CN113322072A

CN113322072A - 一种兼容性ito蚀刻液及制备方法

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Publication number: CN113322072A
Application number: CN202110708889.9A
Authority: CN
Inventors: 戈烨铭; 何珂; 汤晓春
Original assignee: JIANGYIN RUNMA ELECTRONIC MATERIAL CO Ltd
Current assignee: JIANGYIN RUNMA ELECTRONIC MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2041-06-25
Also published as: CN113322072B

Abstract

本发明涉及一种兼容性ITO蚀刻液及制备方法，其蚀刻液的原料按重量百分比计算，包括硝酸10%～30%、硫酸10%～20%、金属盐1%~10%、铵盐0.5%‑3%，余量为纯水；依次加入硝酸、纯水、金属盐、铵盐后充分搅拌、混合均匀，再往混合均匀的硝酸、纯水、金属盐、铵盐的混合物中缓慢加入硫酸，充分搅拌混合均匀得到兼容性ITO蚀刻液。本发明的兼容性ITO蚀刻液适用于不同厚度的ITO膜层，且反应温和稳定，蚀刻精度高。针对不同厚度的膜层，只需调整蚀刻时间即可达到蚀刻的目的，无需更换蚀刻液成分以及调整蚀刻液成分含量。

Description

一种兼容性ITO蚀刻液及制备方法

技术领域

本发明属于蚀刻液技术领域，具体涉及一种兼容性ITO蚀刻液及制备方法。

背景技术

氧化铟锡（ITO）导电膜是在钠钙基或硅硼玻璃上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡膜加工制作成的。ITO导电膜具有低电阻率、高可见光透过率、高红外反射、对衬底具有优异的附着性、抗擦伤等性能而广泛应用于面板显示行业。为制备出所需要的电极图形，通常需要对ITO导电膜进行湿法蚀刻。现有行业用作面板过程中ITO蚀刻液通常采用盐酸/硝酸混合水溶液、盐酸/三氯化铁水溶液、碘酸水溶液、磷酸水溶液等，这些蚀刻液腐蚀能力强，在蚀刻过程中，往往难以控制蚀刻角度和蚀刻时间，难以控制蚀刻精度。

中国专利CN201210206045.5公开了一种新型王水系ITO蚀刻液及制备方法，该ITO蚀刻液包括盐酸、硝酸、纯水和添加剂，其中添加剂包含硝酸盐化合物、氯基化合物及表面活性剂，其蚀刻液腐蚀能力强，在蚀刻过程中，往往难以控制蚀刻角度和蚀刻时间，不适用厚度较小的ITO膜层，且该蚀刻液的制备工艺较为复杂。

中国专利CN201510832036.0公开了一种高世代平板用ITO蚀刻液，其组分按重量百分比计包括：4~16%的硫酸、7~22%的硝酸、0.1~10%的醋酸、0.01~5%的添加剂、余量的水，采用硫酸/硝酸/醋酸三酸系的ITO蚀刻体系，其所用酸的含量都较高，蚀刻反应剧烈，难以控制蚀刻精度，不适用于厚度较小的ITO膜层，而且蚀刻液成本较高。

因此，亟需一种适用于不同厚度ITO膜层且能保证蚀刻精度的兼容性ITO蚀刻液，在蚀刻过程中只需控制蚀刻时间无需切换蚀刻液。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼容性ITO蚀刻液，其适用于不同厚度的ITO膜层，且反应温和稳定，蚀刻精度高。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种兼容性ITO蚀刻液，所述蚀刻液的原料按重量百分比计算，包括硝酸10%～30%、硫酸10%～20%、金属盐1%~10%、铵盐0.5%-3%，余量为纯水。

