물성을 가진 도전성 금속의 패턴 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a pattern of a conductive metal having improved adhesion and conductivity using an organometallic compound, and more specifically, i) a composition comprising an organometallic compound and an electromagnetic wave or heat on a substrate. Forming a predetermined pattern and then oxidizing or reducing the same or performing heat treatment to obtain a wiring pattern formed of a metal or a metal oxide; And, ii) relates to a method of forming a pattern of a conductive metal having improved adhesion and physical properties comprising the step of thermocompression bonding the obtained wiring pattern.

집적회로 및 액정 표시 소자 등의 전자 장치에 있어, 그 집적도의 증가 및 소자의 소형화에 따라 기판 상에 형성해야 할 금속 배선 패턴이 점점 미세화하고 있다. 기판상에 금속배선의 미세패턴을 형성하기 위해, 현재는 주로 포토레지스트를 사용한 사진식각공정(photolithography)이 이용되고 있는 바, 상기 사진식각공정에서는 화학기상증착공정 (CVD process), 플라즈마증착법, 또는 전기 도금법 등을 사용하여 우선 배선의 기초가 되는 금속재료층을 기판 상에 형성한 후, 상기 금속층 위에 포토레지스트를 도포하고, 포토마스크하에서 상기 포토레지스트를 노광 및 현상하여, 패턴화된 포토레지스트층을 포함한 금속층을 수득한 다음, 반응성 이온에칭 등의 방법으로 상기 금속층을 식각함으로써 기판상에 미세패턴의 금속배선을 형성한다. 현재, 배선 재료로 사용되는 금속은 공정의 용이성, 기판과의 접착성 및 전도특성을 고려하여 Al, Cr, 또는 Mo 와 같이 저렴하고 공정 특성이 좋으며, 만족할 만한 접착성을 가지는 금속에 한정되고 있다. 그러나, 전자 장치 소자가 점점 대형화되고 고집적화됨에 따라 전체 배선의 길이는 길어지는 반면, 배선 폭은 상대적으로 좁아지게 됨으로써, 금속배선에서의 저항 증가 및 신호 지연에 따른, 표시 품질 저하가 큰 문제로 대두되게 되었는 바, 특히 고화질, 대면적 TFT-LCD 개발에 있어서 상기 문제는 절대적 장애요인이 되고 있다.BACKGROUND In electronic devices such as integrated circuits and liquid crystal display devices, metal wiring patterns to be formed on substrates are becoming finer as the integration degree increases and the device size becomes smaller. In order to form a fine pattern of metal wiring on a substrate, photolithography is mainly used using photoresist. In the photolithography process, chemical vapor deposition (CVD), plasma deposition, or A metal material layer serving as a basis for wiring is first formed on the substrate by using an electroplating method, and then a photoresist is applied on the metal layer, and the photoresist is exposed and developed under a photomask to form a patterned photoresist layer After obtaining a metal layer comprising a, and by etching the metal layer by a method such as reactive ion etching to form a metal pattern of a fine pattern on the substrate. Currently, metals used as wiring materials are limited to metals having low adhesion, good process characteristics, and satisfactory adhesive properties, such as Al, Cr, or Mo, in consideration of ease of processing, adhesion to substrates, and conductive properties. . However, as electronic devices become larger and more integrated, the length of the entire wiring becomes longer, but the width of the wiring becomes relatively narrower. As a result, the display quality deteriorates due to an increase in resistance and signal delay in the metal wiring. In particular, the problem is an absolute obstacle in the development of high-definition, large-area TFT-LCD.

상기 문제의 한 해결책으로서, 현재 낮은 비저항을 갖는 Al-합금, 예를 들어 AlNd의 사용이 개시되어 있으나, Al-합금은 이종금속의 첨가로 그 비저항이 증가할 뿐만 아니라, n+a-Si 및 ITO 와의 접촉(contact) 저항이 높기 때문에 Cr/AlNd/Cr 의 다층 구조로만 사용할 수 있어, 결과적으로 공정이 복잡해져 생산비용이 높고 생산성이 현저히 저하되는 등의 문제를 가져왔다. 이에 따라, 종래의 금속 배선 재료에 대한 검토(참조: 표 1)가 이루어지게 되었고, 그 결과, 현재 사용되는 Al-합금 재료보다 낮은 비저항을 가지면서 비정질 실리콘 층 위에서 양호한 컨택(Contact) 특성을 갖는 재료인 Cu, Ag, Pd, 또는 Ni 금속 등에 대한 공정 개발은 매우 큰 관심을 받고 있다:As a solution to this problem, the use of Al-alloys, for example AlNd, which have a low resistivity, is now disclosed, but Al-alloys not only increase their resistivity with the addition of dissimilar metals, but also with n + a-Si and ITO. Due to the high contact resistance, it can be used only as a multilayer structure of Cr / AlNd / Cr, resulting in a complicated process resulting in high production costs and a significant drop in productivity. This led to a review of conventional metallization materials (see Table 1), which resulted in better contact properties on the amorphous silicon layer with lower resistivity than Al-alloy materials currently used. Process development for materials such as Cu, Ag, Pd, or Ni metals is of great interest:

특성characteristic AgAg CuCu AuAu 순수 AlPure Al AlNdAlNd 박막 비저항(μΩ㎝)Thin Film Resistivity (μΩ㎝) 2.12.1 2.32.3 2.4(Bulk)2.4 (Bulk) 3.13.1 Gate 4.5S/D 7.0Gate 4.5S / D 7.0 n+a-Si접촉n + a-Si contact OO XX XX XX XX ITO 접촉ITO contact OO OO OO XX XX Wet Etch성Wet Etch Etchant 개발要Etchant development Etchant 개발要Etchant development Etchant 개발要Etchant development OO OO Dry Etch성Dry Etching OO XX XX OO 내화학성(부식내성)Chemical resistance (corrosion resistance) XX XX OO 열적 내성Thermal resistance XX OO XX OO 하부막과의 밀착성Adhesion with Lower Film XXXX XX OO OO Target 가격Target price OO OO XXXX OO XX

그러나 상기 구리(Cu)금속 또는 은(Ag)금속의 경우, 미세패턴형성시 널리 사용되고 있는 화학기상증착법에 적합한 금속유기화합물이 없을 뿐만 아니라, 포토레지스트를 이용한 사진식각 공정시 적절한 식각액이 존재하지 않고, 일반적으로 하부 기판 재료와의 접착력이 좋지 않아 후속 처리 공정 시 박리되기가 쉽고 포토레지스트를 이용한 사진식각공정의 적용이 근본적으로 어렵다.However, in the case of the copper (Cu) metal or silver (Ag) metal, there is no metal organic compound suitable for the chemical vapor deposition method which is widely used in forming a fine pattern, and there is no appropriate etchant in the photolithography process using a photoresist. In general, the adhesion to the lower substrate material is poor, so it is easy to peel off during the subsequent processing, and the application of the photolithography process using the photoresist is fundamentally difficult.

금속 배선과 기판간의 접착력을 향상시키기 위해 중간에 Ti, 크롬 등의 별개의 접착층 금속을 도입하거나, 산화막/질화막 등을 형성시키는 방법들이 알려져 있다. 그러나, 이는 결과적으로 복잡한 공정을 적용함으로써 생산성의 한계를 나타내고 있는 바, 비스퍼터링 방식에 의해 제조된 금속배선에 있어, 금속과 기판간의 접착력, 전도도 및 표면 거칠기를 향상시키기 위한 방법이 연구되어 왔다.In order to improve the adhesive force between the metal wiring and the substrate, methods of introducing a separate adhesive layer metal such as Ti and chromium, or forming an oxide film / nitride film or the like are known. However, this results in a limitation of productivity by applying a complicated process, and therefore, a method for improving adhesion, conductivity and surface roughness between metal and substrate in a metal wiring manufactured by a non-sputtering method has been studied.

