CN118685777A - 一种刻蚀液、制备方法、应用及刻蚀方法 - Google Patents
一种刻蚀液、制备方法、应用及刻蚀方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118685777A CN118685777A CN202410685512.XA CN202410685512A CN118685777A CN 118685777 A CN118685777 A CN 118685777A CN 202410685512 A CN202410685512 A CN 202410685512A CN 118685777 A CN118685777 A CN 118685777A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- etching
- copper
- complexing agent
- circuit
- acid
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 275
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 149
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 127
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 127
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 23
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract description 7
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 8
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 5
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 claims description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N L-Ornithine Chemical compound NCCC[C@H](N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 3
- AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N Orn-delta-NH2 Natural products NCCCC(N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N Ornithine Natural products OC(=O)C(C)CCCN UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960003104 ornithine Drugs 0.000 claims description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 5
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- 229940102253 isopropanolamine Drugs 0.000 description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZURAKLKIKYCUJU-UHFFFAOYSA-N copper;azane Chemical compound N.[Cu+2] ZURAKLKIKYCUJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 238000004100 electronic packaging Methods 0.000 description 2
- -1 fatty alcohol ammonium sulfate Chemical class 0.000 description 2
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical group 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 description 1
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M sodium;dodecane-1-sulfonate Chemical group [Na+].CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PNGBYKXZVCIZRN-UHFFFAOYSA-M sodium;hexadecane-1-sulfonate Chemical group [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O PNGBYKXZVCIZRN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
本申请涉及刻蚀材料技术领域,提供了一种刻蚀液、制备方法、应用及刻蚀方法。以刻蚀液的总重量为100%计,刻蚀液包括如下重量百分含量的下列组分:过氧化氢、络合剂、稳定剂、表面活性剂和水,络合剂包括第一络合剂和第二络合剂,第一络合剂包括柠檬酸、柠檬酸钠中的至少一种,第二络合剂包括含有氨基的有机物中的至少一种。本申请提供刻蚀液通过各组分之间的协同作用,使得刻蚀液具有稳定的刻蚀速率,线路侧蚀小,线路表面均匀,能够维持良好的线路形状,有效改善铜线路的刻蚀效果,提高了精密线路的品质和良品率。
Description
技术领域
本申请属于刻蚀材料技术领域,尤其涉及一种刻蚀液、制备方法、应用及刻蚀方法。
背景技术
在半导体、封装等制造过程中,通常采用SAP工艺(半加成法工艺)制作精密线路,具体为:采用磁控溅射在基板上形成铜薄膜(sputter铜),然后采用电镀法在铜薄膜上制备电镀铜,之后采用刻蚀液对sputter铜和电镀铜进行刻蚀,将铜线路图形化,形成精密线路。然而,电镀铜与sputter铜(溅射沉积铜)的晶粒结晶度不一样,在刻蚀过程中两者的蚀刻速率存在较大差异,容易出现线路侧蚀的问题,轻者会导致底部钻刻严重,使得线路容易脱落,重者严重影响图形的分辨率;另外,精密线路的线宽线距小,线宽线距小于10μm,板面形貌复杂,导致蚀刻均一性差,也容易出现线路侧蚀的问题,使得精密线路的不良率居高不下。
发明内容
本申请的目的在于提供一种刻蚀液、制备方法及刻蚀方法,旨在解决铜线路侧蚀、精密线路的不良率过高的问题。
为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
第一方面,本申请提供一种刻蚀液,以所述刻蚀液的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
过氧化氢 10%~20%
络合剂 6%~20%
稳定剂 5%~10%
表面活性剂 5%~10%
水余量;
所述络合剂包括第一络合剂和第二络合剂,所述第一络合剂包括柠檬酸、柠檬酸钠中的至少一种,所述第二络合剂包括含有氨基的有机物中的至少一种。
第二方面,本申请提供一种刻蚀液的制备方法,包括以下步骤:
按照第一方面提供的刻蚀液提供各原料组分;
将所述过氧化氢、所述络合剂、所述稳定剂、所述表面活性剂和所述水混合处理,得到所述刻蚀液。
第三方面,本申请提供刻蚀液在电子封装基板刻蚀中的应用。
第四方面,本申请提供一种刻蚀方法,采用刻蚀剂对铜线路进行刻蚀,所述刻蚀剂包括本申请刻蚀液和/或本申请刻蚀液组合组的制备方法制得的刻蚀液,所述铜线路中的铜包括电镀铜、溅射沉积铜中的至少一种。
本申请第一方面提供的刻蚀液,包括特定重量百分含量的过氧化氢、络合剂、稳定剂、表面活性剂和水,其中,过氧化氢具有适当的浓度,能够将铜线路所含的铜氧化为铜离子,实现铜线路图形化,稳定剂能够提高过氧化氢的稳定性,使得过氧化氢不容易发生自分解,从而提高刻蚀液的刻蚀速率的稳定性;表面活性剂能够提高刻蚀液对铜线路的润湿性,从而提高刻蚀液刻蚀的均一性;络合剂能够络合铜离子,特别是采用双络合体系,能够提高刻蚀液的络合效率,从而能够更有效地捕捉和稳定铜离子,降低游离铜离子的浓度,进而提高刻蚀速率的稳定性,实现刻蚀效果的明显优化。本申请通过过氧化氢、络合剂、稳定剂、表面活性剂与水等各组分之间的协同作用,使得刻蚀液具有稳定的刻蚀速率,线路侧蚀小,线路表面均匀,能够维持良好的线路形状,有效改善铜线路的刻蚀效果,提高了精密线路的品质和良品率。
