一种用于钛的蚀刻液的制作方法

1.本发明涉及钛的蚀刻液技术领域，具体为一种用于钛的蚀刻液。


背景技术：

2.钛作为一种优良的金属材料，应用在社会的各个方面，如机械、航天、微电子等行业，特别是从20世纪50年代开始，日本、美国等国家开始了研究钛合金材料，钛及钛合金从此进入21世纪后。
3.纯钛以及各种钛合金具有各自不同的性质，决定了各自不同的用处；相对于各种钛合金，纯钛的强度低，不适合作为由较高强度要求的承接固定件；而纯钛在微米级以下尺寸范围内的运用正好能满足要求，所以其用途也是越来越广泛；用于机械、航天、微电子等行业，需要制作出微米级尺寸的图形，根据这些图形在钛箔上蚀刻出该图形，满足一定的误差，并达到一定的工艺技术要求；尤其在晶圆级芯片尺寸封装(wlcsp)中，为了使晶圆级封装(wlp)适应表面贴装(smt)中二级封装较宽的焊盘节距，需将这些焊盘重新分布，使这些焊盘由芯片周边排列改为芯片有源面上阵列排布，这就需要重新布线(rdl)技术；重新布线中凸点下金属层(ubm)材料为al/ni/cu/ti/au。
4.加工这种金属薄膜使之形成诸如布线微结构图案的技术实例包括，湿蚀刻技术和干蚀刻技术；干蚀刻包括等离子体蚀刻、电子束加工、激光束加工和气态反应性离子蚀刻等等，湿法蚀刻包括光化学蚀刻、电化学蚀刻以及湿法化学蚀刻；干法蚀刻的最大优点是加工速度快，但设备成本高，缺乏选择性，无法加工出复杂的三维结构(如球体、锥体)，其中三束(激光束、电子束和离子束)加工，属于逐点加工，无法在一次加工中获得批量微结构，还存在被除去的物质在工件上再沉积的问题，并且过高的能量束可能改变微结构底部被加工材料的原有特性；湿蚀刻技术经济有利，不需要昂贵的装置，而是采用相对便宜的化学试剂；采用这种湿蚀刻技术，可以均匀地蚀刻大面积的衬底，同时单位时间内生产效率高；湿法蚀刻中电化学蚀刻方法目前在大批量工业化生产中尚未成熟，并且具有耗电量大、成本高等缺点；而湿法氢氟酸蚀刻存在诸多不安全因素，往往在设备制造、安全防护、操作培训等方面耗费大量人力物力。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于钛的蚀刻液。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于钛的蚀刻液，其原料按重量份比包括：酸2-15份，钛络合剂10-20份，氧化剂5-15份，蒸馏水50-83份。
7.优选的，其原料按重量份比包括：酸2份，钛络合剂15份，氧化剂8份，蒸馏水75份。
8.优选的，其原料按重量份比包括：酸5份，钛络合剂15份，氧化剂8份，蒸馏水72份。
9.优选的，其原料按重量份比包括：酸15份，钛络合剂15份，氧化剂8份，蒸馏水62份。
10.优选的，酸为中强酸，包含有机酸或无机酸：硫酸，硝酸，盐酸，醋酸，磺酸，磷酸中的一种或多种。
11.优选的，钛络合物为含o和n的多齿配体，醋酸钙，氯化钙，柠檬酸及其钙、钾、钠盐及三乙酯二胺四乙酸的二钠及二钠钙盐，葡糖酸的钙、钠盐，磷酸及其一钙、一钾、二钾盐，酸式焦磷酸钠，偏磷酸钠，硫酸钠钙，葡糖酸-δ-内酯，氧化硬脂精，二醋酸一钠，酒石酸及其钾钠盐、钠盐，硫代酸钠，山梨糖醇。
12.优选的，氧化剂为h2o2、过硫酸钠、重铬酸钾，氧酸盐中的一种或多种。
13.本发明还公开了一种用于钛的蚀刻液的加工工艺，其制备方法具体包括以下步骤：
14.步骤一、将蒸馏水与酸倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
15.步骤二、将钛络合物倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
16.步骤三、将氧化剂倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
17.本发明提供了一种用于钛的蚀刻液，与现有技术相比，具备以下有益效果：
18.(1)、该钛的蚀刻液及其加工工艺，主辅料酸、氧化剂、钛络合物与蒸馏水均为相对常规化学试剂，成本低，易采购，生产效率高，适合大规模批量生产。
19.(2)、该钛的蚀刻液及其加工工艺，操作安全，工厂作业时只需常规防护即可，可可大大节约设备制造、安全防护等成本。
20.(3)、该钛的蚀刻液及其加工工艺，同时对铜、铝、钨、金等低腐蚀、攻击小，且使用寿命长，适用于半导体精细线路制作。
附图说明
21.图1为本发明对比试验数据统计表图。
22.图2为本发明对比试验数据统计表图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种用于钛的蚀刻液，具体包括以下实施例：
25.实施例1
26.其原料按重量份比包括：硫酸2份，三乙酯二胺四乙酸的二钠及二钠钙盐15份，双氧蒸馏水8份，蒸馏水75份。
27.其制备方法具体包括以下步骤：
28.步骤一、将蒸馏水75份与硫酸2份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
29.步骤二、将三乙酯二胺四乙酸的二钠及二钠钙盐倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
30.步骤三、将双氧蒸馏水8份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，
即可制得。
31.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在25℃的温度状态中清洗10s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.12um/min，铜的微蚀速率为0.02um/min。
32.实施例2
33.其原料按重量份比包括：硝酸2份，乙二胺四乙酸根15份，过硫酸钠10份，蒸馏水73份。
34.其制备方法具体包括以下步骤：
35.步骤一、将蒸馏水73份与硝酸2份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
36.步骤二、将乙二胺四乙酸根15份倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
37.步骤三、将过硫酸钠10份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
38.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在35℃的温度状态中清洗20s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.10um/min，铜的微蚀速率为0.03um/min。
39.实施例3
40.其原料按重量份比包括：磷酸2份，二亚乙基三胺15份，双氧蒸馏水15份，蒸馏水68份。
41.其制备方法具体包括以下步骤：
42.步骤一、将蒸馏水68份与磷酸2份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
43.步骤二、将二亚乙基三胺15份倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
44.步骤三、将双氧蒸馏水15份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
45.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在45℃的温度状态中清洗40s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.18um/min，铜的微蚀速率为0.01um/min。
46.实施例4
47.其原料按重量份比包括：硫酸5份，三乙酯二胺四乙酸的二钠及二钠钙盐15份，双氧蒸馏水8份，蒸馏水72份。
48.其制备方法具体包括以下步骤：
49.步骤一、将蒸馏水72份与硫酸5份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
50.步骤二、将三乙酯二胺四乙酸的二钠及二钠钙盐15份倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
51.步骤三、将双氧蒸馏水8份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
52.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在25℃的温度状态中清洗10s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.13um/min，铜的微蚀速率为0.02um/min。
53.实施例5
54.其原料按重量份比包括：硝酸5份，乙二胺四乙酸根15份，过硫酸钠10份，蒸馏水70份。
55.其制备方法具体包括以下步骤：
56.步骤一、将蒸馏水70份与硝酸5份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
57.步骤二、将乙二胺四乙酸根15份倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
58.步骤三、将过硫酸钠10份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
59.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在35℃的温度状态中清洗20s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.09um/min，铜的微蚀速率为0.03um/min。
60.实施例6
61.其原料按重量份比包括：磷酸5份，二亚乙基三胺15份，双氧蒸馏水15份，蒸馏水65份。
62.其制备方法具体包括以下步骤：
63.步骤一、将蒸馏水65份与磷酸5份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
64.步骤二、将二亚乙基三胺15份倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
65.步骤三、将双氧蒸馏水15份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
66.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在45℃的温度状态中清洗40s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.15um/min，铜的微蚀速率为0.01um/min。
67.实施例7
68.其原料按重量份比包括：硫酸15份，三乙酯二胺四乙酸的二钠及二钠钙盐15份，双氧蒸馏水8份，蒸馏水62份。
69.其制备方法具体包括以下步骤：
70.步骤一、将蒸馏水62份与硫酸15份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
71.步骤二、将三乙酯二胺四乙酸的二钠及二钠钙盐15份倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
72.步骤三、将双氧蒸馏水8份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
73.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在25℃的温度状态中清洗10s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.18um/min，铜的微蚀速率为0.01um/min。
74.实施例8
75.其原料按重量份比包括：硝酸15份，乙二胺四乙酸根15份，过硫酸钠10份，蒸馏水60份。
76.其制备方法具体包括以下步骤：
77.步骤一、将蒸馏水60份与硝酸15份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
78.步骤二、将乙二胺四乙酸根15份倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
79.步骤三、将过硫酸钠10份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
80.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在35℃的温度状态中清洗20s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.12um/min，铜的微蚀速率为0.05um/min。
81.实施例9
82.其原料按重量份比包括：磷酸15份，二亚乙基三胺15份，双氧蒸馏水15份，蒸馏水55份。
83.其制备方法具体包括以下步骤：
84.步骤一、将蒸馏水55份与磷酸15份倒入搅拌罐中，进行搅拌5-10min得到混合液一；
85.步骤二、将二亚乙基三胺15份倒入搅拌罐中与混合液一混合搅拌，进行搅拌5-10min得到混合液二；
86.步骤三、将双氧蒸馏水15份倒入搅拌罐中与混合液二混合搅拌，进行搅拌3-5min，即可制得。
87.将制得的蚀刻液分别对钛与铜在45℃的温度状态中清洗40s，分别对钛的微蚀速率进行检测记录，钛的微蚀速率为0.13um/min，铜的微蚀速率为0.06um/min。
88.对比实验
89.如表图1与2可知，该钛的蚀刻液的九个实施例中，均符合标准，其中实施例3与实施例7中钛微蚀速率和铜微蚀速率的差距最大，为最优选。
90.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
91.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
92.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。