KR20060098328A - 에칭액 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 산소를 함유시키기 않고, 자극적인 냄새가 없고, 성능변화가 적으며, 반도체 장치 및 플랫 패널 디스플레이 장치 등의 전자장치의 제조공정에 있어서 사용가능한 각종 금속 박막 및 금속산화물 박막의 에칭액 조성물을 제공한다. 구체적으로는, 본 발명의 에칭액 조성물은 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물을 함유한다.
Description
도 1은 비교예 3의 에칭액 조성물의 성분변동을 표시한 도면;
도 2는 실시예 2의 에칭액 조성물의 성분변동을 표시한 도면.
[기술분야]
본 발명은 반도체 장치 및 플랫 패널 디스플레이 장치 등의 각종 전자장치의 제조공정에 있어서, 금속 박막 및 금속 산화물 박막을 에칭할 때에 이용하는 에칭액 조성물에 관한 것이다.
[배경기술]
전자장치의 제조에 있어서, 각종 금속 박막이나 금속산화물 박막이 이용되나, 종래부터 반도체 장치의 배선재료로서, 또, 액정 표시 장치의 반사판 또는 반사전극 재료로서, 알루미늄 및 알루미늄합금이 이용되어왔다.
최근, 액정 표시 장치의 반사판 또는 반사전극 재료로서 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금이, 또, 투명전극재료로서 산화인듐주석(ITO) 및 산화인듐아연 (IZO)이 사용되고 있다. 이들 배선, 반사판, 반사전극 혹은 투명전극 등을 형성할 때에 사용하는 금속 박막 및 금속산화물 박막의 에칭액 조성물로서는, 알루미늄 및 알루미늄 합금의 금속 박막의 경우, 종래부터 인산, 질산, 아세트산 및 물로 이루어진 에칭액 조성물(이하 "혼합산"이라 칭함)이 공지되어 있다.
한편, 은을 주성분으로 하는 금속 박막의 경우, 알루미늄 및 알루미늄 합금의 에칭액으로서 이용되고 있는 혼합산을 그대로 이용하면, 에칭 속도가 높아져, 에칭의 제어성이 악화되는 경우가 있으므로, 혼합산의 조성성분비를 은계 금속박막용으로 최적화한 것(특허문헌 1: 일본국 공개특허 제 2004-176115호 공보) 및 ITO 혹은 IZO와 은 혹은 알루미늄 등의 금속 박막과의 적층막의 경우, 혼합산의 조성성분비를 해당 적층막의 일괄 에칭용으로 최적화한 것(특허문헌 2: 일본국 공개특허 제 2004-1567070호 공보)이 본 발명의 출원인에 의해 특허출원되어 있다.
또, 은계 금속 박막용으로서, 혼합산을 에틸렌 글리콜 또는 글리세린을 첨가해서 에칭 속도를 최적화한 것이 개시되어 있다(특허문헌 3: 일본국 공개특허 제 2002-231706호 공보).
이와 같이, 혼합산은 금속 박막 및 금속산화물 박막의 에칭액으로서 보고 내지 사용되고 있다. 혼합산 중의 질산은 주로 피에칭 재료를 산화하는 거동을 지니고, 아세트산은 피에칭 재료에의 젖음성을 향상시키는 동시에, 에칭 속도를 제어하는 역할을 담당하는 것이며, 혼합산의 조성성분비율에 의해 에칭촉진제로서, 또 감속제로서도 작용한다. 이 때문에, 혼합산은, 그 조성성분비율을 최적화함으로 써, 제어성이 양호한 에칭 속도로, 에칭을 진행시키는 것이 가능한 우수한 에칭액이다.
그러나, 혼합산 중의 아세트산은 높은 휘발성을 지니므로, 에칭처리 중에 조성물이 변화해버려, 안정한 에칭성능이 유지되지 않게 된다고 하는 문제의 주요인으로도 되고 있고, 또, 그 자극적인 냄새에 의해 작업환경을 악화시킨다고 하는 문제도 지니고 있다.