예를 들어, 미국특허 제 5,064,685호는 기판에 금속 유기물 잉크를 도포한 후 레이저로 가열하여 열분해 반응을 통해 금속패턴을 얻는 방법을 개시하고 있으나, 상기의 경우 수득된 금속패턴과 기판간의 접착력은 여전히 만족할 만한 수준이 아니다.For example, US Pat. No. 5,064,685 discloses a method of obtaining a metal pattern through thermal decomposition by applying a metal organic ink to a substrate and then heating with a laser, but in this case, the adhesion between the obtained metal pattern and the substrate is still Not satisfactory

또 한 예로서, 미국특허 제 5,534,312호는 광반응성 유기화합물을 금속에 배위결합시켜 합성된 유기 금속 배위화합물을 기판 위에 코팅한 후, 상기 필름을 진공 또는 특정 기체분위기하에 놓고, 전자기파를 조사하여 소정의 영역에서 광-화학반응을 유도하여 노광 영역의 금속 배위화합물을 기판에 점착성있는 새로운 금속재료로 변환시켜 현상함으로써 직접적으로 금속 패턴을 얻는 방법을 개시하고 있다. 이 때 상기 유기 금속배위 화합물은 알칼리 또는 알칼리 토금속, 전이금속, Al, 악티늄계 금속등에 1 이상의 리간드를 가진 금속배위화합물로서, 상기 리간드는 1 이상의 아자이드기를 포함하며, 바람직하게는 아세틸아세토네이트, 디알킬디티오카바메이트, 카르복실레이트, 피리딘, 아민, 디아민, 아르신, 디아르신, 포스핀, 디포스핀, 아렌, 또는 알콕시 배위자, 알킬배위자, 및 아릴 배위자로 이루어진 군으로부터 선택된 리간드이다. 상기 합성된 유기금속 화합물을 기판 위에 도포한 후 패턴이 형성된 마스크에 광을 통과시키면, 광이 직접적으로 유기금속 화합물과 반응을 일으켜 금속에 배위된 유기 배위자들이 분해되어 떨어져 나가고, 남아 있는 금속들은 주위의 금속 원자나 대기중의 산소와 반응하여 금속 산화막 패턴을 형성한다. 그러나 상기 방법은 차세대 고전도 배선 재료로서 주목받고 있는 Ag 또는 Cu로 이루어진 금속 또는 금속 산화물의 배선 형성에 관해서는 개시하고 있지 않을 뿐만 아니라, 다른 금속들의 배선에 있어서도 리간드의 대부분을 광 반응에 의하여 탈리시켜 금속이나 금속 산화막을 만들기 때문에 금속 배선상에 리간드 오염(ligand contamination)이 잔류할 수 있어 실제 공정에 적용하기 어렵다. 나아가, 형성된 산화막의 전기전도도를 향상시키기 위해 수소/질소 혼합가스를 흘려주면서 200 ℃이상의 고온에서 30분에서부터 수 시간 동안 환원반응 및 표면 열처리 과정을 거쳐야 하므로 고비용을 요하게 되며, 사용된 유기금속 화합물이 입체적 장애가 비교적 큰 배위자로 구성되어 있기 때문에 광 조사에 의해 분해되는 배위자의 공간이 크고, 따라서 금속막 두께의 수축율이 증가한다. 그 결과, 상기 방법에 따른 금속 패턴 형성시 금속막의 수축율(shrinkage)이 75 내지 90%에 이르러 금속막의 균열(cracking)과 잔금(crazing)이 발생하여 근본적으로 기판과의 접착력에 치명적인 문제가 존재하며, 형성된 금속배선의 비저항도 높고 표면 거칠기도 나쁜 등의 문제점이 있다.As another example, U. S. Patent No. 5,534, 312 discloses coordination of a photoreactive organic compound on a metal to coat a synthesized organometallic coordination compound on a substrate, and then the film is placed under vacuum or a specific gas atmosphere and irradiated with electromagnetic waves. Disclosed is a method of directly obtaining a metal pattern by inducing a photo-chemical reaction in a region of a metal oxide and converting the metal coordination compound in an exposure region into a new metallic material sticking to a substrate. At this time, the organic metal coordination compound is a metal coordination compound having at least one ligand in alkali or alkaline earth metal, transition metal, Al, actinium-based metal, etc., the ligand includes at least one azide group, preferably acetylacetonate, Dialkyldithiocarbamate, carboxylate, pyridine, amine, diamine, arsine, diarcin, phosphine, diphosphine, arene, or alkoxy ligand, alkyl ligand, and aryl ligand. After applying the synthesized organometallic compound on the substrate and passing the light through the patterned mask, the light directly reacts with the organometallic compound to decompose and decompose the organic ligands in the metal, the remaining metals around A metal oxide film pattern is formed by reaction with a metal atom or oxygen in the atmosphere. However, the above method does not disclose the formation of a wiring of a metal or a metal oxide made of Ag or Cu, which is drawing attention as a next-generation high-conductivity wiring material, and in the wiring of other metals, most of the ligands are desorbed by photoreaction. In order to make a metal or a metal oxide film, ligand contamination may remain on the metal wiring, and thus it is difficult to apply to the actual process. Furthermore, in order to improve the electrical conductivity of the formed oxide film, the hydrogen / nitrogen mixed gas is flowed, and a high cost is required since the reduction reaction and the surface heat treatment are performed for 30 hours to 30 hours at a high temperature of 200 ° C. or higher. Since the steric hindrance is composed of a relatively large ligand, the space of the ligand decomposed by light irradiation is large, and thus the shrinkage of the metal film thickness increases. As a result, when the metal pattern is formed according to the above method, the shrinkage of the metal film reaches 75 to 90%, causing cracking and cracking of the metal film, thereby causing a critical problem in adhesion to the substrate. In addition, there are problems such as high resistivity of the formed metal wiring and poor surface roughness.

따라서, 당해 기술분야에서는, 전자 소자의 고집적화 및 대형화를 위해 주목받고 있는 Ag 또는 Cu를 포함한 고전도성 금속으로 이루어진 배선 패턴을 형성하는방법으로서, 금속과 기판간의 접착력이 우수하고, 비저항이 낮으며, 표면 거칠기 특성 또한 우수한 금속배선 패턴형성방법의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in the art, a method of forming a wiring pattern made of a highly conductive metal containing Ag or Cu, which is attracting attention for high integration and size of an electronic device, has excellent adhesion between a metal and a substrate, and has a low specific resistance. There is a need for development of a method for forming a metallization pattern having excellent surface roughness characteristics.

본 발명자들은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 예의 노력한 결과, 유기 금속화합물을 광 또는 열로 처리하여 패턴을 형성한 후, 상기 패턴을 열압착함으로써 기판과의 접착력, 전도특성 및 표면 거칠기 특성이 크게 향상된 금속패턴을 수득할 수 있음을 확인하고, 본 발명에 이르게 되었다.The present inventors have made diligent efforts to solve the problems of the prior art as a result, and after forming the pattern by treating the organometallic compound with light or heat, and then thermo-compression bonding the pattern with the substrate, the conductive properties and the surface roughness characteristics It was confirmed that this greatly improved metal pattern can be obtained, and the present invention was reached.

