DE2425379A1 - Accurately etching molybdenum with water and hydrogen peroxide - for mfr. of integrated and thin film-circuits, and photomasks - Google Patents
Accurately etching molybdenum with water and hydrogen peroxide - for mfr. of integrated and thin film-circuits, and photomasksInfo
- Publication number
- DE2425379A1 DE2425379A1 DE19742425379 DE2425379A DE2425379A1 DE 2425379 A1 DE2425379 A1 DE 2425379A1 DE 19742425379 DE19742425379 DE 19742425379 DE 2425379 A DE2425379 A DE 2425379A DE 2425379 A1 DE2425379 A1 DE 2425379A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- molybdenum
- etchant
- solution
- layer
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 38
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 title claims description 38
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 title claims description 38
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 claims abstract 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 abstract 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 abstract 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000002508 contact lithography Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- -1 silver Silver halide Chemical class 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/80—Etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Weting (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
Description
Molybdän-Ätzmittel Die Erfindung betrifft das Gebiet der phototechnischen Herstellung oder Bearbeitung von WerkstUcken und insbesondere die Anwendung in der elektronischen Industrie für die Herstellung von integrierten Schaltungen, Masken fUr die Herstellung von integrierten Schaltungen u.dgl. Molybdenum Etchant The invention relates to the field of phototechnology Manufacture or processing of workpieces and in particular their use in electronic industry for the production of integrated circuits, masks for the production of integrated circuits and the like.
In den vergangenen Jahren hat die Anwendung von phototochnischen Herstellungsverfahren und Techniken filr die Massenproduktion erheblich zugenommen. Derartige Techniken wurden zur Herstellung von Teilen aus Blech durch Ätzung, insbesondere dann verwendet, wenn die Teile nur unter sehr großen Schwierigkeiten oder überhaupt nicht durch Stanzen oder andere mechanische Bearbeitungsverfahren hergestellt werden konnten.In recent years, the application of photographic manufacturing processes and techniques for mass production have increased significantly. Such techniques were used for the production of parts from sheet metal by etching, especially then if the parts go through with great difficulty or not at all Stamping or other mechanical processing methods could be produced.
Weiter wurden PrOdukte hergestellt, bei denen ein akuter in einer auf einem Grundmaterial aufgebrachte Schicht eingeätzt wurde, wie beispielsweise gedruckte Schaltungskarten. Am notwenigsten ist die Verwendung von phototechnischen Herstellungs verfahren jedoch auf dem Gebiet der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, insbesondere integrierten Schaltungen, bei denen Kantenbegrenzungen in der Größenordnung von etwa 250µm und weniger erforderlich sind, und wobei Maskeneigenschaften, wie Verschleißwiderstand, Featigkeit, Fehlerfreiheit wesentliche Erfordernisse sind.Products were also manufactured in which an acute in a on a base material applied layer was etched, such as printed circuit cards. Most necessary is the use of phototechnical Manufacturing process, however, in the field of manufacturing semiconductor components, especially integrated circuits where edge boundaries are on the order of magnitude about 250 µm and less are required, and where mask properties such as wear resistance, performance, and freedom from defects are essential requirements.
Die Heretellung von integrierten Schaltungen erfolgt im allgemeinen durch eine Reihe von Photofabrikations schritten, die dazu dienen, Flächen auf einem Substrat zu begrenzen, so daß Materialien niedergeschlagen oder abgeätzt werden können und Dotiermittel durch die so begrenzten Flächen il das Substrat eindiffundiert werden können. So können beispielsweise sowohl Bipolar wie auch Peldeffekt-Bauelemmte durch Diffusion eines oder mehrerer Dotiermittel in vorbestimmte Flächen eines Silizium-Substrats hergestellt werden.Integrated circuits are generally manufactured through a series of photofabrication steps that serve to create surfaces on a To limit the substrate so that materials are deposited or etched away can and dopants diffused through the so delimited areas il the substrate can be. For example, both bipolar and pelde effect building elements can be used by diffusion of one or more dopants into predetermined areas of a silicon substrate getting produced.
