KR20150045331A - Etching solution composition and method of manufacturing metal pattern - Google Patents

Etching solution composition and method of manufacturing metal pattern Download PDF

Info

Publication number
KR20150045331A
KR20150045331A KR20130124924A KR20130124924A KR20150045331A KR 20150045331 A KR20150045331 A KR 20150045331A KR 20130124924 A KR20130124924 A KR 20130124924A KR 20130124924 A KR20130124924 A KR 20130124924A KR 20150045331 A KR20150045331 A KR 20150045331A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compound
acid
weight
sulfonic acid
chlorate
Prior art date
Application number
KR20130124924A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102256930B1 (en
Inventor
정재우
김인배
상현정
정종현
문영민
박홍식
김규포
서원국
신현철
이기범
조삼영
한승연
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
주식회사 동진쎄미켐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사, 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020130124924A priority Critical patent/KR102256930B1/en
Publication of KR20150045331A publication Critical patent/KR20150045331A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102256930B1 publication Critical patent/KR102256930B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/18Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/30Acidic compositions for etching other metallic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment 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
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32134Physical 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Weting (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

According to application of the invention, an etching solution that comprises 10 to 20 wt.% of peroxydisulfuric acid ammonium; 0.1 wt.% of phosphoric acid or phosphorous acid compound; 0.1 to 5% wt.% of chloric acid type compound; 0.1 to 5 wt.% of nitric acid or sulfonic acid compound; 0.1 to 3 wt.% of azole type compound; 0.1 to 2 wt.% of fluorine compound; and 55 to 89.5 wt.% of water.

Description

식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴 제조방법{Etching solution composition and method of manufacturing metal pattern}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching solution composition,

본 발명은 디스플레이 제조 공정용 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etchant composition for a display manufacturing process.

일반적으로 박막 트랜지스터 표시판(Thin Firm Transistor, TFT)은 액정 표시 장치나 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로써 사용된다. 박막 트랜지스터 표시판은 주사 신호를 전달하는 주사 신호 배선 또는 게이트 배선과, 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터 배선이 형성되어 있고, 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등으로 이루어져 있다.In general, a thin film transistor (TFT) is used as a circuit substrate for independently driving each pixel in a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display. The thin film transistor panel is provided with a scanning signal wiring or a gate wiring for transmitting a scanning signal and an image signal line or a data wiring for transmitting an image signal and connected to a thin film transistor and a thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring Pixel electrodes and the like.

이러한 박막 트랜지스터 표시판의 제조 시에 기판 위에 게이트 배선 및 데이터 배선용 금속층을 적층시키고, 이들 금속층을 식각하는 과정이 그 뒤를 따르게 된다.In fabricating such a thin film transistor panel, a metal layer for a gate wiring and a data wiring is laminated on a substrate, followed by a process of etching these metal layers.

최근 디스플레이 패널의 대면적화에 따른 안정적 이미지 구현을 위해 빠른 응답속도를 가질 수 있도록, 게이트 배선은 전기 전도도 특성이 우수한 Ti/Cu로 형성되고 있다. 게이트 배선을 형성한 후, 상부에 적층되는 층들이 결함을 갖지 않도록, 게이트 배선 끝 단은 완만한 형태의 테이퍼 각을 이루어야 한다. 또한, 공정에서의 효율과 공정 비용의 절감을 위하여, 식각액 조성물의 특성이 오랜 시간동안 유지될 것이 요구된다. Recently, gate wirings are formed of Ti / Cu, which has excellent electric conductivity characteristics, so as to have a fast response speed in order to realize a stable image according to the enlargement of the display panel. After forming the gate wiring, the gate wiring end should have a gentle taper angle so that the layers stacked on the top do not have defects. In addition, in order to reduce the process efficiency and the process cost, it is required that the characteristics of the etchant composition are maintained for a long time.

본 발명의 실시예들은 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴 제조방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide an etchant composition and a method of manufacturing a metal pattern using the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 과산화이황산 암모늄 10 중량% 내지 20 중량%; 인산 또는 아인산 화합물 0.1 중량% 내지 10 중량%; 염소산염계화합물 0.1 중량% 내지 5 중량%; 질산 또는 술폰산 화합물 0.1 중량% 내지 5 중량%; 아졸계 화합물 0.1 중량% 내지 3 중량%; 불소화합물 0.1 중량% 내지 2 중량%; 및 물 55 중량% 내지 89.5 중량%를 포함하는 식각액 조성물을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing a peroxydicarbonate comprising: 10 to 20% by weight ammonium peroxodisulfate; 0.1 to 10% by weight of a phosphoric acid or phosphorous acid compound; 0.1% to 5% by weight of a chlorate-based compound; 0.1 to 5% by weight of a nitric acid or a sulfonic acid compound; 0.1 to 3% by weight of an azole-based compound; 0.1 to 2% by weight of a fluorine compound; And from 55% to 89.5% by weight of water.

상기 술폰산 화합물은, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 암모늄술폰산, 아미도술폰산, 고리형술폰산 및 탄화수소계술폰산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. The sulfonic acid compound may include at least one substance selected from the group consisting of methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, ammonium sulfonic acid, amidosulfonic acid, cyclic sulfonic acid, and hydrocarbon-based sulfonic acid.

상기 아졸계 화합물은, 아미노테트라졸, 벤조트리아졸, 이미다졸 및 피라졸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. The azole-based compound may include at least one substance selected from the group consisting of aminotetrazole, benzotriazole, imidazole, and pyrazole.

상기 불소화합물은, MgF2, H2SiF6, NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, AlF3 및 H2TiF6로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.The fluorine compound is selected from the group consisting of MgF 2 , H 2 SiF 6 , NaF, NaHF 2 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NH 4 BF 4 , KF, KHF 2 , AlF 3 and H 2 TiF 6 And may include at least one or more materials.

상기 식각액 조성물은, 구리막 및 티타늄막을 식각할 수 있다.The etchant composition can etch the copper film and the titanium film.

상기 인산 화합물과 상기 염소산염계 화합물은 10:1 내지 3:1의 비율일 수 있다. The phosphoric acid compound and the chlorate compound may be in a ratio of 10: 1 to 3: 1.

상기 아인산 화합물과 상기 염소산염계 화합물은 1:1 내지 2:1의 비율일 수 있다.The phosphorous acid compound and the chlorate compound may be in a ratio of 1: 1 to 2: 1.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 티타늄막 및 구리막을 포함하는 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 식각액 조성물로 상기 금속층을 패터닝하는 단계;를 포함하며, 상기 식각액 조성물은, 과산화이황산 암모늄 10 중량% 내지 20 중량%; 인산 또는 아인산 화합물 0.1 중량% 내지 10 중량%; 염소산염계화합물 0.1 중량% 내지 5 중량%; 질산 또는 술폰산 화합물 0.1 중량% 내지 5 중량%; 아졸계 화합물 0.1 중량% 내지 3 중량%; 불소화합물 0.1 중량% 내지 2 중량%; 및 물 55 중량% 내지 89.5 중량%를 포함하는 금속 패턴 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a metal layer including a titanium film and a copper film on a substrate; Forming a photoresist pattern on the metal layer; And patterning the metal layer with an etchant composition using the photoresist pattern as an etch stop layer, wherein the etchant composition comprises 10 wt% to 20 wt% ammonium peroxodisulfate; 0.1 to 10% by weight of a phosphoric acid or phosphorous acid compound; 0.1% to 5% by weight of a chlorate-based compound; 0.1 to 5% by weight of a nitric acid or a sulfonic acid compound; 0.1 to 3% by weight of an azole-based compound; 0.1 to 2% by weight of a fluorine compound; And 55 to 89.5% by weight of water.