결론적으로, 본 발명의 목적은 향상된 접착성, 비저항특성 및 표면 거칠기특성을 가진 금속배선패턴을 수득하기 위한 방법을 제공하는 것이다.In conclusion, it is an object of the present invention to provide a method for obtaining a metallization pattern with improved adhesion, resistivity and surface roughness.

도 1은 본 발명에 따른 금속배선 형성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram schematically showing the formation of metal wiring according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 방법에서 열압착 공정의 한 예를 개략적으로 나타낸 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram schematically showing an example of a thermocompression process in the method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 방법에서 열압착 공정 전과 후의 금속배선 표면의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of the metallization before and after the thermocompression bonding process in the method according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 방법에서 열압착 공정 전과 후의 금속배선 표면의 원자력현미경(AFM) 사진이다.Figure 4 is an atomic force microscope (AFM) photograph of the surface of the metallization before and after the thermocompression bonding process in the method according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면은 유기금속 화합물을 이용한, 향상된 접착력 및 전도특성을 가진 도전성 금속의 패턴 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, ⅰ) 유기금속 화합물을 포함한 조성물 및, 전자기파 또는 열을 이용하여 기판상에 패턴을 형성한 후, 이를 산화 또는 환원시키거나, 열처리하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 배선 패턴을 수득하는 단계; 및, ⅱ) 상기 수득된 배선패턴을 열압착하는 단계를 포함하는 향상된 접착력 및 물성을 가진 도전성 금속의 패턴 형성방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention for achieving the above object relates to a method for forming a pattern of a conductive metal having an improved adhesion and conductive properties using an organometallic compound, more specifically, iii) a composition comprising an organometallic compound, Forming a pattern on a substrate using electromagnetic waves or heat, and then oxidizing or reducing the same or heat treatment to obtain a wiring pattern formed of a metal or a metal oxide; And, ii) relates to a method of forming a pattern of a conductive metal having improved adhesion and physical properties comprising the step of thermocompression bonding the obtained wiring pattern.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 방법에 의해 수득된 금속 배선패턴 및 이를포함한 액정 표시소자에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a metal wiring pattern obtained by the above method and a liquid crystal display device including the same.

이하, 본 발명에 따른 방법을 단계별로 나누어 상세히 설명한다.Hereinafter, the method according to the present invention will be described in detail by dividing step by step.

제 (i) 단계Step (i)

본 발명에 따라 고전도 금속배선패턴을 형성하기 위해서는, 우선, 기판 상에 유기금속 화합물을 포함한 조성물 및, 전자기파 또는 열을 이용하여 소정의 패턴을 형성한 후, 이를 산화 또는 환원시키거나, 열처리 하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 배선 패턴을 수득한다.In order to form a high conductivity metal wiring pattern according to the present invention, first, by forming a predetermined pattern using a composition containing an organometallic compound on the substrate, and electromagnetic waves or heat, and then oxidized or reduced or heat treatment A wiring pattern made of metal or metal oxide is obtained.

본 발명에 따른 방법은 후술하는 바와 같이 높은 온도에서의 처리를 요하지 않으므로, 금속패턴 형성시 이용되는 기판의 재질이 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 실리콘 또는 유리와 같은 무기물로 이루어진 기판은 물론, 플라스틱과 같은 유기물로 이루어진 기판 및 무기물과 유기물의 복합체로 이루어진 기판 등도 사용 가능하다. 특히, 폴리에테르 설폰과 같은 유기 절연체기판에도 효과적으로 적용될 수 있는 장점을 가진다.Since the method according to the present invention does not require processing at a high temperature as will be described later, the material of the substrate used in forming the metal pattern is not particularly limited. For example, a substrate made of an inorganic material such as silicon or glass, as well as a substrate made of an organic material such as plastic, and a substrate made of a composite of an inorganic material and an organic material may be used. In particular, it has an advantage that can be effectively applied to an organic insulator substrate such as polyether sulfone.

본 발명에서 사용되는 유기금속화합물을 포함한 조성물은 이어지는 패턴 형성방법이 광-화학반응을 이용한 경우인지 또는 소프트 리쏘그라피The composition containing the organometallic compound used in the present invention is a soft lithography or whether the pattern forming method is a photo-chemical reaction

(soft lithography)를 이용한 경우인지에 따라 달라지는 바, 우선 광-화학반응에 의한 경우에 관해 설명한다.It depends on whether or not soft lithography is used. First, the case of photo-chemical reaction will be described.

(A) 광-화학반응을 이용한 경우:(A) Using photo-chemical reactions:

광-화학 반응을 이용한 경우, 특정 유기금속화합물을 포함한 조성물을 기판상에 도포하고, 노광 및 현상 후, 이를 산화 또는 환원하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 배선패턴을 형성한다.When the photo-chemical reaction is used, a composition containing a specific organometallic compound is applied on a substrate, and after exposure and development, it is oxidized or reduced to form a wiring pattern made of a metal or a metal oxide.

유기 금속화합물을 포함한 조성물은 a) 하기 화학식 1으로 나타내어지는 유기금속화합물을 b) 유기용매에 용해시켜 제조한다:A composition comprising an organometallic compound is prepared by a) dissolving an organometallic compound represented by Formula 1 in b) an organic solvent:

MmLnXp M m L n X p

(상기 식에서,(Wherein

M은 전이금속, 란탄족 또는 주족 금속이며;M is a transition metal, lanthanide or main group metal;

L은 배위자이고;L is a ligand;

X는 1 내지 3가의 음이온이며;X is 1 to trivalent anion;

m은 1 내지 10의 정수로서, m이 2 이상인 경우 각각의 M은 서로 같거나 다를 수 있고;m is an integer from 1 to 10, wherein when M is 2 or more, each M may be the same or different from each other;

n은 0 내지 60의 정수로서, n이 2 이상인 경우 각각의 L은 서로 같거나 다를 수 있으며 또한 금속이 2개 이상일 경우 금속과 금속을 연결하는 배위자로도 작용할 수 있고;n is an integer from 0 to 60, and when n is 2 or more, each L may be the same or different from each other, and when there are two or more metals, n may also act as a ligand connecting the metal and the metal;

p는 0 내지 60의 정수로서, p가 2 이상인 경우 각각의 X는 서로 같거나 다를 수 있고, 이때 n과 p는 동시에 0이 되지는 않는다).p is an integer of 0 to 60, and when p is 2 or more, each X may be the same or different from each other, where n and p are not simultaneously 0).

상기 유기금속 화합물 중 리간드의 수는 금속의 종류와 그 산화수에 따라서변화하며, 금속 1개 당 0 내지 6개까지 결합하는 것이 가능하다. 또한 상기 음이온의 수 역시 금속 1개당 0 내지 6개까지 결합하는 것이 가능하다.The number of ligands in the organometallic compound varies depending on the type of metal and its oxidation number, and it is possible to bond up to 0 to 6 per metal. In addition, the number of the anions can also be bonded to 0 to 6 per metal.

상기 유기금속 화합물을 구성하는 금속 M은 바람직하게는 9 내지 12족에 속하는 후전이 금속으로, 보다 바람직하게는 Co, Ag, Au, Cu, Pd, Ni 및 Pt으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속이다.The metal M constituting the organometallic compound is preferably a post-transition metal belonging to Groups 9 to 12, more preferably a metal selected from the group consisting of Co, Ag, Au, Cu, Pd, Ni and Pt.

