KR20190094842A - Etchant composition for etching metal layer and method of forming conductive pattern using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속막 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 metal film etching liquid composition and a conductive pattern forming method using the same. More specifically, the present invention relates to a metal film etching liquid 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, thin film transistors (TFTs) have been utilized as part of driving circuits for semiconductor devices and display devices. The TFT is arranged for each pixel on, for example, a substrate of an organic light emitting display (OLED) device or a liquid crystal display (LCD), and includes wirings of a pixel electrode, an opposite electrode, a source electrode, a drain electrode, a data line, a power line, and the like. Can 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 the display substrate, a photoresist is 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.In order to reduce wiring resistance to prevent signal transmission delay and to secure chemical resistance and stability of the wiring, the metal film may be formed of a multi-layered film including heterogeneous metals having different chemical characteristics or heterogeneous conductive materials.
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 silver-containing film may be formed to implement low resistance characteristics, and a transparent conductive oxide film such as indium tin oxide (ITO) may be further formed to improve chemical resistance, stability, and permeability. .
상기 식각액 조성물은 한국등록특허공보 제10-0579421호에 개시된 바와 같이 인산, 황산 등과 같은 무기 계열 강산이 베이스 성분으로 사용된다. 그러나, 기존의 식각액 조성물을 사용하는 경우 금속 재흡착이나 잔사 및 표면 얼룩 등이 생기는 문제가 있었다.In the etchant composition, inorganic-based strong acids such as phosphoric acid and sulfuric acid are used as the base component, as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0579421. However, when using the conventional etchant composition there was a problem that metal resorption or residue and surface stains occur.
본 발명의 일 과제는 향상된 식각 균일성을 가지면서, 잔사 및 표면 얼룩 등의 문제를 해결할 수 있는 금속막 식각액 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a metal film etching liquid composition which can solve problems such as residue and surface staining while having improved etching uniformity.
본 발명의 일 과제는 상기 금속막 식각액 조성물을 사용한 도전 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a conductive pattern forming method using the metal film etchant composition.
본 발명의 일 과제는 상기 금속막 식각액 조성물을 사용한 디스플레이 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method of manufacturing a display substrate using the metal film etchant composition.
1. 조성물 총 중량 중, 인산 62 내지 68중량%; 질산 6 내지 8중량%; 아세트산 4 내지 6중량%; 아세트산염 0.2 내지 1.0중량%; 아인산 0.1 내지 0.3중량%; 및 여분의 물을 포함하는 금속막 식각액 조성물.1. 62-68 weight percent phosphoric acid in the total weight of the composition; Nitric acid 6-8 wt%; Acetic acid 4-6% by weight; 0.2 to 1.0 wt% acetate; 0.1 to 0.3% by weight phosphorous acid; And excess water.
2. 위 1에 있어서, 상기 아세트산염은 아세트산나트륨(sodium acetate), 아세트산암모늄(ammonium acetate), 아세트산칼륨(potassium acetate) 및 아세트산칼슘(calcium acetate)으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 금속막 식각액 조성물.2. The metal film of
3. 기판 상에 금속막을 형성하는 단계; 및 상기 금속막을 위 1 또는 2의 금속막 식각액 조성물을 사용하여 식각하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.3. forming a metal film on the substrate; And etching the metal film using the metal film etching solution composition of 1 or 2 above.
4. 위 3에 있어서, 상기 금속막을 형성하는 단계는 은 함유막을 형성하는 단계를 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.4. In the above 3, wherein the forming the metal film comprises the step of forming a silver containing film, conductive pattern forming method.
5. 위 4에 있어서, 상기 금속막을 형성하는 단계는 투명 도전성 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하는, 도전 패턴 형성 방법.5. The method of 4 above, wherein the forming of the metal film further comprises forming a transparent conductive oxide film, the conductive pattern forming method.
6. 위 5에 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.6. In the above 5, wherein the transparent conductive oxide film comprises a first transparent conductive oxide film and a second transparent conductive oxide film formed between the silver containing film, conductive pattern forming method.
7. 위 5에 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.7. In the above 5, the transparent conductive oxide film is composed 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 from the group.
