主要用于两类掩膜:
OLED 光刻铬掩模版(Photomask)
用于 OLED 阵列、像素、驱动电路曝光
基板:石英 / 高硼硅玻璃
膜层:100–150 nm 金属铬(Cr)遮光层
要求:亚微米级、低侧蚀、边缘陡直、无针孔
OLED 触控屏 / 基板铬线路蚀刻
触控电极、屏蔽层、金属走线图形化
同样用 CAN + 强酸 体系蚀刻铬膜
注意:OLED 蒸镀用的金属精细掩膜(FMM,Invar 合金)不用 CAN,FMM 是铁镍合金蚀刻,和铬掩膜是两条线。
OLED 对掩膜要求极严:不能伤玻璃、不能伤光刻胶、线条要直、不能有侧蚀、不能有杂质污染。
药液:硝酸铈铵(CAN)+ 高氯酸 + 超纯水
活性物种:Ce⁴⁺(强氧化剂,橙红色)
蚀刻反应:\(2\ce{Ce^4+} + \ce{Cr} \rightarrow 2\ce{Ce^3+} + \ce{Cr^3+}\)
结果:固态铬 → 可溶性 Cr³⁺ 溶解
只蚀铬,不蚀玻璃 / 石英石英、玻璃在 CAN 体系中完全不腐蚀,掩膜基板不变形、不发雾。
对光刻胶友好,不脱胶、不溶胀OLED 用正胶 / 负胶(如 KLT、SU-8)都兼容,低温(25–35℃)、酸性温和,不会把胶咬坏。
侧蚀极小(undercut < 0.1 μm),线条陡直OLED 像素越来越小(Micro OLED、柔性 OLED),线宽要求 0.5–2 μm,CAN 是湿法里侧蚀最小的体系。
纯度高、杂质少,无 Na/K/Cl⁻电子级 CAN(99.5%+),无氯离子、无重金属,不会造成 OLED 屏脏点、色差、漏电。
硝酸铈铵(电子高纯级,99.5%+):150–200 g(主氧化剂)
70% 高氯酸:100–120 mL(稳定 Ce⁴⁺、防水解、提速率)
超纯水:补至 1000 mL
外观:橙红色透明液体,0.2 μm 过滤
pH:< 1(强酸性)
可选:加 0.1–0.5% 阳离子表面活性剂,改善润湿性、减少针孔(高端 OLED 常用)
膜厚:130 nm 铬(典型 OLED 掩膜)
温度:30℃ ±0.5℃(必须恒温)
蚀刻速率:120–160 nm/min
蚀刻时间:45–55 秒(130 nm)
方式:静态浸泡 + 轻微鼓泡(喷淋也可,但侧蚀略大)
后处理:大量超纯水冲净 → 异丙醇脱水 → 无尘烘干
硝酸 / 硝酸铁:侧蚀大、伤光刻胶、有铁杂质 → OLED 禁用
高锰酸钾 / 硫酸:强氧化、胶脱落、玻璃发雾 → 禁用
盐酸 / 氯化铁:氯离子残留,OLED 漏电、黑点 → 绝对禁用
CAN + 高氯酸:唯一满足 OLED 高精度、高良率、高稳定性的湿法体系
必须电子级 CAN:低钾、钠、铁、重金属,4N–5N 纯度
温度严控 ≤35℃:>35℃ Ce⁴⁺ 分解,药液失效、蚀刻变慢
避光密封保存:Ce⁴⁺ 见光水解,出现浑浊直接报废
补加规则:蚀刻变慢 → 补 CAN;酸度不够 → 补高氯酸
颗粒控制:全程 0.2 μm 过滤,无尘室(Class 1000 及以上)操作