Im allgemeinen erfolgt dies so, daß Ueber einem Substrat eine Siliziumoxidschicht und hierauf eine Photolackschicht vorgesehen werden, worauf der Phttolack durch eine Photomaske mit einer geeigneten Lichtquelle belichtet wird. Danach wird der Photolack entwickelt und abhängig von der Eigenschaft des Photolacks werden entweder die belichteten oder die unbelichteten Flächen ausgelöst, wodurch ausgewählte Flächen der Siliziumoxidschicht freigelegt werden. Ein geeignetes Ätzmittel wird zur Entfernung der Siliziumoxidschicht und zur Freilegung der unter ihr befinalichen Substratoberfläche verwendet. Nach der Entfernung desxertlichen Photolacks mittels eines geeigneten Lösungsmittels können Dotierstoffe selektiv in die freigelegten Flächen eindiffundiert werden, da du verbleibende Oxid WT die üblichen Dotierstoffe renativ undurchlässig ist. Die Herstellung der meisten Bauelemente erfordert dann im allgemeinen die erneute Bildung einer Oxidschicht über den freigelegten Substrat-Zonen und die Begrenzung einer oder mehrerer. zußätzlicher Zonen zur Diffusion o.dgl0 in fester, vorbestimmter Lagerzu den Flächen des ersten Diffusionsvorgangs. Diese zweiten Flächen werden wieder mit der gleichen Reihe von Photofabrikationsschritten begrenzt, wobei geeignete Masken zur Begrenzung der neuen Flächen verwendet werden. Der abschließende Verfahrensechritt bei der Herstellung von integrierten Schaltungen umfasst zumeist die Niederschlagung einer geeigneten Metallschicht und die Ätzung der Matallschicht in ein vorbestimmtes Muster, das wiederum in fester Beziehung zu den in früheren Photofabrikationsschritten hergestellten ein diffundierten Zonen, niedergeschlagenen Schichten usw.In general, this is done in such a way that a silicon oxide layer is placed over a substrate and then a photoresist layer is provided, whereupon the photoresist through a photomask is exposed to a suitable light source. After that, the Photoresist will be developed and depending on the property of the photoresist either the exposed or the unexposed areas triggered, thereby selected areas the silicon oxide layer are exposed. A suitable etchant is used for removal the silicon oxide layer and to expose the substrate surface underneath it used. After removing the external photoresist using a suitable one Solvents can selectively diffuse dopants into the exposed areas be, since you remaining oxide WT the usual dopants renatively impermeable is. The manufacture of most components then generally requires renewed Formation of an oxide layer over the exposed substrate zones and the boundary one or more. additional zones for diffusion or the like in fixed, predetermined Bearing to the surfaces of the first diffusion process. These second surfaces will be again limited to the same series of photofabrication steps, being appropriate Masks to limit of the new areas can be used. The final one Process step in the production of integrated circuits mostly includes the deposition of a suitable metal layer and the etching of the metal layer in a predetermined pattern, which in turn is firmly related to the previous ones Photofabrication steps produced a diffused zone, precipitated Layers etc.
steht, so daß beispielsweise Verbindungsleitungen der Schaltung u.dgl. erzeugt Werden.stands, so that, for example, connecting lines of the circuit and the like. be generated.
Im vorliegenden Stand der Technik kann eine typische iwltegrierte Schaltung eine Seitenlänge in der Größenordnung von etwa 2,5 mm haben, wobei Schaltungen mit Integration in größerem Format Seitenlängen bis zu einer Größe von etwa 6,4 mm haben können. Halbleiterscheibchen,auf denen derartige Schaltungen hergestellt werden, haben üblicherweise die Größenordnung von etwa 50 mm, wobei in der Industrie gegenwärtig eine Tendenz zur Verschiebung dieser Größe auf einen Standard-Scheibchendurchmesser von etwa 75 mm zu beobachten ist. Photomasken haben daher üblicherweise ein Matrix-Muster der gewünschten Schaltungsmuster. Während jede Maske eines zur Herstellung einer integrierten Schaltung verwendeten Maskensatzes unterschiedlich ist, muß offensichtlich die Maskengeometrie extrem genau sein, wenn die Masken genau übereinander gelegt werden ollen, wie dies zur Ausrichtung Jeder Maske fUr Jede gleichzeitig auf einem Einzelscheibchen gebildeten integrierten Schaltung erforderlich ist. Beim g gegenwärtigen Stand der Technik liegen die Kantenbegrenzungen auf Photomasken in der Größenordnung von 0,25 mm und weniger bei durch die Photomaske begrenzten diffundierten Zonen, welche Widerstände, eindiffundierte Schaltungsverbindungen u.dgl. mit Breiten, in der Größenordnung von etwa 0,025 mm und weniger aufweisen. FUr die Herstellung von Photomasken verwendete Materialien und die Herstellungsverfahren müssen daher so ausgewählt sein, daß ein extrem scharfes, genau begrenztes und präzis ausgerichtetes Muster auf den Photomasken erzielt wird.In the present state of the art, a typical integrated Circuit have a side length on the order of about 2.5 mm, with circuits with integration in a larger format, side lengths up to a size of about 6.4 mm can have. Semiconductor wafers on which such circuits are manufactured are typically on the order of about 50 mm, being used in industry there is currently a tendency to shift this size to a standard pulley diameter of about 75 mm can be observed. Photomasks therefore usually have a matrix pattern the desired circuit pattern. While each mask is one for making a integrated circuit used is different, must be obvious the mask geometry can be extremely accurate when the masks are placed exactly on top of each other will be like this to align each mask for each at the same time on one Single wafer formed integrated circuit is required. At the present g In the prior art, the edge boundaries on photomasks are of the order of magnitude of 0.25 mm and less for diffused zones delimited by the photomask, which resistors, diffused circuit connections and the like with widths, in of the order of about 0.025 mm and less. For the production of Materials used in photomasks and the manufacturing process must therefore be so be selected that an extremely sharp, well-defined and precisely aligned Pattern is achieved on the photomasks.
