KR102383919B1 - 적층체 기판, 도전성 기판, 적층체 기판 제조방법 및 도전성 기판 제조방법 - Google Patents

적층체 기판, 도전성 기판, 적층체 기판 제조방법 및 도전성 기판 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 투명 기재와, 상기 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 형성된 적층체를 포함하고, 상기 적층체가, 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화층과, 구리층을 포함하며, 상기 흑화층에 포함되는 상기 구리 및 상기 니켈 중 상기 니켈의 비율이 11 질량% 이상 60 질량% 이하인 적층체 기판을 제공한다.

Description

적층체 기판, 도전성 기판, 적층체 기판 제조방법 및 도전성 기판 제조방법
본 발명은 적층체 기판, 도전성 기판, 적층체 기판 제조방법 및 도전성 기판 제조방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 투명한 고분자 필름 등 투명 기재의 표면에 투명 도전막으로서 ITO(산화인듐-주석) 막을 형성한 터치 패널용 투명 도전성 필름이 종래부터 사용되고 있다.
그런데, 근래에 터치 패널을 구비한 디스플레이의 대화면화가 진행되고 있고, 이에 대응하여 터치 패널용 투명 도전성 필름 등의 도전성 기판에 대해서도 대면적화가 요구되고 있다. 그러나, ITO는 전기 저항값이 높아서 도전성 기판의 대면적화에 대응할 수 없다는 문제가 있었다.
이에, 예를 들어 특허문헌 2,3에 개시되어 있는 바와 같이, ITO 막으로 된 배선 대신에 구리 등으로 된 금속 배선을 사용하는 것이 검토되어 있다. 그러나, 예를 들어, 금속 배선에 구리를 사용하는 경우, 구리는 금속 광택을 가지므로, 반사에 의해 디스플레이의 시인성(視認性)이 저하된다는 문제가 있다.
그리하여, 구리 등으로 된 금속 배선을 사용하면서, 금속 배선의 투명 기재 표면에 평행한 면에 흑색 재료로 구성되는 흑화(黑化)층을 형성한 도전성 기판이 검토되어 있다.
일본국 공개특개공보 특개2003-151358호 일본국 공개특개공보 특개2011-018194호 일본국 공개특개공보 특개2013-069261호
그런데, 투명 기재 상에 금속 배선을 구비한 도전성 기판은, 투명 기재의 표면에 금속층을 형성한 적층체 기판을 얻은 후에, 원하는 배선 패턴이 되도록 금속층을 에칭하여 금속 배선을 형성함으로써 얻을 수 있다. 또한, 투명 기재 상에 흑화층과 금속 배선을 갖는 도전성 기판은, 투명 기재의 표면에 흑화층과 금속층의 순서로 적층한 적층체 기판을 얻은 후에, 원하는 배선 패턴이 되도록 흑화층과 금속층을 에칭하여 금속 배선을 형성함으로써 얻을 수 있다.
흑화층 및 금속층을 에칭함으로써, 예를 들어, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 투명 기재(1) 상에, 패턴화된 흑화층(2)과, 금속층을 패턴화한 금속 배선(3)이 적층된 도전성 기판으로 제조할 수 있다. 이 경우, 패턴화된 흑화층(2)의 폭(WA)과 금속 배선(3)의 폭(WB)을 대략 동일하게 하는 것이 바람직하다.
그러나, 에칭액에 대한 반응성이 금속층과 흑화층에 있어 크게 다르다는 문제가 있다. 즉, 금속층과 흑화층을 동시에 에칭하려고 하면, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 어느 한쪽의 층은 목표로 하는 형상으로 에칭되지 않는 문제가 있었다.
예를 들어, 금속층에 비해 흑화층의 에칭 속도가 크게 늦는 경우에는, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 패턴화된 금속층인 금속 배선(3)에는, 그 측면이 에칭되는, 이른바, 사이드 에칭이 발생하게 된다. 그리하여, 금속 배선(3)의 단면 형상은 아랫부분이 넓어지는 사다리꼴이 되기 쉬우며, 금속 배선(3) 간의 전기적 절연성을 확보할 때까지 에칭하면 배선 피치의 폭이 너무 넓어지는 문제가 있었다.
또한, 금속층에 비해 흑화층의 에칭 속도가 크게 빠른 경우에는, 도 1c에 나타내는 바와 같이, 패턴화된 흑화층(2)의 폭(하부폭,WA)이 금속 배선(3)의 폭(WB)보다 작아진 상태, 이른바, 언더 컷이 발생하는 경우가 있다. 이렇게 언더 컷이 발생하여, 그 정도에 따라서는, 소정의 금속 배선(3) 폭(WB)에 대해, 투명 기재(1)로 밀착되는 폭인 패턴화된 흑화층(2)의 하부폭(WA)이 작아져서, 밀착되는 폭의 비율이 필요 이상으로 저하되면, 충분한 배선 밀착 강도를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.
또한, 금속층과 흑화층을 동시에 에칭하지 않고, 금속층의 에칭과 흑화층의 에칭을 별도의 공정에서 실시하는 경우, 공정 수가 증가하는 문제가 있었다.
상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명은, 동시에 에칭 처리할 수 있는, 구리층과 흑화층을 구비한 적층체 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 투명 기재(基材)와, 상기 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 형성된 적층체를 포함하고, 상기 적층체가, 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화층과, 구리층을 포함하며, 상기 흑화층에 포함되는 상기 구리 및 상기 니켈 중 상기 니켈의 비율이 11 질량% 이상 60 질량% 이하인 적층체 기판을 제공한다.
본 발명에 의하면, 동시에 에칭 처리할 수 있는 구리층과 흑화층을 구비한 적층체 기판을 제공할 수 있다.
도 1a는 종래의 도전성 기판에서 금속층과 흑화층을 동시에 에칭한 경우의 설명도이다.
도 1b는 종래의 도전성 기판에서 금속층과 흑화층을 동시에 에칭한 경우의 설명도이다.
도 1c는 종래의 도전성 기판에서 금속층과 흑화층을 동시에 에칭한 경우의 설명도이다.
도 2a는 본 발명 실시형태에 따른 적층체 기판의 단면도이다.
도 2b는 본 발명 실시형태에 따른 적층체 기판의 단면도이다.
도 3a는 본 발명 실시형태에 따른 적층체 기판의 단면도이다.
도 3b는 본 발명 실시형태에 따른 적층체 기판의 단면도이다.
도 4는 본 발명 실시형태에 따른 메쉬 형상 배선을 구비한 도전성 기판의 상면도이다.
도 5는 도 4의 A-A'선에서의 단면도이다.
도 6은 언더컷량 비율의 설명도이다.
도 7은 본 발명 실시형태에 따른 롤 투 롤 스퍼터링 장치의 설명도이다.
이하에서 본 발명의 적층체 기판, 도전성 기판, 적층체 기판 제조방법 및 도전성 기판 제조방법의 일 실시형태에 대해 설명한다.
(적층체 기판, 도전성 기판)
본 실시형태의 적층체 기판은, 투명 기재와, 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 형성된 적층체를 구비할 수 있다. 그리고, 적층체가, 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화층과, 구리층을 가지며, 흑화층에 포함되는 구리 및 니켈 중 니켈의 비율을 11 질량% 이상 60 질량% 이하로 할 수 있다.
한편, 본 실시형태에서의 적층체 기판이란, 투명 기재의 표면에, 패터닝하기 전의 구리층, 흑화층을 갖는 기판이다. 또한, 도전성 기판이란, 투명 기재의 표면에, 패터닝하여 배선의 형상으로 한 구리 배선층, 흑화 배선층을 갖는 배선 기판이다.
여기에서는, 우선 본 실시형태의 적층체 기판에 포함되는 각 부재에 대해 이하에서 설명한다.
투명 기재로서는, 특별히 한정되지는 않으며, 바람직하게는, 가시광을 투과시키는 고분자 필름, 유리 기판 등을 사용할 수 있다.
가시광을 투과시키는 고분자 필름으로는, 바람직하게는, 예를 들어, 폴리아미드계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트계 필름, 시클로올레핀계 필름, 폴리이미드계 필름, 폴리카보네이트계 필름 등의 수지 필름을 사용할 수 있다.
투명 기재의 두께에 대해서는, 특별히 한정되지는 않으며, 도전성 기판으로 한 경우에 요구되는 강도, 광 투과율 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 투명 기재의 두께로는, 예를 들어, 10 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하로 할 수 있다. 특히, 터치 패널의 용도로 사용하는 경우, 20 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는, 20 ㎛ 이상 120 ㎛ 이하이다. 터치 패널의 용도로 사용하는 경우로서, 예를 들어, 특히, 디스플레이 전체의 두께를 얇게 할 것이 요구되는 용도에서는, 투명 기재의 두께는, 20 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이어서, 적층체에 대해 설명한다. 적층체는, 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 형성되며, 흑화층과 구리층을 가질 수 있다.
여기에서는, 우선 구리층에 대해 설명한다.
구리층에 대해서도, 특별히 한정되지는 않으나, 광 투과율이 저감되지 않도록 구리층과 투명 기재의 사이 또는 구리층과 흑화층의 사이에 접착제를 배치하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 구리층은 다른 부재의 상면에 직접 형성되어 있는 것이 바람직하다.
