用于蚀刻由铜层及钼层构成的金属层的蚀刻液及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种蚀刻液及其在用于蚀刻由铜层及钼层构成的金属层方面的应用，所述蚀刻液包含：含有3个及以上碳原子个数的有机酸；有机碱；过氧化氢；稳定剂；及去离子水。本发明专利技术提供的蚀刻液对由铜层及钼层构成的金属层具有蚀刻速率适当、蚀刻方向容易控制、蚀刻均匀无残留的效果，且该蚀刻液稳定性高，对环境友好，具有良好的应用价值。

Etching Fluid for Etching Metal Layer Composed of Copper Layer and Molybdenum Layer and Its Application

【技术实现步骤摘要】
用于蚀刻由铜层及钼层构成的金属层的蚀刻液及其应用
本专利技术属于金属表面化学处理领域，具体涉及一种用于蚀刻由铜层及钼层构成的金属层的蚀刻液及其应用。
技术介绍
液晶显示器(LCD)通常包含上、下基板及夹持于其中的液晶介质，基板上通常设有含有铜等低电阻率且耐蚀性高的金属层，显示器金属层多是使用铝、铜、钛、铁等金属或金属氧化物，制程较为复杂。有些由于材料特性，已经达不到目前市场的品质需求，且金属导线电阻值较大，会造成信号延迟，若刷屏次数小于24次/秒，就会看到拖尾或卡顿的现象。因此近来较为常见的是使用含有铜与钼的多层金属薄膜作为金属层，且一般是通过湿式蚀刻使该金属层产生预定图样。倘若该图样的金属层端部与基板间存在底切现象，将使得后续制程中的覆盖不平整，进而导致非预期的断路，因此金属层端部与基板间的蚀刻形状对于液晶显示器的良率至关重要，而湿式蚀刻所使用的蚀刻液组成即为控制蚀刻形状的关键因素之一。以往使用的过氧化氢的蚀刻液可以实现铜或铜合金与钼或钼合金构成的多层金属层的批量湿式蚀刻及图案形成的优点，但是，由于过氧化氢的分解速度会由于金属层蚀刻时溶解的金属离子(特别是铜离子)的增加而加快，同时伴随放热现象，因此蚀刻液的稳定性会大幅下降。此外，在多层金属层的情况下，随着溶解的金属离子浓度的增加，由于使用过氧化氢蚀刻铜层的速度和使用氟化物蚀刻钼合金层的速度之差以及电效应的影响，使得两金属层接合的界面发生不均匀蚀刻，存在蚀刻特性不良的问题。高的清晰度需要更精密的蚀刻液雕刻出更窄的线宽。目前蚀刻含钼金属层的蚀刻液中，多使用硝酸、硫酸、磷酸、氟化物等无机酸，蚀刻速率快但蚀刻均一性不好把握。如公开号为CN102392248B的中国专利公开了一种OLED用含钼和/或铝金属膜蚀刻液及其制备方法，该蚀刻液使用硝酸水溶液、磷酸水溶液、甜菜碱两性表面活性剂和水作为主要成分，以及公开号为TW201137176A的台湾专利申请公开了一种具有铜层及钼层之多层薄膜用蚀刻液，该蚀刻液使用了包括过氧化氢和无机酸硝酸等物质，这两篇专利中公开的蚀刻液由于使用了强酸性组分，蚀刻速率较快，蚀刻更精细的导线时，会造成线宽不够窄，蚀刻面不平整。又如公开号为TWI231275B的台湾专利公开了一种铜与钼的多层的蚀刻液，包含过氧化氢、有机酸、磷酸盐、氟化物、含氮添加剂等，然而高浓度的含氮添加剂和氟离子会增加环境负荷。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种稳定性高、蚀刻速率适当、蚀刻方向容易控制、蚀刻均匀无残留且环境友好的用于蚀刻由铜层及钼层构成的金属层的蚀刻液及其应用，从而得到更精密和更均匀的导线形状。本专利技术的技术方案：一种用于蚀刻由铜层及钼层构成的金属层的蚀刻液，包含：含有3个及以上碳原子个数的有机酸、有机碱、过氧化氢、稳定剂及去离子水。在本专利技术的一些技术方案中，所述含有3个及以上碳原子个数的有机酸的重量占所述蚀刻液总重量的1-80％，优选10-40％，进一步优选15-30％；在本专利技术的一些技术方案中，所述有机碱的重量占所述蚀刻液总重量的1-35％，优选5-21％，进一步优选6-13％；在本专利技术的一些技术方案中，过氧化氢为UPS级及以上的过氧化氢，该过氧化氢的浓度为28-63wt％，优选31wt％；所述过氧化氢占所述蚀刻液总重量的1-25％，优选5-22％；在本专利技术的一些技术方案中，所述稳定剂为唑类化合物，所述唑类化合物占所述蚀刻液总重量的0.01-1％，优选0.1-0.5％；在本专利技术的一些技术方案中，所述去离子水的电阻率在18MΩ·cm以上；在本专利技术的一些技术方案中，所述有机酸选自丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、苹果酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、酒石酸、对苯二甲酸、2,2-二甲基戊酸、3-环己基丁酸、丙烯酸、二甲基丙二酸、巯基乙酸、3-甲基-4-羟基-5-溴苯甲酸、3,4,5-三羧基苯甲酸、11-羟基-7-十九碳烯酸、3,4-二甲基戊酸、反-1,2-环己基二甲酸中的一种或几种。在本专利技术的一些技术方案中，所述有机酸包含：第一有机酸和第二有机酸，所述第一有机酸选自丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、苹果酸、苯甲酸、酒石酸、苯乙酸、邻苯二甲酸中的一种或几种；所述第二有机酸选自对苯二甲酸、2,2-二甲基戊酸、3-环己基丁酸、丙烯酸、二甲基丙二酸、巯基乙酸、3-甲基-4-羟基-5-溴苯甲酸、3,4,5-三羧基苯甲酸、11-羟基-7-十九碳烯酸、3,4-二甲基戊酸、反-1,2-环己基二甲酸中的一种或几种。