L은 금속에 결합된 배위자로서, N, P, As, O, S, Se, Te와 같은 주게원자를 포함한 유기 화합물이며, 바람직하게는 상기 주게 원자를 포함하고 20개 이하의 탄소로 이루어진 화합물이다. 구체적으로 아세틸아세토네이트, 아세테이트, β-케토이미네이트, β-디이미네이트, β-케토에스테르, 디알킬디티오카바메이트, 카르복실레이트, 옥살레토, 할로겐, 수소, 히드록시, 시아노, 니트로, 니트레이트, 니트록실, 아지드, 카보네이토, 티오시아네이토, 이소티오시아네이토, 알콕시 또는 그 유도체 등으로 예시되는 음이온성 배위자, 피리딘, 아민, 디아민, 아르신, 디아르신, 포스핀, 디포스핀, 아렌, 카르보닐, 이미다졸일리덴(imidazolylidene), 에틸렌, 아세틸렌, 물, 티오카르보닐, 티오에테르 또는 상기 화합물들의 유도체 등을 사용할 수 있다.L is a ligand bound to a metal, and is an organic compound containing a main atom such as N, P, As, O, S, Se, Te, preferably a compound containing the main atom and consisting of 20 carbons or less . Specifically, acetylacetonate, acetate, β-ketoiminate, β-diiminate, β-ketoester, dialkyldithiocarbamate, carboxylate, oxaleto, halogen, hydrogen, hydroxy, cyano, nitro , Anionic ligands, pyridine, amines, diamines, arsines, diarsines, phosphates, exemplified by nitrates, nitroxyls, azides, carbonates, thiocyanatos, isothiocyanatos, alkoxy or derivatives thereof Fin, diphosphine, arene, carbonyl, imidazolylidene, ethylene, acetylene, water, thiocarbonyl, thioether or derivatives of the above compounds can be used.

X는 음이온으로서 금속화합물의 전기적 중성을 맞추어 주는 역할을 하며, 금속원자에 배위될 수도 있고, 배위되지 않을 수도 있다. 구체적으로는 할로겐, 히드록시, 시아노(CN-), 니트로(NO2 -), 니트레이트(NO3 -), 니트록실, 아지드(N3 -), 티오시아네이토, 이소티오시아네이토, 테트라알킬보레이트(BR4 -, 이 때, R 은 Me, Et 또는 Ph이다), 테트라할로보레이트(BX4 -, 이때, X 는 F 또는 Br 이다), 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 트리플레이트(CF3SO3 -), 토실레이트(Ts-), 술페이트(SO4 2-) 및 카보네이트(CO3 2-) 등의 음이온을 예로 들 수 있다.X serves as an anion to match the electrical neutrality of the metal compound, and may or may not be coordinated with the metal atom. Specifically, halogen, hydroxy, cyano (CN -), nitro (NO 2 -), nitrate (NO 3 -), nitroxyl, azide (N 3 -), thio when isocyanato, isothiocyanato when Arne Ito, tetraalkylborate (BR 4 , where R is Me, Et or Ph), tetrahaloborate (BX 4 , wherein X is F or Br), hexafluorophosphate (PF 6 ), triflate (CF 3 SO 3 - may be an anion of the like), sulfate (SO 4 2-) and carbonate (CO 3 2-) -), tosylate (Ts.

상기 유기금속화합물을 포함한 상기 조성물을 제조하기 위해 사용되는 유기용매의 종류는 특별히 제한된 것은 아니나, 아세토니트릴(acetonitrile), 프로피오니트릴(propionitrile), 펜탄니트릴 (pentanenitrile), 헥산니트릴The type of organic solvent used to prepare the composition including the organometallic compound is not particularly limited, but may be acetonitrile, propionitrile, pentanenitrile, or hexanenitrile.

(hexanenitrile), 헵탄니트릴(heptanenitrile), 이소부틸니트릴(isobutylnitrile)(hexanenitrile), heptanenitrile, isobutylnitrile

등의 니트릴계 용매; 헥산(hexane), 헵탄(heptane), 옥탄(octane), 도데칸Nitrile solvents such as these; Hexane, heptane, octane, dodecane

(dodecane) 등의 지방족계 탄화수소 용매; 아니졸(anisole), 메시틸렌aliphatic hydrocarbon solvents such as dodecane; Anisole, mesitylene

(mesitylene), 크실렌(xylene) 등의 방향족계 탄화수소 용매; 메틸이소부틸케톤aromatic hydrocarbon solvents such as mesylene and xylene; Methyl Isobutyl Ketone

(methyl isobutyl ketone), 1-메틸-2-피롤리디논(1-methyl-2-pyrrolidinone), 시클로헥산온(cyclohexanone), 아세톤 등의 케톤계 용매; 테트라히드로퓨란ketone solvents such as (methyl isobutyl ketone), 1-methyl-2-pyrrolidinone (1-methyl-2-pyrrolidinone), cyclohexanone and acetone; Tetrahydrofuran

(tetrahydrofuran), 디이소부틸에테르(diisobutyl ether), 이소프로필에테르(tetrahydrofuran), diisobutyl ether, isopropyl ether

(isopropyl ether) 등의 에테르계 용매; 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 부틸 아세테이트(butyl acetate), 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate) 등의 아세테이트계 용매; 이소프로필 알코올ether solvents such as (isopropyl ether); Acetate solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and propylene glycol methyl ether acetate; Isopropyl Alcohol

(isopropyl alcohol), 부틸 알코올(butyl alcohol), 헥실 알코올(hexyl alcohol), 옥틸 알코올(octyl alcohol) 등의 알코올계 용매; 무기용매 또는 상기 용매들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.alcohol solvents such as isopropyl alcohol, butyl alcohol, hexyl alcohol, and octyl alcohol; Preference is given to using inorganic solvents or mixtures of these solvents.

상기 유기 금속 화합물을 포함한 상기 조성물을 목적하는 기판위에 코팅하고, 노광 및 현상함으로써, 기판위에 직접 금속 화합물로 이루어진 배선 패턴을 형성한다.The composition including the organometallic compound is coated on the desired substrate, exposed and developed to form a wiring pattern made of a metal compound directly on the substrate.

상기 조성물의 코팅방법은 스핀 코팅(spin coating), 롤 코팅(roll coating), 딥 코팅(dip coating), 열증착(thermal evaporation), 분무 코팅(spray coating), 흐름 코팅(flow coating) 또는 스크린 인쇄(screen printing) 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 스핀 코팅을 사용한다.The coating method of the composition is spin coating, roll coating, dip coating, thermal evaporation, spray coating, flow coating or screen printing. (screen printing) and the like can be used, but is not limited thereto. Preferably spin coating is used.

상기 전자기파 조사(electromagnetic radiation)에 사용되는 광원은 제한되는 것은 아니지만 자외선(UV) 광을 사용하는 것이 가장 바람직하다.Although the light source used for the electromagnetic radiation is not limited, it is most preferable to use ultraviolet (UV) light.

코팅된 조성물을 노광할 경우, 조성물 중 유기금속 화합물이 분해되어, 노광부와 비노광부간에 용해도 차이가 발생하게 된다.When exposing the coated composition, the organometallic compound in the composition is decomposed, resulting in a difference in solubility between the exposed portion and the non-exposed portion.

