KR20060064881A - 구리 몰리브덴 배선용 식각 용액 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차세대 반도체 소자 및 액정표시소자의 제조에 사용되는 구리 몰리브덴 배선용 식각 용액 조성물, 이를 이용하는 금속 배선의 식각 방법, 및 이 식각 방법을 사용하여 제조되는 액정표시장치 및 반도체 소자에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명의 식각 용액 조성물은 조성물 총중량에 대하여 (a)과산화수소수 5 내지 40 중량부; (b)화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 첨가제 a 0.1 내지 10 중량부; (c)화학식 4 또는 화학식 5 로 표시되는 첨가제 b 0.1 내지 10 중량부; 4)화학식 6 또는 화학식 7로 표시되는 첨가제 c 0.05 내지 5 중량부; 5)아미노산, 아미노산 복합체 또는 화학식 8로 표시되는 첨가제 d 0.1 내지 10 중량부 6)화학식 9 또는 화학식 10으로 표시되는 첨가제 e 0.01 내지 2 중량부 및 탈이온수로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 식각 용액 조성물은 구리 몰리브덴막의 동시 식각을 가능하게 하며, 특히 기존의 식각 용액 조성물에 비하여, 테이퍼 프로파일, 시디 로스, 테일 랭스, 케파시티 등의 식각 특성이 우수하다.
식각 용액, 구리, 구리 몰리브덴, 구리 합금막

Description

구리 몰리브덴 배선용 식각 용액 조성물{ETCHANT COMPOSITION FOR COPPER MOLYBDENUM TFT}
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 시디 로스 실험 결과에 따른 Cu/Mo 이중막의 단면 사진이다.
도 2는 본 발명에 따르지 않는 비교예 1의 시디 로스 실험 결과에 따른 Cu/Mo 이중막의 단면 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1의 테이퍼 앵글 실험 결과에 따른 Cu/Mo 이중막의 단면 사진이다.
도 4는 본 발명에 따르지 않는 비교예 1의 테이퍼 앵글 실험 결과에 따른 Cu/Mo 이중막의 단면 사진이다.
도 5는 발명에 따른 실시예 1의 테일 랭스 실험 결과에 따른 Cu/Mo 이중막의 45도 단면 사진이다.
도 6은 본 발명에 따르지 않는 비교예 1의 테일 랭스 실험 결과에 따른 Cu/Mo 이중막의 45도 단면 사진이다.
본 발명은 반도체 소자 및 액정표시소자의 제조에 사용되는 구리 몰리브덴 배선용 식각 용액의 조성물, 보다 상세하게는 구리 몰리브덴막의 동시 식각이 가능하며, 특히 기존의 식각 용액 조성물에 비하여, 테이퍼 프로파일, 시디 로스, 테일 랭스 등의 식각 특성이 우수한 구리 몰리브덴 배선용 식각 용액 조성물, 이를 이용하는 금속 배선의 식각 방법, 및 이 식각 방법을 사용하여 제조되는 액정표시장치 및 반도체 소자에 관한 것이다.
반도체 집적회로 또는 액정표시소자의 미세 회로 제조 공정은 기판상에 형성된 구리, 구리 합금막 등의 도전성 금속막 또는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 포토레지스트를 균일하게 도포하고, 이것을 선택적으로 노광, 현상 처리하여 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 패턴화된 포토레지스트막을 마스크로 하여 상기 도전성 금속막이나 절연막을 습식 또는 건식으로 식각하여 미세 회로 패턴을 포토레지스트 하부층에 전사한 후 불필요해진 포토레지스트층을 스트리퍼(박리액)로 제거하는 공정으로 진행된다.
이때, 상기 반도체 소자 및 액정표시소자 제조용 식각 용액이 갖추어야 할 기본 특성은 다음과 같다.