혼합산과 유사한 에칭액 조성물로서 불산, 질산, 아세트산 및 물로 이루어진 것이 보고되어 있으나(특허문헌 4: 일본국 공개특허 평 5-102122호 공보), 아세트산을 함유하는 것에 의한 악취의 문제를 마찬가지로 지니는 것이며, 또한, 에칭 속도를 제어하기 위해서, 과산화수소수를 첨가할 필요가 있어, 조작이 번잡하게 되는 문제가 있다.
아세트산의 악취라고 하는 문제를 해결하기 위해서, 혼합산의 조성성분으로부터 아세트산을 제외한, 즉, 인산 및 질산으로 이루어진 에칭액 조성물도 보고되어 있지만, 에칭 속도의 유지 등을 위해서, 에칭액 조성물에 질산을 적절하게 공급하거나(특허문헌 5: 일본국 공개특허 제 2002-129361호 공보), 에칭액 조성물 중에 과산화수소 또는 질산을 적절하게 공급하는(특허문헌 6: 일본국 공고특허 소49-45035호 공보) 등의 공정을 필요로 하며, 어느 것도 조작이 번잡하여 실용성이 없다. 또, 인산 및 질산으로 이루어진 에칭액 조성물은, 젖음성이 낮으므로, 에칭액 잔사(殘渣)가 생기거나, 사이드 에칭(side etching)이 진행되는 등의 문제가 있 어, 정밀한 패턴의 처리에는 부적합하다.
또, 혼합산 조성성분인 아세트산 대신에 구연산을 이용한 에칭액 조성물이 개시되어 있으나(특허문헌 7: 일본국 공개특허 평10-130870호 공보), 구연산에는 젖음성 향상 효과가 적으므로, 정교한 패턴 에지(pattern edge) 형상은 얻어지지 않고, 에칭 잔사를 일으키는 등의 문제를 지니고 있다. 또, 상기 특허문헌에는, NOx의 발생을 억제하기 위하여 요소를 첨가하는 에칭액 조성물에 대해서 개시하고 있으나, 요소는 에칭액 조성물에 대한 용해도가 비교적 낮고, 또 첨가에 의해 에칭 속도를 대폭 억제한다고 하는 문제를 일으키고 있다.
이와 같이, 아세트산의 악취의 문제가 없고, 에칭 성능이 우수하고, 또, 취급이 용이하여 실용적으로 우수한 에칭액 조성물은 이제까지 알려져 있지 않다.
즉, 본 발명의 과제는, 반도체 장치 및 플랫 패널 디스플레이장치 등의 각종 전자장치의 제조공정에 있어서, 금속 박막을 에칭할 때에 이용하는 것이 가능한 에칭액 조성물에 있어서, 악취의 문제가 없고, 또 안정한 에칭성능을 유지할 수 있는 에칭액 조성물을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 행하던 중에, 인산 및 질산에 대한 안정성 및 혼화성 등을 지니고, 또 악취의 문제가 없고, 또한, 인산 및 질산에 배합한 때, 혼합산과 적어도 동등한 에칭 성능을 부여할 수 있는 유기산을 사용하는 에칭액 조성물, 즉, 아세트산 이외의 유기산과, 인산 및 질산을 배합해서 이루 어진 에칭액 조성물이 본 과제를 해결하는 수단으로 될 수 있는 것에 착안하였다.
이들 유기산 중에서 메톡시아세트산은, 인산 및 질산에 임의의 비율로 혼합할 수 있고, 또, 자극적인 냄새가 없고, 상온에서 액체이므로, 에칭조의 액면 부근 및 배관 내에서 석출되는 일없이, 피에칭물 표면에 대한 젖음성을 높이는 것이 가능하고, 또 아세트산에 필적하는 에칭 속도 제어효과가 있는 것이 확인되고,인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물을 배합해서 이루어진 조성물이 본 과제를 해결할 수 있는 에칭액 조성물인 것을 발견하는 데 이르러, 더욱 연구를 진행한 결과, 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.
즉, 본 발명은, 금속 박막을 에칭하는 에칭액 조성물에 있어서, 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물을 함유하는, 상기 에칭액 조성물에 관한 것이다.
