蝕刻液和掩膜版形成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種蝕刻液和掩膜版形成方法，該蝕刻液包括高氯酸、硝酸鈰銨和水，所述高氯酸、硝酸鈰銨和水的配比為500mL:2Kg-3Kg:12L-16L。該掩膜版形成方法包括光刻、顯影、蝕刻以及脫膜，其中，蝕刻是采用該蝕刻液。該蝕刻液采用較低濃度的高氯酸，硝酸鈰銨的含量也降低了，從根源上降低了揮發(fā)的氣體量，且沒有較重的異味產(chǎn)生，更加安全環(huán)保，成本也相對降低很多。而且，采用上述配比的蝕刻液進行蝕刻后，版材蝕刻線條質(zhì)量好，線性較好，缺陷數(shù)目較少。
【專利說明】蝕刻液和掩膜版形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及刻蝕工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種蝕刻液和掩膜版形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體器件制作中，光罩是常用的工具之一。光罩通常是在高純度石英或蘇打 玻璃基片上刻制設(shè)計好的幾何線路圖。光刻技術(shù)應(yīng)用于光敏感膠，它作為一種聚合可溶解 物被涂在金屬襯底或玻璃表面，然后光刻膠被烘賠除去溶劑，再將其用電子束或激光光束 曝光，然后進行化學(xué)制程處理，如顯影、蝕刻等工藝。
[0003] 早期蝕刻液是用硝酸鋪氨、冰己酸和水配比合成，現(xiàn)在大多采用進口的加入催化 元素的原液，由于單純的硝酸鋪氨、冰己酸和水配比合成的蝕刻液與鉛膜反應(yīng)時間較慢，蝕 刻不均勻，進口原液反應(yīng)時間較快，蝕刻均勻。但是進口原液價格昂貴，目前市面上的價格 是3. 6升大概需要200美元，可W蝕刻30片左右，如此高昂的價格造成了掩膜版后續(xù)制程 投入非常大，大大增加了制程成本。
[0004] 另外，現(xiàn)有的蝕刻液在研發(fā)過程中W下困難；1.蝕刻液揮發(fā)氣體(主要是肥1和 C12)的現(xiàn)象比較嚴重，有嚴重異味，會對環(huán)境和制程人員的造成危害；2.蝕刻液使用時間 長了后有明顯的結(jié)晶現(xiàn)象，會造成版材劃傷的隱患；3.蝕刻片數(shù)到達一定的片數(shù)后，溶液 內(nèi)離子濃度太高，表現(xiàn)為溶液顏色太深，不利于反應(yīng)進行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，提供一種氣體揮發(fā)少、成本低、蝕刻效果好的蝕刻液W及應(yīng)用該蝕刻液 的掩膜版形成方法。
[0006] 一種蝕刻液，其包括高氯酸、硝酸鋪饋和水，所述高氯酸、硝酸鋪饋和水的配比為 500血：2Kg-3Kg:l化-1 化。
[0007] W及，一種掩膜版形成方法，其包括光刻、顯影、蝕刻W及脫膜，所述蝕刻是用如上 所述的蝕刻液對版材進行蝕刻。
[0008] 上述蝕刻液采用較低濃度的高氯酸，硝酸鋪饋的含量也降低了，從根源上降低了 揮發(fā)的氣體量，沒有較重的異味產(chǎn)生，更加安全環(huán)保，成本也相對降低很多。而且，采用上述 配比的蝕刻液進行蝕刻后，版材蝕刻線條質(zhì)量好，線性較好，缺陷數(shù)目較少，可W與進口的 原液的效果相媳美。

【專利附圖】

【附圖說明】
[000引圖1為使用對比例配置的蝕刻液蝕刻后產(chǎn)品SEM巧描電子顯微鏡）圖，該圖的放 大倍數(shù)為一萬倍。
[0010] 圖2為使用實施例1配置的蝕刻液蝕刻后產(chǎn)品SEM圖，該圖的放大倍數(shù)為一萬倍。
[0011] 圖3為使用實施例2配置的蝕刻液蝕刻后產(chǎn)品SEM圖，該圖的放大倍數(shù)為一萬倍。
[0012] 圖4為使用實施例3配置的蝕刻液蝕刻后產(chǎn)品SEM圖，該圖的放大倍數(shù)為一萬倍。
[0013] 圖5為使用實施例4配置的蝕刻液蝕刻后產(chǎn)品SEM圖，該圖的放大倍數(shù)為一萬倍。
[0014] 圖6為使用對比例配置的蝕刻液蝕刻后產(chǎn)品較低倍數(shù)的SEM圖，該圖的放大倍數(shù) 為五千倍。
[0015] 圖7和圖8為使用對比例配置的蝕刻液蝕刻后產(chǎn)品表面顯微照片，該圖的放大倍 數(shù)為一千倍。

【具體實施方式】
[0016]W下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017] 本發(fā)明實施例的蝕刻液通過降低高氯酸、硝酸鋪饋的濃度，降低氣體揮發(fā)，淡化異 味，降低成本，蝕刻后的效果較好。該蝕刻液包括高氯酸、硝酸鋪饋和水，所述高氯酸、硝酸 鋪饋和水的配比為500mL:2Kg-3Kg: 1化-1化。
[0018] 本實施例降低高氯酸、硝酸鋪饋的濃度主要是通過對蝕刻過程中的反應(yīng)機理進行 研究W及實驗而得出的。W鉛版為例，蝕刻液為鉛版蝕刻液。從反應(yīng)機理上看，在蝕刻過程 中，化最終會變?yōu)椋ɑ∟H3),Cly)CU_0的配合物，其主要受溶液中的饋根和氯離子濃度 影響，另外隨著反應(yīng)的進行也會受到鉛離子濃度的影響。經(jīng)初步計算，l〇〇〇gCe(NH4)2(N〇3)e 能反應(yīng)230多張鉛版(按PZ/AZ1500 7000A450巧50*4. 8計算，保證反應(yīng)物濃度大于50%)， 隨著蝕刻液處理的鉛版越來越多，阻礙反應(yīng)的最大障礙也是溶液中的鉛離子的濃度。經(jīng)過 研究實驗發(fā)現(xiàn)，通過減少反應(yīng)物的濃度能夠使蝕刻液能夠更好的溶解鉛，保證反應(yīng)均衡的 順利進行，W達到生產(chǎn)所需要的蝕刻效果，做到最大的物料使用率，并在不影響使用效果的 情況下節(jié)約成本。
[0019] 優(yōu)選地，所述高氯酸、硝酸鋪饋和水的配比為500血：2Kg-3Kg:13kl化。更優(yōu)選 地，硝酸鋪饋和水的配比小于或等于2Kg:12L。高氯酸和水的體積配比小于或等于0. 112 : 3。在一個較佳實施例中，高氯酸、硝酸鋪饋和水的配比為22.4mL: 0.化g: 0.6L。蝕刻液 中采用的水優(yōu)選為去離子水。高氯酸優(yōu)選為分析純，濃度在99%W上。
[0020] 本發(fā)明實施例還提供一種掩膜版形成方法，其包括光刻、顯影、蝕刻W及脫膜，其 中，蝕刻采用如上所述的蝕刻液對版材進行蝕刻。具體地，掩膜版的版材W鉛版為例，鉛版 上預(yù)先形成掩膜，然后再進行光刻，使掩膜曝光，再通過顯影工藝顯影，使掩膜形成預(yù)定設(shè) 計好的圖案，再用蝕刻液進一步刻蝕，W該預(yù)定設(shè)計圖案為模板，在鉛版上刻蝕出對應(yīng)的圖 案，再將掩膜除去，即形成鉛材掩膜板。
[0021] 在蝕刻過程中，蝕刻時間優(yōu)選為50-70砂，更優(yōu)選為60-64砂。每12升蝕刻液用 于蝕刻60片W上版材后更換。此外，在掩膜版形成方法中，脫膜后進一步地進行尺寸測量、 缺陷檢查、修補W及清洗等步驟，在檢查到缺陷后，對相應(yīng)的缺陷進行修補，然后清洗鉛版， 最后再貼上防塵膠存放好。
[0022] W下通過具體實例和對比例說明本發(fā)明的蝕刻液及經(jīng)其處理形成掩膜版的性能 和效果等方面。
[0023] 實施例1 用50g硝酸鋪饋溶解于400ml的去離子水，然后加入了 11ml的高氯酸，配置成蝕刻液， 用該蝕刻液對一張5英寸的已完全脫膜的小版(測試版材）進行拋光處理，觀察到蝕刻所需 時間變長，為54s。再對該塊蝕刻后的鉛版進行品質(zhì)檢測，測得鉛殘留數(shù)量為0。同時觀察 蝕刻液的顏色、氣味，W及蝕刻后的鉛版外觀。本實施例采用SEMW及光學(xué)顯微鏡(放大2 千倍左右）等儀器進行微觀觀察，W下實施例和對比例同此，不再費述。
