СПОСОБ ТРАВЛЕНИЯ ХРОМА Советский патент 1971 года по МПК B41C1/16 C23F1/26 C23F1/04 

Изобретение относится к способам травления хрома, применяемым для получения фотолитографических масок в производстве полупроводниковых устройств, где требуется высокая разрешающая способность маскирования.

Известны способы травления хрома, заключающиеся в том, что слой хрома, находящийся на участках будущей маски, не защищенных фоторезистом, подвергают действию травящего раствора на основе серной кислоты.

Известные способы травления хрома не обеспечивают достаточной четкости, в результате чего ухудшается качество получаемых изображений.

С целью улучшения качества получаемых масок и облегчения контроля за процессом травления по предлагаемому способу в травящий раствор вводят фосфорную кислоту и воду в количествах 1-16 об. ч. на каждые 1-4 об. ч. серной кислоты, начало химической реакции травления ускоряют путем введения в контакт со слоем хрома металлов-катализаторов в основном второй и третьей групп периодической системы элементов, например магния, алюминия или их сплавов.

лянную основу, например, способом напыления в парах металла.

Предпочтительным способом нанесения является последовательное нанесение его в два этапа с промежуточной операцией обдирки, в результате чего получается прочная, безпор iстая структура при толщине покрытия

800-1200 А.

Затем на слой хрома наносят стандартный

фоточувствительный защитный материал и

производят контактпое копирование с пленки

в ультрафиолетовых лучах.

Путем последующего проявления осуществляют избирательное удаление фоточувствительного защитного слоя, обнажая на определенных участках металлическую пленку хрома. В раствор для травления хрома вводят 1-4 ч. концентрированной серной кислоты,

4-16 ч. концентрированной фосфорной кислоты и 4-16 ч. воды.

Для ускорения химической реакции травления пленки хрома в качестве катализатора используют магний, алюминий или их сплавы.

Достаточно прикоснуться к поверхности хрома тонким алюминиевым проводом, чтобы в присутствии травящего раствора в точке контакта возникла быстро протекающая реакция.

которая не прекращается вплоть до полного растворения всего слоя хрома. Время травления в присутствии катализатора 3-5 сек. В период травления температуру раствора желательно поддерживать при 60°С.

Удаление газовых пузырьков, возникающих в результате химической реакции, осуществляют протиранием обрабатываемой поверхности мягким материалом.

Для прекращения реакции после травления соляной кислотой основу помещают в ванну с гидроокисью аммония, тем самым устраняя боковое подтравливание элементов изображения. Момент погружения в известных способах существенно определяет четкость изображения.

При использовании травящего раствора, несмотря на то, что реакция травления протекает чрезвычайно быстро, бокового подтравливания не наблюдается даже в том случае, когда основа находится в травящем растворе значительно больщее время, чем требуется для завершения процесса травления.

Например, основа находится в травящем растворе в течение 20-30 сек, а для полного заверщения процесса травления нужно 3-5 сек.

Если основу выдержать в травящем растворе больше 20-30 сек, то наблюдается боковое-подт.равливаяие, .но ..плавность и четкость линий не нарушается и нет неравномерных и зазубренных граничных линий.

Следовательно, выполнение процесса травления особенно эффективно в том случае, когда необходимо увеличить площадь прозрачных элементов изображения.

Нейтрализация кислоты по окончании процесса травления также производится в растворе гидроокиси аммония.

Затем защитный фоточувствительный материал удаляется с пластинки, а полученная таким образом хромовая маска очищается в разбавленном растворе гидроокиси натрия путем протирания мягкой виниловой губкой. Затем пластинка промывается водой и высущивается в струе сжатого воздуха.

Отсутствие бокового подтравливания и неравномерности при травлении объясняется тем, что фосфорная кислота хром не растворяет. Смесь серной и фосфорной кислот обеспечивает с одной стороны быстрое протекание реакции растворения незащищенного хрома, а с другой стороны - внезапное прекращение реакции на границе с защищенными участками основы. Концентрация компонентов травящего раствора может изменяться.

Рекомендуются следующие соотношения исходных материалов: 1-4 ч. концентрированной серной кислоты, 4-16 ч. концентрированной фосфорной кислоты и 4-16 ч. воды.

Обязательным условием быстрого протекания реакции является использование металлов-катализаторов, например олово, магний, цинк, кадмий и сплавы этих металлов, но наиболее подходящим является алюминий.

Основа, покрытая хромом, храниться в течение длительных промежутков времени до выполнения операции травления. Например, травление известными способами необходимо проводить в течение не более, чем нескольких суток после нанесения покрытия.

По предлагаемому способу пластину с покрытием можно хранить в течение полугода.

Предмет изобретения

0 Способ травления хрома, например, при изготовлении фотолитографских масок, заключающийся в том, что слой хрома, находящийся на участках будущей маски, не защищенных фоторезистом, подвергают действию

5 травящего раствора на основе серной кислоты, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества получаемых масок и облегчения контроля за процессом травления, в травящий раствор вводят фосфорную кислоту и воду в количествах 1-16 об. ч. на каждые 1-4 об. ч. серной кислоты, начало химической реакции травления ускоряют путем введения в контакт со слоем хрома металлов-катализаторов в основном второй и третьей групп периодической системы элементов, например магния, алюминия или их сплавов.