SU1070210A1 - Solution for etching iron - Google Patents
Solution for etching iron Download PDFInfo
- Publication number
- SU1070210A1 SU1070210A1 SU813337734A SU3337734A SU1070210A1 SU 1070210 A1 SU1070210 A1 SU 1070210A1 SU 813337734 A SU813337734 A SU 813337734A SU 3337734 A SU3337734 A SU 3337734A SU 1070210 A1 SU1070210 A1 SU 1070210A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- acid
- etching
- iron
- solution
- ferric chloride
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims description 54
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 claims abstract description 8
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- -1 precision Chemical compound 0.000 claims abstract description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 7
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 abstract description 3
- 208000006558 Dental Calculus Diseases 0.000 abstract 1
- 238000007688 edging Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- BDDLHHRCDSJVKV-UHFFFAOYSA-N 7028-40-2 Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O BDDLHHRCDSJVKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 241001553014 Myrsine salicina Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- KYQODXQIAJFKPH-UHFFFAOYSA-N diazanium;2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O KYQODXQIAJFKPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- WBZKQQHYRPRKNJ-UHFFFAOYSA-L disulfite Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])(=O)=O WBZKQQHYRPRKNJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/16—Acidic compositions
- C23F1/28—Acidic compositions for etching iron group metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
РАСТВОР ДЛЯ РАЗМЕРНОГО ТРАВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА, преимущественно прецизионного, содержащий хлорное железо, органическую кислоту и воду, отличающийс тем, что, с целью повьшени стабильности раствора при высокой воспроизводимости результатов, в качестве органической кислоты содержит многоосновную оксикарбоновую кислоту, выбранную из группы: блочна , винна , лимонна , и дополнительно содержит этилендиаминтетрауксусную кислоту или её диаммонийную соль при следуквдем соотношении компонентов, г/л: Хлорное железо 2Q-50 Многоосновна , оксикар- бонова кислота/выбранна из группы: блочна , винна , лимонна - 5-10 Этилендиаминтетрауксусна кислота или ее диаммонийна соль 5-20 i ВодаДо 1 л (О , su 3tSD с 23 F 1/04;.С 23 9 1/06 cta «ftnf.ii , iAffiViHs 13 ..- «л Т1- .С .J J «.J . л- -, . ., . f ТЕНИЯ JiKkJJHOlti. ,SOLUTION FOR DIMENSIONAL EDGING OF IRON, mainly precision, containing ferric chloride, organic acid and water, characterized in that, in order to increase the stability of the solution at high reproducibility of results, as the organic acid contains a polybasic hydroxycarboxylic acid selected from the group of: block, tartaric, vinous, citric acid, and additionally contains ethylenediaminetetraacetic acid or its diammonium salt when the ratio of components follows, g / l: Ferric chloride 2Q-50 Polybasic, hydroxy acid r-boic acid / selected from the group: block, tartar, citric - 5-10 Ethylene diamine tetraacetic acid or its diammonium salt 5-20 i Water Up to 1 l (О, su 3tSD with 23 F 1/04; .C 23 9 1/06 cta "ftnf.ii, iAffiViHs 13 ..-" l T1- .C .JJ ".J. l- -,..,. f TENIJA JiKkJJHOlti.,
Description
Изобретение относитс к химическ обработке металлов, в частности к технологии прецизионного жидкостног травлени рисунка в тонких сло х железа, нанесенных на инородную , подложку, и может быть использовано в технологии изготовлени полупрово никовых приборов и ИС при травлении промежуточных маскирующих покрытий. Известен раствор дл т |авлени железных покрытий, содержащий смесь щавелевой кислоты и перекиси водоро да, который используют дл избирательного травлени стальных пластин при изготовлении масок дл кинескоп Травитель имеет высокие скорости травлений и позвол ет быстро и качественно проводить сквозное травле ние толстых .