[发明专利]铜蚀刻液及其制备方法和应用、铜蚀刻方法

说明书

本发明公开了一种铜蚀刻液及其制备方法，所述铜蚀刻液是含有质量浓度10g/L～15g/L的亚氯酸钠、质量浓度50g/L～70g/L的碳酸氢铵和体积浓度10mL/L～60mL/L的氨水的水溶液；该铜蚀刻液的制备方法包括步骤：A、在蚀刻液槽中加入预定量的水；B、向其中加入预定量的亚氯酸钠和碳酸氢铵，并充分溶解；及C、向步骤B得到的溶液中加入预定量的氨水，混合均匀得到所述铜蚀刻液。本发明还公开了该铜蚀刻液蚀刻铜的方法及其在半导体和微机电系统的制造及封装中的应用，该铜蚀刻液蚀刻铜的方法为将蚀刻对象物与所述铜蚀刻液接触。所述铜蚀刻液克服了干法蚀刻及其他蚀刻液蚀刻铜存在的问题。

技术领域

本发明属于化学冶金领域，具体地讲，涉及铜蚀刻液及其制备方法，还涉及该铜蚀刻液蚀刻铜的方法及其在半导体和微机电系统的制造及封装中的应用。

背景技术

铜在印刷电路板中有着较为广泛的应用，近年来，铜在半导体、微机电系统及其封装领域的应用前景也得到关注。然而，在几微米或更小线宽的领域，铜并未得到很好的应用，这主要是受到了微米级或更小线宽的铜薄膜的蚀刻工艺的限制。

当铜用于电极时，铜下面还要加上粘附层及扩散阻挡层金属(如钛)；同时，在半导体、微机电系统及其封装领域，可能同时有其它金属(如金、锡)存在，这就要求蚀刻铜时需要对蚀刻钛、金、锡具有选择性。

在蚀刻铜时，干法蚀刻较为不易，且容易产生颗粒而使其良率降低；而一些铜蚀刻液又存在污染或反应剧烈等危险因素，因此探索一种能在钛、金、锡等至少一种金属共存的条件下可选择性地蚀刻铜，且能够很好地控制蚀刻线宽，同时对环境污染较小的蚀刻方法是亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种铜蚀刻液及其制备方法和应用，同时还提供了一种用该铜蚀刻液蚀刻铜的方法，该铜蚀刻液不仅克服了干法蚀刻铜的方法较为不易，且容易产生颗粒而使其良率降低的问题，还克服了其他铜蚀刻液在蚀刻铜时存在的污染或反应剧烈等问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种铜蚀刻液，所述铜蚀刻液是含有亚氯酸钠、碳酸氢铵和氨水的水溶液，其中，在所述铜刻蚀液中，所述亚氯酸钠的质量浓度为10g/L～15g/L，所述碳酸氢铵的质量浓度为50g/L～70g/L，所述氨水的体积浓度为10mL/L～60mL/L，其余为水。

进一步地，所述铜蚀刻液中的水选自去离子水、蒸馏水中的任意一种。

本发明的另一目的在于提供所述铜蚀刻液的制备方法，包括步骤：A、在蚀刻液槽中加入预定量的水；B、向所述蚀刻液槽的水中加入预定量的亚氯酸钠和碳酸氢铵，并充分溶解；C、向步骤B得到的溶液中加入预定量的氨水，混合均匀得到所述铜蚀刻液。

进一步地，在步骤A中，所述水选自去离子水、蒸馏水中的任意一种。

进一步地，在步骤C中，所述亚氯酸钠的预定量为在所述铜刻蚀液中的质量浓度为10g/L～15g/L，所述碳酸氢铵的预定量为在所述铜刻蚀液中的质量浓度为50g/L～70g/L。

进一步地，在步骤C中，所述氨水的预定量为在所述铜刻蚀液中的体积浓度为10mL/L～60mL/L。

本发明的另一目的还在于提供所述铜蚀刻液蚀刻铜的方法，包括步骤：将蚀刻对象物与所述铜蚀刻液接触；其中，所述蚀刻对象物至少含有金属铜或铜的氧化物。

进一步地，所述蚀刻对象物还含有金属钛、金、锡及所述金属钛、金、锡的氧化物中的至少一种。

进一步地，在将蚀刻对象物与所述铜蚀刻液接触中，所述铜蚀刻液的温度为20℃～35℃。

本发明还提供了所述铜蚀刻液在半导体和微机电系统的制造及封装中的应用。