【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于半導體制造工藝領域，尤其涉及一種銅基復合金屬顯示蝕刻液及其制備方法與應用。
技術介紹
1、金屬蝕刻是一種通過采用濕法蝕刻和干法蝕刻兩種方法對金屬材料進行化學反應或者物理摩擦等方式進行表面金屬移除的技術。通常，金屬蝕刻也可以被稱為光化學金屬蝕刻，曝光制板、顯影后，將需要蝕刻區域的保護膜去除，在金屬接觸到蝕刻液時，通過蝕刻液的化學反應等作用達到對金屬表面的溶解腐蝕作用，從而能夠形成凹凸或者鏤空成型的效果。大型顯示器的柵極及數據金屬配線所使用的銅合金，與使用鋁鉻配線相比，具有阻抗低、機械強度高、抗電遷移更佳且沒有環境問題等優點，然而銅與玻璃基板及絕緣膜的粘附性較差且易擴散為氧化硅膜，所以通常使用鈦、鉬等作為下層薄膜金屬。
2、銅基復合金屬蝕刻液進行蝕刻反應需要三步：第一步金屬氧化過程，第二步溶解，第三步螯合金屬離子。其中，影響蝕刻速率的主要是金屬氧化過程。由于過氧化氫的氧化性高于一價銅離子(cu+)和銅單質(cu)，加之cu2+對過氧化氫的分解有催化作用，所以整個反應還存在著副反應：銅離子催化過氧化氫分解，銅單質被銅離子氧化，一價銅離子(cu+)被氧化。在銅刻蝕反應過程中，過氧化氫被不斷消耗，濃度不斷降低。
3、隨著反應的進行，蝕刻液中銅離子的濃度不斷增加，一方面催化過氧化氫分解，另一方面，銅離子在酸性條件下氧化銅單質生成亞銅離子，消耗蝕刻液中的過氧化氫，導致taper角不斷增大，最終導致產品良率下降。因此，在銅蝕刻液酸性環境下，需要開發一種隨著溶銅量增加，能夠快速螯合銅離子，形成穩定螯合物，且不
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題：銅離子在酸性條件下氧化銅單質生成亞銅離子，消耗蝕刻液中的過氧化氫，導致taper角不斷增大，最終導致產品良率下降。
2、鑒于現有技術中存在的技術問題，本專利技術設計了一種銅基復合金屬顯示蝕刻液及其制備方法與應用。本專利技術的蝕刻液具有超強鰲合銅離子，且隨著溶銅量增加，過氧化氫含量穩定，蝕刻速率也穩定的一種銅酸蝕刻液，該蝕刻液具有較高的銅離子負載能力和較長的使用壽命。該蝕刻液中銅離子螯合穩定且螯合物不會結晶析出，過氧化氫隨溶銅量增加穩步減少，并且在反應中不會有二段角現象產生。
3、需要注意的是，在本專利技術中，除非另有規定，涉及組成限定和描述的“包括”的具體含義，既包含了開放式的“包括”、“包含”等及其類似含義，也包含了封閉式的“由…組成”等及其類似含義。
4、為了解決上述存在的技術問題，本專利技術采用了以下方案：
5、一種銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于，按照重量份計算，包括如下組分：
6、
7、進一步地，所述的螯合劑為三巖藻糖基-對-乳-n-六糖、乳-n-二巖藻四糖、單巖藻糖-對-乳-n-四六糖、乳-n-巖藻戊糖ii中的一種或多種。
8、進一步地，所述的穩定劑為5-氨基-4-甲氧基-2-硝基苯磺酸、2,5-二氨基苯磺酸、氨基苯磺酸中的一種或多種。
9、進一步地，所述的酸性物質為檸檬酸，肉桂酸、草酸、甘氨酸、苯甲酸、對甲基苯甲酸、鄰甲基苯甲酸、對氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸、氨基三甲叉磷酸、亞氨基二琥珀酸中一種或多種。
10、進一步地，所述的酸性物質為檸檬酸和苯甲酸的混合物；
11、所述的檸檬酸和苯甲酸的質量比為(1-5)：(1-3)。
12、進一步地，所述的醇胺為異丙醇胺、異丁醇胺、三乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺中的一種或多種。
13、進一步地，所述的緩蝕劑為苯并三氮唑、2-巰基苯并噻唑、巰基苯并三氮唑、甲基苯駢三氮唑、3-氨基三氮唑、5-氨基四氮唑、6-硝基苯并咪唑、2-氨基噻唑、4-氨基四氮唑、3-氨基-1,2,4-三唑中的一種或多種。
14、本專利技術還公開了一種上述銅基復合金屬顯示蝕刻液的制備方法，其特征在于包含以下步驟：
15、按照比例分別稱取各自用量的各個組分，混合攪拌均勻，過濾，即得到所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液。
16、本專利技術還公開了一種上述銅基復合金屬顯示蝕刻液的蝕刻方法，其特征在于包含以下步驟：
17、步驟1：將玻璃基板浸潤到上述蝕刻液中升溫到31-35℃，計時；