보다 상세히, 노광된 부위의 화합물은 전자기적 조사에 의하여 금속원자에 결합되어 있는 배위자가 떨어져 나가게 됨으로써 다른 금속 화합물이 더욱 불안정하게 되어 분해가 가속화되어 금속 또는, 노광 분위기에 따라서는, 금속산화물로 변한다. 유기금속 화합물의 광에 의한 분해 기전(photochemical reactionIn more detail, the compound of the exposed part is separated from the ligand bound to the metal atom by electromagnetic irradiation, so that the other metal compound becomes more unstable and accelerates decomposition, thereby changing to metal or metal oxide depending on the exposure atmosphere. . Photochemical reaction of organometallic compounds with light

mechanism)은 금속과 배위자에 따라서 상이하나, 일반적으로 ① 금속에서 배위자로 전하전달(metal to ligand charge transfer), ② 배위자에서 금속으로 전하전달The mechanism differs depending on the metal and the ligand, but in general: ① metal to ligand charge transfer, ② ligand to metal transfer

(ligand to metal charge transfer), ③ 디 오비탈-디 오비탈 흥분상태(ligand to metal charge transfer), ③ di orbital- the orbital excited state

(d-dexcitation state) 및 ④ 분자간 전하전달(intramolecular charge transfer)의 작용에 의하여 먼저 금속과 배위자의 결합이 불안정해지고 이 결합이 끊어지면서 분해가 일어난다고 볼 수 있다.(d-dexcitation state) and (4) due to the action of intermolecular charge transfer, the bond between the metal and the ligand is unstable first, and this bond is broken and decomposition occurs.

본 발명의 중요한 특징의 하나는, 패턴 형성공정에 의해 수득된 금속 또는 금속 산화물의 패턴이, 종래의 기술과 같이 유기금속 화합물이 광에 의하여 완전히 분해되어, 거의 순수한 금속 또는 금속산화물이 될 때까지 노광을 하는 것이 아니라 현상시에 노광된 부분이 용매에 녹아 나가지 않는 시간까지만 노광하면 충분하다는 것이다. 따라서, 노광시간을 단축할 수 있는 점에서 추가로 유리하며, 노광시간의 단축은 곧 생산성의 증가를 의미한다는 점에서 생산효율이 크게 증가되는 이점이 있다.One of the important features of the present invention is that until the pattern of the metal or metal oxide obtained by the pattern forming process is completely decomposed by light, as in the prior art, the organometallic compound becomes almost pure metal or metal oxide. Instead of exposing, it is sufficient to expose only the time when the exposed part does not melt in the solvent during development. Therefore, it is further advantageous in that the exposure time can be shortened, and the shortening of the exposure time has an advantage in that the production efficiency is greatly increased in that it means an increase in productivity.

상기 노광 공정 후, 현상 용매를 사용하여 비노광부분을 제거함으로써 노광된 부분만으로 이루어진 금속 또는 금속 산화물 패턴으로 수득할 수 있다. 현상용매는 상기 조성물의 제조시 사용했던 용매나, 용해 속도 조절을 위해 상기 조성물의 용매를 두가지 이상 혼합한 혼합용매, 또는 반도체 공정에서 통상 사용되는 무기용매, 예를 들어 테트라메틸암모늄히드록사이드(TMAH)를 사용할 수 있으며, 깨끗한 패턴을 얻기 위해서는 경우에 따라 상기의 현상 용매를 번갈아 사용하는 것도 가능하다.After the exposure step, it is possible to obtain a metal or metal oxide pattern consisting of only the exposed portions by removing the non-exposed portions using a developing solvent. The developing solvent is a solvent used in the preparation of the composition, a mixed solvent in which two or more solvents of the composition are mixed for controlling the dissolution rate, or an inorganic solvent commonly used in a semiconductor process, for example, tetramethylammonium hydroxide ( TMAH) can be used, and in order to obtain a clean pattern, it is also possible to use said developing solvent alternately.

상기 노광 및 현상공정은 상황에 따라 진공 분위기, 또는 공기, 산소, 수소, 질소, 아르곤 또는 이들의 혼합가스 분위기에서 이루어질 수 있으며, 상온 또는 유기금속 화합물의 열분해가 일어나지 않는 범위의 온도에서 이루어질 수 있다.The exposure and development process may be performed in a vacuum atmosphere or air, oxygen, hydrogen, nitrogen, argon or a mixed gas atmosphere according to circumstances, and may be performed at a temperature in a range in which no thermal decomposition of an organometallic compound occurs at room temperature or .

상기 수득된 패턴은 산화 또는 환원반응에 의하여, 또는 질소 및 수소 기체 분위기 하에서 고온 가열하여 원하는 금속 또는 금속산화물로 변환할 수 있다. 이 때, 보다 순수한 금속을 얻기 위해서는 환원반응을 진행시키는 것이 바람직하다.The obtained pattern can be converted into a desired metal or metal oxide by oxidation or reduction, or by heating at high temperature in a nitrogen and hydrogen gas atmosphere. At this time, in order to obtain a purer metal, it is preferable to proceed with a reduction reaction.

환원제로는 유기 또는 무기 환원제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유기 환원제로서 히드라진(hydrazine)류; 실란(silane)류; 아민(amine)류 또는 그 유도체 등을 사용하며, 무기 환원제로서 NaBH4, LiAlH4등과 같은 금속 히드리드(metal hydride)를 사용한다. 이들 유기, 무기 환원제는 용매에 녹여 사용하거나 그 자체로 사용할 수 있으며 기상 또는 액상반응의 형태로 기질과의 반응을 수행할 수 있다.As the reducing agent, an organic or inorganic reducing agent may be used. Preferably, hydrazines are used as the organic reducing agent; Silanes; Amines or derivatives thereof are used, and metal hydrides such as NaBH 4 and LiAlH 4 are used as the inorganic reducing agent. These organic and inorganic reducing agents can be dissolved in a solvent or used by themselves, and can react with the substrate in the form of gas phase or liquid phase reaction.

산화제로는 유기 또는 무기 산화제를 사용할 수 있다.As the oxidizing agent, organic or inorganic oxidizing agents can be used.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 본 발명에 따라 은 금속 배선패턴을 수득하는 방법을 예로 들어 설명한다.In order to facilitate understanding of the present invention, a method of obtaining a silver metal wiring pattern according to the present invention will be described as an example.

은(Ag)염을 알킬아민 등의 유기 배위자와 반응시켜 용해도가 좋은 유기 은 화합물을 수득하고, 이를 니트릴 또는 알코올계 용매에 녹여 기판 위에 스핀 코팅한 후, 노광하면 광-환원 반응에 의해 노광 부위의 대부분의 유기 배위자가 탈리 된다. 이를 현상하여 비노광부분을 제거함으로써 소망하는 패턴을 기판 위에 형성시킨다. 유기 환원제로 상기 패턴을 환원시켜, 비교적 순수한 은(Ag) 패턴을 얻을수 있다.The silver (Ag) salt is reacted with an organic ligand such as alkylamine to obtain an organic silver compound having good solubility, which is dissolved in a nitrile or alcohol solvent, spin coated onto a substrate, and then exposed to light by a photo-reduction reaction. Most of the organic ligands are desorbed. This is developed to remove the non-exposed portions to form a desired pattern on the substrate. The pattern can be reduced with an organic reducing agent to obtain a relatively pure silver (Ag) pattern.

