Раствор для травления алюминия

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИЯЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 111) 3 Р 1/00 ЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ У,Т ения скорос войств зано содержит ующем соот и ти травпе щитной ма медь серно 40-86,322 я азотная к 2,787-3,956 3 387-ЗФ 966 1,036-1, 966%-ная уксус а е вещ 0,002-0,0300,540-5,937Оста пыюе аЮ МеВода ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИ(54 НВ 71 РАСТЕОР ЛЛЯ ТРАВЛЕНИЯАЛЮМИНИЯ содержащий ортофосфорнуюкнспоту, азотную киспоту, уксусную киспоту, сахарозу, смачивающее веществоСВи воду, о т и и ч а ю щ и й.что, с пенью повыния при сохраненииски, он допопнитепькиспую при спедредиентов, мас.%:ная ортофосфорнаяа 7 85%киспо70%пота100кис потСакарозСмач иваСВИзобретение, относится к травлениюметаллов химическими средствамн.Известен раствор дпя блестящего травления алюминиевых сплавов, содержащийортофосфорную в азотную кислоты, соединения трнаэина, сернокиспую медь и фосфат алюминия Я,Однако данный раствор не может бытьприменен дпя прецизионного, травленви иэза своей агрессивности (раствор йврушаетмаскирующие свойства защитной маски),плохой воспронзводитепьноств результа-.тов вспедствненествбипьноств своегосостава (прв 110 С происходит интенсивное испарение воды в упетучввание .НМО).Кроме того, раствор обладает оченьвысокой скоростью травления, что .неизбежно способствует неравномерным боковым подтравам поа маской -. 4,0 мкм.Наиболее близким к, предлагаемомупо технической сущности и аостнгаемомуэффекту является раствор дпя травленияалюминия, соаержащвй, вес.%: ортофосфорная кислота 84,629, азотная кислота4,393, уксусная кисцотв 3,266, саха-роза 1,400, смачввакюцее вещество,.(СВ) 0,090, вода остальное. Ин-тервал рабочих температур 55 - 90 С 2.Однако известный раствор характервзуется низкой скоросгью травления 0,120,19 мкм/мнн прв 60 С. в сальным газовыдепеннем, что выэывае 1 неоднородность процесса растваренвя по вытравпвваемым участкам апюмвнвя - остаютсянепротравпенные участки.,Вытравпиванвеоставшихся участков апкивнвя вызываетуменьшение поперечного сечения токо-:ведущвх межсоеавввний.Бель изобретения - повышение скороотв травпенвя прв сохраненвв свойствзащитной маски.Укаэанная цепь аоствгвется тем, чтораствор дпя травпенвя апюмвввя, содержащий ортофосфорную квспоту, азотнуюкнспоту, уксусную квспоту, свхвроэу,смачввающее вещество СВи вову,дополнительно содержит, медь. сврвоквспую прн спедукйцем соотшзшенвв внгрв"диентов мас,%:85%-ная ортофоофорная кислота 78,140 86,32270%-ная азотнаякислота 2,7873,956100%-нвя уксуснаяквс пота 3,387 фф 966Сахароза 1,036-1 966Смачввающее, вещест=во СВ 0,002 0,030 Меаь, сернокиспая 0,540-5,937Вода Оста сьноеВ предлагаемом растворе Си. нетолько ускоряют процесс растворения 5 апиминвя, но главное, блокируют гаэовыдепенне, отсутствие газовыделения(Н) является основой, прецизионноготравпенвя. Находящийся в растворе угпевоаород (сахароза) является комппексо образователем. Он с ионами меди образует сложные:комплексы, вз которых впроцессе травления на более отрицательной поверхности (АО ) выделяется медь,вместо водорода.15 Раствор апя травпенВв впюмвния готовят смешением " комповввтов до их.полного растворения н вспоаьвуют в широком интервале температур 40-90 С.ОП р и м е р 1. Прв соотношении вн гредвентов в растворе,мас.%: ортофосфоная квспота 86,322, азотная кислота2,787, уксусная кислота 3,966, сахароза1,036, смачивающее вещество СВ 0,002, вода 5,347, меаь сернокнспая 25 0,540 скорость травления составляет0,5-0,6 мкм/мвн, подтрав поа фоторе"вистом 0,9-1,3 .май, газовыаепенне сред,нве, Уменьшение концентрации азотнойкислоты увеличивает поатравпоа фоторе- ЗО звстом, а скорость травления падает. Стадия окисления затруднена. При уменьшенииконцентрации уксусной квспогы недостаточен отвод продуктов реакции, скоростьтравления низкая. Прв уменьшении концентрации сахаровы поатравы поа маскойвозрастают. При уменьшении онцевтрацивсмачивающего вещества травление алюминияянеравномерное, раствор с трудом смывается. Прв уменьшении ковцевтрацвв меди 40 серноквспой скорость травления меньше0,1 мкм/мвн, гаэовыаепенве сильное,П р и м е р 2. При соотношенвв ин-.гредиентов в рвстворег мас.%: ортофосфорная квлютв 78,140, азотная кислота3.956, уксусная квспота 3,387, сахароза 1,966, смачвввющее вещество 0,030,Эода 6,584, медь серноквсцая 5,937скорость травления. составляет 0,70,9 мкм/мвн, подтрав поц фоторезистом .08-1,0. мкм, гаэовыдепенве незначительное, При увеличении концентрации азотной кислоты усвпввается окисление маскирующего своя в впкмвввя, в цодтравпод маской увепвчввается. Прв увепвчевввконцевтрацвв уксусной кисцоты возрастаетскорость отвоав продуктов реакции (ва;рувается адгеэвя ппенкв). Прв увеличенияконцентрации сахаровы в растворе образуется черно-коричневый осадок, а с1057875 40,8-1,0 мкм, скорость травпения 0,60,7 мкмlмнн, В растворе рассматриваютзависимость скорости травления апюминия от концентрации меди и от температуры.