다른 부재의 상면에 구리층을 직접 형성하기 위해, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 증착법 등 건식 도금법을 이용하여 구리 박막층을 형성하고, 당해 구리 박막층을 구리층으로 할 수 있다.
또한, 구리층을 보다 두껍게 하는 경우에는, 건식 도금법으로 구리 박막층을 형성한 후에 습식 도금법을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어, 투명 기재 또는 흑화층 상에, 건식 도금법에 의해 구리 박막층을 형성하고, 당해 구리 박막층을 급전층으로 하여 습식 도금법에 의해 구리 도금층을 형성할 수 있다. 이 경우, 구리층은 구리 박막층과 구리 도금층을 가지게 된다.
전술한 바와 같이, 건식 도금법만으로 또는 건식 도금법과 습식 도금법을 조합하여 구리층을 형성함으로써, 투명 기재 또는 흑화층 상에 접착제를 통하지 않고 직접 구리층을 형성할 수 있어서 바람직하다.
구리층의 두께는, 특별히 한정되지는 않으며, 구리층을 배선으로 이용한 경우에, 당해 배선의 전기 저항값, 배선 폭 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 특히, 전류가 충분히 흐를 수 있도록, 구리층은 두께가 50 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 60 ㎚ 이상이면 보다 바람직하며, 150 ㎚ 이상이면 더 바람직하다. 구리층 두께의 상한값은 특별히 한정되지는 않으나, 구리층이 두꺼우면, 배선을 형성하기 위해 에칭할 때에 에칭에 시간이 걸리므로 사이드 에칭이 발생하여 에칭 도중에 레지스트가 박리하는 등의 문제가 발생하기 쉽다. 그러므로, 구리층의 두께는 5000 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 3000 ㎚ 이하이면 보다 바람직하다. 한편, 구리층이 전술한 바와 같이 구리 박막층과 구리 도금층을 가지는 경우에는, 구리 박막층의 두께와 구리 도금층의 두께의 합계가 상기 범위인 것이 바람직하다.
이어서, 흑화층에 대해 설명한다.
구리층은 금속 광택을 가지므로, 투명 기재 상에 구리층을 에칭한 배선인 구리 배선층을 형성하는 것만으로는, 전술한 바와 같이 구리가 광을 반사하여, 예를 들어, 터치 패널용 배선 기판으로 이용한 경우에 디스플레이의 시인성이 저하되는 문제점이 있었다. 그래서, 흑화층을 구비하는 방법이 검토되어 왔으나, 흑화층이 에칭액에 대한 반응성을 충분히 갖지 못하는 경우가 있어서, 구리층과 흑화층을 동시에 원하는 형상으로 에칭하는 것이 곤란하였다.
이에 대해, 본 실시형태의 적층체 기판에 배치된 흑화층은, 산소, 구리 및 니켈을 함유하고 있다. 그리하여, 본 실시형태의 적층체 기판에 배치된 흑화층의 에칭액에 대한 반응성은, 구리층의 에칭액에 대한 반응성과 거의 차가 없으며, 에칭성도 양호하다. 따라서, 본 실시형태의 적층체 기판에서는, 구리층과, 산소, 구리, 및 니켈을 함유하는 흑화층을 동시에 에칭할 수 있다.
본 실시형태의 적층체 기판에 배치된 흑화층을 구리층과 동시에 에칭할 수 있는 점에 대해, 이하에서 설명한다.
본 발명의 발명자들은, 당초 구리층 표면의 광 반사를 억제할 수 있는 흑화층으로서, 구리층의 일부를 산화시킨 산화구리층을 형성하는 방법에 대해 검토하였다. 그리고, 구리층의 일부를 산화시켜 흑화층으로 한 경우, 당해 흑화층에는 일정치 않은 비율의 구리 산화물, 산화되지 않은 구리 등이 포함되어 있는 경우가 있음을 발견하였다.
구리층과 흑화층을 구비한 적층체 기판의 구리층과 흑화층을 동시에 에칭하는 경우, 에칭액으로서, 예를 들어, 구리층을 에칭할 수 있는 에칭액을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 발명자들의 검토에 따르면, 흑화층이 일정치 않은 비율의 구리 산화물을 함유하는 경우, 구리층을 에칭할 수 있는 에칭액에 용출(溶出)되기 쉽다.
이와 같이, 흑화층이 에칭액에 대해 용출되기 쉬운 일정치 않은 비율의 구리 산화물을 함유하는 경우, 흑화층은 에칭액에 대한 반응성이 높아서 구리층에 비해 흑화층의 에칭 속도가 크게 빨라진다. 그러므로, 구리층과 흑화층을 동시에 에칭 처리한 경우, 흑화층은 언더컷이 되기 쉬웠다.
그래서, 본 실시형태의 적층체 기판에서는, 언더 컷을 억제하기 위해, 흑화층은, 산소와 구리에 더하여, 에칭액에 용해되기 어려운 니켈 성분을 함유할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태 적층체 기판의 흑화층이 산소, 구리, 니켈을 함유함으로써, 에칭액으로의 반응성을 구리층과 동등하게 할 수 있어서, 흑화층과 구리층을 동시에 에칭하는 것이 가능해진다.
흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율은 특별히 한정되지는 않으나, 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율은, 11 질량% 이상 60 질량% 이하인 것이 바람직하다. 한편, 니켈의 비율이란, 전술한 바와 같이, 흑화층 중 구리와 니켈 함유량의 합계를 100 질량%로 한 경우의 비율을 나타낸다.
이것은, 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율이 11 질량% 미만인 경우에는, 언더컷이 발생하기 쉽기 때문이다. 즉, 흑화층이 에칭액으로 용해되는 속도가 구리층에 비해 빨라서, 구리층과 동시에 에칭할 수 있는 흑화층으로 할 수 없기 때문이다.
한편, 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율이 60 질량%를 초과하여 배합되면, 니켈 과잉으로 되어, 흑화층을 에칭하기 어려워지기 때문이다. 즉, 흑화층이 에칭액으로 용해되는 속도가 구리층에 비해 느려서, 구리층과 동시에 에칭할 수 있는 흑화층으로 할 수 없기 때문이다.
또한, 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율을 11 질량% 이상 60 질량% 이하로 함으로써, 적층체 기판 및 당해 적층체 기판으로부터 형성된 도전성 기판에 있어, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균을 55% 이하로 할 수 있다. 그러므로, 당해 도전성 기판을 터치 패널 등의 용도로 사용하는 경우, 디스플레이의 시인성이 저하되는 것을 억제할 수 있다는 점에서도 바람직하다.
또한, 적층체 기판에서는, 후술하는 바와 같이, 투명 기재 상에 흑화층과 구리층을 적층할 수 있고, 당해 흑화층, 구리층을 패터닝함으로써 도전성 기판으로 할 수 있다. 그리고, 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율이 60 질량%를 초과하면, 흑화층과 구리층을 에칭하여 개구부를 형성할 때에 에칭에 의한 제거가 충분히 이루어지지 않아, 투명 기재의 표면이 황색으로 변색된 것처럼 보이는 경우가 있다. 그러므로, 전술한 바와 같이, 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율은 60 질량% 이하인 것이 바람직하다.
흑화층은 금속종(種)으로서 구리와 니켈을 함유할 수 있고, 흑화층이 함유하는 금속종은, 구리와 니켈만으로 구성될 수도 있으나, 구리와 니켈만으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 흑화층은, 금속종으로서 1 중량% 이하의 불순물이 불가피하게 더 존재할 수도 있다.
또한, 흑화층은 산소, 구리, 니켈을 함유하고 있으면 되며, 각 성분이 어떠한 상태로 포함되어 있는지는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 적어도 일부의 구리, 니켈이 산화되어, 일정치 않은 비율의 구리 산화물, 니켈 산화물을 형성하여, 흑화층에 포함되어 있을 수도 있다.
이것은, 본 실시형태 적층체 기판의 흑화층은 니켈을 함유하므로, 흑화층이 일정치 않은 비율의 구리 산화물을 함유하고 있더라도, 에칭액에 대한 반응성을 구리층과 거의 마찬가지로 할 수 있기 때문이다. 그리하여, 본 실시형태의 적층체 기판에서는, 구리층과 흑화층을 동시에 에칭할 수 있다.
한편, 흑화층이 함유하는 산소의 양은 특별히 한정되지는 않는다. 다만, 흑화층이 함유하는 산소의 양은, 적층체 기판, 당해 적층체 기판을 사용하여 제작된 도전성 기판의 광 반사율에 영향을 미치는 경우가 있다. 그러므로, 적층체 기판, 당해 적층체 기판을 사용하여 제작되는 도전성 기판에서 요구되는 광 반사율의 정도, 흑화층의 색조 등에 따라, 흑화층이 함유하는 산소의 양, 또한 흑화층을 성막할 때에 첨가되는 산소의 양을 선택하는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 적층체 기판으로부터 얻어지는 도전성 기판의 구리 배선층과 흑화 배선층에서는, 각각 본 실시형태의 적층체 기판의 구리층과 흑화층의 특징이 유지된다.
