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KR101333551B1 - 구리와 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물 - Google Patents

구리와 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물 Download PDF

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KR101333551B1
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Abstract

본 발명은 구리와 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물에 관한 것으로, 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량%의 과산화수소, 0.01 내지 5 중량%의 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 화합물, 0.1 내지 5 중량%의 유기산, 0.1 내지 5 중량%의 헤테로고리 화합물, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.01 내지 1 중량%의 불화물 및 전체 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 식각액 조성물은 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 식각 직진성 등의 식각 특성이 유지될 수 있으므로 TFT-LCD 디스플레이 전극 제조 등에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

구리와 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물{ETCHING COMPOSITION FOR COPPER AND MOLIBDENUM ALLOY}
본 발명은 구리와 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물, 특히 TFT-LCD 디스플레이의 전극으로 사용되는 구리와 몰리브덴 합금막의 식각액 조성물에 관한 것이다.
반도체 장치 및 TFT-LCD 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.
대형 디스플레이의 게이트 및 데이터 금속 배선은 종래의 알루미늄 및 크롬 배선에 비해 저항이 낮고 환경적으로 문제가 없는 구리 금속이 사용되고 있다. 구리는 유리 기판 및 실리콘 절연막과 접착력이 낮고 실리콘 막으로 확산되는 문제점이 있어 티타늄, 몰리브덴 등을 하부 배리어 금속으로 사용하고 있다.
한편, 디스플레이의 대형화에 따라 습식 식각에 사용되는 식각액의 사용량이 증가하는 추세이므로 제조 원가의 절감을 위해 식각액의 사용량을 감소시키는 기술을 개발하는 것이 매우 중요하다.
종래 기술로, 대한민국 특허공개공보 제2003-0082375호, 특허공개공보 제2004-0051502호, 특허공개공보 제2006-0064881호 및 특허공개공보 제2006-0099089호 등에 과산화수소 기반의 구리/몰리브덴 합금 식각액이 개시되어 있으나, 식각을 반복 진행하여 식각액에 금속함량이 증가하게 되면 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 식각 직진성 등의 식각 특성을 잃게 되어, 식각 특성이 유지되는 금속함량이 낮아 식각액 사용량이 많은 문제점이 있다.
특허공개공보 제2003-0082375호 특허공개공보 제2004-0051502호 특허공개공보 제2006-0064881호 특허공개공보 제2006-0099089호
따라서, 본 발명의 목적은 구리/몰리브덴 합금막을 식각할 때 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 식각 직진성 등의 식각 특성이 유지되는 식각액 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 화합물을 첨가한 과산화수소 기반의 식각액 조성물을 제공한다.
보다 구체적으로는, 조성물의 총중량에 대하여 5 내지 40 중량%의 과산화수소, 0.01 내지 5 중량%의 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 화합물, 0.1 내지 5 중량%의 유기산, 0.1 내지 5 중량%의 헤테로고리 화합물, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.01 내지 1 중량%의 불화물 및 전체 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 조성물을 제공한다.
본 발명은 TFT-LCD 디스플레이 전극으로 사용되는 구리/몰리브덴 합금막을 식각할 때 식각 공정을 반복하여 식각액의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 시각 직진성 등의 식각 특성이 유지된다. 따라서 식각 공정에 사용되는 식각액 사용량을 감소시킬 수 있으므로, TFT-LCD 등의 제조 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른 식각액 조성물에 구리/몰리브덴 합금 분말을 6,000 ppm 용해한 후 구리/몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 2는 비교예 1에 따른 식각액 조성물에 구리/몰리브덴 합금 분말을 4,000 ppm 용해한 후 구리 몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.
