CN103666478A

CN103666478A - 一种非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液

Info

Publication number: CN103666478A
Application number: CN201310677422.8A
Authority: CN
Inventors: 戈士勇
Original assignee: JIANGYIN RUNMA ELECTRONIC MATERIAL CO Ltd
Current assignee: JIANGYIN RUNMA ELECTRONIC MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: CN103666478B

Abstract

本发明公开了一种非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液，其由氟化氢、氟化铵、添加剂、去离子水组成，进一步优选的，添加剂为聚乙二醇单全氟壬烯基醚、全氟己基磺酸聚甘油酯、辛胺、聚甘油全氟壬烯基醚、聚乙二醇全氟壬烯基甲基醚、全氟己基磺酸聚乙二醇酯中的一种或几种。在现有技术中的氟化铵蚀刻液基础上加入合适的添加剂，能溶解于本发明中较高浓度的氟化氢和氟化铵中，不引入任何金属离子和阴离子，蚀刻后的氧化层表面无残留，且能赋予蚀刻液较低的表面张力，增大蚀刻液渗透性，可以使蚀刻液进入2.5μm孔径；表面活性剂组合中氟表面活性剂的氟碳链具有高表面活性疏水疏油的性质，能极大的降低溶液的表面张力，因此其用量少，生产成本低。

Description

一种非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液

技术领域

本发明涉及半导体和液晶显示器薄膜晶体管（TFT）行业电子化学品技术领域，尤其是一种在半导体工序、液晶工序等中使用的非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液。

背景技术

TFT 基板上设置有大量的薄膜、薄层，所以为了防止这些之间发生不希望的电短路，优选将蚀刻后的基板的切断侧面即蚀刻轮廓 (profile) 均等地倾斜，且下方比上方宽，为钝锥 (taper) 形状。这是由于蚀刻轮廓为钝锥形状的情况下，所形成的 2 个以上的薄膜层之间的高度差会减少。蚀刻方法具有利用气体的干式蚀刻和利用蚀刻液的湿式蚀刻，尽管湿式蚀刻具有缺点，但是其工序所需的设备投资费用低，无需将蚀刻环境维持在高真空状态，对掩模和基板均有优异的蚀刻选择性。主要成分为氢氟酸（HF）和氟化铵（NH4F）的酸性氟化铵蚀刻液又称为B.O.E. (Buffered Oxide Etch)蚀刻液，在半导体工业中也常广泛使用于蚀刻无光刻胶护罩的氧化层。其中，氢氟酸中的氟化氢是主要的蚀刻成份，氟化铵是作为氟化氢的缓冲剂，以补充氟离子在溶液中因蚀刻反应的消耗，维持蚀刻液中氢离子的浓度，使之保持一定的蚀刻速率。6:1 BOE蚀刻即表示HF和NH₄F以1：6的质量比组分混合而成。CN101657887A中公开了一种主要成分为氢氟酸和氟化铵的蚀刻液，其还含有由氟化氢和沸点比氨高的碱构成的盐以及表面活性剂，以增加蚀刻液对疏水性表面（Si表面、Poly-Si表面和抗蚀剂表面）的濡湿性，防止由于图案的形状而使药液不能遍及的情况。上述蚀刻液组分复杂，相对主要成分氢氟酸和氟化铵来说，表面活性剂活性用量较大，生产成本较高；另外，蚀刻液中氟化氢和氟化铵浓度较高时，一般非离子表面活性剂难以溶解，无法对蚀刻液的表面张力进行调节，渗透性相对较弱，难以蚀刻入很微小的孔径。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，研制一种不含金属离子，不易残留，且表面张力小，渗透性强的非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液。

本发明的技术方案为：一种非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液，其特征在于，所述非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液由下列组分组成，所述组分的质量百分含量为：

氟化氢（HF）： 5~15%；

氟化铵（NH₄F）： 20~40%；

添加剂： 0.01~0.1%；

去离子水余量；

各组分的质量百分含量之和为100%。

优选的技术方案为，所述添加剂为聚乙二醇单全氟壬烯基醚、全氟己基磺酸聚甘油酯、辛胺、聚甘油全氟壬烯基醚、聚乙二醇全氟壬烯基甲基醚、全氟己基磺酸聚乙二醇酯中的一种或几种。

优选的技术方案为，所述添加剂中辛胺的质量占添加剂总量的30%～40%。

本发明的优点和有益效果在于：

在现有技术中的氟化铵蚀刻液基础上加入合适的添加剂，能溶解于本发明中较高浓度的氟化氢和氟化铵中，不引入任何金属离子和阴离子，蚀刻后的氧化层表面无残留，且能赋予蚀刻液较低的表面张力，增大蚀刻液渗透性，可以使蚀刻液进入2.5μm孔径；

表面活性剂组合中氟表面活性剂的氟碳链具有高表面活性疏水疏油的性质，与等量的其他表面活性剂相比，能极大的降低溶液的表面张力，因此其用量少，生产成本较低。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1至12中的非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液，蚀刻液的组分为氟化氢、氟化铵、水和添加剂；

氟化氢是以氢氟酸的形式添加入蚀刻液的，氢氟酸中氟化氢浓度及添加量无特别限定，本实施例中以蚀刻液中氟化氢质量相对于蚀刻液质量的百分比计。

蚀刻温度：25~40℃，时刻时间为100s。

上述蚀刻液组分和蚀刻效果见下表：

Figure 2013106774228100002DEST_PATH_IMAGE002

其中，实施例1至3中不加添加剂；

实施例4至6中添加剂为辛胺；

实施例7中添加剂为辛胺和全氟己基磺酸聚甘油酯，添加剂中辛胺的质量占添加剂总量的30%，蚀刻最小孔径5μm；

实施例8中添加剂为辛胺和全氟己基磺酸聚甘油酯，添加剂中辛胺的质量占添加剂总量的40%，蚀刻最小孔径5μm；

实施例9中添加剂为辛胺和全氟己基磺酸聚甘油酯，添加剂中辛胺的质量占添加剂总量的35%，蚀刻最小孔径5μm；

实施例10添加剂为辛胺和聚乙二醇全氟壬烯基甲基醚，添加剂中辛胺的质量占添加剂总量的35%，蚀刻最小孔径4μm；

实施例11添加剂为辛胺和聚甘油全氟壬烯基醚，添加剂中辛胺的质量占添加剂总量的35%，蚀刻最小孔径3μm；

实施例12添加剂为辛胺、聚甘油全氟壬烯基醚和全氟己基磺酸聚乙二醇酯的组合，添加剂中各组分的质量占添加剂总量的百分比分别为辛胺35%、聚甘油全氟壬烯基醚40%、全氟己基磺酸聚乙二醇酯25%，蚀刻最小孔径2.5μm。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液，其特征在于，所述非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液由下列组分组成，所述组分的质量百分含量为：

氟化氢（HF） 5~15%

氟化铵（NH₄F） 20~40%

添加剂 0.01~0.1%

去离子水余量

各组分的质量百分含量之和为100%。

2.根据权利要求1中所述的非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液，其特征在于，所述添加剂为聚乙二醇单全氟壬烯基醚、全氟己基磺酸聚甘油酯、辛胺、聚甘油全氟壬烯基醚、聚乙二醇全氟壬烯基甲基醚、全氟己基磺酸聚乙二醇酯中的一种或几种。

3.根据权利要求2中所述的非离子型低表面张力的酸性氟化铵蚀刻液，其特征在于，所述添加剂中辛胺的质量占添加剂总量的30%～40%。