KR20240009688A - 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물 - Google Patents

인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물 Download PDF

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KR20240009688A
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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물은, 과산화수소 5 내지 15 중량%, 질산 1 내지 10 중량%, 아미노산 0.1 내지 1.5 중량%, 과황산염 0.1 내지 2.5 중량%, 포타슘 모노퍼설페이트 5 내지 15 중량%, 킬레이트제 0.1 내지 5 중량%, 분산안정화제 0.1 내지 3 중량%, 알킬테트라졸계 화합물 0.1 내지 3 중량%, 계면활성제 1 내지 3 중량% 및 100 중량%를 만족하는 잔량의 탈이온수를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물은 반도체나 통신을 포함한 다양한 마이크로 전자공학 분야에서 집적회로의 도선이나 나노 스케일의 패터닝에 사용될 수 있다.

Description

인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물{ETCHANT COMPOSITION FOR COPPER-CONTAINING METAL FILMS OF PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체나 통신을 포함한 다양한 마이크로 전자공학 분야에서 집적회로의 도선이나 나노 스케일의 패터닝에 사용될 수 있는 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물에 관한 것이다.
반도체 장치, TFT-LCD, OLED 등의 미세 회로는 기판상에 형성된 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 및 구리 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.
이러한 반도체 장치, TFT-LCD, OLED 등에서, 최근 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있는데, 이는 저항이 RC 신호지연을 유발하는 주요한 인자이므로, 특히 TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display)의 경우 패널 크기 증가와 고해상도 실현이 기술 개발의 중요한 관건이 되고 있기 때문이다.
따라서, TFT-LCD의 대형화에 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는, 저저항의 물질개발이 필수적이다.
그러나 종래에 주로 사용되었던 크롬(Cr, 비저항: 12.7 ×10-8 Ωm), 몰리브덴(Mo, 비저항: 5×10-8 Ωm), 알루미늄(Al, 비저항: 2.65× 10-8 Ωm) 및 이들의 합금은 대형 TFT LCD 에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 이용하기 어려운 실정이다.
따라서, 이와 같은 상황하에서 새로운 저저항의 금속막으로서 구리막 및 구리 몰리브덴막 등의 구리계 금속막 및 이의 식각액 조성물에 대한 관심이 높아지고 있다.
이러한 구리계 금속막의 식각액 조성물로는 통상적으로 과산화수소 등을 포함하는 조성물이 사용되는데, 구리계 금속막은 이러한 식각액 조성물에 대한 습윤성이 떨어져, 국소 부위에 구리계 금속막의 식각 잔사가 발생할 수 있다. 또한, 이러한 식각 잔사 문제를 해결하기 위해 장시간 식각을 수행하는 경우 의도하지 않은 부위까지 식각되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 원하는 부위만을 식각 잔사의 발생 없이 충분히 식각할 수 있는 식각 방법이 요구되는데, 구체적으로는, 미세 패턴의 회로 배선을 형성하기 위해서는 식각된 부분에 잔막이 없고, 상부에서 본 회로 배선이 직선에 가깝고, 회로 배선의 종단면의 모양이 직사각형에 가까워 에칭 팩터가 큰 것이 바람직하다.
그러나 실제로는 전술한 특성이 나타나지 않아서, 회로 배선의 형상이 불량해지고, 이러한 회로 배선의 형상 불량으로 인하여, 이웃한 배선과 서로 간섭될 위험성이 높아지므로 미세 패턴의 회로 배선 구현이 어려워지는 경우가 많다.
또한, 미세 패턴의 회로 배선을 형성하는데 있어서, 포토에칭법으로 구리 배선 패턴을 형성하는 경우 에칭액으로서 염화철계 에칭액, 염화구리계 에칭액, 알칼리성 에칭액 등이 이용될 수 있는데, 이들 에칭액을 사용하면 언더컷이라 불리는 에칭 레지스트 아래의 구리가 배선 패턴의 측면으로부터 용해되는 경우가 있었다.
