JP2016186928A - Manufacturing method of electric apparatus and electric apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気装置の製造方法、および電気装置に関するものであり、例えば、タッチパネルや電磁波シールド材に配線部材として用いられている電気装置に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an electric device and an electric device, and for example, relates to an electric device used as a wiring member for a touch panel or an electromagnetic shielding material.
近年、表示装置の機能高度化と利用増加に伴い、表示装置の表面に取り付けられるタッチパネルや電磁波シールド材の改良開発の必要性が増している。特に、スマートフォンやタブレット端末等の小型機器は、使用者と表示装置との距離が近いため、表示装置の視認性の向上に対する要求は益々高まっている。例えば、表示装置の表面に取り付けられるタッチパネルの分野では、配線材料としてこれまで主に使用されてきた導電性透明材料(ITOやIZO等)に代わり、コストバランスに優れ、またITOやIZO等に比べて抵抗値が1〜2桁低い銅、アルミニウム、銀、金等を配線として用いる検討がなされている。例えば、銅配線を用いる場合は、タッチパネルを外部から視認した際に、銅配線の表面反射により銅配線の存在が目立ってしまうので、これを防止するため、銅配線の表面を黒化処理がなされる。電磁波シールド材の分野においても、同様の目的で、銅配線パターンの表面は黒化処理されている。 In recent years, with the advancement of functions and increased use of display devices, the need for improved development of touch panels and electromagnetic shielding materials attached to the surface of display devices has increased. In particular, since small devices such as smartphones and tablet terminals have a short distance between the user and the display device, demands for improving the visibility of the display device are increasing. For example, in the field of touch panels attached to the surface of a display device, it is superior in cost balance in place of conductive transparent materials (ITO, IZO, etc.) that have been mainly used as wiring materials, and compared to ITO, IZO, etc. Thus, studies have been made to use copper, aluminum, silver, gold, or the like, which has a resistance value 1 to 2 digits lower, as the wiring. For example, when copper wiring is used, when the touch panel is visually recognized from the outside, the presence of the copper wiring becomes conspicuous due to the reflection of the surface of the copper wiring. In order to prevent this, the surface of the copper wiring is blackened. The Also in the field of electromagnetic shielding materials, the surface of the copper wiring pattern is blackened for the same purpose.
タッチパネルや電磁波シールド材の製造過程において黒化処理を含む製造方法は様々あり、例えば以下に示すような方法が用いられている。 There are various manufacturing methods including blackening treatment in the manufacturing process of the touch panel and the electromagnetic wave shielding material. For example, the following methods are used.
例えば、特許文献1には、透明基材の一面側に銀粒子及びバインダー樹脂を含む導電性組成物からなる導電性パターン層を有する積層体を準備する工程、及びテルルが溶解された塩酸溶液であり、該塩酸溶液中におけるテルルの濃度(酸化物換算濃度)が0.01〜0.45重量%であり、塩酸濃度が0.05〜8重量%である金属黒化処理液に、前記積層体を接触させて、黒化層を形成する工程を含む透明導電材の製造方法が記載されている。 For example, Patent Document 1 includes a step of preparing a laminate having a conductive pattern layer made of a conductive composition containing silver particles and a binder resin on one side of a transparent substrate, and a hydrochloric acid solution in which tellurium is dissolved. The metal blackening solution having a tellurium concentration (oxide equivalent concentration) of 0.01 to 0.45% by weight and a hydrochloric acid concentration of 0.05 to 8% by weight in the hydrochloric acid solution. A method for producing a transparent conductive material including a step of forming a blackened layer by contacting a body is described.
また、特許文献2には、前処理槽で導電性基材の脱脂もしくは酸処理等の前処理を行い、その後、めっき槽で、導電性基材上に金属を析出させ、さらに、水洗槽、黒化処理槽、水洗槽、防錆処理槽、水洗槽を順次通して、それぞれで、導電性基材上に析出した金属の表面を黒化する方法が記載されている。 In Patent Document 2, pretreatment such as degreasing or acid treatment of the conductive base material is performed in the pretreatment tank, and then a metal is deposited on the conductive base material in the plating tank. A method is described in which a blackening treatment tank, a water washing tank, a rust prevention treatment tank, and a water washing tank are sequentially passed to blacken the surface of the metal deposited on the conductive substrate.
さらに、特許文献3には、金属又は合金の層と該層上に形成された黒化層を有する上部センサー電極のメッシュ状導電性細線を以下のステップにより形成することを特徴とするタッチパネルの製造方法であって、透明基体上に金属層又は合金層を形成するステップ、金属層又は合金層に電極パターンを形成するステップ、金属層又は合金層の上に黒化層を形成するステップ、電極以外の部分の黒化層を除去するステップを含むものが記載されている。 Further, Patent Document 3 discloses a touch panel manufacturing method in which a mesh-like conductive thin wire of an upper sensor electrode having a metal or alloy layer and a blackened layer formed on the metal or alloy layer is formed by the following steps. A method of forming a metal layer or alloy layer on a transparent substrate, forming an electrode pattern on the metal layer or alloy layer, forming a blackening layer on the metal layer or alloy layer, other than an electrode The method includes a step of removing the blackening layer of the portion.
銅配線(Cu層)と黒化層との積層構造を使用する技術においては、銅配線、黒化層という化学的性質の異なる材料をエッチングによりパターニングする際、銅配線と黒化層とのエッチングスピードの違いから、エッチング量に偏りが生じてしまうことが問題となる。例えば、(A)銅配線のエッチングスピードが黒化層のエッチングスピードよりも早ければ、Cu層が広い面積にわたって除去されてしまいやすくなるため、銅配線が細くなり、その結果として電気抵抗が上がってしまう。他方、(B)黒化層のエッチングスピードが銅配線のエッチングスピードよりも早ければ、黒化層が広い面積にわたって除去されてしまいやすくなるため、銅配線の表面の一部は、黒化層によりカバーされきれずに露出してしまう。そのため、黒化層の本来の目的である銅配線の表面反射抑止が不十分となる。銅配線をパターニングするためのエッチング液と、黒化層をパターニングするためのエッチング液とを別々に用いることも考えられるが、その場合はエッチング工程が増え、工程が煩雑となることも大きな課題であった。 In the technology using a laminated structure of copper wiring (Cu layer) and blackened layer, when patterning materials having different chemical properties such as copper wiring and blackened layer by etching, etching of the copper wiring and blackened layer is performed. Due to the difference in speed, there is a problem that the etching amount is uneven. For example, (A) If the etching speed of the copper wiring is faster than the etching speed of the blackened layer, the Cu layer is likely to be removed over a wide area, so that the copper wiring becomes thin and as a result, the electrical resistance increases. End up. On the other hand, if the etching speed of (B) the blackened layer is faster than the etching speed of the copper wiring, the blackened layer is likely to be removed over a wide area. It is exposed without being covered. Therefore, the surface reflection suppression of the copper wiring, which is the original purpose of the blackened layer, is insufficient. It is conceivable to use an etching solution for patterning the copper wiring and an etching solution for patterning the blackened layer separately. In this case, however, the etching process increases and the process becomes complicated. there were.
通常は、銅配線に比べると黒化層の方がエッチングされにくいため、上記(A)、すなわち銅配線が細くなり、電気抵抗が上がってしまうこととなる。エッチング液に工夫を加えることも考えられるが、例えば浸蝕力の強いエッチング液を用いてしまうと、エッチングコントロール性が低くなるため、近年要求される線幅の細い銅配線に適用しようとすると、設計通りの線幅を保てなくなる。 Normally, the blackened layer is less likely to be etched than the copper wiring, so that (A), that is, the copper wiring is thinned and the electrical resistance is increased. Although it is conceivable to devise an etching solution, for example, if an etching solution with a strong erosion power is used, the etching control becomes low. The line width of the street cannot be maintained.
また、特許文献1〜3のような黒化処理がなされた電極は、可視光線の一部の波長に対する反射率を低下させる効果を有しているが、可視光線の波長域全体にわたって反射率を抑止するものではなく、より視認性のよい電極を得るための低反射化処理の方法には改善の余地があった。 Moreover, although the electrode by which the blackening process like patent document 1-3 was made | formed has the effect of reducing the reflectance with respect to the wavelength of a part of visible light, it has a reflectance over the whole wavelength range of visible light. There is room for improvement in the method of low reflection treatment for obtaining an electrode with better visibility, not suppression.
かかる事情に鑑み、本発明は良好なエッチングコントロール性を維持しつつ、銅配線と黒化層のエッチング量の偏りを無くし、さらに可視光線の波長域全体にわたって反射率を抑えることができる電気装置の製造方法、および電気装置を提供することを目的とするものである。 In view of such circumstances, the present invention eliminates an uneven etching amount between the copper wiring and the blackened layer while maintaining good etching controllability, and further suppresses the reflectance over the entire visible light wavelength range. An object of the present invention is to provide a manufacturing method and an electric device.
本発明者らが、銅配線の材料であるCu層と、黒化層との積層により構成される種々の膜をウエットエッチングにより一部領域を除去する試験を行ったところ、エッチングコントロール性を維持しつつ、エッチングスピードがCuに近い黒化層の材料として、CuNO系の組成物(CuNO、CuO、CuN)を用いるとよいことを見いだした。 The inventors conducted a test to remove a part of the various films formed by stacking a Cu layer, which is a material for copper wiring, and a blackened layer by wet etching. However, it has been found that a CuNO-based composition (CuNO, CuO, CuN) may be used as a material for the blackening layer whose etching speed is close to that of Cu.
また、本発明者らは、酸素ガスおよび窒素ガスの導入量の条件を変えて種々の黒化層をスパッタリングで形成したときの、各黒化層の消衰係数と反射率を後述する実施例のとおり調査した。その結果、導入するガスの組成比をコントロールすることにより得られる消衰係数1.0以上1.8以下の黒化層を用いれば、反射率を抑えられることが分かった。そして、このような黒化層に加えて、黒化層と屈折率が異なる誘電体層を積層することにより、さらに反射率を抑えられることを見いだした。 Further, the present inventors have described examples of the extinction coefficient and the reflectance of each blackening layer described later when various blackening layers are formed by sputtering while changing the conditions of the introduction amounts of oxygen gas and nitrogen gas. We investigated as follows. As a result, it was found that the reflectance can be suppressed by using a blackened layer having an extinction coefficient of 1.0 or more and 1.8 or less obtained by controlling the composition ratio of the introduced gas. In addition to such a blackened layer, it has been found that the reflectance can be further suppressed by laminating a dielectric layer having a refractive index different from that of the blackened layer.
上記課題を解決し得た電気装置の製造方法とは、基材の少なくとも一方の主面上に、Cu層とCuNO系黒化層とを順次積層した積層膜を形成する工程と、積層膜上の所定領域にレジスト層を形成する工程と、積層膜をエッチング液に接触させることにより積層膜のレジスト層で覆われていない領域を除去する工程と、基材およびパターニングされた積層膜上に誘電体層を形成する工程と、を有し、CuNO系黒化層の波長400nm〜700nmにおける消衰係数が1.0以上1.8以下である点を要旨とするものである。本発明の電気装置の製造方法は、黒化層としてCu層とエッチングスピードが近いCuNO系黒化層を用いているため、Cu層とCuNO系黒化層との積層膜の一部領域をエッチング除去しても、残存するCu層とCuNO系黒化層の各幅を近いものとすることができる。また、本発明の電気装置の製造方法では、可視光線の波長域である400nm〜700nmで消衰係数が1.0以上1.8以下のCuNO系黒化層を用いているため、当該波長域全体で反射率を抑えることができる。さらに、可視光線の反射防止のために基材および積層膜上に誘電体層が積層されているため、反射率を5%以下にすることが可能となる。 The manufacturing method of an electrical device that can solve the above problems includes a step of forming a laminated film in which a Cu layer and a CuNO-based blackened layer are sequentially laminated on at least one main surface of a base material, Forming a resist layer in a predetermined region, removing the region of the laminated film that is not covered with the resist layer by contacting the laminated film with an etching solution, and forming a dielectric on the substrate and the patterned laminated film And a step of forming a body layer, wherein the extinction coefficient of the CuNO blackening layer at a wavelength of 400 nm to 700 nm is 1.0 or more and 1.8 or less. Since the manufacturing method of the electric device according to the present invention uses a CuNO blackening layer having an etching speed close to that of the Cu layer as the blackening layer, a part of the laminated film of the Cu layer and the CuNO blackening layer is etched. Even if removed, the widths of the remaining Cu layer and CuNO blackening layer can be made close to each other. Further, in the method for manufacturing an electrical device of the present invention, a CuNO-based blackening layer having an extinction coefficient of 1.0 to 1.8 in the visible light wavelength range of 400 nm to 700 nm is used. The reflectance can be suppressed as a whole. Furthermore, since the dielectric layer is laminated on the base material and the laminated film for preventing reflection of visible light, the reflectance can be reduced to 5% or less.
上記電気装置の製造方法では、CuNO系黒化層がCuNO黒化層であることも好ましい。Cu層と黒化層とのエッチングスピードをより近くし得るからである。 In the method for manufacturing the electrical device, the CuNO-based blackened layer is preferably a CuNO blackened layer. This is because the etching speed between the Cu layer and the blackened layer can be made closer.
上記電気装置の製造方法では、誘電体層がSiO2層であることも好ましい。SiO2は製造が容易であり、構造も安定しているため取り扱いやすいからである。 In the method for manufacturing the electric device, the dielectric layer is preferably a SiO 2 layer. This is because SiO 2 is easy to manufacture and has a stable structure, so that it is easy to handle.
CuNO系黒化層を形成する工程は、少なくとも窒素ガスおよび酸素ガスが存在する雰囲気中でCuをスパッタリングすることにより行われることが好ましい。これにより、窒素および酸素原子を取り込んだCu層であるCuNO系黒化層を容易に形成することができる。 The step of forming the CuNO-based blackening layer is preferably performed by sputtering Cu in an atmosphere in which at least nitrogen gas and oxygen gas are present. This makes it possible to easily form a CuNO-based blackening layer that is a Cu layer incorporating nitrogen and oxygen atoms.
上記Cu層とCuNO系黒化層との積層膜の一部領域を除去する工程において、上記積層膜をメッシュパターンにすることも好ましい。Cu層とCuNO系黒化層をメッシュパターンに形成することにより、電気装置の光透過率を上げることができるため、反射率を抑えることができる。 In the step of removing a partial region of the laminated film of the Cu layer and the CuNO-based blackening layer, it is also preferable that the laminated film has a mesh pattern. By forming the Cu layer and the CuNO blackening layer in a mesh pattern, the light transmittance of the electric device can be increased, so that the reflectance can be suppressed.
上記課題を解決し得た本発明の電気装置とは、基材と、該基材の少なくとも一方の主面上にCu層とCuNO系黒化層とが順次積層され、かつパターニングされた積層膜と、基材およびパターニングされた積層膜上に形成されている誘電体層と、を有し、前記CuNO系黒化層の波長400nm〜700nmにおける消衰係数が1.0以上1.8以下である点に要旨を有するものである。本発明の電気装置は、黒化層としてCu層とエッチングスピードが近いCuNO系黒化層を用いているため、Cu層とCuNO系黒化層との積層膜の一部領域をエッチング除去しても、残存するCu層とCuNO系黒化層の各幅を近いものとすることができる。また、本発明の電気装置では、可視光線の波長域である400nm〜700nmで消衰係数が1.0以上1.8以下のCuNO系黒化層を用いているため、当該波長域全体での反射率を抑えることができる。さらに、可視光線の反射防止のために基材および積層膜上に誘電体層が積層されているため、反射率を5%以下にすることが可能となる。 The electric device of the present invention that has solved the above problems is a laminated film in which a Cu layer and a CuNO-based blackening layer are sequentially laminated and patterned on at least one main surface of the substrate. And a dielectric layer formed on the substrate and the patterned laminated film, and the extinction coefficient of the CuNO blackening layer at a wavelength of 400 nm to 700 nm is 1.0 or more and 1.8 or less It has a gist at a certain point. Since the electrical device of the present invention uses a CuNO-based blackened layer whose etching speed is close to that of the Cu layer as the blackened layer, a part of the laminated film of the Cu layer and the CuNO-based blackened layer is removed by etching. Also, the widths of the remaining Cu layer and CuNO blackening layer can be made close to each other. In the electrical device of the present invention, a CuNO-based blackening layer having an extinction coefficient of 1.0 to 1.8 in the visible light wavelength range of 400 nm to 700 nm is used. The reflectance can be suppressed. Furthermore, since the dielectric layer is laminated on the base material and the laminated film for preventing reflection of visible light, the reflectance can be reduced to 5% or less.
上記電気装置において、CuNO系黒化層がCuNO黒化層であることも好ましい。Cu層と黒化層とのエッチングスピードをより近くし得るからである。 In the electric device, the CuNO blackening layer is preferably a CuNO blackening layer. This is because the etching speed between the Cu layer and the blackened layer can be made closer.
上記電気装置において、誘電体層がSiO2層であることも好ましい。SiO2は製造が容易であり、構造も安定しているため取り扱いやすいからである。 In the above electric device, the dielectric layer is preferably a SiO 2 layer. This is because SiO 2 is easy to manufacture and has a stable structure, so that it is easy to handle.
上記電気装置において、CuNO系黒化層と誘電体層の合計膜厚が100nm以下であることも好ましい。CuNO系黒化層と誘電体層の合計膜厚が100nmを超えると、FPC(フレキシブルプリント基板)等の基材とCu層の電気的接続および機械的接着に用いるACF(異方導電性膜)内の導電粒子がCuNO系黒化層と誘電体層を貫通することが困難になり、基材とCu層との電気的接続が取りにくくなるためである。 In the above electric device, it is also preferable that the total film thickness of the CuNO blackening layer and the dielectric layer is 100 nm or less. If the total film thickness of the CuNO blackening layer and the dielectric layer exceeds 100 nm, an ACF (anisotropic conductive film) used for electrical connection and mechanical bonding between the base material such as FPC (flexible printed circuit board) and the Cu layer This is because it becomes difficult for the inner conductive particles to penetrate the CuNO-based blackening layer and the dielectric layer, making it difficult to electrically connect the base material and the Cu layer.
本発明の電気装置の製造方法、および製造装置は、黒化層としてCu層とエッチングスピードが近いCuNO系黒化層を用いているため、Cu層とCuNO系黒化層の一部領域をエッチング除去しても、残存するCu層、CuNO系黒化層の各幅を近いものとすることができる。また、本発明の電気装置は、可視光線の波長域である400nm〜700nmで消衰係数が1.0以上1.8以下のCuNO系黒化層を用いているため、当該波長域全体での反射率を抑えることができる。さらに、可視光線の反射防止のために基材およびCuNO系黒化層上に誘電体層も積層されているため、積層膜としての反射率を5%以下にすることが可能となる。 Since the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the electrical device of the present invention use a CuNO blackening layer whose etching speed is close to that of the Cu layer as the blackening layer, etching is performed on a part of the Cu layer and the CuNO blackening layer. Even if removed, the widths of the remaining Cu layer and CuNO blackening layer can be made close to each other. Moreover, since the electrical device of the present invention uses a CuNO-based blackening layer having an extinction coefficient of 1.0 to 1.8 in the visible light wavelength range of 400 nm to 700 nm, The reflectance can be suppressed. Furthermore, since the dielectric layer is also laminated on the base material and the CuNO blackening layer for preventing reflection of visible light, the reflectance as a laminated film can be reduced to 5% or less.
以下、実施の形態に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施の形態によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。また、図面における種々部材の寸法比は、本発明の特徴を理解に資することを優先しているため、実際の寸法比とは異なる場合がある。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically on the basis of the embodiments. However, the present invention is not limited by the following embodiments, but may be implemented with modifications within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, any of these is also included in the technical scope of the present invention. In addition, the dimensional ratios of various members in the drawings are given priority to contribute to understanding the characteristics of the present invention, and may be different from the actual dimensional ratios.
本発明は、タッチパネルや電磁波シールド材等の用途に限らずCuNO系黒化層を有する電気装置に適用し得るが、ここでは、静電容量式タッチセンサを例にしながら本発明を説明する。 The present invention is not limited to applications such as a touch panel and an electromagnetic shielding material, but can be applied to an electric device having a CuNO-based blackening layer. Here, the present invention will be described by taking a capacitive touch sensor as an example.
図1は、本発明の電気装置の一例である静電容量式タッチセンサ100の平面図である。図1に示すように、本実施形態にかかる静電容量式タッチセンサ100は、例えばポリカーボネートからなる樹脂シート111と、樹脂シート111の表面に形成され、縦方向のキー入力を検出するための導電部112と、樹脂シート111の裏面に形成され、横方向のキー入力を検出するための導電部113と、コネクタ部115と、各導電部112,113とコネクタ部115とを接続するリード電極114とを主として備えている。コネクタ部115は制御部116に接続されており、静電容量式タッチセンサ100の動作は制御部116により制御されている。各導電部112,113は、光の透過を可能とするため、図1における一部拡大図に示すように、メッシュパターンで形成されている。メッシュパターンの他にも、ストライプパターン、ストライプが波状となっているウェーブパターン、その他、複数の孔を有するパンチングパターンとすることもできる。 FIG. 1 is a plan view of a capacitive touch sensor 100 which is an example of the electric apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, a capacitive touch sensor 100 according to the present embodiment is formed on a surface of a resin sheet 111 made of, for example, polycarbonate and a resin sheet 111, and a conductive material for detecting a vertical key input. Part 112, formed on the back surface of resin sheet 111, conductive part 113 for detecting lateral key input, connector part 115, and lead electrode 114 connecting each conductive part 112, 113 and connector part 115. And mainly. The connector unit 115 is connected to the control unit 116, and the operation of the capacitive touch sensor 100 is controlled by the control unit 116. Each of the conductive portions 112 and 113 is formed in a mesh pattern as shown in a partially enlarged view in FIG. 1 in order to allow light transmission. In addition to the mesh pattern, a stripe pattern, a wave pattern having a wavy stripe pattern, or a punching pattern having a plurality of holes may be used.
樹脂シート111の表裏に形成される各導電部112,113はCu層により形成されているが、Cu層による光の反射を抑えるため、各導電部112,113には、CuNO系黒化層と、誘電体層が形成される。樹脂シート111の表裏に各導電部112,113が形成されている態様は、あくまでも本発明を適用し得る静電容量式タッチセンサの一例であり、以下、樹脂シート111(基材)の少なくとも一方の主面上にCu層とCuNO系黒化層と誘電体層との積層膜を形成する工程を含む本発明について説明する。 The conductive portions 112 and 113 formed on the front and back surfaces of the resin sheet 111 are formed of a Cu layer. In order to suppress light reflection by the Cu layer, the conductive portions 112 and 113 include a CuNO-based blackening layer and A dielectric layer is formed. The aspect in which the conductive portions 112 and 113 are formed on the front and back of the resin sheet 111 is an example of a capacitive touch sensor to which the present invention can be applied, and hereinafter, at least one of the resin sheets 111 (base material). The present invention including a step of forming a laminated film of a Cu layer, a CuNO-based blackening layer, and a dielectric layer on the main surface will be described.
本発明の実施の形態に係る電気装置の製造方法は、(1)基材の少なくとも一方の主面上に、Cu層とCuNO系黒化層とを順次積層した積層膜を形成する工程と、(2)CuNO系黒化層上の所定領域にレジスト層を形成する工程と、(3)Cu層およびCuNO系黒化層の積層膜をエッチング液に接触させることにより積層膜の前記レジスト層で覆われていない領域を除去する工程と、(4)基材およびパターニングされた積層膜上に誘電体層を形成する工程と、を有し、CuNO系黒化層の波長400nm〜700nmにおける消衰係数が1.0以上1.8以下である。 The method for manufacturing an electric device according to an embodiment of the present invention includes (1) forming a laminated film in which a Cu layer and a CuNO-based blackening layer are sequentially laminated on at least one main surface of a substrate; (2) a step of forming a resist layer in a predetermined region on the CuNO-based blackened layer, and (3) the stacked layer of the Cu layer and the CuNO-based blackened layer is brought into contact with an etching solution to bring the stacked layer into the resist layer. A step of removing an uncovered region; and (4) a step of forming a dielectric layer on the substrate and the patterned laminated film, and extinction at a wavelength of 400 nm to 700 nm of the CuNO-based blackening layer The coefficient is 1.0 or more and 1.8 or less.
また、本発明の実施の形態に係る電気装置は、基材と、該基材の少なくとも一方の主面上にCu層とCuNO系黒化層とが順次積層され、かつパターニングされた積層膜と、基材およびパターニングされた積層膜上に形成されている誘電体層と、を有し、CuNO系黒化層の波長400nm〜700nmにおける消衰係数が1.0以上1.8以下である。 Moreover, the electric device according to the embodiment of the present invention includes a base material, and a laminated film in which a Cu layer and a CuNO-based blackening layer are sequentially laminated and patterned on at least one main surface of the base material. And a dielectric layer formed on the substrate and the patterned laminated film, and the extinction coefficient of the CuNO blackening layer at a wavelength of 400 nm to 700 nm is 1.0 or more and 1.8 or less.
本発明の電気装置の製造方法、および電気装置は、黒化層としてCu層とエッチングスピードが近いCuNO系黒化層を用いているため、Cu層とCuNO系黒化層の一部領域をエッチング除去しても、残存するCu層とCuNO系黒化層の各幅を近いものとすることができる。また、可視光線の波長域である400nm〜700nmで消衰係数が1.0以上1.8以下のCuNO系黒化層を用いているため、当該波長域全体での反射率を抑えることができる。さらに、可視光線の反射防止のために基材およびCuNO系黒化層上に誘電体層が積層されているため、反射率を5%以下にすることが可能となる。 Since the manufacturing method of the electric device of the present invention and the electric device use a CuNO-based blackening layer whose etching speed is close to that of the Cu layer as the blackening layer, a part of the Cu layer and the CuNO-based blackening layer is etched. Even if removed, the widths of the remaining Cu layer and CuNO blackening layer can be made close to each other. In addition, since a CuNO-based blackening layer having an extinction coefficient of 1.0 to 1.8 in the visible light wavelength range of 400 nm to 700 nm is used, the reflectance in the entire wavelength range can be suppressed. . Furthermore, since the dielectric layer is laminated on the base material and the CuNO blackening layer for preventing reflection of visible light, the reflectance can be reduced to 5% or less.
本発明におけるCuNO系黒化層は、Cuと、N(窒素)および/またはO(酸素)と、残部の不可避不純物とを含有する化合物であり、典型的には、CuNO、Cu3N、CuO、Cu2Oの各組成物である。黒化層は、内部を伝搬する光の強度を減衰させる作用もあるが、主として、反射可視光の干渉の作用により反射光を抑えている要素がある。 The CuNO-based blackening layer in the present invention is a compound containing Cu, N (nitrogen) and / or O (oxygen), and the balance of inevitable impurities. Typically, CuNO, Cu 3 N, CuO , Cu 2 O compositions. The blackening layer also has an effect of attenuating the intensity of light propagating inside, but there is an element that suppresses reflected light mainly by the effect of interference of reflected visible light.
誘電体層は、可視光線の透過率を増加させて、反射率を低下させるものである。誘電体層の最小の反射波長は、誘電体層の材料の屈折率と膜厚によって決まる。本発明では、CuNO系黒化層と、この黒化層と屈折率が異なる誘電体層とを組み合わせているため、可視光線の波長400nm〜700nmにおいて反射率を低く抑えている。 The dielectric layer increases the transmittance of visible light and decreases the reflectance. The minimum reflection wavelength of the dielectric layer is determined by the refractive index and film thickness of the material of the dielectric layer. In the present invention, since the CuNO blackening layer and the dielectric layer having a refractive index different from that of the blackening layer are combined, the reflectance is kept low at visible light wavelengths of 400 nm to 700 nm.
本発明に係るCuNO系黒化層の波長400nm〜700nmにおける消衰係数は1.0以上1.8以下である。CuNO系黒化層中の窒素の存在割合を0.8at%〜4at%、酸素の存在割合を4at%〜10at%とすることにより、CuNO系黒化層の消衰係数を1.0以上1.8以下とすることができる。 The extinction coefficient at a wavelength of 400 nm to 700 nm of the CuNO blackening layer according to the present invention is 1.0 or more and 1.8 or less. The extinction coefficient of the CuNO blackening layer is set to 1.0 or more and 1 by setting the nitrogen existing ratio in the CuNO blackening layer to 0.8 at% to 4 at% and the oxygen existing ratio to 4 at% to 10 at%. .8 or less.
以下、本実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の好ましい例について、図面を用いて詳細に説明する。図2〜図3は、本実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の一部を示す工程断面図である。 Hereinafter, a preferable example of the method for manufacturing the electrical wiring member according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. 2 to 3 are process cross-sectional views illustrating a part of the method for manufacturing the electrical wiring member according to the present embodiment.
(1)Cu層とCuNO系黒化層を順次積層した積層膜を形成する工程
図2に示すように、基材1の少なくとも一方の主面上に、Cu層2を形成する。次に、図3に示すようにCu層2の上にCuNO系黒化層3を形成する。これらの工程により、基材1の少なくとも一方の主面上に、Cu層2とCuNO系黒化層3との積層膜が形成される。また、CuNO系黒化層3は、図3に示すように1層のみでもよいし、2層含まれていてもよい。但し、基材の少なくとも一方の主面上に形成されているCuNO系黒化層の合計膜厚は、5nm〜150nmとすることが好ましい。より好ましくは、12nm〜115nmであり、更に好ましくは18nm〜80nmである。
(1) Step of forming a laminated film in which a Cu layer and a CuNO blackening layer are sequentially laminated As shown in FIG. 2, a Cu layer 2 is formed on at least one main surface of a substrate 1. Next, a CuNO-based blackening layer 3 is formed on the Cu layer 2 as shown in FIG. By these steps, a laminated film of the Cu layer 2 and the CuNO blackening layer 3 is formed on at least one main surface of the substrate 1. Further, the CuNO-based blackening layer 3 may be only one layer as shown in FIG. 3, or two layers may be included. However, the total film thickness of the CuNO-based blackening layer formed on at least one main surface of the substrate is preferably 5 nm to 150 nm. More preferably, it is 12 nm-115 nm, More preferably, it is 18 nm-80 nm.
黒化層は、内部を伝搬する光の強度を減衰させる作用もあるが、主として、反射可視光の干渉の作用により反射光を抑えている要素がある。CuNO系黒化層と誘電体層の合計膜厚が100nmを超えると、FPC等の基材とCu層の電気的接続および機械的接着に用いるACF内の導電粒子がCuNO系黒化層と誘電体層を貫通することが困難になり、基材とCu層との電気的接続が取りにくくなるため、CuNO系黒化層3の膜厚は上記範囲とすることが好ましい。 The blackening layer also has an effect of attenuating the intensity of light propagating inside, but there is an element that suppresses reflected light mainly by the effect of interference of reflected visible light. When the total film thickness of the CuNO blackening layer and the dielectric layer exceeds 100 nm, the conductive particles in the ACF used for electrical connection and mechanical adhesion between the base material such as FPC and the Cu layer are in contact with the CuNO blackening layer and the dielectric. Since it becomes difficult to penetrate the body layer and it is difficult to electrically connect the base material and the Cu layer, the film thickness of the CuNO-based blackening layer 3 is preferably within the above range.
CuNO系黒化層がCuNO黒化層であることも好ましい。Cu層と黒化層とのエッチングスピードをより近くし得るからである。 It is also preferable that the CuNO-based blackened layer is a CuNO blackened layer. This is because the etching speed between the Cu layer and the blackened layer can be made closer.
Cu層2の厚さは、必要な電気伝導度を確保するため、例えば20nm以上、好ましくは40nm以上、さらに好ましくは60nm以上とする。ただし、Cu層2が厚過ぎるとエッチングに時間がかかり過ぎてしまうため、例えば、2μm以下、好ましくは1μm以下、より好ましくは400nm以下とする。 The thickness of the Cu layer 2 is set to, for example, 20 nm or more, preferably 40 nm or more, and more preferably 60 nm or more, in order to ensure necessary electric conductivity. However, if the Cu layer 2 is too thick, it takes too much time for etching, so that it is, for example, 2 μm or less, preferably 1 μm or less, more preferably 400 nm or less.
基材1に用いる材料としては、非導電物であれば特に制限は無いが、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂(PET)、脂肪族環状ポリオレフィン系樹脂(COP)、ガラス、ポリカーボネート系樹脂(PC)、アクリル系樹脂(PMMA)等を用いることができる。電気配線部材を表示装置に使用する場合には、基材1は、実質的に透明であることが望ましい。基材1の厚さには特に制限がないが、例えば15μm〜200μm、好ましくは20μm〜150μm、さらに好ましくは25μm〜125μmとする。 The material used for the substrate 1 is not particularly limited as long as it is a non-conductive material. For example, polyethylene terephthalate resin (PET), aliphatic cyclic polyolefin resin (COP), glass, polycarbonate resin (PC), Acrylic resin (PMMA) or the like can be used. When the electric wiring member is used for a display device, it is desirable that the base material 1 is substantially transparent. Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the base material 1, For example, they are 15 micrometers-200 micrometers, Preferably they are 20 micrometers-150 micrometers, More preferably, you may be 25 micrometers-125 micrometers.
Cu層2やCuNO系黒化層3を形成する方法に特に限定はないが、スパッタリング法、蒸着法、CVD法等によって形成することができ、またCu層の表面を改質することによっても形成可能である。本実施の形態では、例としてスパッタリング法を用いた積層膜形成法を説明する。 The method for forming the Cu layer 2 or the CuNO-based blackening layer 3 is not particularly limited, but can be formed by sputtering, vapor deposition, CVD, or the like, and can also be formed by modifying the surface of the Cu layer. Is possible. In this embodiment, a stacked film formation method using a sputtering method will be described as an example.
図4は、本実施の形態の電気配線部材の製造装置であるスパッタリング装置50の断面図である。スパッタリング装置50は、密閉筐体51と、密閉筐体51内に形成された基材巻き出しリール52と、基材巻き取りリール53と、密閉筐体51内に形成された隔壁54で区切られた第1区画室55、第1区画室55に隣接する第2区画室56とを有している。第1区画室55、第2区画室56にはCuターゲット材57が配置されている。また、第1区画室55には、Cuターゲット材57に衝突させるためのアルゴンガスの導入口58が形成されている。第2区画室56には、酸素ガスおよび/または窒素ガスの導入口59が形成されているが、アルゴンガスを供給することもできる。導入口59において、アルゴンガスの他にも、黒化層への窒素の取り込みを促進するために水素ガス(H2)を導入することもできる。
また密閉筐体51には、低真空吸引口65と高真空吸引口66が設けられている。低真空吸引口65は、例えば油回転真空ポンプ(図示せず)に接続されており、密閉筐体51内をある程度の真空度まで素早く減圧することができる。高真空吸引口66は、例えばターボ分子ポンプ(図示せず)に接続されており、密閉筐体51内をスパッタリング可能な程度の高真空度まで減圧することができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a sputtering apparatus 50 that is an apparatus for manufacturing an electrical wiring member according to the present embodiment. The sputtering apparatus 50 is divided by a sealed casing 51, a substrate unwinding reel 52 formed in the sealed casing 51, a substrate take-up reel 53, and a partition wall 54 formed in the sealed casing 51. A first compartment 55 and a second compartment 56 adjacent to the first compartment 55. A Cu target material 57 is disposed in the first compartment 55 and the second compartment 56. The first compartment 55 is formed with an argon gas inlet 58 for collision with the Cu target material 57. An oxygen gas and / or nitrogen gas inlet 59 is formed in the second compartment 56, but argon gas can also be supplied. In addition to the argon gas, hydrogen gas (H 2 ) can be introduced at the introduction port 59 in order to promote the incorporation of nitrogen into the blackened layer.
The sealed casing 51 is provided with a low vacuum suction port 65 and a high vacuum suction port 66. The low vacuum suction port 65 is connected to, for example, an oil rotary vacuum pump (not shown), and can quickly depressurize the inside of the sealed casing 51 to a certain degree of vacuum. The high vacuum suction port 66 is connected to, for example, a turbo molecular pump (not shown), and can reduce the pressure inside the sealed casing 51 to a high vacuum level that allows sputtering.
基材巻き出しリール52には、上述した基材1がロール状に保持されている。基材1は、基材巻き出しリール52から出発して、ピンチロール60、内ドラム61、ピンチロール62を経由して、最終的には基材巻き取りリール53に巻き取られる。 The base material unwinding reel 52 holds the base material 1 described above in a roll shape. The base material 1 starts from the base material take-up reel 52, and is finally wound around the base material take-up reel 53 via the pinch roll 60, the inner drum 61, and the pinch roll 62.
第1区画室55〜第2区画室56に配置されているCuターゲット材57は、所定の電位を加えるために導線63によりコントローラ64に接続されている。スパッタリング方法としては、直流電圧を2つの電極の間にかけるDCスパッタ、高周波をかけるRFスパッタ、その他、マグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタを用いることもできる。 The Cu target material 57 arranged in the first compartment 55 to the second compartment 56 is connected to the controller 64 by a conducting wire 63 in order to apply a predetermined potential. As a sputtering method, DC sputtering in which a DC voltage is applied between two electrodes, RF sputtering in which a high frequency is applied, magnetron sputtering, or ion beam sputtering can also be used.
基材巻き出しリール52から巻き出され、第1区画室55内に進入する基材1は、Cuターゲット材57のスパッタリングによりCu層が成膜される(図2)。第1区画室55には、不活性ガスであるアルゴンガスの導入口58しか形成されていないため、Cu層2には、基本的には酸素および/または窒素は取り込まれない(不可避的に混入するものを除く)。 A Cu layer is formed on the substrate 1 unwound from the substrate unwinding reel 52 and entering the first compartment 55 by sputtering of the Cu target material 57 (FIG. 2). Since only the introduction port 58 for argon gas, which is an inert gas, is formed in the first compartment 55, oxygen and / or nitrogen is basically not taken into the Cu layer 2 (inevitable mixing). Except what you do).
次に、基材1が第2区画室56に進入すると、Cuターゲット材57のスパッタリングによりCuの層が成膜されていく。この際、第2区画室56には、導入口59から酸素ガスおよび/または窒素ガスの供給を受けているため、Cu層2上に成膜されるのは、酸素(O)および/または窒素(N)原子を取り込んだCu層であるCuNO系黒化層3である(図3)。すなわち、CuNO系黒化層を形成する工程は、少なくとも窒素ガスおよび酸素ガスが存在する雰囲気中でCuをスパッタリングすることにより行われることが好ましい。窒素ガス/酸素ガスの存在割合は、例えば、21%/9%、15%/12%とすることができる。 Next, when the base material 1 enters the second compartment 56, a Cu layer is formed by sputtering of the Cu target material 57. At this time, since oxygen gas and / or nitrogen gas is supplied to the second compartment 56 from the inlet 59, the film formed on the Cu layer 2 is oxygen (O) and / or nitrogen. (N) A CuNO-based blackening layer 3 that is a Cu layer incorporating atoms (FIG. 3). That is, the step of forming the CuNO-based blackening layer is preferably performed by sputtering Cu in an atmosphere in which at least nitrogen gas and oxygen gas are present. The existing ratio of nitrogen gas / oxygen gas can be, for example, 21% / 9% and 15% / 12%.
同様の手順で、基材1の裏面側にもCu層2とCuNO系黒化層3を形成することができる。例えば、上述の図3の工程まで終了して基材巻き取りリール53に巻き取られた基材ロールを、基材1の裏面側がCuターゲット材57側に向くように基材巻き出しリール52にセットする。基材巻き出しリール52から基材1を引き出し、ピンチロール61、内ドラム62、ピンチロール63を経由して、最後に基材巻き取りリール53にセットする。この状態でスパッタリング装置50を運転することにより、図5に示すように、基材1の裏面側にもCu層2とCuNO系黒化層3を形成することができる。 In the same procedure, the Cu layer 2 and the CuNO-based blackening layer 3 can be formed also on the back side of the substrate 1. For example, the substrate roll wound up on the substrate take-up reel 53 after completing the process of FIG. 3 is transferred to the substrate unwinding reel 52 so that the back surface side of the substrate 1 faces the Cu target material 57 side. set. The base material 1 is pulled out from the base material take-up reel 52, and finally set on the base material take-up reel 53 via the pinch roll 61, the inner drum 62, and the pinch roll 63. By operating the sputtering apparatus 50 in this state, as shown in FIG. 5, the Cu layer 2 and the CuNO blackening layer 3 can be formed also on the back surface side of the base material 1.
一つの製造装置の有効活用の観点からは、上記のように基材ロールを基材巻き取りリール53から基材巻き出しリール52に付け替える方法も好ましく実施し得るが、電気配線部材の製造速度を速める観点からは、同一の密閉筐体51内に、基材1の裏面側にも成膜できる区画室(例えば、第2区画室に続く、第3区画室〜第4区画室(図示せず))を設けることや、スパッタリング装置50とは別に基材1の裏面側にも成膜できる他のスパッタリング装置(図示せず)を設けることもできる。 From the viewpoint of effective use of one manufacturing apparatus, a method of replacing the base roll from the base take-up reel 53 to the base take-up reel 52 as described above can be preferably implemented. From the viewpoint of speeding up, compartments (for example, a third compartment to a fourth compartment (not shown) following the second compartment) that can also form a film on the back side of the substrate 1 in the same sealed casing 51. )), Or another sputtering apparatus (not shown) that can form a film on the back side of the substrate 1 separately from the sputtering apparatus 50.
上記説明において、第2区画室56には、酸素ガスおよび/または窒素ガスの導入口59を設けることとしたのは、図3に示すCu層2/CuNO系黒化層3の順に積層させるためである。 In the above description, the oxygen gas and / or nitrogen gas inlet 59 is provided in the second compartment 56 in order to stack the Cu layer 2 / CuNO-based blackening layer 3 shown in FIG. It is.
(2)CuNO系黒化層上の所定領域にレジスト層を形成する工程
図6〜9は、本実施の形態にかかる電気装置の製造方法の一部を示す工程断面図である。まず、図6に示すようにCuNO系黒化層上の所定領域にレジスト層10を一様に形成する。レジスト層10に用いられる材料にも特に制限はなく、半固体状(ペースト状)のものや固体状(フィルム状)のものを用いることができる。
(2) Step of Forming Resist Layer in Predetermined Region on CuNO-Based Blackening Layer FIGS. 6 to 9 are process cross-sectional views illustrating a part of the method for manufacturing the electrical device according to the present embodiment. First, as shown in FIG. 6, the resist layer 10 is uniformly formed in a predetermined region on the CuNO blackening layer. The material used for the resist layer 10 is not particularly limited, and a semi-solid (paste-like) or solid (film-like) material can be used.
次に、リソグラフィ法等を用いて、図7に示すようにレジスト層10をパターニングする。レジスト層を部分的に除去する工程は、典型的には、レジスト層の一部に光を照射し、光が照射された部分を現像液により除去すること(ポジ型フォトレジスト)、或いは、光が照射されていない部分を現像液により除去すること(ネガ型フォトレジスト)により実現するものである。 Next, the resist layer 10 is patterned using a lithography method or the like as shown in FIG. The step of partially removing the resist layer typically involves irradiating a part of the resist layer with light and removing the irradiated part with a developer (positive photoresist), or using light. This is realized by removing a portion that is not irradiated with a developing solution (negative photoresist).
(3)Cu層およびCuNO系黒化層の一部領域を除去する工程
図8に示すように、レジスト層10に覆われず露出しているCu層2およびCuNO系黒化層3をエッチング液に接触させることにより、Cu層2の一部およびCuNO系黒化層3の一部領域を除去することができる。用いるエッチング液は、Cu層とCuNO系黒化層の双方をエッチングできる限り特段の制限はないが、エッチングコントロール性をある程度維持するには、エッチング速度をコントロールすることが必要であり、そのためには、温度、濃度、pH等を調整することが望ましい。Cu層2およびCuNO系黒化層3の一部領域を除去した後は、洗浄液を用いて残ったレジスト層10を除去する。
(3) Step of removing partial regions of Cu layer and CuNO-based blackening layer As shown in FIG. 8, etching solution is used to remove the exposed Cu layer 2 and CuNO-based blackening layer 3 without being covered with the resist layer 10. It is possible to remove a part of the Cu layer 2 and a part of the CuNO-based blackening layer 3 by contacting them. The etching solution to be used is not particularly limited as long as both the Cu layer and the CuNO blackening layer can be etched, but in order to maintain the etching controllability to some extent, it is necessary to control the etching rate. It is desirable to adjust the temperature, concentration, pH and the like. After the partial regions of the Cu layer 2 and the CuNO-based blackening layer 3 are removed, the remaining resist layer 10 is removed using a cleaning liquid.
Cu層2とCuNO系黒化層3の一部領域を除去する工程において、Cu層2とCuNO系黒化層3は、メッシュパターン、ストライプパターン、ストライプが波状となっているウェーブパターン、その他、複数の孔を有するパンチングパターンで形成されることも好ましい。これにより、電気装置の光透過率を上げることができる。 In the step of removing a partial region of the Cu layer 2 and the CuNO-based blackening layer 3, the Cu layer 2 and the CuNO-based blackening layer 3 include a mesh pattern, a stripe pattern, a wave pattern in which the stripes are wavy, and the like. It is also preferable to form with a punching pattern having a plurality of holes. Thereby, the light transmittance of an electric apparatus can be raised.
(4)基材およびパターニングされた積層膜上に誘電体層を形成する工程
図9に示すように、露出している基材1およびパターニングされた積層膜上に誘電体層4を形成する。すなわち、電気装置において、基材に対向する側からCu層2、CuNO系黒化層3、誘電体層4の順に積層されている。Cu層2による光の反射を抑えるためにCuNO系黒化層3がCu層2の上に積層される。また、反射防止に有効な誘電体層4が基材1およびパターニングされた積層膜の上にさらに積層されることで、Cu層2、CuNO系黒化層3及び誘電体層4全体としての反射率を低下させることができる。
(4) Step of Forming Dielectric Layer on Base Material and Patterned Laminated Film As shown in FIG. 9, the dielectric layer 4 is formed on the exposed base material 1 and the patterned laminated film. That is, in the electric device, the Cu layer 2, the CuNO blackening layer 3, and the dielectric layer 4 are laminated in this order from the side facing the base material. In order to suppress reflection of light by the Cu layer 2, a CuNO-based blackening layer 3 is laminated on the Cu layer 2. In addition, the dielectric layer 4 effective for preventing reflection is further laminated on the base material 1 and the patterned laminated film, thereby reflecting the Cu layer 2, the CuNO-based blackening layer 3, and the dielectric layer 4 as a whole. The rate can be reduced.
誘電体層4の材料は特に制限されず、例えば、SiO、SiO2、TiO2、Al2O3、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、HfO2、La2O3、Cr2O3、CeO2、Y2O3、ZnO、ITO等の酸化物や、CaF2、MgF2等のフッ化物、Si3N4等の窒化物を用いることができる。中でも誘電体層4がSiO2層であることが好ましい。SiO2は製造が容易であり、構造も安定しているため取り扱いやすいからである。 The material of the dielectric layer 4 is not particularly limited, and for example, SiO, SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , HfO 2 , La 2 O 3 , Cr 2 Oxides such as O 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , ZnO, and ITO, fluorides such as CaF 2 and MgF 2 , and nitrides such as Si 3 N 4 can be used. In particular, the dielectric layer 4 is preferably a SiO 2 layer. This is because SiO 2 is easy to manufacture and has a stable structure, so that it is easy to handle.
誘電体層4の膜厚は、10nm〜200nmとすることが好ましい。より好ましくは、18nm〜100nmであり、更に好ましくは36nm〜70nmである。CuNO系黒化層3と誘電体層4の合計膜厚が100nm以下であることも好ましい。CuNO系黒化層3と誘電体層4の合計膜厚が100nmを超えるとCuNO系黒化層3と誘電体層4との圧着が困難になり、Cu層2と導通が取りにくくなるためである。 The thickness of the dielectric layer 4 is preferably 10 nm to 200 nm. More preferably, it is 18 nm-100 nm, More preferably, it is 36 nm-70 nm. It is also preferable that the total film thickness of the CuNO-based blackening layer 3 and the dielectric layer 4 is 100 nm or less. When the total film thickness of the CuNO blackening layer 3 and the dielectric layer 4 exceeds 100 nm, it is difficult to press-bond the CuNO blackening layer 3 and the dielectric layer 4, and it is difficult to conduct with the Cu layer 2. is there.
基材1およびパターニングされた積層膜上に誘電体層4を形成する方法は、基材1上にCu層2やCuNO系黒化層3を形成する方法と同様に、スパッタリング法、蒸着法、CVD法等によって形成することができる。例えば、真空状態のスパッタリング装置の区画室内で、酸素ガスを導入しつつSiターゲット材をスパッタリングすれば、基材1およびCuNO系黒化層3上に誘電体層4としてのSiO2層を形成することができる。 The method of forming the dielectric layer 4 on the base material 1 and the patterned laminated film is the same as the method of forming the Cu layer 2 or the CuNO-based blackening layer 3 on the base material 1. It can be formed by a CVD method or the like. For example, if an Si target material is sputtered while introducing oxygen gas in a compartment of a sputtering apparatus in a vacuum state, a SiO 2 layer as a dielectric layer 4 is formed on the base material 1 and the CuNO-based blackening layer 3. be able to.
図9に示した電気装置とは別の態様の電気装置について、図10〜図13を参照しながら説明する。なお図10〜図13の説明において、上記の説明と重複する部分は説明を省略する。図10〜図13は、本発明の実施の形態にかかる電気装置の断面図を表す。 An electrical device different from the electrical device shown in FIG. 9 will be described with reference to FIGS. In the description of FIGS. 10 to 13, the description overlapping with the above description is omitted. 10 to 13 are sectional views of the electric device according to the embodiment of the present invention.
図10に示す電気装置は、基材1の一方の主面上にCu層2aとCuNO系黒化層3aが順次積層されて、当該積層膜がパターニングされ、基材1およびパターニングされた積層膜上に誘電体層4aが形成されている。また、基材1の他方の主面上にはCu層2bとCuNO系黒化層3bが順次積層されて、当該積層膜がパターニングされ、基材1およびパターニングされた積層膜上に誘電体層4bが形成されている。なお、CuNO系黒化層3a、3bの波長400nm〜700nmにおける消衰係数は、それぞれ1.0以上1.8以下である。図10に示す電気装置は、基材1の一方の主面上に形成されているCu層2a上にCuNO系黒化層3a、誘電体層4aが積層されているため、図10の誘電体層4a側から可視光線を入射したときの反射率を5%以下にすることができる。また、基材1の他方の主面上に形成されているCu層2b上にもCuNO系黒化層3b、誘電体層4bが積層されているため、図10の誘電体層4b側から可視光線を入射しても、反射率を5%以下にすることが可能となる。すなわち、図10に示すように電気装置を構成することによって、可視光線を入射したときの反射率を電気装置の両面で5%以下にすることができる。 In the electric device shown in FIG. 10, the Cu layer 2a and the CuNO blackening layer 3a are sequentially laminated on one main surface of the base material 1, the laminated film is patterned, and the base material 1 and the patterned laminated film are obtained. A dielectric layer 4a is formed thereon. Further, a Cu layer 2b and a CuNO-based blackening layer 3b are sequentially laminated on the other main surface of the substrate 1, and the laminated film is patterned. A dielectric layer is formed on the substrate 1 and the patterned laminated film. 4b is formed. In addition, the extinction coefficient in wavelength 400nm-700nm of CuNO type | system | group blackening layer 3a, 3b is 1.0 or more and 1.8 or less, respectively. In the electric device shown in FIG. 10, since the CuNO blackening layer 3a and the dielectric layer 4a are laminated on the Cu layer 2a formed on one main surface of the substrate 1, the dielectric shown in FIG. The reflectance when visible light is incident from the layer 4a side can be 5% or less. Further, since the CuNO blackening layer 3b and the dielectric layer 4b are also laminated on the Cu layer 2b formed on the other main surface of the substrate 1, it is visible from the dielectric layer 4b side in FIG. Even when a light beam is incident, the reflectance can be reduced to 5% or less. That is, by configuring the electric device as shown in FIG. 10, the reflectance when visible light is incident can be reduced to 5% or less on both sides of the electric device.
図11に示す電気装置は、図9に示した電気装置の基材1とCu層2との間に、誘電体層5とCuNO系黒化層3bとがさらに積層されている例である。この電気装置は、基材1の一方の主面上に、誘電体層5とCuNO系黒化層3bとCu層2とCuNO系黒化層3aとが順次積層され、誘電体層5と、パターニングされたCuNO系黒化層3bとCu層2とCuNO系黒化層3aの積層膜上には誘電体層4が形成されている。このように、図11に示す電気装置は、Cu層2の上側にCuNO系黒化層3aと誘電体層4が積層されているため、基材1の一方の主面側(図11の誘電体層4側)から可視光線を入射したときの反射率を低くすることができる。また、電気装置はCu層2の下側にもCuNO系黒化層3bと誘電体層5が積層されているため、基材1の他方の主面側(図11の基材1側)から可視光線を入射しても反射率を低くすることができる。このように電気装置を構成する場合、誘電体層4の材料は、特に制限されないが、基材1の一方の主面側から可視光線を入射したときの反射率を5%以下にするためには低い屈折率を有するSiO2、Al2O3を用いることが好ましい。これに対して、誘電体層5の材料は、基材1の他方の主面側から可視光線を入射したときの反射率を低くするために、高い屈折率を有するTiO2、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、HfO2、La2O3、Cr2O3、CeO2、Y2O3、ZnO、ITO、SiO、Si3N4等を用いることができるが、基材1の他方の主面側から可視光線を入射したときの反射率を5%以下にするためには、中でもより高い屈折率を有する材料、例えば、TiO2を用いることが好ましい。 The electrical device shown in FIG. 11 is an example in which a dielectric layer 5 and a CuNO-based blackening layer 3b are further laminated between the base material 1 and the Cu layer 2 of the electrical device shown in FIG. In this electrical device, a dielectric layer 5, a CuNO-based blackened layer 3b, a Cu layer 2, and a CuNO-based blackened layer 3a are sequentially stacked on one main surface of the substrate 1, and the dielectric layer 5, A dielectric layer 4 is formed on the laminated film of the patterned CuNO blackening layer 3b, Cu layer 2, and CuNO blackening layer 3a. As described above, in the electric device shown in FIG. 11, since the CuNO-based blackening layer 3a and the dielectric layer 4 are laminated on the upper side of the Cu layer 2, one main surface side of the substrate 1 (the dielectric shown in FIG. 11). The reflectance when visible light is incident from the body layer 4 side) can be lowered. Moreover, since the CuNO type | system | group blackening layer 3b and the dielectric material layer 5 are laminated | stacked also on the lower side of the Cu layer 2, the electrical apparatus is from the other main surface side (base material 1 side of FIG. 11) of the base material 1. Even if visible light is incident, the reflectance can be lowered. When the electric device is configured as described above, the material of the dielectric layer 4 is not particularly limited, but in order to reduce the reflectance when the visible light is incident from one main surface side of the base material 1 to 5% or less. It is preferable to use SiO 2 or Al 2 O 3 having a low refractive index. On the other hand, the material of the dielectric layer 5 is made of TiO 2 or Ta 2 O 5 having a high refractive index in order to reduce the reflectance when the visible light is incident from the other main surface side of the substrate 1. Nb 2 O 5 , ZrO 2 , HfO 2 , La 2 O 3 , Cr 2 O 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , ZnO, ITO, SiO, Si 3 N 4, etc. can be used. In order to reduce the reflectance when visible light is incident from the other main surface side of 1 to 5% or less, it is preferable to use a material having a higher refractive index, for example, TiO 2 among others.
図12に示す電気装置は、図9に示した電気装置の基材1の他方の主面上に誘電体層5とCuNO系黒化層3bとCu層2bが順次積層され、CuNO系黒化層3bとCu層2bがパターニングされている例である。図12に示す電気装置は、図9に示す電気装置と同様に、基材1の一方の主面上のCu層2aの上側にCuNO系黒化層3aと誘電体層4が形成されているため、基材1の一方の主面側(図12の誘電体層4側)から可視光線を入射したときのCu層2aの上側面における反射率を低くすることができる。また、この電気装置は、基材1の他方の主面上に誘電体層5とCuNO系黒化層3bが形成されているため、基材1の一方の主面側(図12の誘電体層4側)から可視光線を入射したときのCu層2bの上側面における反射率も低くすることができる。このような電気装置は基材の両方の主面上にCu層を配置し、かつ基材1の一方の主面側から可視光線を入射したときのCu層の反射率を低くしたい場合に適している。なお、誘電体層4の材料は、図11に示す電気装置の誘電体層4と同様に特に制限されないが、低い屈折率を有するSiO2、Al2O3を用いることが好ましい。これに対して、誘電体層5の材料は、図11に示す電気装置の誘電体層5と同様に、高い屈折率を有するTiO2、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、HfO2、La2O3、Cr2O3、CeO2、Y2O3、ZnO、ITO、SiO、Si3N4等を用いることができるが、中でもより高い屈折率を有する材料、例えば、TiO2を用いることが好ましい。 In the electric device shown in FIG. 12, the dielectric layer 5, the CuNO blackening layer 3b, and the Cu layer 2b are sequentially laminated on the other main surface of the substrate 1 of the electric device shown in FIG. In this example, the layer 3b and the Cu layer 2b are patterned. In the electric device shown in FIG. 12, a CuNO-based blackening layer 3a and a dielectric layer 4 are formed on the upper side of the Cu layer 2a on one main surface of the substrate 1 in the same manner as the electric device shown in FIG. Therefore, the reflectance on the upper side surface of the Cu layer 2a when visible light is incident from one main surface side (the dielectric layer 4 side in FIG. 12) of the substrate 1 can be lowered. In addition, since the dielectric layer 5 and the CuNO-based blackening layer 3b are formed on the other main surface of the base material 1, this electric device has one main surface side of the base material 1 (the dielectric body shown in FIG. 12). The reflectance on the upper surface of the Cu layer 2b when visible light is incident from the layer 4 side can also be lowered. Such an electric device is suitable for the case where Cu layers are arranged on both main surfaces of the base material and the reflectance of the Cu layer is desired to be lowered when visible light is incident from one main surface side of the base material 1. ing. The material of the dielectric layer 4 is not particularly limited, as is the case with the dielectric layer 4 of the electric device shown in FIG. 11, but it is preferable to use SiO 2 or Al 2 O 3 having a low refractive index. On the other hand, the material of the dielectric layer 5 is TiO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , HfO having a high refractive index, like the dielectric layer 5 of the electric device shown in FIG. 2 , La 2 O 3 , Cr 2 O 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , ZnO, ITO, SiO, Si 3 N 4, etc. can be used, among which a material having a higher refractive index, for example, TiO 2 is preferably used.
図13に示す電気装置は、図11に示した電気装置の基材1の一方の主面上に形成した構成を、基材1の他方の主面上にも同様に構成した例である。図13に示す電気装置は、基材1の一方の主面上に、誘電体層5aとCuNO系黒化層3bとCu層2aとCuNO系黒化層3aとが順次積層され、誘電体層5aと、パターニングされたCuNO系黒化層3bとCu層2aとCuNO系黒化層3aの積層膜上には誘電体層4aが形成されている。また、基材1の他方の主面上には、誘電体層5bとCuNO系黒化層3cとCu層2bとCuNO系黒化層3dとが順次積層され、誘電体層5bと、パターニングされたCuNO系黒化層3cとCu層2bとCuNO系黒化層3dの積層膜上には誘電体層4bが形成されている。このため、基材1の一方の主面側(図13の誘電体層4a側)から可視光線を入射したときに、Cu層2aの上側面とCu層2bの上側面における反射率を低くすることができる。また、基材1の他方の主面側(図13の誘電体層4b側)から可視光線を入射しても、Cu層2aの下側面とCu層2bの下側面における反射率を低くすることができる。このような電気装置は基材の両方の主面上にCu層を配置し、かつ基材の両方の主面側から可視光線を入射したときの反射率を低くしたい場合に適している。なお、誘電体層4a、4bの材料は、図11に示す電気装置の誘電体層4と同様に特に制限されないが、低い屈折率を有するSiO2、Al2O3を用いることが好ましい。これに対して、誘電体層5の材料は、図11に示す電気装置の誘電体層5と同様に、高い屈折率を有するTiO2、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、HfO2、La2O3、Cr2O3、CeO2、Y2O3、ZnO、ITO、SiO、Si3N4等を用いることができるが、中でもより高い屈折率を有する材料、例えば、TiO2を用いることが好ましい。 The electric device shown in FIG. 13 is an example in which the structure formed on one main surface of the base material 1 of the electric device shown in FIG. In the electric device shown in FIG. 13, a dielectric layer 5a, a CuNO-based blackened layer 3b, a Cu layer 2a, and a CuNO-based blackened layer 3a are sequentially stacked on one main surface of the substrate 1 to form a dielectric layer. A dielectric layer 4a is formed on the laminated film of 5a, the patterned CuNO blackening layer 3b, the Cu layer 2a, and the CuNO blackening layer 3a. Further, on the other main surface of the substrate 1, a dielectric layer 5b, a CuNO blackening layer 3c, a Cu layer 2b, and a CuNO blackening layer 3d are sequentially laminated, and patterned with the dielectric layer 5b. A dielectric layer 4b is formed on the laminated film of the CuNO blackening layer 3c, the Cu layer 2b, and the CuNO blackening layer 3d. For this reason, when visible light is incident from one main surface side of the substrate 1 (dielectric layer 4a side in FIG. 13), the reflectance on the upper side surface of the Cu layer 2a and the upper side surface of the Cu layer 2b is lowered. be able to. Further, even when visible light is incident from the other main surface side of the substrate 1 (dielectric layer 4b side in FIG. 13), the reflectance on the lower side surface of the Cu layer 2a and the lower side surface of the Cu layer 2b is reduced. Can do. Such an electric device is suitable for the case where Cu layers are arranged on both main surfaces of the base material and the reflectance when the visible light is incident from both main surface sides of the base material is desired to be lowered. The material of the dielectric layers 4a and 4b is not particularly limited as in the case of the dielectric layer 4 of the electric device shown in FIG. 11, but it is preferable to use SiO 2 or Al 2 O 3 having a low refractive index. On the other hand, the material of the dielectric layer 5 is TiO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , HfO having a high refractive index, like the dielectric layer 5 of the electric device shown in FIG. 2 , La 2 O 3 , Cr 2 O 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , ZnO, ITO, SiO, Si 3 N 4, etc. can be used, among which a material having a higher refractive index, for example, TiO 2 is preferably used.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前記・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and appropriate modifications are made within a range that can be adapted to the above-described purpose. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
[試験方法]
基材と積層膜を有する各種電気装置(試料)を作製し、(A)波長400nm〜700nmにおける消衰係数、(B)波長400nm〜700nmにおける反射率、(C)黒化層とCu層とのエッチングコントロール性を確認する試験を行った。
[Test method]
Various electric devices (samples) having a base material and a laminated film were prepared, (A) an extinction coefficient at a wavelength of 400 nm to 700 nm, (B) a reflectance at a wavelength of 400 nm to 700 nm, (C) a blackening layer and a Cu layer, A test for confirming the etching control property was conducted.
[試料作製]
厚さ50μm、広さ20mm×70mmのPET基材上に厚さ100nmのCu層をスパッタリングにより形成した後、黒化層(CuNO黒化層、CuO黒化層、CuN黒化層またはNiCu黒化層)を積層する。次に、室温の液体エッチャントを入れたビーカーに、試料を漬け込み、スパッタリングにより形成した黒化層をエッチングする。エッチングされたCu層および黒化層の上に、誘電体層(SiO2層、またはSiO2層及びTiO2層)を形成した。なお、試料によっては、黒化層および/または誘電体層の積層を行なわなかった。試料としては、試料1:SiO2/CuNO/Cu、試料2:CuNO/Cu、試料3:SiO2/CuO/Cu、試料4:Cu、試料5:CuO/Cu、試料6:CuN/Cu、試料7:SiO2/TiO2/Cu、試料8:SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/Cu、試料9:NiCu/Cuの9種類を用いた。なお、黒化層の形成時のスパッタリング条件は次の通りである。
投入電力:9kW(9.4W/cm2)
[Sample preparation]
After forming a 100 nm thick Cu layer on a PET substrate having a thickness of 50 μm and a width of 20 mm × 70 mm by sputtering, a blackened layer (CuNO blackened layer, CuO blackened layer, CuN blackened layer or NiCu blackened layer) Layer). Next, the sample is immersed in a beaker containing a liquid etchant at room temperature, and the blackened layer formed by sputtering is etched. A dielectric layer (SiO 2 layer, or SiO 2 layer and TiO 2 layer) was formed on the etched Cu layer and blackening layer. Depending on the sample, the blackening layer and / or the dielectric layer were not stacked. Samples include: Sample 1: SiO 2 / CuNO / Cu, Sample 2: CuNO / Cu, Sample 3: SiO 2 / CuO / Cu, Sample 4: Cu, Sample 5: CuO / Cu, Sample 6: CuN / Cu, Sample 7: SiO 2 / TiO 2 / Cu, Sample 8: SiO 2 / TiO 2 / SiO 2 / TiO 2 / SiO 2 / TiO 2 / SiO 2 / TiO 2 / Cu , Sample 9: 9 types of NiCu / Cu Using. The sputtering conditions for forming the blackened layer are as follows.
Input power: 9 kW (9.4 W / cm 2 )
(A)消衰係数測定試験
表1中、「消衰係数」は、黒化層の波長400nm〜700nmにおける消衰係数であるが、詳細には次のように特定した。消衰係数は、CuNO系黒化層の断面を観察することによって得られる膜厚d(nm)と、分光測定によって得られる片面反射率R0(%)、透過率T(%)から求める。消衰係数の算出は、以下に示す(A−1)〜(A−4)の手順で行う。本試験では、消衰係数kが波長400nm〜700nmにおいて1.0以上であるか確認した。
(A) Extinction coefficient measurement test In Table 1, "Extinction coefficient" is an extinction coefficient at a wavelength of 400 nm to 700 nm of the blackened layer, and was specified in detail as follows. The extinction coefficient is determined from the film thickness d (nm) obtained by observing the cross section of the CuNO blackening layer, the single-sided reflectance R 0 (%), and the transmittance T (%) obtained by spectroscopic measurement. The extinction coefficient is calculated according to the following procedures (A-1) to (A-4). In this test, it was confirmed whether the extinction coefficient k was 1.0 or more at wavelengths of 400 nm to 700 nm.
(A−1)測定用試料の作製
膜厚が200μmのポリオレフィンコポリマーフィルム基材上に、厚さ40nm〜100nmのCuNO系黒化層を成膜したものを消衰係数kの測定用試料(以下、単に「試料」と記載することもある)とする。
(A-1) Preparation of measurement sample A sample for measuring the extinction coefficient k (hereinafter referred to as a sample obtained by forming a CuNO-based blackened layer having a thickness of 40 nm to 100 nm on a polyolefin copolymer film substrate having a thickness of 200 μm) Or simply referred to as “sample”).
(A−2)CuNO系黒化層の膜厚の測定
集束イオンビーム加工観察装置(品番:FB2200;日立ハイテクノロジー社製)および超分解能電界放出形走査電子顕微鏡(品番:SU8010;日立ハイテクノロジー社製)を用いてCuNO系黒化層の断面観察を行うことにより、CuNO系黒化層の膜厚dを求める。
(A-2) Measurement of the film thickness of the CuNO-based blackening layer Focused ion beam processing observation apparatus (Part No .: FB2200; manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) and super-resolution field emission scanning electron microscope (Part No .: SU8010; Hitachi High-Technologies Corporation) The film thickness d of the CuNO blackening layer is obtained by observing the cross section of the CuNO blackening layer using
(A−3)試料の片面反射率および透過率の測定
分光光度計(品番:U−4100;日立ハイテクノロジー社製)を用いて、波長400nm〜700nmにおける試料の片面反射率R0(%)と透過率T(%)を測定する。図14および図15は、本発明に係る試料の片面反射率R0と透過率Tの測定方法を示す概念図である。図14に示すように、基材1とCuNO系黒化層2から構成される試料のCuNO系黒化層2側から入射光20(可視光線)を入射した場合、CuNO系黒化層2表面での反射光21と、基材1およびCuNO系黒化層2の界面での反射光22と、基材裏面での反射光23が発生する。出射光24は、入射光がCuNO系黒化層2を透過した後の出射光であり、出射光25は、入射光20がCuNO系黒化層2および基材1を透過した後の出射光である。
(A-3) Measurement of single-sided reflectance and transmittance of sample Using a spectrophotometer (product number: U-4100; manufactured by Hitachi High-Technology Corporation), single-sided reflectance R 0 (%) of a sample at a wavelength of 400 nm to 700 nm And the transmittance T (%). 14 and 15 are conceptual diagrams showing a method for measuring the single-sided reflectance R 0 and transmittance T of a sample according to the present invention. As shown in FIG. 14, when incident light 20 (visible light) is incident from the CuNO blackening layer 2 side of the sample composed of the substrate 1 and the CuNO blackening layer 2, the surface of the CuNO blackening layer 2 , Reflected light 22 at the interface between the base material 1 and the CuNO-based blackening layer 2, and reflected light 23 at the back surface of the base material are generated. The outgoing light 24 is the outgoing light after the incident light has passed through the CuNO-based blackening layer 2, and the outgoing light 25 is the outgoing light after the incident light 20 has passed through the CuNO-based blackening layer 2 and the substrate 1. It is.
試料の片面反射率R0は、反射光21の反射率と反射光22の反射率の和である。図15に示すように、片面反射率R0の測定においては、基材1の裏面にマット処理および墨塗りを行い、反射防止層26を形成することで基材裏面での反射光23を除去することができる。試料の透過率Tは、入射光20の強度に対する出射光25の強度の割合である。 The single-sided reflectance R 0 of the sample is the sum of the reflectance of the reflected light 21 and the reflectance of the reflected light 22. As shown in FIG. 15, in the measurement of the single-sided reflectance R 0 , the back surface of the base material 1 is matted and sanitized, and the antireflection layer 26 is formed to remove the reflected light 23 on the back surface of the base material. can do. The transmittance T of the sample is the ratio of the intensity of the outgoing light 25 to the intensity of the incident light 20.
(A−4)消衰係数の算出
消衰係数kは、以下の数式1および2から求められる。Tiは、CuNO系黒化層2の内部透過率であり、以下の数式2で表される。R0fはCuNO系黒化層2の片面反射率(%)であり、R0f=R0/2で表される。図14に示すように、CuNO系黒化層2の片面反射率R0fは、CuNO系黒化層2表面での反射光21の反射率である。TfはCuNO系黒化層2の透過率(%)であり、Tf=Tで表される。図15に示すように、CuNO系黒化層2の透過率Tfは、入射光20の強度に対する出射光24の強度の割合である。
(A-4) Calculation of extinction coefficient The extinction coefficient k is calculated | required from the following Numerical formulas 1 and 2. FIG. T i is an internal transmittance of CuNO system blackening layer 2 is expressed by the following Equation 2. R 0f is one surface reflectance of CuNO system blackening layer 2 (%), represented by R 0f = R 0/2. As shown in FIG. 14, the single-sided reflectance R 0f of the CuNO-based blackened layer 2 is the reflectance of the reflected light 21 on the surface of the CuNO-based blackened layer 2. T f is the transmittance (%) of the CuNO-based blackening layer 2 and is represented by T f = T. As shown in FIG. 15, the transmittance T f of the CuNO-based blackening layer 2 is the ratio of the intensity of the outgoing light 24 to the intensity of the incident light 20.
なお、基材上に電極や保護層が形成されている場合や、黒化層の組成が未知である場合には、上記(A−1)の「測定用試料の作製方法」において、黒化層の厚さと組成を以下の(A−5)の方法によって得られた厚さと組成比が同じ条件となるように作製する。この場合、手順(A−2)を省略する。 When an electrode or a protective layer is formed on the substrate, or when the composition of the blackening layer is unknown, blackening is performed in the “Method for preparing measurement sample” in (A-1) above. The thickness and composition of the layer are prepared so that the thickness and composition ratio obtained by the following method (A-5) are the same. In this case, the procedure (A-2) is omitted.
(A−5)未知試料の黒化層の膜厚測定とXPS分析
未知試料の断面観察を行うことにより、未知試料の黒化層の膜厚duを測定する。未知試料の膜厚duの測定には、集束イオンビーム加工観察装置(品番:FB2200;日立ハイテクノロジー社製)および超分解能電界放出形走査電子顕微鏡(品番:SU8010;日立ハイテクノロジー社製)を用いる。
By performing (A-5) film thickness measurement of the blackening layer of an unknown sample and XPS analysis section observation of an unknown sample, measuring the thickness d u blackening layer of an unknown sample. For the measurement of the film thickness d u of an unknown sample, the focused ion beam processing observation apparatus::; (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation SU8010 No.) (No. FB2200 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and super-resolution field emission scanning electron microscope Use.
未知試料の黒化層をX線光電子分光分析器(XPS)により成分分析することにより、未知試料の黒化層の組成比を求める。未知試料の黒化層の組成比は、任意の5点における組成比の平均値とする。XPS分析器の仕様は以下の通りである。 The component ratio of the blackened layer of the unknown sample is analyzed by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS) to obtain the composition ratio of the blackened layer of the unknown sample. The composition ratio of the blackened layer of the unknown sample is an average value of composition ratios at arbitrary five points. The specifications of the XPS analyzer are as follows.
[装置仕様]
製品名:アルバック・ファイ社製Quantum2000
X線源:mono−AlKa(hv:1486.6ev)
検出深さ:数〜数十nm
取込確度:約45°
分析領域:約200μmφスポット
[Device specifications]
Product name: Quantum 2000 manufactured by ULVAC-PHI
X-ray source: mono-AlKa (hv: 1486.6 ev)
Detection depth: several to several tens of nm
Uptake accuracy: approx. 45 °
Analysis area: about 200μmφ spot
[分析スパッタ条件]
イオン種:Ar+
加速電圧:1kV
走査範囲:2×2mm
スパッタ速度:1.5nm/min(SiO2換算値)
[Analysis sputtering conditions]
Ion species: Ar +
Acceleration voltage: 1 kV
Scanning range: 2x2mm
Sputtering speed: 1.5 nm / min (SiO 2 equivalent value)
(B)反射率測定試験
表1中、「反射率」は、各試料に黒化層側から垂直に可視光線を照射し、この可視光線の波長を400nm〜700nmまで走査したときに得られる反射率である。反射率の測定に用いた機器は、分光測色計(品番:CM−3500d;KONICA MINOLTA社製)である。本試験では、反射率が波長400nm〜700nmにおいて5%以下であるか確認した。
(B) Reflectivity measurement test In Table 1, “reflectance” is the reflection obtained when each sample is irradiated with visible light vertically from the blackened layer side and the wavelength of the visible light is scanned from 400 nm to 700 nm. Rate. The instrument used for the measurement of reflectance is a spectrocolorimeter (product number: CM-3500d; manufactured by KONICA MINOLTA). In this test, it was confirmed whether the reflectance was 5% or less at a wavelength of 400 nm to 700 nm.
(C)エッチングコントロール性測定試験
表1中、「エッチングコントロール性」は、各試料を黒化層側から光学顕微鏡またはSEMを用いて、CuNO系黒化層とCu層(或いはCu層のみ)のエッチング形状を観察することにより行った。本試験では、黒化層とCu層(或いはCu層のみ)の端部のエッチング形状が直線的であればエッチングコントロール性が良好であり、蛇行形状であればエッチングコントロールが困難と判定する。
(C) Etching controllability measurement test In Table 1, "Etching controllability" indicates that each sample is composed of a CuNO blackening layer and a Cu layer (or only a Cu layer) using an optical microscope or SEM from the blackening layer side. This was done by observing the etching shape. In this test, it is determined that the etching controllability is good if the etching shape of the end portions of the blackened layer and the Cu layer (or only the Cu layer) is linear, and the etching control is difficult if the meandering shape.
表1に、本試験の試験条件と結果として、試料番号;誘電体層、黒化層、Cu層の各材料;誘電帯層、黒化層、Cu層の膜厚(nm);黒化層形成時のN2ガス、O2ガスの導入量(%);消衰係数;反射率(%);エッチング形状を示した。図16〜図18は、実施例1〜比較例2の波長400nm〜700nmにおける消衰係数を示すグラフである。図19〜図27は、実施例1〜比較例8の波長400nm〜700nmにおける反射率を示すグラフである。 Table 1 shows the test conditions and results of this test. Sample number: Dielectric layer, blackened layer, Cu layer material; Dielectric band layer, blackened layer, Cu layer thickness (nm); Blackened layer The amount of N 2 gas and O 2 gas introduced during formation (%); extinction coefficient; reflectance (%); 16 to 18 are graphs showing extinction coefficients at wavelengths of 400 nm to 700 nm in Example 1 to Comparative Example 2. FIG. FIG. 19 to FIG. 27 are graphs showing the reflectances at wavelengths of 400 nm to 700 nm in Example 1 to Comparative Example 8.
(実施例1)
誘電体層がSiO2、黒化層がCuNO、誘電体層と黒化層の膜厚がそれぞれ66.8nm、40.1nmの試料1を作製した。図16に示すように、波長400nm〜700nmにおいて、試料1のCuNOの消衰係数kは1.17〜1.38であった。また、図19に示すように、波長400nm〜700nmにおける試料1の反射率は0.4%〜4.8%であった。SEM写真を観察した結果、黒化層の端部は直線的なエッチング形状であった。
Example 1
Sample 1 having a dielectric layer of SiO 2 , a blackened layer of CuNO, and a dielectric layer and a blackened layer of 66.8 nm and 40.1 nm, respectively, was prepared. As shown in FIG. 16, the extinction coefficient k of CuNO of Sample 1 was 1.17 to 1.38 at a wavelength of 400 nm to 700 nm. Further, as shown in FIG. 19, the reflectance of Sample 1 at a wavelength of 400 nm to 700 nm was 0.4% to 4.8%. As a result of observing the SEM photograph, the edge of the blackened layer was a linear etched shape.
(比較例1)
誘電体層を設けずに、膜厚が40nmで、CuNOの黒化層を有する試料2を作製した。図17に示すように、波長400nm〜700nmにおいて、試料2のCuNOの消衰係数kは1.26〜1.57であった。しかしながら、図20に示すように、波長400nm〜700nmにおいて試料2の反射率は15.0%〜28.7%であった。SEM写真を観察した結果、黒化層の端部は直線的なエッチング形状であった。
(Comparative Example 1)
A sample 2 having a thickness of 40 nm and having a blackened layer of CuNO was prepared without providing a dielectric layer. As shown in FIG. 17, the extinction coefficient k of CuNO of Sample 2 was 1.26 to 1.57 at wavelengths of 400 nm to 700 nm. However, as shown in FIG. 20, the reflectance of Sample 2 was 15.0% to 28.7% at wavelengths of 400 nm to 700 nm. As a result of observing the SEM photograph, the edge of the blackened layer was a linear etched shape.
(比較例2)
誘電体層がSiO2、黒化層がCuO、誘電体層と黒化層の膜厚がそれぞれ10nm、39.9nmの試料3を作製した。図18に示すように、波長400nm〜700nmにおいて、試料3のCuOの消衰係数kは0.31〜0.81であった。また、図21に示すように、波長400nm〜700nmにおいて試料3の反射率は8.0%〜16.1%であった。SEM写真を観察した結果、黒化層の端部に蛇行形状が見受けられた。
(Comparative Example 2)
Sample 3 having a dielectric layer of SiO 2 , a blackened layer of CuO, and a dielectric layer and a blackened layer of 10 nm and 39.9 nm, respectively, was prepared. As shown in FIG. 18, the extinction coefficient k of CuO of Sample 3 was 0.31 to 0.81 at wavelengths of 400 nm to 700 nm. Further, as shown in FIG. 21, the reflectance of the sample 3 was 8.0% to 16.1% at a wavelength of 400 nm to 700 nm. As a result of observing the SEM photograph, a meandering shape was observed at the end of the blackened layer.
(比較例3)
誘電体層と黒化層を設けない試料4を作製した。消衰係数kは黒化層に対する値であるため、計測しなかった。図22に示すように、波長400nm〜700nmにおいて、試料4の反射率は38.1%〜87.2%であった。SEM写真を観察した結果、Cu層の端部は直線的なエッチング形状であったが、このことは基材上にCu層のみが形成されていることに起因している。
(Comparative Example 3)
Sample 4 in which the dielectric layer and the blackening layer were not provided was prepared. Since the extinction coefficient k is a value for the blackened layer, it was not measured. As shown in FIG. 22, the reflectance of the sample 4 was 38.1% to 87.2% at a wavelength of 400 nm to 700 nm. As a result of observing the SEM photograph, the end portion of the Cu layer had a linear etching shape, which is due to the fact that only the Cu layer was formed on the substrate.
(比較例4)
誘電体層を設けずに、膜厚が30nmで、CuOの黒化層を有する試料5を作製した。図18に示すように、波長400nm〜700nmにおいて、試料5のCuOの消衰係数kは0.31〜0.81であった。しかしながら、図23に示すように、波長400nm〜700nmにおいて試料2の反射率は3.3%〜17.3%であった。SEM写真を観察した結果、黒化層の端部に蛇行形状が見受けられた。
(Comparative Example 4)
A sample 5 having a thickness of 30 nm and having a blackened layer of CuO was prepared without providing a dielectric layer. As shown in FIG. 18, the extinction coefficient k of CuO of Sample 5 was 0.31 to 0.81 at wavelengths of 400 nm to 700 nm. However, as shown in FIG. 23, the reflectance of Sample 2 was 3.3% to 17.3% at wavelengths of 400 nm to 700 nm. As a result of observing the SEM photograph, a meandering shape was observed at the end of the blackened layer.
(比較例5)
誘電体層を設けずに、膜厚が30nmで、CuNの黒化層を有する試料6を作製した。図24に示すように、波長400nm〜700nmにおいて試料2の反射率は9.0%〜18.3%であった。SEM写真を観察した結果、黒化層の端部に蛇行形状が見受けられた。
(Comparative Example 5)
A sample 6 having a thickness of 30 nm and having a blackened layer of CuN was prepared without providing a dielectric layer. As shown in FIG. 24, the reflectance of Sample 2 was 9.0% to 18.3% at a wavelength of 400 nm to 700 nm. As a result of observing the SEM photograph, a meandering shape was observed at the end of the blackened layer.
(比較例6)
黒化層を設けずに、170.5nmのSiO2と、29.5nmのTiO2の誘電体層を有する試料7を作製した。SiO2とTiO2の消衰係数kは0であった。図25に示すように、波長400nm〜700nmにおいて試料7の反射率は11.5%〜89.1%であった。SEM写真を観察した結果、Cu層の端部は直線的なエッチング形状であったが、これはCuのみをエッチングした後に誘電体層を成膜したからである。
(Comparative Example 6)
Sample 7 having a dielectric layer of 170.5 nm of SiO 2 and 29.5 nm of TiO 2 was prepared without providing a blackening layer. The extinction coefficient k of SiO 2 and TiO 2 was 0. As shown in FIG. 25, the reflectance of the sample 7 was 11.5% to 89.1% at a wavelength of 400 nm to 700 nm. As a result of observing the SEM photograph, the end portion of the Cu layer was in a linear etching shape because the dielectric layer was formed after etching only Cu.
(比較例7)
黒化層を設けずに、SiO2とTiO2を交互に各4層、合計8層積層した誘電体層を有する試料8を作製した。SiO2とTiO2の消衰係数kは0であった。図26に示すように、波長400nm〜700nmにおいて試料8の反射率は0.6%〜96.5%であった。SEM写真を観察した結果、Cu層の端部は直線的なエッチング形状であったが、これはCuのみをエッチングした後に誘電体層を成膜したからである。
(Comparative Example 7)
A sample 8 having a dielectric layer in which a total of 8 layers of SiO 2 and TiO 2 were alternately laminated, a total of 8 layers, was prepared without providing a blackened layer. The extinction coefficient k of SiO 2 and TiO 2 was 0. As shown in FIG. 26, the reflectance of Sample 8 was 0.6% to 96.5% at a wavelength of 400 nm to 700 nm. As a result of observing the SEM photograph, the end portion of the Cu layer was in a linear etching shape because the dielectric layer was formed after etching only Cu.
(比較例8)
誘電体層を設けずに、膜厚35nmのNiCuの黒化層を有する試料9を作製した。図27に示すように、波長400nm〜700nmにおいて、試料9の反射率は12.3%〜20.6%であった。SEM写真を観察した結果、黒化層の端部に蛇行形状が見受けられた。
(Comparative Example 8)
A sample 9 having a NiCu blackened layer with a thickness of 35 nm was prepared without providing a dielectric layer. As shown in FIG. 27, the reflectance of the sample 9 was 12.3% to 20.6% at a wavelength of 400 nm to 700 nm. As a result of observing the SEM photograph, a meandering shape was observed at the end of the blackened layer.
上記試験結果から、黒化層としてCu層とエッチングスピードが近いCuNO系黒化層を用いていれば、Cu層とCuNO系黒化層の各幅が近い直線的なエッチング形状となることがわかった。また、可視光線の波長域である400nm〜700nmで消衰係数が1.0以上のCuNO系黒化層と誘電体層の両方を積層することにより、当該波長域全体での反射率を5%以下にすることができると結論した。 From the above test results, it can be seen that if a CuNO blackening layer having a similar etching speed to that of the Cu layer is used as the blackening layer, the width of each of the Cu layer and the CuNO blackening layer becomes a linear etching shape. It was. Further, by laminating both a CuNO blackening layer and a dielectric layer having an extinction coefficient of 1.0 or more in the visible light wavelength range of 400 nm to 700 nm, the reflectance in the entire wavelength range is 5%. We concluded that we can:
1:基材
2、2a、2b:Cu層
3、3a、3b:CuNO系黒化層
4、4a、4b、4c、4d、5、5a、5b:誘電体層
10:レジスト層
50:スパッタリング装置
51:密閉筐体
52:基材巻き出しリール
53:基材巻き取りリール
54:隔壁
55:第1区画室
56:第2区画室
57:Cuターゲット材
58、59:導入口
60:ピンチロール
61:内ドラム
62:ピンチロール
63:導線
64:コントローラ
65:低真空吸引口
66:高真空吸引口
1: substrate 2, 2a, 2b: Cu layer 3, 3a, 3b: CuNO blackening layer 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 5, 5a, 5b: dielectric layer 10: resist layer 50: sputtering apparatus 51: Sealed housing 52: Substrate take-up reel 53: Substrate take-up reel 54: Partition 55: First compartment 56: Second compartment 57: Cu target material 58, 59: Inlet port 60: Pinch roll 61 : Inner drum 62: Pinch roll 63: Conductor 64: Controller 65: Low vacuum suction port 66: High vacuum suction port
Claims (9)
前記積層膜上の所定領域にレジスト層を形成する工程と、
前記積層膜をエッチング液に接触させることにより前記積層膜の前記レジスト層で覆われていない領域を除去する工程と、
前記基材およびパターニングされた前記積層膜上に誘電体層を形成する工程と、を有し、
前記CuNO系黒化層の波長400nm〜700nmにおける消衰係数が1.0以上1.8以下であることを特徴とする電気装置の製造方法。 Forming a laminated film in which a Cu layer and a CuNO-based blackening layer are sequentially laminated on at least one main surface of the substrate;
Forming a resist layer in a predetermined region on the laminated film;
Removing the region of the laminated film that is not covered with the resist layer by bringing the laminated film into contact with an etching solution;
Forming a dielectric layer on the substrate and the laminated film patterned, and
A method of manufacturing an electrical device, wherein the CuNO blackening layer has an extinction coefficient of 1.0 to 1.8 in a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
該基材の少なくとも一方の主面上にCu層とCuNO系黒化層とが順次積層され、かつパターニングされた積層膜と、
前記基材およびパターニングされた前記積層膜上に形成されている誘電体層と、を有し、
前記CuNO系黒化層の波長400nm〜700nmにおける消衰係数が1.0以上1.8以下であることを特徴とする電気装置。 A substrate;
A Cu layer and a CuNO blackening layer are sequentially laminated on at least one main surface of the substrate, and a patterned laminated film;
A dielectric layer formed on the substrate and the patterned laminated film,
An electrical device, wherein an extinction coefficient of the CuNO blackening layer at a wavelength of 400 nm to 700 nm is 1.0 or more and 1.8 or less.
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