CN111074278A

CN111074278A - 蚀刻液组合物及铜钼膜层的蚀刻方法

Info

Publication number: CN111074278A
Application number: CN202010005051.9A
Authority: CN
Inventors: 吴豪旭
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2020-04-28
Also published as: WO2021134916A1

Abstract

本申请公开了一种蚀刻液组合物以及铜钼膜层的蚀刻方法，所述蚀刻液组合物包括：过氧化氢、过氧化氢稳定剂、蚀刻添加剂、pH调节剂以及去离子水。所述蚀刻液组合物不含氟化物，一方面，对产线操作人员与环境友好，且蚀刻废液处理的费用大大降低，另一方面，可满足目前常规的铜/钼膜层的蚀刻需求，蚀刻过程稳定。

Description

蚀刻液组合物及铜钼膜层的蚀刻方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种蚀刻液组合物及铜钼膜层的蚀刻方法。

背景技术

在目前高世代的薄膜晶体管-液晶显示器的生产工艺中，薄膜晶体管最常采用是非晶硅薄膜晶体管。在该种薄膜晶体管中，若金属走线的电阻过高，则容易产生RC-Delay效应对显示效果有着较大的影响，从而影响其面板显示效果，铜材料因具有较低的电阻率，可以满足大尺寸面板的布线要求，铜/钼膜层已成为该类型薄膜晶体管的主要的栅极、源漏极金属层结构，因而，对应的蚀刻液的开发也显得尤为重要。

在目前市面上流行的铜/钼蚀刻液中，基本都含有氟化物，一方面，不利于操作人员的身体健康，另一方面，因具有较强的腐蚀能力，往往会造成玻璃基板的腐蚀，从而影响显示面板的可靠性，并且，蚀刻产生的废水会存在大量的氟化物，产生较高的废液处理成本。

发明内容

为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种蚀刻液组合物，所述蚀刻液组合物包括：过氧化氢、过氧化氢稳定剂、蚀刻添加剂、pH调节剂以及去离子水。

进一步地，所述过氧化氢的含量为4-10wt％，所述过氧化氢稳定剂的含量为0.1-5wt％，所述蚀刻添加剂的含量为5-35wt％，所述pH调节剂的含量为0.2-5wt％，剩余含量为去离子水。

进一步地，所述蚀刻液组合物还包括无机酸，所述无机酸的含量为0.1-4wt％。

进一步地，所述过氧化氢稳定剂选自N-苯基脲，N,N’-二苯基脲，1,3-二乙基-1,3-二苯基脲，4-甲基硫代氨基脲以及二苯氨基脲中的至少一种。

进一步地，所述蚀刻添加剂包括至少一种有机酸与至少一种醇胺类化合物。

进一步地，所述有机酸选自酒石酸、丙二酸、苯甲酸、二乙醇酸、马来酸、羟基丁酸、乳酸、苹果酸和丁二酸，所述醇胺类化合物选自异丙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、一乙醇胺。

进一步地，所述pH调节剂选自磷酸盐或磷酸氢盐中的至少一者。

进一步地，所述pH调节剂使得所述蚀刻液组合物的pH值控制在3-6。

另一方面，本发明还提供了一种铜钼膜层的蚀刻方法，使用前述的蚀刻液组合物对所述铜钼膜层进行湿法蚀刻。

进一步地，所述铜钼膜层的厚度为2000-8000埃。

有益效果：本发明提供了一种蚀刻液组合物，所述蚀刻液组合物不含氟化物，组分简单，一方面，对产线操作人员与环境友好，且蚀刻废液处理的费用大大降低，另一方面，可满足目前常规的铜/钼膜层的蚀刻需求，蚀刻过程稳定、蚀刻速率适中、蚀刻角度较低稳定在20～45°，且不会对玻璃基板造成腐蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供一种蚀刻液组合物对铜钼膜层蚀刻后形成的膜层的截面形貌示意图；

图2是本发明实施例提供另一种蚀刻液组合物对铜钼膜层蚀刻后形成的膜层的截面形貌示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本发明实施例提供一种蚀刻液组合物，所述蚀刻液组合物包括：过氧化氢、过氧化氢稳定剂、蚀刻添加剂、pH调节剂以及去离子水。

在一些实施例中，所述过氧化氢的含量为4-10wt％，进一步地，所述过氧化氢的含量为5-9wt％；

所述过氧化氢稳定剂的含量为0.1-5wt％，进一步地，所述过氧化氢稳定剂的含量为0.5-2wt％；

所述蚀刻添加剂的含量为5-35wt％，进一步地，所述蚀刻添加剂的含量为10-25wt％；

所述pH调节剂的含量为0.2-5wt％，进一步地，所述pH调节剂的含量为0.2-2wt％；

除其他物质外，剩余含量为去离子水。

在一些实施例中，所述蚀刻液组合物还包括无机酸，所述无机酸的含量为0.1-4wt％，进一步地，所述无机酸的含量为0.5-2wt％。

在一些实施例中，所述无机酸通常可以为磷酸、硝酸或硫酸，所述无机酸起氧化作用，可将钼氧化成高价态，使钼更容易被螯合，从而避免蚀刻后存在钼残留而导致显示面板的相关不良的情况发生。

在一些实施例中，所述过氧化氢稳定剂选自N-苯基脲，N,N’-二苯基脲，1,3-二乙基-1,3-二苯基脲，4-甲基硫代氨基脲以及二苯氨基脲中的至少一种。所述过氧化氢稳定剂可以阻止过氧化氢剧烈的连锁反应，通过阻止双氧水过快分解出的过氧氢离子，从而使得过氧化氢平稳充分的发挥作用。

