KR101670421B1 - Method for etching a multi-layered metal film and etchant - Google Patents
Method for etching a multi-layered metal film and etchant Download PDFInfo
- Publication number
- KR101670421B1 KR101670421B1 KR1020150022218A KR20150022218A KR101670421B1 KR 101670421 B1 KR101670421 B1 KR 101670421B1 KR 1020150022218 A KR1020150022218 A KR 1020150022218A KR 20150022218 A KR20150022218 A KR 20150022218A KR 101670421 B1 KR101670421 B1 KR 101670421B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- etching
- based compound
- metal film
- weight
- etchant
- Prior art date
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 220
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 96
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 97
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 40
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- -1 cyclic amine Chemical class 0.000 claims description 27
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 25
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 22
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 22
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 113
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 66
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 32
- DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N Etidronic acid Chemical compound OP(=O)(O)C(O)(C)P(O)(O)=O DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 15
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 5
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2h-benzotriazole Chemical compound CC1=CC=CC2=NNN=C12 CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910016509 CuF 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L Phosphate ion(2-) Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEHBUYNXWNQEIU-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC=1N=NNN=1.NC=1N=NNN=1 GEHBUYNXWNQEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100283604 Caenorhabditis elegans pigk-1 gene Proteins 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical group [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- LPLMZAJYUPAYQZ-UHFFFAOYSA-N diazanium;difluoride Chemical compound [NH4+].[NH4+].[F-].[F-] LPLMZAJYUPAYQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DUYCTCQXNHFCSJ-UHFFFAOYSA-N dtpmp Chemical compound OP(=O)(O)CN(CP(O)(O)=O)CCN(CP(O)(=O)O)CCN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O DUYCTCQXNHFCSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229960002050 hydrofluoric acid Drugs 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 150000002475 indoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003007 phosphonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 1
- CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M potassium bisulfate Chemical compound [K+].OS([O-])(=O)=O CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000343 potassium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 150000003212 purines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003217 pyrazoles Chemical class 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003230 pyrimidines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003233 pyrroles Chemical class 0.000 description 1
- 150000003235 pyrrolidines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003236 pyrrolines Chemical class 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M sodium;hydron;difluoride Chemical compound F.[F-].[Na+] BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
- H01L21/76807—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures
- H01L21/76813—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures involving a partial via etch
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Weting (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
다중금속막 식각 방법이 개시되며, 상기 다중금속막 식각 방법은, 구리(Cu) 및 구리 합금 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어지는 제1층 및 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어지는 제2층을 포함하는 다중금속막을 식각하는 방법에 있어서, 상기 다중금속막 상에 소정의 패턴을 갖는 포토레지스트막을 형성하는 단계; 식각액을 사용하여 상기 다중금속막을 식각하는 단계; 및 상기 포토레지스트막을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 다중금속막을 식각하는 단계에서, 상기 식각액은 그의 총 중량에 대해 포스폰산(phosphonic acid) 계열의 화합물을 0.1 내지 10.0 중량% 포함한다.A multi-metal film etch process is disclosed wherein the multi-metal film etch process comprises a first layer of a material comprising at least one of copper (Cu) and a copper alloy, and at least one of titanium (Ti) and a titanium alloy A method for etching a multi-metal film including a second layer made of a material, the method comprising: forming a photoresist film having a predetermined pattern on the multi-metal film; Etching the multi-metal film using an etchant; And removing the photoresist film. In the step of etching the multi-metal film, the etchant includes 0.1 to 10.0 wt% of a phosphonic acid-based compound based on the total weight of the etchant.
Description
본원은 다중금속막 식각 방법 및 식각액에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-metal film etching method and an etching solution.
일반적으로, 박막 트랜지스터는, 구리/티타늄의 이중막 형태의 전극이 식각되어 형성되는 배선을 포함한다.In general, a thin film transistor includes a wiring formed by etching a double-layered film of copper / titanium.
이러한 구리/티타늄의 이중막을 식각하기 위한 식각액이 한국 공개특허 제10-2011-0037458호 및 중국 공개특허 제103668206호에 개시되어 있다.An etching solution for etching such a copper / titanium double film is disclosed in Korean Patent Laid-open Nos. 10-2011-0037458 and Chinese Patent Laid-Open No. 103668206.
그런데, 한국 공개특허 제10-2011-0037458호에 개시된 식각액을 식각에 이용하는 경우, 불소가 구리/티타늄의 이중막 상에 다공성의 부동태피막(산화피막)을 형성하는바, 배선 단락 형상이 발생하였다. 또한, 이를 막기 위해 중국 공개특허 제103668206호에 개시된 바와 같이, 식각액에 클로린(chlorine) 계열의 방식제를 첨가하는 경우, 배선에 잔사(residue)가 발생되었다.However, when the etching solution disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0037458 is used for etching, a porous passive film (an oxide film) is formed on the double film of fluorine / copper, and a wiring short-circuit shape is generated . To prevent this, as disclosed in Chinese Patent Publication No. 103668206, when a chlorine-based anticorrosion agent is added to an etchant, a residue is generated in the wiring.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 식각후 형성되는 배선에서 잔사가 발생하는 것을 최소화하고 단락이 발생하는 것을 막을 수 있는 식각액을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an etching solution capable of minimizing the occurrence of residues in wiring lines formed after etching and preventing a short circuit from occurring.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 다중금속막 식각 방법은, 구리(Cu) 및 구리 합금 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어지는 제1층 및 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어지는 제2층을 포함하는 다중금속막을 식각하는 방법에 있어서, 상기 다중금속막 상에 소정의 패턴을 갖는 포토레지스트막을 형성하는 단계; 식각액을 사용하여 상기 다중금속막을 식각하는 단계; 및 상기 포토레지스트막을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 다중금속막을 식각하는 단계에서, 상기 식각액은 그의 총 중량에 대해 포스폰산(phosphonic acid) 계열의 화합물을 0.1 내지 10.0 중량% 포함할 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for etching a multi-metal film, comprising: forming a first layer made of a material containing at least one of copper (Cu) and a copper alloy; And a second layer made of a material including at least one of a titanium alloy and a titanium alloy, the method comprising: forming a photoresist film having a predetermined pattern on the multi-metal film; Etching the multi-metal film using an etchant; And removing the photoresist film. In the step of etching the multi-metal film, the etchant may include a phosphonic acid based compound in an amount of 0.1 to 10.0% by weight based on the total weight of the etchant.
또한, 본원의 제2 측면에 따른 식각액은, 구리(Cu) 및 구리 합금 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어지는 제1층 및 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어지는 제2층을 포함하는 다중금속막을 식각하기 위한 식각액으로서총 중량에 대해, 포스폰산 계열의 화합물을 0.1 내지 10.0 중량% 포함할 수 있다.The etchant according to the second aspect of the present invention may further comprise a first layer made of a material containing at least one of copper (Cu) and a copper alloy, and a second layer made of a material containing at least one of titanium (Ti) and a titanium alloy Layer, and 0.1 to 10.0% by weight, based on the total weight of the phosphonic acid-based compound, of an etchant for etching the multi-metal film.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 포스폰산 계열의 화합물이 다중금속막의 표면에 치밀한 부동태피막을 형성하는바, 포스폰산 계열의 화합물을 포함하는 식각액을 이용해 식각을 함으로써, 다중금속막의 국부 부식에 대한 저항성을 향상시키고, 배선 단락 및 잔사 발생을 방지할 수 있다. 또한, 식각 손실(CD skew), 단차폭(Step length), 및 경사각(Taper angle) 등의 식각 특성을 동시에 개선할 수 있다.According to the above-mentioned problem solving means of the present invention, since the phosphonic acid-based compound forms a dense passive film on the surface of the multi-metal film, etching is carried out using an etching solution containing a phosphonic acid-based compound, It is possible to improve the resistance to short-circuiting and to prevent the occurrence of residue. In addition, etching characteristics such as etching loss (CD skew), step length, and taper angle can be simultaneously improved.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 식각액의 수명 (life-time) 및 보존성이 향상되어, 식각액의 경제성을 확보할 수 있고, 식각액을 상업적으로 용이하게 적용할 수 있다.Further, according to the above-mentioned task solution of the present invention, the life-time and preservability of the etchant are improved, the economical efficiency of the etchant can be secured, and the etchant can be easily applied commercially.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 식각 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 2는 도 3에 도시된 표에 기재된 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4 및 비교예 5의 성분 표이다.
도 3은 도 2에 기재된 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4 및 비교예 5의 식각 결과를 평가한 표이다.
도 4는 식각액의 포스폰산(HEDP)을 포함 유무에 따른 식각 속도를 도시한 도표이다.
도 5의 (a)는 포스폰산이 첨가되지 않은 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 및 티타늄의 전기분극곡선의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5의 (b)는 포스폰산이 0.2 중량% 첨가된 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 및 티타늄의 전기분극곡선의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5의 (c)는 포스폰산이 0.8 중량% 첨가된 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 및 티타늄의 전기분극곡선의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6의 (a)는 포스폰산이 첨가된 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 박막 표면의 식각 필름을 XPS로 분석한 그래프이다.
도 6의 (b)는 포스폰산이 첨가되지 않은 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 박막 표면의 식각 필름을 XPS로 분석한 그래프이다.
도 7a는 종래의 식각 방법에 의해 식각된 다중금속막의 평면을 고분해용 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 7b는 종래의 식각 방법에 의해 식각된 다중금속막의 단면을 고분해용 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 8a는 본원의 일 실시예에 따른 식각 방법에 의해 식각된 다중금속막의 평면을 고분해용 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 8b는 본원의 일 실시예에 따른 식각 방법에 의해 식각된 다중금속막의 단면을 고분해용 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 식각 방법에 의해 식각된 다중금속막과 종래의 방법으로 식각된 다중금속막간의 배선 단락 빈도수를 비교한 도표이다.1 is a schematic flow chart for explaining an etching method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a composition table of Example 1, Example 2, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3, Comparative Example 4, and Comparative Example 5 described in the table shown in FIG.
FIG. 3 is a table for evaluating etching results of Examples 1, 2, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3, Comparative Example 4 and Comparative Example 5 shown in FIG.
4 is a graph showing the etch rate with or without phosphonic acid (HEDP) of the etchant.
