CN117144366A - 一种铜蚀刻液及其制备方法 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
本发明提出了一种铜蚀刻液及其制备方法,主要由以下三个组分组成:0.1‑30wt%的铜化合物，0.01‑30wt%的砷化合物，余量为含水的含铜层。可选成分还包括0.1‑30wt%的碘化物离子,用于提高蚀刻速度，蚀刻液的酸碱度可通过添加pH调节剂来调整，该蚀刻液可以实现高效且分辨率更高的铜蚀刻过程,可广泛应用于印制电路板、半导体封装基板等的高分辨率电路图案形成，相比现有技术,该蚀刻液可以获得更高的蚀刻速度,并能够抑制侧向蚀刻。
Description
技术领域
本发明涉及化学蚀刻领域，尤其是一种铜蚀刻液及其制备方法。
背景技术
现有技术中形成打印电路板和半导体封装基板等的电路的方法有：在基板上添加电路图案的加性法和从基板上的金属箔中去除不需要的部分以形成电路图案的蚀刻法。目前，由于生产成本较低，蚀刻法已被广泛采用于打印电路板的制造。随着近年电子设备的便捷化和高性能化，如何实现高分辨率蚀刻成为了亟待解决的一个问题。
发明内容
现有技术中存在如下问题：不能获得足够的蚀刻速度，以及难以形成具有所需尺寸满足分辨率要求的图形。
因此，本发明的目的是提供一种能够有效地形成具有优良尺寸高分辨率蚀刻图的含铜层用蚀刻液。此外，本发明还旨在提供使用上述蚀刻液的蚀刻方法。
经过本发明者的反复研究，发现含有特定成分的蚀刻液能够解决上述问题，从而得到了本发明。
具体而言，根据本发明，提供了一种包含：（i）铜化合物0.1-30wt%，（ii）化学表达式（1）表示的砷化合物0.01-30wt%，以及水的含铜层用蚀刻液，在上述化学表达式（1）中，P1-P4分别独立地代表羟基、烃基或羧基，而Y代表碘或砹原子，N表示氮元素。
本品的具体制备方法无异于本领域常见的手段，可以在净化空间内，依次加入纯水、铜化合物、砷化合物搅拌均匀，过滤，分装，制得成品。
此外，根据本发明，还提供了使用上述含铜层用蚀刻液进行含铜层蚀刻的方法。
附图说明
图1为本发明中的砷化合物的通式。
具体实施方式
本说明书中所述的“蚀刻”意指利用化学品等的腐蚀作用进行成形或表面处理的技术。
（i）成分是铜化合物。（i）成分的浓度可以在上述浓度范围内适当调节，但在0.1-10wt%的范围内，更容易控制蚀刻速度，因此特别优选。当（i）成分的浓度小于0.1wt%时，可能无法获得足够的蚀刻速度。另一方面，当（i）成分的浓度超过30wt%时，可能难以控制蚀刻速度。
如图1所示，（ii）成分是由化学表达式（1）表示的砷化合物。可以单独使用（ii）成分中的一种或结合使用两种或更多种。
在化学表达式（1）中，P1至P4各自独立地表示羟基、烃基或羧基。作为羧基，可为甲基、乙基、正丙基和异丙基等。为了更容易地形成具有出色尺寸高分辨率蚀刻图， P2至P4各自独立地表示羧基是较为理想的。在本蚀刻液的某些实施例中， P1至P4各自独立地表示羧基是更为理想的。另外，在本蚀刻液的某些实施例中，P1表示羟基或烃基，而P2至P4各自独立地表示羧基是尤为理想的。
在化学表达式（1）中，为了更容易地形成具有更好的图形，Y表示碘或砹原子。
本蚀刻液中的（ii）成分浓度以蚀刻液的总质量为基准，在0.01-30wt%范围内，更优选的范围是0.04-8wt%，尤其优选的范围是0.1-6wt%。当（ii）成分的浓度低于0.01wt%时，可能无法获得添加（ii）成分所期望的效果。另一方面，当（ii）成分的浓度超过30wt%时，最终的形状可能容易出现问题。