слоев СИ . Однако использование известного раствора дл размерного травлени тонких железных покрытий (до 5 мкм) неэффективно, так как при этом полу чаютс плохое качество рисунка и ма ловоспроизводимые результаты из-за больших (30-80 мкм/мин} скоростейтравлени . Известен также раствор дл размерного травлени железа, содержащий водный раствор хлорного железа |(150-200 г/л ) и защитную ингибирующую добавку, в качестве которой- используютс производные фосфороорган ческих соединений, например о,о-диалкилтиофосфондисульфит в количестве 0,1-0,2% С21. Раствор используют при травлении типографических печатных плат.Введение в состав травител ингибирующей добавки уменьшает боковое страв ливание печатных элементов. I. Наиболее близким к предлагаемому вл етс раствор дл размерного травлени железа, содержащий хлорное железо, щавелевую кислоту, гидр окись щелочного металла и воду при следующем соотношении компонентов, вес.%; Хлорное железо 30-38 Кислота щавелева : 25-30 Гидроокись щелочного металла2-3 ВодаОстальное Травление провод т при рН ,3со скорост ми 30-40 мкм/мин 31 . Однако такой травитель пригоден только при травлении толстых слоев железа или железных покрытий, при травлении тонких слоев результаты размерного травлени плохо воспроиз водимы из-за больших растравов рису ка. Простое разбавление указанного состава водой резко снижает скорост травлени , однако при этом ухудшаетс воспроизводимость результатов размерного травлени t качество рисунка- ) , так как по вл ютс локальны нёпротравы. Этот недостаток в известной мере удаетс устранить при использовании ультразвукового перемешивани раствора. Однако наличие в составе травител катионов щелочного металла не позвол ет его использовать в технологии полупроводниковых материалов, так как при травлении загр зн етс обрабатываема) поверхность и необходимо введение дополнительных операций отмывки поверхности от ионов щелочных металлов. Кроме того, наблюдаетс плоха воспроизводимость результатов при прецизионном травлении топологии рисунка на тонких сло х железа (железных покрытий ) вследствие больших (15-20 мкм/мин ) скоростей травлени и изменение свойств травител при его хранении. Раствор можно использовать только свежеприготовленный, после 2-3 ч его активность существенно измен етс . Цель изобретени - повышение времени стабильности раствора при высокой воспроизводимости результатов . Поставленна цель достигаетс тем, что раствор дл размерного травлени железа, включающий хлорное железо, органическую кислоту и воду, 13 качестве органиче ской содержит мвогоосновную оксикарбоновую кислоту, выбранную из группы: блочна , винна , лимонна , и дополнительно содержит этилендиаминтетраук1Сусную кислоту (ЭДТУ) или ее диаммонийную соль при следующем соотношении компонентов, г/л: Хлорное железо20-50 Многоосновна оксикарбонова кислота, выбранна из группы: блочна , винна , лимонна 5-10 Этилендиаминтетрауксусна кислота или ее .диаммонийна соль 5-20 ВодаДо 1 л Травление провод т при рН 1-3. Основным трав щим компонентом в травителе вл етс хлорное железо, которое взаимодействует с железом по реакции 2Fe + FeCl,, Введение в состав раствора многоосновной оксикарбоновой кислоты несколько увеличивает скорость травлени и при этом стабилизирует свойства травител , позвол ет его использовать практически с теми же результатами по скорост м травлени даже после длительного хранени в течение 2-3 недель. Наличие этилендиаминтетрауксусной кислоты или ее диаммонийной соли позвол ет резко уменьшить растравы рисунка и поверхности полупроводников и обеспечивает хорошую прорабатываемость мелких деталей топологии рисунка , по-видимому, вследствие обра зовани промежуточных комплексов. Концентраци хлорного железа 20-50 г/л позвол ет варьировать скорость травлени в необходимых пределах (от нескольких дес тков нанометров в минуту до 2-3 мкм/мин) При содержании оксикарбоновой кислоты менее 5 г/л свойства раствора начинают измен тьс при его хр нении, при содержании более 20 г/л происходит увеличение скоростей тра лени за счет вклада самой оксикислоты , при этом-качество проработки рисунка, как правило, ухудшаетс и возможно подтравливание полупроводниковых материалов. Содержание этилендиаминтет;рауксусной кислоты или ее диаммонийной соли в количестве менее 5 г/л ухудшает разрешающую способность при размерном травлении мелких рисунков , а увеличение свыше 20 г/л не дает никаких дополнительных преимуществ. Оптимальным количеством ЭДТУ вл етс 5-10 г/л, так как четкость прорабатываемого рисун ка при этом наилучша . Травлению подвергают слои железа различной толщины, нанесенные на. поверхность полупроводниковых струк тур Si-SiOi, GaAs - Si02, оптически стекол К-8.