阅读说明：本技术 一种用于铜/钼（铌）/igzo膜层的刻蚀液及其制备方法和应用 (Etching liquid for copper/molybdenum (niobium)/IGZO film layer and preparation method and application thereof ) 是由 徐帅 张红伟 李闯 胡天齐 钱铁民 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用,所述蚀刻液包括主剂和添加剂,所述主剂和添加剂中金属缓蚀剂均为氨基咔唑类金属缓蚀剂。本发明的刻蚀液能够实现对金属源漏电极和半导体层IGZO膜层的同步刻蚀,可降低光罩使用数量、简化IGZO-TFT制造工艺流程、提高企业生产效率、降低生产成本、确保产品品质,同时该蚀刻液的铜离子负载可达8000ppm,使用寿命更高。(The invention provides an etching solution for a copper/molybdenum (niobium)/IGZO film layer and a preparation method and application thereof. The etching solution can realize synchronous etching of the metal source-drain electrode and the semiconductor layer IGZO film layer, can reduce the number of used light shades, simplify the IGZO-TFT manufacturing process flow, improve the production efficiency of enterprises, reduce the production cost and ensure the product quality, and meanwhile, the copper ion load of the etching solution can reach 8000ppm and the service life is longer.)

一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于金属表面化学处理领域，涉及一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用。

背景技术

薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)作为平板显示的核心组成部分，控制着显示面板的开关和颜色变化。TFT器件由多层叠加在一起的膜层组成，每一功能膜层都需要经过多道光罩工艺，每一道光罩工艺都要包括镀膜、光阻涂布、曝光、显影、刻蚀、光阻剥离等步骤，需要耗费大量成本。因此，光罩工艺的数量直接决定显示面板的生产成本。

传统基本的TFT制作过程中需要用到光罩工艺的膜层为栅极、有源层、源/漏电极(S/D)层、像素穿孔电极层、像素电极层。目前，si-TFT可以实现最少4道光罩的生产工艺，有源层、S/D层两个膜层共用一道半色调光罩(halftone mask，HTM)光罩，S/D膜层采用化学药液湿刻，Si膜层采用干刻。其具体步骤为，S/D上的阻层经HTM曝光、显影后，(i)用金属蚀刻液去除沟道外的S/D金属层，(ii)干刻工艺去除不需要的Si层，(iii)灰化去除沟道上方的光阻，(iiii)用金属蚀刻液去除沟道内的金属，(iiiii)光阻剥离。而IGZO-TFT最高阶工艺仍需5道光罩工艺，其生产成本仍旧居高不下，使企业面临巨大的成本压力。

IGZO与S/D金属膜层的化学性质具有较大差别，需要性质不同的蚀刻液分别蚀刻，目前并没有对S/D和IGZO同时具有良好蚀刻特性的蚀刻液，因此4mask-IGZO-TFT并没有实现量产。若能够糅合S/D金属蚀刻液和IGZO蚀刻液的共同特点，开发出一款蚀刻液，就可以实现4mask-IGZO-TFT工艺。4mask-IGZO-TFT工艺如下，S/D上的阻层经HTM曝光、显影后，(i)用蚀刻液去除沟道外的S/D金属层和IGZO层，(ii)灰化去除沟道上方的光阻，(iii)用S/D金属蚀刻液去除沟道内的金属，(iiii)光阻剥离。

因此，为了缩短IGZO-TFT的生产工艺、增加企业效益，亟需开发一种可以同时蚀刻IGZO活性层和S/D源漏电极的蚀刻液。另外，现有过氧化氢系蚀刻液为了更好地控制蚀刻方向和蚀刻速率、获得更好的配线形状，常常加入唑类缓蚀剂，如5-氨基四氮唑、3-氨基三氮唑等，但此类唑类缓蚀剂价格颇高(每公斤单价高达800～900元)，影响了企业的利润水平。

因此，在保证药液蚀刻特性和产品电学特性(甚至更佳)的基础上，降低药液的生产成本也是各药液生产商需要考虑的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，所述蚀刻液包括主剂和添加剂，所述主剂和添加剂中金属缓蚀剂均为氨基咔唑类金属缓蚀剂。

