JP6045920B2 - Etching mask composition and pattern forming method - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池用基板をエッチングする際のマスク剤として使用されるエッチングマスク用組成物に関する。 The present invention relates to an etching mask composition used as a masking agent for etching a solar cell substrate.
太陽電池製造工程において、基板を部分的にエッチング処理する際にマスク剤が使用されている。従来、この工程には、フォトレジストが使用されていたが、現在、工程数の削減を目的として印刷型レジストの適用が検討されている。太陽電池用基板をエッチング処理する際のエッチング液として、フッ酸、硝酸などの強酸が使用される。このため、印刷型レジストに要求される特性として、エッチング時のエッチング液に対する耐酸性、印刷法によるパターン形成が可能であることが求められる。 In the solar cell manufacturing process, a mask agent is used when a substrate is partially etched. Conventionally, a photoresist has been used in this process, but at present, application of a printing resist is being studied for the purpose of reducing the number of processes. A strong acid such as hydrofluoric acid or nitric acid is used as an etchant for etching the solar cell substrate. For this reason, the characteristics required for the printing type resist are required to be resistant to an etching solution during etching and to be able to form a pattern by a printing method.
従来の印刷型レジストでは、十分な耐酸性を確保しつつ、印刷デザインを忠実に再現して良好なパターンを形成するという点で改善の余地があった。また、連続印刷を実施した際の印刷安定性についても改善の余地があった。 The conventional printing type resist has room for improvement in that a good pattern is formed by faithfully reproducing the printing design while ensuring sufficient acid resistance. There is also room for improvement in printing stability when continuous printing is performed.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エッチングマスク用組成物を太陽電池用基板に印刷した際の印刷性を向上させることができる技術の提供にある。 This invention is made | formed in view of such a subject, The objective exists in provision of the technique which can improve the printability at the time of printing the composition for etching masks on the board | substrate for solar cells.
本発明のある態様は、エッチングマスク用組成物である。当該エッチングマスク用組成物は、ノボラック樹脂(A)100質量部と、SiO2粒子(B)20〜100質量部と、溶剤(C)と、を含む非感光性の太陽電池用基板のエッチングマスク用組成物である。 One embodiment of the present invention is an etching mask composition. The etching mask composition is an etching mask for a non-photosensitive solar cell substrate containing 100 parts by mass of a novolak resin (A), 20 to 100 parts by mass of SiO 2 particles (B), and a solvent (C). Composition.
上記態様のエッチングマスク用組成物によれば、太陽電池用基板に印刷した際の印刷性を向上させることができる。 According to the composition for etching mask of the said aspect, the printability at the time of printing on the board | substrate for solar cells can be improved.
上記態様のエッチングマスク用組成物において、溶剤(C)は沸点が190℃以上の溶剤(C1)を含んでもよい。SiO2粒子(B)が親水性であってもよい。また、シリコン系、アクリル系またはフッ素系の界面活性剤(D)をさらに備えてもよい。 In the etching mask composition of the above aspect, the solvent (C) may contain a solvent (C1) having a boiling point of 190 ° C. or higher. The SiO 2 particles (B) may be hydrophilic. Further, a silicon-based, acrylic-based or fluorine-based surfactant (D) may be further provided.
本発明の他の態様は、パターン形成方法である。当該パターン形成方法は、基板上に、上述したいずれかの態様の太陽電池用基板のエッチングマスク用組成物を用いて印刷法によりマスクパターンを形成する工程と、マスクパターンをベークする工程と、基板をエッチングし、マスクパターンを転写する工程と、マスクパターンを除去する工程と、を含む。 Another embodiment of the present invention is a pattern forming method. The pattern forming method includes a step of forming a mask pattern by a printing method on the substrate using the etching mask composition for a solar cell substrate according to any one of the aspects described above, a step of baking the mask pattern, and a substrate. And a step of transferring the mask pattern and a step of removing the mask pattern.
本発明によれば、エッチングマスク用組成物を太陽電池用基板に印刷した際の耐酸性および印刷性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the acid resistance and printability at the time of printing the composition for etching masks on the board | substrate for solar cells can be improved.