본 발명의 식각액 조성물은 구리/몰리브덴 합금을 동시에 식각 할 수 있다. 여기서 "구리/몰리브덴 합금막"이란 구리막과 몰리브덴 합금막을 지칭하며, 몰리브덴 합금은 몰리브덴과 다양한 금속의 합금으로, 바람직하게는 티타늄, 탄탈늄, 크롬, 네오디늄, 니켈, 인듐 또는 주석과의 합금이고, 가장 바람직하게는 티타늄과의 합금이다.
본 발명의 식각액 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량%의 과산화수소, 0.01 내지 5 중량%의 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 화합물, 0.1 내지 5 중량%의 유기산, 0.1 내지 5 중량%의 헤테로고리 화합물, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.01 내지 1 중량%의 불화물 및 전체 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 식각액 조성물은 질소 원자와 황 원자를 동시에 갖는 화합물 외에, 과산화수소와 식각에 도움을 주는 유기산, 킬레이트 및 불화물 등의 식각첨가제와 식각 속도를 제어하여 식각 후 금속막의 프로파일을 형성시켜 주는 역할을 하는 식각억제제인 헤테로고리 화합물을 포함하여 이루어져 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 첨가제는 구리와 몰리브덴 합금의 식각 속도를 향상시켜 줄뿐 아니라, 식각 공정이 반복되어 식각액 내의 금속 이온 함량이 증가하는 경우에도 식각 속도를 유지시켜 주는 작용을 한다. 식각 공정이 반복되어 식각액 내의 금속 이온 함량이 증가하면 식각액의 경시변화가 발생하여 테이퍼 앵글이 증가하고 시디 로스가 감소하게 된다. 이는 식각 공정이 반복됨에 따라 식각액 내의 식각 첨가제는 금속 이온과 반응하여 계속 소비가 되지만 식각억제제는 유지되므로, 식각에 관여하는 식각첨가제에 비해 식각 속도를 제어하는 식각억제제가 증가하게 되어 식각 속도가 감소하고, 테이퍼 앵글 증가 및 시디 로스 감소가 발생하기 때문이다.
상기 질소와 황을 동시에 포함하는 첨가제는 식각 공정이 반복되어 식각액 내의 금속 이온 함량이 증가하는 경우에도 식각억제제가 금속 표면에 과도하게 흡착하여 식각 속도를 감소시키는 것을 제어해 준다. 따라서 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 식각 속도를 유지할 수 있도록 해준다.
질소와 황을 동시에 포함하는 첨가제는 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3 중량% 이다. 0.01 중량% 미만으로 포함될 경우 금속 이온 함량이 높은 경우에 식각 속도를 유지시켜 주는 작용을 할 수 없으며, 5 중량% 초과하여 포함되는 경우에는 식각 속도가 너무 빨라 공정 제어가 어려워지는 문제가 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 화합물은 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 탄소수 1 내지 10의 단일고리 또는 이중고리 화합물인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5원 내지 10원의 단일고리 또는 이중고리 화합물이다. 구체적으로, 메르캅토이미다졸린, 2-메르캅토-1-메틸이미다졸, 2-메르캅토티아졸, 2-아미노티아졸, 메르캅토트리아졸, 아미노메르캅토트리아졸, 메르캅토테트라졸, 메르캅토메틸테트라졸, 티아졸, 벤조티아졸, 2-메틸벤조티아졸, 2-아미노벤조티아졸 및 2-메르캅토 벤조티아졸 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서 과산화수소는 구리와 몰리브덴 합금의 주 산화제로 작용한다. 과산화수소는 조성물의 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 30 중량%이다. 5 중량% 미만으로 포함될 경우 구리와 몰리브덴 합금의 산화력이 충분하지 않아 식각이 이루어지지 않을 수 있으며, 40 중량% 초과하여 포함되는 경우 식각 속도가 너무 빨라 공정 제어가 어려워지는 문제가 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서 유기산은 구리와 몰리브덴 합금을 식각하는 주성분으로 식각 속도를 조절하여 준다. 유기산은 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량% 이다. 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 식각 속도가 느려져서 공정 제어 가능한 시간에 식각이 이루어 지지 않을 수 있으며, 5 중량% 초과하여 포함되는 경우 식각 속도가 너무 빨라 공정 제어가 어려워지는 문제가 있다.
본 발명의 유기산은 아세트산, 포름산, 부탄산, 시트르산, 글리콜산, 옥살산, 말론산, 펜탄산, 프로피온산, 타르타르산, 글루콘산, 글리코산, 숙신산 등 수용성 유기산을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서 헤테로고리 화합물은 구리 및 몰리브덴 합금 식각 속도를 조절하여 적절한 테이퍼 앵글을 갖는 식각 프로파일이 되도록 한다. 헤테로고리 화합물은 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하여, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%이다. 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 테이퍼 앵글을 조절할 수 있는 능력이 떨어지고, 5 중량% 초과하여 포함되는 경우 식각 속도가 감소하여 비효율적인 문제가 있다.
