【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及湿法蚀刻，具体涉及一种可用于蚀刻铜钼及其合金膜的蚀刻液组合物。
技术介绍
1、在半导体器件、薄膜晶体管液晶显示器(tft-lcd)、有机发光二极管(oled)等内部结构的微电路形成过程中，通常都需要经过成膜、涂布、曝光、显影、蚀刻、剥离等一系列工序。其中，蚀刻主要分为湿法蚀刻和干法蚀刻两种模式。而由于湿法蚀刻具有蚀刻效率高、蚀刻精度好、成本低廉等优点，越来越受到人们的关注。
2、在现有的面板设计体系中，以低电阻的金属铜及其合金作为主成份进行电路设计是主流趋势之一。但由于金属铜与玻璃基板之间的粘附性往往较差，人们通常选择一些与玻璃板具有良好密合性且可阻挡扩散的惰性金属(如：钼、钛、铌等)来改善这一现象，因此，金属配线通常会有两层、三层甚至更多的不同金属层结构。
3、然而，随着液晶显示器的逐渐大型化以及高分辨率化，人们对微观线路结构的设计越来越复杂，为了保证金属配线的牢固性，提高产品的性能和良率，惰性金属层的厚度也越来越厚，这为蚀刻本身提高了难度。另一方面，由于金属配线的密度越来越高，而线宽设计越来越窄，这就要求蚀刻偏差小(即侧向蚀刻损失，cd loss)，所以在实际蚀刻过程中极易出现蚀刻断线或者残留等问题。为了改善这些问题，我们通常需要加入更高浓度的双氧水，然而，高浓度双氧水体系下的蚀刻液的稳定性(包括蚀刻液本身以及蚀刻性能)往往较差，且蚀刻寿命也不太理想，反复更换新液必定会导致成本增高。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种蚀刻液组合物，所述蚀刻液组合物包括过氧化氢、第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂、无机碱、蚀刻抑制剂、氟化物和水；
4、所述第一金属离子螯合剂为分子结构中同时含有氨基和羧基配位基团的化合物；
5、所述第二金属离子螯合剂为分子结构中同时含有羟基和羧基配位基团的化合物；
6、所述第三金属离子螯合剂为分子结构中含有磺酸基配位基团的化合物；
7、所述第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂、氟化物之间满足如下关系式：
8、
9、其中，按所述蚀刻液组合物的总重量计：
10、a为所述第一金属离子螯合剂的含量，单位为％；
11、a为所述第一金属离子螯合剂中亚氨基、次氨基、羧基的个数；
12、b为所述第二金属离子螯合剂的含量，单位为％；
13、b为所述第二金属离子螯合剂中羟基、羧基的个数；
14、c为所述第三金属离子螯合剂的含量，单位为％；
15、c为所述第三金属离子螯合剂中磺酸基团的个数；
16、d为所述氟化物的含量，单位为％。
17、进一步的，所述第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂中，2≤a≤10，2≤b≤6，1≤c≤3；优选的，3≤a≤8，2≤b≤4，1≤c≤2。
18、优选的，所述第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂、氟化物之间满足如下关系式：
19、200≤s≤1800。
20、蚀刻液在使用过程中，h2o2作为主氧化剂会持续地将金属及其合金氧化为氧化态物质，再经酸将这些氧化物溶解得到游离的金属离子，而这些游离的金属离子再与螯合剂形成稳定的螯合物储存在蚀刻液中，进而大幅降低h2o2的分解速率。同时，所选螯合剂均为至少含有一个羧基或磺酸基的有机酸类物质，具有很好的ph缓冲作用，随着蚀刻过程的进行，可以进一步保证蚀刻液ph波动小，蚀刻稳定性好。研究发现过多的第一和第二金属离子螯合剂虽然可以很好的改善突沸，但会严重抑制惰性金属的蚀刻速率，而第三金属离子螯合剂也可以较好地螯合金属离子且可以提高铜层蚀刻速率，但对惰性金属层蚀刻基本无影响，故极易出现残留等不良蚀刻。所以人们通常引入氟化物来解决残留问题，而氟化物又对蚀刻液的析出有较大影响。因此，申请人在开发蚀刻液时，将上述因素综合考虑，经过大量的研究发现，当100≤s≤2000时，即使随着溶铜的数量增加，蚀刻液的稳定性能也很好，蚀刻偏差(即侧向蚀刻损失，cd loss)和蚀刻锥角(taperangle)的波动值越小，能够保证无残留且无析出物产生；同时三种螯合剂协同作用，也保证了蚀刻液的突沸时间可达到48h以上。
21、当s＜100时，即(a×a+5b×b+20c×c)值过小或d值过大，亦即金属离子螯合剂含量过少或者氟化物含量过多；这会导致蚀刻液对金属离子螯合不完全，造成h2o2分解快，ph波动大，最终导致蚀刻参数的稳定性不好，降低使用寿命；而且过多的氟化物还可能造成析出和底切，对硅基材料造成严重损伤，形成的氟硅酸盐可能会以沉淀的形式析出，不利于实际生产。
22、当s＞2000时，即(a×a+5b×b+20c×c)值过大或d值过小，亦即金属离子螯合剂含量过多或者氟化物含量过少；这又会极大地限制惰性金属层的蚀刻速率，增大了工厂使用的时间成本；而且氟化物少很容易出现底部残留等现象。此外，过多的金属离子螯合物还有可能受溶解度的限制逐渐形成析出物。
23、进一步的，按所述蚀刻液组合物的总重量计，包含10％～25％的过氧化氢、1％～5％的第一金属离子螯合剂、0.1％～2％的第二金属离子螯合剂、0.1％～1％的第三金属离子螯合剂、0.1％～2％的无机碱、0.005％～0.1％的蚀刻抑制剂和0.01～0.10％的氟化物，余量为水。
24、进一步的，所述第一金属离子螯合剂为分子结构中同时含有氨基和羧基配位基团的化合物；
25、优选的，所述第一金属离子螯合剂为亚氨基二乙酸、次氨基三乙酸(nta)、乙二胺四乙酸(edta)、二亚乙基三胺五乙酸(dtpa)、氨基三(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)及其盐中的至少一种；
26、第一金属离子螯合剂主要用于螯合铜及钼合金金属离子，通过控制双氧水的分解速率，从而提高蚀刻液本身的稳定性。当第一金属离子螯合剂的含量低于1％时，无法有效螯合更多的金属离子；而含量高于5％时，则会大幅降低蚀刻液对底层钼合金的蚀刻速率，导致蚀刻参数无法满足要求。
27、所述第二金属离子螯合剂为分子结构中同时含有羟基和羧基配位基团的化合物；
28、优选的，所述第二金属离子螯合剂为柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、乙醇酸、酒石酸和葡萄糖酸中的至少一种；
29、本专利技术的蚀刻液中，第二金属离子螯合剂的螯合性能要弱于第一金属离子螯合剂。随着蚀刻过程的进行，蚀刻液中的金属离子越来越多，第一金属离子螯合剂逐渐被消耗，第二金属离子螯合剂在蚀刻过程中后期开始发挥作用，保证体系的稳定性。当第二金属离子螯合剂的含量超过2％时，其对金属层的抑制作用很明显，蚀刻速率无法满足要求。
30本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻液组合物包括过氧化氢、第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂、无机碱、蚀刻抑制剂、氟化物和水；
2.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂中，2≤a≤10，2≤b≤6，1≤c≤3。
3.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂、氟化物之间满足如下关系式：
4.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，按所述蚀刻液组合物的总重量计，包含10％～25％的过氧化氢、1％～5％的第一金属离子螯合剂、0.1～2％的第二金属离子螯合剂、0.1％～1％的第三金属离子螯合剂、0.1％～2％的无机碱、0.005％～0.1％的蚀刻抑制剂和0.01～0.10％的氟化物，余量为水。
5.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述第一金属离子螯合剂与所述氟化物的质量比A/D≥50。>
7.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻抑制剂为分子结构中含有1个或多个氮原子或硫原子的杂环化合物；
8.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；
9.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，按所述蚀刻液组合物的总重量计，所述蚀刻液组合物还包含0.01％～0.2％的蚀刻添加剂和0.2％～2％的醇类物质。
10.根据权利要求9所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻添加剂为无机磷酸及其盐；
...【技术特征摘要】
1.一种蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻液组合物包括过氧化氢、第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂、无机碱、蚀刻抑制剂、氟化物和水；
2.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂中，2≤a≤10，2≤b≤6，1≤c≤3。
3.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述第一金属离子螯合剂、第二金属离子螯合剂、第三金属离子螯合剂、氟化物之间满足如下关系式：
4.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，按所述蚀刻液组合物的总重量计，包含10％～25％的过氧化氢、1％～5％的第一金属离子螯合剂、0.1～2％的第二金属离子螯合剂、0.1％～1％的第三金属离子螯合剂、0.1％～2％的无机碱、0.005％～0.1％的...
【专利技术属性】
技术研发人员：庾明茂，鄢艳华，姜希松，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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