즉, 에칭 레지스트로 커버됨으로써, 본래 에칭으로 제거되지 않아야 되는 부분(즉, 배선 부분)까지 사이드 에칭에 의해 제거되어, 배선의 바텀(bottom)부로부터 톱(top)부가 됨에 따라서 폭이 가늘어지는 현상(언더컷)이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
특히 배선 패턴이 미세한 경우, 이러한 언더컷은 가능한 억제되어야 하는데, 이러한 언더컷이나 회로 배선의 형상 불량을 억제하기 위해서, 다양한 에칭액이나 에칭 방법이 제안되고 있으나, 아직 만족할 만한 에칭액의 개발이 미비한 실정이다.
국내등록특허 제10-1495619호(2015년 02월 16일 등록) 국내등록특허 제10-1669772호(2016년 10월 20일 등록) 국내등록특허 제10-1699798호(2017년 01월 19일 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반도체나 통신을 포함한 다양한 마이크로 전자공학 분야에서 집적회로의 도선이나 나노 스케일의 패터닝에 사용될 수 있는 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 기판의 표면에 형성된 구리 금속막을 선택적으로 식각함과 동시에 식각 특성을 향상시킴으로써, 구리 금속막으로 이루어지는 패터닝을 균일하게 형성할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서는 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물을 개시한다.
상기 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물은, 과산화수소 5 내지 15 중량%, 질산 1 내지 10 중량%, 아미노산 0.1 내지 1.5 중량%, 과황산염 0.1 내지 2.5 중량%, 포타슘 모노퍼설페이트 5 내지 15 중량%, 킬레이트제 0.1 내지 5 중량%, 분산안정화제 0.1 내지 3 중량%, 알킬테트라졸계 화합물 0.1 내지 3 중량%, 계면활성제 1 내지 3 중량% 및 100 중량%를 만족하는 잔량의 탈이온수를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물은 반도체나 통신을 포함한 다양한 마이크로 전자공학 분야에서 집적회로의 도선이나 나노 스케일의 패터닝에 사용될 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물은 기판의 표면에 형성된 구리 금속막을 선택적으로 식각함과 동시에 식각 특성을 향상시킴으로써, 구리 금속막으로 이루어지는 패터닝을 균일하게 형성할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예 1에 따른 에칭액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후의 상태를 주사현미경으로 관찰한 사진이다.
도 2는 비교예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후의 상태를 주사현미경으로 관찰한 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물은 기판상에 형성된 구리 함유 금속막을 일정한 패턴으로 식각하기 위하여 사용되는 것으로 어떠한 형태의 기판도 가능한데, 예를 들어, 상기 기판으로는 LCD 패널용 유리기판, 태양전지소자용 기판, LED 웨이퍼, 반도체 웨이퍼, 아몰레드(Amoled) 기판 등이 그 대상이 될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물은 과산화수소, 질산, 아미노산, 과황산염, 포타슘 모노퍼설페이트, 킬레이트제, 분산안정화제, 알킬테트라졸계 화합물, 계면활성제 및 탈이온수를 포함한다.
또한, 상기 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물은 상기 과산화수소 5 내지 15 중량%, 질산 1 내지 10 중량%, 아미노산 0.1 내지 1.5 중량%, 과황산염 0.1 내지 2.5 중량%, 포타슘 모노퍼설페이트 5 내지 15 중량%, 킬레이트제 0.1 내지 5 중량%, 분산안정화제 0.1 내지 3 중량%, 알킬테트라졸계 화합물 0.1 내지 3 중량%, 계면활성제 1 내지 3 중량% 및 100 중량%를 만족하는 잔량의 탈이온수를 포함할 수 있다.
상기 과산화수소수는 에칭액 조성물에 포함되어 구리 함유 금속막의 산화제로서 사용될 수 있는데, 상기 과산화소수는 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 5 내지 15 중량%의 중량 비율로 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 과산화수소가 5 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 구리 함유 금속막이 짧은 시간 내에 식각되기 어려워 구리 함유 금속막 잔사가 남거나 오랜 식각으로 공정 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있고, 15 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 용액내에 금속이온이 존재하는 경우, 촉매작용에 의한 폭발위험이 있어 안정성 확보에 불리한 문제가 발생할 수 있다.
