WO2019140809A1

WO2019140809A1 - 一种蚀刻液组合物

Info

Publication number: WO2019140809A1
Application number: PCT/CN2018/086092
Authority: WO
Inventors: 李嘉
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2020-07-22
Also published as: US20190323129A1; CN108085683A

Abstract

一种蚀刻液组合物，包含：过氧化氢、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、氟化物、稳定剂以及水；其中，过氧化氢的质量占比为4％-25％，蚀刻抑制剂的质量占比为6％-10％，螯合剂的质量占比为0.01％-20％，蚀刻添加剂的质量占比为0.01％-20％，氟化物的质量占比为0.01％-20％，稳定剂的质量占比为0.01％-5％，水的质量占比为使蚀刻液组合物的总质量占比为100％；蚀刻抑制剂为杂环芳香族化合物、杂环脂肪族化合物、芳香族多元醇、一水合胺、喹啉、直链结构多元醇中的一种或多种；稳定剂为乙二醇，丙二醇，聚乙二醇，聚丙乙稀二醇，乙醇，异丙醇中的一种或多种。

Description

一种蚀刻液组合物

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种蚀刻液组合物。

背景技术

半导体装置、TFT-LCD、OLED 等微电路是通过在基板上形成的铝、铝合金、铜及铜合金等导电性金属膜或二氧化硅膜、氮化硅薄膜等绝缘膜上，均匀地涂抹光刻胶，然后通过刻有图案的薄膜，进行光照射后成像，使所需的图案光刻胶成像，采用干式蚀刻或湿式蚀刻，在光刻胶下部的金属膜或绝缘膜上显示图案后，剥离去除不需要的光刻胶等一系列的光刻工程而完成的。

大型显示器的栅极及数据金属配线所使用的铜合金，与以往技术中的铝铬配线相比，阻抗低且没有环境问题。铜存在与玻璃基板及绝缘膜的贴附性较低，易扩散为氧化硅膜等问题，所以通常使用钛、钼等作为下部薄膜金属。

但是，现有的蚀刻液在蚀刻过程中，其蚀刻的均一性很难把控，从而导致蚀刻锥角、蚀刻偏差及蚀刻直线度等特性失去，进而影响产品品质。

技术问题

本发明的目的在于提供一种蚀刻液组合物，可以调节蚀刻速度，避免蚀刻锥角、蚀刻偏差及蚀刻直线度等特性失去，进而提高产品品质。

技术解决方案

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种蚀刻液组合物，其中，所述蚀刻液组合物包含：过氧化氢、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、氟化物、稳定剂以及水；其中，在所述蚀刻液组合物中，所述过氧化氢的质量占比为4%-25%，所述蚀刻抑制剂的质量占比为6%-10%，所述螯合剂的质量占比为0.01%-20%，所述蚀刻添加剂的质量占比为0.01%-20%，所述氟化物的质量占比为0.01%-20%，所述稳定剂的质量占比为0.01%-5%，所述水的质量占比为使所述蚀刻液组合物的总质量占比为100%；

所述蚀刻抑制剂为杂环芳香族化合物、杂环脂肪族化合物、芳香族多元醇、一水合胺、喹啉、直链结构多元醇中的一种或多种；所述稳定剂为乙二醇，丙二醇，聚乙二醇，聚丙乙稀二醇，乙醇，异丙醇中的一种或多种。

在本发明的蚀刻液组合物中，在所述蚀刻液组合物中，所述螯合剂的质量占比还可以为6%-20%。

在本发明的蚀刻液组合物中，在所述蚀刻液组合物中，所述蚀刻添加剂的质量占比还可以为6%-20%。

在本发明的蚀刻液组合物中，在所述蚀刻液组合物中，所述氟化物的质量占比还可以为6%-20%。

在本发明的蚀刻液组合物中，在所述蚀刻液组合物中，所述稳定剂的质量占比还可以为3%-5%。

在本发明的蚀刻液组合物中，所述蚀刻添加剂为有机酸、无机酸、有机酸盐、无机酸盐中的一种或多种。

在本发明的蚀刻液组合物中，所述螯合剂为亚氨基二乙酸、次氨基三乙酸、乙二胺四醋酸、二乙烯三胺五乙酸、亚甲基磷酸、羟基乙叉二磷酸，乙二胺四乙酸，二乙三胺，肌氨酸，丙氨酸，氨基丁酸，谷氨酸，甘氨酸，1-二膦酸，有机多元膦酸，乙二胺四乙酸中的一种或多种。

