KR20180093806A - Etchant and fabrication method of metal wiring using the same - Google Patents

Etchant and fabrication method of metal wiring using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20180093806A
KR20180093806A KR1020180015940A KR20180015940A KR20180093806A KR 20180093806 A KR20180093806 A KR 20180093806A KR 1020180015940 A KR1020180015940 A KR 1020180015940A KR 20180015940 A KR20180015940 A KR 20180015940A KR 20180093806 A KR20180093806 A KR 20180093806A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compound
etchant composition
salt
antioxidant
acid
Prior art date
Application number
KR1020180015940A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102571627B1 (en
Inventor
이상혁
신현철
김규포
이병웅
Original Assignee
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 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Priority to CN201810149885.XA priority Critical patent/CN108456885B/en
Publication of KR20180093806A publication Critical patent/KR20180093806A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102571627B1 publication Critical patent/KR102571627B1/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
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
    • 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
    • C23F1/02Local etching
    • 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
    • C23F1/44Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

The present invention relates to an etchant composition and a method for forming metal wiring using the same. More specifically, the present invention relates to the etchant composition used for forming metal wiring by etching a metal film in a predetermined pattern in a process of manufacturing a metal interconnection. The etchant composition comprises: persulfate; fluorine-containing compounds; 4-nitrogen ring compounds; 2-chlorine compounds; water; and the etchant composition having a content ratio of 4-nitrogen ring compound and 2-chlorine compound of 1: 1.4 to 1: 2.

Description

식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 배선의 형성 방법{Etchant and fabrication method of metal wiring using the same}[0001] The present invention relates to an etchant composition and a method for forming a metal wiring using the same,

본 발명은 식각액 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 배선의 제조공정에서 금속막을 소정의 패턴으로 식각하여 금속 배선 형성에 사용되는 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etchant composition, and more particularly, to an etchant composition used for forming a metal interconnection by etching a metal film in a predetermined pattern in a process of manufacturing a metal interconnection.

박막 트랜지스터 (Thin Film Transistor, TFT)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)나 OLED (Organic Light Emitting Diode) 표시 장치 등에서 각 화소에 특정 신호를 인가하여 구동하기 위한 회로로서 사용된다. 박막 트랜지스터의 구성은 주사 신호를 전달하는 게이트 배선과, 화상 신호를 전달하는 데이터 배선 그리고 상기 두 배선과 연결되어 있는 화소 전극 등으로 이루어져 있다. 박막 트랜지스터는 게이트 전극과 소스/드레인 전극에 인가된 전압을 변화시켜 액정을 구동시키는 소자이다. 박막 트랜지스터는 게이트 전극과 채널을 형성하는 반도체층, 데이터 배선의 일부인 소스 전극 및 드레인 전극으로 이루어진다. 박막 트랜지스터 제조시 먼저 기판 위에 게이트 또는 소스/드레인 전극용 배선 재료로 금속층을 적층시키고, 이들 금속층을 부식성을 가지는 기체나 용액으로 식각하여 원하는 전기 회로의 선로를 구현하는 식각 과정이 그 뒤를 따르게 된다. A thin film transistor (TFT) is used as a circuit for applying a specific signal to each pixel in a liquid crystal display (LCD) or an OLED (Organic Light Emitting Diode) display device. The structure of the thin film transistor is composed of a gate wiring for transmitting a scanning signal, a data wiring for transmitting an image signal, and a pixel electrode connected to the two wirings. The thin film transistor is a device for driving the liquid crystal by changing the voltage applied to the gate electrode and the source / drain electrode. The thin film transistor is composed of a semiconductor layer which forms a channel with a gate electrode, and a source electrode and a drain electrode which are a part of the data line. In the manufacture of thin film transistors, first, a metal layer is laminated with a wiring material for a gate or source / drain electrode on a substrate, followed by an etching process in which the metal layer is etched with a corrosive gas or solution to realize a desired electric circuit line.

과산화수소(H2O2)를 포함하는 과수계 식각액은 동일한 식각액을 이용하여 식각을 반복하게 되면 식각액 내 금속 이온의 농도가 증가하여, 금속 이온 농도가 일정 이상이 되면, 과수의 분해를 촉진시켜 물과 If the etchant is repeatedly etched using the same etchant, the concentration of metal ions in the etchant will increase, and if the metal ion concentration is above a certain level, the hydrolytic etchant containing hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and

산소로 빠르게 분해되기 때문에 급격한 열이 발생하고 조성 변화가 일어날 수 있어, 공정 마진과 보관 안정성이 낮은 문제가 있으며, 금속이온과 과산화수소의 화학적 반응에 의한 폭발의 위험이 있다.There is a problem in that process margin and storage stability are low, and there is a risk of explosion due to a chemical reaction between metal ions and hydrogen peroxide.

과산화수소를 포함하지 않는 비과수계 식각액의 경우, 금속 이온의 농도가 임계점을 넘어서게 되면 식각액으로서의 특성을 잃어 누적 처리매수가 적고, 상온에서의 보관이 어려우며, 금속막의 두께에 따라 다른 조성을 갖는 식각액을 이용해야 하는 문제가 있다. 또한, 식각 대상이 되는 박막이 구리(Cu)를 포함하는 경우에는, 비과수 식각액이 구리 이온 및 염소 이온과 반응하여 석출물을 발생시키는 문제점이 있다. In the case of non-aqueous etching solutions that do not contain hydrogen peroxide, if the concentration of metal ions exceeds the critical point, the properties as an etchant are lost and the number of cumulative treatments is small, storage at room temperature is difficult, and etching solutions having different compositions depending on the thickness of the metal film There is a problem. In addition, when the thin film to be etched includes copper (Cu), there is a problem that the non-aqueous etching solution reacts with copper ions and chloride ions to generate precipitates.

따라서, 본 발명의 목적은 기존에 사용되고 있는 과산화수소를 사용하지 않는 식각액에 비하여 경시성이 크게 향상되고, 금속에 대한 식각률이 높으며, 기존 식각액의 문제점인 취약한 보관 안정성과 석출이 발생하지 않는 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 식각액 조성물을 사용하는 금속 배선의 제조 공정에서 금속막을 소정의 패턴으로 식각하는 금속 배선 형성 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a composition that greatly improves aging properties, has a higher etching rate for metals, and does not cause poor storage stability and precipitation, which is a problem of conventional etching solutions, compared with etching solutions that do not use hydrogen peroxide . It is another object of the present invention to provide a metal wiring forming method for etching a metal film in a predetermined pattern in a process of manufacturing a metal wiring using the etching composition.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 과황산염, 불소함유화합물, 4질소고리화합물, 2염소화합물 및 물을 포함하고, 상기 4질소고리화합물과 2염소화합물의 함량비가 1:1.4 내지 1:2인 식각액 조성물을 제공한다.In order to attain the above object, the present invention provides a process for producing a nitrogen-containing heterocyclic compound, which comprises a persulfate, a fluorine-containing compound, a 4 nitrogen ring compound, a 2 chlorine compound and water, 2 < / RTI >

또한, 본 발명은, 기판 위에 구리를 포함하는 금속막을 형성하는 단계; 및 상기 금속막을 식각액 조성물을 사용하여 소정의 패턴으로 식각하는 식각 단계를 포함하는 것인, 금속 배선 형성 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a metal film containing copper on a substrate; And an etching step of etching the metal film in a predetermined pattern using the etching solution composition.

본 발명에 따른 식각액 조성물은 기존의 비과수계 식각액에 비해 보관 안정성이 높고, 석출물이 발생하지 않으며, 또한, 금속에 대한 식각률이 높고, 경시성이 크게 향상되었다.The etchant composition according to the present invention has higher storage stability, no precipitate, higher etching rate against metal, and improved aging properties than conventional non-aqueous etching solutions.

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 7의 식각 조성물로 식각한, 적층된 티타늄/구리 이중막 및 포토레지스트 패턴을 포함하는 샘플의 주사전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 비교예 1 내지 9의 식각 조성물로 식각한, 적층된 티타늄/구리 이중막 및 포토레지스트 패턴을 포함하는 샘플의 주사전자현미경 사진이다.
1 is a scanning electron micrograph of a sample comprising a laminated titanium / copper double film and a photoresist pattern etched with the etching compositions of Examples 1 to 7 of the present invention.
2 is a scanning electron micrograph of a sample comprising a laminated titanium / copper double film and a photoresist pattern etched with the etching compositions of Comparative Examples 1 to 9 of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 식각액 조성물은, 과황산염, 불소함유화합물, 4질소고리화합물, 2염소화합물 및 물을 포함하고, 상기 4질소고리화합물과 2염소화합물의 함량비가 1:1.4 내지 1:2인 식각액 조성물을 제공한다.The etchant composition according to the present invention is characterized in that the etchant composition comprises persulfate, a fluorine-containing compound, a 4 nitrogen-containing cyclic compound, a 2 chlorine compound and water, wherein the content ratio of the 4 nitrogen-containing cyclic compound to the 2 chlorine compound is 1: 1.4 to 1: Lt; / RTI >

상기 식각액 조성물의 과황산염은, 구리막을 식각하는 식각제로, 구리 식각 공정 중 자기 분해 반응으로 분해되어 구리막의 식각 속도가 저하될 수 있다. 상기 과황산염의 함량은 0.1 내지 25 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%, 더 바람직하게는 1 내지 18 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 15 중량%일 수 있다. 과황산염이 25 중량%보다 높으면, 식각률이 지나치게 높아 식각 정도를 제어하기가 힘들며, 이에 따라 상기 구리를 포함하는 금속막이 과식각될 수 있다. 과황산염이 0.1 중량%보다 낮으면 식각률이 감소하여 충분한 식각이 되지 않을 수 있다. 과황산염의 구체적인 예로는 과황산암모늄((NH4)2S2O8), 과황산나트륨(Na2S2O8), 과황산 칼륨(K2S2O8)등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.The persulfate of the etchant composition is decomposed into a self-decomposition reaction during the copper etching process as an etchant for etching the copper film, so that the etching rate of the copper film may be lowered. The content of the persulfate may be 0.1 to 25% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 18% by weight, and most preferably 5 to 15% by weight. If the persulfate content is higher than 25 wt%, the etch rate is too high to control the etching degree, so that the metal film containing copper can be over-etched. If the persulfate content is lower than 0.1 wt%, the etching rate may decrease, and sufficient etching may not be performed. Specific examples of the persulfate include ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ), sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ) and potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ) Or a mixture of two or more thereof.

상기 식각액 조성물의 상기 불소 함유 화합물은 티타늄 식각제로, 상기 불소함유 화합물의 함량은 0.01 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%, 가장 바람직하게는 0.05 내지 0.7 중량%일 수 있다. 불소 함유 화합물이 3 중량%보다 높으면, 티타늄 과식각에 따른 언더컷의 발생이 증가하며, 상기 티타늄뿐 만 아니라, 상기 티타늄이 적층된 유리 기판 등이 과식각될 수 있고, 0.01 중량%보다 낮으면 티타늄의 식각이 어렵다. 상기 불소 함유 화합물의 구체적인 예로는 불산(HF), 불화암모늄(NH4F), 불화 칼륨(KF), 불화 나트륨(NaF), 중불화 암모늄(F2H5N), 중불화 칼륨(KHF2), 중불화 나트륨(NaHF2)등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.The fluorine-containing compound of the etching solution composition may be a titanium etchant, and the content of the fluorine-containing compound may be 0.01 to 3% by weight, preferably 0.01 to 1% by weight, and most preferably 0.05 to 0.7% by weight. When the content of the fluorine-containing compound is higher than 3% by weight, occurrence of undercut due to the titanium overgrowth increases, and not only the titanium but also the glass substrate on which the titanium is laminated can be over- Is difficult to etch. Specific examples of the fluorine-containing compound include hydrofluoric acid (HF), ammonium fluoride (NH4F), potassium fluoride (KF), sodium fluoride (NaF), ammonium fluoride (F2H5N), potassium hydroxide (KHF2) ), And they may be used alone or in combination of two or more.

상기 식각액 조성물의 4질소고리형화합물은 구리의 부식 방지제로, 상기 4질소고리형화합물의 함량은 0.01 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 1.5 중량%, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%일 수 있다. 4질소고리형화합물이 2 중량%보다 높으면, 상기 4질소고리형화합물에 의해 상기 식각액 조성물의 식각 속도가 너무 느려져 공정능력이 저해되고, 0.01 중량%보다 낮으면 상기 구리막의 식각속도가 지나치게 빨라 제어하기 어렵다. 4질소고리형화합물의 구체적인 예로는 아미노테트라졸(aminotetrazole,

Figure pat00001
), 아미노테트라졸포타슘염(aminotetrazole of potassium salt), 메틸테트라졸(methyltetrazole,
Figure pat00002
)등이 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.The content of the 4 nitrogen-containing cyclic compound is 0.01 to 2% by weight, preferably 0.05 to 1.5% by weight, and most preferably 0.1 to 1% by weight. The 4 nitrogen-containing cyclic compound of the etching composition is a corrosion inhibitor of copper. . When the nitrogen-containing cyclic compound is more than 2% by weight, the etching rate of the etchant composition is too slow by the 4-nitrogen cyclic compound to deteriorate the processability. If the nitrogen-cyclic compound is less than 0.01% by weight, It is difficult to do. Specific examples of the nitrogen-4 cyclic compound include aminotetrazole,
Figure pat00001
), Aminotetrazole of potassium salt, methyltetrazole,
Figure pat00002
), And they may be used alone or in combination of two or more.

상기 식각액 조성물의 2염소화합물은 테이퍼각 증가 및 침식 억제제이며, 상기 2염소화합물의 함량은 0.05 내지 8 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 3 중량%일 수 있다. 2염소화합물이 8 중량%보다 높으면, 과식각이 발생하여 금속 배선이 소실 될 수 있고, 0.05 중량%보다 낮으면 구리를 포함하는 금속막의 식각 속도가 저하되어 식각 프로파일이 불량하게 될 수 있다. 상기 2염소화합물의 구체적인 예로는 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼슘(CaCl2), 염화구리(CuCl2)등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.The dichoric compound of the etchant composition is a taper angle increasing and erosion inhibitor, and the content of the ditallow compound may be 0.05 to 8 wt%, preferably 0.1 to 5 wt%, and most preferably 0.3 to 3 wt% . If the amount of the chlorine compound is higher than 8 wt%, an excessive angle may occur and the metal wiring may be lost. If the chlorine compound is less than 0.05 wt%, the etching rate of the metal film containing copper may be lowered and the etching profile may become poor. Specific examples of the chlorine compound include magnesium chloride (MgCl 2), calcium chloride (CaCl 2), and copper chloride (CuCl 2). These chlorine compounds may be used singly or in combination of two or more.

상기 식각액 조성물은 황산수소염을 더욱 포함할 수 있다. 상기 식각액 조성물의 황산수소염은 과황산염 안정제로, 과황산염계 화합물을 이용하여 구리를 함유한 금속막을 식각하는 경우 과황산염계 화합물이 황산염으로 분해되어 식각 성능이 저해되는 특성이 있는데, 황산수소염은 과황산염의 분해 속도를 늦춰주어 구리 함유 금속막의 식각 속도를 일정하게 유지시켜준다. 상기 황산수소염의 함량은 0.05 내지 8 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%일 수 있다. 황산수소염이 8 중량%보다 높으면, 구리막의 식각속도가 지나치게 빨라 침식불량을 유발할 수 있으며, 0.05 중량%보다 낮으면 과황산염계 화합물이 분해 억제효과가 없어 보관안정성이 저해될 수 있다. 황산수소염의 구체적인 예로는 황산수소암모늄(NH4HSO4), 황산수소리튬(LiHSO4), 황산수소칼륨(KHSO4), 황산수소나트륨(NaHSO4) 등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.The etchant composition may further comprise a hydrogen sulphate salt. The hydrogen peroxide of the etchant composition is a persulfate stabilizer. When a metal film containing copper is etched using a persulfate-based compound, the etching performance is impaired due to the decomposition of the sulfate compound and the sulfate compound. The rate of decomposition of the sulfate is delayed to keep the etching rate of the copper-containing metal film constant. The content of the hydrogen sulphate salt may be 0.05 to 8% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, and most preferably 0.5 to 3% by weight. If the amount of the hydrogen peroxide is more than 8 wt%, the etching rate of the copper film is too fast to cause erosion failure. If the amount is less than 0.05 wt%, the persulfate-based compound has no decomposition inhibiting effect and storage stability may be impaired. Specific examples of the hydrogen sulphite salt include ammonium hydrogen sulfate (NH 4 HSO 4 ), lithium hydrogen sulfate (LiHSO 4 ), potassium hydrogen sulfate (KHSO 4 ), sodium hydrogen sulfate (NaHSO 4 ) Can be mixed and used.

상기 식각액 조성물은 술폰산 화합물을 더욱 포함할 수 있다. 상기 식각액 조성물의 술폰산 화합물은 보조 산화제로 사용되며, 구리화합물과의 반응으로 소모되는 산화력을 보충하여 주고, 식각속도를 유지시키는 완충제 역할을 한다. 상기 술폰산 화합물의 함량은 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 7 중량%, 가장 바람직하게는 1 내지 5 중량%일 수 있다. 술폰산 화합물이 10 중량%보다 높으면, Cu 오염농도에 따른 식각속도가 점점 빨라지고, 0.1 중량%보다 낮으면 Cu 오염에 따른 식각속도가 느려져 성능이 저하될 수 있다. 상기 술폰산 화합물의 구체적인 예로는 설파믹산(sulfamic acid, H3NSO3), 암모늄술폰산(ammonium sulfonic acid), 고리형 술폰산 화합물, 탄화수소계 술폰산 화합물등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.The etchant composition may further comprise a sulfonic acid compound. The sulfonic acid compound of the etchant composition is used as a co-oxidant and serves as a buffer to supplement the oxidative power consumed by the reaction with the copper compound and to maintain the etching rate. The content of the sulfonic acid compound may be 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 7% by weight, and most preferably 1 to 5% by weight. If the concentration of the sulfonic acid compound is higher than 10 wt%, the etching rate will increase with the contamination concentration of Cu, and if it is lower than 0.1 wt%, the etching rate will decrease due to the contamination with Cu, and the performance may be deteriorated. Specific examples of the sulfonic acid compound include sulfamic acid (H 3 NSO 3 ), ammonium sulfonic acid, cyclic sulfonic acid compound, and hydrocarbon sulfonic acid compound. These sulfonic acid compounds may be used singly or in combination of two or more. .

상기 고리형 술폰산 화합물은 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 2 내지 10, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 6의 고리형 술폰산 화합물로, 구체적인 예로는 프로판 술톤(propane sultone,

Figure pat00003
), 부탄 술톤(butane sultone,
Figure pat00004
), 프로펜 술톤(propene sultone,
Figure pat00005
) 등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 탄화수소계 술폰산 화합물은 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 2 내지 10, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 6의 탄화수소계 술폰산 화합물로, 구체적인 예로는 메탄술폰산(methane sulfonic acid, CH3SO3H), 에탄술폰산(ethane sulfonic acid, CH3CH2SO3H), 벤젠술폰산(benzene sulfonic acid, C6H6SO3H), 톨루엔술폰산(toluene sulfonic acid, 예를 들어 p-CH3C6HSO3H) 등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.The cyclic sulfonic acid compound is a cyclic sulfonic acid compound having 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 6 carbon atoms. Specific examples thereof include propane sultone,
Figure pat00003
), Butane sultone
Figure pat00004
), Propene sultone,
Figure pat00005
), And they may be used alone or in combination of two or more. The hydrocarbon-based sulfonic acid compound is a hydrocarbon-based sulfonic acid compound having 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 6 carbon atoms. Specific examples thereof include methane sulfonic acid (CH 3 SO 3 H) , Ethane sulfonic acid (CH 3 CH 2 SO 3 H), benzene sulfonic acid (C 6 H 6 SO 3 H), toluene sulfonic acid (for example, p-CH 3 C 6 HSO 3 H). These may be used singly or in combination of two or more.

상기 식각액 조성물은 황산화제 및/또는 황산화제 염류를 더욱 포함할 수 있다. 상기 식각액 조성물의 항산화제 및/또는 항산화제 염류는 과침식억제 및 테이퍼 각도조절 역할을 하는 2염소화합물과 금속막의 식각 속도를 조절하는 역할을 하는 4질소고리형화합물 및 2염소화합물과 Cu2 +이온 간의 반응으로 인해 발생되는 난용성 석출물의 발생을 억제할 수 있다. 상기 항산화제 및/또는 그의 염류의 함량은 0.001 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.005 내지 7 중량%, 가장 바람직하게는 전체 조성물 중 0.01 내지 5 중량%일 수 있다. 항산화제 및/또는 그의 염이 10 중량%보다 높으면, 구리의 식각능력이 감소하고, 공정상 식각 시간이 길어질 수 있어, 생산성에 문제가 있을 수 있고, 0.001 중량%보다 낮으면 난용성 석출물이 발생 할 수 있다. 상기 항산화제의 구체적인 예로는 아스코르브산(ascorbic acid), 글루타티온(glutathione), 리포산(Lipoic acid), 요산(Uric acid) 등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 식각액 조성물의 항산화제의 염류는 상기 항산화제의 화합물의 염류일 수 있으며, 구체적인 예로는 상기 항산화제의 구체적인 예의 화합물 중에서 선택되는 화합물의 칼륨염, 나트륨염 및 암모늄염 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The etchant composition may further comprise a sulfating agent and / or a sulfating agent salt. Antioxidants and / or antioxidant salts of the etching liquid compositions and corrosion inhibition and 4 nitrogen serving to adjust the second chlorine compound and a metal film etching rate to the taper angle regulating role cyclic compounds and two chlorine compound and a Cu 2 + Generation of the poorly soluble precipitate generated by the reaction between the ions can be suppressed. The content of the antioxidant and / or its salt may be 0.001 to 10% by weight, preferably 0.005 to 7% by weight, and most preferably 0.01 to 5% by weight of the total composition. If the antioxidant and / or the salt thereof is more than 10% by weight, the etching ability of copper may be decreased and the etching time may be prolonged in the process, so that productivity may be problematic. When the amount is less than 0.001% by weight, can do. Specific examples of the antioxidant include ascorbic acid, glutathione, lipoic acid, and uric acid, and they may be used alone or in combination of two or more. The salt of the antioxidant of the etchant composition may be a salt of the compound of the antioxidant, and specific examples thereof may be at least one selected from the potassium salt, the sodium salt and the ammonium salt of the compound selected from the specific examples of the antioxidant.

본 발명에서 물은 명시적인 언급이 없더라도, 전체 식각액 조성물에서 물을 제외한 기타 나머지 성분의 중량%의 합과 물의 중량%의 합이 100 중량%가 되도록, 전체 식각액 중 물 이외의 기타 나머지 성분의 중량%합 외의 전부를 차지한다. 상기 식각액에 사용되는 물로는 반도체용 등급의 물 또는 초순수를 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the weight of other components other than water in the total etching solution, such that the sum of the weight percentages of the remaining components other than water in the total etchant composition and the weight percentage of water is 100 wt% % Of the total. As the water used for the etchant, it is preferable to use water or ultrapure water of semiconductor grade.

필요에 따라, 상기 식각액(Ecthant) 조성물에 더 포함될 수 있는 무기산은 식각액 조성물의 산도를 조절할 수 있는 산도 조절제로 사용될 수 있으며, 무기산의 함량은 0.1 내지 0.9 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.7 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량%일 수 있다. 무기산이 0.9 중량%보다 높으면, 식각액 조성물의 산도가 높아져서 항산화제의 역할을 제어할 수 없으며, 0.1 중량%보다 낮으면, 산도가 낮아 석출이 발생할 수 있다. 상기 무기산의 구체적인 예로는 질산(HNO3), 황산(H2SO4) 등을 들 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.If necessary, the inorganic acid which can be further included in the etchant composition may be used as an acidity controlling agent capable of controlling the acidity of the etchant composition, and the content of the inorganic acid may be 0.1 to 0.9% by weight, preferably 0.1 to 0.7% , And most preferably 0.3 to 0.5 wt%. If the inorganic acid content is higher than 0.9% by weight, the acidity of the etchant composition becomes high and the role of the antioxidant can not be controlled. If it is lower than 0.1% by weight, the acidity may be low and precipitation may occur. Specific examples of the inorganic acid include nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and the like, either singly or in combination.

상기 식각액 조성물의 산도(Acidity)값은 2 내지 6, 바람직하게는 2 내지 5.5, 더욱 바람직하게는 3 내지 5일 수 있다. 상기 식각액 조성물의 산도값이 2미만이면, 항산화제의 구리이온 환원능력이 커져 식각 안정성이 떨어질 수 있고, 상기 식각액 조성물의 산도값이 6을 초과하면 산화제 함량이 높아져 항산화제가 항산화 역할을 하지 못해 석출이 발생할 수 있다. 상기 산도(Acidity)란 염기를 중화시킬 수 있는 능력으로, 산으로부터 나오는 수소이온이 염기를 중화시킬 수 있는 계수이며, 산도가 높을수록(즉, 산도의 값이 커질 수록) 강한 산화력인 것을 나타낸다.The acid value of the etchant composition may be 2 to 6, preferably 2 to 5.5, more preferably 3 to 5. If the acid value of the etchant composition is less than 2, the copper ion reducing ability of the antioxidant may increase and the etching stability may deteriorate. If the acid value of the etchant composition exceeds 6, the oxidant content increases, Can occur. The acidity refers to the ability of the base to neutralize the hydrogen ions, and the hydrogen ion from the acid neutralizes the base. The higher the acidity (i.e., the higher the acidity value), the stronger the oxidizing power.

또한, 상기 식각액 조성물 중 4질소고리형화합물과 2염소화합물은 난용성 석출물 발생의 주요 화합물로, 상기 식각액 조성물의 산도 값이 2 내지 6일 때, 4질소고리형화합물과 2염소화합물의 중량비의 범위는 1:1.4 내지 1:2, 바람직하게는 1:1.4 내지 1:1.8, 가장 바람직하게는 1:1.4 내지 1:1.6이다. 항산화제가 있더라도 4질소고리형화합물과 2염소화합물의 비 및 산도(acidity)가 상기 범위를 벗어나면, 난용성 석출물이 발생한다.In addition, the 4 nitrogen-containing cyclic compound and the 2 chlorine compound in the etching liquid composition are the main compounds for generating a poorly soluble precipitate. When the acid value of the etchant composition is 2 to 6, the weight ratio of the 4 nitrogen- Range is from 1: 1.4 to 1: 2, preferably from 1: 1.4 to 1: 1.8, and most preferably from 1: 1.4 to 1: 1.6. Even if there is an antioxidant, a poorly soluble precipitate is generated if the ratio and acidity of the 4 nitrogen-containing cyclic compound and the ditrogen compound are out of the above range.

본 발명의 식각액 조성물은 박막트랜지스터 액정표시장치 등에 사용될 수 있는 금속 배선을 위한 식각액으로 사용할 수 있다. 상기 금속 배선은 금속막을 식각하여 패터닝 함으로써 형성될 수 있다. 상기 금속막은, 구리막, 구리 합금막 및 구리 하부막으로 티타늄막 또는 티타늄 합금막중 하나일 수 있다. 본 발명에 따른 금속 배선 형성 방법은, 기판 위에 구리를 포함하는 단일막 또는 하부막으로 티타늄막(Ti) 중 적어도 한가지 이상을 포함하고 구리를 포함하는 다중막을 형성하는 단계; 그리고 상기 단일막 또는 상기 다중막을 식각액으로 식각하는 단계;를 포함한다. 상기 식각액은 과황산염, 황산수소염, 불화물, 4질소고리형화합물, 항산화제, 2염소화합물, 술폰산 화합물을 포함하며, 필요에 따라 무기산을 더 포함할 수 있고, 4질소화합물과 2염소화합물의 비가 1:1.4 내지 1:2이고, 조성물 전체의 산도는 2 내지 6이다. 상기 다중막은 티타늄막 또는 티타늄 합금막을 포함하는 하부막과 구리를 포함하는 상부막을 포함하고, 상기 다중막을 식각액으로 식각하는 단계는 상기 상부막 및 상기 하부막을 일괄 식각할 수 있다.The etching solution composition of the present invention can be used as an etching solution for a metal wiring which can be used for a thin film transistor liquid crystal display device or the like. The metal wiring may be formed by etching and patterning a metal film. The metal film may be one of a titanium film or a titanium alloy film as a copper film, a copper alloy film, and a copper lower film. The method for forming a metal wiring according to the present invention includes the steps of forming a multi-film including at least one of a titanium film (Ti) and a copper film as a single film or a lower film including copper on a substrate; And etching the single layer or the multi layer with an etchant. The etchant may include persulfate, hydrogen sulfide, fluoride, 4-nitrogen cyclic compound, antioxidant, dicarbon compound, and sulfonic acid compound, and may further include inorganic acid if necessary. 1: 1.4 to 1: 2, and the overall acidity of the composition is 2 to 6. The multilayer includes a top film including a titanium film or a titanium alloy film and a top film including copper, and etching the multi-film with an etchant may collectively etch the top film and the bottom film.

본 발명에 따른 식각액 조성물은 구리 및/또는 구리 합금의 식각 공정 중에 발생하는 구리 2가 이온(Cu2 +), 4질소고리형화합물 그리고 염소 이온의 반응으로 인한 난용성 석출물의 발생을 억제하여, 석출물에 의한 침식 및 단락 공정 불량을 제어할 수 있으며, 황산수소염에 의해 보관 안정성이 향상되었으며, 안정성의 증가에 따라 누적매수가 증가하여 공정 비용을 낮출 수 있다. 또한, 술폰산화합물을 보조산화제로 사용함으로써 지속적인 식각액의 사용시 감소하는 산화력을 보충시켜 주는 역할을 하기에 식각속도가 유지되는 완충제 효과를 가지고 있다.The etchant composition according to the present invention suppresses generation of poorly soluble precipitates due to the reaction of copper divalent ions (Cu 2 + ), 4 nitrogen cyclic compounds and chloride ions generated during the etching process of copper and / or copper alloy, It is possible to control the erosion due to precipitates and the defective short circuit process, and the storage stability is improved by the hydrogen sulphate, and as the stability is increased, the cumulative number of sheets can be increased and the process cost can be lowered. Also, by using sulfonic acid compound as a co-oxidant, it has a buffering effect that maintains the etching rate because it serves to supplement oxidizing power which is decreased when the etching solution is continuously used.

난용성 석출물은 4질소고리형화합물과 구리막 식각 공정 중 발생하는 Cu2 +이온과 2염소화합물의 Cl-이온 간의 착화물로 발생하게 된다. 본 발명의 식각액 조성물의 항산화제 또는 항산화제의 염류는 Cu2 +이온을 Cu1 +이온으로 환원시켜, 난용성 화합물인 Cu2 +이온과 Cl-이온 및 4질소 고리형 화합물 간의 화학적 결합 발생을 억제 시키는 역할을 하여, 석출물 억제에 큰 효과를 보인다.The poorly soluble precipitate is formed as a complex between the 4-nitrogen cyclic compound and the Cl - ion of the Cu 2 + ion and the chlorine compound occurring during the copper film etching process. The antioxidant or antioxidant salts of the etchant composition of the present invention reduce the Cu 2 + ion to Cu 1 + ions and generate a chemical bond between the poorly soluble Cu 2 + ion and the Cl - ion and the 4-nitrogen cyclic compound And has a great effect on inhibiting precipitates.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.

[실시예1 내지 9 및 비교예1 내지 9] 식각액조성물 [Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 9] etchant composition

본 발명의 식각액 조성물에 따른 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 9의 식각액을 아래 표 1과 같이 제조하였다. 하기 표 1의 %는 중량%이다.The etching solutions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 9 according to the etching solution composition of the present invention were prepared as shown in Table 1 below. The percentages in Table 1 below are% by weight.

과황산
나트륨
(%)
Sulfuric acid
salt
(%)
황산
수소
나트륨
(%)
Sulfuric acid
Hydrogen
salt
(%)
질산
(%)
nitric acid
(%)
중불화
암모늄
(%)
Partial payment
ammonium
(%)
아미노
테트라졸
(%)
Amino
Tetrazole
(%)
아스코르브산
(%)
Ascorbic acid
(%)
염화
마그네슘 (%)
Chloride
Magnesium (%)
메탄
술폰산
(%)
methane
Sulfonic acid
(%)
설파
믹산
(%)
Sulpa
Mixan
(%)
산도
(Acidity)
Acidity
(Acidity)
실시예1Example 1 1212 0.50.5 00 0.50.5 0.50.5 1One 0.70.7 22 22 4.54.5 실시예2Example 2 1010 1One 0.50.5 0.50.5 0.60.6 1One 0.90.9 1One 1.51.5 66 실시예3Example 3 88 22 00 0.50.5 0.80.8 22 1.61.6 44 22 5.85.8 실시예4Example 4 1212 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.60.6 1One 1.21.2 1One 33 55 실시예5Example 5 1010 1One 0.50.5 0.50.5 0.60.6 1One 1.21.2 1One 1One 22 실시예6Example 6 88 22 00 0.50.5 0.40.4 0.30.3 0.60.6 22 1One 3.53.5 실시예7Example 7 88 33 00 0.40.4 1One 44 1.51.5 1One 1One 3.23.2 실시예8Example 8 1515 55 0.90.9 1One 1.51.5 1One 2.22.2 00 00 66 실시예9Example 9 1212 00 00 0.50.5 0.50.5 1One 0.70.7 1One 22 4.54.5 비교예1Comparative Example 1 88 0.50.5 00 0.50.5 0.40.4 1One 1.21.2 1One 1One 33 비교예2Comparative Example 2 1010 0.50.5 00 0.40.4 1One 1One 1One 22 22 4.54.5 비교예3Comparative Example 3 2626 22 0.50.5 0.50.5 0.40.4 0.30.3 0.60.6 0.50.5 0.50.5 4.84.8 비교예4Comparative Example 4 1010 1One 0.50.5 0.50.5 0.60.6 1One 1.21.2 0.050.05 00 1.91.9 비교예5Comparative Example 5 1010 1One 0.50.5 0.0050.005 0.60.6 1One 0.90.9 1One 1.51.5 66 비교예6Comparative Example 6 1010 1One 0.50.5 0.50.5 0.60.6 00 0.70.7 1One 33 5.85.8 비교예7Comparative Example 7 1010 1One 1One 0.50.5 0.60.6 1One 0.90.9 1One 1.51.5 6.46.4 비교예8Comparative Example 8 00 22 0.50.5 0.50.5 0.40.4 0.30.3 0.60.6 0.50.5 0.50.5 1.61.6 비교예9Comparative Example 9 1010 1One 0.50.5 44 0.60.6 1One 0.90.9 1One 1.51.5 3.63.6

[실험예 1] 식각액의식각속도 , CD Skew( 편측 ), 테이퍼 각 측정 [Experimental Example 1] Etching fluid angular velocity , CD Skew ( one side ), taper angle measurement

적층된 티타늄/구리 이중막 및 포토레지스트 패턴을 포함하는 샘플에 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 9의 식각 조성물로 각 샘플들에 대한 식각 속도(Etch rate, E/R), CD skew(편측) 및 테이퍼 각(Taper angle)을 주사전자현미경 사진을 이용하여 측정한 후, 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었고, 도면 1과 도면 2에는 실시예 및 비교예에 대한 주사현미경 사진을 나타내었다.Etch rate (E / R), CD skew (E / R), and the like were measured for each sample by the etching compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 9, respectively, on a sample containing a laminated titanium / And the taper angle were measured using a scanning electron microscope (SEM). The results are shown in Table 2 below. In FIGS. 1 and 2, scanning electron micrographs of Examples and Comparative Examples are shown .

구리 식각 속도(Cu E/R)는 200 Å/sec 내지 300 Å/sec인 경우가 적절한 식각 속도이다. CD skew(Cut dimension skew)(편측)는 포토레지스트 말단과 구리 말단 사이의 거리를 가리키는데, 단차가 나지 않고 고른 테이퍼 식각이 있으려면 이 거리는 적절한 범위에 있어야 한다. 상기 CD skew(편측)의 적절한 범위는 0.6㎛ 내지 0.8㎛이다. 테이퍼 각은 식각된 금속막의 측면에서 본 경사를 의미하며, 적절한 값은 60° 내지 70°이다.The copper etching rate (Cu E / R) is an appropriate etch rate in the range of 200 Å / sec to 300 Å / sec. CD skew (Cut dimension skew) (unidirectional) indicates the distance between the photoresist tip and the copper tip. This distance should be in the appropriate range for tapered etching without step differences. The appropriate range of the CD skew (one side) is 0.6 탆 to 0.8 탆. The taper angle means an inclination viewed from the side of the etched metal film, and an appropriate value is 60 to 70 degrees.

식각특성Etch characteristics 석출물Precipitate Cu E/R
(Å/sec)
Cu E / R
(Å / sec)
CD-Skew(편측, ㎛)CD-Skew (one side, ㎛) 테이퍼각
(°)
Taper angle
(°)
석출물Precipitate
실시예1Example 1 232232 0.60.6 6060 석출 없음No precipitation 실시예2Example 2 235235 0.730.73 6363 석출 없음No precipitation 실시예3Example 3 230230 0.610.61 6262 석출 없음No precipitation 실시예4Example 4 250250 0.720.72 6565 석출 없음No precipitation 실시예5Example 5 245245 0.660.66 6060 석출 없음No precipitation 실시예6Example 6 235235 0.680.68 6262 석출 없음No precipitation 실시예7Example 7 240240 0.660.66 6565 석출 없음No precipitation 실시예8Example 8 255255 0.210.21 6060 석출 없음No precipitation 실시예9Example 9 185185 0.620.62 6565 석출 없음No precipitation 비교예1Comparative Example 1 139139 0.260.26 6060 석출발생Precipitation occurrence 비교예2Comparative Example 2 120120 0.280.28 5757 석출발생Precipitation occurrence 비교예3Comparative Example 3 298298 1.041.04 8888 석출 없음No precipitation 비교예4Comparative Example 4 125125 0.50.5 5757 석출발생Precipitation occurrence 비교예5Comparative Example 5 248248 0.50.5 3535 석출 없음No precipitation 비교예6Comparative Example 6 150150 0.160.16 6262 석출발생Precipitation occurrence 비교예7Comparative Example 7 240240 0.950.95 7272 석출발생Precipitation occurrence 비교예8Comparative Example 8 1010 0.330.33 4343 석출발생Precipitation occurrence 비교예9Comparative Example 9 140140 0.460.46 7979 석출 없음No precipitation

상기 표 2를 참조하면, 비교예 1, 2, 4, 6, 8의 경우, 난용성 석출이 발생하면서 식각속도, CD skew, 테이퍼 각 중 2가지 이상이 상기 기재한 적절한 범위를 만족하지 못하는 결과가 나타났다. 비교예 3,5,9의 경우 난용성 석출이 발생하지는 않았지만 식각속도, CD skew, 테이퍼 중 2가지 이상을 상기 기재한 적절한 범위를 만족하지 못하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 2, in the case of Comparative Examples 1, 2, 4, 6, and 8, two or more of the etching rate, CD skew, and taper angle do not satisfy the above-described appropriate ranges . In Comparative Examples 3, 5, and 9, poorly soluble precipitates did not occur, but it was confirmed that two or more of the etching rate, CD skew, and taper did not satisfy the appropriate range described above.

실시예 1 내지 7의 경우, 난용성 석출이 발생하지 않으면서 식각속도, CD skew, 테이퍼 각 모두 상기 기재한 적절한 범위를 만족하였다. In Examples 1 to 7, the etching rate, the CD skew, and the taper angle all met the appropriate ranges described above without causing poor solubility precipitation.

실시예 8 및 9의 경우, 각각 CD skew 와 식각속도를 만족하지는 못하였으나, 나머지 항목을 모두 만족하였다. In Examples 8 and 9, CD skew and etch rate were not satisfied, respectively, but all of the remaining items were satisfied.

상기와 같은 실험을 통해 4질소고리형화합물과 2염소화합물의 비율이 1:1.4 내지 1:2을 만족하지 못하였거나, 산도가 2 내지 6을 벗어난 경우 및 항산화제가 제거된 경우로, 표 2에 나타낸 바와 같이 난용성 석출물이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. As a result of the above experiment, when the ratio of the 4 nitrogen-containing cyclic compound to the 2-chlorine compound did not satisfy 1: 1.4 to 1: 2, the acidity was out of 2 to 6 and the case where the antioxidant was removed, It was confirmed that a poorly soluble precipitate was generated as shown in FIG.

[실험예 2] 식각액 조성물의 보관 안정성 측정 [Experimental Example 2] Measurement of storage stability of an etchant composition

실험예 2-A: 석출 평가Experimental Example 2-A: Evaluation of Precipitation

본 발명의 실시예 1 및 비교예 6의 식각 조성물을 5kg제조하여 저온에서 일정 기간 보관 후, 발생 되는 석출물의 양을 비교하여 아래의 표 3에 정리하였다.5 kg of the etching compositions of Example 1 and Comparative Example 6 of the present invention were prepared and stored for a predetermined period at a low temperature to compare the amounts of precipitates generated.

2일2 days 4일4 days 6일6 days 8일8 days 10일10 days 실시예 1Example 1 0g0g 0g0g 0g0g 0g0g 0g0g 비교예 6Comparative Example 6 0.1220g0.1220 g 0.8325g0.8325 g 1.7154g1.7154 g 2.5012g2.5012 g 3.8147g3.8147 g

상기 표 3을 참조하면, 실시예 1의 경우 보관 기간이 증가하더라도 난용성 석출물의 발생이 없는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 항산화제를 포함하는 경우, 장기간 보관할시 석출물 발생을 억제할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 3, it can be confirmed that the poorly soluble precipitate does not occur even when the storage period is increased in the case of Example 1. From these results, it was confirmed that when an antioxidant is contained, the generation of precipitates can be suppressed when stored for a long period of time.

실험예 2-B: 보관 안정성 평가Experimental Example 2-B: Storage stability evaluation

본 발명의 실시예 1및 실시예 9의 식각액을 이용하여 레퍼런스 식각(reference etch)을 진행하고, 실시예 1및 실시예 9의 식각 조성물을 약 10 ℃에서 일정 기간 보관한 후, 상기 식각 조성물을 1일마다 동일한 조건으로 다시 식각 테스트를 진행하여 레퍼런스 테스트 결과와 비교하여 그 결과를 아래의 표 4및 표 5에 정리하였다.Reference etching was performed using the etching solutions of Examples 1 and 9 of the present invention and the etching compositions of Examples 1 and 9 were stored at a temperature of about 10 캜 for a predetermined period of time. The etch test was conducted again under the same conditions every day and compared with the reference test results, and the results are summarized in Tables 4 and 5 below.

실시예1Example 1 RefRef 1일1 day 2일2 days 3일3 days Cu EPDCu EPD CD-Skew(편측)CD-Skew (one side) 테이퍼 각Taper angle

실시예 9Example 9 RefRef 1일1 day 2일2 days 3일3 days Cu EPDCu EPD CD-Skew(편측)CD-Skew (one side) 테이퍼 각Taper angle

◎: 아주 우수 (레퍼런스 대비 변화량 5% 이내)◎: Excellent (less than 5% change from reference)

○: 우수 (레퍼런스 대비 변화량 10% 이내)○: Excellent (within 10% of reference variation)

△: 보통 (레퍼런스 대비 변화량 10% 초과)△: Normal (change over 10% compared to reference)

상기 표 4를 참조하면, 황산수소염을 포함하지 않는 실시예 9보다 황산수소염을 포함하는 실시예 1의 보관 안정성이 상대적으로 우수한 것을 알 수 있다. 상기 식각 조성물의 보관 기간이 증가하더라도, 식각 속도, CD skew 및 테이퍼 각의 변화가 크지 않고 우수한 보관 안정성을 가짐을 알 수 있다.Referring to Table 4, it can be seen that the storage stability of Example 1 including the hydrogen sulfate is better than that of Example 9 which does not contain hydrogen sulfate. It can be seen that even when the storage period of the etching composition is increased, the change of the etching rate, the CD skew and the taper angle is not large and the storage stability is excellent.

[실험예 3] 식각액의 처리매수 증가에 따른 신뢰성 평가 [Experimental Example 3] Evaluation of Reliability According to Increase in Number of Etchant Treatment

본 발명의 실시예 1에 따른 식각액에 대하여 구리이온 농도를 증가시켜 아래와 같이 기판의 처리 매수 평가를 진행하였다.The copper ion concentration was increased with respect to the etching solution according to Example 1 of the present invention, and the evaluation of the number of treated substrates was carried out as follows.

실시예 1의 식각액을 이용하여 레퍼런스 식각(reference etch)을 진행하고 구리 파우더를 1,000ppm씩 첨가하여 식각테스트를 진행 하여 레퍼런스 테스트 결과와 비교하여 그 결과를 아래의 표 6에 정리하였다.Reference etch was performed using the etchant of Example 1, etching test was performed by adding copper powder at 1,000 ppm, and the results were compared with reference test results. The results are summarized in Table 6 below.

RefRef 1000ppm1000ppm 2000ppm2000 ppm 3000ppm3000ppm 4000ppm4000ppm Cu EPDCu EPD CD-Skew(편측)CD-Skew (one side) 테이퍼 각Taper angle

◎: 우수 (레퍼런스 대비 변화량 10% 이내)◎: Excellent (less than 10% variation relative to reference)

×: 불량 (레퍼런스 대비 변화량 10% 초과)Poor: Poor (10% variation compared to reference)

상기 표6을 참조하면 상기 식각 조성물 1, 내에서 구리 이온 농도가 증가하더라도, 식각 속도, CD skew 및 테이퍼 각의 변화가 크지 않음을 확인할 수 있다. 따라서 상기 식각 조성물은 신뢰성을 가짐을 알 수 있다Referring to Table 6, it can be seen that the etching rate, the CD skew, and the taper angle are not significantly changed even when the copper ion concentration in the etching composition 1 is increased. Therefore, it can be seen that the etching composition has reliability

Claims (15)

과황산염, 불소함유화합물, 4질소고리화합물, 2염소화합물 및 물을 포함하고, 상기 4질소고리화합물과 2염소화합물의 함량비가 1:1.4 내지 1:2인 식각액 조성물.A nitrogen-containing compound, a persulfate, a fluorine-containing compound, a 4-nitrogen ring compound, a 2-chlorine compound and water, wherein the content ratio of the 4-nitrogen ring compound and the ditallow compound is 1: 1.4 to 1: 2. 제1항에 있어서, 산도가 2 내지 6인 식각액 조성물.The etchant composition of claim 1, wherein the acidity is from 2 to 6. 제1항에 있어서, 황산수소염을 더 포함하는 식각액 조성물.The etchant composition of claim 1, further comprising a hydrogen sulphate. 제1항에 있어서, 술폰산 화합물을 더 포함하는 식각액 조성물.The etchant composition of claim 1, further comprising a sulfonic acid compound. 제1항에 있어서, 황산화제 또는 그의 염을 더 포함하는 식각액 조성물.The etchant composition of claim 1, further comprising a sulfurating agent or a salt thereof. 제1항에 있어서, 무기산을 더 포함하는 식각액 조성물.The etchant composition of claim 1, further comprising an inorganic acid. 제1항에 있어서, 상기 과황산염 0.1 내지 25 중량%, 상기 불소함유화합물 0.01 내지 3 중량%, 상기 4질소고리화합물 0.01 내지 2 중량%, 상기 2염소화합물 0.05 내지 8 중량% 및 전체 조성물이 100 중량%가 되도록 하는 물을 포함하는 식각액 조성물.The composition according to claim 1, wherein the persulfate is present in an amount of 0.1 to 25% by weight, the fluorine-containing compound is 0.01 to 3% by weight, the 4-nitrogen ring compound is 0.01 to 2% By weight based on the total weight of the composition. 제7항에 있어서, 황산수소염 0.05 내지 8 중량%, 술폰산 화합물 0.1 내지 10중량%, 항산화제 또는 그의 염 0.001 내지 10중량% 및 무기산 0.1 내지 0.9 중량%를 더 포함하는 식각액 조성물.The etchant composition of claim 7, further comprising 0.05 to 8 wt% of a sulfuric acid salt, 0.1 to 10 wt% of a sulfonic acid compound, 0.001 to 10 wt% of an antioxidant or salt thereof, and 0.1 to 0.9 wt% of inorganic acid. 제8항에 있어서, 산도가 2 내지 6인 식각액 조성물.The etchant composition of claim 8, wherein the acidity is from 2 to 6. 제4항에 있어서, 상기 술폰산 화합물은 설파믹산(sulfamic acid, H3NSO3), 암모늄술폰산(ammonium sulfonic acid), 탄소수 1 내지 20의 고리형 술폰산 화합물 및 탄소수 1 내지 20의 탄화수소계 술폰산 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한 종 이상인 식각액 조성물.5. The method according to claim 4, wherein the sulfonic acid compound is selected from the group consisting of sulfamic acid (H3NSO3), ammonium sulfonic acid, cyclic sulfonic acid compound having 1 to 20 carbon atoms and hydrocarbon sulfonic acid compound having 1 to 20 carbon atoms At least one selected. 제1항에 있어서, 상기 4질소고리형화합물은 아미노테트라졸(aminotetrazole), 아미노테트라졸 포타슘 염(aminotetrazole of potassium salt) 및 메틸테트라졸(methyltetrazole)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한 종 이상인 식각액 조성물.The etchant composition according to claim 1, wherein the 4-nitrogen cyclic compound is at least one selected from the group consisting of aminotetrazole, aminotetrazole of potassium salt and methyltetrazole. 제5항에 있어서, 상기 항산화제 또는 그의 염은 아스코르브산 (ascorbic acid), 글루타티온(glutathione), 리포산(lipoic acid) 및 요산(uric acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한 종 이상의 항산화제, 또는 상기 항산화제 중에서 선택되는 화합물의 칼륨염, 나트륨염 및 암모늄염 중에서 선택된 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한 종 이상의 항산화제의 염인 식각액 조성물.The antioxidant or salt thereof according to claim 5, wherein the antioxidant or salt thereof is at least one kind of antioxidant selected from the group consisting of ascorbic acid, glutathione, lipoic acid and uric acid, An antioxidant, and a salt selected from the group consisting of a potassium salt, a sodium salt, and an ammonium salt of a compound selected from the group consisting of an antioxidant, an antioxidant, and an antioxidant. 제1항에 있어서, 상기 2염소화합물은 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼슘(CaCl2), 염화구리(CuCl2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한 종 이상인 식각액 조성물.The etchant composition according to claim 1, wherein the chlorine compound is at least one selected from the group consisting of magnesium chloride (MgCl 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), and copper chloride (CuCl 2 ). 제6항에 있어서, 상기 무기산은 질산(HNO3) 및/또는 황산(H2SO4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한 종 이상인 식각액 조성물.7. The etchant composition according to claim 6, wherein the inorganic acid is at least one selected from the group consisting of nitric acid (HNO3) and / or sulfuric acid (H2SO4). 제3항에 있어서, 상기 황산수소염은 황산수소암모늄(NH4HSO4), 황산수소리튬(LiHSO4), 황산수소칼륨(KHSO4), 황산수소나트륨(NaHSO4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한 종 이상인 식각액 조성물.
4. The etchant composition according to claim 3, wherein the hydrogen sulfide is at least one selected from the group consisting of ammonium hydrogen sulfate (NH4HSO4), lithium hydrogen sulfate (LiHSO4), potassium hydrogen sulfate (KHSO4) and sodium hydrogen sulfate (NaHSO4).
KR1020180015940A 2017-02-13 2018-02-08 Etchant and fabrication method of metal wiring using the same KR102571627B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810149885.XA CN108456885B (en) 2017-02-13 2018-02-13 Etching solution composition and method for forming metal wiring using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170019614 2017-02-13
KR20170019614 2017-02-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180093806A true KR20180093806A (en) 2018-08-22
KR102571627B1 KR102571627B1 (en) 2023-08-30

Family

ID=63453095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180015940A KR102571627B1 (en) 2017-02-13 2018-02-08 Etchant and fabrication method of metal wiring using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102571627B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200068131A (en) * 2018-12-04 2020-06-15 삼성디스플레이 주식회사 Etchant composition, and method for manufacturing metal pattern and array substrate using the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080084539A (en) * 2007-03-15 2008-09-19 삼성전자주식회사 Etchant for thin film transistor-liquid crystal displays
KR20150033821A (en) * 2013-09-24 2015-04-02 삼성디스플레이 주식회사 Etchant and fabrication method of metal wiring and thin film transistor substrate using the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080084539A (en) * 2007-03-15 2008-09-19 삼성전자주식회사 Etchant for thin film transistor-liquid crystal displays
KR20150033821A (en) * 2013-09-24 2015-04-02 삼성디스플레이 주식회사 Etchant and fabrication method of metal wiring and thin film transistor substrate using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200068131A (en) * 2018-12-04 2020-06-15 삼성디스플레이 주식회사 Etchant composition, and method for manufacturing metal pattern and array substrate using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102571627B1 (en) 2023-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI433909B (en) Etchant for thin film transistor-liquid crystal displays
KR101922625B1 (en) Etchant for metal wire and method for manufacturing metal wire using the same
KR102002131B1 (en) Etchant composition and manufacturing method for thin film transistor using the same
KR101776923B1 (en) Etchant composition, method of forming a metal pattern using the etchant and method of manufacturing a display substrate
KR101608873B1 (en) Etchant for metal wire and method for manufacturing metal wire using the same
KR102048022B1 (en) Composition for etching metal layer and method for etching using the same
US20110297873A1 (en) Etching solution compositions for metal laminate films
KR102537704B1 (en) Etchant composition
KR102404226B1 (en) ETCHANT composition
KR20140014506A (en) Etchant composition, and method for etching a multi-layered metal film
CN113061891A (en) Metal wiring etching solution composition and metal wiring forming method using same
KR20230037016A (en) Etchant and fabrication method of metal pattern and thin film transistor substrate using the same
KR20110123025A (en) Etchant for metal wire and method for manufacturing metal wire using the same
KR102648664B1 (en) Etchant composition, and method for manufacturing metal pattern and array substrate using the same
KR102571627B1 (en) Etchant and fabrication method of metal wiring using the same
KR102131394B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR20160080068A (en) Etchant composition and method of manufacturing metal wiring using the same
KR20200112673A (en) Etching composition and etching method using the same
KR101934863B1 (en) Etchant composition for etching double layer of metal layer and indium oxide layer and method for etching using the same
CN108456885B (en) Etching solution composition and method for forming metal wiring using the same
KR20180015688A (en) Etching composition, method of forming a metal pattern and method of manufacturing a display substrate
KR20140028446A (en) Etchant composition for etching metal wire and method for preparing metal wire using the same
KR102142419B1 (en) Manufacturing method of an array substrate for liquid crystal display
KR102218353B1 (en) Etching solution composition for metal layer and manufacturing method of an array substrate for Liquid crystal display using the same
KR102546799B1 (en) Etching solution composition for metal layers and manufacturing method of display device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)