一种半导体铁镍合金减薄蚀刻液、其制备方法及用途与流程

本发明属于半导体制造工艺领域，尤其涉及一种半导体铁镍合金减薄蚀刻液、其制备方法及用途。

背景技术：

1、近些年，由于半导体和显示面板等行业的迅猛发展，对电子化学品不仅具有量的旺盛需求，而且对质的要求也越来越高。蚀刻技术作为半导体、显示面板等必不可少的工艺环节，也在不断地发展进步。其中，湿法刻蚀作为最有效、最稳定和最广泛的蚀刻技术在行业长期应用。

2、金属铁具有优异的有良好的延展性、导电、导热性能，有很强的铁磁性，属于磁性材料。三氯化铁蚀刻液在印制电路、电子和金属精饰等领域中被广泛采用，一般用来蚀刻铜、铜合金、不锈钢、铁、锌、铝等。并且三氯化铁蚀刻液还适用于网印抗蚀印料、液体感光胶、干膜、镀金抗蚀层等抗蚀层的印制板的蚀刻，但不适用于铁-镍、锡、锡-铅合金等抗蚀层。

3、目前行业内对蚀刻后的粗糙度要求越来越高，对蚀刻速率的控制也越发严格。因此，需要开发一种对铁镍合金的化学减薄有着优异性能的蚀刻液，蚀刻速率温和且稳定，蚀刻后表面粗糙度小，且易于清洗，便于进行接下来的工艺。

4、引用文献1公开了新型三氯化铁蚀刻液，以传统[三氯化铁+盐酸]蚀刻体系为基础、以酸性氯化铜蚀刻为主导的新型单子液蚀刻工艺产品，结合了三氯化铁和氯化铜两种蚀铜氧化剂的优点，使蚀刻速率稳定和蚀刻质量提高。在降低生产成本的同时亦克服了现今广泛使用的酸性氯化铜带氧化剂蚀刻工艺所产生的环保问题。

5、引用文献2公开了一种对工件进行化学蚀刻加工中所用的蚀刻液，所述蚀刻液：三氯化铁20～50％、硝酸10～15％、氯化钠5～10％，余量为水。该蚀刻液能够将所蚀刻金属成分中呈离子状态易结合生成难溶物质的镍、硅等离子转化生成可溶性盐，增强蚀刻液对金属的蚀刻能力，提高了反应速率，同时，可在工件表面掩膜覆盖部分自下而上发生侧蚀，侧蚀速率平稳，易于控制，被蚀刻加工的工件表面凹坑处易形成平滑过渡、截面形状近似正弦曲线的波谷，无明显棱边，具有较好的侧蚀效果。

6、引用文献：

7、引用文献1：cn105887088a

8、引用文献2：cn103173768b。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题：提供一种对铁镍合金的化学减薄有着优异性能的蚀刻液，蚀刻速率温和且稳定，蚀刻后表面粗糙度小，且易于清洗，可用于半导体和面板制造领域。

2、鉴于现有技术中存在的技术问题，本发明设计了一种半导体铁镍合金减薄蚀刻液、其制备方法及用途。

3、为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

4、一种半导体铁镍合金减薄蚀刻液，其特征在于，按照重量份计算，包括如下组分：

5、

6、所述的螯合剂选自1,4-丁炔二醇、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中、三氟甲磺酰亚胺钠、三氟甲磺酰亚胺钾的一种或几种。

7、进一步地，所述的半导体铁镍合金减薄蚀刻液，其特征在于：

8、所述的有机酸选自草酸、醋酸、丙氨酸、赖氨酸、组氨酸中的一种或几种；

9、所述的无机酸选自硝酸、硫酸、盐酸、氯酸、次氯酸中的一种或几种；

10、所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、烯基磺酸钠、仲烷基磺酸钠、脂肪醇磷酸钠、脂肪醇醚磷酸酯中的一种或几种。

11、进一步地，所述的有机酸为草酸和醋酸；

12、所述的无机酸为硝酸和硫酸；

13、所述的螯合剂为三乙醇胺和三氟甲磺酰亚胺钾。

14、进一步地，所述的草酸和醋酸和螯合剂的质量比为10:10-100:1；

15、所述的螯合剂中三乙醇胺和三氟甲磺酰亚胺钾的质量比为4:1-1：4

16、所述的无机酸为硝酸和硫酸的质量比为3:1-1:3。

17、进一步地，所述的草酸和醋酸和螯合剂的质量比为10:30-60:1；

18、所述的螯合剂中三乙醇胺和三氟甲磺酰亚胺钾的质量比为2:1-1：2；

19、所述的硝酸和硫酸的质量比为1:1。

20、进一步地，所述的草酸和醋酸和螯合剂的质量比为10:50:1。

21、进一步地，所述的螯合剂中三乙醇胺和三氟甲磺酰亚胺钾的质量比为2:1。

22、本发明还公开了一种半导体铁镍合金减薄蚀刻液的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

23、步骤1：分别称取各自用量的各个组份；

24、步骤2：先在容器中加入相应量的超纯水，并在搅拌同时加入无机酸、有机酸、螯合剂、表面活性剂，搅拌至均匀透明，即得所述的半导体铁镍合金蚀刻液。

25、本发明还公开了一种使用所述的半导体铁镍合金减薄蚀刻液对铁镍合金进行蚀刻的方法，其特征在于，包括如下步骤：

26、步骤1：将制备好的半导体铁镍合金蚀刻液与超纯水按质量比3-1:1混合，使用该溶液在35-40℃下浸泡铁镍合金，浸泡30-120s；

27、步骤2：将步骤1浸泡后的铁镍合金放入超纯水中冲洗两次，使用无尘纸吸取表面水分，完成铁镍合金的清洗，即完成对铁镍合金的蚀刻。

28、本发明还公开了一种半导体铁镍合金减薄蚀刻液在蚀刻半导体、显示面板铁镍合金中的用途。

29、在本发明中，草酸根具有很强的配合作用，是植物源食品中一类金属螯合剂。

30、当草酸与一些过渡金属如铁结合时，由于草酸的配合作用，形成可溶性配合物，溶解性大大增加，且容易清洗干净。

31、在本发明中，三乙醇胺中含有三个亲电基团(-oh)和一个亲核基团(-n)，可以与铁离子形成配合物，加上草酸螯合铁离子，可以显著提升蚀刻性能。

32、在本发明中，超纯水为电阻≥18mω的去离子水。

33、需要注意的是，在本发明中，除非另有规定，涉及组成限定和描述的“包括”的具体含义，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭式的“由…组成”等及其类似含义。

34、本发明提供了一种半导体铁镍合金减薄蚀刻液、其制备方法及用途具有如下有益效果：

35、(1)本发明的蚀刻液中加入了螯合剂，优选三氟甲磺酰亚胺钾，三氟甲磺酰亚胺钾具有fe离子配位的能力，更好地螯合fe离子，防止形成沉淀无法清洗。

36、(2)本发明采用螯合剂三乙醇胺中含有三个亲电基团(-oh)和一个亲核基团(-n)，可以与铁离子形成配合物，加上草酸螯合铁离子，显著提升蚀刻性能，同时，三乙醇胺的加入可以有效防止ph过小造成蚀刻速率变快，导致蚀刻精度不够。

37、(3)本发明中的有机酸优选草酸和醋酸，醋酸配合草酸可以更温合蚀刻、螯合铁离子，抑制溶解铁离子对金属表面的损伤，保持稳定、可控的蚀刻速率，防止蚀刻反应剧烈而造成基材粗糙度变大。

38、(4)本发明中的半导体铁镍合金减薄蚀刻液体系不含有磷酸，保证蚀刻液体系的粘度较低，更易清洗，避免出现蚀刻液残留影响下道工艺，且使用后不会产生沉淀，有效防止喷淋头堵塞、喷淋机台故障。

39、综上，本发明的铁镍合金蚀刻液在半导体和显示面板铁镍合金蚀刻领域具有非常良好的应用前景和大规模工业化推广潜力。