KR20220090174A - 식각액 조성물 - Google Patents

식각액 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20220090174A
KR20220090174A KR1020200181120A KR20200181120A KR20220090174A KR 20220090174 A KR20220090174 A KR 20220090174A KR 1020200181120 A KR1020200181120 A KR 1020200181120A KR 20200181120 A KR20200181120 A KR 20200181120A KR 20220090174 A KR20220090174 A KR 20220090174A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acid
etchant composition
diphosphonic
silver
weight
Prior art date
Application number
KR1020200181120A
Other languages
English (en)
Inventor
이보연
박상승
김익준
정석일
정민경
김양령
김세훈
Original Assignee
주식회사 이엔에프테크놀로지
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 이엔에프테크놀로지 filed Critical 주식회사 이엔에프테크놀로지
Priority to KR1020200181120A priority Critical patent/KR20220090174A/ko
Priority to CN202111571193.2A priority patent/CN114657564A/zh
Priority to TW110148124A priority patent/TW202233893A/zh
Publication of KR20220090174A publication Critical patent/KR20220090174A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23F—NON-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
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/30—Acidic compositions for etching other metallic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 은(Ag) 또는 은을 함유하는 막의 식각을 위한 식각액 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 식각액 조성물에 따르면, 은 또는 은을 포함하는 금속막의 식각 공정에 있어서, 하부막의 손상 없이 잔사를 개선하고, 석출물의 발생을 방지하고, 미세 배선 형성 시 바이어스의 불량을 최소화함에 따라 식각 특성을 개선할 수 있다.

Description

식각액 조성물{ETCHANT COMPOSITION}
본 발명은 은(Ag) 또는 은을 함유하는 막의 식각을 위한 식각액 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시 패널은 화소를 구동하기 위한 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터가 형성된 표시 기판을 포함한다. 상기 표시 기판은 다수의 금속 패턴들을 포함하고, 상기 금속 패턴들은 주로 포토리소그래피(photolithography) 방식을 통해 형성된다. 상기 포토리소그래피 방식은 기판에 형성된 식각 대상이 되는 금속막 상에 포토레지스트막을 형성하고, 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하고 식각액으로 상기 금속막을 식각함으로써 상기 금속막을 패터닝할 수 있는 공정이다.
상기 금속막의 패터닝을 위한 식각 공정에서 포토레지스트 패턴에 의해 노출되는 영역은 식각액에 의해 제거되고, 제거된 금속막의 하부막이 노출된다. 이때, 상기 노출된 하부막이 상기 식각액과의 접촉에 의해 손상될 수 있다.
상기 식각의 대상이 되는 금속막이 표시장치(display)의 반사판 또는 배선으로 사용되는 은(Ag) 또는 은합금 함유 금속막인 경우, 이를 식각하기 위해 인산, 질산 및 초산을 기반으로 하는 습식 식각액이 주로 사용되어 왔다.
그러나, 상기 습식 식각액은 사용시간의 경과에 따라 점도가 상승되고 다른 성분의 농도가 증가하여 과식각을 유발하고 일부 배선에서 단락이 발생할 수 있다. 또한, 은 또는 은합금 함유 금속막의 식각 처리매수를 증가시켜 식각 편차가 커지는 불량이 발생할 수 있다.
한편, 모바일 기기의 해상도 증가를 휘해서는 미세 배선 형성이 필요한데, 은(Ag) 또는 은합금 함유 금속막의 식각에 의한 미세 패턴 형성을 위해 식각 공정 시간을 감소시키거나, 산화제 및 식각제의 함량을 감소시키는 방법이 있다. 이 경우, 식각액의 식각 성능 감소로 인해 잔사 발생이 증가하거나 용해된 금속의 안정성이 부족해져 사용시간 경과에 따라 금속막에 잔사 또는 석출물이 발생되기도 한다.
따라서, 은 또는 은합금을 함유하는 막 또는 배선의 식각 공정에 사용되는 식각액의 개선이 필요하다.