本申请第二方面提供的刻蚀液,按照本申请刻蚀液所含的组分和比例将各组分原料进行混料处理,能够使得各原料组分分散均匀,能有效制备出刻蚀性能优异的刻蚀液。另外,本申请刻蚀液的制备方法工艺条件简单,可靠可控,能够保证制备的刻蚀液性能稳定,效率高,适于工业化应用和推广。
本申请第三方面提供的刻蚀液在电子封装基板刻蚀中的应用,由于刻蚀液组合组的刻蚀速率稳定,刻蚀后线路侧蚀小,表面均匀,能够维持良好的线路形状,因此,以本申请提供的刻蚀液应用于电子封装基板刻蚀,具有广阔的应用前景。
本申请第四方面提供的刻蚀方法,采用本申请提供的刻蚀液对铜线路进行刻蚀,在刻蚀去除多余底铜的过程中,刻蚀液蚀刻速率稳定,蚀刻后的线路侧蚀小,表面均匀,能维持良好的线路形状,显著提高精密线路的成品率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的刻蚀前铜线路结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种铜线路侧蚀示意图;
图3是本申请实施例提供的另一种铜线路侧蚀示意图;
图4是本申请实施例提供的又一种铜线路侧蚀示意图;
图5是本申请实施例提供的再一种铜线路侧蚀示意图;
图6是本申请实施例提供的复一种铜线路侧蚀示意图;
图7是实施例1提供的刻蚀剂对铜线路刻蚀的SEM照片;
图8是对比例1提供的刻蚀剂对铜线路刻蚀的SEM照片。
其中,图中各附图标记:
10、基底,20、第一铜线路层,30、第二铜线路层。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b,或c中的至少一项(个)”,或,“a,b,和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地,本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质彼此区分开,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如,在不脱离本申请实施例范围的情况下,第一XX也可以被称为第二XX,类似地,第二XX也可以被称为第一XX。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
术语“sputter铜”,表示采用磁控溅射沉积形成的铜。
本申请实施例第一方面提供一种刻蚀液,以刻蚀液的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
过氧化氢 10%~20%
络合剂 6%~20%
稳定剂 5%~10%
表面活性剂 5%~10%
水余量;
络合剂包括第一络合剂和第二络合剂,第一络合剂包括柠檬酸、柠檬酸钠中的至少一种,第二络合剂包括含有氨基的有机物中的至少一种。
本申请第一方面提供的刻蚀液,包括特定重量百分含量的过氧化氢、络合剂、稳定剂、表面活性剂和水,其中,过氧化氢具有适当的浓度,能够将铜线路所含的铜氧化为铜离子,实现铜线路图形化,稳定剂能够提高过氧化氢的稳定性,使得过氧化氢不容易发生自分解,从而提高刻蚀液的刻蚀速率的稳定性;表面活性剂能够提高刻蚀液对铜线路的润湿性,从而提高刻蚀液刻蚀的均一性;络合剂能够络合铜离子,特别是采用双络合体系,能够提高刻蚀液的络合效率,从而能够更有效地捕捉和稳定铜离子,降低游离铜离子的浓度,进而提高刻蚀速率的稳定性,实现刻蚀效果的明显优化。本申请通过过氧化氢、络合剂、稳定剂、表面活性剂与水等各组分之间的协同作用,使得刻蚀液具有稳定的刻蚀速率,线路侧蚀小,线路表面均匀,能够维持良好的线路形状,有效改善铜线路的刻蚀效果,提高了精密线路的品质和良品率。
本申请实施例中刻蚀液各组分的重量百分含量充分确保了各组分之间混合均匀,使得予各原料组分适当的浓度,如过氧化氢的添加量使得刻蚀液具有适当的刻蚀速率,结合稳定剂的存在,可以实现刻蚀液对刻蚀性能和安全性能的优化,络合剂的浓度有利于实现对刻蚀速率和精度的控制,表面活性剂的浓度可以提高刻蚀的均匀性和稳定性。
可以理解的是,含有氨基的有机物指其结构中包含氨基(-NH2)的有机物。
