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半导体专题丨湿法刻蚀液：半导体行业的“绿色革命”！
一文读懂
半导体显示用湿法刻蚀液
湿法刻蚀是一种化学工艺，涉及使用液体蚀刻剂从基板上选择性地去除材料。这些蚀刻剂通常由酸、碱或溶剂等化学物质的混合物组成，它们与基材材料发生反应，形成可轻松洗掉的可溶产物。蚀刻过程由基板-蚀刻剂界面处的化学反应驱动，蚀刻速率由反应动力学和溶液中反应物质的浓度决定。
湿法蚀刻的基本原理包括控制蚀刻剂的成分、浓度和温度以实现所需的蚀刻特性。蚀刻剂成分决定了溶液的反应性和可蚀刻材料的类型，而反应性物质的浓度则影响蚀刻速率和选择性。蚀刻剂的温度影响反应动力学，较高的温度通常会导致更快的蚀刻速率和增加的化学活性。
湿法蚀刻可用于蚀刻多种材料，包括金属、半导体、电介质和聚合物。可以定制蚀刻剂和工艺参数的选择以实现高选择性，这意味着蚀刻工艺优先去除一种材料而不是另一种材料。这在半导体制造中尤其重要，因为半导体制造中通常在单个基板上图案化多层不同材料。
铜刻蚀液，铝刻蚀液，铬刻蚀液，钛刻蚀液，金刻蚀液，镍刻蚀液，锡刻蚀液，钽刻蚀液，铋刻蚀液，钴刻蚀液，铟刻蚀液，锗刻蚀液，铂刻蚀液，钼刻蚀液，锌刻蚀液等。
氧化硅刻蚀液，氮化硅刻蚀液，氧化铝刻蚀液，蓝宝石刻蚀液，碳刻蚀液，环氧树脂刻蚀液，光刻胶剥离液等。
PZT刻蚀液，硅刻蚀液，SiC刻蚀液，砷化镓刻蚀液，砷化铟镓刻蚀液，磷化铟镓刻蚀液，InP刻蚀液，磷化氧化铟刻蚀液，氧化铟锡刻蚀液，ZnO刻蚀液等。
可以实现高精度和高效率的半导体刻蚀，同时具有成本低廉、工艺简单等特点。
由于化学反应是在表面进行的，因此可以实现非常细小的加工精度。此外，湿法刻蚀还可以实现高效的批量加工，可以同时处理多个半导体材料，从而提高生产效率。
综上所述，半导体湿法刻蚀工艺是一种常见的半导体制造工艺，具有高精度、高效率、低成本等优点。
刻蚀液体对环境和人体健康有一定的危害，需要采取相应的安全措施。刻蚀液体的选择和处理也需要一定的技术和经验，否则可能会对半导体材料造成损害。所以在操作过程中一定要有专业经验和做好安全防护。
湿法刻蚀可以用于制造半导体器件的不同工艺步骤。例如，在制造集成电路时，湿法刻蚀被用于开凿微小的通道和孔洞，以形成电路的导线和连接器。这些微小的结构对于半导体器件的性能至关重要，因此，刻蚀的精度和控制非常关键。
湿法刻蚀还可以用于制造光学器件和MEMS（微机电系统）等领域。在制造光学器件时，湿法刻蚀可以用于形成光学波导或光栅结构，以实现光的传导和操控。在制造MEMS器件时，湿法刻蚀可以用于形成微小的结构和孔洞，以实现微机电系统的功能。
· 色度 · 电导率 · pH · 酸值
· 密度 · 粘度 · 表面张力
· 金属杂质污染物 ·阴离子污染物 ·颗粒 ·TOC
· RoHS指令 · REACH指令 · PoPs指令 · TPCH指令
背景信息：分析铜蚀刻液理化指标是否符合SPC
一、测试方法
|
测试项目 |
测试标准 |
测试仪器 |
|
pH值 |
GB/T 9724-2007 |
pH计 |
|
氟离子 |
GB/T 21057-2007 |
氟离子计 |
|
无机酸(以盐酸计) |
GB/T 31197-2014 |
IC |
|
有机酸(以苹果酸计) |
GB/T 31197-2014 |
IC |
|
双氧水含量 |
GB/T 23840-2009 |
电位滴定仪 |
|
颗粒 |
SJ/T 11638-2016 |
液体颗粒计数器 |
|
金属杂质 |
SJ/T 11637-2016 |
ICP-OES |
二、测试结果
|
测试项目 |
测试结果 |
客户SPC |
单项判定 |
|
|
pH值 |
2.40 |
1.5~4.5 |
符合 |
|
|
氟离子/ppm |
1.21×103 |
300~3000 |
符合 |
|
|
无机酸(以盐酸计)/% |
<0.001 |
禁用 |
符合 |
|
|
有机酸(以苹果酸计)/% |
5.82 |
≤20 |
符合 |
|
|
双氧水含量/% |
11.74 |
≤25 |
符合 |
|
|
颗粒/颗/mL |
≥0.5μm |
25 |
≤50 |
符合 |
|
≥1.0μm |
5 |
≤10 |
符合 |
|
|
金属元素/ppm |
锂(Li) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
镁(Mg) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
铝(Al) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
铬(Cr) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
锰(Mn) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
铁(Fe) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
镍(Ni) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
钴(Co) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
铜(Cu) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
锌(Zn) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
锶(Sr) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
镉(Cd) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
钡(Ba) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
钯(Pd) |
<1 |
≤1 |
符合 |
|
|
钠(Na) |
<1 |
≤3 |
符合 |
|
|
钙(Ca) |
<1 |
≤3 |
符合 |
|
●测试结论：样品检测结果符合客户SPC
背景信息：分析ITO蚀刻膏油墨中全成分
一、测试方法
|
测试项目 |
测试标准 |
测试仪器 |
|
全成分分析 |
GB/T 6040-2019 |
FTIR |
|
GB/T 27761-2011 |
TGA |
|
|
GB/T 9722-2023 |
GC-MS |
|
|
JY/T 0587-2020 |
XRD |
|
|
GB/T 9740-2008 |
烘箱、电子天平 |
|
|
GB/T 9345.1-2008 |
马弗炉 |
|
|
GB/T 31197-2014 |
IC |
|
|
GB/T 30902-2014 |
ICP-OES |
|
|
GB/T 17359-2012 |
SEM+EDS |
二、测试结果
|
序号 |
组分名称 |
CAS No. |
含量 % |
|
|
1 |
有机物 |
聚丙烯酸树脂 |
/ |
20.0 |
|
2 |
二丙二醇丁醚 |
29911-28-2 |
7.9 |
|
|
3 |
乙二醇单丁醚 |
111-76-2 |
4.5 |
|
|
4 |
1,4-二氧六环 |
123-91-1 |
2.5 |
|
|
5 |
无机物及其他 |
二氧化硅 SiO2 |
14808-60-7 |
34.6 |
|
6 |
磷酸 H3PO4 |
7664-38-2 |
20.6 |
|
|
7 |
水 H2O |
7732-18-5 |
6.4 |
|
|
8 |
硫酸 H2SO4 |
7664-93-9 |
3.0 |
|
|
9 |
氧化铝 Al2O3 |
1344-28-1 |
0.4 |
|
|
10 |
其它 |
/ |
0.1 |
|
图1：样品红外光谱图
（本体）
图2：样品红外光谱图与硅酸盐标准红外光谱图的匹配图（本体）
图3：样品红外光谱图
（残渣）
图4：样品的红外光谱图与硅酸盐标准红外光谱图的匹配图（残渣）
图5：样品TGA图
图6：样品GC-MS色谱图
图7：样品GC-MS质谱图
图8：样品灰分的XRD图谱
图9：样品灰分XRD图谱与标准图谱的匹配图
|
参照谱图 |
化合物名称 |
化学式 |
|
01-070-2071 |
Silicon Oxide Phosphate |
Si5 O ( P O4 )6 |
|
01-072-1753 |
Silicon Phosphate |
Si P2 O7 |
|
01-070-3316 |
Silicon Oxide |
Si O2 |
实验室配置了TD-GCMS、DSC、TGA、TMA、FT-IR、UV-VIS、ICP-OES、Raman等多精密检测设备。可以满足不同类型的刻蚀液表征。
