WO2019156407A1 - 식각 잔류물 세정 조성물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법 - Google Patents

식각 잔류물 세정 조성물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법 Download PDF

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김정현
조한혁
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동우화인켐 주식회사
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Definitions

  • the present invention relates to an etching residue cleaning composition and a method of forming a conductive pattern using the same. More particularly, the present invention relates to a cleaning composition capable of removing metal-containing residues and a method of forming a conductive pattern using the same.
  • TFTs thin film transistors
  • OLED organic light emitting display
  • LCD liquid crystal display
  • a metal film may be formed on the display substrate, a photoresist is formed on the metal film, and then the metal film may be partially removed using an etchant composition.
  • the metal film may contain silver (Ag) to implement low resistance properties, and after the etching process, an etching residue may occur according to the characteristics of silver having strong oxidation properties and adsorption properties.
  • a cleaning process for removing the etch residue needs to be performed.
  • a cleaning composition for selectively removing only the etching residue needs to be applied.
  • Korean Patent Publication No. 10-2018-0009021 discloses a cleaning composition for removing an oxide, but when the composition is applied, it may damage an insulating film or a conductive film including an oxide in addition to the above-described silver-containing residue. .
  • One object of the present invention is to provide an etching residue cleaning composition having improved cleaning efficiency and reliability
  • One object of the present invention is to provide a conductive pattern forming method using the etching residue cleaning composition.
  • a cleaner comprising an ammonium salt compound comprising three hydroxy alkyl groups; And excess water.
  • etching residue cleaning composition a compound represented by the following formula 1
  • R ⁇ 1> is a C1-C5 alkylene group and R ⁇ 2> is a C1-C5 alkyl group.
  • the corrosion inhibitor comprises at least one selected from the group consisting of organic acid compound, organic acid amide ester compound, azole compound, phenol compound and gallate compound, etching residue cleaning composition.
  • the polar organic solvent is an alkanol amine compound, alkylene glycol monoalkyl ether compound, pyrrolidone compound, alcohol compound, imidazolidinone compound, lactone compound, sulfoxide Etch residue cleaning composition comprising at least one selected from the group consisting of a compound, a phosphate compound, a carbonate compound and an amide compound.
  • the etching residue cleaning composition according to the embodiments of the present invention described above may use, for example, an ammonium salt compound including three hydroxyl alkyl groups as the cleaning component.
  • the cleaning component having a relatively bulky structure substantially eliminates damage to other conductive patterns or other insulating structures comprising aluminum, for example, while selectively removing silver-containing residues adsorbed on the cleaning object. You can block.
  • the cleaning composition may further include a corrosion inhibitor and / or a polar organic solvent, and may further increase the cleaning power while further improving the corrosion and damage prevention effect of the conductive pattern.
  • 1 to 3 are schematic cross-sectional views illustrating a method of forming a conductive pattern in accordance with example embodiments.
  • an etch residue cleaning composition (hereinafter may also be abbreviated as "cleaning composition”) comprising a hydroxyalkyl group-containing ammonium salt compound, and water.
  • cleaning composition comprising a hydroxyalkyl group-containing ammonium salt compound, and water.
  • a method of forming a conductive pattern utilizing the etching residue cleaning composition is provided.
  • the cleaning composition according to embodiments of the present invention may include a hydroxy alkyl group-containing ammonium salt compound as a cleaning agent.
  • the ammonium salt compound may be included as a hydroxide compound.
  • the cleaning composition may include a compound represented by Formula 1 as a cleaning agent.
  • R 1 may be an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R 2 may be an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • alkyl group and alkylene group include both straight and branched forms, and when branched, may have 3 or more carbon atoms.
  • Examples of the cleaning agent represented by the formula (1) include tris (2-hydroxyethyl) methyl ammonium hydroxide, tris (2-hydroxypropyl) methyl ammonium hydroxide, and the like.
  • the cleaning agent may include an alkaline compound including three hydroxy alkyl groups. Since the three hydroxyl alkyl groups are disposed around the N + ion portion, which substantially provides cleaning power, to provide steric hindrance, a cleaning activity that effectively removes etching residues while effectively preventing damage and bulk etching of the conductive film is effectively realized. Can be.
  • the hydroxy alkyl group can also function as a forceps to capture, for example, silver containing etch residues (eg, silver oxides). Therefore, only the etching residue may be selectively collected and removed without damaging other conductive films or insulating films.
  • etch residues eg, silver oxides
  • the insulating film may include, for example, an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, and / or an organic insulating material such as an imide, acrylic, or siloxane resin material.
  • the carbon number of R 1 or R 2 is 5 or more, the water solubility or solubility of the cleaning agent may be lowered, and thus uniform cleaning activity may not be ensured in the composition.
  • the carbon number of R 1 and R 2 may be 1 to 3, respectively.
  • the hydroxy alkyl group-containing ammonium salt compound may be included in an amount of about 0.2 to 1 weight percent of the total weight of the cleaning composition. If the content of the ammonium salt compound is less than about 0.2% by weight, sufficient residue cleaning power may not be provided. When the content of the ammonium salt compound exceeds about 1% by weight, the effect of preventing corrosion or damage to the conductive film or the insulating film may be inhibited. Preferably, the content of the hydroxy alkyl group-containing ammonium salt compound may be about 0.3 to 1% by weight.
  • the detergent may be composed of an ammonium salt compound represented by Formula 1.
  • an ammonium salt compound lacking a hydroxyl group from the detergent eg, tetramethyl ammonium hydroxide or tetraethyl ammonium hydroxide
  • an ammonium salt containing one hydroxyl group or a hydroxy alkyl group Compounds (eg choline) may be excluded.
  • the cleaning composition may further comprise a corrosion inhibitor.
  • the corrosion inhibitor may further improve the corrosion prevention effect of the conductive film by buffering the alkalinity of the ammonium salt compound as the cleaning agent described above.