또, 본 발명은, 상기 에칭액 조성물에 있어서, 아민화합물이 더욱 배합된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 에칭액 조성물에 있어서, 상기 아민화합물이 글리신, 아스파라긴산, 이미노디아세트산으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
또, 본 발명은, 상기 에칭액 조성물에 있어서, 상기 금속 박막이 은 또는 은 합금 박막인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 에칭액 조성물에 있어서, 인산 4 내지 9 mol/ℓ, 질산 0.1 내지 2 mol/ℓ, 메톡시아세트산 2 내지 7 mol/ℓ 및 물을 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 에칭액 조성물에 있어서, 인산 4 내지 9 mol/ℓ, 질산 0.1 내지 2 mol/ℓ, 메톡시아세트산 2 내지 7 mol/ℓ 및 아민화합물의 1종 또는 2종 이상을 합계해서 0.05 내지 1 mol/ℓ 및 물을 배합해서 이루어진 것이 바람직하다.
[
발명을 실시하기
위한 최상의 형태]
이하에 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명의 에칭액 조성물은, 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물을 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 에칭액 조성물에 있어서, 인산 및 질산의 배합량은 사이드 에칭이 적고, 정밀도 양호하게 에칭 가공하는 것이 가능한 범위, 특히 에칭 속도, 에칭 잔사 및 에칭 불균일의 발생 등의 관점에서 적절하게 결정한다. 에칭 속도가 높을 경우에는, 에칭활성은 양호하지만, 에칭반응시 다량의 기포가 발생하여, 에칭 불균일의 원인으로 되는 일이 있다. 따라서, 에칭하는 금속 박막이 은 또는 은 합금 박막인 경우, 인산의 배합량은 바람직하게는 4 내지 9 mol/ℓ, 더욱 바람직하게는 5 내지 8 mol/ℓ이고, 질산의 배합량은 바람직하게는 0.1 내지 2 mol/ℓ, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.5 mol/ℓ이다. 한편, 메톡시아세트산의 배합량은, 에칭 속도를 일정한 범위로 유지하는 것이 가능하고, 에칭 잔사나 패턴 에지 형상의 요 철 등의 문제도 일으키지 않는 범위로 하는 것이 바람직하다. 이들 관점에서, 메톡시아세트산의 배합량은 바람직하게는 2 내지 7 mol/ℓ, 보다 바람직하게는 3 내지 6 mol/ℓ이다.
본 발명의 에칭액 조성물에는 NOx 억제제를 적절하게 첨가하는 것이 가능하다. 첨가하는 NOx 억제제는, NOx 억제효과를 지니는 것이면 특히 한정되지 않지만, 아민계 화합물이 바람직하고, 전형적으로는 요소, 글리신, 아스파라긴산 및 이미노디아세트산 등을 들 수 있다. 특히, 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물을 함유하는 혼합산에의 용해성의 높음이나, 에칭 저해성의 낮음으로부터, 글리신, 아스파라긴산 및 이미노디아세트산이 바람직하다. 배합하는 아민화합물은 1종이어도, 또 2종 이상을 조합시켜 배합해도 된다. 아민화합물의 배합은, 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물에 대한 용해성이나 에칭저해성 등을 고려해서 적절하게 선택한다.
아민화합물의 첨가시에는, NOx 억제효과 및 에칭 속도를 고려해서 그 첨가량을 조정한다. 또, 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물의 배합비에 따라서, 에칭액 조성물에의 아민화합물의 용해성이 변동하므로, 그 점도 고려해서 첨가량을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 은 에칭량이 많은 경우에는, 아민화합물을 많이 첨가하는 것이 바람직하다.
1종류의 아민화합물을 사용할 경우에는, 은의 에칭량이 4 g/ℓ일 때, 글리신은 0.2 mol/ℓ 이상, 아스파라긴산은 0.1 mol/ℓ 이상, 이미노디아세트산은 0.05mol/ℓ 이상의 농도로 NOx 억제효과가 인정된다. 또, 이들 아민화합물의 상한은 바람직하게는 1 mol/ℓ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 mol/ℓ 이하이다. 2종류 이상의 아민화합물을 사용할 경우에는, 은의 에칭량이 4 g/ℓ인 경우에는, 바람직하게는 0.05 내지 1 mol/ℓ, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mol/ℓ이다.
