[发明专利]一种铜蚀刻液

说明书

本发明涉及一种稳定高效的铜蚀刻液。该铜蚀刻液由双氧水、硫酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸钠和去离子水组成，在该蚀刻液蚀刻过程中，双氧水和金属铜反应形成氧化铜，硫酸与生成的氧化铜反应生成可溶性的二价铜离子。在该蚀刻过程中生成的二价铜离子一方面由于自身的氧化性会继续对金属铜氧化生成一价铜离子，随着蚀刻液铜离子的不断累积，蚀刻速率会越来越快，变得无法受控；另一方面，铜离子加速双氧水分解，从而缩短蚀刻液寿命，同时制程中液体温度急剧上升，易导致安全事故发生。本发明通过加入一定比例乙二胺四乙酸和柠檬酸钠，稳定蚀刻液铜离子浓度和pH值，有效的延长了蚀刻液使用寿命，提高了蚀刻速率及稳定性。

技术领域

本发明涉及化学蚀刻与半导体的交叉技术领域，具体涉及一种稳定高效的铜蚀刻液及其制备作为电子级化学品在芯片、面板等的金属蚀刻。

背景技术

近些年，由于半导体和显示面板等行业的迅猛发展，对电子化学品不仅具有量的旺盛需求，而且对质的要求也越来越高。蚀刻技术作为半导体、显示面板等必不可少的工艺环节，也在不断地发展进步。其中湿法刻蚀作为最有效、最稳定和最广泛的蚀刻技术被行业长期使用。金属铜具有更加优异的电导性而被广泛作为金属互联线。因此，目前的蚀刻大多都是围绕铜或铜合金而展开。目前市场上该铜蚀刻液主要由双氧水、硫酸和去离子水组成，在该蚀刻液蚀刻过程中，双氧水和金属铜反应形成的氧化铜，硫酸与生成的氧化铜反应生成可溶性的二价铜离子。在该蚀刻过程中生成的二价铜离子一方面由于自身的氧化性会继续对金属铜氧化生成一价铜离子，随着蚀刻液铜离子的不断累积，蚀刻速率会越来越快，变得无法受控；另一方面，铜离子加速双氧水分解，从而缩短蚀刻液寿命，同时制程中液体温度急剧上升，易导致安全事故发生。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种稳定高效的铜蚀刻液。本发明通过加入一定比例乙二胺四乙酸和柠檬酸钠，稳定蚀刻液铜离子浓度和pH值，有效的延长了蚀刻液使用寿命，提高了蚀刻速率及稳定性。

本发明目的之二在于提供了一种稳定高效的铜蚀刻液的制备方法。

为实现上述目的，本发明技术方案提供一种稳定高效的铜蚀刻液，所述的铜蚀刻液由双氧水、硫酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸钠和去离子水组成。

蚀刻液中双氧水的重量含量在1％-20％；硫酸的重量含量在0.5％-10％；乙二胺四乙酸的重量含量在0.5％-10％；柠檬酸钠的重量含量在0.5％-10％；去离子水的重量含量为余量。

进一步优选方案中，其中所述的双氧水，其重量含量为5.0％；所述的硫酸为浓硫酸，其重量含量为2.0％；所述的乙二胺四乙酸，其重量含量为2.0％；所述的柠檬酸钠，其重量含量为2.0％；去离子水的重量含量为余量，金属离子含量低于0.1ppb。

其中，蚀刻液中双氧水与硫酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸钠的质量比均为0.05～2：0.8-1.2：0.8-1.2：0.8-1.2。

所述的蚀刻液中还包含有1-(1,3,4-三唑基)-2,4,6-均苯三甲酸或1H-1,2,4-三唑-1-乙酸；其中1-(1,3,4-三唑基)-2,4,6-均苯三甲酸或1H-1,2,4-三唑-1-乙酸的重量含量为0.5-2％，优选的重量含量为1.5％。

本发明技术方案还提供一种稳定高效的铜蚀刻液制备方法，制备方法包括以下步骤：

S1、按所述比例分别称重双氧水、硫酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸钠和去离子水；

S2、将乙二胺四乙酸、柠檬酸钠和去离子水逐一加入，再缓慢加入称量好的硫酸，并搅拌均匀，待恢复至室温后缓慢加入称量好的双氧水，搅拌均匀；

所述的制备过程中，S2中加入硫酸和双氧水时要缓慢滴加，加入时间为3-5分钟。

S2中加入硫酸和双氧水时需要搅拌，搅拌速率为30-100r/min，加完双氧水即停止搅拌。