KR101777415B1 - Etching solution composition for metal layer comprising copper and titanium - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과황산염, 함불소화합물, 무기산, 고리형 아민 화합물, 함염소 화합물, 인산염 및 물을 포함하는 금속막용 식각액 조성물, 특히 구리와 티타늄을 포함하는 금속막에 대한 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etchant composition for a metal film comprising a persulfate, a fluorine compound, an inorganic acid, a cyclic amine compound, a chlorine compound, a phosphate and water, and particularly to a metal film comprising copper and titanium.
Description
본 발명은 반도체 장치 및 평판표시장치, 특히 TFT의 게이트, 소스/드레인 배선 및 전극으로 사용되는 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a flat panel display, and more particularly, to an etchant composition for a metal film containing copper and titanium, which is used for gate, source / drain wiring and electrodes of a TFT.
일반적으로 반도체장치 및 평판표시장치에서 기판 위에 금속배선을 형성하는 과정은 스퍼터링에 의한 금속막 형성공정; 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정; 및 식각공정에 의한 단계로 구성되며, 개별적인 단위 공정 전후의 세정공정 등을 포함한다.Generally, a process of forming a metal wiring on a substrate in a semiconductor device and a flat panel display device includes a metal film formation process by sputtering; A photoresist forming step in a selective region by photoresist application, exposure and development; And an etching process, and includes a cleaning process before and after the individual unit process.
상기 식각공정은 포토레지스트를 마스크로 사용하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식 식각 또는 식각액을 사용하는 습식 식각이 사용된다.The etching process refers to a process of leaving a metal film in a selective region by using a photoresist as a mask. Typically, dry etching using plasma or wet etching using an etching solution is used.
근래 들어, 반도체장치나 평판표시장치에서 금속배선의 저항이 주요한 관심사로 떠오르고 있다. 저항은 RC 신호지연을 유발하는 주요 인자이므로, 평판표시장치에서 패널 크기를 증가시키고 고해상도를 실현하는데 있어 매우 중요하다.In recent years, the resistance of metal wiring has become a major concern in semiconductor devices and flat panel displays. Since resistance is a major factor in causing RC signal delay, it is very important to increase the panel size and achieve high resolution in flat panel displays.
평판표시장치에서 필수적으로 요구되는 RC 신호지연의 감소를 실현하기 위해서는 저저항의 물질개발이 필수적이며, 종래에 주로 사용되었던 크롬(Cr 비저항: 12.7 x 10-8 Ωm), 몰리브덴(Mo 비저항: 5 x 10-8 Ωm), 알루미늄(Al 비저항: 2.65 x 10-8 Ωm) 및 이들의 합금은 대형 TFT LCD에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 이용하기 어려운 실정이다.In order to realize a reduction in the RC delay signal which is essentially required in the flat panel display device, and the essential material development of low resistance, mainly used was chromium (Cr resistivity: 12.7 x 10 -8 Ωm) in the art, molybdenum (Mo resistivity: 5 x 10 -8 Ωm), aluminum (Al resistivity: 2.65 × 10 -8 Ωm), and alloys thereof are difficult to be used for gate and data wiring used in a large-sized TFT LCD.
이와 같은 배경하에서, 새로운 저저항 금속막 중 하나인 구리막에 대한 관심이 높다. 구리막은 알루미늄막이나 크롬막보다 저항이 현저하게 낮고, 환경적으로도 큰 문제가 없는 장점이 있는 것으로 알려져 있기 때문이다. 그러나, 구리막은 포토레지스트를 도포하고 패터닝하는 공정상 어려운 점들이 많으며, 실리콘 절연막과의 접착력이 나쁜 단점이 발견되었다.Under these circumstances, interest in copper films, one of the new low resistance metal films, is high. Copper films are known to have a lower resistance than aluminum and chrome films, and are environmentally benign. However, the copper film has many disadvantages in the process of applying and patterning the photoresist, and has a disadvantage that the adhesion to the silicon insulating film is poor.
이에 따라, 저저항 구리 단일막의 단점을 보완하는 다중 금속막에 대한 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서도 특히 각광받는 물질이 구리-티타늄 이중막이다. Accordingly, studies on multi-metal films that complement the disadvantages of the low-resistance copper single films are under way, and among them, the copper-titanium double films are particularly popular.
하지만 구리-티타늄 이중막을 식각하기 위해서는 각 층마다 다른 식각액 조성물을 이용해야 하는 문제점이 있다. 특히 구리를 포함하는 금속막을 식각하기 위해서는, 과수계 또는 옥손계 식각액 조성물이 주로 이용되는데, 과수계 식각액 조성물의 경우 식각액 조성물이 분해되거나 경시(aging)에 의해 불안정한 단점이 있고, 옥손(OXONE)계 식각액 조성물의 경우 식각 속도가 느리고 경시에 의해 불안정한 단점이 있다.However, in order to etch the copper-titanium double film, it is necessary to use different etchant compositions for each layer. Particularly, in order to etch a metal film containing copper, a peroxide-based or oxone-based etchant composition is mainly used. In the case of the hydrous etchant composition, the etchant composition is disassembled or unstable due to aging, The etchant composition has a disadvantage in that the etching rate is slow and unstable due to aging.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구리 및 티타늄을 포함하는 금속막에 대하여 우수한 식각 특성 및 매수경시 특성을 구현할 수 있는 식각액 조성물을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide an etchant composition capable of realizing an excellent etching property and a number-of-second-time characteristics with respect to a metal film containing copper and titanium.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 과황산염, 함불소화합물, 무기산, 고리형 아민 화합물, 함염소 화합물, 인산염 및 물을 포함하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an etchant composition for a metal film comprising copper and titanium, comprising persulfate, fluorine compound, inorganic acid, cyclic amine compound, chlorine compound, phosphate and water.
본 발명의 식각액 조성물은 바람직하게는 조성물 총 중량에 대하여, 과황산염 5~20중량%; 함불소화합물 0.01~2중량%; 무기산 1~10중량%; 고리형 아민 화합물 0.3~5중량%; 함염소 화합물 0.1~5중량%; 인산염 0.1~5중량%; 및 물 잔량을 포함한다.The etchant composition of the present invention preferably comprises, based on the total weight of the composition, from 5 to 20% by weight persulfate; 0.01 to 2% by weight of a fluorine compound; 1 to 10% by weight of inorganic acid; 0.3 to 5% by weight of a cyclic amine compound; 0.1 to 5% by weight of a chlorine compound; 0.1 to 5% by weight of phosphate; And water balance.
본 발명의 식각액 조성물은 구리와 티타늄을 포함하는 금속막, 예를 들어 Cu/Ti 구조의 이중막을 일괄 습식 식각할 수 있어서, 식각 공정의 간소화 및 생산성 향상 효과를 제공할 수 있다.The etchant composition of the present invention can simultaneously wet etch a metal film including copper and titanium, for example, a double film of a Cu / Ti structure, thereby simplifying the etching process and improving the productivity.
또한, 본 발명의 식각액 조성물을 이용하면 빠른 식각 속도를 구현할 수 있고, 균일한 에칭이 가능하여 우수한 식각 특성을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 매수경시 진행 시에, 메탈 용해에 의해 약액 중의 메탈 이온이 증가함으로 인해 발생할 수 있는 테이퍼 각의 변화를 효과적으로 방지하여, 일정한 프로파일을 유지할 수 있다.In addition, when the etching solution composition of the present invention is used, a high etching rate can be achieved, uniform etching can be performed and an excellent etching property can be provided, and at the same time, metal ions in the chemical solution It is possible to effectively prevent the change in the taper angle, which can be caused by the increase of the taper angle, to maintain a constant profile.
또한 본 발명의 식각액 조성물은 장비를 손상시키지 않으며, 식각 시에도 고가의 장비 구성이 필요하지 않고, 대면적화에 유리하여 매우 경제적인 이점을 제공할 수 있다.In addition, the etching composition of the present invention does not damage the equipment and does not require an expensive equipment structure even when etching, and is advantageous in large-scale and can provide a very economical advantage.
또한 본 발명의 식각액 조성물은 구리와 티타늄을 포함하는 금속막 이외에도, 화소전극으로 사용되는 IZO 또는 a-ITO를 식각할 수 있다. 본 발명의 식각액 조성물은 구리와 티타늄을 포함하는 금속막이 소스/드레인 전극으로 사용되고, 화소전극으로 IZO 또는 a-ITO가 사용될 경우, 소스/드레인 전극과 화소전극을 일괄적으로 식각할 수 있다.In addition to the metal film containing copper and titanium, the etching solution composition of the present invention can also etch IZO or a-ITO used as a pixel electrode. In the etchant composition of the present invention, a metal film including copper and titanium is used as a source / drain electrode, and when IZO or a-ITO is used as a pixel electrode, the source / drain electrode and the pixel electrode can be collectively etched.