Wegen der erforderlichen Genauigkeit wird bei den zur Herstelung von integrierten Schaltungen angewandten Photo-Fabrikationsverfahren die Kontaktdrucktechnik angewandt, bei der die Musterseite der Photomaske in direkter Anlage an der Photolackschicht auf dem Substrat steht. Daher unterliegt die Maske einer möglichen Abnutzung und mechanischen Verschlechterung des extrem empfindlichen Musters. Auch die geringste Fehlstelle der Maske, sei sie durch eine Mikropore oder ein Nadelloch in der Maskierschicht vor der Bildung des Musters oder durch eine Beschädingung nach deren Herstellung entstanden, führt zu einer nicht bunktionsfähigen integrierten Schaltung von diesem Muster. Für die Herstellung von in der Produktion eingesetzten Masken werden Ublicherweise sogenannte Master-Masken eingesetzt, und zwar ebenfalls in einem Kontaktdruckverfahren, so daß hierbei dieselben Probleme auftreten.Because of the required accuracy is used in the manufacture of integrated circuits applied photo-fabrication process the contact printing technology applied in which the pattern side of the photomask in direct contact with the photoresist layer stands on the substrate. Therefore, the mask is subject to possible wear and tear mechanical deterioration of the extremely delicate pattern. Even the slightest Defect in the mask, be it through a micropore or a pinhole in the masking layer before the formation of the pattern or due to damage after its creation arisen, leads to a non-functional integrated circuit of this Template. For the manufacture of masks used in production, usually so-called master masks are used, also in a contact printing process, so that the same problems arise here.
Die bekannten Photomasken weisen im allgemeinen eine bekanne Silber- Silberhalogenid-Schicht auf einem Glassubstrat auf, die mittels bekannter Verfahren belichtet und entwickelt wird. Einig gegenwärtig verwendete neuere Materialien umfassen Silizium-Masken und Chrom-Masken.The known photomasks generally have a well-known silver Silver halide layer on a glass substrate by means of known methods exposed and developed. Some of the newer materials currently in use include Silicon masks and chrome masks.
Von diesen sind Chrom-Masken die einzigen Metallschicht-Masken, die in erwähnenswerten Mengen eingesetzt wurden.Of these, chrome masks are the only metal layer masks that were used in noteworthy quantities.
Metallisierungsschichten auf Halbleiter-Bauelementen, die zur Bildung von Verbindungsleitungen u. del. gemustert werden, bestehen im allgemeinen aus Aluminium oder Gold und deren Legierungen. Unter bestimmten Umständen werden Jedoch andere Materialien verwendet, wenn unterschiedliche elektrische Eigenschaften, bessere Haftung, höhere Temperatur - Beständigkeit und/oder andere Eigenschaften erforderlich sind. Unter diesen Materialien ist Molybdän zu erwUmen, welches ein gegen temperatureinflüsse widerstandsfähiges Material, Jedoch nicht leicht zu ätzen ist.Metallization layers on semiconductor components that are used to form of connecting lines and the like are generally made of aluminum or gold and their alloys. However, under certain circumstances others will Materials used when different electrical properties, better Adhesion, higher temperature resistance and / or other properties required are. Molybdenum is one of these materials, which is an anti-temperature agent Resistant material, but not easy to etch.
Für das Ätzen derartiger Materialien, wie Molybdän sind daher im allgemeinen starke Ätzmittel erforderlich, welche die Tendenz haben, auch den Photolack anzugreifen, wodurch die erreichbare Kantenbegrenzung beeinträchtigt und eine verminderte Qualität des Maskenmusters erhalten wird.For the etching of such materials as molybdenum are therefore generally strong etchants required, which have a tendency to attack the photoresist, whereby the achievable edge delimitation is impaired and a reduced quality of the mask pattern is obtained.
Dem-gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Ätzmittel fär die Ätzung von Molybdän anzugeben, welches die Herstellung hochgenauer Muster auf Photomasken ermöglicht, deren Maskenschicht aus Molybdän besteht.In contrast, the invention is based on the object of a method as well as an etchant for the etching of molybdenum to indicate which the production allows high-precision patterns on photomasks whose mask layer is made of molybdenum consists.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ätzung von Molybdän besteht darin, daß zunächst eine Lösung aus H2O und H2O2 und daß Kontakt zwischen der Lösung und dem Molybdän hergestellt wird. Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, daß der Lösung ein Netzmittel zugefttgt wird.The inventive method for etching molybdenum consists in that first a solution of H2O and H2O2 and that contact between the solution and the molybdenum is produced. A further improvement can be achieved by that a wetting agent is added to the solution.
Das erfindungsgemäße Ätzmittel ist also durch eine Lösung von H2O und H2O2 gekennzeichnet, die vorzugeweise zusätslich ein Netzmittel aufweist.The etchant according to the invention is thus through a solution of H2O and H2O2, which preferably additionally has a wetting agent.
Mit dem erfindungsgemäßen Ätzmittel wird so ein Molybdän-Ätzmittel zur Verfügung gestellt, das für solche Zwecke, wie dem Ätzen von Mustern in Dünnschichten aus Molybdän und zur Herstellung von Photomasken verwendbar ist. Eine Photomaske kann beispielsweise aus einer Dünnschicht aus auf ein transparentes Substrat, beispielsweise Glas, niehrgeschlagenom Molybdän bestehen, in welche das erforderliohe Photomaskenmuster eingeätzt ist, Konventionelle photollithographische Verfahren, wie sie bei der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen üblicherweise verwendent werden, können sur Erzeugung des Musters in der Molybdän-Schicht angewandt werden, mit der Ausnahme, daß bei der Erfindung das Ätzmittel ein Gemisch aus Wasserstoffperoxid, Wasser und einem geeigneten Netzmittel ist, welches eine schnelle Ätzrate ohne Angreifen des Photolacks zur Bildung des Musters erlaubt.The etchant according to the invention thus becomes a molybdenum etchant made available for such purposes as etching patterns in thin films made of molybdenum and can be used for the production of photomasks. A photo mask can for example consist of a thin film on a transparent substrate, for example Glass, non-beaten molybdenum, in which the required photomask pattern is made is etched in, Conventional photolithographic processes as used in manufacture of semiconductor components are usually used, can sur production of the pattern in the molybdenum layer, with the exception that at According to the invention, the etchant is a mixture of hydrogen peroxide, water and one suitable wetting agent, which has a fast etching rate without attacking the photoresist allowed to form the pattern.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein transparentes Substrat mit einer auf ihm niedergeschlagenen Molybdän-Schicht: Pig. 2 eine Schnitt ansicht des in Fig. 1 gezeigten Substrats, wobei uber der Molybdän-Schicht eine Photolaok-Schicht dargestellt ist; Fig, 3 eine Schnitt ansicht des Substrats nach der Belichtung und Entwicklung des Photolacks; Fig. 4 eine Schnittansicht nach dem Abätzen der freiliegenden Flächen der Molybdän-Schicht mittels des erfindungsgemäßen Ätzmittels; und Fig. 5 eine Schnittansicht des Substrats nach Entfernung des restlichen Photolacks.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, and specifically shows: FIG. 1 a sectional view through a transparent substrate with a layer of molybdenum deposited on it: Pig. 2 is a sectional view of the 1, with a photolak layer over the molybdenum layer is shown; Fig, 3 is a sectional view of the substrate after exposure and Development of photoresist; Fig. 4 is a sectional view after etching away the exposed Areas of the molybdenum layer by means of the etchant according to the invention; and Fig. 5 is a sectional view of the substrate after removing the remaining photoresist.
