JP6669522B2 - 銀含有薄膜のエッチング液組成物およびこれを用いた表示装置用アレイ基板の製造方法 - Google Patents
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- Weting (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
本発明は、銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物およびこれを用いた表示装置用アレイ基板の製造方法に関する。
本格的な情報化時代に入るにつれて大量の情報を処理および表示するディスプレイ分野が急速に発展してきており、これに応えて多様な平板ディスプレイが開発されて注目されている。
このような平板ディスプレイ装置の例としては、液晶ディスプレイ装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ ｄｅｖｉｃｅ：ＰＤＰ）、電界放出ディスプレイ装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ：ＦＥＤ）、有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ：ＯＬＥＤ）などが挙げられる。
特に、ＯＬＥＤは、素子自らで光を発光しながら低電圧でも駆動できるため、携帯機器などの小型ディスプレイ市場に速やかに適用されているだけでなく、ディスプレイの大画面化へのトレンドに応じて大型テレビなどへの商用化を目前にしている。ディスプレイの大画面化に伴い、配線などが長くなって配線抵抗が増加することから、抵抗を低下させて表示装置の大型化および高解像度の実現を可能にする方法が要求されている。
抵抗の増加による信号遅延などの問題を解決するためには、前記配線をできるだけ低い比抵抗を有する材料で形成する必要がある。そのような努力の一環として、他の金属に比べて低い比抵抗と高い輝度、伝導度を有する銀（Ａｇ：比抵抗約１．５９μΩｃｍ）膜、銀合金膜、または銀膜や銀合金膜を含む多層膜をカラーフィルタの電極、配線および反射膜などに適用して、平板ディスプレイ装置の大型化と高解像度および低電力消費などを実現するための努力が傾けられており、このような材料に適用するためのエッチング液が要求されている。
銀（Ａｇ）含有薄膜が基板に蒸着された場合、これをパターニング、エッチングするために従来のエッチング液を使用する場合には、エッチングが不良で残渣が発生したり、工程時間が長くなるなどの問題が生じることがある。また、これとは逆に、銀（Ａｇ）が過度にエッチングされたり、不均一にエッチングされて、配線の浮き上がりまたは剥がれ現象が発生し、配線の側面プロファイルが不良になり得る。したがって、このような問題を解決できる新たなエッチング液の開発が要求される。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、
銀（Ａｇ）または銀合金の単一膜、または前記単一膜および透明導電膜を含む多層膜をエッチングするにあたって、限界寸法バイアス（ＣＤ ｂｉａｓ）に優れ、下部データ配線の損傷および残渣の発生なく均一なエッチング特性を示すエッチング液組成物を提供することを目的とする。
銀（Ａｇ）または銀合金の単一膜、または前記単一膜および透明導電膜を含む多層膜をエッチングするにあたって、限界寸法バイアス（ＣＤ ｂｉａｓ）に優れ、下部データ配線の損傷および残渣の発生なく均一なエッチング特性を示すエッチング液組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記エッチング液組成物を用いて、ＯＬＥＤ、ＬＣＤなどの表示装置用アレイ基板を製造する方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、
組成物の総重量に対して、
リン酸（Ａ）４０〜６０重量％；
硝酸（Ｂ）３〜８重量％；
酢酸（Ｃ）５〜２０重量％；
リン酸塩（Ｄ）０．１〜３重量％；
硝酸塩（Ｅ）０．１〜３重量％および酢酸塩（Ｆ）０．１〜３重量％から選択される１種以上の塩；および
脱イオン水（Ｇ）残部を含むことを特徴とする銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物を提供する。
組成物の総重量に対して、
リン酸（Ａ）４０〜６０重量％；
硝酸（Ｂ）３〜８重量％；
酢酸（Ｃ）５〜２０重量％；
リン酸塩（Ｄ）０．１〜３重量％；
硝酸塩（Ｅ）０．１〜３重量％および酢酸塩（Ｆ）０．１〜３重量％から選択される１種以上の塩；および
脱イオン水（Ｇ）残部を含むことを特徴とする銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物を提供する。
また、本発明は、
ａ）基板上にゲート配線を形成するステップと、
ｂ）前記ゲート配線を含む基板上にゲート絶縁層を形成するステップと、
ｃ）前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成するステップと、
ｄ）前記半導体層上にソースおよびドレイン電極を形成するステップと、
ｅ）前記ドレイン電極に連結された画素電極または反射膜を形成するステップとを含む表示装置用アレイ基板の製造方法において、
