KR20190050106A

KR20190050106A - 은 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 및 금속 패턴의 형성 방법

Info

Publication number: KR20190050106A
Application number: KR1020170145298A
Authority: KR
Inventors: 김진성; 김련탁; 양규형
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: CN109750292B; CN109750292A; KR102263693B1

Abstract

본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 인산 40 내지 70 중량%; 질산 2 내지 9 중량%; 초산을 포함하지 않는 유기산 0.1 내지 9 중량%; 무기산염 또는 유기산염 화합물 0.1 내지 9 중량%; 및 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 물을 포함하는 은 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 및 금속 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.

Description

은 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 및 금속 패턴의 형성 방법{ETCHANT COMPOSITION FOR SILVER THIN LAYER AND EHTING METHOD AND MEHTOD FOR FABRICATION METAL PATTERN USING THE SAME}

본 발명은 은 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 조성물 총 중량에 대하여, 인산 40 내지 70중량%; 질산 2 내지 9 중량%; 유기산 0.1 내지 9 중량%; 무기산염 또는 유기산염 화합물 0.1 내지 9 중량%; 및 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 물을 포함하는 은 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 및 금속 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.

본격적인 정보화 시대로 접어들게 됨에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이 분야가 급속도로 발전해 왔으며, 이에 부응하여 다양한 평판 디스플레이가 개발되어 각광받고 있다.

이러한 평판디스플레이 장치의 예로는 액정디스플레이장치(Liquid crystal display device: LCD), 플라즈마디스플레이장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출디스플레이장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광디스플레이장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광디스플레이(Organic Light Emitting Diodes : OLED) 등을 들 수 있으며, 이러한 평판디스플레이 장치는 텔레비전이나 비디오 등의 가전분야 뿐만 아니라 노트북과 같은 컴퓨터 및 핸드폰 등에 다양한 용도로 사용되고 있다. 이들 평판디스플레이 장치는 박형화, 경량화, 및 저소비전력화 등의 우수한 성능으로 인하여 기존에 사용되었던 브라운관(Cathode Ray Tube : NIT)을 빠르게 대체하고 있는 실정이다.

특히 OLED는 소자 자체적으로 빛을 발광하며 저전압에서도 구동될 수 있기 때문에 최근 휴대기기 등의 소형 디스플레이 시장에 빠르게 적용되고 있다. 또한 OLED는 소형 디스플레이를 넘어서 대형 TV의 상용화를 목전에 둔 상태이다.

한편, 산화주석인듐(Indium Tin Oxide, ITO)과 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide, IZO)과 같은 도전성 금속은 빛에 대한 투과율이 비교적 뛰어나고, 도전성을 가지므로 평판디스플레이장치에 사용되는 칼라필터의 전극으로 널리 쓰이고 있다. 그러나 이들 금속들 또한 높은 저항을 가져 응답속도의 개선을 통한 평판표시장치의 대형화 및 고해상도 실현에 장애가 되고 있다.

또한, 반사판의 경우 과거 알루미늄(Al) 반사판을 주로 제품에 이용해왔으나, 휘도 향상을 통한 저전력 소비실현을 위해서는 반사율이 더 높은 금속으로의 재료변경을 모색하고 있는 상태이다. 이를 위해 평판디스플레이장치에 적용되고 있는 금속들에 비해 낮은 비저항과 높은 휘도를 가지고 있는 은(Ag: 비저항 약 1.59μΩ㎝)막, 은합금 또는 이를 포함한 다층막을 칼라필터의 전극, LCD 또는 OLED 배선 및 반사판에 적용, 평판표시장치의 대형화와 고 해상도 및 저전력 소비 등을 실현하고자 하여, 이 재료의 적용을 위한 식각액의 개발이 요구되었다.

그러나, 은(Ag)은 유리 등의 절연 기판 또는 진성 비정질 규소나 도핑된 비정질 규소 등으로 이루어진 반도체 기판 등의 하부 기판에 대해 접착성(adhesion)이 극히 불량하여 증착이 용이하지 않고, 배선의 들뜸(lifting) 또는 벗겨짐(Peeling)이 쉽게 유발된다. 또한, 은(Ag)도전층이 기판에 증착된 경우에도 이를 패터닝하기 위해 식각액을 사용하게 된다. 이러한 식각액으로서 종래의 식각액을 사용하는 경우 은(Ag)이 과도하게 식각되거나, 불균일하게 식각되어 배선의 들뜸 또는 벗겨짐 현상이 발생하고, 배선의 측면 프로파일이 불량하게 된다. 특히, 은(Ag)은 쉽게 환원이 되는 금속으로 식각 속도가 빨라야 잔사 유발 없이 식각이 되게 되는데 이때 식각 속도가 빨라 상하부 간 식각 속도의 차이가 발생하지 않아 식각 후 테이퍼 각(taper angle) 형성이 어렵고 식각 패턴의 직진성 확보에 어려움이 있어서, 배선에 활용하는 데에 많은 한계점을 가지고 있다. 특히, 은(Ag)막과 ITO 또는 IZO 소재의 투명전도막이 적층된 다중막의 식각시, 종래의 식각액 조성물로는 다층으로 적층된 다중막 간에 식각속도 조절이 어려워 ITO막에 잔사가 발생하는 문제가 있었다.

