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, фотошаблонов, на подложках из кварца.
Известны составы растворов на основе азотной кислоты Cl при следующем соотношении компонентов, мл/л:
Кислота уксусная
(d 1,05 г/см)240-260
Кислота азотнс1я
(d 1,4 г/см).450-490
Хлорное железо 450-490 г/л
Технологические характеристики известного раствора для химического травления никеля следующие: температура раствора 25®С, скорость травления 0,45 мг/см мм.
Однако известные растворы на основе азотной кислоты дают большой угол подтравливания при формировании рисунка микросхем, что приводит к искажению геометрических размеров элементов микросхем, т.е. раствор такого состава непригоден для практического использования.
Наиболее близким к изобретению является раствор С21 , который содержит компоненты в следующих соотношениях, вес.%:
0,0003-0,0007
Перманганат кглия
Перекись водорода 12-20
(30%-ный раствор)
Кислота ортофосфор14-23
ная
10 Остальное
Вода
Технологические характеристики известного раствора для химического травления меди следующие: температура раствора , скорость травле15ния 0,235 мг/см-мин.
Однако этот раствор не обеспечивает травления сплава на основе никеля.
. Целью изобретения является со20здание раствора для размерного травления покрытий на основе никеля, в частности химического сплава никельмарганец-фосфор.
25
Раствор должен обладать способностью вытравливать элементы микросхем, размеры которых не превышают десятков мкм (обычно 50-100 мкм) с разбросом, не превышающим 5% от номи30 иального значения. Поставленная цель достигается тем что раствор, содержащий Ьртофосфорную кислоту, перекись водорода и воду дополнительно содержит фтористоводородную кислоту, фторид аммония и хлорид аммония при следующем соот шении компонентов, мас,%: Ортофосфорная кислота 3,75-7,5 Перекись водорода 2,0-60 Фтористоводородная кислота2,65-4,5 Фторид агдмония 0,5-1,0 Хлорид аммония 10-15 ВодаОстальное Раствор готовили последовательным сливанием фтористоводородной ки лоты с раствором перекиси водорода и ортофосфорной кислоты, после чего добавляли навески фторида и хлорида аммония. Травление незащищенных фот резистом участков микросхем прово дили во фторопластовой кассете, после чего промывали подложки проточной горячей, а потом холодной водой После промывки образцы сушили сж тым воздухом. Геометрические размеры рисунка микросхем замеряли после снятия фоторезиста на универсальном измерительном микроскопе (УИМ-1) , затем рассчитывали отклонение размеров от номинального значения (ном нальные размеры брали с контрольног фотошаблона). Для удобства проведения экспериментов было установлено, что содержание всех, входящих в раствор ингр диентов можно выразить в мл, что должно соответствогать следлгющему соотношению, мл.: Перекись водорода (10%-ный раствор) 20-60 Кислота Ортофосфорная20-40Кислота фтористоводородная 15-25 Фторид аммония (65%-ный раствор) 5-10 Хлорид аммония (40%-ный раствор) 10-15 Раствор предлагаемого состава обеспечивает равномерное травление ческого сплава никель-марганецфор, позволяет получать элементы осхем, линейные размеры которых чается от номинальных не более, на 3-4%, что соответствует требоям, предъявляемым к процессу травя в технологии изготовления мисхем. ПримеЕал конкретного применения хвора. Для проверки предлагаемого состараствора для размерного травления ава никёль-марганец-фосфор, наненого на диэлектрические подложки, и приготовлены растворы со следуюи концентрациями компонентов, мл: Состав раствора 1. Кислота фтористоводородная20 Перекись водорода . 10%-ный раствор40 Кислота Ортофосфорная 30 Фторид аммония 65%-ный раствор7,5 Хлорид аммония 40%-ный раствор1,5 Состав раствора 2. Кислота фтористоводородная15Перекись водорода 10%-ный раствор20 Кислота Ортофосфорная 20 Фторид аммония 65%-ный раствор5 Хлорид аммония 40%-ный раствор10 Состав раствора 3. Кислота фтористоводородная. 25 Перекись водорода 10%-ный раствор60 Кислота Ортофосфорная , 40 Фторид аммония 65%-ный раствор10 Хлорид аммония 40%-ный раствор15 Технологические характеристики творов для химического травления ава никель-марганец-фосфор предвлены в табл. 1.. . Таблица
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Раствор для травления силицидов металлов | 1991 |
|
SU1795985A3 |
| СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ НИТРИДА ЦИРКОНИЯ С ПОДЛОЖКИ ИЗ ТИТАНА ИЛИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | 2013 |
|
RU2545975C1 |
| Фотошаблон | 1974 |
|
SU516210A1 |
| Раствор для фотохимического фрезерования меди и медных сплавов | 1987 |
|
SU1458430A1 |
| СПОСОБ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ТРАВЛЕНИЯ СТАЛИ | 2018 |
|
RU2709558C1 |
| Способ получения композиционного металл-алмазного покрытия на поверхности медицинского изделия, дисперсная система для осаждения металл-алмазного покрытия и способ ее получения | 2020 |
|
RU2746730C1 |
| Раствор для стравливания пленок алюминия | 1980 |
|
SU956620A1 |
| Раствор для травления тонкопленочной структуры титан-алюминий | 1981 |
|
SU968098A1 |
| Раствор для избирательного травления меди | 1982 |
|
SU1151594A1 |
| Способ одновременного обезжиривания, травления и фосфатирования алюминия и его сплавов и раствор для осуществления способа | 1976 |
|
SU682582A1 |
Температура, с 25 30 40 Скорость .травления, мг/см -мин 0,103 0,130 0,211 Отклонение размеров от номина 3,85,1 5,6 лов, % 25 30 40 25 30 40 0,098 0,126 0,198 0,101 0,131 0,200 3,9 5,0 5,4 4,1 5,2 5,5
Как видно из табл. 1, минимашьнов отклонение размеров от номинального значения соответствует температуре травления , 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 pacvBOpax в указанном диапазоне концентраций компонентов незначительно сказывсцотся на скорости размернозго травления.
;. Свавнительные результаты травления в известном (1) и прегз агаемогл (2) растворах на основании замеров линейных размеров элементов микросхем прие ведены в табл. 2.
о ч
о
о 00
fN
о ffl
9t
о о о
1
«м
гН
1ЛVO
«.о
тН«.
тнm
о
го VO
смсмЮтЧтН -1Ч
г-1 «н о да см да VOI г г чг го да го Ч
1Л
о го
«л
о
Ч
г
04 ОЧ да да
п о о
1Л
о о
« см
01
1
ч Г
да
1Л
(О
VO
о да го
да
VO
Ч
оо го Отклонение линейшлх размеров эле ментов микросхем от номинального зн чения при травлении в известном растворе на основе азотной кислоты составляет 5-19%. Отклонение линейных размеров от номинального значения при травлении в предлагаемом раствор не превышает 2% (по ТУ допускается до 5%). Травлению подвергали подложки с осадком никель-марганец-фосфор посл 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. Формула изобретения , Раствор для размерного травления преимущественно сплавов на основе никеля, содержащий ортофосфорную кислоту, перекись водорода, и воду, отличающийся тем, что, с целью сохранения линейных раэмеров микросхем за счет уменьшения угла подтравливания, он дополнительно содержит фтористоводородную кислоту, фторид аммония и хлорид аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ортофосфорная кислота3,75-7,5 Перекись водорода 2,0-60 Фтористоводородная кислота2,65-4,5. Фторид аммония 0,5-1,0 Хлорид акФюния 1,0-1,5. Вода Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Попилов л. Я. и Трактирова Г.В. Химические и электрохимические способы травления поверхностей деталей и изделий в судостроении. Обзор, ЦНИИ, РУМБ, 1974, с. 118. 2.Авторское свидетельство СССР 729232,,кл. С 09 К 13/04, 1977.
