[发明专利]一种蚀刻液组合物

说明书

技术领域

本发明涉及蚀刻领域，特别涉及一种用于蚀刻铜或铜合金的蚀刻液组合物。

背景技术

半导体装置、印制电路板、IC卡等产品都具有金属元件。这些金属元件通常通过将绝缘基板上的金属薄膜形成需要的图案的方法制得。近年来，随着人们对产品性能要求的提高，对金属薄膜上所刻图案的精细化程度的要求也越来越高。因此用于形成图案的金属不但需要具备电阻值低等特点，还需要具有易于加工形成精细图案的性能。铜或铜合金由于具备上述特点，被越来越多的应用于金属元件的制备中。

湿蚀刻法是利用合适的化学溶液，即蚀刻液，腐蚀去除材质上未被光阻覆盖的部分，达到一定的雕刻深度的工艺。湿蚀刻法具有成本低廉、生产效率高、适用范围广等特点，非常适用于蚀刻金属薄膜图案。

目前，常用的蚀刻铜或铜合金薄膜的蚀刻液主要有：以胺或氨水为主要成分的碱性蚀刻液；含有如盐酸、硫酸等强酸的酸性蚀刻液，如专利ZL200710030904.9公布了一种氯化铵、盐酸体系的铜蚀刻液；含有双氧水的酸性蚀刻液，专利JP2009191357A公布的一种双氧水的酸性体系的铜蚀刻液等。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

碱性蚀刻液无法在酸性环境下使用；在铜或铜合金与其他金属共存体系中，含有强酸的酸性蚀刻液在蚀刻铜或铜合金时也会将其他金属一同蚀刻，蚀刻选择性低；含有双氧水的蚀刻液，由于过氧化氢分解较快，蚀刻液蚀刻速率不稳定。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种蚀刻液组合物。所述技术方案如下：

一种蚀刻液组合物，包括0.5-10%的过硫酸盐、0.5-30%的铵盐及60-99%的水，以上均为重量百分比。

优选，包括3-8%的过硫酸盐、3-15%的铵盐及77-94%的水，以上均为重量百分比。优选，所述过硫酸盐为过硫酸氢钾、过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的一种或一种以上组合。

优选，所述铵盐为氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、乙酸铵及硝酸铵中的一种或一种以上组合。

更优选，所述铵盐为硫酸铵、碳酸铵、乙酸铵及硝酸铵中的一种或一种以上组合。

进一步地，还包括pH调节剂，所述蚀刻液组合物的pH值为5-11。

优选，所述蚀刻液组合物的pH值为5.5-9。

过硫酸盐：作为氧化剂，主要作用是蚀刻铜。过硫酸盐稳定性较好不易分解。使用过硫酸盐作为氧化剂的蚀刻液适合长期储存，而且在使用过程中蚀刻速率不会由于时间的变化而存在较大差异，蚀刻液的生产和使用效率高，适合大规模生产和使用，利于工业化生产。

铵盐：在适当pH值下合适的铵盐与过硫酸盐配合不但可以有效的防止锡、银腐蚀，并且在碱性条件下能与铜离子形成络合物，有效防止碱性条件下由于产生氢氧化铜沉淀而影响蚀刻液使用的现象发生。

水：用于溶解其他各组分。

随着过硫酸盐用量的提高，铜蚀刻速率也会不断提高，而铵盐加入量过大时蚀刻速率明显偏慢。为了保证蚀刻液中的过硫酸盐完全溶解在水中，同时，蚀刻液具有较好的蚀刻速率且保护锡、银不被腐蚀，本发明包括0.5-10%的过硫酸盐、0.5-30%的铵盐及60-99%的水，以上均为重量百分比。综合考虑生产成本，本发明提供的蚀刻液优选包括3-8%的过硫酸盐、3-15%的铵盐及77-94%的水，以上均为重量百分比，该过硫酸盐及铵盐的用量即可满足生产需要。

pH调节剂：用于调整蚀刻液组合物的pH值。由于蚀刻液组合物的pH值在5-11之间时，可以有效的防止铝腐蚀，本发明提供的蚀刻液组合物的pH值为5-11，优选pH值为5.5-9。

其他添加剂：为了调整蚀刻液的表面张力等性能，本发明还包括表面活性剂等添加剂。表面活性剂的用量一般为蚀刻液总重量的0.01~5%。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在适当pH值下合适的铵盐与过硫酸盐配合稳定性好，使蚀刻液能够长期储存，而且在使用过程中蚀刻速率不会由于时间的变化而存在较大差异，因此蚀刻液的生产和使用效率高，适合大规模生产和使用，利于蚀刻液的工业化生产；由于体系中不含有强酸，并且在适当pH值下合适的铵盐与过硫酸盐配合可以有效的防止锡、银腐蚀，在蚀刻液蚀刻铜或铜合金时，基本不腐蚀铜或铜合金以外的其他金属，实现有选择性的蚀刻；在酸性和碱性条件下都能使用，适用范围广。

具体实施方式