一种铜金属蚀刻液组合物及其使用方法技术

本发明专利技术属于C23F技术领域，更具体的涉及一种铜金属蚀刻液组合物及其使用方法。一种铜金属蚀刻液组合物，制备原料包括主剂和辅剂；所述的主剂的制备原料包括：氧化剂、碳原子数大于2的羧酸类物质、含胺类物质、稳定剂、缓蚀剂和溶剂；所述的辅剂的制备原料至少包括有机酸和有机碱。经本发明专利技术提供的铜金属蚀刻组合物可以保证在蚀刻过程完成后具有较高的铜负载量，可达10000ppm以上，并且不会出现倒角和拖尾现象，保证了其在蚀刻领域的应用价值。保证了其在蚀刻领域的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种铜金属蚀刻液组合物及其使用方法


[0001]本专利技术属于C23F
，更具体的涉及一种铜金属蚀刻液组合物及其使用方法。

技术介绍

[0002]金属蚀刻作为一种通过复杂的化学反应在金属表面形成一定的条纹或者图案，实现金属的蚀刻。关于此类技术，现有阶段市面上研究的比较多，但是不同的工艺或者条件的变化，会导致蚀刻的性能发生较大的改变，如申请号为201911383374.5的中国专利技术专利公开了一种铜蚀刻液及其制备方法和应用，在公开的专利中通过硫酸和/或硝酸在四价铈盐和条件下，配合咪唑类化合物、磺酸类化合物和多元胺的混合物制备得到一种铜蚀刻液。
[0003]研究者们在研究过程中发现，蚀刻过程中改变蚀刻条件或者制备原料均会对蚀刻结果产生较大的影响，在公开的专利中提供的方法中采用酸性较强的无机酸制备得到，但是，在具体的使用过程中可能出现酸性过强的问题，最终导致铜离子对氧化剂的分解能力过强，进而造成蚀刻过程中最高铜负载量大大降低，影响蚀刻效果。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种铜金属蚀刻液组合物，制备原料包括主剂和辅剂；
[0005]所述的主剂的制备原料包括：氧化剂、碳原子数大于2的羧酸类物质、含胺类物质、稳定剂、缓蚀剂和溶剂；
[0006]所述的辅剂的制备原料至少包括有机酸和有机碱。
[0007]在一些优选的实施方式中，所述的碳原子数大于2的羧酸类物质中羧酸根个数为1
‑
3。
[0008]在一些优选的实施方式中，所述的缓蚀剂包括氮唑类化合物。
[0009]在一些优选的实施方式中，所述的氮唑类化合物包括5
‑
氨基四氮唑、1,2,3
‑
三氮唑；所述的5
‑
氨基四氮唑、1,2,3
‑
三氮唑的重量比为1：(0.5
‑
5)。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述的5
‑
氨基四氮唑、1,2,3
‑
三氮唑的重量比为1：1。
[0011]在一些优选的实施方式中，所述的5
‑
氨基四氮唑、1,2,3
‑
三氮唑的重量比为1：2。
[0012]在一些优选的实施方式中，所述的5
‑
氨基四氮唑、1,2,3
‑
三氮唑的重量比为1：3。
[0013]在一些优选的实施方式中，所述的碳原子数大于2的羧酸类物质包括羧酸根个数为1和/或羧酸根个数为2的羧酸类物质。
[0014]在一些优选的实施方式中，所述的碳原子数大于2的羧酸类物质选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、柠檬酸、亚氨基二乙酸、三乙酸胺、酒石酸中的至少一种。
[0015]进一步优选的，羧酸根个数为1的碳原子数大于2的羧酸类物质包括苹果酸、柠檬酸、酒石酸、亚氨基二乙酸、三乙酸胺。
[0016]进一步优选的，所述的羧酸根个数为1的碳原子数大于2的羧酸类物质包括苹果
酸。
[0017]在一些优选的实施方式中，羧酸根个数为2的碳原子数大于2的羧酸类物质包括乙二酸、丙二酸、丁二酸。
[0018]进一步优选的，所述的羧酸根个数为2的碳原子数大于2的羧酸类物质包括丙二酸、丁二酸。
[0019]在一些优选的实施方式中，所述的羧酸根个数为1的碳原子数大于2的羧酸类物质和羧酸根个数为2的碳原子数大于2的羧酸类物质的重量比为(1
‑
3)：(1
‑
5)。
[0020]更优选的，所述的羧酸根个数为1的碳原子数大于2的羧酸类物质和羧酸根个数为2的碳原子数大于2的羧酸类物质的重量比为1：(1
‑
2)。
