[发明专利]一种蚀刻液组合物及其氮化钽薄膜的湿法刻蚀方法

说明书

本发明公开了一种蚀刻液组合物及其氮化钽薄膜的湿法刻蚀方法，所述的蚀刻液组合主要为氢氟酸、十二烷基氨基丙酸、邻二氮菲和水组成的混合物。与现有技术相比，本发明提出一种针对氮化钽薄膜的蚀刻组合物，用于氮化钽薄膜的蚀刻时，能够提高并控制蚀刻速度，并且有效抑制了光刻胶层的劣化，其结果是能够得到表面平坦光滑的蚀刻面。突破现有干法刻蚀技术壁垒，研发出了薄膜电阻领域中氮化钽薄膜的湿法刻蚀技术。推进氮化钽薄膜电阻的市场化应用，为国家电子信息技术的快速发展贡献一份力量。

技术领域

本发明涉及一种薄膜电阻领域，尤其涉及一种蚀刻液组合物及其氮化钽薄膜的湿法刻蚀方法。

背景技术

近年来，随着电子信息技术的快速发展，薄膜电阻由于具有高电阻率、低电阻温度系数、高稳定性、无寄生效应和低噪音等优良特性，在航空、国防以及电子计算机、通讯仪器、电子交换机等高新领域有了越来越广泛的应用。

氮化钽薄膜电阻具有熔点高(3090℃)、电阻温度系数小和稳定性高的特点。电阻率180～220μΩ/cm，方阻50～100Ω，TCR<-50×10-6/℃。利用氮化钽薄膜制造的片状电阻是自钝化的，电阻单元表面的保护性氧化层保护其不会出现故障,即使在湿气存在的时候也是如此。TaN(氮化钽薄膜)电阻不依赖密封的完整性就可保护通信电路不会因湿气的影响而发生灾难性故障。

目前，在薄膜电阻领域所采用的氮化钽刻蚀法主要为干法刻蚀，通常采用电感耦合等离子体刻蚀法，使用F₂、Cl₂、CF₄等危险性较大的气体。如在中国专利CN103700623A中，提出了一种氮化钽的刻蚀方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底表面形成氮化钽薄膜，在所述氮化钽薄膜表面形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，对所述氮化钽薄膜进行干法刻蚀，形成氮化钽层，所述干法刻蚀工艺的射频功率小于或等于500瓦，用于承载晶片的承片台的温度大于或等于25摄氏度。在中国专利CN104835908A中，提出了一种用于3D AMR的氮化钽刻蚀方法，其特征在于，包括：提供衬底，衬底上依次沉积有镍铁合金层、氮化钽层和氮化硅层；采用含氯气体刻蚀所述氮化硅层和氮化钽层，以形成开口。在中国专利CN104599943A中，提出了一种使用CF₄、SF₆、C_l2等气体进行氮化钽层刻蚀的方法。而氮化钽薄膜湿法刻蚀技术及对应刻蚀液未见报道。

长期以来干法刻蚀相应设备及耗材均被美、日、韩三国垄断，技术封锁，设备造价高昂，生产成本居高不下，使氮化钽薄膜的应用受到限制。干法刻蚀具有设备投资大、生产成本高、危险性强，生产环境要求苛刻等缺点。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，在氮化钽薄膜电阻的制造过程中使用的，用于蚀刻氮化钽薄膜的蚀刻液组合物。其能够快速高效地对氮化钽薄膜控制性良好的进行蚀刻，能得到表面平坦光滑的氮化钽膜层，实现湿法刻蚀光刻工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蚀刻液组合物，所述的蚀刻液组合主要为氢氟酸、十二烷基氨基丙酸、邻二氮菲和水组成的混合物。

作为优选，所述氢氟酸的质量百分比浓度为5-30%，氢氟酸的作用是对钽类金属膜的蚀刻，当其质量百分比低于5%时，对钽类金属膜蚀刻速度太慢；高于30%时，蚀刻速度提高，但会引起光刻胶的变色和脱落，不能完成氮化钽薄膜有效的图形化光刻，因此不优选；优选浓度为10-25%，此时蚀刻速度较快，图形化光刻效果清晰，分辨率好。