JP2016178105A - Etchant composition and etching method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸化インジウム系層をエッチングするためのエッチング液組成物及び該組成物を用いたエッチング方法に関するものである。 The present invention relates to an etching solution composition for etching an indium oxide-based layer and an etching method using the composition.
近年、スマートフォンの普及により、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系層を加工する為のエッチング液の需要が高まっている。透明導電膜等に使用される酸化インジウム系層のウエットエッチングに関する技術は、種々知られているが、安価でエッチング速度が良好であることから、塩化水素を含む水溶液がエッチング液組成物として多く使用されている。 In recent years, with the widespread use of smartphones, the demand for capacitive touch panels has increased, and accordingly, the demand for etching solutions for processing indium-based layers used in transparent conductive films has increased. Various techniques for wet etching of indium oxide-based layers used for transparent conductive films, etc. are known, but an aqueous solution containing hydrogen chloride is often used as an etchant composition because it is inexpensive and has a good etching rate. Has been.
特許文献1、2には、塩化水素、塩化第二鉄及びリン酸を含むエッチング剤によるインジウム−スズ酸化物(以下、ITOと略す場合がある)層と、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。
従来からエッチング工程に関連する容器、配管及び留め具などの素材には、チタンが用いられる場合がある。このような場合には、特許文献1、2に記載されるような塩化水素を含有するエッチング液を用いると、チタンを腐食してしまい、容器、配管及び留め具などを劣化させてしまうことが問題となっていた。一方で、結晶化したITOをエッチングする場合において、塩化水素を含有しないエッチング液ではエッチング時間が非常に長くなってしまい生産性が著しく低下することが問題となっていた。そこで、チタンの腐食が抑制された塩化水素を含有するエッチング液が求められていた。
Conventionally, titanium is sometimes used for materials such as containers, piping, and fasteners related to the etching process. In such a case, when an etching solution containing hydrogen chloride as described in
従って、本発明の目的は、酸化インジウム系層をエッチングすることができ、且つ塩化水素を含有するエッチング液組成物でありながらも、チタンの腐食を少なくすることができるエッチング液組成物及び該エッチング組成物を使用したエッチング方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an etching solution composition capable of etching an indium oxide-based layer and capable of reducing titanium corrosion while being an etching solution composition containing hydrogen chloride, and the etching method. An object of the present invention is to provide an etching method using the composition.
本発明者等は、検討を重ねた結果、特定の成分を有するエッチング液組成物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。
即ち、本発明は、(A)塩化水素;(B)ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びその塩並びにエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)及びその塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有してなる水溶液であり、(A)の濃度は0.1〜30質量%であり、(B)の濃度は0.001〜10質量%であることを特徴とする酸化インジウム系層用エッチング液組成物に係るものである。
As a result of repeated studies, the present inventors have found that an etching solution composition having a specific component can solve the above problems, and have reached the present invention.
That is, the present invention contains (A) hydrogen chloride; (B) at least one compound selected from the group consisting of diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and salts thereof and ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) and salts thereof. An etching solution composition for an indium oxide-based layer, wherein the concentration of (A) is 0.1 to 30% by mass and the concentration of (B) is 0.001 to 10% by mass. It relates to things.
また、本発明は、上記エッチング液組成物を用いたエッチング方法に係るものである。 Moreover, this invention relates to the etching method using the said etching liquid composition.
本発明のエッチング液組成物によれば、酸化インジウム系層をエッチングすることができ、且つ塩化水素を含有するエッチング液組成物でありながらも、チタンの腐食を少なくすることができるという効果を奏するものである。 According to the etching solution composition of the present invention, it is possible to etch an indium oxide-based layer, and it is possible to reduce corrosion of titanium even though it is an etching solution composition containing hydrogen chloride. Is.
以下、本発明のエッチング液組成物を具体的に説明する。
まず、本明細書に記載する「酸化インジウム系層」とは、酸化インジウムを含む層を意味するものであり、特に限定されるものではないが、例えば、酸化インジウム層、インジウム−スズ酸化物層、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物層及びインジウム−亜鉛酸化物層から選ばれる1種以上からなる層を総称するものである。
Hereinafter, the etching solution composition of the present invention will be specifically described.
First, the “indium oxide-based layer” described in the present specification means a layer containing indium oxide and is not particularly limited. For example, an indium oxide layer, an indium-tin oxide layer In addition, it is a general term for a layer composed of one or more selected from an indium-gallium-zinc oxide layer and an indium-zinc oxide layer.
本発明のエッチング液組成物に用いられる(A)塩化水素[以下、(A)成分と略す場合がある]の濃度は、0.1〜30質量%である。(A)成分の濃度が0.1質量%よりも低いと、充分なエッチング速度が得られないために好ましくない。一方、(A)成分の濃度が30質量%より高い場合には、エッチング速度の制御が困難となるために好ましくない。なお、(A)成分の濃度は、被エッチング材である酸化インジウム系層の厚みや幅によって適宜調節すればよいが、(A)成分の濃度が1〜20質量%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。 The concentration of (A) hydrogen chloride [hereinafter sometimes abbreviated as component (A)] used in the etching solution composition of the present invention is 0.1 to 30% by mass. When the concentration of the component (A) is lower than 0.1% by mass, a sufficient etching rate cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, when the concentration of the component (A) is higher than 30% by mass, it is not preferable because it becomes difficult to control the etching rate. The concentration of the component (A) may be appropriately adjusted depending on the thickness and width of the indium oxide-based layer that is the material to be etched, but when the concentration of the component (A) is 1 to 20% by mass, High long-term storage stability is particularly preferred.
本発明のエッチング液組成物に用いられる(B)ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びその塩並びにエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)及びその塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物[以下、(B)成分と略す場合がある]において、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩などのアルカリ金属塩やマグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩が挙げられる。なかでも、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びその塩を用いた場合には、チタンの腐食を少なくする効果が特に高く好ましい。(B)成分は1種類の化合物のみを用いてもよいし、2種類以上の化合物を用いてもよい。 (B) Diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and a salt thereof and at least one compound selected from the group consisting of ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) and a salt thereof used in the etching solution composition of the present invention [hereinafter referred to as (B In some cases, the salt of diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) may be an alkali metal salt such as sodium salt, potassium salt or lithium salt, or alkaline earth such as magnesium salt. Metal salts. Among these, when diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and a salt thereof are used, the effect of reducing the corrosion of titanium is particularly high and preferable. As the component (B), only one type of compound may be used, or two or more types of compounds may be used.
(B)成分の濃度は、0.001〜10質量%である。(B)成分の濃度が0.001質量%よりも低いと、その配合効果が発現しないために好ましくなく、また、10質量%を超えても、配合効果の向上は見られないために好ましくない。なお、(B)成分の濃度は、被エッチング材である酸化インジウム系層の厚みや幅によって適宜調節すればよいが、(B)成分の濃度が0.001〜5質量%である場合、チタンの腐食を少なくする効果が高く、さらに組成物の長期保存安定性が高く特に好ましい。 (B) The density | concentration of a component is 0.001-10 mass%. When the concentration of the component (B) is lower than 0.001% by mass, the blending effect is not manifested, and when it exceeds 10% by mass, the blending effect is not improved, which is not desirable. . Note that the concentration of the component (B) may be appropriately adjusted depending on the thickness and width of the indium oxide-based layer that is the material to be etched, but when the concentration of the component (B) is 0.001 to 5% by mass, The effect of reducing the corrosion of the composition is high, and the long-term storage stability of the composition is particularly high, which is particularly preferable.
本発明のエッチング液組成物は、上記(A)及び(B)成分以外の必須成分は水である。従って、上記成分を必要量含有する水溶液の形で提供される。 In the etching solution composition of the present invention, the essential component other than the components (A) and (B) is water. Therefore, it is provided in the form of an aqueous solution containing a necessary amount of the above components.
また、本発明のエッチング液組成物には、上記(A)成分及び(B)成分のほかに、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。 In addition to the above components (A) and (B), the etching solution composition of the present invention can be blended with known additives as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the additive include an etchant composition stabilizer, a solubilizer for each component, an antifoaming agent, a pH adjuster, a specific gravity adjuster, a viscosity adjuster, a wettability improver, a chelating agent, an oxidizing agent, and a reduction agent. An agent, surfactant, etc. are mentioned, The density | concentration in the case of using these is generally the range of 0.001 mass%-10 mass%.
なお、本発明のエッチング液組成物のエッチング速度が早すぎる場合、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。 In addition, when the etching rate of the etching solution composition of the present invention is too fast, it is preferable to use a reducing agent as an additive, specifically, copper chloride, ferrous chloride, copper powder, silver powder, and the like. The concentration when using is generally in the range of 0.01% to 10% by weight.
本発明のエッチング液組成物は、被エッチング基体が酸化インジウム系層と、銅および/または銅合金層を含む積層体である場合、被エッチング基体から酸化インジウム系層だけを選択的にエッチングすることができる。該酸化インジウム系層は1層でもよく、2層以上の積層体であってもよい。また、該銅および/または銅合金層は1層でもよく、2層以上の積層体であってもよい。該酸化インジウム系層と銅および/または銅合金層を含む積層体は、銅および/または銅合金層が酸化インジウム系層の上層であってもよく、下層であってもよく、上層及び下層にあってもよい。また、該酸化インジウム系層と銅および/または銅合金層を含む積層体において、酸化インジウム系層と銅および/または銅合金層は交互に積層されたものであってもよく、他の金属を含有する層を挟んでいてもよい。 When the substrate to be etched is a laminate including an indium oxide-based layer and a copper and / or copper alloy layer, the etching solution composition of the present invention selectively etches only the indium oxide-based layer from the substrate to be etched. Can do. The indium oxide-based layer may be a single layer or a laminate of two or more layers. The copper and / or copper alloy layer may be a single layer or a laminate of two or more layers. In the laminate including the indium oxide-based layer and the copper and / or copper alloy layer, the copper and / or copper alloy layer may be an upper layer or a lower layer of the indium oxide-based layer. There may be. In the laminate including the indium oxide-based layer and the copper and / or copper alloy layer, the indium oxide-based layer and the copper and / or copper alloy layer may be alternately stacked, and other metals may be used. The layer to contain may be pinched | interposed.
ここで、本明細書に記載する「銅合金層」とは、特に限定するものではないが、例えば、銅−ニッケル合金、銅−ニッケル−チタン(CuNiTi)合金、銀−パラジウム−銅合金等に代表される銅合金から選ばれる1種以上からなる層を総称するものである。 Here, the “copper alloy layer” described in the present specification is not particularly limited, and examples thereof include a copper-nickel alloy, a copper-nickel-titanium (CuNiTi) alloy, and a silver-palladium-copper alloy. It is a generic term for a layer composed of one or more selected from representative copper alloys.
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層を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。 The etching method for etching the indium oxide-based layer using the etching agent composition of the present invention is not particularly limited, and a well-known general etching method may be used. For example, there are dip type, spray type and spin type etching methods.
例えば、ディップ式のエッチング方法によって、ポリエチレンテレフタラート(以下、PETと略す場合がある)フィルム上にITO層が形成された基体上に、下から順にCu層、CuNiTi層及び感光性ドライフィルムレジスト層で構成されたパターンを形成した基板をエッチングする場合には、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基材からITO層のみを選択的にエッチングすることができる。 For example, a Cu layer, a CuNiTi layer, and a photosensitive dry film resist layer are formed in order from the bottom on a substrate on which an ITO layer is formed on a polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as PET) film by a dip etching method. In the case of etching a substrate formed with a pattern composed of the substrate, the base material is immersed in the etching agent of the present invention, and after being immersed under appropriate etching conditions, only the ITO layer is selectively etched from the base material. can do.
