Раствор для травления тонкопленочной структуры титан алюминий

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ968098 Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 23.10.82. Бюллетень 39Дата опубликования описания 28.10.82 яв деяам нзебретеннй и аткрмтий40 - 80 Одлятан Изобретение относится к химическои обработке металлов, в частности к технологии изготовления тонкопленочных гибридных микросборок, представляющих собой диэлектрическую подложку с нанесенными на нее слоями резистивного материала, коммутационной структуры титан-алюминий, и может быть использовано в производстве полупроводниковых микросхем.Известны растворы химической обработки металлов и сплавов на основе титана, где основные компоненты - азотная кисло В та, кремнефтористоводородная кислота и плавиковая кислота 1 и 2.Использование этих растворов в тонкопленочной технологии исключается вследствие наличия явления растравления как материалов резистивного слоя, так и материа 15 лов подложек, имеющих в своем составе кремний.Недостатком раствора является высокое (до 500 г/л) содержание кремнефтористоводородной кислоты, которая по всему воздей о ствию на кремний и кремнийсодержащие соединения превосходит плавиковую кислоту и способна растравливать резистивные слои на основе металлосилицидов. Кроме того,для достижения приемлемо равления необходим подогре до (50 - 60) С.При массовом производстве микросборок это обстоятельство затрудняет автоматизацию процесса травления, вследствие нестабильной скорости травления структуры титан-алюминий для подложек, изготовленных в различных циклах напыления,Известен также раствор для травления тонкопленочных покрытий на основе алюминия, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту и дистиллированную воду 3.Наиболее близким к предлагаемому является раствор 4 для избирательного травления алюминия на основе хромового ангидрида и фторида щелочного металла, содержащий, г/л:Хромовый ангидридфторид щелочногометалла 5 - 15 Коллоид 0,1 - 5 Соль кадмия 20 - 40 Вода дистиллиро-.ваннами ОстальноПри использовании этого раствора травления тонкопленочной структуры ти968098 его необходимым количеством дистиллированной воды (ОСЧ 25 - 6).Пример 2. Технология травления коммутационной структуры титан-алюминий.Травление образцов, представляющих собой ситалловые подложки с напыленной коммутационной структурой титан-алюминий толщиной 0,4 - 0,45 мкм, осуществляют в серийно-выпускаемой установке травления ПВХО - ПК - 60 - 2. На ситалловые подложки с напыленными слоями титана и алюминия методом фотолитографии наносят фоторезистивную маску технологического рисунка коммутационной разводки, Подложки устанавливают во фторопластовую кассету, которую помещают в реакционную камеру установки.В реакционную камеру поступает раствор, приготовленный согласно примеру 1. Травление осуществляют при 20+2 С в течение 0,9 - 1,0 мин. Скорость травления составляет - 0,4 мкм/мин. Окончание процесса травления, заключающееся в полном растворении пленок титана и алюминия в местах, не защищенных фоторезистивной маской, устанавливают визуально по измерению окраски. После окончания травления коммутационного слоя, раствор перекачивают в блок хранения и подачи реактива. После промывки в дистиллированной воде (ОСЧ 25 - 6) и сушки подложек осуществляют контроль качества травления с помощью микроскопа при увеличении 490 раз,Данные травления по примеру 2 для граничных и средних значений концентраций компонентов, входящих в раствор, сведены в таблицу (изменение скорости и состояние качества травления структуры титан- алюминий от содержания компонентов в растворе). 35 Скорость травления, НАВОЗ (МН) 5 Ге мкм/мин Содержание компонентов Рас тПримечание вор 0,22 50 300 3,0 0,36 4,0 0,4 80 400 5,0 0,41 405 0,41 410 90 5,5 0,41 415 95 0,41 420 100 6,0 0,38 ч 80 120 7,0 0,38 140 8,0 500 0,36 160600 10,0 10 алюминий на топологическом рисунке микросхем наблюдаются перетравы, неровности края элементов составляют более 5 мкм,Вследствие большого содержания хромового ангидрида раствор имеет интенсивную окраску, что значительно затрудняет визуальный контроль за процессом травления тонкопленочной структуры.Дополнительным фактором, исключающим применение раствора в тонкопленочной технологии, является подтравливание резистивного слоя подложки, содержащей кремний, что не обеспечивает селективности процесса травления.Цель изобретения - улучшение качества травления тонкопленочной структуры титан-алюминий, обеспечение избирательности травления, возможности автоматизации процесса,Эта цель достигается тем, что раствор, содержащий хромовый ангидрид и дистиллированную воду, дополнительно содержит азотную кислоту и кремнефтористый аммоний при следующем соотношении компонентов, г/л:Хромовый ангидрид 5 - 6 Азотная кислота 400 в 4 Аммоний кремнефтористый 80 - 100 Дистиллированнаяйода Дол Пример 1. Раствор для травления готовится путем растворения 90 г кремнефтористого аммония (ЯН 4) ЫРв (ч) в 400 г дистиллированной воды (ОСЧ 25 - 6) с последующим добавлением 5,5 г хромового ангидрида СгОз (ч.д,а). В полученный раствор, осторожно перемешивая его, приливают 410 г азотной кислоты НИОз (ч.д.а). Далее объем раствора доводят до 1 л, разбавляя 5 10 15 20 25 Зо Неравномерность травлениявследствие низкой скорости Скорость травления постоянна,травление равномерное, краяэлементов ровные, минимум дефектов Скорость травления падает, вслед ствие пассивации.Интенсивность окраски увеличивается, уменьшается растворимость968098 Составитель В. ОлейниченкоРедактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор О. БилакЗаказ 7264/41 Тираж 1053 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 .филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Предлагаемый раствор при указанном (пп. 3, 4, 5, 6 и 7) содержании компонентов обеспечивает травление коммутационной структуры титан-алюминий со скоростью 0,4 - 0,5 мкм/мин без подтравливания материалов нижележащих слоев резистивных материалов на основе металлосилицидов и ситалловой подложки. Травление в предлагаемом растворе осуществляется без подогрева при 20+2 С, что обеспечивает большую стойкость фоторезистивной маски, вследствие чего уменьшается количество дефектов травления (перетравов, вырывов, проколов), улучшается равномерность травления.Травление при комнатной температуре облегчает автоматизацию процесса, снижает затраты энергии, уменьшает испарение раствора, улучшает условия труда. Выход годных микросхем после травления в предлагаемом растворе увеличивается на 18 - 20%. Экономический эффект от внедрения составит 5200 руб. на 1000 микросборок средней степени интеграции. Формула изобретенияРаствор для травления тонкопленочнойструктуры титан-алюм ин и й, содержащий хромовый ангидрид и дистиллированную воду, отличающийся тем, что, с целью повышения качества травления и обеспечения избирательного травления с возможностью автоматизации процесса, он дополнительно содержит азотную кислоту и аммоний кремнефтористый при следующем соотно О шении компонентов, г/л:Хромовый ангидрид 5 - 6 Азотная кислота 400 в 4 Аммоний кремнефтористый 80 - 100 Дистилли ованная Р15 вода До л.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США2711364, кл, 156 в ,опублик. 1955.20 2. Патент ФРГ1101899, кл. 48 д 1/02,опублик. 1962.3. РЖ Химия, 1978,13, Л 236 П.4, Авторское свидетельство СССР348645, кл. С 23 Г 1/02, 1970.