実施の形態に係るエッチングマスク用組成物は非感光性であり、太陽電池用基板を部分的にエッチング処理する際に使用されるエッチングマスクとして好適に用いられる。 The composition for an etching mask according to the embodiment is non-photosensitive and is suitably used as an etching mask used when a solar cell substrate is partially etched.
実施の形態に係るエッチングマスク用組成物は、ノボラック樹脂(A)100質量部、SiO2粒子(B)20〜100質量部、および溶剤(C)を含む。以下、実施の形態に係るエッチングマスク用組成物の各成分について詳細に説明する。 The composition for etching masks according to the embodiment includes 100 parts by mass of novolac resin (A), 20 to 100 parts by mass of SiO 2 particles (B), and a solvent (C). Hereinafter, each component of the composition for etching masks according to the embodiment will be described in detail.
ノボラック樹脂(A)としては、下記に例示するフェノール類と、下記に例示するアルデヒド類とを塩酸、硫酸、ギ酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸等の酸性触媒下で反応させて得られるノボラック樹脂などが挙げられる。 The novolak resin (A) is a novolak resin obtained by reacting the phenols exemplified below with the aldehydes exemplified below under an acidic catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, paratoluenesulfonic acid, etc. Etc.
フェノール類としては、例えばフェノール;m−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール等のクレゾール類;2,3−キシレノール、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノール等のキシレノール類;m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−エチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,5−トリエチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、3−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2−tert−ブチル−5−メチルフェノール等のアルキルフェノール類;p−メトキシフェノール、m−メトキシフェノール、p−エトキシフェノール、m−エトキシフェノール、p−プロポキシフェノール、m−プロポキシフェノール等のアルコキシフェノール類;o−イソプロペニルフェノール、p−イソプロペニルフェノール、2−メチル−4−イソプロペニルフェノール、2−エチル−4−イソプロペニルフェノール等のイソプロペニルフェノール類;フェニルフェノール等のアリールフェノール類;4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールA、レゾルシノール、ヒドロキノン、ピロガロール等のポリヒドロキシフェノール類等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのフェノール類の中では、特にm−クレゾール、p−クレゾールが好ましい。 Examples of phenols include phenol; cresols such as m-cresol, p-cresol, and o-cresol; xylenols such as 2,3-xylenol, 2,5-xylenol, 3,5-xylenol, and 3,4-xylenol. M-ethylphenol, p-ethylphenol, o-ethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,5-triethylphenol, 4-tert-butylphenol, 3-tert-butylphenol, 2-tert Alkylphenols such as butylphenol, 2-tert-butyl-4-methylphenol, 2-tert-butyl-5-methylphenol; p-methoxyphenol, m-methoxyphenol, p-ethoxyphenol, m-ethoxyphenol, p -Propoxyphe And alkoxyphenols such as m-propoxyphenol; isopropenylphenols such as o-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol, 2-methyl-4-isopropenylphenol, 2-ethyl-4-isopropenylphenol Arylphenols such as phenylphenol; polyhydroxyphenols such as 4,4′-dihydroxybiphenyl, bisphenol A, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these phenols, m-cresol and p-cresol are particularly preferable.
アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、トリメチルアセトアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、シクロヘキサンアルデヒド、フルフラール、フリルアクロレイン、ベンズアルデヒド、テレフタルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、ケイ皮アルデヒド等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのアルデヒド類の中では、入手のしやすさからホルムアルデヒドが好ましい。 Examples of aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, trimethylacetaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, cyclohexanealdehyde, furfural, furylacrolein, benzaldehyde, terephthalaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde. , Β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chloro Benzaldehyde, Cinnamon Alde Hydride and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these aldehydes, formaldehyde is preferable because of its availability.
ノボラック樹脂(A)は、1種のノボラック樹脂からなっていてもよく、2種以上のノボラック樹脂からなっていてもよい。ノボラック樹脂(A)が2種以上のノボラック樹脂からなる場合、それぞれのノボラック樹脂のMwは特に限定されないが、ノボラック樹脂(A)全体としてMwが1000〜100000となるように調製されていることが好ましい。なお、ノボラック樹脂(A)は、エッチングマスク用組成物における溶剤(C)以外の成分(固形分)中、20〜80質量%含まれていることが好ましく、60〜80質量%がより好ましい。 The novolac resin (A) may be composed of one kind of novolac resin or may be composed of two or more kinds of novolac resins. When the novolak resin (A) is composed of two or more types of novolak resins, the Mw of each novolak resin is not particularly limited, but the novolak resin (A) as a whole is prepared so that the Mw is 1000 to 100,000. preferable. In addition, it is preferable that 20-80 mass% is contained in novolak resin (A) in components (solid content) other than the solvent (C) in the composition for etching masks, and 60-80 mass% is more preferable.
以上説明したノボラック樹脂(A)に共通する特性として耐酸性に優れていることが挙げられる。 A characteristic common to the novolak resin (A) described above is excellent acid resistance.
SiO2粒子(B)の含有量は、ノボラック樹脂(A)100質量部に対して、20〜100質量部である。SiO2粒子(B)の含有量がノボラック樹脂(A)100質量部に対して20質量部より少ないと、十分な印刷性を得ることが難しくなる。一方、SiO2粒子(B)の含有量がノボラック樹脂(A)100質量部に対して100質量部より多いと、十分な耐酸性を確保することが難しくなる。SiO2粒子(B)の平均粒径は7nm〜30nmが好ましい。SiO2粒子(B)の平均粒径が7nmより小さいと、粒子が凝集しやすくなる。一方、SiO2粒子(B)の平均粒径が30nmより大きいと、増粘性・チクソトロピー性が低下する。また、SiO2粒子(B)は親水性であることが好ましい。ここでいう「親水性」とは、粒子表面に水酸基(OH基)を持つことをいう。SiO2粒子(B)が親水性であることにより、印刷精度を高めることができる。 The content of SiO 2 particles (B), relative to the novolak resin (A) 100 parts by mass of a 20 to 100 parts by weight. When the content of the SiO 2 particles (B) is less than 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the novolak resin (A), it becomes difficult to obtain sufficient printability. On the other hand, when the content of the SiO 2 particles (B) is more than 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the novolak resin (A), it becomes difficult to ensure sufficient acid resistance. The average particle diameter of the SiO 2 particles (B) is preferably 7 nm to 30 nm. When the average particle diameter of the SiO 2 particles (B) is smaller than 7 nm, the particles are likely to aggregate. On the other hand, if the average particle diameter of the SiO 2 particles (B) is larger than 30 nm, the viscosity increase and thixotropy are reduced. The SiO 2 particles (B) are preferably hydrophilic. “Hydrophilic” as used herein means having a hydroxyl group (OH group) on the particle surface. Since the SiO 2 particles (B) are hydrophilic, the printing accuracy can be increased.
溶剤(C)の含有量は、エッチングマスク用組成物全体を基準として、30〜70質量%が好ましい。 The content of the solvent (C) is preferably 30 to 70% by mass based on the entire composition for etching mask.
溶剤(C)は沸点が190℃以上の溶剤(C1)を含むことが好ましい。溶剤(C1)の具体例としては、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、プロピレングリコールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、グリセリン、ベンジルアルコール、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、ジヘキシルエーテル、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、テルピネオールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The solvent (C) preferably contains a solvent (C1) having a boiling point of 190 ° C. or higher. Specific examples of the solvent (C1) include ethylene glycol, hexylene glycol, propylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, diethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether. , Diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate Diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, glycerin, benzyl alcohol, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3 -Methoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxy Pentyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, dihexyl ether, Benzyl, ethyl benzoate, diethyl maleate, .gamma.-butyrolactone, etc. terpineol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
実施の形態に係るエッチングマスク用組成物は、上述した溶剤(C1)以外の溶剤を含んでもよい。ただし、溶剤全体に対する溶剤(C1)の含有量は70質量%以上であり、90質量%以上がより好ましい。 The composition for etching mask according to the embodiment may contain a solvent other than the solvent (C1) described above. However, content of the solvent (C1) with respect to the whole solvent is 70 mass% or more, and 90 mass% or more is more preferable.