본 실시형태의 도전성 기판에 배치되는 흑화층의 성막 방법은, 특별히 한정되지는 않는다. 흑화층은, 예를 들어, 스퍼터링법 등 건식 성막법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
흑화층을 스퍼터링법에 의해 성막하는 경우, 예를 들어, 구리-니켈 합금 타겟을 이용하며, 스퍼터링 가스로 사용되는 불활성 가스 이외에 산소 가스를 챔버 내에 공급하면서 성막할 수 있다.
스퍼터링시에 구리-니켈 합금 타겟을 사용하는 경우, 구리-니켈 합금 중에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율은 11 질량% 이하 60 질량% 이하인 것이 바람직하다. 이것은, 성막되는 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율과, 당해 흑화층을 성막할 때에 사용하는 구리-니켈 합금 타겟의 구리-니켈 합금 중에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율이 같아지기 때문이다.
스퍼터링법에 의해 흑화층을 성막할 때에 챔버 안으로 공급하는 산소 가스의 공급량을 조정하는 방법은, 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 산소 분압이 원하는 분압이 되도록 미리 산소 가스와 불활성 가스를 혼합한 혼합 가스를 사용할 수도 있다. 또한, 챔버 안으로 불활성 가스와 산소 가스를 각각 동시에 공급하고, 각 가스의 공급량을 조정함으로써, 챔버 안의 산소 가스 분압을 조정할 수도 있다. 특히, 후자의 경우가, 필요에 따라 챔버 안의 각 가스 분압을 조정할 수 있다는 점에서 바람직하다.
한편, 흑화층을 성막할 때의 불활성 가스로는, 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 아르곤 가스, 크세논 가스 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는, 아르곤 가스를 사용할 수 있다. 또한, 흑화층은, 금속 성분 이외의 성분으로서, 산소 외에, 수소와 탄소 중에서 선택된 1 종류 이상의 성분도 같이 함유할 수도 있다. 그러므로, 흑화층을 성막할 때의 가스는, 산소 가스와 불활성 가스 이외에, 수증기, 일산화탄소 가스, 이산화탄소 가스에서 선택된 1종류 이상의 가스를 함유할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 불활성 가스와 산소 가스를 챔버로 공급하면서 스퍼터링법에 의해 흑화층을 성막할 때에, 챔버 안으로 공급하는 불활성 가스와 산소 가스의 비율은 한정되는 것은 아니다. 적층체 기판, 도전성 기판에 요구되는 광 반사율, 흑화층 색조의 정도 등에 따라 임의로 선택할 수 있다.
본 실시형태의 적층체 기판에 있어 형성되는 흑화층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리층 표면에서의 광 반사를 억제하는 정도 등에 따라 임의로 선택할 수 있다.
흑화층의 두께는, 하한값은, 예를 들어, 10 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 15 ㎚ 이상이면 보다 바람직하다. 상한값은, 예를 들어, 70 ㎚ 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 50 ㎚ 이하이다.
흑화층은, 전술한 바와 같이, 구리층 표면에서의 광 반사를 억제하는 층으로서 기능하나, 흑화층의 두께가 얇은 경우에는, 구리층에 의한 광 반사를 충분히 억제할 수 없는 경우가 있다. 이에 대해, 흑화층의 두께를 10 ㎚ 이상으로 함으로써, 구리층 표면에서의 광 반사를 보다 확실하게 억제할 수 있다.
흑화층의 두께의 상한값은, 특별히 한정되지는 않으나, 필요 이상으로 두꺼우면, 성막에 필요한 시간, 배선을 형성할 때 에칭에 필요한 시간 등이 길어져서, 비용 상승을 초래하게 된다. 그리하여, 흑화층의 두께는 70 ㎚ 이하인 것이 바람직하며, 50 ㎚ 이하로 하면 보다 바람직하다.
이어서, 본 실시형태 적층체 기판의 구성예에 대해 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태의 적층체 기판은, 투명 기재와, 구리층과 흑화층을 갖는 적층체를 포함할 수 있다. 이 때, 적층체 내의 구리층과 흑화층을 투명 기재 상에 배치하는 순서, 층의 갯수 등은 특별히 한정되지는 않는다. 즉, 예를 들어, 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 구리층과 흑화층을 한층씩 임의의 순서로 적층할 수도 있다. 또한, 적층체 안에서 구리층 및/또는 흑화층을 복수 개의 층으로 형성할 수도 있다.
다만, 적층체 안에서 구리층과 흑화층을 배치할 때에, 구리층 표면에서의 광 반사을 억제하기 위해, 구리층 표면 중 광 반사를 특히 억제하고 싶은 면에 흑화층이 배치되는 것이 바람직하다.
특히, 흑화층이 구리층 표면에 형성된 적층 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 적층체는, 흑화층으로서 제1 흑화층과 제2 흑화층을 가지고, 구리층은 제1 흑화층과 제2 흑화층의 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
구체적인 구성예에 대해, 이하에서 도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b를 이용하여 설명한다. 도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b는, 본 실시형태 적층체 기판의 투명 기재, 구리층, 흑화층의 적층 방향에 평행한 면에서의 단면도의 예를 나타내고 있다.
예를 들어, 도 2a에 나타낸 도전성 기판(10A)과 같이, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측에 구리층(12)과 흑화층(13)의 순서로 한층씩 적층할 수 있다. 또한, 도 2b에 나타낸 도전성 기판(10B)과 같이, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측과 다른 한쪽면(다른쪽면,11b) 측에 각각 구리층(12A,12B), 흑화층(13A,13B)의 순서로 한층씩 적층할 수 있다. 한편, 구리층(12:12A,12B)과 흑화층(13:13A,13B)을 적층하는 순서는, 도 2a, 도2b의 예에 한정되지 않으며, 투명 기재(11) 쪽에서부터 흑화층(13:13A,13B), 구리층(12:12A,12B)의 순서로 적층할 수도 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어, 흑화층을 투명 기재(11)의 하나의 면 쪽에 복수 개의 층으로 구비한 구성으로 할 수도 있다. 예를 들어, 도 3a에 나타낸 도전성 기판(20A)과 같이, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측에 제1 흑화층(131), 구리층(12), 제2 흑화층(132)의 순서로 적층할 수 있다.
이와 같이 흑화층으로서, 제1 흑화층(131)과 제2 흑화층(132)을 구비하고, 구리층(12)을 제1 흑화층(131)과 제2 흑화층(132)의 사이에 배치함으로써, 구리층(12)의 상면측 및 하면측으로부터 입사하는 광의 반사를 보다 확실하게 억제하는 것이 가능해진다.
이 경우에도 투명 기재(11)의 양면에 구리층, 제1 흑화층, 제2 흑화층을 적층한 구성으로 할 수 있다. 구체적으로는, 도 3b에 나타낸 도전성 기판(20B)과 같이, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측과 다른 한쪽면(다른쪽면,11b) 측에 각각 제1 흑화층(131A,131B), 구리층(12A,12B), 제2 흑화층(132A,132B)의 순서로 적층할 수 있다.
한편, 제1 흑화층(131:131A,131B)과 제2 흑화층(132:132A,132B) 모두, 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화층으로 할 수 있으며, 동일한 제조방법에 의해 제조할 수 있다.
투명 기재의 양면에 구리층과 흑화층을 적층한 도 2b, 도 3b의 구성예에서는, 투명 기재(11)를 대칭면으로 하여 투명 기재(11)의 상하에 적층한 층이 대칭이 되도록 배치한 예를 나타내었으나, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 3b에서, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측의 구성을, 도 2b의 구성과 마찬가지로 구리층(12A), 흑화층(13A)의 순서로 적층한 형태로 하고, 다른 한쪽면(다른쪽면,11b) 측을, 제1 흑화층(131B), 구리층(12B), 제2 흑화층(132B)의 순서로 적층한 형태로 하여, 투명 기재(11)의 상하에 적층한 층을 비대칭 구성으로 할 수도 있다.
본 실시형태 적층체 기판의 광 반사 정도는, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균은 55% 이하인 것이 바람직하고, 40% 이하이면 보다 바람직하며, 30% 이하이면 더 바람직하다. 이것은, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균이 55% 이하인 경우, 예를 들어, 본 실시형태의 적층체 기판을 터치 패널용 도전성 기판으로서 사용한 경우에도, 디스플레이의 시인성이 저하되는 것을 특별히 억제할 수 있기 때문이다.
적층체 기판의 정반사율 측정은, 흑화층에 광을 조사하도록 하여 측정할 수 있다. 즉, 적층체 기판에 포함되는 구리층과 흑화층 중, 흑화층 쪽으로부터 광을 조사하여 측정할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 도 2a에서와 같이 투명 기재(11)의 한쪽면(11a)에 구리층(12), 흑화층(13)의 순서로 적층한 경우, 흑화층(13)에 광을 조사할 수 있도록, 흑화층(13)의 표면(A)에 대해 광을 조사하여 측정할 수 있다. 또한, 도 2a의 경우로부터 구리층(12)과 흑화층(13)의 배치를 바꾸어, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a)에 흑화층(13), 구리층(12)의 순서로 적층한 경우, 흑화층(13)에 광을 조사할 수 있도록, 투명 기재(11)의 면(11b) 쪽에서부터 흑화층으로 광을 조사하여 정반사율을 측정할 수 있다.
