CN111270238A

CN111270238A - 一种钼铝兼容蚀刻液及蚀刻方法

Info

Publication number: CN111270238A
Application number: CN202010138777.XA
Authority: CN
Inventors: 戈士勇
Original assignee: Jiangsu Zhongde Electronic Material Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Zhongde Electronic Material Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2020-06-12

Abstract

本发明公开了一种钼铝兼容蚀刻液，包括磷酸、硝酸、醋酸、氯酸、表面活性剂、金属抑制剂、助剂和水；以所述钼铝兼容蚀刻液的总重量为基准，所述磷酸的含量为60‑68％、硝酸的含量为2.5‑3％、醋酸的含量为19‑25％、氯酸的含量为2‑5％，表面活性剂的含量为2‑10％、金属抑制剂的含量为0.8‑1.2％、所述助剂的含量为2‑5％，余量为水；所述金属抑制剂包括钼酸盐、甲基苯骈三氮唑钠、二巯基噻二唑二钠盐中的至少一种。本发明还公开了一种蚀刻方法。本发明的钼铝兼容蚀刻液，加入氯酸，对钼铝的蚀刻速率进行了控制；加入金属抑制剂，控制磷酸根离子的电离平衡，进一步降低金属钼的蚀刻速率。本发明提供的蚀刻方法，工艺简单，易于操作，效率更高。

Description

一种钼铝兼容蚀刻液及蚀刻方法

技术领域

本发明涉及蚀刻液技术领域，具体涉及一种钼铝兼容蚀刻液及蚀刻方法。

背景技术

近年来，液晶显示行业高速发展，产品也趋于大型化,高画质,高功能化方向发展。人们对液晶显示器的需求量不断增加的同时，对产品的质量和画面精度也提出了更高的要求。

在TFT-LCD或LED等面板领域，铝钼多层结构逐渐成为主流技术，铝钼蚀刻液的技术难点在于，铝和钼的电化学性质差异大，氧化能力不同，即蚀刻速率存在较大差异。在实际生产时，往往是一种蚀刻液同时对应多层金属膜层，蚀刻完成后对应坡度角有时会存在异常，如上层金属钼出现刻蚀速率过快的现象，产生宏观不良及进行后工序时会产生相应的光学不良或导致后层物质残留，影响产品品质。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种刻蚀角度光滑平整，钼层刻蚀速率可控的钼铝兼容蚀刻液。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种钼铝兼容蚀刻液，包括磷酸、硝酸、醋酸、氯酸、表面活性剂、金属抑制剂、助剂和水；以所述钼铝兼容蚀刻液的总重量为基准，所述磷酸的含量为60-68％、硝酸的含量为2.5-3％、醋酸的含量为19-25％、氯酸的含量为2-5％，表面活性剂的含量为2-10％、金属抑制剂的含量为0.8-1.2％、所述助剂的含量为2-5％，余量为水；所述金属抑制剂包括钼酸盐、甲基苯骈三氮唑钠、二巯基噻二唑二钠盐中的至少一种。

在蚀刻过程中，各金属层在硝酸的氧化作用下，金属铝主要被氧化成Al₂O₃，而金属钼被氧化为多种价态的钼的氧化物，磷酸主要是对金属氧化物进行溶解，从而蚀刻各个金属层；由于Al₂O₃和多价态的钼金属氧化物的金属价态不同，继而铝金属氧化物和钼金属氧化物的致密程度不同，导致了磷酸对铝金属氧化物的溶解速率小于对钼金属氧化物的溶解速率，从而会使得钼铝复合金属层上层的钼蚀刻过快；加入具有强氧化性的氯酸，一方面会促进金属铝的腐蚀，另一方面则会使得更多低价态的钼金属氧化物进一步被氧化成高价态的、致密程度更高的钼金属氧化物，减慢了钼的溶出，从而对钼铝的蚀刻速率进行了控制；当蚀刻液在加热蚀刻的过程中，氯酸分解生成高氯酸，高氯酸具有更强的氧化性，更进一步的抑制了钼的蚀刻作用；在蚀刻液配置过程中不选择高氯酸的原因，是因为高氯酸为是发烟液体，具有强刺激性，对工人制备蚀刻液的过程中具有一定的危险性，选择氯酸替代高氯酸，氯酸也具有很强的氧化性，且在加热蚀刻的过程中部分可转变成高氯酸，进一步提高蚀刻液对钼铝层蚀刻速率的控制，同时也降低了蚀刻液的配置、存放难度，对环境和人体更友好；在蚀刻液中加入金属抑制剂，控制磷酸根离子的电离平衡，从而进一步降低金属钼的蚀刻速率，使蚀刻液对钼铝的蚀刻趋于平衡，刻蚀角度光滑平整。

