CN109594079B - 一种钼铝共用蚀刻液及蚀刻方法 - Google Patents

一种钼铝共用蚀刻液及蚀刻方法 Download PDF

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Abstract

为克服现有LTPS技术中对M3层和LS层蚀刻效率低、成本高的问题，本发明提供了一种钼铝共用蚀刻液，包括磷酸、硝酸、醋酸、添加剂和水；以所述蚀刻液的总重量为基准，所述磷酸的含量为55‑65wt％、硝酸的含量为3‑5wt％、醋酸的含量为12‑18wt％、添加剂的含量为2.5‑4.0wt％，余量为水；所述添加剂包括金属盐、无机铵盐和助剂；所述蚀刻液中，无机铵盐的含量为0.1‑0.3wt％；所述助剂选自4‑羟基苯磺酸、二乙基三胺五乙酸、植酸中的一种或多种。同时，本发明还提供了采用该蚀刻液进行蚀刻的方法。本发明提供的钼铝共用蚀刻液可同时用于对M3层和LS层进行蚀刻，简化了工艺，提高了效率，降低了成本。

Description

一种钼铝共用蚀刻液及蚀刻方法
技术领域
本发明涉及一种钼铝共用蚀刻液，尤其是一种低温多晶硅(LTPS)用钼铝 共用蚀刻液以及采用该蚀刻液进行蚀刻的方法。
背景技术
低温多晶硅技术LTPS(Low Temperature Poly-silicon)最初是日本北美的技 术企业为了降低Note-PC显示屏的能耗，令Note-PC显得更薄更轻而研发的技 术，大约在九十年代中期这项技术开始走向试用阶段。由LTPS衍生的新一代有 机发光面板OLED也于1998年正式走上实用阶段，它的最大优势在于超薄、重 量轻、低耗电，可以提供更艳丽的色彩和更清晰的影像。
现有LTPS技术中，由于LS层纯Mo很薄(一般
Figure BDA0001425463660000011
)，而M3层中 钼铝钼膜厚一般是LS层的5-10倍。为保证对M3层和LS层均具有良好的蚀刻 效果，现有技术中通常采用不同的蚀刻体系分别对M3层和LS层进行蚀刻。但 是对M3层蚀刻后，对LS层进行蚀刻时，须先将用于M3层蚀刻的蚀刻液排空， 并进行清洗，再注入用于对LS层进行蚀刻的蚀刻液。如此反复操作，不仅降低 生产效率，并且会大幅增加设备、人工和清洗成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有LTPS技术中对M3层和LS层蚀刻 效率低、成本高的问题，提供一种钼铝共用蚀刻液。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种钼铝共用蚀刻液，包括磷酸、硝酸、醋酸、添加剂和水；以所述 蚀刻液的总重量为基准，所述磷酸的含量为55-65wt％、硝酸的含量为3-5wt％、 醋酸的含量为12-18wt％、添加剂的含量为2.5-4.0wt％，余量为水；所述添加剂 包括金属盐、无机铵盐和助剂；所述蚀刻液中，无机铵盐的含量为0.1-0.3wt％； 所述助剂选自4-羟基苯磺酸、二乙基三胺五乙酸、植酸中的一种或多种。
同时，本发明还提供了一种蚀刻方法，包括如下步骤：
S1、提供待蚀刻产品；所述待蚀刻产品包括抗蚀刻层、LS层钼膜、M3层 钼铝钼膜；
S2、采用如前所述的钼铝共用蚀刻液对所述待蚀刻产品进行蚀刻处理。
本发明的目的在于提供一种能同时用于厚度非常薄的LS层(钼膜)以及厚 度远大于LS层的M3层(钼铝钼膜)的蚀刻液。由于LS层非常薄，极易被过 度蚀刻甚至被完全腐蚀，而M3层相对于LS层而言不易腐蚀，若蚀刻速率太低， 则会大幅增加工艺时间，不利于提高生产效率。
本发明提供的钼铝共用蚀刻液中，出于特定含量范围内的磷酸、硝酸、醋 酸各自发挥特定的作用。硝酸提供H3O+，为主蚀刻药液，起到氧化作用。磷酸 提供的磷酸根可与被氧化的金属形成络合物从而溶解金属氧化物。醋酸可附着 于反应物表面，降低蚀刻液黏度以提高其浸润性和调整蚀刻速率。本发明提供 的蚀刻液在上述磷酸-硝酸-醋酸蚀刻体系下，结合含量为2.5-4.0wt％的添加剂 (金属盐、无机铵盐以及选自4-羟基苯磺酸、二乙基三胺五乙酸、植酸的助剂)， 通过上述组合的添加剂，调节蚀刻液的电导率及PH值，从而有效的降低LS层 的蚀刻速率，避免LS层被过度蚀刻，同时不对M3层Mo/Al/Mo蚀刻速率产生较大的影响，从而实现了对LS层和M3层的共用，大大降低成本。另一方面， 上述添加量的添加剂组合可以通过与金属离子键合，吸附在金属层表面，从而 有效的控制Taper Angle及侧向蚀刻造成的CD Loss，能同时满足LS及M3层金 属蚀刻速率、CD Loss及Taper Angle要求，大大提高蚀刻质量。同时，该蚀刻 液的使用寿命长。
附图说明
图1是实施例1蚀刻后LS层的SEM图；
图2是实施例1蚀刻后M3层的SEM图；
图3是实施例3蚀刻后LS层的SEM图；
图4是实施例3蚀刻后M3层的SEM图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的钼铝共用蚀刻液包括磷酸、硝酸、醋酸、添加剂和水；以所 述蚀刻液的总重量为基准，所述磷酸的含量为55-65wt％、硝酸的含量为3-5wt％、 醋酸的含量为12-18wt％、添加剂的含量为2.5-4.0wt％，余量为水；所述添加剂 包括金属盐、无机铵盐和助剂；所述蚀刻液中，无机铵盐的含量为0.1-0.3wt％； 所述助剂选自4-羟基苯磺酸、二乙基三胺五乙酸、植酸中的一种或多种。
上述添加剂中，金属盐可以为本领域常用的各种可溶性金属盐类，优选情 况下，所述金属盐选自钠盐、钾盐中的一种或多种；更优选为钠盐，例如可以 采用醋酸钠。所述蚀刻液中，金属盐的含量为2.3-3.5wt％，更优选为2.5-3.0wt％。
优选情况下，所述无机铵盐选自磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、硝酸铵、醋酸 铵中的一种或多种。所述蚀刻液中，无机铵盐的含量优选为0.1-0.3wt％。由于该 体系为强酸体系，无机铵盐的含量应控制在0.1-0.3wt％之间。含量太低，难以控 制LS层适宜的蚀刻速率，太高则会在蚀刻过程中产生大量的气泡，从而造成蚀 刻不均匀问题。
重要的是，所述蚀刻液中，还包括选自4-羟基苯磺酸、二乙基三胺五乙酸、 植酸的助剂。所述助剂的含量为0.1-0.5wt％，更优选为0.1-0.3wt％。
通过上述组合的添加剂，调节蚀刻液的电导率及PH值，从而有效的降低 LS层的蚀刻速率，避免LS层被过度蚀刻，同时不对M3层Mo/Al/Mo蚀刻速率 产生较大的影响，从而实现了对LS层和M3层的共用，大大降低成本。另一方 面，上述添加量的添加剂组合可以通过与金属离子键合，吸附在金属层表面， 从而有效的控制Taper Angle及侧向蚀刻造成的CDLoss，能同时满足LS及M3 层金属蚀刻速率、CD Loss及Taper Angle要求，大大提高蚀刻质量。同时，该 蚀刻液的使用寿命长。
同时，本发明还提供了一种蚀刻方法，包括如下步骤：
S1、提供待蚀刻产品；所述待蚀刻产品包括抗蚀刻层、LS层钼膜、M3层 钼铝钼膜；
S2、采用如前所述的钼铝共用蚀刻液对所述待蚀刻产品进行蚀刻处理。
如现有的LTPS技术中，通常，待蚀刻产品包括抗蚀刻层、钼膜(LS层)、 钼铝钼膜(M3层)。
通常，所述LS层钼膜的厚度为
Figure BDA0001425463660000031
所述M3层钼铝钼膜的厚度与钼 膜的厚度之比为5-10:1。
本发明中，所述蚀刻处理的温度为35-40℃。所述LS层钼膜的蚀刻时间为35-70s，M3层钼铝钼膜的蚀刻时间为100-200s。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1-3、对比例1-6
本实施例及对比例用于说明本发明公开的钼铝共用蚀刻液及蚀刻方法。
在玻璃基板上采用溅射法依次层叠由钼系材料形成的阻挡膜和由铝为主成 分的材料形成的钼/铝/钼系多层薄膜上，经显影、曝光工序后形成有期望的抗蚀 涂层图案。
玻璃基板的蚀刻温度为35℃。蚀刻结束，用纯水进行漂洗后干燥。通过以 下标准对蚀刻残留、蚀刻均匀性(是否产生气泡)、Taper Angle、CD Loss进行 评价，实施例1-3、对比例1-6蚀刻液配方、蚀刻时间如表1所示。测试评价结 果如表2所示。
表1
Figure BDA0001425463660000041
表2
Figure BDA0001425463660000051
实施例1蚀刻后LS层及M3层的SEM结果分别如图1和图2所示。实施 例3蚀刻后LS层及M3层的SEM结果分别如图3和图4所示。
通过表2测试结果及附图的SEM图可以看出，本发明提供的钼铝共用蚀刻 液不仅可用于蚀刻LS层(钼膜)，同时也可蚀刻M3层(钼铝钼膜)，蚀刻速率 快，蚀刻质量好。同时，对比实施例1-3以及对比例3-4的测试结果可以看出， 当蚀刻液中金属盐及铵盐含量过高或过低不利于蚀刻效率的提高，并且蚀刻质 量下降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钼铝共用蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液包括磷酸、硝酸、醋酸、添加剂和水；以所述蚀刻液的总重量为基准，所述磷酸的含量为55-65wt％、硝酸的含量为3-5wt％、醋酸的含量为12-18wt％、添加剂的含量为2.5-4.0wt％，余量为水；
所述添加剂包括金属盐、无机铵盐和助剂；所述金属盐选自钠盐、钾盐中的一种或多种，所述助剂选自4-羟基苯磺酸、二乙基三胺五乙酸、植酸中的一种或多种；所述蚀刻液中，所述金属盐的含量为2.3-3.5wt％，所述无机铵盐的含量为0.1-0.3wt％，所述助剂的含量为0.1-0.5wt％；
所述蚀刻液用于实现对低温多晶硅中LS层和M3层的共用；其中，所述M3层钼铝钼膜的厚度与所述LS层钼膜的厚度之比为(5-10):1，所述添加剂用于调节蚀刻液的电导率及pH值，所述蚀刻液通过所述添加剂降低LS层的蚀刻速率，从而实现对LS层和M3层的共用。
2.根据权利要求1所述的钼铝共用蚀刻液，其特征在于，所述无机铵盐选自磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、硝酸铵、醋酸铵中的一种或多种。
3.一种蚀刻方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、提供待蚀刻产品；所述待蚀刻产品包括抗蚀刻层、LS层钼膜、M3层钼铝钼膜；
S2、采用权利要求1-2中任意一项所述的钼铝共用蚀刻液对所述待蚀刻产品进行蚀刻处理。
4.根据权利要求3所述的蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻处理的温度为35-40℃。
5.根据权利要求3所述的蚀刻方法，其特征在于，所述LS层钼膜的厚度为
Figure FDA0002799071090000021
所述M3层钼铝钼膜的厚度与LS层钼膜的厚度之比为(5-10):1。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述LS层钼膜的蚀刻时间为35-70s，M3层钼铝钼膜的蚀刻时间为100-200s。
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