본 발명의 에칭액 조성물로 에칭을 행하는 온도에 대해서는, 저온에서는 에칭 속도가 낮고, 에칭 소용시간이 지나치게 길어지는 일이 있는 한편, 고온에서는 에칭 속도가 높고, 에칭의 제어성이 나빠지는 등을 고려해서, 그 온도는 바람직하게는 20 내지 40℃이다.
또한, 피에칭박막 표면에 대한 젖음성을 개선하기 위하여, 계면활성제를 함유해도 된다. 계면활성제로서는 비이온계가 바람직하다.
또, 본 발명의 에칭액 조성물은, 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물의 배합량을 적절하게 선택함으로써, 알루미늄, 은, 구리, 몰리브덴, 니켈 등의 금속 및 각각의 금속을 주성분으로 하는 합금 그리고 ITO, IZO 등의 금속산화물로 이루어진 박막의 에칭액으로서 사용하는 것이 가능하다. 여기서, 은을 주성분으로 하는 합금이란, 전형적으로는 은(Ag)-팔라듐(Pd), Ag-Pd-구리(Cu) 또는 Ag-네오듐(Nd)-Cu이다.
또한, 본 발명의 에칭액 조성물은, 아민화합물의 종류 및 배합량을 적절하게 선택해서 배합함으로써, NOx의 과잉의 발생을 억제하는 것이 가능하다.
[
실시예
]
이하에, 실시예와 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나, 이들은 본 발명을 하등 한정하는 것은 아니다. 또, 이하에 기재한 에칭 속도는, 동일액으로 복수 회 에칭조작을 행하여, 안정한 에칭속도에 이른 때의 수치를 채용하였다.
［평가시험 1]
메톡시아세트산의
효과
아세트산 대체물로서의 메톡시아세트산의 효과를 확인하기 위하여, 인산 6.0 mol/ℓ, 질산 1.0 mol/ℓ및 물로 이루어진 조성과, 여기에 아세트산 또는 메톡시아세트산을 5.0 mol/ℓ 첨가한 조성으로, 인산/질산계에의 용해성, 에칭 속도(피에칭재료：순은박(2 ㎝ 각, 두께 50 ㎛), 액온：30℃, 안정한 에칭 속도에 도달한 후 1분간, 무교반) 등을 비교한 결과를 하기 표 1에 표시한다.
이것에 의해서, 메톡시아세트산은 아세트산과 마찬가지의 에칭 속도 제어효과와, 인산/질산계에의 양호한 용해성을 지니는 동시에 자극적인 냄새가 없는 등의 장점이 있는 것을 확인하였다.
| 조성 | 용해성 | 에칭 속도 (㎚/분) | 자극적인 냄새 | |
| 비교예 1 | 인산/질산 | - | 590 | 없음 |
| 비교예 2 | 인산/질산/아세트산 | ○ | 1060 | 있음 |
| 실시예 1 | 인산/질산/메톡시아세트산 | ○ | 840 | 없음 |
［평가시험 2］ 에칭액 조성물의 액수명
인산 6.0 mol/ℓ, 질산 0.6 mol/ℓ, 아세트산 7.0 mol/ℓ 및 물로 이루어진 조성(비교예 3)과, 인산 6.0 mol/ℓ, 질산 0.9 mol/ℓ, 메톡시아세트산 5.0 mol/ℓ 및 물로 이루어진 조성(실시예 2)을 이용해서, 액온 30℃, 약교반 조건에서 24시간 개방 방치하고, 8시간마다 각 조성의 성분을 모세관 전기영동법에 의해서 분석한 결과를 하기 표 3과, 도 1 및 도 2에 표시하였다.
인산/질산/아세트산계에서는, 아세트산은 휘발에 의해 대폭 감소해서, 인산 및 질산은 대폭 농축된다. 인산/질산/아세트산계는, 대폭적인 성분 변동에 의해 초기 성능을 유지할 수 없어, 장기간 사용이 불가능한 것은 명백하다.