Molybdän ist ein temperaturbeständiges Metall, welches sehr hart und hooh-korrosionsfest ist. Wegen dieser Eigenschaften wurds es sowohl für Dünnschichten, wie auch für Dickschichten, beispielsweise als Gate-Elektroden fur MOS-Bauelemente mit metallischem Gate verwendet. Wegen seiner Korrosionsbeständigkeit war das Ätzen von Molybdän Jedoch bisher ein Hauptproblem und die im Stande der Technik verwendeten Standard-Ätzmittel, wie HCL, HNO2; H2SO1; Königswasser u.dgl. zeigten hohen Korrosionsangriff und waren mit Photolack-Emulsionen nicht verträglich, Daher war die erzielbare Kantenbegrenzung beim Versuch, Muster in Molybdän einzuätsen, bisher schlecht, weil Hinterschneidungarund Schädigungen des Photolacks durch das Ätzmittel auftraten.Molybdenum is a temperature-resistant metal, which is very hard and is resistant to corrosion. Because of these properties it was used for thin films, as well as for thick films, for example as gate electrodes for MOS components used with metallic gate. Because of its corrosion resistance it was etching of molybdenum, however, heretofore a major problem and those used in the prior art Standard etchants such as HCL, HNO2; H2SO1; Aqua regia and the like showed high levels of corrosion attack and were not compatible with photoresist emulsions. Hence the edge limit achievable was when trying to bead patterns in molybdenum, so far bad, because undercuts are round Damage to the photoresist occurred by the etchant.
s hat sich herausgestellt, daß mit der erfindungsgemäßen Lösung aus Wasserstoffperoxid und Wasser, die vorzugsweise mit einem Netzmittel, beispielsweise einem Detergens versetzt sind, ein hervorragendes Molybdän-Ätzmittel gegeben ist. So ätzt die Lösung das Molybdän schnell und gleichmäßig, obwohl die üblichen Photolacks nicht angegriffen werden. Außerdem ist die Lösung ungiftig und deshalb einfach in der Anwendung. Eine im Verhältnis 1 t 1 zusammengesetzte Lösung aus H2O;H2O2 hat die gewünschten Eigenschaften, obgleich auch Lösungen im Bereich von 4 t 1 2 t 3 von H2O:H2O2 in Abhängigkeit von solchen Einflußgrößen, wie der gewünschten Ätzrate u.dgl. verwendet werden können. Eine große Anzahl von Netzmittel sind als Teil des Ätzmittels verwendbar, beispielsweise ein von der Firma Proctor and Gamble unter der Bezeichnung Joy vertriebenes Detergens.It has been found that with the solution according to the invention Hydrogen peroxide and water, preferably with a wetting agent, for example a detergent is added, an excellent molybdenum etchant is given. So the solution etches the molybdenum quickly and evenly, even though the usual photoresists not be attacked. In addition, the solution is non-toxic and therefore simple in the application. A solution composed of H2O; H2O2 in a ratio of 1 t 1 has the desired properties, although solutions in the range of 4 t 1 2 t 3 of H2O: H2O2 depending on such influencing variables as the desired one Etching rate and the like can be used. A large number of wetting agents are considered Part of the etchant can be used, for example one from Proctor and Gamble detergent sold under the name Joy.
Da beider Ätzung die Standard-Photolack-Emulsionen nicht nerlich angegriffen werden, ist es nunmehr unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, Molybdän-Photomasken sahr hoher Qualität für die Produktion von Halbleiter-Bauelementen hersustellen. Eine solche Maske kann hergestellt werden, indem ein fur die gewünschte Wellenlänge von Licht, üblicherweise ultraviolettes Licht, hinreichend transparantes Substrat benutzt wird, beispielsweise das in Fig. 1 mit 20 bezeichnete Substrat, und indem über diesem Substrat eine dünne Schicht 22 aus Molybdän niedergeschlagen wird. Im allgemeinen wird ein Glassubfrat verwendet, obgleich auch andere geeignete Materialien, bei spielsweise Quarz, verwandet werden können, Die Niedersohlagung des Molybdäns kann mit bekannten Zerstäubungsverfahren erfolgen. Pllr die Herstellung von Photomasken sollte das Molybdän mit einer Dicke in der Größenordnung von 200 - 900 t und vorsugsweise mit einer Dicke von etwa 500 t aufgebracht werden. Der in Fig. 1 gezeigte Ausgangsbauteil für die Molybdän-Mesken kann dann mit einem bekannten Photolack (entweder einem positiven oder einem negativen Photolack) schleuderbeschichtet werden. Eine derartige Schleuderbeschichtung ist in der Photofabrikation bekannt und wird insbesondere bei der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen als bekanntes Verfahren eingesetzt, so daß es im vorliegenden Zusammenhang nicht weiter beschrieben werden muß.Since the standard photoresist emulsions are not attacked by the etching process it is now possible, using the method according to the invention, Molybdenum photomasks are of high quality for the production of semiconductor components to produce. Such a mask can be made by adding one for the desired Wavelength of light, usually ultraviolet light, sufficiently transparent Substrate is used, for example the substrate denoted by 20 in FIG. 1, and by depositing a thin layer 22 of molybdenum over this substrate will. A glass substrate is generally used, although other suitable ones are also used Materials, for example quartz, can be used, the lower sole of the molybdenum can be carried out using known sputtering processes. Pllr the manufacture of photomasks, the molybdenum should be on the order of 200 thick - 900 t and preferably with a thickness of about 500 t. Of the In Fig. 1 shown output component for the molybdenum Mesken can then with a known Photoresist (either a positive or a negative photoresist) spin coated will. Such spin coating is known in photofabrication and is known in particular in the manufacture of semiconductor components Process used so that it is not further described in the present context must become.
