[发明专利]一种蚀刻液及其制备方法、金属膜材处理方法

说明书

本申请提供了一种蚀刻液及其制备方法、金属膜材的处理方法。所述蚀刻液含有以下重量份数的各组分：50‑80份的磷酸，1‑10份的硝酸，10‑30份的醋酸，0.01‑1份的金属缓蚀剂，0.01‑1份的表面活性剂，余量为水；所述表面活性剂包括壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐；所述金属缓蚀剂包括醋酸钾、磺化木质素、膦羧酸、琉基苯并噻唑中的至少一种。该蚀刻液可控性强、蚀刻均匀性好、蚀刻角度平滑、精度高，能在短时间内完成材料的蚀刻，蚀刻后金属膜材的关键尺寸损失小于0.5μm，蚀刻角度小于60°，玻璃面板表面无残留。并且可以同时满足铝膜、铝合金膜、钼膜、钼合金膜，以及不同厚度叠加的钼‑铝叠层膜、铝‑钼‑铝叠层膜和钼‑铝‑钼叠层膜的蚀刻要求。

技术领域

本申请涉及化学蚀刻领域，具体涉及一种蚀刻液及其制备方法、金属膜材处理方法。

背景技术

目前，业界常采用化学蚀刻的方法将含铝或含钼的金属膜层进行蚀刻，以得到具有一定图案的薄型显示器的栅极、源极、漏极等。其中，由于铝和钼的化学特性不同，在化学蚀刻过程中它们各自的蚀刻速度存在差异，导致蚀刻的均匀性差，进而导致所得实际图案与预设计图案存在一定差异。此外，化学蚀刻是各向同性的，被蚀刻膜层极易发生侧蚀的现象，导致蚀刻的线宽和角度难以控制，蚀刻的精度差，也会影响。

发明内容

业界常采用磷酸、硝酸与醋酸的混合液来蚀刻含铝、含钼或钼-铝叠层膜等金属膜材。在蚀刻的过程中，硝酸将金属钼、金属铝分别氧化成多价态的钼氧化物、Al₂O₃，而体系中的磷酸能够与上述氧化物生成络合物从而将氧化物溶解，以达到蚀刻钼层和/或铝层的目的。但钼更易发生氧化，对钼的蚀刻速率远大于铝的蚀刻速率，最终导致蚀刻的均匀性差。另一方面，上述蚀刻液的可控性差，蚀刻后的钼铝叠层膜的条宽损失大、精度差。为解决上述技术问题，本申请提供了一种蚀刻液及其制备方法、金属膜材的处理方法。

第一方面，具体地，本申请提供了一种蚀刻液，所述蚀刻液含有以下重量份数的各组分：50-80份的磷酸，1-10份的硝酸，10-30份的醋酸，0.01-1份的金属缓蚀剂，0.01-1份的表面活性剂，余量为水；所述表面活性剂包括壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐；所述金属缓蚀剂包括醋酸钾、磺化木质素、膦羧酸、琉基苯并噻唑中的至少一种。

本申请提供的蚀刻液中，硝酸可将金属钼、金属铝分别氧化成多价态的钼氧化物、Al₂O₃，在醋酸存在下，磷酸能够与上述氧化物反应形成络合物从而将氧化物溶解，以达到蚀刻钼层和/或铝层的目的。本申请在磷酸、硝酸、醋酸的基础上，添加特定的表面活性剂-壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，以及特定的金属缓蚀剂(醋酸钾、磺化木质素、膦羧酸、琉基苯并噻唑中的至少一种)，可以使该蚀刻液对钼层和铝层的蚀刻速率基本保持一致，并保证蚀刻的精度。其中，壬基酚聚氧乙烯醚具有良好的渗透、分散能力、不易发泡，还具有良好的抗氧化还原能力，能够在蚀刻液中稳定存在，不会与蚀刻液中的硝酸发生副反应；采用壬基酚聚氧乙烯醚与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐共同作为表面活性剂，且能够有效提高上述蚀刻液在铝膜表面的浸润速度，以及对铝膜的渗透能力，能够在一定程度上提高该蚀刻液对铝膜的蚀刻速率，使铝和钼的蚀刻速度趋于一致。此外，上述表面活性剂能够增大氧化铝与磷酸生成的络合物在蚀刻液中的分散度，从而能够有效避免蚀刻过程中氧化铝与磷酸生成的络合物达到一定浓度后，聚集在金属膜表面而降低铝蚀刻速率的问题，从而能够提高蚀刻的均匀性、缓解铝层的侧蚀问题。