一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液及其制备方法与流程

本发明涉及钼蚀刻，具体的说，是一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液。

背景技术：

1、薄膜晶体管液晶显示器(tft-lcd)array制程中，栅极、源极电路制作所用金属材料限制因素较多,铝及其合金具有导电性高、材料成本低、对图形响应好等优点，在tft-lcd的数据线路、栅极材料和源极漏极中应用广泛。又因铝对玻璃的附着能力有限，为解决这一问题，常采用钼作为铝薄膜的底层。其中比较多采用mo/al/mo复合金属层。因此刻蚀mo/al/mo薄膜是该生产过程的一个重要工艺段。金属mo/al/mo刻蚀液一般由磷酸、硝酸、乙酸组成，磷酸含量60～75％，硝酸含量1～10％，醋酸5～15％。

2、而对于现有技术中这种高磷酸低醋酸的体系，一方面废液处理困难，成本高；另一方面，高磷酸体系的蚀刻速率快，蚀刻出的cd-l oss大；而且对于高磷酸体系来说，其蚀刻液粘度大，分子离子扩散慢，而且由于其较快的蚀刻速率，蚀刻出的截面形貌均一性差，易出现mura问题。

3、而针对上述对于高磷酸体系的问题，终究其原因可以通过降低磷酸浓度的方式来克服。但是对于整个蚀刻液来说，磷酸浓度过低，蚀刻剂的蚀刻时间会大幅增加，而且如果只是为了降低废液成本以及粘度，而降低磷酸的浓度，这样对于蚀刻完成后蚀刻截面的平整度并没有改善，依旧会出现蚀刻截面产生铝刺的情况。对于蚀刻截面的均一性并不会因为降低磷酸浓度而得到良好的改善。

4、近年来，人们对液晶显示器的需求量不断增加的同时，对产品的质量和画面精度也提出了更高的要求，而蚀刻的效果能直接导致电路板制造工艺的好坏，影响高密度细导线图像的精度和质量。若要满足人们对图像精度和质量提出的更高要求，本领域技术人员就有必要对现有的钼铝钼蚀刻液的相关技术做出进一步改进。在相同过刻量的条件下，追求的cd-loss越来越小,控制在单边0.3μm以内。taper控制在40～50°更优。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液，以解决现有的磷酸体系钼铝钼蚀刻液废液处理成本高、蚀刻cd-l oss大，蚀刻截面均一性差以及蚀刻表面铝刺较多，导致mura的问题。

2、为了解决上述问题，本发明采用以下技术手段：

3、一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液，以按重量份计，包括磷酸40％～50％，醋酸40％～50％，硝酸1％～5％，添加剂0.01％～2％，其余为去离子水；

4、所述添加剂主要由碱土金属盐、亚氨基二乙酸、甘氨酸、柠檬酸、乳酸、丙二酸、甲硫氨酸组成。

5、作为优选的，所述亚氨基二乙酸、甘氨酸、甲硫氨酸作为蚀刻平整剂，用于平整铝刺。

6、进一步的，所述碱土金属盐为硝酸钾，用于调节蚀刻角度。

7、更进一步的，所述柠檬酸、乳酸以及丙二酸用于提供所述蚀刻平整剂的作用环境。

8、更进一步的，按照所述添加剂100％计，所述添加剂主要由所述碱土金属盐3％、亚氨基二乙酸50％、甘氨酸15％、柠檬酸3％、乳酸3％、丙二酸5％、甲硫氨酸20％组成。

