DE2258338C3 - Process for the production of etched patterns in thin layers with defined edge profiles - Google Patents
Process for the production of etched patterns in thin layers with defined edge profilesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geätzter Muster in dünnen Schichten mit veränderbaren, definierten Kantenprofilen durch Ätzung mittels Kathodenzerstäubung unter Verwendung einer Ätzmaske mit entsprechenden Kantenprofilen.The invention relates to a method of manufacture etched patterns in thin layers with changeable, defined edge profiles by means of etching Cathode sputtering using an etching mask with appropriate edge profiles.
In der Dünnschicht-Technologie, z. B. bei der Herstellung von Festkörperschaltungen, ist es erforderlich, durch geeignete Verfahren in dünne Schichten gewünschte Muster einzuätzen. Hierbei, insbesondere bei der Herstellung von integrierten Schaltungen mit Mehrlagenverdrahtung ist es wünschenswert, daß die geätzten dünnen Schichten definierte Kantenprofile erhalten.In thin-film technology, e.g. B. in the manufacture of solid-state circuits, it is necessary using suitable methods to etch desired patterns in thin layers. Here, in particular in the manufacture of integrated circuits with multilayer wiring, it is desirable that the etched thin layers get defined edge profiles.
Es ist bekannt (siehe DT-OS 21 17 199), die Ätzmaske, wie üblich durch einen Photolackfilm zu bilden, der das gewünschte Muster durch einen photolithographischen Prozeß erhält und die Abätzung der durch den Photolackfilm nicht abgedeckten Teile der zu ätzenden Schicht durch eine Sputterätzung, d.h. durch Ionenbeschuß, vorzunehmen. Wird der Ätzmaske ein gewünschtes Kantenprofil gegeben, kann das Kantenprofii je nach Ätzrate des Maskenmaterials teilweise oder vollständig in der zu ätzenden Schicht durch den Sputterätzprozeß abgebildet werden. Die Ausbildung des Kantenprofils der Ätzmaske aus Photolack kann durch eine Wärmebehandlung bei einer dem gewünschten Profil zugeordneten Temperatur erfolgen. Durch das Verlaufen des Photolackes lassen sich auf diese Weise insbesondere leicht verrundete Kanten herstellen.It is known (see DT-OS 21 17 199) that the etching mask, as usual to form a photoresist film, which the desired pattern by a photolithographic Process receives and the etching of the parts to be etched which are not covered by the photoresist film Layer by a sputter etching, i.e. by ion bombardment, to undertake. If the etching mask is given a desired edge profile, the edge profile can vary depending on the etching rate of the mask material partially or completely imaged in the layer to be etched by the sputter etching process will. The formation of the edge profile of the etching mask from photoresist can be achieved by a heat treatment take place at a temperature associated with the desired profile. By running the In this way, photoresist can in particular be produced with slightly rounded edges.
Für bestimmte Anwendungszwecke ist es nun erforderlich, nicht Kanten mit einem abgerundeten Profil zu erzeugen, sondern Kanten darzustellen, die einen geradlinigen, aber schrägen Verlauf haben, wobei die Maskenkante mit der Unterlage einen genau, in sehr engen Toleranzgrenzen einstellbaren Winkel bildet.For certain purposes it is now necessary not to have rounded edges To generate profile, but to represent edges that have a straight but sloping course, whereby the edge of the mask and the base form an angle that can be set precisely within very narrow tolerance limits.
Dies trifft beispielsweise besonders für auf eine strukturierte Oberfläche aufzubringende dünne magnetische Schichten zu, deren magnetische EigenschaftenThis applies in particular to thin magnetic materials that are to be applied to a structured surface, for example Layers too, their magnetic properties
,o stark von Neigungswinkeln der strukturierten Oberfläche abhängen. Es trifft auch generell für Schichten zu, die durch Kathodenzerstäubung auf eine strukturierte Räche aufgebracht werden sollen, da die Qualität solcher Schichten ebenfalls abhängig ist von der, o strongly on the angles of inclination of the textured surface depend. It also applies in general to layers that are deposited on a structured by cathode sputtering Vengeance should be applied, as the quality of such layers also depends on the
Es ist also wünschenswert, den Neigungswinkel solcher Strukturen reproduzierbar den Erfordernissen der aufzubringenden dünnen Schicht entsprechend einsteilen zu können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Erfordernis gerecht zu werden.It is therefore desirable to adjust the angle of inclination of such structures reproducibly to the requirements to be able to classify the thin layer to be applied accordingly. The invention has the task to meet this requirement.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Ätzmaske aus FeSi verwendet wird, bei der ein schräges Kantenprofii mit einem definierten Neigungswinkel durch chemische Naßätzung derart eingestelltThis object is achieved according to the invention in that an etching mask made of FeSi is used in which a inclined edge profile with a defined angle of inclination adjusted in this way by chemical wet etching
wird, daß die chemische Naßätzung mit einer Ätzlösung aus HNO3, HF,(NH4)2Ce(NO3)6 vorgenommen wird, der H2O und Glyzerin in einem dem zu ätzenden Neigungswinkel entsprechenden Konzentrationsverhältnis zugesetzt wird.is that the chemical wet etching is carried out with an etching solution of HNO 3 , HF, (NH 4 ) 2Ce (NO 3 ) 6, the H 2 O and glycerine is added in a concentration ratio corresponding to the angle of inclination to be etched.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Konzentrationsverhältnis von HNO3, HF und (NH4)2Ce(NO3)6 konstant, wogegen H2O und Glyzerin in umgekehrt proportionalen Konzentrationen in der Ätzlösung vorhanden sind, wobei die Glyzerin-Konzen-According to a further embodiment of the invention, the concentration ratio of HNO 3 , HF and (NH 4 ) 2Ce (NO 3 ) 6 is constant, whereas H 2 O and glycerine are present in inversely proportional concentrations in the etching solution, the glycerine concentration
tration in der Ätzlösung um so größer gewählt wird, je größer der gewünschte Neigungswinkel der zu ätzenden Maskenkanten sein soll.tration in the etching solution is selected to be greater, the greater the desired angle of inclination of the to be etched Mask edges should be.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung können Neigungswinkel im Bereich von praktisch 10° bis 60° reproduzierbar an den chemisch zu ätzenden Masken eingestellt werden.In the method according to the invention, angles of inclination can be in the range from practically 10 ° to 60 ° can be reproducibly set on the masks to be chemically etched.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind einmal darin 2u sehen, daß die Neigungswinkel der Ätzmaskenkanten über einen großen Bereich variierbar sicher eingestellt werden können.The advantages achieved with the invention are even see it as 2u that the inclination angle of the Ätzmaskenkanten can be set variable securely over a large area.
Die Verwendung von FeSi als Maskenmaterial bei einem Ätzprozeß mittels Kathodenzerstäubung hat darüber hinaus den Vorzug, daß eine Metallmaske eine im Vergleich zu einer Photolackmaske sehr viel höhere Wärmebeständigkeit hat, so daß sehr hohe Leistungen bei der Ionenätzung angewendet werden können.The use of FeSi as a mask material in an etching process by means of cathode sputtering has in addition, the advantage that a metal mask is much higher than that of a photoresist mask Has heat resistance so that very high ion etching powers can be used.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described.
Die Figur zeigt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Neigungswinkels der Ätzmaske vom
Konzentrationsverhältnis Glyzerin : H2O in der Ätzlösung.
Gemäß der Erfindung wird die Ätzmaske aus einer FeSi-Schicht mit einem Si-Gehalt von vorzugsweise
7Gew.-% Si gebildet, die durch eine chemische
Naßätzung ihre gewünschte Struktur erhält Die Ätzlösung setzt sich dabei zusammen ausThe figure shows a graphic representation of the dependence of the angle of inclination of the etching mask on the glycerol: H 2 O concentration ratio in the etching solution.
According to the invention, the etching mask is formed from an FeSi layer with an Si content of preferably 7% by weight Si, which receives its desired structure by chemical wet etching. The etching solution is composed of this
HNO3(65%ig)
HF(40%ig)
(NH4J2Ce(NO3^
Glyzerin und H2OENT 3 (65%)
HF (40%)
(NH 4 J 2 Ce (NO 3 ^
Glycerine and H 2 O
10 ml
2 ml10 ml
2 ml
bis zur Sättigung
gemäß Tabelle 1until saturation
according to table 1
yzerin und H2O in der Ätziosung regulieren den ungswinkel der Kanten der Feä-Ätzmasken.Ycerine and H 2 O in the etching solution regulate the angle of the edges of the Feä etching masks.
Ttil) GIyzcFMi(ni} Nc Ttil) GIyzcFMi (ni} Nc
swmkdswmkd
150150
125125
100100
54° 35° 29° 20° 12°54 ° 35 ° 29 ° 20 ° 12 °
e Bereiche der FeSi-Maske, die von der Ätzlösung angegriffen werden sollen, werden während des Atzprozesses mit einem Maskcnmaterial abgedeckt, das in bezug auf eine Unterätzung ein optimales Verhalten zeigt, beispielsweise ein Photolack wie »Photoresist Positiv AZ1350 H« von Shipley.e Areas of the FeSi mask exposed by the etching solution are to be attacked are covered with a masking material during the etching process shows optimal behavior with regard to an undercut, for example a photoresist such as »Photoresist Positive AZ1350 H «by Shipley.
In der Zeichnung ist die Abhängigkeit des Neigungswinkels von dem Konzentrationsverhältnis Glyzerin : H2O in der Ätzlösung graphisch dargestellt. Es ist zu erkennen, daß der Winkel, den die Maskenkanten mit der Unterlage bilden, durch eine geeignete Zusammensetzung der Ätzlösung über einen verhältnismäßig großen Winkelbereich (von 12° bis 54°) sehr genau eingestellt werden kann.In the drawing, the dependence of the angle of inclination on the concentration ratio is glycerine : H2O in the etching solution shown graphically. It is to see that the angle that the mask edges with of the base through a suitable composition the etching solution over a relatively large angular range (from 12 ° to 54 °) very precisely can be adjusted.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722258338 DE2258338C3 (en) | 1972-11-29 | Process for the production of etched patterns in thin layers with defined edge profiles |
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2258338A1 DE2258338A1 (en) | 1974-05-30 |
| DE2258338B2 DE2258338B2 (en) | 1977-05-18 |
| DE2258338C3 true DE2258338C3 (en) | 1978-01-12 |
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