可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种刻蚀液，特别是涉及含有含氮五元杂环化合物的一种可有效减缓 贾凡尼效应的刻蚀液。
【背景技术】
[0002] 在印刷电路板或者集成电路的后段制造过程中，为了在印刷电路板或者硅晶圆上 制作出具有特定图案（pattern)的金属层（即，导线或焊接垫），通常是通过光刻刻蚀技术 配合特定的刻蚀液予以完成，例如：氯化铁是刻蚀液、氯化铜是刻蚀液、碱性刻蚀液等。但 是，在这些刻蚀液中，存在被称为底切（undercut)的问题。
[0003] 请参阅图1与图2,是在印刷电路板上制作具有特定图案的铜层的制造过程示意 图。在一般的印刷电路板的铜导线制造过程中，如图1所示，是先于基板10'上的铜层11' 之上形成具有特定图案的阻蚀层（etch-resistinglayer) 12'；接着,再通过湿刻蚀的方式 去除未被阻蚀层12'覆盖的铜层11';最后，在去除阻蚀层（etch-resistinglayer) 12'后， 例如铜导线或者铜焊垫的具有特定图案的铜层11'便形成于该基板10'之上。然而，随着 新时代的产品对于印刷电路板导线的线宽的要求，如图2所示，在制作极细微的铜导线时， 被阻蚀层12'覆盖的铜层11'也开始产生侧蚀（lateraletching)现象，而这种现象便称 之为底切（undercut)。
[0004] 此外，由于智能型手机、平板计算机等消费型电子产品的高度普及，传统使用铜导 线作为信号传输的印刷电路板已无法负荷上述消费型电子产品的高频、高速应用；因此，铜 /金混合印刷电路板于是被提出并加以应用于上述等消费型电子产品之中。请参阅图3,是 铜/金混合印刷电路板的仰视图。如图3所示，基板10"制作有铜导线11"与金导线12"， 其中，由于金导线12"的还原电位是低于铜导线11"，因此，当借由湿刻蚀的方式在基板10" 制作有铜导线11"与金导线12"之时，连接于金导线12"的铜导线11"便会产生过度刻蚀 的现象产生。
[0005] 因此，综合上述对于现有习用的铜/金混合印刷电路板的铜导线过度刻蚀的解决 方案的说明，可以得知目前所习用的解决方案是仍具有许多缺点与不足；有鉴于此，本申请 的发明人是极力加以研究发明，而终于研发完成本发明的一种可有效减缓贾凡尼效应的刻 蚀液。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的，在于提供一种可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其主要是借 由将特定比例的刻蚀剂与含氮五元杂环化合物溶于水而制成的刻蚀液；如此，当使用者应 用此刻蚀液对包含至少一个第一金属（例如金）与至少一个第二金属（例如铜）的基板进 行湿式刻蚀时，该含氮五元杂环化合物会在具有较高还原电位的第一金属（即，金）上形成 有机护膜，进而有效避免第二金属因受到贾凡尼效应（galvaniceffect)的影响而导致过 度刻蚀的现象。
[0007]因此，为了达成本发明上述的目的，本申请的发明人提出一种可有效减缓贾凡尼 效应的刻蚀液，是应用于对至少包含第一金属与第二金属的基板进行湿式刻蚀制造过程， 该刻蚀液是包括：
[0008]溶剂；刻蚀剂，是溶于该溶剂之中，以形成刻蚀液；以及含氮五元杂环化合物，是 溶于该刻蚀剂之中以作为该湿式刻蚀制造过程之中的有机护膜，其中该刻蚀剂在该溶剂之 中的含量是介于5g/L至250g/L之间，且该含氮五元杂环化合物在该溶剂之中的含量是介 于 0. 01g/L 至 50g/L 之间。
[0009]在上述的刻蚀液中，该含氮五元杂环化合物可以是如下列化学式1或化学式2所 示的化学结构，其中，R1为第一基团，且该第一基团是选自于下列群组之中的任一者：醚、 醇、酸、烧、烯、炔、苯、苯酚、苯酸或氢。
[0010][化学式1] [化学式2]
[0011]
【主权项】
1. 一种可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于是应用于对至少包含第一金属与 第二金属的基板进行湿式刻蚀制造过程，该刻蚀液是包括： 刻蚀剂，是溶于一溶剂之中，以形成刻蚀液；以及含氮五元杂环化合物，是溶于该刻蚀 剂之中以作为该湿式刻蚀制造过程之中的有机护膜，其中该刻蚀剂在该溶剂之中的含量是 介于5g/L至250g/L之间，且该含氮五元杂环化合物在该溶剂之中的含量是介于0.0 lg/L 至50g/L之间。
2. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该溶剂为 水。
3. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该刻蚀剂 是选自于下列群组之中的任一者：过氧化氢-硫酸、过氧化氢-磷酸、氯化铜-盐酸、氯化 铁-盐酸、盐酸-硝酸、过硫酸钠、或者过硫酸盐复合物。
4. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该含氮五 元杂环化合物的化学结构是如下列化学式1所示： [化学式1]
其中，Rl为第一有机基团或是氢，且该第一有机基团是任意选自于下列群组之中的任 一者：醚、醇、酸、烷、烯、炔、苯、苯酚、与苯酸；并且，化学式1所表示的该含氮五元杂环化合 物为一个3-Rl-l，2,4-三氮唑。
5. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该含氮五 元杂环化合物的化学结构是如下列化学式2所示： [化学式2]
其中，Rl为第一有机基团或是氢，且该第一有机基团是任意选自于下列群组之中的任 一者：醚、醇、酸、烷、烯、炔、苯、苯酚、与苯酸；并且，化学式2所表示的该含氮五元杂环化合 物为一个1，3,5-R1-1，2,4-三氮唑。
6. 根据权利要求5所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中更能增加 一个或者两个第二有机基团或是氢至该1，3, 5-R1-1，2,4-三氮唑之中，使得该含氮五元杂 环化合物成为正离子，并借由令该含氮五元杂环化合物带有至少一个负离子，而使其化学 式达到电荷平衡；其中，增加有一个第二有机基团或是氢的该含氮五元杂环化合物是如下 列化学式3或者化学式4所表示；并且，增加有两个第二有机基团或是氢的该含氮五元杂环 化合物是如下列化学式5所表示： [化学式3] [化学式4]
其中，R2为该第二有机基团或是氢，且该第二有机基团是任意选自于下列群组之中 的任一者：醚、醇、酸、烷、烯、炔、苯、苯酚、与苯酸；且该负离子是选自下列群组之中的任一 者：氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、四氟化硼离子、硫酸根离子、与硫酸氢根离子。
7. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该含氮五 元杂环化合物的化学结构是如下列化学式6所示： [化学式6]
其中，Rl为第一有机基团或是氢，且该第一有机基团是选自于下列群组之中的任一者： 醚、醇、酸、烷、烯、炔、苯、苯酚、与苯酸；并且，化学式1所表示的该含氮五元杂环化合物为 一个 4-Rl-l，2,3-三氮唑。
8. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该含氮五 元杂环化合物的化学结构是如下列化学式7所示： [化学式7]
其中，Rl为第一有机基团或是氢，且该有机基团是选自于下列群组之中的任一者：醚、 醇、酸、烷、烯、炔、苯、苯酚、与苯酸；并且，化学式7所表示的该含氮五元杂环化合物为一个 1，4,5-R1-1，2,3-三氮唑。
9. 根据权利要求8所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中更能增加 一个或者两个第二有机基团或是氢至该1，4, 5-R1-1，2, 3-三氮唑之中，使得该含氮五元杂 环化合物成为正离子，并借由令该含氮五元杂环化合物带有至少一个负离子，而使其化学 式达到电荷平衡；其中，增加有一个第二有机基团或是氢的该含氮五元杂环化合物是如下 列化学式8或者化学式9所表示，并且，增加有两个有机基团或是氢的该含氮五元杂环化合 物是如下列化学式10所表示： [化学式8] [化学式9]
其中，R2为该第二有机基团或是氢，且该第二有机基团是任意选自于下列群组之中 的任一者：醚、醇、酸、烷、烯、炔、苯、苯酚、与苯酸；且该负离子是选自下列群组之中的任一 者：氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、四氟化硼离子、硫酸根离子、与硫酸氢根离子。
10. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该含氮 五元杂环化合物的化学结构是如下列化学式11所示： [化学式11]
其中，Rl为第一有机基团或是氢，且该第一有机基团是选自于下列群组之中的任一者： 醚、醇、酸、烷、烯、炔、苯、苯酚、与苯酸；并且，化学式11所表示的该含氮五元杂环化合物为 一个1，5-R1-四氮唑。
11. 根据权利要求10所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中更能增 加一个、两个或三个第二有机基团或是氢至该1，5-R1-四氮唑之中，使得该含氮五元杂环 化合物成为正离子，并借由令该含氮五元杂环化合物带有至少一个负离子，而使其化学式 达到电荷平衡；其中，增加有一个第二有机基团或是氢的该含氮五元杂环化合物是如下列 化学式12、化学式13或者化学式14所表示；并且，增加有两个第二有机基团或是氢的该含 氮五元杂环化合物是如下列化学式15、化学式16或者化学式17所表示；再者，增加有三个 第二有机基团或是氢的该含氮五元杂环化合物是如下列化学式18所表示 ： [化学式12] [化学式13]
其中，R2为第二有机基团或是氢，且该第二有机基团是选自于下列群组之中的任一者： 醚、醇、酸、烷、烯、炔、苯、苯酚、与苯酸；并且，该负离子基团是下列群组之中的任一者：氟 离子、氯离子、溴离子、碘离子、四氟化硼离子、硫酸根离子、与硫酸氢根离子。
12. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该第一 金属的还原电位是小于该第二金属的还原电位。
13. 根据权利要求12所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该第一 金属是选自于下列群组之中的任一者：金、钼、银、铜、锡、镍、与铝。
14. 根据权利要求13所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该第二 金属是选自于下列群组之中的任一者：铝、镍、锡、铜、银、钼、钛、铁、钴与铬。
15. 根据权利要求1所述的可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其特征在于其中该基板 是选自于下列群组之中的任一者：印刷电路板、硅晶圆、玻璃基板、砷化镓、与氧化铝。
【专利摘要】本发明是有关于一种可有效减缓贾凡尼效应的刻蚀液，其主要是借由将特定比例的刻蚀剂与含氮五元杂环化合物溶于水而制成的刻蚀液；如此，当使用者应用此刻蚀液对包含至少一个第一金属(例如金)与至少一个第二金属(例如铜)的基板进行湿式刻蚀时，该含氮五元杂环化合物会在具有较高还原电位的第一金属上形成有机护膜，进而有效避免第二金属因受到贾凡尼效应(galvanic effect)的影响而导致过度刻蚀的现象。其中该含氮五元杂环化合物的化学结构是如下列化学式1所示：化学式1
【IPC分类】C23F1-44
【公开号】CN104674222
【申请号】CN201310616738
【发明人】蔡政颖, 廖程楷, 徐素斐
【申请人】芝普企业股份有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月27日