9、一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液的制备工艺，包括以下步骤：

10、步骤一、原料选取高纯一级硝酸、磷酸、醋酸和添加剂，所述添加剂主要由碱土金属盐、亚氨基二乙酸、甘氨酸、柠檬酸、乳酸、丙二酸、甲硫氨酸组成。

11、步骤二、生产设备中先加入去离子水，接着加入添加剂，易结块的固体添加剂，敲碎成小块状再加入水中，搅拌均匀；缓慢加入硝酸，继续搅拌至完全溶解；

12、步骤三、加入磷酸，充分搅拌，最后加入醋酸，循环搅拌2小时，至混合物均匀；

13、步骤四、最后将混合物用0.5μm过滤器循环过滤，再经过0.2μm的过滤器过滤，去除生产过程中≥0.2μm大颗粒。

14、本发明在使用的过程中，具有以下有益效果：

15、磷酸含量比现有蚀刻液含量低，降低了蚀刻液的整体成本，同时降低了废液处理成本；同时，磷酸含量降低后，醋酸含量增加，增强药液流动性，蚀刻液粘度下降，蚀刻液中分子离子扩散速度快，同时结合加入的添加剂，提高了整体蚀刻后的均一性，改善了mura问题。

16、同时，蚀刻液中硝酸起到酸性和氧化性，将金属铝和钼氧化生成金属氧化物；磷酸将金属氧化物溶解成可溶性磷酸盐，醋酸提供氢离子，起到缓冲作用。磷酸含量降低，整体蚀刻速率降低，而且，过量的醋酸能在金属表面吸附，阻止进一步的蚀刻，降低了蚀刻速率，蚀刻出的cd-loss较小。

17、而对于蚀刻产品来说，蚀刻产品的截面平整性对产品良率有极大的影响，在添加了亚氨基二乙酸作为添加剂后，利用亚氨基二乙酸和过量醋酸的相互结合，对蚀刻缝隙中的平面进行针对性的缓腐。由于硝酸将金属氧化成氧化物，磷酸将氧化物溶解成磷酸盐，反应不均匀导致有些地方腐蚀深，有些地方腐蚀浅，刻蚀出的截面出现毛刺现象。在蚀刻平整剂的作用下，其中的n、s上有孤对电子与金属mo/a l空轨道形成表面配合物或吸附到金属表面形成了一层致密的吸附膜，这样就能有效地阻止金属的腐蚀。避免过度不均匀的蚀刻产生大量铝刺。再利用亚氨基二乙酸和硝酸钾的结合，对蚀刻角度进行调节，让蚀刻拐角更加明显，截面形貌好看，提高蚀刻产品的良率。

技术特征：

1.一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液，其特征在于：按重量份计，包括磷酸40％～50％，醋酸40％～50％，硝酸1％～5％，添加剂0.01％～2％，其余为去离子水；所述添加剂主要由碱土金属盐、亚氨基二乙酸、甘氨酸、柠檬酸、乳酸、丙二酸、甲硫氨酸组成。

2.根据权利要求1所述的一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液，其特征在于：所述亚氨基二乙酸、甘氨酸、甲硫氨酸作为蚀刻平整剂，用于平整铝刺。

3.根据权利要求1所述的一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液，其特征在于：所述碱土金属盐为硝酸钾，用于调节蚀刻角度。

4.根据权利要求2所述的一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液，其特征在于：所述柠檬酸、乳酸以及丙二酸用于提供所述蚀刻平整剂的作用环境。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液，其特征在于：按照所述添加剂100％计，所述添加剂主要由所述碱土金属盐3％、亚氨基二乙酸50％、甘氨酸15％、柠檬酸3％、乳酸3％、丙二酸5％、甲硫氨酸20％组成。

6.一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种低磷酸型钼铝钼蚀刻液及其制备方法，涉及钼蚀刻技术领域。本发明以按重量份计，包括磷酸40％～50％，醋酸40％～50％，硝酸1％～5％，添加剂0.01％～2％，其余为去离子水；所述添加剂主要由碱土金属盐、亚氨基二乙酸、甘氨酸、柠檬酸、乳酸、丙二酸、甲硫氨酸组成；以解决现有的磷酸体系钼铝钼蚀刻液废液处理成本高、蚀刻CD‑l oss大，蚀刻截面均一性差以及蚀刻表面铝刺较多，导致mura的问题。

技术研发人员：张秋莲,李瑞,郏科龙,邵勇
受保护的技术使用者：四川江化微电子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31