CN114351144A - 一种金蚀刻液 - Google Patents

一种金蚀刻液 Download PDF

Info

Publication number
CN114351144A
CN114351144A CN202111512488.2A CN202111512488A CN114351144A CN 114351144 A CN114351144 A CN 114351144A CN 202111512488 A CN202111512488 A CN 202111512488A CN 114351144 A CN114351144 A CN 114351144A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gold
etching
etching solution
oxidant
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111512488.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114351144B (zh
Inventor
万杨阳
尹印
贺兆波
张庭
冯凯
王书萍
李鑫
李金航
钟昌东
黎鹏飞
彭浩
余迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Sinophorus Electronic Materials Co ltd
Original Assignee
Hubei Sinophorus Electronic Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Sinophorus Electronic Materials Co ltd filed Critical Hubei Sinophorus Electronic Materials Co ltd
Priority to CN202111512488.2A priority Critical patent/CN114351144B/zh
Publication of CN114351144A publication Critical patent/CN114351144A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114351144B publication Critical patent/CN114351144B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本发明涉及一种金蚀刻液。该蚀刻液由氧化剂、络合剂、增溶剂、pH缓冲剂、添加剂、氧化剂再生剂和去离子水组成。氧化剂为I2，络合剂为KI，增溶剂为极性有机溶剂，PH缓冲剂为多元酸盐，添加剂为含亲水基的芳香硝基化合物，氧化剂再生剂为吡咯烷酮类化合物。吡咯烷铜类化合物，与溶液中I‑发生氧化还原反应，将I‑氧化成I2，补充了被消耗的I2，使得药液中的I2和I‑处于动态平衡，从而延长了蚀刻液的寿命。因此本发明中的金蚀刻液能够维持稳定的蚀刻速率和寿命，同时蚀刻出均匀的金表面。

