KR102192353B1

KR102192353B1 - 전기전도성 금속 박막 시드층의 선택적 에칭을 이용한 회로형성방법 및 에칭액 조성물

Info

Publication number: KR102192353B1
Application number: KR1020180018264A
Authority: KR
Inventors: 정광춘; 김수한; 문정윤; 성현준; 문병웅
Original assignee: 주식회사 잉크테크
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2020-12-18
Also published as: US11160171B2; TW201835384A; TWI750323B; WO2018151530A1; CN110495260A; CN110495260B; KR20180094495A; US20200389979A1

Abstract

본 발명은 은 또는 은 합금 또는 은 화합물만을 선택적으로 에칭하는 에칭액 조성물 및 이를 이용한 회로형성방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 회로형성방법은 전기 전도성 시드층(Seed layer)과 회로층이 이종금속으로 이루어진 기판소재에서 시드층 만을 선택적으로 에칭하여 미세 피치의 구현이 가능한 것을 특징으로 하며, 또한 구리(Cu) 도금 회로는 에칭하지 않고 은(Ag, silver) 또는 은 합금(Silver alloy) 또는 은 화합물(Silver compound) 시드층 만을 선택적으로 에칭하는 회로형성방법과 에칭액 조성물에 관한 것이다.

Description

전기전도성 금속 박막 시드층의 선택적 에칭을 이용한 회로형성방법 및 에칭액 조성물{METHOD FOR FORMING CIRCUITS USING SELECTIVE ETCHING OF ELECTROCONDUCTIVE METAL THIN FILM SEED LAYER AND ETCHANT COMPOSITION}

본 발명은 구리(Cu)와 스퍼터링(Sputtering), 화학적증기증착(CVD), 무전해도금(Electroless plating), 코팅(Coating), 딥핑(Dipping) 등과 같은 공정으로 은(Ag, silver) 또는 은 합금(Silver alloy) 또는 은 화합물(Silver compound)로 적층되어지는 기판소재에서 은 또는 은 합금 또는 은 화합물만을 선택적으로 에칭하는 에칭액 조성물에 관한 것이다. 또한, 이를 이용하여 미세한 패턴을 구현하여 회로를 형성하는 회로형성방법에 관한 것이다.

정보화 시대로 들어오면서 전자제품 시장은 크게 성장하였고 이에 따라 전자회로 시장 또한 급격히 성장하고 있다. 기술이 발전함에 따라 시장에서는 고기능, 고집적 회로 요구가 증가하고 스마트 폰 혁명 이후 스마트기기가 전세계로 보급됨으로써 제품의 경박단소화는 필연적이다. 따라서, 이러한 시장 요구에 맞춰 제품을 만들기 위해서는 미세 피치 구현이 필수적이다.

기존의 회로를 구현하는 방법으로 광경화수지를 이용하여 노광, 에칭하여 패턴을 형성하는 리소그래피 공정이 많이 이용되고 있다. 리소그래피 공정은 구리 도금층이 형성되어 있는 기판소재에 광경화수지를 이용하여 구현하고자 하는 패턴을 형성하고 노광 및 에칭하여 구리회로기판을 제조하는 방법이다. 하지만, 이러한 리소그래피 공정은 구현할 수 있는 피치가 최소 35 um로써 미세패턴을 형성하는 데는 어려움이 있다.

이러한 공정상의 어려움으로 인하여 최근에는 미세한 피치를 구현하기 위한 공법으로 SAP(Semi Additive Process)방법이 주로 이용되고 있다. 스퍼터링, 화학적증기증착, 무전해도금, 압착 방법으로 금속 시드층이 얇게 적층 되어있는 기판소재 위에 광경화수지를 이용하여 패턴을 형성하고, 이렇게 형성된 패턴홈에 구리 등의 도전성 물질을 도금한 후 광경화수지를 제거한다. 구리 도금으로 회로가 형성되고 난 후 광경화수지가 제거된 금속 시드층을 에칭액으로 제거하여 미세한 피치의 회로를 구현한다.

그러나, SAP방법을 적용할 수 있는 동박적층기판은 미세 피치 구현이 가능하지만 기존의 2층, 3층형 동박적층기판과 달리 필름 위에 시드층이 형성되어 있어 부착력이 좋지 못하고 시드층이 구리(Cu) 또는 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등의 구리 금속과 같이 에칭되는 금속 또는 금속 합금 또는 금속 화합물로 형성되어 있어서 광경화수지를 제거한 후 시드층을 에칭하는 공정에서 구리 재질로 되어있는 회로 형성 부분도 같이 에칭되어 두께와 선폭이 불균일하게 된다(도3). 또한, 시드층을 완전히 제거하지 못할 경우 마이그레이션으로 인하여 제품불량으로 이어지는 문제점이 있다.

그리고, 지금까지 금속 배선이나 박막을 에칭하는 방법으로써 가장 보편적으로 사용되는 방법은 플라즈마로 처리하거나 에칭 용액을 이용하는 방법으로 나누어져 있는데 에칭용액을 사용하는 경우 일반적으로 인산, 질산, 초산, 염산, 황산, 암모니아, 인산철, 질산철, 황산철, 염산철, 염소산 나트륨 및 물로 구성되어 있어 에칭 용액으로 사용할 때, 은뿐만 아니라 다른 금속 또는 금속 합금 또는 금속 화합물을 동시에 에칭시킴으로써 금속 회로층을 손상시키게 된다. 이로 인하여 부식계수(Etch factor)가 낮은 불량한 패턴이 형성되는 단점이 있어 왔다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 구리 대신 전기 전도성이 좋은 은 또는 은 합금 또는 은 화합물로 스퍼터링, 화학적증기증착, 무전해도금, 코팅, 딥핑 등과 같은 공정을 통해 얇은 시드층이 형성된 기판소재를 가지고 SAP방법으로 패턴 형성 후 은 또는 은 합금 또는 은 화합물 만을 선택적으로 에칭하여 회로를 구현하는 회로형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 금속 회로층 제거는 최소한으로 억제하고 은 또는 은 합금 또는 은 화합물 만을 선택적으로 에칭함으로써 금속 회로층 손상이 없고 부식계수(Etch factor)가 높은 에칭액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명은 기판소재 상에 스퍼터링, 화학적증기증착, 무전해도금, 코팅, 딥핑 등과 같은 공정으로 은 또는 은 합금 또는 은 화합물로 시드층을 형성하는 단계(S11); 상기 시드층 위에 광경화수지를 이용하여 패턴홈을 형성하는 단계(S12); 상기 패턴홈에 전해도금 또는 무전해도금으로 구리를 도금하여 회로를 구현하는 단계(S13); 상기 광경화수지를 제거하여 시드층을 노출 시키는 단계(S14); 및 상기 노출된 시드층을 은 또는 은 합금 또는 은 화합물을 선택적으로 에칭할 수 있는 선택적 에칭액으로 제거하는 단계(S15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 금속 박막 시드층의 선택적 에칭을 이용한 회로형성방법을 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 산화제; 아민류 또는 암모늄 화합물; 첨가제; 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 은 또는 은 합금 또는 은 화합물을 선택적으로 에칭할 수 있는 선택적 에칭액 조성물을 제공한다.

본 발명에 의하여 은 또는 은 합금 또는 은 화합물과 구리로 이루어진 이종금속 기판소재를 가지고 은 또는 은 합금 또는 은 화합물 만을 선택적으로 에칭하여 미세 피치를 구현하고 회로를 형성하는 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 의하여 은 또는 은 합금 또는 은 화합물 만을 선택적으로 에칭하여 구리 회로에 손상이 없이 부식계수가 높은 에칭액 조성물이 제공된다.

이를 이용하여 고성능, 고집적 회로의 설계가 가능하고 경박단소가 필요한 제품에 다양하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 회로형성방법을 도시한 흐름도,
도 2는 본 발명의 회로형성방법을 도시한 간략도,
도 3은 종래의 기판소재와 에칭액 조성물을 이용한 회로형성방법을 도시한 간략도,
도 4는 본 발명의 에칭액 조성물을 이용한 회로형성방법을 도시한 간략도,
도 5는 본 발명의 회로형성방법으로 도전성물질을 충진한 후 광경화수지를 제거하여 회로를 형성한 SEM 사진,
도 6은 본 발명의 에칭액 조성물로 은 재질의 시드층만을 선택적으로 에칭하여 회로를 형성한 SEM 사진이다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 회로형성방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 회로형성방법을 도시한 흐름도이고, 도 2는 도 1의 간략도이다. 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 회로형성방법은 전기 전도성 시드층(2)을 마련하는 시드층 형성단계(S11), 시드층(2) 위에 광경화수지(3)를 이용하여 시드층(2)이 노출되는 패턴홈(4)을 형성하여 회로를 구현하는 패턴홈(4) 형성단계(S12), 패턴홈(4)내에 도전성물질(5)을 충진하는 도금단계(S13); 광경화수지(3)를 제거하는 광경화수지 패턴층 제거단계(S14), 시드층(2)을 제거하는 시드층 제거단계(S15)로 이루어진다.

시드층 형성단계(S11)에서는 기판소재(1) 상에 스퍼터링, 화학적증기증착, 무전해도금, 코팅, 딥핑 등의 공정을 이용하여 은 또는 은 합금 또는 은 화합물로 이루어진 전기 전도성 시드층(2)을 형성한다. 이러한 시드층 형성 공정은 상기 언급한 공정 뿐만 아니라

기판소재 상에 금속 또는 금속합금 또는 금속 화합물층을 형성할 수 보편적인 공정을 모두 포함한다. 패턴홈(4) 형성단계(S12)에서는 준비된 전기 전도성 시드층(2) 상에 광경화수지(3)를 이용하여 리소그래피 공정을 통하여 전기 전도성 시드층(2)이 선택적으로 노출되는 패턴홈(4)을 형성하게 된다.

따라서, 회로를 형성하고자 하는 패턴에 맞추어 시드층(2)이 패턴홈(4)을 통하여 선택적으로 노출되고 회로가 아닌 부분은 광경화수지(3)로 시드층(2)이 보호된다.

이어, 도금단계(S13)에서는 패턴홈(4)의 내부에 도전성 물질(5)이 충진되도록 도전성물질(5)을 도금하게 된다. 이때 도전성 물질(5)은 전기 전도도가 매우 높은 구리로 마련하는 것이 바람직하다. 도금단계(S13)에서 패턴홈(4)을 통하여 노출된 시드층(2)이 전극역할을 하게 되어 패턴홈(4)에 도전성물질(5)이 충진된다.

이어, 광경화수지(3) 패턴층 제거 단계(S14)에서는 광경화수지(3)가 제거된다. 패턴홈(4)에 충진된 도전성 물질(5)을 제외한 광경화수지(3) 만을 제거함으로써 시드층(2) 상에 패턴으로 형성된 도전성 물질(5)만 남게 된다.

시드층(2) 제거단계(S15)에서는 시드층(2)을 제거함으로써, 원하는 패턴의 회로가 형성된다. 여기서, 시드층(2)을 제거하는 방법으로 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 시드층(2)만 선택적으로 에칭할 수 있는 에칭액을 이용한다. 시드층(2)만 선택적으로 에칭되기 때문에 구리재질의 회로에는 손상이 가지 않게 된다.

즉, 종래의 경우 시드층(2)을 구성하는 구리 또는 크롬 또는 니켈 재질과 회로를 구성하는 도전성물질(5)인 구리 재질이 시드층 제거 과정에서 에칭액에 의하여 같이 에칭되어 발생하였던 회로의 손상이 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 시드층을 형성하고 선택적으로 시드층만을 에칭하는 에칭액을 사용함으로써 시드층(2) 제거 공정 시 회로의 손상이 없는 미세 피치의 회로기판을 형성할 수 있다(도 4).

또한, 본 발명은 상기 언급하였듯이 은 또는 은 합금 또는 은 화합물만을 선택적으로 에칭하는 에칭액 조성물에 관한 것이다.

상기 시드층(2)은 은 또는 은 합금 또는 은 화합물로 이루어진 박막으로써 시드층 형성 시 스퍼터링, 화학적증기증착, 무전해도금, 코팅, 딥핑 공정 및 금속 또는 금속 합금 또는 금속 화합물을 형성할 수 있는 보편적인 공정을 모두 포함하며 시드층 형성 공정을 특별히 한정 짓지는 않는다.

이하에서는, 본 발명의 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 선택적 에칭액 조성물에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 선택적 에칭액 조성물로서는, 당 출원인의 특허등록 10-0712879에 기재된 암모늄 화합물과 산화제를 포함하는 에칭액 조성물을 사용할 수도 있고; 산화성 기체 또는 과산화물 또는 과산소산 등의 산화제와, 알리파틱 아민 또는 아로마틱 아민 또는 알카놀 아민 또는 암모늄 화합물과, 킬레이트제, 소포제, 습윤제, pH 조절제 및 이외에 에칭액의 에칭 성능을 향상 시키기 위해 선택되는 1종 이상의 첨가제와, 물을 포함하는 선택적 에칭액 조성물을 사용할 수도 있다. 선택적 에칭액의 각 구성에 대해서는 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 에칭액 조성물에 포함되는 산화제(Oxidizing agent)는 시드층 표면의 은 재질을 산화시키는 역할을 한다. 종래의 기술은 질산, 염산, 황산, 인산, 질산철, 염화철, 황산철, 인산철 등을 사용하는 에칭액 조성물 등이 개시 되었다. 그러나 이러한 에칭액 조성물들은 구리, 니켈, 크롬 등의 금속을 산화 및 해리 시키는 물질로써 은 만을 선택적으로 에칭 하고자 하는 회로의 에칭액으로써는 적합하지가 않다.

상기 산화제는 공기, 산소, 오존 등과 같은 산화성 기체, 과붕산나트륨(Sodium perborate), 과산화수소(Hydrogen peroxide), 비스무트산나트륨(Sodium bismuthate), 과탄산소다(Sodium percarbonate), 과산화벤조일(Benzoyl peroxide), 과산화칼륨(Potassium peroxide), 과산화나트륨(Sodium peroxide) 등과 같은 과산화물(Peroxides), 포름산(Formic acid), 과초산(Peroxyacetic acid), 과산화벤조산(Perbenzoic acid), 3-클로로과산화벤조산(3-Chloroperoxybenzoic acid), 트라이메틸아세틱산(Trimethylacetic acid) 등과 같은 과산소 산(Peroxy acid) 및 과황산칼륨(Potassium persulfate)을 사용하며 이러한 산화제를 사용할 때는 최소한 하나 이상의 산화제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 산화제는 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 에칭액 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 18 중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 산화제는 1 중량% 미만일 경우 에칭 속도가 느리고 완벽한 에칭이 이루어지지 않아서 대량의 은 잔사가 발생할 수 있다. 은 잔사는 회로와 회로 사이에 존재하면 쇼트가 발생하여 제품 불량의 원인이 되며 느린 에칭속도는 생산성에 영향을 준다. 30 중량%를 초과할 경우는 노출된 시드층(2)의 에칭 속도는 빠르지만 회로층 밑에 존재하는 시드층(2)에 영향을 주어 과도한 언더컷 현상이 발생하게 된다. 이러한 언더컷 현상은 회로층의 부착력에 영향을 주는 인자이므로 발생을 억제하는 것이 바람직하다.

본 발명의 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 에칭액 조성물에 포함되는 알리파틱 아민 (Aliphatic amine) 또는 아로마틱 아민(Aromatic amine) 또는 알카놀 아민(Alkanol amine) 또는 암모늄 화합물은 시드층에서 산화된 은을 해리시키는 역할을 한다. 산화제에 의한 산화반응과 알리파틱 또는 아로마틱 아민에 의한 해리반응을 통하여 은 또는 은 합금 또는 은 화합물만을 선택적으로 에칭하는 것이 가능하다. 상기 설명한 것과 같이 기존의 에칭액 조성물에 들어가는 질산, 염산, 황산, 인산, 질산철, 염산철, 황산철, 인산철 등은 한 물질이 주 식각제로써 구리와 반응하여 산화 및 해리가 동시에 일어난다. 하지만 본 발명의 에칭액은 각각의 두 물질이 산화와 해리 반응을 담당하고 산화 된 은과 알리파틱 또는 아로마틱 아민 또는 알카놀 아민 또는 암모늄 화합물의 해리반응이 구리 해리 반응보다 더 격렬하게 진행되어 은 또는 은 합금 또는 은 화합물로 형성된 시드층만을 선택적으로 에칭한다.