본 발명의 식각 조성물에서 헤테로고리 화합물은 산소, 황 및 질소 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하되, 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하지는 않는 탄소수 1 내지 10의 헤테로고리 방향족 화합물 또는 헤테로고리 지방족 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로, 퓨란, 티오펜, 피롤, 옥사졸, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 테트라졸, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 인돌, 벤즈이미다졸, 벤즈피라졸, 아미노테트라졸, 메틸테트라졸, 톨루트리아졸, 하이드로 톨루트리아졸 및 하이드록시 톨루트리아졸 등의 헤테로고리 방향족 화합물과 피페라진, 메틸피페라진, 하이드록실에틸피페라진, 피롤리딘 및 알록산 등의 헤테로고리 지방족 화합물을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서 킬레이트제는 식각이 진행되는 동안 발생하는 구리 및 몰리브덴 합금 이온들과 킬레이트를 형성하여 비활성화 시킴으로써 식각액의 과산화수소와의 분해 반응을 억제해 주는 역할을 한다. 만약 본 발명에 따른 식각액 조성물에서 킬레이트가 첨가되지 않으면 식각이 진행되는 동안 산화된 금속 이온이 비활성화 되지 못하여 식각액 조성물인 과산화수소의 분해 반응을 촉진시켜서 발열 및 폭발이 발생할 수 있다. 킬레이트제는 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하여, 0.5 내지 3 중량%가 더욱 바람직하다. 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 비활성화 시킬 수 있는 금속 이온량이 너무 작아서 과산화수소 분해 반응을 제어하는 능력이 떨어지고, 5 중량% 초과하여 포함되는 경우 추가적인 킬레이트 형성으로 금속을 비활성화 시키는 작용을 기대할 수 없어 비효율적인 문제가 있다.
본 발명의 킬레이트제는 아미노기와 카르복실산기를 동시에 가지고 있는 화합물이 바람직하며, 구체적으로 이미노다이아세트산, 니트릴로트리아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 디에틸렌트리니트릴펜타아세트산, 아미노트리(메틸렌포스폰산), 1-하이드록시에탄(1,1-디일비스프로폰산), 에틸렌디아민테트라(메틸렌프로폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 사르코산, 알라닌, 글루탐산, 아미노부티르산, 및 글리신 등을 들 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서 불화물은 구리와 몰리브덴 합금을 동시에 식각할 때 몰리브덴 합금의 식각 속도를 향상시켜 테일랭스를 감소시켜 주고, 식각시 발생할 수 있는 몰리브덴 합금의 잔사를 제거하여 주는 작용을 한다. 몰리브덴 합금의 테일 증가는 휘도를 감소시킬 수 있으며, 잔사가 기판 및 하부막에 남게 되면 전기적인 쇼트, 배선 불량 및 휘도를 감소시키므로 반드시 제거해야 한다. 불화물은 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 1 중량% 포함되는 것이 바람직하여, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 중량% 이다. 0.01 중량% 미만으로 포함될 경우 몰리브덴 합금의 잔사를 효과적으로 제거할 수 없으며, 1 중량% 초과하여 포함되는 경우 하부막을 식각할 수 있다.
본 발명의 함불소 화합물은 해리되어 F- 나 HF2 -를 낼 수 있는 화합물로 HF, NaF, KF, AlF3, HBF4, NH4F, NH4HF2, NaHF2, KHF2 및 NH4BF4 등을 들 수 있으며, 1종 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 물은 특별히 한정하는 것은 아니나, 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하며, 물속에 이온이 제거된 정도인 비저항 값이 18㏁/㎝ 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 구리/몰리브덴 합금 식각액 조성물은 식각 성능을 향상 시키기 위해 당업계에서 공지되어 있는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 무기산 및 과수안정제 등을 사용할 있다.
무기산은 구리 및 몰리브덴 합금의 보조 산화제 작용을 하며, 과수안정제는 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속이온 함량이 높은 경우 과산화수소 분해 반응을 제어하는 작용을 한다. 무기산은 황산, 질산 및 인산 등을 들 수 있으며, 과수안정제는 인산염, 글리콜류 및 아민류 등을 들 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물을 이용하여 TFT-LCD 디스플레이의 전극으로 사용되는 구리/몰리브덴 합금막을 식각하면, 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 식각 직진성 등의 식각 특성이 유지되어 TFT-LCD 어레이 기판의 생산성이 향상되고 제조 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하고자 하지만, 이들 실시예는 본 발명의 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1 내지 6 및 비교예 1>
하기 표 1에 기재된 성분 함량으로 각 성분을 혼합하여 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6 및 비교예 1의 조성물을 제조하였다.
실시예