FIG. 5 (a) is a graph showing changes in electric polarization curves of copper and titanium as a result of etching using an etchant to which no phosphonic acid is added.
FIG. 5 (b) is a graph showing the change of electric polarization curve of copper and titanium according to etching using an etchant to which 0.2 weight% of phosphonic acid was added.
FIG. 5 (c) is a graph showing the change of electric polarization curve of copper and titanium according to etching using an etchant to which 0.8 weight% of phosphonic acid is added.
6 (a) is a graph of XPS analysis of an etched film on the surface of a copper thin film according to etching using an etchant to which a phosphonic acid is added.
FIG. 6 (b) is a graph of XPS analysis of the etched film on the surface of the copper thin film according to the etching using the etchant not containing phosphonic acid.
FIG. 7A is a photograph of a plane of a multi-metal film etched by a conventional etching method with a scanning electron microscope for high resolution.
FIG. 7B is a photograph of a section of a multi-metal film etched by a conventional etching method with a scanning electron microscope for high resolution.
FIG. 8A is a photograph of a plane of a multi-metal film etched by the etching method according to an embodiment of the present invention with a scanning electron microscope for high resolution.
FIG. 8B is a photograph of a section of a multi-metal film etched by the etching method according to an embodiment of the present invention with a scanning electron microscope for high resolution.
9 is a graph comparing the number of interconnection lines between the multi-metal film etched by the etching method and the multi-metal film etched by the conventional method according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure. The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.
본원은 다중금속막 식각 방법 및 식각액에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-metal film etching method and an etching solution.
먼저, 본원의 일 실시예에 따른 다중금속막 식각 방법(이하 '본 식각 방법'이라 함)에 대해 설명한다. First, a multi-metal film etching method (hereinafter referred to as "main etching method") according to an embodiment of the present invention will be described.
본 식각 방법은 구리(Cu) 및 구리 합금 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어지는 제1층 및 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어지는 제2층을 포함하는 다중금속막을 식각하는데 적용된다. 다중금속막에 대해서는 후술하기로 한다.The etching method includes etching a multi-metal film including a first layer made of a material including at least one of copper (Cu) and a copper alloy, and a second layer made of a material including at least one of titanium (Ti) and titanium alloy . The multi-metal film will be described later.
도 1은 본 식각 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.1 is a schematic flow chart for explaining the present etching method.
도 1을 참조하면, 본 식각 방법은 다중금속막 상에 소정의 패턴을 갖는 포토레지스트막을 형성하는 단계(510), 식각액을 사용하여 다중금속막을 식각하는 단계(S530) 및 포토레지스트막을 제거하는 단계(S550)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the etching method includes forming (510) a photoresist film having a predetermined pattern on a multi-metal film, etching the multi-metal film using the etching solution (S530), and removing the photoresist film (S550).
다중금속막을 식각하는 단계(S530)에서, 식각액은 포스폰산(phosphonic acid) 계열의 화합물을 포함한다.In the step of etching the multi-metal film (S530), the etching solution contains a phosphonic acid-based compound.
포스폰산 계열의 화합물이라 함은, 포스폰산 유도체 및 그의 염으로부터 선택되는 화합물을 의미할 수 있다. 예시적으로, HEDP(1-하이드록시 에틸리디 엔-1,1-디포스포닉 산(1-hydroxy ethylidiene-1,1-diphosphonic acid, C2H8O7P2)), ATMP(아미노 트리메딜렌 포스포닉 산(Amino trimethylene Phoshonic Acid)), DTPMPA((디에틸렌 트리아민 펜타(Diethylene Triamine Penta(methylene Phosphonic Acid))), 헵타소듐 염(Heptasodium Salt), Polybasic Alcohol Phosphate Ester 등이 이에 해당할 수 있다.The phosphonic acid-based compound may mean a compound selected from a phosphonic acid derivative and a salt thereof. Illustratively, it is possible to use HEDP (1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, C2H8O7P2), ATMP (aminotrimethylenediphosphonic acid trimethylene Phoshonic Acid), DTPMPA (Diethylene Triamine Penta (methylene Phosphonic Acid)), Heptasodium Salt, and Polybasic Alcohol Phosphate Ester.
포스폰산은 다중금속막의 식각시, 식각액에 의해 용해되는 금속 이온을 킬레이팅하여 금속 이온의 활동도를 억제할 수 있다. 예시적으로, 다중금속막이 구리 및 구리 합금 중 하나 이상을 포함하는 경우, 포스폰산은 구리 이온을 킬레이팅 할 수 있다. 이에 따라, 식각이 안정적으로 진행될 수 있다. The phosphonic acid can inhibit the activity of metal ions by chelating the metal ions dissolved by the etching solution when etching the multi metal film. Illustratively, when the multi-metal film comprises at least one of copper and a copper alloy, the phosphonic acid may chelate the copper ion. Thus, the etching can be performed stably.
또한, 포스폰산은 금속 이온과 착화물을 형성할 수 있고, 이를 통해, 다중금속막의 표면에 치밀한 부동태막을 형성할 수 있다. 예시적으로, 포스포산은 구리 또는 티타늄과 착화물을 형성하여 다중금속막의 표면에 CuO 또는 TiO2를 형성할 수 있다. 다중금속막의 표면에 형성되는 CuO 또는 TiO2는 부동태막 역할을 하여 다중금속막의 국부부식에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다. 또한 식각이 진행되는 속도를 감소시켜 식각이 안정적으로 진행되게 할 수 있다.In addition, the phosphonic acid can form a complex with the metal ion, through which a dense passivation film can be formed on the surface of the multi-metal film. Illustratively, phosphoric acid can form CuO or TiO 2 on the surface of the multi-metal film by forming a complex with copper or titanium. CuO or TiO 2 formed on the surface of the multi-metal film can serve as a passivation film, thereby improving resistance to local corrosion of the multi-metal film. In addition, the etching speed can be reduced, and the etching can be performed stably.
종래의 식각 방법에 의하면, 식각시, 다중금속막의 표면에 다공성 구조의 부동태막이 형성되었다. 부동태막이 다공성 구조를 가지고 식각액에 노출된 다중금속막의 표면을 온전히 덮지 못하는바, 다중금속막의 배선 단락이 발생되었다.According to the conventional etching method, a passivation film having a porous structure is formed on the surface of the multi-metal film at the time of etching. The passivation film had a porous structure and could not completely cover the surface of the multi-metal film exposed to the etchant, resulting in the short-circuiting of the multi-metal film.
그러나, 본 식각 방법에 의하면, 포스폰산을 포함하는 식각액이 식각액에 노출되는 다중금속막의 표면에 치밀한 부동태막을 형성하는바, 구리 배선 단락이 방지될 수 있다.However, according to the present etching method, the etching solution containing phosphonic acid forms a dense passivation film on the surface of the multi-metal film exposed to the etching solution, so that the short-circuiting of the copper wiring can be prevented.
본 식각 방법과 관련한 구체적 사항을 설명한다.Describe the details related to this etching method.
다중금속막을 식각하는 단계(S530)에서, 식각액은 포스폰산 계열의 화합물을 0.1 내지 10.0 중량% 포함한다.In the step of etching the multi-metal film (S530), the etching solution contains 0.1 to 10.0% by weight of a phosphonic acid-based compound.
만약, 식각액에 포스폰산 계열의 화합물이 0.1 중량% 미만 첨가되는 경우, 식각의 균일성이 저하되고, 식각액이 포함하는 과황산염(후술함)의 분해가 가속화되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 포스폰산 계열의 화합물이 10.0 중량% 이상 첨가되면, 식각 속도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.If less than 0.1% by weight of the phosphonic acid compound is added to the etching solution, the uniformity of the etching may be lowered and the decomposition of the persulfate (to be described later) included in the etching solution may be accelerated. Further, if 10.0 wt% or more of the phosphonic acid compound is added, the etching rate may be lowered.
또한, 후술하겠지만, 포스폰산 계열의 화합물이 0.1 중량% 첨가되는 경우, 종래와 비교하여 큰 차이가 발생하지 않을 정도로 배선단락이 발생할 수 있다. 반대로, 포스폰산 계열의 화합물이 10.0 중량% 첨가되는 경우, 티타늄이 언에칭(unetching)되는 현상이 발생할 수 있다.As will be described later, when 0.1% by weight of a phosphonic acid compound is added, wiring short-circuiting may occur to such an extent that no significant difference occurs as compared with the conventional method. Conversely, when 10.0 wt% of a phosphonic acid compound is added, unetching of titanium may occur.
따라서, 이러한 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해 포스폰산 계열의 화합물은 0.1 내지 10.0 중량% 첨가되어야 한다.Therefore, in order to prevent such a problem from occurring, the phosphonic acid-based compound should be added in an amount of 0.1 to 10.0% by weight.
또한, 다중금속막을 식각하는 단계(S530)에서, 식각액의 일 구현예로서, 식각액은 과황산염 계열의 화합물, 플루오린 계열의 화합물 및 무기산 계열의 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Further, in the step of etching the multi-metal film (S530), as one embodiment of the etching solution, the etching solution may include at least one of a persulfate-based compound, a fluorine-based compound, and an inorganic acid-based compound.
구리 및 구리 합금 중 하나 이상을 포함하는 다중금속막의 식각에 과황산염 계열의 화합물이 사용될 경우, 식각 효율이 향상될 수 있다. 만약, 식각액이 과황산염 계열의 화합물을 포함하지 않은 경우, 다중금속막의 제1층에 과식각 현상이 발생하고, 식각 후의 결과물인 제1층의 패턴이 심각하게 손상될 수 있다.If a persulfate-based compound is used to etch a multi-metal film comprising at least one of copper and a copper alloy, the etch efficiency can be improved. If the etchant does not contain a persulfate-based compound, an overgrowth phenomenon may occur in the first layer of the multi-metal film and the pattern of the first layer after etching may be severely damaged.
그러나, 본 식각 방법에 의하면, 식각액이 과황산염 계열의 화합물을 포함하는바, 이러한 문제가 발생하는 것을 막을 수 있다. 또한, 과황산염 계열의 화합물의 첨가에 따라, 식각 손실(CD skew) 및 경사각(Taper angle) 등의 식각 특성이 개선될 수 있다. 즉, 과황산염 계열의 화합물은 제1층의 식각 속도를 조절하는 역할을 할 수 있으나, 그 작용이 이에 제한되는 것은 아니다.However, according to this etching method, since the etchant includes a persulfate-based compound, this problem can be prevented from occurring. In addition, the etching characteristics such as the CD skew and the taper angle can be improved by adding the persulfate-based compound. That is, the persulfate-based compound can control the etching rate of the first layer, but its action is not limited thereto.
예시적으로, 식각액은, 과황산염 계열의 화합물로서, 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate), 포타슘 퍼설페이트(Potassium persulfate), 소듐 퍼설페이트 (Sodium persulfate), 옥손(Oxone) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Illustratively, the etchant may include at least one of ammonium persulfate, Potassium persulfate, Sodium persulfate, Oxone as a persulfate-based compound .
또한, 예시적으로, 식각액은, 과황산염 계열의 화합물을 5 - 20 중량% 포함할 수 있다.Further, illustratively, the etchant may comprise from 5 to 20% by weight of a persulfate-based compound.
만약, 과황산염 계열의 함유량이 5 중량% 미만인 경우, 과황산염 계열의 화합물의 작용을 기대하기 힘들 수 있으며, 식각액의 제조 과정에서 퓸 (fume)이 발생할 수 있고, 에칭 속도가 지나치게 저하될 수 있다. 또한, 과황산염 계열의 함유량이 20 중량% 이상인 경우, 에칭 속도가 지나치게 높아 다중금속막을 식각하는 단계(S530)의 수행에 있어서, 식각 공정의 제어가 어려워질 수 있다. 따라서, 과황산염 계열의 화합물의 함유량은 5 - 20 중량%가 바람직하다.If the content of the persulfate series is less than 5% by weight, the action of the persulfate-based compound may not be expected, and fumes may be generated during the production of the etching solution, and the etching rate may be excessively lowered . Also, when the content of the persulfate-based material is 20 wt% or more, the etching rate may be too high to control the etching process in the step of etching the multi-metal film (S530). Therefore, the content of the persulfate-based compound is preferably 5 to 20% by weight.
또한, 플루오린 계열의 화합물은 식각 속도를 조절하고 식각 효율을 향상시키는 작용을 할 수 있다. 특히, 티타늄 및 티타늄 합금 중 하나 이상을 포함하는 다중금속막의 식각에 플루오린 계열의 화합물이 사용되는 것이 바람직하다.In addition, fluorine-based compounds can act to control the etch rate and improve etch efficiency. In particular, it is preferred that fluorine-based compounds be used for etching multi-metal films comprising at least one of titanium and a titanium alloy.
일반적으로, 티타늄은 표면에 치밀한 부동태피막을 가지고 있는바, 대부분의 수용액에서 잘 녹지 않는 부동태 현상을 보이며, 이에 따라, 플루오린 계열의 화합물을 포함하지 않는 식각액으로 식각 처리할 경우, 티타늄 부분의 식각이 저활성화될 수 있다. In general, titanium has a dense passive film on its surface, and shows a passive phenomenon that is not easily dissolved in most aqueous solutions. Thus, when etching is performed with an etching solution containing no fluorine-based compound, etching of the titanium portion Can be activated low.
그러나, 본 식각 방법은, 식각액에 플루오린 계열의 화합물을 첨가함으로써, 플루오린 이온을 이용해 티타늄의 산화피막을 파괴하여, 티타늄 부분을 효율적으로 식각할 수 있다.However, in this etching method, by adding a fluorine-based compound to the etching solution, it is possible to efficiently etch the titanium portion by destroying the oxide film of titanium by using fluorine ions.
또한, 플루오린 계열의 화합물은 잔사를 제거하는 작용을 할 수 있다. 이에 따라, 본 식각 방법에 의해 식각된 다중금속막이 박막 트랜지스터 등에 적용될 때, 픽셀 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In addition, fluorine-based compounds can act to remove residues. Accordingly, when the multi-metal film etched by the etching method is applied to a thin film transistor or the like, pixel defects can be prevented from occurring.
예시적으로, 식각액은, 플루오린 계열의 화합물로서, 불화 수소(HF), 불화 암모늄(NH4F), 불화 암모늄(NH4HF2), 붕소(NH4BF4), 불화 칼륨(KF), 칼륨중불화물(KHF2), 테트라 플루오로 붕산 칼륨(KBF4), 불화 나트륨(NaF), 불화 수소 나트륨(NaHF2), 불화 알루미늄 (AlF3와), 불화 산 (HBF4), 불화 리튬(LiF) 및 칼슘 불화물(CaF2) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Illustratively, the etching solution is a compound of the fluorine series, hydrogen fluoride (HF), ammonium fluoride (NH 4 F), ammonium fluoride (NH 4 HF 2), boron (NH 4 BF 4), potassium fluoride (KF) , Potassium fluoride (KHF 2 ), potassium tetrafluoroborate (KBF 4 ), sodium fluoride (NaF), sodium hydrogen fluoride (NaHF 2 ), aluminum fluoride (with AlF 3 ), fluoric acid (HBF 4 ) (LiF) and calcium fluoride (CaF 2 ).
플루오린 계열의 화합물은 0.001 - 2 중량% 첨가됨이 바람직하다. 만약, 플루오린 계열의 화합물이 0.01 중량% 미만인 경우 티타늄의 에칭 속도 저하로 잔사가 발생할 수 있다. 또한, 플루오린 계열의 화합물이 2 중량% 이상인 경우 식각 도중 다중금속막이 형성된 하부 유리기판(SiNx, SiO2) 등이 과식각되어, 언더컷언더컷(undercut)이 발생되거나 배선 단락이 발생될 수 있다. 따라서, 플루오린 계열의 화합물은 0.001 - 2 중량% 첨가됨이 바람직하다. The fluorine-based compound is preferably added in an amount of 0.001 to 2% by weight. If the content of the fluorine-based compound is less than 0.01% by weight, the etching rate of the titanium may be lowered to cause a residue. If the fluorine-based compound is 2 wt% or more, a lower glass substrate (SiN x , SiO 2 ) or the like on which a multi-metal film is formed during over etching may over-induce an undercut or undercut short-circuit . Therefore, it is preferable that the fluorine-based compound is added in an amount of 0.001 - 2 wt%.
또한, 무기산 계열의 화합물은 기본적인 산화제 역할을 할 수 있다. 또한, 무기산 계열의 화합물은 다중금속막에 포함된 구리 및 티타늄의 표면에 부동태막을 형성할 수 있다.In addition, the inorganic acid-based compound can serve as a basic oxidizing agent. Further, the inorganic acid-based compound can form a passivation film on the surface of copper and titanium contained in the multi-metal film.
무기산 계열의 화합물은 1 - 10 중량% 첨가될 수 있다. 만약, 무기산 계열의 화합물이 1 중량% 미만인 경우, 식각 프로파일이 나빠질 수 있다. 또한, 만약 무기산 계열의 화합물이 10 중량% 첨가되는 경우, 포토레지스트막의 균열이 발생하여 다중금속막의 식각 후, 국부 부식이 발생될 수 있다.The inorganic acid-based compound may be added in an amount of 1 to 10% by weight. If the amount of the inorganic acid compound is less than 1% by weight, the etching profile may be deteriorated. In addition, if 10 wt% of the inorganic acid compound is added, cracking of the photoresist film may occur and local corrosion may occur after etching the multi-metal film.
예시적으로, 식각액은, 무기산 계열의 화합물로서, 질산 계열의 화합물(이를테면, 질산, 질산철(III)(Fe(NO3)3), 질산칼륨, 질산암모늄, 질산리튬 등), 황산 계열의 화합물(이를테면, 황산, 황산수소암모늄(NH4HSO4), 황산수소칼륨(KHSO4), 황산칼륨(K2SO4) 등) 및 인산 계열의 화합물(이를테면, 인산, 인산암모늄((NH4)3PO4), 인산일수소암모늄((NH4)2HPO4), 인산이수소암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(K3PO4), 인산일수소칼륨(K2HPO4), 인산이수소칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(Na3PO4), 인산일수소나트륨(Na2HPO4) 과 인산이수소나트륨(NaH2PO4) 등) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Illustratively, the etching solution is a nitric acid-based compound (such as nitric acid, iron (III) (Fe (NO 3 ) 3 ), potassium nitrate, ammonium nitrate, lithium nitrate, etc.) compound (for example, sulfate, hydrogen sulfate, ammonium (NH 4 HSO 4), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4), potassium sulfate (K 2 SO 4), and so on), and compounds of phosphoric acid sequence (for example, phosphoric acid, ammonium phosphate ((NH 4 ) 3 PO 4), hydrogen phosphate, ammonium ((NH 4) 2 HPO 4 ), dihydrogen phosphate, ammonium (NH 4 H 2 PO 4) , potassium phosphate (K 3 PO 4), hydrogen phosphate and potassium (K 2 HPO 4 ), potassium dihydrogenphosphate (KH 2 PO 4 ), sodium phosphate (Na 3 PO 4 ), sodium monohydrogenphosphate (Na 2 HPO 4 ) and sodium dihydrogen phosphate (NaH 2 PO 4 ) .
또한, 식각액은 고리형 아민 계열의 화합물, 유기산 계열의 화합물, 파라-톨루엔설포산(p-toluenesulfonic acid) 계열의 화합물을 포함할 수 있다.In addition, the etchant may include a cyclic amine-based compound, an organic acid-based compound, and a p-toluenesulfonic acid-based compound.
식각액은 고리형 아민 계열의 화합물을 0.1 - 5 중량% 포함할 수 있다.The etching solution may contain 0.1 to 5% by weight of a cyclic amine-based compound.
만약, 고리형 아민 계열의 화합물이 0.1 중량% 이하 첨가될 경우, 제1층의 과식각이 발생할 수 있과, 제1층과 제2층의 단차(tail)가 도드라질 수 있다. 또한, 만약, 고리형 아민 계열의 화합물이 5 중량%이상인 경우, 제1층의 식각이 과도하게 억제되어 식각 시간이 길어지고 다중금속막의 성능이 저하될 수 있다.If 0.1% by weight or less of the compound of the cyclic amine series is added, the overexposure angle of the first layer may occur and the tails of the first layer and the second layer may be formed. In addition, if the amount of the cyclic amine-based compound is 5 wt% or more, the etching of the first layer is excessively suppressed, so that the etching time is lengthened and the performance of the multi-metal film may be deteriorated.
고리형 아민 계열의 화합물은 식각 속도 및 식각 프로파일을 제어하기 위해 사용된다. 예시적으로, 고리형 아민 계열의 화합물로, 5 - 아미노 테트라 졸 (5 - 아미노 테트라 졸), 메틸 벤조 트리아 졸, 벤조 트리아 졸, 메틸 벤조 트리아 졸, 이미 다졸 화합물, 인돌 화합물, 퓨린 화합물을 포함 할 수있다 피라 졸 화합물, 피리딘 화합물, 피리 미딘 화합물, 피롤 화합물, 피 롤리 딘 화합물, 피 롤린 화합물 등 및 이러한 성분들의 부산물이 이용될 수 있다.The cyclic amine-based compounds are used to control the etching rate and etch profile. Illustratively, cyclic amine - based compounds include 5 - aminotetrazole (5 - aminotetrazole), methylbenzotriazole, benzotriazole, methylbenzotriazole, imidazole compounds, indole compounds, and purine compounds A by-product of pyrazole compounds, pyridine compounds, pyrimidine compounds, pyrrole compounds, pyrrolidine compounds, pyrroline compounds, and the like can be used.
또한, 식각액은 유기산 계열의 화합물을 1-10 중량% 포함할 수 있다.In addition, the etching solution may contain 1-10% by weight of the organic acid-based compound.
예시적으로, 식각액은, 유기산 계열의 화합물로서, 아세트산 계열의 화합물(아세트산, 아세트산암모늄, 아세트산칼륨, 아세트산나트륨, 이미노디아세트산(HN(CH2COOH)2iminodiacetic acid, IDA) 등), 술폰산 계열의 화합물(벤젠술폰산(Benzenesulfonic acid), p-톨루엔술폰산(para-Toluenesulfonic), 메탄술폰산화합물(Methanesulfonic acid), 아미도술폰산(Amidosulnic acid) 등) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Illustratively, the etching solution is, as a compound of an organic acid-based compounds of the acetic acid series (acetic acid, ammonium acetate, potassium acetate, sodium acetate, acetic acid, iminodiacetic (HN (CH 2 COOH) 2 iminodiacetic acid, IDA), etc.), acid sequence (Benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, amidosulnic acid, and the like).
또한, 식각액은 파라-톨루엔 설포산(p-toluenesulfonic acid) 계열의 화합물을 0.1 - 5 중량% 포함할 수 있다.In addition, the etching solution may contain 0.1 to 5% by weight of a compound of p-toluenesulfonic acid series.
만약, 파라-톨루엔 설포산이 0.1 중량% 이하 첨가되었다면, 파라-톨루엔 설포산의 첨가에 따른 식각의 특성 변화가 거의 없을 수 있다. 또한, 만약, 파라-톨루엔 설포산 이 5 중량% 이상이면 식각 프로파일이 저하될 수 있다. If para-toluenesulfonic acid is added in an amount of 0.1 wt% or less, there may be little change in the characteristics of etching due to the addition of para-toluenesulfonic acid. In addition, if the para-toluenesulfonic acid content is 5 wt% or more, the etching profile may be degraded.
또한, 포스폰산 계열의 화합물 외에 상술한 첨가물의 첨가비가 상기와 같은 경우, 포스폰산 계열의 화합물은 0.01 - 2 중량% 첨가됨이 바람직하다.When the addition ratio of the above-mentioned additives other than the phosphonic acid-based compound is the same as above, the phosphonic acid-based compound is preferably added in an amount of 0.01 - 2 wt%.
또한, 식각액은 물을 포함할 수 있다. 물은 탈 이온화된 증류수 또는, 탈 이온수일 수 있다. 바람직하게는, 물은 18 M/cm 이상인 탈 이온화 된 증류수, 탈 이온수일 수 있다. In addition, the etchant may comprise water. The water may be deionized distilled water or deionized water. Preferably, the water may be deionized distilled water, deionized water, of 18 M / cm or greater.
또한, 예시적으로, 물은 식각액의 100 중량%로 첨가될 수 있다. 물은, 식각액에 첨가된 다른 성분 간의 균형(balance)을 맞출 수 있다.Further, illustratively, water may be added in an amount of 100% by weight of the etching solution. Water can balance the other components added to the etchant.
또한, 본 식각 방법에 있어서, 식각액은, 식각 특성을 개선하기 위하여, 본원에 기재되지 않은 통상의 첨가제들을 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 통상의 첨가제로는, 예를 들어, 산화막 안정제, 계면 활성제, 식각 조절제 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Also, in this etching method, the etching solution may additionally include conventional additives not described herein to improve etching properties. Examples of the conventional additives include, but are not limited to, an oxide film stabilizer, a surfactant, an etching control agent, and the like.
상술한 바와 같은 식각액은 과황산염 계열을 베이스(base)로 하는 식각액으로 볼 수 있다. 다시 말해, 식각액은 과황산염 계열의 식각액에 포스폰산을 첨가함으로써 구현될 수 있다. 또한, 이러한 식각액에 있어서, 상술한 포스폰산 계열의 화합물은 다중금속막을 식각하는데 있어서, 과황산염 계열의 화합물, 플루오린 계열의 화합물 및 무기산 계열의 화합물과 경쟁하는 공동 산화제 역할을 할 수 있다.The etching solution as described above can be regarded as an etching solution having a persulfate-based base. In other words, the etchant can be implemented by adding phosphonic acid to the etchant of the persulfate series. Further, in the etching solution, the above-mentioned phosphonic acid-based compound can serve as a co-oxidizing agent to compete with a persulfate-based compound, a fluorine-based compound and an inorganic acid-based compound in etching a multi-metal film.
또한, 본원의 다른 구현예로서, 다중금속막을 식각하는 단계(S530)에서, 식각액은, 과황산염 계열의 화합물 대신에 과산화수소 계열의 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 식각액은 과산화수소 계열을 베이스(base)로 하는 식각액으로 볼 수 있다. 다시 말해, 식각액은 과산화 수소 계열의 식각액에 포스폰산을 첨가함으로써 구현될 수 있다. Further, in another embodiment of the present application, in the step of etching the multi-metal film (S530), the etchant may include a compound of the hydrogen peroxide series instead of the persulfate-based compound. In this case, the etching solution can be regarded as an etching solution having a hydrogen peroxide series as a base. In other words, the etchant can be implemented by adding a phosphonic acid to the etchant of the hydrogen peroxide series.
이하에서는, 실시예를 통해 본 식각 방법의 효과를 구체적으로 확인한다. 다만, 본원이 이하의 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the effects of the present etching method will be specifically confirmed through the examples. However, the present invention is not limited by the following examples.
[실시예 1][Example 1]
실시예 1은 샘플 상에 포토레지스트 막을형성하는 단계, 식각액을 사용하여 샘플을 식각하는 단계를 포함한다. 샘플을 식각하는 단계에서, 식각액은, 도 2에 도시된 성분표의 실시예 1란에 기재된 바와 같이, 과류산 암모늄(APS(Ammonium persulfate)) 10중량%, 플루오르화수소 암모늄(ABF(Ammonium bifluoride)) 1 중량%, 포스폰산 계열의 화합물인 HEDP 0.05 중량%, 질산(HNO3) 3 중량%, 아미노테트라졸(ATZ(aminotetrazole)) 1중량%, 아세트산암모늄(AA(Ammonium acetate)) 3중량%, 아세트산(AceOH) 5 중량%, 파라-톨루엔설포산(PTA) 2중량% 및 물 100 중량%를 포함한다. Example 1 includes the steps of forming a photoresist film on a sample, and etching the sample using an etching solution. In the step of etching the sample, the etching solution contained 10 wt% ammonium ammonium fluoride (ABF (Ammonium bifluoride)) as described in Example 1 of the ingredient table shown in Fig. 2, 1% by weight of a phosphonic acid compound, 0.05% by weight of HEDP, 3 % by weight of nitric acid (HNO3), 1% by weight of aminotetrazole (ATZ), 3% by weight of ammonium (AA) 5% by weight of acetic acid (AceOH), 2% by weight of para-toluenesulfonic acid (PTA) and 100% by weight of water.
[실시예 2][Example 2]
실시예 2는 실시예 1과 동일한 과정으로 수행되며, 다만, 도 2에 도시된 성분표의 실시예 2란에 기재된 바와 같이, 식각액이 과류산 암모늄(APS(Ammonium persulfate)) 5중량%, 플루오르화수소 암모늄(ABF(Ammonium bifluoride)) 1.0 중량%, 포스폰산 계열의 화합물인 HEDP 0.01 중량%, 질산(HNO3) 5 중량%, 아미노테트라졸(ATZ(aminotetrazole)) 1중량%, 아세트산암모늄(AA(Ammonium acetate)) 3중량%, 아세트산(AceOH) 5 중량%, 파라-톨루엔설포산(PTA) 2중량% 및 물 100 중량%를 포함한다.Example 2 is carried out in the same manner as in Example 1, except that the etching solution contains 5% by weight of ammonium perchlorate (APS (Ammonium persulfate)), 10% by weight of hydrogen fluoride 1.0% by weight of ammonium (ABF (Ammonium bifluoride)), 0.01% by weight of a phosphonic acid compound HEDP, 5% by weight of nitric acid (HNO 3 ), 1% by weight of aminotetrazole (ATZ) Ammonium acetate), 5% by weight of acetic acid (AceOH), 2% by weight of para-toluenesulfonic acid (PTA) and 100% by weight of water.
또한, 실시예 1 및 2에서, 샘플을 식각하는 단계는 하기 [실험예]를 따라 수행되었다.Further, in Examples 1 and 2, etching the sample was carried out according to the following Experimental Example.
[실험예][Experimental Example]
식각액은 30 ℃로 가온되었으며, 그 후, 30 ℃± 0.1 ℃ 로 관리 되었다. 총 식각 시간은 식각 종료 시간(EPD(End point detection))을 기준으로 하여 오버 에치(Over etch)를 50% 부가하여 실시하였다.The etchant was heated to 30 ° C and then maintained at 30 ° C ± 0.1 ° C. The total etch time was determined by adding over etch (50%) based on the etch end time (EPD (End point detection)).
또한, 식각(S530) 후, 식각 특성 등을 평가하기 위해, 식각이 완료된 샘플은 샘플은 순수 증류수로 세정되고, 에어건에 의해 건조되었다. 또한, 단면 테이퍼 각을 측정하기 위해서 포토 레지스트 막을 제거하지 않은 경우도 있으나, 대부분의 샘플에 대해서는 식각 특성 측정을 위하여 포토 레지스트막 제거가 수행되었다. 포토 레지스트막 제거(S550)는, 포토 레지스트 박리제를 이용한 PR strip공정에 의해 진행되였다. 식각 특성은, 전자 현미경(SEM)을 이용하여 측정하였다.In addition, after the etching (S530), in order to evaluate the etch characteristics and the like, the sample which has been etched is cleaned with pure distilled water and dried by an air gun. Although the photoresist film was not removed in order to measure the taper angle of the end face, the photoresist film removal was carried out for most samples in order to measure etching properties. The photoresist film removal (S550) was carried out by a PR strip process using a photoresist stripper. Etch characteristics were measured using an electron microscope (SEM).
또한, 실시예 1 및 2를 종래의 식각 방법과 비교하기 위해, 비교예 1 내지 5를 수행하였다. 비교예 1 내지 5는 실시예 1 및 2와 동일한 과정으로 수행되나, 다만, S530 단계에서, 사용되는 식각액이 도 2에 도시된 성분표의 비교예 1 내지 5 각각에 기재된 성분을 갖는다. In addition, in order to compare Examples 1 and 2 with the conventional etching method, Comparative Examples 1 to 5 were carried out. Comparative Examples 1 to 5 are performed in the same manner as in Examples 1 and 2 except that the etching solution used has the components described in each of Comparative Examples 1 to 5 in the component table shown in FIG.
도 3은 도 2에 기재된 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4 및 비교예 5의 식각 결과를 평가한 표이다.FIG. 3 is a table for evaluating etching results of Examples 1, 2, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3, Comparative Example 4 and Comparative Example 5 shown in FIG.
참고로, 도 3의 식각 손실(skew)의 평가 기준은 다음과 같다.For reference, the evaluation criterion of the etching loss (skew) in FIG. 3 is as follows.
O: 우수 (식각 손실(skew) ≤ 1 μm)O: Excellent (etching loss (skew) ≤ 1 μm)
Δ: 좋은 (1 μm ≤ 식각 손실(skew) ≤의 2 μm)Δ: Good (1 μm ≤ 2 μm of etch loss (skew) ≤)
X: 나쁨 (금속막 잔류)X: Bad (metal film residue)
또한, 경사각(taper angle)의 평가 기준은 다음과 같다.The evaluation criteria of the taper angle are as follows.
O: 우수 (경사각(taper angle): 60 ° ~ 40 °)O: Excellent (taper angle: 60 to 40)
Δ: 좋은 (경사각(taper angle): 70 ° ~ 30 °)Δ: Good (taper angle: 70 ° to 30 °)
X: 나쁨 (경사각(taper angle): ≥80 °)X: poor (taper angle:? 80 °)
또한, 도 3의 표에서, 보관 경시 변화란, 제조된 후 25℃의 상온에서 3일간 보관된 식각액에 의한 식각 결과를 의미한다. 평가 기준은 다음과 같다.In the table of Fig. 3, the change with time in storage means a result of etching with the etching solution stored at room temperature of 25 캜 for 3 days after being manufactured. The evaluation criteria are as follows.
O: 우수 (삼일 후 에칭 특성 우수함)O: Excellent (excellent etching property after three days)
X: 나쁨 (삼일 후 에칭 특성 떨어짐)X: poor (etching property after three days)
또한, 도 3의 표에서, 기판 식각란, 식각되는 다중금속막이 형성된 기판의 식각액에 의한 식각 유무를 기재한 것이다.In the table of Fig. 3, the substrate is etched and the presence or absence of etching by the etching solution in the substrate on which the multi-metal film to be etched is formed is described.
또한, 도 3의 표에서, 처리 매수 경시 변화란은 식각액의 구리이온 의존도를 파악하기 위한 것으로서, 다중금속막에 대한 첫 식각 후, 5000ppm의 구리 분말을 완전 용해시키고, 그 후, 재차 식각하여 측정한 식각 특성들(식각 손실(skew), tail 유무, 잔사 유무, 경사각(taper angle) 등)이 기준 테스트에 비해 10%이상 차이가 나면 빈약한 것으로 판정하였다. 보다 구체적으로, 평가 기준은 이하와 같다.In addition, in the table of Fig. 3, the change in the number of treatments over time is for grasping the copper ion dependency of the etching solution. After the first etching for the multi-metal film, 5000 ppm of copper powder was completely dissolved and then etched again It was judged to be poor if the etch characteristics (etching, skew, presence of tail, presence of residue, taper angle, etc.) were more than 10% different from the reference test. More specifically, the evaluation criteria are as follows.
O: 뛰어남 (에칭 성능이 기준 테스트와 동일하거나 변화 정도가 10%미만이다.).O: excellent (etching performance is the same as the reference test or less than 10%).
X: 나쁨 (변화정도가10 % 이상이다)X: Poor (degree of change is 10% or more)
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, HEDP를 포함하는 본 식각 방법에 따른 식각액의 경우 식각 특성(식각 손실(skew), tail 유무, 잔사 유무, 경사각(taper angle) 등)에서 매우 우수하고, 보관 경시 변화 및 구리 의존도면에서 매우 안정적인 특성을 보임을 알 수 있으며, 배선 단락 방지 효과 및 잔사가 발생하는 것을 방지하는 효과가 비교예 1 내지 5에 비해 우수함을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the etchant according to the present etching method including the HEDP is excellent in etching properties (such as etching, skew, tail, residue, taper angle, etc.) It can be seen that it shows a very stable characteristic in the time-dependent change and the copper dependent drawing, and it is confirmed that the effect of preventing short-circuiting of wiring and preventing the occurrence of residue are superior to those of Comparative Examples 1 to 5.
특히, 비교예 1을 참조하면, 식각 성능 및 저장 안정성이 일정 정도 확보되더라도, HEDP가 첨가되지 않으면, 배선 단락 방지 효과 및 잔사 발생 방지 효과를 확보할 수 없다는 점을 알 수 있다.In particular, referring to Comparative Example 1, it can be seen that, even if the etching performance and the storage stability are secured to some extent, the effect of preventing short-circuiting of wirings and preventing the residue from being generated can not be secured unless HEDP is added.
또한, 비교예 2를 참조하면, 극소량의 암모니아 클롤라이드(NH4Cl)의 첨가는 배선 단락 개선에 큰 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있다.In addition, referring to Comparative Example 2, it can be seen that the addition of a very small amount of ammonia chloride (NH 4 Cl) does not greatly affect the wiring short-circuit.
또한, 비교예 3을 참조하면, 본 출원인의 실험 결과에 의하면, HEDP가 첨가되지 않는 경우에는 가장 큰 배선단락이 검출되었다.Also, referring to Comparative Example 3, according to the test results of the present applicant, the largest wiring short circuit was detected when HEDP was not added.
또한 비교예 4를 참조하면, HEDP를 너무 많이 첨가한 경우에는 티타늄이 언에칭(unetching)되는 현상이 발생할 수 있으며, 반대로, HEDP가 극소량 첨가되는 경우에는 비교예3과 비교하여 큰 차이가 발생하지 않을 정도로 배선단락이 발생할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 포스폰산 계열의 화합물을 0.1 내지 10.0 중량% 첨가되어야 한다.Also, referring to Comparative Example 4, when too much HEDP is added, unetching of titanium may occur. On the contrary, when a very small amount of HEDP is added, a large difference is caused as compared with Comparative Example 3 A wiring short-circuit may occur. That is, as described above, 0.1 to 10.0% by weight of a phosphonic acid compound should be added.
또한, 실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 3을 비교하여 보면, 염소 이온이 첨가되는 경우보다 포스폰산 계열의 화합물이 첨가된 본 식각 방법에 따른 식각액에 의한 식각이 다중금속막의 배선 단락 빈도수를 낮추고, 잔사 발생률을 저하시킨다는 점을 알 수 있다.In comparison between Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, it was found that the etching by the etching solution according to the present etching method, in which a phosphonic acid compound was added, compared with the case where chlorine ions were added, And lowering the residue generation rate.
즉, 본 식각 방법은, 포스폰산 계열의 화합물이 첨가된 식각액을 이용하여 식각을 수행함으로써, 배선 단락을 방지하는 효과를 확보하면서, 동시에, 우수한 식각 특성(식각 손실(skew), tail 유무, 잔사 유무, 경사각(taper angle) 등)을 확보할 수 있다. 또한, 본 식각 방법에 적용되는 식각액은 보관성까지 확보할 수 있다.That is, in the present etching method, etching is performed using an etching solution to which a phosphonic acid-based compound is added, thereby ensuring an effect of preventing a short circuit of the wiring and at the same time improving etching properties (etching, skew, Taper angle, etc.) can be ensured. In addition, the etching solution applied to the present etching method can secure storage property.
도 4는 식각액의 HEDP의 포함 유무에 따른 식각 속도를 도시한 도표이다.FIG. 4 is a graph showing etching rates depending on the presence or absence of HEDP in the etching solution.
도 4에 도시된 바와 같이, HEDP를 포함하는 식각액에 의한 구리 및 티타늄의 에칭 속도가 HEDP를 포함하지 않는 식각액에 의한 구리 및 티타늄의 에칭 속도에 비해 더 낮음을 확을 할 수 있다.As shown in FIG. 4, it can be seen that the etch rate of copper and titanium by the etchant containing HEDP is lower than the etch rate of copper and titanium by the etchant containing no HEDP.
또한, 도 5a는 HEDP이 첨가되지 않은 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 및 티타늄의 전기분극곡선의 변화를 도시한 그래프이고, 도 5b는 HEDP이 0.2 중량% 첨가된 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 및 티타늄의 전기분극곡선의 변화를 도시한 그래프이며, 도 5(c)는 HEDP이 0.8 중량% 첨가된 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 및 티타늄의 전기분극곡선의 변화를 도시한 그래프이다.5A is a graph showing the change of electric polarization curves of copper and titanium according to the etching using the etching solution to which HEDP is not added, and FIG. 5B is a graph showing changes in electric polarization curves of copper and titanium according to the etching using the etching solution containing 0.2 wt% FIG. 5 (c) is a graph showing changes in electric polarization curves of copper and titanium according to etching using an etchant to which 0.8 wt% of HEDP is added.
