專利名稱：蝕刻液組合物及蝕刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對FPD (平板顯示器)的顯示裝置或太陽能電池、觸控面板傳感器中的電極等中使用的透明導(dǎo)電膜與在布線等中使用的銅和/或銅合金膜同時進行蝕刻處理的蝕刻液組合物，及使用該蝕刻液組合物的蝕刻方法。
背景技術(shù)：
透明導(dǎo)電膜是在IXD (液晶顯示器)、ELD (電致發(fā)光顯示器)等平板顯示器、太陽能電池或觸控面板等中使用的具有透光性的導(dǎo)電材料。這些透明導(dǎo)電膜，例舉以氧化銦錫、氧化銦、氧化錫或氧化鋅等材料構(gòu)成，其中主要廣泛使用氧化銦錫(以下也稱為ΙΤ0)。為了將透明導(dǎo)電膜用作Fro顯示電極或太陽能電池、觸控面板等的電極，需要將該透明導(dǎo)電膜以適合各自電子器件的膜質(zhì)成膜，并加工成規(guī)定的圖形形狀。例如，在觸控面板中，從膜的可靠性、電特性等觀點考慮，ITO膜優(yōu)選結(jié)晶化了的膜。作為圖形加工方法，可以進行基于光刻的蝕刻，例如，可以通過濺射法等將ITO膜在玻璃基板或塑料基板等上成膜，通過將抗蝕劑等作為掩膜，對ITO膜進行蝕刻，從而獲得形成了目標圖形的ITO膜。另外，當(dāng)將透明導(dǎo)電膜用作上述電極的情況下，可以根據(jù)需要在透明導(dǎo)電膜上層積金屬膜作為低電阻布線材料，所述金屬膜由銀、銅、鋁或它們的合金等金屬材料構(gòu)成。這樣的低電阻布線材料，一般用于實現(xiàn)電器中的透明導(dǎo)電膜與其他部件之間的良好的電接觸。從近年來的電子設(shè)備的小型化、顯示裝置的高精細化等觀點考慮，現(xiàn)在設(shè)置了上述低電阻布線材料的透明導(dǎo)電膜被多數(shù)電子設(shè)備所采用。在上述中，由于銅和/或銅合金電阻低且較便宜，因此尤其被廣泛使用。并且，在ITO膜上形成的銅和/或銅合金膜，與ITO膜的圖形形成相同，也可以通過光刻形成目標圖形。并且，隨著近年來電子設(shè)備的小型化、高精細化，需求一種能夠用于制備具有高密度布線且電極或布線尺寸精度高的電子部件的方法，即需求一種能夠?qū)ν该鲗?dǎo)電膜與銅和/或銅合金膜高精度且高效地形成精細圖形的方法。在觸控面板中，如上所述，作為低電阻布線材料的銅和/或銅合金膜設(shè)置在作為電極材料的ITO膜上的電極被廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)有工序中，銅和/或銅合金膜與結(jié)晶質(zhì)ITO膜分別在各自的工序中通過與各膜質(zhì)相適應(yīng)的蝕刻液蝕刻加工而成，制備上述電極時需要較多的工序。例如，在現(xiàn)有工序中，如圖1所示，在層積體I上層積感光層2及聚對苯二甲酸乙二醇酯層3 (S-1)，然后進行曝光(S-2)、顯影(S-3)及沖洗-干燥(S-4)，形成抗蝕21，所述層積體I是在聚對苯二甲酸乙二醇酯基材11上依次層積ITO膜12、銅膜13而形成的。然后，對銅膜13進行蝕刻(S-5)、沖洗-干燥(S-6)，形成銅布線131，進一步，對ITO膜12進行蝕刻(S-7)、沖洗-干燥(S-8)，形成透明電極121。進一步，進行抗蝕21的剝離(S-9)及與此相伴的沖洗-干燥(S-10)，得到目標電極層積體4。目前，作為ITO膜的蝕刻液，使用由草酸水溶液、鹽酸及高濃度的氯化鐵形成的混合溶液，或由鹽酸及硝酸形成的混合溶液 (王水類)等。但是，這些蝕刻液存在下述缺陷，如作為用于制備觸控面板用電極部件的蝕刻液，在實用上不夠充分。專利文獻I中，提出了基于草酸水溶液的蝕刻方法。草酸水溶液，側(cè)蝕量少，且便宜、化學(xué)穩(wěn)定性也優(yōu)異。但是，由于耐藥品性強的結(jié)晶質(zhì)ITO膜或銅和/或銅合金膜不溶解于草酸水溶液，因此草酸水溶液實質(zhì)上不能對這樣的膜使用。因此，草酸水溶液，僅限于在非晶質(zhì)ITO膜中使用。在專利文獻2飛中，提出了一種以結(jié)晶質(zhì)ITO膜單層蝕刻為目的的蝕刻方法，其使用含有鹽酸及高濃度氯化鐵的混合溶液。另外，在專利文獻3中，也公開了可以將上述混合溶液在銅或銅合金等的蝕刻中使用。但是，在專利文獻2飛中，未有任何關(guān)于對層積了銅或銅合金膜以及ITO膜的層積膜進行同時蝕刻的討論。鹽酸與硝酸的混合溶液(王水類)，可以分別對銅和/或銅合金膜與結(jié)晶質(zhì)ITO膜進行蝕刻。但是，未針對使用這樣的混合液同時蝕刻銅和/或銅合金膜與ITO膜進行討論。并且，認為使用上述混合溶液的同時蝕刻，對抗蝕的損害大，銅和/或銅合金膜的蝕刻速度慢，因此難以同時蝕刻銅和/或銅合金膜與ITO膜。此外，上述混合溶液化學(xué)穩(wěn)定性欠缺，隨時間變化激烈，因此，存在著難以交付使用(de I ivery )的困難。在專利文獻6中，公開了基于弱酸的同時蝕刻銅膜與ITO膜的技術(shù)。這樣的同時蝕刻，例如，如圖2所示，作為基本的工序，其具有與圖1所示S-fS-4、S-9、S-10相同的工序S-Γ S-4’、S-7’ S_8’，但是在S_5’及S_6’中，能夠同時對銅膜13及ITO膜12形成圖形。因此，當(dāng)采用同時蝕刻技術(shù)的情況下，可以省略圖1所示的S-7及S-8工序，能夠?qū)ば蜻M行大幅度改善。但是，在同一文獻中指出，作為ITO膜也是以非晶質(zhì)為對象的，不能適用于使用結(jié)晶化ITO膜的器件。

如上，目前均未對同時蝕刻透明導(dǎo)電膜與銅或銅合金膜進行充分的研究。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平5-62966號公報專利文獻2 :日本特開2009-231427號公報專利文獻3 日本特開2009-235438號公報專利文獻4 :日本特開平7-130701號公報專利文獻5 :日本特開昭61-199080號公報專利文獻6 日本特開2006-148040號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠同時蝕刻銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜的蝕刻液組合物，以及使用該蝕刻液組合物的蝕刻方法。解決技術(shù)問題的手段本發(fā)明人，在為解決上述問題的研究中，面臨下述等問題，在同時蝕刻中，由于對銅和/或銅合金膜以及透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度通常有大幅差異，因此例如在透明導(dǎo)電膜的蝕刻期間，對銅和/或銅合金膜的側(cè)蝕量增大，難以控制銅和/或銅合金膜的線寬度。為了解決該問題，反復(fù)進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)含有鹽酸及少量氯化鐵或氯化銅的蝕刻液組合物，能夠?qū)﹄姌O布線材料等所用的銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜以良好形狀且高精度地進行同時蝕刻，進而繼續(xù)研究，結(jié)果進而完成了本發(fā)明。SP，本發(fā)明涉及下述內(nèi)容。[I] 一種用于對銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜同時進行蝕刻處理的蝕刻液組合物，其包括鹽酸、氯化鐵或氯化銅，以及水，鹽酸的濃度為15. (Γ36. O重量％，氯化鐵或氯化銅的濃度為O. 05^2. 00重量％。[2]根據(jù)[I]所述的蝕刻液組合物，其還含有磷酸。[3]根據(jù)[I]或[2]所述的蝕刻液組合物，透明導(dǎo)電膜的構(gòu)成為含有結(jié)晶質(zhì)的材料。[4]根據(jù)[3]所述的蝕刻液組合物，結(jié)晶質(zhì)的材料為結(jié)晶質(zhì)氧化銦錫。[5]蝕刻方法，其使用[1Γ[4]中任意一項所述的蝕刻液組合物，對含有銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜的基板進行同時蝕刻處理。[6]根據(jù)[5]所述的蝕刻方法，所述基板為用于觸控面板傳感器的結(jié)構(gòu)部件。發(fā)明效果 通過本發(fā)明，可以提供一種可對銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜進行同時蝕刻的蝕刻液組合物，以及使用該蝕刻液組合物的蝕刻方法。具體地，使用現(xiàn)有的蝕刻液組合物，例如將專利文獻2飛中記載的含有鹽酸及高濃度的氯化鐵的混合溶液用于同時蝕刻的情況下，一般地，對銅和/或銅合金膜的蝕刻速度快，另一方面，相對于透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度緩慢，因此，如圖3所示，在透明導(dǎo)電膜5的蝕刻期間，對銅和/或銅合金膜6的側(cè)蝕量增大，難以控制銅和/或銅合金膜6的線寬度。結(jié)果，現(xiàn)有的蝕刻液組合物，難以對銅和/或銅合金膜與結(jié)晶質(zhì)ITO膜同時蝕刻。與此相對，使用本發(fā)明的蝕刻液組合物進行同時蝕刻的情況下，由于對銅和/或銅合金膜的蝕刻速度與對透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度之間的差比較小，因此能夠適當(dāng)?shù)乜刂沏~和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度，如圖4所示，可同等程度地進行對透明導(dǎo)電膜5的蝕刻及對銅和/或銅合金膜6的蝕刻。結(jié)果，可抑制對銅和/或銅合金膜6的側(cè)蝕，容易控制銅和/或銅合金膜6的線寬度，能夠得到良好的圖形。即，使用本發(fā)明的蝕刻液組合物進行同時蝕刻的情況下，相對于透明導(dǎo)電膜與銅和/或銅合金膜，能夠同時地且高精度地形成高精細的布線圖形。尤其本發(fā)明的蝕刻液組合物進一步含有磷酸，能夠進一步縮小對銅和/或銅合金膜的蝕刻速度與對透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度之間的差，上述效果更顯著。


圖1表示對銅膜及ITO膜的各膜單獨進行蝕刻的圖形形成方法的概要圖。圖2表示對銅膜及ITO膜的各膜同時進行蝕刻的圖形形成方法的概要圖。圖3是表示使用現(xiàn)有的通常蝕刻液同時蝕刻形成的銅膜及ITO膜的圖形的典型實例的截面圖。
圖4是表示使用本發(fā)明的蝕刻液組合物同時蝕刻形成的銅膜及ITO膜的圖形的典型實例的截面圖。附圖標記說明1:層積體；11 :聚對苯二甲酸乙二醇酯基材；12 :ΙΤ0膜；121 :透明電極；13 :銅膜；131 :銅布線；2 :感光層；21 :抗蝕；3 :聚對苯二甲酸乙二醇酯層；4 :電極層積體；5 :透明導(dǎo)電膜；6:銅和/或銅合金膜。
具體實施例方式以下，根據(jù)本發(fā)明適宜的實施方式，對本發(fā)明進行詳細說明。本發(fā)明的蝕刻液組合物是用于對銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜同時進行蝕刻處理的蝕刻液組合物。本發(fā)明的蝕刻液組合物含有鹽酸、氯化鐵或氯化銅，以及水。本發(fā)明的蝕刻液組合物中的鹽酸濃度為15. (Γ36. O重量％。這樣可提高透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度。 蝕刻液組合物中的鹽酸濃度小于15. O重量％的情況下，透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度慢，不實用。另外，鹽酸的36. O重量％是在工業(yè)上通常的市售濃度，大于該濃度的鹽酸不容易買到，不經(jīng)濟。蝕刻液組合物中的鹽酸濃度優(yōu)選20. O重量9Γ35. O重量％，這樣，可以進一步提高透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度，能夠得到比上述更顯著的效果。另外，蝕刻液組合物中氯化鐵或氯化銅的濃度為O. 05重量°/Γ2. 00重量％。通過這樣的濃度范圍，能夠使銅和/或銅合金膜的蝕刻速度更適宜，并且，與不含氯化鐵或氯化銅的情況相比，能提高透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度。氯化鐵或氯化銅的濃度小于O. 05重量％的情況下，銅和/或銅合金膜的蝕刻速度慢不實用。氯化鐵或氯化銅的濃度超過上述范圍值的情況下，具體如超過2. 00重量％的情況下，銅和/或銅合金膜的蝕刻速度過快，導(dǎo)致產(chǎn)生側(cè)蝕量增大的問題。上述氯化鐵或氯化銅的濃度優(yōu)選O. 10重量9Γ1.50重量％，更加優(yōu)選O. 10重量9Γ0. 90重量％，尤其優(yōu)選O. 10重量9Γ0. 50重量％，這樣能夠控制使銅和/或銅合金膜的蝕刻速度最合適，能夠得到比上述更顯著的效果。另外，蝕刻液組合物優(yōu)選含有磷酸。蝕刻液組合物通過含有磷酸，能夠控制銅和/或銅合金膜的蝕刻速度，并且能夠提高透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度。對蝕刻液組合物中磷酸濃度無特殊限定，但優(yōu)選濃度為5. O重量9Γ50. O重量％，尤
其優(yōu)選10. O重量9Γ40. O重量％。磷酸的濃度小于5. O重量％的情況下，會有作為添加劑的效果不夠充分，不實用的情況。另外，磷酸的濃度大于50. O重量％的情況下，有時得不到與其相符的效果，另外也不經(jīng)濟。另外，本發(fā)明的蝕刻液組合物中含有水，水在蝕刻液組合物中用作溶劑。蝕刻液組合物中水的含量優(yōu)選10. (Γ80. O重量％，更加優(yōu)選20. (Γ70. O重量％。另外，構(gòu)成蝕刻液組合物的溶劑，也可以含有其他成分,但優(yōu)選以水為主要成分。這種情況下，構(gòu)成蝕刻液組合物的溶劑中的水的含量為80重量％以上，更加優(yōu)選90重量％以上。另外，可對應(yīng)透明導(dǎo)電膜或銅和/或銅合金膜的膜厚或膜質(zhì)，適當(dāng)調(diào)整本發(fā)明的蝕刻液組合物的組成，取得銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜之間蝕刻速度的均衡。這種情況下，通過增加鹽酸的濃度，能夠增加透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度，另一方面，通過增加氯化鐵或氯化銅的濃度，從而能夠增加銅和/或銅合金膜的蝕刻速度。另外，如上所述，本發(fā)明的蝕刻液組合物，用于對銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜同時進行蝕刻處理。S卩，本發(fā)明的蝕刻液組合物，可以用于對含有至少一層銅和/或銅合金膜、至少一層透明導(dǎo)電膜的層積體同時進行蝕刻。優(yōu)選至少一層的銅和/或銅合金膜與至少一層的透明導(dǎo)電膜相接合。銅合金膜是含有銅及任意金屬的金屬膜，以銅為主要成分。例如，CuMn膜、CuNi膜、CuMgAl膜、CuMgAlO膜、CuCaO膜等。銅合金膜，典型的是含銅90重量％以上，優(yōu)選含銅95重量％以上。另外，透明導(dǎo)電膜可以例舉如由氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦、氧化錫或氧化鋅等材料構(gòu)成，這些中可以一種或兩種以上組合使用。上述中，從高透明、低吸收、高電導(dǎo)率、耐環(huán)境性能等方面考慮，透明導(dǎo)電膜優(yōu)選以含有ITO的材料構(gòu)成、更加優(yōu)選由ITO構(gòu)成。另外，透明導(dǎo)電膜也可以由非晶質(zhì)材料構(gòu)成，但是當(dāng)由結(jié)晶質(zhì)的材料構(gòu)成的情況下，更能顯著發(fā)揮本發(fā)明的效果。即，結(jié)晶質(zhì)的透明導(dǎo)電膜通常蝕刻速度低，因此在同時進行蝕刻的情況下，銅和/或銅合金膜的側(cè)蝕量有增大的傾向。但是，由于本發(fā)明的蝕刻液組合物能夠適當(dāng)控制銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜的蝕刻速度，因此能夠抑制該問題。透明導(dǎo)電膜優(yōu)選以含有`結(jié)晶質(zhì)ITO的材料構(gòu)成，更加優(yōu)選由ITO構(gòu)成。另外，也可以在基材上形成銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜。作為這種基材的構(gòu)成材料，可以例舉如玻璃、石英、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜等。尤其在需求可撓性、透明性、強韌性、耐藥品性、電絕緣性等特性的觸控面板中，優(yōu)選以聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜等有機聚合物薄膜用作基材，本發(fā)明的蝕刻液組合物適合于對在這種有機聚合物薄膜基材上形成的銅和/或銅合金膜及透明導(dǎo)電膜同時進行蝕刻處理。另外，本發(fā)明的一個實施方式，涉及使用上述蝕刻液組合物，對含有銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜的基板同時進行蝕刻處理的蝕刻方法。作為上述基板，只要是含有銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜的基板，無特殊限定，例如，在上述基板上，層積至少一層透明導(dǎo)電膜、至少一層銅和/或銅合金膜。優(yōu)選在基板上，依次層積透明導(dǎo)電膜、銅和/或銅合金膜。另外，蝕刻是通過例如公知的方法，使上述蝕刻液組合物與上述基板上的透明導(dǎo)電膜以及銅和/或銅合金膜相接觸而進行的。另外，對蝕刻中的蝕刻液組合物的溫度無特殊限定，但優(yōu)選40°C以下，更加優(yōu)選2(T40°C的范圍，更加優(yōu)選25 35°C的范圍。溫度如果達到40°C以上，由于蝕刻液成分的揮發(fā)，存在液體使用壽命下降的情況。溫度在20°C以下的情況下，存在難以得到實用的蝕刻速度的情況。被蝕刻處理的基板無特殊限定，但例如為用于FPD顯示電極或太陽能電池、觸控面板尤其是觸控面板傳感器等的構(gòu)成部件。被蝕刻處理的基板中的以透明電極及銅和/或銅合金膜構(gòu)成的布線，可以更精確的控制他們的圖形，尤其是線寬度，因此能夠適宜用作這種電子設(shè)備的構(gòu)成部件。尤其作為觸控面板傳感器的構(gòu)成部件，由于需要具有線寬度細、精細圖形的電極部件，因此上述蝕刻處理的基板優(yōu)選用作觸控面板傳感器的構(gòu)成部件。以上，根據(jù)適宜的實施方式對本發(fā)明進行了詳細說明，但本發(fā)明并不限定于此，各結(jié)構(gòu)可以與任何能夠得到相同功能的結(jié)構(gòu)進行置換，或者，也可以添加任意的結(jié)構(gòu)。實施例以下，提供實施例及比較例對本發(fā)明的內(nèi)容進行更詳細的說明，但是，本發(fā)明并不限定于這些實施例。在以下的方法中，使用用于與本發(fā)明的蝕刻液組合物相比較的蝕刻液組合物進行試驗。準備下述基板在PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)基板上，形成200 A膜厚的結(jié)晶質(zhì)ITO膜，并且，在其上層形成2000A膜厚的銅膜。保持各蝕刻液在25°c下進行蝕刻試驗。蝕刻速度，即最適合的蝕刻時間的計算方法如下，對于銅膜，通過目測測量銅膜完全消失的時間而獲得，對于結(jié)晶質(zhì)ITO膜，測量從銅膜消失后至結(jié)晶質(zhì)ITO膜消失為止的時間。關(guān)于至結(jié)晶質(zhì)ITO膜消失為止的時間，為將蝕刻后的基板水洗干燥之后，用檢驗器測得表面電阻達到無限大的時間。表I中，表示各實施例及比較例中所用的蝕刻液組成，以及銅膜及結(jié)晶質(zhì)ITO膜的最適合蝕刻時間的測量結(jié)果。另外，除構(gòu)成蝕刻液的表中記載以外的成分為水。另外，表中，位于最適合蝕刻時間評價中數(shù)值右側(cè)的向上的箭頭，表示實際測量、計算得出的數(shù)值比該數(shù)值大；位于數(shù)值右側(cè)的向下的箭頭，表示實際測量、計算得出的數(shù)值比該數(shù)值小。

表I
權(quán)利要求
1.一種用于對銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜同時進行蝕刻處理的蝕刻液組合物，其特征在于，其包括 鹽酸、氯化鐵或氯化銅，以及水； 鹽酸的濃度為15. (Γ36. O重量％， 氯化鐵或氯化銅的濃度為O. 05^2. 00重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻液組合物，其特征在于，其還含有磷酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻液組合物，其特征在于，所述透明導(dǎo)電膜的構(gòu)成為其含有結(jié)晶質(zhì)的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蝕刻液組合物，其特征在于，所述結(jié)晶質(zhì)的材料為結(jié)晶質(zhì)氧化銦錫。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蝕刻液組合物，其特征在于，所述透明導(dǎo)電膜的構(gòu)成為其含有結(jié)晶質(zhì)的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蝕刻液組合物，其特征在于，所述結(jié)晶質(zhì)的材料為結(jié)晶質(zhì)氧化銦錫。
7.一種蝕刻方法，其使用權(quán)利要求1飛中任意一項中所述的蝕刻液組合物，對含有銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜的基板同時進行蝕刻處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蝕刻方法，其特征在于，所述基板用于觸控面板傳感器的構(gòu)成部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在FPD(平板顯示器)的顯示裝置、太陽能電池或觸控面板的電極等中使用的透明導(dǎo)電膜的蝕刻液組合物，并提供可對銅和/或銅合金膜與氧化銦錫等透明導(dǎo)電膜同時進行蝕刻處理的蝕刻液組合物。本發(fā)明的用于對銅和/或銅合金膜與透明導(dǎo)電膜同時進行蝕刻處理的蝕刻液組合物，其包括鹽酸、氯化鐵或氯化銅，以及水，鹽酸的濃度為15.0~36.0重量%，氯化鐵或氯化銅的濃度為0.05~2.00重量%。
文檔編號C23F1/16GK103046050SQ20121039395
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者山口隆雄, 石川典夫 申請人:關(guān)東化學(xué)株式會社