상기 질산은 에칭액 조성물에 포함되어 보조 산화제로 기능할 수 있는데, 상기 질산은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 1 내지 10 중량%의 중량 비율로 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 질산이 1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 구리 함유 금속막의 식각 속도 저하가 발생하여 금속막 내의 식각 균일성이 불량해지므로 얼룩이 발생할 수 있고, 상기 질산이 10 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 식각 속도가 과속화되어 후속 공정에 문제가 발생할 수 있다.
상기 아미노산은 구리 함유 금속막이 동시에 식각될 수 있는 환경을 제공하고 산도 변화에 대한 완충 작용과 아울러 금속 이온의 봉쇄제 역할을 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 아미노산은 탄소수 3 내지 10의 아미노산으로, 상기 아미노산은 이소류신, 아르기닌, 프롤린, 티로신, 글루탐산, 글루타민 및 글리신으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 아미노산은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 1.5 중량%가 포함될 수 있는데, 상기 아미노산이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 상기 아미노산의 효과가 충분히 나타나지 않는 문제가 발생할 수 있고, 1.5 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 구리 함유 금속막이 과도하게 식각되거나 산도 변화에 대한 완충 효과가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 과황산염은 구리 함유 금속막을 식각하는 산화제로 사용되는 물질로, 상기 과황산염은 구리의 부식 전위를 양극으로 이동시켜 식각이 용이하게 수행될 수 있도록 하고, 또한, 구리 함유 금속막이 적정량으로 식각됨과 동시에 식각 프로파일도 우수하게 형성할 수 있다.
즉, 상기 과황산염은 금속 상태인 구리 함유 금속막을 구리(Cu) 이온화가 가능한 가용성 부동태로 형성할 수 있는데, 상기 과황산염으로는 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 및 과황산나트륨(Na2S2O8)을 1:1의 중량 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 과황산염은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 2.5 중량%의 중량 비율로 포함될 수 있는데, 상기 과황산염이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 과황산염의 함량이 적어 산화제로서 충분히 기능하지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 2.5 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 과황산염의 상대적 함량이 과도하여 구리 함유 금속막의 과식각이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기 과황산염이 식각액 조성물 전체 함량 중에서 0.01 내지 0.1 중량%로 포함되도록 구성함으로써, 구리 또는 구리 함유 금속막이 적정량으로 식각됨과 동시에 식각 프로파일도 우수하게 형성할 수 있다.
상기 포타슘 모노퍼설페이트(potassium monopersulfate)는 구리 함유 금속막을 산화시키고 식각 균일성을 개선하기 위하여 포함되는 것으로, 0.05 중량% 내지 0.35 중량%의 활성 산소 함량을 갖는 포타슘 하이드로젠 퍼옥시모노설페이트(potassium hydrogen peroxymonosulfate)를 의미하는데, 상기 포타슘 모노퍼설페이트는 듀폰사(E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE)로부터 농축된 형태로 상업적으로 입수 가능하고, 사용을 위해 희석될 수 있다.
상기 포타슘 모노퍼설페이트는 OXONE 모노퍼설페이트 화합물로서 시중에 판매되고 있어 상업적으로 구입 가능한 혼합 삼중염(mixed triple salt)(2KHSO5ㆍKHSO4ㆍK2SO4)으로 미국 특허 제7,442,323호에 개시된 공정에 따라 조제될 수 있다.
또한, 상기 용어 "활성 산소(active oxygen, AO)"는 화합물의 대응하는 환원 형태로 존재하는 과량의 산소 원자(atomic oxygen)의 양을 의미하는데, 상기 활성 산소는 중량%로 나타낼 수 있다. 예를 들어, KHSO5의 경우, 이는 KHSO4의 환원 형태를 가지고, 활성 산소는 하기의 [계산식]으로 계산될 수 있다.
