Способ формирования разводки

(51) Н 111 21128 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Научно-исследовательское унитарное предприятие Минский НИИ радиоматериалов (ВУ)(72) Авторы Тептеев Алексей Алексеевич Согрина Елена Вячеславовна Шкловская Жанна Мечиславовна (ВУ)(73) Патентообладатель Научно-исследовательское унитарное предприятие Мин ский НИИ радиоматериалов (ВУ)Способ формирования разводки интегральных микросхем СВЧ диапазона, включающий изготовление вспомогательных и основного слоев металла на предварительно обработанной пластине, создание фоторезистивной маски с рисунком разводки, осаждение из раствора электролита золота, удаление фоторезистивной маски, стравливание вспомогательных слоев металла по маске осажденного золота, отличающийся тем, ЧТО формирование вспомогательных слоев металла осуществляют путем напыления на пластину адгезионного слоя титана до сопротивления 200 Ом/ , слоя никеля толщиной 0,15 мкм, стопслоя ванадия до сопротивления 200 Ом/ , а основного слоя металла - путем напыления на вспомогательные слои слоя меди до толщины 3 мкм, затем напыляют слой никеля толщиной 0,15 мкм, после формируют фоторезистивную маску с рисунком разводки, вь 1 травливают напыленные ранее слои металла до слоя нижнего никеля, после удаления фоторезистивной маски полученный рельеф слоев металла покрывают слоем никеля толщиной 0,10,15 мкм, затем слоем золота толщиной более 1,0 мкм через сформированную фоторезистивную маску с размерами на 2-5 мкм Шире с каждой стороны, чем предыдущая фоторезистивная маска, удаляют эту фоторезистивную маску, стоп-слой ванадия, слой нижнего никеля и адгезионный слой титана.Изобретение относится К полупроводниковой технике И может быть использовано при изготовлении интегральных микросхем СВЧ диапазона.Коммутационные элементы, включающие в себя проводники (разводку) и контактные площадки, должны удовлетворять следующим основным требованиямобеспечивать высокое качество контактов с элементами микросборок и внешними вь 1 водамииметь низкое сопротивление (не более десятых долей Ома на квадрат)совмещаться с технологией изготовления других элементов микросборки и др.Полностью всем требованиям не удовлетворяет ни один металл, поэтому для формирования разводки принято использовать многослойные пленочные проводники. Нижний адгезионный слой металла с большой теплотой образования окислов и высокой температурой кипения (например Сг, Т 1, Та, У), затем металл с высокой электропроводностью (например АЗ, Аи, Си) и, наконец, при необходимости, материалы с высокой коррозионной устойчивостью (например Ый, А 11, Рт, Рб). Наиболее жесткие требования к разводке предъявляются при формировании микрополосковых линий передач и микросхем СВЧ диапазона применяемая металлизация должна иметь предельно малое удельное сопротивление. Это достигается увеличением толщины формируемого слоя металлизации (вплоть до значения 10 мкм).Известен способ формирования разводки интегральных микросхем СВЧ диапазона,включающий изготовление вспомогательных слоев металла на предварительно обработанной пластине, создание фоторезистивной маски с рисунком разводки, осаждение из раствора электролита золота как основного слоя металла, удаление фоторезистивной маски,стравливание вспомогательных слоев металла по маске осажденного золота 1.Этот способ обладает недостатком, характеризующимся тем, что в качестве основного слоя используют золото, являющееся достаточно дорогим материалом и обладающее относительно высоким сопротивлением по сравнению с сопротивлением меди и серебра.Задачей заявляемого изобретения является сохранение высокой коррозионной стойкости разводки и стабильности характеристик, присущих прототипу, при одновременном снижении стоимости и толщины используемого проводящего покрытия.Поставленная задача достигается тем, что в способе формирования интегральных микросхем СВЧ диапазона, включающем изготовление вспомогательных слоев металла на предварительно обработанной пластине, создание фоторезистивной маски с рисунком разводки, осаждение из раствора электролита золота, удаление фоторезистивной маски,стравливание вспомогательных слоев металла по маске осажденного золота, формирование вспомогательных слоев металла осуществляют путем напыления на пластину адгезионного слоя титана до сопротивления 200 Ом/ , слоя никеля толщиной 0,15 мкм, стоп слоя ванадия до сопротивления 200 Ом/ . При этом основной слой металла получается путем напыления на вспомогательные слои слоя меди до толщины 3 мкм. Затем напыляют слой никеля толщиной 0,15 мкм. После чего формируют фоторезистивную маску с рисунком разводки. Затем через эту маску вытравливают напыленные ранее слои металла до слоя нижнего никеля. Фоторезистивную маску удаляют. Полученный рельеф слоев металла покрывают слоем никеля толщиной 0,1-0,15 мкм и золота толщиной более 1,0 мкм соответственно через сформированную фоторезистивную маску с размерами на 2-5 мкм щире с каждой стороны, чем предыдущая маска. Затем удаляют фоторезистивную маску,слой нижнего никеля и адгезионный слой титана.