本申请实施例采用双络合体系,其中,第一络合剂可以与铜离子发生络合反应,如柠檬酸中的三个羧基可以与铜离子形成配位键,形成具有环状结构的络合物,如柠檬酸钠可以与铜离子形成稳定的络合物,第二络合剂中所含的氨基可以与铜离子反应生成铜铵配位离子具体反应过程如下所示。通过调整第一络合剂和第二络合剂的百分含量,能够优化络合物的动态解离平衡,从而能够有效捕捉和稳定铜离子,在加快刻蚀反应进行的同时,有效调节刻蚀速率,从而使得线路侧蚀小,线路表面均匀。
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O (1)
Cu2++4NH3=[cu(NH3)4]2+ (2)
在一些具体实施例中,过氧化氢的重量百分含量可以为10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%或处于以上任意数值所组成的范围内。该含量比例下的过氧化氢具有适当的浓度,能够将铜线路中的铜氧化成铜离子,还使得刻蚀液具有较高的安全性能。
在一些具体实施例中,络合剂的重量百分含量可以为6%、7%、8%、9%、10%、12%、14%、16%、17%、18%、20%或处于以上任意数值所组成的范围内。该含量比例的络合剂能够有效稳定和捕捉铜离子形成络合物,并建立良好的络合物动态解离平衡,从而实现对刻蚀速率的有效调节。
在一些具体实施例中,稳定剂的重量百分含量可以为5%、6%、7%、8%、9%、10%或处于以上任意数值所组成的范围内。该含量比例下的稳定剂能够增加过氧化氢的稳定性,使得刻蚀液具有适当的含氧量,与此同时,能够有效增加刻蚀液的安全性能。
在一些具体实施例中,表面活性剂的重量百分含量可以为5%、6%、7%、8%、9%、10%或处于以上任意数值所组成的范围内。该含量比例下的表面活性剂能够增加刻蚀液对铜线路的润湿性,从而提高刻蚀的均一性。
在一些实施例中,含有氨基的有机物包括亚氨基二乙酸、氨基磺酸、鸟氨酸中的至少一种。
本申请实施例提供的含有氨基的有机物中含有氨基,氨基能够与铜离子进行络合形成铜铵配位离子,从而提高刻蚀速率的稳定性,特别是亚氨基二乙酸、鸟氨酸中还含有羧基,氨基磺酸中还含有磺酸基,羧基、磺酸基可以改善络合剂体系的pH体系,由此,更有利于第二络合剂对铜离子的络合,在促进刻蚀反应进行的同时,维持刻蚀速率处于稳定水平,从而不容易发生线路侧蚀。
在一些实施例中,第一络合剂与第二络合剂的质量比为(1~15):1。示例性的,第一络合剂和第二络合剂的质量比可以为1:1,3:1,5:1,8:1,10:1,12:1,15:1等典型但非限制性的值。
本申请实施例通过对第一络合剂与第二络合剂质量比的优选和控制,使得第一络合剂与第二络合剂充分发挥协同作用,从而提高络合效率,降低游离铜的含量,使得刻蚀速率的稳定性得到明显提升。
在一些实施例中,表面活性剂包括阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂中的至少一种。
本申请实施例提供的表面活性剂中,不仅含有亲水基团,还含有疏水基团,由此,使得表面活性剂与其他组分具有良好的相容性,还能够有效改善刻蚀液对铜线路的润湿性。
在一些实施例中,阴离子型表面活性剂包括脂肪醇硫酸铵、十二烷基硫酸钠、仲烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠中的至少一种。
本申请实施例提供的阴离子型表面活性剂的乳化性处于较高水平,容易产生泡沫,从而使得刻蚀液更容易渗透到铜线路中,以提高刻蚀的均一性,还有利于阻止蚀刻反应过程中产生的沉淀物附着在玻璃或其他材料的表面上,从而避免产生污渍等问题。
在一些实施例中,非离子型表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异丙醇胺中的至少一种。
本申请实施例提供的非离子型表面活性剂能够有效降低刻蚀剂的表面张力,从而有利于刻蚀液渗透到铜线路表面,改善刻蚀的均一性,提高刻蚀精密效果。另外,非离子型表面活性剂还可以发挥清洁、润湿的作用,有利于阻止蚀刻反应过程中产生的沉淀物中对精密线路造成腐蚀或污染。
在一些实施例中,表面活性剂包括异丙醇胺。
异丙醇胺不仅与其他组分具有良好的相容性,其含有的亲水基团(羟基)、疏水基团(甲基),使得刻蚀液具有良好的渗透性和润湿性,从而提高刻蚀效果的均一性,使得精密线路具有更高的清晰度。
在一些实施例中,稳定剂包括多元有机羧酸。
过氧化氢容易分解,导致有效氧含量的降低,从而影响其刻蚀效果,多元有机羧酸作为稳定剂,其含有的多个羧基基团可以与过氧化氢形成分子氢键,使得过氧化氢的稳定性得到有效提高,实现降低过氧化氢分解速率、提高其稳定性的目的;另外,多元有机羧酸还可以调整刻蚀液体系的pH值,有利于络合剂发挥更好的络合作用,能够有效捕捉和稳定铜离子,从而增加刻蚀速率的稳定性。
在一些实施例中,多元有机羧酸包括丙二酸、草酸、己二酸、丁二酸、戊二酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸中的至少一种。
本申请实施例提供的多元有机羧酸包括多个羧基,从而可以与过氧化氢分子形成分子氢键,从而提高过氧化氢的稳定性。
本申请实施例第二方面提供一种刻蚀液的制备方法,包括以下步骤:
步骤S10、按照第一方面提供的刻蚀液提供各原料组分;
步骤S20、将过氧化氢、络合剂、稳定剂、表面活性剂和水混合处理,得到刻蚀液。
本申请实施例第二方面提供的刻蚀液,按照本申请刻蚀液所含的组分和比例将各组分原料进行混料处理,能够使得各原料组分分散均匀,能有效制备出刻蚀性能优异的刻蚀液。另外,本申请刻蚀液的制备方法工艺条件简单,可靠可控,能够保证制备的刻蚀液性能稳定,效率高,适于工业化应用和推广。
在一些实施例中,步骤S10中,根据刻蚀液提供各原料,各原料的添加份数和种类选择如上文,为了节约篇幅,此处不再进行赘述。
在一些实施例中,步骤S20中,混合处理过程可以采用本领域熟知的混合方法。
示例性的,混合处理包括在转速为300~500rpm的转速条件下搅拌10min~30min。
本申请实施例第三方面提供一种蚀液组合物在电子封装基板刻蚀中的应用。
本申请实施例第三方面提供的刻蚀液在电子封装基板刻蚀中的应用,由于刻蚀液组合组的刻蚀速率稳定,刻蚀后线路侧蚀小,表面均匀,能够维持良好的线路形状,因此,以本申请提供的刻蚀液应用于电子封装基板刻蚀,具有广阔的应用前景。
在一些实施例中,电子封装基板通常采用SAP工艺(半加成法工艺)将铜材料精确的沉积在预定的路线位置上,从而实现线路图形化。示例性的,采用磁控溅射在基板上形成铜薄膜(sputter铜),然后采用电镀法在铜薄膜上制备电镀铜,之后采用刻蚀液对sputter铜和电镀铜进行刻蚀,即通过一系列化学和物理过程,铜材料被精确地沉积在基板上形成的形成精密线路。也就是说,本申请实施例提供的刻蚀液组合组也可应用于具有多种晶粒结晶度的铜线路,如含有sputter铜与电镀铜的铜线路。
本申请实施例第四方面提供一种刻蚀方法,采用刻蚀剂对铜线路进行刻蚀,刻蚀剂包括本申请刻蚀液和/或本申请刻蚀液组合组的制备方法制得的刻蚀液,铜线路中的铜包括电镀铜、溅射沉积铜中的至少一种。
本申请实施例第四方面提供的刻蚀方法,采用本申请提供的刻蚀液对铜线路进行刻蚀,在刻蚀去除多余底铜的过程中,刻蚀液蚀刻速率稳定,蚀刻后的线路侧蚀小,表面均匀,能维持良好的线路形状,显著提高精密线路的成品率。
在一些实施例中,本申请实施例提供的刻蚀液可采用浸泡工艺、喷淋工艺对铜线路进行刻蚀。
示例性的,浸泡工艺具体为,将待刻蚀的铜线路浸入刻蚀液中,刻蚀80s~120s。
示例性的,喷涂工艺的参数分别为:喷淋压力为0.5~1.5Kg/cm2,搬运速度为0.5~2m/min。
在一些实施例中,铜线路包括相对设置的两侧,且刻蚀液对铜线路的过刻量满足:Undercut<15%,其中,其中,Undercut表示铜线路的过刻量,Z表示刻蚀前的铜线路宽度,X表示铜线路一侧的最大过刻距离,Y表示铜线路另一侧的最大过刻距离。
需要理解的是,过刻是指刻蚀过程中,实际刻蚀的深度或宽度超出了预定或设计的范围。铜线路的两侧发生钻刻,形成钻刻区域。最大过刻距离是指沿第一方向,钻刻区域的最大深度。
参见图1,图1中A所示的方向为第一方向。
本申请实施例提供的刻蚀液具有稳定的刻蚀速率,刻蚀后线路侧蚀小,具体表现为刻蚀量Undercut<15%,与此同时,刻蚀获得的线路表面均匀,能够维持优良的线路形状,有效提高精密线路的良品率。
请参见图1,图1是本申请实施例提供的刻蚀前铜线路结构示意图。铜线路包括基底10、设于基底10表面的第一铜线路层20,以及设于第一铜线路层20表面且远离基底10的第二铜线路层30,即第一铜线路层20位于基底10与第二铜线路层30之间。其中,第一铜线路层20中所含的铜为sputter铜,第二铜线路层30中所含的铜为电镀铜。可以明显看出的是,刻蚀前第一铜线路层20与第二铜线路层30的宽度是一样的,所预期的刻蚀后第一铜线路层20与第二铜线路层30的宽度应当也是一样的。
请参见图2,图2是本申请实施例提供的一种铜线路侧蚀示意图。从图2中可以看出,仅第一铜线路层20发生侧蚀,这可能是由于刻蚀液仅对第一铜线路层20有作用,只刻蚀了sputter铜。这样,X表示第一铜线路层20一侧的最大过刻距离,Y表示第一铜线路层20另一侧的最大过刻距离。
请参见图3,图3是本申请实施例提供的另一种铜线路侧蚀示意图。从图3中可以看出,第一铜线路层20和第二铜线路层30均发生侧蚀,此时,第一铜线路层20的侧蚀量更大,这样,X表示第一铜线路层20一侧的最大过刻距离,Y表示第一铜线路层20另一侧的最大过刻距离。
请参见图4,图4是本申请实施例提供的又一种铜线路侧蚀示意图。从图4中可以看出,仅第二铜线路层30发生侧蚀,这样,X表示第二铜线路层30一侧的最大过刻距离,Y表示第二铜线路层30另一侧的最大过刻距离。
请参见图5,图5是本申请实施例提供的再一种铜线路侧蚀示意图。从图5中可以看出,第一铜线路层20和第二铜线路层30均发生侧蚀,此时,第二铜线路层30的侧蚀量更大,这样,X表示第二铜线路层30一侧的最大过刻距离,Y表示第二铜线路层30另一侧的最大过刻距离。
请参见图6,图6是本申请实施例提供的复一种铜线路侧蚀示意图。从图6中可以看出,第一铜线路层20和第二铜线路层30均发生侧蚀,此时,第一铜线路层20的侧蚀量更大,这样,X表示第一铜线路层20一侧的最大过刻距离,Y表示第一铜线路层20另一侧的最大过刻距离。
在一些实施例中,刻蚀的温度为25℃~45℃。示例性的,刻蚀的温度可以为25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃等典型但非限制性的值。
一般而言,蚀刻速率随着温度的上升而加快,究其原因主要在于随着温度的升高,蚀刻液组合物中分子活动变得剧烈,溶液黏度降低,流动性变大,从而使得反应速率增大。较高的温度有利于生产效率的提高,但温度过高,能耗增加,过氧化氢分解速率增大,同时要求刻蚀设备具有一定的耐温性。考虑到过氧化氢本身是易爆物,结合刻蚀液的安全性能以及刻蚀效率,本申请实施例控制刻蚀液的刻蚀温度为25℃~45℃。
在一些实施例中,刻蚀的速率为示例性的,刻蚀的速率可以为等典型但非限制性的值。
在本申请实施例提供的刻蚀速率的范围内,意味着刻蚀液不仅能够有效对sputter铜和/或电镀铜进行有效刻蚀,还能有效降低线路侧蚀量,使得钻刻不容易发生,从而明显改善铜线路刻蚀效果,提高精细图形线路的品质。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
本实施例提供一种刻蚀液及其制备方法。
一种刻蚀液,其成分如下表1所示。
表1
一种刻蚀液的制备方法,包括以下步骤:
S1,根据实施例1的表1提供刻蚀液各原料;
S2,将过氧化氢、表面活性剂、稳定剂、第一络合剂、第二络合剂与水混合后于300rpm的转速下分散30min,得刻蚀液。
实施例2
本实施例提供一种刻蚀液及其制备方法。
一种刻蚀液,其成分如下表2所示。
表2
一种刻蚀液的制备方法,包括以下步骤:
S1,根据实施例2的表2提供刻蚀液各原料;
S2,将过氧化氢、表面活性剂、稳定剂、第一络合剂、第二络合剂与水混合后于300rpm的转速下分散30min,得刻蚀液。
实施例3
本实施例提供一种刻蚀液及其制备方法。
一种刻蚀液,其成分如下表3所示。
表3
一种刻蚀液的制备方法,包括以下步骤:
S1,根据实施例3的表3提供刻蚀液各原料;
S2,将过氧化氢、表面活性剂、稳定剂、第一络合剂、第二络合剂与水混合后于300rpm的转速下分散30min,得刻蚀液。
实施例4
本实施例提供一种刻蚀液及其制备方法。
一种刻蚀液,其成分如下表4所示。
表4
一种刻蚀液的制备方法,包括以下步骤:
S1,根据实施例4的表4提供刻蚀液各原料;
S2,将过氧化氢、表面活性剂、稳定剂、第一络合剂、第二络合剂与水混合后于300rpm的转速下分散30min,得刻蚀液。
对比例1
本对比例提供一种刻蚀剂,该刻蚀剂的产品型号为雅欣YX-1006。
对比例2
本对比例提供一种刻蚀剂,该刻蚀剂的产品型号为科宝鑫KBX-518。
刻蚀方法测试
分别取实施例1~4提供的刻蚀液及对比例1~2提供的刻蚀剂作为刻蚀剂,各自独立对铜线路进行刻蚀,刻蚀过程为:将带有精细金属线路的PCB板置于刻蚀剂中,在温度为25℃条件下刻蚀100s,其中PCB板表面的金属线路由层叠叠设的sputter铜和电镀铜形成。
刻蚀结果如下表5所示。其中,线路的过刻量其中,Z表示刻蚀前的线路宽度,铜线路包括相对设置的两侧,X表示铜线路一侧的最大过刻距离,Y表示铜线路另一侧的最大过刻距离。线路的过刻量的测试方法为:采用扫描电镜拍摄带有精细金属线路的PCB的横截面,然后根据图2~图6,分别判断并测量X、Y所代表的最大过刻距离,从而获得过刻量Undercut的数值。
请参见图7,图7是实施例1提供的刻蚀剂对铜线路的刻蚀的SEM照片,从照片中可以明显看出,刻蚀后铜线路表观形貌良好,没有钻刻现象。
请参见图8,图8是对比例1提供的刻蚀剂对铜线路的刻蚀的SEM照片,从照片中可以看出,X为1.88μm,Y为2.55μm,Z为6.12μm,过刻量Undercut为72.4%。同时,从图7中可以看出,刻蚀后铜线路表面形貌一般,存在有不同直径、深度的凹坑或凹槽。
表5刻蚀结果
Undercut(%) | 外观形貌 | |
实施例1 | 5.83% | 表观形貌良好 |
实施例2 | 8.09% | 表观形貌良好 |
实施例3 | 9.86% | 表观形貌良好 |
实施例4 | 10.33% | 表观形貌良好 |
对比例1 | 72.4% | 表面有针孔缺陷 |
对比例2 | 23.76% | 表观形貌良好 |
从表5中可以看出,本申请实施例提供的刻蚀液对铜线路进行刻蚀后,过刻量Undercut<15%,且刻蚀后表观形貌良好。反观对比例1~2的过刻量>15%,意味着刻蚀后线路容易发生脱落,并影响线路的分辨率。由此说明,本申请实施例通过蚀液组合物通过各组分之间的协同作用,特别是采用双络合体系,使得刻蚀液具有稳定的刻蚀速率,线路侧蚀小,线路表面均匀,能够维持良好的线路形状,有效改善铜线路的刻蚀效果,提高了精密线路的品质和良品率。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种刻蚀液,其特征在于,以所述刻蚀液的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
过氧化氢 10%~20%
络合剂 6%~20%
稳定剂 5%~10%
表面活性剂 5%~10%
水余量;
所述络合剂包括第一络合剂和第二络合剂,所述第一络合剂包括柠檬酸、柠檬酸钠中的至少一种,所述第二络合剂包括含有氨基的有机物中的至少一种。
2.如权利要求1所述的刻蚀液,其特征在于,所述含有氨基的有机物包括亚氨基二乙酸、氨基磺酸、鸟氨酸中的至少一种。
3.如权利要求1所述的刻蚀液,其特征在于,所述第一络合剂与所述第二络合剂的质量比为(1~15):1。
4.如权利要求1所述的刻蚀液,其特征在于,所述表面活性剂包括阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂中的至少一种。
5.如权利要求1-4任一项所述的刻蚀液,其特征在于,所述稳定剂包括多元有机羧酸。
6.如权利要求5所述的刻蚀液,其特征在于,所述多元有机羧酸包括丙二酸、草酸、己二酸、丁二酸、戊二酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸中的至少一种。
7.一种刻蚀液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供权利要求1~6任一项所述的刻蚀液的各组分;
将所述过氧化氢、所述络合剂、所述稳定剂、所述表面活性剂和所述水混合处理,得到所述刻蚀液。
8.如权利要求1~6任一项所述的刻蚀液和/或权利要求7所述的刻蚀液组合组的制备方法制得的刻蚀液在电子封装基板刻蚀中的应用。
9.一种刻蚀方法,其特征在于,采用刻蚀剂对铜线路进行刻蚀,所述刻蚀剂包括权利要求1~6任一项所述的刻蚀液和/或权利要求7所述的刻蚀液的制备方法制得的刻蚀液,所述铜线路中的铜包括电镀铜、溅射沉积铜中的至少一种。
10.如权利要求9所述的刻蚀方法,其特征在于,所述铜线路包括相对设置的两侧,且所述刻蚀液对所述铜线路的过刻量满足:Undercut<15%,其中,Undercut表示所述铜线路的过刻量,Z表示刻蚀前的铜线路宽度,X表示所述铜线路一侧的最大过刻距离,Y表示所述铜线路另一侧的最大过刻距离;和/或,
所述刻蚀的温度为25℃~45℃;和/或,
所述刻蚀的速率为
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410685512.XA CN118685777A (zh) | 2024-05-29 | 2024-05-29 | 一种刻蚀液、制备方法、应用及刻蚀方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410685512.XA CN118685777A (zh) | 2024-05-29 | 2024-05-29 | 一种刻蚀液、制备方法、应用及刻蚀方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118685777A true CN118685777A (zh) | 2024-09-24 |
Family
ID=92774534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410685512.XA Pending CN118685777A (zh) | 2024-05-29 | 2024-05-29 | 一种刻蚀液、制备方法、应用及刻蚀方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118685777A (zh) |
-
2024
- 2024-05-29 CN CN202410685512.XA patent/CN118685777A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009037855B4 (de) | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen | |
JP4932094B2 (ja) | 無電解金めっき液および無電解金めっき方法 | |
DE10313517A1 (de) | Lösung zum Ätzen von Kupferoberflächen und Verfahren zum Abscheiden von Metall auf Kupferoberflächen | |
CN110499501A (zh) | 一种化学镀铜液及其制备方法和盲孔处理方法 | |
TWI769553B (zh) | 增強銅電鍍之方法 | |
CN114554703B (zh) | 一种印制线路板的超粗化工艺 | |
CN112593219B (zh) | 铝基材直接化学镀铜的溶液及其应用方法 | |
CN112941575A (zh) | 一种用于pcb孔金属化的铜盐弱碱性电镀液及其应用 | |
CN111235609B (zh) | 一种无氰镀银溶液与银镀层及其制备方法 | |
WO2006068091A1 (ja) | 微細加工処理剤、及びそれを用いた微細加工処理方法 | |
CN1592548A (zh) | 印制电路板的制造方法 | |
CN110195222A (zh) | 一种rtr减铜后处理用铜箔表面钝化剂及其使用和制备方法 | |
CN118685777A (zh) | 一种刻蚀液、制备方法、应用及刻蚀方法 | |
CN105970225B (zh) | 一种铝蚀刻剂及其制备方法 | |
US20030022518A1 (en) | Etching method and etching liquid | |
EP3059335A2 (en) | Surface modifiers for ionic liquid aluminum electroplating solutions, processes for electroplating aluminum therefrom, and methods for producing an aluminum coating using the same | |
JP2874088B2 (ja) | 無電解金めっき浴 | |
CN108950527A (zh) | 一种微晶镍磷合金化学镀液及其制备方法 | |
JP6081200B2 (ja) | めっき触媒および方法 | |
CN115786916A (zh) | 一种铜蚀刻液及其制备方法与玻璃基板铜的蚀刻方法 | |
CN108823555A (zh) | 一种还原型化学镀金液及其制备方法和使用方法以及应用 | |
JP2003518552A (ja) | 無電解金めっき組成物及びその使用方法 | |
CN111118482A (zh) | 一种化学镀银液及应用 | |
CN117684174A (zh) | 一种用于mSAP工艺的闪蚀添加剂及其制备方法 | |
CN117802484B (zh) | 一种无氰化学还原加厚金的工艺配方及化学镀方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |