一种铜钼合金膜用蚀刻液制造技术

本发明专利技术涉及一种铜钼合金膜用蚀刻液，其pH为1~2，蚀刻液的组成包括占蚀刻液总质量1%~5%的过氧化氢、0.1%~10%的无机酸、0.5%~10%的硫酸盐、0.5%~15%的无机铵盐类缓冲剂、0.01%~10%的醇胺类pH调节剂、0.1%~10%的过氧化氢稳定剂、0.1%~5%的金属离子螯合剂、0.01%~5%的金属缓蚀剂，余量为去离子水。本发明专利技术蚀刻液添加少量过氧化氢，辅以金属缓蚀剂和无机酸，同时添加硫酸盐、无机铵盐类缓冲剂等物质，使得本发明专利技术蚀刻液体系在蚀刻过程中pH变化始终维持在+0.3范围内，本发明专利技术蚀刻液体系既能维持蚀刻过程中pH的稳定，又能避免pH过低导致蚀刻不均匀的现象，铜离子含量由0ppm~8000ppm过程中，蚀刻速率不变，蚀刻CD和坡度角基本不变，蚀刻无残留，满足客户的高精度加工要求。

Etching solution for copper molybdenum alloy film

The invention relates to a copper molybdenum alloy film with etching liquid, its pH is 1~2, the etching liquid is composed of etchant accounted for 1%~5% of the total mass of hydrogen peroxide, 0.1%~10% acid, 0.5%~10% inorganic sulfate, 0.5%~15% inorganic ammonium salts buffer, 0.01%~10% alcohol amine pH regulator, 0.1%~10% hydrogen peroxide stabilizer, 0.1%~5% metal 0.01%~5% metal ion chelating agent, corrosion inhibitor, balance of deionized water. The invention of etching solution by adding a small amount of hydrogen peroxide, metal corrosion inhibitor and inorganic acid, sulfate, and adding inorganic ammonium salts buffer material, the invention makes the etching liquid system during etching pH change has remained in the range of +0.3, the invention can maintain the etching liquid, the etching process of pH is stable, and can avoid pH too low and cause the phenomenon of uneven etching, the copper ion content by 0ppm~8000ppm process, the etching rate constant, etching CD and slope angle is unchanged, no etching residue, high precision machining to meet customer requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种铜钼合金膜用蚀刻液
本专利技术涉及金属蚀刻液领域，特别是涉及一种铜钼合金属膜用蚀刻液。
技术介绍
目前高世代液晶面板生产工艺中，面板尺寸大型化，栅极及金属配线使用铜合金，与以往铝合金相比，电阻降低且没有环境问题。但铜与玻璃基材及绝缘膜的贴附性较低，通常使用钛、钼等作为下部薄膜金属，所以需要铜钼合金膜用蚀刻液，蚀刻膜层结构为铜/钼的合金。在蚀刻铜钼合金过程中，一般钼比铜更难蚀刻，蚀刻速率远低于铜的蚀刻速率。现有铜钼合金蚀刻液通常采用加入氟化物或者大幅提高双氧水含量。公开号为CN103890232A、CN103668208A、CN101684557A、CN102703902A等中国专利公开的铜钼合金蚀刻液中，几乎全部加入0.01％～5％质量分数的氟化物，来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，但加入氟化物存在以下不足：第一、氟化物电离出氟离子对环境污染大，蚀刻废液处理成本高；第二、氟离子毒性大，操作人员的操作风险高；第三、氟离子腐蚀性高，会蚀刻玻璃基材。公开号为CN104498951A的中国专利公开了一种双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液，该蚀刻液的主要成分包括占蚀刻液总重量1～35％的过氧化氢、0.05～5％的无机酸、0.1～5％的过氧化氢稳定剂、0.1～5％的金属螯合剂、0.1～5％蚀刻添加剂、0.1～5％的表面活性剂和0.1～5％的消泡剂，余量为去离子水。该体系的蚀刻液过氧化氢含量小于等于5％时，有残留，过氧化氢含量需提高至10％以上，然而过氧化氢含量较大时，过氧化氢不稳定，在蚀刻过程中，随着金属离子含量升高，促使双氧水快速分解，并放出大量的热，导致蚀刻不均匀，同时可能引起爆炸，造成人员伤亡和公司财产损失；此外，体系中添加了消泡剂，容易在玻璃基板上产生硅斑。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种过氧化氢含量低，安全性高，稳定性好，蚀刻性能优异，无残留，满足高精度加工要求的铜钼合金膜用蚀刻液。为解决上述技术问题，本专利技术采取如下技术方案：一种铜钼合金膜用蚀刻液，所述蚀刻液的pH为1～2，所述蚀刻液的组成包括占所述蚀刻液总质量1％～5％的过氧化氢、0.1％～10％的无机酸、0.5％～10％的硫酸盐、0.5％～15％的无机铵盐类缓冲剂、0.01％～10％的醇胺类pH调节剂、0.1％～10％的过氧化氢稳定剂、0.1％～5％的金属离子螯合剂、0.01％～5％的金属缓蚀剂，余量为去离子水。需要说明的是，过氧化氢是一种优良的氧化剂，能有效氧化铜钼金属，并被蚀刻液中无机酸溶解，达到蚀刻目的。且过氧化氢反应副产物只有水和氧气，完全无污染。鉴于此，本专利技术的蚀刻液中加入质量百分比1％～5％的少量过氧化氢，既能很好的蚀刻铜钼合金，保证蚀刻的均匀，又能保证蚀刻液的安全性和稳定性。需要说明的是，本专利技术的蚀刻液中不添加任何的氟化物，且过氧化氢含量低，为了能保证蚀刻的有效进行，本专利技术在蚀刻液加入适量的无机酸来增加对铜钼合金的蚀刻速率，本专利技术优选的方案中，无机酸选自硝酸、硫酸、盐酸、磷酸、次氯酸、高锰酸中的一种或多种的组合。本专利技术优选的方案中，硫酸盐选自硫酸氢钠、硫酸钠、硫酸铵、硫酸氢铵、硫酸铜、硫酸钾、硫酸氢钾中的至少一种。优选地，所述蚀刻液的组成包括占所述蚀刻液总质量1％～5％的过氧化氢、1％～7％的无机酸、2％～10％的硫酸盐、5％～15％的无机铵盐类缓冲剂、1％～5％的醇胺类pH调节剂、0.1％～5％的过氧化氢稳定剂、0.1％～3％的金属离子螯合剂、0.1％～2％的金属缓蚀剂，余量为去离子水。本专利技术中，无机铵盐类缓冲剂选自碳酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵中的至少一种。本专利技术中，醇胺类的pH调节剂的主要作用是调节蚀刻液pH值，避免蚀刻液pH值过低，导致蚀刻的不均匀。本专利技术优选的方案中，醇胺类的pH调节剂选自异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。本专利技术中，过氧化氢稳定剂的主要作用是提高过氧化氢的稳定性，避免过氧化氢在金属离子增加时快速分解，使蚀刻液有效性降低。优选的，过氧化氢稳定剂选自脂肪族有机胺类，一定碳链长度的脂肪族有机物能有效阻止过氧化氢的快速分解，同时胺类有机物本身带有一定碱性，进一步提高蚀刻液的pH值，更优选的，过氧化氢稳定剂选自二丙胺、二甲胺、三乙胺、异丙胺、正丁胺、正己胺、己二胺、环己胺、二乙烯三胺中的一种或多种的组合。本专利技术中，金属离子螯合剂的主要作用是与蚀刻过程生成的金属离子快速形成稳定的络合物，降低蚀刻液中游离的金属离子含量，使其减少对过氧化氢的影响，使蚀刻液更安全稳定。本专利技术优选的方案中，金属离子螯合剂选自羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、亚甲基二膦酸、吡啶二羧酸、氨基三乙酸、羟基乙酸中的一种或多种的组合。本专利技术中，金属缓蚀剂选自含氮杂环类有机物，含氮杂环类有机物能吸附在金属铜的表面，有效的减缓金属铜的蚀刻速率，更优选的，金属缓蚀剂选自噻吩、噻唑、咪唑、吡唑、一甲基咪唑、二甲基咪唑、三甲基咪唑、甲基苯并三氮唑、四氮唑、甲基四唑中的至少一种。本专利技术中，所述去离子水的电阻率至少为15兆欧厘米，其中含有的金属离子的质量浓度小于10ppb。本专利技术采取的又一技术方案是：上述蚀刻液在铜钼合金膜上的蚀刻应用。由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优势：本专利技术蚀刻液添加少量过氧化氢，辅以金属缓蚀剂和无机酸，同时添加硫酸盐、无机铵盐类缓冲剂等物质，使得本专利技术蚀刻液体系在蚀刻过程中pH变化始终维持在+0.3范围内。本专利技术蚀刻液体系由于配方各组分的配合使得蚀刻液体系既能维持蚀刻过程中pH的稳定，又能避免pH过低导致蚀刻不均匀的现象，铜离子含量由0ppm～8000ppm过程中，蚀刻速率不变，蚀刻CD和坡度角基本不变，蚀刻CDSkew能控制在1.0±0.2μm，坡度角为45～60°，蚀刻无残留，满足客户的高精度加工要求。本专利技术的蚀刻液不添加氟化物，对环境无污染，废液处理简单，人员操作风险小。本专利技术蚀刻液中过氧化氢含量低，且加入了过氧化氢稳定剂，蚀刻液安全稳定，避免过氧化氢剧烈分解发生爆炸，造成人员伤亡和财产损失。具体实施方式以下结合具体的实施例，对本专利技术做进一步详细的说明，但本专利技术不限于以下实施例。实施例1本实施例提供一种铜钼合金膜用蚀刻液，其由过氧化氢、无机酸、硫酸盐、无机铵盐类缓冲剂、醇胺类的PH调节剂、过氧化氢稳定剂、金属离子螯合剂、金属缓蚀剂和去离子水组成。本例中，无机酸采用硝酸和磷酸；硫酸盐采用硫酸氢铵；无机铵盐类缓冲剂采用磷酸二氢铵；醇胺类的PH调节剂采用三乙醇胺；过氧化氢稳定剂采用正己胺；金属离子螯合剂采用吡啶二羧酸；金属缓蚀剂采用咪唑。本例分别对以上组分的用量进行了实验，详见表1，表1中各百分比均为质量百分比，即该组份占蚀刻液总重量的百分比，余量为去离子水。表1实施例2本实施例提供一种铜钼合金膜用蚀刻液，其由过氧化氢、无机酸、硫酸盐、无机铵盐类缓冲剂、醇胺类的pH调节剂、过氧化氢稳定剂、金属离子螯合剂、金属缓蚀剂和去离子水组成。本例中，无机酸采用盐酸和磷酸；硫酸盐采用硫酸钠；无机铵盐类缓冲剂采用磷酸铵；醇胺类的pH调节剂采用异丙醇胺；过氧化氢稳定剂采用三乙胺；金属离子螯合剂采用羟基乙叉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜钼合金膜用蚀刻液，其特征在于：所述蚀刻液的pH为1~2，所述蚀刻液的组成包括占所述蚀刻液总质量1%~5%的过氧化氢、0.1%~10%的无机酸、0.5%~10%的硫酸盐、0.5%~15%的无机铵盐类缓冲剂、0.01%~10%的醇胺类pH调节剂、0.1%~10%的过氧化氢稳定剂、0.1%~5%的金属离子螯合剂、0.01%~5%的金属缓蚀剂，余量为去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种铜钼合金膜用蚀刻液，其特征在于：所述蚀刻液的pH为1~2，所述蚀刻液的组成包括占所述蚀刻液总质量1%~5%的过氧化氢、0.1%~10%的无机酸、0.5%~10%的硫酸盐、0.5%~15%的无机铵盐类缓冲剂、0.01%~10%的醇胺类pH调节剂、0.1%~10%的过氧化氢稳定剂、0.1%~5%的金属离子螯合剂、0.01%~5%的金属缓蚀剂，余量为去离子水。2.根据权利要求1所述的铜钼合金膜用蚀刻液，其特征在于：所述蚀刻液的组成包括占所述蚀刻液总质量1%~5%的过氧化氢、1%~7%的无机酸、2%~10%的硫酸盐、5%~15%的无机铵盐类缓冲剂、1%~5%的醇胺类pH调节剂、0.1%~5%的过氧化氢稳定剂、0.1%~3%的金属离子螯合剂、0.1%~2%的金属缓蚀剂，余量为去离子水。3.根据权利要求1或2所述的铜钼合金膜用蚀刻液，其特征在于：所述无机酸选自硝酸、硫酸、盐酸、磷酸、次氯酸、高锰酸中的一种或多种的组合。4.根据权利要求1所述的铜钼合金膜用蚀刻液，其特征在于：所述硫酸盐选自硫酸氢钠、硫酸钠、硫酸铵、硫酸氢铵、硫酸铜、硫酸钾、硫酸氢钾中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，高小云，刘兵，
申请(专利权)人：苏州晶瑞化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32