CN103805203B - 选择性氧化铟锡蚀刻液 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种选择性氧化铟锡蚀刻液，该蚀刻液用于蚀刻晶型和非晶型氧化铟锡膜层，特别适用于ITO膜的下层为PET等有机聚合物膜基板，ITO膜的上层为铜或高分子化合物构成的单层或多层覆盖膜。其由以下占蚀刻液总重量百分比计的各组分组成：盐酸15～25%、醋酸1～10%、铜缓蚀剂0.5～5%、表面活性剂5～500ppm和余量去离子水，其中铜缓蚀剂为长链可水溶性胺类化合物和三氮唑类化合物中的至少一种；所述表面活性剂为非离子表面活性剂。该蚀刻液其蚀刻速率快速有效、稳定无残留、蚀刻均匀、对ITO蚀刻完全，ITO线路边缘清晰无侧蚀，且对铜层无腐蚀作用。

Description

选择性氧化铟锡蚀刻液

技术领域

本发明涉及一种适用于触摸屏面板中透明导电膜的蚀刻液，尤其涉及一种选择性氧化铟锡(ITO)蚀刻液，特别适用于ITO膜的下层为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等有机聚合物膜基板，ITO膜的上层为铜或高分子化合物构成的单层或多层覆盖膜，属于精细化工领域。

背景技术

氧化铟锡(ITO)导电膜具有低电阻率、高可见光透过率、高红外反射、对衬底具有很好的附着性、抗擦伤等诸多优良的物理性能，以及良好的化学稳定性等特点，容易制备形成电极图形，已被广泛应用于LCD、PDP、FED、OLED/PLED等平板显示器上作为透明电极。

为制备出所需要的电极图形，需要对ITO导电膜进行蚀刻，通常采用的是湿法蚀刻。采用该方法制备电极图形时，通常是在非导电基板上沉积一层ITO膜，并在ITO膜上覆盖一层铜/抗腐蚀有机聚合物层，该铜/抗腐蚀有机聚合物层为所需要的电极图形，然后通过ITO蚀刻液将裸露在外的ITO部分蚀刻掉，露出底层基板，则留下的ITO和铜/抗腐蚀有机聚合物层即为所需要的电极图形，后期再将该图形ITO上覆盖的铜/抗腐蚀有机聚合物层去除掉即可。

目前常见的ITO蚀刻液有盐酸和硝酸混合的王水体系、草酸体系、三氯化铁体系和氢碘酸水体系。其中王水体系的蚀刻速率虽然很快，但对ITO上层的铜膜有较强的腐蚀作用，易对铜层下方的ITO造成损害；而草酸体系则对结晶型的ITO蚀刻速率很慢，其主要是针对非晶型的ITO蚀刻用，且在使用过程中极易产生沉淀，使用范围小且效果不佳；三氯化铁体系虽然蚀刻速率也很快，但也面临王水体系所遭遇的问题，即也会对金属有很强的氧化作用，使得ITO上层的铜膜腐蚀严重；而氢碘酸体系虽蚀刻性能好，但稳定性差，易游离出碘，且由于价格高毒性大，其应用受到了限制。

此外由于盐酸和醋酸构成的水溶液体系作为ITO蚀刻液进行蚀刻时速率稳定且无残渣生成等优点，得到了操作人员的青睐，但该体系仍然存在对铜层腐蚀大，易发生侧蚀，ITO层蚀刻不完全等问题出现。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种选择性氧化铟锡蚀刻液，该蚀刻液适用于晶型和非晶型ITO的蚀刻，其蚀刻速率快速有效、稳定无残留、对ITO蚀刻完全，且对铜层无腐蚀，ITO线路边缘清晰无侧蚀。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种选择性氧化铟锡蚀刻液，用于蚀刻晶型和非晶型氧化铟锡膜层，其特征在于：由以下占蚀刻液总重量百分比计的各组分组成：

其中所述铜缓蚀剂为己二胺和2-己基苯并咪唑中的至少一种；所述表面活性剂为非离子表面活性剂。

其中当盐酸含量在15wt.％以上时，盐酸本身具有一定的氧化作用，可以起到自加速作用，这对结晶型ITO尤为关键，可以保证快速的蚀刻ITO表层结晶。如图7所示，当盐酸浓度从10％升到15％时，其蚀刻的速率快速增加。但过高浓度的盐酸(如25％以上)不仅对蚀刻速率的增加没有明显的变化，且发烟现象明显，不适合大工业生产。本发明中的醋酸可以起到助氧化作用，在一定程度上能够降低蚀刻液的表面张力，与表面活性剂起协同作用。

咪唑类或长链可水溶性胺类铜缓蚀剂在酸性的溶液中容易质子化，其或者以中性分子形式存在或者以阳离子形式存在。质子化的咪唑和胺缓蚀剂分子可能通过其本身的正电荷与含复合氯离子的金属铜表面相吸附；而中性的缓蚀剂会分子取代铜表面的水分子与铜产生络合作用，形成具有聚合物性质的吸附膜；且由于长碳链的排斥力，这两类缓蚀剂本身还具有推电子作用，上述情况都可以使得铜表面得到保护。此外质子化的缓蚀剂，还具有阳离子表面活性剂的作用，同样可以与非离子表面活性剂共同作用降低表面张力；其用量需仔细控制0.5-5％，过低过高都会起到反作用。

非离子的表面活性剂可以降低蚀刻液的表面张力，保证蚀刻的均匀性，在发生侧蚀时候还可以保证侧蚀缝隙中的蚀刻液的充分的物质交换，减缓侧蚀的进行。表面活性剂的用量在5ppm以下作用不明显，超过500ppm则会产生过多的气泡，不适合喷淋工艺的使用。

其进一步的技术方案为：

所述的选择性氧化铟锡蚀刻液，由以下占蚀刻液总重量百分比计的各组分组成：

所述表面活性剂为脂肪醇醚类化合物，优选为荣强HA-11和荣强RQ-16中的一种。

所述选择性氧化铟锡蚀刻液的用途在于，所述蚀刻液用于蚀刻沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯基板上的氧化铟锡膜层，且该氧化铟锡膜层上覆盖有铜线路层。

本发明的有益技术效果是：该蚀刻液适用于晶型和非晶型ITO的蚀刻，尤其适用于ITO膜的下层为PET等有机聚合物膜基板，ITO膜的上层为铜或高分子化合物构成的单层或多层覆盖膜，其蚀刻速率快速有效、稳定无残留、蚀刻均匀、对ITO蚀刻完全，ITO线路边缘清晰无侧蚀，且对铜层无腐蚀作用。

附图说明

图1为本发明具体实施例1于40℃下喷淋蚀刻120秒后所得线路图形；

图2为本发明具体实施例2于40℃下喷淋蚀刻120秒后所得线路图形；

图3为本发明具体实施例2于40℃下喷淋蚀刻20min后所得线路图形；

图4为对比例1于40℃下进行喷淋蚀刻120秒后所得线路图；

图5为对比例2于40℃下进行喷淋蚀刻120秒后所得线路图；

图6为对比例3于40℃下进行喷淋蚀刻120秒后所得线路图；

图7为盐酸浓度与蚀刻速率的关系图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，下述实施例仅用于说明本发明，并不用于限制本发明。下述实施例中未提及的工艺参数、操作方式和检测方法，均为本领域技术人员使用的常规方法，或通过有限次试验可以得到的常规参数。

具体实施例1

质量浓度为36％的盐酸450g(含盐酸162g)、醋酸30g、己二胺10g、荣强HA-110.01g，加去离子水配成1000g蚀刻液，40℃下喷淋蚀刻120秒。其中荣强HA-11为脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚化合物。比较测试蚀刻前后的线路电阻，多次取不同无膜覆盖线路上两点间的电阻作为初始值，电阻无穷大即为蚀刻完成。所得线路图如图1所示。

具体实施例2

质量浓度为36％的盐酸600g(含盐酸216g)、醋酸30g、2-己基苯并咪唑20g、荣强RQ-160.1g，加去离子水配成1000g蚀刻液，40℃下分别进行喷淋蚀刻120秒和20min。其中RQ-16为脂肪醇醚类非离子表面活性剂聚合物。比较测试蚀刻前后的线路电阻，多次取不同无膜覆盖线路上两点间的电阻作为初始值，电阻无穷大即为蚀刻完成。所得线路图如图2和图3所示。

对比实施例1

质量浓度为36％的盐酸600g(含盐酸216g)、醋酸60g、去离子水580g配制成蚀刻液，40℃下进行喷淋蚀刻120秒。所得线路图如图4所示。可以看到，该蚀刻液对铜膜有较强的腐蚀作用，通过测试比较蚀刻前后的线路电阻表明残存有微量的ITO，覆盖铜膜有较严重的边缘蚀刻，黑色边缘有大范围的颜色变淡，且边缘有明显的不规则现象出现。

对比实施例2

质量浓度为36％的盐酸600g(含盐酸216g)、醋酸30g、2-己基苯并咪唑20g、去离子水580g配制成蚀刻液，40℃下进行喷淋蚀刻120秒。所得线路图如图5所示。经该蚀刻液蚀刻后进行电阻测试表明ITO有少量残余，从图5中可看到ITO层有不均匀现象，在边缘区域容易有残余，但铜膜较为完整。

对比实施例3

质量浓度为36％的盐酸600g(含盐酸216g)、醋酸30g、荣强RQ-160.1g、去离子水580g配制成蚀刻液，40℃下进行喷淋蚀刻120秒。所得线路图如图6所示。经该蚀刻液蚀刻后进行电阻测试表明ITO无残余，但从图6中可以看出该蚀刻液对铜膜有较强的腐蚀作用。

Claims (5)

1.一种选择性氧化铟锡蚀刻液，用于蚀刻晶型和非晶型氧化铟锡膜层，其特征在于：由以下占蚀刻液总重量百分比计的各组分组成：

其中铜缓蚀剂为己二胺和2-己基苯并咪唑中的至少一种；所述表面活性剂为非离子表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的选择性氧化铟锡蚀刻液，其特征在于：由以下占蚀刻液总重量百分比计的各组分组成：

3.根据权利要求2所述的选择性氧化铟锡蚀刻液，其特征在于：所述表面活性剂为脂肪醇醚类化合物。

4.根据权利要求3所述的选择性氧化铟锡蚀刻液，其特征在于：所述表面活性剂为荣强HA-11和荣强RQ-16中的一种。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的选择性氧化铟锡蚀刻液的用途，其特征在于：所述蚀刻液用于蚀刻沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯基板上的氧化铟锡膜层，且该氧化铟锡膜层上覆盖有铜线路层。