본 발명의 목적은 은(Ag) 또는 은을 함유하는 막을 식각하는 공정에 있어서, 우수한 식각 특성을 나타낼 수 있는 식각액 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
질산;
유기산;
황 화합물; 및
디포스폰산 또는 이의 염을 포함하는 식각액 조성물을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 상기 디포스폰산 또는 이의 염은 화학식 1의 구조에 따른 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, OH, NH2, Cl 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 아릴기이다.
구체적으로 예를 들면, 상기 디포스폰산 또는 이의 염은 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산(1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid), 1-(아미노에틸리덴)-1,1-디포스폰산(1-(aminoethylidene)-1,1-diphosphonic acid), 1-아미노프로판-1,1-디포스폰산(1-aminopropane-1,1-diphosphonic acid), 2-아미노-1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산(2-amino-1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid), 1-아미노에틸렌 디포스폰산(1-aminoethylene diphosphonic acid), 디클로로메틸 디포스폰산 (dichloromethyl diphosphonic acid), 1,8-옥탄디포스폰산(1,8-octanediphosphonic acid) 일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 유기산은 초산, 구연산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 프로피온산, 카프로산, 카프릴산, 페닐아세트산, 벤조산, 벤젠모노카르복실산, 니트로벤조산, 히드록시벤조산, 히드록시벤젠, 아미노벤조산, 디아세트산, 피루빈산, 글루콘산, 글리콜산, 이미노디아세트산, 니트릴로트리아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌트리니트릴펜타아세트산, 알라닌, 글루탐산, 아미노부티르산, 글리신이미노디숙신산, 폴리이미노디숙신산, 옥살산, 말론산, 포름산 및 이들의 염으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 상기 유기산은 초산 및 구연산을 포함할 수 있고, 초산과 구연산의 중량비는 1:1 내지 1:5일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 황 화합물은 설폰산, 폴리설폰산, 설폰산염, 황산, 황산암모늄, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산수소칼륨, 황산수소나트륨, 황산수소암모늄, 황산마그네슘, 메탄설폰산, 에탄설폰산, 벤젠 설폰산, 톨루엔 설폰산, 히드록시 메탄 설폰산, 히드록시 에탄 설폰산, 히드록시 프로판 설폰산, 과황산칼륨, 과황산나트륨, 과황산암모늄, 디플루오로 메탄 설폰산(difluoromethanesulphonic acid), 트리플루오로 메탄설폰산(trifluoromethanesulphonic acid), 클로로메탄 설폰산(chloromethane sulfonic acid), 트리클로로메탄 설폰산(trichloromethanesulfonic acid) 및 브로모 메탄 설폰산(bromoethanesulfonic acid)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 상기 황 화합물은 메탄설폰산 및 황산수소나트륨을 포함할 수 있고, 메탄설폰산과 황산수소나트륨의 함량비는 1:1 내지 1:10일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은,
은;
은 합금의 단일막;
은 및 산화인듐막으로 구성되는 다층막;
은 포함 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중 어느 하나 이상을 식각하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
또한, 상기 조성물은 잔사 억제용 또는 석출물 방지용으로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면,
질산 5 내지 20중량%;
유기산 10 내지 60중량%;
황 화합물 3 내지 50중량%;
디포스폰산 또는 이의 염 0.1 내지 40중량%; 및
조성물의 전체 중량이 100 중량부가 되도록 잔량의 물을 혼합하는 단계를 포함하는, 식각액 조성물의 제조방법을 제공한다.
기타 본 발명에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 식각액 조성물은 은 또는 은을 포함하는 금속막의 식각 공정에 있어서, 하부막의 손상 없이 잔사를 개선하고, 석출물의 발생을 방지하여 미세 배선 형성 시 바이어스의 불량을 최소화함에 따라 식각 특성을 개선할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서 내에서 특별한 언급이 없는 한, "내지"라는 표현은 해당 수치를 포함하는 표현으로 사용된다. 구체적으로 예를 들면, "1 내지 2"라는 표현은 1 및 2를 포함할 뿐만 아니라 1과 2 사이의 수치를 모두 포함하는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 식각액 조성물은 표시장치의 반사판 또는 TFT 금속 배선으로 사용되는 은(Ag) 또는 은 함유 금속막을 식각하기 위한 것으로, 상기 금속막은 단일막 또는 다층막일 수 있으며, 은 합금을 포함할 수 있다. 상기 다층막은 은 또는 은합금의 단일막을 포함하는 것으로, 예를 들면 산화인듐막/은 또는 은합금 단일막/산화인듐막의 구조일 수 있다.
상기 은합금은 은을 주성분으로 하여, Nd, Cu, Pb, Nb, Ni, Mo, Ni, Cr, Mg, W, Pa 내지 Ti 등 다른 금속을 포함하는 합금 형태와 은의 질화물, 규화물, 탄화물, 산화물 형태 등의 다양한 형태를 포함할 수 있다.
상기 산화인듐막은 예를 들면, 인듐아연산화물(IZO), 인듐주석산화물(ITO) 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있고, 화상표시장치용 기판의 전극으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 식각액 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
구체적으로, 본 발명은,
질산;
유기산;
황 화합물; 및
디포스폰산 또는 이의 염을 포함하는 식각액 조성물을 제공한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시형태에 따른 식각액 조성물의 구성성분들에 대해 보다 상세히 설명한다.
질산
본 발명에 따른 식각 조성물은 은(Ag) 또는 은합금 함유 금속막을 산화시키기 위한 산화제의 성분으로 질산을 포함한다.
질산은 은(Ag) 및 산화인듐 등을 빠르게 산화하여 식각할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 질산은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 20중량% 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 5중량% 이상, 7중량% 이상, 또한, 20중량% 이하, 15중량% 이하, 10중량% 이하 포함할 수 있다.
상기 범위를 만족할 때 은 및 산화인듐 등의 과침식을 방지하여 식각 속도를 조절할 수 있다.
질산은 후술하는 유기산 및 황 화합물과 배합하여 은 및 산화인듐 등의 과침식을 방지하고 식각 속도를 조절할 수 있다.
유기산
본 발명에 따른 식각 조성물은 킬레이트화제 또는 버퍼로 카르복실기를 1개 이상 함유하는 유기산을 포함하며, 염의 형태로도 사용될 수 있다.
상기 유기산의 카르복실기는 식각 공정에서 금속이온을 킬레이트화하여 식각용액 내에 녹아 들어갈 수 있도록 안정화하는 역할을 할 수 있고, 이에 따라 금속이온이 기판에 환원되어 재흡착되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
유기산의 예로는 초산(acetic acid), 구연산(citric acid), 숙신산(succinic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 피멜산(pimelic acid), 수베르산(suberic acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 락트산(lactic acid), 프로피온산(propionic acid), 카프로산(caproic acid), 카프릴산(caprylic acid), 페닐아세트산(phenylacetic acid), 벤조산(benzoic acid), 벤젠모노카르복실산(benzene monocarboxylic acid), 니트로벤조산(nitrobenzoic acid), 히드록시벤조산(hydroxybenzoic acid), 히드록시벤젠(hydroxybenzene), 아미노벤조산(aminobenzoic acid), 디아세트산(diacetic acid), 피루빈산(pyruvic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid), 에틸렌디아민테트라아세트산(ethylenediamine tetra acetic acid) 에틸렌트리니트릴펜타아세트산, 알라닌(alanine), 글루탐산(glutamic acid), 아미노부티르산(aminobutyric acid), 글리신(glycine), 이미노디숙신산(Imidodisuccinic acid), 폴리이미노디숙신산(polymidodisuccinic acid) , 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 포름산(formic acid) 또는 이들의 염이 포함될 수 있다.
일 구현예에 다르면, 이들 산은 단독으로 또는 2 이상의 혼합물의 형태로 사용함으로써 식각 효율을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 구체적으로 예를 들면 초산 및 구연산을 포함할 수 있다. 초산과 구연산 함량의 중량비는 1:1 내지 1:5, 예를 들면 1:1 내지 1:4, 예를 들면 1:1 내지 3.5일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 유기산은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 60중량%, 예를 들면 10중량% 이상, 20중량% 이상, 30중량% 이상, 또한 50중량% 이하, 40중량% 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족할 때 은의 식각을 저해하지 않으면서 충분한 킬레이트 효과를 발휘할 수 있다.
황 화합물
본 발명에 따른 식각 조성물은 황 화합물을 포함한다.
황 화합물은 산도를 조절할 뿐만 아니라 황 화합물의 술포네이트 작용기가 질산에 의해 산화된 은 이온(Ag+)과 결합하여 안정된 식각에 기여할 수 있도록 한다. 구체적으로, 산화된 은의 재흡착을 방지하여 잔사 형성을 감소시키며, 하부막에 대한 침투력을 약화시킬 수 있다. 이러한 작용은 막과 막 사이의 식각액 침투를 억제하여 미세 배선 형성 시 바이어스(bias, 또는 skew 라고도 함)의 불량을 줄일 수 있으며, 이로부터 배선의 직진성을 개선할 수 있다.
황 화합물은 예를 들면, 설폰산(sulfonic acid), 폴리설폰산(polysulfonic acid), 설폰산염(sulfonate), 황산(sulfuric acid), 황산암모늄(ammonium sulfate), 황산나트륨(sodium sulfate), 황산칼륨(potassium sulfate), 황산수소칼륨(potassium hydrogensulfate), 황산수소나트륨(sodium hydrogensulfate), 황산수소암모늄(ammonium sulfate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 메탄설폰산(methanesulfonic acid), 에탄설폰산(ethanesulfonic acid), 벤젠 설폰산(benzenesulfonic acid), 톨루엔 설폰산(toluene sulfonic acid), 히드록시 메탄 설폰산(hydroxymethanesulphonic acid), 히드록시 에탄 설폰산(hydroxyethanesulphonic acid), 히드록시 프로판 설폰산(hydroxypropanesulfonic acid), 과황산칼륨(potassium persulfate), 과황산나트륨(sodium persulfate), 과황산암모늄(ammonium persulfate), 디플루오로 메탄 설폰산(difluoromethanesulphonic acid), 트리플루오로 메탄설폰산(trifluoromethanesulphonic acid), 클로로메탄 설폰산(chloromethane sulfonic acid), 트리클로로메탄 설폰산(trichloromethanesulfonic acid) 및 브로모 메탄 설폰산(bromoethanesulfonic acid)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 황 화합물을 2종 이상 포함함으로써 식각 효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 구체적으로 예를 들면, 메탄설폰산 및 황산수소나트륨을 포함할 수 있다. 메탄설폰산과 황산수소나트륨의 함량비는 예를 들면, 1:1 내지 1:10, 예를 들면 1:1 내지 1:5일 수 있다. 메탄설폰산에 대한 황산수소나트륨 함량의 비율이 지나치게 낮을 경우 잔사가 발생할 수 있고, 지나치게 높을 경우 과식각이 발생할 수 있다.
일구현예에 따르면, 황 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 3 내지 50중량%, 예를 들면 3중량% 이상, 10중량% 이상, 15중량% 이상, 또한, 40중량% 이하, 30중량% 이하, 20중량% 이하를 포함할 수 있다. 황 화합물의 함량이 지나치게 높을 경우 하부막의 손상을 초래할 수 있고, 지나치게 낮을 경우 예를 들면 인듐 산화막의 식각 속도가 감소하여 공정 시간이 증가할 수 있다.
디포스폰산
본 발명에 따른 식각 조성물은 디포스폰산 또는 이의 염을 포함한다.
디포스폰산 또는 이의 염은 산화인듐막을 식각함으로써 은(Ag) 및 산화인듐막의 표면에 잔사가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 식각 공정 중의 석출물 생성을 방지할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 디포스폰산 또는 이의 염은 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, OH, NH2, Cl 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 아릴기이다.
구체적으로 예를 들면, 상기 디포스폰산 또는 이의 염은 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산(1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, HEDP), 1-(아미노에틸리덴)-1,1-디포스폰산(1-(aminoethylidene)-1,1-diphosphonic acid, AEDP), 1-아미노프로판-1,1-디포스폰산(1-aminopropane-1,1-diphosphonic acid, APDP), 2-아미노-1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산(2-amino-1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid), 1-아미노에틸렌 디포스폰산(1-aminoethylene diphosphonic acid), 디클로로메틸 디포스폰산 (dichloromethyl diphosphonic acid), 1,8-옥탄디포스폰산(1,8-Octanediphosphonic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, HEDP, AEDP 및 APDP 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 디포스폰산 또는 이의 염은 식각액 조성물 총 중량에 대하여, 0.1 내지 40중량%, 예를 들면 0.1중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상, 또한, 40중량% 이하, 30중량% 이하, 25중량% 이하 포함할 수 있다. 디포스폰산 또는 이의 염의 함량이 지나치게 낮을 경우 은(Ag) 잔사가 발생할 수 있고, 반대로 지나치게 과할 경우 과식각에 의한 배선 유실 및 식각 편차가 증가할 수 있다.
물
본 발명의 일 실시형태에 따른 식각액 조성물은 조성물의 전체 중량이 100중량%가 되도록 잔량의 물을 포함할 수 있다. 본 발명에서, 물은 특별히 한정하지 않으나, 탈이온수가 바람직하고, 물 속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항값이 18㏁·cm 이상인 탈이온수가 보다 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 식각액 조성물은 상기한 성분들 이외에도, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 부식방지제, 계면활성제, 식각안정제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 추가의 첨가제는 예를 들면, 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 10중량%, 예를 들면 0.01 내지 5중량%로 첨가될 수 있고, 그 함량은 본 발명에 따른 조성물의 효과가 영향을 받지 않는 범위 내에서 적절하게 조절될 수 있다.
특히, 상기 부식방지제는 분자내 산소, 황 및 질소 중에서 선택되는 1종 이상의 헤테로 원자를 포함하는 단환식의 헤테로고리 화합물이거나, 또는 상기 단환식의 헤테로고리와 벤젠고리의 축합구조를 갖는 복소고리 화합물일 수 있다. 상기 단환식의 헤테로고리 화합물은 탄소수 1 내지 10의 단환식 구조를 갖는 헤테로고리 방향족 화합물 또는 헤테로고리 지방족 화합물일 수 있으며, 구제적인 예로는 퓨란(furane), 티오펜(thiophene), 피롤(pyrrole), 옥사졸(oxazole), 이미다졸(imidazole), 피라졸(pyrazole), 트리아졸(triazole), 테트라졸(tetrazole), 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole), 메틸테트라졸(methyltetrazole), 피페라진(piperazine), 메틸피페라진(methylpiperazine), 히드록실에틸피페라진(hydroxyethylpiperazine), 피롤리딘(pyrrolidine), 알록산(alloxan), 벤조퓨란(benzofurane), 벤조티오펜(benzothiophene), 인돌(indole), 벤즈이미다졸(benzimidazole), 벤즈피라졸(benzpyrazole), 톨루트리아졸(tolutriazole), 히드로톨루트리아졸(hydrotolutriazole), 히드록시톨루트리아졸(hydroxytolutriazole) 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물이 포함될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은,
은;
은 합금의 단일막;
은 및 산화인듐막으로 구성되는 다층막;
은 포함 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중 어느 하나 이상을 식각할 수 있다.
또한, 잔사 억제용 또는 석출물 방지용으로 사용될 수 있다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
실시예 및 비교예: 식각액 조성물 제조
표 1에 따른 조성으로 식각액 조성물을 제조하였다. 함량의 단위는 중량%이다.
구분 질산 유기산 황 화합물 포스폰산 인산
초산 구연산 메탄설폰산 황산수소나트륨 물질 함량
실시예1 9 10 10 HEDP 10
실시예2 9 10 30 10 HEDP 10
실시예3 9 10 4.5 HEDP 10
실시예4 9 10 30 4.5 HEDP 10
실시예5 9 10 30 4.5 10 HEDP 10
실시예6 9 10 30 4.5 10 AEDP 10
실시예7 9 10 30 4.5 10 APDP 10
실시예8 9 10 30 4.5 10 HEDP 20
실시예9 9 10 25 4.5 20 HEDP 10
실시예10 9 10 35 4.5 10 HEDP 1
실시예11 10 10 35 4.5 5 HEDP 1
비교예1 9 10 10 30
비교예2 10 10 HEDP 1
비교예3 9 4.5 10 HEDP 10
비교예4 9 10 30 HEDP 10
비교예5 9 10 30 4.5 10 에틸포스폰산 10
비교예6 9 10 10 4.5 10 페닐포스폰산 2
HEDP: 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산(1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid)
AEDP: 1-아미노에틸리덴-1,1-디포스폰산(1-(Aminoethylidene)-1,1-diphosphonic acid)
APDP: 1-아미노프로판-1,1-디포스폰산(1-Aminopropane-1,1-diphosphonic acid)
실험예 1: 바이어스(bias) 평가
실시예 및 비교예의 식각액 조성물에 따른 식각 속도를 평가하기 위하여 시편으로서 기판 상에 ITO(indium tin oxide)/Ag/ITO 삼중막을 형성한 뒤, 상기 삼중막 상에 포토레지스트를 패터닝하였다. 상기 기판을 실시예 및 비교예에 따른 은 박막 식각액 조성물을 이용하여 식각 공정을 수행하였다.
실시예 및 비교예의 식각액 조성물을 각각 10kg wet etcher에 채운 후, 40℃온도로 맞춰 상기 준비된 평가 시편 1000매를 100초 동안 식각 처리하였다. 식각 처리된 시편은 초순수를 이용하여 약 60초 동안 린스 처리 후 3.0kgf/cm2 압력으로 질소 건조 실시하였다.
상기 포토레지스트의 끝단으로부터 상기 삼중막 중, 은 박막까지의 거리를 전자주사현미경(SEM; 모델명: SU-8010, HITACHI)을 이용하여 측정하고, 표 2에 나타내었다.
실험예 2: 잔사 평가
실시예 및 비교예의 식각액 조성물에 따른 식각 후 잔사 정도를 평가하기 위하여, 실험예 1의 결과에 따른 각각의 시편을 주사전자 현미경으로 관찰하여 ITO/Ag/ITO 배선 사이 영역의 잔류 금속막의 면적으로 잔사 형성 여부를 판단하였다.
<잔사 평가 기준>
무: 잔사 미발생
유: 잔사 발생
실험예 3: 석출물 평가
실시예 및 비교예의 식각액 조성물에 따른 식각 공정 중의 석출물 형성 정도를 평가하기 위하여, Ti/Al/Ti 삼중막을 형성한 뒤, 상기 삼중막 위에 포토레지스트를 패터닝하였다. 패터닝된 기판을 dry etch 후 현상하여 20um 폭의 Ti/Al/Ti 배선을 갖는 기판을 제작하였다. 이후 ITO(indium tin oxide)/Ag/ITO 삼중막을 형성하여 평가 기판을 제작 후 각 실시예 및 비교예를 실험예 1과 같이 평가하였으며, 평가에 따른 각각의 시편을 주사전자 현미경으로 관찰하여 잔사 형성 여부를 판단하였다. Ti/Al/Ti 배선 상단에 발생한 은(Ag) 입자의 개수를 측정하고, 하기의 기준으로 평가하여, 표 2에 나타내었다.
<석출물 평가 기준>
무: 10개 미만
유: 10개 이상
구분 Bias(㎛) 잔사 환원성 은 석출 처리매수
실시예1 0.40 무 무 1000
실시예2 0.35 무 무 1500
실시예3 0.39 무 무 1500
실시예4 0.42 무 무 1500
실시예5 0.30 무 무 2000
실시예6 0.35 무 무 1000
실시예7 0.31 무 무 1500
실시예8 0.35 무 무 1000
실시예9 0.38 무 무 1000
실시예10 0.38 무 무 1000
실시예11 0.32 무 무 1000
비교예1 0.36 무 유 1000
비교예2 Unetch
비교예3 Unetch
비교예4 0.62 유 유 1500
비교예5 0.35 유 유 1000
비교예6 0.43 유 유 500
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예의 식각액 조성물에 따르면 ITO/Ag/ITO 식각 바이어스가 최소화되어 단락이 없는 미세패턴의 형성이 가능하며, 잔사 및 석출물의 발생이 적고 하부막의 손상이 없음을 확인하였다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면 바이어스가 0.5㎛ 이하이고, 잔사가 없으며, 동시에 석출물 발생을 최소화할 수 있음을 확인하였다.
특히, 실시예 중 유기산 및 황 화합물을 각각 2종 이상 포함하고 있는 실시예 5의 경우 식각 성능이 가장 우수함을 알 수 있다.
반면, 비교예의 결과에 따르면 식각이 수행되지 않거나, 은이 석출되므로 은 또는 은 함유 금속막의 식각액으로 적합하지 않음을 확인하였다.
구체적으로, 비교예 1은 디포스폰산 대신 인산을 포함하는 것으로 은이 석출됨을 확인하였다. 또한, 비교예 2는 질산을 포함하지 않는 조성물이고, 비교예 3은 유기산을 포함하지 않는 조성물로, 식각이 수행되지 않아 측정이 불가하였다. 또한, 비교예 4는 황 화합물을 포함하지 않는 것으로, 바이어스가 0.5㎛를 초과하고, 잔사 및 은 석출물이 발생함을 확인하였다.
비교예 5 및 6은 디포스폰산이 아닌, 분자 내에 인산을 하나 포함하고 있는 포스폰산을 사용하는 것으로, 잔사 및 은 석출물이 발생하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 표시장치의 반사판 또는 배선으로 사용되는 은(Ag) 또는 은 함유 금속막에 대해서 하부막의 손상을 억제하고, 미세 배선의 형성 시에 바이어스의 불량 및 잔사 또는 석출물의 발생을 최소화하여 우수한 식각 특성을 나타낼 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 질산;
    유기산;
    황 화합물; 및
    디포스폰산 또는 이의 염을 포함하는 식각액 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디포스폰산 또는 이의 염이 화학식 1의 구조인 것인, 식각액 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, OH, NH2, Cl 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 아릴기이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디포스폰산 또는 이의 염이 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산, 1-(아미노에틸리덴)-1,1-디포스폰산, 1-아미노프로판-1,1-디포스폰산, 2-아미노-1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산, 1-아미노에틸렌 디포스폰산, 디클로로메틸 디포스폰산, 1,8-옥탄디포스폰산을 포함하는 것인, 식각액 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유기산이 초산, 구연산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 프로피온산, 카프로산, 카프릴산, 페닐아세트산, 벤조산, 벤젠모노카르복실산, 니트로벤조산, 히드록시벤조산, 히드록시벤젠, 아미노벤조산, 디아세트산, 피루빈산, 글루콘산, 글리콜산, 이미노디아세트산, 니트릴로트리아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌트리니트릴펜타아세트산, 알라닌, 글루탐산, 아미노부티르산, 글리신이미노디숙신산, 폴리이미노디숙신산, 옥살산, 말론산, 포름산 및 이들의 염으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 식각액 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유기산이 초산 및 구연산을 포함하는 것인, 식각액 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    초산과 구연산의 중량비가 1:1 내지 1:5인 것인, 식각액 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 황 화합물이 설폰산, 폴리설폰산, 설폰산염, 황산, 황산암모늄, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산수소칼륨, 황산수소나트륨, 황산수소암모늄, 황산마그네슘, 메탄설폰산, 에탄설폰산, 벤젠 설폰산, 톨루엔 설폰산, 히드록시 메탄 설폰산, 히드록시 에탄 설폰산, 히드록시 프로판 설폰산, 과황산칼륨, 과황산나트륨, 과황산암모늄, 디플루오로 메탄 설폰산, 트리플루오로 메탄설폰산, 클로로메탄 설폰산, 트리클로로메탄 설폰산 및 브로모 메탄 설폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 식각액 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 황 화합물이 메탄설폰산 및 황산수소나트륨을 포함하는 것인, 식각액 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    메탄설폰산과 황산수소나트륨의 함량비가 1:1 내지 1:10인 것인, 식각액 조성물.
  10. 제1항에 있어서 상기 조성물이,
    은;
    은 합금의 단일막;
    은 및 산화인듐막으로 구성되는 다층막;
    은 포함 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중 어느 하나 이상을 식각하기 위한 것인, 식각액 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 잔사 억제용 또는 석출물 방지용인 것인, 식각액 조성물.
  12. 질산 5 내지 20중량%;
    유기산 10 내지 60중량%;
    황 화합물 3 내지 50중량%;
    디포스폰산 또는 이의 염 0.1 내지 40중량%; 및
    조성물의 전체 중량이 100 중량부가 되도록 잔량의 물을 혼합하는 단계를 포함하는, 식각액 조성물의 제조방법.
KR1020200181120A 2020-12-22 2020-12-22 식각액 조성물 KR20220090174A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200181120A KR20220090174A (ko) 2020-12-22 2020-12-22 식각액 조성물
CN202111571193.2A CN114657564A (zh) 2020-12-22 2021-12-21 蚀刻液组合物及其制备方法
TW110148124A TW202233893A (zh) 2020-12-22 2021-12-22 蝕刻液組合物及其製備方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200181120A KR20220090174A (ko) 2020-12-22 2020-12-22 식각액 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220090174A true KR20220090174A (ko) 2022-06-29

Family

ID=82026002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200181120A KR20220090174A (ko) 2020-12-22 2020-12-22 식각액 조성물

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20220090174A (ko)
CN (1) CN114657564A (ko)
TW (1) TW202233893A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116926549A (zh) * 2023-09-18 2023-10-24 浙江奥首材料科技有限公司 一种显示面板用Ag蚀刻液、其制备方法与应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4661005B2 (ja) * 2000-09-05 2011-03-30 和光純薬工業株式会社 Ｔｉ系膜用エッチング剤及びエッチング方法
US8148310B2 (en) * 2009-10-24 2012-04-03 Wai Mun Lee Composition and method for cleaning semiconductor substrates comprising an alkyl diphosphonic acid
KR102404226B1 (ko) * 2016-10-31 2022-06-02 주식회사 이엔에프테크놀로지 식각 조성물
KR102400258B1 (ko) * 2017-03-28 2022-05-19 동우 화인켐 주식회사 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법
KR102654172B1 (ko) * 2019-03-13 2024-04-03 주식회사 이엔에프테크놀로지 은-함유 금속막용 식각액 조성물
CN111334298B (zh) * 2020-02-26 2021-10-01 江阴润玛电子材料股份有限公司 一种钼铝钼和ITO/Ag/ITO兼容蚀刻液及制备方法
CN111876779A (zh) * 2020-08-04 2020-11-03 郑州知淘信息科技有限责任公司 一种从织物上退除化学镀金属层的退镀液及退镀方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114657564A (zh) 2022-06-24
TW202233893A (zh) 2022-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101517013B1 (ko) 구리 및 몰리브덴 함유 막의 식각액 조성물
KR102058679B1 (ko) 구리막, 몰리브덴막 및 구리-몰리브덴 합금막의 식각액 조성물
US20160053382A1 (en) Etchant composition
KR20150043569A (ko) 구리 및 몰리브덴 함유 막의 식각액 조성물
TW201741503A (zh) 蝕刻液組合物
WO2012064001A1 (ko) 금속막 식각용 조성물
KR101349975B1 (ko) 몰리브덴 합금막 및 인듐 산화막 식각액 조성물
KR101942344B1 (ko) 구리 및 몰리브덴 함유 막의 식각액 조성물
KR20190031698A (ko) 식각액 조성물
KR101965904B1 (ko) 액정 표시장치용 어레이 기판 제조방법
KR102091847B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20090095181A (ko) 금속배선 형성용 식각액 조성물, 이 조성물을 이용한도전막의 패터닝 방법 및 평판 표시 장치의 제조방법
KR20220090174A (ko) 식각액 조성물
KR20170112886A (ko) 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102450357B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
CN111218686A (zh) 蚀刻液组合物
KR101966442B1 (ko) 액정 표시장치용 어레이 기판 제조방법
TWI836032B (zh) 含銀金屬膜用蝕刻液組合物
KR20220118706A (ko) 식각액 조성물
KR20220011326A (ko) 은-함유 금속막용 식각액 조성물
KR20210138423A (ko) 은 함유 금속막용 식각액 조성물
KR102384565B1 (ko) 구리계 금속막용 식각 조성물
KR102371073B1 (ko) 구리계 금속막용 식각 조성물
KR102371074B1 (ko) 구리계 금속막용 식각 조성물
KR101170382B1 (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각조성물

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application