8. 위 3에 있어서, 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.8. The method of
9. 위 3에 있어서, 상기 도전 패턴은 화상 표시 장치의 공통 전극, 반사 전극 또는 배선으로 제공되는, 도전 패턴 형성 방법.9. In the above 3, wherein the conductive pattern is provided as a common electrode, a reflective electrode or a wiring of the image display device, the conductive pattern forming method.
전술한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 아세트산염 및 아인산이 습식 식각 과정에서 잔사 및 얼룩의 발생을 방지하여, 잔사로 인한 배선 쇼트나 암점(dark spot, blind spot) 발생이 억제될 수 있다.According to the exemplary embodiments of the present invention described above, acetate and phosphorous acid prevent the occurrence of residues and stains in the wet etching process, so that the occurrence of wiring shorts or dark spots (dark spots, blind spots) due to the residues can be suppressed. have.
또한, 상기 금속막이 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.In addition, when the metal film includes a silver containing film and a transparent conductive oxide film, the etching initiator may initiate a metal oxide substitution reaction, so that the silver containing film and the transparent conductive oxide film may be uniformly etched together.
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.By using the etchant composition, for example, an electrode or a wire, such as a reflective electrode of a display device, a sensing electrode, a trace, or a pad of a touch sensor may be formed to have a desired aspect ratio and profile.
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 도전 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 내지 9는 각각 실시예 1 내지 실시예 6의 일괄 식각 평가된 전자현미경 사진이다.
도 10 내지 18은 각각 비교예 1 내지 비교예 9의 일괄 식각 평가된 전자현미경 사진이다.
도 19 내지 24는 각각 실시예 1 내지 실시예 6의 잔사 또는 얼룩 평가된 사진이다.
도 25 내지 33은 각각 비교예 1 내지 비교예 9의 잔사 또는 얼룩 평가된 사진이다.1 and 2 are cross-sectional views illustrating a method of forming a conductive pattern in accordance with example embodiments.
3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display substrate in accordance with example embodiments.
4 to 9 are electron microscope images of batch etching of Examples 1 to 6, respectively.
10 to 18 are electron microscope images of batch etching of Comparative Examples 1 to 9, respectively.
19 to 24 are photographs obtained by evaluating the residues or stains of Examples 1 to 6, respectively.
25 to 33 are photographs obtained by evaluating the residues or stains of Comparative Examples 1 to 9, respectively.
본 발명의 실시예들에 따르면, 인산, 질산, 아세트산, 아세트산염, 아인산 및 여분의 물을 포함하는 금속막 식각액 조성물(이하, "식각액 조성물"로 약칭한다)이 제공된다. 또한, 상기 금속막 식각액 조성물을 활용한 도전 패턴 형성방법, 디스플레이 기판의 제조 방법이 제공된다.According to embodiments of the present invention, there is provided a metal film etchant composition (hereinafter, abbreviated as "etchant composition") comprising phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, acetate, phosphorous acid and excess water. In addition, a method of forming a conductive pattern and a method of manufacturing a display substrate using the metal film etchant composition is provided.
본 출원에 사용되는 용어 "금속막"은 금속 단일막, 및 상기 금속 단일막 및 투명 도전성 산화막의 적층 구조를 포괄하는 용어로 사용된다. 또한, 상기 금속막은 이종의 금속으로 형성된 복수의 금속 단일막들을 포함할 수도 있다.The term "metal film" used in the present application is used as a term encompassing a metal single film and a laminated structure of the metal single film and the transparent conductive oxide film. In addition, the metal film may include a plurality of metal single films formed of different kinds of metals.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 금속막은 은 함유막을 포함할 수 있다. 상기 은 함유막은 은 또는 은 합금을 포함하는 막을 지칭할 수 있다. 또한, 상기 은 함유막은 2층 이상의 다층 구조를 포함할 수도 있다.In example embodiments, the metal layer may include a silver containing layer. The silver-containing film may refer to a film including silver or silver alloy. In addition, 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 is neodynium (Nd), copper (Cu), palladium (Pd), niobium (Nb), nickel (Ni), molybdenum (Mo), chromium (Cr), magnesium (Mg), tungsten (W), protactinium (Pa), titanium (Ti) or a combination of two or more thereof, and an alloy of silver (Ag); Silver compounds containing dopant elements such as nitrogen (N), silicon (Si), and carbon (C); Or combinations of two or more thereof.