또한 본 발명의 식각액 조성물은 과산화수소 및/또는 옥손을 포함하지 않고도 구리에 대하여 빠른 식각 속도를 구현할 수 있다.In addition, the etchant composition of the present invention can achieve a rapid etch rate with respect to copper without containing hydrogen peroxide and / or oxone.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail.
본 발명은 과황산염, 함불소화합물, 무기산, 고리형 아민 화합물, 함염소 화합물, 인산염 및 물을 포함하는 금속막용 식각액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an etching solution composition for a metal film comprising a persulfate, a fluorine compound, an inorganic acid, a cyclic amine compound, a chlorine compound, a phosphate and water.
본 발명에서 구리와 티타늄을 포함하는 금속막은, 예를 들면 구리계 금속막과 티타늄계 금속막을 포함하는 다중막이다. 상기 구리계 금속막은 구리막 또는 구리 합금막을 의미하며, 예컨대 CuN, CuO, Cu-Al 합금막 등을 들 수 있다. 상기 티타늄계 금속막은 티타늄막 또는 티타늄 합금막을 의미하며, 예컨대 Ti막, Mo-Ti 합금막 등을 들 수 있다.In the present invention, the metal film containing copper and titanium is, for example, a multilayer film including a copper-based metal film and a titanium-based metal film. The copper-based metal film means a copper film or a copper alloy film, and examples thereof include CuN, CuO, and Cu-Al alloy films. The titanium-based metal film means a titanium film or a titanium alloy film, and examples thereof include a Ti film and an Mo-Ti alloy film.
상기 구리계 금속막과 티타늄계 금속막을 포함하는 다중막은 예컨대, 구리계 금속막을 하부막으로 하고, 티타늄계 금속막을 상부막으로 하는 "티타늄계 금속막/구리계 금속막", 티타늄계 금속막을 하부막으로 하고, 구리계 금속막을 상부막으로 하는 "구리계 금속막/티타늄계 금속막"의 이중막을 포함하며, 또한 티타늄계 금속막/구리계 금속막/티타늄계 금속막 또는 구리계 금속막/티타늄계 금속막/구리계 금속막처럼 구리계 금속막과 티타늄계 금속막이 교대로 적층된 3중막 이상의 다중막의 경우도 포함한다.The multi-layer film including the copper-based metal film and the titanium-based metal film includes, for example, a "titanium-based metal film / copper-based metal film" in which a copper- Based metal film / titanium-based metal film "which has a copper-based metal film as an upper film and a double-layered film of a titanium-based metal film / a copper-based metal film / a titanium- And a multi-layered film of a triple-layered film in which a copper-based metal film and a titanium-based metal film are alternately stacked, such as a titanium-based metal film / a copper-based metal film.
이러한 다중막은 막의 상부에 배치되는 막이나 하부에 배치되는 막을 구성하는 물질 또는 상기 막들과의 접합성(adhesion) 등을 복합적으로 고려하여 다중막의 구조를 형성할 수 있다. 또한, 구리계 금속막과 티타늄계 금속막은 각각 서로의 두께가 한정되지 않고, 다양한 조합이 가능하다. 예를 들어 구리계 금속막의 두께가 티타늄계 금속막의 두께보다 크게 형성될 수도 있고, 작게 형성될 수도 있다. Such a multi-layer structure can form a multi-layer structure by considering a film disposed on the upper portion of the film or a substance constituting the film disposed on the lower portion or an adhesion with the films. The thicknesses of the copper-based metal film and the titanium-based metal film are not limited to each other, and various combinations are possible. For example, the thickness of the copper-based metal film may be larger than the thickness of the titanium-based metal film, or may be formed smaller.
한편 본 발명의 식각액 조성물은 구리와 티타늄을 포함하는 금속막 이외에도, 화소전극으로 사용되는 IZO 또는 a-ITO를 통합 식각할 수 있는 장점이 있다. In addition, the etchant composition of the present invention has an advantage that IZO or a-ITO, which is used as a pixel electrode, can be integratedly etched in addition to a metal film including copper and titanium.