前記ｅ）ステップは、基板上に銀（Ａｇ）含有薄膜を形成し、本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物でエッチングして、画素電極または反射膜を形成するステップを含むことを特徴とする表示装置用アレイ基板の製造方法を提供する。
ａ）基板上にゲート配線を形成するステップと、
ｂ）前記ゲート配線を含む基板上にゲート絶縁層を形成するステップと、
ｃ）前記ゲート絶縁層上に半導体層を形成するステップと、
ｄ）前記半導体層上にソースおよびドレイン電極を形成するステップと、
ｅ）前記ドレイン電極に連結された画素電極または反射膜を形成するステップとを含む表示装置用アレイ基板の製造方法において、
前記ｅ）ステップは、基板上に銀（Ａｇ）含有薄膜を形成し、本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物でエッチングして、画素電極または反射膜を形成するステップを含むことを特徴とする表示装置用アレイ基板の製造方法を提供する。
さらに、本発明は、
前記銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物でエッチングされた配線を提供する。
前記銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物でエッチングされた配線を提供する。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物は、リン酸、硝酸、酢酸、リン酸塩、硝酸塩および／または酢酸塩、および脱イオン水を含むことにより、銀（Ａｇ）含有薄膜をエッチングするにあたって、限界寸法バイアス（ＣＤ ｂｉａｓ）に優れ、下部配線の損傷およびエッチング残渣の発生なく均一なエッチング特性を有し、エッチング速度のコントロールが容易なエッチング液組成物を提供することができる。
また、本発明は、前記エッチング液組成物を用いて、表示装置用アレイ基板を製造する方法を提供することができる。
本発明者らは、銀（Ａｇ）含有薄膜に対して優れたエッチング特性を有し、残渣および再吸着が発生せず、エッチングコントロールに優れて過剰なエッチングが発生しないエッチング液組成物を提供するために鋭意努力を重ねたところ、酸として、リン酸、硝酸、酢酸を含み、リン酸塩、硝酸塩および／または酢酸塩などを含むエッチング液組成物として本発明を完成するに至った。
本発明は、
組成物の総重量に対して、
リン酸（Ａ）４０〜６０重量％；
硝酸（Ｂ）３〜８重量％；
酢酸（Ｃ）５〜２０重量％；
リン酸塩（Ｄ）０．１〜３重量％；
硝酸塩（Ｅ）０．１〜３重量％および酢酸塩（Ｆ）０．１〜３重量％から選択される１種以上の塩；および
脱イオン水（Ｇ）残部を含むことを特徴とする銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に関する。
組成物の総重量に対して、
リン酸（Ａ）４０〜６０重量％；
硝酸（Ｂ）３〜８重量％；
酢酸（Ｃ）５〜２０重量％；
リン酸塩（Ｄ）０．１〜３重量％；
硝酸塩（Ｅ）０．１〜３重量％および酢酸塩（Ｆ）０．１〜３重量％から選択される１種以上の塩；および
脱イオン水（Ｇ）残部を含むことを特徴とする銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に関する。
前記銀（Ａｇ）含有薄膜は、膜の構成成分中に銀（Ａｇ）が含まれるものであって、単一膜および二重膜以上の多層膜を含む概念である。前記銀（Ａｇ）含有薄膜は、銀（Ａｇ）または銀合金からなる単一膜、または前記単一膜と透明導電膜とから構成される多層膜などが挙げられるが、これに限定するものではない。
前記透明導電膜は、一般的に、ＩＺＯとａ−ＩＴＯのように、可視光領域で透過率が約９０％以上であり、抵抗率が１×１０−４Ωｃｍ以下の特性を有するものを指し示す。透明導電膜が透明であるためには、一般的に伝導電子が少なくなければならず、電気伝導度が大きくなるためには、伝導電子が多くなければならない。すなわち、透明導電膜の場合、このように相反する２つの条件を満足させなければならない。
ＩＺＯとＩＴＯを蒸着する方法には、一般的にスパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）方法を使用するが、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法に比べて蒸着条件を調整することが容易である。また、大型の基板を用いて製造する場合、薄膜の厚さおよび薄膜特性の均一化を図るのに容易であるという利点がある。スパッタリング方法で製造する場合、酸化物ターゲットまたは合金ターゲット（ａｌｌｏｙ ｔａｒｇｅｔ）を使用する２つの方法があるが、合金ターゲットを使用する場合、蒸着速度が速く、ターゲット寿命もはるかに長く、ターゲット製造の容易性および再活用が可能であるという利点があるが、工程変数に敏感な特性変化を示すという欠点がある。酸化物ターゲットを用いると、薄膜の化学量論比を再現性あるように制御することができるが、合金ターゲットに比べて蒸着速度が遅く、蒸着途中にターゲットに物理的な亀裂が生じ得、ターゲットにアークが起こるという欠点がある。
