CN111910187A - 一种银蚀刻液组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种银蚀刻液组合物，所述组合物包括无机酸、有机酸、无机盐和余量的离子水，本发明的银蚀刻液蚀刻能力强,具有长时间使用寿命,可有效蚀刻由银或银合金构成的单一膜、或者由所述单一膜和透明导电膜构成的多层膜,不会引起银的残留或残渣,在半导体平面显示等微电子领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及银蚀刻液组合物领域，具体为一种银蚀刻液组合物。
背景技术
随着半导体的快速发展,其在显示和信息处理技术领域得到广泛应用,其中平板显示器作为一种便捷的显示设备得到人们的广泛关注和积极开发。目前,常用的平板显示器包括液晶显示装置(LCD)、有机发光元件(OLED)、等离子体显示装置(PDP)、场发射显示装置(FED)等。此类平板显示器可在电视机、视频显示器、笔记本电脑、移动智能终端等多种显示仪器中使用特别是液晶显示器和有机发光显示器由于其轻薄和低耗电力的优势,被厂泛应用于各种如电视机、电脑、移动终端等显示设备中。此类平板显示器的制造工艺包括,首先在基板上形成金属薄膜,然后在该薄膜上形成具有预定图案的保护膜,再将其作为掩膜对金属薄膜进行蚀刻。其中,银因为与其他金属相比具有低电阻率和高亮度、高导电率(Ag:电阻率约1.59μ9cm),可以有效的解决信号延迟问题,因此银膜、银合金膜或包括银合金膜的多层膜被越来越多的应用于平板显示的电极、布线或反射基板中。
在将含银(Ag)薄膜蒸镀于基板上的工艺中,为了对该银薄膜进行图案化,而使用蚀刻液时,常会引起如下问题:蚀刻不良而发生再吸附,蚀刻速度慢而工序时间变长,微细蚀刻困难等。此外,银(Ag)如果被过度蚀刻或被不均匀蚀刻,则会导致配线的鼓翘或脱落,以及使配线的侧面轮廓发生不良等现象,影响最终的平板显示器的应用。所以,当前,为了克服现有蚀刻液的缺陷,适应新的清洗要求,亟待寻求一种能够比如克服银蚀刻速率不稳定、蚀刻后银残渣、环境更为友善以及能够保护多样化材料金属钛和氧化硅等问题的蚀刻液。
现有技术中有包含磷酸和过氧化氢以达到蚀刻目的蚀刻液,有使用磷酸、硝酸、醋酸和一些螯合剂及表面活性剂的蚀刻液,有以多元酸或其他有机酸替代醋酸的蚀刻液,这些蚀刻液均存在银残留、蚀刻不完全、银吸附回沾和银蚀刻速率在使用寿命期间不稳定等问题:而且现有技术的蚀刻液也难以控制非金属氧化物及金属钛的腐蚀速率。
如CN1476489A公开了含硝酸、磷酸、多元羧酸的蚀刻液,该蚀刻液用多元羧酸替代了醋酸,虽然改善了因醋酸味重带来的作业环境差的问题,但是没有解决银在使用期间蚀刻速率的稳定问题,同时,由于有机多元羧酸在体系中溶解性差也造成了蚀刻速率的不稳定；CN103820784A公开了一种银蚀刻液,该蚀刻液含硝酸、硫酸、三价铁盐。该蚀刻液未加入用双氧水使得蚀刻液具有较久的存储放置时间,该蚀刻液在存储30天后蚀刻速率并无大幅度降低。但是该蚀刻液未控制钛和氧化硅的蚀刻速率,在使用方面有较大的限制CN106702384A公开了一种含硝酸,丙酸,磷酸,唑系化合物的蚀刻液。该蚀刻液采用丙酸取代了常用的醋酸,增加了润湿性改善了蚀刻的均匀性。但是该蚀刻液引入了唑系化合物,由于唑系化合物的吸附性使得蚀刻液比较容易在后续工艺中产生小黑点的缺陷,也可能会造成局部区域发黑，实际情况是无法完全解决本技术领域中作为主要问题的残渣和银再吸附问题，也无法完全解决异种的导电膜的蚀刻率差异导致的不均匀的蚀刻轮廓、过蚀刻(over-etch)、溢悬over-hang)等不良问题。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述的问题，提供一种银蚀刻液组合物，所述组合物包括无机酸、有机酸、无机盐和余量的离子水，
所述银蚀刻液组合物按重量百分比包括以下组分:
余量为去离子水。
所述无机酸为硝酸、磷酸、盐酸、硫酸的其中一种。
所述有机酸为乙酸、丁酸、柠檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、草酸、戊酸、苯磺酸、磺基琥珀酸、磺基邻苯二甲酸、水杨酸、磺基水杨酸、苯酸、乳酸、甘油酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、异柠檬酸、丙烯酸、亚氨基二乙酸及乙二胺四乙酸的其中一种。
所述无机盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸银、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铁、硝酸亚铁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁的其中一种。
所述蚀刻液去离子水的金属离子含量小于100ppt。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的银蚀刻液蚀刻能力强,具有长时间使用寿命,可有效蚀刻由银或银合金构成的单一膜、或者由所述单一膜和透明导电膜构成的多层膜,不会引起银的残留或残渣,在半导体平面显示等微电子领域具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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，本领域普通技术人员在没有做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。
一种银蚀刻液组合物，具体为：所述的银蚀刻液为组合物,包括无机酸、有机酸、无机盐和余量的离子水,所述所述的刻蚀液按重量百分比包括以下组分:
余量为去离子水。
按照表中所列出的具体含量称取,并简单混合各种组分,余量补充为水,并至混合均匀,可得到表1中的各个银蚀刻液的具体实施例及对比例。
制备方法包括以下具体步骤:
第一步:按总重量的银蚀刻液比例分别称有机酸、无机酸、无机盐、多级醇，余量为去离子水。
第二步:将称量好的无机盐、有机酸、和去离子水加入到烧杯中,搅拌使溶解。
第三步:将称量好的甲基磺酸加入到烧杯中,搅拌均匀。
第四步:将称量好的无机酸加入到烧杯中,并搅拌均匀备用。
表1
为了进一步考察该类蚀刻液对金属银的蚀刻速率的稳定情况,本发明进行了以下效果实施例：
测试:将空白的银品圆片浸入本发明新鲜配制的上述实施例1至6和对比例1至3蚀刻液中,在25℃至45℃下置于恒温水浴水槽60秒,然后经漂洗后用高纯氮气吹干。并且利用光致抗蚀剂剥离剂去除光致抗蚀剂，在清洗和吹干之后，然后利用电子扫描显微镜来测量时刻后样品的厚度,将蚀刻后的样品厚度除以蚀刻实施时间，从而可考察本发明蚀刻液蚀刻速率。具体结果如表2所示。
蚀刻速率单位
同时为了考察银蚀刻液蚀刻后的蚀刻效果情况，将空白的银品圆片浸入本发明新鲜配制的上述实施例1至6和对比例1至3蚀刻液中,在25℃至45℃下置于恒温水浴水槽60秒,然后经漂洗后用高纯氮气吹干，并且利用光致抗蚀剂剥离剂去除光致抗蚀剂，在清洗和吹干之后，然后利用电子扫描显微镜来观察蚀刻效果，并且利用下述标准评价。具体结果如表2所示。
蚀刻效果评价标准
O：良好
X：不良
同时为了考察银蚀刻液蚀刻后的银残渣情况，将空白的银品圆片浸入本发明新鲜配制的上述实施例1至6和对比例1至3蚀刻液中,在25℃至45℃下置于恒温水浴水槽60秒,然后经漂洗后用高纯氮气吹干，并且利用光致抗蚀剂剥离剂去除光致抗蚀剂，在清洗和吹干之后，然后利用电子扫描显微镜来测量在没有配光致抗蚀剂覆盖部分未被蚀刻而残留的现象即残渣，并且利用下述标准评价。具体结果如表2所示。
残渣测量评价标准
O：良好(未发生残渣)
X：不良(发生残渣)
同时为了考察银蚀刻液的银在吸附情况，将空白的银品圆片浸入本发明新鲜配制的上述实施例1至6和对比例1至3蚀刻液中,在25℃至45℃下置于恒温水浴水槽60秒,然后经漂洗后用高纯氮气吹干，然后利用电子扫描显微镜来测量截面吸附的银的个数，并且利用下述标准评价，具体结果如表2所示。
银吸附评价标准
O：良好(小于50)
X：不良(大于50以上)
表2
从表中可以看出，使用实施例1-6的银蚀刻液组合物实施蚀刻的情况下，没有发生银残渣和银吸附问题。另一方面，使用比较例1-3的银刻蚀液组合物，发生银残渣和银吸附问题，本发明的蚀刻液组合物作为蚀刻液组合物具有优异的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非只包含一个的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非只包含一个的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种银蚀刻液组合物，其特征在于，所述的银蚀刻液为组合物,包括无机酸、有机酸、无机盐和余量的离子水。
2.根据权利要求书1所述的银蚀刻液组合物，其特征在于：所述的刻蚀液按重量百分比包括以下组分:
3.根据权利要求书1所述的一种银蚀刻液组合物，其特征在于：所述无机酸为硝酸、磷酸、盐酸、硫酸的其中一种。
4.根据权利要求书1所述的一种银蚀刻液组合物，其特征在于：所述有机酸为乙酸、丁酸、柠檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、草酸、戊酸、苯磺酸、磺基琥珀酸、磺基邻苯二甲酸、水杨酸、磺基水杨酸、苯酸、乳酸、甘油酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、异柠檬酸、丙烯酸、亚氨基二乙酸及乙二胺四乙酸的其中一种。
5.根据权利要求书1所述的一种银蚀刻液组合物，其特征在于：所述无机盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸银、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铁、硝酸亚铁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁的其中一种。
6.根据权利要求书1所述的一种银蚀刻液组合物，其特征在于：所述的蚀刻液去离子水的金属离子含量小于100ppt。
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