[發明專利]蝕刻液及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410015519.7
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103755147A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 梁曉;唐洪;田博
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C03C15/00
• 分類號: C03C15/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種蝕刻液及其制備方法與應用。

背景技術

透明電極目前最常用的材料就是氧化銦錫（Indium?Tin?Oxides，ITO）導電膜。由于ITO導電膜具有低電阻率，高可見光透過率、高紅外反射、對襯底具有很好的附著性、抗擦傷等諸多優良的物理性能以及良好的化學穩定性等特點，因此被廣泛應用于各類觸摸屏上。ITO膜是利用例如濺射法等成膜方法制作在玻璃等基板上，形成氧化銦錫層，然后在氧化銦錫層上覆涂光刻膠，接著通過曝光和顯影，形成所需圖案，再將ITO膜同作為掩膜的光致抗蝕劑一起用蝕刻液進行蝕刻（濕法蝕刻），然后將剩余的光致抗蝕劑剝離除去，即可在基板上形成透明的電極圖案。

氧化銦錫層通常具有卓越的耐化學品性能，而隨著觸摸屏設備的便攜性，精細化，對其蝕刻的精細度越來越高，所以為得到更加精細的電極圖案對蝕刻過程的要求也是越來越高。

常見用于濕法蝕刻的蝕刻液有：

三氯化鐵-水體系，如美國專利US5456795，雖然蝕刻速度很快，但是對不必蝕刻的側面，蝕刻量大；

草酸-水體系，如日本特開2006-21033號公報，其常溫蝕刻時，速率相對緩慢，升溫條件下，對光刻膠有影響求，需要較高的能耗，另外草酸蝕刻生成的草酸鹽其水溶性較低，容易在管道，閥門等設備管路系統中沉積，引起堵塞。

鹽酸-硝酸體系，如韓國專利公開第97-54585號,該體系即是王水體系，其刻蝕過程過于劇烈，控制性太差；

碘酸-水體系，如美國專利US5340491，該體系對溫度較為敏感，穩定性太差，不易貯運，生產工藝中操作繁復；

磷酸-水體系，如日本特開2000-31111號公報，但該體系蝕刻時有大量殘渣，附著與ITO表面，容易引起蝕刻面的不平整光滑

由于上述原因，隨著觸摸屏高精度的需求，目前對一種能夠已高加工精度蝕刻觸摸屏像素電極的蝕刻液的需求大大增加，為了解決上述問題，上述幾種常見體系中，有加入表面活性劑或其他混酸混配得到的蝕刻液，但是在解決產生殘渣、泡沫引起的蝕刻精度差，蝕刻面粗糙等缺陷問題與高效的蝕刻效率兩方面兼顧上，還沒有特別有效的方法。在這種情況下，迫切希望開發出一種不產生蝕刻殘渣和抑制起泡的ITO膜高效蝕刻液。

發明內容

本發明的目的是提供一種蝕刻液及其制備方法與應用。

本發明提供的蝕刻液組合物，包括如下各組分：式I所示磺酸類化合物、草酸、甲叉膦酸鹽類絡合物和水；

式I

所述式I中，R₁為-CH₂-、-C₂H₄-、-C₃H₆-或-C₄H₈-。

上述蝕刻液組合物也可只由上述組分組成。

其中，作為組分之一的甲叉膦酸鹽，具有極好的絡合作用，其有效絡合容量高,絡合穩定常數大,金屬離子等被絡合后不容易解離,而且耐化學穩定性好,易生物降解。它們有非常好的絡合增溶、溶限效應,具有優異的阻垢、緩蝕、化垢功能且無毒,環保。上述甲叉膦酸鹽在草酸體系的ITO蝕刻液中近乎完美的解決了草酸鹽水溶性低，容易析出附著于管路而引起管路堵塞的問題。

所述甲叉膦酸鹽類絡合物具體選自式II所示氨基三甲叉膦酸四鈉（ATMP-NA4）、式III所示乙二胺四甲叉膦酸五鈉（EDTMP-NA5）和式IV所示二乙烯三胺五甲叉膦酸七鈉（DTPMP-NA7）中的至少一種。

式II

式III

式IV

作為組分之一的式I所示磺酸類化合物能與草酸形成混酸，大大提升了常溫下的蝕刻效率。另外烷基二磺酸能夠和金屬離子形成水溶性的鹽，能夠適當防止草酸和金屬離子形成的鹽在蝕刻液組合物中析出，不產生殘渣，提高蝕刻精度。所述式I所示磺酸類化合物優選乙二磺酸。

作為組分之一的草酸本身蝕刻速率慢，如果通過提高溫度來提升反應速度，對光刻膠又有影響。通過草酸與式I所示磺酸類化合物混配，不升溫也能大大提高蝕刻效率。

作為組分之一的所述水為去離子水，所述水中的總金屬離子濃度不大于500納克/升，具體為不大于50納克/升。

所述蝕刻液組合物具體可為由如下各質量百分含量的組分組成：

式I所示磺酸類化合物：0.5-10%；

草酸：1-15%；

甲叉膦酸鹽類絡合物：0.1-5%；