Раствор для размерного травления

ш 199 О 872 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 230981 (21) 3369001/22-,02 с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпублмковамо 230133, Бюллетень МЗ Дата опубликования описания 2301.83 . Я) М. Ка.ф С 23 Р 1/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийггг 2 Авторы эобретенм кунина и Н. В. Орл ордина, Е г Сг Заявител(54) РАСТВОР ЕРНОГО ТРАВЛЕНИ содерноше 14-23 ьное тики еского мперату авле 10 является со"размерного трнове никеля,о сплава никел ретени ра для йнао мическо Целью изо здание раств ления покрыти частности хи марганец-Фос ко известны ной кислотыливания.при микросхем, ч еометрически микросхем, ава непригод пользования Од ве аэ подтр сунка жению мецто го со ,кого ры на лысой ванин дит к раств дают б Формир о прив х разм ,е. ра ен для го лжен о ливать котор (обычн превышающи ения,бладать элементы ых не пр о 50-100пособ- микровышают мкм) с от номи 25 Раствор дностью вытрасхем, размерыдесятков мкмразбросом, нЗО нального зна риискае- ако- чествор прак Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к процессу размерного химического травления ни-.:. келя и сплавов на основе никеля, и может быть использовано при формировании рисунка микросхем на подложках из ситалла, керамики, поликора, Фото- шаблонов, на подложках из кварца;Известны составы растворов на основе азотной кислоты (1при следующем соотношении компонентов, мл/л:Кислота уксусная(д = 1,4 г/смв) 450-490Хлорное железо 450-490 .г/лТехнологические характеристики известного раствора для химического травления никеля следующие: температура раствора 25 фС, скорость травления 0,45 мг/емим,Наиболее близким к изобретению является раствор Г 21 , который жит компоненты в следующих соот ниях, вес.ЪгПерманганат калия 0,0003-0,00Перекись водорода(30-ный раствор) 12-20Кислота ортоФосФорнаяВода ОсталТехнологические характерис известного раствора для химич травления меди следующие: те ра раствора 25 , скорость тр ния 0,235 мг/см мнн.Однако этот раствор не обеспечивает травления сплава на основе ни- келяв,травления,мг/см минОтклонениеразмеровот номиналов,30 40 25 30 40 25 30 40 25 0,103 0,130 0211 0,098 0,126 0,198 0,101 0,131 0,200 5,1 5,6 3,8 Поставленная цель достигается тем, что раствор, содержащий ортофосфорную кислоту, перекись водорода и воду дополнительно содержит Фтористоводородную кислоту, Фторид аммония и хлорид аммония при следующем соотно шенин компонентов, мас.:Ортофосфорнаякислота 3,75-7,5Перекись водорода 2,0-60Фтористоводородная 10кислота 2, 65-4, 5Фторид аммония 0,5-1,0Хлорид аммония 10-15Вода ОстальноеРаствор готовили последовательным сливанием фтористоводородной кислоты с раствором перекиси водорода и ортофосфорной кислоты, после чего добавляли навески Фторида и хлорида аммония, Травление незащищенных фото- резистом участков микросхем проводили во фторопластовой кассете, после чего промывали подложки проточной горячей, а потом холодной водой.После промывки образцы с,шили сжатым воздухом. Геометрические разме. ры рисунка микросхем замеряли после снятия фоторезиста на универсальном измерительном микроскопе (УИМ), затем рассчитывали отклонение размеров от номинального значения (номи-ЗО нальные размеры брали с контрольного фотошаблона) .Для удобства проведения экспериментов было установлено, что содержание всех, входящих в раствор ингре-З 5 Ф диентов можно выразить в мп, что должно соответствогать следующему соотношению, мл.:Перекись водорода(40-ный раствор) 10-15Раствор предлагаемого состава обеспечивает равномерное травление 1 химического сплава никель-марганец- Фосфор, позволяет получать элементы микросхем, линейные размеры которых отличаЮтся от номинальных не более, чем на 3-4, что соответствует требованиям, предъявляемым к процессу трав. ления в технологии изготовления микросхем.