为了进一步提高蚀刻液对钼、铝的氧化，便于蚀刻液对各金属层进行快速溶解，优选的技术方案为，所述蚀刻液中还包括3-6g/L的氯酸钾。

进一步优选的技术方案为，所述金属抑制剂中各组分的摩尔比为钼酸盐：甲基苯骈三氮唑钠：二巯基噻二唑二钠盐＝1:1-1.2:0.8-1。

进一步优选的技术方案为，所述表面活性剂包括椰油酸单乙醇酰胺、椰油酸二乙醇酰胺、月桂酰胺丙基二甲胺乙内酯、柠檬酸三丁酯中的至少两种。

为了平衡蚀刻液中氯酸的分解和氯酸向高氯酸转变，避免蚀刻液体系剧烈反应，进一步优选的技术方案为，所述助剂包括对羟基苯甲酸、柠檬酸钠、脂肪胺、苯并三氮唑中的至少一种。

进一步优选的技术方案为，所述钼酸盐包括钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾、磷钼酸铵、硅钼酸铵中的至少一种。

进一步优选的技术方案为，所述蚀刻液的PH值为1-2.5。

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；所述待蚀刻产品由上至下至少包括钼层和抗蚀刻层；

S2：将待蚀刻的产品浸入权利要求1-6中任意一项所述的钼铝兼容蚀刻液中进行蚀刻处理。

优选的技术方案为，所述待蚀刻产品由上至下包括钼层、铝层和抗蚀刻层；或者包括钼层、铝层、钼层和抗蚀刻层。

进一步优选的技术方案为，所述蚀刻处理的温度为45-50℃，时间为40-60s。当蚀刻液在加热蚀刻的过程中，氯酸分解生成高氯酸，高氯酸具有更强的氧化性，更进一步的抑制了钼的蚀刻作用；在蚀刻液配置过程中不选择高氯酸的原因，是因为高氯酸为是发烟液体，具有强刺激性，对工人制备蚀刻液的过程中具有一定的危险性，选择氯酸替代高氯酸，氯酸也具有很强的氧化性，且在加热蚀刻的过程中部分可转变成高氯酸，进一步提高蚀刻液对钼铝层蚀刻速率的控制，同时也降低了蚀刻液的配置、存放难度，对环境和人体更友好。

本发明的优点和有益效果在于：本发明提供的钼铝兼容蚀刻液，加入具有强氧化性的氯酸，一方面会促进金属铝的腐蚀，另一方面则会使得被硝酸氧化生成的低价态的钼金属氧化物进一步被氧化成高价态的、致密程度更高的钼金属氧化物，减慢了钼的溶出，从而对钼铝的蚀刻速率进行了控制；在蚀刻液中加入金属抑制剂，控制磷酸根离子的电离平衡，从而进一步降低金属钼的蚀刻速率，使蚀刻液对钼铝的蚀刻趋于平衡，刻蚀角度光滑平整，且蚀刻角度值不超过60°，两侧边尺寸损失之和不超过1um。本发明提供的蚀刻方法，工艺简单，易于操作，效率更高。

附图说明

图1是本发明实施例1的蚀刻液刻蚀蚀镀有钼铝钼叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；

图2是本发明实施例1的蚀刻液刻蚀镀有钼铝叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；

图3是本发明实施例1的蚀刻液刻蚀镀有钼层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；

图4是本发明对比例1的蚀刻液刻蚀镀有钼铝钼叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；

图5是本发明对比例2的蚀刻液刻蚀蚀镀有钼铝钼叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，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

本发明提供的一种钼铝兼容蚀刻液，按照重量百分比，分别量取60％的磷酸、2.8％的硝酸、醋酸的含量为19％、氯酸的含量为3.5％，4.5g氯酸钾；6％的表面活性剂，其中表面活性剂中包括1.5％的椰油酸单乙醇酰胺、1.5％的椰油酸二乙醇酰胺、1.5％的月桂酰胺丙基二甲胺乙内酯、1.5％柠檬酸三丁酯；1％的金属抑制剂，其中金属抑制剂中包括0.4％的钼酸钠、0.3％的甲基苯骈三氮唑钠、0.3％的二巯基噻二唑二钠盐；2.5％的对羟基苯甲酸助剂和余量的水；将所需纯水的1/3量加入至配料罐中，在搅拌下加入所需量硝酸，氯酸搅拌混合均匀；往混合液中在在搅拌下加入磷酸、醋酸混合均匀，然后加入所需1/3的纯水，充分搅拌；然后再该混合液中加入表面活性剂、金属抑制剂和助剂，充分搅拌，加入最后1/3的纯水，将混合物通入过滤器中过滤，得到所述钼铝兼容蚀刻液。

实施例2

实施例2与实施例1的钼铝兼容蚀刻液的区别在于，3％的硝酸、2％的氯酸、3g氯酸钾，所述金属抑制剂中包括0.4％的钼酸钠、0.2％的甲基苯骈三氮唑钠和0.2％的二巯基噻二唑二钠盐；助剂为1.5％的对羟基苯甲酸和1％的柠檬酸钠。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于，3％的硝酸、3％的氯酸、6g氯酸钾，所述金属抑制剂中包括0.4％的钼酸钠、0.4％的甲基苯骈三氮唑钠和0.4％的二巯基噻二唑二钠盐；助剂为1.5％的对羟基苯甲酸和2％的柠檬酸钠。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，65％的磷酸，2.5％的硝酸，2％的氯酸，5g氯酸钾，所述金属抑制剂中包括0.4％的钼酸钠、0.3％的甲基苯骈三氮唑钠和0.2％的二巯基噻二唑二钠盐。

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于，所述钼铝兼容蚀刻液中不包含氯酸。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于，所述钼铝兼容蚀刻液中不包含金属抑制剂。

测试所述钼铝兼容蚀刻液蚀刻效果：将镀有钼铝钼叠层膜的柔性面板在50℃下使用上述实施例1-4和对比例1、2制备的蚀刻液中，蚀刻完成后，SEM电镜扫描，观察蚀刻后的效果；将镀有钼铝叠层膜的柔性面板在50℃下使用上述实施例1-4的蚀刻液中，蚀刻完成后，SEM电镜扫描，观察蚀刻后的效果；将仅仅具有钼层膜的柔性面板在50℃下使用上述实施例1-4的蚀刻液中，蚀刻完成后，SEM电镜扫描，观察蚀刻后的效果，如图1-5所示，结果如下表：

通过对比发现，添加氯酸或金属抑制剂后，能够显著提高了叠层膜的蚀刻均匀性，蚀刻角度小于60度，边缘光滑，侧边尺寸损失满足客户需求小于0.5μm。

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

1.一种钼铝兼容蚀刻液，其特征在于，包括磷酸、硝酸、醋酸、氯酸、表面活性剂、金属抑制剂、助剂和水；以所述钼铝兼容蚀刻液的总重量为基准，所述磷酸的含量为60-68％、硝酸的含量为2.5-3％、醋酸的含量为19-25％、氯酸的含量为2-5％，表面活性剂的含量为2-10％、金属抑制剂的含量为0.8-1.2％、所述助剂的含量为2-5％，余量为水；所述金属抑制剂包括钼酸盐、甲基苯骈三氮唑钠、二巯基噻二唑二钠盐中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的钼铝兼容蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液中还包括3-6g/L的氯酸钾。

3.根据权利要求2所述的钼铝兼容蚀刻液，其特征在于，所述金属抑制剂中各组分的摩尔比为钼酸盐：甲基苯骈三氮唑钠：二巯基噻二唑二钠盐＝1:1-1.2:0.8-1。

4.根据权利要求3所述的钼铝兼容蚀刻液，其特征在于，所述表面活性剂包括椰油酸单乙醇酰胺、椰油酸二乙醇酰胺、月桂酰胺丙基二甲胺乙内酯、柠檬酸三丁酯中的至少两种。

5.根据权利要求4所述的钼铝兼容蚀刻液，其特征在于，所述助剂包括对羟基苯甲酸、柠檬酸钠、脂肪胺、苯并三氮唑中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的钼铝兼容蚀刻液，其特征在于，所述钼酸盐包括钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾、磷钼酸铵、硅钼酸铵中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的钼铝兼容蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液的PH值为1-2.5。

8.一种蚀刻方法，其特征在于，包括如下步骤：

S2：将待蚀刻的产品浸入权利要求1-7中任意一项所述的钼铝兼容蚀刻液中进行蚀刻处理。

9.根据权利要求8所述的蚀刻方法，其特征在于，所述待蚀刻产品由上至下包括钼层、铝层和抗蚀刻层；或者包括钼层、铝层、钼层和抗蚀刻层。

10.根据权利要求9所述的蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻处理的温度为45-50℃，时间为40-60s。