  • the corrosion inhibitor may include an organic acid compound, an organic acid amide ester compound, an azole compound, a phenol compound, and / or a gallate compound.
  • organic acid compound examples include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid; Dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutamic acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid and the like; Tricarboxylic acids such as trimellitic acid, tricarballylic acid and the like; Organic acids such as hydroxyacetic acid, lactic acid, salicylic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, gluconic acid, silsesquioxane, oxycarboxylic acid, and the like.
  • monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid
  • Dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutamic acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid and the like
  • organic acid amide ester compounds include succinic amide esters, maleic amide esters, maleic amide esters, fumaric amide esters, oxalic amide esters, malonic amide esters, glutaric amide esters, acetic amide esters, and lactic amides.
  • azole compound examples include benzotriazole, tolytriazole, methyl tolytriazole, 2,2 '-[[[benzotriazole] methyl] imino] bisethanol, 2,2'-[[[ Methyl-1 hydrogen-benzotriazol-1-yl] methyl] imino] bismethanol, 2,2 '-[[[ethyl-1 hydrogen-benzotriazol-1-yl] methyl] imino] bisethanol, 2,2 '-[[[methyl-1 hydrogen-benzotriazol-1-yl] methyl] imino] bisethanol, 2,2'-[[[methyl-1 hydrogen-benzotriazol-1-yl] Methyl] imino] biscarboxylic acid, 2,2 '-[[[methyl-1 hydrogen-benzotriazol-1-yl] methyl] imino] bismethylamine, 2,2'-[[[amine-1 hydrogen -Benzotriazol-1-yl] methyl] imino] bisethanol,
  • phenolic compound examples include 2,6-dimethylphenol, 2,4,6-trimethylphenol, 2,6-diethylphenol, 2,6-diethyl-4-methylphenol, 2,6-dipropylphenol , 2,6-tripro-4-methylphenol, 2,6-di-t-butylphenol, 2,4,6-tri-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methyl Symmetrical phenolic compounds, such as phenol, are mentioned.
  • gallate compound examples include pyrogallol, methyl gallate, propyl gallate, dodecyl gallate, octyl gallate, and gallic acid.
  • the above-mentioned compounds may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • the corrosion inhibitor may be included in an amount of 5% by weight or less of the total weight of the cleaning composition.
  • the content of the corrosion inhibitor exceeds about 5% by weight, the etching residue cleaning power may be rather hindered due to the competition reaction with the cleaning agent.
  • the amount of corrosion inhibitor may be about 0.001 to 3% by weight.
  • the cleaning composition may further include a polar organic solvent as a solvent component with water described below.
  • a polar organic solvent as a solvent component with water described below.
  • Examples of the polar organic solvent include alkanol amine compounds, alkylene glycol monoalkyl ether compounds, pyrrolidone compounds, alcohol compounds, imidazolidinone compounds, lactone compounds, sulfoxide compounds, Phosphate compounds, carbonate compounds, amide compounds and the like.
  • alkanol amine compounds include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monopropanolamine, 2-aminoethanol, 2- (ethylamino) ethanol, 2- (methylamino) ethanol, N-methyl di Ethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylaminoethanol, 2- (2-aminoethylamino) -1-ethanol, 1-amino-2-propanol, 2-amino-1-propanol, 3-amino-1-propanol, 4-amino-1-butanol, dibutanolamine, (methoxymethyl) diethanolamine, (hydroxyethyloxymethyl) diethylamine, methyl (methoxymethyl) aminoethanol, methyl (Butoxymethyl) aminoethanol, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1- (2-hydroxyethyl) methylpiperazine, N- (2-hydroxy Hydroxyeth, 2-
  • alkylene glycol monoalkyl ether compounds include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether , Diethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoisopropyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, polyethylene glycol, polypropylene Alkylene glycol monoalkyl ethers such as glycol, polyethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether , And the like can be given propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • N-methyl pyrrolidone, N-ethyl pyrrolidone, etc. are mentioned as an example of the said pyrrolidone type compound
  • tetrahydroperfuryl alcohol etc. are mentioned as an example of the said alcohol type compound.
  • (Gamma) -butyrolactone etc. are mentioned as an example of the said lactone type compound.
  • Dimethyl sulfoxide (DMSO), sulfolane, etc. are mentioned as an example of the said sulfoxide type compound.
  • Triethyl phosphate, tributyl phosphate, etc. are mentioned as an example of the said phosphate type compound.
  • Dimethyl carbonate, ethylene carbonate, etc. are mentioned as an example of the said carbonate type compound.
  • amide compound examples include formamide, N-methylformamide, N-ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N- (2-hydroxyethyl) acetamide, N, N-dimethylpropionamide, 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide, 3- (2-ethylhexyloxy)- N, N-dimethylpropionamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide, etc. are mentioned.
  • the above-mentioned compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the polar organic solvent may be included in an amount of about 20 to 80% by weight of the total weight of the cleaning composition. It is possible to prevent corrosion and damage to the conductive film while ensuring cleaning of the organic residue within the above range.
  • the content of the polar organic solvent may be about 30 to 60% by weight.
  • the cleaning composition may comprise excess or residual amount of water (eg, deionized water).
  • excess or residual amount means a variable amount that varies with additional ingredients.
  • the cleaning composition according to the exemplary embodiments includes, for example, a cleaning agent including three hydroxy alkyl groups, thereby selectively trapping and removing silver-containing residues.
  • the film quality can be substantially prevented.
  • the film damage prevention effect may be further improved, and as the polar organic solvent is further included, cleaning power of the organic residue may be improved together with the metallic residue.
  • 1 to 3 are schematic cross-sectional views illustrating a method of forming a conductive pattern in accordance with example embodiments.
  • a lower conductive pattern 115 and a lower insulating layer 110 may be formed on the substrate 100.