이러한 본 발명의 과황산염, 함불소화합물, 무기산, 고리형 아민 화합물, 함염소 화합물, 인산염 및 물을 포함하는 식각액 조성물은 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조가 가능하며, 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.The etching solution composition comprising the persulfate, fluorine compound, inorganic acid, cyclic amine compound, chlorine compound, phosphate and water of the present invention can be produced by a conventionally known method, .
본 발명에서, 과황산염은 구리계 금속막을 식각하는 주산화제의 역할을 한다. 상기 과황산염으로는 특별히 제한은 없으나, 예를 들면 과황산암모늄(APS), 과황산소다(SPS), 과황산칼륨(PPS) 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. In the present invention, the persulfate serves as a peroxidizing agent for etching the copper-based metal film. The persulfate is not particularly limited, and for example, ammonium persulfate (APS), sodium persulfate (SPS), and potassium persulfate (PPS) may be used alone or in combination of two or more.
이러한 과황산염은 본 발명의 조성물 총 중량에 대하여 5~20 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 7~18 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 과황산염이 상술한 범위로 포함되면, 구리계 금속막이 적정량으로 식각되고, 식각 프로파일도 우수해진다.The persulfate is preferably contained in an amount of 5 to 20% by weight, more preferably 7 to 18% by weight based on the total weight of the composition of the present invention. When the persulfate is included in the above-described range, the copper-based metal film is etched in an appropriate amount, and the etching profile is also excellent.
본 발명에서, 함불소화합물은 티타늄계 금속막, IZO 또는 a-ITO를 식각하는 주성분으로 작용한다. 상기 함불소 화합물은 불소이온 또는 다원자 불소이온으로 해리될 수 있는 화합물이면 어느 것이든 제한이 없으나, 예를 들면 불화암모늄, 불화나트륨, 불화칼륨, 중불화암모늄, 중불화나트륨, 중불화칼륨 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. In the present invention, the fluorine compound functions as a main component for etching the titanium-based metal film, IZO or a-ITO. The fluorinated compound may be any compound that can dissociate into fluorine ion or polyatomic fluorine ion, but examples thereof include ammonium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, ammonium fluoride, sodium fluoride, potassium bromide, etc. May be used alone or in combination of two or more.
이러한 함불소화합물은 본 발명의 조성물 총 중량에 대하여 0.01~2 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 0.05~1중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 함불소화합물이 0.01 중량% 미만으로 포함되면, 티타늄계 금속막의 식각속도가 저하되어 잔사가 발생할 수 있으며, 2 중량%를 초과하여 포함되면, 유리 등의 기판과 실리콘을 포함하는 절연막에 손상을 입힐 수 있다.The content of the fluorinated compound is preferably 0.01 to 2% by weight, more preferably 0.05 to 1% by weight based on the total weight of the composition of the present invention. If the fluorinated compound is contained in an amount of less than 0.01% by weight, the etching rate of the titanium-based metal film may be lowered to cause a residue, and if it exceeds 2% by weight, .
본 발명에서, 무기산은 구리계 금속막을 산화 및 식각하고, 티타늄계 금속막을 산화시키는 역할을 한다. 상기 무기산으로는 특별히 제한이 없으나, 예컨대 질산, 황산, 인산, 과염소산 등을 들 수 있고, 이들을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.In the present invention, the inorganic acid oxidizes and etches the copper-based metal film and oxidizes the titanium-based metal film. The inorganic acid is not particularly limited, and examples thereof include nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and perchloric acid, and these may be used alone or in combination of two or more.
이러한 무기산은 본 발명의 조성물 총 중량에 대하여 1~10 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 2~7중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 만약 무기산이 1 중량% 미만으로 포함되면, 식각속도가 저하되어 식각 프로파일에 불량이 발생할 수 있으며, 잔사가 발생할 수 있다. 또한 10 중량%를 초과하여 포함되면, 과식각 및 포토레지스트 크랙(crack)이 발생하여 약액 침투에 의해 배선이 단락될 수 있다.The inorganic acid is preferably contained in an amount of 1 to 10% by weight, and more preferably 2 to 7% by weight based on the total weight of the composition of the present invention. If the inorganic acid is contained in an amount of less than 1% by weight, the etching rate may be lowered and the etching profile may be deteriorated, and residues may be generated. If it is contained in an amount exceeding 10% by weight, an overeating angle and a photoresist crack may be generated, and the wiring may be short-circuited by the penetration of the chemical liquid.