溶剤(C1)以外の溶剤(沸点190℃未満の溶剤(C2))としては、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル等の多価アルコール類の誘導体;その他酢酸ブチル、アセト酢酸エチル、乳酸ブチル、シュウ酸ジエチル等のエステル類が挙げられる。これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヘプタノン、酢酸ブチルが好ましい。 Solvents other than the solvent (C1) (solvent (C2) having a boiling point of less than 190 ° C.) include ketones such as cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, 2-heptanone; ethylene glycol, propylene glycol, etc. Polyhydric alcohols; derivatives of polyhydric alcohols such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), dipropylene glycol dimethyl ether, propylene glycol propyl ether; other butyl acetate, ethyl acetoacetate, butyl lactate And esters such as diethyl oxalate. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone and butyl acetate are preferable.
実施の形態に係るエッチングマスク用組成物は、シリコン系、アクリル系またはフッ素系の界面活性剤(D)をさらに備えてもよい。 The etching mask composition according to the embodiment may further include a silicon-based, acrylic-based or fluorine-based surfactant (D).
シリコン系の界面活性剤(D)としては、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを主成分とするBYK−310(ビッグケミ−製)、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサンを主成分とするBYK−323(ビッグケミ−製)、ポリエーテル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサンを主成分とするBYK−SILCLEAN3720(ビッグケミ−製)、ポリエーテル変性メチルポリシロキサンを主成分とするKF−353(信越化学工業(株)製)などが挙げられる。アクリル系の界面活性剤(D)としては、BYK−354(ビッグケミ−製)が挙げられる。また、フッ素系の界面活性剤(D)としては、KL−600(共栄社化学製)などが挙げられる。これらの中では、シリコン系の界面活性剤が好ましく、ポリジメチルシロキサン系の界面活性剤が好ましい。界面活性剤(D)の添加量は、エッチングマスク用組成物全体を基準として、0.001質量%〜1.0質量%が好ましく、0.01質量%〜0.1質量%がより好ましい。 As the silicone-based surfactant (D), BYK-310 (manufactured by Big Chem.) Containing polyester-modified polydimethylsiloxane as a main component, BYK-323 (manufactured by Big Chem.) Containing aralkyl-modified polymethylalkylsiloxane as a main component. , BYK-SILCLEAN 3720 (manufactured by Big Chemi), whose main component is polyether-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane, and KF-353 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), whose main component is polyether-modified methylpolysiloxane. . Examples of the acrylic surfactant (D) include BYK-354 (manufactured by Big Chem). Examples of the fluorine-based surfactant (D) include KL-600 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). Among these, a silicon-based surfactant is preferable, and a polydimethylsiloxane-based surfactant is preferable. The addition amount of the surfactant (D) is preferably 0.001% by mass to 1.0% by mass, and more preferably 0.01% by mass to 0.1% by mass, based on the entire composition for the etching mask.
以上、説明したエッチングマスク用組成物は、耐酸性に優れるノボラック樹脂(A)を樹脂成分として含むことにより、印刷により太陽電池用基板にマスクとして形成された状態において、エッチング液に対する耐性を向上させることができる。また、ノボラック樹脂(A)100質量部に対して、SiO2粒子(B)を20〜100質量部含有することにより、印刷性を向上させることができる。また、溶剤(C)、特に、沸点が190℃以上の溶剤(C1)を含むことにより、印刷時にエッチングマスク用組成物(インク)が乾燥することを抑制し、再印刷性(印刷安定性)やインク吐出性を向上させることができる。 As mentioned above, the composition for etching masks described above improves the resistance to an etching solution in a state where it is formed as a mask on a solar cell substrate by printing by containing a novolak resin (A) having excellent acid resistance as a resin component. be able to. Further, with respect to the novolak resin (A) 100 parts by mass of, SiO 2 particles (B) by containing 20 to 100 parts by weight, it is possible to improve the printability. In addition, by containing a solvent (C), in particular, a solvent (C1) having a boiling point of 190 ° C. or higher, the etching mask composition (ink) is prevented from drying during printing, and reprintability (printing stability). And ink ejection properties can be improved.
また、エッチングマスク用組成物が界面活性剤(D)を含むことにより、太陽電池用基板に当該エッチングマスク用組成物を印刷した際に、設定された印刷パターン幅に対して、実際に印刷されたパターンの幅が大きくなること、すなわち、印刷にじみが生じることを抑制することができる。 Moreover, when the composition for etching mask contains surfactant (D), when the composition for etching mask is printed on the substrate for solar cells, it is actually printed with respect to the set print pattern width. It is possible to suppress the increase in the width of the pattern, that is, the occurrence of printing bleeding.
(パターン形成方法)
図1(A)に示すように、シリコン基板や銅、ニッケル、アルミ等の金属基板またはシリコン基板上に当該金属膜、SiO2等の酸化膜もしくはSiN等の窒化膜等が堆積された太陽電池用基板10の上に上述のエッチングマスク用組成物を用いて、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、ロールコート印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法などの印刷法を用いてマスクパターン20を形成する。なお、マスクパターン20を形成前に、必要に応じて基板の前処理を行ってもよい。前処理としては溌液性層を形成する工程が挙げられ、例えば特開2009−253145号公報に記載の工程が挙げられる。続いて、マスクパターン20を加熱して、マスクパターン20をベークする。加熱条件は、エッチングマスク用組成物の成分や、マスクパターン20の膜厚等によって適宜設定されるが、たとえば、200℃、3分間である。
(Pattern formation method)
As shown in FIG. 1A, a solar cell in which a silicon substrate, a metal substrate such as copper, nickel, aluminum, or the like, or an oxide film such as SiO 2 or a nitride film such as SiN is deposited on the silicon substrate. A mask pattern using the above-described etching mask composition on the
続いて、図1(B)に示すように、マスクパターン20の開口部に露出した太陽電池用基板をフッ酸と硝酸との混酸などのエッチング液を用いて選択的に除去し、マスクパターン20の開口部(露出部)の太陽電池基板をエッチングし、マスクパターンを転写する。
Subsequently, as shown in FIG. 1B, the solar cell substrate exposed at the opening of the
続いて、図1(C)に示すように、エッチング処理後、マスクパターン20を除去する。除去方法としては、アルカリ水溶液、有機溶剤、市販の剥離液などに室温で5分〜10分程度浸漬して剥離する方法が挙げられる。アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液などがある。有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジメチルスルホキシド(DMSO)などがある。市販の剥離液としては、有機溶剤系のハクリ105(東京応化工業社製)等を使用することができる。この結果、太陽電池基板10上にマスクパターン20に応じた凸部が転写されたパターンを得ることができる。なお、太陽電池用基板に形成された凸部の機能としては、電極や拡散層などが挙げられる。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, the
以上の工程により、太陽電池用基板に所定パターンの凸部を形成することができる。上述したエッチングマスク用組成物は、耐酸性やパターン形成精度が優れているため、太陽電池用基板に所望のパターンを精度良く形成することができる。また、フォトリソグラフィ法のような複雑な工程を経ることなく、印刷法にて太陽電池用基板にパターンが形成されるため、太陽電池の製造プロセスを簡略化し、ひいては太陽電池の製造コストを低減することができる。 Through the above steps, a convex portion having a predetermined pattern can be formed on the solar cell substrate. Since the etching mask composition described above is excellent in acid resistance and pattern formation accuracy, a desired pattern can be accurately formed on the solar cell substrate. In addition, since the pattern is formed on the solar cell substrate by a printing method without passing through a complicated process such as a photolithography method, the manufacturing process of the solar cell is simplified, and consequently the manufacturing cost of the solar cell is reduced. be able to.
以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。 Examples of the present invention will be described below. However, these examples are merely examples for suitably explaining the present invention, and do not limit the present invention.
(実施例1−11および比較例1−12)
表1に、実施例1−11および比較例1−12のエッチングマスク用組成物の成分を示す。実施例1−11および比較例1−12のエッチングマスク用組成物に用いられるノボラック樹脂1、ノボラック樹脂2は、それぞれ、質量平均分子量12000(m/p=60/40)、質量平均分子量2100(m/p=36/64)のノボラック樹脂である。表2は、実施例1−11、比較例5−12に用いられたフィラーの詳細を示す。また、表3は、実施例1、2、4−11、比較例3−12に用いられた界面活性剤の詳細を示す。
表1に示す各成分の組み合わせにより、実施例1−11および比較例1−12のエッチングマスク用組成物からなるインクを作製した。
Table 1 shows the components of the etching mask compositions of Example 1-11 and Comparative Example 1-12. The novolak resin 1 and the novolak resin 2 used in the etching mask compositions of Example 1-11 and Comparative Example 1-12 have a mass average molecular weight of 12000 (m / p = 60/40) and a mass average molecular weight of 2100 ( m / p = 36/64) novolak resin. Table 2 shows the details of the fillers used in Examples 1-11 and Comparative Examples 5-12. Table 3 shows details of the surfactants used in Examples 1, 2, 4-11, and Comparative Example 3-12.
By using combinations of the components shown in Table 1, inks comprising the etching mask compositions of Example 1-11 and Comparative Example 1-12 were produced.
(スクリーン印刷の印刷性評価)
作製した各インクをスクリーン印刷法により、シリコン基板に印刷し、印刷デザイン幅として100μm幅、150μmおよび200μm幅の3パターンを形成した。形成したパターンは、200℃のホットプレートにおいて3分間乾燥した。得られたパターンの仕上がり線幅を計測し、印刷性を確認した。印刷性に関する結果を以下のように分類した。印刷性について得られた結果を表4に示す。
◎(良好):全てのパターンの印刷にじみが20μm以下
○(可):印刷にじみが20μm以下のパターンが2つ
×(不良):印刷にじみが20μm以下のパターンが1つまたは0
なお、印刷にじみは、以下の式により算出される。
印刷にじみ=仕上がり線幅−印刷デザイン幅
(Screen printability evaluation)
Each of the produced inks was printed on a silicon substrate by a screen printing method to form three patterns of 100 μm width, 150 μm width, and 200 μm width as print design widths. The formed pattern was dried on a hot plate at 200 ° C. for 3 minutes. The finished line width of the obtained pattern was measured to confirm the printability. The results regarding printability were classified as follows. The results obtained for printability are shown in Table 4.
◎ (good): printing blur of all patterns is 20 μm or less ○ (possible): two patterns having printing bleeding of 20 μm or less × (defect): one or 0 pattern having printing bleeding of 20 μm or less
Note that the printing blur is calculated by the following equation.
Printing blur = Finished line width-Print design width
(チクソトロピー性評価)
E型粘度計(東機産業製、RE550型粘度計)を用いて、各インクの粘度カーブを計測し、下記式に基づいて粘度指数を算出した。
粘度指数=1rpm時の粘度/15rmp時の粘度
得られた粘度指数について以下のように分類し、チクソトロピー性を評価した。チクソトロピー性について得られた結果を表4に示す。
◎(良好):粘度指数3.0以上
○(可):粘度指数2.0以上3.0未満
×(不良):粘度指数2.0未満
Using an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., RE550 viscometer), the viscosity curve of each ink was measured, and the viscosity index was calculated based on the following formula.
Viscosity index = viscosity at 1 rpm / viscosity at 15 rpm The obtained viscosity index was classified as follows, and thixotropy was evaluated. The results obtained for thixotropic properties are shown in Table 4.
◎ (Good): Viscosity index of 3.0 or more ○ (possible): Viscosity index of 2.0 or more and less than 3.0 x (Poor): Viscosity index of less than 2.0
表4に示すように、比較例1−12の各インクは、印刷性およびチクソトロピー性がともに不良であった。これに対して、実施例1−11、参考例12−14の各インクは、印刷性およびチクソトロピー性がともに○(可)以上の特性を有することが確認された。特に、実施例2と実施例3を比較すると、界面活性剤を添加することにより印刷性がより向上することが確認された。実施例1と実施例6を比較すると、フィラーの粒径がより小さいほど、印刷性およびチクソトロピー性がより向上することが確認された。実施例1と実施例7を比較すると、フィラーが親水性であることにより、印刷性およびチクソトロピー性がより向上することが確認された。 As shown in Table 4, each ink of Comparative Example 1-12 was poor in both printability and thixotropy. On the other hand, it was confirmed that each of the inks of Example 1-11, Reference Example 12-14 has a printability and thixotropy characteristics of ◯ (possible) or more. In particular, when Example 2 and Example 3 were compared, it was confirmed that the printability was further improved by adding a surfactant. When Example 1 and Example 6 were compared, it was confirmed that printability and thixotropy improved more as the particle size of the filler was smaller. When Example 1 and Example 7 were compared, it was confirmed that printability and thixotropy were further improved due to the hydrophilicity of the filler.
(スクリーン印刷の印刷安定性評価)
上述した実施例1、8−10、参考例12−14の各インクについて、スクリーン印刷を7ショット連続して実施し、印刷安定性を確認した。印刷安定性に関する結果について、印刷擦れなく印刷できたショット数を表5に示す。なお、実施例9、10については、溶剤の沸点は、2種類の溶剤の沸点および混合比から求めた平均沸点である。
For each of the inks of Examples 1, 8-10 and Reference Examples 12-14, screen printing was continuously performed for 7 shots, and the printing stability was confirmed. Table 5 shows the number of shots that could be printed without printing rubbing as a result of printing stability. In Examples 9 and 10, the boiling point of the solvent is the average boiling point obtained from the boiling point and mixing ratio of the two types of solvents.
(耐酸性評価)
実施例1−11の各インクをスクリーン印刷法により、シリコン基板に印刷し、100μm幅および200μm幅のパターンを形成した。形成したパターンを、200℃のホットプレートにおいて3分間乾燥した。形成したパターンの耐酸性を確認するために、5%フッ酸水溶液(条件1)あるいは10%硫酸水溶液(条件2)に浸漬し、パターンの表面状態を光学顕微鏡により観察した。その結果、実施例1−11の各インクは、条件1、条件2ともに、膜状態に変化がなく、パターンの剥がれやクラックの発生が生じないことが確認された。
(Acid resistance evaluation)
Each ink of Example 1-11 was printed on a silicon substrate by a screen printing method to form patterns having a width of 100 μm and a width of 200 μm. The formed pattern was dried on a hot plate at 200 ° C. for 3 minutes. In order to confirm the acid resistance of the formed pattern, it was immersed in 5% hydrofluoric acid aqueous solution (condition 1) or 10% sulfuric acid aqueous solution (condition 2), and the surface state of the pattern was observed with an optical microscope. As a result, it was confirmed that in each of the inks of Example 1-11, there was no change in the film state in both conditions 1 and 2, and no pattern peeling or cracking occurred.
10 太陽電池用基板、20 マスクパターン 10 Substrate for solar cell, 20 Mask pattern
Claims (4)
SiO2粒子(B)20〜100質量部と、
溶剤(C)と、
を含み、
前記溶剤(C)は、沸点が190℃以上の溶剤(C1)を70質量%以上含む、非感光性の、太陽電池用基板のエッチングマスク用組成物。 100 parts by weight of novolac resin (A),
20 to 100 parts by mass of SiO 2 particles (B),
Solvent (C),
Only including,
The solvent (C) is a non-photosensitive composition for an etching mask for a solar cell substrate , containing 70% by mass or more of a solvent (C1) having a boiling point of 190 ° C. or higher .
マスクパターンをベークする工程と、
基板をエッチングし、マスクパターンを転写する工程と、
マスクパターンを除去する工程と
を含むパターン形成方法。 A step of forming a mask pattern on the substrate by a printing method using the composition for etching mask of a substrate for solar cells according to any one of claims 1 to 3 ,
A step of baking the mask pattern;
Etching the substrate and transferring the mask pattern;
A pattern forming method including a step of removing the mask pattern.
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