[發(fā)明專利]一種銅蝕刻液組合物及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210526738.6
• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN114855169A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵振;石玉國
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇和達(dá)電子科技有限公司
• 主分類號(hào): C23F1/18
• 分類號(hào): C23F1/18;C23F1/44
• 代理公司: 上海新泊利知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31435
• 代理人: 王晶

本發(fā)明提供一種銅蝕刻液組合物及其使用方法。本發(fā)明的銅蝕刻液按重量百分比包括10~20%的雙氧水尿素，2~10%的無機(jī)酸，1~12%的有機(jī)酸，1~8%的無機(jī)鹽，10~30%的調(diào)節(jié)劑以及余量水。本發(fā)明的銅蝕刻液具有較高的銅離子負(fù)載能力、較好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及較長的使用壽命的，其蝕刻銅/鉬膜層面板后，表面無金屬殘留、具有較佳的CD?loss值、較佳的錐角、以及較小的EDP值，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的蝕刻效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蝕刻液領(lǐng)域，具體涉及一種銅蝕刻液組合物及使用該組合物的蝕刻方法。

背景技術(shù)

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(shè)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(chǎn)生畫面。

TFT-LCD等微電路在制造時(shí)，通過在TFT陣列基板上形成鋁、鋁合金、銅和銅合金等導(dǎo)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(jìn)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(jìn)行蝕刻，待其形成預(yù)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(shù)據(jù)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(jī)械強(qiáng)度高、抗電遷移更佳且沒有環(huán)境問題等優(yōu)點(diǎn)，然而銅與玻璃基板及絕緣膜的粘附性較差且易擴(kuò)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(huì)出現(xiàn)蝕刻完成時(shí)仍有鉬的殘留，為了避免鉬殘留而延長蝕刻時(shí)間，又會(huì)導(dǎo)致較大的關(guān)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(xiàn)有技術(shù)中，常使用含氟的蝕刻液來提高對金屬鉬的蝕刻效果，但含氟的蝕刻劑會(huì)增加廢液處理成本，還對環(huán)境造成污染。另外，現(xiàn)有的蝕刻液還容易產(chǎn)生不適宜的錐角，造成不良蝕刻，錐角過大會(huì)造成下一層膜沉積時(shí)斷裂，錐角過小會(huì)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(jī)酸或有機(jī)酸、添加劑等組分構(gòu)成，在蝕刻過程中會(huì)產(chǎn)生大量的銅離子，銅離子會(huì)加速雙氧水的分解，雙氧水分解過快則會(huì)導(dǎo)致蝕刻不均勻，影響蝕刻過程的質(zhì)量，因而具有較高的銅離子負(fù)載濃度可以延長蝕刻液的使用壽命。

使用雙氧水蝕刻液可以實(shí)現(xiàn)銅或銅合金與鉬或鉬合金構(gòu)成的多層金屬層的批量濕式蝕刻及圖案形成的優(yōu)點(diǎn)，但是，由于雙氧水的分解速度會(huì)由于金屬層蝕刻時(shí)溶解的金屬離子(特別是銅離子)的增加而加快，同時(shí)伴隨著放熱現(xiàn)象，因此蝕刻液的穩(wěn)定性會(huì)大幅下降。此外，在多層金屬層的情況下，隨著溶解的金屬離子濃度的增加，由于使用雙氧水蝕刻銅層與蝕刻鉬層的速度之差以及電效應(yīng)的影響，使得兩金屬層接合界面發(fā)生不均勻的蝕刻，存在蝕刻特性不良的問題。

因此，制備克服以上問題的蝕刻液往往需要?jiǎng)?chuàng)造性勞動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高的銅離子負(fù)載能力、較好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及較長的使用壽命的銅蝕刻液，使得本發(fā)明的銅蝕刻液蝕刻銅/鉬膜層面板后，表面無金屬殘留、具有較佳的CD-loss值、較佳的錐角、以及較小的EDP值。