【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蚀刻，具体而言，涉及铜蚀刻液及其制备方法和蚀刻方法。
技术介绍
1、制备半导体器件的过程中，需要在基板上形成金属配线，形成金属配线的制备流程通常包括：利用溅射等工艺在基板上形成金属膜，之后涂布、曝光及显影在所选区域，再蚀刻等；其中，蚀刻的方式包括利用等离子体进行干法蚀刻和利用蚀刻液进行湿式蚀刻。
2、湿法蚀刻的要求一般包括以下几点：加工精度高；蚀刻残渣少；蚀刻均匀；蚀刻速度适中；蚀刻后形成的布线剖面形状在规定的范围内(例如：铜布线端部的蚀刻面与下层的基板形成的角度(锥角)为30°～60°的正锥形状，从抗蚀层端部到与设置在布线之下的阻隔膜接触的布线端部为止的距离(cd损失)为1.2μm以下等)。
3、部分的半导体器件(例如：平板显示器等显示器件)的布线材料，通常选用低电阻材料的铜和含铜的合金。但是，由于铜与玻璃材质的基板等密合性不足，且铜具有向硅半导体膜扩散的性质，故通常要在基板与铜层布线之间设置钛层或钼层等阻隔金属层作为阻隔膜，以使铜层布线与玻璃基板的密合性提高，并防止铜向硅半导体膜扩散。
4、在蚀刻铜层和钛层组成的双层金属膜时，通常需要混合两种不同的蚀刻溶液实现对于铜层和钛层的蚀刻。但是，将蚀刻铜层的蚀刻溶液和蚀刻钛层的蚀刻溶液混用的方式，难以形成良好的蚀刻轮廓，且存在不稳定的问题，容易出现蚀刻不完全的现象，造成钛残留、钛拖尾的问题，而且还容易破坏玻璃基地或硅层。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供铜蚀刻液及其制备方法和蚀
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种铜蚀刻液，该铜蚀刻液的原料按照质量百分数计包括：
4、5.00wt％～10.00wt％的过氧化氢；
5、0.05wt％～3.00wt％的金属抑制剂；
6、5.00wt％～15.00wt％的丙二酸；
7、0.05wt％～3.00wt％的无机盐；
8、0.05wt％～5.00wt％的螯合剂；
9、0.05wt％～2.00wt％的氟化物；
10、0.05wt％～10.00wt％的稳定剂；
11、0.05wt％～1.00wt％的十二烷基苯磺酸钠；
12、余量为水；
13、铜蚀刻液的ph为：1.5<ph≤2。
14、在可选的实施方式中，金属抑制剂的质量百分数为0.05wt％～2.00wt％；和/或，
15、螯合剂的质量百分数为0.05wt％～2.00wt％；和/或，
16、稳定剂的质量百分数为0.05wt％～8.00wt％；和/或，
17、丙二酸的质量百分数为6.00wt％；和/或，
18、十二烷基苯磺酸钠的质量百分数为0.5wt％。
19、在可选的实施方式中，金属抑制剂包括5-甲基-1h-四氮唑、5-氨基四氮唑、苯并三氮唑、甲苯基三氮唑、吡唑、吡咯、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-氨基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基咪唑和4-丙基咪唑中的至少一种；和/或，
20、无机盐包括硫酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠和磷酸氢二钾中的至少一种；和/或，
21、螯合剂包括自由天冬酰胺、亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、2,4-咪唑啉二酮、丁二酰亚胺、戊二酰亚胺、谷氨酸、天门冬氨酸、焦谷氨酸和马尿酸中的至少一种；和/或，
22、氟化物包括氢氟酸、氟化氨、氟化氢铵、重氟化钠和氟化钾中的至少一种；和/或，
23、稳定剂包括二乙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇和1,5-戊二醇中的至少一种。
24、在可选的实施方式中，无机盐包括硫酸氢铵和磷酸二氢铵。
25、在可选的实施方式中，硫酸氢铵和磷酸二氢铵的重量比为1:1～1:1.5。
26、在可选的实施方式中，金属抑制剂包括5-甲基-1h-四氮唑、5-氨基四氮唑和苯并三氮唑中的至少一种；和/或，
27、螯合剂包括亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸和丁二酰亚胺中的至少一种；和/或，
28、氟化物包括氟化氨和氟化氢铵中的至少一种；和/或，
29、稳定剂包括二乙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇和1,4-丁二醇中的至少一种。
30、在可选的实施方式中，稳定剂包括二乙二醇、二丙二醇和1,4-丁二醇中的至少一种。
31、第二方面，本专利技术还提供一种铜蚀刻液的制备方法，其包括：依次添加氟化物、酸性组合物、金属抑制剂、螯合剂、稳定剂、水和过氧化氢，搅拌；其中，酸性组合物包括丙二酸、无机盐和十二烷基苯磺酸钠。
32、第三方面，本专利技术还提供一种蚀刻方法，其包括：使前述任一项的铜蚀刻液在预设温度条件下，循环喷淋待蚀刻的基板。
33、在可选的实施方式中，预设温度为25℃～35℃。
34、本专利技术包括以下有益效果：
