[發(fā)明專利]一種長(zhǎng)蝕刻壽命的銅蝕刻液

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010462197.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111647888A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李少平;鐘昌東;郝曉斌;賀兆波;張演哲;張庭;蔡步林;萬(wàn)楊陽(yáng);王書(shū)萍;馮凱;尹印;李鑫;景繼磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北興福電子材料有限公司
• 主分類號(hào): C23F1/18
• 分類號(hào): C23F1/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明涉及一種高穩(wěn)定性、長(zhǎng)蝕刻壽命的銅蝕刻液。該蝕刻液由雙氧水、有機(jī)酸、次氧化劑、螯合劑和pH調(diào)節(jié)劑組成。在蝕刻液中，雙氧水和次氧化劑的協(xié)同作用克服了蝕刻速率較低、氧化劑消耗過(guò)快、蝕刻壽命較短等缺陷；檸檬酸等有機(jī)酸可以促進(jìn)氧化銅在蝕刻液中的溶解過(guò)程，同時(shí)有機(jī)酸也可作pH緩沖劑，保持蝕刻液pH在小范圍內(nèi)變化，提高穩(wěn)定性；多種螯合劑組合使用，不同配位原子充分、快速地和二價(jià)銅離子結(jié)合，生成更加穩(wěn)定的金屬螯合物，避免銅離子促進(jìn)雙氧水分解，延長(zhǎng)銅蝕刻液使用壽命。本發(fā)明中的銅蝕刻液能在較長(zhǎng)的蝕刻時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定和均勻性，延長(zhǎng)了蝕刻液的使用壽命，降低蝕刻成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液晶顯示器薄膜晶體管行業(yè)電子化學(xué)品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高穩(wěn)定性、長(zhǎng)蝕刻壽命的銅蝕刻液及其作為電子化學(xué)品在面板行業(yè)的金屬蝕刻。

背景技術(shù)

在面板行業(yè)中，蝕刻是一項(xiàng)不可或缺的工藝程序，而濕法蝕刻因其具備蝕刻速度快、選擇性高、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而得到長(zhǎng)期而廣泛的應(yīng)用。濕法刻蝕是通過(guò)對(duì)象材料與蝕刻液之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使對(duì)象材料腐蝕去除的過(guò)程。近些年，面板行業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，更新頻率不斷加快，為了適應(yīng)不斷更新的顯示屏制造技術(shù)，顯示屏中的金屬配線逐漸地由鋁導(dǎo)線轉(zhuǎn)化為具有更低電阻率和更好抗電遷移性的銅導(dǎo)線。相應(yīng)的，在新的蝕刻過(guò)程中也要運(yùn)用新的銅蝕刻液。銅蝕刻液主要通過(guò)氧化和溶解兩個(gè)步驟來(lái)去除掉未被光刻膠覆蓋的金屬銅，形成銅導(dǎo)線回路。目前最常用的銅蝕刻液一般由雙氧水、無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸、添加劑等組分構(gòu)成，此類銅蝕刻液的最大缺陷是雙氧水不穩(wěn)定，易分解，且銅離子的存在也會(huì)促進(jìn)雙氧水劇烈分解，極大的降低蝕刻液的穩(wěn)定性及使用壽命，影響蝕刻過(guò)程的質(zhì)量，增加蝕刻工藝成本。

因此，解決雙氧水體系銅蝕刻液不穩(wěn)定、蝕刻壽命補(bǔ)償?shù)燃毙杞鉀Q的問(wèn)題，提高銅蝕刻液的蝕刻穩(wěn)定性，延長(zhǎng)蝕刻壽命就非常有意義和必要。有鑒于此，本發(fā)明在雙氧水的基礎(chǔ)上添加有機(jī)酸、次氧化劑、螯合劑和pH調(diào)節(jié)劑等添加劑來(lái)減緩雙氧水的分解，提高蝕刻液的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)蝕刻液的壽命。本發(fā)明研發(fā)了一種高穩(wěn)定性、長(zhǎng)蝕刻壽命的銅蝕刻液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種高穩(wěn)定性、長(zhǎng)蝕刻壽命的銅蝕刻液。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案提供一種高穩(wěn)定性、長(zhǎng)蝕刻壽命的銅蝕刻液，所述的銅蝕刻液由雙氧水、有機(jī)酸、次氧化劑、螯合劑、pH調(diào)節(jié)劑和去離子水組成。

其中，銅蝕刻液中雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-20％；有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10％；次氧化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-5％；螯合劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-10％；pH調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-10％；余量為去離子水。

在銅蝕刻液中，所述有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、乙醇酸、蘋(píng)果酸、葡萄糖酸、草酸、醋酸、乳酸、山梨酸等中的一種或幾種。

在銅蝕刻液中，所述次氧化劑可以包括過(guò)氧化鈉、過(guò)氧化鉀、硝酸、硫酸、硝酸鈉、鉬酸鈉、高碘酸、過(guò)硫酸鈉等中的一種或幾種。

在銅蝕刻液中，所述銅離子螯合劑由40-95％含羰基的有機(jī)酸鹽和5-60％聯(lián)吡啶組成，含羰基的有機(jī)酸鹽包括丙酮酸鈉、丙二酸鈉、甲酸鈉、甲酸銨、乳酸鈉、琥珀酸鈉等。

在銅蝕刻液中，所述pH調(diào)節(jié)劑可以包括咪唑、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀等中的一種或幾種。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：本發(fā)明中，在雙氧水的基礎(chǔ)上引入次氧化劑，兩者的協(xié)同作用促進(jìn)了氧化反應(yīng)的進(jìn)行，減少了雙氧水分解對(duì)蝕刻的影響；引入檸檬酸等有機(jī)酸可以促進(jìn)氧化銅在蝕刻液中的溶解過(guò)程，同時(shí)有機(jī)酸也可作pH緩沖劑，保持蝕刻液的穩(wěn)定性；多種螯合劑組合使用，使二價(jià)銅離子充分、快速地和多種螯合劑中的配位原子結(jié)合，生成更加穩(wěn)定的金屬螯合物，避免銅離子加快雙氧水的分解，從而穩(wěn)定蝕刻液的蝕刻速率，延長(zhǎng)蝕刻液的使用壽命。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，下文將結(jié)合附表的方式來(lái)充分地描述實(shí)施例及對(duì)比例，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例顯示的范圍。