在一些实施例中，所述蚀刻添加剂包括至少一种有机酸与至少一种醇胺类化合物。所述的蚀刻添加剂可以有效的调控蚀刻液的蚀刻速率，有助于铜和钼的稳定蚀刻，以及将来源于钼的残渣去除，得到良好的布线截面形状。

在一些实施例中，所述有机酸选自酒石酸、丙二酸、苯甲酸、二乙醇酸、马来酸、羟基丁酸、乳酸、苹果酸和丁二酸，所述醇胺类化合物选自异丙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、一乙醇胺。

在一些实施例中，所述pH调节剂选自磷酸盐或磷酸氢盐中的至少一者，具体地，所述的pH调节剂可选自磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾以及磷酸氢二铵中的至少一种。

在一些实施例中，所述pH调节剂使得所述蚀刻液组合物的pH值控制在3-6，进一步地，将所述蚀刻液组合物的pH值控制在4.5-5.5，过低的pH导致酸度过大，在蚀刻过程中对其他膜层产生破坏，过高的pH又会导致过氧化氢的分解，不利于反应的平稳进行。

在本发明提供的蚀刻液组合物中，不含有传统蚀刻液中存在的氟化物，蚀刻过程稳定、蚀刻速率适中、蚀刻角度较低，且不会对基板玻璃产生破坏，同时其双氧水含量极低，无高危化品性质，成本较低，便于工业应用。

在本发明另一实施例中，还提供了一种铜钼膜层的蚀刻方法，使用前述的蚀刻液组合物对所述铜钼膜层(即铜膜层与钼膜层的堆叠膜层)进行湿法蚀刻。

在一些实施例中，所述铜钼膜层的厚度为2000-8000埃。

在一些实施例中，在蚀刻过程中，所述蚀刻液组合物的温度为30-40℃。

以下列举多个实施例进行本发明实施方案的进一步说明：

实施例1

一种蚀刻液组合物，包括如下重量百分含量的各组分：过氧化氢5.3wt％、N-苯基脲0.8wt％、酒石酸8wt％、异丙醇胺6.5wt％、磷酸氢二铵0.4wt％、去离子水79wt％，该蚀刻液组合物的pH为4.9。

实施例2

一种蚀刻液组合物，包括如下重量百分含量的各组分：过氧化氢8.6wt％、N,N’-二苯基脲0.8wt％、苯甲酸5.5wt％、三异丙醇胺5wt％、磷酸铵0.4wt％、磷酸1.2wt％、去离子水78.1wt％，该蚀刻液组合物的pH为4.9。

为了验证上述实施例提供的蚀刻液组合物的蚀刻效果，进行如下操作：

在基板上形成一层铜钼叠层膜层，具体地，在基板上形成300埃的钼膜层，再在钼膜层上形成7000埃的铜膜层，然后在所述铜钼叠层膜层上涂布一层光刻胶，对该光刻胶曝光显影形成特定的形状，再使用上述实施例1所提供的蚀刻液组合物进行湿法蚀刻，蚀刻过程中该蚀刻液组合物的温度保持35℃恒温，蚀刻结束后，将蚀刻后的膜层随机取一处在扫描电子显微镜下观察截面形状，形成微观形貌请参见图1，从图中可知，蚀刻后膜层完整，形成的蚀刻椎角形态良好，角度为41.9°，坡度较小有利于上层膜层的堆叠，相较上层光刻胶的过刻尺寸为0.8295um，符合该尺寸常规的管控标准(通常为0.6-1.2um)，同时蚀刻后不存在钼残留。

同样地，使用上述的步骤对实施例2提供的蚀刻液组合物进行蚀刻效果的验证，得到的蚀刻后的截面形貌请参见图2，从图中可知，蚀刻后膜层完整，形成的蚀刻椎角形态良好，角度为38.7°，坡度较小有利于上层膜层的堆叠，相较上层光刻胶的过刻尺寸为0.8830um，符合该尺寸常规的管控标准(通常为0.6-1.2um)，同时蚀刻后不存在钼残留。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种蚀刻液组合物及铜钼膜层的蚀刻方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻液组合物包括：过氧化氢、过氧化氢稳定剂、蚀刻添加剂、pH调节剂以及去离子水。

2.如权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述过氧化氢的含量为4-10wt％，所述过氧化氢稳定剂的含量为0.1-5wt％，所述蚀刻添加剂的含量为5-35wt％，所述pH调节剂的含量为0.2-5wt％，剩余含量为去离子水。

3.如权利要求2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻液组合物还包括无机酸，所述无机酸的含量为0.1-4wt％。

4.如权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述过氧化氢稳定剂选自N-苯基脲，N,N’-二苯基脲，1,3-二乙基-1,3-二苯基脲，4-甲基硫代氨基脲以及二苯氨基脲中的至少一种。

5.如权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻添加剂包括至少一种有机酸与至少一种醇胺类化合物。

6.如权利要求5所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述有机酸选自酒石酸、丙二酸、苯甲酸、二乙醇酸、马来酸、羟基丁酸、乳酸、苹果酸和丁二酸，所述醇胺类化合物选自异丙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、一乙醇胺。

7.如权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述pH调节剂选自磷酸盐或磷酸氢盐中的至少一者。

8.如权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述pH调节剂使得所述蚀刻液组合物的pH值控制在3-6。

9.一种铜钼膜层的蚀刻方法，其特征在于，使用权利要求1-8所述的蚀刻液组合物对所述铜钼膜层进行湿法蚀刻。

10.如权利要求9所述的铜钼膜层的蚀刻方法，其特征在于，所述铜钼膜层的厚度为2000-8000埃。