상기 문제로 인해, 금속막이 테이퍼 각(taper angle) 없이 수직으로 서 있는 경우, 후속 공정에서 절연막 또는 후속 배선 형성 시 은(Ag)과 절연막 또는 배선 사이에 공극이 발생 할 수 있으며, 이러한 공극 발생은 전기적 쇼트 등 불량 발생의 원인이 된다.

이에, 식각특성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그 대표적 예로서 대한민국 공개특허 10-2008-0110259호에서는 특정 함량으로 인산, 질산, 아세트산, 제1인산나트륨(NaH₂PO₄) 및 탈이온수를 포함하는 식각액 조성물을 제시하고 있다. 그러나, 여전히 당해 기술분야에서는 은에 대해 향상된 식각 특성을 가진 식각액 조성물을 요구하고 있으며, 요구에 부응하여 활발한 연구가 진행되고 있으나, 아직까지 상기 선행기술에 비해 현저하게 향상된 식각 특성을 갖는 식각액 조성물이 제시되지 못하고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허 대한민국 공개특허 10-2008-0110259호

본 발명은 하부 배선의 유실 문제, 잔사(예를 들어, 은 잔사 및/또는 산화인듐막 잔사) 발생 문제 및 은 재흡착 문제 발생 없이 식각 직진성 및 균일성이 우수한 식각 특성을 나타내는 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각하기 위한 은 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 은 식각액 조성물을 이용하는 식각 방법을 제공한다.

또한, 상기 은 식각액 조성물을 이용하는 금속 패턴형성방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 인산 40 내지 70 중량%; 질산 2 내지 9 중량%; 초산을 포함하지 않는 유기산 0.1 내지 9 중량%; 무기산염 또는 유기산염 화합물 0.1 내지 9 중량%; 및 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 물을 포함하는 은 식각액 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 기판 위에 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 형성하는 단계; 상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 위에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및 상기 은 식각액 조성물을 사용하여 상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각하는 단계를 포함하는 식각 방법을 제공한다.

또한, 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 형성하는 단계; 상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 위에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및 상기 은 식각액 조성물을 사용하여 상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각하는 단계를 금속 패턴의 형성방법을 제공한다.

본 발명의 은 식각액 조성물은 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각 시 하부 배선의 유실 문제, 잔사(예를 들어, 은 잔사 및/또는 산화인듐막 잔사) 발생 문제 및 은 재흡착 문제 발생 없이 식각 직진성 및 균일성이 우수한 식각 특성을 나타내는 효과를 갖는다.

이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.

본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 인산 40 내지 70 중량%; 질산 2 내지 9 중량%; 초산을 포함하지 않는 유기산 0.1 내지 9 중량%; 무기산염 또는 유기산염 화합물 0.1 내지 9 중량%; 및 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 물을 포함하는 은 식각액 조성물에 관한 것이다. 본 발명자는 상기와 같은 식각액 조성물을 이용하여 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각하는 경우, 하부 배선의 유실 문제, 잔사(예를 들어, 은 잔사 및/또는 산화인듐막 잔사) 발생 문제 및 은 재흡착 문제 발생 없이 식각 직진성 및 균일성이 우수한 식각 특성을 나타냄을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 은 식각액 조성물은 은(Ag) 또는 은 합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각할 수 있는 것이 특징이며, 상기 다층막은 동시에 식각할 수 있다.

상기 은 합금은 은을 주성분으로 하며, Nd, Cu, Pd, Nb, Ni, Mo, Ni, Cr, Mg, W 및 Ti 등의 다른 금속을 포함하는 합금 형태와, 은의 질화물, 규화물, 탄화물 및 산화물 형태 등으로 다양할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 산화인듐은 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(IZO) 및 산화갈륨아연인듐(IGZO)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이다.

