KR20140087757A - 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물을 포함하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물.에 관한 것이다. 본 발명의 식각액 조성물은, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막을 식각함에 있어서 사이드에칭 양이 적고, 하부 데이터 배선막의 손상 및 잔사의 발생 없이 균일한 식각 특성을 나타낼 수 있다.

Description

은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법{Etchant composition for Ag thin layer and method for fabricating metal pattern using the same}
본 발명은 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물, 이를 사용하는 금속 패턴의 형성방법, 및 이를 사용하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
유기발광다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode)는 두 개의 반대 전극과 그 사이에 존재하는 다층의 반도체적 성질을 갖는 유기물의 박막들로 구성되어 있다. 이와 같은 구성의 유기 발광 소자는 유기 물질을 이용하여 전기 에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상, 즉 유기 발광 현상을 이용한다. 구체적으로, 유기물(단분자/저분자 또는 고분자) 박막에 양극과 음극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합(Recombination)하여 여기자(Excition)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 형상을 이용한 자체 발광형 디스플레이 소자이다.
최근 평판 표시 장치 중에서, 주로 사용되는 유기발광디스플레이(이하, OLED라 함)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다. 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답 속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도 범위도 넓은 장점을 가지고 있다.
한편, 유기발광디스플레이의 표시 면적이 점점 대형화됨에 따라, 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 게이트선 및 데이터선 또한 길어지고 그에 따라 배선의 저항 또한 증가한다. 이와 같은 이유로 인하여, 종래에 주로 사용되었던 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금을 박막 트랜지스터 (Thin Film Transistor,TFT)에 사용되는 게이트 및 데이터 배선 등으로 계속 이용하는 것은 평판표시장치의 대형화 및 고해상도 실현을 어렵게 만드는 원인으로 작용하고 있다. 따라서, 이러한 저항 증가에 의한 신호 지연 등의 문제를 해결하기 위해서는, 상기 게이트선 및 데이터선을 최대한 낮은 비저항을 가지는 재료로 형성할 필요가 있다.
이를 위해 평판 표시 장치에 적용되고 있는 금속들에 비해 낮은 비저항과 높은 휘도를 가지고 있는 은(Ag: 비저항 약 1.59μΩ㎝)막, 은합금막 또는 은막이나 은합금막을 포함한 다층막을 칼라필터의 전극, OLED 배선 및 반사판에 적용하여 평판표시장치의 대형화와 고해상도 및 저전력 소비 등을 실현하기 위한 노력이 경주되고 있으며, 그러한 노력의 일환으로 이러한 재료에 적용하기 위한 식각액이 개발되고 있다.
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(feeling)이 쉽게 유발된다. 또한, 은(Ag) 도전층이 기판에 증착된 경우에도 이를 패터닝하기 위해 종래의 식각액을 사용하는 경우 은(Ag)이 과도하게 식각되거나 불균일하게 식각되어 배선의 들뜸 또는 벗겨짐 현상이 발생하고, 배선의 측면 프로파일이 불량하게 된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하는 새로운 식각액에 대한 연구가 진행되었다.
예를 들어, 대한민국 등록특허 10-0579421호는 질산, 인산, 초산, 보조 산화물 용해제, 함불소형 탄소계 계면활성제 및 물을 포함하는 은 식각액 조성물을 제안하는데, 상기 조성물에 포함된 인산은 투명전극/은/투명전극막에서 은을 식각하고 투명전극막의 부식을 억제하는 기능을 하지만 하부 데이터 배선에 손상(Damage)을 발생시키는 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결한 은 박막 식각액 조성물이 필요한 실정이다.
KR 10-0579421 B
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 은(Ag) 또는 은합금으로 이루어진 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막을 식각함에 있어서 사이드 에칭 양이 적고, 하부 데이터 배선의 손상 및 잔사의 발생 없이 균일한 식각 특성을 나타내며, 장기 보관성을 향상시킨 식각액 조성물, 이를 이용하는 금속 패턴의 형성방법, 및 이를 사용하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적의 달성을 위하여, 본 발명은, 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물을 포함하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물을 제공한다.
상기 식각액 조성물은 질산, 황산, 과황산염, 인산염 및 잔량의 물을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 및 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 단계; 및 상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계; d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막, 및 은 또는 은합금 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 공정 및 이를 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 식각액 조성물은, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막을 식각함에 있어서 사이드에칭 양이 적고, 하부 데이터 배선막의 손상 및 잔사의 발생 없이 균일한 식각 특성을 나타내므로, 유기발광디스플레이 장치의 고해상도, 대형화 및 저전력 소비를 달성하는데 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, 본 발명의 식각액 조성물은 주산화제로 인산, 페릭염, 옥손(oxone)을 사용하지 않음으로써, 기존의 산화제의 문제점인 하부 배선막 손상 및 과산화물의 단점인 장기 보관성을 향상시키며, 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물을 첨가함으로써, Ag 박막을 식각하면서 발생하는 Ag 재흡착 문제를 해결하였다.
도 1은 실시예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진이다.
도 2는 실시예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한　후의　기판　표면에 대한 SEM 사진이다.
도 3은 실시예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 하부막 손상 여부를 확인한 SEM 사진이다.
도 4는 비교예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진이다.
도 5는 비교예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한　후의　기판　표면에 대한 SEM 사진이다.
도 6은 상기 비교예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 하부막 손상 여부를 확인한 SEM 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은, 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물을 포함하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 식각액 조성물은, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 동시에 식각할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막은 예컨대, 산화인듐막/은막의 이중막 또는 산화인듐막/은막/산화인듐막의 삼중막 등을 의미하며, 산화인듐은 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(IZO) 등을 의미한다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물은 50매 이상 은막 식각 시 발생되는 은 덩어리들이 재흡착되는 현상을 억제시켜 매수향상의 영향을 준다. 상기 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물은 조성물의 총 중량에 대하여 0.1~0.8 중량%의 양으로 첨가되며, 0.8 중량%를 초과하면 은막의 뷸균일 식각이 발생할 수 있다. 0.1 중량% 미만으로 첨가시에는 은 덩어리의 재흡착이 발생한다.
상기 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물은 헤테로 원자로 N 또는 O를 갖는 5원 내지 10원 헤테로고리 화합물로, 탄소수 1~10의 알킬기로 치환될 수 있다.
이 때 카르복실기는 바람직하게는 1개 또는 2개일 수 있다.
상기 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물로는 피리딘 카르복실산(pyridine carboxylic acid, PCA) 또는 피리딘 디카르복실산(pyridine dicarboxylic acid, PDCA) 등의 피리딘 카르복실산계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 식각액 조성물은 질산, 황산, 과황산염, 인산염 및 잔량의 물을 추가로 포함할 수 있다.
상기 질산(HNO3)은 주산화제로 사용되는 성분으로서, 은(Ag)계 금속막과 산화인듐막을 산화시켜 습식 식각하는 역할을 한다. 상기 질산의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 7.0~13.0 중량%이다. 질산의 함량이 7.0 중량% 미만인 경우에는 은막의 식각 속도 저하와 식각 프로파일의 불량을 야기시킬 수 있으며, 13.0 중량%를 초과하는 경우에는 산화인듐막의 과식각으로 인하여 예컨대, 산화인듐막/은막/산화인듐막의 삼중막을 식각하는 경우, 은막의 표면층이 드러나게 되어 후속 공정 중 열처리에 의해서 은이 기판표면에서 떨어져 재흡착되는 문제가 발생 할 수 있다.
상기 황산(H2SO4)은 보조 산화제로 사용되는 성분으로서, 전체 조성물의 총 중량에 대하여 4.5~10.5 중량%의 양으로 첨가되며, 10.5 중량%를 초과하여 과량 첨가시 높은 식각속도로 인해 식각 길이가 길어져 공정상 나쁘며, 4.5 중량% 미만으로 첨가시에는 은막의 식각이 원활하지 않을 수 있다.
상기 과황산염(persulfate)은 산화제 및 반응 개시제로서, 조성물의 총 중량에 대하여 12.0~17.0 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 17.0 중량%를 초과하여 포함되면 산화인듐막의 과식각이 발생할 수 있다. 12.0 중량% 미만으로 포함될 경우에는 은막의 식각 속도 저하와 식각 프로파일의 불량을 야기시킬 수 있다.
상기 과황산염은 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 과황산칼륨(PPS, potassium persulfate), 과황산나트륨(SPS, sodium persulfate) 및 과황산암모늄(APS, ammonium persulfate)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다.
상기 인산염(phosphonate)은 산화인듐막을 균일하게 식각할 수 있도록 한다. 인산염은 조성물의 총 중량에 대하여 0.5~4.0 중량%의 양으로 첨가되며, 4.0 중량%를 초과하면 산화인듐막의 뷸균일 식각이 발생할 수 있다. 0.5 중량% 미만으로 첨가시에는 산화인듐막의 식각 속도 저하와 식각 프로파일의 불량을 야기시킬 수 있다.
상기 인산염 화합물로는 이 분야에서 사용되는 물질로서 용액 내에서 인산염 이온으로 해리될 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으나 제1인산암모늄(ammonium phosphate monobasic), 제1인산나트륨(sodium phosphate monobasic), 제1인산칼슘(calcium phosphate monobasic), 제1인산칼륨(potassium phosphate monobasic), 제2인산암모늄(ammonium phosphate dibasic), 제2인산나트륨(sodium phosphate dibasic), 제2인산칼슘(calcium phosphate dibasic) 및 제2인산칼륨(potassium phosphate dibasic)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수가 바람직하다. 특히, 물의 비저항 값(즉, 물속에 이온이 제거된 정도)이 18㏁·㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 물은 조성물 총 중량이 100%가 되도록 잔량 포함된다.　
본 발명의 식각액 조성물은 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로는 계면 활성제, 금속 이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에서 질산, 황산, 과황산염, 인산염, 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물은 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조가능하고, 특히 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 식각액 조성물은 주산화제로 인산, 페릭염, 옥손(oxone)을 사용하지 않음으로써, 기존의 산화제의 문제점인 하부 배선막 손상 및 과산화물의 단점인 장기 보관성을 향상시키며, 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물을 첨가함으로써 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물을 첨가함으로써, Ag 박막을 식각하면서 발생하는 Ag 재흡착 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은,
(i) 기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 및 은 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 단계; 및
(ii) 상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 본 발명의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법에 관한 것이다.
상기 금속 패턴의 형성방법에 있어서, 상기 (i)단계는 기판을 제공하는 단계 및 상기 기판 상에 상기 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 및 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 기판은 통상적인 세정이 가능한 것으로서, 웨이퍼, 유리 기판, 스테인레스 스틸 기판, 플라스틱 기판 또는 석영 기판을 이용할 수 있다. 상기 기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막을 형성하는 방법으로는 당업자에게 알려진 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 진공증착법 또는 스퍼터링 법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 (ii)단계에서는, (i)단계에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막 상에 포토레지스트를 형성하고, 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광하고, 상기 노광된 포토레지스트를 후굽기(post-baking)하고, 상기 후굽기된 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다.
상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 하나 또는 다수 개의 막을 본 발명의 식각액 조성물을 이용하여 식각하여, 금속패턴을 완성한다.
또한, 본 발명은,
a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막, 및 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 공정 및 이를 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
상기 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판일 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계는 a1) 기상증착법이나 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 기판 상에 은 또는 은합금 단일막, 및 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 증착시키는 단계; 및 a2) 상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 본 발명의 식각액으로 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기의 하나 또는 다수 개의 막을 기판 상에 형성하는 방법은 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 b) 단계에서는 기판 상에 형성된 게이트 전극 상부에 질화실리콘(SiNX)을 증착하여 게이트 절연층을 형성한다. 여기서, 게이트 절연층의 형성시 사용되는 물질은 질화실리콘(SiNx)에만 한정되는 것은 아니고, 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 각종 무기 절연물질 중에서 선택된 물질을 사용하여 게이트 절연층을 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 c) 단계에서는 게이트 절연층 상에 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 반도체층을 형성한다. 즉, 순차적으로 엑티브층(active layer)과 오믹콘택층(ohmic contact layer)을 형성한 후, 건식 식각을 통해 패터닝한다. 여기서, 엑티브층은 일반적으로 순수한 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 형성하고, 오믹콘택층은 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)으로 형성한다. 이러한 엑티브층과 오믹콘택층을 형성할 때 화학기상증착법(CVD)을 이용할 수 있지만, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 d) 단계는 d1) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 d2) 상기 소스 및 드레인 전극 상에 절연층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 d1) 단계에서는 오믹콘택층 위에 스퍼터링법을 통해 은 또는 은합금 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 증착하고 본 발명의 식각액으로 식각하여 소스 전극과 드레인 전극을 형성한다. 여기서, 상기 하나 또는 다수 개의 막을 기판 상에 형성하는 방법은 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다. 상기 d2) 단계에서는 소스 전극과 드레인 전극 상에 질화 실리콘(SiNx)과 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연그룹 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함한 유기절연물질 그룹 중 선택하여 단층 또는 이중층으로 절연층을 형성한다. 절연층의 재료는 상기 예시된 것으로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 상기 e) 단계에서는 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성한다. 예컨대, 스퍼터링법을 통해 은 또는 은합금 단일막, 및 상기 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 증착하고, 본 발명의 식각액 조성물로 식각하여, 화소 전극을 형성한다. 상기 인듐 산화막을 증착하는 방법은 스퍼터링법으로만 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
식각액 조성물의 제조
하기 표 1 에 기재된 조성비로 식각액 조성물을 10kg이 되도록 제조하였다.
(중량%) HNO3 H2SO4 SPS NHP PDCA 물
실시예1 10.0 7.0 15 2.0 0.5 65.5
실시예2 7.0 4.5 12.0 0.5 0.1 76.4
실시예3 13.0 10.0 17.0 4.0 0.8 55.2
비교예1 6.0 3.0 11.0 0.4 - 79.6
비교예2 14.0 11.0 18.0 5.0 0.9 51.1
비교예3 10.0 7.0 15 2.0 0.9 65.1
SPS: Sodium peroxysulfate
NHP: Sodium hydrogen phosphate
PDCA: 2, 6-Pyridinedicarboxilic acid
시험예1 : 식각 특성 평가
기판상에 a-ITO/Ag/a-ITO 삼중막을 형성하고 다이아몬드 칼을 이용하여 10×10mm로 절단하여 시편을 준비하였다.
분사식 식각 방식의 실험장비(SEMES사 제조) 내에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 식각액 조성물을 넣고 온도를 30℃ 로 설정하여 가온한 후, 온도가 30±0.1℃에 도달하였을 때 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 엔드포인트 검출(End Point Detection, EPD)을 기준으로 하여 오버 에치(Over Etch) 50%를 주어 실시하였다.
상기 기판들을 식각이 이루어진 후에 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風)건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경 (SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 사이드에칭 (Side Etch) 및 식각 잔류물의 발생 정도의 식각 특성을 평가하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
시험예2 : 하부 데이터 배선 손상 평가
기판상에 Mo/Al/Mo 삼중막을 형성하고 다이아몬드 칼을 이용하여 10×10mm로 절단하여 시편을 준비하였다.
분사식 식각 방식의 실험장비(SEMES사 제조) 내에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 식각액 조성물을 넣고 온도를 30℃ 로 설정하여 가온한 후, 온도가 30±0.1℃에 도달하였을 때 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 5분으로 하였다.
상기 기판들을 식각이 이루어진 후에 꺼내어 탈이온수로 세정한 후, 열풍(熱風)건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트(PR) 박리기(stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정 및 건조 후 전자주사현미경(SEM; HITACHI사 제조, 모델명: S-4700)을 이용하여 배선 손상 발생 정도의 식각 특성을 평가하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
구분 조성물 Side Etch(㎛) 하부 데이터 배선 손상 은 잔사
시험예1 실시예1 0.10 무 무
시험예2 실시예2 0.08 무 무
시험예3 실시예3 0.13 무 무
비교시험예1 비교예1 0.10 유 유
비교시험예2 비교예2 0.01 유 유
비교시험예3 비교예3 0.40 유 유
상기 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/a-ITO 기판을 식각한 경우 사이드 에치 및 은잔사 발생 측면에서 양호한 식각 특성을 나타내었고, Mo/Al/Mo 기판을 식각한 경우 하부 데이터 배선 손상 측면에서 양호한 식각 특성을 나타내었다.
상기 실시예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진을 도 1에 첨부하였다. 또한 상기 실시예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한　후의　기판　표면에 대한 SEM 사진을 도 2에 첨부하였다. 도 3은 상기 실시예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 하부막 손상 여부를 확인한 SEM 사진으로서, 하부막의 손상이 발생하지 않았다.
상기 비교예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각한 후의 SEM 사진을 도 4에 첨부하였다. 또한, 상기 비교예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 포토레지스트를 스트립한　후의　기판　표면에 대한 SEM 사진을 도 5에 첨부하였다.
도 6은 상기 비교예 1의 식각액 조성물을 사용하여 a-ITO/Ag/ITO 삼중막을 식각하고, 하부막 손상 여부를 확인한 SEM 사진으로서 하부막의 손상이 확인되었다.
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예 2 내지 3의 식각액 조성물의 경우 황산 및 PDCA의 함량이 많아 하부 데이터 배선의 손상을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 1 의 식각액 조성물의 경우 산화제의 함량이 작아 은 잔사의 발생을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. 조성물 총 중량에 대하여 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물 0.1~0.8 중량%를 포함하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물은 헤테로 원자로 N 또는 O를 갖는 5원 내지 10원 헤테로고리 화합물로, 탄소수 1~10의 알킬기로 치환될 수 있으며, 카르복실기는 1개 또는 2개인 것을 특징으로 하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 카르복실기를 갖는 헤테로고리 화합물은 피리딘 카르복실산계 화합물인 것을 특징으로 하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    조성물 총 중량에 대하여,
    질산 7.0~13.0 중량%;
    황산 4.5~10.5 중량%;
    과황산염 12.0~17.0 중량%;
    인산염 0.5~4.0 중량%; 및
    잔량의 물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 과황산염은 과황산칼륨, 과황산나트륨 및 과황산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 인산염은 제1인산암모늄(ammonium phosphate monobasic), 제1인산나트륨(sodium phosphate monobasic), 제1인산칼슘(calcium phosphate monobasic), 제1인산칼륨(potassium phosphate monobasic), 제2인산암모늄(ammonium phosphate dibasic), 제2인산나트륨(sodium phosphate dibasic), 제2인산칼슘(calcium phosphate dibasic) 및 제2인산칼륨(potassium phosphate dibasic)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 또는 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막의 식각액 조성물.
  7. (i) 기판 상에 은(Ag) 또는 은합금의 단일막, 및 은 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성되는 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 단계; 및
    (ii) 상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하는 단계를 포함하는 금속 패턴의 형성방법.
  8. a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    b) 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계;
    c) 상기 게이트 절연층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    d) 상기 반도체층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    e) 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법에 있어서,
    상기 a) 단계, d)단계 및 e)단계 중 어느 한 단계 이상이, 은 또는 은합금 단일막, 및 은(Ag) 또는 은합금의 단일막과 산화인듐막으로 구성된 다층막 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개의 막을 형성하는 공정 및 상기에서 형성된 하나 또는 다수 개의 막을 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 식각액 조성물로 식각하여 각각의 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이(OLED)용 어레이 기판의 제조방법.
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