상기 기판은, 유리 기판일 수 있다.The substrate may be a glass substrate.

상기 금속 패턴은, 구동 박막트랜지스터의 게이트 전극일 수 있다.The metal pattern may be a gate electrode of a driving thin film transistor.

상기 티타늄막은, 상기 기판과 상기 구리막 사이에 형성될 수 있다.The titanium film may be formed between the substrate and the copper film.

상기 식각액 조성물로 상기 금속층을 패터닝하는 단계는, 침지법 또는 스프레이법을 이용하여 상기 식각액 조성물로 상기 금속층을 패터닝할 수 있다. In the step of patterning the metal layer with the etchant composition, the metal layer may be patterned with the etchant composition using a dipping method or a spraying method.

상기 술폰산 화합물은, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 암모늄술폰산, 아미도술폰산, 고리형술폰산 및 탄화수소계술폰산로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. The sulfonic acid compound may include at least one substance selected from the group consisting of methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, ammonium sulfonic acid, amidosulfonic acid, cyclic sulfonic acid, and hydrocarbon-based sulfonic acid.

상기 아졸계 화합물은, 아미노테트라졸, 벤조트리아졸, 이미다졸, 및 피라졸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. The azole-based compound may include at least one substance selected from the group consisting of aminotetrazole, benzotriazole, imidazole, and pyrazole.

상기 불소화합물은, MgF2, H2SiF6, NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, AlF3 및 H2TiF6로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.The fluorine compound is selected from the group consisting of MgF 2 , H 2 SiF 6 , NaF, NaHF 2 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NH 4 BF 4 , KF, KHF 2 , AlF 3 and H 2 TiF 6 And may include at least one or more materials.

상기 인산 또는 아인산 화합물과, 상기 염소산염계 화합물은 10:1 내지 3:1의 비율일 수 있다.The phosphoric acid or phosphorous acid compound and the chlorate compound may be in a ratio of 10: 1 to 3: 1.

상기 아인산 화합물과 상기 염소산염계 화합물은 1:1 내지 2:1의 비율일 수 있다. The phosphorous acid compound and the chlorate compound may be in a ratio of 1: 1 to 2: 1.

본 발명의 실시예에 의한 식각액 조성물은 구리 이온이 누적되어도 신액의 특징을 유지할 수 있으므로, 공정 비용을 감소시킬 수 있다.The etching solution composition according to the embodiment of the present invention can maintain the characteristics of the fresh solution even when the copper ions are accumulated, thereby reducing the process cost.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4 내지 도 6은 실시예 1 내지 10에 따른 식각액 조성물로 식각한 티타늄 및 구리막을 포함하는 금속 패턴 및 포토레지스트 패턴의 전자주사현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 7은 비교예 1 내지 5에 따른 식각액 조성물로 식각한 티타늄 및 구리막을 포함하는 금속 패턴 및 포토레지스트 패턴의 전자주사현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예 1에 따른 식각액 조성물의 구리 이온 누적 농도에 따른 티타늄 및 구리막을 포함하는 금속 패턴 및 포토레지스트 패턴의 전자주사현미경 사진을 나타내는 도면이다.
1 to 3 are sectional views for explaining a method of forming a metal pattern according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 to 6 are electron micrographs of a metal pattern including a titanium and a copper film etched by the etchant composition according to Examples 1 to 10 and a photoresist pattern. FIG.
7 is a scanning electron micrograph of a metal pattern including a titanium and copper film etched with the etchant composition according to Comparative Examples 1 to 5 and a photoresist pattern.
8 is a scanning electron micrograph of a metal pattern including a titanium and copper film and a photoresist pattern according to the cumulative copper ion concentration of the etching solution composition according to Example 1. FIG.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted .

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as inclusive or possessive are intended to mean that a feature, or element, described in the specification is present, and does not preclude the possibility that one or more other features or elements may be added.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when a part of a film, an area, a component or the like is on or on another part, not only the case where the part is directly on the other part but also another film, area, And the like.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, components may be exaggerated or reduced in size for convenience of explanation. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and thus the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

이하에서는, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.In the following, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 3 are sectional views for explaining a method of forming a metal pattern according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 베이스 기판(110) 상에 티타늄막(122) 및 구리막(124) 을 포함하는 금속층(ML)을 형성한다. Referring to FIG. 1, a metal layer ML including a titanium film 122 and a copper film 124 is formed on a base substrate 110.

베이스 기판(110)은 산화 실리콘(SiOx)을 포함하는 유리 기판일 수 있다. 티타늄막(122) 및 구리막(124) 각각은 화학 기상 증착법을 이용하여 상기 베이스 기판(110) 상에 연속적으로 형성될 수 있다. 티타늄막(122)은 구리막(124)의 구리가 구리막(124)과 접촉하는 패턴, 특히, 금속 산화물 반도체로 확산되어 상기 패턴을 손상시키는 것을 방지하는 버퍼층으로서 기능한다. 또는, 티타늄막(122)과 베이스 기판(110) 사이에 산화 실리콘을 포함하는 패턴이나 박막이 형성되는 경우, 티타늄막(122)은 상기 패턴이나 박막과 구리막(124) 사이의 화학적인 반응을 억제시킬 수 있다. 도면으로 도시하지 않았으나, 티타늄막(122)의 하부에는 다수의 패턴들이 형성될 수 있다.The base substrate 110 may be a glass substrate containing silicon oxide (SiOx). Each of the titanium film 122 and the copper film 124 may be continuously formed on the base substrate 110 using chemical vapor deposition. The titanium film 122 functions as a buffer layer in which copper of the copper film 124 is in contact with the copper film 124, in particular, diffused into the metal oxide semiconductor to prevent damage to the pattern. Alternatively, when a pattern or a thin film containing silicon oxide is formed between the titanium film 122 and the base substrate 110, the titanium film 122 may be chemically reacted with the pattern or the thin film and the copper film 124 . Although not shown in the drawing, a plurality of patterns may be formed under the titanium film 122.

구리막(124)은 티타늄막(122) 상에 형성되며, 상기 금속층(ML)을 패터닝하여 형성하는 금속 패턴(MP, 도 3 참조)이 신호를 인가할 때, 구리막(124)이 실질적으로 상기 신호를 인가하는 주배선층(main line layer)이 될 수 있다. 구리막(124)은 불순물의 함량이 구리의 함량보다 상대적으로 매우 적은, 실질적으로 순수 구리막일 수 있다.The copper film 124 is formed on the titanium film 122 and the copper film 124 is formed substantially on the titanium film 122 when the metal pattern MP formed by patterning the metal layer ML And may be a main line layer for applying the signal. The copper film 124 may be a substantially pure copper film having a content of impurities that is relatively much smaller than the content of copper.

