JP4225548B2 - エッチング液組成物及びエッチング方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ＴＦＴ−ＬＣＤ用カラーフィルター、ＬＴＰＳ−ＴＦＴ用カラーフィルターなどのカラーフィルターや、液晶ディスプレ−（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレ−などの表示装置に使用される酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜等の透明導電膜のエッチング液に関する。
透明導電膜は、液晶ディスプレ−（ＬＣＤ）やエレクトロルミネッセンスディスプレ−などに広く用いられている。これらの表示装置において、画素の表示電
極等に透明導電膜が用いられ、透明導電膜としてＩＴＯ膜が広く使用されている。ＩＴＯ膜は、例えばスパッタリング法等の成膜プロセスを用いて、例えばガラス等の基板上に形成される。さらに、レジスト等をマスクにしてＩＴＯ膜をエッチングすることで電極パタ−ンが形成される。このエッチング工程には湿式と乾式があるが、湿式ではエッチング液が使用される。
極等に透明導電膜が用いられ、透明導電膜としてＩＴＯ膜が広く使用されている。ＩＴＯ膜は、例えばスパッタリング法等の成膜プロセスを用いて、例えばガラス等の基板上に形成される。さらに、レジスト等をマスクにしてＩＴＯ膜をエッチングすることで電極パタ−ンが形成される。このエッチング工程には湿式と乾式があるが、湿式ではエッチング液が使用される。
しかしながら、特にＬＣＤの分野においては、従来多結晶ＩＴＯ膜が使用されてきたが、基板サイズの大型化にともない多結晶ＩＴＯ膜を均一に形成することが難しくなってきている。また、多結晶ＩＴＯ膜の湿式エッチングには、通常塩酸系の強酸が用いられるが、パタ−ニングの際にアルミニウム（Ａｌ）等の腐食が起こり、また粒界から選択的にエッチングが進行するため、加工精度良くパタ−ニングすることが困難である。
以上の理由により、基板サイズの大型化、高精細化、配線のＡｌ化などに伴って、画素表示電極として加工精度良くエッチングが可能なエッチング液が望まれている。
これらの問題を解決するために、最近非晶質ＩＴＯを透明電極材料に使用し、弱酸、特にシュウ酸水溶液でエッチングする方法が提唱されている。しかしながら、シュウ酸水溶液を使用し、非晶質ＩＴＯをエッチングした際に、エッチング残渣が基板上に残る問題があり、このエッチング残渣が残らないエッチング液が望まれている。
例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸とシュウ酸と水からなるエッチング液により、残渣を低減させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、ＩＴＯ膜は、窒化シリコン、ガラス、クロム、クロム酸化物、有機樹脂などの上に形成されるが、クロム、クロム酸化物上の残渣を除去することができない。また、ポリオキシエチレンリン酸エステルとシュウ酸と水を配合してなるエッチング液が提案されているが（例えば、特許文献２参照）、上記と同様に残渣の除去性は十分ではない。
ポリスルホン酸化合物とシュウ酸、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマーとシュウ酸、または、ポリスルホン酸化合物、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマーとシュウ酸からなる組成物が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、クロム、クロム酸化物上の残渣を除去することができない。
特開平７−１４１９３２号公報
特開２００１−１７６８６４号公報
特開２００２−１６４３３２号公報
本発明は、本発明は、従来技術における上記したような課題を解決し、エッチング残渣を発生しない透明電極用エッチング液を提供することである。
本発明者等は上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、シュウ酸と特定のキレート化合物、及び、分子中にＳＯ3基を有する化合物を含有する水溶液からなる透明導電膜用のエッチング液が、エッチング残渣を発生しない事を見いだし本発明に到達した。すなわち、本発明は、シュウ酸、分子中に２個以上のホスホン酸基を有するキレート化合物、及び分子中にＳＯ３基を有する化合物を含有する水溶液からなる透明導電膜用のエッチング液組成物に関するものである。
本発明により、残渣の発生を抑えてエッチングを行うことができる。
本発明に使用されるシュウ酸濃度は、水に対する溶解度以内であればよいが、０．５重量％を大きく下回るとエッチング速度が低下し好ましくない。
分子中にＳＯ3基を有する化合物としては、アルキルスルホン酸が挙げられる。具体的には、ドデシルスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジアルキルスルホ琥珀酸エステル、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、及び／又はその塩が挙げられる。ここで、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物及び／又はその塩は、低発泡性であり好適に使用される。具体的には、商品名として、ポリティＮ−１００Ｋ（ライオン株式会社製）、ラベリンＦＨ−Ｐ、ラベリンＦＰ、ラベリンＦＣ−Ｒ、ラベリンＦＭ−Ｌ、ラベリンＦＨ−Ｌ、ラベリンＦ−４５、セルフロ−１２０（第一工業製薬株式会社製）、デモ−ルＮ、デモ−ルＲＮ、デモ−ルＴ、デモ−ルＭＸ（花王株式会社製）等が挙げられる。
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物及びその塩は、単独でも、二種以上組み合わせて使用してもよい。本発明のエッチング液における上記化合物の濃度は、好ましくは０．００１〜１重量％である。０．００１重量％未満では、残渣除去能としては不十分であり、１重量％を超えても残渣除去能はそれ以上向上しないので濃度を上げる意味はない。電子工業用として使用する場合、プロセスによっては、ナトリウムなどの金属を含有するものは好ましくなく、イオン交換樹脂などで該金属を除くことで使用可能となる。
キレート化合物としては、分子中に２個以上のホスホン酸基を有する化合物が好適に使用され、メタンジホスホン酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、１−ヒドロキシプロパン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチルアミノジ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンジ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、１，２−プロパンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）等、あるいはこれらのアンモニウム塩、アルカリ金属塩、有機アミン塩等が挙げられ、また、それらの酸化体として、これらホスホン酸系キレート剤の内、その分子中に窒素原子を有するものが酸化されてＮ−オキシド体となっているものが挙げられる。
上記キレート化合物は何れも使用できるが、より好ましくは、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、１−ヒドロキシプロパン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）等である。本発明のエッチング液における上記キレート化合物の濃度は、通常は０．００１〜０．１重量％である。濃度が０．００１重量％未満では、残渣除去効果が得られず、一方０．１重量％を越えるとエッチング速度が低下し好ましくない。
本発明のエッチング液でさらに含有できる水溶性フッ素化合物としては、例えば、フッ化水素酸、フッ化水素アンモニウム、フッ化水素ナトリウム、フッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム、ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム、ヘキサフルオロリン酸、ヘキサフルオロリン酸アンモニウム、ヘキサフルオロリン酸ナトリウム、ヘキサフルオロリン酸カリウム、テトラフルオロホウ酸、テトラフルオロホウ酸アンモニウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム等が挙げられる。特に、フッ化アンモニウム、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム、ホウフッ化アンモニウムが好適に使用される。
水溶性フッ素化合物の濃度は、通常は０.００１〜１重量％である。濃度が０.００１重量％未満では、残渣除去効果が得られず、一方、１重量％を越えるとガラス、窒化シリコンなど基板材料を腐食する恐れがある。
本発明のエッチング液は適宜室温あるいは加熱して用いられる。ＩＴＯ膜がエッチング液で処理される時間は、ＩＴＯ膜の膜厚や処理温度におけるエッチング速度を考慮して、例えば１〜３０分程度である。
以下に、本発明の実施例を比較例とともに示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１〜７、比較例１〜４
表１に実施例及び比較例のエッチング液を表１に従って調製した。
実施例１〜７、比較例１〜４
表１に実施例及び比較例のエッチング液を表１に従って調製した。
ネオコールＰ：ジアルキルスルホコハク酸エステルナトリウム塩（第一工業製薬株式会社製）
上記に示したエッチング液について、以下の実験を行った。
残渣除去性試験：図１に示した基板は、ガラス基板上にクロムをスパッタリングして成膜し、ポジ型感光性レジスト塗布し、露光、現像した後、湿式エッチングによってクロムをエッチングし、レジストを剥離したのち非晶質ＩＴＯを成膜した基板である。
図１に示した基板を４０℃に保ったエッチング液にエッチング速度から算出されるエッチングに必要な最小時間（ジャストエッチ）の１．０倍または１．３倍の時間浸漬し、水洗した。電子顕微鏡でクロム及びガラス上の残渣を観察した。
結果を表２に示す。
残渣除去性試験：図１に示した基板は、ガラス基板上にクロムをスパッタリングして成膜し、ポジ型感光性レジスト塗布し、露光、現像した後、湿式エッチングによってクロムをエッチングし、レジストを剥離したのち非晶質ＩＴＯを成膜した基板である。
図１に示した基板を４０℃に保ったエッチング液にエッチング速度から算出されるエッチングに必要な最小時間（ジャストエッチ）の１．０倍または１．３倍の時間浸漬し、水洗した。電子顕微鏡でクロム及びガラス上の残渣を観察した。
結果を表２に示す。
×：全面に残渣が残る
○：わずかに残る
◎：全くなし
１ クロム
２ 非晶質ＩＴＯ
３ ガラス基板
２ 非晶質ＩＴＯ
３ ガラス基板
Claims (4)
- シュウ酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、及び分子中にＳＯ３基を有するホルムアルデヒド縮合物及び／又はその塩を含有する水溶液からなるクロム膜上の透明導電膜用酸化インジウム錫膜のエッチング液組成物。
- シュウ酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、分子中にＳＯ ３ 基を有するホルムアルデヒド縮合物及び／又はその塩、およびフッ素化合物を含有する水溶液からなるクロム膜上の透明導電膜用酸化インジウム錫膜のエッチング液組成物。
- フッ素化合物が、フッ化アンモニウム、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム、およびホウフッ化アンモニウムより選択される１種以上である請求項２記載のクロム膜上の透明導電膜用酸化インジウム錫膜のエッチング液組成物。
- 請求項１または請求項２記載のエッチング液組成物を用いることを特徴とするクロム膜上の酸化インジウム錫透明導電膜のエッチング方法。
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