[0021]在实验过程中，经过申请人大量的创造性实验探究发现，在本体系中，通过羧酸根个数不同的酸之间的相互作用，可以在羧酸根个数为1的碳原子数大于2的羧酸类物质和羧酸根个数为2的碳原子数大于2的羧酸类物质的重量比为1：(1
‑
2)时，使用过程中可以为体系提供稳定的氢离子和强酸环境，增加金属的去除能力，同时，在本体系中形成对金属铜离子的络合作用，减弱铜离子对本体系中氧化剂过氧化氢的分解速率。
[0022]另外，申请人发现，在本体系中加入的羧酸如果选自无机酸，会导致体系内的pH值发生迅速的改变，进而导致其对体系pH值的稳定造成一定的影响，进而导致铜离子的络合能力受到影响，对双氧水的分解速率提升，进而造成蚀刻组合物的使用寿命受到影响。
[0023]在一些优选的实施方式中，所述的含胺类物质选自氨水、甲胺、乙二胺、二甲基乙醇胺、二乙氨基丙胺、丙二胺、三乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺、二甲基乙二胺、三羟甲基氨基甲烷、四甲基氢氧化铵中的至少一种。
[0024]进一步优选的，所述的含胺类物质选自二甲基乙醇胺和三乙醇胺。
[0025]进一步优选的，所述的二甲基乙醇胺和三乙醇胺的重量比为(1.5
‑
3)：(1
‑
2)。
[0026]进一步优选的，所述的二甲基乙醇胺和三乙醇胺的重量比为2.1：1.6。
[0027]在一些优选的实施方式中，所述的辅剂的制备原料还包括稳定剂、缓蚀剂和溶剂。
[0028]在一些优选的实施方式中，所述的稳定剂包括含芳香环化合物。
[0029]进一步优选的，所述的含芳香环化合物包括中的至少一种。
[0030]在一些优选的实施方式中，所述的碳原子数大于2的羧酸类物质和含胺类物质的重量比为(3
‑
10)：(1.5
‑
5)。
[0031]在一些优选的实施方式中，主剂的制备原料按重量百分比计，包括：氧化剂1
‑
20％、碳原子数大于2的羧酸类物质1
‑
15％、含胺类物质1
‑
15％、稳定剂0.01
‑
5％、缓蚀剂0.01
‑
1％、溶剂补充余量至100％。
[0032]在一些优选的实施方式中，辅剂的制备原料按重量百分比计，包括：有机酸10
‑
40％、有机碱10
‑
40％、稳定剂0.01
‑
3％、缓蚀剂0.1
‑
1％、溶剂补充余量至100％。
[0033]在一些优选的实施方式中，主剂和辅剂中的溶剂为去离子水。
[0034]在一些优选的实施方式中，辅剂中的有机酸包括氨基乙酸、丙二酸、亚氨基二乙酸、三乙酸胺、酒石酸中的至少一种。
[0035]在一些优选的实施方式中，辅剂中的有机碱选自二甲基乙醇胺、二乙氨基丙胺、异丁醇胺中的至少一种。
[0036]在一些优选的实施方式中，辅剂中的稳定剂包括
[0037]本专利技术的第二方面提供了一种铜金属蚀刻液组合物的使用方法，使用主剂进行铜金属蚀刻，随着铜离子浓度每升高100ppm，向主剂中补加0.05％...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜金属蚀刻液组合物，其特征在于，制备原料包括主剂和辅剂；所述的主剂的制备原料包括：氧化剂、碳原子数大于2的羧酸类物质、含胺类物质、稳定剂、缓蚀剂和溶剂；所述的辅剂的制备原料至少包括有机酸和有机碱。2.根据权利要求1所述的铜金属蚀刻液组合物，其特征在于，所述的碳原子数大于2的羧酸类物质中羧酸根个数为1
‑
3。3.根据权利要求1所述的铜金属蚀刻液组合物，其特征在于，所述的缓蚀剂包括氮唑类化合物。4.根据权利要求3所述的铜金属蚀刻液组合物，其特征在于，所述的氮唑类化合物包括5
‑
氨基四氮唑、1,2,3
‑
三氮唑；所述的5
‑
氨基四氮唑、1,2,3
‑
三氮唑的重量比为1：(0.5
‑
5)。5.根据权利要求1或2所述的铜金属蚀刻液组合物，其特征在于，所述的碳原子数大于2的羧酸类物质包括羧酸根个数为1和/或羧酸根个数为2的羧酸类物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐帅，张红伟，李闯，胡天齐，钱铁民，马强，刘长乐，刘金兵，
申请(专利权)人：四川和晟达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：