CN106702384B - 用于银层的蚀刻剂组合物和形成金属图案的方法及用其制造显示基板的方法 - Google Patents

用于银层的蚀刻剂组合物和形成金属图案的方法及用其制造显示基板的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106702384B
CN106702384B CN201610983000.7A CN201610983000A CN106702384B CN 106702384 B CN106702384 B CN 106702384B CN 201610983000 A CN201610983000 A CN 201610983000A CN 106702384 B CN106702384 B CN 106702384B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
silver
etching agent
etching
agent composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610983000.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106702384A (zh
Inventor
李承洙
沈庆辅
安基熏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Original Assignee
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongwoo Fine Chem Co Ltd filed Critical Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Publication of CN106702384A publication Critical patent/CN106702384A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106702384B publication Critical patent/CN106702384B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/30—Acidic compositions for etching other metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/02—Local etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本发明涉及用于银层的蚀刻剂组合物，基于所述组合物的总重量，其包括：30至70wt％的磷酸，0.5至10wt％的硝酸，5至20wt％的丙酸，0.01至10wt％的唑系化合物，和余量的水；使用所述蚀刻剂组合物形成金属图案的方法和使用所述蚀刻剂组合物制造显示基板的方法。本发明的蚀刻剂组合物能够防止银或银合金的过蚀刻从而形成具有低S/E的线，由此能够用于精细图案的形成。特别地，本发明的蚀刻剂组合物包括丙酸，代替在用于银层的常规蚀刻剂组合物中使用的乙酸，从而增加润湿性，由此显著改善蚀刻特性。

