JP2000008184A - 多層導電膜のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】銀系薄膜３と酸化インジウムを主成分とする透
明酸化物薄膜２とで構成される多層導電膜５の全体を均
等にエッチングでき、残渣とサイドエツチが抑制され、
そのパターン精度を向上させる多層導電膜のエッチング
方法を提供する。 【解決手段】銀系薄膜３と、酸化インジウムを主成分と
する透明酸化物薄膜２、４とを積層して構成される多層
導電膜５を、硫酸と硝酸を主成分とするエッチャントに
よりエッチングする際に、エッチャントに硝酸の揮発を
抑える為のバッファーが含有しているエッチャントを用
いてエッチングすること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、銀系薄膜と、酸化
インジウムを主成分とする透明酸化物薄膜を積層して構
成される多層導電膜のエッチング方法に係わり、特に、
この多層導電膜を高精度にバターニングできるエッチン
グ方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】酸化インジウムを主成分とする透明酸化
物膜は、その高い透明性と導電性に着目して液晶表示装
置の透明電極、入出力装置、太陽電池の透明電極等に広
く利用されており、この透明酸化物薄膜は塩酸を主成分
とするエッチャントを用いてエッチングされ電極等のパ
ターン形状に加工されている。また、更に高い透過率及
び導電性を有する多層導電膜として、例えば、銀系薄膜
とその表面にＩＴＯ薄膜等の透明酸化物を設けて形成さ
れる多層導電膜が、様々な分野に応用できるような試み
がなされている。

【０００３】一方、光反射薄膜として、アルミニウムや
銀の単層膜が使用されている。銀の方がアルミニウムに
比べ反射率が高いが、銀は基板との密着性が低く、ま
た、アルミニウムは酸アルカリに対する耐性が低いなど
各々の問題があるが、これらの光反射薄膜は液晶表示装
置の反射電極、太陽電池の反射電極等に応用する試みが
なされている。そして、上記薄膜の中で銀系多層電膜を
所定のパターン形状に加工する必要が有る場合、そのエ
ッチャントとしては、従来、硝酸、或いは、塩酸と硝酸
との混酸が利用されていた。

【０００４】前記高い透過率及び導電性を有する、銀系
薄膜にＩＴＯ薄膜等の透明酸化物を積層して構成される
多層導電膜においては、このＩＴＯと銀の固溶性が高い
ため、多層導電膜内に進入した空気中の水分によりＩＴ
Ｏと銀とが互いに溶解し、シミ状となりこれが欠陥とな
ることがあった。そこで、この問題点を解決するため、
本発明者らは、ＩＴＯ薄膜の代わりに酸化インジウムを
基材とし銀との固溶域を実質的に持たない元素の酸化物
（具体的には酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフ
ニウム、酸化タンクル及び酸化セリウム）を含有する透
明酸化物薄膜を使用し、これを銀系薄膜に積層して構成
される多層導電膜を既に提案している。（特願平７−８
８７９７）

【０００５】そして、この多層導電膜は、上記透明酸化
物薄膜の耐湿性が極めて高く、たとえ空気中の水分が侵
入した場合でも上記元素と銀元素との相互溶解がなく、
長期間に亘ってシミ状の欠陥を生じる事が無く、極めて
優れた保存安定性を備えているものである。また、上記
多層構成はアルミニウム反射板より高い光反射率を有し
ている。

【０００６】しかし、酸化インジウムを基材として銀と
の固溶域を実質的に持たない元素の酸化物を含有する上
記透明酸化物薄膜は、塩酸や硝酸に対する耐性が高いこ
とから塩酸や硝酸を主成分とするエッチャントを用いて
エッチング処理された場合、エッチング残渣が生じてパ
ターン精度が低下してしまう事があった。また、ハロゲ
ン系の酸を用いたエッチングではハロゲン化銀を形成
し、膜の耐性を低下させる事が分かった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記酸
化インジウムを基材として銀との固溶域を実質的に持た
ない元素の酸化物を含有する透明酸化物薄膜を、銀系薄
膜に積層した多層導電膜に対応したエッチャントとし
て、硫酸と硝酸の混酸系を既に提案しており（特開平９
−５９７８７）、このエッチャントを用いたパターニン
グではエッチング残渣が生じない、パターン精度の低下
しないものが得られている。