在本发明中选用氨基咔唑类金属缓蚀剂作为主剂和添加剂中的金属缓蚀剂，一方面降低了产品成本，另一方面，该类缓蚀剂的加入能够获得良好的蚀刻形貌，对产品电学特性也没有影响。

为保障蚀刻速率，优选地，所述主剂和添加剂中还包括含氟离子型化合物。

优选地，所述主剂以其总质量为100％计，包括如下组分：

在本发明中，对于主剂的配方组成进行了筛选，利用这样的各组分的配合，可以一方面降低成本，另一方面可以提高蚀刻液的使用寿命和蚀刻稳定性。

在本发明的主剂中，所述过氧化氢的质量百分含量可以为1％、3％、5％、8％、10％、12％、14％、16％、18％或20％。

在本发明的主剂中，所述硝酸(以其溶质HNO₃计算)质量百分含量可以为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。

在本发明的主剂中，所述含氟离子型化合物质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％。

在本发明的主剂中，所述胺类化合物或铵盐质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。

在本发明的主剂中，所述过氧化氢稳定剂的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％或5％。

在本发明的主剂中，所述金属缓蚀剂的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％或2％。

作为优选技术方案，所述主剂以其总质量为100％计，包括如下组分：

优选地，所述添加剂以其总质量为100％计，包括如下组分：

在本发明的添加剂中，所述硝酸(以其溶质HNO₃计算)质量百分含量可以为1％、3％、5％、8％、10％、12％、14％、16％、18％或20％。

在本发明的添加剂中，所述含氟离子型化合物的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。

在本发明的添加剂中，所述胺类化合物或铵盐的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％或20％。

在本发明的添加剂中，所述金属缓蚀剂的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、1.8％或2％。

作为优选技术方案，所述添加剂以其总质量为100％计，包括如下组分：

本发明中的铜/钼(铌)/IGZO膜层是指金属铜层/金属钼层/IGZO膜层，或者金属铜层/钼铌合金层/IGZO膜层。

需要说明的是，在本发明中，所述过氧化氢的质量百分含量是以过氧化氢中过氧化氢计的，所述硝酸的质量百分含量是以硝酸中溶质HNO₃计的。

根据本发明提供的技术方案，通过不同质量百分数的不同化合物和蚀刻目标物之间的化学和电化学作用，能够使目标膜层同时被转化为游离离子态化合物而发生刻蚀，蚀刻形貌佳、刻蚀精度高，最终可呈现出CD loss<1μm，35°<坡度角<60°，同时不会对各膜层的电学特性造成损伤。

具体地，本发明的刻蚀液中的强氧化剂过氧化氢与金属铜、金属钼(铌)以及IGZO中未氧化的铟、镓、锌的单质发生氧化反应，并使膜层结构发生变化。随后，体系中的硝酸与氧化铜、氧化锌等物质发生酸化反应，使它们由固态转变为游离态。体系中的胺或铵盐与钼、铌的氧化物发生配合作用，将其溶解于溶液中。体系中的氟化物与氧化镓、氧化铟等反应，生成金属氟酸根离子。因此，本发明的刻蚀液能够实现铜/钼(铌)/IGZO膜层的同步刻蚀。

此外，为了上述组分对各膜层有合适的蚀刻速率比值，其中铜金属膜的蚀刻速率最高，因此需要向体系中加入金属缓蚀剂。为了增加蚀刻液的储存周期，还需要向体系中添加过氧化氢稳定剂，以降低过氧化氢的分解速度。

上述的胺类化合物或铵盐除了能够与金属氧化物形成络合物，也可以与铜离子络合而形成络合物，降低游离铜离子对过氧化氢的催化分解，这对蚀刻液的高铜离子负载能力异常重要。同时它们还可以起到调节pH值的作用，防止因硝酸消耗而导致的pH大幅波动，起到了稳定蚀刻液蚀刻特性的作用。

