WO2018186005A1 - エッチング液組成物及びエッチング方法 - Google Patents

エッチング液組成物及びエッチング方法 Download PDF

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WO2018186005A1
WO2018186005A1 PCT/JP2018/002524 JP2018002524W WO2018186005A1 WO 2018186005 A1 WO2018186005 A1 WO 2018186005A1 JP 2018002524 W JP2018002524 W JP 2018002524W WO 2018186005 A1 WO2018186005 A1 WO 2018186005A1
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etching
layer
nickel
component
mass
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PCT/JP2018/002524
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貴重 池田
良次 壁矢
三典 大庭
Original Assignee
株式会社Adeka
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/28—Acidic compositions for etching iron group metals

Definitions

  • the present invention relates to an etching solution composition and an etching method using the same. More specifically, the present invention relates to an etching solution composition used for etching an invar material such as Fe-Ni 36% or a nickel-containing layer such as stainless steel, and an etching method using the same.
  • Nickel-containing layers are used in precision electronic parts such as printed wiring boards, lead frames, TAB, and BGA, and high-definition display parts such as shadow masks.
  • a wet etching technique is known as a technique for finely processing the nickel-containing layer.
  • Patent Document 1 discloses an acid, ferric ion, halide ion, amphoteric surfactant, and specific metal ion as an etching solution for stainless steel that can improve adhesion to an adherend such as a resin.
  • An etchant containing is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses an etchant containing cupric chloride or ferric chloride, hydrochloric acid, a polyethylene glycol derivative, and lipophilic hydrocarbons such as wax and rust preventive oil as an etchant for Invar alloy. Is disclosed.
  • the etching rate is greatly different between the Fe-Ni 36% layer and the copper layer. For this reason, the difference between the etching width of the Fe—Ni 36% layer in the direction parallel to the substrate surface and the etching width of the copper layer increases, and a large step is formed between the Fe—Ni 36% layer and the copper layer. It was easy to occur. Similarly, in the case of a laminate of a stainless steel layer and a copper layer, the difference between the etching width of the stainless steel layer and the etching width of the copper layer increases due to the difference in the etching rate, and there is a large step between the two layers. It was easy to occur.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the problem is that the layer surface after etching can be smoothed and the laminate of the nickel-containing layer and the metal-based layer can be integrated. It is an object of the present invention to provide an etching solution composition for etching a nickel-containing layer, which is unlikely to cause a large level difference between both layers even when etched. Moreover, the place made into the subject of this invention is providing the etching method using the said etching liquid composition.
  • the present inventors have made at least one selected from the group consisting of a ferric ion component, hydrogen chloride, and 5-aminotetrazole, benzothiazole, and benzotriazole. It has been found that an etching solution composition which is an aqueous solution containing the above compound can solve the above problem, and has led to the present invention.
  • an etching solution composition for etching a nickel-containing layer, wherein (A) a ferric ion component is 0.1 to 20% by mass in terms of ferric ion concentration; An aqueous solution containing 0.01 to 20% by mass of hydrogen chloride; and (C) 0.01 to 5% by mass of at least one compound selected from the group consisting of 5-aminotetrazole, benzothiazole, and benzotriazole.
  • An etchant composition is provided.
  • an etching method (first etching method) having a step of etching a nickel-containing layer disposed on a substrate using the above-mentioned etching solution composition.
  • an etching method including a step of collectively etching a laminate including a nickel-containing layer and a metal-based layer disposed on a substrate using the above-described etching solution composition.
  • An etching method is provided.
  • the surface of the layer after etching can be smoothed, and even when the laminated body of the nickel-containing layer and the metal-based layer is etched all together, a large step is hardly generated between both layers.
  • An etchant composition for etching the layer can be provided.
  • the etching method using the said etching liquid composition can be provided.
  • nickel-containing layer in the present specification is not particularly limited as long as it is a layer containing nickel.
  • examples of the “nickel-containing layer” include nickel; nickel oxide; Fe—Ni 36%, Fe—Ni 32% —Co 5%, Fe—Ni 29% —Co 17%, Fe—Ni 42% —Cr—Ti, Ni—Mo 28% — Alloys called invar materials such as Fe2%; SUS304, SUS304L, SUS321, SUS347, SUS316, SUS317, SUS890, NSSC170, NSSC270, SUS316N, NSSC316, SUS309S, SUS310S, AISI314, NSSC731, SUS304S, SUS304-SUS304 304J3, SUSXM7, SUS305, SUS305J1, NSSC130M, NSSC131, SUS201, SUS302, SUS304N1,
  • “Etching” in this specification means a technique of plastic forming or surface processing using a corrosive action of chemicals or the like.
  • Specific examples of the use of the etching solution composition of the present invention include a removing agent, a surface smoothing agent, a surface roughening agent, a pattern forming agent, and a cleaning solution for a component adhering to a trace amount on a substrate. Since the etching solution composition of the present invention can be used to form a pattern having a desired shape such as a rectangle when used to form a pattern having a fine shape having a three-dimensional structure, it can be suitably used as a pattern forming agent. Can do.
  • the etching solution composition of the present invention when used as an etching agent for forming a through hole in a nickel-containing layer or a laminate of a nickel-containing layer and a metal-based layer, the surface of the layer after treatment can be smoothed.
  • it since it is possible to make it difficult for large steps to be formed between the two layers constituting the laminate, it can also be suitably used as a through hole forming agent.
  • Metal-based layer in the present specification is not particularly limited as long as it is a layer made of a metal other than nickel.
