本發(fā)明涉及蝕刻液,具體的,涉及一種無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物。
背景技術(shù):
1、隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,蝕刻工藝在平板顯示、led制造及半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色。然而,目前的蝕刻液在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多問(wèn)題,尤其是在銅-鉬合金蝕刻過(guò)程中,氟含量較高、雙氧水含量高、含磷等環(huán)境問(wèn)題日益突出。目前,鉬鈦藥液在蝕刻過(guò)程中面臨四個(gè)主要問(wèn)題:首先,氟含量較高,達(dá)到蝕刻要求時(shí),玻璃腐蝕率顯著增加,影響產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備壽命;其次,氟含量過(guò)低則無(wú)法滿足蝕刻速率的要求,導(dǎo)致蝕刻效率下降;第三,雙氧水含量較高,雖然能提高蝕刻速度,但其分解過(guò)程中釋放大量熱量,容易引發(fā)局部過(guò)熱甚至爆炸,存在較大的安全隱患;最后,大部分藥液中含有磷,不僅對(duì)環(huán)境造成污染,還增加了廢液處理的難度和成本。
2、中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)cn119800360a公開了一種cu-mo合金多膜層結(jié)構(gòu)蝕刻液組成物。按重量百分比計(jì),組分包括:雙氧水13-25%、螯合劑1-5%、蝕刻劑0.2-9%、抑制劑0.01-1.5%、氟系化合物0.005-1%、界面保護(hù)劑0.005-0.5%、雙氧水穩(wěn)定劑0.01-3%、水補(bǔ)足余量;所述界面保護(hù)劑包括含有磺酸基的化合物。該申請(qǐng)制備得到的蝕刻液組成物可適配于2w1d(2次濕法蝕刻,1次干法蝕刻)工藝,降低面板制造成本并提高收率;但氟系化合物的使用涉及到環(huán)保以及腐蝕基材的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,包括主劑和輔劑,按重量百分比計(jì),所述主劑的組分包括:第一螯合劑7-15%、雙氧水穩(wěn)定劑0.05-2%、緩蝕劑0.7-2%、第一ph調(diào)節(jié)劑0.5-2%、第一抑制劑0.1-2%、雙氧水3-18%,水補(bǔ)足余量;所述第一螯合劑包括有機(jī)酸;所述輔劑的組分包括第二螯合劑40-60%、第二抑制劑0.1-4%,水補(bǔ)足余量。
2、所述緩蝕劑包括多元醇類化合物。
3、所述緩蝕劑包括聚乙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇丁醚中的至少一種。
4、可選的,所述緩蝕劑包括1,3-丙二醇、乙二醇丁醚中的至少一種。
5、本申請(qǐng)研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)分別限定主劑和輔劑的含量,且在主劑中添加0.7-2wt%的多元醇類,用于cu-moti合金蝕刻,可提高蝕刻形貌,同時(shí)降低moti拖尾,可能是多元醇類化合物,其羥基與銅表面形成配位鍵,抑制銅的過(guò)度蝕刻,同時(shí)通過(guò)吸附在moti合金晶界處減少橫向蝕刻,從而改善蝕刻形貌,同時(shí)多元醇類化合物的疏水鏈可進(jìn)一步阻擋蝕刻液對(duì)moti層的滲透,降低拖尾現(xiàn)象。
6、所述有機(jī)酸在第一螯合劑中的占比>80wt%。
7、可選的,所述有機(jī)酸在第一螯合劑中的占比>85wt%。
8、所述有機(jī)酸包括乳酸,所述乳酸在第一螯合劑中的占比>50wt%。
9、可選的,所述乳酸在第一螯合劑中的占比>60wt%。
10、可選的,所述第一螯合劑還包括無(wú)機(jī)酸。
11、可選的,所述第二螯合劑包括有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸。
12、所述無(wú)機(jī)酸在第二螯合劑中的添加量為10-50wt%。
13、所述無(wú)機(jī)酸包括硝酸、硫酸、磷酸中的至少一種。
14、可選的,所述第一螯合劑中無(wú)機(jī)酸包括硫酸、磷酸中的至少一種。
15、可選的,所述第二螯合劑中無(wú)機(jī)酸包括硝酸。
16、所述主劑的組分還包括雙氧水穩(wěn)定劑,所述雙氧水穩(wěn)定劑在主劑中的含量為0.05-2wt%。
17、可選的,所述雙氧水穩(wěn)定劑在主劑中的含量為0.05-1.5wt%。