도 5a 내지 도 5c를 함께 비교하여 보면, 식각액에서 구리는 음극(cathode)로 작용하고 티타늄은 양극(anode)로 작용함을 확인할 수 있다. 또한, 도 5a 내지 도 5c를 통해 식각액에 HEDP가 포함될 경우, 구리 및 티타늄 각각의 부식 속도가 현저하게 감소할 수 있음을 확인 할 수 있고, 부동태피막(passivity)이 치밀하게 형성됨을 확인할 수 있다5A to 5C, it can be seen that copper acts as a cathode and titanium acts as an anode in the etching solution. 5A to 5C, it can be confirmed that the corrosion rate of each of copper and titanium can be remarkably reduced when the HEDP is contained in the etching solution, and it is confirmed that the passivity is densely formed
도 6a는 HEDP가 첨가된 식각액을 이용한 식각에 따른 구리 박막 표면의 식각 필름을 XPS로 분석한 그래프이며, 도 6b는 포스폰산이 첨가되지 않은 식각액(상술한 도 2에 도시된 성분 표의 비교예 1에 따른 식각액)을 이용한 식각에 따른 구리 박막 표면의 식각 필름을 XPS로 분석한 그래프이다.FIG. 6A is a graph showing an XPS analysis of the etched film on the surface of the copper thin film according to the etching using the HEDP-added etchant. FIG. 6B is a graph showing the etching rate of the etchant without the phosphonic acid (Comparative Example 1 FIG. 2 is a graph showing an XPS analysis of an etching film on the surface of a copper thin film according to the etching using the etching solution according to the present invention.
도 6b를 보면, HEDP를 포함하지 않는 종래의 식각액(비교예 1에 따른 식각액)에 의하면, 다중금속막의 식각이 수행되는 표면에 CuF2 필름이 다량 생성된 것을 알 수 있다. 종래에는, 식각시, CuF2 필름이 다공성으로 형성되기에, 국부 부식이 유발되었다.Referring to FIG. 6B, it can be seen that a conventional etching solution containing no HEDP (etchant according to Comparative Example 1) produced a large amount of CuF 2 film on the surface of the multi-metal film to be etched. Conventionally, when the CuF 2 film is formed into a porous structure during etching, local corrosion has been caused.
반면에, 도 6a를 보면, 본 식각 방법에 의하면, 식각액이 HEDP를 포함하는바, 식각액에 플루오린 이온(F-)이 존재하더라도, 치말한 CuO 필름이 형성됨을 확인할 수 있다. 또한, 치밀한 CuO 필름에 의해, 국부 부식에 대한 저항성이 향상될 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 6A, according to the present etching method, it can be confirmed that the etched solution contains HEDP, so that even if there is fluorine ion (F-) in the etchant, the etched CuO film is formed. In addition, resistance to local corrosion can be improved by a dense CuO film.
도 7a 및 도7b는 종래의 식각 방법(비교예 1에 따른 식각 방법)에 의해 식각된 다중금속막의 평면 및 단면 각각을 고분해용 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이고, 도 8a 및 도 8b는 본 식각 방법에 의해 식각된 다중금속막의 평면 및 단면 각각을 고분해용 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다. 참고로, 도 7a 내지 도 8b에 도시된 다중금속막은 유리 기판 상에 티타늄(300A)을 포함하는 제2층 및 구리(5000A)를 포함하는 제1층이 순차적으로 적층된 것이다.FIGS. 7A and 7B are photographs of planar and cross-sectional views of a multi-metal film etched by a conventional etching method (an etching method according to Comparative Example 1) with a high-resolution scanning electron microscope, FIGS. 8A and 8B are cross- Plane and cross-section of the multi-metal film etched by the method of the present invention are observed with a scanning electron microscope for high resolution. For reference, the multi-metal film shown in Figs. 7A to 8B is formed by sequentially laminating a second layer including titanium (300A) and a first layer including copper (5000A) on a glass substrate.
종래의 식각 방법에 의하면, 도 7a의 원으로 표시된 부분에 도시된 바와 같이, 식각된 다중금속막에 배선 단락이 발생함을 알 수 있다. 반면에, 도 8a를 참조하면, 본 식각 방법에 의하면, 식각액에 첨가된 포스폰산에 의해 배선 단락이 현저히 줄어듬을 확인할 수 있다.According to the conventional etching method, as shown in a circled portion in FIG. 7A, it can be seen that wiring short-circuiting occurs in the etched multi-metal film. On the other hand, referring to FIG. 8A, according to the present etching method, it is confirmed that the short circuit of the wiring is remarkably reduced by the phosphonic acid added to the etching solution.
또한, 종래의 식각 방법에 의하면, 도 7b를 참조하면, 식각 후, 일정 시간이 지나면, 식각 특성이 변화하여 식각된 다중금속막에 제1층의 구리 및 제2층의 티타늄 각각의 테일(tail)이 길게 형성됨을 확인할 수 있다. 반면에, 도 8b를 참조하면, 본 식각 방법에 의하면, 식각액에 첨가된 포스폰산에 의해 식각 후에도 tail이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7B, according to the conventional etching method, after a predetermined time after the etching, the etch characteristics are changed so that the etched multi-metal film is coated with the titanium of the first layer of copper and the titanium of the second layer ) Is long. On the other hand, referring to FIG. 8B, it can be seen that according to the present etching method, no tail is generated even after etching by the phosphonic acid added to the etching solution.
도 9는 본 식각 방법에 의해 식각된 다중금속막, 상술한 비교예 1에 의해 식각된 다중금속막, 종래의 방법으로 식각된 다중금속막간의 배선 단락 빈도수를 비교한 도표이다. 참고로, 종래 1은 종래의 과황산염 계열의 식각액에 염소 이온이 첨가되어 구현된 식각액을 이용해 다중금속막을 식각하는 방법이라 할 수 있다.9 is a chart comparing the number of interconnection lines between the multi-metal film etched by the present etching method, the multi-metal film etched by the above-described Comparative Example 1, and the multi-metal film etched by the conventional method. For reference,
도 9에 도시된 바와 같이, 비교예 1의 경우 배선 단락이 1.9/cm2인 반면, 본 식각 방법에 의하면, 배선 단락이 1.1/cm2으로 낮아짐을 확인할 수 있다. 이를 통해, 비교예 1 및 종래 1에 비해 배선 단락 방지에 있어 본 식각 방법에 의한 식각이 효과적임을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 9, in the case of Comparative Example 1, the wiring short circuit is 1.9 / cm 2 , whereas in this etching method, the wiring short circuit is lowered to 1.1 / cm 2 . As a result, it can be confirmed that the etching by this etching method is effective for preventing the short circuit of the wiring compared to the comparative example 1 and the conventional one.
참고로, 도 9의 종래 1은 비교예 1 에 비해 배선 단락의 빈도수가 낮기는 하나, 본 발명자가 실험한 바에 따르면, 종래 1에 의하면, 식각시 구리 잔사가 발생하고, 이후의 추가 공정에서 배선 단락이 유도될 수 있다. 반면에, 본 식각 방법은 배선 단락의 빈도수를 저하시킬 뿐만 아니라, 구리 잔사의 발생을 막을 수 있다.9, the number of wiring short circuits is lower than that of Comparative Example 1, but according to
한편, 상술한바와 같이, 다중금속막은, 구리(Cu) 및 구리 합금 중 하나 이상을 재질로 하는 제1층 및 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금 중 하나 이상을 재질로 하는 제2층을 포함한다.On the other hand, as described above, the multi-metal film includes a first layer made of at least one of copper (Cu) and a copper alloy, and a second layer made of at least one of titanium (Ti) and a titanium alloy.
예시적으로, 구리 합금은, 구리 외에, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 베릴륨, 하프늄, 니오븀, 텅스텐 및 바나듐 중 하나 이상을 포함할 수 있다Illustratively, the copper alloy may include, in addition to copper, one or more of aluminum, magnesium, manganese, beryllium, hafnium, niobium, tungsten, and vanadium
또한, 다중금속막에 있어서, 제1층 및 제2층은 순차적으로 적층될 수 있고, 또는, 역순서로 적층될 수 있다. 또한, 다중금속막은 제1층, 제2층 및 제1층이 순차적으로 형성되는 3층 형태일 수 있다. 또는, 제2층, 제1층 및 제2층이 순차적으로 형성되는 3층 형태 일 수 있다. Further, in the multi-metal film, the first layer and the second layer may be sequentially laminated or may be laminated in the reverse order. Further, the multi-metal film may be in a three-layer form in which the first layer, the second layer and the first layer are sequentially formed. Or a three-layer form in which a second layer, a first layer and a second layer are sequentially formed.
또한, 다중금속막은 제3층을 포함할 수 있다. 제3층은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 예시적으로, 다중금속막은 제3층, 제1층, 제2층, 제1층, 제2층 및 제1층이 순차적으로 형성된 형태일 수 있다.In addition, the multi-metal film may comprise a third layer. The third layer may be made of a metal material. Illustratively, the multi-metal film may be in the form of a sequential formation of a third layer, a first layer, a second layer, a first layer, a second layer and a first layer.
참고로, 다중금속막에 있어서, 제1층 및 제2층 각각의 두께는 본원에 한정되지 않는다. For reference, in a multi-metal film, the thicknesses of the first layer and the second layer are not limited to the present invention.
또한, 다중금속막은 산화물층을 포함할 수 있다. 예시적으로, 산화물층은 ITO, IZO 및 IGZO 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다중금속막이 산화물층을 포함하는 경우, 본 식각 방법은 상술한 제1층 및 제2층외에 산화물층까지 일괄 식각하는데 적용될 수 있다. 또한, 다중금속막은 유리 기판 상에 형성된 것일 수 있다. 이러한 다중금속막은 예시적으로, 박막트랜지스터(Thin Film Transisto)일 수 있다.In addition, the multi-metal film may comprise an oxide layer. Illustratively, the oxide layer may comprise one or more of ITO, IZO and IGZO. When the multi-metal film includes an oxide layer, the present etching method can be applied to batch etching to the oxide layer in addition to the first and second layers described above. In addition, the multi-metal film may be formed on a glass substrate. Such a multi-metal film may be, for example, a thin film transistor (Thin Film Transistor).
또한, 다중금속막은 기판 상에 형성된 것일 수 있다. 다시 말해, 본 식각 방법은 기판 상에 형성된 다중금속막의 식각에 적용될 수 있다. 기판은 예시적으로, TFT(Thin Film Transistor) LCD 용 유리 기판, 플렉시블 디스플레이용금속 박막 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the multi-metal film may be formed on the substrate. In other words, the present etching method can be applied to the etching of a multi-metal film formed on a substrate. The substrate may be, for example, a glass substrate for a TFT (Thin Film Transistor) LCD, a metal thin film substrate for a flexible display, or a plastic substrate, but is not limited thereto.
한편, 이하에서는, 본원의 일 실시예에 따른 식각액(이하 '본 식각액'이라 함)에 대해 설명한다. 다만, 앞서 살핀 본원의 일 실시예에 따른 본 식각 방법에서 설명한 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.Hereinafter, the etching solution according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "the etching solution") will be described. It should be noted that the same reference numerals are used for the same or similar components as those described in the present etching method according to one embodiment of the present invention, and redundant explanations will be simplified or omitted.
본 식각액은, 총 중량에 대해 포스폰산 계열의 화합물을 0.1 내지 10.0 중량% 포함한다.The etching solution contains 0.1 to 10.0% by weight of a phosphonic acid-based compound based on the total weight.
만약, 식각액에 포스폰산 계열의 화합물이 0.1 중량% 미만 첨가되는 경우, 식각의 균일성이 저하되고, 식각액이 포함하는 과황산염(후술함)의 분해가 가속화되는 문제가 발생할 수 있으며, 배선 단락이 발생할 수 있다. 또한, 포스폰산 계열의 화합물이 10.0 중량% 이상 첨가되면, 식각 속도가 가속화되는 문제가 발생할 수 있고, 티타늄이 언에칭될 수 있다. 따라서, 포스폰산 계열의 화합물은 0.1 내지 10.0 중량% 첨가되어야 한다.If less than 0.1% by weight of a phosphonic acid compound is added to the etching solution, the uniformity of the etching may be lowered, and the decomposition of the persulfate (to be described later) included in the etching solution may be accelerated. Lt; / RTI > In addition, when the phosphonic acid compound is added in an amount of 10.0% by weight or more, the etching rate may be accelerated, and the titanium may be etched. Therefore, the phosphonic acid-based compound should be added in an amount of 0.1 to 10.0% by weight.
또한, 본 식각액은 과황산염 계열의 화합물, 플루오린 계열의 화합물 및 무기산 계열의 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the etchant may include at least one of a persulfate-based compound, a fluorine-based compound, and an inorganic acid-based compound.
예시적으로, 본 식각액은, 과황산염 계열의 화합물 5 - 20 중량%, 플루오린 계열의 화합물 0.001 - 2 중량%, 무기산 계열의 화합물 1- 10 중량%, 고리형 아민 계열 화합물 0.31 - 5 중량%, 유기산 계열의 화합물 1-10 중량%, 파라-톨루엔설포산(p-toluenesulfonic acid ) 화합물 0.1 - 5 중량%를 포함할 수 있다. 또한, 이와 같은 성분비로 포스폰산 외의 다른 첨가물을 포함하는 경우, 포스폰산 계열의 화합물은 0.01 - 2 중량% 첨가됨이 바람직하다.Illustratively, the etchant comprises 5-20% by weight of a persulfate-based compound, 0.001-2% by weight of a fluorine-based compound, 1-10% by weight of a mineral acid-based compound, 0.31-5% by weight of a cyclic amine- , 1-10 wt% of an organic acid-based compound, and 0.1-5 wt% of a p-toluenesulfonic acid compound. When other additives other than phosphonic acid are contained in such a component ratio, the phosphonic acid-based compound is preferably added in an amount of 0.01 to 2% by weight.
또한, 다른 구현예로서, 식각액은 과산화수소 계열의 화합물, 플루오린 계열의 화합물 및 무기산 계열의 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 식각액은 과산화수소 계열을 베이스(base)로 하는 식각액으로 볼 수 있다. 다시 말해, 식각액은 과산화 수소 계열의 식각액에 포스폰산을 첨가함으로써 구현될 수 있다.In yet another embodiment, the etchant may comprise one or more of a hydrogen peroxide-based compound, a fluorine-based compound, and an inorganic acid-based compound. In this case, the etching solution can be regarded as an etching solution having a hydrogen peroxide series as a base. In other words, the etchant can be implemented by adding a phosphonic acid to the etchant of the hydrogen peroxide series.
또한, 식각액은 물을 포함할 수 있다. 물은 탈 이온화된 증류수 또는, 탈 이온수일 수 있다. 바람직하게는, 물은 18 M/cm 이상인 탈 이온화 된 증류수, 탈 이온수일 수 있다. 또한, 예시적으로, 물은 식각액의 100 중량%로 첨가될 수 있다. 물은, 식각액에 첨가된 다른 성분 간의 균형(balance)을 맞출 수 있다.In addition, the etchant may comprise water. The water may be deionized distilled water or deionized water. Preferably, the water may be deionized distilled water, deionized water, of 18 M / cm or greater. Further, illustratively, water may be added in an amount of 100% by weight of the etching solution. Water can balance the other components added to the etchant.
한편, 다중금속막은, 상술한 바와 같이, 구리(Cu) 및 구리 합금 중 하나 이상을 재질로 하는 제1층 및 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금 중 하나 이상을 재질로 하는 제2층을 포함한다.On the other hand, the multi-metal film includes a first layer made of at least one of copper (Cu) and a copper alloy, and a second layer made of at least one of titanium (Ti) and a titanium alloy, as described above.
예시적으로, 구리 합금은, 구리 외에, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 베릴륨, 하프늄, 니오븀, 텅스텐 및 바나듐 중 하나 이상을 포함할 수 있다Illustratively, the copper alloy may include, in addition to copper, one or more of aluminum, magnesium, manganese, beryllium, hafnium, niobium, tungsten, and vanadium
또한, 다중금속막에 있어서, 제1층 및 제2층은 순차적으로 적층될 수 있고, 또는, 역순서로 적층될 수 있다. 또한, 다중금속막은 제1층, 제2층 및 제1층이 순차적으로 형성되는 3층 형태일 수 있다. 또는, 제2층, 제1층 및 제2층이 순차적으로 형성되는 3층 형태 일 수 있다. Further, in the multi-metal film, the first layer and the second layer may be sequentially laminated or may be laminated in the reverse order. Further, the multi-metal film may be in a three-layer form in which the first layer, the second layer and the first layer are sequentially formed. Or a three-layer form in which a second layer, a first layer and a second layer are sequentially formed.
또한, 다중금속막은 제3층을 포함할 수 있다. 제3층은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 예시적으로, 다중금속막은 제3층, 제1층, 제2층, 제1층, 제2층 및 제1층이 순차적으로 형성된 형태일 수 있다.In addition, the multi-metal film may comprise a third layer. The third layer may be made of a metal material. Illustratively, the multi-metal film may be in the form of a sequential formation of a third layer, a first layer, a second layer, a first layer, a second layer and a first layer.
참고로, 다중금속막에 있어서, 제1층 및 제2층 각각의 두께는 본원에 한정되지 않는다. For reference, in a multi-metal film, the thicknesses of the first layer and the second layer are not limited to the present invention.
또한, 다중금속막은 산화물층을 포함할 수 있다. 예시적으로, 산화물층은 ITO, IZO 및 IGZO 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다중금속막이 산화물층을 포함하는 경우, 본 식각 방법은 상술한 제1층 및 제2층외에 산화물층까지 일괄 식각하는데 적용될 수 있다.In addition, the multi-metal film may comprise an oxide layer. Illustratively, the oxide layer may comprise one or more of ITO, IZO and IGZO. When the multi-metal film includes an oxide layer, the present etching method can be applied to batch etching to the oxide layer in addition to the first and second layers described above.
또한, 다중금속막은 기판 상에 형성된 것일 수 있다. 다시 말해, 본 식각 방법은 기판 상에 형성된 다중금속막의 식각에 적용될 수 있다. 기판은 예시적으로, TFT(Thin Film Transistor) LCD 용 유리 기판, 플렉시블 디스플레이용금속 박막 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the multi-metal film may be formed on the substrate. In other words, the present etching method can be applied to the etching of a multi-metal film formed on a substrate. The substrate may be, for example, a glass substrate for a TFT (Thin Film Transistor) LCD, a metal thin film substrate for a flexible display, or a plastic substrate, but is not limited thereto.
즉, 본 식각액은, 평판디스플레이의 TFT(ThinFilm Transistor), 액티브 매트릭스 OLED, 또는 터치 센서 패널에 사용되는 도전막을 패터닝하는 과정에서 사용될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.That is, the etching solution can be used in a process of patterning a conductive film used in a TFT (Thin Film Transistor) of a flat panel display, an active matrix OLED, or a touch sensor panel. However, it is not limited thereto.
상술한 바와 같이, 본 식각액은 배선 단락을 방지하는 효과를 확보하면서, 동시에, 종래의 식각액에 비해, 식각 특성(식각 손실(skew), tail 유무, 잔사 유무, 경사각(taper angle) 등)이 매우 우수하다.As described above, the present etching solution has an effect of preventing the short-circuiting of the wiring, and at the same time, it has an etching property (etching loss, presence of a tail, presence of a residue, taper angle, etc.) great.
또한, 상술한 바와 같이, 본 식각액은 보관성까지 확보할 수 있는바, 상용화 및 대량 생산이 용이할 수 있으며, 경제성이 높고 상업적으로 이용되기에 유리하다.In addition, as described above, since the etching solution can secure storage property, it can be easily commercialized and mass-produced, is economically advantageous, and is advantageously used commercially.
상술한, 본 식각 방법 및 본 식각액은 예를 들어, 평판디스플레이의 TFT(Thin Film Transistor), 액티브 매트릭스 OLED, 또는 터치 센서 패널에 사용되는 도전막을 패터닝하는 과정에서 유용하게 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 식각이 요구되는 다양한 산업 분야에서 널리 이용될 수 있다.The etching method and the etching solution described above can be advantageously used in a process of patterning a conductive film used in, for example, a thin film transistor (TFT) of a flat panel display, an active matrix OLED, or a touch sensor panel, And can be widely used in various industrial fields requiring etching.
상술한, 본 식각 방법 및 본 식각액은 예를 들어, 평판디스플레이의 TFT(Thin Film Transistor), 액티브 매트릭스 OLED, 또는 터치 센서 패널에 사용되는 도전막을 패터닝하는 과정에서 유용하게 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 식각이 요구되는 다양한 산업 분야에서 널리 이용될 수 있다.The etching method and the etching solution described above can be advantageously used in a process of patterning a conductive film used in, for example, a thin film transistor (TFT) of a flat panel display, an active matrix OLED, or a touch sensor panel, And can be widely used in various industrial fields requiring etching.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
Claims (14)
상기 다중금속막 상에 소정의 패턴을 갖는 포토레지스트막을 형성하는 단계;
식각액을 사용하여 상기 다중금속막을 식각하는 단계; 및
상기 포토레지스트막을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 다중금속막을 식각하는 단계에서,
상기 식각액은 그의 총 중량에 대해 포스폰산(phosphonic acid) 계열의 화합물을 0.1 내지 10.0 중량% 포함하고,
고리형 아민 계열의 화합물 0.1 - 5 중량%;
유기산 계열의 화합물 1 - 10 중량%; 및
파라-톨루엔설포산(p-toluenesulfonic acid) 계열의 화합물 0.1 - 5 중량%를 더 포함하는 것인 다중금속막 식각 방법.A method for etching a multi-metal film comprising a first layer comprising a material comprising at least one of copper (Cu) and a copper alloy, and a second layer comprising a material comprising at least one of titanium (Ti) and a titanium alloy ,
Forming a photoresist film having a predetermined pattern on the multi-metal film;
Etching the multi-metal film using an etchant; And
Removing the photoresist film,
In the step of etching the multi-metal film,
Wherein the etchant comprises 0.1-10.0 wt% of a phosphonic acid based compound based on the total weight of the etchant,
0.1 to 5% by weight of a cyclic amine-based compound;
1 to 10% by weight of an organic acid-based compound; And
0.1 to 5% by weight of a p-toluenesulfonic acid-based compound.
상기 다중금속막을 식각하는 단계에서,
상기 식각액은 과황산염 계열의 화합물, 플루오린 계열의 화합물 및 무기산 계열의 화합물 중 하나 이상을 더 포함하는 것인 다중금속막 식각 방법.The method according to claim 1,
In the step of etching the multi-metal film,
Wherein the etchant further comprises at least one of a persulfate-based compound, a fluorine-based compound, and a mineral acid-based compound.
상기 다중금속막을 식각하는 단계에서,
상기 식각액은,
그의 총 중량에 대해,
과황산염 계열의 화합물 5 - 20 중량%;
플루오린 계열의 화합물 0.001 - 2 중량%; 및
무기산 계열의 화합물 1- 10 중량%를 포함하는 것인 다중금속막 식각 방법.3. The method of claim 2,
In the step of etching the multi-metal film,
The etchant,
For his total weight,
5 to 20% by weight of a persulfate-based compound;
0.001 to 2% by weight of a fluorine-based compound; And
1 to 10% by weight of a compound of inorganic acid series.
상기 다중금속막을 식각하는 단계에서,
상기 식각액은, 과산화수소 계열의 화합물, 플루오린 계열의 화합물 및 무기산 계열의 화합물 중 하나 이상을 더 포함하는 것인 다중금속막 식각 방법.The method according to claim 1,
In the step of etching the multi-metal film,
Wherein the etchant further comprises at least one of a hydrogen peroxide-based compound, a fluorine-based compound, and a mineral acid-based compound.
상기 다중금속막을 식각하는 단계에서,
상기 식각액은, 물을 더 포함하되,
상기 물은 탈 이온화된 증류수 또는, 탈 이온수인 것인 다중금속막 식각 방법.The method according to claim 1,
In the step of etching the multi-metal film,
Wherein the etchant further comprises water,
Wherein the water is deionized distilled water or deionized water.
총 중량에 대해, 포스폰산 계열의 화합물을 0.1 내지 10.0 중량% 포함하고,
고리형 아민 계열 화합물 0.1 - 5 중량%;
유기산 계열의 화합물 1 - 10 중량%; 및
파라-톨루엔설포산(p-toluenesulfonic acid) 화합물 0.1 - 5 중량%를 더 포함하는 식각액.An etchant for etching a multi-metal film comprising a first layer comprising a material comprising at least one of copper (Cu) and a copper alloy and a second layer comprising a material comprising at least one of titanium (Ti) and a titanium alloy ,
And 0.1 to 10.0% by weight, based on the total weight of the phosphonic acid compound,
0.1 to 5% by weight of a cyclic amine-based compound;
1 to 10% by weight of an organic acid-based compound; And
0.1 to 5% by weight of a para-toluenesulfonic acid compound.
과황산염 계열의 화합물, 플루오린 계열의 화합물 및 무기산 계열의 화합물 중 하나 이상을 더 포함하는 식각액.9. The method of claim 8,
Wherein the etching solution further comprises at least one of a persulfate-based compound, a fluorine-based compound, and a mineral acid-based compound.
총 중량에 대해,
과황산염 계열의 화합물 5 - 20 중량%;
플루오린 계열의 화합물 0.001 - 2 중량%; 및
무기산 계열의 화합물 1 - 10 중량%를 포함하는 식각액.10. The method of claim 9,
For the total weight,
5 to 20% by weight of a persulfate-based compound;
0.001 to 2% by weight of a fluorine-based compound; And
1 to 10% by weight of a compound of an inorganic acid series.
과산화수소 계열의 화합물, 플루오린 계열의 화합물 및 무기산 계열의 화합물 중 하나 이상을 더 포함하는 식각액.9. The method of claim 8,
Wherein the etching solution further comprises at least one of a hydrogen peroxide-based compound, a fluorine-based compound, and a mineral acid-based compound.
물을 더 포함하되,
상기 물은 탈 이온화된 증류수 또는, 탈 이온수인 것인 식각액. 9. The method of claim 8,
Include more water,
Wherein the water is deionized distilled water or deionized water.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150022218A KR101670421B1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Method for etching a multi-layered metal film and etchant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150022218A KR101670421B1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Method for etching a multi-layered metal film and etchant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160099918A KR20160099918A (en) | 2016-08-23 |
| KR101670421B1 true KR101670421B1 (en) | 2016-10-28 |
Family
ID=56875335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150022218A KR101670421B1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Method for etching a multi-layered metal film and etchant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101670421B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102676044B1 (en) * | 2020-04-29 | 2024-06-20 | 삼성디스플레이 주식회사 | Etchant and manufacturing method of display device using the same |
| CN113774382B (en) * | 2021-08-30 | 2024-01-16 | 漳州思美科新材料有限公司 | CuNi-Al-Mo etching solution |
| FR3146315A1 (en) * | 2023-03-03 | 2024-09-06 | Technic France | CHEMICAL ETCHING SOLUTION AND METHOD FOR SELECTIVELY ETCHING TITANIUM |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009076601A (en) | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Nagase Chemtex Corp | Etching solution |
| WO2009081884A1 (en) | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Etching agent, etching method and liquid for preparing etching agent |
| JP2013543261A (en) | 2010-11-12 | 2013-11-28 | オーシーアイ カンパニー リミテッド | Metal film etching composition |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101394469B1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-05-13 | 한국항공대학교산학협력단 | Etchant composition, and method for etching a multi-layered metal film |
-
2015
- 2015-02-13 KR KR1020150022218A patent/KR101670421B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009076601A (en) | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Nagase Chemtex Corp | Etching solution |
| WO2009081884A1 (en) | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Etching agent, etching method and liquid for preparing etching agent |
| JP2013543261A (en) | 2010-11-12 | 2013-11-28 | オーシーアイ カンパニー リミテッド | Metal film etching composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160099918A (en) | 2016-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI503451B (en) | Composition for etching metal layer | |
| TWI433909B (en) | Etchant for thin film transistor-liquid crystal displays | |
| JP5559956B2 (en) | Etching solution composition for thin film transistor liquid crystal display device | |
| CN104911592B (en) | Method for the array base palte of the etching agent composite and use etching agent composite manufacture liquid crystal display of layers of copper and titanium layer | |
| CN103000509B (en) | Manufacture method and the etching solution composition of display device | |
| KR101243847B1 (en) | Method for etching cu/mo alloy film with etching capacity of etching solution improved | |
| JP5010873B2 (en) | Etching composition for titanium and aluminum metal laminate film | |
| CN103668206A (en) | Etching solution combination for copper/titanium layers | |
| KR101404511B1 (en) | Etchant composition, and method for etching a multi-layered metal film | |
| CN107988598B (en) | The manufacturing method of etchant and array substrate for display device | |
| KR102070323B1 (en) | Etching Composition | |
| KR101561518B1 (en) | Etching composition for copper/molybdenum or copper/molybdenum alloy multilayers | |
| KR20150089887A (en) | Etching solution composition for copper layer and titanium layer and method of preparing array substrate for liquid crystal display using the same | |
| CN101130870A (en) | Laminated film | |
| KR101361839B1 (en) | Etchant composition, and method for etching a multi-layered metal film | |
| KR101149003B1 (en) | Etchant compositions for metal laminated films having titanium and aluminum layer | |
| KR20150124540A (en) | Echtant and method for manufacturing display device using the same | |
| KR101670421B1 (en) | Method for etching a multi-layered metal film and etchant | |
| KR20110121121A (en) | An etching solution composition for metal layer comprising copper and titanium | |
| KR102091847B1 (en) | Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display | |
| KR20170019151A (en) | Method for etching a multi-layered metal film and etchant | |
| KR101394469B1 (en) | Etchant composition, and method for etching a multi-layered metal film | |
| KR102619627B1 (en) | Etching composition and etching method using the same | |
| TWI658123B (en) | Etching solution composition for copper layer and titanium layer and method of preparing array substrate for liquid crystal display using the same | |
| KR101653698B1 (en) | Method for etching a multi-layered metal film and etchant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190830 Year of fee payment: 4 |