Description

用于银层的蚀刻剂组合物和形成金属图案的方法及用其制造 显示基板的方法
技术领域
本发明涉及用于银层的蚀刻剂组合物，涉及使用该蚀刻剂组合物形成金属图案的方法，还涉及使用该蚀刻剂组合物制造显示基板的方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)是目前可用的各种平板显示器之一，并被配置成包括两个具有电极的基板和介于其间的液晶层。当向电极施加电压时，液晶层中的液晶分子重新排列，从而控制透过的光量。
当加长数据线时，也增加线路电阻。因此，传统上将铬(Cr)、钼(Mo)、铝(Al)及其合金用作薄膜晶体管(TFT)的栅极线和数据线难以实现具有大尺寸和高分辨率的平板显示器。为了解决由于电阻增加造成的信号延迟问题的目的，栅极线和数据线需要使用具有尽可能低的比电阻的材料来形成。
导电金属诸如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)具有相对高的透光率并具有导电性，因此广泛地用作平板显示器的滤色器的电极。然而，这些金属还具有高电阻，并变成平板显示装置扩大和高分辨率(其通过改善响应速度来实现)的障碍。
在反射板的情况下，铝(Al)反射板已主要用于产品中，但已进行很多用具有更高反射率的金属代替Al的尝试以便增加亮度，由此实现低功耗。为此，蚀刻剂的开发需要应用银(Ag，具有大约1.59μΩcm的比电阻)层、银合金层或包括银层和银合金层的多层，银层、银合金层或包括银层和银合金层的多层与在平板显示器中使用的金属、滤色器的电极、LCD线和反射板相比具有更低的比电阻和更高的亮度，从而实现具有大尺寸、高分辨率和低功耗的平板显示器。
然而，银(Ag)对下面的基板(诸如由玻璃制成的绝缘基板或由本征非晶硅或掺杂非晶硅制成的半导体基板)具有非常差的粘附性，使得难以进行气相沉积工艺并且容易引起线的翘起或剥落。而且，在银(Ag)导电层沉积在基板上的情况下，使用蚀刻剂对银(Ag)导电层进行图案化。当该蚀刻剂选自常规使用的那些时，银(Ag)被过度地或不均匀地蚀刻，因此导致线的翘起或剥落并使线的侧面轮廓劣化。
特别地，容易被还原的银(Ag)仅当被快速蚀刻时才可以无任何残渣地被蚀刻。在这里，在蚀刻工艺之后难以形成锥角，原因在于上下部之间的蚀刻速率由于快速蚀刻而没有差别。因此，用于线的银的使用受到很多限制。在金属层直立而没有任何锥角的情况下，当在后续工艺中在金属层上形成绝缘层或线时，可以在银(Ag)与绝缘层或线之间产生空间。这样的空间是电短路的主要原因。
因此正在进行充分研究以改善蚀刻特性。就这一点而言，韩国专利申请公开No.10-2008-0110259公开蚀刻剂组合物，其包括预定量的磷酸、硝酸、乙酸、磷酸二氢钠(NaH2PO4)和去离子水。然而，本领域仍然需要用于银层的具有改善的蚀刻特性的蚀刻剂组合物，因此对其进行积极研究。然而，还没有提出与上述常规技术相比具有明显改善的蚀刻特性的蚀刻剂组合物。
[引用列表]
[专利文献]
(专利文件0001)韩国专利申请公开No.10-2008-0110259
发明内容
因此，铭记相关技术中遇到的上述问题而作出了本发明，并且本发明意在提供蚀刻剂组合物，其与用于银层的常规蚀刻剂组合物相比可以表现出更多改善的蚀刻特性，并可以防止银或银合金的过蚀刻，因此形成具有低S/E的线，由此其适用于精细图案，并且其中对于银合金形成锥角，因此增加显示基板的电性能。
此外，本发明意在提供使用该蚀刻剂组合物形成金属图案的方法。
此外，本发明意在提供使用该蚀刻剂组合物制造显示基板的方法。
本发明提供用于银层的蚀刻剂组合物，基于该组合物的总重量，包括：30至70wt％的磷酸；0.5至10wt％的硝酸；5至20wt％的丙酸；0.01至10wt％的唑系化合物；和余量的水。
在本发明的实施方式中，蚀刻剂组合物可以同时蚀刻由银(Ag))或银合金形成的单层和由所述单层和铟氧化物层形成的多层。
在本发明的实施方式中，铟氧化物可以是铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)或铟锡镓锌氧化物(IGZO)。
此外，本发明提供形成金属图案的方法，包括：在基板上形成选自银(Ag)或银合金的单层和由银或银合金的单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层；和用上述蚀刻剂组合物蚀刻以上形成的一层或多层。
在本发明的实施方式中，该方法还可以包括：在形成一层或多层后，在一层或多层上形成光致抗蚀剂图案。
此外，本发明提供制造显示基板的方法，包括：在基板上形成栅电极；在包括该栅电极的基板上形成栅绝缘层；在栅绝缘层上形成半导体层；在该半导体层上形成源电极和漏电极；和形成连接至该漏电极的像素电极，其中在基板上形成栅电极、在半导体层上形成源电极和漏电极和形成连接至该漏电极的像素电极的任一个或多个包括：形成选自由银或银合金形成的单层和由该单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层的工序；和通过用上述蚀刻剂组合物蚀刻以上形成的一层或多层来形成各个电极的工序。
