KR101561518B1

KR101561518B1 - 구리/몰리브덴막 또는 구리/몰리브덴 합금막의 식각액 조성물

Info

Publication number: KR101561518B1
Application number: KR1020140004740A
Authority: KR
Inventors: 신효섭; 이은경; 김세훈
Original assignee: 주식회사 이엔에프테크놀로지
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2015-10-20
Also published as: TW201428135A; CN103924242A; KR20140092263A; TWI526576B; CN103924242B

Abstract

본 발명은 구리와 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물에 관한 것으로, 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량%의 과산화수소, 0.1 내지 5 중량%의 식각억제제, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.1 내지 5 중량%의 식각첨가제, 0.01 내지 2 중량%의 불소화합물, 0.01 내지 2 중량%의 과수안정제, 0.1 내지 5 중량%의 무기보론화합물 및 전체 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 물을 포함하며, 상기 무기보론화합물은 보론무기산염, 질화보론, 황화보론, 불화보론, 염화보론 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 식각액 조성물은 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 식각 직진성 등의 식각 특성이 유지될 수 있을 뿐 아니라 하부막으므로 TFT-LCD 디스플레이 전극 제조 등에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

구리/몰리브덴막 또는 구리/몰리브덴 합금막의 식각액 조성물{ETCHING COMPOSITION FOR COPPER/MOLYBDENUM OR COPPER/MOLYBDENUM ALLOY MULTILAYERS}

본 발명은 구리와 몰리브덴막 또는 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물, 특히 TFT-LCD, OLED 등 디스플레이의 전극으로 사용되는 구리/몰리브덴막 또는 구리/몰리브덴 합금막의 식각액 조성물에 관한 것이다.

반도체 장치 및 TFT-LCD, OLED 등의 미세 회로는 기판상에 형성된 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 및 구리 합금 등의 도전성 금속막 또는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 포토레지스트를 균일하게 도포한 다음, 패턴이 새겨진 마스크를 통하여 빛을 조사한 후 현상을 통하여 원하는 패턴의 포토레지스트를 형성시키고 건식 또는 습식 식각으로 포토레지스트 하부에 있는 금속막 또는 절연막에 패턴을 전사한 후, 필요없는 포토레지스트를 박리 공정에 의해 제거하는 일련의 리소그래피 공정을 거쳐 완성된다.

대형 디스플레이의 게이트 및 데이터 금속 배선은 종래의 알루미늄 및 크롬 배선에 비해 저항이 낮고 환경적으로 문제가 없는 구리 금속이 사용되고 있다. 구리는 유리 기판 및 실리콘 절연막과 접착력이 낮고 실리콘 막으로 확산되는 문제점이 있어 티타늄, 몰리브덴 등을 하부 배리어 금속으로 사용하고 있다.

한편, 디스플레이의 대형화에 따라 습식 식각에 사용되는 식각액의 사용량이 증가하는 추세이므로 제조 원가의 절감을 위해 식각액의 사용량을 감소시키는 기술을 개발하는 것이 매우 중요하다.

종래 기술로, 대한민국 특허공개공보 제2003-0082375호, 특허공개공보 제2004-0051502호, 특허공개공보 제2006-0064881호 및 특허공개공보 제2006-0099089호 등에 과산화수소 기반의 구리/몰리브덴 합금 식각액이 개시되어 있다.

구리/몰리브덴 합금 식각액은 몰리브덴 합금을 식각하기 위해 불소화합물을 함유하는데, 불소화합물은 구리/몰리브덴 합금을 동시에 식각할 때 몰리브덴 합금의 식각 속도를 향상시켜 몰리브덴 합금의 잔사를 제거하여 주는 작용을 하기 때문이다. 그러나 상기 불소화합물은 몰리브덴 합금뿐만 아니라 구리/몰리브덴 합금인 게이트 배선의 하부막인 유리기판과 소스드레인 배선의 하부막인 SiNx도 식각하게 된다. 하부막의 식각 증가는 후 공정 및 리워크(rework) 공정에서의 식각 얼룩에 의한 불량과 슬리밍 공정에서의 식각 얼룩에 의한 불량을 증가 시킨다.

모바일 기기의 첨단화로 인해 디스플레이의 두께 감소가 요구되고 있으며, TFT-LCD 디스플레이 셀 제작 후 유리기판을 얇게 하는 슬리밍 공정을 진행하고 있다. 식각 공정에서 유리기판의 식각이 증가하게 되면 슬리밍 공정에서 불균일한 식각으로 인해 얼룩 불량을 발생시킬 수 있다. TFT-LCD 디스플레이에 사용되는 유리기판은 고가이기 때문에 제조 경비 감소를 위해서 포토리소그래피 공정 중 증착 및 식각 공정에서 불량이 발생하는 경우 식각액을 이용하여 전체를 식각하여 다시 사용하는 리워크 공정을 진행하게 된다. 이 때 유리기판의 식각이 과도하게 일어나면 기판에 식각 얼룩이 남아 불량의 원인이 된다.

한편, TFT-LCD 양산 제조 공정은 일정량의 식각액을 탱크에 채운 후 구리/몰리브덴 합금막이 코팅된 글라스를 반복하여 식각하게 되는데, 식각공정이 반복됨에 따라 식각액의 금속 이온 함량이 지속적으로 증가하게 된다. 식각액 내의 금속 이온의 증가하게 되면 식각액의 특성을 잃게 되어 신규 식각액으로 교환하여야 한다. 따라서 식각액이 식각 특성을 유지하는 금속 이온의 함량이 증가하게 되면 식각액 사용량이 감소하게 되어 TFT-LCD 어레이 기판의 생산성이 향상되고 제조 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.

특허공개공보 제2003-0082375호 특허공개공보 제2004-0051502호 특허공개공보 제2006-0064881호 특허공개공보 제2006-0099089호

따라서, 본 발명의 목적은 구리/몰리브덴막 또는 구리/몰리브덴 합금막을 식각할 때 게이트와 소스드레인 하부막인 유리기판과 SiNx의 식각속도를 최소화하여 후공정 및 리워크 공정과 슬리밍 공정에서 발생할 수 있는 불량을 최소화할 뿐 아니라, 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 식각 바이어스 등의 식각 특성이 유지되는 식각액 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 보론무기산염, 질화보론, 황화보론, 불화보론, 염화보론 또는 이들의 혼합물을 첨가한 과산화수소 기반의 식각액 조성물을 제공한다.

보다 구체적으로는, 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량%의 과산화수소, 0.1 내지 5 중량%의 식각억제제, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.1 내지 5 중량%의 식각첨가제, 0.01 내지 2 중량%의 불소화합물, 0.01 내지 2 중량%의 과수안정제, 0.1 내지 5 중량%의 무기보론화합물, 및 전체 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 물을 포함하며, 상기 무기보론화합물은 보론무기산염, 질화보론, 황화보론, 불화보론 또는 염화보론이거나 이들로부터 선택되는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물을 제공한다.

본 발명의 식각액을 사용하여 TFT-LCD 디스플레이 전극으로 사용되는 구리/몰리브덴막 또는 구리/몰리브덴 합금막을 동시에 식각하면 게이트와 소스드레인 하부막인 유리기판과 SiNx의 식각속도를 최소화하여 후공정 및 리워크 공정에서 발생할 수 있는 불량을 최소화할 수 있을 뿐 아니라 식각공정을 반복하여 식각액내에 금속이온 농도가 증가하여도 식각특성을 유지하기 때문에 동일한 식각액으로 처리할 수 있는 기판 수가 증가하여 TFT-LCD 등 디스플레이 제조 비용을 대폭 감소 시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 구리/몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 측면 및 평면사진이다.
도 3 및 도 4는 각각 실시예 1과 비교예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 유리기판 식각성능을 테스트한 결과를 보여주는 두께 측정 프로파일이다.
도 5는 실시예 1에 따른 식각액 조성물에 구리/몰리브덴 합금 분말을 7,000 ppm 용해한 후 구리/몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 6은 비교예 1에 따른 식각액 조성물에 구리/몰리브덴 합금 분말을 5,000 ppm 용해한 후 구리/몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.

본 발명의 식각액 조성물은 구리/몰리브덴막 또는 구리/몰리브덴 합금막을 동시에 식각 할 수 있다. 여기서 “구리/몰리브덴막”이란 구리막과 몰리브덴 단일막을 지칭하고, "구리/몰리브덴 합금막"이란 구리막과 몰리브덴 합금막을 지칭하며, 몰리브덴 합금은 몰리브덴과 다양한 금속의 합금으로, 바람직하게는 티타늄, 탄탈륨, 크롬, 네오디늄, 니켈, 인듐 또는 주석과의 합금이고, 가장 바람직하게는 티타늄과의 합금이다.

본 발명의 식각액 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량%의 과산화수소, 0.1 내지 5 중량%의 식각억제제, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.1 내지 5 중량%의 식각첨가제, 0.01 내지 2 중량%의 불소화합물, 0.01 내지 2 중량%의 과수안정제, 0.1 내지 5 중량%의 무기보론화합물 및 전체 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 물을 포함하며, 상기 무기보론화합물은 보론무기산염, 질화보론, 황화보론, 불화보론, 염화보론 또는 이들로부터 선택되는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다. 보론인산염, 보론질산염, 보론황산염, 보론불산염 또는 이들로부터 선택되는 2종 이상의 혼합물인 보론무기산염이 더욱 바람직하다.

본 발명의 식각액 조성물에서 과산화수소는 구리와 몰리브덴 합금의 주 산화제로 작용한다. 과산화수소는 조성물의 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 30 중량%이다. 5 중량% 미만으로 포함될 경우 구리와 몰리브덴 합금의 산화력이 충분하지 않아 식각이 이루어지지 않을 수 있으며, 40 중량% 초과하여 포함되는 경우 식각 속도가 너무 빨라 공정 제어가 어려워지는 문제가 있다.

본 발명의 식각액 조성물에 함유된 식각억제제는 구리 및 몰리브덴 합금 식각 속도를 조절하여 적절한 테이퍼 앵글을 갖는 식각 프로파일이 되도록 한다. 식각억제제는 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%이다. 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 테이퍼 앵글을 조절할 수 있는 능력이 떨어지고, 5 중량% 초과하여 포함되는 경우 식각 속도가 감소하여 비효율적인 문제가 있다.

본 발명의 식각 조성물에서 식각억제제는 산소, 황 및 질소 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하되, 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하지는 않는 탄소수 1 내지 10의 헤테로고리 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로, 퓨란, 티오펜, 피롤, 옥사졸, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 테트라졸, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 인돌, 벤즈이미다졸, 벤즈피라졸, 아미노테트라졸, 메틸테트라졸, 톨루트리아졸, 하이드로 톨루트리아졸 및 하이드록시 톨루트리아졸 등의 헤테로고리 방향족 화합물과 피페라진, 메틸피페라진, 하이드록실에틸피페라진, 피롤리딘 및 알록산 등의 헤테로고리 지방족 화합물을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.

본 발명의 식각액 조성물은 식각억제제 외에도, 보론무기산염, 질화보론, 황화보론, 불화보론, 염화보론 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 무기보론화합물을 포함함으로써, 하부막인 유리기판과 SiNx의 식각을 억제할 뿐만 아니라 금속의 산화제 역할을 하여 식각 공정을 반복하여 식각액의 금속이온함량이 증가하는 경우에도 식각 특성을 유지할 수 있다.

상기 무기보론화합물의 함량은 0.1 내지 5 중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%이다. 0.1 중량% 미만 포함되는 경우에는 식각 억제효과 및 금속이온 함량 증가에 따른 식각 특성 유지가 미미하고, 5 중량%를 초과하는 경우에는 식각 속도가 지나치게 감소하여 비효율적이다.

본 발명의 식각액 조성물에서 킬레이트제는 식각이 진행되는 동안 발생하는 구리 및 몰리브덴 합금 이온들과 킬레이트를 형성하여 비활성화 시킴으로써 식각액의 과산화수소와의 분해 반응을 억제해 주는 역할을 한다. 만약 본 발명에 따른 식각액 조성물에서 킬레이트가 첨가되지 않으면 식각이 진행되는 동안 산화된 금속 이온이 비활성화 되지 못하여 식각액 조성물인 과산화수소의 분해 반응을 촉진시켜서 발열 및 폭발이 발생할 수 있다. 킬레이트제는 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하여, 0.5 내지 3 중량%가 더욱 바람직하다. 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 비활성화 시킬 수 있는 금속 이온량이 너무 작아서 과산화수소 분해 반응을 제어하는 능력이 떨어지고, 5 중량% 초과하여 포함되는 경우 추가적인 킬레이트 형성으로 금속을 비활성화 시키는 작용을 기대할 수 없어 비효율적인 문제가 있다.

본 발명의 킬레이트제는 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 화합물이 바람직하며, 구체적으로 이미노다이아세트산, 니트릴로트리아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 디에틸렌트리니트릴펜타아세트산, 아미노트리(메틸렌포스폰산), 1-하이드록시에탄(1,1-디일비스프로폰산), 에틸렌디아민테트라(메틸렌프로폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 사르코산, 알라닌, 글루탐산, 아미노부티르산, 및 글리신 등을 들 수 있다.

본 발명의 식각액 조성물에서 불소화합물은 구리와 몰리브덴 합금을 동시에 식각할 때 몰리브덴 합금의 식각 속도를 향상시켜 테일랭스를 감소시켜 주고, 식각시 발생할 수 있는 몰리브덴 합금의 잔사를 제거하여 주는 작용을 한다. 몰리브덴 합금의 테일 증가는 휘도를 감소시킬 수 있으며, 잔사가 기판 및 하부막에 남게 되면 전기적인 쇼트, 배선 불량 및 휘도를 감소시키므로 반드시 제거해야 한다. 불소화합물은 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 2 중량% 포함되는 것이 바람직하여, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 중량% 이다. 0.01 중량% 미만으로 포함될 경우 몰리브덴 합금의 잔사를 효과적으로 제거할 수 없으며, 2 중량% 초과하여 포함되는 경우 하부막을 식각할 수 있다.

본 발명의 불소화합물은 해리되어 F^- 나 HF₂ ^-를 낼 수 있는 화합물로 HF, NaF, KF, AlF₃, HBF₄, NH₄F, NH₄HF₂, NaHF₂, KHF₂ 및 NH₄BF₄ 등을 들 수 있으며, 1종 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.

본 발명의 식각액 조성물에서 과수안정제는 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속이온 함량이 높은 경우 과산화수소 분해 반응을 제어하는 작용을 한다. 과수안정제로는 인산염, 글리콜류 및 아민류 등을 사용할 수 있고, 함량은 0.01 내지 2 중량%가 바람직하다.

본 발명의 식각액 조성물은 식각 성능을 향상 시키기 위해 당업계에서 공지되어 있는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 식각성능 향상을 위해 사용되는 계면활성제를 들 수 있다. 계면활성제의 종류는 당업계에서 사용되는 것이라면 무방하고 제한없이 사용될 수 있다.

본 발명의 식각액 조성물에 사용되는 물은 특별히 한정하는 것은 아니나, 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하며, 물속에 이온이 제거된 정도인 비저항 값이 18㏁/㎝ 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 식각액 조성물을 이용하여 TFT-LCD 디스플레이 또는 OLED 등의 전극으로 사용되는 구리/몰리브덴막 또는 구리/몰리브덴 합금막을 식각하면, 하부막의 식각을 최소화하여 후공정인 유기기판 슬리밍 공정 또는 리워크 공정에서 발생할 수 있는 불량을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 식각 직진성 등의 식각 특성이 유지되어 TFT-LCD 어레이 기판 등의 생산성이 향상되고 제조 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하고자 하지만, 이들 실시예는 본 발명의 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1 내지 14 및 비교예 1>

하기 표 1에 기재된 성분 함량으로 각 성분과 물을 혼합하여 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 식각액 조성물을 제조하였다. 물 함량은 조성물 총 중량이 100%가 되도록 하는 나머지량이다.

실시예 및 비교예	과산화 수소 [중량%]	식각억제제 [중량%]		킬레이트제 [중량%]		과수안정제 [중량%]		무기보론화합물 [중량%]		불소화합물 [중량%]
실시예 1	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론인산염	1.0	HF	0.1
실시예 2	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론인산염	1.5	HF	0.1
실시예 3	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론질산염	1.0	HF	0.1
실시예 4	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론질산염	1.5	HF	0.1
실시예 5	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론황산염	1.0	HF	0.1
실시예 6	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론황산염	1.5	HF	0.1
실시예 7	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론불산염	1.0	HF	0.1
실시예 8	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론불산염	1.5	HF	0.1
실시예 9	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론인산염 50%+보론질산염 50%	1.0	HF	0.1
실시예10	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론인산염 50%+보론황산염 50%	1.0	HF	0.1
실시예11	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론인산염 50%+보론불산염 50%	1.0	HF	0.1
실시예12	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론질산염 50%+보론황산염 50%	1.0	HF	0.1
실시예13	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론질산염 50%+보론불산염 50%	1.0	HF	0.1
실시예14	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	보론황산염 50%+보론불산염 50%	1.0	HF	0.1
비교예 1	20	ATZ	1.0	IDA	1.0	PEG	0.5	-	-	HF	0.1

ATZ: 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole)

IDA: 이미노다이아세트산(iminodiacetic acid)

PEG: polyethylene glycol

<식각 성능 테스트>

본 발명에 따른 식각액의 효과를 평가하기 위하여, 유리기판 상에 두께 3100Å의 구리와 몰리브덴 합금막을 증착한 다음, 포토리소그래피 공정을 진행하여 패턴을 형성시켜 시편을 제조하였다.

또한, 유리기판 식각을 평가 하기 위해 유리기판 상에 포토리소그래피 공정을 진행하여 패턴을 형성시켜 시편을 제조하였다.

실시예의 식각액 조성물 및 비교예의 식각액 조성물을 이용하여 스프레이가 가능한 장비(Mini-etcher ME-001)에서 진행하였다. 식각 후 구리와 몰리브덴 합금막의 식각 특성 및 유리기판 식각을 주사전자 현미경(히다치사 제조, S-4800)을 이용하여 관찰하였다. 식각 특성을 확인하기 위해서 90초 식각을 하였으며, 유리기판 식각을 확인하기 위해서 200초 동안 식각을 진행하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

실시예 및 비교예	Cu/MoTi Etch bias (㎛, 90s etch)	Cu/MoTi Taper angle (°, 90s etch)	직진성 (90s etch)	유리기판 식각 (Å, 200s etch)	SiNx 식각 (Å, 200s etch)
실시예 1	0.77	51.0	우수	102	75
실시예 2	0.81	52.7	우수	87	58
실시예 3	0.76	50.8	우수	122	81
실시예 4	0.79	51.2	우수	105	69
실시예 5	0.79	49.9	우수	115	71
실시예 6	0.82	51.6	우수	79	54
실시예 7	0.78	50.6	우수	125	76
실시예 8	0.81	51.7	우수	96	68
실시예 9	0.79	51.7	우수	117	78
실시예 10	0.80	51.2	우수	116	76
실시예 11	0.82	51.6	우수	120	77
실시예 12	0.78	50.9	우수	121	79
실시예 13	0.81	51.8	우수	122	78
실시예 14	0.80	51.5	우수	120	77
비교예 1	0.80	48.7	우수	507	452

상기 표 2의 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예의 조성물들은 에치 바이어스, 테이퍼 앵글, 테일랭스 등이 우수하면서도 유리기판 및 SiNx에 대한 식각이 약 1/9 내지 1/5로 상당히 억제 되는 것을 확인할 수 있다.

도 1 및 도 2는 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 구리/몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 측면 및 평면사진이다.

도 3 및 도 4는 각각 실시예 1과 비교예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 유리기판 식각성능을 테스트한 결과를 보여주는 두께 측정 프로파일이다. 비교예 1의 유리기판의 식각이 훨씬 심한 것을 확인할 수 있다.

상기 결과는 TFT-LCD 디스플레이의 전극으로 사용되는 구리/몰리브덴 합금막을 식각할 때 본 발명의 식각액 조성물을 사용하는 경우, 하부막의 식각을 최소화하여 후공정인 유기기판 슬리밍 공정 또는 리워크 공정에서 발생할 수 있는 불량을 최소화할 수 있음을 보여준다.

금속이온 함량에 따른 식각 특성 평가

또한, 식각액에 구리/몰리브덴 합금을 첨가하면서 식각 평가를 진행하여, 식각 특성이 유지되는 구리/몰리브덴 합금 함량을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.

실시예 및 비교예	구리/몰리브덴 합금 함량 [ppm]	테이퍼 앵글 [˚]	시디 로스 [㎛]	식각직진성	잔사
실시예 1	6,000	58.8	0.83	양호	없음
	7,000	64.2	0.84	양호	없음
	8,000	85.5	0.71	불량	잔사
실시예 2	6,000	56.5	0.88	양호	없음
	7,000	62.1	0.91	양호	없음
	8,000	69.2	0.90	양호	없음
실시예 3	6,000	59.2	0.85	양호	없음
	7,000	62.1	0.88	양호	없음
	8,000	89.7	0.72	불량	잔사
실시예 4	6,000	61.2	0.84	양호	없음
	7,000	65.9	0.89	양호	없음
	8,000	69.8	0.88	양호	없음
실시예 5	6,000	57.2	0.89	양호	없음
	7,000	65.2	0.88	양호	없음
	8,000	86.8	0.70	불량	잔사
실시예 6	6,000	57.9	0.91	양호	없음
	7,000	67.2	0.95	양호	없음
	8,000	69.2	0.97	양호	없음
실시예 7	6,000	57.8	0.92	양호	없음
	7,000	67.3	0.94	양호	없음
	8,000	69.8	0.96	양호	없음
실시예 8	6,000	57.6	0.90	양호	없음
	7,000	67.0	0.96	양호	없음
	8,000	69.3	0.98	양호	없음
실시예 9	6,000	56.9	0.92	양호	없음
	7,000	66.9	0.96	양호	없음
	8,000	70.0	0.98	양호	없음
실시예 10	6,000	57.2	0.90	양호	없음
	7,000	67.5	0.96	양호	없음
	8,000	70.1	0.99	양호	없음
실시예 11	6,000	56.8	0.93	양호	없음
	7,000	66.9	0.96	양호	없음
	8,000	70.3	0.98	양호	없음
실시예 12	6,000	57.6	0.91	양호	없음
	7,000	67.5	0.94	양호	없음
	8,000	69.8	0.98	양호	없음
실시예 13	6,000	57.6	0.92	양호	없음
	7,000	67.4	0.97	양호	없음
	8,000	69.7	0.99	양호	없음
실시예 14	6,000	57.5	0.89	양호	없음
	7,000	67.6	0.93	양호	없음
	8,000	69.9	0.96	양호	없음
비교예 1	3,000	57.9	0.83	양호	없음
	4,000	67.8	0.86	양호	없음
	5,000	80.1	0.75	불량	잔사

표 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 조성물들은 구리/몰리브덴 합금 함량이 6,000 ppm 이상인 경우에도 테이퍼 앵글, 시디로스 및 식각 직진성이 유지 외는 양호한 결과를 나타내었다.

반면 비교예 1의 식각액 조성물은 구리/몰리브덴 함량이 5,000 ppm 이상인 경우에 잔사가 발생하였으며, 테이퍼 앵글이 증가, 시디로스 감소 및 직진성을 잃어 식각 특성이 유지되는 금속 함량이 낮음을 확인하였다.

도 5는 실시예 1에 따른 식각액 조성물에 구리/몰리브덴 합금 분말을 7,000 ppm 용해한 후 구리/몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다. 도 6은 비교예 1에 따른 식각액 조성물에 구리/몰리브덴 합금 분말을 5,000 ppm 용해한 후 구리 몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.

상기 결과는 본 발명의 조성물을 사용하여 구리/몰리브덴 합금막을 식각할 때, 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 식각 직진성 등의 특성이 유지되어 생산성이 향상되고 제조 비용을 현저하게 감소시킬 수 있음을 보여 준다.

Claims

조성물 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량%의 과산화수소, 0.1 내지 5 중량%의 식각억제제, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.01 내지 2 중량%의 불소화합물, 0.01 내지 2 중량%의 과수안정제, 0.5 내지 5 중량%의 무기보론화합물 및 전체 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 물을 포함하며, 상기 무기보론화합물은 보론인산염, 보론질산염, 보론황산염 또는 보론불산염이거나 이들로부터 선택되는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
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제1항에 있어서, 상기 식각억제제는 산소, 황 및 질소 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는, 탄소수 1 내지 10의 헤테로고리 화합물인 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
제1항에 있어서, 상기 킬레이트제는 아미노기와 카르복실산기를 동시에 갖고 있는 화합물인 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
제1항에 있어서, 불소화합물은 해리되어 F^- 또는 HF₂ ^- 이온을 제공할 수 있는 화합물인 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
제1항에 있어서, 상기 과수안정제는 인산염, 글리콜류 및 아민류 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
제1항에 있어서, 계면활성제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.