在本发明的蚀刻液组合物中，所述氟化物是离解出氟离子的化合物。

本发明提供一种蚀刻液组合物，所述蚀刻液组合物包含：过氧化氢、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、氟化物、稳定剂以及水；其中，在所述蚀刻液组合物中，所述过氧化氢的质量占比为4%-25%，所述蚀刻抑制剂的质量占比为6%-10%，所述螯合剂的质量占比为0.01%-20%，所述蚀刻添加剂的质量占比为0.01%-20%，所述氟化物的质量占比为0.01%-20%，所述稳定剂的质量占比为0.01%-5%，所述水的质量占比为使所述蚀刻液组合物的总质量占比为100%。

在本发明的蚀刻液组合物中，所述蚀刻抑制剂为杂环芳香族化合物、杂环脂肪族化合物、芳香族多元醇、一水合胺、喹啉、直链结构多元醇中的一种或多种。

在本发明的蚀刻液组合物中，所述稳定剂为乙二醇，丙二醇，聚乙二醇，聚丙乙稀二醇，乙醇，异丙醇中的一种或多种。

有益效果

本发明的有益效果是：本发明蚀刻液组合物包含过氧化氢、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、氟化物、稳定剂以及水，通过调整各组分在该蚀刻液组合物中的质量占比以提高该蚀刻液组合物蚀刻的均一性，从而可以避免蚀刻锥角、蚀刻偏差及蚀刻直线度等特性失去，进而提高产品品质。

本发明的最佳实施方式

本发明实施例的蚀刻液组合物可同时蚀刻铜/钼膜或铜/钼合金膜。这里的“铜/钼膜”是指铜膜和钼膜单一膜；“铜/ 钼合金膜”是指铜膜和钼合金膜，钼合金是钼和多种金属的合金，优选为与钛、钽、铬、钕、镍、铟或锡的合金，更优选为与钛的合金。

本发明实施例的蚀刻液组合物包含：过氧化氢、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、氟化物、稳定剂以及水。其中，在该蚀刻液组合物中，过氧化氢的质量占比为4%-25%，蚀刻抑制剂的质量占比为6%-10%，螯合剂的质量占比为0.01%-20%，蚀刻添加剂的质量占比为0.01%-20%，氟化物的质量占比为0.01%-20%，稳定剂的质量占比为0.01%-5%，水的质量占比为使蚀刻液组合物的总质量占比为100%。

在本发明实施例的蚀刻液组合物中，过氧化氢作为铜钼或铜钼合金的主要氧化剂。优选的，在该蚀刻液组合物中，过氧化氢的质量占比为4%-25% 。当过氧化氢的质量占比不足4%时，就会对铜钼合金的酸化不够充分，从而无法实现蚀刻；当过氧化氢的质量占比超出25% 时，蚀刻速度就会过快，从而难以控制工程的进度。

本发明实施例的蚀刻液组合物中，蚀刻抑制剂可以调节铜钼或铜钼合金蚀刻速度，使其成为具有适当锥角的蚀刻轮廓。优选的，在该蚀刻液组合物种，蚀刻抑制剂的质量占比为6%至10% 。当蚀刻抑制剂的质量占比不足6% 时，可调节锥角的性能就会减弱；当蚀刻抑制剂的质量占比超过10%时，蚀刻速度就会变慢，进而影响工程效率。

进一步的，在本发明实施例的蚀刻液组合物中，蚀刻抑制剂可以为杂环芳香族化合物、杂环脂肪族化合物、芳香族多元醇、一水合胺、喹啉、直链结构多元醇中的一种或多种。具体地说，该杂环芳香族化合物可以为呋喃，噻吩，吡咯，恶唑，噻唑，吡唑，三唑，四唑，苯亚呋喃，苯亚噻吩，吲哚，苯亚噻唑，苯亚咪唑，苯亚吡唑，氨基四唑，甲基等；该杂环脂肪族化合物可以为呱嗪，甲基呱嗪，吡咯烷，四氧嘧啶等；该芳香族多元醇可以为五倍子酸，甲基酸脂，乙酯，丙醇盐，丁基脂等；该直链结构多元醇可以为多元醇从甘油，赤藓糖醇，山梨糖醇，甘露醇，木糖醇等。

在本发明实施例的蚀刻液组合物中，螯合剂与在蚀刻过程中产生铜及钼合金离子形成螯合，并使其非活性化，从而抑制蚀刻液中过氧化氢的分解反应。若本发明实施例的蚀刻液组合物中不添加螯合剂，那么在蚀刻进行过程中，被酸化的金属离子无法实现非活性化，其可促进蚀刻液组合物中的过氧化氢进行分解反应，可导致发热及爆炸。优选的，在该蚀刻液组合物中，螯合剂的质量占比为0.01 %- 20%；更优选的，螯合剂的质量占比为6%至20%。若在该蚀刻液组合物中，螯合剂的质量占比不足0.01% 时，可进行非活性化的金属离子量很少，从而使其抑制过氧化氢进行分解反应的效能减弱；若螯合剂的质量占比超出20%时，就会形成多余的螯合，使金属离子非活性化的效果不佳，影响工程效率。

进一步的，在本发明实施例的蚀刻液组合物中，螯合剂可为亚氨基二乙酸、次氨基三乙酸、乙二胺四醋酸、二乙烯三胺五乙酸、亚甲基磷酸、羟基乙叉二磷酸，乙二胺四乙酸，二乙三胺，肌氨酸，丙氨酸，氨基丁酸，谷氨酸，甘氨酸，1-二膦酸，有机多元膦酸，乙二胺四乙酸中的一种或多种。

在本发明实施例的蚀刻液组合物中，为了提高其蚀刻性能，还可以包含一种蚀刻添加剂。该蚀刻添加剂可为用于提高蚀刻性能的表面活性剂。优选的，在该蚀刻液组合物种，蚀刻添加剂的质量占比为0.01%至20% ；更优选的，蚀刻添加剂的智力占比为6%至20%。具体地，该蚀刻添加剂可以为有机酸、无机酸、有机酸盐、无机酸盐中的一种或多种。其中，有机酸可以为醋酸、甲酸、丁酸、柠檬酸、乙醇酸、草酸、丙二酸、戊酸、丙酸、酒石酸、葡萄糖酸、甘氨酸、琥珀酸、丁二酸、烷基二甲基磺酸、烷基苯磺酸，烷基二苯醚二磺酸、烷基萘磺酸、萘磺酸、，奈二磺酸、甲醛与萘磺酸聚合物、丙烯酰胺甲基丙烷磺酸聚合物、丙烯酸、乙烯基苯磺酸聚合物的磺酸基或磺酸盐化合物等；无机酸可以为硝酸、硫酸、盐酸、次氯酸、高锰酸、磷酸、硼酸、次硫酸、高氯酸、过一硫酸、过二硫酸、过二碳酸等。

本发明实施例的蚀刻液组合物中，氟化物在铜钼合金同时蚀刻时，可提高钼合金的蚀刻速度，减少尾巴长度，去除在蚀刻时所产生的钼合金残渣。钼合金的尾部若增加则会降低明暗度，残渣若余留在基板及下部膜上的话，则会导致电短路、配线不良及明暗度降低，所以一定要去除残渣。优选的，在该蚀刻液组合物中，氟化物的质量占比为0.01%至 20% ；更优选，氟化物的质量占比为6%至20%。当氟化物的质量占比不足 0.01% 时，钼合金的残渣不能有效去除；当氟化物的质量占比超出20% 时，就会蚀刻下部膜。

进一步的，本发明实施例的氟化物是离解出氟离子的化合物，可为氟化铪、氟化钠、氟化钾、氟化铝、硼氟酸、氟化铵、氟化氢铵、氟化氢钠、氟氢化钾及氟硼酸铵等，也可以同时使用一种或两种以上的上述氟化物。

在本发明的蚀刻液组合物中，稳定剂是在反复进行蚀刻工程，蚀刻液内部的金属离子含量较高时，起到用以控制过氧化氢分解的作用。胺类化合物可抑制在蚀刻工程中，随着所增加的金属离子浓度而发生的过氧化氢分解反应，具有长期维持蚀刻特性的效果。在本发明中所使用的蚀刻稳定剂，其亲水性较大，具有抑制金属残渣发生的效果。优选的，该蚀刻液组合物种，稳定剂的质量占比为0.01%至5% ；更优选的，稳定剂的质量占比为3%至5%。

进一步的，该稳定剂可以为乙二醇，丙二醇，聚乙二醇，聚丙乙稀二醇，乙醇，异丙醇中的一种或多种。

利用本发明的蚀刻液组合物，可蚀刻用于 TFT-LCD 显示器或 OLED 等电极的铜/钼合金膜，在蚀刻铜/钼膜或铜/钼合金膜时，在蚀刻工程反复进行时，即使蚀刻液内的金属离子的浓度增加，也可使金属离子稳定，控制过氧化氢的分解反应，增加蚀刻工程的反复次数，增加蚀刻容量，同时也可以维持蚀刻锥角、蚀刻偏差及蚀刻直线度等蚀刻特性，从而减少蚀刻工程中的蚀刻液的用量，可大幅度减少 TFT-LCD、OLED 等的制造费用。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims

一种蚀刻液组合物，其中，所述蚀刻液组合物包含：过氧化氢、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、氟化物、稳定剂以及水；其中，在所述蚀刻液组合物中，所述过氧化氢的质量占比为4%-25%，所述蚀刻抑制剂的质量占比为6%-10%，所述螯合剂的质量占比为0.01%-20%，所述蚀刻添加剂的质量占比为0.01%-20%，所述氟化物的质量占比为0.01%-20%，所述稳定剂的质量占比为0.01%-5%，所述水的质量占比为使所述蚀刻液组合物的总质量占比为100%；

所述蚀刻抑制剂为杂环芳香族化合物、杂环脂肪族化合物、芳香族多元醇、一水合胺、喹啉、直链结构多元醇中的一种或多种；所述稳定剂为乙二醇，丙二醇，聚乙二醇，聚丙乙稀二醇，乙醇，异丙醇中的一种或多种。
根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，在所述蚀刻液组合物中，所述螯合剂的质量占比还可以为6%-20%。
根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，在所述蚀刻液组合物中，所述蚀刻添加剂的质量占比还可以为6%-20%。
根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，在所述蚀刻液组合物中，所述氟化物的质量占比还可以为6%-20%。
根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，在所述蚀刻液组合物中，所述稳定剂的质量占比还可以为3%-5%。
根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，所述蚀刻添加剂为有机酸、无机酸、有机酸盐、无机酸盐中的一种或多种。
根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，所述螯合剂为亚氨基二乙酸、次氨基三乙酸、乙二胺四醋酸、二乙烯三胺五乙酸、亚甲基磷酸、羟基乙叉二磷酸，乙二胺四乙酸，二乙三胺，肌氨酸，丙氨酸，氨基丁酸，谷氨酸，甘氨酸，1-二膦酸，有机多元膦酸，乙二胺四乙酸中的一种或多种。
根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其中，所述氟化物是离解出氟离子的化合物。
一种蚀刻液组合物，其中，所述蚀刻液组合物包含：过氧化氢、蚀刻抑制剂、螯合剂、蚀刻添加剂、氟化物、稳定剂以及水；其中，在所述蚀刻液组合物中，所述过氧化氢的质量占比为4%-25%，所述蚀刻抑制剂的质量占比为6%-10%，所述螯合剂的质量占比为0.01%-20%，所述蚀刻添加剂的质量占比为0.01%-20%，所述氟化物的质量占比为0.01%-20%，所述稳定剂的质量占比为0.01%-5%，所述水的质量占比为使所述蚀刻液组合物的总质量占比为100%。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，在所述蚀刻液组合物中，所述螯合剂的质量占比还可以为6%-20%。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，在所述蚀刻液组合物中，所述蚀刻添加剂的质量占比还可以为6%-20%。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，在所述蚀刻液组合物中，所述氟化物的质量占比还可以为6%-20%。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，在所述蚀刻液组合物中，所述稳定剂的质量占比还可以为3%-5%。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，所述蚀刻抑制剂为杂环芳香族化合物、杂环脂肪族化合物、芳香族多元醇、一水合胺、喹啉、直链结构多元醇中的一种或多种。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，所述蚀刻添加剂为有机酸、无机酸、有机酸盐、无机酸盐中的一种或多种。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，所述螯合剂为亚氨基二乙酸、次氨基三乙酸、乙二胺四醋酸、二乙烯三胺五乙酸、亚甲基磷酸、羟基乙叉二磷酸，乙二胺四乙酸，二乙三胺，肌氨酸，丙氨酸，氨基丁酸，谷氨酸，甘氨酸，1-二膦酸，有机多元膦酸，乙二胺四乙酸中的一种或多种。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，所述稳定剂为乙二醇，丙二醇，聚乙二醇，聚丙乙稀二醇，乙醇，异丙醇中的一种或多种。
根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其中，所述氟化物是离解出氟离子的化合物。