[發明專利]一種改善濕法刻蝕均一性的方法

在審

• 申請號: 202110883433.6
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113594034A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 陳婷;涂良成;楊山清;官盛果;龔躍武
• 申請（專利權）人: 中山大學南昌研究院
• 主分類號: H01L21/3213
• 分類號: H01L21/3213
• 代理公司: 南昌合達信知識產權代理事務所(普通合伙) 36142
• 代理人: 陳龍

本發明屬于微納加工制造技術領域，具體是一種改善濕法刻蝕均一性的方法，包括應用于濕法刻蝕由金形成的單層膜的刻蝕液，所述刻蝕液由以下質量百分比組分組成：碘單質1.5％～5％，碘化鉀2％～5％，純水35％～50％和小分子醇40％～65％。本發明有效地提高了濕法刻蝕由Au形成的單層膜的均一性，良品率大大提高。通過實驗發現，刻蝕時間滿足要求，無Au殘留、無Undercut殘留，CD loss和Taper均在合理范圍內且金屬線路形貌優。

技術領域

本發明屬于微納加工制造技術領域，涉及化學刻蝕，具體涉及一種改善濕法 刻蝕均一性的方法。

背景技術

目前大部分高精度產品設計過程中，同一個金屬層需要具備多種功能，因此 同一金屬層版圖的設計結構復雜，進而導致金屬層線條的粗細以及疏密程度相差 十分大，造成在濕法刻蝕過程中刻蝕速率相差很大，導致刻蝕不均勻，甚至失敗， 如出現短路或者斷路現象。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術不足，提供一種改善濕法刻蝕均一性的方法， 通過在刻蝕液中添加緩沖成分用于改善刻蝕表面，從而達到改善濕法刻蝕均一性 的效果。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種改善濕法刻蝕均一性的方法，包括應用于濕法刻蝕由金形成的單層膜的 刻蝕液。

較佳地，所述刻蝕液由以下質量百分比組分組成：碘單質1.5％～5％，碘化 鉀2％～5％，純水35％～50％和小分子醇40％～65％。

較佳地，所述小分子醇為乙醇或異丙醇中的一種。

優選地，所述刻蝕液由以下質量百分比組分組成：碘單質1.5％～3.5％，碘 化鉀2.5％～4％，純水35％～45％和小分子醇50％～60％。

優選地，所述刻蝕液由以下質量百分比組分組成：碘單質2％，碘化鉀3％， 純水40％和乙醇55％。

優選地，所述刻蝕液的制備，包括如下步驟：

S1.將碘單質、碘化鉀和純水按比例混合均勻；

S2.按比例添加乙醇，混合均勻，得到刻蝕液。

本發明的獲得過程如下：

鹵素離子與鹵素單質形成的混合溶液對金具有溶解作用如：HCl-Cl₂溶液、I₂-KI溶液和Br₂-KBr溶液均能溶解金(Au)。但是Br₂-KBr溶液的危害較大， 操作不易控制，Cl₂具有毒性，因此，優選碘體系。碘體系溶金反應機理如下 2Au+I₂→2AuI，AuI+KI→KAuI₂。

若碘單質含量較高，則容易過快進行反應，刻蝕速度難以控制；于是發明人 想到可通過加入純水降低質量分數，但是通過實驗發現，僅僅通過加入純水降低 體系質量分數，反應速率則受很大影響，甚至無法反應；為了更精準的控制刻蝕 均勻性、金屬線條的形貌、Undercut現象，Taper、CD loss及金屬回粘等指標， 刻蝕液中必須添加緩蝕劑，添加緩蝕劑預期須要達到的效果是能夠吸附在金屬 Au表面形成一層很薄的膜(緩沖層)，以降低金(金屬層)與鹵素單質的反應 速度，防止大量的碘單質吸附在金表面，能夠有效地控制較細的線條過早被刻蝕 導致斷開以及更好地控制刻蝕后金屬線條的形貌。

與現有技術相比，本發明有效提高了濕法刻蝕由Au形成的單層膜的均一性， 半導體器件的可靠性及良品率均大大提高。通過實驗發現，刻蝕時間滿足要求， 無Au殘留、無Undercut殘留，CD loss和Taper均在合理范圍內并且金屬線路 形貌優。

具體實施方式