본 발명에서, 고리형 아민 화합물은 구리계 금속막을 식각 시 프로파일을 형성하는 역할을 한다. 상기 고리형 아민 화합물로는 특별히 제한이 있는 것은 아니나, 아졸 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 5-아미노테트라졸, 톨리트리아졸, 벤조트리아졸, 메틸벤조트리아졸, 이미다졸 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.In the present invention, the cyclic amine compound serves to form a profile upon etching the copper-based metal film. The cyclic amine compound is not particularly limited, but an azole compound is preferably used. For example, 5-aminotetrazole, tolythriazole, benzotriazole, methylbenzotriazole, imidazole, etc. may be used singly or in combination of two or more.
이러한 고리형 아민 화합물은 본 발명의 조성물 총 중량에 대하여, 0.3~5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 0.5~3 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상술한 범위로 포함되면, 적당한 구리 식각율과 테이퍼 각(Taper angle)을 형성하고, 사이드 에칭량을 조절하는 효과가 있다.Such a cyclic amine compound is preferably contained in an amount of 0.3 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight based on the total weight of the composition of the present invention. When it is included in the above-mentioned range, it is effective to form an appropriate copper etching rate and a taper angle and to adjust the side etching amount.
본 발명에서, 함염소화합물은 구리계 금속막을 식각하는 보조 산화제의 역할을 한다. 상기 함염소화합물은 염소 이온으로 해리될 수 있는 화합물을 의미하며, 예컨대 염산(HCl), 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화암모늄(NH4Cl) 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.In the present invention, the chlorine compound acts as a co-oxidant for etching the copper-based metal film. The chlorinated compound refers to a compound capable of dissociating into chlorine ions. Examples of the chlorinated compound include hydrochloric acid (HCl), sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl) and ammonium chloride (NH 4 Cl) Can be used.
이러한 함염소화합물은 본 발명의 조성물 총 중량에 대하여 0.1~5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 0.5~3 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상술한 범위로 포함되면, 테이퍼 각을 보다 효과적으로 형성하는 효과가 있다.Such a chlorine compound is preferably contained in an amount of 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight based on the total weight of the composition of the present invention. With the above range, there is an effect that the taper angle is more effectively formed.
본 발명에서 인산염은 매수경시가 진행될 시에 식각된 구리의 테이퍼 각을 일정하게 유지시켜 좋은 프로파일을 형성하는 역할을 한다. 상기 인산염으로는 특별히 제한은 없으나, 예를 들면 인산암모늄, 인산나트륨, 인산칼륨 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.In the present invention, the phosphate acts to form a good profile by keeping the taper angle of the etched copper at a constant level as the number of steps is increased. The phosphate is not particularly limited, and for example, ammonium phosphate, sodium phosphate, potassium phosphate, etc. may be used alone or in combination of two or more.
이러한 인산염은 본 발명의 조성물 총 중량에 대하여 0.1~5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 0.5~3 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 인산염이 상술한 범위로 포함되면, 매수경시의 진행 시에 메탈 용해에 의해 발생할 수 있는 테이퍼 각의 변화를 효과적으로 방지하여, 일정하면서도 우수한 식각 프로파일을 얻을 수 있다. Such phosphates are preferably contained in an amount of 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight based on the total weight of the composition of the present invention. When the phosphate is included in the above-mentioned range, it is possible to effectively prevent the change of the taper angle, which may be caused by the dissolution of the metal in the course of the elapse of a certain number of times, and to obtain a constant and excellent etching profile.
본 발명에서, 물은 탈이온수를 의미한다. 상기 물로는 반도체 공정용을 사용하는 것이 좋고, 바람직하게는 18 ㏁/cm 이상의 물을 사용한다. 상기 물은 본 발명의 식각액 조성물의 총 중량이 100중량%가 되도록 잔량 포함된다.In the present invention, water means deionized water. The water is preferably used for semiconductor processing, and preferably water of 18 M? / Cm or more is used. The water content is such that the total weight of the etchant composition of the present invention is 100% by weight.
또한 본 발명의 식각액 조성물은 상기에 언급한 성분들 외에 식각조절제, 계면활성제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 등 공지의 첨가제를 1종 또는 2종 이상 추가로 포함할 수 있다.
In addition, the etchant composition of the present invention may further include one or more known additives such as an etching control agent, a surfactant, a sequestering agent, and a corrosion inhibitor in addition to the above-mentioned components.
이하, 본 발명을 실시예 등을 통하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples and the like, but the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예 1 및 비교예 1: 식각액 조성물의 제조Example 1 and Comparative Example 1: Preparation of Etchant Composition
하기 표 1에 기재된 성분 및 조성비에 따라 식각액 조성물이 180kg이 되도록 제조하였다.The composition of the etchant was prepared to be 180 kg according to the ingredients and composition ratio shown in Table 1 below.
(중량%)APS
(weight%)
(중량%)ABF
(weight%)
(중량%)HNO- 3
(weight%)
(중량%)ATZ
(weight%)
(중량%)NaCl
(weight%)
(중량%)PPM
(weight%)
(중량%)water
(weight%)
APS: 과황산암모늄 ABF: 중불화암모늄APS: Ammonium persulfate ABF: Ammonium bisulfite
ATZ: 5-아미노 테트라졸 PPM: 제1인산칼륨(Potassium phosphate monobasic)
ATZ: 5-Aminotetrazole PPM: Potassium phosphate monobasic
시험예: 식각액 조성물의 특성 평가Test Example: Characteristic Evaluation of Etchant Composition
유리 기판 상에 실리콘층(SiNx층)이 증착되어 있고, 상기 실리콘층 위에 구리막과 티타늄막이 차례로 적층(즉, 구리/티타늄 이중막)되어 있다. 상기 티타늄막 상에 일정한 형태의 모양으로 포토레지스트가 패터닝된 기판을 다이아몬드 칼을 이용하여 550×650㎜로 잘라 시편으로 사용하였다.
A silicon layer (SiNx layer) is deposited on a glass substrate, and a copper film and a titanium film are sequentially stacked (that is, a copper / titanium double film) on the silicon layer. The substrate on which the photoresist was patterned in the form of a constant shape on the titanium film was cut into 550 × 650 mm using a diamond knife and used as a specimen.
<식각특성 평가방법> ≪ Evaluation method of etching property &
분사식 식각 방식의 실험장비(제조사: SEMES사, 모델명: ETCHER(TFT)) 내에 실시예1 및 비교예1의 식각액 조성물을 넣고 온도를 25℃로 세팅하여 가온하였다. 온도가 30±0.1℃에 도달한 후, 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간을 EPD를 기준으로 하여 40%를 주어 실시하였다. 시편을 넣고 분사를 시작하여 식각이 다 되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風) 건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토 레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경(SEM; 제조사: HITACHI사, 모델명: S-4700)을 이용하여 식각 특성을 평가하였다.The etchant compositions of Example 1 and Comparative Example 1 were placed in an experimental apparatus of a spray-type etching method (manufacturer: SEMES, model name: ETCHER (TFT)) and heated at 25 캜. After the temperature reached 30 ± 0.1 ° C, the etching process was performed. Total etch time was 40% based on EPD. When the etching was completed, the specimen was injected. After the etching was completed, the substrate was rinsed with deionized water, dried using a hot air drying apparatus, and photoresist was removed using a photoresist (PR) stripper. After washing and drying, etching characteristics were evaluated using an electron microscope (SEM; manufacturer: HITACHI, model: S-4700).
<매수경시 평가방법><Evaluation method of stock acquisition time>
실시예 1 및 비교예 1의 식각액 조성물을 이용하여 레퍼런스 식각(reference etch)을 진행하고, 구리 파우더를 4,000 ppm 씩 첨가하여 완전히 녹였다. 이어서 다시 식각 테스트를 진행하여 테이퍼 각이 40°~ 60°를 벗어나는 경우 불량으로 평가하였다.
A reference etch was performed using the etchant compositions of Example 1 and Comparative Example 1, and copper powder was completely dissolved by adding 4,000 ppm. Subsequently, an etching test was conducted again, and it was evaluated as defective when the taper angle deviates from 40 ° to 60 °.
그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The results are shown in Table 2 below.
