[發明專利]銅蝕刻液及其制備方法和應用、銅蝕刻方法

有效

• 申請號: 201410613863.6
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN105624679B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 董艷;王逸群;王洋洋;馮海通
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C23F1/34
• 分類號: C23F1/34
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本發明公開了一種銅蝕刻液及其制備方法，所述銅蝕刻液是含有質量濃度10g/L～15g/L的亞氯酸鈉、質量濃度50g/L～70g/L的碳酸氫銨和體積濃度10mL/L～60mL/L的氨水的水溶液；該銅蝕刻液的制備方法包括步驟：A、在蝕刻液槽中加入預定量的水；B、向其中加入預定量的亞氯酸鈉和碳酸氫銨，并充分溶解；及C、向步驟B得到的溶液中加入預定量的氨水，混合均勻得到所述銅蝕刻液。本發明還公開了該銅蝕刻液蝕刻銅的方法及其在半導體和微機電系統的制造及封裝中的應用，該銅蝕刻液蝕刻銅的方法為將蝕刻對象物與所述銅蝕刻液接觸。所述銅蝕刻液克服了干法蝕刻及其他蝕刻液蝕刻銅存在的問題。

技術領域

本發明屬于化學冶金領域，具體地講，涉及銅蝕刻液及其制備方法，還涉及該銅蝕刻液蝕刻銅的方法及其在半導體和微機電系統的制造及封裝中的應用。

背景技術

銅在印刷電路板中有著較為廣泛的應用，近年來，銅在半導體、微機電系統及其封裝領域的應用前景也得到關注。然而，在幾微米或更小線寬的領域，銅并未得到很好的應用，這主要是受到了微米級或更小線寬的銅薄膜的蝕刻工藝的限制。

當銅用于電極時，銅下面還要加上粘附層及擴散阻擋層金屬(如鈦)；同時，在半導體、微機電系統及其封裝領域，可能同時有其它金屬(如金、錫)存在，這就要求蝕刻銅時需要對蝕刻鈦、金、錫具有選擇性。

在蝕刻銅時，干法蝕刻較為不易，且容易產生顆粒而使其良率降低；而一些銅蝕刻液又存在污染或反應劇烈等危險因素，因此探索一種能在鈦、金、錫等至少一種金屬共存的條件下可選擇性地蝕刻銅，且能夠很好地控制蝕刻線寬，同時對環境污染較小的蝕刻方法是亟待解決的問題。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種銅蝕刻液及其制備方法和應用，同時還提供了一種用該銅蝕刻液蝕刻銅的方法，該銅蝕刻液不僅克服了干法蝕刻銅的方法較為不易，且容易產生顆粒而使其良率降低的問題，還克服了其他銅蝕刻液在蝕刻銅時存在的污染或反應劇烈等問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種銅蝕刻液，所述銅蝕刻液是含有亞氯酸鈉、碳酸氫銨和氨水的水溶液，其中，在所述銅刻蝕液中，所述亞氯酸鈉的質量濃度為10g/L～15g/L，所述碳酸氫銨的質量濃度為50g/L～70g/L，所述氨水的體積濃度為10mL/L～60mL/L，其余為水。

進一步地，所述銅蝕刻液中的水選自去離子水、蒸餾水中的任意一種。

本發明的另一目的在于提供所述銅蝕刻液的制備方法，包括步驟：A、在蝕刻液槽中加入預定量的水；B、向所述蝕刻液槽的水中加入預定量的亞氯酸鈉和碳酸氫銨，并充分溶解；C、向步驟B得到的溶液中加入預定量的氨水，混合均勻得到所述銅蝕刻液。

進一步地，在步驟A中，所述水選自去離子水、蒸餾水中的任意一種。

進一步地，在步驟C中，所述亞氯酸鈉的預定量為在所述銅刻蝕液中的質量濃度為10g/L～15g/L，所述碳酸氫銨的預定量為在所述銅刻蝕液中的質量濃度為50g/L～70g/L。

進一步地，在步驟C中，所述氨水的預定量為在所述銅刻蝕液中的體積濃度為10mL/L～60mL/L。

本發明的另一目的還在于提供所述銅蝕刻液蝕刻銅的方法，包括步驟：將蝕刻對象物與所述銅蝕刻液接觸；其中，所述蝕刻對象物至少含有金屬銅或銅的氧化物。

進一步地，所述蝕刻對象物還含有金屬鈦、金、錫及所述金屬鈦、金、錫的氧化物中的至少一種。

進一步地，在將蝕刻對象物與所述銅蝕刻液接觸中，所述銅蝕刻液的溫度為20℃～35℃。

本發明還提供了所述銅蝕刻液在半導體和微機電系統的制造及封裝中的應用。