размером 76x76 и фотоситалл СТ-50. На структуры со сло ми железа нанос т центрифугированием слои фоторезиста: ФН-383 толщиной 0,3 мкм и фотолитографией формируют тестовы элементы - окна размерами 2x20,5x20 и 10x20 мкм, а на рабочих пластинах рабочий рисунок транзистора. Составы растворов приведены в табл. 1. Раствор приготовл ют следующим образом. В литровую емкость наливают 0,5 л деионизованной воды и при перемешива НИИ последовательно раствор ют необходимые количества ингредиентов, вх д щих в состав травител : железо хло ное (ГОСТ 4147-65 гга), одну из мно основных карбоновых оксикислот или лимонную кислоту (2 оксипропан 1,2, -трикарбонова ) (ГОСТ - 3652-69хг), или винную (виннокаменна )(ГОСТ 5817-69 гда) или блочную (ДК-окси нтарна )(МРТУ-6-09-3302-66 ч).После полного растворени в указанную мерную емкость добавл ют этилендиамин-N , N,N N -тетрауксусную кислоту, (этилендинитрило) -тетрауксусную кисл ту (МРТУ-6-09-2356-65-гда) или этилендиамин-Н .N N N-тетрауксусной кис лоты диаммонийную соль д ТУ 110-161-7.0 гда) и довод т готовый раствор до метки. Раствор хран т в закрытых полиэтиленовых емкост х и используют его периодически в течение 1 мес со дн приготовлени . Травление провод т в кварцевых кюветах при осторожном перемешивании . Одновременно обрабатывают 1 пластину в порции травител 100 мл (в каждой порции травител обрабатывают не более 10 пластин). Предварительно на пластине-спутнике определ ют врем полного стравливани сло . Врем травлени на тестовых рабочих пластинах контролируют по секундомеру. После выдержки в течение заданного времени в травителе пластину вынимают и быстро перенос т в стакан с деионизованной водой,ополаскивают и помещают в кювету с деионизованной водой. Параллельно с этим провод т травление в известном растворе, содержащем сопоставимое количество трав щей компоненты, т.е. такое же количество хлорного железа. Провод т контроль результатов травлени . Результаты травлени приведены -в табл. 2. Результаты травлени контролируют при обследовании в каждой партии 4-6 пластин в п ти местах при увеличении X 200 на микроскопе МВИ-6 по отклонению размеров рисунка, неровности кра . Кроме того, визуально контролируют общий вид поверхности подложки,после травлени на отсутствие вуали, разводов , растравов. Пример.На подложки КЭФ-7,5 (ill), GaAS, ZnAs, фотоситалл СТ-50 и стекл нные заготовки из стекла К-8 нанос т из газовой фазы при 250°С слой железа толщиной 0,2 мкм, затем на осажденный слой нанос т слой фоторезиста ФН-383 толщиной 0,3 мкм, методом фотолитографии вскрывают в слое фоторезиста тестовые элементы окна размером 2x20, 5x20 и;20x20 мкм и провод т травление в травителе следующего состава, г/л: Железо хлорное20 Кислота винна 5 Этилендиамин Тетрауксусна кислота .5 Врем травлени 1 мин 10 с + 3с (дл партии из 6 пластин;. Проработка топологии рисунка хороша , растравы отсутствуют. Вуали и налета нет. Уход размеров менее 0,2 мкм. Качество поверхности пластин GaAs после фотолитографии рисунка остаетс на прежнем уровне. Различие во времени проработки рисунка ±3 с обусловлено неравномерностью нанесени сло железа по пл щади пластины. Пример 2. Так же как и в примере 1, на подложки нанос т сло железа толщиной 0,3 мкм и таким же образом формируют тестовые элементы , травление провод т в травителе следующего состава, г/л: Железо хлорное25 Кислота лимонна 20 Этилендиамин тетрауксусна кислота 5 Врем травлени 1 мин 15 с + 5 (дл травлени партии из б плас тин) , Качество рисунка хорошее. Уход размеров не более 0,2 мкм. Вуали и налета нет. Поверхность образцов, в том числе и GaAs и 1пА), без изме нений. ПримерЗ. Нанос т слой жел за 0,1 мкм. Формирование тестовых элементов провод т аналогично прим ру 1. Травление провод т в травите ле следующего состава, г/л: Железо хлорное20 Кислота блочна 10 Этилендиамин тетрауксусной кислоты диаммонийна соль 20 Врем травлени 45 ± 3с (дл п , тии из 4 пластин). . Качество проработки рисунков хо рошее. Уход размеров менее 0,1 мкм Вуали и налета нет.Поверхность образцов , в том числе и GaAs и InAs без изменений. Пример 4. Нанос т слой же леза 1 мкм. Провод т формирование тестовых элементов так же, как в примере 1. Травление провод т в тр вителе следующего состава, г/л: ЖеЛезо хлорное50 Кислота лимонна 10 Этилендиамин тетрауксусна кислота 10 Врем травлени 1 мин 40 с + 1 ( при травлении партии из 4 пла тин). Результаты такиеже, как в прим ре 2, но наблюдаетс уход размеро , 0,4-0,6 мкм. Анизотропию при травл НИИ можно, по-видимому, отнести к изменению плотности сло железа и его состава по толщине. Пример 5. Нанос т слой железа толщиной 0,3 мкм. Провод т формирование тестовых элементов аналогично примеру 1. Травление провод т в травителе следующего состава, г/л: Железо хлорное 25 Кислота винна 15 Этилендиамин тетрауксусна кислота диаммонийна соль 5 Врем травлени 1 мин 30 с i 3 с ( при травлении партии из 4 пластин ). Результаты такие же, как в примерах Г-3. Пример б. Нанос т слой железа толщиной 0,2 мкм. Провод т формирование тестовых элементов аналогично примеру 1. Травление прово- д т в травителе следующего состава , г/л: Хлорное железо .20 Кислота лимонна 20 Врем травлени 52+2 с (в партии из б пластин). После травлени на поверхности двух образцов InAs наблюдаетс по вление локальных белых п тен, расположенных по периметру вытравливаемого рисунка на образцах GaAs- светла вуаль. Уход размеров 0,3-0,4 мкм. Образцы кремни , стекла К-8 и фотоситалла каких-либо включений, п тен или вуали не имеют. На всех образцах наблюдаетс локальный растрав рисунка 2x20. Травление образцов в травителе, содержащем хлорное железо и ингибирующую добавку Ссосхав по прототипу). При травлении в травителе, содержащем зслорное железо (100 г/л) и о,о-дибутилтиофосфондисульфид (2 г/л), рисунок 2x20 и 5x20 полностью растравлен . Рисунок 20x20 имеет большие растравы и рваный край (уход размеров более 5 мкм). Раствор не пригоден дл прецизионного химического травлени топологии рисунка. При травлении в базовом растворе содержащем хлорное железо (20 г/л) и о,о-дибутилтиофосфондисульфид (2 г/л), рисунок 2x20 полностью растравлен , рисунки 5x20 и 20x20 имеют уход размеров более 1 мкм и волнистый край рисунка. На некоторых образцах кремни и арсенида галли и инди наблюдаетс светла вуаль, котора удал етс с поверхности с большим трудом после дополнительных обработок в органических растворител х. На основании экспериментальных результатов, приведенных в примерах, можно сделать вывод, что предлагаемый раствор имеет лучшие свойства по сравнению с известным и пригоден дл прецизионного травлени тонких слоев железа, нанесенных на инородную подложку, в том числе и на полупроводниковые подложки из интерметаллических соединений типа , ц ооеспечивают малые отклонени размеров рисунка при хорошей воспроизводимости результатов. Кроме торо, предлагаемый раствор можно использовать в течение длительного времени.The invention relates to the chemical treatment of metals, in particular, to the technology of precision liquid etching of a pattern in thin iron layers deposited on a foreign substrate, and can be used in the technology of manufacturing semiconductor devices and ICs for etching intermediate masking coatings. A known solution for iron coatings containing a mixture of oxalic acid and hydrogen peroxide, which is used to selectively pickle steel plates in the manufacture of masks for kinescopes. Etchant has high etching rates and allows you to quickly and efficiently etch thick SR layers. However, the use of a known solution for size etching of thin iron coatings (up to 5 microns) is inefficient, since this results in poor pattern quality and poorly reproducible results due to high (30-80 microns / min) etching rates. iron containing an aqueous solution of ferric chloride | (150–200 g / l) and a protective inhibiting additive, which uses derivatives of phosphorus organic compounds, for example o, dialkylthiophosphono disulfite, in an amount of 0.1-0.2% C21.The use of an inhibiting additive in the etchant reduces the etching of printed elements. I. The closest to the present invention is a solution for dimensional etching of iron containing ferric chloride, oxalic acid, alkali metal hydroxide and water in the following ratio components, wt.