优选地，本发明所述过氧化氢选用电子级过氧化氢，该试剂可将金属单质氧化成金属氧化物。

优选地，所述含氟离子型化合物选自但不限于氢氟酸(选择氢氟酸时，其质量百分含量以氢氟酸中溶质HF计)、氟化铵、氟化氢铵或四甲基氟化铵中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述含氟离子型化合物为氢氟酸，进一步优选地，所述主剂中包括0.01～3％质量百分含量的氢氟酸。

本发明的胺类化合物和铵盐起到pH缓冲作用，能够稳定溶液的pH值，稳定蚀刻效果。同时也可以与铜离子络合，减弱铜离子对过氧化氢的催化分解作用，提高刻蚀液寿命。

优选地，所述胺类化合物为多元胺类或醇胺类化合物。

进一步地，所述胺类化合物包括乙二胺、丙二胺、二甲基乙醇胺、二乙氨基丙胺、二乙基乙醇胺、三乙醇胺或异丙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述铵盐包括四甲基氢氧化铵、三甲基氢氧化铵、乙酸铵、氯化铵、硫酸铵或硝酸铵中的任意一种或至少两种的组合。

当然，刻蚀液中的胺类化合物和铵盐可以单独使用，也可以混合使用，本发明不特别限定混合使用时两种化合物之间的比例。

本发明的过氧化氢稳定剂能够用于抑制蚀刻液在储藏过程中微量金属离子对过氧化氢的催化分解作用，降低过氧化氢分解速率，延长刻蚀液的存储和使用寿命。具体地，本发明的过氧化氢稳定剂选自脲类和/或磺酸类化合物。优选地，所述脲类化合物包括但不限于苯基脲、硫脲或脲素中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述磺酸类化合物包括但不限于对羟基苯磺酸和/或对氨基苯磺酸。

本发明的金属缓蚀剂为氨基氮唑类化合物。由于铜金属的蚀刻速率大于钼铌合金，如果不添加金属缓释剂会导致钼铌层的严重拖尾，造成电性不良。

具体地，为获得更佳的铜负载能力，提高刻蚀液的使用寿命，本发明的金属缓蚀剂选自氨基咔唑类化合物，优选9-氨基咔唑和/或3,9-二氨基咔唑。若刻蚀液中的金属缓蚀剂为氨基咔唑类化合物中的两种或更多种，本发明不特别限定各化合物之间的比例。

本发明第二个方面是提供如上所述用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液的制备方法，包括如下步骤：

(1)将过氧化氢、硝酸、含氟离子型化合物、胺类化合物和/或铵盐、过氧化氢稳定剂、金属缓蚀剂于水中混合搅拌，得到用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液主剂；

(2)将硝酸、含氟离子型化合物、胺类化合物或铵盐、金属缓蚀剂于水中混合搅拌，得到用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液添加剂，即得到所述用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液。

制备方法中，各个组分在刻蚀液中的质量百分含量与前述相同，此处不再赘述。

具体地，为了生产蚀刻液主剂，先将硝酸与水混合搅拌，维持温度在45℃以下(例如45℃、40℃、38℃、35℃、30℃、28℃、25℃、20℃等)。然后向混合体系中依次加入含氟离子型化合物、胺类化合物和/或铵盐、过氧化氢稳定剂、金属缓蚀剂和过氧化氢，经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。维持药液体系温度于45℃以下，以避免药液各组分在较高温度下发生分解或者相互发生副反应。

具体地，为了生产蚀刻液添加剂，先将硝酸与水混合搅拌，维持温度在45℃以下(例如45℃、40℃、38℃、35℃、30℃、28℃、25℃、20℃等)。然后向混合体系中依次加入含氟离子型化合物、胺类化合物和/或铵盐、金属缓蚀剂，经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。维持药液体系温度于45℃以下，以避免药液各组分在较高温度下发生分解或者相互发生副反应。

本发明的刻蚀液的制备方法简单，能够实现安全、大批量生产金属层和IGZO膜层同步刻蚀且具有优异刻蚀精度的刻蚀液。

本发明第三个方面是提供一种铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀方法，所述刻蚀方法利用如上所述刻蚀液进行刻蚀，随着蚀刻基板数量增加，刻蚀液中铜离子浓度会不断升高，铜离子浓度每升高100ppm需要向体系中添加0.05-0.15％质量分数的添加剂。该刻蚀方法能够实现金属层和IGZO膜层的同步刻蚀，且蚀刻特性稳定，均一性良好。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，通过不同组成物与不同膜层的电化学和化学腐蚀，实现了金属源漏极和半导体层IGZO膜层的同步刻蚀。

2、本发明的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，通过调整不同组成物的配比，稳定了铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀速率比，得到了满足产品品质要求的电学特性和蚀刻形貌，如CD loss单边小于1μm和坡度角为30-60度等。

3、本发明的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，采用主剂和辅剂(即添加剂)搭配使铜离子负载能力提高至8000ppm，具有更高寿命的特点。

4、本发明的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，原料廉价易得，能够帮助企业降本增效。

附图说明

图1A为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为0ppm、蚀刻125s时断面与蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图1B为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为0ppm、蚀刻125s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图2A为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为0ppm、蚀刻120s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图2B为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为0ppm、蚀刻120s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图3A为本发明对比例1的刻蚀液在铜离子浓度为0ppm、蚀刻300s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图3B为本发明对比例1的刻蚀液在铜离子浓度为0ppm、蚀刻300s时蚀刻面SEM图，标尺为1μm；

图4A为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为2000ppm、蚀刻125s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图4B为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为2000ppm、蚀刻125s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图5A为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为4000ppm、蚀刻125s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图5B为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为4000ppm、蚀刻125s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图6A为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为6000ppm、蚀刻125s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图6B为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为6000ppm、蚀刻125s时蚀刻面的SEM图，标尺为10μm；

图7A为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为8000ppm、蚀刻125s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图7B为本发明实施例1的刻蚀液在铜离子浓度为8000ppm、蚀刻125s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图8A为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为2000ppm、蚀刻120s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图8B为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为2000ppm、蚀刻120s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图9A为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为4000ppm、蚀刻120s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图9B为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为4000ppm、蚀刻120s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图10A为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为6000ppm、蚀刻120s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图10B为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为6000ppm、蚀刻120s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm；

图11A为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为8000ppm、蚀刻120s时断面的SEM图，标尺为1μm；

图11B为本发明实施例2的刻蚀液在铜离子浓度为8000ppm、蚀刻120s时蚀刻面的SEM图，标尺为1μm。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液A剂(即主剂，下同)，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氢氟酸、四甲基氢氧化铵、苯基脲、9-氨基咔唑和过氧化氢并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该A剂的pH值为3.1。

整个配制过程维持刻蚀液A剂体系温度于45℃以下。

本实施例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液B剂(即添加剂，下同)，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氢氟酸、四甲基氢氧化铵、9-氨基咔唑并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该B剂的pH值为2。

整个配制过程维持刻蚀液B剂体系温度于45℃以下。

实施例2

本实施例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液A剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氟化铵、四甲基氢氧化铵、苯基脲、3,9-二氨基咔唑和过氧化氢并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该A剂的pH值为3.1。

整个配制过程维持刻蚀液A剂体系温度于45℃以下。

本实施例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液B剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氟化铵、四甲基氢氧化铵和3,9-二氨基咔唑并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该B剂的pH值为2.05。

整个配制过程维持刻蚀液B剂体系温度于45℃以下。

实施例3

本实施例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液A剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氢氟酸、四甲基氢氧化铵、苯基脲、3,9-二氨基咔唑和过氧化氢并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该A剂的pH值为3.1。

整个配制过程维持刻蚀液A剂体系温度于45℃以下。

本实施例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液B剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氢氟酸、四甲基氢氧化铵和3,9-二氨基咔唑并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该B剂的pH值为2.2。

整个配制过程维持刻蚀液B剂体系温度于45℃以下。

实施例4

本实施例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液A剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氢氟酸、四甲基氢氧化铵、苯基脲、3,9-二氨基咔唑和过氧化氢并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该A剂的pH值为3。