  • the substrate 100 may include a glass substrate, a polymer resin or plastic substrate, an inorganic insulating substrate, or the like.
  • the lower conductive pattern 115 may include, for example, a transparent conductive oxide such as aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta), or ITO. It can be formed to.
  • the lower insulating layer 110 may be formed to include an organic insulating material such as an acrylic resin, polysiloxane, and / or an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or the like.
  • the lower conductive pattern 115 may be provided as a conductive via or a conductive contact, for example.
  • the first transparent conductive oxide layer 121, the silver containing layer 123, and the second transparent conductive oxide layer 125 may be sequentially stacked on the lower insulating layer 110 and the lower conductive pattern 115.
  • the conductive film 120 may be formed.
  • the first and second transparent conductive oxide layers 121 and 125 may be formed to include a transparent conductive oxide such as ITO, IZO, GZO, IGZO, or the like.
  • the silver containing film 123 may be formed to include silver and / or a silver alloy as described above.
  • the first transparent conductive oxide film 121, the silver containing film 123, and the second transparent conductive oxide film 125 may be formed through, for example, a deposition process such as a sputtering process.
  • the mask pattern 130 may be formed on the conductive layer 120.
  • the mask pattern 130 may be formed by partially removing the photoresist film through an exposure and development process.
  • the conductive layer 120 may be etched using the etchant composition to form the upper conductive pattern 120a.
  • the upper conductive pattern 120a may include, for example, a first transparent conductive oxide film pattern 122, a silver containing pattern 124, and a first transparent conductive oxide film pattern 126 sequentially stacked on the lower insulating film 110. can do.
  • the upper conductive pattern 120a may be used as, for example, a pad, an electrode, or a wiring of the image display device.
  • An improved conductive pattern can be implemented.
  • the etchant composition may include an acidic composition including phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, organic acid, and the like.
  • An etching residue may be produced by the etching process described above.
  • the etch residue may include a metallic residue 50 and an organic residue 60.
  • the metallic residue 50 may be derived from the etching process for the conductive film 120.
  • the metallic residue 50 may include silver or silver oxide to which silver or silver ions are oxidized and adsorbed or attached.
  • the organic residue 60 may be derived from, for example, the photoresist film component included in the mask pattern 130.
  • the etching residue may be distributed on the surfaces of the lower insulating layer 110, the lower conductive pattern 115, and / or the upper conductive pattern 120a.
  • the etching residue may be cleaned and removed using a cleaning composition according to exemplary embodiments.
  • the cleaning composition includes, for example, a hydroxy alkyl group-containing ammonium salt compound represented by Chemical Formula 1, only the etching residue may be selectively captured and removed. Therefore, surface damage of the lower conductive pattern 115 containing, for example, aluminum (Al) can be effectively suppressed during the cleaning process. In addition, damage to the lower insulating layer 110 may also be prevented.
  • a hydroxy alkyl group-containing ammonium salt compound represented by Chemical Formula 1 only the etching residue may be selectively captured and removed. Therefore, surface damage of the lower conductive pattern 115 containing, for example, aluminum (Al) can be effectively suppressed during the cleaning process. In addition, damage to the lower insulating layer 110 may also be prevented.
  • the cleaning composition further includes a corrosion inhibitor, so that the surface protection of the lower conductive pattern 115 may be implemented more effectively.
  • the cleaning composition further includes a polar organic solvent, so that the cleaning effect of the organic residue 60 may be further improved.
  • an ashing process and / or a strip process for removing the mask pattern 30 may be further performed.
  • the conductive pattern forming method including the cleaning process illustrated in FIGS. 1 to 3 is exemplary and forms various conductive patterns included in an image display device, a touch sensor, etc. and having improved electrical, mechanical, and chemical properties using the cleaning composition. can do.
  • the cleaning composition may remove etch residues when forming various electrodes included in a thin film transistor (TFT) array substrate included in an OLED device, an LCD device, or the like, or a reflective electrode formed on an organic light emitting layer or a liquid crystal layer. Can be applied effectively.
  • TFT thin film transistor
  • HEMAH Tris (2-hydroxyethyl) methyl ammonium hydroxide
  • HPMAH Tris (2-hydroxypropyl) methyl ammonium hydroxide
  • TEAH tetraethyl ammonium hydroxide
  • EDG diethylene glycol monoethyl ether
  • a silver conductive film (1000 kV) was deposited on the glass substrate, and a pattern was formed through a wet etching process using a phosphoric acid-based etching solution to generate a silver residue on the surface of the silver conductive film.
  • An aluminum (Al) film 1000 kPa was deposited as a single film on a glass substrate, and the substrate on which the aluminum film was formed was immersed at 30 DEG C for 30 minutes in the cleaning compositions of Examples and Comparative Examples. Then, the etching rate was calculated by measuring the thickness of the etched aluminum film.
  • An ITO film 1000 kV was deposited on the substrate, and a photoresist pattern was formed on the ITO film.
  • the substrate on which the photoresist pattern remained was immersed for 1 minute at 30 ° C in the cleaning compositions of Examples and Comparative Examples. after. Deionized water washing and drying were performed, and organic residue was evaluated using a scanning electron microscope (SEM, Hitach S-4700). Evaluation criteria are as follows.

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Abstract

본 발명의 실시예들은 3개의 히드록시 알킬기를 포함하는 암모늄 염 화합물을 포함하는 세정제, 및 여분의 물을 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물을 제공한다. 식각 잔류물 세정 조성물을 사용하여 식각 잔류물을 막질 손상 없이 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

식각 잔류물 세정 조성물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법
본 발명은 식각 잔류물 세정 조성물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 금속 함유 잔류물을 제거할 수 있는 세정 조성물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 장치 및 디스플레이 장치의 구동 회로 중의 일부로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 활용되고 있다. TFT는 예를 들면, 유기 발광 디스플레이(OLED) 장치 또는 액정 표시 장치(LCD)의 기판 상에 각 화소마다 배열되며, 화소 전극, 대향 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 데이터 라인, 전원 라인 등의 배선 들이 상기 TFT와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전극 또는 배선을 형성하기 위해, 금속막을 디스플레이 기판 상에 형성하고, 상기 금속막 상에 포토레지스를 형성한 후, 식각액 조성물을 사용하여 상기 금속막을 부분적으로 제거할 수 있다.
