一种调控钼铝钼蚀刻形貌的蚀刻液的制作方法

本发明涉及刻蚀技术领域，具体是一种调控钼铝钼蚀刻形貌的蚀刻液。

背景技术：

钼层和铝层膜，主要作用于半导体、TFT和TP触控面板中，由于铝或铝合金与作为基底膜的玻璃基板之间的密合性(粘附性)不好，且容易被外界环境中的酸，碱和热所腐蚀，因此需要在铝或铝合金的上部和下部使用钼或钼合金的膜层作为叠层膜，并使用蚀刻液将其叠层膜一起蚀刻出所需要的图形。

混合酸作为金属薄膜和金属氧化物薄膜的蚀刻液已被广泛使用，混合酸中的硝酸主要有氧化被蚀刻材料的作用，醋酸使得被蚀刻材料的润湿性提高，同时承担控制蚀刻速率的作用，通过改变混合酸的组成成份的比例可以控制蚀刻后金属线条的形貌，也可以起到蚀刻促进剂或者减速剂的作用。

钼层和铝层膜在蚀刻液中的蚀刻速度不匹配，普通的蚀刻液常会产生锥角偏大甚至大于90°的情况，而且表面粗糙，线条不平滑，具有蚀刻溶液渗入痕等常见的蚀刻缺陷，从而影响表面对铝的保护及后续的绑定效果等，因此需要通过设备工艺和蚀刻液的调整来达到所需要的梯形效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种调控钼铝钼蚀刻形貌的蚀刻液，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种调控钼铝钼蚀刻形貌的蚀刻液，包括第一次使用的原始液以及蚀刻过程中的添加液，

所述原始液由以下体积百分比的组分组成：磷酸50～80、硝酸5～12、醋酸1～10、水10～20；原始液中还含有40～80g/L的硝酸铝；

随着蚀刻量的增加，蚀刻液各组分都在不断地消耗中，根据化学反应的消耗及生产 过程中其它外界影响因素的分析，蚀刻过程中应添加另一种配比的蚀刻液，称之为添加液；

所述添加液由以下体积百分比的组分组成：磷酸15～35、硝酸35～65、醋酸10～25、水5～10；添加液中还含有40～80g/L的硝酸铝。

作为本发明进一步方案：所述磷酸的质量分数浓度为85％，所述硝酸的质量分数浓度为69％，所述醋酸的质量分数浓度为37％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明蚀刻药液可以在不同的工艺设备条件下，通过药液配比的优化，达到调整锥角为20～70°，使表面平滑，且消除溶液渗入痕迹的效果。

附图说明

图1为理想的钼铝钼层的截面示意图。

图2为不理想的钼铝钼层的截面示意图。

图3为本发明蚀刻液蚀刻出的钼铝钼层线条截面的SEM图。

图中：1为Al层，2为Mo层，3为锥角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种调控钼铝钼蚀刻形貌的蚀刻液，包括第一次使用时的主体药液，称之为原始液；添加液，随着蚀刻过程中药液的消耗，应添加另一种配比的蚀刻液，称之为添加液，药液的最佳反应温度在42～43℃，最佳反应时间为60～120s。

原始液由以下体积百分比的组分组成：磷酸50～80、硝酸5～12、醋酸1～10、水10～20；原始液中还含有40～80g/L的硝酸铝；

添加液由以下体积百分比的组分组成：磷酸15～35、硝酸35～65、醋酸10～25、水5～10；添加液中还含有40～80g/L的硝酸铝。

其中，磷酸的质量分数浓度为85％，硝酸的质量分数浓度为69％，醋酸的质量分数浓度为37％。

如图1～3，图1是理想的钼铝钼层的截面示意图，图2为不理想的钼铝钼层的截面示意图，图3是本发明蚀刻液对钼铝钼层刻蚀的截面示意图。

磷酸主要作用是蚀刻Al系金属膜，Al系金属膜的蚀刻速度较Mo系快，其主要反应如下：

2Al+6H₃PO₄→2Al(H₂PO₄)₃+3H₂↑

3H₂+2HNO₃→4H₂O+2NO↑

另外，Al系金属膜是指Al膜和Al重量含量为80％以上的铝合金膜，合金元素例如有Nd等。

硝酸主要是对Mo系高熔点金属膜蚀刻，其主要反应如下：

6HNO₃(浓)+Mo→H₂MoO₄+2H₂O+6NO₂↑

只要硝酸浓度在一定范围内就可以持续上述反应，若浓度降低则反应速度减慢。

另外本发明中所述Mo系高熔点金属膜指钼膜和钼重量含量为80％以上的钼合金膜，合金元素有Nd，Nb等。

醋酸的主要作用是使得被蚀刻材料的润湿性提高，控制蚀刻速率等。

药液中的水分可以使蚀刻后的图形呈现更好的形貌效果。

硝酸铝为固体盐，硝酸铝分离出Al³⁺和NO₃⁺，Al(NO₃)₃的添加，减缓了Al的蚀刻的速率，加快了Mo的蚀刻速率，合理的调节三层金属膜的蚀刻速度。

根据蚀刻的化学反应原理和实践经验，硝酸铝的最佳配方含量为40～80g/L蚀刻液。

在生产过程中，由于蚀刻受镀膜工序，光刻胶工序和设备状态等很多因素影响，添加液要在正常范围内根据实际状态进行调整，以锥角和线条形貌的最优状态，以下为几种调整案例：(其中，复杂混合蚀刻液为现有的蚀刻液，标准添加液由以下体积百分比的组分组成：磷酸20、硝酸50、醋酸20、水10，标准添加液中还含有60g/L的硝酸铝。)

以上所述的两种混合酸是本发明的优选实施方式，在一些条件改变的情况下，在不脱离本发明技术原理的前提条件下，还可以做出相应的改变，以达到最好的蚀刻效果。