Nach der Sohleuderbesohichtung des ausgangsbauteils wird der beschichtete Molybdän-rohteil vorzugsweise gebrannt, um Lösungsmittel und andere leichtflüchtige Materialien aus der Photolackschicht auszuteiben und die mechanische Unversehrtheit der Schicht zu verbessern. Der mit einer Photolaokschicht 24 versehene Photomasken-Rohteil ist in Fig 2 gezeigt.After the base component has been coated, the coated Molybdenum raw part preferably fired to remove solvents and other volatile To remove materials from the photoresist layer and the mechanical integrity to improve the layer. The photomask blank provided with a photolock layer 24 is shown in FIG.
Im nächsten Schritt wird die Photolaok-Schicht 24 mittels einer geeigneten Lichtquelle, üblicherweise einer Ultraviolett-Lichtquelle, durch eine Maskiereinriohtung so belichtet, daß im Photolaok das gewünschte Muster abgebildet wird. Es ist ersichtlich, daß andere Lacke, beispielsweise Elektronen-Lacke verwendet werden können, wobei der Lack dann in geeigneter Weise. beispielsweise in einem Elektronenstrahl-Muster-Generator oder in einem El ektronenbild-Projektionssystem belichtet wird. Bei der Herstellung von Produktionsmasken erfolgt diese Belichtung üblicherweise unter Anwendung einer bestimmten Form einer Master-Maske in einem Kontaktdruckverfahren. Wenn die herzustellende Maske selbst eine Master-Maske ist, dann kann die Belichtung auf andere Weise, beispielsweise mittels einer Intervall- und Wiederholungskamera (step and repeat camera) erfolgen. Solche Einrichtungen sind bekannt und werden zur Verkleinerung eines Schaltungsmusters auf photographischem Wege und zur mechanischen stufenweise wiederholten Belichtung verwendet, so daß der Photolack wiederholt im Schaltungsmuster belichtet wird, um eine Matrix der Schaltungemuster in ihm zu erzeugen. Nach der Belichtung wird der Photolack entwickelt, mit dem Ergebnis, daß der Photolack in den Flächen, wo er mit Ultraviolett-Licht belichtet ist oder in den Gebieten, in denen er vor dem ultravioletten Licht maskiert war, entfernt wird, was davon abhängt, ob ein positiver oder ein negativer Lack verwendet wurde.In the next step, the Photolaok layer 24 is made using a suitable Light source, usually an ultraviolet light source, through a masking device exposed in such a way that the desired pattern is reproduced in the photolok. It can be seen that other paints, for example electron paints, can be used, with the paint then in a suitable manner. for example in an electron beam pattern generator or is exposed in an electron image projection system. In the preparation of of production masks, this exposure is usually carried out using a certain shape of a master mask in a contact printing process. If the to be manufactured Mask itself is a master mask, then exposure can be done in other ways, for example by means of an interval and repeat camera (step and repeat camera). Such devices are known and used for downsizing a circuit pattern photographic and mechanical incremental exposure is used so that the photoresist is repeatedly exposed in the circuit pattern to to generate a matrix of the circuit patterns in it. After exposure, the Photoresist develops, with the result that the photoresist is in the areas where it is exposed to ultraviolet light or in the areas where it is from the ultraviolet Light was masked, is removed, which depends on whether a positive or a negative varnish was used.