整个配制过程维持刻蚀液A剂体系温度于45℃以下。

本实施例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液B剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氢氟酸、四甲基氢氧化铵和3,9-二氨基咔唑并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该B剂的pH值为2。

整个配制过程维持刻蚀液B剂体系温度于45℃以下。

对比例1

本对比例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液A剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入四甲基氢氧化铵、苯基脲、9-氨基咔唑和过氧化氢并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该A剂的pH值为3.05。

整个配制过程维持刻蚀液A剂体系温度于45℃以下。

本对比例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液B剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入四甲基氢氧化铵和9-氨基咔唑并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该B剂的pH值为1.98。

整个配制过程维持刻蚀液B剂体系温度于45℃以下。

对比例2

本对比例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液A剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氢氟酸、四甲基氢氧化铵、苯基脲、9-氨基咔唑和过氧化氢并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该A剂的pH值为2.9。

整个配制过程维持刻蚀液A剂体系温度于45℃以下。

本对比例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液B剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氢氟酸、四甲基氢氧化铵和9-氨基咔唑并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该B剂的pH值为2.05。

整个配制过程维持刻蚀液B剂体系温度于45℃以下。

对比例3

本对比例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液A剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氟化铵、四甲基氢氧化铵、苯基脲、3-氨基四氮唑和过氧化氢并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该A剂的pH值为2.98。

整个配制过程维持刻蚀液A剂体系温度于45℃以下。

本对比例的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液B剂，按照质量百分含量包括以下组分：

将上述硝酸与水混合搅拌，然后向混合体系中依次加入氟化铵、四甲基氢氧化铵和3-氨基四氮唑并搅拌。依次经0.5μm和0.2μm滤芯过滤后即可使用。该B剂的pH值为2.05。

整个配制过程维持刻蚀液B剂体系温度于45℃以下。

蚀刻条件抓取

采用手摇式小型蚀刻机台，利用上述实施例1-4以及对比例1-3的刻蚀液对玻璃基板表面的金属铜层/钼合金层/IGZO膜层(4500A/200A/600A)进行刻蚀，铜离子浓度每升高100ppm，向体系中添加0.1％质量分数的B剂，刻蚀条件以及刻蚀结果见表1。

从生产安全角度考虑，含有过氧化氢的蚀刻液体系应采用较为温和的蚀刻温度，蚀刻温度优选35℃以下。经过条件抓取实验确定实施例1-4对应的蚀刻温度分别为32℃、34℃、31℃和32℃，最佳蚀刻时间分别为125s、120s、122s和135s，其中实施例1和实施例2对应的蚀刻结果SEM照片见图1A、图1B和图2A、图2B(利用日立公司的S-3400N扫描电子显微镜测定)。而对比例1即使在34℃、300s蚀刻条件下对金属铜层/钼合金层/IGZO膜层没有足够的蚀刻能力，对应的蚀刻结果SEM照片见图3A和图3B。

表1

根据表1可知，其中，实施例1-4中的刻蚀液不仅能够实现金属层和IGZO膜层的同步刻蚀，而且刻蚀精度高，可呈现出满足客户工艺要求的CD loss(单边线宽损失)和坡度角，蚀刻形貌良好，无倒角产生并且电气特性优良。而对比例1的刻蚀液中由于没有加入含氟离子型试剂导致其在蚀刻300s后IGZO仍没有明显的腐蚀；对比例2中氟离子型试剂含量偏高，腐蚀速率过快，容易出现倒角及电气特性不良的问题；由实施例1-4与对比例3对比可知，本发明的刻蚀液中使用了氨基咔唑类金属缓蚀剂，其达到的蚀刻速率及形貌水平等效果与现有技术中常用的使用氨基氮唑类金属缓蚀剂的刻蚀液的效果相当，然而氨基咔唑类化学物的单价(每公斤100元以下)比5-氨基四氮唑和3-氨基三氮唑低一个数量级，因此，氨基咔唑类缓蚀剂比5-氨基四氮唑和3-氨基三氮唑等缓蚀剂具有明显的成本优势。