在本发明的实施方式中，显示基板可以是薄膜晶体管(TFT)阵列基板。
根据本发明，蚀刻剂组合物能够防止银或银合金的过蚀刻，从而形成具有低S/E的线，由此能够用于精细图案。特别地，本发明的蚀刻剂组合物包括丙酸，以代替在用于银层的常规蚀刻剂组合物中使用的乙酸，从而增加润湿性，由此显著改善蚀刻特性。
附图说明
图1示出基于测试例的评价标准没有产生残渣；
图2示出基于测试例的评价标准产生残渣；
图3示出基于测试例的评价标准没有发生再吸附；和
图4示出基于测试例的评价标准发生再吸附。
具体实施方式
本发明提出用于银层的蚀刻剂组合物、使用该蚀刻剂组合物形成金属图案的方法和使用该蚀刻剂组合物制造显示基板的方法。
在本发明中，包含在用于银层的常规蚀刻剂组合物中的乙酸被丙酸代替，因此进一步改善蚀刻特性。
在下文中，将给出本发明的详细描述。
本发明提出用于银层的蚀刻剂组合物，基于所述组合物的总重量，包括：30至70wt％的磷酸；0.5至10wt％的硝酸；5至20wt％的丙酸；0.01至10wt％的唑系化合物；和余量的水。
在本发明中，磷酸用作主要蚀刻剂，并起到引起与银(Ag)或银合金的氧化还原反应和解离铟氧化物层从而进行湿蚀刻的作用。磷酸的量是基于该组合物的总重量的30至70wt％，优选40至60wt％。如果磷酸的量小于30wt％，则蚀刻能力变差，难以进行充分的蚀刻。而且，当在加工期间预定量或更多的银溶解在蚀刻剂组合物中时，银(Ag)可以被再吸附或可以沉淀，从而导致可能在后续工序中引起电短路的缺陷。另一方面，如果其量超过70wt％，则铟氧化物层的蚀刻速率可能下降，并且银(或银合金)的蚀刻速率可能过度增加，因此蚀刻可能在线由于过蚀刻不能执行其功能的程度上发生。在铟氧化物层被堆叠的情况下，可能由于银(或银合金)和铟氧化物层之间蚀刻速率的差异而形成尖端，因此可能在后续工艺中出现问题。
硝酸用作辅助蚀刻剂，并起到氧化银(Ag)或银合金和铟氧化物层从而进行湿蚀刻的作用。硝酸的量是基于蚀刻剂组合物的总重量的0.5至10wt％。如果硝酸的量小于0.5wt％，则银(或银合金)和铟氧化物层的蚀刻速率可能下降，并且电短路和暗点(残渣留下的区域变暗)可能由于银残渣而在后续加工期间出现。另一方面，如果其量超过10wt％，则由于蚀刻速率过快而难以控制加工，并且线由于过蚀刻而不能执行其功能。
丙酸用作缓冲剂以控制反应速率等，并且在对银或银合金形成锥角中起重要作用。丙酸的量是基于该组合物的总重量的5至20wt％，并优选10至15wt％。如果丙酸的量小于5wt％，则对线的蚀刻表面不能形成锥角。另一方面，如果其量超过20wt％，则生成的组合物具有非常高的挥发性，因此由于加工期间组合物的挥发，可能在3小时内发生组合物的量的改变，由此蚀刻速率可能随时间变化。
唑系化合物起到降低银(Ag)或银合金的蚀刻速率的作用，并且铟氧化物层的蚀刻速率未相对地下降，由此控制铟氧化物层中尖端的形成，并且在加工期间调整蚀刻时间。唑系化合物可以防止银(Ag)的过蚀刻从而形成具有低S/E的线，能够形成用于精细图案的线。当使用银或银合金的单层(包括未提供阻隔层例如铟氧化物层的情况)时，可能增加加工成本，原因在于为了防止过蚀刻而使用上下阻隔层。然而，当使用唑系化合物时，即使不存在阻隔层也可以不发生过蚀刻，由此可以减少加工时间和原材料的使用，因此降低生产成本。唑系化合物的量是基于组合物的总重量的0.01至10wt％。如果唑系化合物的量小于0.01wt％，则不能执行降低蚀刻速率的功能，因此当形成用于精细图案的线时线损失的缺陷可能由于过蚀刻而发生。另一方面，如果其量超过10wt％，则电流短路可能发生，因为银或银合金的蚀刻速率显著降低，并且不必要的部分未被完全蚀刻，这引起缺陷的发生。此外，残渣由于蚀刻速率下降而留下，因此，当在进行后续工序之后生产产品时，可能产生称作暗点的缺陷(一些区域看起来黑的现象)。
唑系化合物的例子可以包括吡咯系，吡唑系，咪唑系，三唑系，四唑系，五唑系，噁唑系，异噁唑系，噻唑系和异噻唑系化合物，其可以单独使用或以两种或更多种的混合物使用。
在蚀刻剂组合物中，水优选包括去离子(DI)水，其适用于半导体加工并具有18MΩ/cm或更大的电阻率。
在显示设备的制造中，当本发明的蚀刻剂组合物用于银(Ag)或银合金的单层和由银或银合金的单层和铟氧化物层形成的多层、优选地包括铟氧化物层/银或铟氧化物层/银/铟氧化物层的多层(适于在线和反射层中使用)时，可以表现出蚀刻均匀性而没有损伤下层。因此，该蚀刻剂组合物在湿蚀刻中有用。
此外，本发明提出形成金属图案的方法，包括：在基板上形成选自银(Ag)或银合金的单层、和由银或银合金的单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层；和用根据本发明的蚀刻剂组合物蚀刻以上形成的一层或多层。
在根据本发明的形成金属图案的方法中，形成一层或多层的步骤可以具体地包括提供基板和在基板上形成选自银(Ag)或银合金的单层、和由银或银合金的单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层。
基板可以包括可以经受典型的清洗工艺的那些，例如晶片、玻璃基板、不锈钢基板、塑料基板或石英基板。在基板上形成选自银(Ag)或银合金的单层、和由银或银合金的单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层的工序可以包括对本领域技术人员来说已知的任何方法，并优选包括真空沉积或溅射。
在蚀刻步骤中，将光致抗蚀剂形成在一层或多层(在形成一层或多层的步骤中形成)上，然后使用掩模选择性地曝光，之后后烘焙并显影曝光的光致抗蚀剂，从而形成光致抗蚀剂图案。
使用本发明的蚀刻剂组合物蚀刻具有光致抗蚀剂图案的一层或多层，由此完成金属图案。
此外，本发明提出制造显示基板的方法，包括：在基板上形成栅电极；在包括该栅电极的基板上形成栅绝缘层；在该栅绝缘层上形成半导体层；在该半导体层上形成源电极和漏电极；和形成连接至该漏电极的像素电极，其中在基板上形成栅电极、在半导体层上形成源电极和漏电极和形成连接至漏电极的像素电极中的任一个或多个包括：形成选自由银或银合金形成的单层和由单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层的工序；和通过用上述蚀刻剂组合物蚀刻以上形成的一层或多层来形成各个电极的工序。
在基板上形成栅电极的步骤可以包括使用气相沉积或溅射在基板上沉积形成选自由银或银合金的单层、和由银或银合金的单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层；和通过使用本公开的蚀刻剂组合物图案化以上形成的一层或多层来形成栅电极。在这里，在基板上形成一层或多层的方法并非仅限于以上示例性工序。
在包括栅电极的基板上形成栅绝缘层的步骤中，将氮化硅(SiNx)沉积在形成在基板上的栅电极的顶部以形成栅绝缘层。本文中，用于形成栅绝缘层的材料并非仅限于氮化硅(SiNx)，并且还可以使用选自包括氧化硅(SiO2)的各种无机绝缘材料中的任何材料来形成栅绝缘层。
在栅绝缘层上形成半导体层的步骤中，使用化学气相沉积(CVD)在栅绝缘层上形成半导体层。具体地，按次序形成活性层和欧姆接触层，然后通过干蚀刻图案化。在这里，活性层由纯的非晶硅(a-Si:H)形成，并且欧姆接触层由含有杂质的非晶硅(n+a-Si:H)形成。虽然当形成活性层和欧姆接触层时可以进行化学气相沉积(CVD)，但本发明不限于此。
在半导体层上形成源电极和漏电极的步骤可以包括在半导体层上形成源电极和漏电极并且在该源电极和该漏电极上形成绝缘层。当在半导体层上形成源电极和漏电极时，使用溅射在欧姆接触层上沉积选自银或银合金的单层、和由银或银合金的单层和铟氧化物层形成的多层当中的任一层或多层，然后使用本发明的蚀刻剂组合物蚀刻其以形成源电极和漏电极。同样地，在基板上形成一层或多层并非仅限于以上示例性工序。在源电极和漏电极上形成绝缘层的步骤中，绝缘层从包括氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiO2)的无机绝缘组或包括苯并环丁烯(BCB)-和丙烯酸系树脂的有机绝缘组中选择，并形成在源电极和漏电极上作为单层或双层。绝缘层的材料不限于以上说明的那些。在形成连接至漏电极的像素电极的步骤中，形成连接至漏电极的像素电极。例如，通过溅射沉积选自银或银合金的单层和由银或银合金的单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层，然后使用本发明的蚀刻剂组合物蚀刻其以形成像素电极。铟氧化物层的沉积并非仅限于溅射工艺。
通过以下实施例、比较例和测试例来详述本发明，这些实施例、比较例和测试例的提出仅用来说明本发明，但本发明不限于这些实施例、比较例和测试例，并可以进行各种变形和改变。
实施例1至6和比较例1至6：蚀刻剂组合物的制备
使用下表1中示出的量(单位：wt％)的组分制备150kg的各个蚀刻剂组合物。
[表1]
*MTZ：5-甲基四唑
将各个蚀刻剂组合物放在作为蚀刻设备的ETCHER(TFT)(由K.C.Tech制造)中，然后被加热至40℃的温度。当温度达到40±0.1℃时，进行蚀刻工艺。以过蚀刻的方式进行蚀刻使得总蚀刻时间与端点检测(EPD)相比增加了50％。
将基板放在蚀刻设备中、以喷雾方式蚀刻、从蚀刻设备中取出、用DI水清洗并使用热风干燥器干燥，然后使用PR剥离剂去除光致抗蚀剂(PR)。清洗和干燥之后，使用扫描电子显微镜(SEM，型号名称：S-4700，由HITACHI制造)评价侧蚀刻距离、残渣、蚀刻速率、时间稳定性、再吸附和锥角。
1.侧蚀刻距离
将实施例1至6和比较例1至6的各个蚀刻剂组合物放在喷雾型蚀刻设备(ETCHER(TFT)，由K.C.Tech制造)中，然后被加热至40℃的温度。当温度达到40±0.1℃时，进行蚀刻样品的工艺。总蚀刻时间被设成60s(秒)。