(B) 소프트 리쏘그라피를 이용한 경우:(B) Using soft lithography:

본 발명에 따른 방법은, (ⅰ)단계로서, 광-화학반응에 의해 형성된 패턴 뿐만 아니라, 소프트 리쏘그라피를 사용하여 형성된 패턴을 후속 단계에서의 결정핵으로 사용할 수 있다. 여기서 " 소프트 리쏘그라피"라 함은 마이크로 컨택프린팅In the method according to the present invention, as a step (iii), not only the pattern formed by photo-chemical reaction, but also the pattern formed using soft lithography can be used as crystal nuclei in a subsequent step. "Soft lithography" here refers to micro-contact printing

(microcontact printing), 마이크로트랜스퍼 프린팅(microtransfer printing), 마이크로몰딩 인 케필러리(micro molding in capillary, MIMIC), 및 용매-보조 마이크로몰딩(solvent-assistance micromolding)을 포함하는 개념으로, 미세패턴을 가진 엘라스토머성(elastomeric) 스탬프 또는 몰드를 사용하여 기판상에 유기화합물 또는 유기재료의 패턴을 이전하는 것을 말한다. 소프트 리쏘그라피는 접촉 프린팅에 의해 기판상에 소정의 화합물로 이루어진 자기-집합 단일층(self-assembled monolayer)을 형성하고, 또한 엠보싱(임프린팅:imprinting) 및 레플리카 몰딩에 의해 재료 안에 미세 구조를 형성한다.(microcontact printing), microtransfer printing, micro molding in capillary (MIMIC), and solvent-assistance micromolding. The transfer of a pattern of organic compounds or organic materials onto a substrate using an elastomeric stamp or mold. Soft lithography forms a self-assembled monolayer of certain compounds on a substrate by contact printing and also forms microstructures in the material by embossing and replica molding. do.

본 발명에서는 미세패턴을 가진 엘라스토머성 PDMS(폴리디메틸실란:In the present invention, an elastomeric PDMS (polydimethylsilane having a micropattern:

polydimethylsilane)를 몰드 또는 스탬프로 사용하고, 유기화합물로서는 팔라듐, 은, 또는 백금 등의 금속을 함유한 유기금속 화합물용액을 상기 몰드에 주입하거나 스탬프에 도포한 후 이를 소정의 기판에 이전시킴에 의해 패턴을 수득한다.polydimethylsilane) is used as a mold or a stamp, and as an organic compound, an organic metal compound solution containing a metal such as palladium, silver, or platinum is injected into the mold or coated on a stamp, and then transferred to a predetermined substrate. To obtain.

본 발명에서 소프트리쏘그라피에 사용할 수 있는 상기 유기금속화합물용액의 예는 ∼ 및 ∼을 포함한다.Examples of the organometallic compound solution which can be used for soft lithography in the present invention include-and-.

패턴형성 후, 자외선이나 열을 가하여 유기 성분을 휘발시키거나, 또는 질소 및 수소 기체 분위기 하에서 고온 가열하여 원하는 금속 또는 금속산화물로 변환할 수 있다.After the pattern is formed, the organic component may be volatilized by applying ultraviolet rays or heat, or may be converted to a desired metal or metal oxide by heating at a high temperature in a nitrogen and hydrogen gas atmosphere.

상기 이외에도 직접 인쇄방법에 의해 패턴을 형성할 수 있다.In addition to the above, a pattern can be formed by a direct printing method.

제 (ⅱ) 단계:(Ii) step:

상기 ⅰ)단계에서 수득한 금속 또는 금속 산화물 패턴은 결정화도 및 밀도가 낮아 전기 전도도, 기판과의 접착성 및 표면 거칠기 특성이 좋지 않으므로 열압착을 하여 결정화도, 금속밀도 및 표면 거칠기를 향상시켜, 전도도를 항상시키고 아울러 하부기판과의 접착성도 향상시킨다.Since the metal or metal oxide pattern obtained in step iii) has low crystallinity and density, poor electrical conductivity, adhesion to the substrate, and surface roughness characteristics are improved, and thermal conductivity is performed to improve crystallinity, metal density and surface roughness, thereby improving conductivity. In addition, it also improves the adhesion to the lower substrate.

상기 열 압착은 공지된 모든 열압착장치를 이용하여 수행할 수 있으나, 바람직하게는 프레싱기(pressing machine), 롤기(rolling machine)을 사용한다. 압착시 온도는 기판의 특성을 고려하여 기판과 금속패턴이 손상되지 않는 범위로 하는 바, 40 내지 400℃의 온도가 바람직하고, 압착시 압력은 사용하는 기판의 특성을 고려하여 기판 또는 금속패턴이 손상되지 않는 범위로 하나, 바람직하게는 10kg/㎠ 내지 1,000kg/㎠의 범위로 한다.The thermocompression may be performed using all known thermocompression apparatuses, but preferably a pressing machine or a rolling machine is used. When pressing the temperature is in the range that does not damage the substrate and the metal pattern in consideration of the characteristics of the substrate, A temperature of 40 to 400 ° C. is preferred, and the pressure at the time of compression is in the range in which the substrate or the metal pattern is not damaged in consideration of the characteristics of the substrate to be used, but preferably in the range of 10 kg / cm 2 to 1,000 kg / cm 2.

본 발명에 따른 방법은 상술한 바와 같이 고온의 열처리를 수반하지 아니하는 바, 매우 넓은 범위의 기판재질에 적용될 수 있는 점에서 추가로 유리하다.The method according to the invention does not involve high temperature heat treatment as described above, and is further advantageous in that it can be applied to a very wide range of substrate materials.

본 발명에 따른 방법은 전술한 바와 같이 고온의 열처리를 수반하지 아니하므로, 매우 넓은 범위의 기판재질에 적용될 수 있는 점에서 추가로 유리하다.Since the method according to the present invention does not involve high temperature heat treatment as described above, it is further advantageous in that it can be applied to a very wide range of substrate materials.

[실시예]EXAMPLE

이하, 구체적인 실시예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and effects of the present invention will be described in more detail with specific examples, but these examples are only intended to more clearly understand the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

감광성 유기 금속 배위 화합물의 제조예: Ag(NHPreparation Example of Photosensitive Organometallic Coordination Compound: Ag (NH 22 Pr)Pr) nn (NO(NO 22 ) 혼합물(n=1, 2, 3 및 4)의 합성) Synthesis of mixtures (n = 1, 2, 3 and 4)

모든 화합물을 합성함에 있어서 Schlenk 기술 또는 Glove box 기술을 사용하여 수분이나 산소 분위기를 배제한 질소 분위기 상태에서 진행하였다. 50mL의 둥근 Schlenk 플라스크에 AgNO23.4g (20.0 mmol)을 15mL의 아세토니트릴(CH3CN)에 용해시킨 후, 프로필아민(propylamine 1.2g; 20.3 mmol)을 실린지(syringe)를 사용하여 방울방울 첨가하였다. 상온에서 약 1 시간 동안 저어 주면서 반응시킨 후 0.2 m 멤브래인 필터(membrane filter)를 사용하여 거른 다음 빛을 차단하고 감압하에서 3 내지 4시간에 걸쳐 용매를 모두 제거하여 무색의 오일을 수득하였다.1H-NMR 스펙트럼 결과는 다음과 같다:In synthesizing all the compounds using a Schlenk technique or a Glove box technique was carried out in a nitrogen atmosphere excluding moisture or oxygen atmosphere. In a 50 mL round Schlenk flask, 3.4 g (20.0 mmol) of AgNO 2 was dissolved in 15 mL of acetonitrile (CH 3 CN), followed by droplets using a syringe of propylamine (1.2 g; 20.3 mmol). Added. After the reaction was stirred at room temperature for about 1 hour, the mixture was filtered using a 0.2 m membrane filter, blocked with light, and all solvent was removed over 3 to 4 hours under reduced pressure to obtain a colorless oil. The 1 H-NMR spectral results are as follows:

1H-NMR(CD3CN, ppm): 2.68 [t, 2H, N-CH2)], 1.49 [m, 2H, CH2CH3], 0.90 [t, 3H,CH2CH3] 1 H-NMR (CD 3 CN, ppm): 2.68 [t, 2H, N-CH 2 )], 1.49 [m, 2H, CH 2 CH 3 ], 0.90 [t, 3H, CH 2 CH 3 ]

실시예 1: 배선 형성 및 열압착 공정Example 1 Wiring Formation and Thermocompression Process

(ⅰ) 단계:(Iii) step:

상기 제조예 1에서 합성한 화합물을 니트릴 또는 알코올 용매에 각각 용해시켜 유기 금속배위 화합물의 용액을 제조하고, 상기 용액을 각각 유리 기판에 스핀코팅하였다. 오리엘사의 UV-exposure를 광원으로 사용하여, 넓은 영역의 자외선 (broad band UV)을, 출력을 변화시키면서, 포토마스크를 통해 노광하여 패턴을 형성시킨 후, 용액을 제조한 용매와 동일한 용매를 사용하여 현상하여 패턴을 수득하였다. 상기 패턴이 있는 기판을 히드라진 0.1몰%의 알코올 용액에 30초 정도 침적하여 환원 반응을 시켰다.The compound synthesized in Preparation Example 1 was dissolved in a nitrile or alcohol solvent, respectively, to prepare a solution of an organic metal coordination compound, and the solution was spin-coated on a glass substrate, respectively. Using Oriel's UV-exposure as a light source, a wide band of ultraviolet light is exposed through a photomask while varying the output to form a pattern, and then the same solvent as the solvent is used. By developing to obtain a pattern. The substrate with the pattern was immersed in an alcohol solution of 0.1 mol% of hydrazine for about 30 seconds to effect a reduction reaction.

(ⅱ) 단계:(Ii) step:

상기 얻어진 금속패턴을 자체 제작한 열 프레스(도 2)를 사용하여 하기 표 2와 같은 조건으로 온도, 시간 및 압력을 변화시키면서 열압착하였다. 수득된 금속패턴의 비저항값과 접착력을 각각 4 point probe 및 일본 레스카사의 scratch tester를 사용하여 측정하였다. 상기 결과는 하기 표 2에 나타내었다.The obtained metal pattern was thermocompression-bonded by changing the temperature, time, and pressure under the conditions as shown in Table 2 using a heat press (FIG. 2) produced by itself. The resistivity and adhesion of the obtained metal pattern were measured using a 4 point probe and a scratch tester manufactured by Lesca, Japan, respectively. The results are shown in Table 2 below.

또한, 수득된 금속패턴의 열압착 전후의 표면의 SEM 및 AFM을 도 3 및 4에 나타내었다.In addition, SEM and AFM of the surface before and after thermocompression of the obtained metal pattern are shown in FIGS. 3 and 4.

실시예 2: 소프트 리쏘그라피를 이용한 배선패턴 형성 및 열압착 공정Example 2 Wiring Pattern Formation and Thermocompression Process Using Soft Lithography

(ⅰ) 단계:(Iii) step:

팔라듐 (Ⅱ)아세테이트(5 중량%)를 함유한 이소프로판올 용액을 준비한 후, 캐필러리 형태의 미세패턴이 형성되어 있는 폴리디메틸실록산After preparing an isopropanol solution containing palladium (II) acetate (5% by weight), polydimethylsiloxane having a fine pattern of capillary form was formed.

(poly(dimethylsiloxane:PDMS)에 모세관주입 시켰다. 패턴 형성 후 150℃로 가열하여 유기 배위화합물을 휘발시켜 팔라듐 금속 배선을 수득하였다.Capillary injection was performed on (poly (dimethylsiloxane: PDMS). The pattern was formed and heated to 150 ° C. to volatilize the organic coordination compound to obtain a palladium metal interconnect.

수득된 패턴은 히드라진 0.1몰%의 알코올 용액에 30초 정도로 침적하여 환원반응시켰다.The obtained pattern was immersed in an alcohol solution of 0.1 mol% of hydrazine for about 30 seconds for reduction.

(ⅱ) 단계:(Ii) step:

상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 표 3의 조건하에서 수득된 필름을 열압착하였다. 수득된 금속 패턴에 대하여 접착력을 측정하여 표 3에 나타내었다.The films obtained under the conditions of Table 3 were thermocompressed using the same method as in Example 1. The adhesive strength of the obtained metal pattern was measured and shown in Table 3.

상기 표 2와 표 3 및 도 3과 4로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 방법으로 수득한 금속 배선 패턴의 경우 전도도 및 접착성이 매우 우수하고, 표면상태도 양호하게 개선되었음을 알 수 있다.As can be seen from Table 2 and Table 3 and Figures 3 and 4, the metal wiring pattern obtained by the method according to the present invention can be seen that the conductivity and adhesion is very excellent, the surface condition is also improved.

본 발명에 따른 방법을 사용하면, 종래의 물리적 증착법을 통하지 않고 간단한 코팅방법을 사용하여 유기금속화합물 박막을 형성시킨 후 열압착에 의해 접착력이 양호한 고전도도의 금속패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 고진공 조건이 요구되는 스퍼터링 공정, 감광성 수지를 사용한 미세사진식각공정을 거치지 않고 단시간 내에 효율적으로 금속배선패턴을 수득할 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 금속 배선은 유기 EL 또는 액정표시소자 등의 평판 표시소자의 금속배선에 적용될 수 있다.Using the method according to the present invention, the organic metal compound thin film can be formed using a simple coating method without the conventional physical vapor deposition method, and then a high-conductivity metal pattern having good adhesion can be formed by thermocompression bonding. Therefore, a metal wiring pattern can be efficiently obtained within a short time without going through a sputtering process requiring a high vacuum condition and a microphotographic etching process using a photosensitive resin. The metal wiring obtained by the method according to the present invention can be applied to metal wiring of flat panel display elements such as organic EL or liquid crystal display elements.

Claims (8)

ⅰ) 유기금속 화합물을 포함한 조성물 및, 전자기파 또는 열을 이용하여 기판상에 소정의 패턴을 형성한 후, 이를 산화 또는 환원시키거나, 열처리하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 배선 패턴을 수득하는 단계; 및, ⅱ) 상기 수득된 배선패턴을 열압착하는 단계를 포함하는 도전성 금속의 패턴 형성방법.Iii) forming a predetermined pattern on the substrate by using a composition containing an organometallic compound and electromagnetic waves or heat, and then oxidizing or reducing the same, or performing heat treatment to obtain a wiring pattern made of a metal or a metal oxide; And ii) thermocompression bonding the obtained wiring pattern. 제 1항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계에서의 패턴 형성은 하기 화학식 1의 유기금속 화합물을 포함한 조성물을 기판 상에 도포하여 박막을 형성하고, 상기 박막을 선택적으로 노광한 후 현상하고, 현상 후의 잔막을 산화 또는 환원처리 하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 배선패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 도전성 금속의 패턴 형성방법:The method of claim 1, wherein the pattern formation in step (iii) is performed by coating a composition including an organometallic compound of Formula 1 on a substrate to form a thin film, selectively exposing the thin film, and then developing the glass after development. A method of forming a pattern of a conductive metal, wherein the film is oxidized or reduced to form a wiring pattern made of a metal or a metal oxide: [화학식 1][Formula 1] MmLnXp M m L n X p (상기 식에서,(Wherein M은 전이금속, 란탄족 또는 주족 금속이며;M is a transition metal, lanthanide or main group metal; L은 배위자이고;L is a ligand; X는 1 내지 3가의 음이온이며;X is 1 to trivalent anion; m은 1 내지 10의 정수로서, m이 2 이상인 경우 각각의 M은 서로 같거나 다를 수 있고;m is an integer from 1 to 10, wherein when M is 2 or more, each M may be the same or different from each other; n은 0 내지 60의 정수로서, n이 2 이상인 경우 각각의 L은 서로 같거나 다를 수 있으며 또한 금속이 2개 이상일 경우 금속과 금속을 연결하는 배위자로도 작용할 수 있고;n is an integer from 0 to 60, and when n is 2 or more, each L may be the same or different from each other, and when there are two or more metals, n may also act as a ligand connecting the metal and the metal; p는 0 내지 60의 정수로서, p가 2 이상인 경우 각각의 X는 서로 같거나 다를 수 있고, 이때 n과 p는 동시에 0이 되지는 않는다).p is an integer of 0 to 60, and when p is 2 or more, each X may be the same or different from each other, where n and p are not simultaneously 0). 제 2항에 있어서 상기 유기금속 화합물을 구성하는 금속 M은 Co, Ag, Au, Cu, Pd, Ni 및 Pt으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속이고;The metal M constituting the organometallic compound is a metal selected from the group consisting of Co, Ag, Au, Cu, Pd, Ni and Pt; L은 금속에 결합된 배위자로서, N, P, As, O, S, Se, Te와 같은 주게원자를 포함하고 20개 이하의 탄소로 이루어진 화합물이고;L is a ligand bound to a metal, and is a compound consisting of up to 20 carbons containing major atoms such as N, P, As, O, S, Se, Te; X는 금속원자에 배위되거나 배위되지 않은, 할로겐, 히드록시, 시아노(CN-), 니트로(NO2 -), 니트레이트(NO3 -), 니트록실, 아지드(N3 -), 티오시아네이토, 이소티오시아네이토, 테트라알킬보레이트(BR4 -, 이 때, R 은 Me, Et 또는 Ph이다), 테트라할로보레이트(BX4 -, 이때, X 는 F 또는 Br 이다), 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 트리플레이트(CF3SO3 -), 토실레이트(Ts-), 술페이트(SO4 2-) 및 카보네이트(CO3 2-) 로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 음이온인 유기금속 화합물인 것을 특징으로 하는 도전성 금속의 패턴 형성방법.X is a non-coordinating or coordinated to the metal atom, halogen, hydroxy, cyano (CN -), nitro (NO 2 -), nitrate (NO 3 -), nitroxyl, azide (N 3 -), thio Cyanato, isothiocyanato, tetraalkylborate (BR 4 , wherein R is Me, Et or Ph), tetrahaloborate (BX 4 , wherein X is F or Br), hexafluorophosphate (PF 6 -), triflate (CF 3 SO 3 -), tosylate (Ts -), sulfate (SO 4 2-) and a carbonate or 1, selected from the group consisting of (CO 3 2-) It is an organometallic compound which is two or more anions, The pattern formation method of the conductive metal characterized by the above-mentioned. 제 2항에 있어서, 상기 산화반응의 경우, 유기 또는 무기 산화제를 사용하고,상기 환원반응의 경우, 히드라진(hydrazine)류; 실란(silane)류; 아민(amine)류 또는 그 유도체의 유기 환원제를 사용하거나, 또는 금속 히드리드(metal hydride)의 무기 환원제를 사용하는 것을 특징으로 하는 도전성 금속의 패턴 형성방법.According to claim 2, In the case of the oxidation reaction using an organic or inorganic oxidizing agent, In the case of the reduction reaction, hydrazine (hydrazine); Silanes; An organic reducing agent of amines or derivatives thereof, or an inorganic reducing agent of metal hydride is used. 제 1항에 있어서, 상기 ⅰ)단계에서의 패턴 형성은, 엘라스토머성 PDMS(폴리디메틸실란:polydimethylsilane)를 몰드 또는 스탬프로 사용하고, 팔라듐, 은, 또는 백금의 금속을 함유한 유기금속 화합물 용액을 상기 몰드에 주입하거나 스탬프에 도포한 후, 이를 소정의 기판에 이전시켜 패턴형성 후, 자외선이나 열을 가하여 유기 성분을 휘발시키거나, 또는 질소 및 수소 기체 분위기 하에서 고온 가열하여 원하는 금속 또는 금속산화물로 변환하여 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 도전성 금속의 패턴 형성방법.The method of claim 1, wherein the pattern formation in step (iii) uses an elastomeric PDMS (polydimethylsilane) as a mold or a stamp and uses a solution of an organometallic compound containing a metal of palladium, silver, or platinum. After injection into the mold or coating on the stamp, it is transferred to a predetermined substrate, and then formed into a pattern, followed by the application of ultraviolet rays or heat to volatilize the organic components, or by heating at a high temperature in a nitrogen and hydrogen gas atmosphere to a desired metal or metal oxide. Forming a pattern by converting, The pattern formation method of the conductive metal characterized by the above-mentioned. 제 1항, 제 2항 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, (ⅱ) 단계의 상기 열압착 방법은 열 프레스(heat press) 또는 열 롤링(heat rolling)방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 도전성 금속의 패턴 형성방법.6. The conductive method according to any one of claims 1, 2 and 5, wherein the thermocompression method of step (ii) uses a heat press or a heat rolling method. Method of forming patterns of metals. 제 1항, 제 2항 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, (ⅱ) 단계의 상기 열압착은 40 내지 400℃의 온도 및 10 kg/㎠ 내지 1,000kg/㎠의 압력하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 금속배선패턴 형성방법.6. The thermocompression bonding according to claim 1, wherein the thermocompression of step (ii) is carried out at a temperature of 40 to 400 ° C. and a pressure of 10 kg / cm 2 to 1,000 kg / cm 2. A metal wiring pattern forming method. 제 1항, 제 2항 및 제 5항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 금속배선을 포함하는 평판표시 소자.A flat panel display device comprising a metal wiring manufactured by the method of any one of claims 1, 2 and 5.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100663263B1 (en) * 2005-08-17 2007-01-02 삼성전기주식회사 Mold-release treating mothod of impring mold and wiring substrate produced therefrom
WO2007117909A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Intel Corporation Method of forming an atomic layer thin film out of the liquid phase
KR101142847B1 (en) * 2010-06-07 2012-05-08 이순원 Patterning method of nanohybrid quantum dot phosphor-metal oxide thin film using nanoimprint and manufacturing method of light emitting diode
US9290844B2 (en) 2008-12-31 2016-03-22 Inktec Co., Ltd. Method for preparing metallic thin film
US9967974B2 (en) 2013-04-26 2018-05-08 Lg Chem, Ltd. Composition and method for forming conductive pattern, and resin structure having conductive pattern thereon

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2961485B2 (en) 1993-12-22 1999-10-12 キヤノン株式会社 Method for manufacturing electron-emitting device and image forming apparatus, and transfer body used for manufacturing electron-emitting device
JP2002329949A (en) 2001-04-27 2002-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wiring pattern forming material for transfer, manufacturing method therefor, wiring board using the material, and manufacturing method therefor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100663263B1 (en) * 2005-08-17 2007-01-02 삼성전기주식회사 Mold-release treating mothod of impring mold and wiring substrate produced therefrom
WO2007117909A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Intel Corporation Method of forming an atomic layer thin film out of the liquid phase
US9290844B2 (en) 2008-12-31 2016-03-22 Inktec Co., Ltd. Method for preparing metallic thin film
KR101142847B1 (en) * 2010-06-07 2012-05-08 이순원 Patterning method of nanohybrid quantum dot phosphor-metal oxide thin film using nanoimprint and manufacturing method of light emitting diode
US9967974B2 (en) 2013-04-26 2018-05-08 Lg Chem, Ltd. Composition and method for forming conductive pattern, and resin structure having conductive pattern thereon

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