또한, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균이란, 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하의 범위 내에서 파장을 변화시켜 가며 측정했을 때의 측정 결과 평균값을 의미한다. 측정할 때에 파장을 변화시키는 폭은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 10 ㎚ 마다 파장을 변화시켜 가며 상기 파장 범위의 광에 대해 측정하는 것이 바람직하며, 1 ㎚ 마다 파장을 변화시켜 가며 상기 파장 범위의 광에 대해 측정하면 보다 바람직하다.
한편, 후술하는 바와 같이, 적층체 기판은, 구리층과 흑화층을 에칭에 의해 배선 가공함으로써, 금속 세선(細線)을 형성하여 도전성 기판으로 제조할 수 있다. 도전성 기판에서의 광 정반사율이란, 투명 기재를 제외하면 가장 바깥쪽 표면에 배치되어 있는 흑화층의, 광이 입사하는 쪽 표면에서의 정반사율을 의미한다.
그러므로, 에칭 처리한 후의 도전성 기판이라면, 구리층과 흑화층이 잔존해 있는 부분에서의 측정값이 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
이어서, 본 실시형태 도전성 기판에 대해 설명한다.
본 실시형태의 도전성 기판은, 투명 기재와, 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 형성된 금속 세선을 구비할 수 있다. 그리고, 금속 세선은, 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화 배선층과, 구리 배선층을 구비한 적층체이며, 흑화 배선층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율을 11 질량% 이상 60 질량% 이하로 할 수 있다.
본 실시형태의 도전성 기판은, 예를 들어, 앞서 설명한 적층체 기판을 배선 가공하여 얻을 수 있다. 그리고, 본 실시형태의 도전성 기판에 있어서는, 투명 기재 상에 구리 배선층과 흑화 배선층을 구비하므로, 구리 배선층에 의한 광 반사를 억제할 수 있다. 따라서, 흑화 배선층을 구비함으로써, 예를 들어, 터치 패널 등에 사용한 경우에 양호한 디스플레이 시인성을 가질 수 있다.
본 실시형태의 도전성 기판은, 예를 들어, 바람직하게는, 터치 패널용 도전성 기판으로서 사용할 수 있다. 이 경우, 도전성 기판은, 앞서 설명한 적층체 기판에서의 구리층과 흑화층에 개구부를 구비함으로써 형성된 배선 패턴을 갖는 구성으로 할 수 있다. 보다 바람직하게는, 메쉬 형상의 배선 패턴을 구비하는 구성으로 할 수 있다.
개구부를 구비한 배선 패턴이 형성된 도전성 기판은, 이제까지 설명한 적층체 기판의 구리층과 흑화층을 에칭함으로써 얻을 수 있다. 그리고, 예를 들어, 2층의 금속 세선에 의해 메쉬 형상의 배선 패턴을 갖는 도전성 기판으로 할 수 있다. 구체적인 구성예를, 도 4에 나타낸다. 도 4는 메쉬 형상의 배선 패턴을 구비하는 도전성 기판(30)을, 구리 배선층과 흑화 배선층의 적층 방향 상면측에서 본 도면을 나타내고 있다. 도 4에 나타낸 도전성 기판(30)은, 투명 기재(11)와, 도면상 X축 방향에 평행한 복수의 구리 배선층(31B)과, Y축 방향에 평행한 구리 배선층(31A)을 가진다. 한편, 구리 배선층(31A,31B)은, 앞서 설명한 적층체 기판을 에칭함으로서 형성할 수 있으며, 구리 배선층(31A,31B)의 상면 및/또는 하면에는 흑화 배선층(미도시)이 형성되어 있다. 또한, 흑화 배선층은 구리 배선층(31A,31B)과 거의 동일한 형상으로 에칭되어 있다.
투명 기재(11)와 구리 배선층(31A,31B)의 배치는, 특별히 한정되지는 않는다. 투명 기재(11)와 구리 배선층의 배치에 관한 구성예를, 도 5에 나타낸다. 도 5는 도 4의 A-A'선에서의 단면도에 해당한다.
예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같이, 투명 기재(11)의 상하면에 각각 구리 배선층(31A,31B)이 배치되어 있을 수도 있다. 한편, 도 5에 나타낸 도전성 기판의 경우, 구리 배선층(31A,31B)의 투명 기재(11) 쪽에는 구리 배선층(31A,31B)과 거의 동일한 형상으로 에칭된 제1 흑화 배선층(321A,321B)이 배치되어 있다. 또한, 구리 배선층(31A,31B)의 투명 기재(11)와는 반대쪽 면에는, 제2 흑화층(322A,322B)이 배치되어 있다.
따라서, 도 5에 나타낸 도전성 기판에서는, 금속 세선은, 흑화 배선층으로서 제1 흑화 배선층(321A,321B)과 제2 흑화 배선층(322A,322B)을 가지며, 구리 배선층(31A,31B)은, 제1 흑화 배선층(321A,321B)과 제2 흑화 배선층(322A,322B)의 사이에 배치되는 것으로 되어 있다.
한편, 여기에서는, 제1 흑화 배선층과 제2 흑화 배선층을 구비한 예를 나타내었으나, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 흑화 배선층과 제2 흑화 배선층의 어느 한쪽만을 구비할 수도 있다.
도 4에 나타낸 메쉬 형상의 배선을 갖는 도전성 기판은, 예를 들어, 도 2b, 도 3b에서와 같이 투명 기재(11)의 양면에 구리층(12A,12B)과 흑화층(13A,13B:131A,132A,131B,132B)을 구비한 적층체 기판으로부터 형성할 수 있다.
한편, 예를 들어, 도 5에 나타낸 제1 흑화 배선층과 제2 흑화 배선층을 구비한 도전성 기판은, 도 3b에 나타낸 적층체 기판으로부터 형성할 수 있다.
그래서, 도 3b의 적층체 기판을 사용하여 형성한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
우선, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측의 구리층(12A), 제1 흑화층(131A), 제2 흑화층(132A)을, 도 3b에서의 Y축 방향에 평행한 복수 개의 선 모양의 패턴이 X축 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되도록 에칭한다. 한편, 도 3b에서의 Y축 방향이란 지면에 수직인 방향을 의미한다. 또한, 도 3b에서의 X축 방향이란 각 층의 폭 방향에 평행한 방향을 의미한다.
그리고, 투명 기재(11)의 다른 한쪽면(11b) 측의 구리층(12B), 제1 흑화층(131B), 제2 흑화층(132B)을, 도 3b 에서의 X축 방향에 평행한 복수 개의 선 모양의 패턴이 Y축 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되도록 에칭한다.
이상의 조작에 의해, 도 4, 도 5에 나타낸 메쉬 형상의 배선을 갖는 도전성 기판을 형성할 수 있다. 한편, 투명 기재(11)의 양면 에칭은 동시에 할 수도 있다. 즉, 구리층(12A,12B), 제1 흑화층(131A,131B), 제2 흑화층(132A,132B)의 에칭을 동시에 할 수도 있다.
도 4에 나타낸 메쉬 형상 배선을 갖는 도전성 기판은, 도 2a 또는 도 3a에 나타낸 적층체 기판을 2개 이용함으로써 형성할 수도 있다. 도 2a의 적층체 기판을 이용한 경우를 예로 들어 설명하면, 도 2a에 나타낸 적층체 기판 2개에 대해 각각 구리층(12)과 흑화층(13)을, X축 방향에 평행한 복수 개의 선 모양 패턴이 Y축 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되도록 에칭한다. 그리고, 상기 에칭 처리에 의해 각 도전성 기판에 형성된 선 모양의 패턴이 서로 교차하도록 방향을 맞추어 2개의 도전성 기판을 붙여 맞춤으로써, 메쉬 형상 배선을 구비한 도전성 기판으로 할 수 있다. 2개의 도전성 기판을 붙여 맞출 때에 맞춤면은 특별히 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 2개의 도전성 기판에 대해, 도 2a에서의 투명 기재(11)에 있어 구리층(12) 등이 적층되어 있지 않은 면(11b) 끼리를 붙여 맞춤으로써, 도 5에 나타낸 구성으로 할 수 있다.
한편, 도 4에 나타낸 메쉬 형상 배선을 갖는 도전성 기판에 있어 금속 세선의 폭, 금속 세선 간 거리 등은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 금속 세선에 필요한 전기 저항값 등에 따라 선택할 수 있다.
다만, 투명 기재와 금속 세선이 충분한 밀착성을 가지도록, 이하의 언더컷량 비율이 소정 범위에 있는 것이 바람직하다.
여기에서, 도 6을 이용하여 언더컷량 비율에 대해 설명한다. 도 6은, 투명 기재(11) 상에 흑화 배선층, 구리 배선층의 순서로 적층된 도전성 기판에 있어, 흑화 배선층 및 구리 배선층의 적층 방향을 따른 면에서의 단면도를 나타내고 있다. 한편, 도 6에서는, 흑화 배선층 1층과 구리 배선층 1층에 의해 금속 세선이 구성된 예를 나타내고 있다.
도전성 기판을 구성하는 층에 있어, 투명 기재에 접하는 층이 투명 기재에 접하는 층의 상면에 형성된 층보다 에칭 속도가 빠른 경우, 투명 기재에 접하는 층의 패턴 폭이 투명 기재에 접하는 층 위에 형성된 층의 패턴 폭보다 좁아지는 경우가 있다. 즉, 언더컷이 발생하는 경우가 있다.
도 6에 나타낸 구성예에 대해, 투명 기재에 접하는 흑화층의 에칭 속도가, 흑화층의 상면에 형성된 구리층의 에칭 속도보다 빠른 경우, 언더컷이 발생하는 경우가 있다. 도 6에 나타낸 구성예에서, 언더컷이 발생한 경우, 금속 세선의 하부 폭이 되는 투명 기재(11)에 접하는 흑화 배선층(61)의 폭(W2)이, 금속 세선의 패턴 폭이 되는 흑화 배선층(61) 상에 형성된 구리 배선층(62)의 폭(W1)보다 좁아진다.
이 경우, 언더컷량 비율은, 금속 세선의 하부 폭(W2)과 금속 세선의 배선 폭(W1)에 의해, (W1-W2)/2W1의 식으로 나타내어진다.
그리고, 언더컷량 비율은 (W1-W2)/2W1
Figure 112017127738594-pct00001
0.075의 관계를 가지는 것이 바람직하다. 이것은, 언더컷량 비율이 상기 관계를 충족함으로써, 흑화층과 구리층을 동시에 에칭하여 원하는 패턴으로 패터닝할 수 있다고 할 수 있으며, 투명 기재(11)와 금속 세선의 밀착성을 향상시키는 관점에서도 바람직하기 때문이다.
본 실시형태의 도전성 기판은, 앞서 설명한 적층체 기판을 배선 가공하여 적층체 기판에서의 구리층과 흑화층에 개구부를 구비시킴으로써 형성된 배선 패턴을 가진다. 그리하여, 배선 패턴에 포함되는 금속 세선의 사이에는, 투명 기재를 노출시키는 개구부가 구비되어 있다.
그리고, 당해 개구부에 있어 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 투과율 평균의, 투명 기재에 있어 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 투과율 평균으로부터의 감소율이 3.0% 이하인 것이 바람직하다.
이것은, 상기 개구부에 있어 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 투과율 평균의, 적층체 기판에 제공하는 투명 기재에 있어 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 투과율 평균으로부터의 감소율이 3.0%를 초과하면, 투명 기재를 육안으로 관찰했을 때 황색으로 변색되어 보이는 경우가 있기 때문이다. 상기 감소율이 3.0%를 초과하는 것은, 흑화층과 구리층을 에칭할 때에 흑화층의 에칭 속도가 늦어서 흑화층과 구리층을 동시에 에칭할 수 없기 때문이다. 그러므로, 앞서 설명한 바와 같이, 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율을 60 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태 도전성 기판의 광 반사 정도는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균은 55% 이하인 것이 바람직하고, 40% 이하이면 보다 바람직하며, 30% 이하이면 더 바람직하다. 이것은, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균이 55% 이하인 경우, 예를 들어, 터치 패널용 도전성 기판으로 사용한 경우에도 디스플레이의 시인성 저하를 특별히 억제할 수 있기 때문이다.
여기까지 설명한 본 실시형태의 2층 배선으로 구성되는 메쉬 형상 배선을 갖는 도전성 기판은, 바람직하게는, 예를 들어, 투영형 정전용량 방식의 터치 패널용 도전성 기판으로 사용할 수 있다.
(적층체 기판 제조방법, 도전성 기판 제조방법)
이어서, 본 실시형태의 적층체 기판 제조방법의 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 적층체 기판 제조방법은, 투명 기재를 준비하는 투명 기재 준비 공정과, 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 적층체를 형성하는 적층체 형성 공정을 가질 수 있다.
그리고, 상기 적층체 형성 공정은, 구리를 퇴적시키는 구리층 성막 수단에 의해 구리층을 형성하는 구리층 형성 단계와, 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화층을 퇴적시키는 흑화층 성막 수단에 의해 흑화층을 성막하는 흑화층 형성 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 흑화층 형성 단계는, 감압 분위기 하에서 실시되는 것이 바람직하다. 또한, 흑화층에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율이 11 질량% 이상 60 질량% 이하인 것이 바람직하다.
이하에서 본 실시형태의 적층체 기판 제조방법에 대해 설명하나, 이하에서 설명하는 점 이외에 대해서는, 전술한 적층체 기판의 경우와 마찬가지의 구성으로 할 수 있으므로 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태의 적층체 기판에서는, 구리층과 흑화층을 투명 기재 상에 배치할 때의 적층 순서는 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 구리층과 흑화층은 각각 복수 개의 층으로 형성될 수도 있다. 그러므로, 상기 구리층 형성 단계와 흑화층 형성 단계를 실시하는 순서, 실시하는 횟수 등에 대해서는, 특별히 한정되지 않으며, 형성할 적층체 기판의 구조에 맞추어 임의의 횟수, 타이밍 등에서 실시할 수 있다.
투명 기재를 준비하는 공정은, 예를 들어, 가시광을 투과시키는 고분자 필름, 유리 기판 등에 의해 구성된 투명 기재를 준비하는 공정이며, 구체적인 조작이 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 나중의 각 공정, 단계에 제공하기 위해, 필요에 따라 임의의 크기로 절단 등을 할 수 있다. 한편, 가시광을 투과시키는 고분자 필름으로서 필요에 따라 적절히 사용할 수 있는 것에 대해서는, 앞서 설명하였으므로 여기에서는 설명을 생략한다.
이어서, 적층체 형성 공정에 대해 설명한다. 적층체 형성 공정은, 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 적층체를 형성하는 공정이며, 구리층 형성 단계와 흑화층 형성 단계를 가진다. 그리고, 각 단계에 대해서는 이하에서 설명한다.
우선, 구리층 형성 단계에 대해 설명한다.
구리층 형성 단계에서는, 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 구리를 퇴적시키는 구리층 성막 수단에 의해 구리층을 형성할 수 있다.
구리층 형성 단계에서는, 건식 도금법을 이용하여 구리 박막층을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 구리층을 보다 두껍게 하는 경우에는, 건식 도금법에 의해 구리 박막층을 형성한 후에, 습식 도금법을 이용하여 구리 도금층을 더 형성하는 것이 바람직하다.
그러므로, 구리층 형성 단계에서는, 예를 들어, 건식 도금법에 의해 구리 박막층을 형성하는 단계를 가질 수 있다. 또한, 구리층 형성 단계는, 건식 도금법에 의해 구리 박막층을 형성하는 단계와, 당해 구리 박막층을 급전층으로 하여 습식 도금법에 의해 구리 도금층을 형성하는 단계를 가질 수도 있다.
따라서, 전술한 구리층 성막 수단으로는, 하나의 성막 수단에 한정되지는 않으며, 복수의 성막 수단을 조합하여 사용할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 건식 도금법 만으로 또는 건식 도금법과 습식 도금법을 조합하여 구리층을 형성함으로써, 투명 기재 또는 흑화층 상에 접착제를 통하지 않고 직접 구리층을 형성할 수 있어서 바람직하다.
건식 도금법으로는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는, 감압 분위기 하에서 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 증착법 등을 이용할 수 있다.
특히, 구리 박막층의 형성에 이용하는 건식 도금법으로는, 용이하게 두께를 제어할 수 있다는 점에서 스퍼터링법을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 즉, 이 경우, 구리층 형성 단계에서 구리를 퇴적시키는 구리층 성막 수단으로서, 바람직하게는, 스퍼터링 성막 수단(스퍼터링 성막법)을 이용할 수 있다.
구리 박막층은, 예를 들어, 도 7에 나타낸 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)를 이용하여 필요에 따라 적절히 성막할 수 있다. 이하에서, 롤 투 롤(roll to roll) 스퍼터링 장치를 이용한 경우를 예로 들어, 구리 박막층을 형성하는 공정을 설명한다.
도 7은 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)의 일 구성예를 나타내고 있다. 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)는 그 구성 부품의 대부분을 수납하는 케이스(71)를 구비하고 있다. 도 7에서 케이스(71)의 형상은 직방체 형상으로 나타내고 있으나, 케이스(71)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 내부에 수용할 장치, 설치 장소, 내압 성능 등에 따라 임의의 형상으로 할 수 있다. 예를 들어, 케이스(71)의 형상은 원통 형상으로 할 수도 있다. 다만, 성막이 개시될 때에 성막에 관계 없는 잔류 가스를 제거하기 위해, 케이스(71) 내부는 1Pa 이하까지 감압될 수 있는 것이 바람직하고, 10-3Pa 이하까지 감압될 수 있으면 보다 바람직하며, 10-4Pa 이하까지 감압될 수 있으면 더 바람직하다. 한편, 케이스(71) 내부 전체가 상기 압력까지 감압될 수 있을 필요는 없고, 스퍼터링을 행하는, 후술하는 캔 롤(can roll, 73)이 배치된 도면상 하측 영역만이 상기 압력까지 감압될 수 있도록 구성할 수도 있다.
케이스(71) 내에는, 구리 박막층을 성막할 기재(基材)를 공급하는 권출 롤(72), 캔 롤(73), 스퍼터링 캐소드(74a~74d), 앞 피드 롤(75a), 뒤 피드 롤(75b), 텐션 롤(76a,76b), 권취 롤(77)을 배치할 수 있다. 또한, 구리 박막층을 성막할 기재의 반송 경로 상에는, 상기 각 롤 이외에 임의로 가이드 롤(78a∼78h), 히터(79) 등을 구비할 수도 있다.
권출 롤(72), 캔 롤(73), 앞 피드 롤(75a), 권취 롤(77)에는 서보 모터에 의한 동력을 구비시킬 수 있다. 권출 롤(72), 권취 롤(77)은, 파우더 클러치 등에 의한 토크 제어에 의해, 구리 박막층을 성막할 기재의 장력 밸런스가 유지되도록 되어 있다.
캔 롤(73)의 구성에 대해서도, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 그 표면이 경질 크롬 도금으로 처리되어 있고 그 내부에는 케이스(71)의 외부로부터 공급되는 냉매나 온매가 순환하여 일정한 온도로 조정될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
텐션 롤(76a,76b)은, 예를 들어, 표면이 경질 크롬 도금으로 처리되어 있고 장력 센서가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 앞 피드 롤(75a), 뒤 피드 롤(75b), 가이드 롤(78a∼78h) 등에 대해서도, 표면이 경질 크롬 도금으로 처리되어 있는 것이 바람직하다.
스퍼터링 캐소드(74a∼74d)는 마그네트론 캐소드 방식으로 캔 롤(73)에 대향하여 배치하는 것이 바람직하다. 스퍼터링 캐소드(74a∼74d)의 크기는 특별히 한정되지는 않으나, 스퍼터링 캐소드(74a∼74d)의 구리 박막층을 성막할 기재의 폭방향 치수는, 대향하는 구리 박막층을 성막할 기재의 폭보다 넓은 것이 바람직하다.
구리 박막층을 성막할 기재는, 롤 투 롤 진공 성막 장치인 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70) 안으로 반송되어, 캔 롤(73)에 대향하는 스퍼터링 캐소드(74a∼74d)에서 구리 박막층이 성막된다.
롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)를 이용하여 구리 박막층을 성막하는 방법에 대해 설명한다.
먼저, 구리 타겟을 스퍼터링 캐소드(74a∼74d)에 장착하고, 구리 박막층을 성막할 기재를 권출 롤(72)에 세팅한 케이스(71) 안을, 진공 펌프(70a,70b)에 의해 진공 배기시킨다.
그리고, 그 후 불활성 가스, 예를 들어, 아르곤 등의 스퍼터링 가스를 기체 공급 수단(81)에 의해 케이스(71) 안으로 도입한다. 한편, 기체 공급 수단(81)의 구성은 특별히 한정되지는 않으나, 기체 저장 탱크(미도시)를 가질 수 있다. 그리고, 기체 저장 탱크와 케이스(71)의 사이에, 가스종(種)마다 질량 유량 제어기(MFC: 811a,811b), 밸브(812a,812b)를 구비하여, 각 가스가 케이스(71) 안으로 공급되는 양을 제어하도록 구성할 수 있다. 도 7에서는, 질량 유량 제어기와 밸브를 2세트 구비한 예를 나타내고 있나, 설치 갯수는 특별히 한정되지 않으며, 사용하는 가스종의 갯수에 따라 설치 갯수를 선택할 수 있다.
그리고, 기체 공급 수단(81)에 의해 스퍼터링 가스를 케이스(71) 안으로 공급했을 때에, 스퍼터링 가스의 유량과, 진공 펌프(70b)와 케이스(71) 사이에 구비된 압력 조정 밸브(82)의 개방도를 조정하여, 장치 안을, 예를 들어, 0.13 Pa 이상 1.3 Pa 이하로 유지하고 성막을 실시하는 것이 바람직하다.
이 상태에서 권출 롤(72)로부터 기재를, 예를 들어, 분당 1m 이상 20m 이하의 속도로 반송하면서, 스퍼터링 캐소드(74a∼74d)에 접속된 스퍼터링용 직류 전원으로부터 전력을 공급하여 스퍼터링 방전을 실시한다. 이로써, 기재 상에 원하는 구리 박막층을 연속 성막할 수 있다.
한편, 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)에는, 전술한 것 이외에도 필요에 따라 각종 부재를 배치할 수 있다. 예를 들어, 케이스(71) 안의 압력을 측정하기 위한 압력계(83a,83b), 벤트 밸브(84a,84b) 등을 구비할 수도 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 건식 도금 후에 습식 도금법을 이용하여 구리층(구리 도금층)을 더 성막할 수 있다.
습식 도금법에 의해 구리 도금층을 성막하는 경우, 전술한 건식 도금에 의해 성막된 구리 박막층을 급전층으로 할 수 있다. 그리고, 이 경우, 구리층 형성 단계에서 구리를 퇴적시키는 구리층 성막 수단으로서, 바람직하게는, 전기 도금 성막 수단을 사용할 수 있다.
구리 박막층을 급전층으로 하여, 습식 도금법에 의해 구리 도금층을 형성하는 공정에서의 조건, 즉, 전기 도금 처리 조건은, 특별히 한정되지는 않으며, 통상의 방법에 따른 제 조건을 채용하면 된다. 예를 들어, 구리 도금액을 넣은 도금조에, 구리 박막층을 형성한 기재를 공급하고, 전류 밀도, 기재 반송 속도 등을 제어함으로써 구리 도금층을 형성할 수 있다.
이어서, 흑화층 형성 단계에 대해 설명한다.
흑화층 형성 단계는, 앞서 설명한 바와 같이, 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 산소, 구리, 니켈을 함유하는 흑화층을 성막하는 흑화층 성막 수단에 의해 흑화층을 성막하는 단계이다. 흑화층 형성 단계에 있어 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화층을 퇴적시키는 흑화층 성막 수단은, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 감압 분위기 하에서의 스퍼터링 성막 수단, 즉, 스퍼터링 성막법인 것이 바람직하다.
흑화층은, 예를 들어, 도 7에 나타낸 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)를 이용하여 필요에 따라 적절히 성막할 수 있다. 롤 투 롤 스퍼터링 장치의 구성에 대해서는, 앞서 설명하였으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)를 이용하여 흑화층을 성막하는 방법의 구성예에 대해 설명한다.
먼저, 구리-니켈 합금 타겟을 스퍼터링 캐소드(74a~74d)에 장착하고, 흑화층을 성막할 기재를 권출 롤(72)에 세팅한 케이스(71) 안을 진공 펌프(70a,70b)에 의해 진공 배기시킨다. 그 후, 불활성 가스, 예를 들어, 아르곤과 산소로 이루어지는 스퍼터링 가스를 기체 공급 수단(81)에 의해 케이스(71) 안으로 도입한다. 이 때, 스퍼터링 가스의 유량과, 진공 펌프(70b)와 케이스(71)의 사이에 구비된 압력 조정 밸브(82)의 개방도를 조정하여, 케이스(71) 안을, 예를 들어, 0.13Pa 이상 13Pa 이하로 유지한 상태에서 성막을 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 불활성 가스, 산소 가스는, 미리 혼합한 가스를 케이스(71) 안으로 공급할 수도 있으나, 각각 개별적으로 케이스(71)로 공급하고, 케이스(71) 안에서 각각의 가스가 원하는 분압이 되도록 그 공급량, 압력을 조정할 수도 있다. 또한, 스퍼터링 가스는, 앞서 설명한 바와 같이 불활성 가스와 산소로 이루어지는 가스에 한정되는 것은 아니며, 수증기, 일산화탄소 가스, 이산화탄소 가스에서 선택되는 1종류 이상의 가스를 더 포함할 수도 있다.
이 상태에서 권출 롤(72)로부터 기재를, 예를 들어, 분당 0.5 m 이상 10 m 이하 정도의 속도로 반송하면서, 스퍼터링 캐소드(74a∼74d)에 접속된 스퍼터링용 직류 전원으로부터 전력을 공급하여 스퍼터링 방전을 실시한다. 이로써, 기재 상에 원하는 흑화층을 연속 성막할 수 있다.
여기까지 본 실시형태의 적층체 기판 제조방법에 포함되는 각 공정, 단계에 대해 설명하였다.
본 실시형태의 적층체 기판 제조방법에 의해 얻어지는 적층체 기판은, 앞서 설명한 적층체 기판과 마찬가지로, 구리층의 두께가 50 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 60 ㎚ 이상이면 보다 바람직하며, 150 ㎚ 이상이면 더 바람직하다. 구리층 두께의 상한값은, 특별히 한정되지는 않으나, 구리층의 두께는 5000 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 3000 ㎚ 이하이면 보다 바람직하다. 한편, 구리층이, 전술한 바와 같이, 구리 박막층과 구리 도금층을 가지는 경우에는, 구리 박막층의 두께와 구리 도금층의 두께의 합계가 상기 범위인 것이 바람직하다.
또한, 흑화층의 두께는, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 10 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 15 ㎚ 이상으로 하면 보다 바람직하다. 흑화층 두께의 상한값은, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 70 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 50 ㎚ 이하로 하면 보다 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 적층체 기판 제조방법에 의해 얻어지는 적층체 기판은, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균이 55% 이하인 것이 바람직하고, 40% 이하이면 보다 바람직하며, 30% 이하이면 더 바람직하다.
본 실시형태의 적층체 기판 제조방법에 의해 얻어지는 적층체 기판을 이용하여, 구리층 및 흑화층에 개구부를 구비시킨 배선 패턴이 형성된 도전성 기판으로 제조할 수 있다. 도전성 기판은, 보다 바람직하게는, 메쉬 형상 배선을 구비한 구성으로 할 수 있다.
이러한 본 실시형태의 도전성 기판 제조방법은, 전술한 적층체 기판 제조방법에 의해 얻어진 적층체 기판의 구리층과 흑화층을 에칭하여, 구리 배선층과 흑화 배선층을 구비한 적층체인 금속 세선을 갖는 배선 패턴을 형성하는 에칭 공정을 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 에칭 공정에 의해 구리층과 흑화층에 개구부를 형성할 수 있다.
에칭 공정에서는, 예를 들어, 우선, 에칭에 의해 제거할 부분에 대응하는 개구부를 갖는 레지스트를, 적층체 기판의 가장 바깥쪽 표면에 형성한다. 예를 들어, 도 2a에 나타낸 적층체 기판의 경우, 적층체 기판에 배치한 구리층(12)의 노출된 표면(A) 상에 레지스트를 형성할 수 있다. 한편, 에칭에 의해 제거할 부분에 대응하는 개구부를 갖는 레지스트의 형성 방법은, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 포토리소그래피법에 의해 형성할 수 있다.
이어서, 레지스트 상면으로부터 에칭액을 공급함으로써, 구리층(12), 흑화층(13)의 에칭을 실시할 수 있다.
한편, 도 2b에서와 같이 투명 기재(11)의 양면에 구리층, 흑화층을 배치한 경우에는, 적층체 기판의 표면(A) 및 표면(B)에 각각 소정 형상의 개구부를 갖는 레지스트를 형성하여, 투명 기재(11)의 양면에 형성된 구리층, 흑화층을 동시에 에칭할 수도 있다. 또한, 투명 기재(11)의 양쪽에 형성된 구리층 및 흑화층에 대해, 한쪽씩 에칭 처리할 수도 있다. 즉, 예를 들어, 구리층(12A)과 흑화층(13A)의 에칭을 실시한 후에, 구리층(12B)과 흑화층(13B)의 에칭을 실시할 수도 있다.
본 실시형태의 적층체 기판 제조방법으로 형성되는 흑화층은, 구리층과 마찬가지의 에칭액 반응성을 나타낸다. 그러므로, 에칭 공정에서 사용하는 에칭액은 특별히 한정되지 않으며, 일반적으로 구리층의 에칭에 사용되는 에칭액을 바람직하게 사용할 수 있다.
에칭 공정에 사용하는 에칭액으로는, 보다 바람직하게는, 예를 들어, 황산, 과산화수소수, 염산, 염화제이구리 및 염화제이철에서 선택된 1 종류를 포함하는 수용액, 또는 상기 황산 등에서 선택된 2 종류 이상을 포함하는 혼합 수용액을 사용할 수 있다. 에칭액 중 각 성분의 함유량은 특별히 한정되지는 않는다.
에칭액은 실온에서 사용할 수도 있으나, 반응성을 높이기 위해 가온해 두는 것이 바람직하며, 예를 들어, 40℃ 이상 50℃ 이하로 가열하여 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 에칭 공정에 의해 얻어지는 메쉬 형상 배선의 구체적인 형태에 대해서는, 앞서 설명한 바와 같으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
또한, 도 2a, 도 3a에 나타낸, 투명 기재(11)의 한쪽면 측에 구리층, 흑화층을 갖는 2개의 적층체 기판을 에칭 공정에 제공하여 도전성 기판을 제조한 후, 2개의 도전성 기판을 붙여 맞추어 메쉬 형상 배선을 구비한 도전성 기판을 제조하는 경우, 도전성 기판을 붙여 맞추는 공정을 더 구비할 수 있다. 이 때, 2개의 도전성 기판을 붙여 맞추는 방법은, 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 광학 접착제(OCA) 등을 이용하여 접착할 수 있다.
한편, 본 실시형태의 도전성 기판 제조방법에 의해 얻어지는 도전성 기판은, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균이 55% 이하인 것이 바람직하고, 40% 이하이면 보다 바람직하며, 30% 이하이면 더 바람직하다.
이것은, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균이 55% 이하인 경우, 예를 들어, 터치 패널용 도전성 기판으로 사용한 경우에도, 디스플레이의 시인성 저하를 특별히 억제할 수 있기 때문이다.
이상에서 본 실시형태의 적층체 기판, 도전성 기판, 적층체 기판 제조방법 및 도전성 기판 제조방법에 대해 설명하였다. 이러한 적층체 기판 또는 적층체 기판 제조방법에 의해 얻어지는 적층체 기판에 의하면, 구리층과 흑화층이 에칭액에 대해 거의 같은 반응성을 나타낸다. 그리하여, 동시에 에칭 처리를 할 수 있는 구리층과 흑화층을 구비한 적층체 기판을 제공할 수 있다. 그리고, 구리층과 흑화층을 동시에 에칭할 수 있으므로 원하는 형상의 구리 배선층과 흑화 배선층을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 흑화 배선층을 구비함으로써, 구리 배선층에 의한 광 반사를 억제할 수 있어서, 예를 들어, 터치 패널용 도전성 기판으로 한 경우에 시인성 저하를 억제할 수 있다. 그리하여, 흑화 배선층을 구비함으로써 양호한 시인성을 갖는 도전성 기판으로 할 수 있다.
[실시예]
이하에서 본 발명의 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 의해 어떠한 한정도 되는 것은 아니다.
(평가 방법)
(1) 정반사율
이하의 각 실시예, 비교예에서 제작된 도전성 기판에 대해 정반사율을 측정하였다.
측정은, 자외 가시 분광 광도계((주)시마즈 제작소 제조, 형식: UV-2550)에 반사율 측정 유닛을 설치하여 실시하였다.
각 실시예에서 도 3a의 구조를 갖는 적층체 기판을 제작하였는 바, 반사율의 측정은, 도 3a에서 제2 흑화층(132)의 외부로 노출된 표면(C)에 대해, 입사각 5°, 수광각 5°로 하여 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하의 범위인 광을 조사하여 실시하였다. 한편, 적층체 기판에 조사하는 광에 있어서는, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 범위에서 파장을 1 ㎚씩 변화시켜 가며 각 파장의 광에 대해 정반사율을 측정하고, 측정 결과의 평균을 당해 도전성 기판의 정반사율 평균으로 하였다.
(2) 금속 세선의 언더컷량 비율
언더컷량 비율은, 각 실시예, 비교예에서 제작된 도전성 기판의 배선 단면을 SEM으로 관찰하고, 금속 세선의 패턴 폭(W1) 및 금속 세선의 하부 폭(W2)을 구하여 산출하였다. 한편, 금속 세선의 패턴 폭(W1), 금속 세선의 하부 폭(W2)에 대해서는, 도 6을 이용하여 이미 설명한 대로이다.
(3) 개구부의 전체 광선 투과율의 감소율
각 실시예, 비교예에서 제작된 도전성 기판의 투명 기재를 노출시키는, 금속 세선 사이의 개구부에 대해 전체 광선 투과율을 측정하였다.
측정은, 정반사율을 측정했을 때의 자외 가시 분광 광도계에 적분구 부속 장치를 설치하여 실시하였다. 조사하는 광에 있어서는, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 범위에서 파장을 1 ㎚씩 변화시켜 가며 각 파장의 광에 대해 투과율을 측정하고, 측정 결과의 평균을 당해 도전성 기판의 개구부의 전체 광선 투과율 평균으로 하였다.
또한, 적층체 기판을 제조할 때에 사용한 투명 기재에 대해, 마찬가지로 하여 전체 광선 투과율 평균을 미리 측정하여 두었다.
그리고, 각 실시예, 비교예에서 제작된 도전성 기판의 개구부에 있어 전체 광선 투과율 평균의, 투명 기재에 있어 전체 광선 투과율 평균으로부터의 감소율을 산출하였다.
(시료의 제작 조건)
실시예, 비교예로서, 이하에서 설명하는 조건에서 적층체 기판과 도전성 기판을 제작하고 전술한 평가 방법에 의해 평가하였다.
[실시예 1]
도 3a에 나타낸 구조를 가지는 적층체 기판을 제작하였다.
우선, 투명 기재 준비 공정을 실시하였다.
구체적으로는, 폭 500 ㎜, 두께 100 ㎛인 광학용 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 제의 투명 기재를 준비하였다.
이어서, 적층체 형성 공정을 실시하였다.
적층체 형성 공정으로서, 제1 흑화층 형성 단계, 구리층 형성 단계, 제2 흑화층 형성 단계를 실시하였다. 이하에서 구체적으로 설명한다.
먼저, 제1 흑화층 형성 단계를 실시하였다.
준비한 투명 기재를, 도 7에 나타낸 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)에 세팅하였다. 또한, 스퍼터링 캐소드(74a~74d)에 구리 - 11 질량% Ni 합금 타겟((주)스미토모 금속광산 제조)을 장착하였다.
그리고, 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)의 히터(79)를 100℃로 가열함으로써 투명 기재를 가열하여 기재 중에 포함되는 수분을 제거하였다.
이어서, 케이스(71) 안을 진공 펌프(70a,70b)에 의해 1×10-4Pa까지 배기시킨 후, 기체 공급 수단(81)에 의해 아르곤 가스의 유량이 240 sccm, 산소 가스의 유량이 40 sccm이 되도록 하여 아르곤 가스와 산소 가스를 케이스(71) 안으로 도입하였다. 그리고, 투명 기재를 권출 롤(72)로부터 분당 2 m의 속도로 반송하면서, 스퍼터링 캐소드(74a~74d)에 접속된 스퍼터링용 직류 전원으로부터 전력을 공급하여 스퍼터링 방전을 실시하여, 기재 상에 원하는 제1 흑화층을 연속 성막하였다. 이러한 조작에 의해, 투명 기재 상에 제1 흑화층(131)을 두께 20 ㎚가 되도록 형성하였다.
이어서, 구리층 형성 단계를 실시하였다.
구리층 형성 단계에서는, 스퍼터링 캐소드에 장착하는 타겟을 구리 타겟((주)스미토모 금속광산 제조)으로 변경하고 케이스(71) 안을 배기한 후, 롤 투 롤 스퍼터링 장치(70)의 케이스(71) 안으로 아르곤 가스만을 도입한 점 이외에는, 제1 흑화층의 경우와 마찬가지로 하여 제1 흑화층의 상면에 구리층을 두께 200 ㎚가 되도록 형성하였다.
한편, 구리층을 형성할 기재로는, 제1 흑화층 형성 공정에서 투명 기재 상에 제1 흑화층을 형성한 기재를 사용하였다.
그리고, 이어서, 제2 흑화층 형성 단계를 실시하였다.
제2 흑화층 형성 단계에서는, 제1 흑화층(131)과 같은 조건에서 구리층(12)의 상면에 제2 흑화층(132)을 형성하였다(도 3a 참조).
제작된 적층체 기판에 있어, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균을, 전술한 방법에 의해 측정하였더니, 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균은 55%이었다.
또한, 얻어진 적층체 기판에 대해 정반사율을 측정한 후, 에칭 공정을 실시하여 도전성 기판을 제작하였다.
에칭 공정에서는, 우선, 에칭에 의해 제거할 부분에 대응하는 개구부를 갖는 레지스트를, 제작된 적층체 기판의 도 3a에서의 표면(C) 상에 형성하였다. 그리고, 염화제이철 10 중량%와 염산 10 중량%와 나머지 부분이 물로 이루어지는 에칭액에 1분간 침지시켜 도전성 기판을 제작하였다.
제작된 도전성 기판에 대해, 금속 세선의 언더컷량 비율 및 개구부의 전체 광선 투과율을 측정하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예2~실시예7]
제1, 제2 흑화층을 성막할 때에 사용한 스퍼터링 타겟의 조성 및 산소 공급량을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층체 기판을 제작하고 평가하였다.
또한, 제작된 적층체 기판으로부터 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 기판을 제작하고 평가하였다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예1, 비교예2]
제1, 제2 흑화층을 성막할 때에 사용한 스퍼터링 타겟의 조성을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층체 기판을 제작하고 평가하였다.
또한, 제작된 적층체 기판으로부터, 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 기판을 제작하고 평가하였다.
결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112021125769265-pct00015
표 1에 나타낸 결과에 의하면, 실시예1~실시예7에 대해서는, 금속 세선의 언더컷량 비율이 0.075 이하, 개구부에 있어 전체 광선 투과율의 감소율이 3.0% 이하로 된다. 즉, 구리층과 제1,제2 흑화층을 동시에 에칭할 수 있었다.
이것은, 제1, 제2 흑화층을 성막할 때에 사용한 스퍼터링 타겟에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율이 11 질량% 이상 60 질량% 이하이며, 성막된 흑화층에서도 마찬가지의 조성이었기 때문인 것으로 생각된다. 즉, 흑화층의 에칭액에 대한 반응성을 구리층과 동등하게 할 수 있었기 때문이라 생각된다.
한편, 실시예 7에서는 언더컷이 일어나지 않았다. 즉, 언더컷량 비율은 0 이하가 된다.
이에 대해, 비교예 1에서는, 금속 세선의 언더컷량 비율이 0.10으로서 0.075을 크게 초과하여, 구리층에 비해 흑화층의 에칭 속도가 빨랐다는 점이 확인되었다. 또한, 비교예 2에서는, 개구부에 있어 전체 광선 투과율의 감소율이 3.0%를 초과하여, 구리층에 비해 흑화층의 에칭 속도가 느렸다는 점이 확인되었다.
이것은, 제1, 제2 흑화층을 성막할 때에 사용한 스퍼터링 타겟에 포함되는 구리와 니켈 중 니켈의 비율이 11 질량% 미만이거나 60 질량% 초과하며, 성막된 흑화층에서도 마찬가지의 조성이었기 때문인 것으로 생각된다.
이상에서 적층체 기판, 도전성 기판, 적층체 기판 제조방법 및 도전성 기판 제조방법을 실시형태 및 실시예 등으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예 등에 한정되지 않는다. 청구범위에 기재된 본 발명 요지의 범위 내에서 다양한 변형, 변경이 가능하다.
본 출원은 2015년 6월 26일에 일본국 특허청에 출원된 특원 2015-129123호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 특원 2015-129123호의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.
10A,10B,20A,20B 적층체 기판
11 투명 기재
12,12A,12B 구리층
13,13A,13B,131,132,131A,131B,132A,132B 흑화층
30 도전성 기판
31A,31B,62 구리 배선층
321A,321B,322A,322B,61 흑화 배선층

Claims (12)

  1. 투명 기재와,
    상기 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 형성된 적층체를 포함하고,
    상기 적층체가, 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화층과, 구리층을 포함하며,
    상기 흑화층에 포함되는 상기 구리 및 상기 니켈 중 상기 니켈의 비율이 11 질량% 이상 60 질량% 이하이고,
    상기 흑화층의 두께가 10㎚ 이상 70㎚ 이하인 적층체 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적층체는, 상기 흑화층으로서, 제1 흑화층과 제2 흑화층을 포함하고,
    상기 구리층은, 상기 제1 흑화층과 상기 제2 흑화층의 사이에 배치된 것인 적층체 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    파장이 400㎚ 이상 700㎚ 이하인 광의 정반사율 평균이 55% 이하인 적층체 기판.
  4. 투명 기재와,
    상기 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 형성된 금속 세선을 포함하고,
    상기 금속 세선이, 산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화 배선층과, 구리 배선층을 포함하는 적층체이며,
    상기 흑화 배선층에 포함되는 상기 구리 및 상기 니켈 중 상기 니켈의 비율이 11 질량% 이상 60 질량% 이하이고,
    상기 흑화 배선층의 두께가 10㎚ 이상 70㎚ 이하인 도전성 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속 세선은, 상기 흑화 배선층으로서, 제1 흑화 배선층과 제2 흑화 배선층을 포함하고,
    상기 구리 배선층은, 상기 제1 흑화 배선층과 상기 제2 흑화 배선층의 사이에 배치된 것인 도전성 기판.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 금속 세선의 하부 폭(W2)과 상기 금속 세선의 패턴 폭(W1)이 (W1-W2)/2W1
    Figure 112017127738594-pct00003
    0.075의 관계를 가지는 것인 도전성 기판.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 금속 세선 사이에는, 상기 투명 기재를 노출시키는 개구부가 구비되어 있고,
    상기 개구부에 있어 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 투과율 평균의, 상기 투명 기재에 있어 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 투과율 평균으로부터의 감소율이 3.0% 이하인 도전성 기판.
  8. 투명 기재를 준비하는 투명 기재 준비 공정과,
    상기 투명 기재의 적어도 한쪽면 측에 적층체를 형성하는 적층체 형성 공정을 포함하고,
    상기 적층체 형성 공정은,
    구리를 퇴적시키는 구리층 성막 수단에 의해 구리층을 형성하는 구리층 형성 단계와,
    산소와 구리와 니켈을 함유하는 흑화층을 퇴적시키는 흑화층 성막 수단에 의해 흑화층을 성막하는 흑화층 형성 단계를 포함하고,
    상기 흑화층 형성 단계는, 감압 분위기 하에서 실시되며, 상기 흑화층에 포함되는 상기 구리 및 상기 니켈 중 상기 니켈의 비율이 11 질량% 이상 60 질량% 이하이고,
    상기 흑화층의 두께가 10㎚ 이상 70㎚ 이하인 적층체 기판 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 흑화층 성막 수단이 스퍼터링 성막법인 적층체 기판 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제8항 또는 제9항에 기재된 적층체 기판 제조방법에 의해 얻어지는 적층체 기판의 상기 구리층과 상기 흑화층을 에칭하여, 구리 배선층과 흑화 배선층을 구비한 적층체인 금속 세선을 갖는 배선 패턴을 형성하는 에칭 공정을 포함하고,
    상기 에칭 공정에 의해, 상기 구리층 및 상기 흑화층에 개구부를 형성하는 것인 도전성 기판 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    얻어진 도전성 기판에 있어 파장이 400 ㎚ 이상 700 ㎚ 이하인 광의 정반사율 평균이 55% 이하인 도전성 기판 제조방법.
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