또한, 상기 다층막은 산화인듐막/은, 산화인듐막/은 합금, 산화인듐막/은/산화인듐막 또는 산화인듐막/은 합금/산화인듐막으로 형성된 다층막일 수 있으며, 본 발명의 은 식각액 조성물을 사용하는 경우, 하부 배선의 유실 문제, 잔사(예를 들어, 은 잔사 및 산화인듐막 잔사) 발생 문제 및 은 재흡착 문제 발생 없이 식각 직진성 및 균일성이 우수한 식각 특성을 나타내면서도 식각 장치의 갈변 문제를 발생시키지 않을 수 있어 습식 식각에 유용하게 사용할 수 있다.

본 발명의 은 식각액 조성물에 포함되는 인산(H₃PO₄)은 주식각제로서, 단일막 또는 다층막 식각시 은(Ag) 또는 은 합금과 산화환원 반응을 일으키고, 산화인듐막을 해리시켜 습식 식각하는 역할을 수행한다.

상기 인산은 은 식각액 조성물 총 중량에 대해 40 내지 70 중량%로 포함되며, 바람직하게는 50 내지 60 중량%로 포함된다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 인산의 함량이 40 중량% 미만으로 포함되면, 식각능력이 부족하여 충분한 식각이 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 공정이 진행되어 일정량 이상의 은(Ag)이 은 식각액 조성물에 용해되어 들어가게 되면 은(Ag) 재흡착 또는 은(Ag) 석출물이 발생하여 후속 공정에서 전기적 쇼트가 발생할 수 있어 불량 발생의 원인이 될 수 있다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 인산의 함량이 70 중량% 초과로 포함되면, 산화인듐막의 식각 속도는 저하되고, 은 또는 은 합금의 식각 속도는 너무 빨라져 과식각이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 배선의 역할을 수행할 수 없을 만큼의 식각량이 발생할 수 있다. 또한, 은 또는 은 합금에 산화인듐막이 적층된 다층막일 경우 은 또는 은 합금과 산화인듐막의 식각 속도 차에 의한 팁(Tip)이 발생하게 되어 후속공정에 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 은 식각액 조성물에 포함되는 질산(HNO₃)은 보조 식각제의 역할을 하는 성분으로, 단일막 또는 다층막 식각시 은(Ag) 또는 은 합금과 산화인듐막을 산화시켜 습식 식각하는 역할을 수행한다.

상기 질산은 은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 2 내지 9 중량%로 포함되며, 바람직하게는 4 내지 7 중량%로 포함된다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 질산의 함량이 2 중량% 미만으로 포함되면 은 또는 은 합금과 산화인듐막의 식각 속도 저하가 발생하며, 이로 인하여 기판내의 식각 균일성(Uniformity)이 불량해지므로 얼룩이 발생할 수 있다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 질산의 함량이 9 중량% 초과로 포함되면 상하부 산화인듐막의 식각 속도가 가속화 되어 상하부 산화인듐막의 과식각 발생으로 후속 공정에 문제가 발생될 수 있다.

본 발명의 은 식각액 조성물에 포함되는 유기산은 초산을 포함하지 않는 것을 특징으로 한다. 초산의 경우, 시간경시에 취약하며, 배선유실의 문제점이 발생하는 단점이 있다.

이에 반해, 초산을 포함하지 않는 다른 유기산들은 습식 식각 시 시간 경시에 따른 식각 속도 조절 역할하고, 산화인듐막의 잔사 제어 역할을 한다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 유기산은 은 식각액 조성물 총 중량에 대해 0.1 내지 9 중량%로 포함되며, 바람직하게는 1 내지 3 중량%로 포함된다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 유기산의 함량이 0.1 중량% 미만으로 포함되면 식각능력이 시간경시에 따른 식각 속도 조절 능력이 떨어질 수 있다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 유기산의 함량이 9 중량% 초과로 포함되면 시간경시에 따른 식각 속도가 증가하여 배선유실 현상이 발생 할 수 있다.

본 발명의 식각액에 포함되는 유기산은 초산을 제외한 구성으로 구연산, 글리신, 부탄산, 이소시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 술포벤조산, 술포석신산, 살리실산, 술포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 프로펜산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는 구연산 또는 글리신일수 있다.

본 발명의 은 식각액 조성물에 포함되는 무기산염 또는 유기산염 화합물은 Ag 리간드로 사용되는 성분으로서, 습식 식각 시 박막에 대한 은(Ag) 재흡착을 감소시키고, 산화인듐막 잔사 제거 또한 균일하게 식각되도록 식각 속도를 조절하는 역할을 한다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 무기산염 및 유기산염 화합물은 은 식각액 조성물 총 중량에 대해 0.1 내지 9 중량%로 포함되며, 바람직하게는 1.0 내지 3 중량%로 포함된다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 무기산염 또는 유기산염 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만으로 포함되면 Ag 재흡착 방지 능력과 산화인듐막 잔사 제거 능력이 떨어질 수 있다.

상기 조성물 총 중량에 대하여, 무기산염 및 유기산염 화합물의 함량이 9 중량% 초과로 포함되면 인산 또는 질산의 작용이 저해되어 식각 속도가 지나치게 저해될 수 있다.

본 발명의 식각액에 포함되는 무기산염 또는 유기산염 화합물중 상기 무기산염 화합물은 질산의 염, 황산의 염, 인산의 염 하나 이상일 수 있다.상기 유기산염 화합물은 아세트산, 이미노디아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 부탄산, 시트르산, 이소시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 술포벤조산, 석신산, 술포석신산, 살리실산, 술포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 말산, 타르타르산 및 프로펜산의 칼륨염,나트륨염 또는 암모늄염의 형태일수 있다.

본 발명의 은 식각액 조성물에 포함되는 물은 반도체 공정용 탈이온수를 사용하며, 바람직하게는 18㏁/㎝ 이상의 물을 사용할 수 있고, 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량으로 포함된다.

본 발명의 은 식각액 조성물은 디스플레이(OLED, LCD 등) TFT 어레이 기판, TSP Trace 배선 및 Flexible용 나노와이어 배선 형성용으로 많이 사용되는 인듐산화막, 은, 은합금 이용한 단일막 또는 2개 이상을 사용한 다층 구조 식각액으로 사용 될 수 있다. 뿐만 아니라 상기 명시된 디스플레이, TSP 외에도 반도체 등 상기 금속 막질을 이용한 전자 부품 소재에 이용 될 수 있다.

또한, 기판 위에 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 형성하는 단계;

상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 위에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및

상기 은 식각액 조성물을 사용하여 상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각하는 단계를 포함하는 식각 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 형성하는 단계; 및

상기 은 식각액 조성물을 사용하여 상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각하는 단계를 금속 패턴의 형성방법에 관한 것이다.

이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.

<은 식각액 조성물 제조>

실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 8

하기의 표 1에 기재된 성분을 해당 함량으로 혼합하여 은 식각액 조성물을 제조하였다.

[표 1]

(단위 : 중량%)

실험예 1. 은 식각액 조성물의 성능 테스트

기판 상에 기판 상에 ITO/Ag/ITO 삼중막을 형성하고 분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사)를 이용하역 식각 공정을 진행하였다. 상기 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 8의 은 식각액 조성물을 각각 넣고, 온도를 40로 설정하여 승온한 후, 온도가 40±0.1에 도달하였을 때 상기 ITO/Ag/ITO 삼중막의 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 60초로 실시하였다. 실험은 사용 초기시간(0시간) 은 식각액 조성물로 평가 후 12, 24시간 지난 후 동일 은 식각액 조성물로 재평가 진행하였다.

1. 배선 유실 측정

배선(또는 반사막)의 유실은 편측 식각 거리(S/E, Side Etch) 측정하여 배선 유실을 측정하였다. 분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사) 내에 상기 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 8의 은 식각액 조성물을 각각 넣고, 온도를 40℃로 설정하여 승온한 후, 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 상기 시편의 식각 공정을 수행하였으며, 기판을 넣고 분사를 시작하여 EPD 기준 Over Etch 200%의 식각시간이 다되면, 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하였다. 세정 및 건조 후 기판을 절단하고 단면을 전자주사현미경(SEM; 모델명:SU-8010, HITACHI사 제조)을 이용하여 측정하였다. 편측 식각 거리 측정 기준으로는 포토레지스트 끝 부분부터 금속이 식각 되어 안쪽까지 들어간 너비를 측정하였으며, 하기의 기준으로 평가하였으며, 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

<편측 식각 거리 측정 평가 기준>

O : 양호 [ S/E : 0.5㎛ 미만]

X : 불량 [ S/E : 0.5㎛ 이상]

2. 은 재흡착

분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사) 내에 상기 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 8의 은 식각액 조성물을 각각 넣고, 온도를 40℃로 설정하여 승온한 후, 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 상기 시편의 식각 공정을 수행하였으며, 기판을 넣고 분사를 시작하여 EPD 기준 Over Etch 200%의 식각시간이 다되면, 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하였다. 세정 및 건조 후 기판을 절단하고 단면을 전자주사현미경(SEM; 모델명:SU-8010, HITACHI사 제조)을 이용하여 시편의 프로파일 상면을 촬영하고, 목시로 Ag 재흡착 정도를 평가하였습니다.

