TWI550061B - 蝕刻液組成物及蝕刻方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於蝕刻液組成物及使用該蝕刻液組成物之蝕刻方法，更詳言之，係關於用於總括蝕刻由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜用之蝕刻液組成物及使用該蝕刻液組成物之蝕刻方法。
與透明導電膜等所使用之氧化銦系被膜之濕式蝕刻有關之技術已知有多種，但就便宜且蝕刻速度良好而言，大多使用含鹽酸之水溶液作為蝕刻液組成物。
例如，專利文獻1中揭示使用含有氯化鐵與鹽酸之銦-錫氧化物(以下有時簡稱為ITO)用蝕刻液組成物。
另外，作為未使用鹽酸之蝕刻液，例如於專利文獻2中揭示含有銅離子、有機酸、鹵素離子、唑、聚烷二醇之水溶液作為銅或銅合金之蝕刻劑。此處，聚烷二醇係為了抑制電解銅鍍敷層之溶解，且促進底層導電層的無電解銅鍍敷層之蝕刻而使用。
專利文獻1：特開2009-231427號公報
專利文獻2：特開2006-111953號公報
然而，例如為了藉由總括蝕刻由ITO膜與銅膜所成之層合膜而形成由ITO膜與銅膜所成之直線性良好的細線而使用上述揭示之蝕刻液時，會有無法控制蝕刻速度而無法獲得期望寬度之細線之情況，或有細線蜿蜒之情況之問題點。且，最大問題點為ITO膜與銅膜之蝕刻速度差異大，故於與基板表面平行方向之ITO膜經蝕刻寬度，與同方向之銅膜經蝕刻寬度之差異大，故存在形成細線之ITO膜與銅膜之間產生大的段差之問題點。
因此，本發明係為解決上述問題而完成者，其目的係提供一種在使由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜進行總括蝕刻時，在氧化銦系被膜與金屬系被膜之間不會出現大的段差，由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之細線之變細幅度少，且，可直線性良好地蝕刻之蝕刻液組成物及使用該蝕刻液組成物之蝕刻方法。
本發明人等為解決上述問題而重複積極檢討
之結果，發現含有由鐵離子成分；氯化氫成分；及以下述通式(1)表示之化合物及碳數1~4之直鏈或分支狀之醇所組成之群組選出之至少一種以上之化合物成分之蝕刻液組成物可解決上述問題，因而完成本發明：
(式中，R1、R3各獨立表示氫或碳數1~4之直鏈或分支狀烷基，R2表示碳數1~4之直鏈或分支狀之伸烷基，n表示1~3之數)。
亦即，本發明提供一種蝕刻液組成物，其係用以使由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜總括蝕刻之蝕刻液組成物，其特徵為由包含下列成分之水溶液所組成，(A)鐵離子成分(以下，有時簡稱為A成分)；(B)氯化氫成分(以下，有時簡稱為B成分)；(C)由以上述通式(1)表示之化合物及碳數1~4之直鏈或分支狀醇所組成群組選出之至少一種以上之化合物成分(以下，有時簡稱為C成分)。
且，本發明提供一種蝕刻方法，其特徵為使用如上述之蝕刻液組成物使由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜總括蝕刻。
依據本發明之蝕刻液組成物，於使由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜總括蝕刻時，可發揮不會在氧化銦系被膜與金屬系被膜之間出現大的段差，由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之細線之變細幅度少，且可直線性良好地蝕刻之效果。
因此，本發明之蝕刻液組成物尤其可應用於藉由總括蝕刻ITO被膜與金屬系被膜而形成細線用之蝕刻方法。
圖1為顯示評價試驗中之L1、L2之關係的模式圖。
以下，針對本發明之實施形態具體加以說明。
首先，本說明書中所記載之所謂「氧化銦系被膜」只要是含有氧化銦之膜即可，並無特別限制，為例如由氧化銦、銦-錫氧化物及銦-鋅氧化物所選出之一種以上所成之被膜之總稱者。
又，本說明書中所記載之所謂「金屬系被膜」只要是由金屬所成之被膜即無特別限制，例如，含有由銅、鎳、鈦、鉻、銀、鉬、鋁、鉑及鈀等所組成群組選出之金屬被膜，或由銅、鎳、鈦、鉻、銀、鉬、鋁、鉑及鈀所組成群組選出之兩種以上之金屬之合金被膜，例如由選自CuNi
、CuNiTi、NiCr、Ag-Pd-Cu等合金被膜之一種以上所成之被膜之總稱者。
本發明之蝕刻液組成物中所用之(A)鐵離子成分為構成本發明之蝕刻液組成物之主劑的成分。作為鐵離子成分使用之化合物並無特別限制，只要是可供給鐵離子之化合物即可，列舉為例如氯化鐵(III)、溴化鐵(III)、碘化鐵(III)、硫酸鐵(III)、硝酸鐵(III)、乙酸鐵(III)等，可為無水物液亦可經水合。前述可供給鐵離子之化合物亦可併用兩種以上。
本發明之蝕刻液組成物中之較佳(A)鐵離子濃度只要依據成為所需之被蝕刻材的由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜之厚度或寬度適當調節即可，而為0.1~15質量%，較好為1~10質量%。(A)鐵離子濃度少於0.1質量%時，有無法獲得充分之蝕刻速度之情況故不佳。另一方面，(A)鐵離子濃度多於15質量%時，使用以上述通式(1)表示之化合物作為(C)成分時，會有該化合物不溶化之情況故不佳。
本發明之蝕刻液組成物中所用之(B)氯化氫成分為構成本發明之蝕刻液組成物之主劑的成分。
本發明之蝕刻液組成物中之較佳(B)氯化氫成分之濃度只要依據成為所需之被蝕刻材的由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜之厚度或寬度適當調節即可，而為0.1~25質量%，較好為1~20質量%。(B)氯化氫成分之濃度小於0.1質量%時，有無法獲得充分之蝕刻速度之情況
故不佳。另一方面，(B)氯化氫成分之濃度多於25質量%時，有無法實現蝕刻速度之提升，且發生裝置構件之腐蝕等缺陷之情況故不佳。
本發明之蝕刻液組成物中所用之(C)由以上述通式(1)表示之化合物及碳數1~4之直鏈或分支狀之醇所組成群組選出之至少一種以上之化合物藉由與(A)鐵離子成分及(B)氯化氫成分組合使用，於以本發明之蝕刻液組成物，總括蝕刻由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜時，可獲得減少細線之變細寬度之效果，提高直線性之效果，抑制大段差發生之效果。
使用於本發明之蝕刻液組成物中時之上述通式(1)中，以R1及R3表示之氫或碳數1~4之直鏈或分支狀烷基列舉為例如氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、異丁基等，以R2表示之碳數1~4之直鏈或分支狀烷基列舉為例如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸異丙基、伸丁基、伸第二丁基、伸第三丁基、伸異丁基等。該等中，R1及R3較好為氫、甲基、乙基、丙基、丁基等，R2較好為伸乙基、伸丙基等。
以上述通式(1)表示之化合物之具體例列舉為例如乙二醇單甲基醚、二乙二醇單甲基醚、三乙二醇單甲基醚、乙二醇單異丙基醚、二乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單丁基醚、三乙二醇單丁基醚、乙二醇單異丁基醚、二乙二醇單異丁基醚、丙二醇單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、三丙二醇單甲基醚、丙二醇單丙基醚
、二丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、二丙二醇單丁基醚、三丙二醇單丁基醚、乙二醇二甲基醚、二乙二醇二甲基醚、三乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丁基醚、二丙二醇二甲基醚等二醇醚類，又，碳數1~4之直鏈或分支狀醇之具體例列舉為例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、2-丁醇、異丁醇、第三丁醇等醇類。
另外，使用以下述通式(2)表示之化合物或碳數3~4之分支醇作為以上述通式(1)表示之化合物時，氧化銦系被膜與金屬系被膜之間產生之段差小，細線之變細幅度小，可獲得直線性良好之細線故較佳。又，使用二丙二醇單甲基醚或異丙醇時，由於如上述所示之效過特別高，故最好。又，本發明之蝕刻液組成物使用於利用樹脂光阻劑之蝕刻步驟中時，若使用異丙醇，則不會對樹脂光阻造成影響故最佳。
又，以前述通式(1)表示之化合物及碳數1~4之直鏈或分支狀醇亦可併用兩種以上。
[式中，R1、R3及n係與上述通式(1)之R1、R3及n同義]。
本發明之蝕刻液組成物中之較佳(C)成分之濃度只要依據成為所需之被蝕刻材的氧化銦係被膜與金屬系被膜之層合膜之厚度或寬度適當調節即可，而為0.01~10質量%，較好為0.1~5質量%。(C)成分之濃度少於0.01質量%時，無法展現其調配效果故不佳，且，超過10質量%時亦未見到其調配效果之進一步提高。
又，本發明之蝕刻液組成物除上述(A)成分、(B)成分及(C)成分以外，在不妨礙本發明效果之範圍內，亦可調配習知之添加劑。該添加劑列舉為蝕刻液組成物之安定化劑、各成分之可溶化劑、消泡劑、pH調整劑、比重調整劑、黏度調整劑、潤濕性改善劑、螯合劑、氧化劑、還原劑、界面活性劑等，使用該等添加劑時之濃度一般分別為0.001質量%~10質量%之範圍。
又，本發明之蝕刻液組成物之蝕刻速度過快時，較好使用還原劑作為添加劑，具體而言列舉為氯化銅、氯化亞鐵、銅粉、銀粉等。又，添加還原劑時，其濃度較好為0.01~10質量%之範圍內。
本發明之蝕刻液組成物係在總括蝕刻由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜時使用。該氧化銦系被膜可為一層，亦可為兩層以上之層合膜。且，該金屬系被膜可為一層，亦可為兩層以上之層合膜。該由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜可為金屬系被膜為氧化銦系被膜之上層，亦可為下層，亦可為上層及下層。又，該由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜中，亦可為氧
化銦系被膜與金屬系被膜交互層合者。
如上述之具有由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜之機器列舉為例如液晶顯示器、電漿顯示器、觸控面板、有機EL、太陽能電池、照明設備等，該等機器之電極或配線加工時，可使用本發明之蝕刻液組成物。
使用本發明之蝕刻液組成物總括蝕刻氧化銦系被膜與金屬系被膜之層合膜之蝕刻方法並無特別限制，只要使用習知一般之蝕刻方法即可。例如，藉由浸漬式、噴霧式、旋轉式之蝕刻方法。該等中，例如藉由浸漬式之蝕刻方法，對在PET基板上成膜CuNi/Cu/ITO層之基材進行蝕刻時，係將該基材浸漬於本發明之蝕刻液組成物中，以適當蝕刻條件浸漬後上提，可總括蝕刻PET基板上之CuNi/Cu/ITO層。
蝕刻條件並無特別限制，可依據蝕刻對象的形狀或膜厚任意設定。例如，蝕刻溫度較好為10℃~60℃，最好為30℃~50℃。由於蝕刻液組成物之溫度有因反應熱而上升之情況，故亦利用習知手段進行溫度控制以維持在所需之上述溫度範圍內。且，蝕刻時間只要可使蝕刻對象完全蝕刻之充分所需時間則無特別限制。例如，若為如電子電路基板中之配線製造般之膜厚500~2000埃左右之蝕刻對象，若於上述溫度範圍則進行0.2~5分鐘左右蝕刻即可。
以下，以實施例及比較例詳細說明本發明，但應理解並不因此限制本發明。
使用表1所示之化合物作為成分(C)，以表2所示之配方調配蝕刻液組成物，獲得本發明品1~19。又，含量之剩餘部分為水。
以表3所示之配方調配蝕刻液組成物獲得比較品1~5。又，含量之剩餘部分為水。
將於CuNi/Cu/ITO/PET上使用正型液狀光阻，形成寬度75μm、開口部25μm之光阻圖型之基板切成長20mm×寬20mm，作成試驗片。對該試驗片使用實施例1中調製之本發明品1~19之蝕刻液組成物，在40℃、攪拌下以浸漬式進行蝕刻處理1分鐘。
將於CuNi/Cu/ITO/PET上使用正型液狀光阻，形成寬度75μm、開口部25μm之光阻圖型之基板切成長20mm×寬20mm，作成試驗片。對該試驗片使用比較例1中調製之比較品1~5之蝕刻液組成物，在40℃、攪拌下以浸漬式進行蝕刻處理1分鐘。
針對實施例2及比較例2中獲得之細線，以雷射顯微鏡確認細線之直線性、細線之寬(L1)、及ITO與Cu之段差大小(L2)。細線之直線性係以確認細線之側面有無蜿蜒進行評價。具體而言，以目視見到細線蜿蜒者記為×，未見到蜿蜒者記為○。ITO與Cu之段差之大小(L2)係計算所得配線之單側之ITO膜與Cu膜之線寬差的絕對值者。結果示於表4。
由表4之結果可知，比較品1、2、3、5中，獲得直線性差之細線，相對於此，本發明品1~19均可獲得直線性良好之細線。且，可知本發明品1~19可獲得比比較品1~5粗之配線而不產生大的段差。
由此可知，本發明之蝕刻液組成物係藉由使用於在總括蝕刻處理氧化銦系被膜與金屬系被膜時，細線之變細較少，且於氧化銦系被膜與金屬系被膜不會產生大的段差，可獲得直線性良好之細線的蝕刻液組成物。
Claims (8)
- 一種蝕刻液組成物，其為用以使由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜總括蝕刻之蝕刻液組成物，其特徵為由水溶液所組成，而該水溶液含有：(A)鐵離子成分0.1~15質量%；(B)氯化氫成分0.1~25質量%；(C)由以下述通式(1)表示之化合物及碳數1~4之直鏈或分支狀醇所組成群組選出之至少一種以上之化合物成分0.01~10質量%；
- 如請求項1之蝕刻液組成物，其中以通式(1)表示之化合物為由以下述通式(2)表示之化合物或碳數3~4之分支狀醇所組成群組選出之至少一種以上之化合物成分：
- 如請求項1或2之蝕刻液組成物，其中前述(C)成分至少含有二丙二醇單甲基醚或異丙醇。
- 如請求項1或2之蝕刻液組成物，其進而含有由安定化劑、(A)、(B)或(C)成分的可溶化劑、消泡劑、pH調整劑、比重調整劑、黏度調整劑、潤濕性改善劑、螯合劑、氧化劑、還原劑及界面活性劑所組成群組選出之一種或兩種以上之添加劑。
- 如請求項4之蝕刻液組成物，其中添加劑為還原劑。
- 一種蝕刻方法，其特徵為在使由氧化銦系被膜與金屬系被膜所成之層合膜總括蝕刻之蝕刻方法中，使用如請求項1至5中任一項之蝕刻液組成物作為蝕刻液組成物。
- 如請求項6之蝕刻方法，其中氧化銦系被膜為由氧化銦被膜、銦-錫氧化物被膜及銦-鋅氧化物被膜所組成群組選出之一層以上之膜。
- 如請求項6或7中任一項之蝕刻方法，其中金屬系被膜為由銅、鎳、鈦、鉻、銀、鉬、鋁、鉑及鈀所組成群組選出之金屬被膜及/或由含有由銅、鎳、鈦、鉻、銀、鉬、鋁、鉑及鈀所組成群組選出之兩種以上之金屬的合金被膜所成之一層以上之膜。
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