На фигуре представлено поперечное сечение разводки, изготовленное заявляемым способом, гдена пластине 1 сформирован адгезионный слой титана 2, слой никеля 3, слой ванадия 4,слой меди 5 и слой золота 6.Пример конкретной реализации предлагаемого способа формирования разводки.Пластину 1 (поликор марки ВК - 100) сначала очищают путем вымачивания в хромпике в течение 4-5 ч и после промывки в деионизованной воде обрабатывают в перекисноаммиачном растворе (состав компонентов раствор аммиака - раствор перекиси водорода вода соотнощением 12123 соответственно по объему), затем после промывки напыляют на установке Катод 1 М последовательно следующие слои адгезионный слой 2 (титан досопротивления 200 Ом/ ), слой никеля 0,15 МКМ, стоп - слой (ванадий до сопротивления 200 Ом/ ), при этом основной слой металла формируют путем напыления слоя меди (до толщины 3 мкм), затем слоя никеля 0,15 мкм. В процессе напыления пластину 1 нагревают до температуры 220-240 С для обеспечения хорощей адгезии формируемого покрытия К пластине 1. После напыления на пластине 1 формируют фоторезистивную маску с рисунком разводки. Затем через эту маску вытравливают напыленные ранее слои металла до слоя нижнего никеля. Верхний слой никеля травится в травителе состава НС 1 - 27 мл, Н 2 О 363,5 мл, 11 аС 1 - 36,5 г, Си 5 О 4 - 72,5 г в течение 20-30 с (со скоростью 0,45 мкм/мин). Слой меди удаляется в травителе состава (ЫН 4)252 О 3 - 125 г, Н 25 О 4 - 75 мл, Н 2 О - 0,5 л., со скоростью 1,2 мкм/мин. Слой титана 2 обеспечивает хорощую адгезию напь 1 ленной металлизации к поверхности пластины 1. Нижний слой никеля служит для создания проводящего слоя. Кроме того, никель является оптимальным металлом для осаждения Ый-Аи покрытия. При толщинах никеля менее 500 А не обеспечивается заданная равномерность нанесения электрохимического покрытия. Следует учесть, что часть покрытия стравливается в процессе активации никеля перед электрохимическим осаждением (обработка в подогретой до 50 С 25 соляной кислотой). Толщина проводникового слоя меди 5 определяется конструктивными требованиями к сопротивлению разводки. В данном случае толщина в 3 мкм полностью удовлетворяет требованию разработчиков (удельное электрическое сопротивление должно быть 0,02 Ом/ ). Затем фоторезистивная маска удаляется кипячением в диметилформамиде. Более тонкая очистка осуществляется обработкой в плазме кислорода в течение 5 мин на установке 08 ПХО - 100 Т - 001. Снова формируется фоторезистивная маска с размерами на 2-5 мкм щире с каждой стороны, чем предыдущая маска. Это делается с целью заращивания сформированного рельефа металлизации слоем никель - золото 6.В травителе (Н 2 О 2 Н 2 О (соотношение компонентов 11 по объему за 1-2 мин удаляется слой ванадия между резистивной маской и сформированным предыдущей фотолитографией рельефа металлизации. После освежения в подогретой до 50 С 25 соляной кислоте в течение 40 с на пластины формируется слой никеля 0,1-0,15 мкм и слой золота 1,0 мкм с помощью электрохимического осаждения.Слой никеля осаждается из раствора (состав 1 Т 15 О 4 - 200 г, 1 Т 1 С 12-6 Н 2 О - 40 г, Н 3 ВО 3 40 г, Ыа 25 О 4-10 Н 2 О - 80 г на 1 л Н 2 О) в импульсном режиме со скоростью 200 А/мин. Слой золота 6 осаждается из раствора (состав КА 11(С 11)2 - 8,8 г, кислота лимонная - 3,7 г,калий лимоннокислый трехзамещенный - 40 г, 1 Т 1 СО 3 - 1,7 г, трилон Б - 0,13 г на 1 л Н 2 О) в импульсном режиме со скоростью 250 А/мин.После снятия маски фоторезиста через сформированную маску из золота 6 последовательно стравливают следующие слоиПо сравнению с прототипом полученная предложенным способом разводка обладает низким сопротивлением, высокой химической (коррозионной) стойкостью, легко паяется,разваривается и по стоимости дещевле, чем в прототипе. Стойкость к коррозии обеспечивается покрытием поверхности и торцов медного (серебряного) слоя 5 системой металлов никель-золото 6. Замена основного слоя, состоящего в прототипе из золота, на медный(серебряный) слой 5 позволяет уменьшить толщину разводки (удельное сопротивление меди (серебра) -1,3 раза меньще удельного сопротивления золота), то есть снизить паразитную емкость межсоединений разводки. Увеличение емкости и (или) сопротивления приводит к уменьшению граничной частоты работающих приборов (микросхем).Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.