JP2014129557A - エッチング液組成物およびエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングすることができるエッチング液を提供すること。
【解決手段】酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングするために用いられるエッチング液組成物において、（Ａ）０．１〜１０質量％の塩化鉄（III）および（Ｂ）０．５〜２０質量％のリン酸を含む水溶液であることを特徴とするエッチング液組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、酸化インジウム系被膜と銅および銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングするためのエッチング液組成物、ならびに該組成物を用いたエッチング方法に関するものである。

近年、スマートフォンの普及により、近年静電容量式のタッチパネルの需要が拡大しており、これに伴って透明導電膜に用いられているインジウム−スズ酸化物（以下、ＩＴＯと略す場合もある）膜を加工する為のエッチング液の需要が高まっている。この際、ＩＴＯ薄膜上の銅および銅合金被膜を選択的にエッチングすることができるエッチング液が強く求められている。

特許文献１には、塩化鉄（III）およびリン酸を含有することを特徴とする銅および銅合金のスプレーエッチング用エッチング剤が開示されている。
また、特許文献２、３には、塩化第二鉄とリン酸を含むエッチング剤によるＩＴＯと銅からなる積層の一括エッチング用に用いられるエッチング液が開示されている。

特開２００９−２１５５９２号公報 特開２００９−２３５４３８号公報 特開２００８−５４７２３２号公報

しかし、上記のいずれの文献にも、上記文献で開示されたエッチング液を用いて、酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングすることについて記載も示唆もされていなかった。

本発明者等は、検討を重ねた結果、特定の配合比率のエッチング液が上記課題を解決し得ることを知見し、本発明に到達した。

本発明は、酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングするためのエッチング液組成物において、（Ａ）０．１〜１０質量％の塩化鉄（III）および（Ｂ）０．５〜２０質量％のリン酸を含む水溶液からなることを特徴とするエッチング液組成物、ならびに該組成物を用いたエッチング方法を提供するものである。

本発明によれば、酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングすることができる。

以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。

本明細書に記載する「酸化インジウム系被膜」とは、酸化インジウムを含む膜であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、酸化インジウム、インジウム−スズ酸化物およびインジウム−亜鉛酸化物から選ばれる１種以上からなる膜を総称するものである。

本明細書に記載する「銅合金被膜」とは、特に限定するものではないが、例えば、ＣｕＮｉ、ＣｕＮｉＴｉ、ＮｉＣｒ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ等に代表される銅合金から選ばれる１種以上からなる膜を総称するものである。

本発明のエッチング組成物に用いられる（Ａ）塩化鉄（III）はエッチング液組成物の主剤である。本発明のエッチング組成物に用いられる（Ａ）塩化鉄（III）は無水物でも水和していてもよい。本発明のエッチング液組成物における好ましい（Ａ）塩化鉄（III）の濃度は、所望とする被エッチング材である酸化インジウム系被膜と金属系被膜からなる積層膜の厚みや幅によって適宜調節すればよいが、０．１〜１０質量％である。（Ａ）塩化鉄（III）の濃度が０．１質量％よりも少ないと、充分なエッチング速度が得られない。一方、（Ａ）塩化鉄（III）の濃度が１０質量％より多い場合には、酸化インジウム系被膜と銅および銅合金被膜からなる積層膜から、銅および銅合金被膜のみを選択的にエッチングすることができず、一括でエッチングされてしまう場合がある。（Ａ）塩化鉄（III）の濃度が０．１〜１．０質量％未満である場合、組成物の長期保存安定性が高く特に好ましい。

本発明のエッチング組成物に用いられる（Ｂ）のリン酸は、エッチング液組成物のエッチング速度を制御する役割を果たす。本発明のエッチング液組成物における好ましい（Ｂ）リン酸の濃度は、所望とするエッチング速度によって適宜調節すればよいが、０．５〜２０質量％である。（Ｂ）リン酸の濃度が０．５質量％よりも少ないと、その交配効果が発現しないために好ましくなく、また、２０質量％を超えても、配合効果の向上は見られない。

本発明のエッチング組成物に用いられる（Ａ）塩化鉄（III）および（Ｂ）のリン酸の質量濃度の比率は、１：０．０５〜１：２００の範囲である。中でも、（Ａ）塩化鉄（III）の濃度が０．１〜１．０質量％未満であり、（Ａ）塩化鉄（III）および（Ｂ）のリン酸の質量濃度の比率が１：２〜１：３０の範囲である場合は長期安定性に優れたエッチング液組成物であることから特に好ましい。

また、本発明のエッチング液組成物には、上記（Ａ）塩化鉄（III）、（Ｂ）リン酸のほかに、本発明の効果を阻害することのない範囲で、周知の添加剤を配合させることができる。当該添加剤としては、エッチング液組成物の安定化剤、各成分の可溶化剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、比重調整剤、粘度調整剤、濡れ性改善剤、キレート剤、酸化剤、還元剤、界面活性剤等が挙げられ、これらを使用する場合の濃度は、一般的に、０．００１質量％〜１０質量％の範囲である。

本発明のエッチング液組成物のエッチングする速度が早い場合、還元剤を添加剤として用いることが好ましく、具体的には塩化銅、塩化第一鉄、銅粉、銀粉等が挙げられ、これらを使用する場合の濃度は、一般的に、０．０１質量％〜１０質量％の範囲である。

本発明のエッチング液組成物は、酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングする際に使用される。該酸化インジウム系被膜は１層でもよく、２層以上の積層膜であってもよい。また、該金属系被膜は１層でもよく、２層以上の積層膜であってもよい。該酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜は、銅および／または銅合金被膜が酸化インジウム系被膜の上層であってもよく、下層であってもよく、上層および下層にあってもよい。また、該酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜において、酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜は交互に積層されたものであってもよい。

本発明のエッチング液組成物は、主に液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチパネル、有機ＥＬ、太陽電池、照明器具等の電極や配線を加工する際に使用される。

本発明のエッチング剤組成物を用いた酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングするエッチング方法としては、特に限定されるものではなく、周知一般のエッチング方法を用いればよい。例えば、ディップ式、スプレー式、スピン式によるエッチング方法が挙げられる。

例えば、ディップ式のエッチング方法によって、ＰＥＴ基板上にＣｕＮｉ／Ｃｕ／ＩＴＯ層が成膜された基材をエッチングする場合には、該基材を本発明のエッチング剤に浸し、適切なエッチング条件にて浸漬した後に引き上げることでＰＥＴ基板上のＣｕＮｉ／Ｃｕ／ＩＴＯ層から、ＣｕＮｉ／Ｃｕ層のみを選択的にエッチングすることができる。

エッチング条件は特に限定されるものではなく、エッチング対象の形状や膜厚などに応じて任意に設定することができる。例えば、エッチング温度は、１０℃〜６０℃が好ましく、３０℃〜５０℃が特に好ましい。エッチング剤の温度は反応熱により上昇することがあるので、必要なら上記温度範囲内に維持するよう公知の手段によって温度制御してもよい。また、エッチング時間は、エッチング対象が完全にエッチングされるに十分必要な時間とすればよいので特に限定されるものではない。例えば、電子回路基板における配線製造におけるような膜厚５００〜２０００Å程度のエッチング対象であれば、上記温度範囲であれば０．２〜５分程度エッチングを行えばよい。

以下、実施例および比較例により本発明を詳細に説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。

［実施例１］
塩化鉄（III）およびリン酸の濃度を表１に示す配合で配合し実施例組成物Ｎｏ．１〜７を得た。残分は水である。

［製造例１］
塩化鉄（III）およびリン酸の濃度を表２に示す配合で配合し比較組成物１〜４を得た。残分は水である。

［実施例２］
ＣｕＮｉＴｉ／Ｃｕ／ＩＴＯ／ＰＥＴ上に感光性ドライフィルムレジストを用いて幅７５μｍ、開口部２５μｍのレジストパターンを形成した基板を縦２０ｍｍ×横２０ｍｍに切断してテストピースとした。このテストピースに対し、実施例１で調製したエッチング液組成物を用いて、３５℃、１分間、撹拌下でディップ式によるエッチング処理を行った。

［製造例２］
ＣｕＮｉＴｉ／Ｃｕ／ＩＴＯ／ＰＥＴ上に感光性ドライフィルムレジストを用いて幅７５μｍ、開口部２５μｍのレジストパターンを形成した基板を縦２０ｍｍ×横２０ｍｍに切断してテストピースとした。このテストピースに対し、製造例１で調製したエッチング液組成物を用いて、３５℃、１分間、撹拌下でディップ式によるエッチング処理を行った。

［評価例１］
実施例２および製造例２で得られた細線について、細線の断面をＦＥ−ＳＥＭを用いて観察することで評価した。具体的には、エッチング後にＩＴＯ層だけが残っている場合を○、細線が全て無くなってしまっている場合およびＣｕＮｉＴｉ／Ｃｕ層が残っている場合を×とした。結果を表３に示す。

表３の結果により、評価例１−１〜１−７ではＣｕＮｉＴｉ／Ｃｕ層のみをエッチングすることができ、ＩＴＯの細線を得ることができた。一方、比較例１−１ではＣｕＮｉＴｉ／Ｃｕが残ってしまっていることがわかった。また、比較例１−２〜１−４では細線が全て溶解してしまった。このことから、本発明のエッチング液組成物は、酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングすることができるエッチング液組成物であることがわかった。

［評価例２］
実施例１および製造例１で得られた組成物を常温常圧下、密閉ポリ容器中で３６５日放置し、目視にて状態を確認した。この結果を表４に示す。溶液中に沈殿物が発生した場合を×、沈殿が発生しなかった場合を○とした。

比較例２−１〜２−４は大量の沈殿物が発生していることが確認できた。評価例２−５〜２−７はわずかに沈殿物が発生していた。評価例２−１〜２−４は沈殿物が発生せず、長期保存安定性に優れており、特に優れたエッチング液組成物であることがわかった。

Claims (5)

1. 酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングするために用いられるエッチング液組成物において、
   （Ａ）０．１〜１０質量％の塩化鉄（III）
   （Ｂ）０．５〜２０質量％のリン酸
   を含む水溶液であることを特徴とするエッチング液組成物。
2. 請求項１に記載のエッチング液組成物において、
   （Ａ）０．１〜１質量％未満の塩化鉄（III）
   であることを特徴とするエッチング液組成物。
3. 請求項１または２に記載のエッチング液組成物において、
   （Ａ）塩化鉄（III）および（Ｂ）リン酸の質量濃度比率が１：２〜１：３０であることを特徴とするエッチング液組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のエッチング液組成物を用いることを特徴とする酸化インジウム系被膜と銅および／または銅合金被膜からなる積層膜から、銅および／または銅合金被膜のみを選択的にエッチングするエッチング方法。
5. 前記酸化インジウム系被膜が、酸化インジウム被膜、インジウム−スズ酸化物被膜およびインジウム−亜鉛酸化物被膜から選ばれる少なくとも１層以上の膜である請求項４に記載のエッチング方法。