Раствор для травления тугоплавких металлов

Раствор для травления тугоплавких металлов

Реферат

 

Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к фотохимическому травлению изделий с многослойной структурой, и может быть использовано в электронной технике. Раствор для травления тугоплавких металлов содержит, мас.%: азотная кислота 1,90 - 2,10; плавиковая кислота 0,90 - 1,10; контакт Петрова 0,10 - 1,15; вода 0,50 - 0,60 и глицерин 0,70 - 1,00. 1 табл.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к химической обработке металлов при травлении многослойных систем.

Известен раствор, применяющийся для получения трафаретов методом химического травления, который включает азотную, серную и уксусную кислоты, мас.%: [1] HNO₃ 60 H₂SO₄ 5 H₂O 30-35 уксусная кислота 0,5 Однако данный раствор для травления предназначен для травления Мо при изготовлении молибденовых трафаретов. Для травления всех тугоплавких металлов он не эффективен.

Известен также состав раствора для травления, содержащий водный раствор азотной и серной кислот, мас. %: [2] H₂0 85 HNO₃ (1,43 г/см³) 8 H₂SO₄ (1,84 г/см³) 7 Однако и это состав раствора для травления не обеспечивает нужного качества травления, т. е. подтрав в данном случае более 50% от толщины металлизации с получением неровности края элементов.

Прототипом предлагаемого изобретению является раствор для травления тугоплавких металлов, содержащий, мас.%: [3] HNO₃ 22-29 HF 19-22 HCl 0,1-0,4 H₂O остальное Однако данный раствор для травления не обеспечивает прецизионности травления из-за высокого подтрава под фоторезист, являющийся маской. Подтрав в данном случае достигает 50% от толщины слоев металлизации на 2 стороны элемента.

Целью изобретения является снижение подтрава под фоторезист и повышение стойкости фоторезиста при травлении за счет снижения диффузии сквозь фоторезист активно травящего компонента.

Цель достигается тем, что раствор для травления изделий с многослойной металлической структурой, включающий плавиковую и азотную кислоты, дополнительно содержит контакт Петрова и глицерин при следующем соотношении компонентов, мас. %: плавиковая кислота 0,9-1,10 азотная кислота 1,9-2,10 вода 0,5-0,6 контакт Петрова 0,1-0,15 глицерин 0,7-1,00 Введение глицерина в раствор при вышеописанном составе для травления при содержании 0,7-1,0 мас.% изменит скорость травления, делая ее диффузионно контролируемой. Уменьшение содержания глицерина менее 0,7 мас.% приводит к увеличению подтрава под фоторезистивную маску, что говорит о значительном влиянии глицерина на качество травителя. Повышение содержания глицерина более 1 мас.% не оказывает дальнейшего влияния на характер травления, так как образующийся комплекс глицерин-плавиковая кислота полностью связывает всю плавиковую кислоту. Значение глицерина в предлагаемом составе заключается в следующем. Поскольку в составе травителя находится плавиковая кислота, то роль глицерина не в снижении ее степени диссоциации (она в водном растворе мала), а в образовании сольват-компонентов с молекулой плавиковой кислоты, благодаря чему подвижность только этого комплекса уменьшается и, в соответствии с законом Фика, уменьшается тангенциальная составляющая диффузии. Что касается азотной кислоты, то в данном случае незначительная добавка глицерина не влияет на ее диссоциацию.

При травлении в данном растворе профиль травления имеет ярко выраженные границы, подтрав минимален. Данное изобретение эффективно, так как обеспечивает получение геометрических размеров элементов с минимальным подтравом под резистивную маску за счет диффузионного травления.

Данное изобретение существенно, так как авторам из отечественной и зарубежной технической литературы не известны технические решения, аналогичные отличительным признакам изобретения.

П р и м е р. Для травления металлизированной системы Nb-Mo-Ni на керамике из поликора был приготовлен раствор для травления согласно изобретению. Технология приготовления раствора следующая: отмерить 0,5 частей дистиллированной воды и вылить во фторопластовую емкость; отмерить мерным фторопластовым стаканом одну часть плавиковой кислоты и вылить в емкость с дистиллированной водой; отмерить две части азотной кислоты и вылить в емкость с дистиллированной водой и плавиковой кислотой; добавить 0,1 часть контакта Петрова; непосредственно перед травлением влить 0,7 частей глицерина.

Пластины из поликора с нанесенными слоями ниобий - молибден - никель, предварительно обработанные в обезжиривающем растворе, покрывают слоем фоторезиста ФП-25. После процесса фотолитографии приготовляют раствор для травления, содержащий, мас.%: азотная кислота 19 плавиковая кислота 0,9 вода 0,5 контакт Петрова 0,1 глицерин 0,7 В результате травления установлено, что использование в растворе глицерина позволяет получить изделия с минимальным подтравом и четким профилем травления (составляющим 15% от общей толщины металлизации).

Аналогичные данные получаются также при травлении многослойных металлических структур, таких как Та - V - Mo; Nb - No; V - Mo; Ta - V - Ni и т.д.

Данное изобретение может быть проиллюстрировано рядом примеров, приведенных в таблице. Из таблицы видно, что в примерах по изобретению (пп. 1-9) наилучшие результаты по прецизионному травлению, т.е. четкий профиль травления и наименьший подтрав получается при составе травителя, предложенного данным изобретением.

Формула изобретения

РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ преимущественно для фотохимического травления изделий с многослойной структурой, содержащий азотную кислоту, плавиковую кислоту и воду, отличающийся тем, что, с целью снижения величины подтравливания под фоторезист и повышения стойкости фоторезиста при травлении за счет снижения диффузии сквозь фоторезист активного травящего компонента, он дополнительно содержит контакт Петрова и глицерин при следующем соотношении компонентов, об.ч.: Азотная кислота 1,90 - 2,10 Плавиковая кислота 0,90 - 1,10 Контакт Петрова 0,10 - 1,15 Вода 0,50 - 0,60 Глицерин 0,70 - 1,00

РИСУНКИ

Рисунок 1