[0024]實施例2 取lOOg硝酸鋪饋和22. 4ml高氯酸，用600ml去離子水稀釋，配置成蝕刻液，用該蝕刻 液對一張5英寸的版材進行拋光處理，蝕刻所需時間為64砂。再對該塊蝕刻后的鉛版進行 品質(zhì)檢測，測得鉛殘留數(shù)量為0。同時觀察蝕刻液的顏色、氣味，W及蝕刻后的鉛版外觀。 [00幼 實施例3 取500g硝酸鋪饋和125ml高氯酸，用3250ml去離子水稀釋，配置成蝕刻液，用該蝕 刻液對一張5英寸的版材進行拋光處理，蝕刻所需時間為70砂。再對該塊蝕刻后的鉛版進 行品質(zhì)檢測，測得鉛殘留數(shù)量為0。同時觀察蝕刻液的顏色、氣味，W及蝕刻后的鉛版外觀。
[0026] 實施例4 取1. 5Kg硝酸鋪饋和250ml高氯酸，用化去離子水稀釋，配置成蝕刻液，用該蝕刻液 對一張5英寸的版材進行拋光處理，蝕刻所需時間為60砂。再對該塊蝕刻后的鉛版進行品 質(zhì)檢測，測得鉛殘留數(shù)量為0。同時觀察蝕刻液的顏色、氣味，W及蝕刻后的鉛版外觀。
[0027] 對比例 lOOOg硝酸鋪饋，224ml高氯酸，用4000ml去離子水混合攬拌均勻，配置成蝕刻液，用該 蝕刻液對一張5英寸的版材進行拋光處理，蝕刻所需時間為62砂。再對該塊蝕刻后的鉛版 進行品質(zhì)檢測，測得鉛殘留數(shù)量為0。同時觀察蝕刻液的顏色、氣味，W及蝕刻后的鉛版外 觀。
[0028]通過對上述具體實例配制的蝕刻液處理后的鉛版，我們發(fā)現(xiàn)，本實施例配制的蝕 刻液顏色更接近于進口蝕刻液。而且，使用優(yōu)化后的蝕刻液，從測試版材的質(zhì)量來看，未有 不良反饋，其具體體現(xiàn)在，線條質(zhì)量好，線性較好，缺陷數(shù)目較少。從蝕刻工藝來看，蝕刻的 時間均衡，均是控制在Imin左右。對實施例2和對比例的兩張測試版處理效果進行比較， 結(jié)果如下表1所示。
[0029]表1

【權(quán)利要求】
1. 一種蝕刻液，其特征在于，包括高氯酸、硝酸鈰銨和水，所述高氯酸、硝酸鈰銨和水的 配比為 500mL: 2Kg-3Kg:12L-16L。
2. 如權(quán)利要求1所述的蝕刻液，其特征在于，所述硝酸鈰銨和水的配比小于或等于 2Kg:12L。
3. 如權(quán)利要求1所述的蝕刻液，其特征在于，所述高氯酸和水的配比小于或等于 22. 4mL : 0. 6L。
4. 如權(quán)利要求1所述的蝕刻液，其特征在于，所述高氯酸、硝酸鈰銨和水的配比為 500mL: 2Kg-3Kg:13L-14L〇
5. 如權(quán)利要求1所述的蝕刻液，其特征在于，所述高氯酸、硝酸鈰銨和水的配比為 22. 4mL : 0. lKg : 0. 6L。
6. 如權(quán)利要求1所述的蝕刻液，其特征在于，所述水為去離子水，所述蝕刻液為鉻版蝕 刻液。
7. -種掩膜版形成方法，其包括光刻、顯影、蝕刻以及脫膜，其特征在于，所述蝕刻是用 如權(quán)利要求1-6任一項所述的蝕刻液對版材進行蝕刻。
8. 如權(quán)利要求7所述的掩膜版形成方法，其特征在于，所述蝕刻時間為50-70秒。
9. 如權(quán)利要求7所述的掩膜版形成方法，其特征在于，所述蝕刻時間為60-64秒。
10. 如權(quán)利要求7所述的掩膜版形成方法，其特征在于，每12升蝕刻液用于蝕刻60片 以上版材后更換。
【文檔編號】G03F7/32GK104375394SQ201410650611
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】杜武兵, 林偉, 孫多衛(wèi) 申請人:深圳市路維光電股份有限公司