18、所述輔劑的組分還包括第二ph調(diào)節(jié)劑,所述第二ph調(diào)節(jié)劑在輔劑中的含量為0.05-2wt%。
19、可選的,所述第二ph調(diào)節(jié)劑在輔劑中的含量為0.5-2wt%。
20、所述第一ph調(diào)節(jié)劑和第二ph調(diào)節(jié)劑均選自異丙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二乙氨基丙胺、四甲基氫氧化銨中的至少一種。
21、可選的,所述第二ph調(diào)節(jié)劑選自四甲基氫氧化銨。
22、所述第一抑制劑和第二抑制劑均選自5-甲基四氮唑、5-氨基四氮唑、3-氨基-1,2,4三氮唑、維生素b4中的至少一種。
23、可選的,所述第二抑制劑選自5-甲基四氮唑、5-氨基四氮唑中的至少一種。
24、可選的,所述第一螯合劑中的有機(jī)酸包括丙二酸、蘋果酸、亞氨基二乙酸、檸檬酸、乳酸、苯酚磺酸中的至少一種。
25、可選的,所述第二螯合劑中的有機(jī)酸包括丙二酸、檸檬酸、蘋果酸中的至少一種。
26、有益效果
27、1.通過(guò)分別限定主劑和輔劑的含量,且在主劑中添加0.7-2wt%的多元醇類,用于cu-moti合金蝕刻,可提高蝕刻形貌,同時(shí)降低moti拖尾。
28、2.通過(guò)限定緩蝕劑包括聚乙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇丁醚中的至少一種,蝕刻后的合金無(wú)金屬殘留物,且moti拖尾可控制在0.1μm。
29、3.通過(guò)限定有機(jī)酸在第一螯合劑中的占比>80wt%,可進(jìn)一步提高蝕刻形貌,將cd-loss(單邊損失)可控制在0.4μm。
30、4.通過(guò)限定有機(jī)酸包括乳酸,所述乳酸在第一螯合劑中的占比>50wt%,可避免蝕刻出現(xiàn)moti倒角(≥1.5μm),且taper?angle(錐角)<50°。
31、5.本申請(qǐng)蝕刻液避免了氟元素的添加,滿足cu-moti合金蝕刻的基礎(chǔ)上,解決了腐蝕基材的問(wèn)題。
1.一種無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,包括主劑和輔劑,按重量百分比計(jì),所述主劑的組分包括:第一螯合劑7-15%、雙氧水穩(wěn)定劑0.05-2%、緩蝕劑0.7-2%、第一ph調(diào)節(jié)劑0.5-2%、第一抑制劑0.1-2%、雙氧水3-18%,
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述緩蝕劑包括聚乙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇丁醚中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述有機(jī)酸在第一螯合劑中的占比>80wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述有機(jī)酸包括乳酸,所述乳酸在第一螯合劑中的占比>50wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述第一螯合劑還包括無(wú)機(jī)酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述第二螯合劑包括有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸,所述無(wú)機(jī)酸在第二螯合劑中的添加量為10-50wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述主劑的組分還包括雙氧水穩(wěn)定劑,所述雙氧水穩(wěn)定劑在主劑中的含量為0.05-2wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述輔劑的組分還包括第二ph調(diào)節(jié)劑,所述第二ph調(diào)節(jié)劑在輔劑中的含量為0.05-2wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述第一ph調(diào)節(jié)劑和第二ph調(diào)節(jié)劑均選自異丙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二乙氨基丙胺、四甲基氫氧化銨中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)氟cu-moti合金蝕刻液組成物,其特征在于,所述第一抑制劑和第二抑制劑均選自5-甲基四氮唑、5-氨基四氮唑、3-氨基-1,2,4三氮唑、維生素b4中的至少一種。