インジウム−主成分系酸化物をスパッタリング方法によって蒸着させる場合、Ｏ２と反応してＩｎ２Ｏ３の形態を有するが、電気伝導度を向上させるために、ドーパントとして、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｓｎ、およびＺｎなどが使用できる。本発明におけるＩＺＯとＩＴＯはそれぞれ、Ｉｎ２Ｏ３とＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２が適正比率で混合されている透明導電膜酸化物を意味する。
以下、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物を構成する各成分を説明する。しかし、本発明がこれらの成分に限定されるものではない。
（Ａ）リン酸
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれるリン酸（Ｈ３ＰＯ４）は、主酸化剤として使用される成分であって、一例として、透明導電膜／銀（Ａｇ）／透明導電膜などのような銀含有薄膜を酸化させてウェットエッチングする役割を果たす。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれるリン酸（Ｈ３ＰＯ４）は、主酸化剤として使用される成分であって、一例として、透明導電膜／銀（Ａｇ）／透明導電膜などのような銀含有薄膜を酸化させてウェットエッチングする役割を果たす。
前記リン酸は、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物の総重量に対して、４０〜６０重量％含まれ、より好ましくは５０〜６０重量％含まれていてもよい。前記リン酸が４０重量％未満で含まれる場合、銀のエッチング速度の低下と銀残渣の発生による不良を起こすことがある。反面、６０重量％を超えて含まれる場合、透明導電膜のエッチング速度の低下をもたらすことがあり、これに対して、銀のエッチング速度は過度に速くなる。したがって、これを銀または銀合金および透明導電膜の多層膜に適用する場合、上下部透明導電膜のチップ（Ｔｉｐ）の発生または過剰なエッチング現象の発生によって後続工程に問題を誘発し得て、望ましくない。
（Ｂ）硝酸
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる硝酸（ＨＮＯ３）は、補助酸化剤として使用される成分で、一例として、透明導電膜／銀（Ａｇ）／透明導電膜などのような銀含有薄膜を酸化させてウェットエッチングする役割を果たす。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる硝酸（ＨＮＯ３）は、補助酸化剤として使用される成分で、一例として、透明導電膜／銀（Ａｇ）／透明導電膜などのような銀含有薄膜を酸化させてウェットエッチングする役割を果たす。
前記硝酸（Ｂ）は、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物の総重量に対して、３〜８重量％含まれ、より好ましくは５〜７重量％含まれていてもよい。前記硝酸の含有量が３重量％未満の場合、銀（Ａｇ）、銀合金（ｓｉｌｖｅｒ ａｌｌｏｙ）、または透明導電膜のエッチング速度の低下が発生し、これによって基板内のエッチング均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が不良になるので染みが発生する。前記硝酸の含有量が８重量％を超える場合には、上下部透明導電膜のエッチング速度が加速化されて、過剰なエッチングの発生によって後続工程に問題が発生することがある。
（Ｃ）酢酸
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）は、補助酸化剤として使用される成分であり、一例として、透明導電膜／銀（Ａｇ）／透明導電膜などの銀含有薄膜を酸化させてウェットエッチングする役割を果たす。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）は、補助酸化剤として使用される成分であり、一例として、透明導電膜／銀（Ａｇ）／透明導電膜などの銀含有薄膜を酸化させてウェットエッチングする役割を果たす。
前記酢酸は、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物の総重量に対して、５〜２０重量％含まれ、より好ましくは５〜１５重量％含まれていてもよい。前記酢酸の含有量が５重量％未満の場合には、基板内のエッチング速度の不均一によって染みが発生する問題がある。反面、含有量が２０重量％を超える場合には、泡の発生が生じ、このような泡が基板内に存在する場合、完全なエッチングが行われず、後続工程に問題を引き起こすことがある。
（Ｄ）リン酸塩
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれるリン酸塩は、ウェットエッチング時、薄膜に対する限界寸法バイアス（ＣＤ Ｂｉａｓ）を減少させ、エッチングが均一に進行するようにエッチング速度を調整する。前記リン酸塩の具体例として、第１リン酸ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４）、第２リン酸ナトリウム（Ｎａ２ＨＰＯ４）、第３リン酸ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４）、第１リン酸カリウム（ＫＨ２ＰＯ４）、第２リン酸カリウム（Ｋ２ＨＰＯ４）、第１リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４）、第２リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、および第３リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ４）などが挙げられるが、これらに限定するものではなく、これらから選択される１種以上が使用できる。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれるリン酸塩は、ウェットエッチング時、薄膜に対する限界寸法バイアス（ＣＤ Ｂｉａｓ）を減少させ、エッチングが均一に進行するようにエッチング速度を調整する。前記リン酸塩の具体例として、第１リン酸ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４）、第２リン酸ナトリウム（Ｎａ２ＨＰＯ４）、第３リン酸ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４）、第１リン酸カリウム（ＫＨ２ＰＯ４）、第２リン酸カリウム（Ｋ２ＨＰＯ４）、第１リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４）、第２リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、および第３リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ４）などが挙げられるが、これらに限定するものではなく、これらから選択される１種以上が使用できる。
前記リン酸塩は、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物の総重量に対して、０．１〜３重量％含まれ、より好ましくは０．５〜２重量％含まれていてもよい。前記リン酸塩の含有量が０．１重量％未満の場合、基板内のエッチング均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が低下したり、銀残渣が発生することがある。反面、含有量が３重量％を超える場合には、エッチング速度が低下して所望のエッチング速度を実現することができず、これによって工程時間が長くなるなど工程効率が低下することがある。
（Ｅ）硝酸塩
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる硝酸塩は、エッチング後発生する銀イオン（Ａｇ＋）またはコロイド形態の銀が所望しない位置に再吸着して、暗点不良または配線間の不必要な連結を生じて電気的ショート（短絡）が発生するのを防止する役割を果たす。前記硝酸塩の具体例としては、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、および硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）などが挙げられるが、これらに限定するものではなく、これらから選択される１種以上が使用できる。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる硝酸塩は、エッチング後発生する銀イオン（Ａｇ＋）またはコロイド形態の銀が所望しない位置に再吸着して、暗点不良または配線間の不必要な連結を生じて電気的ショート（短絡）が発生するのを防止する役割を果たす。前記硝酸塩の具体例としては、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、および硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）などが挙げられるが、これらに限定するものではなく、これらから選択される１種以上が使用できる。
前記硝酸塩は、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物の総重量に対して、０．１〜３重量％含まれていてもよく、より好ましくは０．５〜２重量％含まれていてもよい。前記硝酸塩の含有量が０．１重量％未満の場合には、基板内の銀の再吸着を防止する役割をきちんと果たすことができず、３重量％を超える場合には、エッチング速度が低下して所望のエッチング速度を実現することができず、銀残渣の発生によって後続工程に問題を誘発することがある。
（Ｆ）酢酸塩
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる酢酸塩（Ｆ）は、表示装置の高解像度に伴う配線、画素電極または反射膜の微細パターン化時（同一領域により多くの画素を組み込むために、配線の幅および大きさが小くなる現象）、エッチング量の減少のために配線の流失を防止する役割を果たす。前記酢酸塩は、銀または銀合金のエッチング量だけでなく、透明導電膜のエッチング量も減少させることにより、多重膜においてより優れたエッチング減少効果を得ることができる。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる酢酸塩（Ｆ）は、表示装置の高解像度に伴う配線、画素電極または反射膜の微細パターン化時（同一領域により多くの画素を組み込むために、配線の幅および大きさが小くなる現象）、エッチング量の減少のために配線の流失を防止する役割を果たす。前記酢酸塩は、銀または銀合金のエッチング量だけでなく、透明導電膜のエッチング量も減少させることにより、多重膜においてより優れたエッチング減少効果を得ることができる。
また、エッチング液組成物の使用時間の経過によってリン酸（Ａ）が濃縮されるに伴い、エッチング液組成物の総重量に対するリン酸の重量％が増加し得るが、このために発生する配線、画素電極または反射膜の流失を防止する役割を果たす。
本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる酢酸塩は、具体例として、酢酸カリウム（ＣＨ３ＣＯＯＫ）、酢酸ナトリウム（ＣＨ３ＣＯＯＮａ）、および酢酸アンモニウム（ＣＨ３ＣＯＯＮＨ４）などが挙げられるが、これらに限定するものではなく、これらから１種以上を選択して使用できる。
前記酢酸塩（Ｆ）は、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物の総重量に対して、０．１〜３重量％含まれていてもよく、より好ましくは０．５〜２重量％含まれていてもよい。前記酢酸塩の含有量が０．１重量％未満の場合には、エッチング効果がわずかでエッチング量を減少させる役割をきちんと果たすことができず、３重量％を超える場合には、エッチング速度が低下して所望のエッチング速度を実現することができず、銀残渣の発生によって後続工程に問題を誘発することがある。
（Ｇ）脱イオン水
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる脱イオン水は特に限定はなく、半導体工程用として、比抵抗値が１８ＭΩ／ｃｍ以上のものを使用することが好ましい。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物に含まれる脱イオン水は特に限定はなく、半導体工程用として、比抵抗値が１８ＭΩ／ｃｍ以上のものを使用することが好ましい。
前記脱イオン水は、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物計１００重量％に対して、残部として含まれる。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物は、上記に言及した成分のほか、エッチング調整剤、界面活性剤、金属イオン封鎖剤、腐食防止剤、ｐＨ調整剤、およびこれに限らない他の添加剤から選択される１種以上を追加的に含むことができる。前記添加剤は、本発明の範囲内で本発明の効果をより良好にするために、当該分野で通常使用する添加剤から選択して使用できる。
また、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物を構成する成分は、半導体工程用の純度を有することが好ましい。
本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物が適用される銀（Ａｇ）含有薄膜は、膜の構成成分中に銀（Ａｇ）が含まれるものであって、銀（Ａｇ）または銀合金の単一膜、または前記単一膜と透明導電膜とから構成された多層膜などが挙げられるが、これに限定するものではない。
前記銀含有薄膜は特に限定しないが、具体例として、銀（Ａｇ）膜、銀を主成分とし、ネオジム（Ｎｄ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、タングステン（Ｗ）、プロトアクチニウム（Ｐａ）、およびチタン（Ｔｉ）などから選択される１種以上の金属を含む銀合金膜、銀の窒化物、銀のケイ化物、銀の炭化物、または銀の酸化物などの単一膜；前記単一膜と透明導電膜とから構成された多層膜；などが挙げられる。
前記透明導電膜の具体例として、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）、酸化スズ亜鉛インジウム（ＩＴＺＯ）、または酸化ガリウム亜鉛インジウム（ＩＧＺＯ）などが挙げられるが、これらに限定するものではない。
前記多層膜のより具体的な例として、透明導電膜／銀（Ａｇ）または透明導電膜／銀合金（ｓｉｌｖｅｒ ａｌｌｏｙ）などの二重膜、透明導電膜／銀（Ａｇ）／透明導電膜または透明導電膜／銀合金／透明導電膜などの三重膜などが挙げられるが、これに限定するものではない。
また、本発明は、
（１）基板上に銀（Ａｇ）含有薄膜を形成するステップと、
（２）前記銀含有薄膜上に選択的に光反応物質を残すステップと、
（３）前記本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物を用いて、前記銀含有薄膜をエッチングするステップとを含む銀含有薄膜のエッチング方法に関する。
（１）基板上に銀（Ａｇ）含有薄膜を形成するステップと、
（２）前記銀含有薄膜上に選択的に光反応物質を残すステップと、
（３）前記本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物を用いて、前記銀含有薄膜をエッチングするステップとを含む銀含有薄膜のエッチング方法に関する。
本発明のエッチング方法において、前記光反応物質は、通常のフォトレジスト物質であることが好ましく、通常の露光および現像工程によって選択的に残されてもよい。
さらに、本発明は、
ａ）基板上にゲート配線を形成するステップと、
ｂ）前記ゲート配線を含む基板上にゲート絶縁層を形成するステップと、
ｃ）前記ゲート絶縁層上に酸化物半導体層を形成するステップと、
ｄ）前記酸化物半導体層上にソースおよびドレイン電極を形成するステップと、
ｅ）前記ドレイン電極に連結された画素電極または反射膜を形成するステップとを含む表示装置用アレイ基板の製造方法において、
前記ｅ）ステップは、基板上に銀（Ａｇ）含有薄膜を形成し、本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物でエッチングして、画素電極または反射膜を形成するステップを含むことを特徴とする表示装置用アレイ基板の製造方法を提供する。
ａ）基板上にゲート配線を形成するステップと、
ｂ）前記ゲート配線を含む基板上にゲート絶縁層を形成するステップと、
ｃ）前記ゲート絶縁層上に酸化物半導体層を形成するステップと、
ｄ）前記酸化物半導体層上にソースおよびドレイン電極を形成するステップと、
ｅ）前記ドレイン電極に連結された画素電極または反射膜を形成するステップとを含む表示装置用アレイ基板の製造方法において、
前記ｅ）ステップは、基板上に銀（Ａｇ）含有薄膜を形成し、本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物でエッチングして、画素電極または反射膜を形成するステップを含むことを特徴とする表示装置用アレイ基板の製造方法を提供する。
前記表示装置は、有機発光素子（ＯＬＥＤ）または液晶表示装置（ＬＣＤ）であってもよく、前記表示装置用アレイ基板は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板であってもよい。
前記銀含有薄膜は、銀（Ａｇ）または銀合金の単一膜、または前記単一膜と透明導電膜とから構成された多層膜であってもよく、前記銀合金は、銀（Ａｇ）を主成分とし、ネオジム（Ｎｄ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、タングステン（Ｗ）、プロトアクチニウム（Ｐａ）、またはチタン（Ｔｉ）などの他の金属を含む合金形態であるか、銀の窒化物、銀のケイ化物、銀の炭化物、または銀の酸化物などの形態であってもよい。
前記透明導電膜は、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）、酸化スズ亜鉛インジウム（ＩＴＺＯ）、または酸化ガリウム亜鉛インジウム（ＩＧＺＯ）などが挙げられるが、これらに限定するものではない。
すなわち、前記表示装置用アレイ基板の製造方法で製造された表示装置用アレイ基板も、本発明の範囲に含まれる。この時、前記表示装置は、有機発光素子（ＯＬＥＤ）または液晶表示装置（ＬＣＤ）であってもよいが、これに限定するものではない。
また、本発明は、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物を用いてエッチングされた配線を提供することができる。
より詳細には、前記配線は、タッチスクリーンパネル（Ｔｏｕｃｈ Ｓｃｒｅｅｎ Ｐａｎｅｌ、ＴＳＰ）において、主にＸ、Ｙ座標にセンシングされた信号を読み込むトレース（Ｔｒａｃｅ）配線またはフレキシブル用銀ナノワイヤ配線であってもよい。
前記配線は、銀（Ａｇ）または銀合金からなる単一膜、または前記単一膜と透明導電膜とから構成された多層膜であってもよい。前記銀合金の単一膜、前記単一膜と透明導電膜とから構成された多層膜に関する内容は、銀（Ａｇ）含有薄膜について上述した内容が同一に適用可能である。
本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物は、表示装置（ＯＬＥＤ、ＬＣＤなど）の製造時、配線および反射膜として使用される銀（Ａｇ）または銀合金からなる単一膜、および前記単一膜と透明導電膜とから構成された多層膜のエッチングに使用できる。また、タッチスクリーンパネルの配線形成時、エッチングに使用できる。すなわち、本発明の銀含有薄膜のエッチング液組成物は、ＯＬＥＤ、ＬＣＤ、ＴＳＰなどの製造に多様に適用可能である。
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。しかし、下記の実施例は本発明を例示するためのものであって、本発明は、下記の実施例によって限定されず、多様に修正および変更可能である。本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲の技術的思想によって定められる。
＜実施例および比較例＞エッチング液組成物の製造
下記表１に示した組成および含有量で実施例１、４〜１３および比較例１〜１５のエッチング液組成物を製造した。
下記表１に示した組成および含有量で実施例１、４〜１３および比較例１〜１５のエッチング液組成物を製造した。
＜実験例＞エッチング液組成物の性能テスト
基板上に有機絶縁膜を蒸着し、その上にＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの三重膜を蒸着したものを、ダイヤモンドナイフを用いて５００Ｘ６００ｍｍに切断して、試験片を用意した。
基板上に有機絶縁膜を蒸着し、その上にＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの三重膜を蒸着したものを、ダイヤモンドナイフを用いて５００Ｘ６００ｍｍに切断して、試験片を用意した。
前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５のエッチング液組成物を用いて、下記のような性能テストを行った。
実験例１．限界寸法バイアス（ＣＤ ｂｉａｓ）の測定
噴射式エッチング方式の実験装備（モデル名：ＥＴＣＨＥＲ、Ｋ．Ｃ．Ｔｅｃｈ社）内に、前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５の銀エッチング液組成物をそれぞれ入れて、温度を４０℃に設定して加温した後、温度が４０±０．１℃に到達した時、前記試験片のエッチング工程を行った。総エッチング時間は１００秒として実施した。
噴射式エッチング方式の実験装備（モデル名：ＥＴＣＨＥＲ、Ｋ．Ｃ．Ｔｅｃｈ社）内に、前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５の銀エッチング液組成物をそれぞれ入れて、温度を４０℃に設定して加温した後、温度が４０±０．１℃に到達した時、前記試験片のエッチング工程を行った。総エッチング時間は１００秒として実施した。
基板を入れて噴射を始めて１００秒のエッチング時間になると、取り出して、脱イオン水で洗浄した後、熱風乾燥装置を用いて乾燥した。洗浄および乾燥後、基板を切断し、断面を電子走査顕微鏡（ＳＥＭ；モデル名：ＳＵ−８０１０、ＨＩＴＡＣＨＩ社製）を用いて測定した。限界寸法バイアスの測定基準としては、フォトレジスト両端部分の幅から配線の幅の差を測定し（図１）、下記の基準で評価して、結果を下記表２に示した。
＜評価基準＞
０．５μｍ未満：優秀
０．５〜１．０μｍ：良好
１．０μｍ超過：不良
＜評価基準＞
０．５μｍ未満：優秀
０．５〜１．０μｍ：良好
１．０μｍ超過：不良
実験例２．残渣の測定
噴射式エッチング方式の実験装備（モデル名：ＥＴＣＨＥＲ、Ｋ．Ｃ．Ｔｅｃｈ社）内に、前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５の銀エッチング液組成物をそれぞれ入れて、温度を４０℃に設定して加温した後、温度が４０±０．１℃に到達した時、前記試験片のエッチング工程を行った。総エッチング時間は１００秒として実施した。
噴射式エッチング方式の実験装備（モデル名：ＥＴＣＨＥＲ、Ｋ．Ｃ．Ｔｅｃｈ社）内に、前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５の銀エッチング液組成物をそれぞれ入れて、温度を４０℃に設定して加温した後、温度が４０±０．１℃に到達した時、前記試験片のエッチング工程を行った。総エッチング時間は１００秒として実施した。
基板を入れて噴射を始めて１００秒のエッチング時間になると、取り出して、脱イオン水で洗浄した後、熱風乾燥装置を用いて乾燥し、フォトレジスト剥離機（ＰＲ ｓｔｒｉｐｐｅｒ）を用いてフォトレジストを除去した。洗浄および乾燥後、電子走査顕微鏡（ＳＥＭ；モデル名：ＳＵ−８０１０、ＨＩＴＡＣＨＩ社製）を用いて、フォトレジストが覆われていない部分に銀（Ａｇ）がエッチングされずに残っている現象である残渣を測定し、下記の基準で評価して、結果を下記表２に示した。
＜残渣の評価基準＞
残渣なし：無
残渣発生：有
＜残渣の評価基準＞
残渣なし：無
残渣発生：有
実験例３．銀再吸着の測定
噴射式エッチング方式の実験装備（モデル名：ＥＴＣＨＥＲ、Ｋ．Ｃ．Ｔｅｃｈ社）内に、前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５の銀エッチング液組成物をそれぞれ入れて、温度を４０℃に設定して加温した後、温度が４０±０．１℃に到達した時、前記試験片のエッチング工程を行った。総エッチング時間は１００秒として実施した。
噴射式エッチング方式の実験装備（モデル名：ＥＴＣＨＥＲ、Ｋ．Ｃ．Ｔｅｃｈ社）内に、前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５の銀エッチング液組成物をそれぞれ入れて、温度を４０℃に設定して加温した後、温度が４０±０．１℃に到達した時、前記試験片のエッチング工程を行った。総エッチング時間は１００秒として実施した。
基板を入れて噴射を始めて１００秒のエッチング時間になると、取り出して、脱イオン水で洗浄した後、熱風乾燥装置を用いて乾燥し、フォトレジスト剥離機（ＰＲ ｓｔｒｉｐｐｅｒ）を用いてフォトレジストを除去した。洗浄および乾燥後、電子走査顕微鏡（ＳＥＭ；モデル名：ＳＵ−８０１０、ＨＩＴＡＣＨＩ社製）を用いて、エッチングが行われた後、主にデータ配線などの異種金属が露出した部分や屈曲現象によって摩擦が発生し得る特定部位にエッチングされた銀（Ａｇ）が吸着している現象を全面観察を通して分析を進行させ、下記の基準で評価して、その結果を下記表２に示した。
＜再吸着の評価基準＞
再吸着なし：無
再吸着発生：有
＜再吸着の評価基準＞
再吸着なし：無
再吸着発生：有
実験例４．エッチング速度の測定
噴射式エッチング方式の実験装備（モデル名：ＥＴＣＨＥＲ（ＴＦＴ）、Ｋ．Ｃ．Ｔｅｃｈ社）内に、前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５の銀エッチング液組成物をそれぞれ入れて、温度を４０℃に設定して加温した後、温度が４０±０．１℃に到達した時、前記試験片のエッチング工程を行った。総エッチング時間は１００秒として実施した。
噴射式エッチング方式の実験装備（モデル名：ＥＴＣＨＥＲ（ＴＦＴ）、Ｋ．Ｃ．Ｔｅｃｈ社）内に、前記実施例１、４〜１３および比較例１〜１５の銀エッチング液組成物をそれぞれ入れて、温度を４０℃に設定して加温した後、温度が４０±０．１℃に到達した時、前記試験片のエッチング工程を行った。総エッチング時間は１００秒として実施した。
肉眼でエンドポイント検出（Ｅｎｄ Ｐｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、ＥＰＤ）を測定して、時間に応じたエッチング速度（Ｅ／Ｒ、Ｅｔｃｈ Ｒａｔｅ）を得ており、エッチング速度は縦方向のエッチング速度のみで評価した（図４）。エッチングを進行させた金属膜の厚さをＥＰＤで割ると、秒（時間）あたりのÅ（厚さ）（Å／ｓｅｃ）のエッチング速度を求めることができ、下記の基準で評価して、結果を下記表２に示した。
＜エッチング速度の評価基準＞
２０Å／ｓｅｃ未満：不良
２０Å／ｓｅｃ〜５０Å／ｓｅｃ未満：良好
５０Å／ｓｅｃ以上：優秀
＜エッチング速度の評価基準＞
２０Å／ｓｅｃ未満：不良
２０Å／ｓｅｃ〜５０Å／ｓｅｃ未満：良好
５０Å／ｓｅｃ以上：優秀
前記表２の結果を通して分かるように、本発明の銀（Ａｇ）含有薄膜のエッチング液組成物である実施例１及び４〜１３は、限界寸法バイアス（ＣＤ ｂｉａｓ）、エッチング速度の評価結果において優秀または良好な結果を示しており、銀残渣および再吸着現象が発生しないことを確認した。
反面、比較例１〜１５は、限界寸法バイアス、エッチング速度、銀残渣発生、再吸着発生の評価結果のうち、１つ以上の評価において不良または好適でない評価結果を示すことを確認した。
Claims (9)
- 組成物の総重量に対して、
リン酸４０〜６０重量％；
硝酸３〜８重量％；
酢酸５〜２０重量％；
リン酸塩０．１〜３重量％；
硝酸塩０．１〜３重量％；
酢酸塩０．１〜３重量％；および
脱イオン水残部を含むことを特徴とする銀含有薄膜のエッチング液組成物。 - 銀含有薄膜は、銀または銀合金からなる単一膜、または前記単一膜と透明導電膜とから構成される多層膜であることを特徴とする請求項１に記載の銀含有薄膜のエッチング液組成物。
- 前記透明導電膜は、酸化スズインジウム、酸化亜鉛インジウム、酸化スズ亜鉛インジウム、および酸化ガリウム亜鉛インジウムから選択される１種以上であることを特徴とする請求項２に記載の銀含有薄膜のエッチング液組成物。
- 前記単一膜と透明導電膜とから構成される多層膜は、透明導電膜／銀、透明導電膜／銀合金、透明導電膜／銀／透明導電膜、または透明導電膜／銀合金／透明導電膜であることを特徴とする請求項２または３に記載の銀含有薄膜のエッチング液組成物。
- 前記銀合金は、銀と、ネオジム、銅、パラジウム、ニオブ、ニッケル、モリブデン、クロム、マグネシウム、タングステン、プロトアクチニウム、およびチタンから選択される１種以上を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の銀含有薄膜のエッチング液組成物。
- 前記リン酸塩は、第１リン酸ナトリウム、第２リン酸ナトリウム、第３リン酸ナトリウム、第１リン酸カリウム、第２リン酸カリウム、第１リン酸アンモニウム、第２リン酸アンモニウム、および第３リン酸アンモニウムから選択される１種以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の銀含有薄膜のエッチング液組成物。
- 前記硝酸塩は、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、および硝酸アンモニウムから選択される１種以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の銀含有薄膜のエッチング液組成物。
- 前記酢酸塩は、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、および酢酸アンモニウムから選択される１種以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の銀含有薄膜のエッチング液組成物。
- ａ）基板上にゲート配線を形成するステップと、
ｂ）前記ゲート配線を含む基板上にゲート絶縁層を形成するステップと、
ｃ）前記ゲート絶縁層上に酸化物半導体層を形成するステップと、
ｄ）前記酸化物半導体層上にソースおよびドレイン電極を形成するステップと、
ｅ）前記ドレイン電極に連結された画素電極または反射膜を形成するステップとを含む表示装置用アレイ基板の製造方法において、
前記ｅ）ステップは、基板上に銀含有薄膜を形成し、請求項１〜８のいずれか１項に記載の銀含有薄膜のエッチング液組成物でエッチングして、画素電極または反射膜を形成するステップを含むことを特徴とする表示装置用アレイ基板の製造方法。
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