【０００８】しかし、この混酸系では加熱処理、経過時
間により硝酸が揮発しやすくエッチャント組成が不安定
となり、エッチングレートが変化し、銀系薄膜のパター
ン形状と透明酸化物薄膜のパターン形状とが異なったも
のになり易く、両薄膜のパターンの大きさにズレをもた
らす問題があった。本発明はこのような問題点に着目し
てなされたもので、その課題とするところは、上記多層
導電膜を安定して高精度にバターニングできる多層導電
膜のエッチング方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、銀系薄膜と、
酸化インジウムを主成分とする透明酸化物薄膜とを積層
して構成される多層導電膜を、硫酸と硝酸を主成分とす
るエッチャントによりエッチングするエッチング方法に
おいて、上記エッチャントに硝酸の揮発を抑える為のバ
ッファーが含有しているエッチャントを用いてエッチン
グする事を特徴とする多層導電膜のエッチング方法であ
る。また、本発明は、上記発明の多層導電膜のエッチン
グ方法において、上記エッチャントの硫酸濃度が硝酸濃
度より高く設定されているエッチャントを用いる事を特
徴とする多層導電膜のエッチング方法である。

【００１０】また、本発明は、上記発明の多層導電膜の
エッチング方法において、上記エッチャントにおける硫
酸と硝酸とバッファ−が、モル比（１００〜２００）：
1 ：（７０〜２８５）の範囲に設定されているエッチャ
ントを用いる事を特徴とする多層導電膜のエッチング方
法である。また、本発明は、上記発明の多層導電膜のエ
ッチング方法において、上記エッチャントのバッファ−
が、酢酸、リン酸、シュウ酸、蟻酸、及びクエン酸など
の有機酸から選ばれる１種、或いは、２種類を混合した
酸であるエッチャントを用いる事を特徴とする多層導電
膜のエッチング方法である。

【００１１】また、本発明は、上記発明の多層導電膜の
エッチング方法において、上記酸化インジウムが、高屈
折率の酸化物を添加した酸化インジウムであることを特
徴とする多層導電膜のエッチング方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明による多層導電膜の
エッチング方法を一実施の形態に基づいて説明する。図
１は、本発明における多層導電膜の一実施例を拡大して
示す断面図である。図１において、多層導電膜（５）は
基板（１）上に、先ず透明酸化物薄膜（２）が形成さ
れ、続いて銀系薄膜（３）、透明酸化物薄膜（４）が形
成された構成のものである。本発明は、銀系薄膜（３）
と、酸化インジウムを基材とし銀の固溶域を実質持たな
い元素の酸化物を含有する透明酸化物薄膜（２、４）と
を積層して構成される多層導電膜（５）を安定して高精
度にバターニングできるエッチング方法を提供するもの
である。また、この多層導電膜のエッチャントは、硫酸
と硝酸を主成分とするエッチャントに硝酸の揮発を抑え
る為のバッファーが含有している事を特徴とするもので
ある。

【００１３】本発明において、銀系薄膜としては、銀単
体の薄膜の他に、分光特性と導電性とを損なわない範囲
で、銀に他の元素を添加して構成される銀系合金が利用
できる。そして、エッチャントに含まれる上記硝酸がこ
の銀系薄膜を好適に溶解しエッチング処理をするもので
ある。そして、上記添加する元素としては、鋼、金、イ
ンジウム、亜 鉛、カドミウム、錫、アルミニウム等の
単純金属元素が利用でき、その添加量は５％以下である
ことが望ましい。

【００１４】また、本発明において、酸化インジウムを
主成分とする透明酸化物薄膜とは、銀との固溶限度が１
０ａｔ％以下の元素、例えば、チタン、ジルコニウム、
ハフニウム、タンタル等の高融点金属元素、シリコン、
ビスマス、アンチモン等の半金属元素、セリウム等のラ
ンクン系の金属元素等を、インジウム元素に比較して５
ａｔ％以上で構成された透明酸化物薄膜のことである。
そして、エッチャント内の上記硫酸が、酸化インジウム
を基材とし銀との固溶域を実質的にもたない元素を含有
する上記透明酸化物薄膜を好適に溶解エッチングするも
のである。

【００１５】また、本発明において、酢酸、リン酸等の
バッファ剤は、それ自体には銀層及び透明酸化物薄膜に
対するエッチング性は無いが、エッチャント内に含有す
ることにより硝酸の揮発を抑制し、エッチャント組成が
経時的に安定化し、エッチングレートの変化を抑えるこ
とができる。そして、硝酸が銀系薄膜を好適に溶解しエ
ッチングするとともに、硫酸が透明酸化物薄膜を好適に
溶解しエッチングするため、銀系薄膜と透明酸化物薄膜
とで構成される多層導電膜の全体を均等にエッチングで
き、残渣とサイドエツチが抑制され、そのパターン精度
を向上させることが可能となるものである。

【００１６】ここで、硫酸による透明酸化物薄膜のエッ
チング速度は硝酸による銀系薄膜のエッチング速度より
遅いことから、両薄膜のエッチング速度とそのサイドエ
ッチング量のバランスを図って両薄膜のパターンの大き
さを一致させる為にはエッチャント内の硫酸濃度は硝酸
濃度より高く設定されている事が望ましい。また、両薄
膜のサイドエッチング量を最小限に抑制してパターン３
層の断面形状の精度を向上させるためには、エッチャン
ト内における硫酸と硝酸とバッファーのモル比が（１０
０〜２００）：1 ：（７０〜２８５）の範囲に設定され
ていることが好ましい。

【００１７】そして、エッチャントにバッファーを含有
させることにより硝酸の揮発が抑制され、エッチャント
組成の経時的安定が図れ、エッチングレートの変化を抑
えることができる。更に、銀系薄膜のサイドエッチング
量と透明酸化物薄膜のサイドエッチング量とをともに３
μｍ以下の最小限に抑制することが可能となり、これに
より両薄膜のパターンの大きさの精度とともに、そのパ
ターンの断面形状の精度の向上が図れ、多層導電膜全体
のパターン精度を向上させることが可能となる。

【００１８】使用するバッファーとしては、硫酸アンモ
ニウム、パーオキシ硫酸アンモニウム、硫酸カリウム等
の硫酸塩、硝酸鉄、硝酸アンモニウム、硝酸セリウムア
ンモニウム、硝酸ナトリウム等の硝酸塩、酸化クロム、
過酸化水素等の酸化剤、酢酸、蟻酸、シュウ酸等の有機
酸、燐酸、アルコール類、界面活性剤等を含有するもの
であってもよい。

【００１９】また、本発明における多層導電膜は、単層
の透明酸化物薄膜と単層の銀系薄膜とを積層して構成さ
れる２層構造が基本であるが、透明酸化物薄膜で銀系薄
膜を狭持させた場合、多層導電膜の保存安定性が飛躍的
に向上する。従って、銀系薄膜の表裏に透明酸化物薄膜
を設けこの透明酸化物薄膜で銀系薄膜を狭持させた３層
構造をとってもよい。このような層構成を有する多層導
電膜は、基板上に、銀系薄膜と透明酸化物薄膜とを、所
定の順序で成膜することによって形成することが可能で
ある。

【００２０】基板の材料としては、ガラス、プラスチッ
クボード、プラスチックフィルム、シリコンウェハー等
が使用できる。また、その用途上、多層導電膜をカラー
液晶表示の透明電極等に用いる場合には基板として透過
光を着色するカラーフィルター層が設けられた透明基板
を用いることが出来る。また、多層導電膜を反射電極と
して使用する場合、反射型液晶表示装置の対向電極が設
けられた、或いは、太陽電池の反射電極が設けられたガ
ラス、シリコンウェハー等を用いることが出来る。ま
た、予め耐酸性、耐アルカリ性、或いは、ガスバリヤー
性のアンダーコート層が設けられた基板を使用すること
が出来る。

【００２１】また、透明酸化物薄膜は、ＤＣスパッタリ
ングやＲＦ−ＤＣスパッタリング等の直流スパックリン
グ法、ＲＦ（高周波）スパッタリング法等を適用して成
膜する事が可能である。尚、ＲＦ（高周波）スパッタリ
ング法による成膜の場合には成膜厳につれて透明酸化物
を狭持する基板が加熱されるため、加熱やスパッタリン
グ時に生じる酸素プラズマにより銀系薄膜が凝集しその
導電率が低下することがある。このような弊害を避ける
ため、透明酸化物薄膜は、ＤＣスパッタリングやＲＦ−
ＤＣスパッタリング等の直流スパッタリング法で成膜す
ることが望ましい。また、銀系薄膜は、直流スパッタリ
ング法又はＲＦ（高周波）スパッタリング法によって成
膜することが可能である。

【００２２】次に、こうして成膜された多層導電膜上に
部分的にエッチングレジストを適用し、このエッチング
レジストから露出した部位の多層導電膜をエッチング除
去してパターニングすることが可能である。エッチング
レジストとしては常用の感光性レジストが利用でき、こ
の感光性レジストを多層導電膜上に塗布し、部分的に露
光し現像することによりエッチングレジストを形成する
ことができる。

【００２３】また、本発明における多層導電膜は、銀系
薄膜の膜厚を１００〜２００ｎｍとすることにより、反
射性と導電性の優れた反射導電膜として利用することが
出来、例えば，反射型液晶表示装置、太陽電池の光反射
電極などに利用することが可能である。また、銀系薄膜
の膜厚を５〜２５ｎｍとすることにより、透明性と導電
性に優れた透明電極として利用することが可能である。
例えば、液晶表示装置や太陽電池の透明電極、各種入力
装置、或いは、透明電磁波シールド膜や反射防止膜など
に利用することが可能である。

【００２４】

【実施例】＜実施例１＞図２（イ）〜（ハ）は、本発明
による多層導電膜のエッチング方法を説明する工程図で
ある。図２（イ）に示すように、厚さ０．７ｍｍのガラ
ス板を基板（１）とし、この基板表面にグロー放電を施
して洗浄した後、順次、透明酸化物薄膜（２）（膜厚１
０ｎｍ）、銀系薄膜（３）（膜厚１５０ｎｍ）、透明酸
化物薄膜（４）（膜厚８ｎｍ）をスパッタリングして成
膜し多層導電膜（５）を形成した。尚、透明酸化物薄膜
は酸化インジウムと酸化セリウムと酸化チタンとから成
り、その配合比は、インジウム元素８９．５ａｔｍ％に
対しセリウム元素１０ａｔｍ％、チタン０．５ａｔｍ％
である。また、銀系薄膜は、銀９８．５ａｔｍ％と銅
０．５ａｔｍ％、金１．０O ａｔｍ％とで構成されてい
る。

【００２５】次に、図２（ロ）に示すように、多層導電
膜上にポジ型感光性レジストを塗布し、部分的に露光・
現像してエッチングレジスト（６）を設けた。そして、
濃度７０重量％希硫酸１５０容量部に濃度９９重量％の
酢酸を５０容量部を加え、これに濃度約７０重量％の希
硝酸を１容量部を加えエッチャントを作製し、エッチン
グ温度４０℃、エッチング時間２５秒の条件で、上記エ
ッチングレジストから露出した部位の多層導電膜をエッ
チングした。

【００２６】図２（ハ）に示すように、得られた多層導
電膜（５）は、基板（１）までエッチングされたもので
あり、エッチング残渣は生じていない。また、多層導電
膜（５）パターンの３層の断面形状（７）の３層間で差
異はなく良好なものであった。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、銀系薄膜と、酸化インジウム
を主成分とする透明酸化物薄膜とを積層して構成される
多層導電膜を、硫酸と硝酸を主成分とするエッチャント
によりエッチングする際に、エッチャントに硝酸の揮発
を抑える為のバッファーが含有しているエッチャントを
用いてエッチングするので、銀系薄膜と酸化インジウム
を主成分とする透明酸化物薄膜とで構成される多層導電
膜の全体を均等にエッチングでき、残渣とサイドエツチ
が抑制され、そのパターン精度を向上させる多層導電膜
のエッチング方法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における多層導電膜の一実施例を拡大し
て示す断面図である。

【図２】（イ）〜（ハ）は、本発明による多層導電膜の
エッチング方法を説明する工程図である。

【符号の説明】

１…基板 ２、４…透明酸化物薄膜 ３…銀系薄膜 ４、２４…遮光層 ５…多層導電膜 ６…エッチングレジスト ７…多層導電膜パターンの３層の断面形状

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K057 WA11 WB01 WB15 WC08 WE02 WE03 WF01 WN02 5F043 AA20 AA26 BB18 BB30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銀系薄膜と、酸化インジウムを主成分とす
   る透明酸化物薄膜とを積層して構成される多層導電膜
   を、硫酸と硝酸を主成分とするエッチャントによりエッ
   チングするエッチング方法において、上記エッチャント
   に硝酸の揮発を抑える為のバッファーが含有しているエ
   ッチャントを用いてエッチングする事を特徴とする多層
   導電膜のエッチング方法。
2. 【請求項２】上記エッチャントの硫酸濃度が硝酸濃度よ
   り高く設定されているエッチャントを用いる事を特徴と
   する請求項１記載の多層導電膜のエッチング方法。
3. 【請求項３】上記エッチャントにおける硫酸と硝酸とバ
   ッファ−が、モル比（１００〜２００）：1 ：（７０〜
   ２８５）の範囲に設定されているエッチャントを用いる
   事を特徴とする請求項２記載の多層導電膜のエッチング
   方法。
4. 【請求項４】上記エッチャントのバッファ−が、酢酸、
   リン酸、シュウ酸、蟻酸、及びクエン酸などの有機酸か
   ら選ばれる１種、或いは、２種類を混合した酸であるエ
   ッチャントを用いる事を特徴とする請求項１、２、又は
   ３記載の多層導電膜のエッチング方法。
5. 【請求項５】上記酸化インジウムが、高屈折率の酸化物
   を添加した酸化インジウムであることを特徴とする請求
   項１乃至４記載の多層導電膜のエッチング方法。