%; Ferric chloride 30-38 Oxalic acid: 25-30 Alkali metal hydroxide2-3 WaterOther The etching is carried out at pH 3 at rates of 30-40 µm / min. 31. However, such an etchant is suitable only for etching thick layers of iron or iron coatings; for etching thin layers, the results of dimensional etching are poorly reproducible due to large rasters of drawing. Simply diluting this composition with water drastically reduces the etching rate, however, the reproducibility of dimensional etching results is deteriorated (the quality of the pattern -), since localized grass appears. This disadvantage can be eliminated to a certain extent by using ultrasonic mixing of the solution. However, the presence of alkali metal cations in the etchant does not allow its use in the technology of semiconductor materials, since the etched surface is contaminated during etching and it is necessary to introduce additional operations of washing the surface from alkali metal ions. In addition, poor reproducibility of results is observed with precision etching of the pattern topology on thin layers of iron (iron coatings) due to high (15–20 µm / min) etching rates and changes in the properties of the etchant during storage. The solution can be used only freshly prepared, after 2-3 hours its activity varies significantly. The purpose of the invention is to increase the solution stability time with high reproducibility of results. This goal is achieved by the fact that the solution for dimensional etching of iron, including ferric chloride, organic acid and water, 13 contains organic acid as a basic hydroxycarboxylic acid, selected from the group: block, tartaric, citric, and additionally contains ethylene diamine tetraucleic acid (EDTA) or diammonium salt in the following ratio of components, g / l: Ferric chloride 20-50 Polybasic hydroxycarboxylic acid, selected from the group: block, tartaric, citric 5-10 Ethylene diamine tetraacetic acid or its diammonium salt 5-20 Water up to 1 l. Etching is carried out at pH 1-3. The main etching component in the etchant is ferric chloride, which interacts with iron by the reaction 2Fe + FeCl. Introduction of polybasic hydroxycarboxylic acid to the solution slightly increases the etching rate and at the same time stabilizes the properties of the etchant, allows using it with almost the same results. etching rates even after prolonged storage for 2–3 weeks. The presence of ethylenediaminetetraacetic acid or its diammonium salt makes it possible to drastically reduce the rasters of the pattern and the surface of semiconductors and provides good workability of fine details of the topology of the pattern, apparently due to the formation of intermediate complexes. Ferric chloride concentration of 20–50 g / l makes it possible to vary the etching rate within the required limits (from several tens of nanometers per minute to 2-3 µm / min). With a hydroxycarboxylic acid content less than 5 g / l, the properties of the solution begin to change when it is xy When the content is more than 20 g / l, the trawling speed increases due to the contribution of the hydroxy acid itself, while the quality of the design study, as a rule, deteriorates and seeding of semiconductor materials is possible. The content of ethylenediaminete; raacetic acid or its diammonium salt in an amount of less than 5 g / l impairs resolution in dimensional etching of small patterns, and an increase in excess of 20 g / l does not provide any additional benefits. The optimal amount of EDTA is 5-10 g / l, since the clarity of the design under development is the best. The layers of iron of various thickness applied on are subjected to etching. the surface of semiconductor structures Si-SiOi, GaAs-Si02, optical glasses K-8. size 76x76 and photosall ST-50. The structures with iron layers are applied by centrifuging photoresist layers: FN-383 with a thickness of 0.3 µm and photolithography to form test elements — windows with dimensions of 2x20.5x20 and 10x20 µm, and a working design of the transistor on the working plates. The compositions of the solutions are given in table. 1. The solution is prepared as follows. 0.5 liter of deionized water is poured into a liter container and, with stirring, the scientific research institute successively dissolve the necessary quantities of ingredients that make up the herbalist: ferric chloride (GOST 4147-65 gga), one of the many basic carboxylic hydroxy acids or citric acid (2 hydroxypropane 1,2, -tricarbonova) (GOST - 3652-69hg), or wine (wine cellar) (GOST 5817-69 gda) or block (DK-hydroxy amber) (MRTU-6-09-3302-66 h). After ethylenediamine-N, N, NN -tetraacetic acid, (ethylenedinitrile) -tetraacetic acid (M MOUTH-6-09-2356-65-gda) or ethylenediamine-H .N N N-tetraacetic acid diammonium salt (TU 110-161-7.0 gda) and bring the finished solution to the mark. The solution is stored in closed plastic containers and is used periodically for 1 month from the day of preparation. Etching is carried out in quartz cuvettes with gentle mixing. At the same time process 1 plate in a portion of the herbalist 100 ml (no more than 10 plates are processed in each portion of the herbalist). The time of complete layer bleeding is preliminarily determined on the satellite plate. The etching time on the test working plates is controlled by a stopwatch. After exposure to the etchant for a predetermined time, the plate is removed and quickly transferred to a beaker with deionized water, rinsed and placed in a cuvette with deionized water. In parallel, etching is carried out in a known solution containing a comparable amount of the etching component, i.e. the same amount of ferric chloride. The results of etching are monitored. The results of etching are shown in table. 2. The results of etching are monitored by examining 4-6 plates in each batch at five places with an increase of X 200 on an MVI-6 microscope according to the deviation of the dimensions of the pattern, edge irregularities. In addition, the overall appearance of the substrate surface is visually monitored, after etching for the absence of veils, strains, strains. Example. On KEF-7.5 (ill), GaAS, ZnAs, Photoshotall ST-50 and K-8 glass blanks, a layer of iron with a thickness of 0.2 µm is applied from the gas phase at 250 ° C and then deposited A layer of photoresist FN-383 with a thickness of 0.3 microns is applied to the layer, photolithography is used to open test windows 2x20, 5x20 and; 20x20 microns in a photoresist layer and etch in the etchant of the following composition, g / l: Tetraacetic acid .5 The etching time is 1 min. 10 s + 3s (for a batch of 6 plates; the design topology is good, raster There are no avi. There are no veils and plaque. The dimensions are less than 0.2 µm. The surface quality of the GaAs plates remains the same after the photolithography of the pattern. The difference in processing time of the ± 3 sec pattern is due to the uneven application of the iron layer over the plate area. the same as in example 1, an iron layer with a thickness of 0.3 µm is applied to the substrates and the test elements are formed in the same way, etching is carried out in an etchant of the following composition, g / l: Iron chloride 25 Citric acid 20 Ethylene diamine tetraacetic acid 5 Etching time 1yn 15 + 5 (batch of etchant used plas ting), good picture quality. Care sizes not more than 0.2 microns. Veils and raid no. The surface of the samples, including GaAs and 1πA), is unchanged. Example Apply a layer of gel for 0.1 µm. The formation of test elements is carried out in the same way as Example 1. Etching is carried out in a herbal mixture of the following composition, g / l: Iron chloride 20 Block acid 10 Ethylene diamine of tetraacetic acid Diammonium salt 20 Etching time 45 ± 3 s (for a 5-sheet of 4 plates). . The quality of the design of the drawings is good. Care sizes less than 0.1 microns There are no veils and plaque. The surface of the samples, including GaAs and InAs, is unchanged. Example 4. An iron layer of 1 micron is applied. The test elements are formed in the same way as in example 1. Etching is carried out in a tracker of the following composition, g / l: Iron chloride 50 Citric acid 10 Ethylene diamine tetraacetic acid 10 Etching time 1 min 40 s + 1 (during etching of a batch of 4 planes) ting). The results are the same as in Example 2, but a size of 0.4-0.6 µm is observed. Anisotropy during etching can be apparently attributed to a change in the thickness of the iron layer and its composition in thickness. Example 5. Apply a layer of iron with a thickness of 0.3 microns. Test elements are formed in the same way as in Example 1. Etching is carried out in an etchant of the following composition, g / l: Ferric chloride 25 Vine acid 15 Ethylene diamine tetraacetic acid diammonium salt 5 Etching time 1 min 30 sec i 3 s (by etching a batch of 4 plates) . The results are the same as in examples G-3. Example b. A layer of iron 0.2 µm thick is applied. Test elements are formed in the same way as in Example 1. Etching is carried out in an etchant of the following composition, g / l: Ferric chloride .20 Citric acid 20 Etching time 52 + 2 s (in a batch of b plates). After etching, on the surface of two InAs samples, the appearance of local white spots located along the perimeter of the etched pattern on the GaAs samples is observed, a light veil. Care size 0.3-0.4 microns. Samples of silicon, K-8 glass and photosidal do not have any inclusions, spots or veils. All samples show a local rasten of a 2x20 pattern. Etching of samples in the etchant containing ferric chloride and the inhibiting additive Ssshav prototype). When etched in an etchant containing excess iron (100 g / l) and o, o-dibutylthiophosphondysulfide (2 g / l), Figure 2x20 and 5x20 are completely etched. Figure 20x20 has large rasters and a ragged edge (the care of the sizes is more than 5 microns). The solution is not suitable for precision chemical etching of the pattern topology. When etched in a base solution containing ferric chloride (20 g / l) and o, o-dibutylthiophosphondisulfide (2 g / l), figure 2x20 is completely etched, figures 5x20 and 20x20 have a departure size of more than 1 micron and a wavy edge of the pattern. On some samples of silicon and gallium arsenide and indium, a light veil is observed, which is removed from the surface with great difficulty after additional treatments in organic solvents. Based on the experimental results presented in the examples, it can be concluded that the proposed solution has better properties than the known one and is suitable for precision etching of thin iron layers deposited on a foreign substrate, including semiconductor substrates of intermetallic compounds of the type Provides small deviations of the size of the pattern with good reproducibility of the results. In addition to toro, the proposed solution can be used for a long time.
В СВЯЗИ с Отсутствием в отрасли базового процесса травлени промежуточных железных сравнительный технико-экономический анализ может быть сделан сугубо ориентировочно, на базе имеющегос экспериментального материала.Due to the absence in the industry of the base etching process of intermediate iron, a comparative technical and economic analysis can be made purely tentatively, based on the available experimental material.
Технико-экономический эффект выражаетс в увеличении разрешающейThe technical and economic effect is expressed in increasing the resolution
способности при формировании топологии мелких рисунков jfio 2 мкм ) при уходе размеров рисунка не более 0,2 мкм, гЛэвышении воспроизводимости результатов травлени и увеличении выхода годных на операции травлени на 10-15% дл пластин из ин- терметаллических материалов типа .abilities in forming the topology of small patterns jfio 2 µm) when leaving the size of the pattern no more than 0.2 µm, increasing the reproducibility of etching results and increasing the yield for etching operations by 10-15% for plates of intermetallic materials of the type.
лица 1 persons 1
Т аT a
Железо хлорное Кислота лимонна Кислота винна Кислота блочна Этилендиаминтетрауксусна кислота Диаммонийна соль этилендиаминте трауксусной кислотыIron chloric Acid citric Acid Winna Acid is block Ethylene diamine tetraacetic acid Diammonium salt Ethylenediamine traacetic acid
7070
0,20.2
0,05.0.05.
Норма НормаNorma Norma
Табдица 2Table 2
Норма Проработка рисунка хороша .Вуали и налеты отсутствуютThe norm The study of the picture is good. Veils and raids are absent
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813337734A SU1070210A1 (en) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | Solution for etching iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813337734A SU1070210A1 (en) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | Solution for etching iron |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1070210A1 true SU1070210A1 (en) | 1984-01-30 |
Family
ID=20976684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU813337734A SU1070210A1 (en) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | Solution for etching iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1070210A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6143705A (en) * | 1996-06-05 | 2000-11-07 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Cleaning agent |
| US6231677B1 (en) * | 1998-02-27 | 2001-05-15 | Kanto Kagaku Kabushiki Kaisha | Photoresist stripping liquid composition |
| US6410494B2 (en) | 1996-06-05 | 2002-06-25 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Cleaning agent |
-
1981
- 1981-09-17 SU SU813337734A patent/SU1070210A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР № 239755, кл. С 23 F 1/02, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР 339437, кл. С 23 F 1/00, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР № 761605, кл. С 23 F 1/04, 1978. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6143705A (en) * | 1996-06-05 | 2000-11-07 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Cleaning agent |
| US6410494B2 (en) | 1996-06-05 | 2002-06-25 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Cleaning agent |
| US6514921B1 (en) | 1996-06-05 | 2003-02-04 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Cleaning agent |
| US6231677B1 (en) * | 1998-02-27 | 2001-05-15 | Kanto Kagaku Kabushiki Kaisha | Photoresist stripping liquid composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69425821T2 (en) | Process for etching silicon oxide layers with mixtures of HF and carboxylic acid | |
| DE3650127T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REMOVING LAYERS FROM SUBSTRATES. | |
| DE69634194T2 (en) | PROCESS FOR MACHINING A SURFACE | |
| DE3636220C2 (en) | Method of forming gate electrode material in an inverted thin film field effect transistor | |
| TWI316973B (en) | ||
| DE1614999A1 (en) | Method of manufacturing semiconductor devices having a dielectric layer corresponding to a predetermined surface pattern on the surface of a semiconductor body | |
| DE3854113T2 (en) | Process for selective reactive ion etching of substrates. | |
| DE19844443A1 (en) | Photomask is washed with anodic or cathodic water after cleaned with a hot sulfuric acid and hydrogen peroxide mixture for effective removal of residual sulfuric acid from the cleaned surface | |
| JPS6219509B2 (en) | ||
| EP0344764B1 (en) | Process for the wet-chemical surface treatment of semiconductor chips | |
| DE68916393T2 (en) | Process for the production of flat wafers. | |
| DE69604018T2 (en) | Manufacturing process for micromachine | |
| SU1070210A1 (en) | Solution for etching iron | |
| EP0903778A1 (en) | Etchants | |
| AU2003260901A1 (en) | Process to produce solutions to be used as coating in photo-catalytic and transparent films | |
| KR20010100226A (en) | Etching solution for molybdenum metal layer | |
| DE2951237A1 (en) | METHOD FOR TREATING SEMICONDUCTOR SUBSTRATES | |
| DE1521795A1 (en) | Polishing process for semiconductor material | |
| RU2033658C1 (en) | Etching agent for chemical smoothing of substrates of cadmium telluride | |
| DE10064081A1 (en) | Production of a semiconductor wafer comprises rounding the edges of the wafer, mechanically treating the wafer, wet chemically treating the wafer to remove damaged crystal regions and polishing the wafer | |
| KR100330582B1 (en) | Etching solution for Aluminium metal layer | |
| CN107245301A (en) | A kind of efficient polishing fluid for TFT LCD glass substrates | |
| CN116815330B (en) | Dislocation etching liquid and dislocation etching method for wafer | |
| US3383319A (en) | Cleaning of semiconductor devices | |
| CN116121754B (en) | Organic system Al/Mo etching solution, and preparation method and application thereof |