KR20190033886A - Fluorine-free etching composition for multylayer metal film and method for etching of multylayer metal film using the composition - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film and a method for etching a multilayer metal film using the same. More specifically, the fluorine-free etching solution composition comprises: a) 15-30 wt% of hydrogen peroxide; b) 0.1-3 wt% of chelate agent; c) 0.1-3 wt% of auxiliary chelate agent; d) 0.01-5 wt% of corrosion inhibitor; e) 0.005-5 wt% of etching agent; f) 0.05-3 wt% of pH regulator; and g) 0.1-5 wt% of stabilizer and remaining water. The fluorine-free etching solution composition does not comprise a fluorine compound, and its pH is 1 to 4. According to the present invention, the fluorine-free etching solution composition for the multilayer metal film and the method for etching the multilayer metal film using the same are capable of having excellent stability and etching performance, suppressing the generation of molybdenum residue even without using a fluorine compound, and reducing IGZO damage, bias on one side, etc.

Description

다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물 및 이를 이용한 다층구조 금속막의 식각 방법{FLUORINE-FREE ETCHING COMPOSITION FOR MULTYLAYER METAL FILM AND METHOD FOR ETCHING OF MULTYLAYER METAL FILM USING THE COMPOSITION}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a fluorine-free etching solution composition for a multilayered metal film, and a method for etching a multilayered metal film using the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물 및 이를 이용한 다층구조 금속막의 식각 방법에 관한 것으로, 안정성 및 식각 성능이 뛰어나고, 불소 화합물을 사용하지 않고도 몰리브데늄 잔사의 발생이 억제되며, IGZO 데미지, 편측 바이어스(bias) 등이 저감되는 효과가 있는 다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물 및 이를 이용한 다층구조 금속막의 식각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorine-free etchant composition for a multilayered metal film, and a method for etching a multilayer metal film using the same, which is excellent in stability and etching performance, inhibits the generation of molybdenum residue without using a fluorine compound, The present invention relates to a fluorine-free etchant composition for a multi-layer metal film having an effect of reducing the side bias and the like, and a method for etching a multi-layer metal film using the same.

박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)의 미세 회로는 기판상에 형성된 Al, Al 합금, Cu 및 Cu를 포함하는 합금 등의 도전성 금속막 또는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 포토레지스트를 균일하게 도포한 다음, 패턴이 새겨진 마스크를 통하여 빛을 조사한 후 현상을 통하여 원하는 패턴의 포토레지스트를 형성시키고 건식 또는 습식 식각으로 포토레지스트 하부에 있는 금속막 또는 절연막에 패턴을 전사한 후, 필요없는 포토레지스트를 박리 공정에 의해 제거하는 일련의 리소그래피 공정을 거쳐 완성된다.The microcircuit of the thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) has a structure in which a photoresist is uniformly applied to an insulating film such as a conductive metal film such as Al, an Al alloy, an alloy including Cu and Cu or a silicon oxide film or a silicon nitride film formed on a substrate A photoresist of a desired pattern is formed through development, and a pattern is transferred to a metal film or an insulating film under the photoresist by dry or wet etching. Thereafter, Is removed through a stripping process.

이때 사용되는 금속막의 저항은 박막 트랜지스터 액정표시장치의 전기적 신호 지연을 유발하는 인자로, 최근에는 이러한 전기적 신호 지연을 감소시키기 위해 낮은 저항값을 지니면서도 환경적으로도 큰 문제가 없는 금속배선재로 구리(Cu)가 각광받고 있다. The resistance of the metal film used at this time is a factor that causes electrical signal delay of the thin film transistor liquid crystal display device. Recently, the metal film has a low resistance value in order to reduce the electrical signal delay, (Cu) is spotlighted.

하지만 구리는 유리막 및 실리콘막과의 접착력(adhesion)이 좋지 않고 실리콘 층과의 Cu의 확산(diffusion)을 예방하기 위하여 다양한 장벽 금속(barrier metal)을 사용하며, 그 중 현재 각광 받고 있는 장벽 금속은 몰리브데늄 또는 이의 합금이다. 구체적으로는 상술한 구리 배선의 단점을 보완하기 위해 구리를 주요 금속막으로 형성하고, 장벽 금속으로서 몰리브덴이나 이의 합금을 완충 금속막으로 사용하는 다층 구조의 금속막이 사용된다. However, copper has a poor adhesion to the glass and silicon films, and various barrier metals are used to prevent the diffusion of Cu to the silicon layer. Of these barrier metals, Molybdenum or an alloy thereof. Concretely, in order to compensate for the disadvantages of the copper wiring described above, a metal film of a multilayer structure is used in which copper is formed of a main metal film and molybdenum or an alloy thereof is used as a buffer metal film as a barrier metal.

이러한 다층 구조의 금속막을 효과적으로 식각하기 위해 통상 과수계 식각액을 사용하는데, 과수계 식각액을 사용할 시 구리는 pH가 낮을수록, 몰리브데늄(또는 이의 합금)은 pH가 높을수록 식각이 잘되는 특성을 나타낸다. 또한, pH가 높은 영역에서는 과산화수소의 안정성이 저하되기 때문에 일반적으로 과수계 식각액의 pH는 1 내지 3으로 형성하는데, 이와 같은 pH 영역대에서 불소 화합물을 사용하지 않으면 몰리브덴(또는 이의 합금)의 잔사(Residue)가 발생하여 판넬 제조 공정에 불량을 야기시키게 되므로, 이를 방지하기 위해서 불소 화합물을 사용한다.In order to effectively etch the multilayered metal film, the etchant is usually used. When the etchant is used, the lower the pH of the copper is, the better the etch rate of the molybdenum (or its alloy) . In addition, since the stability of hydrogen peroxide lowers in the high pH region, the pH of the hydrous etchant is generally set to 1 to 3, and if the fluorine compound is not used in such pH range, the residue of molybdenum (or its alloy) Residue is generated to cause defects in the panel manufacturing process. Therefore, a fluorine compound is used to prevent this.

그러나 불소 화합물을 함유하는 식각액은 유리기판의 식각을 야기하여 판넬 제조 공정 중 불량 발생 시 유리기판의 재사용을 제한하는 문제점을 지니고 있으며, 이러한 이유로 다층 구조의 금속막을 효율적으로 식각할 수 있는 조성물을 구현하는데 많은 어려움이 있다. However, the etching solution containing a fluorine compound causes etching of the glass substrate, thereby restricting the reuse of the glass substrate when a defect occurs in the panel manufacturing process. For this reason, a composition capable of efficiently etching a metal film having a multilayer structure is implemented There are many difficulties.

또한 산화물 박막 트랜지스터(Oxide TFT)의 경우 불소 화합물을 포함하는 식각액을 사용할 시, 유리기판의 식각 특성과 동일하게 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 막질의 손상(damage)을 야기하여 소자 특성에 큰 차질이 빚어질 수 있기 때문에, 산화물 박막 트랜지스터 제조 시 사용되는 식각액은 IGZO 손상이 전혀 없어야 하는 전제조건이 필요하다. In the case of an oxide thin film transistor (oxide TFT), when an etching solution containing a fluorine compound is used, damage to the IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) film is caused in the same manner as the etching property of the glass substrate, The etchant used in the manufacture of the oxide thin film transistor needs to be preconditioned to have no IGZO damage at all.

또한, 불소 화합물을 사용하지 않고 몰리브데늄(또는 이의 합금)을 원활히 식각하기 위해서 식각액이 높은 pH 영역을 유지할 수 있는 조건을 갖추어야 하는데, pH가 높을 경우에는 과산화수소의 안정성이 상당히 저하되고, 구리 및 몰리브데늄을 식각하는 중에 전이금속인 구리와 몰리브데늄이 과수계 식각액에 용해될 시, 과산화수소의 분해 안정성이 더욱 저하되기 때문에 구리 기준으로 1000ppm도 사용할 수 없을 정도로 공정 마진이 없다.In order to smoothly etch molybdenum (or an alloy thereof) without using a fluorine compound, the etching solution must have a condition capable of maintaining a high pH region. When the pH is high, the stability of hydrogen peroxide is significantly lowered, When copper and molybdenum, which are transition metals, are dissolved in the etchant during molybdenum etching, the decomposition stability of hydrogen peroxide is further lowered. Therefore, there is no process margin to such an extent that 1000 ppm of copper can not be used.

또한 pH가 낮을 경우에는 산화물 박막 트랜지스터의 IGZO 막질 손상을 막을 수가 없기 때문에 과산화수소를 사용하는 구리 식각액의 대부분은 높은 pH를 유지할 수 밖에 없다. In addition, when the pH is low, most of the copper etching solution using hydrogen peroxide can not maintain the high pH because it can not prevent the IGZO film damage of the oxide thin film transistor.

따라서, pH가 낮으면서도 몰리브데늄 잔사 발생 및 IGZO 손상을 저감할 수 있는 다층 구조의 금속막 식각액에 대한 연구 개발이 시급한 실정이다. Therefore, it is urgent to research and develop a multi-layered metal film etchant capable of reducing molybdenum residue and IGZO damage while having a low pH.

KR 10-0827575 B1KR 10-0827575 B1

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 구리계 금속막과 몰리브데늄계 금속막을 포함하는 다층구조 금속막의 식각에서 안정성 및 식각 성능이 뛰어나고, 불소 화합물을 사용하지 않고도 몰리브데늄계 잔사의 발생이 억제되며, IGZO 데미지, 편측 바이어스(bias) 등이 저감되는 효과를 제공하는 다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물 및 이를 이용한 다층구조의 금속막의 식각 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention to provide a polyimide-based metal film which is excellent in stability and etching performance in etching a multilayered metal film including a copper-based metal film and a molybdenum- And a method of etching a metal film of a multilayer structure using the same, which is capable of suppressing the generation of residues and reducing the IGZO damage, bias on one side, and the like.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.These and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 a) 과산화수소 15 내지 30 중량%, b) 킬레이트제 0.1 내지 3 중량%, c) 보조 킬레이트제 0.1 내지 3 중량%, d) 부식억제제 0.01 내지 5 중량%, e) 식각제 0.005 내지 5 중량%, f) pH 조절제 0.05 내지 3 중량%, g) 안정제 0.1 내지 5 중량% 및 물 잔량을 포함하되, 불소 화합물을 포함하지 않으며, pH가 1 내지 4인 것을 특징으로 하는 다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a process for the preparation of a composition comprising a) 15 to 30% by weight of hydrogen peroxide, b) 0.1 to 3% by weight of a chelating agent, c) 0.1 to 3% by weight of an auxiliary chelating agent, d) , e) 0.005 to 5 wt% of an etching agent, f) 0.05 to 3 wt% of a pH adjusting agent, g) 0.1 to 5 wt% of a stabilizer and a water balance, The present invention also provides a fluorine-free etching solution composition for a multi-layered metal film.

또한, 본 발명은 IGZO 데미지(35℃, 100초 식각)가 0.30 ㎛ 이하이고, 편측 바이어스(MoTi/Cu/MoTi, 두께 100Å/2,500Å/300Å, 오버에치 30% 조건)가 0.45 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물을 제공한다. The present invention also provides a method for manufacturing a semiconductor device, which has an IGZO damage (35 ° C, 100 seconds etching) of 0.30 μm or less and a side bias (MoTi / Cu / MoTi; thickness 100 Å / 2,500 Å / 300 Å; overetched 30% The present invention also provides a fluorine-free etching solution composition for a multi-layered metal film.

또한, 본 발명은 상부 팁(MoTi/Cu/MoTi, 두께 100Å/2,500Å/300Å, 오버에치 30% 조건)이 0.02 ㎛ 이하이고, 누적처리매수 허용 금속 농도(35 ℃, 24 hr)가 3,000 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물을 제공한다. The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the upper tip (MoTi / Cu / MoTi, thickness 100 Å / 2,500 Å / 300 Å, ppm or less of the fluorine-free etching solution composition of the present invention.

또한, 본 발명은 상기 다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물을 사용하여 구리계 금속막과 몰리브데늄계 금속막을 포함하는 다층구조 금속막을 식각하는 것을 특징으로 하는 다층구조 금속막의 식각 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of etching a multi-layered metal film using the fluorine-free etchant composition of the multi-layered metal film, wherein the multi-layered metal film including the copper-based metal film and the molybdenum-based metal film is etched.

본 발명에 따른 불소 프리 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법은 구리계 금속막과 몰리브데늄계 금속막을 포함하는 다층구조 금속막의 식각에서 안정성 및 식각 성능이 뛰어나고, 불소 화합물을 사용하지 않고도 몰리브데늄계 잔사의 발생이 억제됨에 따라 쇼트나 배선 불량 등의 문제를 야기하지 않고, 유리기판의 식각이 발생하지 않아 기판을 재사용할 수 있으며, IGZO 데미지를 일으키지 않고, 편측 바이어스(bias) 등이 크게 저감되는 효과를 제공한다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The fluorine-free etchant composition and the etching method using the fluorine-free etchant composition according to the present invention are excellent in stability and etching performance in etching a multilayered metal film including a copper-based metal film and a molybdenum-based metal film, It is possible to reuse the substrate due to no occurrence of a problem such as a short circuit or a wiring defect due to the suppression of the generation of the residue and the etching of the glass substrate does not occur and the substrate can be reused without causing the IGZO damage and greatly reducing the bias on one side Lt; / RTI >

도 1은 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 사용하여 식각한 MoTi/Cu/MoTi 삼중막의 주사전자현미경 사진(측면)이다.
도 2는 대조예에 따른 식각액 조성물을 사용하여 식각한 MoTi/Cu/MoTi 삼중막의 주사전자현미경 사진(측면)이다.
1 is a scanning electron micrograph (side view) of a MoTi / Cu / MoTi triple layer etched using the etchant composition according to Example 1. FIG.
2 is a scanning electron micrograph (side view) of a MoTi / Cu / MoTi triple layer etched using the etchant composition according to the control example.

이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물은 a) 과산화수소 15 내지 30 중량%, b) 킬레이트제 0.1 내지 3 중량%, c) 보조 킬레이트제 0.1 내지 3 중량%, d) 부식억제제 0.01 내지 5 중량%, e) 식각제 0.005 내지 5 중량%, f) pH 조절제 0.05 내지 3 중량%, g) 안정제 0.1 내지 5 중량% 및 물 잔량을 포함하되, 불소 화합물을 포함하지 않으며, pH가 1 내지 4인 것을 특징으로 한다. The fluorine-free etchant composition of the multilayered metal film of the present invention comprises a) 15 to 30% by weight of hydrogen peroxide, b) 0.1 to 3% by weight of a chelating agent, c) 0.1 to 3% by weight of an auxiliary chelating agent, d) %, e) from 0.005 to 5% by weight of an etching agent, f) from 0.05 to 3% by weight of a pH adjusting agent, g) from 0.1 to 5% by weight of a stabilizer and the balance of water, .

본 발명에서 사용된 용어 "불소 프리"는 불소 화합물을 조성물에 의도적으로 첨가하지 않은 것을 의미한다. As used herein, the term "fluorine-free" means that the fluorine compound is not intentionally added to the composition.

본 발명의 식각액 조성물은 불소 화합물을 사용하지 않고도 몰리브데늄계 금속 잔사의 발생이 억제됨에 따라 쇼트나 배선 불량 등의 문제를 야기하지 않고, 유리기판의 식각이 발생하지 않아 기판을 재사용할 수 있으면서도, IGZO 데미지 또한 개선되어 산화물 TFT에 적용이 가능한 이점이 있다.The etchant composition of the present invention suppresses the generation of molybdenum-based metal residues without using a fluorine compound, does not cause problems such as short-circuiting and wiring failure, and does not cause etching of the glass substrate, IGZO damage is also improved, which has the advantage of being applicable to an oxide TFT.

또한, 본 발명의 식각액 조성물은 pH가 1 내지 4, 바람직하게는 1 내지 3, 1.5 내지 2.5 또는 1.8 내지 2.3일 수 있으며, 이 범위 내에서 식각액의 안정성이 우수하면서도 공정 효율의 저하없이 구리계 금속막 및 몰리브덴계 금속막 모두의 식각 특성이 우수하다. The etchant composition of the present invention may have a pH of 1 to 4, preferably 1 to 3, 1.5 to 2.5, or 1.8 to 2.3. Within this range, the etchant composition of the present invention is excellent in stability of the etching solution, The etching properties of both the film and the molybdenum-based metal film are excellent.

본 발명의 식각액 조성물은 일례로 구리계 금속막과 몰리브데늄계 금속막을 포함하는 다층구조 금속막을 식각하기 위한 조성물일 수 있으며, 바람직하게는 구리막과 몰리브데늄 합금막을 포함하는 다층구조 금속막을 식각하기 위한 조성물일 수 있다. The etchant composition of the present invention may be, for example, a composition for etching a multi-layered metal film including a copper-based metal film and a molybdenum-based metal film, preferably a multi-layered metal film including a copper film and a molybdenum alloy film May be a composition for etching.

상기 몰리브데늄 합금막은 일례로 티타늄, 탄탈륨, 크롬, 니켈 및 네오디늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과 몰리브데늄의 합금일 수 있으며, 보다 바람직한 일례로 몰리브데늄 합금막은 몰리브덴과 티타늄의 합금일 수 있다. 이 경우 Cu 금속이 절연막으로 확산되는 현상이 억제되어 소자 특성이 우수한 이점이 있다. The molybdenum alloy film may be an alloy of molybdenum and at least one selected from the group consisting of titanium, tantalum, chromium, nickel, and neodymium. More preferably, the molybdenum alloy film is an alloy of molybdenum and titanium Lt; / RTI > In this case, the diffusion of Cu metal into the insulating film is suppressed and the device characteristics are excellent.

상기 다층구조의 금속막은 일례로 구리계 금속막을 하부막으로 하고 몰리브데늄계 금속막을 상부막으로 하는 구리계 금속막/몰리브데늄계 금속막 구조일 수 있고, 반대로 몰리브데늄계 금속막/구리계 금속막 구조일 수도 있다. 또 다른 일례로 상기 다층구조의 금속막은 몰리브데늄계 금속막과 구리계 금속막이 교대로 적층된 3중막 이상의 다층구조일 수 있으며, 바람직한 일례로 몰리브데늄계 금속막/구리계 금속막/몰리브데늄 금속막 순으로 적층된 3중막 구조일 수 있고, 이 경우 다층구조의 금속막 상부 및 하부에 배치되는 막과의 접착력이나 절연막으로 Cu가 확산되는 현상이 개선되어 소자의 특성이 더욱 우수한 이점이 있다. The metal film of the multi-layer structure may be a copper-based metal film / molybdenum-based metal film structure having a copper-based metal film as a lower film and a molybdenum-based metal film as an upper film, It may be a copper-based metal film structure. As another example, the metal film of the multi-layer structure may be a multi-layer structure of a triple layer or more in which a molybdenum-based metal film and a copper-based metal film are alternately stacked. As a preferable example, a molybdenum- And a ribbed metal film may be stacked in this order. In this case, the adhesion of Cu to the film disposed on the upper and lower surfaces of the metal film of the multilayer structure and the diffusion of Cu into the insulating film are improved, .

본 발명에서 a) 과산화수소는 다층구조 금속막의 주 산화제로서 투입되며, 이는 조성물 총 100 중량%를 기준으로 15 내지 30 중량%로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 20 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 본 발명의 조성물이 과산화수소를 상술한 범위 내로 포함하는 경우 다층구조의 금속막에 대한 산화력이 충분하여 효율적인 식각이 가능하고, 식각 속도가 적절하여 공정의 제어가 용이하면서도, 누적 처리 매수가 적절하여 공정 효율 및 마진 향상에도 기여할 수 있다. In the present invention, a) hydrogen peroxide is added as a main oxidizing agent for the multi-layered metal film, which may be contained in an amount of 15 to 30% by weight, more preferably 20 to 25% by weight based on 100% by weight of the total composition. When the composition of the present invention contains hydrogen peroxide within the above-mentioned range, it is possible to efficiently etch the metal film of a multilayered structure, thereby enabling effective etching, an appropriate etching rate, and easy control of the process. Efficiency and margin can be improved.

본 발명에서 b) 킬레이트제는 식각 공정 중 산화된 금속 이온을 비활성화 시킴으로써 과산화수소의 분해를 억제하여 식각액 조성물의 안정성을 확보하기 위한 목적으로 사용된다. In the present invention, the chelating agent is used for the purpose of inhibiting the decomposition of hydrogen peroxide by inactivating the oxidized metal ion during the etching process to secure the stability of the etching solution composition.

상기 b) 킬레이트제는 조성물 총 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 3 중량%로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2.0 중량%, 0.5 내지 1.5 중량%, 0.8 내지 2.0 중량% 또는 0.8 내지 1.5 중량%로 포함될 수 있으며, 이 경우 식각 효율을 높게 유지함과 동시에 조성물의 안정성이 확보될 수 있으며, 누적처리매수가 높아 경제적인 이점이 있다. The chelating agent may be contained in an amount of 0.1 to 3% by weight, more preferably 0.5 to 2.0% by weight, 0.5 to 1.5% by weight, 0.8 to 2.0% by weight or 0.8 to 1.5% by weight based on 100% %. In this case, the stability of the composition can be ensured while maintaining the etching efficiency high, and the number of accumulated treatments is high, which is economically advantageous.

상기 b) 킬레이트제는 일례로 아미노산(amino acid)일 수 있다. The b) chelating agent may be, for example, an amino acid.

상기 아미노산을 일례로 알라닌, 아미노부티르산, 글루탐산, 글리신, 이미노디아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 니트릴로트리아세트산 및 사르코신으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 이 경우 과산화수소의 분해를 억제하여 식각액의 안정성이 향상되는 효과를 제공한다. The amino acid may be at least one selected from the group consisting of alanine, aminobutyric acid, glutamic acid, glycine, iminodiacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid and sarcosine. In this case, decomposition of hydrogen peroxide is suppressed, Thereby providing an effect of improving stability.

보다 바람직한 일례로 상기 b) 킬레이트제는 이미노디아세트산을 포함할 수 있다. As a more preferred example, the chelating agent b) may include iminodiacetic acid.

본 발명에서 c) 보조 킬레이트제는 식각액의 안정성을 확보하는데 기여할 수 있으며, 이에 더하여 다층구조의 금속막에 포함된 금속 성분 간의 식각 속도를 조절하여 우수한 에칭 프로파일을 확보할 수 있도록 한다. 구체적으로 다층구조 금속막에 포함된 금속 간의 식각 속도 차이가 클 경우에는 특정 금속막의 식각이 상대적으로 과하여 언더컷(undercut) 현상을 야기할 수 있으며, 언더컷 현상이 심화될 경우에는 건식 에칭 방법으로 이를 제거하는 추가 공정이 요구될 수 있어, 금속 성분 간의 식각 속도를 조절해줄 필요가 있다. In the present invention, c) the auxiliary chelating agent can contribute to securing the stability of the etchant, and furthermore, it is possible to secure an excellent etching profile by controlling the etching speed between the metal components contained in the metal film of the multi-layer structure. Specifically, when the etching rate difference between the metals included in the multi-layered metal film is large, the etching of the specific metal film is relatively excessive and may cause an undercut phenomenon. If the undercut phenomenon is intensified, It is necessary to adjust the etching speed between the metal components.

또한, 식각 공정을 반복하여 수행할수록 식각액 내 금속이온의 함량이 높아지며, 이 경우 과산화수소의 분해가 더욱 촉진될 수 있는데, b) 킬레이트제와 c) 보조 킬레이트제를 조합하여 사용하면 식각액 내 금속이온 함량이 어느 정도 증가하여도 식각액의 안정성이 높게 유지되는 효과가 있다. In addition, when the etching process is repeatedly performed, the content of metal ions in the etching solution increases, and in this case, decomposition of hydrogen peroxide can be further promoted. When the combination of the chelating agent and the curing chelating agent is used, The stability of the etching solution can be maintained at a high level.

상기 c) 보조 킬레이트제는 일례로 조성물 총 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 3 중량% 또는 0.5 내지 1.5 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 이 범위 내에서 조성물의 안정성이 우수하면서도 식각 속도가 제어되어 에칭 프로파일이 우수한 이점이 있다. The c) auxiliary chelating agent is preferably contained in an amount of 0.1 to 3% by weight or 0.5 to 1.5% by weight based on 100% by weight of the total composition. Within this range, the stability of the composition is excellent and the etching rate is controlled There is an advantage that the etching profile is excellent.

상기 c) 보조 킬레이트제는 일례로 멀티카르복실산일 수 있다. The c) auxiliary chelating agent may be, for example, a polycarboxylic acid.

상기 멀티카르복실산은 일례로 트리카르복실산일 수 있으며, 바람직하게는 시트르산(citric acid)일 수 있다. The multi-carboxylic acid may be, for example, tricarboxylic acid, preferably citric acid.

본 발명에서 d) 부식억제제는 금속 배선 표면의 금속과 결합하여 식각액 조성물에 의한 부식을 억제함으로써 금속 배선을 보호하기 위한 목적으로 투입된다. In the present invention, the corrosion inhibitor is added for the purpose of protecting the metal wiring by inhibiting corrosion by the etching composition in combination with the metal on the surface of the metal wiring.

상기 d) 부식억제제는 조성물 총 100 중량%를 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 0.05 내지 3 중량%, 0.05 내지 0.5 중량%, 0.1 내지 0.5 중량% 또는 0.1 내지 0.3 중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 식각 효율을 저하시키지 않으면서 배선의 부식을 억제하는 효과가 있다. The corrosion inhibitor may be included in an amount of 0.01 to 5% by weight, 0.05 to 3% by weight, 0.05 to 0.5% by weight, 0.1 to 0.5% by weight or 0.1 to 0.3% by weight based on 100% The corrosion of the wiring can be suppressed without deteriorating the etching efficiency.

상기 d) 부식억제제는 일례로 아졸 화합물일 수 있으며, 이 경우 금속막 간의 식각 속도가 조절되어 누적 매수가 증가하더라도 금속배선(패턴)의 편측 바이어스(critical dimension bias, CD bias)를 줄여 공정 마진을 향상시킬 수 있다. The etching inhibitor may be an azole compound. In this case, even if the etching rate between the metal films is controlled to increase the cumulative number, the critical dimension bias (CD bias) of the metal wiring (pattern) Can be improved.

상기 아졸 화합물은 3-아미노-1,2,3-트리아졸, 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 4-아미노-1,2,3-트리아졸, 4-아미노-1,2,4-트리아졸, 5-메틸테트라졸, 5-아미노테트라졸, 이미다졸 및 피라졸로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 5-아미노테트라졸일 수 있으며, 이 경우 식각액의 안정성이나 식각 효율면에서 더욱 우수한 효과가 있다. Wherein the azole compound is selected from the group consisting of 3-amino-1,2,3-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, , 4-triazole, 5-methyl tetrazole, 5-aminotetrazole, imidazole and pyrazole, more preferably 5-aminotetrazole. In this case, stability of the etchant And the etching efficiency.

본 발명에서 e) 식각제는 다층구조의 금속막을 식각하는 성분이면서 식각액 조성물의 pH를 조절하여 식각 속도를 향상시키기 위해 투입된다.In the present invention, e) etching agent is added to improve the etching rate by controlling the pH of the etching composition while being a component for etching the metal film of the multi-layer structure.

상기 e) 식각제는 조성물 총 100 중량%를 기준으로 0.005 내지 5 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.01 내지 0.5 중량% 또는 0.01 내지 0.1 중량%로 포함될 수 있다. 본 발명에서 e) 식각제를 상술한 범위 내로 포함하는 경우 식각 속도가 적절하여 에칭 프로파일이 우수하면서도 공정 효율이나 마진이 개선되는 효과가 있다. E) The etching agent may be included in an amount of 0.005 to 5% by weight, preferably 0.01 to 0.5% by weight or 0.01 to 0.1% by weight based on 100% by weight of the total composition. In the present invention, when the etching agent is included in the above-mentioned range, the etching rate is appropriate, and the etching efficiency is improved while the etching efficiency is improved.

상기 e) 식각제는 일례로 인산, 아인산, 하이포아인산 및 피로인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 인산 또는 피로인산을 포함하며, 이 경우 식각 속도의 개선으로 공정 효율 및 마진 등을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다. The etchant may be at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, and pyrophosphoric acid, and preferably includes phosphoric acid or pyrophosphoric acid. In this case, And the like can be provided.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 e) 식각제는, 인산, 아인산, 하이포아인산 및 피로인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 염과 조합하여 조성물에 첨가될 수 있다. 상기 e) 식각제와 이의 염을 조합하여 사용할 경우 이들의 중량비는 1:1 내지 2:1일 수 있으며, 이 경우 산과 이의 수소 치환된 염이 조합되어 보다 안정적으로 pH를 제어할 수 있고, 반복적인 식각시에도 안정적으로 식각 효율을 유지할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the e) etching agent may be added to the composition in combination with at least one salt selected from the group consisting of phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid and pyrophosphoric acid. When the etching agent and the salt thereof are used in combination, the weight ratio of the etching agent and the salt thereof may be 1: 1 to 2: 1. In this case, the acid and the hydrogen-substituted salt thereof may be combined to control the pH more stably, The etching efficiency can be stably maintained even when the phosphorus is etched.

본 발명에서 f) pH 조절제는 식각액 조성물의 pH를 특정 범위 내로 제어하여 조성물의 안정성을 확보하면서도 식각 특성이나 속도 등을 개선하기 위해 첨가되며, 상기 f) pH 조절제는 조성물 총 100 중량%를 기준으로 0.05 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량% 또는 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 이 범위 내에서 조성물의 안정성이 확보되면서도 식각 속도나 몰리브데늄계 금속막의 잔사 발생이 개선되고, 유리기판이나 IGZO와 같은 산화물이 식각이 억제되어 에칭 프로파일이 우수한 효과가 있다. In the present invention, f) a pH adjusting agent is added in order to improve the etching property or speed while controlling the pH of the etching solution composition to a specific range to ensure stability of the composition, and f) the pH adjusting agent is added in an amount of 100% 0.05 to 3% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight or 0.1 to 1% by weight. Within this range, the stability of the composition is ensured, the etching rate and the residue of the molybdenum-based metal film are improved, and the oxide film such as the glass substrate and the IGZO is etched and the etching profile is excellent.

상기 f) pH 조절제는 일례로 금속 수산화물, 수산화 암모늄과 같이 관능기로서 수산화기가 포함되어 있는 물질로 pH를 높일 수 있는 물질이면 특별히 제한되지 않고 적절히 선택할 수 있으며, 바람직한 일례로 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화암모늄 중에서 선택된 1종 이상의 금속 수산화물일 수 있고, 더 바람직하게는 수산화칼륨일 수 있다. 이 경우 조성물의 pH를 안정정으로 유지할 수 있어 공정 효율이 우수하고, 에칭 프로파일이 우수한 이점이 있다. The f) pH adjusting agent is not particularly limited as long as it is a substance containing a hydroxyl group as a functional group such as metal hydroxides and ammonium hydroxides, and may be appropriately selected, and preferable examples thereof include potassium hydroxide, sodium hydroxide, Ammonium, and more preferably, it may be potassium hydroxide. In this case, since the pH of the composition can be maintained at a stable level, the process efficiency is excellent and the etching profile is excellent.

본 발명에서 g) 안정제는 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 확보할 수 있도록 하면서도, 식각 공정시 유입되는 금속이온을 둘러싸 활동도를 억제함으로써 과산화수소의 분해를 억제하여 조성물의 안정성을 개선시키는 작용을 한다. G) Stabilizer in the present invention is a stabilizer which improves the stability of a composition by suppressing the decomposition of hydrogen peroxide by inhibiting the activity of the metal ions surrounded by the metal ions in the etching process while ensuring the uniformity of the etching by lowering the surface tension .

상기 g) 안정제는 일례로 조성물 총 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 3 또는 1 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. 본 발명의 조성물은 g) 안정제를 상술한 범위 내로 포함하는 경우 식각의 균일성 및 안정성이 확보되어 에칭 프로파일이 우수한 이점을 제공한다. The g) stabilizer may be included in an amount of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 3 or 1 to 2% by weight based on 100% by weight of the total composition. The composition of the present invention g) If the stabilizer is included in the above-mentioned range, uniformity and stability of etching are ensured and an etching profile is excellent.

상기 g) 안정제는 일례로 중량평균분자량 200 g/mol 이하 또는 50 내지 200 g/mol의 다가알코올일 수 있으며, 이 경우 식각 효율을 저하시키지 않으면서도 식각의 균일성 및 안정성을 확보할 수 있다. The g) stabilizer may be, for example, a polyhydric alcohol having a weight average molecular weight of 200 g / mol or less or 50 to 200 g / mol. In this case, the uniformity and stability of the etching can be ensured without lowering the etching efficiency.

구체적인 일례로 상기 다가알코올은 글리세롤, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 중에서 선택된 1종 이상일수 있으며, 바람직하게는 트리에틸렌글리콜일 수 있다. For example, the polyhydric alcohol may be at least one selected from the group consisting of glycerol, triethylene glycol, and polyethylene glycol, preferably triethylene glycol.

상기 불소 프리 식각액 조성물은 상술한 성분 이외에 물을 포함할 수 있고, 물은 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 포함할 수 있다. The fluorine-free etchant composition may contain water in addition to the above-mentioned components, and water may be included such that the total weight of the composition is 100% by weight.

상기 물은 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 탈이온수일 수 있으며, 보다 바람직하게는 비저항 값이 18㏁·cm 이상인 탈이온수를 사용할 수 있다. The water is not particularly limited, but it may preferably be deionized water, and more preferably deionized water having a specific resistance value of 18 M OMEGA. Or more can be used.

상기 불소 프리 식각액 조성물은 IGZO 데미지(35℃, 100초 식각)가 0.30 ㎛ 이하이고, 편측 바이어스(MoTi/Cu/MoTi, 두께 100Å/2,500Å/300Å, 오버에치 30% 조건)가 0.45 ㎛ 이하인 것을 특징으로 할 수 있다. The fluorine-free etchant composition is characterized in that the IGZO damage (35 ° C for 100 seconds etch) is 0.30 μm or less and the one side bias (MoTi / Cu / MoTi; thickness 100 Å / 2,500 Å / 300 Å; over etch 30% . ≪ / RTI >

본 발명에서 IGZO 데미지는 일례로 IGZO 단일막을 35℃에서 100초 식각한 뒤, 단차 측정기(Veeco, Dektak 150)를 사용하여 측정된다. In the present invention, for example, IGZO damage is measured by using a step difference measuring instrument (Veeco, Dektak 150) after etching an IGZO single film at 35 ° C for 100 seconds.

상기 불소 프리 식각액 조성물은 상부 팁(MoTi/Cu/MoTi, 두께 100Å/2,500Å/300Å, 오버에치 30% 조건)이 0.02 ㎛ 이하이고, 누적처리매수 허용 금속 농도(35 ℃, 24 hr)가 3,000 ppm 이하인 것을 특징으로 할 수 있다. The fluorine-free etchant composition had an upper tip (MoTi / Cu / MoTi, thickness 100 Å / 2,500 Å / 300 Å, over etch 30% condition) of 0.02 ㎛ or less, permissible metal concentration (35 ° C., 24 hr) 3,000 ppm or less.

본 발명의 불소 프리 식각액 조성물을 설명함에 있어서 명시적으로 기재하지 않은 첨가제 등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 실시되는 범위 내인 경우 특별히 제한되지 않고, 적절히 선택하여 실시할 수 있음을 명시한다. In describing the fluorine-free etchant composition of the present invention, additives and the like which are not explicitly described are not particularly limited when they are within the range usually practiced in the technical field of the present invention, and it is specified that the additives can be appropriately selected.

이하 본 발명에 따른 불소 프리 식각액 조성물을 사용하여 다층구조 금속막을 식각하는 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of etching a multi-layered metal film using the fluorine-free etchant composition according to the present invention will be described.

본 발명의 다층구조 금속막의 식각 방법은 구리계 금속막과 몰리브데늄계 금속막을 포함하는 다층구조 금속막을 식각하는 공정을 포함하되, 상기 불소 프리 식각액 조성물을 사용하는 것을 특징으로 한다. The method for etching a multi-layered metal film of the present invention includes a step of etching a multi-layered metal film including a copper-based metal film and a molybdenum-based metal film, wherein the fluorine-free etching solution composition is used.

구체적인 일례로, 상기 다층구조 금속막의 식각 방법은 유리기판 상에 구리계 금속막 및 몰리브데늄계 금속막을 포함하는 다층구조 금속막을 형성하는 단계; 상기 다층구조 금속막 상에 광반응 물질을 도포하는 단계; 및 상기 불소 프리 식각액 조성물을 사용하여 다층구조 금속막을 식각하는 단계;를 포함할 수 있다. In a specific example, the method for etching the multi-layered metal film includes: forming a multi-layered metal film including a copper-based metal film and a molybdenum-based metal film on a glass substrate; Applying a photoreactive material on the multi-layered metal film; And etching the multi-layered metal film using the fluorine-free etchant composition.

본 기재의 불소 프리 식각액 조성물로 식각 공정을 수행할 경우 식각액의 안정성이 우수하면서도 구리계 금속막과 몰리브데늄계 금속막에 대한 식각 특성이 모두 뛰어나 우수한 에칭 프로파일을 구현할 수 있으며, 유리기판의 식각을 야기하지 않아 이를 재사용할 수 있어 공정마진을 개선시키는 효과를 제공한다. When the etching process is performed using the fluorine-free etching solution composition of the present invention, the etchant is excellent in stability of the etchant and excellent in etching properties for the copper-based metal film and the molybdenum-based metal film, So that it can be reused, thereby providing an effect of improving the process margin.

또한, 본 발명의 불소 프리 식각액 조성물을 사용하여 식각 공정을 수행할 경우 몰리브덴계 금속막의 잔사 또는 IGZO와 같은 산화물의 식각에 의한 손상을 효과적으로 억제할 수 있기 때문에 산화물 박막 트랜지스터의 금속 배선 제조시에도 사용될 수도 있다. In addition, when the etching process is performed using the fluorine-free etching solution composition of the present invention, damage due to etching of the oxide such as IGZO or the residue of the molybdenum-based metal film can be effectively suppressed. It is possible.

본 발명의 다층구조 금속막의 식각 방법을 설명함에 있어서 명시적으로 기재하지 않은 식각 조건 등은 당업계에서 통상적으로 실시하는 범위 내인 경우 특별히 제안되지 않으며, 적절히 선택하여 실시할 수 있다. In describing the etching method of the multilayered metal film of the present invention, the etching conditions and the like which are not explicitly described are not particularly suggested when they are within the range usually practiced in the art, and can be appropriately selected and carried out.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

[실시예][Example]

하기 표 1에 기재된 바와 같이 각 성분을 혼합하여 실시예, 비교예 및 대조예의 식각액 조성물을 제조하였으며, 사용된 재료는 다음과 같다. The etchant compositions of the examples, comparative examples and control examples were prepared by mixing the respective components as shown in the following Table 1, and the materials used were as follows.

*IDA: 이미노디아세트산(iminodiacetic acid)* IDA: iminodiacetic acid

*CA: 시트르산(citric acid)* CA: citric acid

*ATZ: 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole)* ATZ: 5-aminotetrazole

*AC: 암모늄 아세테이트(ammonium acetate)* AC: Ammonium acetate

*TEG: 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol)* TEG: triethylene glycol

구분division 실시예Example 비교예Comparative Example 참조예Reference Example 대조예Control Example 1One 22 1One 22 33 44 산화제Oxidant H2O2 H 2 O 2 2323 2323 1313 2323 2323 2323 2323 1313 킬레이트제Chelating agent IDAIDA 1One 22 55 1One 1One 1One 0.50.5 55 보조 킬레이트제Auxiliary chelating agent CACA 1One 1One -- 1One -- 1One 1One -- 부식억제제Corrosion inhibitor ATZATZ 0.10.1 0.30.3 0.30.3 0.20.2 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 식각제Etchant 인산Phosphoric acid 0.030.03 0.030.03 -- 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 -- 피로인산Pyrophosphoric acid -- -- 3.03.0 -- -- -- -- 3.03.0 pH 조절제pH adjusting agent KOHKOH 0.20.2 0.20.2 -- 0.170.17 0.20.2 0.20.2 0.20.2 -- ACAC -- -- 3.03.0 -- -- -- -- 3.03.0 안정제stabilizator TEGTEG 1One 1One -- 1One 1One -- 1One -- 불소 화합물Fluorine compound NH4FNH 4 F -- -- 0.010.01 0.010.01 -- -- -- --

(상기 표 1에서 각각의 조성물은 잔량의 물을 포함하여 총 100 중량%이며, 각 성분의 함량의 단위는 중량%이다.)(In Table 1, each composition contains a total amount of 100% by weight, including the remaining amount of water, and the content of each component is% by weight.)

[실험예][Experimental Example]

실험예Experimental Example 1:  One: 식각Etching 성능 평가 Performance evaluation

유리 기판상에 유기 절연막을 증착하고, 그 위에 산화물 막인 IGZO를 증착한 후 소스/드레인 전극으로 MoTi/Cu/MoTi(두께: 100Å/2,500Å/300Å) 삼중막을 증착하였다. 이 위에 일정한 패턴의 포토레지스트 공정을 적용하여 패턴을 형성한 글라스를 다이아몬드 칼을 이용하여 5 X 5 cm로 절단하여 시편을 준비하였다.An organic insulating film was deposited on a glass substrate, IGZO was deposited thereon, and MoTi / Cu / MoTi (thickness: 100 ANGSTROM / 2,500 ANGSTROM / 300 ANGSTROM) triple film was deposited as a source / drain electrode. The patterned glass was subjected to a photoresist process with a certain pattern thereon, and the glass was cut into 5 x 5 cm using a diamond knife to prepare a specimen.

상기 표 1과 같이 제조한 식각액 조성물 8 kg을 분사식 식각 방식의 실험 장비(SEMES사, 모델명: ETCHER) 내에 넣고, 설정한 온도(35 ℃)에 도달하였을 때 식각을 진행하였다. 총 식각 시간은 엔드 포인트 검출(End Point Detection, EPD)을 기준으로 하여 오버 에치를 30%로 주어 실시하였다. IGZO의 경우 100초 식각하였다. 8 kg of the etchant composition prepared as shown in Table 1 was placed in an experimental equipment (SEMES, model name: ETCHER) of a spray-type etching system, and etching was performed when the temperature reached 35 캜. The total etch time was based on the end point detection (EPD) and the over etch was 30%. In case of IGZO, etching was performed for 100 seconds.

식각이 완료된 기판을 세정한 후, 건조하고, 주사전자현미경 (모델명: Hitachi, S-470)을 이용하여 에칭 프로파일을 확인하였다. 프로파일 확인 사항 중에 사이드 에칭은 포토레지스트 끝단부터 삼중막이 잔존하는 구간까지를 관찰하였고, 식각 잔류물의 발생정도는 하부막 위에 잔존하는 잔사의 발생정도를 프로파일에서 관찰하였다. 또한, IGZO 데미지 발생 여부를 파악하기 위하여 단차 측정기(Veeco, Dektak 150)를 사용하여 에칭된 시편의 단차를 측정하였다. After the etched substrate was cleaned, it was dried, and an etching profile was confirmed using a scanning electron microscope (Model: Hitachi, S-470). During the profile confirmation, the side etching was observed from the end of the photoresist to the portion where the triple film remained, and the degree of occurrence of the etching residue was observed in the profile of the degree of occurrence of the residue remaining on the lower film. In addition, to measure the occurrence of IGZO damage, the level difference of the etched specimens was measured using a step difference meter (Veeco, Dektak 150).

실험예Experimental Example 2:  2: 식각액의Etchant 안정성 평가 Stability evaluation

통상 과수계 식각액의 경우 과산화수소의 분해반응 시 급격한 온도 상승을 수반한다. 이에 식각액의 안정성은 실시예, 비교예 및 대조예에 따른 식각액 조성물 각각에 구리 농도가 일실시예로 3,000ppm이 되도록 구리 금속을 용해시킨 후, 24시간 동안 온도 변화를 관찰하여 급격한 온도 변화 없이 35℃로 유지되는 경우 안정한 것으로 판단할 수 있다. In the case of the hydrous etch solution, the decomposition reaction of hydrogen peroxide usually involves a sudden temperature rise. The stability of the etchant solution was determined by dissolving copper metal in each of the etchant compositions according to the examples, the comparative examples and the control examples so that the copper concentration was 3,000 ppm in one example, and then observing the temperature change for 24 hours. C, it can be judged as stable.

구분division 실시예Example 비교예Comparative Example 참조예Reference Example 대조예Control Example 1One 22 1One 22 33 44 조성물 pHComposition pH 2.22.2 2.062.06 5.55.5 2.282.28 2.312.31 2.252.25 2.192.19 5.25.2 EPDEPD 상부 MoTiUpper MoTi 3333 4343 3535 3333 3232 3434 2828 4141 CuCu 6565 5555 5858 5252 7070 6060 5555 5151 하부 MoTiLower MoTi 3535 3939 3232 3131 3232 3131 2626 3434 TotalTotal 133133 137137 128128 116116 134134 125125 109109 126126 IGZO Damage[Å/sec]IGZO Damage [Å / sec] 0.200.20 0.310.31 0.420.42 0.510.51 0.210.21 0.230.23 0.280.28 0.210.21 편측 bias[㎛]One side bias [㎛] 0.430.43 0.530.53 0.490.49 0.550.55 0.380.38 0.40.4 0.470.47 0.510.51 상부 Tip[㎛]Upper Tip [㎛] 0.020.02 0.070.07 0.030.03 0.030.03 0.020.02 0.020.02 0.010.01 0.050.05 누적처리매수
허용 금속 농도[ppm]
Cumulative processing count
Allowable metal concentration [ppm]
~3,000~ 3,000 ~5,000~ 5,000 ~3,000~ 3,000 ~3,000~ 3,000 ~2,000~ 2,000 ~2,000~ 2,000 ~1,000~ 1,000 ~3,000~ 3,000

상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 종래 과수계 식각액 대비 pH가 상당히 낮고, 몰리브데늄계 금속막을 효과적으로 식각하기 위한 불소 화합물을 포함하지 않음에도 비교예 1 및 대조예에 따른 식각액과 비교하였을 때, MoTi/Cu/MoTi 삼중막의 에칭 속도가 동등한 수준을 나타내며, MoTi 및 Cu 모두 효과적으로 식각이 가능한 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, the etchant composition according to the present invention has a significantly lower pH than the conventional hydrotreating solution and does not contain a fluorine compound for effectively etching the molybdenum-based metal film. In addition, the etchant composition of Comparative Example 1 and the etching solution The etching rate of the MoTi / Cu / MoTi triple layer is equivalent to that of the MoTi / Cu / MoTi triple layer, and both MoTi and Cu can be effectively etched.

또한, 도 1 및 도 2를 참조하면 실시예 1에 따른 식각액 조성물을 사용하여 식각한 MoTi/Cu/MoTi 삼중막은 대조예에 따른 식각액 조성물을 사용한 경우 대비 MoTi 잔사 발생이 적어 에칭 프로파일이 더 우수한 것을 확인할 수 있다.1 and 2, the MoTi / Cu / MoTi triplet etched using the etchant composition according to Example 1 had a better etch profile due to less occurrence of MoTi residues compared to the etchant composition according to the control example Can be confirmed.

또한, IGZO 데미지 발생 여부를 측정한 결과, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 IGZO 막의 단차가 비교예 1 대비 절반 가량으로 IGZO 데미지가 상당히 감소된 결과로부터 산화물 박막 트랜지스터에 적용이 가능한 것을 확인할 수 있으며, 이는 킬레이트제로 사용된 IDA의 농도 저감으로부터 기인한 것으로 판단하였다. As a result of measuring the occurrence of IGZO damage, it is confirmed that the etching composition according to the present invention can be applied to an oxide thin film transistor from the result that the IGZO film has a considerable reduction in IGZO damage compared to Comparative Example 1, It was judged to be due to the reduction of the concentration of IDA used as a chelating agent.

덧붙여, 참조예 1 및 실시예 2를 비교하면, 다른 조건이 모두 동등한 상태에서 킬레이트제인 IDA의 함량에 따라 IGZO 데미지가 상이한 결과를 보여주고 있으며, 이를 참조하면, IDA의 함량이 낮을수록 상부 MoTi 팁(tip), IGZO 데미지 등은 저감되나 Cu 처리매수가 증가하는 것을 확인할 수 있다. Comparing Reference Example 1 and Example 2, the IGZO damage was different depending on the content of IDA, which is a chelating agent, in all of the other conditions being equal. As a result, the lower the content of IDA, (tip) and IGZO damage are reduced, but the number of Cu treatment increases.

또한, 식각액 조성물의 안정성을 평가한 결과, 실시예 1 및 2는 24시간 동안 35℃의 온도가 유지될 수 있는 최대 구리 금속 농도가 각각 3000ppm, 5,000ppm으로, 종래 과수계 식각액과 동등 혹은 더 우수한 수준의 안정성을 갖는 것을 확인할 수 있다. As a result of evaluating the stability of the etchant composition, Examples 1 and 2 show that the maximum copper metal concentrations at which the temperature can be maintained at 35 DEG C for 24 hours are 3000 ppm and 5,000 ppm, respectively, It can be confirmed that it has a level stability.

한편, 불소계 화합물을 포함하지 않고, pH가 본원 발명의 범위로 조절되더라도, 킬레이트제인 IDA의 함량이 낮거나(참조예 1), 보조 킬레이트제를 미포함 하는 경우(비교예 3), 또는 안정제인 TEG를 미포함하는 경우(비교예 4)에는 누적처리매수가 종래 과수계 식각액 대비 떨어지는 등의 문제점이 발생하는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, when the content of IDA as the chelating agent is low (Reference Example 1), the chelating agent is not contained (Comparative Example 3), or the stabilizer TEG (Comparative Example 4), it is confirmed that the cumulative number of treatments is lower than that of the conventional etching process etchant.

또한, 본 발명의 식각액 조성물을 사용하는 경우, 안정성이 우수하면서도 종래 과수계 식각액 대비 편측 바이어스 및 상부 MoTi 팁(tip)이 저감되어 에칭 프로파일이 뛰어난 것을 확인할 수 있다. In addition, when the etchant composition of the present invention is used, it can be confirmed that the one side bias and the upper MoTi tip are reduced compared to the conventional hydrotreating solution, while the stability is excellent, and the etching profile is excellent.

한편, 비교예 2의 결과를 참조하면, pH가 본 발명의 범위로 조절되더라도, 불소계 화합물을 포함하는 경우 IGZO 데미지가 상당한 것을 확인할 수 있다. On the other hand, referring to the results of Comparative Example 2, even if the pH is controlled within the range of the present invention, it can be confirmed that the IGZO damage is considerable when the fluorine compound is included.

즉, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 유리기판이나 IGZO와 같은 산화물의 손상을 야기하지 않으면서도, 누적 처리 매수가 커서 생산수율이나 비용을 절감하는데 기여할 수 있음은 물론 불소계 화합물을 포함하지 않음에도 다층구조 금속막의 일괄 식각이 가능하여 품질 향상, 불량률 저감 등에 기여할 수 있다. That is, the etchant composition according to the present invention can contribute to the reduction of production yield and cost by increasing the cumulative number of treatments without causing damage to the glass substrate or the oxide such as IGZO, It is possible to perform batch etching of the film, thereby contributing to improvement of quality and reduction of defect rate.

Claims (15)

a) 과산화수소 15 내지 30 중량%, b) 킬레이트제 0.1 내지 3 중량%, c) 보조 킬레이트제 0.1 내지 3 중량%, d) 부식억제제 0.01 내지 5 중량%, e) 식각제 0.005 내지 5 중량%, f) pH 조절제 0.05 내지 3 중량%, g) 안정제 0.1 내지 5 중량% 및 물 잔량을 포함하되, 불소 화합물을 포함하지 않으며, pH가 1 내지 4인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
a) from 15 to 30% by weight of hydrogen peroxide, b) from 0.1 to 3% by weight of a chelating agent, c) from 0.1 to 3% by weight of an auxiliary chelating agent, d) from 0.01 to 5% by weight of a corrosion inhibitor, e) f) 0.05 to 3% by weight of a pH adjusting agent, g) 0.1 to 5% by weight of a stabilizer and a residual water amount but not containing a fluorine compound and having a pH of 1 to 4
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항에 있어서,
상기 b) 킬레이트제는 아미노 산(amino acid)인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
The b) chelating agent is an amino acid.
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 2항에 있어서,
상기 아미노 산은 알라닌, 아미노부티르산, 글루탐산, 글리신, 이미노디아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 니트릴로트리아세트산 및 사르코신으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
3. The method of claim 2,
Wherein the amino acid is at least one selected from the group consisting of alanine, aminobutyric acid, glutamic acid, glycine, iminodiacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid and sarcosine
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항에 있어서,
상기 c) 보조 킬레이트제는 멀티카르복실산인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the c) auxiliary chelating agent is a multi-carboxylic acid
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 4항에 있어서,
상기 멀티카르복실산은 트리카르복실산인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein the polycarboxylic acid is a tricarboxylic acid.
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항에 있어서,
상기 d) 부식억제제는 아졸 화합물인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
And d) the corrosion inhibitor is an azole compound.
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 6항에 있어서,
상기 아졸 화합물은 3-아미노-1,2,3-트리아졸, 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 4-아미노-1,2,3-트리아졸, 4-아미노-1,2,4-트리아졸, 5-메틸테트라졸, 5-아미노테트라졸, 이미다졸 및 피라졸로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
The method according to claim 6,
Wherein the azole compound is selected from the group consisting of 3-amino-1,2,3-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, , 4-triazole, 5-methyl tetrazole, 5-aminotetrazole, imidazole and pyrazole.
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항에 있어서,
상기 e) 식각제는 인산, 아인산, 하이포아인산 및 피로인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
And e) the etching agent is at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid and pyrophosphoric acid.
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항에 있어서,
상기 f) pH 조절제는 금속 수산화물인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the f) pH adjusting agent is a metal hydroxide
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항에 있어서,
상기 g) 안정제는 분자량 200 g/mol 이하의 다가알코올인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
And g) the stabilizer is a polyhydric alcohol having a molecular weight of 200 g / mol or less
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 10항에 있어서,
상기 다가알코올은 트리에틸렌글리콜인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
11. The method of claim 10,
Wherein the polyhydric alcohol is triethylene glycol.
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항에 있어서,
상기 다층구조 금속막은 구리막과 몰리브데늄 합금막을 포함하는 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the multilayered metal film comprises a copper film and a molybdenum alloy film
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 불소 프리 식각액 조성물은 IGZO 데미지(35℃, 100초 식각)가 0.30 ㎛ 이하이고, 편측 바이어스(MoTi/Cu/MoTi, 두께 100Å/2,500Å/300Å, 오버에치 30% 조건)가 0.45 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
13. The method according to any one of claims 1 to 12,
The fluorine-free etchant composition is characterized in that the IGZO damage (35 ° C for 100 seconds etch) is 0.30 μm or less and the one side bias (MoTi / Cu / MoTi; thickness 100 Å / 2,500 Å / 300 Å; over etch 30% Characterized by
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 불소 프리 식각액 조성물은 상부 팁(MoTi/Cu/MoTi, 두께 100Å/2,500Å/300Å, 오버에치 30% 조건)이 0.02 ㎛ 이하이고, 누적처리매수 허용 금속 농도(35 ℃, 24 hr)가 3,000 ppm 이하인 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 불소 프리 식각액 조성물.
13. The method according to any one of claims 1 to 12,
The fluorine-free etchant composition had an upper tip (MoTi / Cu / MoTi, thickness 100 Å / 2,500 Å / 300 Å, over etch 30% condition) of 0.02 ㎛ or less, permissible metal concentration (35 ° C., 24 hr) 3,000 ppm or less.
A fluorine-free etching solution composition for a multilayer metal film.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 불소 프리 식각액 조성물을 사용하여 구리계 금속막과 몰리브데늄계 금속막을 포함하는 다층구조 금속막을 식각하는 것을 특징으로 하는
다층구조 금속막의 식각 방법.
A method for etching a multi-layered metal film comprising a copper-based metal film and a molybdenum-based metal film using the fluorine-free etchant composition according to any one of claims 1 to 12
Method of etching a multilayer metal film.
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