KR101310310B1 - 박막트랜지스터 액정표시장치의 식각액 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시 장치의 회로 패턴에 사용되는 구리 배선을 식각하는 식각액 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 식각액 조성물은 과산화이황산암모늄과 아졸계 화합물을 포함한다. 본 발명의 식각액 조성물은 과산화수소를 함유하지 않으므로 안정성과 공정상 마진을 확보할 수 있으며, 우수한 테이퍼 식각 프로파일을 얻을 수 있는 특징을 지닌다.
과산화이황산암모늄, 식각액, 구리
Description
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치의 식각액 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박막트랜지스터 액정표시장치(thin film transistor-liquid crystal display device, TFT-LCD device) 의 제조공정에 이용되는 식각액 조성물에 관한 것이다.
액정 표시 소자(liquid crystal display device, LCD device)는 뛰어난 해상도에 따른 선명한 영상을 제공하며 전기를 적게 소모하고 디스플레이 화면을 얇게 만들 수 있게 하여 준다는 특성 때문에 평판 디스플레이 장치 중 가장 각광을 받고 있다. 오늘날 이러한 액정 표시 소자를 구동하는 전자 회로로서 대표적인 것은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 회로이다. TFT-LCD의 제조 시, 먼저 유리 기판 위에 게이트와 소스/드레인(source/drain) 전극용 배선재료로 금속층이 적층(積層)시키고 이들 금속층을 부식성을 가지는 기체나 용액으로 깎아내어 원하는 전기회로의 선로를 구현하는 식각 (蝕刻, etching) 과정이 그 뒤를 따르게 된다.
TFT 기판 위로는 많은 박막, 박층이 놓이게 되므로 이들 사이에서 원치않는 전기적 단락이 일어나는 것을 방지하기 위해서는 식각한 기판의 절단 측면, 즉 식각 프로파일(profile)이 고르게 물매지면서 하방이 상방보다 더 넓은, 완만한 테이퍼(taper) 형상인 것이 바람직하다. 식각 프로파일이 완만한 테이퍼 형상이 되면 형성된 여러 박막층 사이의 단차가 줄어들기 때문이다. 게이트 금속의 식각 패턴이 균일하고 정밀하지 않을 경우 TFT-LCD 영상의 해상도가 떨어지고 색상이 정확하지 않은 문제를 안게 된다. 식각 방법에는 기체를 이용한 건식 식각과 식각액을 이용한 습식 식각이 있는데, 습식 식각이 가지는 단점에도 불구하고 공정을 위한 설비 투자비용이 낮고 식각 환경을 고진공 상태로 유지할 필요가 없으며 마스크와 기판에 대하여 공히 식각 선택성이 뛰어나다는 장점 때문에 습식 식각액에 대한 수요는 꾸준히 존재하여 왔다.
회로의 소형화, 집적화는 전자업계의 일관된 흐름이며, TFT에서도 예외가 아닌데, 회로가 소형화·집적화될수록 회선이 가늘어져 전기 저항의 상대적 증가가 큰 문제점이 된다. 저항은 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이기 때문이다. 특히 TFT의 경우 업계의 추세가 패널크기를 갈수록 증가시키고 해상도를 높이는 방향으로 가고 있는데 저항을 낮은 값으로 유지할 수 있느냐는 패널 크기 증가와 고해상도 실현의 관건이 된다. 따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 낮은 저항을 가지는 물질을 개발하는 것이 필수적인데, 과거에 회선 재료로 주로 사용되었던 크롬, 몰리브덴, 알루미늄 및 이들의 합금은 그 저항값이 비교적 커서 미래의 대형 TFT-LCD 전극 배선으로 쓰이기에는 부적절하다.
한편 구리는 전기 전도도가 탁월하고 부존량이 풍부한 금속으로서 구리막을 TFT 배선에 사용할 경우 그 저항이 알루미늄막이나 크롬막보다 현저하게 낮고 환경적으로도 더 친화적이라는 장점이 있다. 그러나 구리는 산화제에 대한 저항성이 알루미늄이나 크롬보다 더 높으므로 좀 더 가혹한 산화제를 포함한 식각액을 사용하지 않으면 안 되었다. 이러한 산화제로서 널리 사용된 것이 과산화수소(H2O2)와 제2철 Fe(III) 등이다.