이에 대해서, 인산/질산/메톡시아세트산계에서는, 약간의 농축경향은 있지만, 상기 인산/질산/아세트산계에 비하면 변동은 경미하다. 각 성분이 약간 농축되고 있는 것은, 주로 수분 휘발에 기인하는 것이므로, 물을 보급하면 회복가능하다. 이와 같이, 인산/질산/메톡시아세트산계는, 종래의 인산/질산/아세트산계에 비해서, 개방방치시의 성분변동이 적고, 장기 사용에 적합한 조성인 것을 확인하였다.
| 조성 | mol/ℓ | |||
| 인산 | 질산 | 아세트산 | 메톡시아세트산 | |
| 인산/질산/아세트산(비교예 3) | 6.0 | 0.6 | 7.0 | - |
| 인산/질산/메톡시아세트산(실시예 2) | 6.0 | 0.9 | - | 5.0 |
| 조성 | 성분 | 함량변화(%) | |||
| 초기 | 8시간후 | 16시간후 | 24시간후 | ||
| 인산/질산/아세트산 (비교예 3) | 인산 | 100.0 | 111.3 | 122.1 | 132.2 |
| 질산 | 100.0 | 109.6 | 118.9 | 125.1 | |
| 아세트산 | 100.0 | 89.0 | 77.9 | 66.4 | |
| 인산/질산/메톡시아세트산 (실시예 2) | 인산 | 100.0 | 102.0 | 107.2 | 109.8 |
| 질산 | 100.0 | 101.2 | 104.4 | 105.5 | |
| 메톡사아세트산 | 100.0 | 101.7 | 107.1 | 109.1 | |
［평가시험 3］ 에칭액 조성물의 가공성능
인산 7.0 mol/ℓ, 질산 0.5 mol/ℓ 및 물로 이루어진 조성(비교예 4)과, 여기에 아세트산 또는 메톡시아세트산을 5.0 mol/ℓ 첨가한 조성(비교예 5 및 실시예 3)에서, 액온 30℃, 안정한 에칭 속도에 도달한 후 1분간, 무교반 조건에서 순은박(2 ㎝ 각, 두께 50㎛)의 에칭 속도를 측정하였다. 또, 두께 200 ㎚의 은합금(Ag-Pd-Cu) 막 위에, 레지스트 패턴을 형성한 유리 기판을 준비하고, 상기 3종의 에칭액 조성물을 이용해서, 액온 30℃, 안정한 에칭 속도에 도달한 후의 정확한 에칭시간, 무교반 조건에서 에칭처리를 행하였다. 이들 결과를 하기 표 5에 표시한다.
이 결과, 인산/질산계에서의 순은박의 에칭 속도는 240 ㎚/분이었다. 은합금 기판의 에칭상태는, 사이드 에칭이 4.0 ㎛로 큰 데다가 패턴 에지형상도 거칠어 불량이었다. 이것에 대해서, 인산/질산/아세트산계, 인산/질산/메톡시아세트산계에서는, 순은박의 에칭 속도는 각각 850 ㎚/분, 700 ㎚/분이고, 은합금 기판의 에칭상태는 사이드 에칭도 적고, 패턴 에지형상도 매끄러워, 양호한 에칭상태를 얻었다.
이와 같이, 인산/질산계에, 아세트산 또는 메톡시아세트산을 첨가한 에칭액 조성물에서는, 무첨가계에 비해서, 에칭 속도 및 은합금 기판의 에칭상태가 향상하는 점 및 메톡시아세트산이 아세트산과 동등 이상의 첨가효과를 나타내는 것을 확인하였다.
