CN105513955B - 一种半导体元件蚀刻液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半导体元件蚀刻液及其制备方法。蚀刻液组分包括：碘、碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、季戊四醇、山梨醇、铵盐、正丁醇、乙醇、维生素C、BHT、山梨酸钾、水。其制备方法为先将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌5‑10分钟，得溶液A；将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、铵盐、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌5‑10分钟得溶液B；将溶液A和B混合，加热至30‑40℃，搅拌20‑30分钟即得。本发明的蚀刻液蚀刻速度快，精度高，蚀刻均匀性强；且制备方法简单，易控制，易于工业化生产，生产成本低。

Description

一种半导体元件蚀刻液及其制备方法
技术领域
本发明涉及蚀刻液领域，具体涉及一种半导体元件蚀刻液及其制备方法。
背景技术
半导体元件是指导电性介于良导电体与绝缘体之间，利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件。随着科技的进步，半导体元件的应用越来越广泛，而半导体蚀刻的好坏直接决定了半导体整体的产品质量。目前已经使用的蚀刻液类型主要有六种：⑴酸性氯化铜⑵碱性氯化铜⑶氯化铁⑷过硫酸铵⑸硫酸/铬酸⑹硫酸/双氧水蚀刻液。酸性和碱性氯化铜蚀刻时有一定的温度要求，一般控制在45~55℃范围内；氯化铁蚀刻液需要不停地搅拌等缺点。而大部分半导体元件由于其体积的特殊性，更需要一种蚀刻速度快、不易侧蚀、精度高的蚀刻液来对其加工。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种蚀刻速度快、精度高、不易侧蚀、蚀刻均匀性强的半导体元件蚀刻液，能够大大提高最终成品的合格率。
技术方案：一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘1.5-3份、碘化钠5-10份、碘化铵5-10份、羧甲基壳聚糖1-2份、季戊四醇1-2份、山梨醇1-2份、铵盐2-5份、正丁醇10-20份、乙醇10-20份、维生素C0.1-0.5份、BHT0.1-0.2份、山梨酸钾0.1-0.2份、水5-10份。
进一步优选的，所述的一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘2-2.5份、碘化钠6-9份、碘化铵6-9份、羧甲基壳聚糖1.2-1.8份、季戊四醇1.2-1.8份、山梨醇1.2-1.8份、铵盐3-4份、正丁醇12-18份、乙醇12-18份、维生素C0.2-0.4份、BHT0.12-0.18份、山梨酸钾0.12-0.18份、水6-9份。
上述半导体元件蚀刻液的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌5-10分钟，得溶液A；
步骤2：将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、铵盐、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌5-10分钟得溶液B；
步骤3：将溶液A和B混合，加热至30-40℃，搅拌20-30分钟即得。
进一步优选的，步骤1中搅拌时间为6-9分钟。
进一步优选的，步骤2中搅拌时间为6-9分钟。
进一步优选的，步骤3中加热温度为32-38℃，搅拌时间为22-28分钟。
有益效果：本发明的半导体元件蚀刻液蚀刻速度快，能提高蚀刻效率，不仅节约时间，而且提高了合格率；不易侧蚀，不会使图形变形或使尺寸出现差错；同时本发明蚀刻液蚀刻精度高，蚀刻均匀性强，这些优势都大大提高了最终成品的质量。
具体实施方式
实施例1
一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘1.5份、碘化钠5份、碘化铵5份、羧甲基壳聚糖1份、季戊四醇1份、山梨醇1份、碳酸铵2份、正丁醇10份、乙醇10份、维生素C0.1份、BHT0.1份、山梨酸钾0.1份、水5份。
上述半导体元件蚀刻液的制备方法为：先将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌5分钟，得溶液A；再将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、碳酸铵、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌5分钟得溶液B；将溶液A和B混合，加热至30℃，搅拌20分钟即得。
实施例2
一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘2份、碘化钠6份、碘化铵6份、羧甲基壳聚糖1.2份、季戊四醇1.2份、山梨醇1.2份、硫酸氢铵3份、正丁醇12份、乙醇12份、维生素C0.2份、BHT0.12份、山梨酸钾0.12份、水6份。
上述半导体元件蚀刻液的制备方法为：先将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌6分钟，得溶液A；再将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、硫酸氢铵、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌6分钟得溶液B；将溶液A和B混合，加热至32℃，搅拌22分钟即得。
实施例3
一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘2.5份、碘化钠9份、碘化铵9份、羧甲基壳聚糖1.8份、季戊四醇1.8份、山梨醇1.8份、氯化铵4份、正丁醇18份、乙醇18份、维生素C0.4份、BHT0.18份、山梨酸钾0.18份、水9份。
上述半导体元件蚀刻液的制备方法为：先将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌9分钟，得溶液A；再将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、氯化铵、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌9分钟得溶液B；将溶液A和B混合，加热至38℃，搅拌28分钟即得。
实施例4
一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘2.2份、碘化钠7份、碘化铵8份、羧甲基壳聚糖1.5份、季戊四醇1.5份、山梨醇1.5份、硝酸铵3.5份、正丁醇15份、乙醇15份、维生素C0.3份、BHT0.15份、山梨酸钾0.15份、水7份。
上述半导体元件蚀刻液的制备方法为：先将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌7分钟，得溶液A；再将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、硝酸铵、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌7分钟得溶液B；将溶液A和B混合，加热至35℃，搅拌25分钟即得。
实施例5
一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘3份、碘化钠10份、碘化铵10份、羧甲基壳聚糖2份、季戊四醇2份、山梨醇2份、溴化铵5份、正丁醇20份、乙醇20份、维生素C0.5份、BHT0.2份、山梨酸钾0.2份、水10份。
上述半导体元件蚀刻液的制备方法为：先将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌10分钟，得溶液A；再将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、溴化铵、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌10分钟得溶液B；将溶液A和B混合，加热至40℃，搅拌30分钟即得。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含羧甲基壳聚糖。具体地说是：
一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘3份、碘化钠10份、碘化铵10份、季戊四醇2份、山梨醇2份、溴化铵5份、正丁醇20份、乙醇20份、维生素C0.5份、BHT0.2份、山梨酸钾0.2份、水10份。
上述半导体元件蚀刻液的制备方法为：先将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌10分钟，得溶液A；再将碘化钠、碘化铵、溴化铵、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌10分钟得溶液B；将溶液A和B混合，加热至40℃，搅拌30分钟即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有正丁醇和乙醇。具体地说是：
一种半导体元件蚀刻液，以重量份计包括：碘3份、碘化钠10份、碘化铵10份、羧甲基壳聚糖2份、季戊四醇2份、山梨醇2份、溴化铵5份、维生素C0.5份、BHT0.2份、山梨酸钾0.2份、水10份。
上述半导体元件蚀刻液的制备方法为：先将碘、季戊四醇、山梨醇和BHT混合搅拌10分钟，得溶液A；再将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、溴化铵、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌10分钟得溶液B；将溶液A和B混合，加热至40℃，搅拌30分钟即得。
将各实施例与对比例作对比，对比结果如下表1：
表1 蚀刻液的性能指标
发明例 侧蚀的指标（侧面蚀刻长度/金层厚度） 蚀刻速度（µm/s） 均匀性
实施例1 1.1 0.139 较好
实施例2 0.9 0.149 较好
实施例3 0.6 0.161 好
实施例4 0.8 0.153 较好
实施例5 1.1 0.148 较好
对比例1 7.2 0.138 一般
对比例2 2.5 0.129 差
注：此刻蚀速度针对的是对铜的刻蚀
从表1可知，本发明的实施例1-5的侧蚀指标低，几乎不产生侧蚀，蚀刻速度快以及蚀刻均匀性好，尤其以实施例3最佳。同对比例相比，可以看到对比例1的侧蚀指标高，均匀性一般，可能是由于不含羧甲基壳聚糖会降低可是精度，它作为表面活性剂可以提高光致抗蚀剂薄膜的亲合力。而同对比例2相比，可以看到其侧蚀速度较慢，侧蚀均匀性差，可能是因为正丁醇和乙醇可以降低表面张力，减少蚀刻速度差异，使蚀刻更均匀。另外，实施例3所得的蚀刻液的各项效果都最佳，是本发明的最优实施例。

Claims (2)

1.一种半导体元件蚀刻液，其特征在于：以重量份计包括：碘1.5-3份、碘化钠5-10份、碘化铵5-10份、羧甲基壳聚糖1-2份、季戊四醇1-2份、山梨醇1-2份、铵盐2-5份、正丁醇10-20份、乙醇10-20份、维生素C 0.1-0.5份、BHT 0.1-0.2份、山梨酸钾0.1-0.2份、水5-10份，所述铵盐为碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸氢铵、硝酸铵、氟化铵、硫酸铵、溴化铵中的一种或几种；
制备步骤如下：
步骤1：将碘、季戊四醇、山梨醇、BHT、正丁醇和乙醇混合搅拌5-10分钟，得溶液A；
步骤2：将碘化钠、碘化铵、羧甲基壳聚糖、铵盐、维生素、山梨酸钾和水混合搅拌5-10分钟得溶液B；
步骤3：将溶液A和B混合，加热至30-40℃，搅拌20-30分钟即得。
2.根据权利要求1所述的一种半导体元件蚀刻液，其特征在于：以重量份计包括：碘2-2.5份、碘化钠6-9份、碘化铵6-9份、羧甲基壳聚糖1.2-1.8份、季戊四醇1.2-1.8份、山梨醇1.2-1.8份、铵盐3-4份、正丁醇12-18份、乙醇12-18份、维生素C 0.2-0.4份、BHT 0.12-0.18份、山梨酸钾0.12-0 .18份、水6-9份。
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