비교예
과산화수소
[중량%]
질소와 황을
갖는 첨가제
[중량%]
유기산
[중량%]
헤테로고리
화합물
[중량%]
킬레이트제
[중량%]
불화물
[중량%]

[중량 %]
실시예 1 20 BTZ 0.5 말론산 1.0 ATZ 1.0 IDA 1.0 NH4HF2 0.5 76.0
실시예 2 20 BTZ 1.0 말론산 1.0 ATZ 1.0 IDA 1.0 NH4HF2 0.5 75.5
실시예 3 20 BTZ 1.5 말론산 1.0 ATZ 1.0 IDA 1.0 NH4HF2 0.5 75.0
실시예 4 25 BTZ 0.5 말론산 1.0 ATZ 1.0 IDA 1.0 NH4HF2 0.5 71.0
실시예 5 25 BTZ 1.0 말론산 1.0 ATZ 1.0 IDA 1.0 NH4HF2 0.5 70.5
실시예 6 25 BTZ 1.5 말론산 1.0 ATZ 1.0 IDA 1.0 NH4HF2 0.5 70.0
비교예 1 20 - - 말론산 1.0 ATZ 1.0 IDA 1.0 NH4HF2 0.5 76.5
BTZ: 벤조티아졸(benzothiazole), ATZ: 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole), IDA: 이미노다이아세트산(iminodiacetic acid)
< 식각 성능 테스트>
글라스 기판상에 몰리브덴 티타늄 합금막을 100Å으로 증착한 후 구리 2800Å을 증착시켜 시편을 제작하였다. 상기 시편에 대해 포토리소그래피 공정을 진행하여 패터닝한 글라스를 제조하였다. 식각은 스프레이가 가능한 장비(Mini-etcher, ME-001)에서 진행하였고, 식각 특성 테이퍼 앵글, 시디로스 및 식각 직진성은 주사전자 현미경(Hitachi, S-4800)을 이용하여 관찰하였다.
식각액에 구리/몰리브덴 합금을 첨가하면서 식각 평가를 진행하여, 식각 특성이 유지되는 구리/몰리브덴 합금 함량을 평가하였다.
표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 조성물들은 구리/몰리브덴 합금 함량이 6,000 ppm 이상인 경우에도 테이퍼 앵글, 시디로스 및 식각 직진성이 유지 외는 양호한 결과를 나타내었다. 도 1은 실시예 1에 따른 식각액 조성물에 구리/몰리브덴 합금 분말을 6,000 ppm 용해한 후 구리/몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.
반면 비교예 1의 식각액 조성물은 구리/몰리브덴 함량이 4,000 ppm 이상인 경우에 잔사가 발생하였으며, 테이퍼 앵글이 증가, 시디로스 감소 및 직진성을 잃어 식각 특성이 유지되는 금속 함량이 낮음을 확인하였다. 도 2는 비교예 1에 따른 식각액 조성물에 구리/몰리브덴 합금 분말을 4,000 ppm 용해한 후 구리 몰리브덴 합금막을 식각한 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.
실시예
및 비교예
구리/몰리브덴 합금 함량[ppm] 테이퍼 앵글
[°]
시디 로스
[㎛]
식각 직진성 잔사
실시예 1 5,000 58 0.75 양호 없음
6,000 59 0.76 양호 없음
7,000 85 0.60 불량 잔사
실시예 2 5,000 57 0.83 양호 없음
6,000 59 0.85 양호 없음
7,000 83 0.70 불량 잔사
실시예 3 6,000 55 0.99 양호 없음
7,000 59 1.02 양호 없음
8,000 90 0.88 불량 잔사
실시예 4 5,000 57 0.88 양호 없음
6,000 58 0.89 양호 없음
7,000 89 0.72 불량 잔사
실시예 5 5,000 54 0.98 양호 없음
6,000 58 0.99 양호 없음
7,000 86 0.82 불량 잔사
실시예 6 6,000 54 1.02 양호 없음
7,000 56 1.04 양호 없음
8,000 90 0.83 불량 잔사
비교예 1 3,000 57 0.80 양호 없음
3,500 65 0.85 양호 없음
4,000 89 0.51 불량 잔사
상기 결과는 TFT-LCD 디스플레이의 전극으로 사용되는 구리/몰리브덴 합금막을 식각할 때 본 발명의 식각액 조성물을 사용하는 경우, 식각 공정을 반복하여 식각액 내의 금속 이온 함량이 높은 경우에도 테이퍼 앵글, 시디 로스 및 식각 직진성 등의 특성이 유지되어 TFT-LCD 어레이 기판의 생산성이 향상되고 제조 비용이 현저하게 감소시킬 수 있음을 보여 준다.

Claims (9)

  1. 조성물의 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량%의 과산화수소, 0.01 내지 5 중량%의 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 화합물, 0.1 내지 5 중량%의 유기산, 0.1 내지 5 중량%의 헤테로고리 화합물, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.01 내지 1 중량%의 불화물 및 전체 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 탈이온수를 포함하며,
    상기 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 화합물은 메르캅토이미다졸린, 2-메르캅토-1-메틸이미다졸, 2-메르캅토티아졸, 2-아미노티아졸, 메르캅토트리아졸, 아미노메르캅토트리아졸, 메르캅토테트라졸, 메르캅토메틸테트라졸, 벤조티아졸, 2-메틸벤조티아졸, 2-아미노벤조티아졸 및 2-메르캅토 벤조티아졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이고.
    상기 헤테로고리 화합물은 산소, 황 및 질소 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하되, 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하지는 않는 탄소수 1 내지 10의 헤테로고리 방향족 화합물 또는 헤테로고리 지방족 화합물인 것을 특징으로 하는 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 질소 원자와 황 원자를 동시에 포함하는 화합물은 5원 내지 10원의 단일고리 또는 이중고리 화합물인 것을 특징으로 하는 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기산은 아세트산, 포름산, 부탄산, 시트르산, 글리콜산, 옥살산, 말론산, 펜탄산, 프로피온산, 타르타르산, 글루콘산, 글리콜산 및 숙신산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 헤테로고리 방향족 화합물은 퓨란, 티오펜, 피롤, 옥사졸, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 테트라졸, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 인돌, 벤즈이미다졸, 벤즈피라졸, 아미노테트라졸, 메틸 테트라졸, 톨루 트리아졸, 하이드로 톨루 트리아졸 및 하이드록시 톨루 트리아졸로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 헤테로고리 지방족 화합물은 피페라진, 메틸피페라진, 하이드록실에틸피페라진, 피롤리딘 및 알록산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 킬레이트제는 아미노기와 카르복실산기를 동시에 갖고 있는 화합물인 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 킬레이트제는 이미노다이아세트산, 니트릴로트리아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 디에틸렌트리니트릴펜타아세트산, 아미노트리(메틸렌포스폰산), 1-하이드록시에탄(1,1-디일비스프로폰산), 에틸렌디아민테트라(메틸렌프로폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 사르코산, 알라닌, 글루탐산, 아미노부티르산, 및 글리신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 불화물은 HF, NaF, KF, AlF3, HBF4, NH4F, NH4HF2, NaHF2, KHF2 및 NH4BF4 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 구리와 몰리브덴 합금막 식각액 조성물.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102255577B1 (ko) * 2014-08-25 2021-05-25 엘지디스플레이 주식회사 식각액 조성물
CN105755472B (zh) * 2015-01-05 2019-12-17 东友精细化工有限公司 银蚀刻液组合物和利用它的显示基板