먼저, 적당한 시간 내에 구리와 몰리브덴 막을 동시에 제거할 수 있어야 하고 세척(rinse)후 기판상에 식각 용액 조성물을 남기지 않아야 한다. 또한, 식각시에 요구되는 여러가지 특성 즉, 테이퍼 프로파일 중 테이퍼 앵글이 45도 정도로 적당할 것, 시디 로스가 적을 것, 테일 랭스가 짧을 것, 식각 직선성이 우수할 것 등이 만족되어야 한다. 또한, 식각 용액의 주요 조성물인 과산화수소수가 구리와 반 응하여 과산화수소수의 함량이 급격하게 줄어들지 말아야 한다. 즉, 식각 용액의 케파시티가 좋아야 한다. 또한, 유리 기판이나 실리콘 층을 과다하게 식각시키지 말아야 하며, 식각 용액 제조 후 2개월 후에도 식각 특성이 변하지 말아야 한다. 이러한 조건들을 충족시키기 위해 개발되어진 구리 합금막의 식각 용액이 있으며, 구체적 예를 들면 다음과 같다.
대한민국 공개 특허 제 1999-017836 호에 따르면 구리가 포함된 다중막의 식각 용액으로 인산, 질산, 초산이 혼합된 물질인 것을 개시하고 있으며, 대한민국 공개 특허 제 2000-0032999 호에 따르면 구리 막에 대한 식각 용액으로 염화철(III) 육수화물과 불산의 혼합된 물질인 것을 개시하고 있다. 하지만, 이들 식각 용액을 이용하여 구리 몰리브덴막을 식각할 경우 식각 속도가 너무 빨라 공정 마진에 문제가 발생하며, 테이퍼 프로파일(taper profile) 중 테이퍼 앵글(taper angle)이 90도 또는 이보다 큰 값을 가지게 되어 후속 공정이 어려워지게 되며, 패턴의 직선성 또한 좋지 못하다. 또한, 불산을 사용하게 되면 유리 기판이나 실리콘 층이 식각되는 구리 티타늄 막에서의 문제점이 그대로 유지된다. 대한민국 공개특허 제2003-0084397호, 제2004-0011041호, 제2004-0051502호는 구리 몰리브덴막의 식각 용액으로 과산화수소수와 유기산, 인산염, 황산염 및 질소를 포함하는 첨가제의 혼합물인 것을 개시하고 있다. 이들 식각 용액을 이용하면 앞서 기술한 식각 용액이 충족시켜야 할 특성 중에서 씨디 로스, 테이퍼 앵글, 테일 랭스 등이 액정 표시 소자에서 제시하는 스펙(spec)을 만족시키지 못한다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 구리 몰리브덴막을 동시에 식각하면서, 식각 속도의 제어가 쉽고, 테이퍼 앵글이 45도 정도가 나타나며, 시디 로스가 적고, 몰리브덴 테일 랭스가 짧은 구리 몰리브덴 배선용 식각 용액 조성물, 이를 이용하는 금속 배선의 식각 방법, 및 이 식각 방법을 사용하여 제조되는 액정표시장치 및 반도체 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 식각 용액 조성물 총중량에 대하여
(a) 과산화수소수 5 내지 40 중량부;
(b) 하기 화학식 1, 하기 화학식 2 및 하기 화학식 3의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 a 0.1 내지 10 중량부;
(c) 하기 화학식 4 및 하기 화학식 5의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 b 0.1 내지 10 중량부;
(d) 하기 화학식 6 및 하기 화학식 7의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 c 0.05 내지 5 중량부;
(e) 아미노산, 아미노산 복합체 및 하기 화학식 8의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 d 0.1 내지 10 중량부;
(f) 하기 화학식 9 및 하기 화학식 10의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 e 0.01 내지 2 중량부; 및
(g) 전체 식각 용액 조성물 총 중량이 100중량부가 되도록 하는 양으로 탈이온수를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구리 몰리브덴 배선용 식각 용액 조성물을 제공한다.