예를 들어, 저저항 특성 구현을 위해 상기 금속막은 은(Ag)을 함유할 수 있으며, 산화 특성, 흡착 특성이 강한 은의 특성에 따라 상기 식각 공정 이후, 식각 잔류물이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 식각 잔류물을 제거하기 위한 세정 공정이 수행될 필요가 있다. 그러나, 상기 세정 공정에 의해 다른 절연막 또는 도전 패턴이 함께 손상될 수 있으므로, 상기 식각 잔류물만을 선택적으로 제거하기 위한 세정 조성물이 적용될 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제10-2018-0009021호는 산화물 제거용 세정 조성물을 개시하고 있으나, 상기 조성물이 적용될 경우 상술한 은 함유 잔류물 외에 산화물을 포함하는 절연막 또는 도전성 막을 함께 손상시킬 수 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 세정 효율 및 신뢰성을 갖는 식각 잔류물 세정 조성물을 제공하는 것이다,
본 발명의 일 과제는 상기 식각 잔류물 세정 조성물을 사용한 도전 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
1. 3개의 히드록시 알킬기를 포함하는 암모늄 염 화합물을 포함하는 세정제; 및 여분의 물을 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 세정제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물:
[화학식 1]
Figure PCTKR2019001151-appb-I000001
(화학식 1 중, R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임).
3. 위 2에 있어서, 상기 세정제는 트리스(2-히드록시에틸)메틸 암모늄 히드록사이드 또는 트리스(2-히드록시프로필)메틸 암모늄 히드록사이드 중 적어도 하나를 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
4. 위 1에 있어서, 상기 세정제의 함량은 조성물 총 중량 중 0.2 내지 1중량%인, 식각 잔류물 세정 조성물.
5. 위 1에 있어서, 부식 방지제 또는 극성 유기 용매 중 적어도 하나를 더 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
6. 위 5에 있어서, 상기 부식 방지제는 유기산 계 화합물, 유기산 아미드 에스테르계 화합물, 아졸계 화합물, 페놀계 화합물 및 갈레이트 계 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
7. 위 5에 있어서, 상기 극성 유기 용매는 알칸올 아민계 화합물, 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르 계 화합물, 피롤리돈 계 화합물, 알코올계 화합물, 이미다졸리디논 계 화합물, 락톤계 화합물, 설폭사이드계 화합물, 포스페이트 계 화합물, 카보네이트계 화합물 및 아미드계 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
8. 위 5에 있어서, 조성물 총 중량 중,
상기 세정제 0.2 내지 1중량%; 상기 부식 방지제 0.001 내지 3중량%; 상기 극성 유기 용매 20 내지 80중량%; 및 여분의 물을 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
9. 기판 상에 도전막을 형성하는 단계; 상기 도전막을 식각하여 도전 패턴을 형성하는 단계; 및 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 식각 잔류물 조성물을 사용하여 세정하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.
10. 위 9에 있어서, 상기 도전막을 형성하는 단계는,
상기 기판 상에 순차적으로 제1 투명 도전성 산화막, 은 함유막 및 제2 투명 도전성 산화막을 형성하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.
11. 위 9에 있어서, 상기 도전 패턴을 형성하기 전에 상기 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.
전술한 본 발명의 실시예들에 따르는 식각 잔류물 세정 조성물은 예를 들면, 3개의 히드록실 알킬기를 포함하는 암모늄 염 화합물을 세정 성분으로 사용할 수 있다. 상대적으로 벌키(bulky)한 구조를 갖는 상기 세정 성분에 의해 예를 들면, 세정 대상체 상에 흡착된 은 함유 잔류물을 선택적으로 제거하면서 알루미늄을 포함하는 다른 도전 패턴 혹은 다른 절연 구조의 손상을 실질적으로 차단할 수 있다.
또한, 상기 세정 조성물은 부식 방지제 및/또는 극성 유기 용매를 더 포함할 수 있으며, 상기 도전 패턴의 부식, 손상 방지 효과를 보다 향상시키면서 세정력 역시 증가시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 도전 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 히드록시알킬기 함유 암모늄염 화합물, 및 물을 포함하는 식각 잔류물 세정 조성물(이하, "세정 조성물"로 약칭될 수도 있다)이 제공된다. 또한, 상기 식각 잔류물 세정 조성물을 활용한 도전 패턴 형성방법이 제공된다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
<식각 잔류물 세정 조성물>
세정제(암모늄염 화합물)
본 발명의 실시예들에 따른 세정 조성물은 세정제로서 히드록시 알킬기 함유 암모늄 염 화합물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면 상기 암모늄 염 화합물은 히드록사이드 계 화합물로서 포함될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 세정 조성물은 세정제로서 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2019001151-appb-I000002
화학식 1 중, R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기일 수 있다. R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기일 수 있다. 본 출원에 사용된 용어 "알킬기", 및 "알킬렌기"는 직쇄형 및 분지형을 모두 포함하며, 분지형인 경우 탄소수는 3이상일 수 있다.
화학식 1로 표시되는 세정제의 예로서 트리스(2-히드록시에틸)메틸 암모늄 히드록사이드, 트리스(2-히드록시프로필)메틸 암모늄 히드록사이드 등을 들 수 있다.
화학식 1로 표시된 바와 같이, 상기 세정제는 3개의 히드록시 알킬기를 포함하는 알칼리성 화합물을 포함할 수 있다. 실질적으로 세정력을 제공하는 N+ 이온 부분 주변에 상기 3개의 히드록실 알킬기가 배치되어 입체 장애를 제공하므로, 도전막의 손상, 벌크 식각은 실질적으로 차단하면서 식각 잔류물 만을 제거할 수 있는 세정 활성이 효과적으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 히드록시 알킬기는 예를 들면, 은 함유 식각 잔류물(예를 들면, 은 산화물)을 포획하는 집게로서 기능할 수 있다. 따라서, 다른 도전막 또는 절연막의 손상 없이 상기 식각 잔류물만을 선택적으로 포집, 제거할 수 있다.
또한, 상기 히드록시 알킬기의 말단에 히드록실기가 노출되므로, 은 또는 구리 등과 같은 금속 잔류물과 함께, 절연막으로부터 생성된 잔류물 역시 함께 효과적으로 세정 또는 제거할 수 있다. 상기 절연막은 예를 들면 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질 및/또는 이미드계, 아크릴계, 실록산 계 수지 물질과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
R1 또는 R2의 탄소수가 5이상인 경우는 상기 세정제의 수용성 또는 용해성이 저하되어 조성물 내에 균일한 세정 활성이 확보되지 않을 수 있다. 바람직하게는, R1 및 R2의 탄소수는 각각 1 내지 3일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 히드록시 알킬기 함유 암모늄 염 화합물은 상기 세정 조성물 총 중량 중 약 0.2 내지 1중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 암모늄 염 화합물의 함량이 약 0.2 중량% 미만인 경우, 충분한 잔류물 세정력이 제공되지 않을 수 있다. 상기 암모늄 염 화합물의 함량이 약 1중량%를 초과하는 경우 도전막 또는 절연막 부식, 손상 방지 효과가 저해될 수 있다. 바람직하게는, 상기 히드록시 알킬기 함유 암모늄 염 화합물의 함량은 약 0.3 내지 1중량%일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 세정제는 화학식 1로 표시되는 암모늄 염 화합물로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 세정제로부터 히드록실기가 결여된 암모늄 염 화합물(예를 들면, 테트라메틸 암모늄 히드록사이드 또는 테트라에틸 암모늄 히드록사이드), 또는 1개의 히드록실기 혹은 히드록시 알킬기가 포함된 암모늄염 화합물(예를 들면, 콜린)은 배제될 수 있다.
부식 방지제
일부 실시예들에 있어서, 상기 세정 조성물은 부식 방지제를 더 포함할 수도 있다. 상기 부식 방지제는 상술한 세정제로서 암모늄 염 화합물의 알칼리성을 완충하여 도전막의 부식 방지 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 부식 방지제는 유기산 계 화합물, 유기산 아미드 에스테르계 화합물, 아졸계 화합물, 페놀계 화합물 및/또는 갈레이트 계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 유기산 계 화합물의 예로서 포름산, 아세트산, 프로피온산 등과 같은 모노카르복실산; 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루탐산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 푸마르산, 글루타르 산 등과 같은 디카르복실산; 트리멜리트산, 트리카르발릴산 등과 같은 트리카르복실산; 히드록시초산, 젖산, 살리실산, 말산, 주석산, 구연산, 글루콘산, 실세스퀴옥산, 옥시카르복실산 등의 유기산 등을 들 수 있다.
유기산 아미드 에스테르계 화합물의 예로서 숙시닉 아미드 에스터, 말릭 아미드 에스터, 말레릭 아미드 에스터, 푸마릭 아미드 에스터, 옥살릭 아미드 에스터, 말로닉 아미드 에스터, 글루타릭 아미드 에스터, 아세틱 아미드 에스터, 락틱 아미드 에스터, 시트릭 아미드 에스터, 타르타릭 아미드 에스터, 글루콜릭 아미드 에스터, 포믹 아미드 에스터 및 우릭 아미드 에스터 등을 들 수 있다.
상기 아졸계 화합물의 예로서 벤조트리아졸, 톨리트리아졸, 메틸 톨리트리아졸, 2,2’-[[[벤조트리아졸]메틸]이미노]비스에탄올, 2,2’-[[[메틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스메탄올, 2,2’-[[[에틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스에탄올, 2,2’-[[[메틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스에탄올, 2,2’-[[[메틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스카르복시산, 2,2’-[[[메틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스메틸아민, 2,2’-[[[아민-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스에탄올 4-메틸-1-수소-벤조트리아졸, 6-메틸-4,5,6,7-테트라히드로-1H-벤조[1,2,3]트리아졸, 5,6-디메틸-4,5,6,7-테트라히드로-1H-벤조[1,2,3]트리아졸, 4,6-디메틸-4,5,6,7-테트라히드로-1H-벤조[1,2,3]트리아졸, 5-메틸-1-수소-벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
상기 페놀계 화합물의 예로서 2,6-디메틸페놀, 2,4,6-트리메틸페놀, 2,6-디에틸페놀, 2,6-디에틸-4-메틸페놀, 2,6-디프로필페놀, 2,6-트리프로-4-메틸페놀, 2,6-디-t-부틸페놀, 2,4,6-트리-t-부틸페놀, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등과 같은 대칭형 페놀 화합물을 들 수 있다.
상기 갈레이트 계 화합물의 예로서 파이로갈롤, 메틸갈레이트, 프로필갈레이트, 도데실갈레이트, 옥틸갈레이트, 갈릭산 등을 들 수 있다.
상술한 화합물들은 단독으로 혹은 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 부식 방지제는 상기 세정 조성물 총 중량 중 5 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 부식 방지제의 함량이 약 5 중량%를 초과하는 경우, 상기 세정제와의 경쟁 반응으로 인해 식각 잔류물 세정력이 오히려 저해될 수도 있다. 바람직하게는 상기 부식 방지제의 함량은 약 0.001 내지 3 중량%일 수 있다.
