一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液及其制备方法，属于刻蚀技术领域，该铜酸刻蚀液，包括如下重量百分比原料：过氧化氢5‑

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液及其制备方法


[0001]本专利技术属于刻蚀
，具体涉及一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液及其制备方法
。

技术介绍

[0002]薄膜晶体管液晶显示器
(LCD)
工艺制程主要分为
Panel
段与背光模组段，
Panel
段主要包括上层的彩膜基板，下层的
TFT
基板及两基板内充盈的液晶介质所构成，其中
TTFT
基板制程是尤为重要，通过
TFT
基板形成电场从而控制液晶分子偏转，以形成色彩绚丽的画面
。TFT
基板由众多金属膜层与非金属膜层组成，需通过
Dep
→
Mask
→
Etch
等工序完成目标图案，非金属层一般采用干法刻蚀，金属则通常采用湿法刻蚀完成；时代的进步推动着技术的发展，现阶段高刷新率，低延迟是
LCD
发展的方向，因此采用低电阻
、
高耐腐蚀的金属制作电路是必然需求，因此目前铜及钼的多层金属作为
Gate、SD
曾被广泛使用，湿法所用的刻蚀液也需随之做出相应的调整，因此新铜药液的开发成为行业的热点方向
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液及其制备方法，以解决铜酸刻蚀液安全性较低的问题
。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液，包括如下重量百分比原料：
[0006]过氧化氢5‑
24
％；
[0007]过硫酸铵
0.5
‑6％；
[0008]螯合剂
0.5
‑8％；
[0009]主稳定剂
0.05
‑2％；
[0010]辅助稳定剂1‑3％；
[0011]主缓蚀剂
0.05
‑
0.5
％；
[0012]辅助缓蚀剂0‑
0.4
％；
[0013]pH
调节剂0‑2％；
[0014]氟化物
0.1
％；
[0015]余量为水
。
[0016]优选的，所述的螯合剂具有氨基
、
羧酸等基团，所述螯合剂选自氨基二乙酸
、
次氨基三乙酸
、
甘氨酸
、
丙二酸
、
丁二酸
、
亚氨基四琥珀酸
、
聚环氧琥珀酸
、2
‑
羟基吡啶
、
马来酸
、
谷氨酸中的一种或多种按照任意比例混合
。
[0017]优选的，主稳定剂为聚丙烯酰胺
、
二甘醇胺
、
三乙醇胺
、
正己胺
、N,N
‑
二甲基甲酰胺
、
二乙氨基乙醇中的一种
。
[0018]优选的，辅助稳定剂质量分数为聚乙二醇
400、
叔丁氨基乙氧基乙醇
、
正丁醇
、
丙二醇甲醚
、1
，4丁二醇中的一种
。
[0019]优选的，主缓蚀剂为2‑
巯基苯骈咪唑
、
巯基苯骈噻唑
、
十六烷胺
、
甲基苯骈三氮唑
、
聚天冬氨酸中的一种或多种按照任意比例混合
。
[0020]优选的，辅助缓蚀剂为硅酸钠
、
硝酸钠
、
三乙醇胺
、
钼酸钠中的一种或两种按照任意比例混合
。
[0021]优选的，
pH
调节剂为磷酸三钾
、
磷酸二氢钾
、
磷酸氢二铵等磷酸盐，以及类似氨基三甲叉膦酸，多氨基多醚基亚甲基膦酸
、
氨基三亚甲基膦酸
、
乙二胺四甲叉膦酸
、
羟基亚乙基二膦酸中的一种或多种按照任意比例混合
。
[0022]优选的，氟化物为氢氟酸
、
氟化铵
、
氟化氢钾
、
氟化氢铵
、
氟化钾中的一种
。
[0023]一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液的制备方法，包括如下步骤，按照配方称取原料混合，得到一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液
。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术所使用的过氧化氢是作为主氧化剂，将裸露的金属氧化成金属氧化物，主要影响刻蚀速率及刻蚀形貌
。
该组分含量主要控制在5％至
24
％范围内，当过氧化氢含量小于5％的情况时，将导致刻蚀液氧化能力不足，无法满足刻蚀要求，当过氧化氢含量大于
24
％的情况时，存在刻蚀速率过快，导致铜金属层与其他金属层刻蚀不协调，难以精准控制刻蚀工序，导致无法达到刻蚀要求，同时还面临过氧化氢不稳定易分解的高风险
。
[0026]本专利技术中使用过硫酸铵降低过氧化氢使用量，依旧保持强势的氧化能力
。
进而提高刻蚀液的安全性
。
过硫酸铵溶于水，在水中将发生可逆反应，生成双氧水，但在酸性将抑制正向反应的进行
。
而在铜酸刻蚀液体系中，过硫酸铵主要可以随着铜离子含量升高，溶液
pH
升高时，过氧化氢被消耗的条件下，补充刻蚀液的氧化能力
。
[0027]过硫酸铵含量主要控制在
0.5
％至6％范围内，当过硫酸铵含量小于
0.5
％的情况时，将导致辅助的氧化能力不明显，无法满足刻蚀要求，当过硫酸铵含量大于6％的情况时，存在刻蚀速率过快，无法形成较好的刻蚀形貌
。
根据不同客户要求，高浓度
、
低浓度双氧水相对应调节过硫酸铵添加量，同时需要与过氧化氢含量相协调，过氧化氢含量低，过硫酸铵可适量提高，弥补刻蚀过程造成的氧化能力不足
。
[0028]在本专利技术中，在酸性条件下，被氧化的金属生成金属离子与螯合剂结合，形成稳定的螯合物，避免过氧化氢自身分解，加强铜酸刻蚀液稳定性
。
若刻蚀液中缺少螯合剂的存在，刻蚀过程中产生的大量游离的金属离子将催化双氧水激活活性，加速双氧水的分解放热引起突沸等安全问题
。
[0029]螯合剂含量主要控制在
0.5
％至8％范围内，当螯合剂含量小于
0.5
％的情况时，与金属离子结合的络合能力弱，无法起到抑制过氧化氢活性及稳定性
。
若组分含量高于8％含量，螯合能力已经饱和，在高铜含量下，无法继续保持强的螯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液，其特征在于，包括如下重量百分比原料：过氧化氢5‑
24
％；过硫酸铵
0.5
‑6％；螯合剂
0.5
‑8％；主稳定剂
0.05
‑2％；辅助稳定剂1‑3％；主缓蚀剂
0.05
‑
0.5
％；辅助缓蚀剂0‑
0.4
％；
pH
调节剂0‑2％；氟化物
0.1
％；余量为水
。2.
根据权利要求1所述的一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液，其特征在于，所述螯合剂选自氨基二乙酸
、
次氨基三乙酸
、
甘氨酸
、
丙二酸
、
丁二酸
、
亚氨基四琥珀酸
、
聚环氧琥珀酸
、2
‑
羟基吡啶
、
马来酸
、
谷氨酸中的一种或多种按照任意比例混合
。3.
根据权利要求1所述的一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液，其特征在于，主稳定剂为聚丙烯酰胺
、
二甘醇胺
、
三乙醇胺
、
正己胺
、N,N
‑
二甲基甲酰胺
、
二乙氨基乙醇中的一种
。4.
根据权利要求1所述的一种高稳定性高安全性铜酸刻蚀液，其特征在于，辅助稳定剂质量分数为聚乙二醇
400、
叔丁氨基乙氧基乙醇
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴际峰，王维康，黄德新，张家明，
申请(专利权)人：合肥中聚和成电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：