KR20120066581A - Etchant and the etching method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속산화물층과 구리층이 공존하는 피처리물의 에칭에 이용되고, 상기 구리층을 선택적으로 에칭하는 에칭제 및 이를 이용한 에칭방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etchant for etching an object to be treated in which a metal oxide layer and a copper layer coexist, and selectively etching the copper layer.
기존, 산화인듐주석(ITO)이나 산화인듐아연(IZO)등으로 구성된 전도성 금속 산화물층은 낮은 저항에서 높은 투과율을 나타냄으로써 투명 전도체로 널리 이용되고 있다. 또한, In-Ga-ZnO4 및 In2-Ga2-ZnO7 등의 IGZO 등으로 구성된 금속 산화물 반도체층은 전자 페이퍼 등 각종 디바이스로의 적용이 검토되고 있다. 이러한 금속 산화물층을 각종 장치에 적용할 경우 일반적으로 전극형상 등에 패터닝된 금속층과 공존하는 형태로 사용된다.Conventionally, a conductive metal oxide layer composed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like has been widely used as a transparent conductor by exhibiting high transmittance at low resistance. In addition, the metal oxide semiconductor layer composed of IGZO such as In-Ga-ZnO 4 and In 2 -Ga 2 -ZnO 7 has been studied by the application of various devices such as electronic paper. When the metal oxide layer is applied to various devices, the metal oxide layer is generally used in the form of coexistence with the patterned metal layer in the shape of an electrode.
금속 산화물층과 패터닝된 금속 계층이 공존하는 형태로의 가공 방법은, 금속 층에 금속 산화물층이 적층된 피가공물이나, 금속 산화물층에 금속층이 적층 되는 피가공물, 또는 금속 산화물층에 금속층이 옆에 설정되는 피가공물 등과 같은, 금속 산화물층과 금속층과 공존하는 피가공물을 준비해, 에칭제를 이용하여 상기 금속층을 선택적으로 에칭하는 방법이 알려져 있다.The processing method in which the metal oxide layer and the patterned metal layer coexist, includes a workpiece in which a metal oxide layer is laminated on the metal layer, a workpiece in which a metal layer is laminated on the metal oxide layer, or a metal layer next to the metal oxide layer. There is known a method of preparing a workpiece which coexists with a metal oxide layer and a metal layer, such as a workpiece to be set, and selectively etching the metal layer using an etchant.
예를 들어, 아래 특허 문헌 1에는 ITO 층과 패턴 처리된 알루미늄 계층이 공존하는 액정 소자의 제조 방법이 기재되어 있으며, 알루미늄층의 에칭제로, 인산, 초산 및 질산으로 이루어진 혼합산이 이용되고 있다.For example, Patent Document 1 below describes a method for producing a liquid crystal device in which an ITO layer and a patterned aluminum layer coexist, and a mixed acid composed of phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid is used as an etchant for the aluminum layer.
[선행기술문헌][Prior Art Literature]
[특허문헌1] 특개평 10-96937호 공보[Patent Document 1] Publication No. 10-96937
최근, 특히 디스플레이 분야의 전극 배선은 대 화면화, 고 미세화의 요청에 따라 미세 배선이 사용되는 경향이 있어, 알루미늄 전극보다 낮은 저항 전극이 요구되고 있다. 따라서 알루미늄 전극 대신에 구리 전극을 사용하는 것이 검토되고 있다. 그러나 기존의 구리 에칭제는 금속 산화물층과 구리층이 공존하는 피가공물(피처리물)에서 구리층을 선택적으로 에칭할 수 있는 구성에 대해 충분히 검토되지 않았다. 특히 터치 패널에 사용되는 ITO 층 등의 투명 금속 산화물층은 고 미세화가 진행되고 있기 때문에, 구리층의 에칭제에 의해 상기 투명 금속 산화물층이 침식되면 치명적인 결함이 된다. 따라서 금속 산화물층을 침식하지 않고 구리층만을 선택적으로 에칭할 수 있는 에칭제가 요구되고 있다. In recent years, the electrode wiring of the display field has tended to use fine wiring in response to requests for large screen size and high miniaturization, so that resistance electrodes lower than aluminum electrodes are required. Therefore, using a copper electrode instead of an aluminum electrode is examined. However, existing copper etchant has not been sufficiently studied for the configuration capable of selectively etching the copper layer in the workpiece (workpiece) in which the metal oxide layer and the copper layer coexist. In particular, since the finer the finer the thickness of the transparent metal oxide layer, such as the ITO layer used in the touch panel, is a fatal defect when the transparent metal oxide layer is eroded by the etchant of the copper layer. Therefore, there is a need for an etchant capable of selectively etching only a copper layer without eroding the metal oxide layer.