将基板放在蚀刻设备中、以喷雾方式蚀刻60s、从蚀刻设备中取出、用DI水清洗并使用热风干燥器干燥。清洗和干燥之后，切割基板并使用SEM(型号名称：SU-8010，由HITACHI制造)测定其横截面。作为测定侧蚀刻距离的标准，测定从光致抗蚀剂的末端到内部通过金属的蚀刻塌陷的宽度，将以下标准用于评价。结果如下表2所示。
<侧蚀刻距离的评价标准>
优异：0.5μm或更小
良好：大于0.5μm至1.0μm或更小
差：大于1.0μm
2.残渣
将实施例1至6和比较例1至6的各个蚀刻剂组合物放在喷雾型蚀刻设备(ETCHER(TFT)，由K.C.Tech制造)中，然后被加热至40℃的温度。当温度达到40±0.1℃时，进行对样品进行蚀刻的工艺。将总蚀刻时间被设成60秒。
将基板放在蚀刻设备中、以喷雾方式蚀刻60秒、从蚀刻设备中取出、用DI水清洗并使用热风干燥器干燥，然后使用PR剥离剂去除PR。清洗和干燥之后，使用扫描电子显微镜(SEM；型号名称：SU-8010，由HITACHI，Ltd.制造)测定残渣和银(Ag)未被蚀刻而留在未被光致抗蚀剂覆盖的部分上的现象，并且将以下标准用于评价。结果如下表2所示。
<残渣测定的评价标准>
优异:无残渣(图1)
差:产生残渣(残渣由不完全蚀刻产生，并以非晶形的形式在基板的整个表面上存在，图2)
3.蚀刻速率
将实施例1至6和比较例1至6的各个蚀刻剂组合物被放在喷雾型蚀刻设备(ETCHER(TFT)，由K.C.Tech制造)中，然后被加热至40℃的温度。当温度达到40±0.1℃时，进行蚀刻样品的工艺。将总蚀刻时间被设成60秒。
用肉眼观察端点检测(EPD)并随时间观察长度方向上的蚀刻速率(E/R)。当蚀刻的金属层的厚度被EPD分开后，确定对应于(厚度)每秒(时间)的蚀刻速率并基于以下标准进行评价。结果如下表2中所示。
<蚀刻速率的评价标准>
优异：或更小
良好：大于至或更小
差：大于
4.时间稳定性
对实施例1至6和比较例1至6的各个蚀刻剂组合物中的一些进行参照蚀刻测试，并且剩余的蚀刻剂组合物在25℃下储存预定时间(1个月)。此后，使用储存的蚀刻剂组合物在与以上蚀刻速率测试相同的条件下,再次进行蚀刻工艺，并且将其结果与参照蚀刻测试对比。评价标准如下，并且结果在下表2中示出。使用实施例1至6和比较例1至6的蚀刻溶液组合物进行参照蚀刻测试，并且将剩余的蚀刻溶液组合物在25℃下储存指定日期(以月为单位)。之后，使用储存的蚀刻溶液组合物在与上述蚀刻速率测试相同的条件下,再次进行蚀刻，并且将结果与参照蚀刻测试的结果对比。将以下标准用于评价，并且结果在下表2中示出。
<时间稳定性的评价标准>
优异：1个月后优异的蚀刻轮廓
良好：1个月后良好的蚀刻轮廓
差：1个月后差的蚀刻轮廓
5.再吸附
将实施例1至6和比较例1至6的各个蚀刻剂组合物放在喷雾型蚀刻设备(ETCHER(TFT)，由K.C.Tech制造)中，然后被加热至40℃的温度。当温度达到40±0.1℃时，进行蚀刻样品的工艺。将总蚀刻时间设成60秒。将基板放在蚀刻设备中、以喷雾方式蚀刻60秒、从蚀刻设备中取出、用DI水清洗并使用热风干燥器干燥，然后使用PR剥离器去除PR。清洗和干燥之后，通过使用扫描电子显微镜(SEM，型号名称：SU-8010，由HITACHI，Ltd.制造)的全面观察来进行对现象的分析，在该现象中，在将银蚀刻后，蚀刻的银(Ag)主要被吸附在使异种金属露出的位点例如数据线或可能由于绕组现象产生摩擦的特定的位点。将以下标准用于评价，并且结果如下表2中所示。
<再吸附测定的评价标准>
优异：没有再吸附(图3)
差：出现再吸附(银再吸附是由还原引起的吸附，并在上述特定位点以球形被观察，图4)
6.锥角
将实施例1至6和比较例1至6的各个蚀刻剂组合物被放在喷雾型蚀刻设备(ETCHER(TFT)，由K.C.Tech制造)中，然后被加热至40℃的温度。当温度达到40±0.1℃时，进行蚀刻样品的工艺。将总蚀刻时间设成60秒。
将基板放在蚀刻设备中、以喷雾方式蚀刻60秒、从蚀刻设备中取出、用DI水清洗并使用热风干燥器干燥，然后使用PR剥离剂去除PR。清洗和干燥之后，竖直切割待分析的蚀刻的基板的线，使用SEM(SU-8010，由HITACHI制造)测定线与下绝缘层之间的内角并基于下述标准进行评价。结果如下表2中所示。
<锥角>
优异：锥角为从20°或更大至60°或更小
良好：锥角为从大于60°至80°或更小
差：小于20°或大于80°的锥角[表2]
通过表2显而易见的是，实施例1至6在侧蚀刻距离、残渣、蚀刻速率、时间稳定性、再吸附和锥角方面与比较例1至6相比表现出优异的蚀刻特性。特别地，使用丙酸代替乙酸的实施例1至6与使用乙酸的比较例6的锥角明显不同，产生优异的蚀刻特性。
虽然出于说明目的已经公开了本发明的优选实施方式，本领域技术人员将理解的是，各种变形、添加和替代是可以的，而不背离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神。

Claims (7)

1.用于银层的蚀刻剂组合物，基于所述组合物的总重量，包括：30至70wt％的磷酸；3至10wt％的硝酸；5至20wt％的丙酸；0.01至10wt％的唑系化合物；和余量的水。
2.根据权利要求1所述的蚀刻剂组合物，其中，所述蚀刻剂组合物同时蚀刻由银或银合金形成的单层和由所述单层和铟氧化物层形成的多层。
3.根据权利要求2所述的蚀刻剂组合物，其中，所述铟氧化物是选自由铟锡氧化物、铟锌氧化物、铟锡锌氧化物或铟锡镓锌氧化物组成的组中的一种或多种。
4.形成金属图案的方法，包括：
形成选自银或银合金的单层和由银或银合金的单层和铟氧化物层在基板上形成的多层当中的任一层或多层；和
用根据权利要求1至3的任一项所述的蚀刻剂组合物蚀刻以上形成的所述一层或多层。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：在形成所述一层或多层后，在所述一层或多层上形成光致抗蚀剂图案。
6.制造显示基板的方法，包括：
在基板上形成栅电极；
在包括所述栅电极的基板上形成栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成半导体层；
在所述半导体层上形成源电极和漏电极；和
形成连接至所述漏电极的像素电极，
其中所述在基板上形成栅电极、所述在所述半导体层上形成源电极和漏电极、和所述形成连接至所述漏电极的像素电极当中的任一个或多个包括：形成选自由银或银合金形成的单层和由所述单层和铟氧化物层形成的多层中的任一层或多层的工序；和通过用根据权利要求1至3的任一项所述的蚀刻剂组合物蚀刻以上形成的所述一层或多层来形成各个电极的工序。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述显示基板是薄膜晶体管(TFT)阵列基板。
CN201610983000.7A 2015-11-13 2016-11-09 用于银层的蚀刻剂组合物和形成金属图案的方法及用其制造显示基板的方法 Active CN106702384B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150159758A KR20170056279A (ko) 2015-11-13 2015-11-13 은 식각액 조성물
KR10-2015-0159758 2015-11-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106702384A CN106702384A (zh) 2017-05-24
CN106702384B true CN106702384B (zh) 2019-05-07

Family

ID=58940699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610983000.7A Active CN106702384B (zh) 2015-11-13 2016-11-09 用于银层的蚀刻剂组合物和形成金属图案的方法及用其制造显示基板的方法

Country Status (3)

Country Link
KR (2) KR20170056279A (zh)
CN (1) CN106702384B (zh)
TW (1) TWI645074B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102263693B1 (ko) * 2017-11-02 2021-06-10 동우 화인켐 주식회사 은 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 및 금속 패턴의 형성 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103026293A (zh) * 2010-07-30 2013-04-03 东友Fine-Chem股份有限公司 用于制造液晶显示装置用阵列基板的方法
CN104233302A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 南通万德科技有限公司 一种蚀刻液及其应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101026983B1 (ko) * 2004-10-28 2011-04-11 주식회사 동진쎄미켐 박막트랜지스터 액정표시장치의 에칭 조성물
KR101323458B1 (ko) 2007-06-15 2013-10-29 동우 화인켐 주식회사 은 식각액 조성물
KR20150043569A (ko) * 2013-10-07 2015-04-23 주식회사 이엔에프테크놀로지 구리 및 몰리브덴 함유 막의 식각액 조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103026293A (zh) * 2010-07-30 2013-04-03 东友Fine-Chem股份有限公司 用于制造液晶显示装置用阵列基板的方法
CN104233302A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 南通万德科技有限公司 一种蚀刻液及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170056279A (ko) 2017-05-23
KR20220127776A (ko) 2022-09-20
CN106702384A (zh) 2017-05-24
TWI645074B (zh) 2018-12-21
TW201723230A (zh) 2017-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103898509B (zh) 刻蚀剂组合物、金属图案的形成方法和阵列基板的制法
TWI532881B (zh) 用於導電多層膜之蝕刻液組成物及其蝕刻方法
KR101348474B1 (ko) 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴형성방법
CN103911616B (zh) 刻蚀剂组合物、金属图案的形成方法和阵列基板的制法
TW201809356A (zh) 含銀薄膜的蝕刻液組合物及利用其的顯示基板
KR20140063283A (ko) 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법
CN108265296A (zh) 蚀刻液组合物、配线、显示装置用阵列基板及其制造方法
KR101406362B1 (ko) 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴형성방법
TWI364072B (en) Etching composition
CN109797396B (zh) 银膜蚀刻液组合物、用它的蚀刻方法及金属图案形成方法
CN104419932B (zh) 用于形成银或银合金的布线和反射层的蚀刻剂组合物
KR20140063284A (ko) 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법
KR20140082186A (ko) 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법
CN106702384B (zh) 用于银层的蚀刻剂组合物和形成金属图案的方法及用其制造显示基板的方法
KR20090014474A (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법
CN106504987A (zh) 用于银层的蚀刻溶液组合物、使用其制作金属图案的方法和制作显示基板的方法
CN105463462B (zh) 用于银纳米线的蚀刻剂组合物
KR102546796B1 (ko) 식각액 조성물
KR102198129B1 (ko) 은 또는 은합금의 배선 및 반사막 형성을 위한 식각용액
KR20160108945A (ko) 몰리브덴 함유 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102700386B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20190002381A (ko) 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법
CN109385281A (zh) 含银膜蚀刻液组合物及利用其的导电图案形成方法
KR20190057018A (ko) 은 박막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 및 금속 패턴의 형성 방법
KR101796784B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20170524

Assignee: Zhenjiang Runjing High Purity Chemical Technology Co.,Ltd.

Assignor: DONGWOO FINE-CHEM Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024990000382

Denomination of invention: Etching agent composition for silver layer and method for forming metal patterns, as well as method for manufacturing display substrates using it

Granted publication date: 20190507

License type: Common License

Record date: 20240806

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract