KR20190023172A - Etchant composition for etching silver containing layer and method of forming conductive pattern using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 은 함유막 식각액 조성물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 산 성분을 포함하는 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silver-containing film etchant composition and a method for forming a conductive pattern using the same. More particularly, the present invention relates to a metal film etchant composition containing an acid component and a method of forming a conductive pattern using the same.
예를 들면, 반도체 장치 및 디스플레이 장치의 구동 회로 중의 일부로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 활용되고 있다. TFT는 예를 들면, 유기 발광 디스플레이(OLED) 장치 또는 액정 표시 장치(LCD)의 기판 상에 각 화소마다 배열되며, 화소 전극, 대향 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 데이터 라인, 전원 라인 등의 배선 들이 상기 TFT와 전기적으로 연결될 수 있다.For example, a thin film transistor (TFT) is used as a part of a driving circuit of a semiconductor device and a display device. The TFT is arranged for each pixel on a substrate of, for example, an organic light emitting display (OLED) device or a liquid crystal display device (LCD), and is connected to a pixel electrode, a counter electrode, a source electrode, a drain electrode, May be electrically connected to the TFT.
상기 전극 또는 배선을 형성하기 위해, 금속막을 디스플레이 기판 상에 형성하고, 상기 금속막 상에 포토레지스를 형성한 후, 식각액 조성물을 사용하여 상기 금속막을 부분적으로 제거할 수 있다.In order to form the electrode or the wiring, a metal film may be formed on a display substrate, a photoresist may be formed on the metal film, and then the metal film may be partially removed using an etchant composition.
배선 저항을 감소시켜 신호 전달 지연을 방지하고, 배선의 내화학성, 안정성을 확보하기 위해 상기 금속막은 서로 다른 화학적 특성을 갖는 이종 금속, 또는 이종의 도전 물질을 포함하는 다층막으로 형성될 수 있다.The metal film may be formed of a multi-layered film containing dissimilar metals having different chemical properties, or a different kind of conductive material, in order to prevent the signal transmission delay by reducing the wiring resistance and ensure the chemical resistance and stability of the wiring.
예를 들어, 저저항 특성 구현을 위해 은(Ag) 함유막을 형성하고, 내화학성, 안정성 및 투과도 향상을 위해 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO)과 같은 투명 도전성 산화물 막이 추가로 형성될 수 있다.For example, a transparent conductive oxide film such as indium tin oxide (ITO) may be additionally formed for forming a silver (Ag) -containing film and improving chemical resistance, stability, and transparency for realizing a low resistance property .
상기 식각액 조성물은 한국등록특허공보 제10-0579421호에 개시된 바와 같이 인산, 황산 등과 같은 무기 계열 강산이 베이스 성분으로 사용된다. 그러나, 상기 무기 계열 강산을 사용하는 경우 이종의 도전막들의 식각율의 차이에 따른 불균일한 식각 프로파일, 과식각(over-etch), 오버행(over-hang) 등의 불량을 야기할 수 있으며, 미세 패턴 형성을 위한 식각률 조절이 곤란하다. As described in Korean Patent Registration No. 10-0579421, inorganic acid strong acid such as phosphoric acid, sulfuric acid and the like is used as a base component of the etchant composition. However, when the inorganic strong acid is used, defects such as uneven etching profile, over-etch and over-hang depending on the difference in the etching rates of the different kinds of conductive films may be caused, It is difficult to control the etching rate for pattern formation.
또한, 은(Ag)은 산화/환원 전위가 낮아 식각된 이후, 재흡착, 잔사 등이 발생될 수 있으며, 이 경우 인접하는 도전 패턴끼리의 단락 등이 발생할 수도 있다. In addition, silver (Ag) may be re-adsorbed, residues, etc. after the oxidation / reduction potential is low and may be etched. In this case, short-circuiting between adjacent conductive patterns may occur.
본 발명의 일 과제는 향상된 식각 균일성, 고해상도를 갖는 은 함유막 식각액 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a silver-containing film etchant composition having improved etch uniformity and high resolution.
본 발명의 일 과제는 상기 금속막 식각액 조성물을 사용한 도전 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a method for forming a conductive pattern using the metal film etchant composition.
본 발명의 일 과제는 상기 금속막 식각액 조성물을 사용한 디스플레이 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a display substrate using the metal film etchant composition.
1. 식각 개시제; 무기산; 유기산; 및 여분의 물을 포함하며,1. etch initiator; Inorganic acids; Organic acids; And an excess of water,
은(Ag) 농도 10,000ppm에서 흡수 파장이 300 내지 370nm인, 은 함유막 식각액 조성물.Wherein the absorption wavelength is 300 to 370 nm at a silver (Ag) concentration of 10,000 ppm.
2. 위 1에 있어서, 상기 식각 개시제는 황화과산화물, 과산화수소, 과황산염 및 과질산염으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 은 함유막 식각액 조성물.2. The silver-containing film etchant composition of 1 above, wherein said etch initiator comprises at least one selected from the group consisting of peroxide peroxide, hydrogen peroxide, persulfate and perchlorate.
3. 위 2에 있어서, 상기 식각 개시제는 옥손(oxone)을 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물. 3. The silver-containing membrane etch composition of 2, wherein the etch initiator comprises oxone.
4. 위 1에 있어서, 상기 무기산은 질산을 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물.4. The silver-containing membrane etch composition of 1 above, wherein the inorganic acid comprises nitric acid.
5. 위 1에 있어서, 상기 유기산은 제1 유기산 및 상기 제1 유기산보다 약산인 제2 유기산을 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물.5. The silver-containing film etchant composition of
6. 위 5에 있어서, 상기 제1 유기산은 초산을 포함하며, 6. The method of claim 5, wherein the first organic acid comprises acetic acid,
상기 제2 유기산은 이미노디아세트산(iminodiacetic acid: IDA), 글리신(glycine), 살리실산(salicylic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 숙신산(succinic acid), 부탄산(butyric acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid) 및 펜탄산(pentanic acid)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물.The second organic acid may be selected from the group consisting of iminodiacetic acid (IDA), glycine, salicylic acid, citric acid, formic acid, oxalic acid, malonic acid, Containing at least one member selected from the group consisting of succinic acid, butyric acid, gluconic acid, glycolic acid and pentanic acid. .
7. 위 5에 있어서, 상기 유기산은 다가 카르복실산을 더 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물.7. The silver-containing film etchant composition of 5 above, wherein the organic acid further comprises a polyvalent carboxylic acid.
8. 위 7에 있어서, 상기 다가 카르복실산은 에틸렌디아민테트라아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid: EDTA), 디에틸렌 트리아민펜타아세트산(diethylenetriaminepentaacetic acid: DTPA), 이미노디아세트산(Iminodiacetic acid: IDA), N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민트리아세트산(N-(2-Hydroxyethyl)ethylenediaminetriacetic acid: HEDTA), 에틸렌글리콜-비스(β-아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산 (ethylene glycol-bis(β-aminoethyl ether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid: EGTA) 및 1,2-비스(o-아미노페녹시)에탄-N,N,N',N'-테트라아세트산(1,2-bis(o-aminophenoxy)ethane-N,N,N',N'-tetraacetic acid: BAPTA)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물.8. The polyamic acid according to 7 above, wherein the polyvalent carboxylic acid is selected from the group consisting of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), iminodiacetic acid (IDA), N- (2-Hydroxyethyl) ethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), ethylene glycol-bis (β-aminoethyl ether) -N, N, N ', N'-tetraacetic acid N, N ', N'-tetraacetic acid (EGTA) and 1,2-bis (o-aminophenoxy) And at least one selected from the group consisting of 1,2-bis (o-aminophenoxy) ethane-N, N, N ', N'-tetraacetic acid: BAPTA.
9. 위 1에 있어서, 조성물 총 중량 중,9. The composition of
상기 식각 개시제 0.5 내지 9중량%;0.5 to 9 wt% of the etch initiator;
상기 무기산 1 내지 10중량%; 및1 to 10% by weight of the inorganic acid; And
상기 유기산 10 내지 65중량%; 및10 to 65% by weight of the organic acid; And
여분의 물을 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물.And an excess of water.
10. 위 1에 있어서, 인산 또는 인산 계열 화합물을 포함하지 않는 은 함유막 식각액 조성물.10. The silver-containing film etchant composition of
11. 위 1에 있어서, 상기 흡수 파장은 UV 흡광도 측정시 최대 흡광도에 대응되는 파장인, 은 함유막 식각액 조성물.11. The silver-containing film etchant composition of 1 above, wherein the absorption wavelength is a wavelength corresponding to a maximum absorbance in the UV absorbance measurement.
12. 기판 상에 금속막을 형성하는 단계; 및 12. A method comprising: forming a metal film on a substrate; And
상기 금속막을 위 1 내지 11 중 어느 한 항의 은 함유막 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.And etching the metal film using the silver-containing film etchant composition according to any one of [1] to [11] above.
13. 위 12에 있어서, 상기 금속막을 형성하는 단계는 은 함유막을 형성하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법13. The method of claim 12, wherein said forming a metal film comprises forming a silver containing film.
14. 위 13에 있어서, 상기 금속막을 형성하는 단계는 투명 도전성 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.14. The method of forming a conductive pattern according to claim 13, wherein the forming of the metal film further comprises forming a transparent conductive oxide film.
15. 위 14에 있어서, 상기 투명 도전성 산화막은 상기 은 함유막을 사이에 두고 형성된 제1 투명 도전성 산화막 및 제2 투명 도전성 산화막을 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.15. The conductive pattern forming method according to 14 above, wherein the transparent conductive oxide film includes a first transparent conductive oxide film and a second transparent conductive oxide film formed with the silver-containing film therebetween.
16. 위 14에 있어서, 상기 투명 도전성 산화막은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석아연 산화물(ITZO), 갈륨 아연 산화물(GZO) 및 인듐 갈륨아연 산화물(IGZO)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.16. The transparent conductive oxide film according to claim 14, wherein the transparent conductive oxide film is made of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin zinc oxide (ITZO), gallium zinc oxide (GZO) and indium gallium zinc oxide Wherein at least one selected from the group comprises at least one selected from the group.
17. 위 12에 있어서, 17. The method of claim 12,
상기 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;Forming a thin film transistor on the substrate;
상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계; 및Forming a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor; And
상기 화소 전극 상에 표시층을 형성하는 단계를 더 포함하며,Forming a display layer on the pixel electrode,
상기 금속막은 상기 표시층 상에 형성되는, 도전 패턴 형성 방법.Wherein the metal film is formed on the display layer.
18. 위 17에 있어서, 상기 도전 패턴은 화상 표시 장치의 공통 전극, 반사 전극 또는 배선으로 제공되는, 도전 패턴 형성 방법.18. The conductive pattern forming method according to 17 above, wherein the conductive pattern is provided as a common electrode, a reflective electrode, or a wiring of an image display apparatus.
19. 위 12에 있어서, 상기 도전 패턴은 터치 센서의 트레이스 또는 센싱 전극으로 제공되는, 도전 패턴 형성 방법.19. The conductive pattern forming method of claim 12, wherein the conductive pattern is provided as a trace or sensing electrode of a touch sensor.
전술한 본 발명의 실시예들에 따르는 은 함유막 식각액 조성물은 식각 개시제, 무기산, 유기산 및 물을 포함하며, 은에 대해 낮은 흡수 파장을 가질 수 있다. 따라서, 조성물 내에서 은의 용해도가 향상되며, 은의 재흡착, 석출이 방지 또는 억제될 수 있다.The silver-containing film etchant composition according to the embodiments of the present invention described above includes a etch initiator, inorganic acid, organic acid, and water, and may have a low absorption wavelength for silver. Thus, the solubility of silver in the composition is improved, and the re-adsorption of silver, precipitation can be prevented or suppressed.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 무기산은 질산을 포함하며, 인산, 황산 등과 같은 강산의 함량이 배제 또는 감소됨에 따라 미세 패턴 형성을 위한 식각 특성 조절이 구현될 수 있다. 또한, 은의 재석출, 잔사 현상이 억제될 수 있다.According to exemplary embodiments, the inorganic acid comprises nitric acid, and the etching property control for fine pattern formation can be realized as the content of strong acid such as phosphoric acid, sulfuric acid, etc. is excluded or reduced. Further, the re-precipitation of silver and the residue phenomenon can be suppressed.
또한, 식각 대상막이 상기 은 함유막 및 투명 도전성 산화막을 포함하는 경우, 상기 식각 개시제가 금속 산화물 치환 반응을 개시하여, 상기 은 함유막 및 투명 도전성 산화막이 함께 균일하게 식각될 수 있다. When the film to be etched includes the silver-containing film and the transparent conductive oxide film, the etchant initiates the metal oxide substitution reaction, and the silver-containing film and the transparent conductive oxide film can be uniformly etched together.
일부 실시예들에 있어서, 상기 은 함유막 식각액 조성물은 복수 종의 유기산을 포함하며, 이에 따라 식각 프로파일의 균일성이 현저하게 향상되고, 식각 편차가 감소될 수 있다.In some embodiments, the silver containing film etchant composition comprises a plurality of organic acids, whereby the uniformity of the etch profile can be significantly improved and the etching variations can be reduced.
상기 식각액 조성물을 사용하여 예를 들면, 디스플레이 장치의 반사 전극과 같은 전극 또는 배선, 터치 센서의 센싱 전극, 트레이스 또는 패드 등을 원하는 종횡비 및 프로파일을 갖도록 형성할 수 있다.Using the etchant composition, for example, an electrode or wiring such as a reflective electrode of a display device, a sensing electrode of a touch sensor, a trace, a pad, or the like can be formed to have a desired aspect ratio and profile.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 식각액 조성물의 흡수 파장 스펙트럼을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 도전 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따라 형성된 터치 센서를 나타내는 개략적인 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a graph illustrating the absorption wavelength spectrum of an etchant composition in accordance with exemplary embodiments.
2 and 3 are cross-sectional views for explaining a conductive pattern forming method according to exemplary embodiments.
4 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display substrate according to some exemplary embodiments.
5 is a schematic plan view illustrating a touch sensor formed in accordance with some exemplary embodiments.
본 발명의 실시예들에 따르면, 식각 개시제, 무기산, 유기산 및 물을 포함하며, 소정의 은 농도에서 약 300 내지 370nm의 흡수 파장을 갖는 은 함유막 식각액 조성물(이하, "식각액 조성물"로 약칭한다)이 제공된다. 또한, 상기 은 함유막 식각액 조성물을 활용한 도전 패턴 형성방법, 디스플레이 기판의 제조 방법이 제공된다.According to embodiments of the present invention, a silver-containing film etchant composition (hereinafter abbreviated as "etchant composition") containing an etch initiator, inorganic acid, organic acid, and water and having an absorption wavelength of about 300 to 370 nm at a predetermined silver concentration Is provided. A conductive pattern forming method and a display substrate manufacturing method using the silver-containing film etchant composition described above are also provided.
본 출원에 사용되는 용어 "은 함유막" 은 또는 은 합금을 포함하는 막을 지칭할 수 있다. 또한, 상기 은 함유막은 2층 이상의 다층 구조를 포함할 수도 있다.The term " silver containing film "as used in the present application may refer to a film comprising silver or a silver alloy. Further, the silver-containing film may include a multilayer structure of two or more layers.
예를 들면, 상기 은 합금은 네오디늄(Nd), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 니오븀(Nb), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W), 프로트악티늄(Pa), 티타늄(Ti) 또는 이들의 2 이상의 조합, 및 은(Ag)의 합금; 질소(N), 규소(Si), 탄소(C) 등의 도펀트 원소들이 함유된 은 화합물; 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함할 수 있다.For example, the silver alloy may be at least one selected from the group consisting of neodymium (Nd), copper (Cu), palladium (Pd), niobium (Ni), nickel (Ni), molybdenum (Mo), chromium (Cr), magnesium (W), protactinium (Pa), titanium (Ti) or a combination of two or more thereof and an alloy of silver (Ag); A silver compound containing dopant elements such as nitrogen (N), silicon (Si), and carbon (C); Or a combination of two or more thereof.
본 출원에 사용되는 용어 "은 함유막"은 상기 은 함유막 및 일 이상의 다른 도전성 막의 적층체를 포괄하는 것으로 사용된다. 상기 다른 도전성 막의 예로서 투명 금속 산화물을 포함하는 투명 도전성 산화막을 들 수 있다. 예를 들면, 상기 투명 금속 산화물은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석아연 산화물(ITZO), 갈륨 아연 산화물(GZO), 인듐 갈륨아연 산화물(IGZO) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The term " silver containing film "as used in this application is used to encompass a laminate of the silver containing film and one or more other conductive films. An example of the other conductive film is a transparent conductive oxide film containing a transparent metal oxide. For example, the transparent metal oxide may be selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin zinc oxide (ITZO), gallium zinc oxide (GZO), indium gallium zinc oxide (IGZO) .
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하며, 식각 대상막이 은 함유막 및 투명 도전성 산화막의 적층체를 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나 이는 바람직한 예시들에 해당되며, 본 발명의 사상 및 범위가 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and a case where a film to be etched includes a laminate of a silver-containing film and a transparent conductive oxide film will be described as an example. However, this is a preferable example, and the spirit and scope of the present invention are not necessarily limited thereto.
<식각액 조성물>≪ Etchant composition &
본 발명의 실시예들에 따른 식각액 조성물에 포함되는 상기 식각 개시제는 은(Ag) 등의 식각 속도를 촉진하고 식각 균일성을 향상시킬 수 있는 성분으로 제공될 수 있다. 또한, 은에 비해 상대적으로 산화/환원 특성이 낮은 투명 도전성 산화막에 대해 금속 치환 반응을 개시 또는 유도하여 식각을 촉진하는 성분으로서 포함될 수 있다.The etch initiator included in the etchant composition according to embodiments of the present invention may be provided as a component capable of promoting the etching rate of silver (Ag) or the like and improving the etching uniformity. In addition, it may be included as a component for promoting etching by initiating or inducing a metal substitution reaction on a transparent conductive oxide film having a relatively low oxidation / reduction characteristic compared to silver.
또한, 상기 식각 개시제가 포함되면서 후술하는 무기산의 활성이 촉진됨에 따라, 무기산의 함량을 상대적으로 줄일 수 있다. 따라서, 무기산 과다 포함 시 초래되는 과식각, 식각 불균일 등을 억제할 수 있다.In addition, since the etch initiator is included, the activity of the inorganic acid to be described later is promoted, so that the content of the inorganic acid can be relatively reduced. Therefore, it is possible to suppress the overeating angle, the etching unevenness, and the like which are caused when the inorganic acid is contained in excess.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 식각 개시제는 황화과산화물, 과산화수소, 과황산염 및/또는 과질산염을 포함할 수 있고, 바람직하게는 옥손(oxone)과 같은 황화과산화물을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the etch initiator may comprise a sulfated peroxide, hydrogen peroxide, persulfate and / or nitrate, and may preferably comprise a sulfated peroxide such as oxone.
상기 과황산염으로서 과황산칼륨(K2S2O8), 과황산나트륨(Na2S2O8) 또는 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 중에서 적어도 하나의 물질이 사용될 수 있으며, 상기 과질산염으로서 과질산칼륨(KNO4), 과질산나트륨(NaNO4) 또는 과질산암모늄(NH4NO4) 중에서 적어도 하나의 물질이 사용될 수 있다.As the persulfate, at least one material selected from potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ) or ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) , At least one material selected from the group consisting of potassium nitrate (KNO 4 ), sodium nitrate (NaNO 4 ) and ammonium nitrate (NH 4 NO 4 ) may be used as the nitrate.
일부 실시예들에 있어서, 상기 식각 개시제는 조성물 총 중량 중 약 0.5 내지 9중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 식각 개시제의 함량이 약 0.5중량% 미만인 경우, 상기 은 함유막에 대한 식각 속도가 지나치게 저하되고 불균일 식각이 야기될 수 있다. 또한, 은 잔사로 인한 배선 쇼트가 발생될 수 있으며, 투명 전도성 산화막의 식각 촉진 효과가 미미할 수 있다. 상기 식각 개시제의 함량이 약 9중량% 초과인 경우, 오히려 무기산의 산화 작용을 저해하여, 상기 투명 도전성 산화막의 식각 속도가 지나치게 저하될 수 있다.In some embodiments, the etch initiator may be included in an amount of about 0.5 to 9 weight percent of the total composition weight. If the content of the etch initiator is less than about 0.5 wt%, the etch rate for the silver-containing film may be excessively lowered and non-uniform etching may be caused. In addition, wiring shorts may occur due to silver residue, and the effect of promoting etching of the transparent conductive oxide film may be insignificant. If the content of the etch initiator is more than about 9 wt%, the oxidizing action of the inorganic acid may be deteriorated, and the etching rate of the transparent conductive oxide film may be excessively lowered.
상기 무기산은 상술한 식각 개시제와 상호 작용하여 산화제 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 무기산은 ITO와 같은 투명 도전성 산화막에 대한 주 산화제 역할을 수행할 수 있다. 상기 무기산과 상기 식각 개시제가 함께 작용함으로써, 은 함유막 및 투명 도전성 산화막이 함께 균일하게 식각될 수 있다.The inorganic acid may act as an oxidant by interacting with the etch initiator described above. For example, the inorganic acid may serve as a main oxidant for a transparent conductive oxide film such as ITO. The inorganic acid and the etch initiator work together, so that the silver-containing film and the transparent conductive oxide film can be uniformly etched together.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 무기산은 질산을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 무기산은 질산염을 함께 포함할 수 있다. 상기 질산염의 예로서 질산 나트륨(sodium nitrate), 질산칼륨(potassium nitrate), 또는 질산 암모늄(ammonium nitrate) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.According to exemplary embodiments, the inorganic acid may comprise nitric acid. In some embodiments, the inorganic acid may comprise nitrate. Examples of the nitrate include sodium nitrate, potassium nitrate, ammonium nitrate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
일부 실시예들에 있어서, 상기 무기산은 조성물 총 중량 중 약 1 내지 10중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 무기산의 함량이 약 1중량% 미만인 경우, 식각 속도가 지나치게 저하되어 예를 들면, ITO 잔사, 은 잔사로 인한 배선 쇼트가 야기될 수 있다. 또한, 상기 ITO 잔사 또는 은 잔사로 인해 암점(dark spot 또는 blind spot)이 발생할 수 있다. 상기 무기산의 함량이 약 10중량%를 초과하는 경우, 과식각 등과 같은 금속막의 식각 제어 불량이 발생할 수 있다.In some embodiments, the inorganic acid may be included in an amount of about 1 to 10% by weight of the total weight of the composition. If the content of the inorganic acid is less than about 1% by weight, the etching rate may be too low to cause a wiring short due to, for example, ITO residues and silver residues. In addition, dark spots or blind spots may occur due to the ITO residues or silver residues. If the content of the inorganic acid exceeds about 10% by weight, etching control failure of the metal film such as an overexposure angle may occur.
일 실시예에 있어서, 상기 은 함유막 및 투명 도전성 산화막의 균일한 식각 속도 및 제어특성을 고려하여 상기 무기산의 함량은 약 1 내지 9중량%로 조절될 수 있다.In one embodiment, the content of the inorganic acid may be adjusted to about 1 to 9% by weight considering the uniform etching rate and the control characteristics of the silver-containing film and the transparent conductive oxide film.
상기 유기산은 예를 들면, 상기 은 함유막의 식각 속도를 적절히 촉진 혹은 조절하여 수득되는 도전 패턴의 임계 치수 손실(CD Loss)을 감소시키고, 미세 패턴 형성을 촉진하기 위해 포함될 수 있다.The organic acid may be included, for example, to reduce the critical dimension loss (CD loss) of the conductive pattern obtained by appropriately promoting or controlling the etching rate of the silver-containing film and to promote fine pattern formation.
일부 실시들에 있어서, 상기 유기산은 제1 유기산 및 상기 제1 유기산 보다 약산인 제2 유기산을 포함할 수 있다.In some embodiments, the organic acid may comprise a first organic acid and a second organic acid that is less acidic than the first organic acid.
예를 들면, 상기 제1 유기산은 초산을 포함하며, 보조 산화제 혹은 은에 대한 주산화제로서 기능할 수 있다. 상기 제2 유기산은 이미오디아세트산(iminodiacetic acid: IDA), 글리신(glycine), 살리실산(salicylic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 숙신산(succinic acid), 부탄산(butyric acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 펜탄산(pentanic acid) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2 유기산으로서 옥살산을 사용할 수 있다.For example, the first organic acid comprises acetic acid and can function as a co-oxidant or as a peroxide for the silver. The second organic acid may be selected from the group consisting of iminodiacetic acid (IDA), glycine, salicylic acid, citric acid, formic acid, oxalic acid, malonic acid, Succinic acid, butyric acid, gluconic acid, glycolic acid, pentanic acid, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Preferably, oxalic acid may be used as the second organic acid.
상기 제2 유기산은 식각 프로파일 증진제로서 기능할 수 있다. 상기 제1 유기산에 의한 산화 작용이 상기 제2 유기산에 의해 일부 억제 또는 컨트롤됨으로써, 도전 패턴의 CD 손실 또는 CD 바이어스가 현저히 감소될 수 있다.The second organic acid may function as an etch profile promoter. The oxidative action by the first organic acid is partially suppressed or controlled by the second organic acid, so that the CD loss or the CD bias of the conductive pattern can be remarkably reduced.
일부 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유기산은 상기 제1 및 제2 유기산 외에 다가 카르복실산을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 다가 카르복실산은 킬레이팅 작용에 의한 이온 포획 효과에 의해 도전 패턴의 측벽 프로파일을 보다 미세하게 조절하는 성분으로 포함될 수 있다. In some exemplary embodiments, the organic acid may further include a polycarboxylic acid in addition to the first and second organic acids. For example, the polyvalent carboxylic acid may be included as a component that finely adjusts the sidewall profile of the conductive pattern by the ion trapping effect by the chelating action.
상기 다가 카르복실산의 비제한적인 예로서 에틸렌디아민테트라아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid: EDTA), 디에틸렌 트리아민펜타아세트산(diethylenetriaminepentaacetic acid: DTPA), 이미노 디아세트산(Iminodiacetic acid: IDA), N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민트리아세트 산(N-(2-Hydroxyethyl)ethylenediaminetriacetic acid: HEDTA), 에틸렌글리콜-비스(β-아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산 (ethylene glycol-bis(β-aminoethyl ether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid: EGTA), 1,2-비스(o-아미노페녹시)에탄-N,N,N',N'-테트라아세트산(1,2-bis(o-aminophenoxy)ethane-N,N,N',N'-tetraacetic acid: BAPTA) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.Examples of the polycarboxylic acid include, but are not limited to, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), iminodiacetic acid (IDA), N- (2 (2-Hydroxyethyl) ethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), ethylene glycol-bis (β-aminoethyl ether) -N, N, N ', N'-tetraacetic acid N, N ', N'-tetraacetic acid (EGTA), 1,2-bis (o-aminophenoxy) (1,2-bis (o-aminophenoxy) ethane-N, N, N ', N'-tetraacetic acid: BAPTA). These may be used alone or in combination of two or more.
일부 실시예들에 있어서, 상기 유기산은 조성물 총 중량 중 약 10 내지 65중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 유기산의 함량이 약 10중량% 미만인 경우, 식각 속도 저하에 따른 얼룩, 잔사가 발생할 수 있다. 상기 유기산의 함량이 약 65중량%를 초과하는 경우 조성물의 경시 안정성이 저하되며, 과식각에 의한 패턴 소실이 초래될 수 있다.In some embodiments, the organic acid may be included in an amount of about 10-65 wt% of the total weight of the composition. If the content of the organic acid is less than about 10% by weight, stains and residues may occur due to a decrease in the etching rate. If the content of the organic acid exceeds about 65% by weight, the stability of the composition with time may deteriorate, and the pattern may be lost due to the overeating angle.
상기 도전 패턴의 프로파일 특성 향상을 고려하여, 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 유기산의 함량은 약 20 내지 40중량%일 수 있다.Considering the improvement of the profile characteristics of the conductive pattern, in one preferred embodiment, the content of the organic acid may be about 20 to 40% by weight.
상기 식각액 조성물은 상술한 성분을 제외한 여분 또는 잔량의 물을 포함할 수 있으며, 예를 들면 탈이온수를 포함할 수 있다. 상기 탈이온수의 경우, 예를 들면 18 ㏁/㎝ 이상의 비저항 값을 가질 수 있다.The etchant composition may include excess or residual water except for the above-mentioned components, for example, deionized water. In the case of the deionized water, for example, it may have a resistivity value of 18 M? / Cm or more.
본 출원에 사용된 용어 "여분 또는 잔량"은 기타 첨가제가 포함되는 경우, 상술한 성분 및 상기 첨가제를 제외한 양을 포함하는 가변적인 양을 의미한다.The term "extra or remaining amount " as used in the present application means a variable amount including the amounts of the above-mentioned components and the above additives, when other additives are included.
일부 실시예들에 있어서, 상기 첨가제는 상술한 성분들의 작용을 저해하지 않는 범위 내에서 식각 효율성 또는 식각 균일성을 향상시키기 위해 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 첨가제는 당해 기술분야에서 널리 사용되는 부식 방지, 식각 부산물 흡착 방지, 식각 패턴의 테이퍼각 조절 등을 위한 제제 등을 포함할 수 있다.In some embodiments, the additive may be included to improve etch efficiency or etch uniformity to the extent that it does not interfere with the action of the components described above. For example, the additive may include anti-corrosion, anti-adhesion of etching by-products, formulation for adjusting the taper angle of the etching pattern, and the like widely used in the art.
일부 실시예들에 있어서, 상기 식각액 조성물은 상술한 식각 개시제, 무기산, 유기산 및 물로 실질적으로 구성될 수 있다.In some embodiments, the etchant composition may be substantially composed of the etch initiators, inorganic acids, organic acids, and water described above.
일부 실시예들에 있어서, 상기 식각액 조성물은 인산 또는 인산계열 화합물(예를 들면, 인산염)을 포함하지 않을 수 있다. 상기 인산 또는 인산계 화합물의 경우, 상기 금속막의 과식각으로 인한 손실, 하부 구조물의 손상, 은 재흡착 등을 야기할 수 있다. 또한, 상기 인산 또는 인산계 화합물의 경우 식각액 조성물의 점도를 지나치게 증가시켜 식각 대상막의 영역별 식각 편차를 야기할 수 있다. In some embodiments, the etchant composition may not comprise phosphoric acid or phosphoric acid based compounds (e.g., phosphates). In the case of the phosphoric acid or phosphoric acid-based compound, loss due to overgrowth of the metal film, damage to the lower structure, and re-adsorption may occur. In addition, in the case of the phosphoric acid or phosphoric acid compound, the viscosity of the etching solution composition may be excessively increased to cause an etching deviation in each region of the etching target film.
그러나, 상기 식각액 조성물은 인산 또는 상기 인산계열 화합물이 배제됨에 따라 상기 은 함유막의 과식각을 방지하면서 미세 패턴 치수를 갖는 도전 패턴을 형성할 수 있다.However, as the phosphoric acid or the phosphoric acid-based compound is excluded from the etchant composition, it is possible to form a conductive pattern having a fine pattern size while preventing over-etching of the silver-containing film.
일부 예시적인 실시예들에 따른 식각액 조성물에 포함되는 상기 무기산은 실질적으로 질산으로 구성되며, 염산 및 황산은 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 환경 오염 문제 및 은 석출 문제가 감소된 식각 공정이 구현될 수 있다.The inorganic acid included in the etchant composition according to some exemplary embodiments is substantially composed of nitric acid, and may not include hydrochloric acid and sulfuric acid. Thus, an environmental pollution problem and an etching process with reduced silver precipitation problems can be realized.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 식각액 조성물의 흡수 파장 스펙트럼을 설명하기 위한 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a graph illustrating the absorption wavelength spectrum of an etchant composition in accordance with exemplary embodiments.
예시적인 실시예들에 따른 식각액 조성물은 은(Ag) 농도 10,000ppm 용해 시 약 300 내지 370nm의 흡수 파장을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 흡수 파장은 상기 은 농도에서 UV-흡광도 측정 시 최대 흡광도를 나타내는 파장을 의미할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 흡수 파장은 약 360nm 이하의 값을 가질 수 있다.The etchant composition according to exemplary embodiments may have an absorption wavelength of about 300 to 370 nm upon dissolving 10,000 ppm of silver (Ag) concentration. As shown in FIG. 1, the absorption wavelength may mean a wavelength indicating the maximum absorbance at the time of UV-absorbance measurement at the silver concentration. In some embodiments, the absorption wavelength may have a value of about 360 nm or less.
상기 흡수 파장 범위를 가짐에 따라 상기 식각액 조성물은 조성물 내 은 용해도가 향상되면서 은 파티클, 석출, 재흡착, 응집 현상이 방지되고, 상기 은 함유막을 실질적으로 균일하고 미세하게 식각할 수 있다. 또한, 상기 흡수 파장 범위 내에서 각 성분들의 상호작용에 의해 도전 패턴의 원하는 테이퍼 각을 획득하면서, 측벽 손실, 팁 현상 등을 억제할 수 있다.With the absorption wavelength range, the silver solution composition of the etchant composition can improve the silver solubility of the composition, prevent silver particles, precipitation, re-adsorption, and agglomeration, and can substantially uniformly and finely etch the silver-containing film. In addition, sidewall loss, tip phenomenon, and the like can be suppressed while obtaining a desired taper angle of the conductive pattern by interaction of the components within the absorption wavelength range.
<도전 패턴 형성 방법><Conductive Pattern Forming Method>
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 도전 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2 and 3 are cross-sectional views for explaining a conductive pattern forming method according to exemplary embodiments.
도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 하부 도전 패턴(115) 및 하부 절연막(110)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 2, a lower
기판(100)은 글래스 기판, 고분자 수지 또는 플라스틱 기판, 무기 절연 기판 등을 포함할 수 있다. The
하부 도전 패턴(115)은 예를 들면, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), ITO와 같은 투명 도전성 산화물 등을 포함하도록 형성될 수 있다. 하부 절연막(110)은 아크릴계 수지, 폴리실록산 등과 같은 유기 절연 물질, 및/또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. The lower
하부 도전 패턴(115)은 예를 들면, 도전 비아 또는 도전 콘택으로 제공될 수 있다.The lower
예시적인 실시예들에 따르면, 하부 절연막(110) 및 하부 도전 패턴(115) 상에 순차적으로 적층된 제1 투명 도전성 산화막(121), 은 함유막(123) 및 제2 투명 도전성 산화막(125)을 포함하는 금속막(120)을 형성할 수 있다. According to exemplary embodiments, the first transparent
제1 및 제2 투명 도전성 산화막들(121, 125)은 ITO, IZO, GZO, IGZO 등과 같은 투명 금속 산화물을 포함하도록 형성될 수 있다. 은 함유막(123)은 상술한 바와 같이 은 및/또는 은 합금을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1 투명 도전성 산화막(121), 은 함유막(123) 및 제2 투명 도전성 산화막(125)은 예를 들면, 스퍼터링(sputtering) 공정과 같은 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.The first and second transparent
금속막(120) 상에는 마스크 패턴(130)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제2 투명 도전성 산화막(125) 상에 포토레지스트 막을 형성한 후, 노광 및 현상 공정을 통해 상기 포토레지스트 막을 부분적으로 제거하여 마스크 패턴(130)을 형성할 수 있다.A
도 3을 참조하면, 전술한 예시적인 실시예들에 따른 은 함유막 식각액 조성물을 사용하여 금속막(120)을 식각하여 도전 패턴(120a)을 형성할 수 있다. 도전 패턴(120a)은 예를 들면, 하부 절연막(110) 상에 순차적으로 적층된 제1 투명 도전성 산화막 패턴(122), 은 함유 패턴(124) 및 제1 투명 도전성 산화막 패턴(126)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
도전 패턴(120a)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 패드, 전극 또는 배선으로 활용될 수 있다. 저저항, 신호 전달 특성이 우수한 상대적으로 은 함유 패턴(124)을 내부식성이 우수한 제1 및 제2 투명 도전성 산화막 패턴들(122, 126) 사이에 형성함에 따라, 저저항 및 기계적, 화학적 신뢰성이 향상된 도전 패턴이 구현될 수 있다.The
또한, 상술한 식각 개시제, 무기산, 유기산을 포함하며, 은에 대한 소정의 흡수 파장 범위를 가지며 용해도가 향상된 식각액 조성물을 활용함에 따라, 은 함유 패턴(124)의 미식각, 과식각이 방지되고, 실질적으로 균일하고 연속적인 측벽 프로파일을 갖는 도전 패턴(120a)이 형성될 수 있다.In addition, by utilizing the etchant composition including the etching initiator, inorganic acid, and organic acid described above and having a predetermined absorption wavelength range for silver and improved solubility, the intricate and overeating angles of the
일부 실시예들에 있어서, 은 함유막(123) 또는 은 함유 패턴(124)의 두께는 약 800 Å 이상, 일 실시예에 있어서 약 1000 Å 이상일 수 있다. 제1 및 제2 투명 도전성 산화막 패턴들(122, 126)의 두께는 약 50 내지 100 Å 일 수 있다.In some embodiments, the thickness of the
저저항 구현을 위해 은 함유 패턴(124)의 두께가 증가하고, 도전 패턴(120a)의 종횡비가 증가함에 따라, 은 잔사, 과식각에 따른 식각 불량이 초래될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예들에 따른 식각액 조성물을 사용하여 상기 식각 불량이 억제된 습식 식각 공정이 구현될 수 있다.As the thickness of the silver-containing
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 예를 들면, 도 4는 상술한 도전 패턴 형성 방법에 의해 형성된 배선, 전극 구조물을 포함하는 디스플레이 기판을 도시하고 있다.4 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display substrate according to exemplary embodiments. For example, Fig. 4 shows a display substrate including a wiring and an electrode structure formed by the conductive pattern forming method described above.
도 4를 참조하면, 기판(200) 상에 박막 트랜지스터(TFT)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 TFT는 액티브 층(210), 게이트 절연막(220) 및 게이트 전극(225)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, a thin film transistor (TFT) may be formed on a
예시적인 실시예들에 따르면, 기판(200) 상에 액티브 층(210)을 형성한 후, 액티브 층(210)을 덮는 게이트 절연막(220)을 형성할 수 있다.According to exemplary embodiments, after the
액티브 층(210)은 폴리실리콘 또는 예를 들면, 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO)과 같은 산화물 반도체를 포함하도록 형성될 수 있다. 게이트 절연막(220)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및/또는 실리콘 산질화물을 포함하도록 형성될 수 있다.The
게이트 절연막(220) 상에는 액티브 층(210)과 중첩되도록 게이트 전극(225)을 형성할 수 있다. 게이트 전극(225)은 Al, Ti, Cu, W, Ta, Ag 등과 같은 금속을 포함하도록 형성될 수 있다.A
게이트 절연막(220) 상에 게이트 전극(225)을 덮는 층간 절연막(230)을 형성한 후, 층간 절연막(230) 및 게이트 절연막(220)을 관통하여 액티브 층(210)과 접촉하는 소스 전극(233) 및 드레인 전극(237)을 형성할 수 있다. 소스 전극(233) 및 드레인 전극(237)은 Al, Ti, Cu, W, Ta, Ag 등과 같은 금속을 포함하도록 형성될 수 있다.The
층간 절연막(230) 상에는 소스 전극(233) 및 드레인 전극(237)을 덮는 비아(via) 절연막(240)을 형성할 수 있다. 비아 절연막(240)은 아크릴계, 실록산계 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 사용하여 형성될 수 있다.A via insulating
비아 절연막(240) 상에는 드레인 전극(237)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(245)이 형성될 수 있다. 화소 전극(245)은 비아 절연막(240)을 관통하여 드레인 전극(237)과 접촉하는 비아부(via portion)을 포함할 수 있다. 화소 전극(245)은 Al, Ti, Cu, W, Ta, Ag 등과 같은 금속 및/또는 투명 도전성 산화물을 포함하도록 형성될 수 있다.A
비아 절연막(240) 상에는 화소 정의막(250)을 형성하고, 화소 정의막(250)에 의해 노출된 화소 정의막(250) 상면 상에 표시층(255)을 형성할 수 있다. 표시층(255)은 예를 들면, OLED 장치에 포함되는 유기 발광층(EML) 또는 LCD 장치에 포함되는 액정층으로 형성될 수 있다.The
화소 정의막(250) 및 표시층(255) 상에는 대향 전극(260)이 형성될 수 있다. 대향 전극(260)은 화상 표시 장치의 공통 전극, 반사 전극 또는 음극(cathode)으로 제공될 수 있다.The
예시적인 실시예들에 따르면, 대향 전극(260)은 제1 투명 도전성 산화막, 은 함유막 및 제2 투명 도전성 산화막을 순차적으로 적층한 후, 전술한 식각액 조성물을 사용한 습식 식각 공정을 통해 패터닝하여 형성될 수 있다.According to exemplary embodiments, the
이에 따라, 대향 전극(260)은 화소 정의막(250) 및 표시층(255) 상에 순차적으로 적층된 제1 투명 도전성 산화막 패턴(262), 은 함유 패턴(124) 및 제2 투명 도전성 산화막 패턴(266)을 포함할 수 있다.Thus, the
일부 실시예들에 있어서, 상기 화상 표시 장치는 표시 영역(I) 및 비표시 영역(II)을 포함할 수 있다. 상술한 TFT, 화소 전극(245), 표시층(255) 및 대향 전극(260)은 표시 영역(I) 상에 형성될 수 있다. 비표시 영역(II) 상에는 배선(270)이 형성될 수 있다. 배선(270)은 상기 TFT 또는 대향 전극(260)과 전기적으로 연결될 수 있다.In some embodiments, the image display device may include a display area I and a non-display area II. The TFT, the
배선(270) 역시 예를 들면, 비아 절연막(240) 상에 순차적으로 적층된 제1 투명 도전성 산화막 패턴(272), 은 함유 패턴(274) 및 제2 투명 도전성 산화막 패턴(276)을 포함하며, 예시적인 실시예들에 따른 식각액 조성물을 사용하여 패터닝될 수 있다.The
일 실시예에 있어서, 배선(270)은 표시 영역(I) 상의 대향 전극(260)과 실질적으로 동일한 습식 식각 공정을 통해 함께 형성될 수도 있다.In one embodiment, the
상술한 바와 같이, 화상 표시 장치의 대향 전극(260) 및/또는 배선(270)을 제1 투명 도전성 산화막 패턴-은 함유 패턴-제2 투명 도전성 산화막 패턴을 포함하는 적층 구조로 형성함에 따라, 저저항 특성을 구현하면서, 기계적/화학적 안정성 및 광학 특성을 함께 향상시킬 수 있다. 또한, 상술한 식각액 조성물이 사용됨에 따라, 은 잔사, 은 재흡착, 측부 손상, 팁 현상 등과 같은 불량을 억제할 수 있다.As described above, by forming the
일부 실시예들에 있어서, 상술한 식각액 조성물 또는 도전패턴 형성 방법을 활용하여 게이트 전극(225), 소스 전극(233), 드레인 전극(237), 화소 전극(245)의 패터닝을 수행할 수도 있다.In some embodiments, patterning of the
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따라 형성된 터치 센서를 나타내는 개략적인 평면도이다.5 is a schematic plan view illustrating a touch sensor formed in accordance with some exemplary embodiments.
도 5를 참조하면, 터치 센서는 기재(300) 상에 형성된 센싱 전극(310), 트레이스(320) 및 패드(330)를 포함할 수 있다.5, the touch sensor may include a
상기 터치 센서는 센싱 영역(A) 및 주변 영역(B)을 포함할 수 있다. 센싱 전극(310)의 센싱 영역(A)의 기재(300) 상에 형성되며, 트레이스(320) 및 패드(330)는 주변 영역(B)의 기재(300) 상에 형성될 수 있다.The touch sensor may include a sensing area (A) and a peripheral area (B). The
센싱 전극(310)은 예를 들면, 기재(300)의 상면에 평행하며 서로 수직하게 교차는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열된 제1 센싱 전극(310a) 및 제2 센싱 전극(310b)을 포함할 수 있다.The
제1 센싱 전극(310a)은 상기 제1 방향으로 연장하며, 상기 제2 방향을 따라 복수의 제1 센싱 전극들(310a)이 형성될 수 있다. 제2 센싱 전극(310b)은 상기 제2 방향으로 연장하며 상기 제1 방향을 따라 복수의 제2 센싱 전극들(310b)이 형성될 수 있다.The
제1 및 제2 센싱 전극들(310a, 310b)은 각각 예를 들면, 다각형 형상의 단위 패턴들을 포함하며, 이웃하는 단위 패턴들을 서로 연결하는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 단위 패턴의 내부는 메쉬(mesh) 타입으로 패터닝된 도전 패턴을 포함할 수 있다.Each of the first and
트레이스(320)는 각 센싱 전극들(310a, 310b)으로부터 분기되며 트레이스(320)의 말단부는 패드(330)와 연결될 수 있다. 터치 센서(300)는 패드(330)를 통해, 예를 들면 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)과 같은 외부 회로와 연결될 수 있다.A
예시적인 실시예들에 따르면, 트레이스(320)는 상술한 식각액 조성물을 사용한 습식 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 트레이스(320)는 제1 투명 도전성 산화막 패턴-은 함유 패턴-제2 투명 도전성 산화막 패턴의 적층 구조로 형성될 수 있다. According to exemplary embodiments, the
일 실시예에 있어서, 센싱 전극(310) 및/또는 패드(330) 역시 상기 식각액 조성물을 사용한 습식 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극(310) 및/또는 패드(330)는 트레이스(320)와 실질적으로 동일한 습식 식각 공정을 통해 함께 형성될 수 있다. 이 경우, 센싱 전극(310) 및/또는 패드(330) 역시 제1 투명 도전성 산화막 패턴-은 함유 패턴-제2 투명 도전성 산화막 패턴의 적층 구조로 형성될 수 있다.In one embodiment, sensing
터치 센서의 도전성 패턴들이 상술한 은 함유 패턴 및 투명 도전성 산화막 패턴의 적층 구조를 포함함에 따라, 센싱 감도와 같은 전기적 특성 및 내크랙성과 같은 기계적 안정성이 함께 향상될 수 있다.As the conductive patterns of the touch sensor include the above-described laminated structure of the silver-containing pattern and the transparent conductive oxide film pattern, the mechanical stability such as the electrical property such as the sensing sensitivity and the crack resistance can be improved together.
상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 금속막 식각액 조성물을 사용하여 화상 표시 장치, 터치 센서 등에 포함되며 향상된 전기적, 기계적, 화학적 특성을 갖는 각종 도전 패턴들을 형성할 수 있다.As described above, various conductive patterns having improved electrical, mechanical, and chemical properties can be formed by using the metal film etchant composition according to the exemplary embodiments, which are included in an image display device, a touch sensor, and the like.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예들 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made to the embodiments within the spirit and scope of the appended claims.
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량(중량%)으로 실시예들 및 비교예들에 따른 식각액 조성물을 제조하였다. 각 식각액 조성물에 대해 은(Ag)을 10,000ppm 녹인 상태에서 SCINCO社의 S-3100 Model의 UV-Vis Spectrophotometer 장비를 이용해 흡수 파장을 측정하였다.The etchant compositions according to Examples and Comparative Examples were prepared with the components and the contents (% by weight) shown in Table 1 below. For each etchant composition, the absorption wavelength was measured using a UV-Vis spectrophotometer of S-3100 Model manufactured by SCINCO Co., in which 10,000 ppm of silver (Ag) was dissolved.
(옥손)Etch initiator
(Oxone)
파장
(nm)absorption
wavelength
(nm)
실험예Experimental Example
유리 기판 상에 ITO(100 Å)/Ag(1000 Å)/ITO(100Å) 삼중막을 형성하고, 다이아몬드 칼을 사용하여 10cmX10cm 크기로 절단한 샘플을 제조하였다.A triple film of ITO (100 Å) / Ag (1000 Å) / ITO (100 Å) was formed on a glass substrate, and a sample cut into a size of 10 cm × 10 cm was prepared using a diamond knife.
상기 삼중막에 대해 포토리소그래피 공정을 통하여 식각 공정을 수행하였다. 구체적으로, 분사식 식각 장비(ETCHER, K.C.Tech 사 제조)에 실시예 및 비교예의 식각액 조성물을 주입하였다. 식각액 조성물의 온도를 40℃로 설정한 후 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 상기 샘플에 식각액 조성물을 분사하여 식각 공정을 85초 동안 수행하였다. The triplet film was etched through a photolithography process. Specifically, the etchant compositions of Examples and Comparative Examples were injected into a spray type etching equipment (ETCHER, K.C.Tech). The temperature of the etchant composition was set at 40 ° C., and when the temperature reached 40 ± 0.1 ° C., the etchant composition was sprayed onto the sample and the etch process was performed for 85 seconds.
식각 공정이 종료된 후, 상기 샘플을 탈이온수로 세정하고, 열풍건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트 박리기(PR stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다.After the etching process was completed, the sample was rinsed with deionized water, dried using a hot air drying apparatus, and the photoresist was removed using a photoresist stripper (PR stripper).
(1) 은 재흡착 평가(1) is a re-adsorption evaluation
식각된 샘플을 전자주사현미경(SU-8010, HITACHI 사 제조)의 전면 관찰을 통해 은의 재흡착 여부를 평가하였다. 평가기준은 아래와 같다.The etched samples were evaluated on the basis of an electron scanning microscope (SU-8010, manufactured by HITACHI Co., Ltd.) to determine the resorption of silver. The evaluation criteria are as follows.
◎: 은 재흡착 사이트 관찰안됨◎: silver absorber site not observed
○: 은 재흡착 사이트 20개 이하로 관찰○: Observation of less than 20 silver adsorption sites
X: 은 재흡착 사이트 20개 초과X: more than 20 silver adsorption sites
(2) 식각 속도(Etch Rate: ER) 평가(2) Evaluation of etch rate (ER)
전자주사현미경(SU-8010, HITACHI 사 제조)를 이용하여 식각된 샘플의 두께를 측정하고, 식각된 샘플의 두께를 식각 수행 시간으로 나누어 종방향 식각 속도를 측정하였다. 이후, 하기의 기준에 따라 식각 속도 평가를 수행하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The thickness of the etched sample was measured using a scanning electron microscope (SU-8010, manufactured by Hitachi), and the thickness of the etched sample was divided by the etch time to measure the longitudinal etch rate. Thereafter, the etching rate was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 2 below.
<평가 기준><Evaluation Criteria>
◎: 종방향 식각 속도가 30Å/초 초과임◎: longitudinal etching rate is over 30 Å / sec
○: 종방향 식각 속도가 20 내지 30 Å/초임?: Longitudinal etching rate of 20 to 30 A / sec
X: 종방향 식각 속도가 20 Å/초 미만임X: longitudinal etching rate is less than 20 Å / sec
(3) 은 석출 평가(3)
식각 공정이 종료된 후, 식각된 샘플들을 탈이온수로 세정하고, 열풍건조장치를 이용하여 건조하고, 전자주사현미경(SU-8010, HITACHI 사 제조)를 이용하여 식각된 금속의 잔사, 석출 여부 등을 관찰하였다.After the etching process was completed, the etched samples were rinsed with deionized water, dried using a hot-air drier, and remainder of the etched metal, precipitation or the like was measured using an electron microscope (SU-8010, manufactured by Hitachi) Were observed.
(4) 패턴 직진성 평가(4) Pattern straightness evaluation
식각된 샘플의 측벽을 전자주사현미경(SU-8010, HITACHI 사 제조)을 관찰하여 패턴의 직진성 여부를 평가하였다. 평가기준은 아래와 같다.The sidewall of the etched sample was observed by an electron scanning microscope (SU-8010, manufactured by HITACHI Co., Ltd.), and the straightness of the pattern was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
◎: 실질적으로 패턴 측벽이 연속적인 직선상으로 형성됨⊚: substantially the pattern side wall is formed as a continuous straight line
○: 일부 측벽의 불균일(요철, 리세스, 변곡부) 관찰○: Unevenness of some sidewalls (irregularities, recesses, bent portions)
X: 실질적으로 일정한 식각면 미형성X: Formation of a substantially constant etched surface
상술한 실험예의 평가 결과는 아래 표 2에 함께 기재하였다.The evaluation results of the above-described experimental examples are shown together in Table 2 below.
표 2를 참조하면, 식각 개시제, 무기산, 유기산을 함께 포함하며, 흡수 파장이 300 내지 370nm 범위내에서 컨트롤된 실시예들에 따른 식각액 조성물은 은 재흡착/석출을 야기하지 않으면서 향상된 식각 속도를 나타냈다. 또한, 옥살산 및 DPPA를 함께 포함하는 실시예 1 내지 실시예 7에서, 은 재흡착이 실질적으로 차단되면서 우수한 식각 속도 및 패턴 프로파일을 나타냈다.Referring to Table 2, the etchant compositions according to the examples which included the etching initiator, the inorganic acid, and the organic acid, and which were controlled within the wavelength range of 300 to 370 nm exhibited an improved etching rate without causing silver sorption / precipitation . In addition, in Examples 1 to 7 including oxalic acid and DPPA in combination, the silver re-adsorption was substantially blocked, and an excellent etching rate and pattern profile were exhibited.
반면 흡수파장이 370nm를 초과하는 비교예들은 모두 은 석출이 발생되면서 은 재흡착도 일부 초래하였다. 따라서, 패턴 직진성도 현저히 열화되었다. 또한, 인산이 포함된 비교예 6의 경우 ITO막의 etch rate 저하에 따라, 식각 속도 불량을 초래하였으며, 은 재흡착 및 석출을 모두 초래하였다.On the other hand, all of the comparative examples in which the absorption wavelength exceeded 370 nm resulted in precipitation and some silver reabsorption. Therefore, the pattern straightness was remarkably deteriorated. In the case of Comparative Example 6 containing phosphoric acid, the etch rate of the ITO film was lowered, resulting in poor etching rate, and both silver adsorption and precipitation were caused.
100, 200: 기판
110: 하부 절연막
115: 하부 도전 패턴
120: 금속막
120a: 도전 패턴
121: 제1 투명 도전성 산화막
122, 262, 272: 제1 투명 도전성 산화막 패턴
123: 은 함유막
124, 264, 274: 은 함유 패턴
125: 제2 투명 도전성 산화막
126, 266, 276: 제2 투명 도전성 산화막 패턴
210: 액티브 층
210: 게이트 전극
233: 소스 전극
237: 드레인 전극
245: 화소 전극
260: 대향 전극
270: 배선
300: 기재
310: 센싱 전극
320: 트레이스
330: 패드100, 200: substrate 110: lower insulating film
115: lower conductive pattern 120: metal film
120a: conductive pattern 121: first transparent conductive oxide film
122, 262, and 272: a first transparent conductive oxide film pattern
123: Silver-containing
125: second transparent conductive oxide film
126, 266, 276: a second transparent conductive oxide film pattern
210: active layer 210: gate electrode
233: source electrode 237: drain electrode
245: pixel electrode 260: opposing electrode
270: wiring 300: substrate
310: sensing electrode 320: trace
330: Pad
Claims (19)
은(Ag) 농도 10,000ppm에서 흡수 파장이 300 내지 370nm인, 은 함유막 식각액 조성물.
Etch initiators; Inorganic acids; Organic acids; And an excess of water,
Wherein the absorption wavelength is 300 to 370 nm at a silver (Ag) concentration of 10,000 ppm.
The silver-containing membrane etch composition of claim 1, wherein the etch initiator comprises at least one selected from the group consisting of peroxide peroxide, hydrogen peroxide, persulfate, and perchlorate.
3. The silver-containing membrane etch composition of claim 2, wherein the etch initiator comprises oxone.
2. The silver-containing film etch composition of claim 1, wherein the inorganic acid comprises nitric acid.
2. The silver-containing film etch composition of claim 1, wherein the organic acid comprises a first organic acid and a second organic acid that is less acid than the first organic acid.
상기 제2 유기산은 이미오디아세트산(iminodiacetic acid: IDA), 글리신(glycine), 살리실산(salicylic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 숙신산(succinic acid), 부탄산(butyric acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid) 및 펜탄산(pentanic acid)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물.
The method of claim 5, wherein the first organic acid comprises acetic acid,
The second organic acid may be selected from the group consisting of iminodiacetic acid (IDA), glycine, salicylic acid, citric acid, formic acid, oxalic acid, malonic acid, Containing at least one member selected from the group consisting of succinic acid, butyric acid, gluconic acid, glycolic acid and pentanic acid. .
6. The silver-containing film etch composition of claim 5, wherein the organic acid further comprises a polycarboxylic acid.
8. The method of claim 7, wherein the polyvalent carboxylic acid is selected from the group consisting of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), iminodiacetic acid (IDA), N- (2-Hydroxyethyl) ethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), ethylene glycol-bis (? -Aminoethyl ether) -N, N, N ', N'-Ntetraacetic acid N, N ', N'-tetraacetic acid (EGTA) and 1,2-bis (o-aminophenoxy) And at least one selected from the group consisting of 1,2-bis (o-aminophenoxy) ethane-N, N, N ', N'-tetraacetic acid: BAPTA.
상기 식각 개시제 0.5 내지 9중량%;
상기 무기산 1 내지 10중량%; 및
상기 유기산 10 내지 65중량%; 및
여분의 물을 포함하는, 은 함유막 식각액 조성물.
The composition according to claim 1,
0.5 to 9 wt% of the etch initiator;
1 to 10% by weight of the inorganic acid; And
10 to 65% by weight of the organic acid; And
And an excess of water.
The silver-containing film etch composition according to claim 1, which does not contain phosphoric acid or phosphoric acid-based compounds.
The silver-containing film etch composition of claim 1, wherein the absorption wavelength is a wavelength corresponding to a maximum absorbance at the time of UV absorption measurement.
상기 금속막을 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 은 함유막 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.
Forming a metal film on the substrate; And
And etching the metal film using the silver-containing film etchant composition of any one of claims 1-11.
13. The method of claim 12, wherein forming the metal film comprises forming a silver containing film.
14. The method of claim 13, wherein forming the metal film further comprises forming a transparent conductive oxide film.
15. The conductive pattern forming method according to claim 14, wherein the transparent conductive oxide film includes a first transparent conductive oxide film and a second transparent conductive oxide film formed with the silver-containing film therebetween.
15. The method according to claim 14, wherein the transparent conductive oxide film is formed from a group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin zinc oxide (ITZO), gallium zinc oxide (GZO) and indium gallium zinc oxide (IGZO) And at least one selected.
상기 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계; 및
상기 화소 전극 상에 표시층을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 금속막은 상기 표시층 상에 형성되는, 도전 패턴 형성 방법.
The method of claim 12,
Forming a thin film transistor on the substrate;
Forming a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor; And
Forming a display layer on the pixel electrode,
Wherein the metal film is formed on the display layer.
The conductive pattern forming method according to claim 17, wherein the conductive pattern is provided as a common electrode, a reflective electrode, or a wiring of an image display apparatus.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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