도 2 및 도 3을 참조하면, 금속층(ML) 상에 포토레지스트 패턴(130)을 형성하고, 포토레지스트 패턴(130)을 식각 방지막으로 이용하여 금속층(ML)을 식각한다. Referring to FIGS. 2 and 3, a photoresist pattern 130 is formed on the metal layer ML, and the metal layer ML is etched using the photoresist pattern 130 as an etch stopping layer.

금속층(ML) 중의 구리막(124) 및 티타늄막(122)은 과산화이황산 암모늄 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 인산 또는 아인산화합물 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 염소산염계화합물 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 질산 또는 술폰산화합물 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 아졸계화합물 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 불소화합물 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량% 및, 물 약 55 중량% 내지 약 89.5 중량%를 포함하는 식각액 조성물을 이용하여 식각한다. The copper film 124 and the titanium film 122 in the metal layer ML may comprise from about 10 weight percent to about 20 weight percent ammonium peroxodisulfate, from about 0.1 weight percent to about 10 weight percent phosphoric acid or phosphorous acid compound, From about 0.1% to about 5% by weight of a fluorine compound, from about 0.1% to about 5% by weight of a nitric acid or sulfonic acid compound, from about 0.1% to about 3% To about 89.5% by weight of the etchant composition.

상기 식각액 조성물에 의해서, 시간에 따라 구리막(124) 및 티타늄막(122)이 식각되어 금속 패턴(MP)을 형성할 수 있다. 금속 패턴(MP)은 예를 들어, 디스플레이를 구동시키기 위한 구동 박막트랜지스터(Thin film transistor)의 게이트 전극일 수 있다.The copper film 124 and the titanium film 122 are etched by the etchant composition over time to form the metal pattern MP. The metal pattern MP may be, for example, a gate electrode of a thin film transistor for driving a display.

상기 포토레지스트 패턴(130)은 포지티브형 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 이와 달리, 상기 포토레지스트 패턴(130)은 네가티브형 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.The photoresist pattern 130 may be formed using a positive photoresist composition. Alternatively, the photoresist pattern 130 may be formed using a negative photoresist composition.

상기 금속층(ML)의 식각은 당업계의 공지의 방법에 따라 수행될 수 있고, 예를 들어, 침지법, 스프레이법 등으로 상기 금속층(ML)에 상기 식각액 조성물을 제공하여 상기 금속층(ML)을 식각할 수 있다.The etching of the metal layer ML may be performed according to a known method in the art. For example, the metal layer ML may be provided with the etching solution composition by a dipping method, a spraying method, It can be etched.

상기 식각액 조성물에서, 과산화이황산 암모늄((NH4)2S2O8, ammonium persulfate)은 구리막(124) 및 티타늄막(122)을 식각하는 식각 주성분인 산화제이다. 과산화이황산 암모늄은 반도체 공정용의 순도를 가질 수 있다. In the etchant composition, peroxodisulfuric acid ammonium ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 , ammonium persulfate) is an oxidizing agent that is an etching main component for etching the copper film 124 and the titanium film 122. Ammonium peroxodisulfate may have purity for semiconductor processing.

상기 식각액 조성물의 전체 중량에 대해서, 과산화이황산 암모늄의 함량이 약 10 중량% 미만인 경우, 구리막(124) 및 티타늄막(122)을 식각할 수 없다. 또한, 과산화이황산 암모늄의 함량이 약 20 중량% 초과인 경우, 구리막(124) 및 티타늄막(122)의 식각 속도가 지나치게 빠르기 때문에 식각 공정을 제어하기 어렵다. 따라서, 과산화이황산 암모늄의 함량은 상기 전체 중량에 대하여 약 10 중량% 내지 약 20 중량%인 것이 바람직하다. The copper film 124 and the titanium film 122 can not be etched if the content of ammonium peroxodisulfate is less than about 10% by weight based on the total weight of the etchant composition. In addition, when the content of ammonium peroxodisulfate is more than about 20% by weight, it is difficult to control the etching process because the etching speed of the copper film 124 and the titanium film 122 is excessively high. Accordingly, it is preferred that the content of ammonium peroxodisulfate is from about 10% to about 20% by weight based on the total weight.

상기 인산(H3PO4) 또는 아인산(H3PO3) 화합물은 금속 배선의 테이퍼 각을 낮추어 주며, 구리 이온이 누적되어도 테이거 각이 변화지 않고 유지시켜주는 기능을 한다. 상기 인산(H3PO4) 또는 아인산(H3PO3) 화합물은 상기 식각액 조성물 전체 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%인 것이 바람직하다. The phosphoric acid (H 3 PO 4 ) or phosphorous acid (H 3 PO 3 ) compounds lower the taper angle of the metal wiring and function to keep the tether angle unchanged even if the copper ions accumulate. The phosphoric acid (H 3 PO 4 ) or phosphorous acid (H 3 PO 3 ) compound is preferably about 0.1 wt% to about 10 wt% with respect to the total weight of the etchant composition.

상기 염소산염계화합물(Chlorate)은 상기 인산(H3PO4) 또는 상기 아인산(H3PO3)과 더불어 구리이온이 누적되어도 기초 특성을 유지시켜주는 기능을 한다. 상기 염소산염계화합물(Chlorate)은 식각액 조성물 전체 중량에 대하여, 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%인 것이 바람직하다. The chlorate-based compound (Chlorate) functions to maintain basic characteristics even when copper ions are accumulated in addition to the phosphoric acid (H 3 PO 4 ) or the phosphorous acid (H 3 PO 3 ). It is preferable that the chlorate-based compound (Chlorate) is about 0.1 wt% to about 10 wt% with respect to the total weight of the etchant composition.

구리 이온의 누적에도 상기 식각액 조성물의 특성이 유지되도록, 상기 인산(H3PO4) 화합물과 상기 염소산염계화합물(Chlorate)은 약 10:1 내지 약 3:1의 비율로 혼합될 수 있다. 또는, 상기 아인산(H3PO3) 화합물과 상기 염소산염계화합물(Chlorate)은 약 1:1 내지 약 2: 1의 비율로 혼합될 수 있다.The phosphoric acid (H 3 PO 4 ) compound and the chlorate compound (Chlorate) may be mixed at a ratio of about 10: 1 to about 3: 1 so that the characteristics of the etchant composition are maintained even with the accumulation of copper ions. Alternatively, the phosphorous acid (H 3 PO 3 ) compound and the chlorate compound (Chlorate) may be mixed at a ratio of about 1: 1 to about 2: 1.

상기 질산(HNO3) 또는 술폰산(Sulfonic acid) 화합물은 보조산화제로서 구리막(124) 및 티타늄막(122)의 식각률을 증가시켜주는 기능을 한다. 상기 술폰산 화합물은 예를 들어, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 암모늄술폰산, 아미도술폰산, 고리형술폰산화합물 및 탄화수소계술폰산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 상기 질산(HNO3) 또는 술폰산(Sulfonic acid) 화합물은 식각액 조성물 전체 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%인 것이 바람직하다.The nitric acid (HNO 3 ) or sulfonic acid compound functions as a co-oxidant to increase the etching rate of the copper film 124 and the titanium film 122. The sulfonic acid compound may include at least one substance selected from the group consisting of, for example, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, ammonium sulfonic acid, amidosulfonic acid, cyclic sulfonic acid compound and hydrocarbon sulfonic acid. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto. The nitric acid (HNO 3 ) or sulfonic acid compound is preferably present in an amount of about 0.1 wt% to about 5 wt% based on the total weight of the etchant composition.

아졸계(Azole) 화합물은 구리막(124)의 부식방지제 역할을 하며, 구리막(124) 표면의 프로파일을 안정적으로 만들어주는 기능을 한다. 아졸계 화합물은 예를 들어, 벤조트리아졸, 아미노테트라졸, 벤조트리아졸, 이미다졸 및 피라졸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 상기 아졸계(Azole) 화합물은 식각액 조성물 전체 중량에 대하여, 0.1 중량% 내지 약 3 중량%인 것이 바람직하다.The azole compound serves as a corrosion inhibitor of the copper film 124 and functions to stabilize the profile of the surface of the copper film 124. The azole-based compound may include at least one substance selected from the group consisting of, for example, benzotriazole, aminotetrazole, benzotriazole, imidazole and pyrazole. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto. The azole compound is preferably 0.1 wt% to 3 wt% with respect to the total weight of the etchant composition.

불소화합물(Fluoride)은 티타늄막(122)의 산화제이다. 상기 불소화합물이 약 2 중량%를 초과하여 첨가될 경우, 베이스 기판(110)의 손상이 매우 증가하여 추후 리워크 공정을 수행하는데 어려움이 있다. 상기 불소화합물은 식각액 조성물 전체 중량에 대하여, 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%인 것이 바람직하다. 상기 불소화합물은 예를 들어, MgF2, H2SiF6, NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, AlF3 및 H2TiF6로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다.The fluoride compound (Fluoride) is an oxidizing agent of the titanium film 122. When the fluorine compound is added in an amount of more than about 2% by weight, the damage of the base substrate 110 is greatly increased, making it difficult to carry out the rework process in the future. The fluorine compound is preferably present in an amount of about 0.1% to about 2% by weight based on the total weight of the etchant composition. The fluorine compound includes, for example, a group consisting of MgF 2 , H 2 SiF 6 , NaF, NaHF 2 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NH 4 BF 4 , KF, KHF 2 , AlF 3 and H 2 TiF 6 , ≪ / RTI > However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

물은 상기 과산화이황산 암모늄, 상기 인산 또는 아인산화합물, 상기 염소산염계화합물, 상기 질산 또는 술폰산화합물, 상기 아졸계화합물 및 상기 불소화합물에 추가되어 상기 식각액 조성물의 상기 전체 중량을 약 100%로 정의할 수 있다. 즉, 본 발명에서 여분의 물은 약 55 중량% 내지 약 89.5 중량%이다. 본 발명에서 이용되는 물로서는, 반도체용 등급의 물 또는 초순수(ultrapure water) 등을 이용할 수 있다.Water may be added to the perchloric acid salt compound, the nitric acid or sulfonic acid compound, the azole compound, and the fluorine compound to define the total weight of the etchant composition to about 100% have. That is, the excess water in the present invention is about 55 wt% to about 89.5 wt%. As the water used in the present invention, water of semiconductor grade or ultrapure water can be used.

다시 도 3을 참조하면, 상기 식각액 조성물을 이용하여 금속층(ML)을 식각하면, 금속층(ML) 중에서 상부에 배치된 구리막(124)이 가장 먼저 식각된다. 구리막(124) 중에서, 포토레지스트 패턴(130)이 형성된 부분이 상기 식각액 조성물에 노출되지 않으므로 상기 식각액 조성물에 의해 식각되지 않고 상기 베이스 기판(110) 상에 잔류한다.Referring again to FIG. 3, when the metal layer ML is etched using the etchant composition, the copper film 124 disposed on the top of the metal layer ML is first etched. Portions of the copper film 124 where the photoresist pattern 130 is formed are not exposed to the etchant composition and remain on the base substrate 110 without being etched by the etchant composition.

금속층(ML)이 상기 식각액 조성물에 노출된 시간이 경과함에 따라 구리막(124)의 제거에 의해 노출되는 티타늄막(122)이 식각됨으로써 금속 패턴(MP)을 형성한다. 이때, 상기 식각액 조성물을 이용하는 습식 식각의 특성상, 상기 티타늄막(122)이 식각되는 동안, 구리막(124)이 부분적으로 더 식각될 수도 있다.The metal film MP is formed by etching the titanium film 122 exposed by the removal of the copper film 124 as the metal layer ML is exposed to the etchant composition. At this time, due to the nature of the wet etching using the etchant composition, the copper film 124 may be partially etched while the titanium film 122 is etched.

금속 패턴(MP)의 테이퍼 각(θ)은 상기 베이스 기판(110)의 표면을 기준으로 측정되며, 스큐 길이(skew length, X)는 금속 패턴(MP)의 측부와 포토레지스트 패턴(130)의 측부 사이의 거리로 정의한다.The taper angle of the metal pattern MP is measured with reference to the surface of the base substrate 110 and the skew length X of the metal pattern MP is measured on the side of the metal pattern MP, Distance between the sides.

이하에서는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예 1 내지 10에 따른 식각액 조성물 및 비교예 1 내지 5에 따른 식각액 조성물을 통해서 본 발명에 따른 식각액 조성물에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the etchant composition according to the present invention will be described in more detail with reference to the etchant compositions according to Examples 1 to 10 and the etchant compositions according to Comparative Examples 1 to 5 according to the technical idea of the present invention.

실시예Example 1 내지 10 및  1 to 10 and 비교예Comparative Example 1 내지 5의  1 to 5 식각액Etchant 조성물의 준비 Preparation of composition

본 발명의 실시예 1 내지 10에 따른 식각액 조성물들과 비교예 1 내지 5에 따른 식각액 조성물을 아래 표 1과 같이 제조하였다. 표 1에서, 각 성분의 함량을 나타내는 단위는 식각액 조성물 전체 중량을 100%로 한 "중량%"를 나타낸다. 실시예 7, 8, 비교예 5에서는 인산 대신에 아인산을 이용하였고, 실시예 9 및 10에서는 질산 대신에 메탄술폰산을 이용하여 식각물 조성물을 제조하였다. The etchant compositions according to Examples 1 to 10 of the present invention and the etchant compositions according to Comparative Examples 1 to 5 were prepared as shown in Table 1 below. In Table 1, the unit representing the content of each component represents "% by weight" in which the total weight of the etching solution composition is 100%. In Examples 7 and 8 and Comparative Example 5, phosphorous acid was used instead of phosphoric acid, and in Examples 9 and 10, methane sulfonic acid was used instead of nitric acid to prepare an etching composition.

  과황산염Persulfate 인산[또는 아인산]Phosphoric acid [or phosphorous acid] 염소산염chlorate 질산[또는 메탄술폰산]Nitric acid [or methanesulfonic acid] 아졸계화합물(ATZ)The azole-based compound (ATZ) 불소화합물
(ABF)
Fluorine compound
(ABF)
실시예 1Example 1 1515 33 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.70.7 실시예 2Example 2 1515 33 1One 1One 0.50.5 0.70.7 실시예 3Example 3 1515 55 0.50.5 0.50.5 1One 0.80.8 실시예 4Example 4 1515 55 1One 0.50.5 1One 0.80.8 실시예 5Example 5 1515 77 0.50.5 0.50.5 1One 0.80.8 실시예 6Example 6 1515 77 1One 0.50.5 1One 0.80.8 실시예 7Example 7 1515 [1][One] 1One 33 1One 0.70.7 실시예 8Example 8 1515 [2][2] 1One 33 1One 0.70.7 실시예 9Example 9 1515 55 1One [0.5][0.5] 1One 0.70.7 실시예 10Example 10 1515 55 1One [1][One] 1One 0.70.7 비교예 1Comparative Example 1 1515 55 -- 0.50.5 1One 0.80.8 비교예 2Comparative Example 2 1515 -- 0.50.5 0.50.5 1One 0.80.8 비교예 3Comparative Example 3 1515 1515 1One 0.20.2 1One 1One 비교예 4Comparative Example 4 1515 55 88 0.50.5 1One 0.80.8 비교예 5Comparative Example 5 1515 [15][15] 1One 1One 1One 0.70.7

샘플 1 내지 10 및 비교 샘플 1 내지 5의 제조Preparation of Samples 1 to 10 and Comparative Samples 1 to 5

유리 기판 상에 화학기상증착법을 통해 티타늄막 및 구리막을 순차적으로 형성하였다. 이어서, 상기 구리막 상에 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. A titanium film and a copper film were sequentially formed on a glass substrate by a chemical vapor deposition method. Next, a photoresist layer was formed on the copper film, and the photoresist layer was exposed and developed to form a photoresist pattern.

상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 상기 구리막 및 상기 티타뉴막을 식각하여 금속 패턴을 포함하는 샘플 1을 제조하였다. The copper film and the titanium film were etched using the etchant composition according to Example 1 of the present invention using the photoresist pattern as an etch stopping film to prepare a sample 1 including a metal pattern.

이때, 상기 구리막 및 상기 티타늄막은 본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물로 식각 종말점(etching end point)을 기준으로 약 90% 과잉 식각하여 상기 금속 패턴을 제조하였다. At this time, the copper film and the titanium film were over-etched by about 90% based on the etching end point with the etchant composition according to Example 1 of the present invention to produce the metal pattern.

상기 샘플 1과 실질적으로 동일한 공정을 통해서, 본 발명의 실시예 2 내지 10에 따른 식각액 조성물들을 이용하여 샘플 2 내지 10을 제조하였고, 비교예 1 내지 비교예 5에 따른 식각액 조성물을 이용하여 비교 샘플 1 내지 5를 제조하였다.
Samples 2 to 10 were prepared using the etchant compositions according to Examples 2 to 10 of the present invention through substantially the same process as in Sample 1 above and the comparative samples 1 to 5 were prepared.

식각Etching 조성물의 특성 평가 Evaluation of composition characteristics

본 발명의 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 5에 따른 식각액 조성물들 각각을 이용하여 제조된 샘플 1 내지 10 및 비교 샘플 1 내지 5의 금속 패턴 및 포토레지스트 패턴의 프로파일을 전자 주사 현미경(scanning electron microscope, SEM)을 이용하여 촬영하였다. 구리 이온들이 누적되는 경우, 식각액 조성물의 특성이 유지되는지 여부를 알기 위하여, 구리 이온 누적에 따른 식각량 유지 수준(이하 '식각량 누적 수준'이라고 한다), 테이퍼각 유지 여부, 티타늄 테일, 스큐 길이를 평가하였다. 그 결과를 도 4 내지 도 7, 및 표 2에 나타낸다. The profiles of the metal patterns and the photoresist patterns of Samples 1 to 10 and Comparative Samples 1 to 5 prepared using each of the etching composition according to Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 of the present invention were analyzed by scanning electron microscopy electron microscope (SEM). In order to determine whether the characteristics of the etching solution composition are retained when copper ions are accumulated, the etching amount maintenance level (hereinafter referred to as "etching amount accumulation level") depending on the accumulation of copper ions, whether the taper angle is maintained or not, the titanium tail, . The results are shown in Figs. 4 to 7 and Table 2.

  식각량 누적 수준Cumulative etching level 테이퍼각 유지Maintain taper angle 티타늄 테일Titanium tail 스큐 길이Skew length 샘플 1Sample 1 OO OO OO OO 샘플 2Sample 2 OO OO OO OO 샘플 3Sample 3 OO OO OO OO 샘플 4Sample 4 OO OO OO OO 샘플 5Sample 5 OO OO OO OO 샘플 6Sample 6 OO OO OO OO 샘플 7Sample 7 OO OO 샘플 8Sample 8 OO OO 샘플 9Sample 9 OO OO OO OO 샘플 10Sample 10 OO OO OO OO 비교 샘플 1Comparative Sample 1 XX XX OO XX 비교 샘플 2Comparative Sample 2 XX XX OO XX 비교 샘플 3Comparative Sample 3 XX XX XX -- 비교 샘플 4Comparative Sample 4 XX XX XX -- 비교 샘플 5Comparative Sample 5 XX OO XX --

표 2의 식각량 누적 수준에서, "○"는 구리 이온 농도가 4000ppm 이상인 경우에도 식각액 조성물의 특성이 유지되는 경우를 나타내고, "△"는 구리 이온 농도가 3000ppm 이상 ~ 4000ppm 미만인 경우 식각액 조성물의 특성이 유지되는 경우를 나타내고, "X"는 구리 이온 농도가 3000ppm 미만인 경우에만 식각액 조성물의 특성이 유지되는 경우를 나타낸다. In the cumulative etching amount level in Table 2, "o" indicates a case where the etching solution composition is maintained even when the copper ion concentration is 4000 ppm or more, and "DELTA" indicates a case where the copper ion concentration is less than 3000 ppm and less than 4000 ppm. Quot ;, and "X" represents a case where the characteristics of the etchant composition are maintained only when the copper ion concentration is less than 3000 ppm.

표 2의 테이퍼각 유지에서 "○"는 구리 이온 농도가 4000ppm 인 경우 테이퍼각이 5°미만으로 변화하는 경우를 나타내며, "×"는 테이퍼각이 5°이상 변화하는 경우를 나타낸다. In the taper angle maintenance in Table 2, "o" represents a case where the taper angle changes to less than 5 deg. When the copper ion concentration is 4000 ppm, and "x"

표 2의 티타늄 테일에서 "○"는 구리 이온 농도가 4000ppm 인 경우 티타늄 테일의 변화가 0.15㎛ 이하인 경우를 나타내며, "×"는 티타늄 테일의 변화가 0.15㎛를 초과하는 경우를 나타낸다.In the titanium tail of Table 2, "o" represents the case where the change of the titanium tail is 0.15 mu m or less when the copper ion concentration is 4000 ppm, and "x" represents the case where the change of the titanium tail exceeds 0.15 mu m.

표 2의 스큐 길이에서, "○"는 구리 이온 농도가 4000ppm 인 경우 스큐 길이의 변화의 절대치가 0.05㎛ 미만인 경우를 나타내며, "△"는 스큐 길이의 변화의 절대치가 농도가 0.05㎛ 이상 ~ 0.2㎛ 미만인 경우를 나타내며, "×"는 스큐 길이의 변화의 절대치가 0.2㎛ 이상인 경우를 나타낸다.
Represents the case where the absolute value of the change of the skew length is less than 0.05 mu m when the copper ion concentration is 4000 ppm, and "DELTA" represents the absolute value of the change of the skew length, , And "x" represents the case where the absolute value of the change in the skew length is 0.2 mu m or more.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예 1 내지 10에 따른 식각액 조성물 및 비교예 1 내지 비교예 5에 따른 식각액 조성물로 식각한 구리막 및 티타늄막을 포함하는 금속 패턴 및 포토레지스트 패턴의 전자주사현미경(SEM) 사진들을 나타낸 도면이다.FIGS. 4 to 7 illustrate a metal pattern including a copper film and a titanium film etched by the etchant composition according to Examples 1 to 10 of the present invention and the etchant composition of Comparative Examples 1 to 5, and a photomicrograph (SEM) photographs.

도 4, 도 5 및 표 2를 참조하면, 샘플 1 내지 샘플 6 에서는 인산과 염소산염의 비율이 적절한 수준(약 10:1 ~ 약 3:1 혼합)일 때 식각량 누적 수준을 만족함을 보여 주고 있으며, 나머지 조성들의 함량 조절은 구리의 식각율을 조절하기 위해 사용되었다. 도 4 및 도 5에서는 각 실시예의 식각 신액(新液)과 구리이온이 4000ppm 오염된 식각액 조성물에서 식각된 막질을 비교하여 보여주고 있다. 표 2에서 보듯이 실시예 1 내지 실시예 6에 의해 제조된 샘플 1 내지 샘플 6은 네 가지 주요 특성에서 모두 우수한 것을 알 수 있다. Referring to FIGS. 4, 5 and 2, samples 1 to 6 show that the cumulative etching amount level is satisfied when the ratio of phosphoric acid and chlorate is at an appropriate level (about 10: 1 to about 3: 1) , And the content control of the remaining compositions was used to control the etching rate of copper. FIGS. 4 and 5 show the etching quality of the etchant in the etchant composition contaminated with 4000 ppm copper ions and the etchant fresh solution of each example. As shown in Table 2, it can be seen that the samples 1 to 6 prepared by Examples 1 to 6 are excellent in all four main characteristics.

도 6 및 표 2를 참조하면, 샘플 7 및 샘플 8은 인산 대신 아인산을 사용한 경우의 예시이며, 아인산과 염소산염의 적절한 비율 수준(1:1 ~ 2:1)일 때 식각량 누적 수준이 양호한 것을 알 수 있다. 하지만, 식각량 수준(변화율이 10% 이내일 때 양호)은 Cu 이온 3000ppm까지 양호한 수준을 보여주었다. 6 and Table 2, Sample 7 and Sample 8 are examples in which phosphorous acid is used instead of phosphoric acid and that the accumulation level of etchant is good when phosphorous acid and chlorate are in an appropriate ratio level (1: 1 to 2: 1) Able to know. However, the etch level (good when the change rate is less than 10%) showed a good level up to 3000 ppm of Cu ions.

샘플 9 및 샘플 10에서는 질산 대신 메탄술폰산을 사용한 경우를 나타내고 있으며, 질산과 유사한 수준의 식각량 누적 수준을 보여주고 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 식각액 조성물은 질산을 대체하여 메탄술폰산을 사용할 수 있음을 알 수 있다.
Samples 9 and 10 show the case of using methanesulfonic acid instead of nitric acid, showing a cumulative etching amount level similar to that of nitric acid. Accordingly, it can be seen that the etching solution composition according to the embodiment of the present invention can use methanesulfonic acid instead of nitric acid.

도 7 및 표 2를 참조하면, 비교 샘플 1 내지 5에서는 인산 및 염소산염 중 하나가 배제되거나(비교 샘플 1, 2), 둘 중 하나가 청구 범위를 벗어나게 됨(비교 샘플 3, 4, 5)에 따라 불량이 발생함을 보여주고 있다.Referring to FIG. 7 and Table 2, in Comparative Samples 1 to 5, either one of phosphoric acid and chlorate was excluded (Comparative Samples 1 and 2), or one of them deviated from the claims (Comparative Samples 3, 4 and 5) Indicating that defects have occurred.

도 7 및 표 2를 참조하면, 비교 샘플 1의 경우 염소산염계를 사용하지 않았을 때 테이퍼 각, 식각량 누적 수준 및 스큐 길이가 불량임을 알 수 있다. 비교 샘플 2의 경우, 인산을 사용하지 않았을 때, 테이퍼 각, 식각량 누적 수준 및 스큐 길이가 불량임을 알 수 있다. 따라서 인산 또는 염소산염계 둘 중 하나만 사용하지 않아도 식각량 누적 수준이 감소됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 7 and Table 2, it can be seen that, in the case of Comparative Sample 1, the taper angle, the cumulative etching amount level, and the skew length are poor when a chlorate based system is not used. In the case of Comparative Sample 2, when phosphoric acid is not used, it can be seen that the taper angle, the cumulative etching amount level, and the skew length are inferior. Therefore, it can be seen that the cumulative etching amount is decreased without using either phosphoric acid or chlorate based one.

비교 샘플 3의 경우, 과도한 양의 인산 첨가시 매우 낮은 테이퍼각에 의해 포토레지스트 패턴이 박리(Peeling)되었으며, 하부 티타늄 막질의 식각율이 매우 낮아져서 티타늄 테일이 길게 형성되는 문제점이 있다. In the case of Comparative Sample 3, the photoresist pattern was peeled due to a very low taper angle when an excessive amount of phosphoric acid was added, and the etching rate of the lower titanium film was extremely low, thereby forming a long titanium tail.

비교 샘플 4의 경우, 과도한 양의 염소산염계를 첨가하여 포토레지스트 패턴이 박리(Peeling)되었으며, 테이퍼 각, 식각량 누적 수준 및 스큐 길이가 불량임을 알 수 있다. In the case of Comparative Sample 4, it was found that the photoresist pattern was peeled by adding an excessive amount of chlorate system, and the taper angle, the accumulation amount of the etching amount, and the skew length were poor.

비교 샘플 5는 아인산이 본 발명의 실시예에 따른 중량비를 벗어나는 경우, 매우 낮은 테이퍼각에 의해 포토레지스트 패턴이 박리되기 직전의 상황에 놓이게 되며, 인산을 과량 사용한 경우(비교 샘플 3)처럼 하부 티타늄 막질의 식각율을 매우 낮추어 티타늄 테일이 길게 형성되는 문제점이 있다.
Comparative Sample 5 is in a state immediately before the photoresist pattern is peeled off due to a very low taper angle when the phosphorous acid is out of the weight ratio according to the embodiment of the present invention. When the phosphoric acid is excessively used (Comparative Sample 3) There is a problem that the etching rate of the film is very low and the titanium tail is formed long.

식각Etching 조성물의 안전성 및 성능 유지 평가 Evaluation of safety and performance of composition

본 발명의 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 환경 안전성 여부를 평가하였고, 구리 이온의 누적 농도에 따른 식각액 조성물의 성능 유지 평가를 하기 위하여, 금속 패턴 및 포토레지스트 패턴의 프로파일을 SEM을 이용하여 촬영하였다. 그 결과를 표 3 및 도 8에 나타낸다. In order to evaluate the environmental safety of the etchant composition according to Example 1 of the present invention, and to evaluate the performance of the etchant composition according to the cumulative concentration of copper ions, the profile of the metal pattern and the photoresist pattern was measured using SEM . The results are shown in Table 3 and FIG.

구리이온의 농도(ppm) Concentration of copper ion (ppm) 00 10001000 20002000 30003000 40004000 50005000 60006000 스큐 길이(㎛)Skew length (탆) 0.9300.930 0.9370.937 0.9640.964 0.9310.931 0.9190.919 0.9140.914 0.7900.790 티타늄 테일(㎛)Titanium tail (탆) 0.0880.088 0.0940.094 0.0980.098 0.1060.106 0.1050.105 0.1110.111 0.1170.117 테이퍼 각도(°)Taper angle (°) 26.926.9 27.227.2 28.528.5 28.328.3 31.831.8 30.530.5 31.131.1 As 검출여부As detected -- -- -- -- -- -- -- 페놀 검출여부Phenol detection -- -- -- -- -- -- -- 포름알데히드 검출여부Detection of formaldehyde -- -- -- -- -- -- --

표 3 및 도 8을 참조하면, 실시예 1에 따른 식각액 조성물은 구리이온 농도가 5000ppm 인 경우까지 스큐 길이, 티타늄 테일 및 테이퍼 각도가 양호한 수준임을 알 수 있다. 또한, 환경 안정성 평가에서도 비소(As), 페놀(phenol) 및 포름알데히드가 검출되지 않음을 알 수 있다.Referring to Table 3 and FIG. 8, it can be seen that the etchant composition according to Example 1 has a good skew length, a titanium tail and a taper angle until the copper ion concentration is 5000 ppm. In addition, arsenic (As), phenol and formaldehyde were not detected in the environmental stability evaluation.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

110: 베이스 기판 122: 티타늄막
124: 구리막 130: 포토레지스트 패턴
ML: 금속층 MP: 금속 패턴
110: base substrate 122: titanium film
124: Copper film 130: Photoresist pattern
ML: metal layer MP: metal pattern

Claims (17)

과산화이황산 암모늄 10 중량% 내지 20 중량%;
인산 또는 아인산 화합물 0.1 중량% 내지 10 중량%;
염소산염계화합물 0.1 중량% 내지 5 중량%;
질산 또는 술폰산 화합물 0.1 중량% 내지 5 중량%;
아졸계 화합물 0.1 중량% 내지 3 중량%;
불소화합물 0.1 중량% 내지 2 중량%; 및
물 55 중량% 내지 89.5 중량%를 포함하는 식각액 조성물.
10% to 20% by weight ammonium peroxodisulfate;
0.1 to 10% by weight of a phosphoric acid or phosphorous acid compound;
0.1% to 5% by weight of a chlorate-based compound;
0.1 to 5% by weight of a nitric acid or a sulfonic acid compound;
0.1 to 3% by weight of an azole-based compound;
0.1 to 2% by weight of a fluorine compound; And
And from 55% to 89.5% by weight of water.
제1항에 있어서,
상기 술폰산 화합물은,
메탄술폰산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 암모늄술폰산, 아미도술폰산, 고리형술폰산 및 탄화수소계술폰산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
The sulfonic acid compound,
At least one substance selected from the group consisting of methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, ammonium sulfonic acid, amidosulfonic acid, cyclic sulfonic acid and hydrocarbon-based sulfonic acid.
제1항에 있어서,
상기 아졸계 화합물은,
아미노테트라졸, 벤조트리아졸, 이미다졸 및 피라졸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
The azole-
At least one substance selected from the group consisting of aminotetrazole, aminotetrazole, benzotriazole, imidazole and pyrazole.
제1항에 있어서,
상기 불소화합물은,
MgF2, H2SiF6, NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, AlF3 및 H2TiF6로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함 하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
The above-
At least one material selected from the group consisting of MgF 2 , H 2 SiF 6 , NaF, NaHF 2 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NH 4 BF 4 , KF, KHF 2 , AlF 3 and H 2 TiF 6 ≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 식각액 조성물은,
구리막 및 티타늄막을 식각하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
The etchant composition,
Wherein the copper film and the titanium film are etched.
제1항에 있어서,
상기 인산 화합물과 상기 염소산염계 화합물은 10:1 내지 3:1의 비율인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the phosphoric acid compound and the chlorate compound are in a ratio of 10: 1 to 3: 1.
제1항에 있어서,
상기 아인산 화합물과 상기 염소산염계 화합물은 1:1 내지 2:1의 비율인 것을 특징으로 하는 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the phosphorous acid compound and the chlorate compound are in a ratio of 1: 1 to 2: 1.
기판 상에 티타늄막 및 구리막을 포함하는 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 식각액 조성물로 상기 금속층을 패터닝하는 단계;를 포함하며,
상기 식각액 조성물은, 과산화이황산 암모늄 10 중량% 내지 20 중량%; 인산 또는 아인산 화합물 0.1 중량% 내지 10 중량%; 염소산염계화합물 0.1 중량% 내지 5 중량%; 질산 또는 술폰산 화합물 0.1 중량% 내지 5 중량%; 아졸계 화합물 0.1 중량% 내지 3 중량%; 불소화합물 0.1 중량% 내지 2 중량%; 및 물 55 중량% 내지 89.5 중량%를 포함하는 금속 패턴 제조방법.
Forming a metal layer including a titanium film and a copper film on a substrate;
Forming a photoresist pattern on the metal layer; And
And patterning the metal layer with an etchant composition using the photoresist pattern as an etch stopping layer,
Wherein the etchant composition comprises 10% to 20% by weight ammonium peroxodisulfate; 0.1 to 10% by weight of a phosphoric acid or phosphorous acid compound; 0.1% to 5% by weight of a chlorate-based compound; 0.1 to 5% by weight of a nitric acid or a sulfonic acid compound; 0.1 to 3% by weight of an azole-based compound; 0.1 to 2% by weight of a fluorine compound; And from 55% to 89.5% by weight of water.
제8항에 있어서,
상기 기판은,
유리 기판인 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein:
Wherein the glass substrate is a glass substrate.
제8항에 있어서,
상기 금속 패턴은,
구동 박막트랜지스터의 게이트 전극인 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
The metal pattern
Wherein the gate electrode is a gate electrode of a driving thin film transistor.
제8항에 있어서,
상기 티타늄막은,
상기 기판과 상기 구리막 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
The titanium film,
Wherein the metal film is formed between the substrate and the copper film.
제8항에 있어서,
상기 식각액 조성물로 상기 금속층을 패터닝하는 단계는,
침지법 또는 스프레이법을 이용하여 상기 식각액 조성물로 상기 금속층을 패터닝 하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
The step of patterning the metal layer with the etchant composition comprises:
Wherein the metal layer is patterned with the etchant composition using a dipping method or a spraying method.
제8항에 있어서,
상기 술폰산 화합물은,
메탄술폰산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 암모늄술폰산, 아미도술폰산, 고리형술폰산 및 탄화수소계술폰산로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
The sulfonic acid compound,
At least one material selected from the group consisting of methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, ammonium sulfonic acid, amidosulfonic acid, cyclic sulfonic acid and hydrocarbon-based sulfonic acid.
제8항에 있어서,
상기 아졸계 화합물은,
아미노테트라졸, 벤조트리아졸, 이미다졸, 및 피라졸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
The azole-
And at least one substance selected from the group consisting of aminotetrazole, benzotriazole, imidazole, and pyrazole.
제8항에 있어서,
상기 불소화합물은,
MgF2, H2SiF6, NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, AlF3 및 H2TiF6로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
The above-
At least one material selected from the group consisting of MgF 2 , H 2 SiF 6 , NaF, NaHF 2 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NH 4 BF 4 , KF, KHF 2 , AlF 3 and H 2 TiF 6 The method of manufacturing a metal pattern according to claim 1,
제8항에 있어서,
상기 인산 또는 아인산 화합물과, 상기 염소산염계 화합물은 10:1 내지 3:1의 비율인 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the phosphoric acid or phosphorous acid compound and the chlorate compound are in a ratio of 10: 1 to 3: 1.
제8항에 있어서,
상기 아인산 화합물과 상기 염소산염계 화합물은 1:1 내지 2:1의 비율인 것을 특징으로 하는 금속 패턴 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the phosphorous acid compound and the chlorate compound are in a ratio of 1: 1 to 2: 1.
KR1020130124924A 2013-10-18 2013-10-18 Etching solution composition and method of manufacturing metal pattern KR102256930B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130124924A KR102256930B1 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Etching solution composition and method of manufacturing metal pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130124924A KR102256930B1 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Etching solution composition and method of manufacturing metal pattern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150045331A true KR20150045331A (en) 2015-04-28
KR102256930B1 KR102256930B1 (en) 2021-05-28

Family

ID=53037346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130124924A KR102256930B1 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Etching solution composition and method of manufacturing metal pattern

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102256930B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107527822A (en) * 2016-08-24 2017-12-29 浙江德汇电子陶瓷有限公司 A kind of graphic method of nitride ceramics copper-clad plate and graphical nitride ceramics copper-clad plate
US11149200B2 (en) 2015-12-04 2021-10-19 Soulbrain Co., Ltd. Composition for etching and method for manufacturing semiconductor device using same
WO2022034932A1 (en) * 2020-08-10 2022-02-17 엘지전자 주식회사 Substrate for manufacturing display device, and method for manufacturing display device by using same
US11441071B2 (en) 2018-12-04 2022-09-13 Samsung Display Co., Ltd. Etchant composition and methods for manufacturing metal pattern and array substrate using the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100123131A (en) * 2009-05-14 2010-11-24 삼성전자주식회사 Etchant and method of array substrate using the same
KR20120111636A (en) * 2011-04-01 2012-10-10 삼성디스플레이 주식회사 Echtant and method for manufacturing display device using the same
KR20130025612A (en) * 2011-09-02 2013-03-12 동우 화인켐 주식회사 An etching solution composition for oxide layer containing gallium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100123131A (en) * 2009-05-14 2010-11-24 삼성전자주식회사 Etchant and method of array substrate using the same
KR20120111636A (en) * 2011-04-01 2012-10-10 삼성디스플레이 주식회사 Echtant and method for manufacturing display device using the same
KR20130025612A (en) * 2011-09-02 2013-03-12 동우 화인켐 주식회사 An etching solution composition for oxide layer containing gallium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11149200B2 (en) 2015-12-04 2021-10-19 Soulbrain Co., Ltd. Composition for etching and method for manufacturing semiconductor device using same
CN107527822A (en) * 2016-08-24 2017-12-29 浙江德汇电子陶瓷有限公司 A kind of graphic method of nitride ceramics copper-clad plate and graphical nitride ceramics copper-clad plate
CN107527822B (en) * 2016-08-24 2019-10-25 浙江德汇电子陶瓷有限公司 A kind of graphic method of nitride ceramics copper-clad plate and graphical nitride ceramics copper-clad plate
US11441071B2 (en) 2018-12-04 2022-09-13 Samsung Display Co., Ltd. Etchant composition and methods for manufacturing metal pattern and array substrate using the same
WO2022034932A1 (en) * 2020-08-10 2022-02-17 엘지전자 주식회사 Substrate for manufacturing display device, and method for manufacturing display device by using same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102256930B1 (en) 2021-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100839428B1 (en) Etchant and method for fabrication thin film transister substrate using same
KR101709925B1 (en) Etching liquid for a copper/titanium multilayer thin film
JP5559956B2 (en) Etching solution composition for thin film transistor liquid crystal display device
KR101310310B1 (en) Etchant for thin film transistor-liquid crystal displays
JP5713485B2 (en) Etching composition for metal wiring
KR101299131B1 (en) Etching composition for tft lcd
KR101404511B1 (en) Etchant composition, and method for etching a multi-layered metal film
KR102048022B1 (en) Composition for etching metal layer and method for etching using the same
KR101243847B1 (en) Method for etching cu/mo alloy film with etching capacity of etching solution improved
KR101770754B1 (en) Etchant for Metal Interconnects and Method for Preparing Liquid Crystal Display Devices Using the same
KR102009250B1 (en) Method for manufacturing display device and an etching solution composition for metal layer containing copper/metal oxide layer
KR20120066950A (en) Echtant, display device and method for manufacturing display device using the same
CN106795633A (en) The manufacture method of etchant, the engraving method of multilayer film and display device
CN109423648B (en) Etchant composition and method of manufacturing metal pattern and thin film transistor substrate using the same
KR20110113902A (en) Etchant for thin film transistor-liquid crystal display
KR20130008331A (en) An etching solution composition for copper layer/titanium layer
KR102256930B1 (en) Etching solution composition and method of manufacturing metal pattern
KR102517903B1 (en) Etchant composition, and method for etching
KR101661072B1 (en) Etchant composition and method of manufacturing metal wiring using the same
KR101394469B1 (en) Etchant composition, and method for etching a multi-layered metal film
KR101796587B1 (en) Method for etching a multi-layered metal film and etchant
KR101641740B1 (en) An etching solution composition for metal layer comprising copper and titanium
KR101369946B1 (en) Etchant for thin film transistor-liquid crystal displays
KR102435551B1 (en) Etchant and fabrication method of metal pattern and thin film transistor substrate using the same
CN108251842B (en) Etching liquid composition and method for manufacturing metal wiring using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right