[發(fā)明專利]一種雙氧化組分鋁蝕刻液

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910127787.0
• 申請(qǐng)日: 2019-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN109852970A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李少平;張演哲;賀兆波;張庭;蔡步林;萬楊陽;王書萍;馮凱;尹印
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北興福電子材料有限公司
• 主分類號(hào): C23F1/20
• 分類號(hào): C23F1/20
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明涉及一種雙氧化組分鋁蝕刻液。該鋁蝕刻液由雙氧化劑濃硝酸和雙氧水，具有絡(luò)合作用的無機(jī)酸，以及具有緩沖穩(wěn)定作用的有機(jī)酸組成。在該蝕刻液中，由濃硝酸和雙氧水組成的雙氧化劑克服了鋁蝕刻液中常見的蝕刻缺陷，包括蝕刻過程中金屬鋁易鈍化導(dǎo)致蝕刻速率慢且波動(dòng)大、氧化劑被快速消耗導(dǎo)致有效刻蝕時(shí)間短等問題。本發(fā)明中的鋁蝕刻液能在蝕刻過程中長時(shí)間保持穩(wěn)定和均勻性，并較大幅度的增加有效蝕刻區(qū)間，延長蝕刻壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濕法化學(xué)蝕刻與金屬腐蝕的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙氧化組分的鋁蝕刻液。

背景技術(shù)

蝕刻作為半導(dǎo)體芯片行業(yè)與面板行業(yè)必不可少的工藝程序而具有非常重要的地位和研究熱度。目前蝕刻技術(shù)包括干法蝕刻和濕法蝕刻，相對(duì)于干法蝕刻而言，由于濕法蝕刻具有蝕刻速度快、控制工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用得更為廣泛。但隨著半導(dǎo)體芯片行業(yè)與面板行業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，更新速度在不斷加快。因此對(duì)蝕刻的要求也在不斷提高，蝕刻液需要跟上行業(yè)的步伐節(jié)奏。鋁作為連接線依舊是行業(yè)內(nèi)主要的蝕刻對(duì)象，相對(duì)應(yīng)的，鋁蝕刻液的需求量也就十分驚人，并需要隨時(shí)滿足行業(yè)新的性能指標(biāo)要求。傳統(tǒng)的鋁蝕刻液由磷酸、硝酸、醋酸三個(gè)主要的成分組成，硝酸作為唯一依賴的氧化劑對(duì)金屬鋁進(jìn)行氧化，但隨著鋁蝕刻的發(fā)生，對(duì)硝酸也會(huì)逐漸消耗，當(dāng)硝酸中唯一起氧化作用的硝酸根離子在與金屬鋁反應(yīng)后被還原成亞硝酸根離子，可供繼續(xù)蝕刻的硝酸含量便減少了，導(dǎo)致蝕刻速率由快變慢緩，當(dāng)蝕刻速率下降到一定程度，超出蝕刻工藝控制線，會(huì)導(dǎo)致該蝕刻液失效而不能被繼續(xù)使用。因此這類蝕刻速率波動(dòng)過快的情形，會(huì)造成使用鋁蝕刻液的蝕刻壽命縮短。導(dǎo)致蝕刻液的消耗加劇，增加蝕刻成本。

因此，針對(duì)蝕刻領(lǐng)域中有效蝕刻時(shí)間短，出現(xiàn)的蝕刻不穩(wěn)定等亟需解決的問題，如何提高鋁蝕刻液的長效蝕刻穩(wěn)定性，提高鋁蝕刻液的使用壽命就顯得十分有意義和必要。基于此，本發(fā)明研發(fā)了一種涉及雙氧化組分的鋁蝕刻液，通過雙氧化協(xié)同作用，增加鋁蝕刻液的穩(wěn)定蝕刻時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供了一種雙氧化組分的高效能鋁蝕刻液，能夠解決鋁蝕刻過程中的速率穩(wěn)定性和使用壽命等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)解決方案：

一種雙氧化組分的高效能鋁蝕刻液，包括所述鋁蝕刻液由雙氧化劑、無機(jī)酸絡(luò)合劑和有機(jī)酸緩沖劑組成。

所述的鋁蝕刻液中無額外添加的水，但雙氧化劑、無機(jī)酸絡(luò)合劑、有機(jī)酸緩沖劑中含有水。

所述的鋁蝕刻液中的雙氧化劑由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68-72％的濃硝酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18-22％的雙氧水組成。優(yōu)選方案為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％的濃硝酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的雙氧水組成。

所述的雙氧化劑中的硝酸在鋁蝕刻液中的重量含量為1％-6％，雙氧水在鋁蝕刻液中的重量含量為0.5％-3％。雙氧化劑中的硝酸和雙氧水不僅分別對(duì)鋁具有氧化性，而且雙氧水能還原硝酸產(chǎn)生的亞硝酸根離子，維持硝酸的氧化性。

所述的鋁蝕刻液中的無機(jī)酸絡(luò)合劑為鹽酸、磷酸中的一種，并優(yōu)選磷酸。

其中，無機(jī)酸中的磷酸是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為86-88％的濃磷酸，磷酸在鋁蝕刻液中的重量含量為60％-80％。

所述的鋁蝕刻液中的有機(jī)酸緩沖劑為醋酸。有機(jī)酸中的醋酸是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％以上的醋酸，醋酸在鋁蝕刻液中的重量含量為1％-10％。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：在本發(fā)明中，使用由硝酸和雙氧水構(gòu)成的雙氧化組份能同時(shí)加強(qiáng)對(duì)金屬鋁的氧化，可以減緩硝酸作為單一氧化劑引起的鈍化作用。而且，雙氧水能還原硝酸在刻蝕鋁后所產(chǎn)生的亞硝酸根離子，維持硝酸的氧化性，避免以往氧化劑被消耗而引起蝕刻速率大幅下降的問題，使效得鋁蝕刻液能長效發(fā)揮蝕刻鋁的功能，保證了鋁蝕刻液穩(wěn)定的蝕刻速率，長的蝕刻壽命。

附圖說明