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技術 エッチング液及びエッチング方法

出願人 メック株式会社
発明者 荻野悠貴東嶋真美林崎将大王谷稔
出願日 2015年2月12日 (6年0ヶ月経過) 出願番号 2015-025385
公開日 2016年8月18日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-148081
状態 特許登録済
技術分野 エッチングと化学研磨(つや出し)
主要キーワード エッチング実験 スパッタ銅 キレート効果 ジエチルチオ尿素 電解銅 エチレンチオ尿素 エッチング試験 アルキルチオ尿素
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年8月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

本発明は、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングすることができ、しかも毒性が低く、保存安定性に優れるエッチング液、及びそれを用いたエッチング方法を提供することを目的とする。

解決手段

本発明のエッチング液は、硫酸塩酸、及びトリクロロ酢酸からなる群より選択される少なくとも1種の酸と、チオケトン化合物及びチオエーテル系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の有機硫黄化合物とを含むものであり、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングすることができる。

概要

背景

従来、チタンエッチングには、フッ化水素酸又は過酸化水素を含むエッチング液が用いられていた。例えば、特許文献1では、銅またはアルミニウムの存在下でチタンをエッチングするためのエッチング液であって、10〜40重量%の過酸化水素、0.05〜5重量%のリン酸、0.001〜0.1重量%のホスホン酸系化合物およびアンモニアからなる水溶液で、pHが7〜9に調整されていることを特徴とするチタンのエッチング液が提案されている。

しかし、フッ化水素酸を含むエッチング液は毒性が高いという問題があり、過酸化水素を含むエッチング液は保存安定性に乏しいという問題があった。

概要

本発明は、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングすることができ、しかも毒性が低く、保存安定性に優れるエッチング液、及びそれを用いたエッチング方法を提供することを目的とする。本発明のエッチング液は、硫酸塩酸、及びトリクロロ酢酸からなる群より選択される少なくとも1種の酸と、チオケトン化合物及びチオエーテル系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の有機硫黄化合物とを含むものであり、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングすることができる。なし

目的

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングすることができ、しかも毒性が低く、保存安定性に優れるエッチング液、及びそれを用いたエッチング方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

銅の存在下でチタンを選択的にエッチングするためのエッチング液であって、硫酸塩酸、及びトリクロロ酢酸からなる群より選択される少なくとも1種の酸、及びチオケトン化合物及びチオエーテル系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の有機硫黄化合物を含むことを特徴とするエッチング液。

請求項2

前記チオケトン系化合物が、チオ尿素ジエチルチオ尿素、及びトリメチルチオ尿素からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1記載のエッチング液。

請求項3

前記チオエーテル系化合物が、メチオニンエチオニン、及び3−(メチルチオプロピオン酸からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1又は2記載のエッチング液。

請求項4

α−ヒドロキシカルボン酸及び/又はその塩をさらに含む請求項1〜3のいずれかに記載のエッチング液。

請求項5

前記α−ヒドロキシカルボン酸が、酒石酸リンゴ酸クエン酸乳酸、及びグリセリン酸からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1〜4のいずれかに記載のエッチング液。

請求項6

前記酸の濃度が、20〜70重量%であり、前記有機硫黄化合物の濃度が、0.01〜10重量%である請求項1〜5のいずれかに記載のエッチング液。

請求項7

前記α−ヒドロキシカルボン酸及び/又はその塩の濃度が、0.2〜5重量%である請求項4〜6のいずれかに記載のエッチング液。

請求項8

請求項1〜7のいずれかに記載のエッチング液を用いて、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングするエッチング方法

技術分野

0001

本発明は、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングするためのエッチング液、及びそれを用いたエッチング方法に関する。

背景技術

0002

従来、チタンのエッチングには、フッ化水素酸又は過酸化水素を含むエッチング液が用いられていた。例えば、特許文献1では、銅またはアルミニウムの存在下でチタンをエッチングするためのエッチング液であって、10〜40重量%の過酸化水素、0.05〜5重量%のリン酸、0.001〜0.1重量%のホスホン酸系化合物およびアンモニアからなる水溶液で、pHが7〜9に調整されていることを特徴とするチタンのエッチング液が提案されている。

0003

しかし、フッ化水素酸を含むエッチング液は毒性が高いという問題があり、過酸化水素を含むエッチング液は保存安定性に乏しいという問題があった。

先行技術

0004

特許第4471094号明細書

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングすることができ、しかも毒性が低く、保存安定性に優れるエッチング液、及びそれを用いたエッチング方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明のエッチング液は、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングするために用いられるものであり、
硫酸塩酸、及びトリクロロ酢酸からなる群より選択される少なくとも1種の酸、及び
チオケトン化合物及びチオエーテル系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の有機硫黄化合物を含むことを特徴とする。

0007

前記チオケトン系化合物は、チオ尿素ジエチルチオ尿素、及びトリメチルチオ尿素からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。

0008

前記チオエーテル系化合物は、メチオニンエチオニン、及び3−(メチルチオプロピオン酸からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。

0009

本発明のエッチング液は、α−ヒドロキシカルボン酸及び/又はその塩をさらに含むことが好ましい。

0010

前記α−ヒドロキシカルボン酸は、酒石酸リンゴ酸クエン酸乳酸、及びグリセリン酸からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。

0011

前記酸の濃度は20〜70重量%であり、前記有機硫黄化合物の濃度は0.01〜10重量%であることが好ましい。また、前記α−ヒドロキシカルボン酸及び/又はその塩の濃度は0.2〜5重量%であることが好ましい。

0012

また、本発明は、前記エッチング液を用いて、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングするエッチング方法、に関する。

発明の効果

0013

本発明のエッチング液は、銅の存在下でチタンを選択的にエッチングすることができる。また、本発明のエッチング液は、フッ化水素酸及び過酸化水素を実質的に含まないため、毒性が低く、保存安定性に優れるものである。

0014

本発明のエッチング液は、硫酸、塩酸、及びトリクロロ酢酸からなる群より選択される少なくとも1種の酸と、チオケトン系化合物及びチオエーテル系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の有機硫黄化合物とを含む水溶液である。

0015

前記酸の中では、エッチング速度の安定性、及び酸の低揮発性の観点から、硫酸が好ましい。

0016

酸の濃度は特に制限されないが、20〜70重量%であることが好ましく、より好ましくは30〜60重量%である。酸の濃度が20重量%未満の場合は、十分なチタンのエッチング速度が得られない傾向にあり、70重量%を超える場合は、エッチング液の安全性が問題となる傾向にある。

0017

前記有機硫黄化合物は、還元剤及びキレート剤としての効果を有する。

0018

前記チオケトン系化合物としては、例えば、チオ尿素、N−アルキルチオ尿素、N,N−ジアルキルチオ尿素、N,N’−ジアルキルチオ尿素、N,N,N’−トリアルキルチオ尿素、N,N,N’,N’−テトラアルキルチオ尿素、N−フェニルチオ尿素、N,N−ジフェニルチオ尿素、N,N’−ジフェニルチオ尿素、及びエチレンチオ尿素などが挙げられる。アルキルチオ尿素のアルキル基は特に制限されないが、炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。これらのうち、還元剤又はキレート剤としての効果と水溶性に優れるチオ尿素、ジエチルチオ尿素、及びトリメチルチオ尿素からなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。

0019

前記チオエーテル系化合物としては、例えば、メチオニン、メチオニンアルキルエステル塩酸塩、エチオニン、2−ヒドロキシ−4−(アルキルチオ酪酸、及び3−(アルキルチオ)プロピオン酸などが挙げられる。アルキル基の炭素数は特に制限されないが、炭素数1〜4であることが好ましい。また、これらの化合物の一部が水素原子ヒドロキシ基、又はアミノ基等の他の基に置換されたものであってもよい。これらのうち、還元剤又はキレート剤としての効果に優れるメチオニン、エチオニン、及び3−(メチルチオ)プロピオン酸からなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。

0020

有機硫黄化合物の濃度は特に制限されないが、0.01〜10重量%であることが好ましく、より好ましくは0.2〜5重量%である。有機硫黄化合物の濃度が0.01重量%未満の場合には、十分な還元性及びキレート効果が得られず、チタンのエッチング速度が不十分になる傾向にあり、10重量%を超えると溶解限界となる傾向にある。

0021

エッチング液は、α−ヒドロキシカルボン酸及び/又はその塩を含んでいてもよい。α−ヒドロキシカルボン酸及びその塩は、チタンのキレート剤としての効果を有しており、エッチング液中にチタンの沈殿が生じることを抑制できる。前記α−ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、乳酸、及びグリセリン酸などが挙げられる。

0022

α−ヒドロキシカルボン酸及び/又はその塩の濃度は特に制限されないが、キレート効果及び溶解性の観点から、0.2〜5重量%であることが好ましく、より好ましくは0.5〜2重量%である。

0023

また、エッチング液は、亜硫酸及び/又はその塩を含んでいてもよい。亜硫酸及びその塩は、還元剤としての効果を有しており、チタンのエッチング速度を向上させることができる。

0024

亜硫酸及び/又はその塩の濃度は特に制限されないが、還元性及び臭気の観点から、0.02〜0.5重量%であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.2重量%である。

0025

エッチング液には、上述した成分以外にも、本発明の効果を妨げない程度に他の成分を添加してもよい。他の成分としては、例えば、界面活性剤、成分安定剤、及び消泡剤などが挙げられる。

0026

エッチング液は、前記の各成分を水に溶解させることにより、容易に調製することができる。前記水としては、イオン性物質及び不純物を除去した水が好ましく、例えばイオン交換水、純水、超純水などが好ましい。

0027

エッチング液は、各成分を使用時に所定の濃度になるように配合してもよく、濃縮液を調製しておき使用直前希釈して使用してもよい。

0028

本発明のエッチング液を用いたチタンのエッチング方法は特に制限されず、例えば、銅及びチタンを含む対象物にエッチング液を塗布又はスプレーする方法、銅及びチタンを含む対象物をエッチング液中に浸漬する方法などが挙げられる。処理温度は特に制限されないが、エッチング速度及び安全性の観点から、40〜70℃であることが好ましく、より好ましくは45〜55℃である。処理時間は対象物の表面状態及び形状等により変わるが、通常30〜120秒程度である。

0029

次に、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定して解釈されるものではない。

0030

表1及び2に示す組成の各エッチング液を調製し、下記条件でエッチング試験、及びエッチング液の安定性試験を行った。なお、表1及び2に示す組成の各エッチング液において、残部はイオン交換水である。また、表1及び2に示す塩酸の濃度は、塩化水素としての濃度である。

0031

(エッチング試験)
樹脂上にスパッタ法チタン膜を50nm、次いで銅膜を200nm成膜し、さらにその上に電解銅めっきでパターンを形成した基板試料として用いた。銅のエッチング液を用いて、試料のスパッタ銅膜を溶解してチタン膜を露出させた。その後、実施例1〜12及び比較例1〜3のエッチング液に試料を浸漬してエッチング実験を行った。その結果を表1に示す。

0032

0033

表1に示すように、本発明のエッチング液は、銅をエッチングせず、チタンを選択的にエッチングすることができる。

0034

(エッチング液の安定性試験)
実施例1、7、12及び比較例4のエッチング液を室温下で2日間放置した後、前記エッチング試験を行い、放置前後におけるエッチング速度を比較した。その結果を表2に示す。

0035

実施例

0036

表2に示すように、本発明のエッチング液は、保存安定性に優れており、長期保存した場合でも安定してチタンを選択的にエッチングすることができる。

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