<은 재흡착 평가 기준>

O : 양호 [ 50개 미만]

X : 불량 [ 50개 이상]

3. 은 잔사 측정 측정

분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사) 내에 상기 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 8의 은 식각액 조성물을 각각 넣고, 온도를 40℃로 설정하여 가온한 후, 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때, 상기 시편의 식각 공정을 수행하였으며, 기판을 넣고 분사를 시작하여 EPD 기준 Over Etch 200%의 식각시간이 다되면, 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트 박리기(PR stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경(SEM; 모델명:SU-8010, HITACHI사 제조)을 이용하여 포토레지스트가 덮여 있지 않은 부분에 은(Ag)이 식각 되지 않고 남아 있는 현상인 잔사를 측정하였으며, 하기의 기준으로 평가하여, 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

< 잔사 측정 평가 기준>

O : 양호 [잔사 미발생]

X : 불량 [잔사 발생]

4. 산화인듐막 (ITO) 잔사 측정

분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사) 내에 상기 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 8의 은 식각액 조성물을 각각 넣고, 온도를 40℃로 설정하여 가온한 후, 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 상기 시편의 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 60초로 실시하였다.

기판을 넣고 분사를 시작하여 60초의 식각 시간이 다 되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트 박리기(PR stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경(SEM; 모델명:SU-8010, HITACHI사 제조)을 이용하여 포토레지스트가 덮여 있지 않은 부분에 ITO가 식각 되지 않고 남아 있는 현상인 잔사를 측정하였으며, 하기의 기준으로 평가하여, 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

< 잔사 측정 평가 기준>

O : 양호 [잔사 미발생]

X : 불량 [잔사 발생]

5. 식각 패턴의 직진성 측정

기판을 넣고 분사를 시작하여 60초의 식각 시간이 다 되면 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트 박리기(PR stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경(SEM; 모델명:SU-8010, HITACHI사 제조)을 이용하여 포토레지스트가 덮여 있지 않은 부분에 TIO가 식각 되지 않고 남아 있는 현상인 잔사를 측정하였으며, 하기의 기준으로 평가하여, 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

O : 양호 [배선의 최대 S/E 값 - 최소 S/E 값이 0.1㎛ 미만]

X : 불량 [배선의 최대 S/E 값 - 최소 S/E 값이 0.1㎛ 이상]

[표 2]

[표 3]

상기 실험 결과를 통해, 본 발명의 식각액 조성물은 배선유실, 은(Ag) 재흡착, 은(Ag)잔사, 은(Ag) 잔사, ITO 잔사, 직진성 여부의 모든 측면에서 우수한 효과를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, 초산을 포함하게 되는 식각액 조성물(비교예8)은 배선유실의 문제점이 있음을 확인하였다.

Claims

조성물 총 중량에 대하여,
인산 40 내지 70 중량%;
질산 2 내지 9 중량%;
초산을 포함하지 않는 유기산 0.1 내지 9 중량%;
무기산염 또는 유기산염 화합물 0.1 내지 9 중량%; 및
조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 물을 포함하는 은 식각액 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 유기산은 구연산, 글리신, 부탄산, 이소시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 술포벤조산, 술포석신산, 살리실산, 술포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 프로펜산 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것인 은 식각액 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 무기산염 화합물은 질산의 염, 황산의 염, 인산의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이며,
상기 유기산염 화합물은 아세트산, 이미노디아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 부탄산, 시트르산, 이소시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 술포벤조산, 석신산, 술포석신산, 살리실산, 술포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 말산, 타르타르산 및 프로펜산의 칼륨염, 나트륨염 또는 암모늄염의 형태로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것인, 은 식각액 조성물.
청구항 1에 있어서, 은 식각액 조성물은 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 동시에 식각할 수 있는 것을 특징으로 하는 은 식각액 조성물.
청구항 4에 있어서, 상기 산화인듐은 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(IZO), 산화주석아연인듐(ITZO) 및 산화갈륨아연인듐(IGZO)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 은 식각액 조성물.
청구항 4에 있어서, 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막은 산화인듐막/은, 산화인듐막/은 합금, 산화인듐막/은/산화인듐막 또는 산화인듐막/은 합금/산화인듐막인 것을 특징으로 하는 은 식각액 조성물.
기판 위에 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 형성하는 단계;
상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 위에 선택적으로 광반응 물질을 남기는 단계; 및
청구항 1의 조성물을 사용하여 상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각하는 단계를 포함하는 식각 방법.
은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 형성하는 단계; 및
청구항 1의 조성물을 사용하여 상기 은 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 식각하는 단계를 금속 패턴의 형성방법.