Зависимость скорости травпения апюминия от концентрации меди сернокиспойпрн разных температурах приведена втабп, 1. Т а б и и ц а 1 000": Боцьшое То же 0,03 0,12 1,92 40 60 90 40 0,09 0,36 0,540 0,540 0,540 60 90 4,60 0,13 Среа нееТо же 40 3,100 0,60 3,100 3,100 60 4,70 90 0,18 0,96 3,18 40 5,937 5,937 5,937 Незначнтепьное То же 60 90 увеиченнем концентрации смачнвающего вещества раствор пенится.П р и и е р 3. При соотношении ингредиентов в растворе,мас.%: ортофосфор ная киспота 81,738, азотная кнспота 5 4,156, уксусная кислота 3,087, сахароза 1,306, смачивакяцее вещество 0,027, вода 5,937, медь сернокиспая 3,749 поатрав под фоторезистом не превышает мас% СО 04 5 НуО прототип. Как виано из табн. 1 скорость травпенйя апюминия высокая 0,09-4,70 мкмlмин.40 , Процесс травления по периметру под"пожки проходит равномерно и сопровожжется средним газовыдепением, Выаепяющийся водород без затруднений отдепяется от поверхностив виде мапеньких 5 пузырьков, что обеспечивает высокую ,.одаородность процесса травпения.Оптиманьным температурным переходом явпяется интервал 40-90 оС. При температуре ниже 400 С скорость растворения апюмнния мапая, применение таких температур неэкономично, выше 90 эС скорость травпеиия высокая, появпяются труд. ности, поабори оптимапьного времени травюиия, Щхесходит сипьное испарение рао, творя. Оптимальным интервапом концентрации меди сернокиспой явпяется интервап 0,540-5,937 вес.%. При содержании меньшем 0,540 вес.% меди сернокиспой в растворе скорость травпения впюминия низкая, газовыцепение бопьшое, 5,937 вес.% меди сернокиспой - это максимапьно рао.творимое количество при 60 дС в растворе.При введении ионов меди в состав киспотного раствора взаимное попожение метаппа и водорода в ряду напряжения меняется по сравнению с водным раствором, При этом потенциапы выдепения меди и водорода практически не отпичаются, Водороа начинает выаепяться совместно с медью, поэтому копичество водорода уменыпается, а его пузырьки нзмепьчаются. Это непосредственно обпегчает процесс травпения, скорость которого возрастает. Нераздепенных участков не набпюдается, химическое растворение впюминия по всей поверхности прохоцит равномерно, за короткое время травпения1057575 Сравнение технических характеристик прототипа и изобретения приведено в табл, 2,Табпипа 2 Показатели дпя раствора Свойства Известногое Предлагаемого Скорость травления,мкм/мин 0,12 - 0,19 0,09 - 4,70 Уход размеров притравле нии, мкм 1 -1,3 0,8 - 1 Пузырьки хорошо смачивают по-Поверхность алюминия плохо смаверхность алюминия, затруднен чивается водородом, травитепь поступ.травитепя, травление пегко поступает в реакционную неравномерное зону, травление равномерное В одо род Действие на защитную Ухудшает защитные свойствамаску реэистивной пленки Снимается за 3-5 с, окиспяетсярезистивная маска Отсутствует Удаление меди Таким образом, травление алюминия в предлагаемом растворе позволяет повысить скорость травления при сохранении свойств защитной маски, т.е. положительные свойства предпагаемого раствора позволяют 1 за короткое время произвести с высокой точностью заданный маской топопогичес кий рисунок, Это делает процесс трав- пения высокопроизводительным и высококачественным, что необходимо при производстве ИС и БИС Составитель А. Бордачева Редактор Й. Ковач Техреа М.Костик Корректор Г. ОгарЗаказ 9528/33 Тираж 956 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий 113038,Москва,Ж, Раушская наб., д, 4/5Фипнап ППП Патент", г. Ужгород, уп, Проектная, 4 не нарушаются маскирующие свойствафо торез иста,Снятие резистивной Удаляется за 15 минмаски Техиико-экономические показатели ., предпагаемого раствора: раствор позволяет проводить покапьное,травпение апюминня (скорость;травпениФ при 60 С со,ставляет 0,6-0,9 мкм/мин); травление сопровождается незначительным газовы депением; в местах, свободных от маскиоовйвня, шириной 5 мкм неразделенных участков не наблюдается,но кроме того, вво-, дится дополнительная операция снятия меди в азотной кислоте после травления алюминия. Влияние не наблюдается - короткое время,травления (1,5-2 мин),незначительное газовыдепение,равномерность процесса Удаляется за 10 мин окиспенный фоторезист растворяется вдиметипформамиде с более высокойскоростью)