銅蝕刻液及其制備方法和應用、銅蝕刻方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化學冶金領域，具體地講，涉及銅蝕刻液及其制備方法，還涉及該銅蝕 刻液蝕刻銅的方法及其在半導體和微機電系統的制造及封裝中的應用。
【背景技術】
[0002] 銅在印刷電路板中有著較為廣泛的應用，近年來，銅在半導體、微機電系統及其封 裝領域的應用前景也得到關注。然而，在幾微米或更小線寬的領域，銅并未得到很好的應 用，這主要是受到了微米級或更小線寬的銅薄膜的蝕刻工藝的限制。
[0003] 當銅用于電極時，銅下面還要加上粘附層及擴散阻擋層金屬（如鈦）；同時，在半 導體、微機電系統及其封裝領域，可能同時有其它金屬（如金、錫）存在，這就要求蝕刻銅時 需要對蝕刻鈦、金、錫具有選擇性。
[0004] 在蝕刻銅時，干法蝕刻較為不易，且容易產生顆粒而使其良率降低；而一些銅蝕刻 液又存在污染或反應劇烈等危險因素，因此探索一種能在鈦、金、錫等至少一種金屬共存的 條件下可選擇性地蝕刻銅，且能夠很好地控制蝕刻線寬，同時對環境污染較小的蝕刻方法 是亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005] 為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種銅蝕刻液及其制備方法和應 用，同時還提供了一種用該銅蝕刻液蝕刻銅的方法，該銅蝕刻液不僅克服了干法蝕刻銅的 方法較為不易，且容易產生顆粒而使其良率降低的問題，還克服了其他銅蝕刻液在蝕刻銅 時存在的污染或反應劇烈等問題。
[0006] 為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：
[0007] -種銅蝕刻液，所述銅蝕刻液是含有亞氯酸鈉、碳酸氫銨和氨水的水溶液，其中， 在所述銅刻蝕液中，所述亞氯酸鈉的質量濃度為l〇g/L~15g/L，所述碳酸氫銨的質量濃度 為50g/L~70g/L，所述氨水的體積濃度為10mL/L~60mL/L，其余為水。
[0008] 進一步地，所述銅蝕刻液中的水選自去離子水、蒸餾水中的任意一種。
[0009] 本發明的另一目的在于提供所述銅蝕刻液的制備方法，包括步驟:A、在蝕刻液槽 中加入預定量的水；B、向所述蝕刻液槽的水中加入預定量的亞氯酸鈉和碳酸氫銨，并充分 溶解；C、向步驟B得到的溶液中加入預定量的氨水，混合均勻得到所述銅蝕刻液。
[0010] 進一步地，在步驟A中，所述水選自去離子水、蒸餾水中的任意一種。
[0011] 進一步地，在步驟C中，所述亞氯酸鈉的預定量為在所述銅刻蝕液中的質量濃度 為10g/L~15g/L，所述碳酸氫銨的預定量為在所述銅刻蝕液中的質量濃度為50g/L~ 70g/L〇
[0012] 進一步地，在步驟C中，所述氨水的預定量為在所述銅刻蝕液中的體積濃度為 10mL/L ~60mL/L。
[0013] 本發明的另一目的還在于提供所述銅蝕刻液蝕刻銅的方法，包括步驟：將蝕刻對 象物與所述銅蝕刻液接觸；其中，所述蝕刻對象物至少含有金屬銅或銅的氧化物。
[0014] 進一步地，所述蝕刻對象物還含有金屬鈦、金、錫及所述金屬鈦、金、錫的氧化物中 的至少一種。
[0015] 進一步地，在將蝕刻對象物與所述銅蝕刻液接觸中，所述銅蝕刻液的溫度為 20°C~35°C。
[0016] 本發明還提供了所述銅蝕刻液在半導體和微機電系統的制造及封裝中的應用。
[0017] 本發明提供了一種銅蝕刻液及其制備方法，所述銅蝕刻液可在鈦、金、錫中的至少 一種與銅共存的條件下進行選擇性地蝕刻銅，該銅蝕刻液的制備方法簡單，易于配置；同 時，所述銅蝕刻液可應用在半導體和微機電系統的制造及封裝領域，該銅蝕刻液蝕刻銅的 方法簡便易行，還能夠較好地控制蝕刻線寬，且對環境污染較小。
【附圖說明】
[0018] 通過結合附圖進行的以下描述，本發明的實施例的上述和其它方面、特點和優點 將變得更加清楚，附圖中：
[0019] 圖1是根據本發明的實施例的銅蝕刻液的制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0020] 以下，將參照附圖來詳細描述本發明的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實 施本發明，并且本發明不應該被解釋為限制于這里闡述的具體實施例。相反，提供這些實施 例是為了解釋本發明的原理及其實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠理解本發明 的各種實施例和適合于特定預期應用的各種修改。
[0021] 根據本發明的實施例的銅蝕刻液是含有亞氯酸鈉、碳酸氫銨和氨水的水溶液，其 中，在所述銅刻蝕液中，亞氯酸鈉的質量濃度為l〇g/L~15g/L，碳酸氫銨的質量濃度為 50g/L~70g/L，氨水的體積濃度為10mL/L~60mL/L，其余為水。
[0022] 其中，所述銅蝕刻液中的水為去離子水或蒸餾水中的任意一種，且優選地，在所述 銅刻蝕液中，亞氯酸鈉的質量濃度為12g/L~13g/L，碳酸氫銨的質量濃度為55g/L~60g/ L，氨水的體積濃度為40mL/L~50mL/L。
[0023] 圖1是根據本發明實施例的銅蝕刻液的制備方法的流程圖。
[0024] 具體地，參照圖1，根據本發明的實施例的銅蝕刻液的制備方法包括以下步驟：
[0025] 步驟110 :在蝕刻液槽中加入預定量的水；
[0026] 步驟120 :向所述蝕刻液槽的水中加入亞氯酸鈉和碳酸氫銨，并充分溶解；
[0027] 步驟130 :向步驟120得到的溶液中加入氨水，混合均勻得到所述銅蝕刻液。
[0028] 以下將通過具體實施例來描述本發明的銅刻蝕液及其制備方法和應用。
[0029] 實施例1
[0030] 預配制根據本發明的銅蝕刻液5L。首先根據預定濃度要求計算可知向清洗干凈的 蝕刻液槽中加入4. 95L去離子水，再向其中加入75g亞氯酸鈉和250g碳酸氫銨，并進行充 分的溶解，最后向得到的溶液中加入50mL氨水；使得其中亞氯酸鈉的質量濃度為15g/L左 右，碳酸氫銨的質量濃度為50g/L左右，氨水的體積濃度為10mL/L左右，混合均勻得到所述 銅蝕刻液。
[0031] 實施例2
[0032] 預配制根據本發明的銅蝕刻液20L。在實施例2的描述中，與實施例1的描述的相 同之處在此不再贅述，只描述與實施例1的不同之處。實施例2與實施例1的不同之處在 于，首先加入18. 8L蒸餾水，再向其中加入200g亞氯酸鈉和1400g碳酸氫銨，最后向得到的 溶液中加入1200mL氨水；使得其中亞氯酸鈉的質量濃度為10g/L左右，碳酸氫銨的質量濃 度為70g/L左右，氨水的體積