[식각 프로파일의 평가 기준][Evaluation Criteria of Etching Profile]
◎: 매우 우수(CD Skew: ≤1㎛, 테이퍼 각: 40°~ 60°), ?: Very excellent (CD Skew:? 1 占 퐉, taper angle: 40 占 to 60 占)
○: 우수(CD Skew: ≤1.5㎛, 테이퍼 각: 30°~ 60°)?: Excellent (CD Skew:? 1.5 m, taper angle: 30 to 60)
△: 양호(CD Skew: ≤2㎛, 테이퍼 각: 30°~ 60°)?: Good (CD Skew:? 2 mu m, taper angle: 30 to 60)
×: 불량(금속막 소실 및 잔사 발생)X: Bad (metal film disappearance and residue formation)
[매수경시 평가 기준][Rating criteria for the number of shares]
◎: 매우 우수 (매수경시 진행시, 테이퍼 각: 40°~ 60°유지)◎: Very good (maintains the taper angle: 40 ° ~ 60 ° when the number of teeth is decreased)
×: 불량 (매수경시 진행시, 테이퍼 각: 40°~ 60°벗어남)
X: Bad (Taper angle: 40 ° to 60 ° out of alignment at the time of the number of steps)
표 2를 참고하면, 본 발명에 따른 실시예 1의 조성물의 경우, 식각특성 및 매수특성이 모두 우수한데 반해 인산염을 포함하지 않은 비교예 1의 조성물의 경우, 매수특성이 불량인 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 1의 조성물은, 매수경시 진행시 테이퍼 각이 일정하게 유지되지 못하고 변화하는 것으로 나타났다. Table 2 shows that the composition of Example 1 according to the present invention is excellent in etch characteristics and number of sheets, whereas the composition of Comparative Example 1, which does not contain phosphate, shows poor sheet properties . In other words, the composition of Comparative Example 1 showed that the taper angle was not maintained constant and changed as the number of teeth was increased.
Claims (11)
과황산염 5~20중량%;
함불소화합물 0.01~2중량%;
무기산 1~10중량%;
고리형 아민 화합물 0.3~5중량%;
함염소 화합물 0.5~3중량%;
인산염 0.1~5중량%; 및
잔량의 물을 포함하며,
과산화수소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
With respect to the total weight of the composition,
5 to 20% by weight persulfate;
0.01 to 2% by weight of a fluorine compound;
1 to 10% by weight of inorganic acid;
0.3 to 5% by weight of a cyclic amine compound;
0.5 to 3% by weight of a chlorine compound;
0.1 to 5% by weight of phosphate; And
Water,
The etching solution composition for a metal film containing copper and titanium, which does not contain hydrogen peroxide.
상기 과황산염은 과황산암모늄, 과황산소다 및 과황산칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the persulfate is at least one selected from the group consisting of ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate.
상기 함불소화합물은 불화암모늄, 불화나트륨, 불화칼륨, 중불화암모늄, 중불화나트륨 및 중불화칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the fluorinated compound is at least one selected from the group consisting of ammonium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, ammonium fluoride, sodium fluoride, sodium fluoride, and potassium fluoride.
상기 무기산은 질산, 황산, 인산 및 과염소산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic acid is at least one selected from the group consisting of nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and perchloric acid.
상기 고리형 아민화합물은 아졸 화합물인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the cyclic amine compound is an azole compound. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 고리형 아민화합물은 5-아미노테트라졸, 톨리트리아졸, 벤조트리아졸, 메틸벤조트리아졸 및 이미다졸로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the cyclic amine compound is at least one selected from the group consisting of 5-aminotetrazole, tolythriazole, benzotriazole, methylbenzotriazole and imidazole. Etchant composition.
상기 함염소화합물은 염산, 염화나트륨, 염화칼륨 및 염화암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the chlorine compound is at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium chloride, potassium chloride, and ammonium chloride.
상기 인산염은 인산암모늄, 인산나트륨 및 인산칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the phosphate is at least one selected from the group consisting of ammonium phosphate, sodium phosphate, and potassium phosphate.
상기 구리와 티타늄을 포함하는 금속막은, 구리계 금속막과 티타늄계 금속막을 포함하는 다중막인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the metal film containing copper and titanium is a multi-layer film including a copper-based metal film and a titanium-based metal film.
상기 구리계 금속막은 구리막 또는 구리 합금막이고,
상기 티타늄계 금속막은 티타늄막 또는 티타늄 합금막인 것을 특징으로 하는, 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물.The method of claim 10,
Wherein the copper-based metal film is a copper film or a copper alloy film,
Wherein the titanium-based metal film is a titanium film or a titanium alloy film.
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