[ 계산식 ]
또한, 본 발명에서 상기 포타슘 모노퍼설페이트(potassium monopersulfate)는 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 5 내지 15 중량%가 포함될 수 있는데, 상기 포타슘 모노퍼설페이트(potassium monopersulfate)가 5 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 구리 함유 금속막을 산화시키기 어렵거나 식각 균일성을 확보하기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 15 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 구리 함유 금속막의 과식각에 의해 인쇄회로기판의 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 킬레이트제는 식각하고자 하는 금속막의 처리매수가 증가하는 경우, 증가된 금속 이온으로 인하여 발생되는 에칭액의 식각능력 저하 현상을 방지하고, 구리(Cu)가 재흡착되는 것을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로, 상기 구리(Cu)는 환원력이 매우 강한 금속으로 이온 상태에서도 쉽게 환원되어 석출될 수 있는데, 본 발명은 상기 킬레이트제를 첨가함으로써 구리 함유 금속막의 식각 공정 중에 구리 이온이 화학결합을 통해 재흡착되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 식각 불량을 방지할 수 있다.
상기 킬레이트제는 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 5 중량%가 포함될 수 있는데, 상기 킬레이트제가 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 구리 이온의 재흡착 방지 기능을 충분히 수행하기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 5 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 식각 속도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서 상기 킬레이트제로는 디에틸렌트리니트릴로펜타아세트산(diethylene trinitrilo pentaacetic acid ; DTPA) 및 글루타믹엑시드-2-아세틱엑시드가 1:1의 중량 비율로 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 분산안정화제는 상기 과산화수소, 킬레이트 등의 조성물을 안정화시키고 구리 함유 금속막의 계면을 보호해 식각특성을 현저하게 향상시키고 에칭액 조성물이 균일하게 분산되어 안정화되도록 할 수 있는데, 상기 분산안정화제는 하기의 [화학식 1]로 나타내는 물질이 사용될 수 있다.
[화학식 1]
본 발명에서 상기 분산안정화제는 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 3 중량%가 포함될 수 있는데, 상기 분산안정화제가 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 분산안정화제를 첨가한 효과가 충분히 나타나기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 상기 분산안정화제가 3 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 에칭액 조성물의 물성 저하로 식각 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 알킬테트라졸계 화합물은 식각 억제의 역할을 하며, 식각 속도를 조절하고 패턴의 시디로스(CD Loss)를 줄여 주어 공정상의 마진을 높이는 역할을 수행할 수 있는데, 상기 알킬테트라졸계 화합물은 5-메틸 테트라졸, 5-에틸 테트라졸 및 5-프로필 테트라졸로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 알킬테트라졸계 화합물은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 3 중량%가 포함될 수 있는데, 상기 알킬테트라졸계 화합물이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 식각 조절의 효과가 충분히 나타나지 않는 문제가 발생할 수 있고, 3 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 식각이 지연되고 물성 저하의 문제가 발생할 수 있다.
상기 계면활성제는 에칭액 조성물의 구리 함유 금속막에 대한 침투력을 향상시키고, 구리 함유 금속막 표면으로 에칭액 조성물이 용이하게 유동될 수 있도록 하기 위하여 첨가될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 에칭액 조성물에 계면활성제를 포함함으로써, 에칭액 조성물이 에칭액 내에서 균일하게 분산될 수 있도록 하고, 레지스트와 구리 함유 금속막 계면에서의 흡착력을 높임으로써 사이드 에칭이나 언더컷을 감소시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 계면활성제는 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 트리에틸렌글리콜을 사용할 수 있다.
또한, 상기 계면활성제는 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 1 내지 3 중량%의 중량 비율로 포함될 수 있는데, 상기 계면활성제가 1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 식각 균일성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 3 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 거품이 많이 발생하고 에칭액 조성물의 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 탈이온수는 물속의 이온이 제거된 것으로, 상기 탈이온수는 비저항값이 18MΩ·cm 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물에 대한 실시예 및 비교예를 들어 구체적으로 설명하기로 한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 한정되지 않으며, 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
< 실시예 1 >
과산화수소 10 중량%, 질산 5 중량%, 아미노산 1 중량%, 과황산염 1.5 중량%, 포타슘 모노퍼설페이트 10 중량%, 킬레이트제 3 중량%, 분산안정화제 1.5 중량%, 알킬테트라졸계 화합물 1.5 중량%, 계면활성제 2 중량% 및 100 중량%를 만족하는 잔량의 탈이온수를 포함하는 에칭액 조성물로 기판상에 증착된 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였다.
이때, 상기 아미노산으로는 이소류신을 사용하였고, 상기 과황산염으로는 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 및 과황산나트륨(Na2S2O8)을 1:1의 중량 비율로 혼합하여 사용하였으며, 상기 킬레이트제로는 디에틸렌트리니트릴로펜타아세트산(diethylene trinitrilo pentaacetic acid ; DTPA) 및 글루타믹엑시드-2-아세틱엑시드를 1:1의 중량 비율로 혼합하여 사용하였고, 상기 알킬테트라졸계 화합물로는 5-메틸 테트라졸을 사용하였으며, 상기 계면활성제로는 트리에틸렌글리콜을 사용하였다.
< 실시예 2 >
실시예 1과 동일한 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였는데, 실시예 2에서는 과산화수소 13 중량%, 질산 2 중량%, 아미노산 1.4 중량%, 과황산염 0.5 중량%, 포타슘 모노퍼설페이트 14 중량%, 킬레이트제 1 중량%, 분산안정화제 0.5 중량%, 알킬테트라졸계 화합물 2.5 중량%, 계면활성제 1.5 중량% 및 100 중량%를 만족하는 잔량의 탈이온수를 포함하는 에칭액 조성물로 기판상에 증착된 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였다.
< 실시예 3 >
실시예 1과 동일한 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였는데, 실시예 3에서는 과산화수소 7 중량%, 질산 8 중량%, 아미노산 0.4 중량%, 과황산염 2.2 중량%, 포타슘 모노퍼설페이트 7 중량%, 킬레이트제 4 중량%, 분산안정화제 2.5 중량%, 알킬테트라졸계 화합물 0.5 중량%, 계면활성제 2.5 중량% 및 100 중량%를 만족하는 잔량의 탈이온수를 포함하는 에칭액 조성물로 기판상에 증착된 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였다.
< 실시예 4 >
실시예 1과 동일한 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였는데, 실시예 4에서는 과산화수소 13 중량%, 질산 3 중량%, 아미노산 1 중량%, 과황산염 2 중량%, 포타슘 모노퍼설페이트 10 중량%, 킬레이트제 2 중량%, 분산안정화제 1 중량%, 알킬테트라졸계 화합물 1.5 중량%, 계면활성제 1.2 중량% 및 100 중량%를 만족하는 잔량의 탈이온수를 포함하는 에칭액 조성물로 기판상에 증착된 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였다.
< 비교예 1 >
실시예 1과 동일한 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였는데, 비교예 1에서는 상기 에칭액 조성물 중에서 질산, 과황산염, 포타슘 모노퍼설페이트 및 알킬테트라졸계 화합물을 포함하지 않은 에칭액 조성물만을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였다.
< 비교예 2 >
실시예 1과 동일한 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였는데, 비교예 2에서는 상기 에칭액 조성물 중에서 과산화수소, 아미노산, 계면활성제 및 탈이온수를 포함하는 에칭액 조성물만을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였다.
< 비교예 3 >
과산화수소 20 중량%, 인산 10 중량%, 초산 3 중량%, 킬레이트제 1.5 중량% 및 잔량의 탈이온수를 포함하는 에칭액 조성물만을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각하였다.
1. 식각 특성 관찰 시험
실시예 1과 비교예 1에 따른 에칭액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막의 식각 특성을 관찰하였다.
