JP4897148B2 - 透明導電膜のエッチング液 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などに使用されるインジウム酸化物を含む透明導電性膜のエッチング液に関する。
【従来の技術】
【０００２】
ＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）膜をはじめとする透明導電膜は、帯電防止膜、熱反射膜、光電変換素子や各種フラットパネルディスプレイの透明電極などの電子デバイス分野に広く用いられている。最近では、ノートＰＣや小型ＴＶ、携帯用情報端末などの普及とともに、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）での需要が増加している。
【０００３】
ＩＴＯ等の透明導電膜は、フラットパネルディスプレイの分野においては、画素の表示電極として使用され、フォトリソグラフィーのエッチングにより作成される。このような透明導電膜は、金属層に対して酸化作用を有し、ハロゲンイオンを含有する酸性水溶液からなるエッチング液を用いることにより、微細な電極パターンを精度良く形成できる。
【０００４】
特開平５−６２９６６号公報では、蓚酸の飽和水溶液を用いる方法が提案されている。この方法では、結晶系透明電極でのエッチング速度が小さいために、非結晶系の透明電極膜に限定される。
【０００５】
特開平１０−９１０８４号公報では、塩酸などのハロゲンイオンと酸化剤を含む酸性液によるエッチング処理したのち、ハロゲンアルカリ金属塩の液でスラッジを除去する処理方法が提案されている。この方法では、エッチング速度が小さいエッチングを行う第１段の処理とエッチング速度に関係しないハロゲンアルカリ金属塩液を用いた第２段の処理であるために、エッチング速度が小さい。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術における上記の課題を解決し、結晶系透明電極膜の大きいエッチング速度を１段処理で得られるエッチング液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、ガラス基板、或いは、プラスチック基板上のインジウム酸化物を含む透明導電膜のパターニングにおいて鋭意研究を重ねた結果、ハロゲン酸及びハロゲン金属塩、さらには酸化剤を含有するエッチング液による１段階処理で大きなエッチング速度が得られ、且つ、装置材料の腐食の防止ができることを見出し本発明に到達した。すなわち、本発明は、ハロゲン酸およびハロゲン金属塩を含有する水溶液である透明導電膜のエッチング液、さらには酸化剤を含有する水溶液である透明導電膜のエッチング液に関するものである。
【発明の実施の形態】
【０００８】
本発明の対象となる透明導電膜は、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法などの方法でガラス基板、或いは、プラスチック基板上に１００〜５０００Åの厚みで成膜されたものが例示される。また、光透過率７０％以上、比抵抗が１Ωｃｍ以下の場合のものも例示される。薄膜には、酸化錫や酸化亜鉛など他の酸化物が添加される事もある。本発明のエッチング液は、特に、結晶タイプの透明電極に好都合である。
【０００９】
本発明に使用されるハロゲン酸は、フッ酸、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素が挙げられる。ハロゲン金属塩は、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属のフッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物であるハロゲン塩、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属のハロゲン塩、およびアルミニウムのハロゲン塩が挙げられる。特に、アルカリ土類金属は、ハロゲン酸に対する溶解度が大きいために、高濃度にできることによりエッチング速度を向上でき好ましい。これらのハロゲン金属塩は、２種以上用いることができる。このハロゲン酸およびハロゲン金属塩は、水またはアルコール類などの有機溶媒で希釈する。
【００１０】
酸化剤は、エッチング速度を上昇させると共に、ハロゲン酸、ハロゲン金属塩による装置材料の腐食を大幅に低減させる為に使用する。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属の硝酸塩、亜硝酸塩、過酸化水素、過酸化有機物などであり、塩素酸カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、過酸化酢酸、過酸化水素が挙げられる。
【００１１】
各成分の濃度は、ハロゲン酸が０．１〜６ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは、１〜５ｍｏｌ／Ｌ、ハロゲン金属塩が０．０１〜６ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは、０．１〜５ｍｏｌ／Ｌ、更に、酸化剤が０．０１〜２ｍｏｌ／Ｌである。さらに、好ましいエッチング速度を得るためには、エッチング液中のハロゲン濃度が１ｍｏｌ／Ｌ〜飽和濃度であり、且つ、ハロゲン金属塩のハロゲン量が、エッチング液中の全ハロゲン量の１０〜９０重量％である。
【００１２】
エッチング温度は、所定のエッチング速度が得られる温度で使用し、一般的には、３０〜７０℃である。エッチング方法は、ディッピング法やスプレー法で実施されるが、特に限定されるものでない。また、酸素、塩素、酸化窒素、オゾンなどの気体状酸化剤を吹き込みながら、エッチングすることで装置材料の腐食を軽減し、装置の寿命を延ばすこともできる。
【００１３】
エッチング液の使用法は、以下の順序で行われる。
１．薄膜上に感光材料を塗付する。
２．パターンが描かれたフォトマスクを通して、電磁波や電子線を感光材料に照射する。
３．感光材料を現像してレジストパターンを得る。
４．レジストで保護されていない部分の薄膜を本発明のエッチング液でエッチング・除去する。
【実施例】
【００１４】
実施例により本発明を具体的に説明する。尚、濃度は、Ｍｏｌ／Ｌである。
【００１５】
実施例１〜１８、比較例１〜１２
（１）成膜
厚みが１５００Åの酸化インジウム（９５％）＋酸化錫（５％）の薄膜をガラス基板（厚み１ｍｍ）とポリエチレンフタレート基板（厚み０．２５ｍｍ）上にスパッタリング法で薄膜を成膜した。
（２）膜特性
成膜した薄膜は、表１に示す光透過率、比抵抗であった。
【００１６】
【表１】