구체적으로 과산화수소의 경우, 대한민국 공개특허 제2000-079355호가 구리막에 대한 식각 용액으로 과산화수소와 무기산 또는 중성염의 혼합물을 개시하고 있고, 제2005-000682호는 과산화수소, 구리 반응 억제제, 과수 안정화제, 플루오르화 이온의 조성물을, 제2006-064881호는 과산화수소에 불소 화합물, 유기 분자 등을 포함하는 5가지의 첨가제를 부가한 구성을 개시하고 있다.
제2철 산화제의 경우 대한민국 공개특허 제2000-032999호가 염화철(III) 6수화물과 플루오르화수소산의 혼합물을 개시하고 있다. 한편, 구리가 포함된 다층막의 식각 용액으로 인산, 질산, 아세트산의 범용 식각액을 사용하는 구성의 공개특허 1999-017836호도 있다.
그러나 이들 식각액에는 구리막과 다른 금속층을 적층한 반도체 기판의 식각 속도가 너무 빠르다거나, 식각된 금속막의 테이퍼 프로파일이 90도가 넘는다거나 등의 불량한 식각이 일어나는 문제점이 있다. 특히 가장 널리 사용되는 과산화수소의 경우 특히 구리와 철 이온 존재 하에서 불균등화 반응(disproportionation)을 일으켜 물과 산소로 분해되기 때문(미국 등록 특허 제4140772 참조)에 발열과 급격 한 조성 변화가 따를 수 있어 공정 마진과 안정성에 문제가 많았다. 과산화수소의 이 같은 문제점을 해결하기 위하여 과수 안정화제를 부가하는 방법을 사용하였으나 높은 가격 때문에 비용 상승의 원인이 되어 왔다.
본 발명은 높은 안정성과 공정 마진을 보장하고, 구리를 포함하는 금속층을 고르게 테이퍼 식각할 수 있는 우수한 식각액을 제공하는 데 그 목적이 있다. 본 발명은 과산화수소를 사용하지 않는 식각액을 제공함으로써, 공정 마진과 안정성, 과수 안정화제 부가와 같은 문제점을 해결하고, 선택적으로 부가되는 무기염류 산화 조절제를 통하여 우수한 식각 프로파일을 확보한다.
본 발명에 따른 식각액 조성물은 과산화이황산암모늄((NH4)2S2O8, ammonium persulfate)과 아졸(azole)계 화합물을 포함한다.
상기 과산화이황산암모늄은 식각액의 중량 대비 0.1% 내지 50%를 포함한다. 상기 아졸계 화합물은 식각액의 중량 대비 0.01% 내지 5%를 포함한다.
상기 식각액 조성물은 불화물계 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 식각액 조성물은 질산 또는 질산염을 포함하는 제1 화합물, 황산 또는 황산염을 포함하는 제2 화합물, 인산 또는 인산염을 포함하는 제3 화합물 및 아세트산 또는 아세트산염을 포함하는 제4 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합 물을 하나 더 포함할 수 있다.
상기 식각액 조성물은 술폰산계 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 식각액 조성물은 킬레이트제를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 식각액 조성물에 따르면, 과산화수소를 사용하지 않으므로 발열 현상이나 식각액의 안정성 저하, 고가의 안정화제 첨가와 같은 문제점이 없이 구리를 양호한 속도로 테이퍼 식각할 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 식각액 조성물로 구리 배선을 형성할 경우 식각액의 안정성을 확보하여 식각액의 성능을 더 오래 유지할 수 있고 식각 공정상 마진을 충분히 보장하여 비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.
본 출원 발명은 과산화이황산암모늄((NH4)2S2O8, ammonium persulfate)과 아졸(azole)계 화합물과 잔부(殘部)에 해당하는 물로 이루어지는 식각액을 제공한다.
본 발명에서 물은 명시적인 언급이 없더라도 모든 식각액에서 물을 제외한 기타 성분의 중량 %의 합의 100%에 대한 잔부를 차지한다. 본 발명의 식각액에 사용되는 물로는 반도체용 등급의 물 또는 초순수(ultrapure water)를 사용하는 것이 바람직하다.