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 안출된 것으로, 금속 산화물층과 구리층이 공존하는 피처리물의 에칭에 이용되고, 상기 구리층을 선택적으로 에칭할 수 있는 에칭제 및 이를 이용한 에칭 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of the above circumstances, and provides an etching agent and an etching method using the same, which are used for etching a workpiece having a metal oxide layer and a copper layer coexist, and which can selectively etch the copper layer.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 에칭제는 Zn, Sn, Al, In과 Ga에서 선택되는 1 종 이상의 금속 산화물을 포함한 금속 산화물층과 구리층이 공존하는 피처리물의 에칭에 이용되고, 상기 구리층을 선택적으로 에칭하는 에칭제로 제 2 구리 이온원을 구리 이온으로 0.1 ~ 3.0 중량 %, 탄소수가 6 이하의 유기산 0.1 ~ 30.0 중량 %, 및, 고리내에 질소 원자를 2 개 이상 가지는 복소환식 화합물 및 탄소수가 8 이하의 아미노기 함유 화합물로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 질소 함유 화합물 0 1 ~ 30.0 중량 % 함유하는 수용액으로 이루어지고, pH가 5.0 ~ 10.5 인 것을 특징으로 하는 에칭제이다.In order to achieve the above object, the etchant of the present invention is used for the etching of a workpiece having a metal oxide layer and a copper layer coexisting with at least one metal oxide selected from Zn, Sn, Al, In and Ga, Heterocyclic compound having 0.1 to 3.0% by weight of the second copper ion source as copper ions, 0.1 to 30.0% by weight of organic acid having 6 or less carbon atoms, and two or more nitrogen atoms in the ring with an etchant that selectively etches the copper layer. And an aqueous solution containing 0 to 30.0% by weight of at least one nitrogen-containing compound selected from the group consisting of amino group-containing compounds having 8 or less carbon atoms, and the pH is 5.0 to 10.5.
또한, 본 발명의 에칭 방법은 Zn, Sn, Al, In과 Ga에서 선택되는 1 종 이상의 금속 산화물을 포함한 금속 산화물층과 구리층이 공존하는 피처리물을 에칭제에 의해 처리하여 상기 구리층을 선택적으로 에칭하는 에칭 방법에 있어서, 상기 에칭액이 상기 본 발명의 에칭제인 것을 특징으로 하는 에칭 방법이다.In addition, in the etching method of the present invention, a metal oxide layer containing at least one metal oxide selected from Zn, Sn, Al, In, and Ga and a workpiece to coexist with a copper layer are treated with an etching agent to treat the copper layer. In the etching method of selectively etching, the said etching liquid is the etching agent of the said invention, It is an etching method characterized by the above-mentioned.
또한, 상기 본 발명의 에칭제 및 에칭방법에서 ‘구리층’은 구리로 이루어진 것이라도 좋고, 구리 합금으로 이루어진 것이라도 좋다. 또한, 본명 명세서에서 ‘구리’는 구리 또는 구리 합금을 말한다. In the etching agent and the etching method of the present invention, the "copper layer" may be made of copper or may be made of a copper alloy. In addition, in this specification, "copper" means copper or a copper alloy.
본 발명의 에칭제 및 에칭방법에 의하면, 금속 산화물층과 구리층이 공존하는 피처리물을 에칭 할 때, 상기 구리층만을 선택적으로 에칭 할 수 있다. 이렇게 하면, 예를 들어, 금속 산화물층과 패터닝 된 금속층이 공존하는 장치를 제조할 때에 수율을 높이고 제조 비용의 절감이 가능해진다.According to the etching agent and the etching method of this invention, when etching the to-be-processed object which a metal oxide layer and a copper layer coexist, only the said copper layer can be selectively etched. In this way, for example, when manufacturing the apparatus which a metal oxide layer and a patterned metal layer coexist, a yield can be improved and manufacturing cost can be reduced.
본 발명의 에칭제는 Zn, Sn, Al, In과 Ga에서 선택되는 1 종 이상의 금속 산화물을 포함한 금속 산화물층과 구리층이 공존하는 피처리물의 에칭에 이용되고, 상기 구리층을 선택적으로 에칭하는 에칭제를 대상으로 한다. 상기 금속 산화물층을 구성하는 금속 산화물은 단일 금속 산화물도 복합 금속 산화물도 될 수 있으며, 예를 들어, ZnO, SnO2, Al2O3, 산화 인듐 주석 (ITO), 산화 인듐 아연 (IZO), In - Ga - ZnO4 및 In2 - Ga2 - ZnO7 등의 IGZO 등을 들 수 있다. 구리층을 에칭 할 때 금속 산화물층의 침식을 방지하는 관점에서, Zn, Sn 및 Al에서 선택되는 1 종 이상의 금속 산화물을 포함한 금속 산화물층이 바람직하고, ZnO, SnO2, Al2O3, ITO, IZO 및 IGZO에서 선택되는 1 종 이상의 금속 산화물을 포함한 금속 산화물층이 보다 바람직하다. The etchant of the present invention is used for etching a metal oxide layer including at least one metal oxide selected from Zn, Sn, Al, In and Ga and a workpiece to which a copper layer coexists, and selectively etching the copper layer. The etchant is intended. The metal oxide constituting the metal oxide layer may be either a single metal oxide or a composite metal oxide. For example, ZnO, SnO 2 , Al 2 O 3 , indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), there may be mentioned, such as IGZO, such as ZnO 7 - in - Ga - ZnO 4 and in 2 - Ga 2. In view of preventing erosion of the metal oxide layer when etching the copper layer, a metal oxide layer containing at least one metal oxide selected from Zn, Sn and Al is preferred, and ZnO, SnO 2 , Al 2 O 3 , ITO More preferred are metal oxide layers containing at least one metal oxide selected from IZO and IGZO.
(제 2 구리 이온원)(Second copper ion source)
본 발명의 에칭제에서 제 2 구리 이온원은 구리 산화제로 작용하는 성분이다. 상기 제 2 구리 이온원으로는, 예를 들어 후술하는 질소 함유 화합물의 구리착제, 수산화구리, 후술하는 유기산의 구리착제, 탄산구리, 황산구리, 산화구리 또는 염화구리나 브롬화구리 등의 할로겐화구리 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 이들을 1 종 또는 여러 종류 함께 사용할 수 있다. 그 중에서도 에칭속도를 향상시키는 관점에서 포름산구리, 초산구리, 염화구리, 브롬화구리가 바람직하다.In the etchant of the present invention, the second copper ion source is a component that acts as a copper oxidant. As said 2nd copper ion source, the copper complex of the nitrogen containing compound mentioned later, copper hydroxide, the copper complex of the organic acid mentioned later, copper carbonate, copper sulfate, copper oxide, or copper halides, such as copper chloride or copper bromide, are mentioned, for example. Can be mentioned. In the present invention, these may be used alone or in combination. Among them, copper formate, copper acetate, copper chloride, and copper bromide are preferable from the viewpoint of improving the etching rate.
상기 제 2 구리 이온원의 함량은 에칭속도를 향상시키는 관점에서 구리 이온으로 0.1 ~ 3.0 중량 %이며, 0.25 ~ 2.5 중량 %인 것이 바람직하고, 0 .5 ~ 2.0 중량 %인 것이 보다 바람직하다.The content of the second copper ion source is 0.1 to 3.0% by weight, preferably 0.25 to 2.5% by weight, and more preferably 0.5 to 2.0% by weight of copper ions from the viewpoint of improving the etching rate.
(탄소수가 6 이하 유기산)(Organic acid with 6 or less carbon atoms)
본 발명의 에칭제에서 탄소수가 6 이하 유기산은 산화된 구리를 용해하는 성분으로 배합된다. 구리의 용해성 향상의 관점에서 상기 유기산 탄소수는 1 ~ 5 인 것이 바람직하고, 1 ~ 4 인 것이 보다 바람직하다. 또한 상기 유기산은 단독으로 에칭제로 배합해도 좋고, 구리착제로서 에칭제에 배합해도 좋다.In the etchant of the present invention, the organic acid having 6 or less carbon atoms is blended as a component for dissolving oxidized copper. It is preferable that it is 1-5, and, as for the said organic acid carbon number from a viewpoint of the solubility improvement of copper, it is more preferable that it is 1-4. In addition, the said organic acid may be mix | blended with an etching agent independently, and may be mix | blended with an etching agent as a copper complex.
상기 유기산으로, 예를 들면, 지방족 카르복시산, 방향족 카르본산 등을 들 수 있다. 상기 지방족 카르복시산의 구체적인 예로서, 예를 들면 포름산, 초산, 프로피온산, 낙산, 길초산, 카프로산 등의 지방족 포화 모노카르복시산과; 아크릴산, 크로톤산, 이소크로톤톤산 등의 지방족 불포화 모노카르복시산; 수산, 마론산, 호박산, 글루타릭산, 아디프산, 피메린산 등의 지방족 포화 디카르복시산; 말레인산 등의 지방족 불포화 디카르복시산; 글리콜산, 젖산, 사과산, 구연산 등 옥시 카르 복시산; 스루화민 산, β - 클로로 프로피온산, 니코틴산, 아스코르빈산, 히드록시 피발레이트산, 레블린산 등의 치환기가 있는 카르복시산; 그 유도체 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 이들을 1 종 또는 여러 종류 함께 사용할 수 있다. 이 중에서도 구리의 산화 작용을 저해하지 않고, 에칭제의 점도 상승을 일으킬 위험이 없는 점에서 지방족 포화 모노카르복시산, 지방족 포화 디카르복시산, 옥시 카르복시산이 바람직하고, 포름산, 초산, 프로피온산, 낙산, 카프로산, 수산, 젖산, 사과산, 구연산이 보다 바람직하다. As said organic acid, an aliphatic carboxylic acid, aromatic carboxylic acid, etc. are mentioned, for example. As a specific example of the said aliphatic carboxylic acid, For example, Aliphatic saturated monocarboxylic acids, such as formic acid, acetic acid, a propionic acid, butyric acid, a gil acetic acid, a caproic acid; Aliphatic unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, crotonic acid and isocrotononic acid; Aliphatic saturated dicarboxylic acids such as hydroxyl, maronic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid and pimeric acid; Aliphatic unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid; Oxycarboxylic acids such as glycolic acid, lactic acid, malic acid, citric acid; Carboxylic acids having substituents such as thrumic acid, β-chloropropionic acid, nicotinic acid, ascorbic acid, hydroxy pivalate acid and levulinic acid; And derivatives thereof. In the present invention, these may be used alone or in combination. Among these, aliphatic saturated monocarboxylic acid, aliphatic saturated dicarboxylic acid, and oxycarboxylic acid are preferable since they do not inhibit the oxidation of copper and there is no danger of causing an increase in viscosity of the etchant. Formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, caproic acid, Fisheries, lactic acid, malic acid and citric acid are more preferred.
상기 유기산 함량은 0.1 ~ 30.0 중량 %이며, 0.5 ~ 20.0 중량 %인 것이 바람직하고, 1.0 ~ 10.0 중량 % 인 것이 보다 선호된다. 상기 유기산 함량이 0.1 % 이상이면, 산화구리의 용해성이 향상된다. 또한, 상기 유기산의 함유량이 30.0 중량 % 이하이면 구리 용해 안정성의 저하를 억제할 수 있으며, 유기산의 결정 석출을 방지할 수 있다.The organic acid content is 0.1 to 30.0% by weight, preferably 0.5 to 20.0% by weight, more preferably 1.0 to 10.0% by weight. If the organic acid content is 0.1% or more, the solubility of copper oxide is improved. Moreover, when content of the said organic acid is 30.0 weight% or less, the fall of copper dissolution stability can be suppressed and crystal precipitation of an organic acid can be prevented.
(질소 함유 화합물) (Nitrogen-containing compound)
본 발명의 에칭 제에서 고리내에 질소 원자를 2 개 이상 가지는 복소환식 화합물 및 탄소수가 8 이하의 아미노기 함유 화합물로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상의 질소 함유 화합물은 용해된 구리를 착제로서 에칭제중에 유지하는 성분으로서 배합된다. 본 발명은 1 종 또는 여러 종류의 질소 함유 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 질소 함유 화합물은 단독으로 에칭제로 배합해도 좋고, 구리착제로서 에칭제로 배합해도 좋다. 또한, 상기 질소 함유 화합물은 상기 유기산을 포함하지 않는다. The at least one nitrogen-containing compound selected from the group consisting of a heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms in the ring and an amino group-containing compound having 8 or less carbon atoms in the etchant of the present invention retains dissolved copper as an complex in the etchant. It is mix | blended as a component to make. The present invention can use one kind or several kinds of nitrogen-containing compounds. In addition, the said nitrogen containing compound may be mix | blended with an etching agent independently, and may be mix | blended with an etching agent as a copper complex. In addition, the said nitrogen containing compound does not contain the said organic acid.
상기 복소환식 화합물로, 고리내에 질소 원자를 2 개 이상 가지는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 이미다졸류, 피라졸류, 트리아졸류, 테트라졸류, 그들의 유도체 등의 아졸류 등을 예시할 수 있다. 용해된 구리와의 착형성성의 관점에서는, 이미다졸 및 벤즈 이미다졸 등의 이미다졸류 또는 피라졸 등의 피라졸류가 바람직하다. 구체적으로는, 이미다졸, 2-메틸 이미다졸, 1,2-디에틸이미다졸, 벤즈 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 벤즈트리아졸 등이 예시할 수 있으며, 그중에서도 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 1,2-디에틸이미다졸, 벤즈 이미다졸, 피라졸이 바람직하다. The heterocyclic compound is not particularly limited as long as it has two or more nitrogen atoms in the ring, and examples thereof include azoles such as imidazoles, pyrazoles, triazoles, tetrazole and derivatives thereof. . From the viewpoint of complexability with dissolved copper, pyrazoles such as imidazoles such as imidazole and benz imidazole or pyrazoles are preferable. Specifically, imidazole, 2-methyl imidazole, 1,2-diethyl imidazole, benz imidazole, pyrazole, triazole, benztriazole, etc. can be illustrated, Among them, imidazole, 2-methyl Preferred are imidazole, 1,2-diethylimidazole, benz imidazole and pyrazole.
상기 아미노기 함유 화합물은 탄소수가 8 이하인 경우면 특히 한정되지 않지만, 용해된 구리와의 착형성성의 관점에서 탄소수가 0~7인 것이 바람직하고, 0~5인 것이 보다 바람직하다.The amino group-containing compound is not particularly limited as long as it has 8 or less carbon atoms, but is preferably 0 to 7 carbon atoms, and more preferably 0 to 5 carbon atoms from the viewpoint of complexability with dissolved copper.
상기 아미노기 함유 화합물로서는, 예를 들면, 암모니아; 메틸 암모늄, 디메틸 암모늄, 트리 메틸 암모늄 등의 알킬 암모늄; 알칸올 아민; 아닐린 등의 방향족 아민 등을 예시할 수 있다. 또한 에틸렌 디아민 등의 아미노기를 2 개 이상 가지는 아민 화합물과 테트라 메틸 암모늄 등의 제 4 급 아민 화합물도 사용할 수 있다. 그 중에서도 용해된 구리와의 착형성성의 관점에서 암모니아, 알칸올아민이 바람직하다.As said amino-group containing compound, For example, Ammonia; Alkyl ammoniums such as methyl ammonium, dimethyl ammonium and trimethyl ammonium; Alkanol amines; Aromatic amines, such as aniline, etc. can be illustrated. Moreover, the amine compound which has 2 or more amino groups, such as ethylene diamine, and quaternary amine compounds, such as tetramethyl ammonium, can also be used. Among them, ammonia and alkanolamine are preferable from the viewpoint of complexability with dissolved copper.
상기 알칸올아민의 구체적인 예로서는, 예를 들어 모노에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N-부틸에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, 2-(2-히드록시)에톡시에탄올아민 등의 모노에탄올아민과 그 유도체; 디에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N-부틸디에탄올아민 등의 디에탄올아민과 그 유도체; 트리에탄올아민; 프로판올아민; 이소프로판올아민; 히드록시에틸피페라진; 그 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 용해된 구리와의 착형성성의 관점에서 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민이 바람직하다. Specific examples of the alkanolamine include monoethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-butylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, Monoethanolamine and derivatives thereof such as 2- (2-hydroxy) ethoxyethanolamine; Diethanolamine and its derivatives such as diethanolamine, N-methyl diethanolamine and N-butyl diethanolamine; Triethanolamine; Propanolamine; Isopropanolamine; Hydroxyethyl piperazine; And derivatives thereof. Among them, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine are preferable from the viewpoint of complexability with dissolved copper.
용해된 구리와의 착형성성의 관점에서, 상기 질소 함유 화합물은 이미다졸류, 피라졸류, 암모니아, 알칸올아민인 것이 바람직하고, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 1,2-디에틸이미다졸, 벤즈이미다졸, 피라졸, 암모니아, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민인 것이 보다 바람직하다.From the viewpoint of complexability with dissolved copper, the nitrogen-containing compound is preferably imidazole, pyrazoles, ammonia, alkanolamine, and imidazole, 2-methylimidazole, 1,2-diethyl It is more preferable that they are midazole, benzimidazole, pyrazole, ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine.
상기 질소 함유 화합물의 함량은 0.1 ~ 30.0 중량 %이며, 1.0 ~ 25.0 중량 %인 것이 바람직하고, 10.0 ~ 20.0 중량 %인 것이 보다 바람직하다. 상기 질소 함유 화합물의 함유량이 0.1 % 이상이면 에칭 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 질소 함유 화합물의 함유량이 30.0 중량 % 이하이면, 에칭제의 점도 상승을 억제할 수 있다.The content of the nitrogen-containing compound is 0.1 to 30.0 wt%, preferably 1.0 to 25.0 wt%, more preferably 10.0 to 20.0 wt%. If content of the said nitrogen containing compound is 0.1% or more, an etching rate can be improved. Moreover, if content of the said nitrogen containing compound is 30.0 weight% or less, the viscosity rise of an etching agent can be suppressed.
(기타 첨가제) (Other additives)
본 발명의 에칭제는 구리의 용해도와 용해 안정성을 향상시키며 에칭속도를 빠르게 하기 위해서, 할로겐 이온원을 배합해도 좋다. 상기 할로겐 이온원의 구체적인 예로서, 예를 들면 염화수소산, 브롬화 수소산, 요오드화수소산 등의 무기산; 염화구리, 브롬화구리, 염화철, 염화나트륨, 요오드화나트륨, 염화암모늄 등 무기염을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 에칭제는 균일한 에칭을 하기 위하여, 폴리알킬렌글리콜 및 폴리알킬렌글리콜 유도체 등의 계면 활성제 등을 배합해도 괜찮다. 이러한 첨가제의 에칭제 중의 함량은 0.01 ~ 10 중량 % 정도이다. The etching agent of the present invention may contain a halogen ion source in order to improve the solubility and dissolution stability of copper and to increase the etching rate. Specific examples of the halogen ion source include inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid and hydroiodic acid; Inorganic salts such as copper chloride, copper bromide, iron chloride, sodium chloride, sodium iodide, ammonium chloride and the like. Moreover, in order to perform uniform etching, you may mix | blend surfactants, such as a polyalkylene glycol and a polyalkylene glycol derivative, etc. in order to perform uniform etching. The content of such additives in the etchant is about 0.01 to 10% by weight.
본 발명 에칭제의 pH는 구리층을 에칭할 때 금속 산화물층의 침식을 방지하는 관점에서, 5.0 ~ 10.5 이며, 5.0 ~ 10.0 인 것이 바람직하고, 5.0 ~ 7.0 인 것이 보다 바람직하다. 특히, Zn, Sn, Al 등의 양성금속의 금속산화물을 포함한 금속 산화물층의 침식을 방지하는 관점에서 에칭제의 pH는 5.0 ~ 7.0 인 것이 바람직하다. 또한 에칭제의 pH는 상기 유기산 및 상기 질소 함유 화합물의 함량을 조정하여 제어할 수 있다.The pH of the etchant of the present invention is 5.0 to 10.5, preferably 5.0 to 10.0, and more preferably 5.0 to 7.0 from the viewpoint of preventing erosion of the metal oxide layer when etching the copper layer. In particular, the pH of the etchant is preferably 5.0 to 7.0 from the viewpoint of preventing erosion of the metal oxide layer including metal oxides of amphoteric metals such as Zn, Sn and Al. In addition, the pH of the etchant can be controlled by adjusting the content of the organic acid and the nitrogen-containing compound.
본 발명의 에칭제는, 상기의 각 성분을 물에 용해시켜 쉽게 조제할 수 있다. 상기 물로는 이온 교환수가 바람직하다. 또한, 본 발명의 에칭제는 상기 각 성분을 사용시에 소정의 농도가 되도록 배합해도 좋고, 농축액을 조제해 두고 사용 직전에 희석하여 사용해도 좋다.The etchant of this invention can be prepared easily by melt | dissolving said each component in water. As said water, ion-exchange water is preferable. In addition, the etchant of this invention may be mix | blended so that each said component may be made to predetermined | prescribed density | concentration at the time of use, and the concentrate may be prepared and diluted before use.
본 발명의 에칭제 사용 방법은 특히 한정되지 않고, 예를 들어 금속 산화물층과 구리층이 공존하는 피처리물에 스프레이하는 방법, 에칭제중에 상기 피처리물을 침지하는 방법 등을 들 수 있다. 침지에 의한 경우에는 구리의 에칭에 의해 에칭제중에서 생성한 제 1 구리 이온이 제 2 구리 이온으로 산화하기 때문에, 버블링 등에 의한 공기 불어넣기를 실시해도 좋다. 에칭 처리시 에칭제의 온도는 10 ~ 50 ℃가 바람직하고, 처리 시간은 10 ~ 120 초 바람직하다.The method of using the etchant of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a method of spraying on a workpiece in which a metal oxide layer and a copper layer coexist, a method of immersing the target in an etchant, and the like. In the case of immersion, since the first copper ions generated in the etchant are oxidized to the second copper ions by etching of copper, air blowing by bubbling or the like may be performed. In the etching process, the temperature of the etchant is preferably 10 to 50 ° C, and the processing time is preferably 10 to 120 seconds.
본 발명의 에칭제는, 금속 산화물층과 패터닝 된 금속층이 공존하는 디바이스 등의 제조에 매우 적합하다. 전기 디바이스로서는, 액정 소자, 유기 EL소자, 터치 패널, 전자 페이퍼, 광전 변환 소자 등을 예시할 수 있다.The etchant of this invention is suitable for manufacture of the device etc. which a metal oxide layer and a patterned metal layer coexist. Examples of the electric device include liquid crystal elements, organic EL elements, touch panels, electronic paper, photoelectric conversion elements, and the like.
다음으로, 본 발명과 관련되는 에칭제의 실시예에 대해 비교예와 함께 설명한다. 또한 본 발명은 아래와 같은 실시예로 한정하여 해석되는 것은 아니다.Next, the Example of the etching agent concerning this invention is demonstrated with a comparative example. In addition, this invention is not interpreted limited to the following Example.
(구리 층의 에칭 속도) (Etching speed of copper layer)
두께 1.6mm의 파나소닉 전공 사제 동장적층판 (제품명 : 유리 에폭시 멀티 R-1766)을 에칭액 (황산 200g / L, 과산화수소 50g / L, 잔부 이온 교환수)에 침지하여 해당 적층판의 동박을 완전히 제거하고 노출된 유리 에폭시 기재의 일면 측에 오쿠노 제약 산업 사제 무전해 도금 약품 (제품명 : OPC 구리 H)을 사용하여 두께 약 1.5μm의 무전해 구리도금을 전면에 주고 이것을 50mm × 50mm 절단해서 시험 기판으로 했다. 이 기판에 대해 표 1에 각 에칭 제 (온도 : 30 ℃)를 사용하여 30 초 동안 살포 처리(스프레이 압력 : 0.05MPa)로 에칭을 실시했다. 그리고 처리 전후의 시험 기판의 중량으로부터 아래 식에 의해 에칭속도를 산출했다. 결과를 표 2에 나타낸다. 또한 표 2의 “측정 불가”란 30 초 동안 에칭 처리해도 시험기판의 중량이 변화하지 않는 것을 나타낸다. Copper plate laminated plate (Product Name: Glass Epoxy Multi R-1766) manufactured by Panasonic Electric Co., Ltd., 1.6 mm thick, was immersed in an etchant (200 g / L sulfuric acid, 50 g / L hydrogen peroxide, residual ion-exchanged water) to completely remove the copper foil of the laminate. An electroless plating chemical (trade name: OPC Copper H) manufactured by Okuno Pharmaceutical Industries, Ltd. was used on one side of the glass epoxy substrate, and electroless copper plating having a thickness of about 1.5 μm was applied to the entire surface, and 50 mm × 50 mm was cut to obtain a test substrate. This board | substrate was etched by the spraying process (spray pressure: 0.05 Mpa) for 30 second using each etching agent (temperature: 30 degreeC) in Table 1. And the etching rate was computed by the following formula from the weight of the test board before and behind a process. The results are shown in Table 2. In addition, "not measurable" of Table 2 shows that the weight of a test board does not change even if it is etched for 30 second.
에칭 속도 (μm / 분) = [처리 전 중량 (g) - 처리 후의 중량 (g)] ÷ 기판 면적 (m2) ÷ 8.92 (g/cm3) ÷ 처리 시간 (분) Etch Rate (μm / min) = [Weight Before Treatment (g)-Weight After Treatment (g)] ÷ Board Area (m 2 ) ÷ 8.92 (g / cm 3 ) ÷ Treatment Time (minutes)
(ITO층 및 IGZO층의 에칭 속도) (Etching speed of ITO layer and IGZO layer)
100mm × 100mm, 두께 2mm의 플로트 유리 기재 (아사히카라스사제)에 두께 0.2μm의 ITO 피막 또는 IGZO 피막을 스퍼터링으로 형성한 것을 시험 기판으로 사용했다. 이 시험 기판에 대해 표 1에 기재한 각 에칭제(온도 : 30 ℃)를 사용하여 스프레이 처리 (스프레이 압력 : 0.1MPa)로 에칭을 실시하여 처리 시간 30 초마다 처리한 표면을 XPS로 측정했다. 그리고 조성 성분의 하나인 In 피크가 사라진 시간으로부터 다음 식에 의해 에칭 속도를 산출했다. 결과를 표 2에 나타낸다. 또한 표 2의 “측정 불가”란 10 분간 에칭 처리해도 In 피크가 변동하지 않는 것을 나타낸다. The thing which formed the ITO film or IGZO film of thickness 0.2 micrometer by sputtering on the float glass base material (made by Asahikara Co., Ltd.) of 100 mm x 100 mm and thickness 2mm was used as a test board | substrate. This test board | substrate was etched by the spray process (spray pressure: 0.1 MPa) using each etching agent (temperature: 30 degreeC) of Table 1, and the surface treated every 30 second of treatment time was measured by XPS. And the etching rate was computed by following Formula from the time when In peak which is one of a composition component disappeared. The results are shown in Table 2. In addition, "not measurable" of Table 2 shows that an In peak does not change even if it etches for 10 minutes.
에칭 속도 (μm / 분) = 0.2μm ÷ [In 피크가 손실까지 처리 시간 (분)] Etch Rate (μm / min) = 0.2μm ÷ [Process Time (min) until In Peak Loss]
표 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 비교예에 비해 모두 구리층의 에칭 속도와 ITO 층 또는 IGZO 층의 에칭 속도의 차이를 크게 할 수 있었다. 이 결과로부터 본 발명에 의하면 금속 산화물층과 구리층이 공존하는 피처리물에서 구리층만을 선택적으로 에칭할 수 있는 것이 확인되었다.As shown in Table 2, according to the embodiment of the present invention, the difference between the etching rate of the copper layer and the etching rate of the ITO layer or the IGZO layer was larger than that of the comparative example. From this result, according to this invention, it was confirmed that only a copper layer can be selectively etched in the to-be-processed object which a metal oxide layer and a copper layer coexist.
Claims (5)
In an etching method for selectively etching the copper layer by treating a workpiece with a metal oxide layer and at least one metal oxide selected from Zn, Sn, Al, In and Ga and the copper layer coexist with an etching agent. The etching method is an etching agent according to any one of claims 1 to 4.
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