【００１７】
（３）レジストパターンの形成
表１の基板の薄膜面上にレジスト液をロールコーターで塗付し、１００℃の温風で１５分プレベークした。プレベーク後のレジストの厚みは、２μｍであった。その後、パターンを描いたフォトマスクを通して、波長３５０〜４５０ｎｍの光線をレジストに照射・露光した。その後、２５℃の現像液に振動を与えながら浸漬・現像し、剥離剤で未露光部分のレジストを剥離後、水洗し、１００℃で３０分間乾燥した。
【００１８】
（４）エッチング液
レジストパターニングされた基板の薄膜面のエッチングに使用した本発明の１段処理用水溶液である薬剤組成を表２の薬剤番号１〜７に示す。１段処理での比較例に用いる薬剤を薬剤番号８〜１２、２段階処理での薬剤を番号１３に示す。
【００１９】
【表２】

【００２０】
（５）エッチング
レジストパターニングされた基板の薄膜面に薬剤をスプレーし、表３に示す条件でエッチングした。エッチング所用時間は、エッチング後の表面抵抗がテスターで無限大になる時間をエッチング時間とした。
【００２１】
【表３】

【００２２】
（６）装置の金属材料の耐食性
装置に用いるＴｉ合金材の丸棒（直径１０ｍｍ×長さ５ｍｍ）を薬剤に２５℃で７日間浸漬し、丸棒の重量減少量から薬剤の腐食性を確認した。その結果を表４に示す。
【００２３】
【表４】

【発明の効果】
【００２４】
本発明のエッチング液によりエッチング速度が向上し、良好なパターニングが得られる。そして、ハロゲン酸濃度の低減などが可能になり、ハロゲン酸の作業環境の汚染を緩和し、装置材料を腐食させないエッチングができる。

Claims (1)

1. ＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）膜をはじめとする透明導電膜のエッチング液であって、ハロゲン酸、ハロゲン金属塩、酸化剤及び残部希釈液から成り、ハロゲン酸は、フッ酸、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素の内の１種、ハロゲン金属塩は、アルカリ金属のハロゲン塩、アルカリ土類金属のハロゲン塩およびアルミニウムのハロゲン塩の内の１種又は２種以上、酸化剤は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩、亜硝酸塩、過酸化水素、過酸化有機物の内の１種、希釈液は水又はアルコール類から成る透明導電膜のエッチング液。