식각액
조성물
본 발명의 과산화이황산암모늄은 산화제로서, 구리를 포함하는 금속층을 식 각하는 주성분이다. 과산화이황산암모늄은 바람직하게는 반도체 공정용의 순도를 가지는 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 식각액에서 과산화이황산암모늄은 식각액의 중량 대비 0.1% 내지 50 %를 차지한다.
본 발명에서 아졸계 화합물이란 질소를 원소로 함유하고 적어도 하나 이상의 비탄소 원자를 고리 속에 갖추고 있는 5원 헤테로고리를 일컫는다. 특별히 한정되지는 않지만, 본 발명의 아졸계 화합물의 예로는 벤조트리아졸(benzotriazole), 아미노테트라졸(aminotetrazole), 이미다졸(imidazole), 피라졸(pyrazole) 등을 들 수 있다. 본 발명의 식각액에서 아졸계 화합물은 전체 식각액에서 중량비로 0.01% 내지 5 %를 차지한다. 아졸계 화합물은 상기 구리를 포함하는 금속층에서 구리의 식각을 억제하여 상기 구리를 포함하는 금속층의 상부 및/또는 하부에 구리와 다른 금속층이 형성된 다층막에서 상기 구리와 다른 금속 사이의 식각 속도를 조절해 주는 역할을 한다. 상기 구리와 다른 금속층은 예를 들어, 티타늄을 포함할 수 있다. 상기 아졸계 화합물은 금속 배선의 컷 디멘션 손실(cut dimension loss, CD loss)을 줄임으로써 금속 배선을 게이트 및 데이터 배선으로 사용하게 하여 준다. 아졸계 화합물이 본 발명의 식각 용액에 첨가되지 않을 경우, 구리에 대한 식각 속도를 조절할 수 없을 뿐 아니라 CD 손실이 커지게 되고 배선의 직진성 역시 저하되어 양산공정 적용시 심각한 문제를 야기할 수 있다.
상기 식각액은 불소를 포함하는 불화물계 화합물을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 식각액에서 상기 불화물계 화합물은 전체 식각액에서 중량비로 0.01% 내지 10%를 차지한다. 상기 불화물계 화합물은 상기 식각액의 산화 보조제로서, 상기 구 리를 포함하는 금속층의 식각 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 불화물계 화합물은 상기 티타늄을 포함하는 금속층을 식각할 수 있다. 상기 불화물계 화합물은 예를 들어, 불산(Hydrofluoric acid), 암모늄플로라이드(Ammonium fluoride), 암모늄바이플로라이드(Ammonium Bifluoride), 포타슘플로라이드(Potassium fluoride), 소듐플로라이드(Sodium fluoride) 등을 포함할 수 있다.
본 발명은, 아울러 상기 과산화이황산암모늄과 아졸계 화합물에 4가지 유형의 산화 조절제를 더 포함할 수 있다. 이들 4가지 유형의 산화 조절제는 전혀 사용되지 않거나, 모두 사용되는 경우를 포함한 모든 가능한 조합으로 사용될 수 있다. 이들 4가지 유형의 산화 조절제는 각각 질산 또는 질산염을 포함하는 제1 화합물, 황산 또는 황산염을 포함하는 제2 화합물, 인산 또는 인산염을 포함하는 제3 화합물 그리고 아세트산 또는 아세트산염을 포함하는 제4 화합물이다.
본 발명에서 상기 제1 화합물은 식각액 내에서 질산 이온(NO3 -)을 방출하는 물질이다. 본 발명의 식각액에서 선택적 구성 성분인 상기 제1 화합물은 중량비로 0% 내지 10%를 차지한다. 상기 제1 화합물은 예를 들어, 질산, 질산철(III)(Fe(NO3)3), 질산칼륨, 질산암모늄, 질산리튬 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제2 화합물은 식각액 내에서 황산 이온(SO4 2-) 또는 황산수소 이온(HSO4 2-)을 방출하는 화합물이다. 본 발명의 선택적 구성 성분인, 상기 제2 화합물은 전체 식각액에서 중량비로 0% 내지 10%를 차지한다. 본 발명에 따른 금속 배선 식각용액에서, 상기 제2 화합물은 구리를 포함하는 금속층의 식각 중, 적절한 테이퍼각(30°내지 60°)을 형성시켜 후 공정시 막의 덮힘(step coverage)을 양호하게 하여 수율 향상에 기여하는 한편, 구리의 식각속도를 높여 식각공정의 생산성 향상에 이바지한다. 본 발명에 따른 식각용액에서, 상기 제2 화합물이 배제된 경우라도 구리를 식각할 수 있지만, 상기 제2 화합물을 사용하면 테이퍼각을 적절한 수준으로 유지하여 후속막의 덮힘성이 저하되는 현상을 방지하여 불량 발생을 예방한다. 상기 제2 화합물은 예를 들어, 황산, 황산수소암모늄(NH4HSO4), 황산수소칼륨(KHSO4), 황산칼륨(K2SO4) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 제3 화합물은 식각액 속에서 인산 이온(PO4 3-), 인산일수소 이온(HPO4 2-) 또는 인산이수소 이온(H2PO4-)을 방출하는 화합물이다, 본 발명의 선택적 구성 성분인, 상기 제3 화합물은 전체 식각액에서 중량비로 0% 내지 10%를 차지한다. 상기 제3 화합물은 예를 들어, 인산, 인산암모늄((NH4)3PO4), 인산일수소암모늄((NH4)2HPO4), 인산이수소암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(K3PO4), 인산일수소칼륨(K2HPO4), 인산이수소칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(Na3PO4), 인산일수소나트륨(Na2HPO4) 과 인산이수소나트륨(NaH2PO4) 등을 포함할 수 있다. 적절한 상기 제3 화합물을 포함하는 식각액은 구리를 포함하는 금속층을 고르게 테이퍼 식각할 수 있게 한다.
본 발명에서 상기 제4 화합물은 식각액 내에서 아세트산 이온(CH3COO-)을 방출하는 물질이다. 본 발명의 식각액에서 선택적 구성 성분인, 상기 제4 화합물은 중량비로 0% 내지 10%를 차지한다. 상기 제4 화합물은 예를 들어, 아세트산, 아세트산암모늄, 아세트산칼륨, 아세트산나트륨, 이미노디아세트산(HN(CH2COOH)2 iminodiacetic acid, IDA)등을 포함할 수 있다. 상기 제4 화합물은 식각액의 안정성을 높여 주고 식각 능력을 유지하도록 한다.
상기 식각액은 술폰산을 포함하는 술폰산 화합물을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 식각액에서 상기 불화물계 화합물은 전체 식각액에서 중량비로 0.001% 내지 10 %를 차지한다. 상기 술폰산 화합물은 상기 구리를 포함하는 금속층을 식각하는 주성분인 상기 과산화이황산암모늄의 분해를 억제시킴으로써 상기 식각액의 안정성을 보장할 수 있다. 상기 술폰산 화합물은 예를 들어, 벤젠술폰산(Benzenesulfonic acid), p-톨루엔술폰산(para-Toluenesulfonic), 메탄술폰산화합물(Methanesulfonic acid), 아미도술폰산(Amidosulnic acid) 등을 포함할 수 있다.
상기 식각액은 킬레이트제를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 식각액에서 상기 킬레이트제는 전체 식각액에서 중량비로 0.0001% 내지 5 %를 차지한다. 상기 킬레이트제는 상기 식각액이 상기 구리를 포함하는 금속층을 식각하는 동안 발생되는 구리이온과 결합하여, 상기 구리이온이 상기 식각액의 식각 속도에 영향을 주지 않도록 한다. 상기 킬레이트제는 예를 들어, 포스포닉 계열(Phosphonic series), 설포닉 계열(Sulfonic series), 아세테이트 계열(Acetate series) 등의 물질일 수 있 다.
본 발명에서 개시하는 식각액 또는 식각액 조성물의 범위에는 상기 나타낸 중량비의 범위 내에 포함된 식각액은 물론, 비록 조성이 그 중량비 범위의 수치 밖에 있거나, 앞에서 예시로서 보인 일부 성분의 치환이 있더라도 그 변화된 구성이 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 상기 식각액 조성과 실질적으로 균등한 것이 자명하다면 그러한 구성까지도 포함된다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 아래 실시예들에 나타낸 구성은 어디까지나 발명의 이해를 돕기 위함이며 어떠한 경우에도 본 발명의 기술적 범위를 실시예에서 제시한 실시 태양으로 제한하려는 것이 아님을 밝혀 둔다.
식각액
조성물의
실시예
본 발명의 식각액 조성물에 따른 실시예 1 내지 4의 식각액을 아래 표 1과 같이 제조하였다. 실시예 1 내지 4의 조성은 표 1에 나타내었고 모든 %값은 중량비이다.
표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액은 2중량%의 과산화이황산암모늄, 0.7중량%의 아졸계 화합물 및 1중량%의 제1 화합물을 포함한다.
본 발명의 실시예 2에 따른 식각액은 3중량%의 과산화이황산암모늄, 0.1중량%의 아졸계 화합물 및 0.5중량%의 제2 화합물을 포함한다.
본 발명의 실시예 3에 따른 식각액은 3중량%의 과산화이황산암모늄, 0.1중량%의 아졸계 화합물 및 0.5중량%의 제3 화합물을 포함한다.
본 발명의 실시예 4에 따른 식각액은 3중량%의 과산화이황산암모늄 및 0.5중량%의 제1 화합물을 포함한다.
본 발명의 식각액 조성물에 따른 실시예 5 내지 13의 식각액을 아래 표 2와 같이 제조하였다. 실시예 5 내지 13의 조성은 표 2에 나타내었고 모든 %값은 중량 비이다.
표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 5에 따른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.2중량%의 불화물계 화합물, 1중량%의 제1 화합물, 1중량%의 제4 화합물, 0.2중량%의 술폰산계 화합물 및 0.001중량%의 킬레이트제를 포함한다.
본 발명의 실시예 6에 따른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.5중량%의 불화물계 화합물, 1중량%의 제1 화합물, 1중량%의 제4 화합물, 0.2중량%의 술폰산계 화합물 및 0.001중량%의 킬레이트제를 포함한다.
본 발명의 실시예 7에 따른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.7중량%의 불화물계 화합물, 1중량%의 제1 화합물, 1중량%의 제4 화합물, 0.2중량%의 술폰산계 화합물 및 0.001중량%의 킬레이트제를 포함한다.
본 발명의 실시예 8에 따른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.2중량%의 불화물계 화합물, 1중량%의 제1 화합물, 1중량%의 제4 화합물, 0.2중량%의 술폰산계 화합물 및 0.01중량%의 킬레이트제를 포함한다.
본 발명의 실시예 9에 따른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.2중량%의 불화물계 화합물, 1중량%의 제1 화합물, 0.5중량%의 술폰산계 화합물 및 0.001중량%의 킬레이트제를 포함한다.
본 발명의 실시예 10에 따른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.2중량%의 불화물계 화합물, 1중량%의 제1 화합물, 0.2중량%의 술폰산계 화합물 및 0.001중량%의 킬레이트제를 포함한다.
본 발명의 실시예 11에 따른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.2중량%의 불화물계 화합물, 0.2중량%의 술폰산계 화합물 및 0.001중량%의 킬레이트제를 포함한다.
본 발명의 실시예 12에 다른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.2중량%의 불화물계 화합물, 1중량%의 제3 화합물, 0.2중량%의 술폰산계 화합물 및 0.001중량%의 킬레이트제를 포함한다.
본 발명의 실시예 13에 따른 식각액은 5중량%의 과산화이황산암모늄, 0.5중량%의 아졸계 화합물, 0.2중량%의 불화물계 화합물, 1중량%의 제4 화합물, 0.2중량%의 술폰산계 화합물 및 0.001중량%의 킬레이트제를 포함한다.
식각액 조성물의 실험예-식각액 조성물의 식각 능력 평가
구체적으로 구리 단일막을 시간 기준으로 30% 초과하여 식각한 과잉식각(overetching) 실험을 통하여, 실시예 1 내지 4의 식각액의 식각 속도, CD Skew와 테이퍼 각을 평가하였다. 또 현미경 사진으로 식각된 구리층의 측단면을 관찰하였다. 그 결과를 표 3과 도 1부터 도 4에 나타내었다.
식각 종말점은 식각액에 의한 구리 단일막의 식각이 완료되어 유리 기판의 유리가 노출된 상태를 일컫는다. 식각 종말점의 값이 적을수록 왕성한 식각 능력을 가리킨다. CD skew(Cut dimension skew)는 포토레지스트 말단과 구리 말단 사이의 거리를 가리키는데 단차가 나지 않고 고른 테이퍼 식각이 있으려면 이 거리는 적절한 범위에 있어야 한다. 테이퍼 각은 식각된 금속막의 측면에서 본 경사로서 45°내지 60°정도가 적절한 값이다. 표 3을 참조하면, 본 발명의 식각액 조성물은 우수한 식각 속도와 CD skew를 나타내며 테이퍼 프로파일을 30°내지 70°로 조절할 수 있게 해 준다는 것을 알 수 있다. 도 1 내지 4에서 보이는 바와 같이 패턴의 직진성이 우수하고 안정성이 좋아, 많은 수의 구리 금속막을 식각하여도 초기와 같은 성능을 유지할 수 있는 장점이 있다.
구리막 및 상기 구리막과 접촉하여 형성된 티타늄막을 포함하는 다층막을 시간 기준으로 30% 초과하여 식각한 과잉식각(overetching) 실험을 통하여, 실시예 5 내지 13에 따른 식각액의 식각 속도, CD Skew와 테이퍼 각을 평가하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.
표 4를 참조하면, 본 발명의 식각액 조성물은 우수한 식각 속도와 CD skew를 나타내며 테이퍼 프로파일을 30°내지 70°로 조절할 수 있게 해 준다는 것을 알 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 식각액 조성물로 구리 단일막을 식각한 30% 과잉식각 실험에서 식각된 구리층의 측면을 나타낸 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2의 식각액 조성물로 구리 단일막을 식각한 30% 과잉식각 실험에서 식각된 구리층의 측면을 나타낸 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3의 식각액 조성물로 구리 단일막을 식각한 30% 과잉식각 실험에서 식각된 구리층의 측면을 나타낸 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 4의 식각액 조성물로 구리 단일막을 식각한 30% 과잉식각 실험에서 식각된 구리층의 측면을 나타낸 현미경 사진이다.
Claims (26)
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- 기판 위에 구리를 포함하는 금속막을 형성하는 단계; 및상기 금속막을 과산화수소가 포함되지 않은 식각액으로 식각하여 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,상기 식각액은과산화이황산암모늄((NH4)2S2O8) 0.1 중량 % 내지 50 중량 %;아졸계 화합물 0.01 중량 % 내지 5 중량 %;불화물계 화합물 0.01 중량 % 내지 10 중량 %;벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 메탄술폰산화합물, 아미도술폰산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 술폰산계 화합물 0.001 중량 % 내지 10 중량 %; 및킬레이트제 0.0001 중량 % 내지 5 중량 % 를 포함하며,상기 금속 패턴은 식각된 부분이 30도 내지 70도의 측면 경사를 갖는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
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- 제17항에 있어서, 상기 아졸계 화합물은벤조트리아졸, 아미노테트라졸, 이미다졸 및 피라졸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 불화물계 화합물은불산, 암모늄플로라이드, 암모늄바이플로라이드, 포타슘플로라이드, 소듐플로라이드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 식각액은0 중량 % 초과 10 중량 % 이하의 질산 또는 질산염을 포함하는 제1 화합물;0 중량 % 초과 10 중량 % 이하의 황산 또는 황산염을 포함하는 제2 화합물;0 중량 % 초과 10 중량 % 이하의 인산 또는 인산염을 포함하는 제3 화합물; 및0 중량 % 초과 10 중량 % 이하의 아세트산 또는 아세트산염을 포함하는 제4 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 적어도 하나 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 제1 화합물은질산, 질산철(III)(Fe(NO3)3), 질산칼륨, 질산암모늄 및 질산리튬으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 제2 화합물은황산, 황산수소암모늄(NH4HSO4), 황산수소칼륨(KHSO4) 및 황산칼륨(K2SO4)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 제3 화합물은인산, 인산암모늄((NH4)3PO4), 인산일수소암모늄((NH4)2HPO4), 인산이수소암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(K3PO4), 인산일수소칼륨(K2HPO4), 인산이수소칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(Na3PO4), 인산일수소나트륨(Na2HPO4) 및 인산이수소나트륨(NaH2PO4)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 제4 화합물은아세트산, 아세트산암모늄, 아세트산칼륨, 아세트산나트륨 및 이미노디아세트산(HN(CH2COOH)2 iminodiacetic acid, IDA)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 킬레이트제는포스포닉 계열(Phosphonic series), 설포닉 계열(Sulfonic series) 및 아세테이트 계열(Acetate series)로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 식각 방법.
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