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することもできる。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10〜10000Å程度のエッチング対象であれば、上記温度範囲であれば0.2〜30分程度エッチングを行うことができる。 The etching conditions are not particularly limited, and can be arbitrarily set according to the shape and film thickness of the etching target. For example, the etching temperature is preferably 10 ° C to 60 ° C, and particularly preferably 30 ° C to 50 ° C. Since the temperature of the etching agent may be increased by reaction heat, the temperature can be controlled by a known means so as to maintain it within the above temperature range if necessary. Further, the etching time is not particularly limited because it may be a time sufficient for the object to be etched to be completely etched. For example, if the etching target has a film thickness of about 10 to 10,000 mm as in the wiring manufacturing on the electronic circuit board, the etching can be performed for about 0.2 to 30 minutes within the above temperature range.
以下、実施例及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何ら限定されるものではないことを理解されたい。
実施例1
表1に示す配合割合にて各成分を配合することにより、本発明品組成物1〜14を得た。なお、残分は水である。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, it should be understood that this invention is not limited at all by these.
Example 1
比較例1
表2に示す配合割合にて各成分を配合することにより、比較品組成物1〜8を得た。なお、残分は水である。
Comparative Example 1
実施例2
図1の模式図を示すように、PETフィルム(1)上にITO層(2)が形成された基体上に、下から順にCu層(3)、銅−ニッケル合金層(以下、CuNi層と略す場合がある)(4)及び感光性ドライフィルムレジスト層(5)で構成されたパターン(幅75μm、開口部25μm)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で調製した本発明品のエッチング液組成物を用いて、45℃で、露出しているITOが目視で完全に見られなくなるまで、撹拌下でディップ式によるエッチング処理を行うことで、ITO層のみを選択的にエッチングした。
Example 2
As shown in the schematic diagram of FIG. 1, a Cu layer (3), a copper-nickel alloy layer (hereinafter referred to as a CuNi layer and a CuNi layer) are formed in order from the bottom on a substrate on which an ITO layer (2) is formed on a PET film (1). A substrate on which a pattern (width 75 μm, opening 25 μm) composed of (4) and the photosensitive dry film resist layer (5) was formed was cut into a length of 20 mm × width of 20 mm to obtain a test piece. Etching by dipping using the etching composition of the product of the present invention prepared in Example 1 at 45 ° C. with stirring until no exposed ITO can be completely seen visually with respect to this test piece. By performing the treatment, only the ITO layer was selectively etched.
比較例2
実施例2と同様のテストピースに対し、比較例1で調製した比較品のエッチング液組成物を用いて、45℃で、露出しているITOが目視で完全に見られなくなるまで、撹拌下でディップ式によるエッチング処理を行うことで、ITO層のみを選択的にエッチングした。
Comparative Example 2
For the same test piece as in Example 2, using the comparative etchant composition prepared in Comparative Example 1 at 45 ° C. under stirring until the exposed ITO is not completely visible. Only the ITO layer was selectively etched by performing a dip etching process.
評価例1
実施例2及び比較例2により得られたパターンについて、パターン上部の状態を、レーザー顕微鏡を用いて確認した。パターン上部の状態の評価は、パターン最上部に3μm以上の長さの欠けの有無を確認することで評価した。具体的には、パターン最上部に3μm以上の長さの欠けがみられるものを×、3μm以上の長さの欠けが見られないものを○とした。
Evaluation Example 1
About the pattern obtained by Example 2 and Comparative Example 2, the state of the pattern upper part was confirmed using the laser microscope. The state of the upper part of the pattern was evaluated by confirming the presence or absence of a chip having a length of 3 μm or more at the uppermost part of the pattern. Specifically, the case where a chip having a length of 3 μm or more was observed at the top of the pattern was evaluated as “X”, and the case where a chip having a length of 3 μm or more was not observed was rated as “◯”.
表3の結果より、評価例1−1〜1−14は3μm以上の長さの欠けが発生することなく、エッチングできることがわかった。一方、比較例2−7は3μm以上の長さの欠けが発生していることがわかった。また、比較例2−8はITOをエッチングすることさえできなかった。 From the results of Table 3, it was found that Evaluation Examples 1-1 to 1-14 can be etched without occurrence of chipping with a length of 3 μm or more. On the other hand, in Comparative Example 2-7, it was found that a chip having a length of 3 μm or more occurred. Further, Comparative Example 2-8 could not even etch ITO.
実施例3
縦50mm×横20mm×厚さ1mmのチタンテストピース(重量5.55〜5.65g)を本発明品組成物1〜14に50℃の恒温槽内で24時間含浸させた。その後、水洗及び乾燥させ、評価用チタンテストピース1〜14を得た。
Example 3
Titanium test pieces (weight: 5.55 to 5.65 g) having a length of 50 mm × width of 20 mm × thickness of 1 mm were impregnated in
比較例3
実施例3と同様のチタンテストピース(重量5.55〜5.65g)を比較品組成物1〜8に50℃の恒温槽内で24時間含浸させた。その後、水洗及び乾燥させ、比較用チタンテストピース1〜8を得た。
Comparative Example 3
The same titanium test piece (weight 5.55 to 5.65 g) as in Example 3 was impregnated in
評価例2
評価用Tiテストピース1〜14及び比較用チタンテストピース1〜6について、含浸前の重量と含浸後の重量の重量変化率(L)を算出した。Lが小さい場合、チタンの腐食に伴う重量減少が少ないので好ましい。
Lが1より大きい場合を×、0.1〜1の範囲である場合を△、0.1未満〜0.05である場合を○、0.05未満である場合を◎として評価した:
L=(含浸前の重量−含浸後の重量)/含浸前の重量×100
Evaluation example 2
With respect to the
The case where L is larger than 1 was evaluated as x, the case where it was in the range of 0.1 to 1, Δ, the case where it was less than 0.1 to 0.05 was evaluated as ◯, and the case where it was less than 0.05 was evaluated as ◎:
L = (weight before impregnation−weight after impregnation) / weight before impregnation × 100
表4の結果より、評価例2−1〜2−14はLが0.1未満でありチタンの腐食が少ないことがわかった。なかでも、評価例2−1〜2−6、2−13及び2−14はチタンの腐食が特に少ないことがわかった。一方、比較例3−1〜比較例3−6は評価例2−1〜評価例2−14よりもLが大きく、チタンの腐食量が多いことがわかった。 From the results of Table 4, it was found that in Evaluation Examples 2-1 to 2-14, L was less than 0.1 and there was little corrosion of titanium. Among these, it was found that evaluation examples 2-1 to 2-6, 2-13, and 2-14 have particularly little corrosion of titanium. On the other hand, it was found that Comparative Example 3-1 to Comparative Example 3-6 had a larger L than Evaluation Example 2-1 to Evaluation Example 2-14, and the amount of corrosion of titanium was large.
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好適に使用することができる。 The etching solution composition of the present invention can be suitably used mainly when processing electrodes and wirings such as liquid crystal displays, plasma displays, touch panels, organic EL, solar cells, and luminaires.
1 PETフィルム、2 ITO層、3 Cu層、4 CuNi層、5 感光性ドライフィルムレジスト層。 1 PET film, 2 ITO layer, 3 Cu layer, 4 CuNi layer, 5 photosensitive dry film resist layer.
Claims (3)
(B)ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びその塩並びにエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)及びその塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物
を含有してなる水溶液であり、
(A)の濃度は0.1〜30質量%であり、
(B)の濃度は0.001〜10質量%であることを特徴とする酸化インジウム系層用エッチング液組成物。 (A) hydrogen chloride;
(B) an aqueous solution containing at least one compound selected from the group consisting of diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and salts thereof and ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) and salts thereof,
The concentration of (A) is 0.1 to 30% by mass,
(B) The density | concentration is 0.001-10 mass%, The etching liquid composition for indium oxide type layers characterized by the above-mentioned.
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