극성 유기 용매
일부 실시예들에 있어서, 상기 세정 조성물은 후술하는 물과 함께 용매 성분으로서 극성 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 극성 유기 용매에 의해 은 함유 잔류물과 함께 유기 잔류물의 세정력이 함께 향상될 수 있다. 예를 들면, 식각 공정을 위한 포토레지스트 패턴 형성 시 생성되는 유기 잔류물이 상기 세정 조성물을 이용하여 함께 세정, 제거될 수 있다.
상기 극성 유기용매로서 예를 들면, 알칸올 아민계 화합물, 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르 계 화합물, 피롤리돈 계 화합물, 알코올계 화합물, 이미다졸리디논 계 화합물, 락톤계 화합물, 설폭사이드계 화합물, 포스페이트 계 화합물, 카보네이트계 화합물, 아미드계 화합물 등을 들 수 있다.
상기 알칸올 아민계 화합물의 예로는, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, ２-아미노에탄올, ２-(에틸아미노)에탄올, ２-(메틸아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸아미노에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)-1-에탄올, １-아미노-２-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 디부탄올아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 1-(2-히드록시에틸)피페라진, 1-(2-히드록시에틸)메틸피페라진, N-(2-히드록시에틸)모폴린, N-(3-히드록시프로필)모폴린 등을 들 수 있다.
상기 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르 계 화합물의 예로서 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 등의 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등을 들 수 있다.
상기 피롤리돈 계 화합물의 예로서 Ｎ-메틸 피롤리돈, Ｎ-에틸 피롤리돈 등을 들 수 있다, 상기 알코올계 화합물의 예로서 테트라하이드로퍼푸릴 알코올 등을 들 수 있다.
상기 이미다졸리디논 계 화합물의 예로서 １,3-디메틸-２-이미다졸리디논, 1,３-디프로필-２-이미다졸리디논 등을 들 수 있다.
상기 락톤계 화합물의 예로서 γ―부티로락톤 등을 들 수 있다. 상기 설폭사이드 계 화합물의 예로서 디메틸술폭사이드(DMSO), 술폴란 등을 들 수 있다. 상기 포스페이트 계 화합물의 예로서 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등을 들 수 있다. 상기 카보네이트 계 화합물의 예로서 디메틸카보네이트, 에틸렌카보네이트 등을 들 수 있다.
상기 아미드계 화합물의 예로서 포름아미드, N-메틸포름아미드, N-에틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-(2-히드록시에틸)아세트아미드, N,N-디메틸프로피온아미드, 3-메톡시-N,N-디메틸프로피온아미드, 3-(2-에틸헥실옥시)-N,N-디메틸프로피온아미드, 3-부톡시-N,N-디메틸프로피온아미드 등을 들 수 있다.
상술한 화합물들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 극성 유기 용매는 상기 세정 조성물 총 중량 중 약 20 내지 80중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 유기 잔류물 세정이 확보되면서 도전막의 부식, 손상을 방지할 수 있다. 바람직하게는, 상기 극성 유기 용매의 함량은 약 30 내지 60중량%일 수 있다.
상기 세정 조성물은 여분 또는 잔량의 물(예를 들면, 탈이온수)를 포함할 수 있다. 본 출원에 사용되는 용어 "여분" 또는 "잔량"은 추가적인 성분에 따라 변화하는 가변적인 양을 의미한다.
전술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 세정 조성물은 3개의 히드록시 알킬기를 포함하는 세정제를 포함함에 따라 예를 들면, 은 함유 잔류물을 선택적으로 포획 및 제거할 수 있으며, 도전막, 절연막의 막질 손상을 실질적으로 방지할 수 있다. 또한, 부식 방지제를 더 포함함에 따라 상기 막질 손상 방지 효과가 보다 향상될 수 있으며, 상기 극성 유기 용매를 더 포함함에 따라, 금속성 잔류물과 함께 유기 잔류물의 세정력도 향상될 수 있다.
<도전 패턴 형성 방법>
도 1 내지 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 도전 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 기판(100) 상에 하부 도전 패턴(115) 및 하부 절연막(110)을 형성할 수 있다.
기판(100)은 글래스 기판, 고분자 수지 또는 플라스틱 기판, 무기 절연 기판 등을 포함할 수 있다.
하부 도전 패턴(115)은 예를 들면, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), ITO와 같은 투명 도전성 산화물 등을 포함하도록 형성될 수 있다. 하부 절연막(110)은 아크릴계 수지, 폴리실록산 등과 같은 유기 절연 물질, 및/또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함하도록 형성될 수 있다.
하부 도전 패턴(115)은 예를 들면, 도전 비아 또는 도전 콘택으로 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 하부 절연막(110) 및 하부 도전 패턴(115) 상에 순차적으로 적층된 제1 투명 도전성 산화막(121), 은 함유막(123) 및 제2 투명 도전성 산화막(125)을 포함하는 도전막(120)을 형성할 수 있다.
제1 및 제2 투명 도전성 산화막들(121, 125)은 ITO, IZO, GZO, IGZO 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함하도록 형성될 수 있다. 은 함유막(123)은 상술한 바와 같이 은 및/또는 은 합금을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1 투명 도전성 산화막(121), 은 함유막(123) 및 제2 투명 도전성 산화막(125)은 예를 들면, 스퍼터링(sputtering) 공정과 같은 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
도전막(120) 상에는 마스크 패턴(130)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제2 투명 도전성 산화막(125) 상에 포토레지스트 막을 형성한 후, 노광 및 현상 공정을 통해 상기 포토레지스트 막을 부분적으로 제거하여 마스크 패턴(130)을 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 식각액 조성물을 사용하여 도전막(120)을 식각하여 상부 도전 패턴(120a)을 형성할 수 있다. 상부 도전 패턴(120a)은 예를 들면, 하부 절연막(110) 상에 순차적으로 적층된 제1 투명 도전성 산화막 패턴(122), 은 함유 패턴(124) 및 제1 투명 도전성 산화막 패턴(126)을 포함할 수 있다.
상부 도전 패턴(120a)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 패드, 전극 또는 배선으로 활용될 수 있다. 저저항, 신호 전달 특성이 우수한 상대적으로 은 함유 패턴(124)을 내부식성이 우수한 제1 및 제2 투명 도전성 산화막 패턴들(122, 126) 사이에 형성함에 따라, 저저항 및 기계적, 화학적 신뢰성이 향상된 도전 패턴이 구현될 수 있다.
예를 들면, 상기 식각액 조성물은 인산, 질산, 초산, 유기산 등을 포함하는 산성계 조성물을 포함할 수 있다.
상술한 식각 공정에 의해 식각 잔류물이 생성될 수 있다. 예를 들면, 상기 식각 잔류물은 금속성 잔류물(50) 및 유기 잔류물(60)을 포함할 수 있다.
금속성 잔류물(50)은 도전막(120)에 대한 식각 공정으로부터 유래할 수 있다. 예를 들면, 금속성 잔류물(50)은 은 또는 은 이온이 산화되어 흡착 또는 부착된 은 산화물을 포함할 수 있다. 유기 잔류물(60)은 예를 들면, 마스크 패턴(130)에 포함된 포토레지스트 막 성분으로부터 유래할 수 있다.
상기 식각 잔류물은 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 절연막(110), 하부 도전 패턴(115) 및/또는 상부 도전 패턴(120a)의 표면들 상에 분포할 수 있다.
도 3을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 세정 조성물을 사용하여 상기 식각 잔류물을 세정, 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 세정 조성물은 예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 히드록시 알킬기 포함 암모늄 염 화합물을 포함하므로, 상기 식각 잔류물만을 선택적으로 포획하여 제거할 수 있다. 따라서, 세정 공정 중, 예를 들면, 알루미늄(Al)을 포함하는 하부 도전 패턴(115)의 표면 손상을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 하부 절연막(110)의 손상 역시 방지될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 세정 조성물은 부식 방지제를 더 포함하여, 하부 도전 패턴(115)의 표면 보호가 보다 효과적으로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 세정 조성물은 극성 유기 용매를 더 포함하여, 유기 잔류물(60) 세정 효과가 보다 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 마스크 패턴(30) 제거를 위한 애싱(ashing) 공정 및/또는 스트립(strip) 공정이 더 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 세정 공정을 포함한 도전 패턴 형성 방법은 예시적인 것이며, 상기 세정 조성물을 사용하여 화상 표시 장치, 터치 센서 등에 포함되며 향상된 전기적, 기계적, 화학적 특성을 갖는 각종 도전 패턴들을 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 세정 조성물은 OLED 장치, LCD 장치 등에 포함되는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판에 포함되는 각종 전극, 또는 유기 발광층 또는 액정층 상에 형성되는 반사 전극 형성 시, 식각 잔류물을 제거하기 위해 효과적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예들 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 및 비교예
하기의 표 1(실시예) 및 표 2(비교예)에 기재된 성분 및 함량(중량%)으로 세정 조성물을 제조하였다.
Figure PCTKR2019001151-appb-T000001
Figure PCTKR2019001151-appb-T000002
표 1 및 표 2에 기재된 구체적인 성분들은 하기와 같다
A) 세정제
HEMAH: 트리스(2-히드록시에틸)메틸 암모늄히드록사이드
HPMAH: 트리스(2-히드록시프로필)메틸 암모늄히드록사이드
TMAH: 테트라메틸 암모늄히드록사이드
TEAH: 테트라에틸 암모늄히드록사이드
CH: 콜린히드록사이드
B) 부식 방지제
B1: 메틸갈레이트
B2: 실세스퀴옥산
B3: 숙시닉아미드에스터
B4: 6-메틸-4,5,6,7-테트라히드로-1H-벤조[1,2,3]트리아졸
C) 극성 유기 용매
NMP: Ｎ-메틸피롤리돈
NEF: N-에틸포름아미드
EDG: 디에틸렌글리콜모노에틸에테르
AEE: 2-(2-아미노에톡시)에탄올
MAE: 2-(메틸아미노)에탄올
실험예
(1) 금속 잔류물 제거 특성
유리 기판 상에 은 도전막(1000 Å)을 증착하고, 인산 계열 식각액을 사용한 습식 식각 공정을 통해 패턴을 형성하여 상기 은 도전막 표면에 은 잔류물을 생성시켰다. 광학 현미경을 통하여 상기 은 잔류물의 파티클 수를 세고, 스프레이 세정기를 이용하여 표 1 및 표 2에 기재된 실시예 및 비교예의 세정 조성물을 1kgf/cm2, 30℃ 조건으로 분사하여 30초간 세정 처리를 수행하였다. 세정 공정 이후 잔류하는 파티클의 수를 세어 잔류물 제거력을 평가 하였다.
(2) 부식 방지 특성
유리 기판 상에 단일막으로서 알루미늄(Al) 막(1000 Å)을 증착하고, 실시예 및 비교예의 세정 조성물 내에 상기 상기 알루미늄 막이 형성된 기판을 30℃에서 30분간 침적시켰다. 이후, 식각된 알루미늄 막의 두께를 측정하여 식각속도를 계산하였다.
또한 티타늄(Ti), 구리(Cu), ITO 막이 각각 증착 된 기판들을 실시예 및 비교예의 세정 조성물 내에 30℃에서 10분간 침적하였다, 이후, 탈이온수 세정 및 건조를 수행하고, 주사 전자현미경(SEM, Hitach S-4700)을 이용하여 부식 정도를 평가하였다. 평가기준은 하기와 같다.
◎: 부식 관찰 안됨
○: 일부 미세 부식 관찰
△: 부식이 용이하게 관찰됨
×: 막의 절반 이상 면적에서 부식 관찰됨
(3) 유기 잔류물 제거 특성
기판 상에 ITO 막(1000 Å)을 증착하고, 상기 ITO막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 상기 포토레지스트 패턴이 잔류하는 상기 기판을 실시예 및 비교예의 세정 조성물 내에 30℃에서 1분간 침적시켰다. 이후. 탈이온수 세정 및 건조를 수행하고, 주사 전자현미경(SEM, Hitach S-4700)을 이용하여 유기물 잔류여부를 평가하였다. 평가기준은 하기와 같다.
◎: 유기 잔류물 관찰 안됨
○: 유기 잔류물 국소적으로 관찰
△: 유기 잔류물이 용이하게 관찰됨
×: 막의 절반 이상 면적에서 유기 잔류물 관찰됨
평가 결과는 하기의 표 3 및 표 4에 나타낸다.
Figure PCTKR2019001151-appb-T000003
Figure PCTKR2019001151-appb-T000004
표 3 및 표 4의 경우, 화학식 1로 표시된 세정제를 사용한 실시예들의 경우 우수한 금속 잔류물 제거 특성이 확보되면서 도전막들의 부식이 방지되었다. 또한, 부식 방지제 및 극성 유기 용매가 함께 사용되면서, 도전막 보호 및 유기 잔류물 제거 특성이 추가적으로 향상되었다.
반면, TMAH 또는 콜린 히드록사이드가 사용된 비교예들의 경우, Al 막의 식각 속도가 급격히 증가하면서, 구리막에 대한 부식도 심화되었다.

Claims (11)

  1. 3개의 히드록시 알킬기를 포함하는 암모늄 염 화합물을 포함하는 세정제; 및
    여분의 물을 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 세정제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2019001151-appb-I000003
    (화학식 1 중, R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임).
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 세정제는 트리스(2-히드록시에틸)메틸 암모늄 히드록사이드 또는 트리스(2-히드록시프로필)메틸 암모늄 히드록사이드 중 적어도 하나를 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 세정제의 함량은 조성물 총 중량 중 0.2 내지 1중량%인, 식각 잔류물 세정 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 부식 방지제 또는 극성 유기 용매 중 적어도 하나를 더 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 부식 방지제는 유기산 계 화합물, 유기산 아미드 에스테르계 화합물, 아졸계 화합물, 페놀계 화합물 및 갈레이트 계 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 극성 유기 용매는 알칸올 아민계 화합물, 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르 계 화합물, 피롤리돈 계 화합물, 알코올계 화합물, 이미다졸리디논 계 화합물, 락톤계 화합물, 설폭사이드계 화합물, 포스페이트 계 화합물, 카보네이트계 화합물 및 아미드계 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
  8. 청구항 5에 있어서, 조성물 총 중량 중,
    상기 세정제 0.2 내지 1중량%; 상기 부식 방지제 0.001 내지 3중량%; 상기 극성 유기 용매 20 내지 80중량%; 및 여분의 물을 포함하는, 식각 잔류물 세정 조성물.
  9. 기판 상에 도전막을 형성하는 단계;
    상기 도전막을 식각하여 도전 패턴을 형성하는 단계; 및
    청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 식각 잔류물 조성물을 사용하여 세정하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 도전막을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 순차적으로 제1 투명 도전성 산화막, 은 함유막 및 제2 투명 도전성 산화막을 형성하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 도전 패턴을 형성하기 전에 상기 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112442372A (zh) * 2019-09-04 2021-03-05 Sk新技术株式会社 蚀刻组合物，使用其蚀刻半导体器件的绝缘膜的方法以及制备半导体器件的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030033786A (ko) * 2001-10-25 2003-05-01 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 세정용 조성물
KR20050080729A (ko) * 2004-02-10 2005-08-17 삼성전자주식회사 반도체 기판용 세정액 조성물, 이를 이용한 세정 방법 및도전성 구조물의 제조 방법
KR20140003728A (ko) * 2012-06-26 2014-01-10 (주)네패스디스플레이 투명 전극 구조물을 가지는 윈도우 일체형 터치스크린 패널 및 그 제조 방법
KR20170032397A (ko) * 2014-07-18 2017-03-22 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 Cmp 후 세정 조성물 및 그와 관련된 방법
KR101730649B1 (ko) * 2009-09-07 2017-04-27 동우 화인켐 주식회사 유기계 포토레지스트 제거용 조성물

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102536249B1 (ko) 2016-07-15 2023-05-25 삼성디스플레이 주식회사 산화물 제거용 세정 조성물 및 이를 이용한 세정 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030033786A (ko) * 2001-10-25 2003-05-01 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 세정용 조성물
KR20050080729A (ko) * 2004-02-10 2005-08-17 삼성전자주식회사 반도체 기판용 세정액 조성물, 이를 이용한 세정 방법 및도전성 구조물의 제조 방법
KR101730649B1 (ko) * 2009-09-07 2017-04-27 동우 화인켐 주식회사 유기계 포토레지스트 제거용 조성물
KR20140003728A (ko) * 2012-06-26 2014-01-10 (주)네패스디스플레이 투명 전극 구조물을 가지는 윈도우 일체형 터치스크린 패널 및 그 제조 방법
KR20170032397A (ko) * 2014-07-18 2017-03-22 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 Cmp 후 세정 조성물 및 그와 관련된 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112442372A (zh) * 2019-09-04 2021-03-05 Sk新技术株式会社 蚀刻组合物，使用其蚀刻半导体器件的绝缘膜的方法以及制备半导体器件的方法
CN112442372B (zh) * 2019-09-04 2024-03-29 Sk新技术株式会社 蚀刻组合物，使用其蚀刻半导体器件的绝缘膜的方法以及制备半导体器件的方法

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