상기 알리파틱 또는 아로마틱 아민 또는 알카놀 아민 또는 암모늄 화합물은 에틸아민(Ethylamine), 프로필아민(Propylamine), 이소프로필아민(Isopropylamine), n-부틸아민(n-Butylamine), 이소부틸아민(Isobutylamine), sec-부틸아민(sec-Butylamine), 디에틸아민(Diethylamine), 피페리딘(Piperidine), 티라민(Tyramine), N-메틸티라민(N-Methyltyramine), 피롤린(Pyrroline), 피롤리딘(Pyrrolidine), 이미다졸(Imidazole), 인돌(Indole), 피리미딘(Pyrimidine), 모노에탄올아민(Monoethanolamine), 6-아미노-2-메틸-2-헵탄올(6-Amino-2-methyl-2-heptanol), 1-아미노-2-프로판올(1-Amino-2-propanol), 메탄올아민(Methanolamine), 디메틸에탄올아민(Dimethylethanolamine), N-메틸디에탄올아민(N-Methyldiethanolamine), 1-아미노에탄올(1-Aminoethanol), 2-아미노-2-메틸-1-1프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol), 탄산암모늄(Ammonium carbonate), 인산암모늄(Ammonium phosphate), 질산암모늄(Ammonium nitrate), 플루오르화암모늄(Ammonium fluoride), 암모니아수(Ammonium hydroxide) 등과 같은 아민류 또는 암모늄 화합물을 사용하며 이러한 아민류 또는 암모늄 화합물을 사용할 때는 최소한 하나 이상의 아민류 또는 암모늄 화합물을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 알리파틱 또는 아로마틱 아민 또는 알카놀 아민 또는 암모늄 화합물은 은 재질 시드층(2) 에칭액 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 75 중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 70 중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 알리파틱 또는 아로마틱 아민 또는 알카놀 아민 또는 암모늄 화합물은 1 중량% 미만일 경우 산화된 은의 해리반응이 잘 일어나지 않아서 은 시드층 에칭속도가 느려지게 된다. 75 중량% 이상일 경우 시드층의 선택적 에칭에는 문제가 없지만 과도한 아민류 또는 암모늄 화합물의 사용은 에칭엑에서 산화제가 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 산화를 저해하는 요인으로 작용하여 선택적 에칭 속도를 급격히 감소시킨다. 따라서 시드층 표면 산화반응이 일어나고 산화된 은을 용해시켜 선택적 에칭이 원활하게 진행되는 정도만을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 에칭액 조성물에 포함되는 킬레이트제, 소포제, 습윤제, pH 조절제 및 이외에 에칭액의 에칭 성능을 향상 시키기 위해 선택되는 1종 이상의 첨가제는 산화반응 시 발생할 수 있는 기포의 제거, 에칭액이 시드층 표면에 잘 흡착할 수 있는 습윤성 부여 등의 역할을 하며 그 외에도 본 발명의 효과를 상승시킬 수 있는 일반적으로 사용되는 첨가제를 선택하여 사용할 수 있다.

상기 첨가제는 은 재질 시드층(2) 에칭액 조성물 총 중량에 대하여 첨가제의 종류 및 역할에 따라 각각 0.1 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 7 중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 첨가제들은 0.1 중량% 미만일 경우 본 발명의 효과인 선택적 에칭 특성을 향상시키는 역할을 수행할 수 없고 10 중량%를 초과할 경우 에칭액이 교화(또는 겔화)가 일어나서 에칭 특성을 크게 저하 시킨다.

본 발명의 은 또는 은 합금 또는 은 화합물의 에칭액 조성물은 상기 물질들을 포함하며 총 100 중량%에서 물이 잔량으로 포함된다. 물은 탈 이온수를 사용하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명은 실시예에 의하여 보다 상세히 설명되지만, 실시예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위가 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 선택적 에칭액 조성물의 제조

1-1: 선택적 에칭액 조성물 1의 제조

과산화수소(hydrogen peroxide) 12 중량%, 모노에탄올아민(Monoethanolamine) 40 중량%, 습윤제(wetting agent) 1 중량%, 소포제(antifoaming agent) 1 중량% 및 탈 이온수(DI water) 46 중량%를 혼합하여 선택적 에칭액 조성물 1을 제조하였다.

1-2: 선택적 에칭액 조성물 2의 제조

과탄산소다(Sodium percarbonate) 7 중량%, N-메틸디에탄올아민(N-Methyldiethnaolamine) 32.5 중량%, 습윤제 0.5 중량%, 소포제 1 중량% 및 탈 이온수 59 중량%를 혼합하여 선택적 에칭액 조성물 2를 제조하였다.

1-3: 선택적 에칭액 조성물 3의 제조

과탄산소다 4 중량%, N-메틸디에탄올아민(N-Methyldiethnaolamine) 60 중량%, 습윤제 1.5 중량%, 소포제 0.5 중량% 및 탈 이온수 34 중량%를 혼합하여 선택적 에칭액 조성물 3을 제조하였다.

실시예 2: 비교예의 제조

2-1: 비교예 1의 제조

실시예 1에서 제조된 선택적 에칭액 조성물 1 내지 3과의 비교를 위하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0115189호에 기재된 실시예 1을 참고하여, 제2철 10 중량%, 질산 5 중량%, 초산 5 중량%, EDTA 1 중량%, 글리콜산 1 중량% 및 탈이온수 78 중량%를 혼합하여 비교예 1을 제조하였다.

2-2: 비교예 2의 제조

실시예 1에서 제조된 선택적 에칭액 조성물 1 내지 3과의 비교를 위하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0098409호에 기재된 실시예 1을 참고하여, 암모니아 7 중량%, 과산화수소 1.5 중량% 및 탈이온수 91.5 중량%를 혼합하여 비교예 2를 제조하였다.

2-3: 비교예 3의 제조

실시예 1에서 제조된 선택적 에칭액 조성물 1 내지 3과의 비교를 위하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0098409호에 기재된 비교예 2를 참고하여, 인산 50 중량%, 질산 5 중량%, 초산 30 중량% 및 탈이온수 15 중량%를 혼합하여 비교예 3을 제조하였다.

실시예 3: 에칭 실험 결과

폴리이미드(PI) 기판소재, 시편 크기 2.5 x 2.5 cm (Ag coating seed layer, Cu FCCL), 에칭액의 양 40g, 에칭 시간 10초, 5 ppm 미만 N.D의 ICP 분석의 실험 조건으로 실시예 1에서 제조된 선택적 에칭액 조성물 및 실시예 2에서 제조된 비교예에 대하여 에칭 실험을 수행하였다(표 1).

	ICP (ppm)
	Ag	Cu
선택적 에칭액 조성물 1	177.4	N.D
선택적 에칭액 조성물 2	173.5	N.D
선택적 에칭액 조성물 3	176.1	N.D
비교예 1	147.2	524.0
비교예 2	139.5	255.4
비교예 3	171.3		2,437

그 결과, 선택적 에칭액 조성물 1 내지 3은 에칭 시간 10초로 은이 에칭되어 폴리이미드 기판소재 표면이 드러나고, Cu FCCL 표면은 특별한 변색이나 특이사항이 없어 에칭액에 의한 표면 산화가 진행되지 않았음을 확인할 수 있었다.

그러나 비교예 1 및 2는 같은 시간 동안 에칭 시 은이 100% 에칭되지 않고 잔류물이 존재하였으며, Cu FCCL 표면이 산화되어 변색되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 비교예 3은 같은 시간 동안 에칭 시 은은 100% 에칭되나, Cu FCCL 또한 에칭 속도가 빨라 표면 산화가 급격히 진행되었음을 확인할 수 있었다.

ICP 분석을 통해 에칭액 속에 존재하는 은 및 구리 성분을 검출하여 비교해보면, 은이 100% 에칭되지 않은 비교예 1 및 2에서는 170 ppm 이하의 은이 검출되며, Cu FCCL 표면이 산화되어 변색이 진행된 비교예 1 내지 3에서는 구리가 검출된 것을 확인할 수 있었다. 특히, 은이 많이 에칭된 비교예 1 및 3은 구리 역시 에칭 속도가 빨리 높은 구리가 검출된 것을 확인할 수 있었다.

결론적으로, 비교예 1 내지 3과 달리, 선택적 에칭액 조성물 1 내지 3은 10초의 에칭 시간 동안 은은 170 ppm 이상으로 100% 에칭되고, 구리는 N.D (5 ppm 미만)로 검출되지 않음을 확인할 수 있었는바, 이로써 선택적 에칭액 조성물 1 내지 3은 은 만을 선택적으로 에칭한다는 것을 명확히 확인할 수 있었다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

1: 기판소재
2: 전도성 시드층
3: 광경화 수지
4: 패턴홈
5: 도전성 물질

Claims

기판소재 상에 스퍼터링, 화학적증기증착, 무전해도금, 코팅 및 딥핑으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 공정으로 은 또는 은 합금 또는 은 화합물로 시드층을 형성하는 단계(S11);
상기 시드층 위에 광경화수지를 이용하여 패턴홈을 형성하는 단계(S12);
상기 패턴홈에 전해도금 또는 무전해도금으로 구리를 도금하여 회로를 구현하는 단계(S13);
상기 광경화수지를 제거하여 시드층을 노출 시키는 단계(S14); 및
상기 노출된 시드층을 은 또는 은 합금 또는 은 화합물을 선택적으로 에칭할 수 있는 선택적 에칭액으로 제거하는 단계(S15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 금속 박막 시드층의 선택적 에칭을 이용한 회로형성방법으로서,
상기 선택적 에칭액은,
선택적 에칭액 총 100 중량%에 대하여, 산화제 3 내지 18 중량%, 아민류 화합물 31 내지 70 중량% 및 첨가제 1 내지 7 중량%를 포함하고, 물이 잔량으로 포함되는 것을 특징으로 하며,
상기 산화제는 산화성 기체, 과 산소산 및 과황산칼륨으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하고,
상기 산화성 기체는 공기, 산소 및 오존으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상이고;
상기 과산소 산은 포름산(Formic acid), 과초산(Peroxyacetic acid), 과산화벤조산(Perbenzoic acid), 3-클로로과산화벤조산(3-Chloroperoxybenzoic acid) 및 트라이메틸아세틱산(Trimethylacetic acid)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것이며,
상기 아민류 화합물은,
에틸아민(Ethylamine), 프로필아민(Propylamine), 이소프로필아민(Isopropylamine), n-부틸아민(n-Butylamine), 이소부틸아민(Isobutylamine), sec-부틸아민(sec-Butylamine), 디에틸아민(Diethylamine), 티라민(Tyramine), N-메틸티라민(N-Methyltyramine), 모노에탄올아민(Monoethanolamine), 6-아미노-2-메틸-2-헵탄올(6-Amino-2-methyl-2-heptanol), 1-아미노-2-프로판올(1-Amino-2-propanol), 메탄올아민(Methanolamine), 디메틸에탄올아민(Dimethylethanolamine), N-메틸디에탄올아민(N-Methyldiethanolamine), 1-아미노에탄올(1-Aminoethanol), 및 2-아미노-2-메틸-1-1프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
전기전도성 금속 박막 시드층의 선택적 에칭을 이용한 회로형성방법.
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제1항에 있어서,
상기 첨가제는,
킬레이트제, 소포제, 습윤제 및 pH 조절제로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전기전도성 금속 박막 시드층의 선택적 에칭을 이용한 회로형성방법.
산화제; 아민류 화합물; 첨가제; 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 은 또는 은 합금 또는 은 화합물을 선택적으로 에칭할 수 있는 선택적 에칭액 조성물로서,
상기 선택적 에칭액은,
선택적 에칭액 총 100 중량%에 대하여, 산화제 3 내지 18 중량%, 아민류 또는 암모늄 화합물 31 내지 70 중량% 및 첨가제 1 내지 7 중량%를 포함하고, 물이 잔량으로 포함되는 것을 특징으로 하며,
상기 산화제는 산화성 기체, 과 산소산 및 과황산칼륨으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하고,
상기 산화성 기체는 공기, 산소 및 오존으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상이고;
상기 과산소 산은 포름산(Formic acid), 과초산(Peroxyacetic acid), 과산화벤조산(Perbenzoic acid), 3-클로로과산화벤조산(3-Chloroperoxybenzoic acid) 및 트라이메틸아세틱산(Trimethylacetic acid)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것이며,
상기 아민류 화합물은,
에틸아민(Ethylamine), 프로필아민(Propylamine), 이소프로필아민(Isopropylamine), n-부틸아민(n-Butylamine), 이소부틸아민(Isobutylamine), sec-부틸아민(sec-Butylamine), 디에틸아민(Diethylamine), 티라민(Tyramine), N-메틸티라민(N-Methyltyramine), 모노에탄올아민(Monoethanolamine), 6-아미노-2-메틸-2-헵탄올(6-Amino-2-methyl-2-heptanol), 1-아미노-2-프로판올(1-Amino-2-propanol), 메탄올아민(Methanolamine), 디메틸에탄올아민(Dimethylethanolamine), N-메틸디에탄올아민(N-Methyldiethanolamine), 1-아미노에탄올(1-Aminoethanol), 및 2-아미노-2-메틸-1-1프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
은 또는 은 합금 또는 은 화합물을 선택적으로 에칭할 수 있는 선택적 에칭액 조성물.
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제9항에 있어서,
상기 첨가제는,
킬레이트제, 소포제, 습윤제 및 pH 조절제로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 은 또는 은 합금 또는 은 화합물을 선택적으로 에칭할 수 있는 선택적 에칭액 조성물.