一种高寿命银膜蚀刻液组合物及蚀刻工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高寿命银膜蚀刻液组合物，主要组成为硝酸、乙酸、A酸、银离子络合剂和水，A酸为选自有机磺酸和磷酸中的至少一种，银离子络合剂为氨基羧酸或者羟基羧酸；还包括除银离子络合剂外的C4～C10多羟基化合物。本发明专利技术高寿命银膜蚀刻液组合物基于现有的硝酸乙酸混酸体系，多羟基化合物在基板中裸露的铝表面自组装成膜，银离子络合物充分络合游离的银离子，降低蚀刻体系中的银离子与铝表面接触的几率，延长蚀刻液的使用寿命，提高产线生产效率。本发明专利技术还公开了一种高寿命银膜蚀刻液组合物的蚀刻工艺。物的蚀刻工艺。物的蚀刻工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种高寿命银膜蚀刻液组合物及蚀刻工艺


[0001]本专利技术涉及电子化学品
，具体涉及一种高寿命银膜蚀刻液组合物及蚀刻工艺。

技术介绍

[0002]现有技术中用于蚀刻银膜的蚀刻液如CN105463463A所公开的，主要组分为硝酸、磷酸和乙酸，以上蚀刻液应用于对含有铝走线的基板的蚀刻中存在以下技术缺陷：随着蚀刻反应的持续进行，蚀刻液体系中的银离子浓度逐渐升高，银离子与铝走线的截面发生置换反应，铝走线的截面表面因吸附银颗粒而高低不平，后道金属镀膜的产品容易因镀膜与其他导电结构层接触，引发短路；为了避免以上置换反应的发生，产线银蚀刻液中银离子的浓度达300ppm就需要及时更换，银蚀刻液使用寿命短，并且由于经常处于更换蚀刻液的状态，产线的生产效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种高寿命银膜蚀刻液组合物，有效提高达到使用寿命的银膜蚀刻液组合物中银离子的含量，延长蚀刻液组合物的使用寿命，提高产线生产效率。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种高寿命银膜蚀刻液组合物，主要组成为硝酸、乙酸、A酸、银离子络合剂和水，所述A酸为选自有机磺酸和磷酸中的至少一种，所述银离子络合剂为氨基羧酸或者羟基羧酸；还包括除银离子络合剂外的C4～C10多羟基化合物。多羟基化合物在铝走线的截面自组装成膜，银离子络合剂与蚀刻产生的银离子发生络合反应，两因素协同作用，有助于提高达到更换条件时蚀刻体系中银离子的浓度，延长银膜蚀刻液组合物的使用寿命。银离子络合剂优选氨基羧酸和羟基羧酸，蚀刻反应初始氨基羧酸和羟基羧酸均作为酸使用，蚀刻对象为ITO/银或者ITO/银/ITO时，有助于提高ITO层的蚀刻速率。
[0005]A酸优选为有机磺酸。磷酸作为常规使用的银蚀刻酸组分，具有促进ITO层蚀刻的技术效果，但是磷酸会破坏多羟基化合物在铝表面形成的保护膜。采用有机磺酸和银离子络合剂的组合替代磷酸，降低蚀刻体系对银离子与铝走线置换反应的促进作用。
[0006]优选的技术方案为，所述蚀刻液组合物中的银离子络合剂的质量百分比为15％～30％，所述C4～C10多羟基化合物的质量百分比为0.05～3％。进一步的，C4～C10多羟基化合物的质量百分比为0.1～1％。多羟基化合物用量过多，无保护效果，且在使用过程中存在析出风险，易导致添加剂残留；多羟基化合物用量过小，则不利于在铝表面形成连续的、完整的保护膜，铝走线截面的局部置换反应同样会导致表面凹凸和进一步的短路。
[0007]优选的技术方案为，所述多羟基化合物为C4～C8化合物，C4～C8化合物中含有三个以上的羟基。
[0008]优选的技术方案为，所述银离子络合剂为选自柠檬酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸铵和
乙二胺四乙酸铵中的至少一种。进一步优选为柠檬酸和乙二胺四乙酸，更进一步的为柠檬酸。柠檬酸具有三个与银离子络合的羧基，其空间位阻效应也能进一步地阻止银离子与铝发生置换反应。另外，柠檬酸属于有机强酸，酸性条件下柠檬酸一级电离产生的氢离子有助于促进对ITO层的蚀刻，随着蚀刻反应的持续进行，银离子浓度逐渐升高至一定浓度时，与电离生成的酸根离子发生络合反应。柠檬酸的分布电离可持续补充氢离子，逐步释放可与银离子络合的羧酸根，以上两方面均有助于延长蚀刻液组合物寿命。在添加有多羟基化合物的蚀刻液体系中，较低浓度银离子呈游离状态不会发生置换反应，因此可不用添加柠檬酸盐提供柠檬酸根作为初始的银离子螯合剂，即蚀刻液组合物中可不包含柠檬酸盐。
[0009]优选的技术方案为，按质量百分比计，主要组成为：5％～15％的硝酸、10％～20％的乙酸、15％～29％的柠檬酸、5％～15％的有机磺酸、0.05％～2％的多羟基化合物和35％～50％的水。进一步的，银膜蚀刻液组合物中不包含硫酸根离子源，包括硫酸或者硫酸盐，具体的，硫酸根离子易与银离子反应生成沉淀，导致蚀刻产生的银层侧面发黑。
[0010]优选的技术方案为，所述蚀刻液组合物用于蚀刻包含银膜和ITO层的层叠膜。可选的，层叠膜为ITO/银层叠膜结构，或者为ITO/银/ITO层叠膜结构。
[0011]优选的技术方案为，所述有机磺酸为选自烷基磺酸、苯磺酸、萘磺酸中的至少一种。有机磺酸可选甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、羟乙基磺酸、羟丙基磺酸中的至少一种。
[0012]优选的技术方案为，所述多羟基化合物为选自山梨醇、赤藓糖醇、木糖醇和甘露醇中的至少一种。进一步的，多羟基化合物为山梨醇。水性体系中铝表面的羟基与以上糖醇类多羟基化合物的羟基吸附成键，在铝走线的截面生成有序且较为致密的保护膜，其中山梨醇的自组装膜对铝的保护性能最佳，达到使用寿命的蚀刻液中银离子含量也较其他糖醇高。
[0013]优选的技术方案为，所述有机磺酸为选自甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸中的至少一种与羟乙基磺酸组合而成；以有机磺酸总质量为100％计，有机磺酸中羟乙基磺酸的质量百分比为32％～40％。优选的有机磺酸有助于进一步减小条宽损失。
[0014]本专利技术的目的之二在于提供一种高寿命银膜蚀刻液组合物的蚀刻工艺，所述蚀刻工艺中银膜蚀刻液组合物温度为36～44℃。进一步优选的银膜蚀刻液组合物温度为38～42℃。湿法蚀刻的方式包括但不限于浸泡、喷淋和涂布，均具有延长银膜蚀刻液组合物的基本效果，进一步的，蚀刻工艺的湿法蚀刻方式为喷淋。优选的温度条件有助于提高多羟基化合物在铝膜表面自组装膜的稳定性。
[0015]本专利技术的优点和有益效果在于：
[0016]本专利技术高寿命银膜蚀刻液组合物基于现有的硝酸乙酸混酸体系，其中的银离子络合物和多羟基化合物同时作用于蚀刻基板，多羟基化合物在基板中裸露的铝表面自组装成膜，银离子络合物充分络合蚀刻产生的银离子，使蚀刻体系中的银离子保持在比较低的浓度水平内，降低银离子与铝发生置换吸附的几率，延长蚀刻液的使用寿命；
[0017]铝保护膜在后续工序中可被有效清洗，无残留，降低蚀刻产线上置换药液和清洗设备的频率，提高产线生产效率。
附图说明
[0018]图1是实施例2银膜蚀刻后基板的局部显微镜照片；
[0019]图2是对比例2银膜蚀刻后基板的局部显微镜照片。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0021]本专利技术的银膜蚀刻液组合物用于形成TFT阵列基板，也可以用于包含单层银膜或者ITO和银的层叠膜的电子部件。
[0022]银膜蚀刻液组合物的主要组分是指含量不小于3％的组分。
[0023]1、银膜蚀刻液组合物组成与其使用寿命
[0024]按照以下表格所列组分(单位：质量％)配置实施例和对比例：
[0025][0026][0027]在基板上形成ITO/银/ITO层叠膜(86A/1000A/86A)，在顶层ITO上涂布光刻胶，图案化处理光刻胶后备用。
[0028]向实施例和对比例试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高寿命银膜蚀刻液组合物，其特征在于，主要组成为硝酸、乙酸、A酸、银离子络合剂和水，所述A酸为选自有机磺酸和磷酸中的至少一种，所述银离子络合剂为氨基羧酸或者羟基羧酸；还包括除银离子络合剂外的C4～C10多羟基化合物。2.根据权利要求1所述的高寿命银膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述蚀刻液组合物中的银离子络合剂的质量百分比为15%～30%，所述C4～C10多羟基化合物的质量百分比为0.05～3%。3.根据权利要求1或2所述的高寿命银膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述多羟基化合物为C4～C8化合物，C4～C8化合物中含有三个以上的羟基。4.根据权利要求2所述的高寿命银膜蚀刻液组合物，其特征在于，所述银离子络合剂为选自柠檬酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸铵和乙二胺四乙酸铵中的至少一种。5.根据权利要求4所述的高寿命银膜蚀刻液组合物，其特征在于，按质量百分比计，主要组成为：5%～15%的硝酸、10%～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杨，张秋莲，赵文虎，李旸，邵勇，殷福华，
申请(专利权)人：江阴江化微电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：