Nach diesem Verfahrensschritt ist es angezeigt, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, den Masken-Rohteil erneut zu brennen. Das Ergebnis ist in Fig. 3 gezeigt, in der die Photolackschicht 24 nunmehr gemustert ist, wobei vorbestimmte Flächen der darunterliegenden Molybdän-Schicht 22 freiliegen.After this step in the process it is advisable, although not absolutely necessary required to burn the mask blank again. The result is shown in Fig. 3, in which the photoresist layer 24 is now patterned, with predetermined areas the underlying molybdenum layer 22 are exposed.
Der nächste Schritt bei der Herstellung der Photomaskdn ist die Ätzung der entwickelten Rohteile mit dem erfindungsgemäßen Ätzmittel. Infolge der gleichförmigen Ätzrate des Ätzmittels und weil der Photolaok durch das Ätzmittel nicht aegegriffen wird, ist die Größensteuerung des Ätzmnsters leicht zu erreichen, auch dann, wenn eine Partie-weise Prozessftihrung erfolgt, da das Ätzmittel das Substrat 20 nicht angreift und keine merkliche Hinterschneidung auftritt, wenn geeignete Partie-Steuerungsverfahren angewandt werden.The next step in making the photomask is etching of the developed raw parts with the etchant according to the invention. As a result of the uniform Etching rate of the etchant and because the photolok is not attacked by the etchant is, the size control of the etching monster is easy to achieve even if a lot-wise process management takes place, since the etchant does not touch the substrate 20 attacks and no noticeable undercut occurs when appropriate batch control procedures can be applied.
Im abschließenden Herstellungsschritt der Masken wird der Photolaok entfernt, wobei vorzugsweise säurefreie Mittel, beispielsweise J-loo ( eine Bezeichnung eines Mittelsder Firma Indust-Ri-Chem Lab, Inc. Riohardson, Texas,) oder ein Alkohol-Azeton-Freon-Gemisch verwendet werden In Fi8. 5 ist die so hergestellte Photomaske gezeigt, die aus einem Substrat 2c besteht, auf dem die gemusterte Molybdän-Schicht 22 liegt.In the final production step of the masks, the Photolaok removed, preferably acid-free agents, e.g. J-loo (a designation an agent from Indust-Ri-Chem Lab, Inc. Riohardson, Texas) or an alcohol-acetone-freon mixture are used in Fi8. 5 shows the photomask produced in this way, which consists of a There is substrate 2c on which the patterned molybdenum layer 22 lies.
Das erfindungsgemäße Ätzmittel hat also eiqr Anzahl von sehr wesentlichen Vorteilen gegenüber den #ekannten für die Ätzung von Molybdän verwendeten Ätzmittel, insbesondere spweit sie für die Ätzung von Mustern in Dünnschichten verwendet wurden, Das erfindungsgemäße Ätzmittel hat eine gute Ätzrate und hat einen gleichförmigen Ätzangriff. Die bekannten Photolack-Materialien werden nicht angegriffen, so daß Hinterschneidungen auf ein Minimum begrenzt werden und die Kantenbegrenzung und die genaue örtliche Anordnung eines geätzten Musters im wesentlichen durch das Photolack-Muster bestimmt werden.The etchant according to the invention thus has a number of very substantial ones Advantages over the known etching agents used for etching molybdenum, in particular, they were used for the etching of patterns in thin films, The etchant of the present invention has a good etching rate and has a uniform one Etching attack. The known photoresist materials are not attacked, so that Undercuts are kept to a minimum and the edge limitation and the exact location of an etched pattern essentially can be determined by the photoresist pattern.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist das Ätzmittel außerdem ungiftig und deshalb in der Herstellung und Handhabung einfach.In contrast to the prior art, the etchant is also non-toxic and therefore easy to manufacture and use.
Das erfindungsgemäße Ätzmittel ist vorstehend im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Herstellung einer Photomaske beschrieben, Jedoch ist ersichtlich, daß die Anwendung des Ätzmittels nicht hierauf beschränkt ist, da CB ganz allgemein für die Ätzung von Molybdän, speziell für dlicke oder dünne Schichten geeignet ist, wobei ei gleichgultig ist, ob diese Schicht für integrierte Schaltungsbauelemente oder Photomasken oder dergl. verwendet werden. Außerdem ist es gleichgültig, ob das Molybdän im wesentlichen rein oder nur in erheblichen Mengen in einem Material enthalten ist.The etchant according to the invention is above in connection with a method for the production of a photomask described, However, it can be seen that the use of the etchant is not limited to this, since CB is very general for the etching of molybdenum, especially suitable for thick or thin layers, it is irrelevant whether this layer is for integrated circuit components or photo masks or the like can be used. Besides, it doesn't matter whether the molybdenum is essentially pure or only in considerable quantities in a material is included.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US39163573A | 1973-08-27 | 1973-08-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2425379A1 true DE2425379A1 (en) | 1975-03-27 |
Family
ID=23547361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742425379 Pending DE2425379A1 (en) | 1973-08-27 | 1974-05-25 | Accurately etching molybdenum with water and hydrogen peroxide - for mfr. of integrated and thin film-circuits, and photomasks |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5045742A (en) |
| DE (1) | DE2425379A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2449906A1 (en) * | 1979-02-26 | 1980-09-19 | Shipley Co | METHOD FOR FORMING VISIBLE IMAGES BY PHOTOGRAPHY |
| EP0082210A1 (en) * | 1981-12-18 | 1983-06-29 | Mta Müszaki Fizikai Kutato Intezete | Method of selectively dissolving molybdenum in the presence of tungsten |
| DE19535307A1 (en) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Siemens Ag | Etching molybdenum surfaces |
| US6797621B2 (en) * | 2000-03-20 | 2004-09-28 | Lg.Philips Lcd Co., Ltd. | Etchant composition for molybdenum and method of using same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102678604A (en) * | 2012-04-19 | 2012-09-19 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | Radiating fan and metal etching method for base of radiating fan |
-
1974
- 1974-05-21 JP JP5722474A patent/JPS5045742A/ja active Pending
- 1974-05-25 DE DE19742425379 patent/DE2425379A1/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2449906A1 (en) * | 1979-02-26 | 1980-09-19 | Shipley Co | METHOD FOR FORMING VISIBLE IMAGES BY PHOTOGRAPHY |
| EP0082210A1 (en) * | 1981-12-18 | 1983-06-29 | Mta Müszaki Fizikai Kutato Intezete | Method of selectively dissolving molybdenum in the presence of tungsten |
| DE19535307A1 (en) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Siemens Ag | Etching molybdenum surfaces |
| US6797621B2 (en) * | 2000-03-20 | 2004-09-28 | Lg.Philips Lcd Co., Ltd. | Etchant composition for molybdenum and method of using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5045742A (en) | 1975-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2754396C2 (en) | ||
| DE2624832C3 (en) | Process for the production of resist samples | |
| DE2617914C2 (en) | Method of forming patterns of a thin film on a substrate in the manufacture of integrated circuits | |
| EP0002795B1 (en) | Process for the fabrication of masks for lithographic processes using a photoresist | |
| DE2655455C2 (en) | Method for producing a mask and lacquer structure for use in the method | |
| DE3203898C2 (en) | ||
| EP0001429A1 (en) | Process for forming thin film patterns by use of lift-off processing | |
| EP0570609A1 (en) | Process for producing multistep structure in a substrate | |
| DE2953117A1 (en) | Fabrication of integrated circuits utilizing thick high-resolution patterns | |
| DE2610014A1 (en) | HIGH RESOLUTION ATOMIZATION | |
| DE2722557A1 (en) | METHOD OF APPLYING METALIZATION PATTERNS ON A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE | |
| DE2948324C2 (en) | Photosensitive composition containing a bisazide compound and method for forming patterns | |
| EP0002669A1 (en) | Method for the removal of matter from a substrate by selective dry etching and application of this method to the manufacture of conductive patterns | |
| DE1622333A1 (en) | Manufacturing method for a mask for manufacturing a mask | |
| DE2847764C2 (en) | Photosensitive material and process for forming ultrafine patterns | |
| DE1797255A1 (en) | Process for preventing foaming in the preparation of photoresist patterns | |
| EP0278996A1 (en) | Process for improving the adherence of photoresist materials | |
| DE2227344A1 (en) | PROCESS FOR APPLYING A SELECTIVELY ETCHED, ORGANIC LAYER TO A SEMICONDUCTOR SURFACE | |
| DE3337315C2 (en) | ||
| DE10134501A1 (en) | Method for forming micro-patterns of a semiconductor device | |
| DE2740180C2 (en) | Electron image projection mask and method of making such a mask - US Pat | |
| DE3112196A1 (en) | "PHOTOSENSITIVE COMPOSITION FOR DRY DEVELOPMENT" | |
| DE2425379A1 (en) | Accurately etching molybdenum with water and hydrogen peroxide - for mfr. of integrated and thin film-circuits, and photomasks | |
| EP0013728A1 (en) | Method for forming electrical connections between conducting layers in semiconductor structures | |
| DE2123887C3 (en) |