18、步驟2：將所述蝕刻后的玻璃基板放入超純水中沖洗30s，氮氣吹干。
19、本專利技術還公開了一種上述銅基復合金屬顯示蝕刻液在玻璃基板蝕刻中的用途。
20、在本專利技術中，為了進一步優化蝕刻液的效果，對于各個組分可以進行優選：過氧化氫10-20份；酸性物質5-10份；螯合劑0.01-0.04份；醇胺4-10份；緩蝕劑0.1-0.8份；穩定劑0.1-1份；去離子水60-80份。
21、在本專利技術中，螯合劑優選為三巖藻糖基-對-乳-n-六糖。
22、在本專利技術中，穩定劑優選5-氨基-4-甲氧基-2-硝基苯磺酸。
23、在本專利技術中，螯合劑和穩定劑的質量比優選為1：(10-50)，螯合劑和穩定劑的質量比還可以進一步優選為1：33.3。
24、在本專利技術中，檸檬酸和苯甲酸的質量比優選1:(1-3)。
25、在本專利技術中，醇胺優選n,n-二甲基乙醇胺。
26、在本專利技術中，緩蝕劑優選6-硝基苯并咪唑或2-氨基噻唑。
27、在本專利技術中，酸性物質不僅為蝕刻反應提供超穩定的酸性環境，而且將金屬轉化為離子形式，以便于后續螯合反應的進行，并且還能穩定蝕刻液的ph，使蝕刻反應更加安全，防止突沸風險。
28、在本專利技術中，螯合劑可以很好地螯合金屬離子，進而穩定蝕刻液的過氧化氫含量，進而減弱銅離子對過氧化氫的分解，能穩定蝕刻液的ph，使蝕刻反應更加安全，防止蝕刻液中cu2+含量增多，導致蝕刻液中過氧化氫含量不穩定，快速分解，進而導致蝕刻液溫度急劇增高至70℃，液體沸騰，發生突沸。
29、在本專利技術中，螯合劑既可以螯合銅離子，又可以抗氧化清除自由基反應，其機理在于：
30、本專利技術特定結構的螯合劑具有多個羥基基團，羥基上的氧原子與cu2+配位后所產生的螯合物，可以抑制過氧化氫分解的自由基氧化反應。
31、過氧化氫在分解過程中會產生活性自由基(ho.2)，ho.2反應生成o2的速度決定h2o2分解的速度。
32、根據“碰撞理論”，在溫度和銅離子濃度一定時，整個反應取決于活性自由基ho.2的數量。要抑制過氧化氫分解，就要減少ho.2數量，即降低ho.2活性。
33、從結構上看，ho.2的結構為.o-o-h，在外部因素的影響下，其o-h鍵易斷裂形成o2和h.，如果加入含有強負性o、n原子的化合物，這些負性原子會與氫形成氫鍵，.o-o上的電子云將向o-h偏移，從而加強了o-h鍵，降低(ho.2)的活性。
34、因此，螯合劑既可以螯合銅離子，又可以抗氧化清除自由基反應，進而保持蝕刻液進行蝕刻反應的穩定性。
35、在本專利技術中，穩定本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于，按照重量份計算，包括如下組分：
2.根據權利要求1所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
7.根據權利要求1所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
8.一種權利要求1-7任一項所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液的制備方法，其特征在于包含以下步驟：
9.一種權利要求1-7任一項所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液的蝕刻方法，其特征在于包含以下步驟：
10.一種權利要求1-7任一項所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液在玻璃基板蝕刻中的用途。
【技術特征摘要】
1.一種銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于，按照重量份計算，包括如下組分：
2.根據權利要求1所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的銅基復合金屬顯示蝕刻液，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的銅基復...
【專利技術屬性】
技術研發人員：侯軍，曹莉芳，彭仁杰，張敬坤，何佳麗，
申請(專利權)人：浙江奧首材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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