Description

一种金蚀刻液
技术领域
本发明属于金属湿法蚀刻和半导体封测技术交叉领域，具体涉及一种贵金属金蚀刻液。
背景技术
在MEMS和功率器件芯片制造及封装测试技术中，电极特性是影响器件性能的重要因素，需具备良好的导电性和稳定性以及较小的电迁移率。金电极材料由于具有极高的延展性，可以变很细，很薄，加上拥有其它金属无法比拟的化学稳定性，以及良好的电迁移特性而被应用于现今尺寸缩小的芯片以及高阶芯片的封装工艺中。
在晶圆级芯片封装工艺的发展中，布线线宽需随的渐缩，在现有的蚀刻过程中使用的金蚀刻液通常会导致蚀刻速率过快、过慢或者不稳定，蚀刻表面不均匀而造成线路导电性不佳、稳定性不高而易短路、断裂等缺失。因此需严格的控制金膜层的厚度和结构才能达到可靠性的要求。
因此有待开发一款蚀刻速率稳定、蚀刻表面均匀且蚀刻寿命长的金蚀刻液，来解决上述技术难点，从而提高器件的成品率。
发明内容
有鉴于此，本发明目的之一在于提供了一种蚀刻速率稳定，蚀刻表面均匀的金蚀刻组合物；
本发明目的之二在于提供了一种高蚀刻寿命的金蚀刻液，随着对金金属层的蚀刻，其蚀刻速率仍然保持稳定。
为实现上述目的，本发明技术方案提供一种金蚀刻液，其含有1％～5％的I2、10％～20％的KI、增溶剂2％～6％、PH缓冲剂2.5％～4.5％、添加剂为0.1％-2％、氧化剂再生剂为5％-10％、余量为去离子水。
其中，增溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇、乙醚、二乙醇单丁醚中的至少一种。
所述的PH缓冲剂包括K3PO4、K2HPO4、(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、Na2HPO4、一水合柠檬酸钾、柠檬酸钠中至少一种。
所述的添加剂为含亲水基的芳香硝基化合物，包括邻硝基苯酚、邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸、邻硝基苯乙酸、间硝基苯乙酸、4-甲砜-2-硝基苯甲酸中的任意一种。
所述的氧化剂再生剂为NMP、NEP、PVP、1-环己基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、1-乙基-2-吡咯烷酮的任意一种。
本发明的技术方案中，I2为氧化剂，将金氧化成金离子，KI为络合剂，与溶液中被氧化的金离子发生络合反应，降低了金离子的电势，使得金原子进一步被溶解，增溶剂增加了I2和有机添加剂的溶解性，同时也使得金表面产物更容易扩散，从而使得蚀刻后的表面更均匀。PH缓蚀剂通过调节溶液的pH，使其有稳定的蚀刻速率。芳香硝基化合物的硝基端吸附在金表面，亲水基与溶液相互作用，增强了蚀刻液对金表面的浸润性，使得蚀刻速率稳定，蚀刻表面均一，同时还可以避免金以氧化物的形式存在，利于金进一步被蚀刻。氧化剂再生剂与溶液中I-发生氧化还原反应，将I-氧化成I2,补充了被消耗的I2,使得药液中的I2和I-处于动态平衡，从而延长了蚀刻液的寿命。因此本发明中的金蚀刻液能够维持稳定的蚀刻速率和寿命，同时蚀刻出均匀的金表面。
本发明的有益效果
本发明的优点和有益效果在于：在本发明中，有机溶剂、PH缓冲剂、芳香硝基化合物添加剂协同作用通过增强药液的溶解性和浸润性，使得金表面产物更容易扩散，以及通过保持药液的PH稳定在7-8之间，而获得稳定的蚀刻速率和均一的蚀刻表面。同时氧化剂再生剂与溶液中I-发生氧化还原反应，将I-氧化成I2,补充了被消耗的I2,使得药液中的I2和I-处于动态平衡，从而延长了蚀刻液的寿命。因此本发明中的金蚀刻液能够维持稳定的蚀刻速率和寿命，同时蚀刻出均匀的金表面。
附图说明
图1为实施例1药液的混合情况。
图2为对比例6药液的混合情况。
图3为实施例1蚀刻后的均匀的表面。
图4为对比例1蚀刻后的不均匀的表面。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合图表和实施例对本发明做进一步地详细说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于下面的实施例。
本发明的金蚀刻液由表1所述成分，先添加去离子水，再按从左至右的顺序依次添加，每添加一个组分后，用搅拌棒搅拌均匀后再加入下一个组分，直到添加完最后一个组分后均匀混合即可制得。
表1为实施例1至23及对比例1至12金蚀刻液的组分含量及药液混合情况。
Figure BDA0003397718520000031
Figure BDA0003397718520000041
Figure BDA0003397718520000051
将上述制备好的金蚀刻液在25℃条件下，对在硅基底上镀有
Figure BDA0003397718520000052
金薄膜的试片进行蚀刻实验。蚀刻方式为搅拌浸泡蚀刻，蚀刻时间为20s，利用四点探针记录蚀刻前后Au的厚度，计算出金的蚀刻速率，连续蚀刻6片，并求出6片的平均蚀刻速率记录于表2中，并根据这6片的蚀刻速率与平均蚀刻速率计算出蚀刻稳定性U/6＝(蚀刻速率Max-蚀刻速率Min)/平均蚀刻速率，并记录于表2中。继续蚀刻金试片，直到试片的蚀刻速率连续3片比前6片的平均蚀刻速率低于
Figure BDA0003397718520000053
为止，记录蚀刻金试片的片数，并记录于表2中。
表2实施例1至23及对比例1、3至5、7、9、11、12进行蚀刻实验的实验效果。
Figure BDA0003397718520000061
Figure BDA0003397718520000071
根据上述实施例实验结果可以看出，本发明所提供的金蚀刻液，在常温条件下蚀刻，其蚀刻速率能够满足制程的需求，且蚀刻速率稳定，蚀刻寿命长，同时蚀刻后的金表面均一。图2中对比例6因为碘化钾含量过低，导致碘未完全溶解，所以出现图2沉淀现象。而图1中实施例1为完全溶解状态。图3为实施例1的现象图，图4为对比例1的现象图，从图中可以看出，图3蚀刻后的均匀的表面。图4为对比例1蚀刻后的不均匀的表面。
以上实施例中均匀的现象为图3的所示的现象，所述附图均与实施例1的附图基本相似，固未重复提供。以上实施例中不均匀的现象为图4的所示的现象，所述附图均与对比例1的附图基本相似，固未重复提供。
本发明涉及一种金蚀刻液。该蚀刻液由氧化剂、络合剂、增溶剂、pH缓冲剂、添加剂、氧化剂再生剂和去离子水组成。氧化剂为I2，络合剂为KI，增溶剂为极性有机溶剂，pH缓冲剂为多元酸盐，添加剂为含亲水基的芳香硝基化合物，氧化剂再生剂为吡咯烷酮类化合物。其中I2将金氧化，最后以金碘络合物的形式存在于溶液中，反应为：2Au+I-+I3 -＝2AuI2 -，2Au+3I3 -＝2AuI4 -+I-。有机溶剂，增加了I2和有机添加剂的溶解性，同时也使得金表面产物更容易扩散，从而使得蚀刻后的表面更均匀。pH缓蚀剂通过调节溶液的pH，使其有稳定的蚀刻速率。芳香硝基化合物的硝基端吸附在金表面，亲水基与溶液相互作用，增强了蚀刻液对金表面的浸润性，使得蚀刻速率稳定，蚀刻表面均一，同时芳香硝基化合物还可以避免金以氧化物的形式存在，利于金进一步被蚀刻。吡咯烷铜类化合物，与溶液中I-发生氧化还原反应，将I-氧化成I2，补充了被消耗的I2，使得药液中的I2和I-处于动态平衡，从而延长了蚀刻液的寿命。因此本发明中的金蚀刻液能够维持稳定的蚀刻速率和寿命，同时蚀刻出均匀的金表面。

Claims (5)

1.一种金蚀刻液，其特征在于，其含有1%~5%的I2、10%~20%的KI、增溶剂2%~6%、pH缓冲剂2.5%~4.5%、添加剂为0.1%-2%、氧化剂再生剂为5%-10%、余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的金蚀刻液，其特征在于，所述的增溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇、乙醚、二乙醇单丁醚中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的金蚀刻液，其特征在于，所述的pH缓冲剂包括K3PO4、K2HPO4、(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、Na2HPO4、一水合柠檬酸钾、柠檬酸钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的金蚀刻液，其特征在于，所述的添加剂为含亲水基的芳香硝基化合物，包括邻硝基苯酚、邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸、邻硝基苯乙酸、间硝基苯乙酸、4-甲砜-2-硝基苯甲酸中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的金蚀刻液，其特征在于，所述的氧化剂再生剂为NMP、NEP、PVP、1-环己基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、1-乙基-2-吡咯烷酮的任意一种。
CN202111512488.2A 2021-12-07 2021-12-07 一种金蚀刻液 Active CN114351144B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111512488.2A CN114351144B (zh) 2021-12-07 2021-12-07 一种金蚀刻液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111512488.2A CN114351144B (zh) 2021-12-07 2021-12-07 一种金蚀刻液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114351144A true CN114351144A (zh) 2022-04-15
CN114351144B CN114351144B (zh) 2023-06-02