| 조성 | mol/ℓ | |||
| 인산 | 질산 | 아세트산 | 메톡시아세트산 | |
| 인산/질산(비교예 4) | 7.0 | 0.5 | - | - |
| 인산/질산/아세트산(비교예 5) | 7.0 | 0.5 | 5.0 | - |
| 인산/질산/메톡시아세트산(실시예 3) | 7.0 | 0.5 | - | 5.0 |
| 조성 | 에칭속도(㎚/분) | 패턴에지형상 | 사이드에칭(㎛) |
| 인산/질산( 비교예 4) | 240 | 거칠음 | 4.0 |
| 인산/질산/아세트산(실시예 5) | 850 | 매끄러움 | 1.5 |
| 인산/질산/메톡시아세트산(실시예 3) | 700 | 매끄러움 | 1.1 |
[평가시험 4] 아민화합물첨가에 의한 효과
인산 6.0 mol/ℓ, 질산 1.0 mol/ℓ, 메톡시아세트산 5.0 mol/ℓ 및 물로 이루어진 기체 조성에, 각 아민화합물을 각종 배합량으로 첨가하고, 은을 4 g/ℓ 용해한 후에 밀봉 보관한 때의 액안정성을 평가하였다. 이 결과를 하기 표 6에 표시한다.
1 주간의 밀봉보관 후의 에칭액 조성물의 안정성은, 글리신을 0.2 mol/ℓ, 아스파라긴산을 0.1 mol/ℓ, 이미노디아세트산을 0.05 mol/ℓ 첨가함으로써 양호해진다.
| 아민 화합물 | 첨가량 (mol/ℓ) | 액안정성 (1주간 후) | |
| 실시예 4 | 글리신 | 0.2 | ○ |
| 실시예 5 | 아스파라긴산 | 0.1 | ○ |
| 실시예 6 | 0.2 | ○ | |
| 실시예 7 | 이미노디아세트산 | 0.05 | ○ |
| 실시예 8 | 0.1 | ○ | |
| 실시예 9 | 0.2 | ○ |
액안정성: ○ 양호
[평가시험 5] 아민화합물이 에칭 속도에 미치는 영향
인산 6.0 mol/ℓ, 질산 1.0 mol/ℓ, 메톡시아세트산 5.0 mol/ℓ 및 물로 이루어진 기체 조성에, 각 아민화합물을 0.5 mol/ℓ 첨가한 조성의 에칭 속도에 대해서, 평가시험 1과 동일한 조건에서 평가한 결과를 하기 표 7에 표시한다.
글리신, 아스파라긴산 또는 이미노디아세트산을 첨가한 실시예 10 내지 12는 에칭속도의 대폭적인 저하가 없고, 실시예 1과 동등한 바람직한 에칭 속도가 얻어졌다.
| 아민화합물 | 에칭속도(㎚/분) | |
| 실시예 10 | 글리신 | 600 |
| 실시예 11 | 아스파라긴산 | 590 |
| 실시예 12 | 이미노디아세트산 | 420 |
| 실시예 1 | 무첨가 | 840 |
[평가시험 6] 질산의 농도범위
인산 6.0 mol/ℓ, 메톡시아세트산 5.0 mol/ℓ, 글리신 0.2 mol/ℓ에 고정하고, 인산배합량을 변경한 조성에 있어서, 평가시험 1과 동일한 조건하에서 평가한 결과를 표 8에 표시한다. 인산/질산/메톡시아세트산/글리신계의 에칭속도는, 질산배합량에 따라서도 자유로이 조절이 가능하다.
| 배합량(mol/ℓ) | 에칭속도 (㎚/분) | ||||
| 인산 | 질산 | 메톡시아세트산 | 글리신 | ||
| 실시예 13 | 6.0 | 0.6 | 5.0 | 0.2 | 390 |
| 실시예 14 | 6.0 | 0.8 | 5.0 | 0.2 | 590 |
| 실시예 4 | 6.0 | 1.0 | 5.0 | 0.2 | 760 |
| 실시예 15 | 6.0 | 1.2 | 5.0 | 0.2 | 930 |
［평가시험 7] 인산의 농도범위
질산 1.0 mol/ℓ, 메톡시아세트산 5.0 mol/ℓ, 글리신 0.2 mol/ℓ로 고정하고, 인산배합량을 변경한 조성에 있어서의 에칭 속도에 대해서, 평가시험 1과 동일한 조건에서 평가한 결과를 표 9에 표시한다. 인산/질산/메톡시아세트산/글리신계의 에칭 속도는, 인산배합량에 의해 자유로이 조절이 가능하다.
| 배합량(mol/ℓ) | 에칭속도 (㎚/분) | ||||
| 인산 | 질산 | 메톡시아세트산 | 글리신 | ||
| 실시예 16 | 4.0 | 1.0 | 5.0 | 0.2 | 100 |
| 실시예 4 | 6.0 | 1.0 | 5.0 | 0.2 | 760 |
| 실시예 17 | 7.0 | 1.0 | 5.0 | 0.2 | 1060 |
[평가시험 8]
메톡시아세트산의
농도범위
인산 6.0 mol/ℓ, 질산 1.0 mol/ℓ, 글리신 0.2 mol/ℓ로 고정하고, 메톡시아세트산 배합량을 변경한 조성에 있어서의 에칭 속도에 대해서, 평가시험 1과 동일한 조건에서 평가한 결과를 하기 표 10에 표시한다. 인산/질산/메톡시아세트산/글리신계의 에칭 속도는, 메톡시아세트산 배합량에 의해서도 어느 정도 조절될 수 있지만, 그 효과는 인산 또는 질산에 비하면 온화하다.
| 배합량(mol/ℓ) | 에칭속도 (㎚/분) | ||||
| 인산 | 질산 | 메톡시아세트산 | 글리신 | ||
| 실시예 19 | 6.0 | 1.0 | 1.0 | 0.2 | 400 |
| 실시예 20 | 6.0 | 1.0 | 3.0 | 0.2 | 600 |
| 실시예 2 | 6.0 | 1.0 | 5.0 | 0.2 | 760 |
| 실시예 21 | 6.0 | 1.0 | 6.0 | 0.2 | 760 |
[평가시험 9] 은, 은 합금의 에칭
인산 6.0 mol/ℓ, 질산 1.0 mol/ℓ, 메톡시아세트산 5.0 mol/ℓ, 글리신 0.2 mol/ℓ 및 물로 이루어진, 실시예 6의 에칭액 조성물에서, 액온 30℃, 안정한 에칭 속도에 도달한 후 1분간, 무교반 조건에서 순은박(2 ㎝ 각, 두께 50㎛)의 에칭 속도를 측정한 바, 에칭 속도는 760 ㎚/분이었다.
막 두께 200 ㎚의 은합금(Ag-Pd-Cu)막 위에, 레지스트 패턴을 형성한 유리기판을 준비하고, 실시예 6의 에칭액 조성물을 이용해서, 액온 30℃, 안정한 에칭 속도 시간, 무교반 조건에서 에칭을 행하였다.
정확한 에칭시간은 광학 현미경으로, 잔사가 없는 것을 확인해서 판정하였다. 이 결과, 사이드 에칭이 없고, 패턴 형상도 매끄러워, 에칭 잔사도 없는 양호한 에칭상태를 얻었다.
상기 에칭액 조성물은, 에칭처리 중 및 사용 후의 보관 중에 NOx가 발생하는 일 없어, 액안정성은 양호하여, 반복해서 사용가능하며, 보존안정성이 우수하였다.
[평가시험 10] 은,
은합금의
에칭
인산 6.0 mol/ℓ, 질산 1.0 mol/ℓ, 메톡시아세트산 5.0 mol/ℓ, 아스파라긴산 0.2mol/ℓ 및 물로 이루어진, 실시예 6의 에칭액 조성물을 이용한 이외에는, 평가시험 9와 마찬가지 조건에서 에칭시험을 행하였다.
이 결과, 순은박에서의 에칭 속도는 820 ㎚/분이었다. 은합금/유리기판에서는 사이드 에칭이 적고, 패턴 에지 형상도 매끄럽고, 에칭 잔사도 없어, 양호한 에칭상태를 얻었다.
상기 에칭액 조성물은, 에칭처리 중 및 사용 후의 보관 중에 NOx가 발생하는 일은 없고, 액안정성은 양호하여, 반복사용가능하며, 보존안정성이 우수하였다.
[평가시험 11] 은,
은합금의
에칭
인산 6.0 mol/ℓ, 질산 1.0 mol/ℓ, 메톡시아세트산 5.0 mol/ℓ, 이미노디아세트산 0.2 mol/ℓ 및 물로 이루어진, 실시예 9의 에칭액 조성물을 이용한 이외에는, 평가시험 9와 마찬가지 조건에서 에칭 시험을 행하였다.
이 결과, 순은박에서의 에칭 속도는 670 ㎚/분이었다. 은합금/유리 기판에서는 사이드 에칭이 적고, 패턴 에지 형상도 매끄럽고, 에칭 잔사도 없어, 양호한 에칭상태를 얻었다.
상기 에칭액 조성물은, 에칭처리 중 및 사용 후의 보관 중에 NOx가 발생하는 일은 없고, 액안정성은 양호하여, 반복사용가능하며, 보존안정성이 우수하였다.
상기 은, 은 합금의 에칭 평가시험으로부터, 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물을 배합해서 이루어진 에칭액 조성물에, 글리신, 아스파라긴산, 이미노디아세트산으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 아미노화합물을 더욱 배합하는 에칭액 조성물은 은 및 은합금에 대해서 양호한 에칭성능과 액안정성을 지니는 것이 확인되었다.
이상 설명한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 에칭액 조성물은, 종래의 에칭액인 혼합산에 있어서의 조성성분인 아세트산을 메톡시아세트산으로 대체한 신규의 에칭액 조성물로서, 자극적인 냄새가 없고, 또한, 상온에서 액체인 메톡시아세트산은 아세트산과 마찬가지로 젖음성을 높이는 작용을 지니므로, 해당 조성물은 패턴 에지형상 등도 우수하고, 혼합산과 동등한 에칭성능을 지닌다. 또한, 종래의 아세트산계에서는, 아세트산 휘발에 의한 성분변동 때문에 안정한 성능을 유지할 수 없는 경향이 있는 데 대해서, 본 발명에서는 이것 대신에 메톡시아세트산을 이용하고 있으므로, 그와 같은 문제가 없고, 액 수명이 길다.
또, 상기 조성물에 글리신 등의 아민화합물을 첨가하면, 에칭처리후에 밀폐 보관한 때, 혹은 단시간에 다량의 에칭처리를 행한 때에, 액이 파랗게 변색하거나, 발포가 생기거나 하는 것을 방지하는 것이 가능하고, 또 에칭 속도의 증대를 억제하는 것이 가능하므로, 그 사용성은 더한층 향상한다. 이것은, 계 내에 축적하는 과잉의 NOx(특히 NO2 -)와 반응하는 아민화합물이 NOx 억제효과를 지니는 것에 의한 것으로 여겨진다.
또한, 본 발명에 의한 에칭액 조성물은, 반도체 장치 및 플랫 패널 디스플레이 장치 등의 전자장치의 제조 공정에 있어서, 배선, 전극 및 반사판 등을 형성할 때의 각종 금속 박막 및 금속산화물 박막의 에칭액으로서 사용하는 것이 가능하다.
Claims (6)
- 금속 박막을 에칭하는 에칭액 조성물에 있어서, 인산, 질산, 메톡시아세트산 및 물을 함유하는 에칭액 조성물.
- 제 1항에 있어서, 아민화합물이 더욱 배합된 에칭액 조성물.
- 제 2항에 있어서, 상기 아민화합물은 글리신, 아스파라긴산 및 이미노 디아세트산으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상인 에칭액 조성물.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 박막은 은 또는 은 합금 박막인 에칭액 조성물.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인산 4 내지 9 mol/ℓ, 질산 0.1 내지 2 mol/ℓ, 메톡시아세트산 2 내지 7 mol/ℓ 및 물을 함유하는 에칭액 조성물.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 인산 4 내지 9 ｍｏｌ/ℓ, 질산 0.1 내지 2 mol/ℓ, 메톡시아세트산 2 내지 7 mol/ℓ 및 아민화합물의 1종 또는 2종 이상을 합계해서 0.05 내지 1 mol/ℓ, 그리고 물을 배합해서 이루어진 에칭액 조성물.
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Publications (2)
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