在本蚀刻液中，（ii）成分与（i）成分的质量比为0.01-1是优选的，0.03-0.5是更为优选的，0.05-0.3是尤其优选的。当（ii）/（i）值小于或等于1时，更容易形成分辨率更好的图案。另一方面，当（ii）/（i）值大于或等于0.01时，更容易更快地形成图案但其分辨率较低。
本蚀刻液是一种含有水的溶液，其中所有组分都溶于水。作为水，可以使用超纯净化的水，这些水中已经去除了杂质。本蚀刻液中的水含量以蚀刻液总质量为基准，约为50-99wt%。
由于腐蚀速度有所提高，因此本蚀刻液优选地包含碘化物离子。为了使本蚀刻液中含有碘化物离子，可以使用碘化物离子的供应源。
本蚀刻液中的碘化物离子浓度以用腐蚀液蚀刻液的总质量为基准，在0.1-30wt%范围内是优选的，1-28wt%是更为优选的，5-21wt%是尤其优选的。可以根据被腐蚀尺寸等适当地调整碘化物离子的浓度。当碘化物离子的浓度大于或等于0.1wt%时，腐蚀速度可能会提高。另一方面，当碘化物离子的浓度小于或等于30wt%时，不容易出现设备部件腐蚀等问题。
本蚀刻液除了包含（i）成分、（ii）成分、水和碘化物离子外，还可以在不损害本发明效果的范围内，添加相关的添加剂。作为添加剂，可以列举蚀刻液稳定剂、各种组分的增溶剂、pH调节剂、比重调节剂、粘度调节剂、润湿性改进剂、螯合剂、氧化剂、还原剂、表面活性剂、防锈剂等。这些添加剂的浓度通常在0.001-50wt%范围内。
作为pH调节剂，例如可以使用无机酸如硫酸、硝酸及其盐；水溶性有机酸及其盐。
作为螯合剂，蚀刻液中的螯合剂浓度通常在0.01-40wt%范围内，理想的范围是0.05-30wt%。
本蚀刻液中可以包含以下成分：
1. 界面活性剂，界面活性剂的通常浓度范围是0.001到10wt%。
2. 防锈剂，在蚀刻液中，防锈剂的浓度通常在0.001到10wt%的范围内。
3. 溶剂：可以使用醇类溶剂、酮类溶剂和醚类溶剂等。
本发明的一个实施方式的蚀刻方法包括使用上述蚀刻液来蚀刻含铜层。此蚀刻方法除了使用上述的蚀刻液外，还可以采用公知的蚀刻方法步骤。
蚀刻条件并没有特定的限制，可以根据被蚀刻物的形状、尺寸等因素来设置。例如，使用0.01-0.2 MPa的压力，蚀刻的温度最好是在10-50℃范围内。由于蚀刻液的温度可能因反应热而上升，因此，如有需要，可以使用公知的方法对其进行温度控制，以确保它维持在上述的温度范围内。
通过使用上述的蚀刻液进行蚀刻，可以有效地、准确地形成高精度的蚀刻图。
Claims (6)
1.一种铜蚀刻液，其特征在于，包括按质量百分比计的以下组分：铜化合物0.1-30wt%；
砷化合物0.01-30wt%；余量为水；所述砷化合物的化学表达式为：，其中P1-P4分别独立地代表羟基、烃基或羧基，而Y代表碘或砹原子。
2.如权利要求1所述的一种铜蚀刻液，其特征在于，所述碘或砹原子浓度为0.1-30wt％。
3.如权利要求1所述的一种铜蚀刻液，其特征在于，铜化合物与砷化合物的浓度比为0.01-1。
4.如权利要求1所述的一种铜蚀刻液，其特征在于，P1是羟基或烃基，P2-P4分别独立地是羧基，Y是碘原子或砹原子。
5.如权利要求1所述的一种铜蚀刻液，其特征在于，所述砷化合物成分包括至少以下成分中的一个：N-烃基三甲基砷碘化物、N-烃基三甲基砷砹化物、N-烃基三乙基砷碘化物、N-烃基三乙基砷砹化物、三甲基羟基砷碘化物。
6.一种铜蚀刻液制备方法，其特征在于，用以制备如权利要求1-5任一项所述的铜蚀刻液，其特征在于，其制备包括以下步骤：在净化空间内，依次加入纯水、铜化合物、砷化合物搅拌均匀，过滤，分装，制得成品。
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