所述第一有机酸的重量占所述有机酸总重量的10-25％，优选12-22％。该第一有机酸可以有效对铜和钼铌金属层或氧化物层进行蚀刻，生成溶于水的金属盐化合物，将金属去除。若含量过高，则蚀刻较快，蚀刻方向和蚀刻速率不好控制，若含量较低，会出现金属残留的现象。所述第二有机酸的重量占所述有机酸总重量的0.1-10％，优选0.2-5.5％。该第二有机酸可以有效控制蚀刻剖面的形成，提升蚀刻液使用寿命，稳定蚀刻液蚀刻效果。若含量过高，则影响蚀刻液的蚀刻效果，会导致不必要的断线，若含量较低，则影响蚀刻寿命。在本专利技术的一些技术方案中，优选含有三种及以上的第一有机酸，进一步优选含有四种及以上的第一有机酸。在本专利技术的一些技术方案中，优选地，所述第一有机酸选自马来酸、丁二酸、丙酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸中的一种或几种。在本专利技术的一些技术方案中，优选含有两种及以上的第二有机酸，进一步优选含有三种及以上的第二有机酸。在本专利技术的一些技术方案中，优选地，所述第二有机酸选自丙烯酸、巯基乙酸、3-甲基-4-羟基-5-溴苯甲酸、3,4,5-三羧基苯甲酸、反-1,2-环己基二甲酸中的一种或几种。在本专利技术的一些技术方案中，所述的有机碱选自丁二胺、戊二胺、苯胺、苄胺、N-甲基苯胺、三苯胺、四甲基氢氧化铵、甲胺、乙胺、三甲胺、丙胺、N,N-二甲基苯胺、乙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、苯基脲、硫酸羟脲、5-氟脲嘧啶中的一种或者几种。在本专利技术的一些技术方案中，所述有机碱包含：第一有机碱和第二有机碱，所述第一有机碱选自丁二胺、戊二胺、苯胺、N-甲基苯胺、三苯胺、N,N-二甲基苯胺、甲胺、乙胺、三甲胺、丙胺中的一种或几种，所述第二有机碱选自苄胺、四甲基氢氧化铵、二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺、苯基脲、硫酸羟脲、5-氟脲嘧啶中的一种或几种。所述第一有机碱的重量占所述有机碱总重量的0.5-8％，优选0.5-5％。该第一有机碱可以优化金属表面与蚀刻液的接触条件，提高湿润性，有助于得到理想的金属线条，减少因接触产生的不良，同时还可控制蚀刻速率。可若含量过高，则会造成蚀刻不均一和金属残留等现象，若含量较低，则造成蚀刻液品质不良，蚀刻速率无法保证。所述第二有机碱的重量占所述有机碱总重量的1-10％，优选3-8％。该第二有机碱可以起到稳定pH值和抗再沉积，保证蚀刻液蚀刻稳定。若含量过高，则会产生固体，落在金属表面，造成局部无法蚀刻，对后续制程有较大的影响，若含量过低，则蚀刻反应过快，无法得到想要的导线图形。在本专利技术的一些技术方案中，优选含有两种及以上的第一有机碱，进一步优选含有三种及以上的第一有机碱。在本专利技术的一些技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻液，其特征在于，包含：含有3个及以上碳原子个数的有机酸；有机碱；过氧化氢；稳定剂；及去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种蚀刻液，其特征在于，包含：含有3个及以上碳原子个数的有机酸；有机碱；过氧化氢；稳定剂；及去离子水。2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述含有3个及以上碳原子个数的有机酸的重量占所述蚀刻液总重量的1-80%。3.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述有机碱的重量占所述蚀刻液总重量的1-35%。4.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述过氧化氢占所述蚀刻液总重量的1-25%。5.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述稳定剂为唑类化合物，所述唑类化合物占所述蚀刻液总重量的0.01-1%。6.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述有机酸选自丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、苹果酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、酒石酸、对苯二甲酸、2,2-二甲基戊酸、3-环己基丁酸、丙烯酸、二甲基丙二酸、巯基乙酸、3-甲基-4-羟基-5-溴苯甲酸、3,4,5-三羧基苯甲酸、11-羟基-7-十九碳烯酸、3,4-二甲基戊酸、反-1,2-环己基二甲酸中的一种或几种。7.根据权利要求6所述的蚀刻液，其特征在于，所述有机酸包含：第一有机酸和第二有机酸，所述第一有机酸选自丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅明，邵振，
申请(专利权)人：江苏和达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32