KR100781079B1 - Etching method of Aluminium panel - Google Patents

Abstract

본 발명은 IT 관련 제품의 제조 공정중 알루미늄 금속판의 에칭 방법에 관한 것으로, 알칼리용액(NaOH)으로 산화 알루미늄( Al₂O₃)을 에칭하는 단계; 산성용액(HCl)으로 알루미늄(Al)을 에칭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method of etching an aluminum metal plate during the manufacturing process of an IT related product, comprising: etching aluminum oxide (Al₂O₃) with an alkali solution (NaOH); Etching aluminum (Al) with an acid solution (HCl); characterized in that it comprises a.

본 발명에 의한 알루미늄 금속판의 에칭 방법은 종래의 산 또는 알칼리를 이용한 1단계 에칭 공정에 비해 선폭 감소로 인한 배선의 단락을 방지하고 미세회로의 에칭이 가능한 장점이 있다.The etching method of the aluminum metal plate according to the present invention has the advantage of preventing the short circuit of the wiring due to the line width reduction and etching of the microcircuit compared to the conventional one-step etching process using an acid or alkali.

습식 에칭, 알루미늄 에칭, 알루미늄 판재의 에칭방법 Wet etching, aluminum etching, etching method of aluminum sheet

Description

알루미늄 금속판의 에칭방법{Etching method of Aluminium panel}Etching method of aluminum panel

도 1은 본 발명에 의한 알루미늄 에칭 방법의 공정을 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the process of the aluminum etching method by this invention.

본 발명은 IT 관련 제품의 제조 공정 중에서 알루미늄 금속판의 에칭 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알칼리 용액과 산성 용액을 이용하여 2단계에 걸쳐서 에칭 공정을 수행하는 에칭 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an etching method of an aluminum metal plate in a manufacturing process of an IT related product, and more particularly, to an etching method of performing an etching process in two steps using an alkaline solution and an acidic solution.

최근 IT 관련 제품에 사용하기 위한 전극 및 게이트 배선 재료는 미세 가공에 있어서 보다 높은 정밀도를 가질것이 요구되고 있으며 이에 대해 저항이 더욱 낮은 금속 재료의 사용이 필요한데 이러한 저항이 낮은 금속 재료의 예로는 알루미늄 및 알루미늄 합금을 들 수있다.Recently, electrode and gate wiring materials for use in IT-related products are required to have a higher precision in fine processing, which requires the use of metal materials with lower resistance. Examples of the metal materials with low resistance include aluminum and Aluminum alloys.

이러한 금속의 박막을 가공하여 배선과 같은 미세구조의 패턴을 형성하기 위한 기법의 예로는 기판이나 웨이퍼의 금속 박막위에 레지스트를 도포한 후 노광 및 현상 단계를 거쳐 패턴을 형성시킨 후 필요한 부분만 남기고 필요없는 부분의 박막을 화학적 또는 물리적 반응으로 제거하는 에칭 기법이 있으며 이는 일반적으로 플 라즈마를 이용한 건식 에칭 기법과 에칭용액을 사용하는 습식 에칭 기법으로 나누어 진다.An example of a technique for forming a microstructured pattern such as wiring by processing a thin film of metal is to apply a resist on a thin metal film of a substrate or wafer, and then to form a pattern through an exposure and development step, leaving only necessary parts. There are etching techniques to remove the thin film by chemical or physical reaction, which are generally divided into dry etching technique using plasma and wet etching technique using etching solution.

플라즈마를 이용한 건식 에칭 기법에 비하여 습식 에칭 기법은 선택성이 높고 대량 처리가 가능하므로 생산성이 높고 장치 등의 비용이 매우 저렴하며 에칭 도중 오염과 손상에 의한 반도체 장치의 열화가 적다는 장점이 있으며 이러한 이유로 박막 패턴 생성을 위한 공정으로서 빈번하게 사용되어 왔으며 알루미늄 판재의 에칭에 있어서도 많이 이용되어 왔다.Compared to the dry etching method using plasma, the wet etching method has the advantages of high selectivity, high throughput, high productivity, low cost of equipment, and less deterioration of semiconductor devices due to contamination and damage during etching. It has been frequently used as a process for generating thin film patterns and has been widely used for etching aluminum sheets.

그런데 종래의 알루미늄 판재의 습식 에칭은 알칼리 에칭이나 산 에칭의 단일 방법으로 행하여 졌으며 이는 다음과 같은 문제점이 있었다.By the way, the conventional wet etching of aluminum sheet was performed by a single method of alkali etching or acid etching, which had the following problems.

종래의 에칭 방법중 알칼리 에칭 방법만으로 알루미늄을 에칭할 경우 회로의 간격이나 회로의 폭이 미세한(50-200 마이크로) 경우 양호한 품질의 에칭이 불가능하였다. 그이유는 일반적으로 알루미늄 금속의 특징은 자연 상태에서는 알루미늄 금속의 표면이 공기중의 산소와 반응해서 알루미늄(Al)이 산화 알루미늄( Al₂O₃)으로 변화되는데 이러한 산화 알루미늄이 알칼리와 반응할 때의 반응조건과 산화 알루미늄의 반응이 종결된 후 알루미늄과의 반응조건이 서로 다르기 때문이다. 또한 에칭 시간이 길어지면 알칼리에 의해 포토 레지스트가 녹거나 탈리되어 에칭하지 말아야 할 부분까지 에칭이 되어 선폭의 감소나 배선의 단락을 가져온다.In the case of etching the aluminum only by the alkaline etching method of the conventional etching method, the etching of good quality was impossible when the circuit spacing or the circuit width was minute (50-200 micro). The reason for this is that aluminum metal is generally characterized by its surface reacting with oxygen in the air in the natural state, so that aluminum (Al) is converted into aluminum oxide (Al₂O₃). This is because the reaction conditions with aluminum are different after the reaction of aluminum oxide is terminated. If the etching time is prolonged, the photoresist is melted or detached by alkali, and the etching is performed to a portion which should not be etched, resulting in a decrease in line width or short circuit.

한편, 산 에칭 방법만으로는 산화 알루미늄이 산과의 반응 속도가 느려 서서히 반응이 진행되다가 산화 알루미늄의 반응이 종료된 후 알루미늄과의 반응은 급속히 진행되기 때문에 동일 반응조건(농도, 온도, 기타)하에서는 양호한 상태의 에 칭을 기대할수 없다.On the other hand, in the acid etching method, aluminum oxide reacts slowly with the acid, and the reaction proceeds gradually. After the reaction of aluminum oxide is finished, the reaction with aluminum proceeds rapidly. Therefore, under the same reaction conditions (concentration, temperature, etc.), a good state is obtained. You cannot expect to be etched.

따라서 양호한 상태의 미세회로 에칭을 원한다면 알루미늄 금속판의 두께, 금속의 조성, 회로의 모양, 회로의 폭, 회로의 간격 등 여러 가지 조건에 따라 가장 적절한 에칭 조건을 부여해야만 했다.Therefore, if a fine circuit etching in a good state is desired, the most appropriate etching conditions have to be given according to various conditions such as the thickness of the aluminum metal plate, the composition of the metal, the shape of the circuit, the width of the circuit, and the distance between the circuits.

이러한 문제점을 보완하기 위해 1차로 에칭 용액을 이용하여 습식 에칭을 하고 2차로 건식 에칭하는 방법이 있으나 이처럼 습식 및 건식 에칭 공정을 모두 사용하는 것은, 공정이 복잡하여 생산성 및 비용적인 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 제품 손상 등의 문제점이 여전히 잔존하고 있었다.In order to solve this problem, there is a method of wet etching using an etching solution as a primary and dry etching as a secondary method, but using both wet and dry etching processes is disadvantageous in terms of productivity and cost due to the complexity of the process. However, problems such as product damage still remained.

한편, 최근들어 무선주파수 식별(Radio Frequency Identification:RFID) 시스템을 이용한 물류관리나 재고관리등의 소비가 비약적으로 증가하고 있으며 이러한 RFID 시스템은 안테나에서 지속적으로 전파를 발산하고 아이디와 데이터가 저장된 카드(RFID TAG)가 그 전파범위 안에 들어가면 자신이 지니고 있는 아이디와 데이터를 안테나로 전송하는 방식으로 이루지게 된다.On the other hand, the consumption of logistics and inventory management using the Radio Frequency Identification (RFID) system has recently increased dramatically. Such an RFID system continuously radiates radio waves from an antenna and stores a card (ID and data). When the RFID TAG is within the radio range, the ID and data of the RFID tag are transmitted to the antenna.

이때 RFID 안테나선은 종래에는 일반적으로 동선이 사용되어 왔으나 최근들어 이러한 동선 안테나를 알루미늄 재질로 대체하여 제조원가를 줄이고 사용이 편리한 RFID 안테나가 실시되고 있으나 상기한 에칭 과정에서의 문제는 여전히 잔존하고 있었다.At this time, copper wires have been generally used in the RFID antenna line, but recently, the RFID antenna has been replaced with an aluminum material to reduce the manufacturing cost and easy to use the RFID antenna. However, the problem in the etching process still remains.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 알루미늄 금속 표면에 존재하는 산화 알루미늄을 알칼리(NaOH) 용액으로 먼저 반응시키고 세정하여 잔존하는 알칼리를 제거한 후 산성(HCl) 용액으로 알루미늄과 반응 시킴으로써 동일한 반응 조건을 유지한 채 양호한 에칭 조건으로 고품질의 알루미늄 미세회로의 에칭 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, the aluminum oxide present on the aluminum metal surface first reacted with an alkali (NaOH) solution and washed to remove the remaining alkali and then reacted with aluminum with an acidic (HCl) solution. It is an object of the present invention to provide a method for etching a high quality aluminum microcircuit under good etching conditions while maintaining the same reaction conditions.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 알루미늄 금속판의 에칭에 있어서 알루미늄 금속 표면에 존재하는 산화 알루미늄을 알칼리(NaOH) 용액으로 에칭하는 제1 에칭단계; 잔존하는 알칼리(NaOH) 용액을 제거하는 제1 세정단계; 산성(HCl) 용액으로 알루미늄과 반응시켜 에칭하는 제2 에칭단계; 및 잔존하는 산성(HCl) 용액을 제거하는 제2 세정단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 에칭 방법을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention includes a first etching step of etching aluminum oxide present on the aluminum metal surface with an alkali (NaOH) solution in the etching of the aluminum metal plate; A first cleaning step of removing the remaining alkali (NaOH) solution; A second etching step of etching by reacting with aluminum with an acidic (HCl) solution; And a second cleaning step of removing the remaining acidic (HCl) solution.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 알루미늄 에칭 방법의 공정을 도시한 도면이다.1 is a view showing a step of the aluminum etching method according to the present invention.

본 발명에 의한 알루미늄 판재의 에칭은 알칼리(NaOH) 용액을 이용한 1단계 에칭 후에 세정을하고 다시 산성 용액을 이용한 2단계 에칭을 한후 세정하는 것을 특징으로 한다.The etching of the aluminum sheet according to the present invention is characterized in that the cleaning is performed after the first step etching using an alkali (NaOH) solution and the second step etching using an acidic solution again.

이와 같은 에칭을 위하여 본 발명에 의한 에칭 방법은 도1에 도시한 바와같이 제1 에칭단계, 제1 세정단계, 제2 에칭단계 및 제2 세정단계로 구성된다.The etching method according to the present invention for such etching is composed of a first etching step, a first cleaning step, a second etching step and a second cleaning step as shown in FIG.

상기 제1 에칭 단계는 알칼리 용액, 특히 가성소다(NaOH) 15-23 wt%(중량비) 또는 3-18 volume%(부피비) 용액에 알루미늄 금속판을 담그고 5-15초 동안 반응시켜 알루미늄 금속판 표면의 산화 알루미늄을 에칭하는 단계이다.The first etching step is performed by immersing the aluminum metal plate in an alkaline solution, particularly caustic soda (NaOH) 15-23 wt% (weight ratio) or 3-18 volume% (volume ratio) solution and reacting for 5-15 seconds to oxidize the surface of the aluminum metal plate. Etching aluminum.

또한, 상기 제1 세정 단계는 제1 에칭단계에서 생성되는 이물질과 잔존하는 알칼리(NaOH) 용액을 제거하기 위한 공정이다.In addition, the first cleaning step is a process for removing the foreign matter and the alkali (NaOH) solution remaining in the first etching step.

또한, 상기 제2 에칭 단계는 산성용액 특히, 염산(HCl) 20-25 wt%(중량비) 또는 18-22 volume%(부피비) 용액에 알루미늄 금속판을 담그고 10-20초 동안 반응시켜 알루미늄을 에칭하는 단계이다.In the second etching step, the aluminum metal plate is immersed in an acidic solution, particularly, 20-25 wt% (weight ratio) or 18-22 volume% (volume ratio) solution of hydrochloric acid (HCl) and reacted for 10-20 seconds to etch aluminum. Step.

또한, 상기 제2 세정 단계는 제2 에칭단계에서 알루미늄 금속판의 표면에 생성되는 이물질과 잔존하는 산성(HCl) 용액을 제거하기 위한 공정이다.In addition, the second cleaning step is a process for removing foreign matter and acid (HCl) solution remaining on the surface of the aluminum metal plate in the second etching step.

한편 본 발명의 에칭 방법으로는 에칭 하고자 하는 상태에 따라 살포, 분무, 침지, 흘리기등을 예로 들수 있으며 에칭 공정시의 온도는 에칭 하고자 하는 상태에 따라 다르나 일반적으로 25 ~ 45℃ 정도이며 에칭 시간은 종래의 1단계(알칼리 또는 산을 이용한) 에칭 시간 보다 짧은 수 십초 이다. Meanwhile, the etching method of the present invention may be spraying, spraying, dipping, or shedding depending on the state to be etched, and the temperature during the etching process may vary depending on the state to be etched. It is several tens of seconds shorter than the conventional one step (using alkali or acid) etching time.

한편 본 발명에 따른 알루미늄의 에칭 방법을 RFID 안테나에 적용함으로써 기존의 알루미늄 안테나 제조시 상기한 알루미늄의 에칭이 원활하게 이루어지지 않던 문제를 해결할 수 있다. Meanwhile, by applying the aluminum etching method according to the present invention to the RFID antenna, it is possible to solve the problem that the aluminum is not smoothly etched when manufacturing the existing aluminum antenna.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention has been described by way of example only, and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 알루미늄 금속판의 에칭 방법은 종래의 산성 용액 또는 알칼리 용액을 이용한 1단계 에칭 공정에 비해 선폭 감소로 인한 배선의 단락을 방지하고 미세회로의 에칭이 가능한 장점이 있다.As described above, the etching method of the aluminum metal plate according to the present invention has the advantage of preventing the short circuit of the wiring due to the line width reduction and etching of the microcircuit compared to the conventional one-step etching process using an acidic or alkaline solution.

또한 본 발명에 의한 알루미늄 금속판의 에칭 방법은 박막 증착시 사용되는 재질의 종류를 용도에 맞게 여러 가지를 사용할 수 있어 원가 절감과 품질 향상을 가져 올 수 있다.In addition, the etching method of the aluminum metal plate according to the present invention can be used in various ways depending on the type of material used for thin film deposition can bring cost reduction and quality improvement.

Claims (6)

IT 관련 제품의 제조 공정중 알루미늄 금속판의 에칭 방법에 있어서,In the etching method of the aluminum metal plate during the manufacturing process of IT related products, 알칼리 용액으로 알루미늄 금속판 위의 산화 알루미늄을 에칭하는 제1 에칭 단계;A first etching step of etching aluminum oxide on the aluminum metal plate with an alkaline solution; 상기 제1 에칭 단계에서 생성되는 이물질과 잔존하는 알칼리 용액을 제거하기 위한 제1 세정 단계;A first cleaning step for removing the foreign matter and the alkaline solution remaining in the first etching step; 산성 용액으로 알루미늄 금속판의 알루미늄을 에칭하는 제2 에칭 단계; 및A second etching step of etching aluminum of the aluminum metal plate with an acidic solution; And 상기 제2 에칭 단계에서 생성되는 이물질과 잔존하는 산성 용액을 제거하기 위한 제2 세정 단계를 포함하고,A second cleaning step for removing foreign matters generated in the second etching step and the remaining acid solution; 상기 제1 에칭단계는 15-23 wt% 또는 3-18 volume%의 NaOH 용액으로 30-45℃의 온도에서 5-15초 동안 반응 시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 금속판의 에칭 방법 The first etching step is a method of etching an aluminum metal plate, characterized in that the reaction for 15 to 23 wt% or 3-18 volume% NaOH solution at a temperature of 30-45 ℃ for 5-15 seconds. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제2 에칭단계는 The method of claim 1, wherein the second etching step 20-25 wt% 또는 18-22 volume%의 HCl 용액으로 30-45℃의 온도에서 10-20초 동안 반응 시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 금속판의 에칭 방법Etching method of aluminum metal sheet, characterized in that the reaction for 20-20 wt% or 18-22 volume% HCl solution at a temperature of 30-45 ℃ for 10-20 seconds 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 에칭 방법은 The method of claim 1 or 3, wherein the etching method 살포, 분무, 침지 또는 흘리기 방법인 것을 특징으로 하는 알루미늄 금속판의 에칭 방법Etching method of aluminum metal plate, characterized in that the spraying, spraying, dipping or spilling method 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 에칭 방법은 The method of claim 1 or 3, wherein the etching method 알루미늄의 두께, 종류, 배선 간격 등의 조건에 따라 알칼리 용액 또는 산성 용액의 농도, 시간 및 온도가 달라지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 금속판의 에칭 방법Etching method of an aluminum metal plate, characterized in that the concentration, time and temperature of the alkaline solution or acidic solution varies depending on the conditions such as the thickness, type, wiring spacing of aluminum. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 에칭 방법은 The method of claim 1 or 3, wherein the etching method RFID 안테나 제조에 사용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 금속판의 에칭 방법Etching method of the aluminum metal plate, characterized in that used in the manufacture of RFID antenna

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