35、本专利技术实施例提供的铜蚀刻液中的过氧化氢(h2o2)作为主氧化剂，可以发挥在蚀刻时，对于铜钛金属膜形成锥面的作用；过氧化氢的含量为5.00wt％～10.00wt％，可以提供适宜的氧化作用，以确保良好的蚀刻速率，避免蚀刻速率低而无法实现充分的蚀刻，或者蚀刻速率可能过快而难以控制蚀刻程度，导致铜钛金属膜过蚀刻(over etching)的问题；而且，通过控制过氧化氢的用量，使得铜蚀刻液为低双氧水体系，不会因为铜离子过多导致双氧水快速分解，从而导致蚀刻液快速升温甚至暴沸的问题。
36、金属抑制剂能够发挥调节铜钛金属膜的蚀刻速度的作用，且能够提高重复使用铜蚀刻液进行蚀刻的稳定性，即随着铜蚀刻液蚀刻的具有金属配线的基板的数量增加，能够减小侧蚀(side etch，s/e)，各个基板之间的侧蚀变化量小，保证了蚀刻效果并提高蚀刻效率。金属抑制剂的含量为0.05wt％～3.00wt％，能够改善蚀刻速率过快而造成过蚀刻的问题，同时也改善蚀刻速率太慢而降低效率的问题。
37、丙二酸作为有机酸，有利于维持铜布线端部的蚀刻面与下层的基板形成的目标角度(锥角)。丙二酸还可以发挥助氧化剂的作用，而且含量控制在5.00wt％～15.00wt％能够有效地控制蚀刻的速率；其中，通过丙二酸的添加，能够使从铜层上蚀刻下来的铜离子更容易溶解在铜蚀刻液中，即增加铜离子的溶解度，进而有利于使铜蚀刻液能够用于蚀刻更多的基板，延长铜蚀刻液的更换周期，以节省成本，还能改善蚀刻速度过快而难以控制的问题。
38、无机盐能够发挥调节铜钛金属膜的蚀刻速度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铜蚀刻液，其特征在于，所述铜蚀刻液的原料按照质量百分数计包括：5.00wt％～10.00wt％的过氧化氢；0.05wt％～3.00wt％的金属抑制剂；5.00wt％～15.00wt％的丙二酸；0.05wt％～3.00wt％的无机盐；0.05wt％～5.00wt％的螯合剂；0.05wt％～2.00wt％的氟化物；0.05wt％～10.00wt％的稳定剂；0.05wt％～1.00wt％的十二烷基苯磺酸钠；余量为水；
2.根据权利要求1所述的铜蚀刻液，其特征在于，所述金属抑制剂的质量百分数为0.05wt％～2.00wt％；和/或，
3.根据权利要求1所述的铜蚀刻液，其特征在于，所述金属抑制剂包括5-甲基-1H-四氮唑、5-氨基四氮唑、苯并三氮唑、甲苯基三氮唑、吡唑、吡咯、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-氨基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基咪唑和4-丙基咪唑中的至少一种；和/或，
4.根据权利要求3所述的铜蚀刻液，其特征在于，所述无机盐包括所述硫酸氢铵和所述磷酸二氢铵。
5.根据权利要求4所述的铜蚀刻液，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的铜蚀刻液，其特征在于，所述金属抑制剂包括所述5-甲基-1H-四氮唑、所述5-氨基四氮唑和所述苯并三氮唑中的至少一种；和/或，
7.根据权利要求6所述的铜蚀刻液，其特征在于，所述稳定剂包括所述二乙二醇、所述二丙二醇和1,4-丁二醇中的至少一种。
8.如权利要求1-7任一项所述的铜蚀刻液的制备方法，其特征在于，包括：依次添加所述氟化物、酸性组合物、所述金属抑制剂、所述螯合剂、所述稳定剂、所述水和所述过氧化氢，搅拌；其中，所述酸性组合物包括所述丙二酸、所述无机盐和所述十二烷基苯磺酸钠。
9.一种蚀刻方法，其特征在于，包括：使权利要求1-7任一项所述的铜蚀刻液在预设温度条件下，循环喷淋待蚀刻的基板。
10.根据权利要求9所述的蚀刻方法，其特征在于，所述预设温度为25℃～35℃。
...【技术特征摘要】
1.一种铜蚀刻液，其特征在于，所述铜蚀刻液的原料按照质量百分数计包括：5.00wt％～10.00wt％的过氧化氢；0.05wt％～3.00wt％的金属抑制剂；5.00wt％～15.00wt％的丙二酸；0.05wt％～3.00wt％的无机盐；0.05wt％～5.00wt％的螯合剂；0.05wt％～2.00wt％的氟化物；0.05wt％～10.00wt％的稳定剂；0.05wt％～1.00wt％的十二烷基苯磺酸钠；余量为水；
2.根据权利要求1所述的铜蚀刻液，其特征在于，所述金属抑制剂的质量百分数为0.05wt％～2.00wt％；和/或，
3.根据权利要求1所述的铜蚀刻液，其特征在于，所述金属抑制剂包括5-甲基-1h-四氮唑、5-氨基四氮唑、苯并三氮唑、甲苯基三氮唑、吡唑、吡咯、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-氨基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基咪唑和4-丙基咪唑中的至少一种；和/或，
4.根据权利要求3所述的铜蚀刻液，其特征在于，所述无机盐包括所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟明，刘明辉，聂航，衡京，章学春，
申请(专利权)人：上海盛剑微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。