Примеры конкретного применения раствора. Для проверки предлагаемого состава раствора для размерного травления сплава никель-марганец-фосфор, нанесенного на диэлектрические. подложки, были приготовлены растворы со следующими концентрациями компонентов, мп:Состав раствора 1.Кислота Фтористоводородная 20Перекись водорода10-ный растворКислота ортофосфорнаяФторид аммония65-ный раствор 7,5Хлорид аммония40-ный растворСостав раствора 2.Кислота фтористоводородная 15Перекись водорода10-ный растворКислота ортофосфорнаяФторид аммония65-ный раствор 5Хлорид аммония40-ный раствор 10Состав раствора 3.Кислота фтористоводороднаяПерекись водорода10-ный раствор 60Кислота ортофосфорная , 40Фторид аммония65-ный раствор 10Хлорид аммония40-нйй раствор 15 Технологические характеристики растворов для химического травления сплава никель-марганец-Фосфор представлены в табл. 1.Таблица 1 3,9 5,0 5,4 4,1 5,2 5,5Как видно из табл, 1, минимальное отклонение размеров от номинального значения соответствует температуре травления 25 С, При повышении температуры раствора травления до 30-40 С размеры отклоняются от номинальных более, чем на 5, что не отвечает требованиям. Поэтому процесс раз" мерного травления при Формировании рисунка микросхем необходимо проводить при 25 С. Результаты травления в рас;ворах в укаэанном диапазоне концентраций компонентов незначительно сказываются на скорости размерного травления.Сравнительные результаты травления в известном (1) и предлагаемом (2) растворах на основании замеров линев ных размеров элементов микросхем прие ведены в табл. 2.1уВ 6 РойеОо ах,1Ю 3334693",3, "ХевОфЯ еню хох 3 333оо6 а 3 л хео хйх 9 я дю оа 3 О к Зхо алло ЭХА йха ЮЦ 3 адо е ай 1 1 1 ,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 о о Ч Ь Ьо в о о о о о Фь 3 Ь 3 Ч (Ч О 1 г 4 СЧ Ю % % 3 3%4 %4 тЧ м о сч мЮ Ь о о а 3 Ч %3 %3 ф с Ъ о о о а м ь. Ь о о990872 10 Отклонение линейных размеров элементов микросхем от номинального значения при травлении в известном растворе на основе азотной кислоты составляет 5-19Отклонение линейных размеров от номинального значения при травлении в предлагаемом растворе не превышает 2 (по Ту допускается до 5) .Травлению подвергали подложки с осадком никель-марганец-фосФОР после 10 формирования на них элементов микросхем посредством фотолитографии.Проведенные эксперименты позволили сделать вывод, что предлагаемый раствор позволяет проводить раз"мерное травление с оптимальной скоростью и с минимальными отклонениями размеров от номинального значения. 2 фб 5-4 ю 5 0,5-1,0 1,0-15. Остальное Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Попилов ЛЯ. и Трактирова Г.В.20 Химические и электрохимючвские способы травления поверхностей деталейи иэделий в судостроении, Обзор,ЦНИИ, "РУМБ", 1974, с. 118.2. Авторское свидетельство СССР.25 В 729232 кл. С 09 К 13/04, 1977. Формула изобретения Составитель В. Олейниченко Техред М.Коштура Корректор А. Ференц Редактор В, Иванова Заказ 65/40 Тираж 954 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий.113035, Москва, М, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Раствор для размерного травления, преимущественно сплавов на основе никеля, содержащий ортофосфорную кислоту, перекись водорода, и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сохранения линейных размеров микросхем за счет уменьшения угла подтравливания, он дополнительно содержит фтористоводородную кислоту, фторид аммония и хлорид аммония при следующем соотношении компонентов, мас.Ортофосфорная кислота 3,75-7,5Перекись водорода 2,0-60ФтористоводороднаякислотаФторид аммонияХлорид аммонияВода