一种蚀刻液组合物及该组合物的金属膜刻蚀方法技术

本发明专利技术涉及一种蚀刻液组合物，以组合物的总重量为100％计，包含下述组分：4‑25重量％的过氧化氢，0.01‑10重量％的蚀刻抑制剂，0.01‑10重量％的螯合剂，0.01‑3重量％的蚀刻添加剂，0.01‑10重量％的过氧化氢稳定剂，余量为水；以及一种导电性金属膜的刻蚀方法，包括将蚀刻液组合物与所述导电性金属膜接触，导电性金属膜以选自铝、铝合金、铜和铜合金中的至少一种构成上层金属膜，以钼和/或钛构成下层金属膜。

Etching liquid composition and metal film etching method of the same

The present invention relates to an etchant composition, with the total weight of the composition is 100% meter, which comprises the following components: 4 25 wt% hydrogen peroxide, 0.01 10 wt% etching inhibitors, chelating agent 0.01 10 wt%, 0.01 and 3 wt.% etching additive, hydrogen peroxide stabilizer 0.01 10 weight%, the balance of water; and a conductive metal film etching method includes etching liquid composition in contact with the conductive metal film, conductive metal film with at least one of the upper metal film from Aluminum Alloy, aluminum, copper and copper alloy of molybdenum and / or titanium form lower metal film.

【技术实现步骤摘要】
一种蚀刻液组合物及该组合物的金属膜刻蚀方法
本专利技术涉及蚀刻液领域，具体涉及一种蚀刻液组合物及使用该组合物的刻蚀方法。
技术介绍
液晶显示装置(LCD，LiquuidCrystalDisplay)包括液晶显示面板及背光模组。通常液晶显示面板包括CF(ColorFilter)基板、TFT(ThinFilmTransistor)阵列基板、及设于CF基板与TFT阵列基板之间的液晶(LiquidCrystal)。通过给TFT阵列基板供电与否来控制液晶分子改变反向，将背光模组的光线投射到CF基板产生画面。TFT-LCD等微电路在制造时，通过在TFT阵列基板上形成铝、铝合金、铜和铜合金等导电性金属膜或二氧化硅、氮化硅等绝缘膜上，均匀的涂抹光刻胶，然后通过刻有图案的薄膜，进行光照射成像，再用蚀刻液(湿式蚀刻法)或腐蚀性的气体(干式蚀刻)对未被光刻胶掩盖的金属层或绝缘膜上进行蚀刻，待其形成预期形状后，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，与使用铝铬配线相比，具有阻抗低且没有环境问题等优点，然而铜与玻璃基板及绝缘膜的粘附性较差且易扩散为氧化硅膜，所以通常使用钛、钼等作为下层薄膜金属。由于钼不容易被一般的蚀刻液蚀刻，或者蚀刻速度较慢，因此常会出现蚀刻完成时仍有钼的残留，为了避免钼残而延长蚀刻时间，又会导致较大的关键尺寸损失(CD-Loss，criticaldimension-loss，即PR光阻胶边界与金属膜边界的差值)的问题。现有技术中，常使用含氟的刻蚀液来提高对金属钼的刻蚀效果，但含氟的刻蚀剂会增加废液处理成本，还对环境造成污染。另外，现有的蚀刻液还容易产生不适宜角度的锥角，即造成不良蚀刻，锥角过大会造成下一层膜沉积时断裂，锥角过小时锥角热胀冷缩容易变形。
技术实现思路
针对上述存在的问题，在本领域希望寻求一种环境友好且性能佳的蚀刻液组合物，该蚀刻液组合物可以有效解决钼残渣完全刻蚀时存在较大的CD-Loss，该蚀刻液还可以解决对铜/钼金属膜蚀刻时形成的较大角度锥角的不良蚀刻。本专利技术的通过在蚀刻液组合物中含有特定含量的待定组分，可适宜地调节铜/钼金属膜的蚀刻速度，使其成为具有适当锥角的蚀刻轮廓，并在控制相应的CDLoss下保证没有钼残留。本申请一方面提供一种蚀刻液组合物，以组合物的总重量为100％计，包含下述组分：4-25重量％的过氧化氢，0.01-10重量％的蚀刻抑制剂，0.01-10重量％的螯合剂，0.01-3重量％的蚀刻添加剂，0.01-10重量％的过氧化氢稳定剂，余量为水，所述水为去离子水。本申请的专利技术人经研究发现，以特定含量的过氧化氢作为蚀刻液的主要成分，能够实现对铜和钼的有效刻蚀，同时辅以特定含量的蚀刻添加剂，能够进一步改善对钼的刻蚀能力，在控制相应的CDLoss的条件下保证没有钼残留；另一方面，特定种类和含量的蚀刻抑制剂能够一定程度上抑制横向刻蚀反应的进行，从而保证被刻蚀的金属膜具有适当锥角的蚀刻轮廓。进一步的，所述蚀刻液含有特定含量的螯合剂和稳定剂，有利于提高蚀刻液的稳定性和蚀刻效果的均匀性。此外，由于所述蚀刻液中不含氟，降低了废液处理成本，对环境友好。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述蚀刻抑制剂选自杂环芳香族化合物、杂环脂肪族化合物、芳香族多元醇、喹啉和直链结构多元醇中的至少一种。根据本专利技术，所述杂环芳香族化合物选自呋喃、噻吩、吡咯、恶唑、噻唑、吡唑、三唑、四唑、苯亚呋喃、吲哚、苯亚咪唑、苯亚吡唑和氨基四唑中的至少一种；所述杂环脂肪族化合物选自呱嗪、甲基呱嗪、吡咯烷和四氧嘧啶中的至少一种；所述芳香族多元醇选自五倍子酸、甲基酸酯、乙酯、丙醇盐和丁基脂中的至少一种；所述直链结构多元醇选自甘油、赤藓糖醇、山梨糖醇、甘露醇和木糖醇中的至少一种；所述喹啉为6-羟基喹啉和/或8-羟基喹啉。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述蚀刻添加剂包括有机酸及其盐和/或无机酸及其盐，其中，所述有机酸选自醋酸、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、萘二磺酸、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和磺酸盐化合物中的至少一种。所述无机酸选自硝酸、硫酸、盐酸、次氯酸、高锰酸、磷酸、硼酸、次硫酸、高氯酸、过一硫酸、过二硫酸和过二碳酸及其盐中的至少一种。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述螯合剂选自亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、亚甲基磷酸、羟基乙叉二膦酸、亚乙基二胺四亚甲基磷酸、肌氨酸、丙氨酸、氨基丁酸、谷氨酸、甘氨酸和1-二膦酸中的至少一种。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述过氧化氢稳定剂选自乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙乙烯二醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，以组合物的总重量为100％计，包含下述组分：5-15重量％的过氧化氢，0.01-0.15重量％的蚀刻抑制剂，0.01-8重量％的螯合剂，0.3-1.5重量％的蚀刻添加剂，5-10重量％的过氧化氢稳定剂，余量为水。本专利技术另一方面提供一种导电性金属膜的刻蚀方法，包括将上述蚀刻液组合物与所述导电性金属膜接触，所述导电性金属膜以选自铝、铝合金、铜和铜合金中的至少一种构成上层金属膜，以钼和/或钛构成下层金属膜。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，完成蚀刻后，所述上层金属膜的厚度为300-400nm，所述下层金属膜的厚度为20-30nm。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述导电性金属膜在蚀刻过程中形成具有30-70度的锥角的蚀刻轮廓。本专利技术所提供的蚀刻液能够对导电金属膜形成有效的蚀刻，使其成为具有适当锥角的蚀刻轮廓，并且在控制相应的CDLoss的条件下能够保证没有钼残留。特别适用于以选自铝、铝合金、铜和铜合金中的至少一种构成上层金属膜，以钼和/或钛构成下层金属膜的导电金属膜的蚀刻作业。此外，上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。附图说明图1为本专利技术的一个具体实施方式的金属膜侧面的蚀刻轮廓图像。图2为本专利技术的另一个具体实施方式的金属膜侧面的蚀刻轮廓图像。图3为本专利技术的对比例1的金属膜侧面的蚀刻轮廓图像。附图标记说明：1-光阻胶；2-铜膜；3-钼膜；4-基板；5-铜钼导电金属膜。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在下述实施例中，蚀刻终点、关键尺寸损失和锥角采用SEM仪器根据电镜扫描方法进行测定。实施例1蚀刻液组合物A，以组合物的总重量为100％计，包含下述组分：10重量％的过氧化氢，0.1重量％的6-羟基喹啉，1重量％的IDA(亚氨基二乙酸)，5重量％的乙二胺四乙酸，0.375重量％的H3PO4，5重量％的ET(乙醇)，余量为水。以铜钼金属膜(铜为上层金属膜，钼为下层金属膜)为蚀刻对象，采用刻蚀液组合物A进行蚀刻试验，先沉积金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻液组合物，以组合物的总重量为100％计，包含下述组分：4‑25重量％的过氧化氢，0.01‑10重量％的蚀刻抑制剂，0.01‑10重量％的螯合剂，0.01‑3重量％的蚀刻添加剂，0.01‑10重量％的过氧化氢稳定剂，余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种蚀刻液组合物，以组合物的总重量为100％计，包含下述组分：4-25重量％的过氧化氢，0.01-10重量％的蚀刻抑制剂，0.01-10重量％的螯合剂，0.01-3重量％的蚀刻添加剂，0.01-10重量％的过氧化氢稳定剂，余量为水。2.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻抑制剂选自杂环芳香族化合物、杂环脂肪族化合物、芳香族多元醇、喹啉和直链结构多元醇中的至少一种。3.根据权利要求2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述杂环芳香族化合物选自呋喃、噻吩、吡咯、恶唑、噻唑、吡唑、三唑、四唑、苯亚呋喃、吲哚、苯亚咪唑、苯亚吡唑和氨基四唑中的至少一种；所述杂环脂肪族化合物选自呱嗪、甲基呱嗪、吡咯烷和四氧嘧啶中的至少一种；所述芳香族多元醇选自五倍子酸、甲基酸酯、乙酯、丙醇盐和丁基脂中的至少一种；所述直链结构多元醇选自甘油、赤藓糖醇、山梨糖醇、甘露醇和木糖醇中的至少一种；所述喹啉为6-羟基喹啉和/或8-羟基喹啉。4.根据权利要求1或2所述的蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻添加剂包括有机酸及其盐和/或无机酸及其盐，其中，所述有机酸选自醋酸、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、萘二磺酸、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和磺酸盐化合物中的至少一种；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44