铜负载能力验证

步骤一：实施例1的刻蚀液A剂升温至32℃，经循环喷洒后且温度稳定后，取样片进行蚀刻125s，清洗吹干得到样片1*。用SEM观察刻蚀结果，刻蚀结果见图1。

步骤二：向刻蚀槽中加入2％质量分数B剂，并加入铜粉使得蚀刻液中铜离子浓度为2000ppm。升温至32℃，经循环喷洒后且温度稳定后，取样片进行蚀刻125s，清洗吹干得到样片2*。用SEM观察刻蚀结果，刻蚀结果见图4A和图4B。

步骤三：向刻蚀槽中加入2％质量分数B剂，并加入铜粉使得蚀刻液中铜离子浓度为4000ppm。升温至32℃，经循环喷洒后且温度稳定后，取样片进行蚀刻125s，清洗吹干得到样片3*。用SEM观察刻蚀结果，刻蚀结果见图5A和图5B。

步骤四：向刻蚀槽中加入2％质量分数B剂，并加入铜粉使得蚀刻液中铜离子浓度为6000ppm。升温至32℃，经循环喷洒后且温度稳定后，取样片进行蚀刻125s，清洗吹干得到样片4*。用SEM观察刻蚀结果，刻蚀结果见图6A和图6B。

步骤五：向刻蚀槽中加入2％质量分数B剂，并加入铜粉使得蚀刻液中铜离子浓度为8000ppm。升温至32℃，经循环喷洒后且温度稳定后，取样片进行蚀刻125s，清洗吹干得到样片5*。用SEM观察刻蚀结果，刻蚀结果见图7A和图7B。

如下表2为实施例1的刻蚀液的蚀刻特性：

表2

铜离子浓度(ppm)	0	2000	4000	6000	8000
						Taper(°)	39	40	39	41	43
CD-loss(μm)	0.73	0.76	0.79	0.82	0.80
						残留	无	无	无	无	无

同理，对实施例2的刻蚀液按照上述方法在各自对应的蚀刻条件下进行相同操作。图2和图8A～图11B为实施例2的刻蚀液的铜浓度0—8000ppm时蚀刻结果的SEM剖面照片，其中图2的铜浓度为0ppm，图8A和图8B的铜浓度为2000ppm，图9A和图9B的铜浓度为4000ppm，图10A和图10B的铜浓度为6000ppm，图11A和图11B的铜浓度为8000ppm。如下表3为实施例2的刻蚀液的蚀刻特性：

表3

铜离子浓度(ppm)	0	2000	4000	6000	8000
						Taper(°)	43	42	45	45	46
CD-loss(μm)	0.79	0.82	0.86	0.85	0.81
						残留	无	无	无	无	无

同理，对实施例3的刻蚀液按照上述方法在各自对应的蚀刻条件下进行相同操作。如下表4为实施例3的刻蚀液的蚀刻特性：

表4

铜离子浓度(ppm)	0	2000	4000	6000	8000
						Taper(°)	49	52	52	54	53
CD-loss(μm)	0.74	0.78	0.84	0.89	0.88
						残留	无	无	无	无	无

同理，对对比例3的刻蚀液按照上述方法在各自对应的蚀刻条件下进行相同操作。如下表5为对比例3的刻蚀液的蚀刻特性：

表5

铜离子浓度(ppm)	0	2000	4000	6000	8000
						Taper(°)	50	52	51	54	53
CD-loss(μm)	0.95	0.99	1.18	1.22	1.14
						残留	无	无	无	无	无

由表2-表5对比可知，本发明实施例1-3的刻蚀液能够实现金属层和IGZO膜层的同步刻蚀，且在高铜负载情况下刻蚀效果依旧稳定且优异。而对比例3的蚀刻液的蚀刻结果显现出了药液蚀刻特性的不足，在高铜负载情况下，CD-loss难以控制，无法满足高精细、高分辨率的生产要求。因此，本发明含有氨基咔唑类金属缓蚀剂的刻蚀液还具有更高的铜负载能力，使用寿命更高。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。