进一步的，所述蚀刻液的原料按重量百分比计算，包括硝酸15%、硫酸10%、金属盐5%、铵盐0.5%，余量为纯水。

进一步的，所述硝酸为电子级，所述硝酸浓度为71%wt。

进一步的，所述硫酸为电子级，所述硫酸浓度为98%wt。

进一步的，所述金属盐为硝酸锂、醋酸锂、硝酸钠、醋酸钠、磷酸钠、磷酸钾、醋酸钾、中的任意一种或多种。

更进一步的，所述金属盐为醋酸钠。

进一步的，所述铵盐为氟化铵、氟化氢铵、氯化铵、氟化氢铵中至少一种。

更进一步的，所述铵盐为氟化铵。

本发明的另一目的是提供一种兼容性ITO蚀刻液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硝酸、硫酸、金属盐、铵盐按重量百分比分别为10%～30%、10%～20%、1%~10%、0.5%-3%，其余为纯水的配比称重配置。

（2）在配料罐中依次加入硝酸、纯水、金属盐、铵盐，充分搅拌，混合均匀。

（3）往混合均匀的硝酸、纯水、金属盐、铵盐的混合物中缓慢加入硫酸，充分搅拌，混合均匀得到所述兼容性ITO蚀刻液。

进一步的，所述搅拌为机械搅拌或磁力搅拌。

进一步的，所述搅拌是在常温常压下进行，所述搅拌速度为50~100r/min。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的蚀刻液适用于不同厚度（400-1000Å）的ITO膜层，且反应温和稳定，蚀刻精度高，更优先的，硝酸含量需控制在10%～30%、硫酸含量需控制在10%～20%、金属盐含量需控制在1%~10%、铵盐含量需控制在0.5%-3%，可以实现对不同厚度ITO膜层稳定和均匀的蚀刻；针对不同厚度的膜层，只需调整蚀刻时间即可达到蚀刻的目的，无需更换蚀刻液成分以及调整蚀刻液成分含量。

（2）本发明同时加入金属盐和铵盐，两者具有协同增效的作用，使得蚀刻速度得到控制，进而实现控制蚀刻角度的要求，避免蚀刻反应剧烈，难以控制蚀刻精度的弊端。

（3）本发明的蚀刻液不仅适用于ITO膜层蚀刻，还适用于铟镓锌氧化物（IGZO）膜层的蚀刻，尤其适用于1000Å厚度的IGZO膜层。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种兼容性ITO蚀刻液，所述蚀刻液的原料按重量百分比计算，包括硝酸15%、硫酸10%、醋酸钠5%、氟化铵0.5%，余量为纯水。

一种兼容性ITO蚀刻液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硝酸、硫酸、醋酸钠、氟化铵、纯水按以上重量百分比分别称重配置。

（2）在配料罐中依次加入硝酸、纯水、醋酸钠、氟化铵，充分搅拌，混合均匀。

（3）往混合均匀的硝酸、纯水、醋酸钠、氟化铵的混合物中缓慢加入硫酸，充分搅拌，混合均匀得到所述兼容性ITO蚀刻液。

其中搅拌为在常温常压下进行的机械搅拌，搅拌速度为80r/min。

实施例2

一种兼容性ITO蚀刻液，所述蚀刻液的原料按重量百分比计算，包括硝酸20%、硫酸15%、硝酸锂5%、氯化铵1%，余量为纯水。

一种兼容性ITO蚀刻液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硝酸、硫酸、硝酸锂、氯化铵、纯水按以上重量百分比分别称重配置。

（2）在配料罐中依次加入硝酸、纯水、硝酸锂、氯化铵，充分搅拌，混合均匀。

（3）往混合均匀的硝酸、纯水、硝酸锂、氯化铵的混合物中缓慢加入硫酸，充分搅拌，混合均匀得到所述兼容性ITO蚀刻液。

其中搅拌为在常温常压下进行的机械搅拌，搅拌速度为100r/min。

实施例3

一种兼容性ITO蚀刻液，所述蚀刻液的原料按重量百分比计算，包括硝酸15%、硫酸15%、醋酸钠3%、氟化氢铵1.5%，余量为纯水。

一种兼容性ITO蚀刻液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硝酸、硫酸、醋酸钠、氟化氢铵、纯水按以上重量百分比分别称重配置。

（2）在配料罐中依次加入硝酸、纯水、醋酸钠、氟化氢铵，充分搅拌，混合均匀。

（3）往混合均匀的硝酸、纯水、醋酸钠、氟化氢铵的混合物中缓慢加入硫酸，充分搅拌，混合均匀得到所述兼容性ITO蚀刻液。

对比例1

与实施例1的区别仅在于：不加入醋酸钠。

对比例2

与实施例1的区别仅在于：不加入氟化铵。

将实施例1所制备的ITO蚀刻液用于蚀刻不同厚度的ITO膜层、IGZO膜层，其中，蚀刻温度为40℃，蚀刻结果如下表所示：

注：ITO蚀刻液目标要求为：CD lose：单边≤0.25μm，Taper angle＜50°，无残留。

从上表看出，实施例1所制备的ITO蚀刻液可以实现对不同厚度ITO膜层稳定和均匀的蚀刻，且针对不同厚度的膜层，只需调整蚀刻时间即可达到蚀刻的目的，无需更换蚀刻液成分以及调整蚀刻液成分含量。

将实施例1-3和对比例1-2所制备的ITO蚀刻液用于蚀刻不同的ITO膜层，蚀刻温度为40℃，蚀刻结果如下表所示：

从上表中可以看出，与实施例1~3的ITO蚀刻液相比，不加入醋酸钠所制备的ITO蚀刻液以及不加入氟化铵所制备的ITO蚀刻液蚀刻精度较差，且从对比例1~2与实施例1~3的蚀刻结果来看，即通过仅加入醋酸钠、仅加入氟化铵以及同时加入醋酸钠和氟化胺的蚀刻效果来看，同时加入醋酸钠和氟化胺的实际蚀刻效果明显大于期望蚀刻效果（仅加入醋酸钠和仅加入氟化铵的蚀刻效果之和），本发明的金属盐和铵盐具有协同增效的作用，并不是两者简单的叠加作用。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种兼容性ITO蚀刻液，其特征在于：所述蚀刻液的原料按重量百分比计算，包括硝酸10%～30%、硫酸10%～20%、金属盐1%~10%、铵盐0.5%-3%，余量为纯水。

2.根据权利要求1所述的兼容性ITO蚀刻液，其特征在于：所述蚀刻液的原料按重量百分比计算，包括硝酸15%、硫酸10%、金属盐5%、铵盐0.5%，余量为纯水。

3.根据权利要求1所述的兼容性ITO蚀刻液，其特征在于：所述硝酸为电子级，所述硝酸浓度为71%wt。

4.根据权利要求1所述的兼容性ITO蚀刻液，其特征在于：所述硫酸为电子级，所述硫酸浓度为98%wt。

5.根据权利要求1所述的兼容性ITO蚀刻液，其特征在于：所述金属盐为硝酸锂、醋酸锂、硝酸钠、醋酸钠、磷酸钠、磷酸钾、醋酸钾中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1所述的兼容性ITO蚀刻液，其特征在于：所述铵盐为氟化铵、氟化氢铵、氯化铵、氟化氢铵中至少一种。

7.根据权利要求5所述的兼容性ITO蚀刻液，其特征在于：所述金属盐为醋酸钠。

8.根据权利要求6所述的兼容性ITO蚀刻液，其特征在于：所述铵盐为氟化铵。

9.一种权利要求1-8任一所述的兼容性ITO蚀刻液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将硝酸、硫酸、金属盐、铵盐按重量百分比分别为10%～30%、10%～20%、1%~10%、0.5%-3%，其余为纯水的配比称重配置；

（2）在配料罐中依次加入硝酸、纯水、金属盐、铵盐，充分搅拌，混合均匀；

10.根据权利要求9所述的兼容性ITO蚀刻液的制备方法，其特征在于：所述搅拌为机械搅拌或磁力搅拌，所述搅拌是在常温常压下进行，搅拌速度为50~100r/min。