  • Metal-based layer is, for example, a metal layer such as copper, titanium, chromium, silver, molybdenum, aluminum, platinum, and palladium; from the group consisting of copper, titanium, chromium, silver, molybdenum, aluminum, platinum, and palladium. It is a general term for a layer composed of one or more selected from an alloy layer containing two or more selected metals (for example, Ag—Pd—Cu, etc.).
  • the “copper-based layer” in the present specification is not particularly limited as long as it is a layer containing copper.
  • “Copper-based layer” is a general term for a layer made of at least one selected from copper; copper and a copper alloy in which one or more metals such as zinc, lead, tin, and aluminum are combined.
  • Specific examples of the “copper-based layer” include a conductive layer containing 10% by mass or more of copper.
  • the etching solution composition of the present invention contains (A) a ferric ion component (hereinafter also referred to as “(A) component”).
  • This (A) component is a component which comprises the main ingredient of an etching liquid composition.
  • the ferric ion component is not particularly limited as long as it is a compound that can supply (generate) ferric ions into the etching solution composition.
  • ferric ion components include iron (III) chloride, iron (III) bromide, iron (III) iodide, iron (III) sulfate, iron (III) nitrate, and iron (III) acetate. be able to.
  • These ferric ion components may be anhydrides or hydrates. Moreover, these ferric ion components may use 2 or more types together.
  • iron (III) chloride is preferably used as the component (A).
  • the concentration of the component (A) in the etching solution composition is 0.1 to 20% by mass, preferably 1 to 15% by mass in terms of ferric ion concentration.
  • concentration of a component can be suitably adjusted with thickness and width
  • concentration of the component (A) is less than 0.1% by mass in terms of ferric ion concentration, the etching rate becomes too slow and productivity is lowered.
  • the concentration of the component (A) is more than 20% by mass in terms of ferric ion concentration, the etching rate becomes too fast and it becomes difficult to control the etching rate.
  • the etching solution composition of the present invention contains (B) hydrogen chloride (hereinafter also referred to as “component (B)”).
  • This (B) component is a component which comprises the main ingredient of an etching liquid composition.
  • the concentration of the component (B) in the etching solution composition is 0.01 to 20% by mass, preferably 0.1 to 15% by mass.
  • concentration of a component can be suitably adjusted with thickness and width
  • the etching solution composition of the present invention contains (C) at least one compound selected from the group consisting of 5-aminotetrazole, benzothiazole, and benzotriazole (hereinafter also referred to as “component (C)”). .
  • component (C) at least one compound selected from the group consisting of 5-aminotetrazole, benzothiazole, and benzotriazole.
  • the laminate of the nickel-containing layer and the metal-based layer is collectively etched to form a through hole.
  • the surface of the layer after the treatment can be smoothed, and a large level difference between the two layers can be suppressed.
  • At least one of benzothiazole and benzotriazole is used as the component (C).
  • a layered body of nickel-containing layer and metal-based layer is etched together to form a through hole. The level difference between the two layers can be further reduced as well as smoother.
  • the concentration of the component (C) in the etching solution composition is 0.01 to 5% by mass, preferably 0.1 to 2% by mass.
  • the concentration of the component (C) can be appropriately adjusted depending on the thickness and width of the nickel-containing layer that is the material to be etched.
  • concentration of the component (C) is less than 0.01% by mass, the blending effect of the component (C) is not exhibited.
  • concentration of the component (C) exceeds 5% by mass, the blending effect of the component (C) is not improved so much.
  • the etching solution composition of the present invention is an aqueous solution in which each component is dissolved in water.
  • the etching liquid composition of the present invention contains water as a solvent.
  • the amount of water in the etching solution composition may be the remainder depending on the concentrations of the component (A), the component (B), and the component (C). In addition, what is necessary is just to make it the remainder according to the density
  • the water content in the etching solution composition may be about 55 to 99% by mass.
  • a known additive is added as long as the effect of the present invention is not hindered.
  • a known additive is added as long as the effect of the present invention is not hindered.
  • additives include a stabilizer for an etching solution composition, a solubilizer for each component, an antifoaming agent, a pH adjusting agent, a specific gravity adjusting agent, a viscosity adjusting agent, a wettability improving agent, a chelating agent, an oxidizing agent, and a reducing agent.
  • surfactants are generally in the range of 0.001 to 10% by mass.
  • a polyether compound as the surfactant.
  • the polyether compound By blending the polyether compound as a surfactant in the etching solution composition, the effect of smoothing the layer surface after the etching treatment can be further improved.
  • the polyether compound it is preferable to use a polyether polyol compound containing a nitrogen atom in the main chain structure. By blending such a polyether polyol compound into the etching solution composition, the effect of smoothing the layer surface after the etching treatment can be particularly improved.
  • the molecular weight or number average molecular weight of the polyether polyol compound is preferably 100 to 5,000.
  • polyether polyol compounds containing a nitrogen atom in the main chain structure are as follows: ADEKA polyether BM-34, BM-42, BM-54, BM-402 (above, manufactured by ADEKA); SBU-Polyol 0476, 0870, H309, H463 (above, manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.);
  • a reducing agent As an additive, it is preferable to use a reducing agent as an additive.
  • the reducing agent include copper chloride, ferrous chloride, copper powder, silver powder and the like.
  • the concentration of these reducing agents is generally in the range of 0.01 to 10% by mass.
  • the specific gravity of the etching solution composition of the present invention is usually in the range of 1.05 to 1.30, preferably in the range of 1.1 to 1.2.
  • the “specific gravity” of the etching solution composition in the present specification means a specific gravity measured by a well-known general method for measuring specific gravity. Specifically, the ratio of the mass of the etching solution composition having the same volume of 50 ° C. to the mass of water at 4 ° C. at a pressure of 101325 Pa (the mass of the etching solution composition / the mass of water) is the specific gravity of the etching solution composition. It is.
  • Specific gravity measurement methods include, for example, a method using a hydrometer such as a buoyancy scale; a vibration density specific gravity measurement device using a natural vibration period measurement method (for example, the trade name “DA-650” (manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.)) Can be mentioned.
  • a hydrometer such as a buoyancy scale
  • a vibration density specific gravity measurement device using a natural vibration period measurement method for example, the trade name “DA-650” (manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.)
  • the first etching method of the present invention includes a step of etching a nickel-containing layer disposed on a substrate using the above-described etching solution composition.
  • the 2nd etching method of this invention has the process of etching collectively the laminated body containing the nickel containing layer and metal layer which were arrange
  • a laminate including a nickel-containing layer and a metal-based layer can be collectively etched.
  • the nickel-containing layer disposed on the substrate may be a single layer or a laminate of two or more layers. Further, the nickel-containing layer and the metal-based layer constituting the laminate disposed on the substrate may each be one layer or two or more layers.
  • the metal-type layer may be arrange
  • nickel-containing layers and metal-based layers may be alternately stacked.
  • a through-hole can be formed by etching collectively the laminated body containing a nickel containing layer and a metal type layer.
  • a preferable nickel-containing layer is the above-described invar material or stainless steel
  • a preferable metal-based layer is the above-described copper-based layer.
  • the method for etching the nickel-containing layer disposed on the substrate and the method for collectively etching the laminate including the nickel-containing layer and the metal-based layer disposed on the substrate are not particularly limited.
  • the method should be adopted.
  • an etching method such as a dip method, a spray method, or a spin method can be given.
  • the etching solution composition can be used by a general method such as a batch method, a flow method, an oxidation-reduction potential of an etchant, a specific gravity, or an auto-control method using an acid concentration.
  • an etching solution composition is appropriately used.
  • substrate can be etched by spraying on a base material on conditions.
  • a desired pattern can be formed by using a mask.
  • Etching conditions are not particularly limited, and may be arbitrarily set according to the shape and film thickness of the object to be etched.
  • the spraying conditions can be selected from the range of 0.01 to 1.0 MPa, preferably 0.1 to 0.5 MPa, and more preferably 0.15 to 0.4 MPa.
  • the through hole having a smoother wall surface can be formed by spraying the etching solution composition at a spray pressure in the range of 0.15 to 0.4 MPa. It is preferable because it is possible.
  • the etching temperature is preferably 10 to 80 ° C., more preferably 20 to 70 ° C.
  • the temperature of the etchant composition may increase due to reaction heat. For this reason, you may control temperature by a well-known means so that the temperature of an etching liquid composition may be maintained in said range as needed.
  • the etching time is not particularly limited as long as it is sufficient to complete the etching. For example, if the material to be etched has a film thickness of about 50 ⁇ m, it may be etched for about 30 to 300 seconds in the above temperature range.
  • the etching method of the present invention preferably further includes a step of adding a replenisher to the etchant composition in order to recover the performance of the etchant composition that has deteriorated due to repeated etching.
  • a replenisher for example, an aqueous solution of at least one of the component (A), the component (B), and the component (C); an aqueous solution of the component (C) can be used.
  • the concentration of each component in these aqueous solutions may be, for example, about 3 to 20 times the concentration of each component in the etching solution composition.
  • the etching solution composition of the present invention and the etching method using the etching solution composition are, for example, when processing electrodes and wiring of devices such as a liquid crystal display, a plasma display, a touch panel, an organic EL, a solar battery, and a lighting fixture. It can be preferably used.
  • Examples 1 to 5 Each component was mixed so that it might become the mixing
  • Example 6 to 10 A substrate in which a laminate in which a copper layer A (thickness 5 ⁇ m), a Fe—Ni 36% layer (thickness 40 ⁇ m), and a copper layer B (thickness 5 ⁇ m) are laminated in this order on a polyimide substrate Prepared.
  • a resist pattern having an opening diameter (diameter) of 40 to 70 ⁇ m was formed on the copper layer B of the base material using a negative dry film resist, and then cut into 40 mm ⁇ 40 mm to obtain a plurality of test pieces.
  • the composition of Example Composition No. 1 to 5 were sprayed by a spray method and etched to form through holes. The etching processing time was the time until a through hole could be formed for each etching solution composition.
  • Example 11 A base material was prepared in which a laminate in which a copper layer C (thickness 5 ⁇ m) and a SUS304 layer (thickness 40 ⁇ m) were laminated in this order on a polyimide substrate was prepared. A resist pattern having an opening diameter (diameter) of 40 to 70 ⁇ m was formed on the SUS304 layer of the base material using a negative dry film resist, and then cut into 40 mm ⁇ 40 mm to obtain a plurality of test pieces. With respect to the obtained test piece, the composition of Example Composition No. was used under the conditions of 50 ° C. and spray pressure 0.2 MPa. 3 was sprayed by a spray method and etched to form through holes. The etching processing time was the time until a through hole could be formed.
  • Comparative Example 15 A through hole was formed by the same method as in Example 11 except that Comparative Composition 1 was used as the etching solution composition.
  • Example 12 A base material was prepared in which a laminate in which a copper layer D (thickness 5 ⁇ m) and a SUS316 layer (thickness 40 ⁇ m) were laminated in this order on a polyimide substrate was prepared. A resist pattern having an opening diameter (diameter) of 40 to 70 ⁇ m was formed on the SUS316 layer of the base material using a negative dry film resist, and then cut into 40 mm ⁇ 40 mm to obtain a plurality of test pieces. With respect to the obtained test piece, the composition of Example Composition No. was used under the conditions of 50 ° C. and spray pressure 0.2 MPa. 3 was sprayed by a spray method and etched to form through holes. The etching processing time was the time until a through hole could be formed.
  • Comparative Example 16 Through holes were formed in the same manner as in Example 12 except that Comparative Composition 1 was used as the etching solution composition.
  • Level of steps (L 1 and L 2 ) Using a laser microscope, the step (L 1 ) between the copper layer A and the Fe—Ni 36% layer and the Fe—Ni 36% layer and the copper in the through holes formed in Examples 6 to 10 and Comparative Examples 8 to 14 The level difference (L 2 ) with the layer B was measured, and the level of the level difference was evaluated according to the evaluation criteria shown below. Further, by using a laser microscope, the through-hole formed in Example 11 and Comparative Example 15 measures the level difference (L 1) of the copper layer C and SUS304 layers, the degree of the step in accordance with the evaluation criteria shown below Evaluated.
  • the level difference (L 1 ) between the copper layer D and the SUS316 layer in the through hole formed in Example 12 and Comparative Example 16 was measured using a laser microscope, and the level of the level difference according to the evaluation criteria shown below. Evaluated. The results are shown in Table 3. ++: Less than 1 ⁇ m. -: 1-5 ⁇ m. -: It was larger than 5 ⁇ m.

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Abstract

エッチング後の層表面を平滑にできるとともに、ニッケル含有層と金属系層との積層体を一括してエッチングした場合であっても両層間に大きな段差が生じにくい、ニッケル含有層をエッチングするためのエッチング液組成物を提供する。ニッケル含有層をエッチングするためのエッチング液組成物である。（Ａ）第二鉄イオン成分を第二鉄イオン濃度換算で０．１～２０質量％；（Ｂ）塩化水素０．０１～２０質量％；及び（Ｃ）５－アミノテトラゾール、ベンゾチアゾール、及びベンゾトリアゾールからなる群より選択される少なくとも１種の化合物０．０１～５質量％；を含有する水溶液である。

Description

エッチング液組成物及びエッチング方法
　本発明は、エッチング液組成物、及びそれを用いたエッチング方法に関する。さらに詳しくは、Ｆｅ－Ｎｉ３６％等のインバー材やステンレス鋼などのニッケル含有層をエッチングするために用いるエッチング液組成物、及びそれを用いたエッチング方法に関する。
　ニッケル含有層は、プリント配線板、リードフレーム、ＴＡＢ、ＢＧＡ等の精密電子部品や、シャドウマスク等の高精細ディスプレイ用部品などに利用されている。そして、ニッケル含有層を微細に加工するための技術として、ウェットエッチング技術が知られている。
　例えば、特許文献１には、樹脂等の被着材との密着性を向上できるステンレス鋼用のエッチング液として、酸、第二鉄イオン、ハロゲン化物イオン、両性界面活性剤、及び特定金属イオンを含有するエッチング液が開示されている。
　また、特許文献２には、インバー合金用のエッチング液として、塩化第二銅又は塩化第二鉄、塩酸、ポリエチレングリコール誘導体、及びワックスや錆び止め油などの親油性炭化水素類を含有するエッチング液が開示されている。
特開２０１７－０１４６０７号公報 特開２００４－２３８６６６号公報
　しかしながら、特許文献１及び２で開示されたエッチング液を使用し、Ｆｅ－Ｎｉ３６％層やニッケルを含有するステンレス層にエッチングにより貫通孔を形成すると、貫通孔の壁面が平滑にならないという問題があった。また、上記のエッチング液を使用し、Ｆｅ－Ｎｉ３６％層と銅層との積層体や、ステンレス層と銅層との積層体にエッチングにより貫通孔を形成する場合も同様に、貫通孔の壁面が平滑にならないという問題があった。
　さらに、Ｆｅ－Ｎｉ３６％層と銅層とでは、エッチング速度が大きく相違する。このため、基板表面と平行な方向へのＦｅ－Ｎｉ３６％層のエッチング幅と、銅層のエッチング幅との差異が拡大してしまい、Ｆｅ－Ｎｉ３６％層と銅層との間に大きな段差が生じやすかった。また、ステンレス層と銅層との積層体の場合も同様に、エッチング速度の相違によって、ステンレス層のエッチング幅と、銅層のエッチング幅との差異が拡大し、両層の間に大きな段差が生じやすかった。
　したがって、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、エッチング後の層表面を平滑にできるとともに、ニッケル含有層と金属系層との積層体を一括してエッチングした場合であっても両層間に大きな段差が生じにくい、ニッケル含有層をエッチングするためのエッチング液組成物を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、上記エッチング液組成物を用いたエッチング方法を提供することにある。
　本発明者等は、上記問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、第二鉄イオン成分、塩化水素、並びに５－アミノテトラゾール、ベンゾチアゾール、及びベンゾトリアゾールからなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含有する水溶液であるエッチング液組成物が上記問題を解決し得ることを見出し、本発明に至った。
　すなわち、本発明によれば、ニッケル含有層をエッチングするためのエッチング液組成物であって、（Ａ）第二鉄イオン成分を第二鉄イオン濃度換算で０．１～２０質量％；（Ｂ）塩化水素０．０１～２０質量％；及び（Ｃ）５－アミノテトラゾール、ベンゾチアゾール、及びベンゾトリアゾールからなる群より選択される少なくとも１種の化合物０．０１～５質量％；を含有する水溶液であるエッチング液組成物が提供される。
　また、本発明によれば、上記のエッチング液組成物を用いて、基体上に配設されたニッケル含有層をエッチングする工程を有するエッチング方法（第１のエッチング方法）が提供される。
　さらに、本発明によれば、上記のエッチング液組成物を用いて、基体上に配設されたニッケル含有層と金属系層を含む積層体を一括でエッチングする工程を有するエッチング方法（第２のエッチング方法）が提供される。
　本発明によれば、エッチング後の層表面を平滑にできるとともに、ニッケル含有層と金属系層との積層体を一括してエッチングした場合であっても両層間に大きな段差が生じにくい、ニッケル含有層をエッチングするためのエッチング液組成物を提供することができる。また、本発明によれば、上記エッチング液組成物を用いたエッチング方法を提供することができる。
　以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。本明細書における「ニッケル含有層」は、ニッケルを含有する層であれば特に限定されない。「ニッケル含有層」としては、例えば、ニッケル；酸化ニッケル；Ｆｅ－Ｎｉ３６％、Ｆｅ－Ｎｉ３２％－Ｃｏ５％、Ｆｅ－Ｎｉ２９％－Ｃｏ１７％、Ｆｅ－Ｎｉ４２％－Ｃｒ－Ｔｉ、Ｎｉ－Ｍｏ２８％－Ｆｅ２％などのインバー材と呼ばれる合金；ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ８９０、ＮＳＳＣ１７０、ＮＳＳＣ２７０、ＳＵＳ３１６Ｎ、ＮＳＳＣ３１６、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＡＩＳＩ３１４、ＮＳＳＣ７３１、ＳＵＳ３０４－Ｍ、ＳＵＳ３０４－Ｓ、ＳＵＳ－３０４Ｊ３、ＳＵＳＸＭ７、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３０５Ｊ１、ＮＳＳＣ１３０Ｍ、ＮＳＳＣ１３１、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０４Ｎ１、ＳＵＳ３０４－Ｈ、ＳＵＳ６３１Ｊ１、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３１６Ｆ、ＳＵＳ３０３Ｃｕ、ＮＳＳＣ１４０、ＳＵＳ３０４－Ｐ、ＳＵＳ３０４Ｊ３－Ｐ、ＳＵＳ３１６－Ｐ、ＳＵＳ３１６Ｌ－Ｐ、ＳＵＳ３０４－ＨＰ、ＮＳＳＣ５５０、ＳＵＳ３２９Ｊ１、ＮＳＳＣＤＸ１、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１Ｊ１などのステンレス鋼；などを挙げることができる。本発明のエッチング液組成物の被エッチング体となるニッケル含有層としては、上記のインバー材やステンレス鋼が好ましい。
　本明細書における「エッチング」とは、化学薬品などの腐食作用を利用した塑形又は表面加工の技法を意味する。本発明のエッチング液組成物の具体的な用途としては、例えば、除去剤、表面平滑化剤、表面粗化剤、パターン形成用薬剤、基体に微量付着した成分の洗浄液などを挙げることができる。本発明のエッチング液組成物は、３次元構造を有する微細な形状のパターンの形成に用いると、矩形などの所望の形状のパターンを得ることができるため、パターン形成用薬剤としても好適に用いることができる。また、本発明のエッチング液組成物を、ニッケル含有層や、ニッケル含有層と金属系層との積層体などに貫通孔を形成するエッチング剤として用いると、処理後の層表面を平滑にできるとともに、積層体を構成する両層間に大きな段差を生じにくくすることができるため、貫通孔形成用薬剤としても好適に用いることができる。
　本明細書における「金属系層」は、ニッケル以外の金属からなる層であれば特に限定されない。「金属系層」は、例えば、銅、チタン、クロム、銀、モリブデン、アルミニウム、白金、及びパラジウム等の金属層；銅、チタン、クロム、銀、モリブデン、アルミニウム、白金、及びパラジウムからなる群から選択される２種類以上の金属を含有する合金層（例えば、Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ等）；から選ばれる１種以上からなる層の総称である。
　本明細書における「銅系層」は、銅を含有する層であれば特に限定されない。「銅系層」は、銅；銅と、亜鉛、鉛、錫、及びアルミニウムなどの１以上の金属とを組み合わせた銅合金；から選ばれる少なくとも１種からなる層の総称である。「銅系層」の具体例としては、銅を１０質量％以上含有する導電層を挙げることができる。
　本発明のエッチング液組成物は、（Ａ）第二鉄イオン成分（以下、「（Ａ）成分」とも記す）を含有する。この（Ａ）成分は、エッチング液組成物の主剤を構成する成分である。第二鉄イオン成分は、第二鉄イオンをエッチング液組成物中に供給（生成）しうる化合物であればよく、特に限定されない。第二鉄イオン成分としては、例えば、塩化鉄（III）、臭化鉄（III）、ヨウ化鉄（III）、硫酸鉄（III）、硝酸鉄（III）、酢酸鉄（III）などを挙げることができる。これらの第二鉄イオン成分は、無水物であってもよく、水和物であってもよい。また、これらの第二鉄イオン成分は、２種以上を併用してもよい。（Ａ）成分としては、塩化鉄（III）を用いることが好ましい。
　エッチング液組成物中の（Ａ）成分の濃度は、第二鉄イオン濃度換算で、０．１～２０質量％であり、好ましくは１～１５質量％である。（Ａ）成分の濃度は、被エッチング材であるニッケル含有層などの厚みや幅によって適宜調整することができる。（Ａ）成分の濃度が、第二鉄イオン濃度換算で０．１質量％未満であると、エッチング速度が遅くなりすぎてしまい、生産性が低下する。一方、（Ａ）成分の濃度が、第二鉄イオン濃度換算で２０質量％超であると、エッチング速度が速くなりすぎてしまい、エッチング速度を制御することが困難になる。
　本発明のエッチング液組成物は、（Ｂ）塩化水素（以下、「（Ｂ）成分」とも記す）を含有する。この（Ｂ）成分は、エッチング液組成物の主剤を構成する成分である。エッチング液組成物中の（Ｂ）成分の濃度は、０．０１～２０質量％であり、好ましくは０．１～１５質量％である。（Ｂ）成分の濃度は、被エッチング材であるニッケル含有層などの厚みや幅によって適宜調整することができる。（Ｂ）成分の濃度が０．０１質量％未満であると、エッチング速度が遅くなりすぎてしまう。一方、（Ｂ）成分の濃度を２０質量％超としても、エッチング速度はさほど向上せず、かえって装置部材の腐食等の不具合が生ずる可能性がある。
　本発明のエッチング液組成物は、（Ｃ）５－アミノテトラゾール、ベンゾチアゾール、及びベンゾトリアゾールからなる群より選択される少なくとも１種の化合物（以下、「（Ｃ）成分」とも記す）を含有する。この（Ｃ）成分を、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分と組み合わせて用いることで、エッチング後のニッケル含有層の表面を平滑にすることができるとともに、ニッケル含有層と金属系層との積層体を一括してエッチングした場合であっても両層間に大きな段差が生ずるのを抑制することができる。さらに、（Ｃ）成分を、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分と組み合わせて用いることで、ニッケル含有層と金属系層との積層体を一括してエッチングし、貫通孔を形成する場合に、処理後の層表面を平滑にできるとともに、両層間に大きな段差が生ずるのを抑制することができる。
　（Ｃ）成分として、ベンゾチアゾール及びベンゾトリアゾールの少なくともいずれかを用いることが好ましい。ベンゾチアゾール及びベンゾトリアゾールの少なくともいずれかを（Ｃ）成分として用いると、ニッケル含有層と金属系層との積層体を一括してエッチングし、貫通孔を形成する場合に、処理後の層表面をより平滑にできるとともに、両層間に生ずる段差をさらに小さくすることができる。
　エッチング液組成物中の（Ｃ）成分の濃度は、０．０１～５質量％であり、好ましくは０．１～２質量％である。（Ｃ）成分の濃度は、被エッチング材であるニッケル含有層などの厚みや幅によって適宜調整することができる。（Ｃ）成分の濃度が０．０１質量％未満であると、（Ｃ）成分の配合効果が発現しない。一方、（Ｃ）成分の濃度を５質量％超としても、（Ｃ）成分の配合効果はさほど向上しない。
　本発明のエッチング液組成物は、各成分が水に溶解した水溶液である。このため、本発明のエッチング液組成物は、水を溶媒として含有する。エッチング液組成物中の水の量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）成分の各濃度に応じて、その残部とすればよい。なお、後述する添加剤等をエッチング液組成物に含有させる場合は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び添加剤等の濃度に応じて、その残部とすればよい。エッチング液組成物中の水の含有量は、５５～９９質量％程度であればよい。
　本発明のエッチング液組成物には、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び水以外の成分として、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することができる。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、界面活性剤等を挙げることができる。これらの添加剤の濃度は、一般的に、それぞれ０．００１～１０質量％の範囲である。
　上記の添加剤のうち、界面活性剤としては、ポリエーテル化合物を用いることが好ましい。ポリエーテル化合物を界面活性剤としてエッチング液組成物に配合することで、エッチング処理後の層表面を平滑にする効果をさらに向上させることができる。ポリエーテル化合物としては、主鎖構造中に窒素原子を含むポリエーテルポリオール化合物を用いることが好ましい。このようなポリエーテルポリオール化合物をエッチング液組成物に配合することで、エッチング処理後の層表面を平滑にする効果を特に向上させることができる。上記のポリエーテルポリオール化合物の分子量又は数平均分子量は、１００～５，０００であることが好ましい。主鎖構造中に窒素原子を含むポリエーテルポリオール化合物の市販品としては、以下商品名で、アデカポリエーテルＢＭ－３４、ＢＭ－４２、ＢＭ－５４、ＢＭ－４０２（以上、ＡＤＥＫＡ社製）；ＳＢＵ－Ｐｏｌｙｏｌ　０４７６、０８７０、Ｈ３０９、Ｈ４６３（以上、住友バイエルウレタン社製）；などを挙げることができる。
　エッチング速度が速い場合、還元剤を添加剤として用いることが好ましい。還元剤の具体例としては、塩化銅、塩化第一鉄、銅粉、銀粉等を挙げることができる。これらの還元剤の濃度は、一般的に、０．０１～１０質量％の範囲である。
　本発明のエッチング液組成物の比重は、通常、１．０５～１．３０の範囲内であり、好ましくは１．１～１．２の範囲内である。本明細書おけるエッチング液組成物の「比重」とは、周知一般の比重の測定方法により測定される比重を意味する。具体的には、圧力１０１３２５Ｐａにおける４℃の水の質量に対する、同体積の５０℃のエッチング液組成物の質量の比（エッチング液組成物の質量／水の質量）が、エッチング液組成物の比重である。比重の測定方法としては、例えば、浮秤などの比重計を用いる方法；固有振動周期測定方式の振動式密度比重測定用装置（例え、商品名「ＤＡ－６５０」（京都電子社製）など）を用いる方法；を挙げることができる。
　本発明の第１のエッチング方法は、上述のエッチング液組成物を用いて、基体上に配設されたニッケル含有層をエッチングする工程を有する。また、本発明の第２のエッチング方法は、上述のエッチング液組成物を用いて、基体上に配設されたニッケル含有層と金属系層を含む積層体を一括でエッチングする工程を有する。
　本発明のエッチング液組成物を用いれば、ニッケル含有層と金属系層を含む積層体を一括してエッチングすることができる。基体上に配設されるニッケル含有層は、１層であってもよく、２層以上の積層体であってもよい。また、基体上に配設される積層体を構成するニッケル含有層及び金属系層は、それぞれ、１層であってもよく、２層以上であってもよい。基体上に配設される積層体は、金属系層がニッケル含有層の上層に配置されていても、下層に配置されていても、上層及び下層に配置されていてもよい。さらに、ニッケル含有層と金属系層が交互に積層されていてもよい。また、本発明のエッチング方法によれば、ニッケル含有層と金属系層を含む積層体を一括でエッチングすることで、貫通孔を形成することができる。このような貫通孔を形成する場合において、好ましいニッケル含有層は前述のインバー材やステンレス鋼であり、好ましい金属系層は前述の銅系層である。
　基体上に配設されたニッケル含有層をエッチングする方法や、基体上に配設されたニッケル含有層と金属系層を含む積層体を一括でエッチングする方法は特に限定されず、一般的なエッチング方法を採用すればよい。例えば、ディップ式、スプレー式、スピン式等によるエッチング方法を挙げることができる。さらに、バッチ式、フロー式、エッチャントの酸化還元電位、比重、又は酸濃度によるオートコントロール式等の一般的な方式でエッチング液組成物を用いることができる。
　例えば、スプレー式のエッチング方法によって、ポリイミド基板上に、銅層／Ｆｅ－Ｎｉ３６％層／銅層からなる積層体が配設された基材をエッチングする場合には、エッチング液組成物を適切な条件で基材に噴霧することで、ポリイミド基板上の積層体をエッチングすることができる。また、マスクを利用することで、所望とするパターンを形成することもできる。
　エッチング条件は特に限定されず、被エッチング体の形状や膜厚等に応じて任意に設定すればよい。例えば、噴霧条件は０．０１～１．０ＭＰａの範囲から選択することができ、好ましくは０．１～０．５ＭＰａの範囲、さらに好ましくは０．１５～０．４ＭＰａの範囲である。また、スプレー法によって貫通孔を形成する場合には、例えば、スプレー圧０．１５～０．４ＭＰａの範囲でエッチング液組成物を噴霧することで、壁面がより平滑な貫通孔を形成することができるために好ましい。
　エッチング温度は１０～８０℃とすることが好ましく、２０～７０℃とすることがさらに好ましい。エッチング液組成物の温度は反応熱により上昇することがある。このため、必要に応じて、エッチング液組成物の温度を上記の範囲内に維持するように公知の手段によって温度制御してもよい。また、エッチング時間は、エッチングが完了するのに十分な時間とすればよく、特に限定されない。例えば、膜厚５０μｍ程度の被エッチング材料であれば、上記の温度範囲で３０～３００秒程度エッチングすればよい。
　本発明のエッチング方法は、エッチングの繰り返しによって劣化したエッチング液組成物の性能を回復させるために、エッチング液組成物に補給液を加える工程をさらに有することが好ましい。例えば、上記のようなオートコントロール式のエッチング方法の場合、エッチング装置に補給液を予めセットしておけば、エッチング液組成物に補給液を添加することができる。補給液としては、例えば、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）成分の少なくともいずれかの水溶液；（Ｃ）成分の水溶液などを用いることができる。これらの水溶液（補給液）中の各成分の濃度は、例えば、エッチング液組成物中の各成分の濃度の３～２０倍程度とすればよい。また、補給液には、本発明のエッチング液組成物に必須成分として又は任意成分として含有される前述の各成分を必要に応じて添加してもよい。
　本発明のエッチング液組成物及びこのエッチング液組成物を用いたエッチング方法は、例えば、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、照明器具等の機器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。
　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限定されるものではない。
＜エッチング液組成物＞
（実施例１～５）
　表１に示す配合となるように各成分を混合して、実施例組成物Ｎｏ．１～５のエッチング液組成物（実施例１～５）を得た。なお、成分の合計が１００質量％となるように水を配合した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
（比較例１～７）
　表２に示す配合となるように各成分を混合して、比較組成物１～７のエッチング液組成物（比較例１～７）を得た。なお、成分の合計が１００質量％となるように水を配合した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
＜エッチング方法（１）＞
（実施例６～１０）
　ポリイミド基板上に、銅層Ａ（厚さ５μｍ）、Ｆｅ－Ｎｉ３６％層（厚さ４０μｍ）、及び銅層Ｂ（厚さ５μｍ）がこの順で積層された積層体が配設された基材を用意した。この基材の銅層Ｂ上に、ネガ型ドライフィルムレジストを用いて開口径（直径）４０～７０μｍのレジストパターンを形成した後、４０ｍｍ×４０ｍｍに切断して複数枚のテストピースを得た。得られたテストピースに対し、５０℃、スプレー圧０．２ＭＰａの条件で実施例組成物Ｎｏ．１～５をスプレー法により噴霧してエッチング処理し、貫通孔を形成した。エッチング処理時間は、エッチング液組成物毎に貫通孔が形成できるまでの時間とした。
（比較例８～１４）
　比較組成物１～７をエッチング液組成物として使用したこと以外は、前述の実施例６～１０と同様の方法により貫通孔を形成した。
＜エッチング方法（２）＞
（実施例１１）
　ポリイミド基板上に、銅層Ｃ（厚さ５μｍ）及びＳＵＳ３０４層（厚さ４０μｍ）がこの順で積層された積層体が配設された基材を用意した。この基材のＳＵＳ３０４層上に、ネガ型ドライフィルムレジストを用いて開口径（直径）４０～７０μｍのレジストパターンを形成した後、４０ｍｍ×４０ｍｍに切断して複数枚のテストピースを得た。得られたテストピースに対し、５０℃、スプレー圧０．２ＭＰａの条件で実施例組成物Ｎｏ．３をスプレー法により噴霧してエッチング処理し、貫通孔を形成した。エッチング処理時間は、貫通孔が形成できるまでの時間とした。
（比較例１５）
　比較組成物１をエッチング液組成物として使用したこと以外は、前述の実施例１１と同様の方法により貫通孔を形成した。
＜エッチング方法（３）＞
（実施例１２）
　ポリイミド基板上に、銅層Ｄ（厚さ５μｍ）及びＳＵＳ３１６層（厚さ４０μｍ）がこの順で積層された積層体が配設された基材を用意した。この基材のＳＵＳ３１６層上に、ネガ型ドライフィルムレジストを用いて開口径（直径）４０～７０μｍのレジストパターンを形成した後、４０ｍｍ×４０ｍｍに切断して複数枚のテストピースを得た。得られたテストピースに対し、５０℃、スプレー圧０．２ＭＰａの条件で実施例組成物Ｎｏ．３をスプレー法により噴霧してエッチング処理し、貫通孔を形成した。エッチング処理時間は、貫通孔が形成できるまでの時間とした。
（比較例１６）
　比較組成物１をエッチング液組成物として使用したこと以外は、前述の実施例１２と同様の方法により貫通孔を形成した。
＜評価＞
（平滑性）
　レーザー顕微鏡を使用して、実施例６～１２及び比較例８～１６で形成した貫通孔の壁面を観察し、以下に示す評価基準にしたがって平滑性を評価した。結果を表３に示す、
　＋＋：平滑であった。
　　＋：細かな凹凸が確認できた。
　　－：明らかに大きな凹凸が確認できた。
（段差の程度（Ｌ1及びＬ2））
　レーザー顕微鏡を使用して、実施例６～１０及び比較例８～１４で形成した貫通孔における、銅層ＡとＦｅ－Ｎｉ３６％層との段差（Ｌ1）、及びＦｅ－Ｎｉ３６％層と銅層Ｂとの段差（Ｌ2）を測定し、以下に示す評価基準にしたがって段差の程度を評価した。また、レーザー顕微鏡を使用して、実施例１１及び比較例１５で形成した貫通孔における、銅層ＣとＳＵＳ３０４層との段差（Ｌ1）を測定し、以下に示す評価基準にしたがって段差の程度を評価した。さらに、レーザー顕微鏡を使用して、実施例１２及び比較例１６で形成した貫通孔における、銅層ＤとＳＵＳ３１６層との段差（Ｌ1）を測定し、以下に示す評価基準にしたがって段差の程度を評価した。結果を表３に示す。
　＋＋：１μｍ未満であった。
　　－：１～５μｍであった。
　－－：５μｍより大きかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　表３に示す結果から、実施例６～１２で形成した貫通孔の壁面はいずれも平滑性に優れているとともに、段差（Ｌ1及びＬ2）が小さいことがわかる。一方、比較例８～１６で形成した貫通孔の壁面はいずれも平滑性に劣っているとともに、段差（Ｌ1及びＬ2）が大きいことがわかる。以上より、本実施形態のエッチング液組成物を用いれば、ニッケル含有層と銅系層を一括してエッチング処理することで、壁面が平滑であるとともに、ニッケル含有層と銅系層に大きな段差を有しない貫通孔を形成可能であることがわかった。

Claims (5)

  1. 　ニッケル含有層をエッチングするためのエッチング液組成物であって、
    （Ａ）第二鉄イオン成分を第二鉄イオン濃度換算で０．１～２０質量％；
    （Ｂ）塩化水素０．０１～２０質量％；及び
    （Ｃ）５－アミノテトラゾール、ベンゾチアゾール、及びベンゾトリアゾールからなる群より選択される少なくとも１種の化合物０．０１～５質量％；
    を含有する水溶液であるエッチング液組成物。
  2. 　主鎖構造中に窒素原子を含むポリエーテルポリオール化合物をさらに含有する請求項１に記載のエッチング液組成物。
  3. 　ニッケル含有層と金属系層を含む積層体を一括でエッチングするために用いる請求項１又は２に記載のエッチング液組成物。
  4. 　請求項１又は２に記載のエッチング液組成物を用いて、基体上に配設されたニッケル含有層をエッチングする工程を有するエッチング方法。
  5. 　請求項３に記載のエッチング液組成物を用いて、基体上に配設されたニッケル含有層と金属系層を含む積層体を一括でエッチングする工程を有するエッチング方法。
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