[發明專利]一種銅蝕刻液組合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011552376.5
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112795923B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 徐帥;張紅偉;李闖;胡天齊;錢鐵民
• 申請（專利權）人: 江蘇和達電子科技有限公司;四川和晟達電子科技有限公司
• 主分類號: C23F1/14
• 分類號: C23F1/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種銅蝕刻液組合物及其制備方法和應用，所述銅蝕刻液包括主劑和輔劑，所述主劑和輔劑中至少一者中含有三聚氰胺和/或其衍生物。本發明的銅蝕刻液組合物價格低廉，且經所述銅蝕刻液處理過的銅/鉬膜層表面無金屬殘留、無倒角、無裂縫、且具有較小的關鍵尺寸損失(CD?loss)、較適當的錐角(taper angle)、較高的銅負載量、較小的CD?loss變化量和較小錐角變化量。

技術領域

本發明屬于蝕刻液領域，涉及一種銅蝕刻液組合物及其制備方法和應用。

背景技術

液晶顯示裝置(LCD，Liquid Crystal Display)包括液晶顯示面板及背光模組。通常液晶顯示面板包括CF(Color Filter)基板、TFT(Thin Film Transistor)陣列基板、及設于CF基板與TFT陣列基板之間的液晶(LC，Liquid Crystal)。通過給TFT陣列基板供電與否來控制液晶分子改變方向，將背光模組的光線投射到CF基板產生畫面。

TFT-LCD等微電路在制造時，通過在TFT陣列基板上形成鋁、鋁合金、銅和銅合金等導電性金屬膜或二氧化硅、氮化硅等絕緣膜，并在其上均勻的涂抹光刻膠，然后通過刻有圖案的薄膜，進行光照射成像，再用蝕刻液(濕式蝕刻法)或腐蝕性的氣體(干式蝕刻法)對未被光刻膠掩蓋的金屬層或絕緣膜上進行蝕刻，待其形成預期形狀后，剝離去除不需要的光刻膠等一系列的光刻工程而完成。

大型顯示器的柵極及數據金屬配線所使用的銅合金，與使用鋁鉻配線相比，具有阻抗低、機械強度高、抗電遷移更佳且沒有環境問題等優點，然而銅與玻璃基板及絕緣膜的粘附性較差且易擴散為氧化硅膜，所以通常使用鈦、鉬等作為下層薄膜金屬。

由于鉬不容易被一般的蝕刻液蝕刻，或者蝕刻速度較慢，因此常會出現蝕刻完成時仍有鉬的殘留，為了避免鉬殘留而延長蝕刻時間，又會導致較大的關鍵尺寸損失(CD-loss，critical dimension-loss，即PR光阻膠邊界與金屬膜邊界的差值)的問題。現有技術中，常使用含氟的蝕刻液來提高對金屬鉬的蝕刻效果，但含氟的蝕刻液會增加廢液處理成本，還對環境造成污染。另外，現有的蝕刻液還容易產生不適宜的錐角，造成不良蝕刻，錐角過大會造成下一層膜沉積時斷裂，錐角過小會使錐角熱脹冷縮容易變形。

目前最常用的銅蝕刻液一般由雙氧水、無機酸或有機酸、添加劑等組分構成，在蝕刻過程中會產生大量的銅離子，銅離子會加速雙氧水的分解，雙氧水分解過快則會導致蝕刻不均勻，影響蝕刻過程的質量，因而具有較高的銅離子負載濃度可以延長蝕刻液的使用壽命。其次，該類蝕刻液往往成本較高，尤其是添加劑中使用的氮唑類化合物，其成本可占蝕刻液總成本的30％-50％，因而可以從改進添加劑的角度考慮降低蝕刻液的生產成本。

因此，在本領域中制備克服以上問題的蝕刻液是亟需解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種銅蝕刻液組合物及其制備方法和應用。本發明的銅蝕刻液組合物價格低廉，且經所述銅蝕刻液處理過的銅/鉬膜層表面無金屬殘留、無倒角、無裂縫、且具有較小的關鍵尺寸損失(CD-loss)、較適當的錐角(taperangle)、較高的銅負載量、較小的CD-loss變化量和較小的錐角變化量。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種銅蝕刻液組合物，所述銅蝕刻液包括主劑和輔劑，所述主劑和輔劑中至少一者中含有三聚氰胺和/或其衍生物。

在本發明中，通過在銅蝕刻液的主劑和輔劑至少一者中加入三聚氰胺和/或其衍生物，三聚氰胺和/或其衍生物可以在金屬表面形成一層保護膜，防止金屬過度蝕刻，使得蝕刻液在較高銅離子濃度時依然保持良好的蝕刻特性。使得經所述銅蝕刻液處理過的銅/鉬膜層表面無金屬殘留、無倒角、無裂縫、且具有較小的關鍵尺寸損失(CD-loss)、較適當的錐角(taper angle)、較高的銅負載量、較小的CD-loss變化量和較小的錐角變化量。