本发明涉及一种应用于mtd和monb的蚀刻液及其制备方法,涉及c23f,具体涉及蚀刻金属材料的组合物领域。
背景技术:
1、随着人们对于视觉显示要求的提高,超大液晶显示屏在人们的生活中应用率越来越高,随着液晶显示屏的增大,分辨率,驱动频率也提出了更高的要求,铜金属层与金属合金层的共同作用可以改善电阻率和抗电迁移能力,改善超大液晶显示屏的使用要求。液晶显示屏中的试片上通常不仅仅一种材料,但是生产厂家为了降本增效会采用一种蚀刻液进行蚀刻,mtd和monb金属合金层中金属钼的含量不同,同种蚀刻液对不同的mtd和monb金属合金试片的蚀刻效果是不同的,会导致蚀刻时出现mtd层有倒角或monb层有残留的问题,增加蚀刻的残品率,因此开发一种蚀刻液同时对mtd和monb层具有良好的蚀刻效果至关重要。
2、中国发明专利cn202310020587.1公开了一种液晶面板mtd-cu-mtd用刻蚀液及其制备方法,采用氨基酸类铜离子络合剂使蚀刻时产生的大量铜离子和钼离子能够快速与络合剂反应生成金属络合物,使其减少对双氧水的影响,使药液更稳定,但是对于monb金属膜的蚀刻有残留。中国发明专利cn201710597182.9公开了一种金属氧化物薄膜晶体管阵列基板及其制作方法,采用干,湿双重蚀刻,可在适合大量生产的时间节拍内完成超薄金属氧化物半导体材料层的蚀刻,但是对mtd金属膜蚀刻时会产生倒角问题。
技术实现思路
1、为了使一种蚀刻液同时对mtd和monb层均具有良好的蚀刻效果,本发明的第一个方面提供了一种应用于mtd和monb的蚀刻液,制备原料以重量百分比计包括氧化剂10-25%,螯合剂1-5%,抑制剂0.01-2%,蚀刻剂0.01-5%,双氧水稳定剂0.05-3%,含氮类添加剂0.001-2%,氟系化合物0.001-1%,去离子水补充至100%。
2、作为一种优选的实施方式,所述制备原料以重量百分比计包括氧化剂15-20%,螯合剂2-4%,抑制剂0.05-1.5%,蚀刻剂0.1-2%,双氧水稳定剂0.1-1%,含氮类添加剂0.014-0.5%,氟系化合物0.01-0.2%,去离子水补充至100%。
3、作为一种优选的实施方式,所述氧化剂为双氧水。
4、作为一种优选的实施方式,所述含氮类添加剂和氟系化合物的重量比为1:(0.5-0.7)。
5、申请人在实验过程中发现在蚀刻液中引入含氮类添加剂和氟系化合物,采用1:(0.5-0.7)的重量比,可以使蚀刻液对cu、mtd合金双层膜和cu、monb合金双层膜均可以达到优异的蚀刻效果,既避免mtd层产生倒角,又避免了monb层的残留。猜测可能的原因是:mtd合金膜和monb合金膜中钼的含量不同,采用传统的蚀刻液处理,mtd合金膜中钼含量较低,易被蚀刻,容易出现倒角问题,monb合金层中钼含量较高蚀刻难度较大,通过控制含氮类添加剂和氟系化合物1:(0.5-0.7)的重量比,可以减缓蚀刻液的蚀刻速度,含氮类添加剂不会对铜本身进行选择性吸附,通过降低cu和mtd边界腐蚀电位来抑制电偶腐蚀,并吸附到mtd和下部边界表面,抑制因缝隙腐蚀引起的倒角,有助于改善工艺不良的效果。并且在优选的重量比下,可以保证monb合金膜的蚀刻效果,避免钼金属残留。
6、作为一种优选的实施方式,所述螯合剂为有机酸ⅰ,所述有机酸ⅰ为有机1-4元酸。
7、作为一种优选的实施方式,所述有机酸ⅰ选自亚胺二乙酸、硝基三乙酸、乙二胺四乙酸、氨基甲酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸、甘氨酸中的一种或几种的组合。
8、作为一种优选的实施方式,所述抑制剂为杂环类化合物,所述杂环类化合物选自噻吩、羟基苯并三氮唑、苯骈三氮唑、苯并吡唑、5-氨基-四氮唑、氨基四唑、吲哚、嘌呤、嘧啶、1,3-噻唑、吡咯、5-甲基四氮唑、5-氨基-1h-1,2,4-三氮唑-3-羧酸甲酯中的一种或几种的组合。
9、作为一种优选的实施方式,所述蚀刻剂选自有机酸ⅱ、无机酸、有机酸盐、无机酸盐中的一种或几种的组合。
10、作为一种优选的实施方式,所述有机酸ⅱ选自苹果酸、柠檬酸、酒石酸、丙酸、丙二酸、草酸、琥珀酸、乳酸、苯甲酸、水杨酸、丁二酸中的一种或几种的组合。
11、作为一种优选的实施方式,所述无机酸选自硝酸、磷酸、硫酸中的一种或几种的组合。
12、作为一种优选的实施方式,所述无机酸盐选自硫酸铵、磷酸钾、硝酸钠中的一种或几种的组合。
13、作为一种优选的实施方式,所述双氧水稳定剂选自三乙醇胺,异丙醇胺,三乙胺,n-乙基乙醇胺、环己胺、正己胺中的一种或几种的组合。
14、作为一种优选的实施方式,所述含氮类添加剂选自鸟嘌呤、胸腺嘧啶、黄嘌呤、次黄嘌呤、胞嘧啶、腺嘌呤、2-氨基嘌呤中的一种或几种的组合。
15、作为一种优选的实施方式,所述氟系化合物选自氢氟酸、氟化铵、重氟化钠、氟化钾、氟化氢铵中的一种或几种的组合。
16、本发明的第二个方面提供了一种应用于mtd和monb的蚀刻液的制备方法,包括以下步骤:
17、(1)将氧化剂,螯合剂,抑制剂,蚀刻剂,双氧水稳定剂,含氮类添加剂,氟系化合物,去离子水混合得到蚀刻液;
18、(2)将cu-mtd膜层和/或cu-monb膜层置于上述蚀刻液中进行蚀刻,蚀刻温度为30-40℃,蚀刻时间为80-100s。
19、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
20、(1)本发明所述应用于mtd和monb的蚀刻液,在蚀刻液中引入含氮类添加剂和氟系化合物,采用1:(0.5-0.7)的重量比,可以使蚀刻液对cu、mtd合金双层膜和cu、monb合金双层膜均可以达到优异的蚀刻效果,既避免mtd层产生倒角,又避免了monb层的残留。
21、(2)本发明所述应用于mtd和monb的蚀刻液,采用嘧啶类结构的添加剂作为扩展结构,不会对铜本身进行选择性吸附,可以抑制电偶腐蚀,有助于改善加工良品率。
22、(3)本发明所述应用于mtd和monb的蚀刻液,采用一种蚀刻液同时对cu、mtd合金双层膜和cu、monb合金双层膜进行蚀刻,提高了蚀刻效率,降低了蚀刻成本,同时保证了优异的蚀刻效果。
1.一种应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,制备原料以重量百分比计包括氧化剂10-25%,螯合剂1-5%,抑制剂0.01-2%,蚀刻剂0.01-5%,双氧水稳定剂0.05-3%,含氮类添加剂0.001-2%,氟系化合物0.001-1%,去离子水补充至100%。
2.根据权利要求1所述应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,所述螯合剂为有机酸ⅰ,所述有机酸ⅰ为有机1-4元酸。
3.根据权利要求2所述应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,所述有机酸ⅰ选自亚胺二乙酸、硝基三乙酸、乙二胺四乙酸、氨基甲酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸、甘氨酸中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,所述抑制剂为杂环类化合物,所述杂环类化合物选自噻吩、羟基苯并三氮唑、苯骈三氮唑、苯并吡唑、5-氨基-四氮唑、氨基四唑、吲哚、嘌呤、嘧啶、1,3-噻唑、吡咯、5-甲基四氮唑中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,所述蚀刻剂选自有机酸ⅱ、无机酸、有机酸盐、无机酸盐中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求5所述应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,所述有机酸ⅱ选自苹果酸、柠檬酸、酒石酸、丙酸、丙二酸、草酸、琥珀酸、乳酸、苯甲酸、水杨酸、丁二酸中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,所述双氧水稳定剂选自三乙醇胺,异丙醇胺,三乙胺,n-乙基乙醇胺、环己胺、正己胺中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,所述含氮类添加剂选自鸟嘌呤、胸腺嘧啶、黄嘌呤、次黄嘌呤、胞嘧啶、腺嘌呤、2-氨基嘌呤中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述应用于mtd和monb的蚀刻液,其特征在于,所述氟系化合物选自氟化氢、氟化铵、重氟化钠、氟化钾、氟化氢铵中的一种或几种的组合。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述应用于mtd和monb的蚀刻液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