상기 투명 도전성 산화막은 투명 금속 산화물을 포함할 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 transparent conductive oxide film may include a transparent metal oxide. For example, the transparent metal oxide may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin zinc oxide (ITZO), gallium zinc oxide (GZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), or a combination thereof. It may include.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하며, 상기 금속막이 은 함유막 및 투명 도전성 산화막을 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 in which the metal film includes a silver containing film and a transparent conductive oxide film will be described as an example. However, this corresponds to preferred examples, and the spirit and scope of the present invention are not necessarily limited thereto.
<식각액 조성물><Etching solution composition>
본 발명의 실시예들에 따른 식각액 조성물에 포함되는 상기 인산은 주 산화제 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 인산은 은 함유막 및 투명 도전성 산화막에 대한 산화제 역할을 수행할 수 있다. The phosphoric acid included in the etchant composition according to the embodiments of the present invention may serve as a main oxidant. For example, the phosphoric acid may serve as an oxidizer for the silver-containing film and the transparent conductive oxide film.
일부 실시예들에 있어서, 상기 인산은 조성물 총 중량 중 약 62 내지 68중량%, 바람직하게는 64 내지 66중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 인산의 함량이 약 62중량% 미만인 경우, 금속막의 식각 속도가 저해되며 은 함유막의 식각 속도 저해와 식각 프로파일의 불량을 야기할 수 있다. 상기 인산의 함량이 약 68중량% 초과인 경우, 은 함유막의 식각 속도가 과도하게 빨라져, 예를 들면 투명 도전성 산화막에 팁(tip)이 발생할 수 있으며, 식각 프로파일이 불량해질 수 있다.In some embodiments, the phosphoric acid may be included in an amount of about 62 to 68 weight percent, preferably 64 to 66 weight percent of the total weight of the composition. When the content of phosphoric acid is less than about 62% by weight, the etching rate of the metal film may be inhibited and the etching rate of the silver-containing film may be inhibited and the etching profile may be poor. When the content of the phosphoric acid is greater than about 68% by weight, the etching speed of the silver-containing film is excessively fast, for example, a tip may occur in the transparent conductive oxide film, and the etching profile may be poor.
상기 질산은 보조 산화제 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 질산은 은 함유막 및 투명 도전성 산화막에 대한 산화제 역할을 수행할 수 있다. 상기 질산과 인산이 함께 작용함으로써, 은 함유막과 투명 도전성 산화막이 함께 균일하게 식각될 수 있다.The nitric acid may serve as a secondary oxidant. For example, the silver nitrate may serve as an oxidizer for the silver-containing film and the transparent conductive oxide film. As the nitric acid and phosphoric acid work together, the silver-containing film and the transparent conductive oxide film may be uniformly etched together.
일부 실시예들에 있어서, 상기 질산은 조성물 총 중량 중 약 6 내지 8중량%, 바람직하게는 6.5 내지 7.5중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 질산의 함량이 약 6중량% 미만인 경우, 은과 투명 도전성 산화막의 식각 속도가 저하될 수 있으며, 식각 프로파일이 불량해질 수 있고 얼룩 발생이 심해질 수 있다. 상기 질산의 함량이 8중량% 초과인 경우, 투명 도전성 산화막의 식각 속도가 과도하게 빨라져, 예를 들면 투명 도전성 산화막이 은 함유막 보다 짧아지는 언더 컷이 발생할 수 있고, 식각 프로파일이 불량해질 수 있다.In some embodiments, the nitric acid may be included in an amount of about 6 to 8% by weight, preferably 6.5 to 7.5% by weight of the total weight of the composition. When the content of nitric acid is less than about 6% by weight, the etching rate of silver and the transparent conductive oxide film may be lowered, the etching profile may be poor, and staining may be severe. When the content of nitric acid is more than 8% by weight, the etching rate of the transparent conductive oxide film is excessively faster, for example, an undercut may occur that the transparent conductive oxide film is shorter than the silver-containing film, and the etching profile may be poor. .
상기 아세트산은 보조 산화제 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 아세트산은 상기 은 함유막의 식각 속도를 적절히 촉진 혹은 조절하여 수득되는 도전 패턴의 식각 손실(CD skew)을 감소시키고, 미세 패턴 형성을 촉진할 수 있다.The acetic acid may serve as a secondary oxidant. For example, the acetic acid may reduce the etch loss (CD skew) of the conductive pattern obtained by appropriately promoting or adjusting the etching rate of the silver-containing film, and may promote fine pattern formation.
일부 실시예들에 있어서, 상기 아세트산은 조성물 총 중량 중 약 4 내지 6중량%, 바람직하게는 4.5 내지 5.5중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 아세트산의 함량이 4중량% 미만인 경우, 기판의 식각 속도가 불균일해져 식각 프로파일이 저하될 수 있고, 패턴 직진성이 안좋아질 수 있다. 상기 아세트산의 함량이 6중량% 초과일 경우, 거품이 발생할 수 있고, 이로 인해 식갹량 및 식각 프로파일이 불량해질 수 있으며, Ag 재흡착이 발생할 수 있다.In some embodiments, the acetic acid may be included in an amount of about 4 to 6 weight percent, preferably 4.5 to 5.5 weight percent of the total weight of the composition. When the content of acetic acid is less than 4% by weight, the etching rate of the substrate may be uneven, so that the etching profile may be lowered, and pattern straightness may be poor. When the content of acetic acid is more than 6% by weight, foaming may occur, which may cause a poor amount of etching and an etching profile, and may cause Ag resorption.
상기 아세트산염은 금속막의 보조산화제 역할을 수행할 수 있으며, 금속막 잔사 및 얼룩의 발생을 억제할 수 있다. The acetate may serve as an auxiliary oxidant of the metal film, and may suppress generation of metal film residues and stains.
일부 실시예들에 있어서, 상기 아세트산염은 조성물 총 중량 중 약 0.2 내지 1.0중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 아세트산염의 함량이 0.2중량% 미만인 경우, 금속막 잔사 및 얼룩 발생 방지효과가 미미할 수 있다. 상기 아세트산염의 함량이 1.0중량% 초과인 경우, 식각 속도가 저하되며 식각 프로파일이 저하될 수 있다.In some embodiments, the acetate salt may be included in an amount of about 0.2 to 1.0 weight percent of the total weight of the composition. When the content of the acetate is less than 0.2% by weight, the effect of preventing the occurrence of metal film residues and stains may be insignificant. When the content of the acetate is greater than 1.0% by weight, the etching rate is lowered and the etching profile may be lowered.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 아세트산염은 아세트산나트륨(sodium acetate), 아세트산암모늄(ammonium acetate), 아세트산칼륨(potassium acetate) 및 아세트산칼슘(calcium acetate)으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 아세트산암모늄이 사용될 수 있다.In example embodiments, the acetate salt may include at least one selected from the group consisting of sodium acetate, ammonium acetate, potassium acetate, and calcium acetate. And preferably ammonium acetate may be used.
상기 아인산은 금속막의 보조산화제 역할을 수행할 수 있으며, 금속막 잔사 및 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.The phosphorous acid may serve as an auxiliary oxidant of the metal film, and may suppress generation of metal film residues and stains.
일부 실시예들에 있어서, 상기 아인산은 조성물 총 중량 중 약 0.1 내지 0.3중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 아인산의 함량이 0.1중량% 미만인 경우, 금속막 잔사 또는 얼룩이 발생할 우려가 있다. 상기 아인산의 함량이 0.3중량% 초과인 경우, 식각 속도가 저하되고 식각 프로파일이 불량해질 수 있다.In some embodiments, the phosphorous acid may be included in an amount of about 0.1 to 0.3% by weight of the total weight of the composition. When the content of the phosphorous acid is less than 0.1% by weight, metal film residues or stains may occur. When the content of the phosphorous acid is more than 0.3% by weight, the etching rate may be lowered and the etching profile may be poor.
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 amount of water except for the above-described components, and may include, for example, deionized water. In the case of the deionized water, for example, it may have a specific resistance value of 18 mA / 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.As used herein, the term "extra or residual amount" means a variable amount including the above-described components and the amount excluding the additive 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 the etching efficiency or the etching uniformity within a range that does not inhibit the action of the above-described components. For example, the additive may include an agent for preventing corrosion, preventing etching byproduct adsorption, adjusting the taper angle of an etching pattern, and the like widely used in the art.
<도전 패턴 형성 방법><Conductive Pattern Formation Method>
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 배선 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.1 and 2 are schematic cross-sectional views for describing a wire forming method according to example embodiments.
도 1을 참조하면, 기판(100) 상에 하부 도전 패턴(115) 및 하부 절연막(110)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1, 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. In example 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 conductive oxide layers 121 and 125 may be formed to include a transparent metal oxide such as ITO, IZO, GZO, IGZO, or the like. The silver containing film 123 may be formed to include silver and / or a silver alloy as described above. The first 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.The
도 2를 참조하면, 전술한 예시적인 실시예들에 따른 금속막 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. 2, 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, 유기산, 다가 알코올 계열 프로파일 개선제, 금속염 등을 포함하며, 인산이 배제 또는 감소된 식각액 조성물을 활용함에 따라, 은 함유 패턴(124)의 과식각이 방지되고, 실질적으로 균일하고 연속적인 측벽 프로파일을 갖는 도전 패턴(120a)이 형성될 수 있다.In addition, by using the above-described etching initiator, inorganic acid, organic acid, polyhydric alcohol-based profile improver, metal salt, and the like, the phosphoric acid-excluded or reduced etching solution composition, over-etching of the silver-containing
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 silver-containing film 123 or the silver-containing
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 3은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 예를 들면, 도 3은 상술한 도전 패턴 형성 방법에 의해 형성된 배선, 전극 구조물을 포함하는 디스플레이 기판을 도시하고 있다.3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display substrate in accordance with example embodiments. For example, FIG. 3 illustrates a display substrate including wirings and electrode structures formed by the above-described conductive pattern forming method.
도 3을 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. 3, a thin film transistor TFT may be formed on the
예시적인 실시예들에 따르면, 기판(200) 상에 액티브 층(210)을 형성한 후, 액티브 층(210)을 덮는 게이트 절연막(220)을 형성할 수 있다.In example 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.The
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.After forming 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.The 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.The
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.In example 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.Accordingly, 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 an 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, 측부 손상, 팁 현상 등과 같은 불량을 억제할 수 있다.As described above, since 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, the
또한, 상술한 식각액 조성물은 상기 디스플레이 기판이 채용되는 화상 표시 장치에 포함된 터치 센서의 각종 도전 패턴을 형성하는데 사용될 수도 있다. 예를 들면, 상기 터치 센서의 센싱 전극, 트레이스, 패드 등을 상기 식각액 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.In addition, the above-described etching liquid composition may be used to form various conductive patterns of the touch sensor included in the image display device in which the display substrate is employed. For example, sensing electrodes, traces, pads, etc. of the touch sensor may be formed using the etchant composition.
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.Hereinafter, experimental examples including specific examples and comparative examples are provided to help understanding of the present invention, but these are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the appended claims. It is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications to the embodiments can be made within the spirit and scope, and such variations and modifications are within the scope of the appended claims.
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량(중량%)으로 실시예들 및 비교예들에 따른To the components and contents (% by weight) described in Table 1 according to Examples and Comparative Examples
금속막 식각액 조성물을 제조하였다. A metal film etchant composition was prepared.
(아세트산 암모늄)Acetate
(Ammonium acetate)
실험예Experimental Example
유리 기판 상에 ITO(100 Å)/Ag(1000 Å)/ITO(100Å) 삼중막을 형성하고, 다이아몬드 칼을 사용하여 10cmX10cm 크기로 절단한 샘플을 제조하였다.An ITO (100 mm 3) / Ag (1000 mm 3) / ITO (100 mm) triple film was formed on a glass substrate, and a sample cut into a size of 10 cm × 10 cm was prepared using a diamond knife.
분사식 식각 장비(ETCHER, K.C.Tech 사 제조)에 실시예 및 비교예의 금속막 식각액 조성물을 주입하였다. 금속막 식각액 조성물의 온도를 40℃로 설정한 후 온도가 40±0.1℃에 도달하였을 때 상기 샘플에 금속막 식각액 조성물을 분사하여 식각 공정을 85초 동안 수행하였다. Metal film etching liquid compositions of Examples and Comparative Examples were injected into a spray etching equipment (ETCHER, manufactured by K.C.Tech). After the temperature of the metal film etchant composition was set to 40 ° C., when the temperature reached 40 ± 0.1 ° C., the metal film etchant composition was sprayed onto the sample to perform an etching process 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 finished, the sample was washed with deionized water, dried using a hot air dryer, and the photoresist was removed using a photoresist stripper.
(1) 일괄 식각 평가(1) batch etching evaluation
식각된 샘플을 전자주사현미경(SU-8010, HITACHI 사 제조)를 이용하여 육안으로 일괄식각 여부를 판정하고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다. 또한 그 중 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 9의 현미경 사진을 각각 도 4 내지 18로 나타내었다.The etched sample was visually determined using an electron scanning microscope (SU-8010, manufactured by HITACHI Co., Ltd.) and visually etched, and the results are shown in Table 2 below. In addition, the micrographs of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9 are shown in Figs. 4 to 18, respectively.
○: 일괄 식각○: batch etching
X: 일괄 미식각X: bulk food
(2) 얼룩 관측(2) spot observation
식각이 완료된 샘플을 육안으로 관측하여 샘플 표면에 얼룩발생 여부를 확인하였고, 이를 도 19 내지 33으로 나타내었다. 도면(사진)에서 얼룩이 발생된 부분은 굵은 점선의 원으로 표시하였다. The etched sample was visually observed to determine whether the sample surface was stained, which is shown in FIGS. 19 to 33. In the drawing (photo), the spot where the stain is generated is indicated by a thick dotted line circle.
표 2 및 도면을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 성분을 포함한 실시예의 식각액 조성물들은 ITO/Ag/ITO 삼중막의 일괄 식각이 가능하고, 얼룩발생이 억제되는 효과가 나타났다.Referring to Table 2 and the drawings, the etchant composition of the embodiment including the component according to the exemplary embodiments is capable of batch etching of the ITO / Ag / ITO triple layer, the staining was suppressed.
반면, 아세트산염 및 아인산이 포함되지 않은 비교예 1 내지 3의 식각액 조성물의 경우에는 일괄 식각 능력은 양호하였으나, 얼룩이 발생하였다.On the other hand, in the case of the etching liquid composition of Comparative Examples 1 to 3 containing no acetate and phosphorous acid, the batch etching ability was good, but staining occurred.
인산, 질산, 아세트산이 각각 과소 포함된 비교예 4, 6, 8의 식각액 조성물의 경우, 얼룩은 관측되지 않았으나 일괄 식각이 불가능했다.In the etching solution compositions of Comparative Examples 4, 6, and 8 each containing phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid, the stain was not observed, but batch etching was impossible.
인산이 과대 포함된 비교예 5의 식각액 조성물의 경우, 얼룩은 육안으로 관측되지 않았으나 과도한 식각 속도로 인해 금속이 모두 식각되어 패턴이 소실되었다(Pattern Out). In the etching solution composition of Comparative Example 5 containing too much phosphoric acid, stains were not visually observed, but due to excessive etching rate, all metals were etched and the pattern was lost (Pattern Out).
질산, 아세트산이 각각 과대 포함된 비교예 7, 9의 식각액 조성물의 경우, 얼룩은 관측되지 않았으나 일괄 식각이 불가능했다.In the case of the etchant composition of Comparative Examples 7, 9, each containing excessive nitric acid and acetic acid, no stain was observed, but batch etching was impossible.
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: 배선100, 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: first transparent conductive oxide film pattern
123:
125: second transparent conductive oxide film
126, 266, and 276: second transparent conductive oxide film pattern
210: active layer 210: gate electrode
233: source electrode 237: drain electrode
245: pixel electrode 260: counter electrode
270: wiring
Claims (9)
인산 62 내지 68중량%;
질산 6 내지 8중량%;
아세트산 4 내지 6중량%;
아세트산염 0.2 내지 1.0중량%;
아인산 0.1 내지 0.3중량%; 및
여분의 물을 포함하는, 금속막 식각액 조성물.Of the total weight of the composition,
62 to 68 weight percent phosphoric acid;
Nitric acid 6-8 wt%;
Acetic acid 4-6% by weight;
0.2 to 1.0 wt% acetate;
0.1 to 0.3% by weight phosphorous acid; And
Metallic film etchant composition comprising excess water.
상기 금속막을 청구항 1 또는 청구항 2의 금속막 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 metal film etching solution composition of claim 1 or 2.
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 according to claim 3,
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;
And the metal film is formed on the display layer.
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