도 1은 실시예 1에 따른 에칭액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후의 상태를 주사현미경으로 관찰한 사진이고, 도 2는 비교예 1에 따른 식각액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후의 상태를 주사현미경으로 관찰한 사진이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 에칭액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후(도 1)가 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 것(도 2)보다 패터닝이 균일함을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1에 따라 제조된 에칭액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후(도 1)가 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 것(도 2)에 비하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사가 발견되지 않았고, 이로 인해 식각 특성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
2. 기판 손상 및 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 존재 여부 시험
상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 에칭액 조성물로 기판상에 증착된 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후, 기판의 손상 여부 및 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 존재 여부를 확인하였다.
상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 에칭액 조성물로 기판상에 증착된 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후의 기판 상태는 하기의 [표 1]에 나타낸 바와 같다.
구분 식각 조건 기판 식각 결과
온도(℃) 기판 손상 여부 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 여부
실시예 1 23℃ 손상 없음 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 없음
실시예 2 23℃ 손상 없음 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 없음
실시예 3 23℃ 손상 없음 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 없음
실시예 4 23℃ 손상 없음 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 없음
비교예 1 23℃ 손상 없음 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 존재
비교예 2 23℃ 손상 없음 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 존재
비교예 3 23℃ 손상 없음 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사 존재
상기 [표 1]을 참조하면, 실시예 1 내지 4에 따른 에칭액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 경우에는 기판의 손상이 없고, 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사가 나타나지 않음을 확인할 수 있었다.
이에 반하여, 비교예 1 내지 3에 따른 에칭액 조성물을 이용하여 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 경우에는 기판의 손상은 없으나, 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 잔사가 나타남을 확인할 수 있었다.
3. 식각 성능 평가 시험
상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 에칭액 조성물로 기판상에 증착된 구리(Cu)/몰리브덴(Mo) 금속막을 식각한 후, 식각 성능을 평가하였고, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
구분 CD Loss(㎛) 테이퍼 앵글(°) 언더 컷
실시예 1 0.93 48.1 없음
실시예 2 0.92 47.8 없음
실시예 3 0.91 46.8 없음
실시예 4 0.92 48.3 없음
비교예 1 0.58 56.8 없음
비교예 2 0.61 57.2 없음
비교예 3 0.59 55.6 없음
상기 [표 2]를 참조하면, 상기 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 에칭액 조성물이 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 에칭액 조성물과 비교하여, 시디 로스(CD Loss), 테이퍼 앵글 등이 모두 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (3)

  1. 과산화수소, 질산, 아미노산, 과황산염, 포타슘 모노퍼설페이트, 킬레이트제, 분산안정화제, 알킬테트라졸계 화합물, 계면활성제 및 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 과산화수소 5 내지 15 중량%, 질산 1 내지 10 중량%, 아미노산 0.1 내지 1.5 중량%, 과황산염 0.1 내지 2.5 중량%, 포타슘 모노퍼설페이트 5 내지 15 중량%, 킬레이트제 0.1 내지 5 중량%, 분산안정화제 0.1 내지 3 중량%, 알킬테트라졸계 화합물 0.1 내지 3 중량%, 계면활성제 1 내지 3 중량% 및 100 중량%를 만족하는 잔량의 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 과황산염은 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 및 과황산나트륨(Na2S2O8)이 1:1의 중량 비율로 혼합되어 사용되고, 상기 킬레이트제는 디에틸렌트리니트릴로펜타아세트산 및 글루타믹엑시드-2-아세틱엑시드가 1:1의 중량 비율로 혼합되어 사용되며, 상기 계면활성제는 트리에틸렌글리콜이 사용되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 구리 함유 금속막 에칭액 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101495619B1 (ko) 2008-10-10 2015-02-26 솔브레인 주식회사 고선택비를 갖는 구리(구리합금) 식각액 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법
KR101669772B1 (ko) 2015-11-19 2016-10-27 오씨아이 주식회사 구리 식각용 조성물
KR101699798B1 (ko) 2016-08-02 2017-01-25 와이엠티 주식회사 구리 에칭 조성물 및 이를 이용한 구리 배선 형성방법

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