[发明专利]蚀刻液及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种蚀刻液及其制备方法与应用。

背景技术

透明电极目前最常用的材料就是氧化铟锡（Indium Tin Oxides，ITO）导电膜。由于ITO导电膜具有低电阻率，高可见光透过率、高红外反射、对衬底具有很好的附着性、抗擦伤等诸多优良的物理性能以及良好的化学稳定性等特点，因此被广泛应用于各类触摸屏上。ITO膜是利用例如溅射法等成膜方法制作在玻璃等基板上，形成氧化铟锡层，然后在氧化铟锡层上覆涂光刻胶，接着通过曝光和显影，形成所需图案，再将ITO膜同作为掩膜的光致抗蚀剂一起用蚀刻液进行蚀刻（湿法蚀刻），然后将剩余的光致抗蚀剂剥离除去，即可在基板上形成透明的电极图案。

氧化铟锡层通常具有卓越的耐化学品性能，而随着触摸屏设备的便携性，精细化，对其蚀刻的精细度越来越高，所以为得到更加精细的电极图案对蚀刻过程的要求也是越来越高。

常见用于湿法蚀刻的蚀刻液有：

三氯化铁-水体系，如美国专利US5456795，虽然蚀刻速度很快，但是对不必蚀刻的侧面，蚀刻量大；

草酸-水体系，如日本特开2006-21033号公报，其常温蚀刻时，速率相对缓慢，升温条件下，对光刻胶有影响求，需要较高的能耗，另外草酸蚀刻生成的草酸盐其水溶性较低，容易在管道，阀门等设备管路系统中沉积，引起堵塞。

盐酸-硝酸体系，如韩国专利公开第97-54585号,该体系即是王水体系，其刻蚀过程过于剧烈，控制性太差；

碘酸-水体系，如美国专利US5340491，该体系对温度较为敏感，稳定性太差，不易贮运，生产工艺中操作繁复；

磷酸-水体系，如日本特开2000-31111号公报，但该体系蚀刻时有大量残渣，附着与ITO表面，容易引起蚀刻面的不平整光滑

由于上述原因，随着触摸屏高精度的需求，目前对一种能够已高加工精度蚀刻触摸屏像素电极的蚀刻液的需求大大增加，为了解决上述问题，上述几种常见体系中，有加入表面活性剂或其他混酸混配得到的蚀刻液，但是在解决产生残渣、泡沫引起的蚀刻精度差，蚀刻面粗糙等缺陷问题与高效的蚀刻效率两方面兼顾上，还没有特别有效的方法。在这种情况下，迫切希望开发出一种不产生蚀刻残渣和抑制起泡的ITO膜高效蚀刻液。

发明内容

本发明的目的是提供一种蚀刻液及其制备方法与应用。

本发明提供的蚀刻液组合物，包括如下各组分：式I所示磺酸类化合物、草酸、甲叉膦酸盐类络合物和水；

式I

所述式I中，R₁为-CH₂-、-C₂H₄-、-C₃H₆-或-C₄H₈-。

上述蚀刻液组合物也可只由上述组分组成。

其中，作为组分之一的甲叉膦酸盐，具有极好的络合作用，其有效络合容量高,络合稳定常数大,金属离子等被络合后不容易解离,而且耐化学稳定性好,易生物降解。它们有非常好的络合增溶、溶限效应,具有优异的阻垢、缓蚀、化垢功能且无毒,环保。上述甲叉膦酸盐在草酸体系的ITO蚀刻液中近乎完美的解决了草酸盐水溶性低，容易析出附着于管路而引起管路堵塞的问题。

所述甲叉膦酸盐类络合物具体选自式II所示氨基三甲叉膦酸四钠（ATMP-NA4）、式III所示乙二胺四甲叉膦酸五钠（EDTMP-NA5）和式IV所示二乙烯三胺五甲叉膦酸七钠（DTPMP-NA7）中的至少一种。

式II

式III

式IV

作为组分之一的式I所示磺酸类化合物能与草酸形成混酸，大大提升了常温下的蚀刻效率。另外烷基二磺酸能够和金属离子形成水溶性的盐，能够适当防止草酸和金属离子形成的盐在蚀刻液组合物中析出，不产生残渣，提高蚀刻精度。所述式I所示磺酸类化合物优选乙二磺酸。

作为组分之一的草酸本身蚀刻速率慢，如果通过提高温度来提升反应速度，对光刻胶又有影响。通过草酸与式I所示磺酸类化合物混配，不升温也能大大提高蚀刻效率。

作为组分之一的所述水为去离子水，所述水中的总金属离子浓度不大于500纳克/升，具体为不大于50纳克/升。

所述蚀刻液组合物具体可为由如下各质量百分含量的组分组成：

式I所示磺酸类化合物：0.5-10%；

草酸：1-15%；

甲叉膦酸盐类络合物：0.1-5%；