KR101972630B1 (ko) * 2015-01-05 2019-04-26 동우 화인켐 주식회사 은 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 기판
KR102281191B1 (ko) * 2015-03-19 2021-07-23 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102368356B1 (ko) * 2015-03-19 2022-03-02 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN105986270B (zh) * 2015-03-19 2019-08-16 东友精细化工有限公司 蚀刻剂组合物、液晶显示器阵列基板制作方法和阵列基板
CN106148961A (zh) * 2015-03-27 2016-11-23 东友精细化工有限公司 蚀刻剂组合物、形成金属线图案方法和制造阵列基板方法
CN105060727B (zh) * 2015-07-31 2018-03-02 安徽和润特种玻璃有限公司 一种高透过率防眩玻璃用蚀刻液及其制备方法
KR102455790B1 (ko) * 2015-12-22 2022-10-19 주식회사 이엔에프테크놀로지 구리 식각액 조성물
CN105803459B (zh) * 2016-05-03 2019-01-15 苏州晶瑞化学股份有限公司 一种微电子用多层金属膜蚀刻液及其应用
CN107587135A (zh) * 2016-07-08 2018-01-16 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种钼铝钼蚀刻液
CN111719156A (zh) * 2019-03-20 2020-09-29 易安爱富科技有限公司 蚀刻组合物及利用其的蚀刻方法
CN113106453A (zh) * 2020-02-26 2021-07-13 江苏艾森半导体材料股份有限公司 一种蚀刻液组合物及其应用
CN114318338A (zh) * 2020-09-29 2022-04-12 上海飞凯材料科技股份有限公司 一种铜镍金结构的铜种子层蚀刻液及其应用
CN112415799A (zh) * 2020-11-10 2021-02-26 Tcl华星光电技术有限公司 阵列基板及其制备方法
CN114107991A (zh) * 2021-11-29 2022-03-01 清华大学 一种钼-铜双层膜材料蚀刻方法及腐蚀液
CN116497355B (zh) * 2023-04-10 2024-03-22 珠海市裕洲环保科技有限公司 一种酸性铜蚀刻液及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040051502A (ko) * 2002-12-12 2004-06-18 엘지.필립스 엘시디 주식회사 구리 몰리브덴막에서 몰리브덴 잔사를 제거할 수 있는식각용액 및 그 식각 방법
KR20050122122A (ko) * 2004-06-23 2005-12-28 테크노세미켐 주식회사 평판디스플레이용 투명도전막의 에칭액 조성물
KR20060099089A (ko) * 2005-03-10 2006-09-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 금속배선 식각용액 및 이를 이용한 금속배선 식각방법과 상기 식각용액을 이용한 액정표시장치의 제조방법
WO2011099624A1 (ja) * 2010-02-15 2011-08-18 三菱瓦斯化学株式会社 銅層及びモリブデン層を含む多層薄膜用エッチング液

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5386307B2 (ja) * 2009-11-06 2014-01-15 株式会社神鋼環境ソリューション 冷却塔

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040051502A (ko) * 2002-12-12 2004-06-18 엘지.필립스 엘시디 주식회사 구리 몰리브덴막에서 몰리브덴 잔사를 제거할 수 있는식각용액 및 그 식각 방법
KR20050122122A (ko) * 2004-06-23 2005-12-28 테크노세미켐 주식회사 평판디스플레이용 투명도전막의 에칭액 조성물
KR20060099089A (ko) * 2005-03-10 2006-09-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 금속배선 식각용액 및 이를 이용한 금속배선 식각방법과 상기 식각용액을 이용한 액정표시장치의 제조방법
WO2011099624A1 (ja) * 2010-02-15 2011-08-18 三菱瓦斯化学株式会社 銅層及びモリブデン層を含む多層薄膜用エッチング液

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