Figure 112004058036718-PAT00001
Figure 112004058036718-PAT00002
Figure 112004058036718-PAT00003
Figure 112004058036718-PAT00004
Figure 112004058036718-PAT00005
Figure 112004058036718-PAT00006
Figure 112004058036718-PAT00007
Figure 112004058036718-PAT00008
Figure 112004058036718-PAT00009
Figure 112004058036718-PAT00010
상기 식들에서,
화학식 1의 a, b, c 및 d 는 서로 독립적으로 수소, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 카르복실산기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
화학식 2의 n은 1 내지 10이며, 화학식 2의 X 및 Y 는 서로 독립적으로 수소, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 카르복실산기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
화학식 3의 n은 1 내지 10이며, 화학식 3의 X, Y, a, b, c 및 d 는 서로 독립적으로 수소, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 카르복실산기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
화학식 4의 a, b, 및 c 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아미노기, 하이드록시기 또는 할로겐 원자를 나타내며,
화학식 5의 a 및 b 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아미노기, 하이드록시기, 또는 할로겐 원자를 나타내고,
화학식 6의 a, b 및 c 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아미노기, 하이드록시기, 또는 할로겐 원자를 나타내며,
화학식 7의 a, b 및 c 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아미노기, 하이드록시기, 또는 할로겐 원자를 나타내고,
화학식 8의 a, b 및 c 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 카르복실산 또는 그의 염기, 아미노기, 하이드록시기, 또는 할로겐 원자를 나타내며,
화학식 9의 a는 암모늄기, 1족 금속 또는 수소를 나타내고,
화학식 10의 a 및 b 는 서로 독립적으로 암모늄기, 1족 금속, 또는 수소를 나타낸다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
과산화수소수 및 상기 화학식 1 또는 상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 첨가제 a는 구리막과 몰리브덴막을 식각하는 주성분으로, 바람직하게는 과산화수소수와 첨가제 a로 이루어진 용액이 pH 0.2 ~ 5가 되는 것이다. 첨가제 a가 식각 용액 조성물에 포함되지 않고 과산화수소수만으로 이루어질 경우 구리막은 식각되지 않는다.
상기 과산화수소수의 사용량은 전체 조성물에 대하여 5 내지 40 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량부이다. 상기 과산화수소수의 사용량이 5 중량부 미만이면 식각 시간이 너무 느려서 공정 시간이 길어지고, 40 중량부를 넘어서면 조성물 가격이 상승하여 가격대비 성능면에서 비효율적인 문제가 있다.
상기 첨가제 a의 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량부이다. 상기 첨가제 a의 사용량이 0.1 중량부 미만이면 식각 용액 조성물의 pH를 0.2 ~ 5 로 유지하기가 어려워진다. 또 한 그 사용량이 10 중량부를 넘어서면 역시 조성물 가격이 상승하여 가격대비 성능면에서 비효율적인 문제가 있으며, 첨가제 a가 분말 상태이기 때문에 용해도가 저하되는 문제가 발생한다.
상기 화학식 4와 상기 화학식 5로 표시되는 첨가제 b는 구리 몰리브덴이 액정표시소자 배선이 갖추어야 할 정도의 테이퍼 앵글을 유지하며 식각되도록 만들어 준다. 테이퍼 앵글이 60도 이상으로 만들어질 경우, 후속 공정에서 스텝 커버리지(Step Coverage)가 떨어져 불량을 유발 할 수 있다. 또한, 패턴의 직진성을 좋게 만들어 주는데, 패턴의 직진성이 떨어질 경우, 얼룩으로 판별되거나, 패턴의 직진성이 일정 스펙 이상 나빠지면 그 자체가 패턴으로 인식되는 치명적인 오류가 생길 수 있다.
상기 첨가제 b의 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부이다. 상기 첨가제 b의 사용량이 0.1 미만이면 테이퍼 앵글을 조절할 수 있는 능력이 떨어지고, 패턴의 직진성을 향상시키기 어려우며 10 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 조성물 가격이 상승하여 가격대비 성능면에서 비효율적인 문제가 있다.
상기 화학식 6과 상기 화학식 7로 표시되는 첨가제 c는 구리 몰리브덴막의 식각 속도를 조절하여 패턴의 시디 로스를 줄여주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 한다. 첨가제 c가 식각 용액 조성물에 포함되지 않으면, 습식 식각 고유의 특성인 등방성 식각이 이루어지기 때문에, 수직 방향의 식각 속도와 수평 방향의 속도가 같아져서, 시디 로스가 크게 발생하고, 이는 공정 마진을 크게 줄여 양산시 문 제점이 발생할 수 있다.
상기 첨가제 c의 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.05 내지 5 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3 중량부이다. 상기 첨가제 c의 사용량이 0.05 중량부 미만이면 시디 로스를 줄여주는 능력이 떨어지고 5 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 추가적인 시디 로스 감소를 기대할 수 없으며, 조성물 가격이 상승하여 가격대비 성능면에서 비효율적인 문제가 있다.
상기 화학식 8과, 단일 아미노산 그리고 글리신-글리신, 글리신-알라닌, 알라닌-글루탐산, 글리신-알라닌-글루탐산 등과 같은 2개 이상의 아미노산 복합체로 표시되는 첨가제 d는 식각 용액 조성물의 케파시티를 증가시켜 주며, 식각 용액 조성물의 보관 시 발생할 수 있는 과산화수소수의 자체 분해 반응을 막아준다. 액정표시장치 양산 공정에서는 동일한 식각 용액 조성물을 사용하여 많은 수의 기판이 처리되기를 원한다. 그러나, 식각 용액 조성물에 첨가제 d가 포함되지 않으면, 식각 용액 조성물이 구리막과 몰리브덴막을 식각하고 발생되는 구리와 몰리브덴 이온이 다시 식각 용액 조성물과 반응하여, 식각 용액 조성물의 조성을 빠르게 변화시키고 일정량의 기판을 처리한 후에는 식각 특성이 변화하게 된다. 즉, 첨가제 d는 구리와 몰리브덴 이온을 킬레이션 반응을 통하여 비활성화 시켜서 추가적인 식각 용액 조성물과의 반응을 막아주는 역할을 하게 된다. 또한, 과산화수소수가 포함되어 있는 식각 용액 조성물은 보관 시 과산화수소수가 자체 분해를 하여서 보관 기간이 길지 못하고, 밴트가 원활하지 못하면 폭발할 수 있는 위험성도 있으나, 첨가제 d를 첨가함으로써, 과산화수소수의 분해반응을 현저히 떨어뜨려서, 보관성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 첨가제 d의 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부이다. 상기 첨가제 d의 사용량이 0.1 중량부 미만이면 구리와 몰리브덴 이온을 킬레이트 시켜주는 능력이 떨어져서 많은 수의 기판을 처리하기 어려우며 10 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 추가적인 케파시티 향상을 기대할 수 없으며, 조성물 가격이 상승하여 가격대비 성능면에서 비효율적인 문제가 있다.
상기 화학식 9와 상기 화학식 10으로 표시되는 첨가제 e는 구리 몰리브덴막이 동시에 식각되는 과정에서 몰리브덴의 식각 속도를 증가시켜서, 몰리브덴 테일 랭스를 감소시키고, 유리기판 위에 남을 수 있는 몰리브덴 잔사를 제거시키는 역할을 한다. 몰리브덴의 테일이 길어질 경우 설계치와 다른 패턴이 구현됨으로 액정표시장치의 휘도를 하락시킬 수 있고, 몰리브덴 잔사가 유리 기판 혹은 하부막에 남게 되면 전기적으로 쇼트가 일어나거나 휘도를 떨어뜨리는 주요 원인이 된다.
상기 첨가제 e의 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.01 내지 2 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1 중량부이다. 상기 첨가제 e의 사용량이 0.01 중량부 미만이면 몰리브덴 테일 랭스가 길어지고, 더욱 심각하게는 몰리브덴 잔사가 유리 기판 내지 하부막에 남게 되며, 2 중량부를 초과하여 사용할 경우 유리기판이 첨과제 e와 반응하여 지나치게 식각되는 문제가 발생한다.
본 발명은 또한 금속배선을 포함하는 액정표시소자 또는 반도체 기판상에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 본 발명의 식각 용액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속배선의 식각 방법을 제공한다.
상기 식각은 당업계에서 통상적인 방법에 의해 진행되나, 바람직하게는 딥방식 또는 스프레이 방식으로 진행될 수 있다. 또한, 상기 금속배선이 상부막으로 구리막 또는 구리합금막을 포함할 수 있다.
추가로, 본 발명은 본 발명에 따른 금속 배선의 식각 방법을 사용하여 제조되는 액정표시장치 또는 반도체 소자를 제공한다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐이며 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예 및 비교예에 있어서 별도의 언급이 없으면 조성물의 성분비는 중량부이다.
<실시예 1>
표 1에서와 같이 과산화수소수 20 중량부, 첨가제 a 3 중량부, 첨가제 b 1 중량부, 첨가제 c 0.5 중량부, 첨가제 d 2 중량부, 첨가제 e 0.1 중량부, 탈이온수 73.4 중량부를 혼합하여 상온에서 1시간 교반한 후 0.1㎛ 필터로 여과하여 식각 용액 조성물을 제조하였다.
<실시예 2 내지 7 및 비교예 1 내지 7>
표 1에 나타난 성분비를 지닌 구성성분들을 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 식각 용액 조성물을 제조하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 식각 용액 조성물에 대하여 다음과 같은 방법으로 구리 몰리브덴 막의 식각 특성을 평가하였다. 이때 실험에 사용한 시편은 액정표시장치의 TFT(Thin Film Transistor) 회로 제작에서 게이트 공정을 거친 유리기판으로서, 글라스 위에 Mo층 300 Å 및 상부에 Cu층 2000 Å을 형성한 후 포지티브 포토레지스트를 도포, 건조 후 포토리소그라피에 의해 패턴을 형성까지 완료한 상태이다.
1) 시디 로스 평가
상기 시편을 하기 표 1에 있는 식각 조성에 따라 30도로 유지되는 식각 용액 조성물에 30초 내지 120초 동안 딥핑(Dipping) 혹은 스프레이 방식으로 식각한 후 초순수에 30초간 세척한 후 질소로 건조하였다. 건조 완료 후 포토레지스트가 제거되지 않은 상태의 시편 단면을 50,000 ~ 200,000 배율의 주사전자현미경(FE-SEM)으로 관찰하였다. 시디 로스 평가는 하기와 같은 기준으로 평가하였다.
◎: 시디 로스 0.3㎛ 이내
○: 시디 로스 0.3㎛ ~ 0.5㎛
△: 시디 로스 0.3㎛ ~ 0.7㎛
×: 시디 로스 0.7㎛ 이상
2) 테이퍼 앵글 평가
상기 시편을 하기 표 1에 있는 식각 조성에 따라 30도로 유지되는 식각 용액 조성물에 30초 내지 120초 동안 딥핑(Dipping) 혹은 스프레이 방식으로 식각한 후 초순수에 30초간 세척한 후 질소로 건조하였다. 건조 완료 후 포토레지스트를 제거한 상태의 시편 단면을 50,000 ~ 200,000 배율의 주사전자현미경(FE-SEM)으로 관찰 하였다. 테이퍼 앵글 평가는 하기와 같은 기준으로 평가하였다.
◎: 테이퍼 앵글 40도 ~ 50도
○: 테이퍼 앵글 50도 ~ 60도
△: 테이퍼 앵글 60도 ~ 70도
×: 테이퍼 앵글 70도 이상
3) 테일 랭스 평가
상기 시편을 하기 표 1에 있는 식각 조성에 따라 30도로 유지되는 식각 용액 조성물에 30초 내지 120초 동안 딥핑(Dipping) 혹은 스프레이 방식으로 식각한 후 초순수에 30초간 세척한 후 질소로 건조하였다. 건조 완료 후 포토레지스트를 제거한 상태의 시편 45도 단면을 50,000 ~ 200,000 배율의 주사전자현미경(FE-SEM)으로 관찰하였다. 테일 랭스 평가는 하기와 같은 기준으로 평가하였다.
◎: 테일 랭스 0.1㎛ 이내
○: 테일 랭스 0.1㎛ ~0.15㎛
△: 테일 랭스 0.15㎛ ~0.2㎛
×: 테일 랭스 0.2㎛ 이상
4)케파시티 평가
상기 시편을 하기 표 1에 있는 식각 조성에 따라 30도로 유지되는 식각 용액 조성물에 30초 내지 120초 동안 딥핑(Dipping) 혹은 스프레이 방식으로 식각한 후 초순수에 30초간 세척한 후 질소로 건조하였다. 건조 완료 후 포토레지스트를 제거한 상태의 시편 45도 단면을 50,000 ~ 200,000 배율의 주사전자현미경(FE-SEM)으로 관찰하였다. 테일 랭스 평가는 하기와 같은 기준으로 평가하였다.
◎: 테일 랭스 0.1㎛ 이내
○: 테일 랭스 0.1㎛ ~ 0.15㎛
△: 테일 랭스 0.15㎛ ~ 0.2㎛
×: 테일 랭스 0.2㎛ 이상
구 분 조 성(중량부) (H2O2/첨가제a/첨가제b/첨가제c/첨가제d/첨가제e) (H2O2/말론산/메틸테트라졸/벤조트리아졸/니트릴로트리아세트산/중불화칼륨) 물성
시디 로스 테이퍼 앵글 테일 랭스
실시예 1 20/3/1/0.5/2/0.1 ◎ ◎ ◎
2 15/2/0.3/0.2/1/0.05 ◎ ○ ◎
3 15/4/0.5/0.5/2/0.05 ◎ ◎ ◎
4 20/2/0.3/0.2/1/0.05 ◎ ○ ◎
5 20/3/0.5/0.2/1/0.1 ◎ ◎ ◎
6 20/4/0.5/0.5/2/0.05 ◎ ◎ ◎
7 20/5/0.7/0.5/2/0.1 ◎ ◎ ◎
구 분 조 성 (중량부) (H2O2/유기산/인산염/첨가제1/첨가제2/플루오르화합물) (H2O2/글리콜산/인산이수소나트륨/아미노테트라졸/이미노디아세트산/불화암모늄) 물성
시디 로스 테이퍼 앵글 테일 랭스
비교예 1 20/2/1/2/1/0.1 × △ △
2 10/2/1/0.5/0.5/0.05 △ △ △
3 12/2/2/0.5/1/0.1 △ △ △
4 15/2/1/0.5/1/0.1 △ △ △
5 17/2/2/0.5/0.5/0.1 △ △ △
6 5/0.5/0.2/0.2/0.2/0.01 × × ×
7 25/2/1/0.5/1/0.5 △ △ △

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 인산염이 포함되지 않고, 첨가제a/첨가제b/ 첨가제c/첨가제d/첨가제e를 포함하는 실시예 1 내지 실시예 7의 식각 용액 조성물의 경우, 기존의 유기산/인산염/첨가제1/첨가제2/플루오르화합물을 포함하는 비교예 1 내지 비교예 7의 식각 용액 조성물과 비교하여, 식각 특성인 시디 로스, 테이퍼 앵글, 테일 랭스가 매우 우수함을 알 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 식각 용액 조성물을 이용하여 시디 로스 평가를 한 결과로, 도 1에 나타난 실시예 1의 실험결과는 시디 로스가 0.25㎛로 측정되었으나, 반면 도 2에 나타난 비교예 1의 실험결과에서는 시디 로스가 0.71㎛로 측정되었다.
도 3 및 도 4는 각각 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 식각 용액 조성물을 이용하여 테이퍼 앵글 평가를 한 결과로, 도 3에 나타난 실시예 1의 실험결과는 테이퍼 앵글이 45도로 측정되었으나, 반면 도 4에 나타난 비교예 1의 실험결과에서는 테이퍼 앵글이 67도로 측정되었다.
도 5 및 도 6은 각각 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 식각 용액 조성물을 이용하여 테일 랭스 평가를 한 결과로, 도 5에 나타난 실시예 1의 실험결과는 테일 랭스가 0.05㎛로 측정되었으나, 반면 도 6에 나타난 비교예 1의 실험결과에서는 테일 랭스가 0.16㎛로 측정되었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구리 몰리브덴 배선용 식각 용액 조성물은 구리 몰리브덴막의 동시 식각이 가능하며, 특히 기존의 식각 용액 조성물에 비하여, 테이퍼 프로파일, 시디 로스, 테일 랭스, 케파시티 등 식각 특성이 우수하 다.

Claims (6)

  1. 식각 용액 조성물 총 중량에 대하여
    (a) 과산화수소수 5 내지 40 중량부;
    (b) 하기 화학식 1, 하기 화학식 2 및 하기 화학식 3의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 a 0.1 내지 10 중량부;
    (c) 하기 화학식 4 및 하기 화학식 5의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 b 0.1 내지 10 중량부;
    (d) 하기 화학식 6 및 하기 화학식 7의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 c 0.05 내지 5 중량부;
    (e) 아미노산, 아미노산 복합체 및 하기 화학식 8의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 d 0.1 내지 10 중량부;
    (f) 하기 화학식 9 및 하기 화학식 10의 화합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 첨가제 e 0.01 내지 2 중량부; 및
    (g) 전체 식각 용액 조성물 총 중량이 100중량부가 되도록 하는 양으로 탈이온수를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구리 몰리브덴 배선용 식각 용액 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112004058036718-PAT00011
    [화학식 2]
    Figure 112004058036718-PAT00012
    [화학식 3]
    Figure 112004058036718-PAT00013
    [화학식 4]
    Figure 112004058036718-PAT00014
    [화학식 5]
    Figure 112004058036718-PAT00015
    [화학식 6]
    Figure 112004058036718-PAT00016
    [화학식 7]
    Figure 112004058036718-PAT00017
    [화학식 8]
    Figure 112004058036718-PAT00018
    [화학식 9]
    Figure 112004058036718-PAT00019
    [화학식 10]
    Figure 112004058036718-PAT00020
    상기 식들에서,
    화학식 1의 a, b, c 및 d 는 서로 독립적으로 수소, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 카르복실산기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
    화학식 2의 n은 1 내지 10이며, 화학식 2의 X 및 Y 는 서로 독립적으로 수소, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 카르복실산기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
    화학식 3의 n은 1 내지 10이며, 화학식 3의 X, Y, a, b, c 및 d 는 서로 독립적으로 수소, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 카르복실산기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
    화학식 4의 a, b, 및 c 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아미노기, 하이드록시기 또는 할로겐 원자를 나타내며,
    화학식 5의 a 및 b 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아미노기, 하이드록시기, 또는 할로겐 원자를 나타내고,
    화학식 6의 a, b 및 c 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아미노기, 하이드록시기, 또는 할로겐 원자를 나타내며,
    화학식 7의 a, b 및 c 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아미노기, 하이드록시기, 또는 할로겐 원자를 나타내고,
    화학식 8의 a, b 및 c 는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 카르복실산 또는 그의 염기, 아미노기, 하이드록시기, 또는 할로겐 원자를 나타내며,
    화학식 9의 a는 암모늄기, 1족 금속 또는 수소를 나타내고,
    화학식 10의 a 및 b 는 서로 독립적으로 암모늄기, 1족 금속, 또는 수소를 나타낸다.
  2. 금속배선을 포함하는 액정표시소자 또는 반도체 기판상에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 제 1항의 식각 용액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속배선의 식각 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 식각방법이 딥방식 또는 스프레이 방식인 것을 특징으로 하는 금속배선의 식각방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 금속배선이 상부막으로 구리막 또는 구리합금막을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배선의 식각 방법.
  5. 제 2항 기재의 식각 방법을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 2항 기재의 식각 방법을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
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