Family

ID=81099203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111512488.2A Active CN114351144B (zh) 2021-12-07 2021-12-07 一种金蚀刻液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114351144B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116121754A (zh) * 2022-12-30 2023-05-16 浙江奥首材料科技有限公司 一种有机体系Al/Mo蚀刻液、其制备方法及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3957505A (en) * 1974-08-05 1976-05-18 Bayside Refining And Chemical Company Gold reclamation process
US20030100191A1 (en) * 2001-11-28 2003-05-29 Sharp Kabushiki Kaisha And Mitsubishi Chemical Corporation Etching liquid
JP2006199987A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Mitsubishi Chemicals Corp エッチング液及びエッチング方法
CN101225473A (zh) * 2007-01-17 2008-07-23 金益鼎企业股份有限公司 蚀刻液的处理方法与系统
JP2010229429A (ja) * 2009-03-25 2010-10-14 Kanto Chem Co Inc 金とニッケルの選択エッチング液
US20140091052A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Kanto Kagaku Kabushiki Kaisha Iodine-based etching solution and etching method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3957505A (en) * 1974-08-05 1976-05-18 Bayside Refining And Chemical Company Gold reclamation process
US20030100191A1 (en) * 2001-11-28 2003-05-29 Sharp Kabushiki Kaisha And Mitsubishi Chemical Corporation Etching liquid
JP2006199987A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Mitsubishi Chemicals Corp エッチング液及びエッチング方法
CN101225473A (zh) * 2007-01-17 2008-07-23 金益鼎企业股份有限公司 蚀刻液的处理方法与系统
JP2010229429A (ja) * 2009-03-25 2010-10-14 Kanto Chem Co Inc 金とニッケルの選択エッチング液
US20140091052A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Kanto Kagaku Kabushiki Kaisha Iodine-based etching solution and etching method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116121754A (zh) * 2022-12-30 2023-05-16 浙江奥首材料科技有限公司 一种有机体系Al/Mo蚀刻液、其制备方法及应用
CN116121754B (zh) * 2022-12-30 2023-11-17 浙江奥首材料科技有限公司 一种有机体系Al/Mo蚀刻液、其制备方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114351144B (zh) 2023-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109652804B (zh) 一种pcb减铜蚀刻液以及制作工艺
JP5699794B2 (ja) アルミニウム酸化皮膜用除去液及びアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法
JP5047881B2 (ja) 窒化チタン剥離液、及び窒化チタン被膜の剥離方法
TWI465607B (zh) 除去鋁氧化被膜用液及鋁或鋁合金之表面處理方法
WO2020062590A1 (zh) 一种铜钼合金膜的化学蚀刻用组合物
CN111519190B (zh) 一种铜制程面板中稳定蚀刻锥角的蚀刻液及稳定方法
KR20130130515A (ko) 은함유 패턴의 식각액
CN110923713B (zh) 一种用于铜钼及合金膜的刻蚀液及其制备方法
CN114351144B (zh) 一种金蚀刻液
CN113106453A (zh) 一种蚀刻液组合物及其应用
CN114807941B (zh) 一剂型高效长寿命铜钼蚀刻液、其制备方法及应用
CN110670072B (zh) 一种银蚀刻液
US20100273330A1 (en) Rinse formulation for use in the manufacture of an integrated circuit
US8080505B2 (en) Slurry composition and method for chemical mechanical polishing of copper integrated with tungsten based barrier metals
JPWO2008026542A1 (ja) エッチング液及びエッチング方法
CN113604804B (zh) 一种面板铜制程中稳定线宽损失和蚀刻锥角的蚀刻液
WO2020199643A1 (zh) 一种超高速纯锡电镀添加剂
TWI509104B (zh) 釕之無電沈積用之鍍覆溶液
KR20210056768A (ko) 금속막 식각액 조성물
KR102590529B1 (ko) 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속막의 식각방법
CN115261859B (zh) 铜蚀刻液组合物及其制备方法
CN112064032B (zh) 一种能提高过氧化氢系蚀刻液使用寿命的补充液
CN117286498A (zh) 蚀刻液及其在对铜/钼钛镍薄膜的蚀刻中的应用
CN117779033A (zh) 一种高效长寿命一剂型铜蚀刻液
CN115141629A (zh) TiN去除液

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 443007 no.66-3, Yiting Avenue, Yiting District, Yichang City, Hubei Province

Applicant after: Hubei Xingfu Electronic Materials Co.,Ltd.

Address before: 443007 no.66-3, Yiting Avenue, Yiting District, Yichang City, Hubei Province

Applicant before: HUBEI SINOPHORUS ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant