SU566866A1 - Etching solution for aluminum - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к составам дл  травлени , а именно к растворам дл  травлени  алюмини , используемым дл  изготовлени  деталей фотохимическим методом.The invention relates to etching compositions, namely, aluminum etching solutions used for the manufacture of parts by the photochemical method.

Изпестны растворы дл  травлени  пленок алюмини  при изготовлении нолупроводниковых приборов, содержащие в своем составе ортофосфорную, азотную и уксусную кислоты 1 1 .Special solutions for the etching of aluminum films in the manufacture of semi-conductor devices containing orthophosphoric, nitric and acetic acid 1 1.

При применении указанных растворов на основе ортофосфорной кислоты дл  травлени  слоев алюмини  толщиной 10 мкм и выше обнаружены следующие недостатки: процесс травлени  характеризуетс  бурным газовыделением; из-за высокой в зкости раствора пузырьки водорода, выдел ющегос  при травлении , прилипают к дорожкам травлени  и преп тствуют полному удалению алюмини , что приводит к неровности кра , подтравливанию и к по влению значительного количества ненротравленных островков. Кроме того, необходим подогрев раствора с целью увеличени  скорости травлени . Вследствие трудности поддержани  посто нной температуры в обьеме травител  нроисходит ухудщение равномерности травлени , что осложн ет определение момента окончани  процесса.When using these solutions based on orthophosphoric acid for etching aluminum layers with a thickness of 10 microns and above, the following disadvantages were found: the etching process is characterized by rapid gas evolution; Due to the high viscosity of the solution, the hydrogen bubbles released during etching adhere to the etching tracks and prevent the aluminum from being completely removed, resulting in uneven edges, etching and the appearance of a significant number of non-etched islands. In addition, the solution must be heated to increase the etching rate. Due to the difficulty of maintaining a constant temperature in the volume of the herders, the etching uniformity deteriorates, which makes it difficult to determine the end of the process.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества травлени  алюмини .The aim of the invention is to improve the quality of aluminum etching.

Дл  этого в раствор, содержащий ортофосфорную , азотную и уксусную кислоты, дополнительно ввод т хлорное железо и сол ную кислоту при следующем соотнощении комнонентов , об. ч.:For this purpose, ferric chloride and hydrochloric acid are additionally added to the solution containing orthophosphoric, nitric and acetic acids at the following ratio of components, vol. including:

Ортофосфорна  кислотаPhosphoric acid

(уд. вес. 1,735 г/см)2-6(spd. 1,735 g / cm) 2-6

Азотна  кислотаNitric acid

(уд. вес. 1,42 г/смЗ)1-2(spd. weight 1.42 g / cm3) 1-2

Уксусна  кислотаAcetic acid

(уд. вес. 1,05 г/см)4-12(spd. weight 1.05 g / cm) 4-12

Хлорное железо (уд. вес. водного раствора 1,19- 1,21 г/смЗ)1-3Ferric chloride (sp. Weight. Of an aqueous solution of 1.19-1.21 g / cm 3) 1-3

Сол на  кислотаSol Na Acid

(уд. вес. 1,17 г/см)2-5(spd. weight 1.17 g / cm) 2-5

Введение добавок хлорного железа и сол ной кислоты, активно трав щих алюминий, особенно в присутствии сильного окислител - азотной кислоты, при указанном соотношении комнонентов настолько повыщает скорость травлени  алюмини , что исключаетс  необходимость в подогреве раствора. Указанный эффект наблюдаетс  только при совместном действии хлорного железа и сол ной кислоты, так как при введении в раствор лищь одного из указанных компонентов не наблюдаетс  достаточного увеличени  скорости, ухудшаютс  край и равномерность травлени  и снижаетс  стойкость маскирующих покрытий при селективном травлении. Кроме того, в результате введени  указанных добавок значительно снижаетс  в зкость трав щего раствора, вследствие чего улучшаютс  услови  дл  эвакуации пузырьков водорода из дорон ек травлени , облегчаетс  доступ травител  к металлу , что в конечном итоге приводит к улучщению равномерности травлени , уменьшению неровностей кра  и количества непротравленных зчастков. Присутствие ортофосфорной кислоты в растворе улучшает смачиваемость поверхности алюмини , но увеличивает в зкость травител , чем затрудн етс  процесс отрыва пузырьков газа от поверхности металла . Уксусна  кислота позвол ет снизить в зкость раствора,  вл етс  выравнивающей добавкой , обеспечива  равномерность травлени  металла по поверхности. Оптимальное соотношение компонентов предложенного раствора установлены экспериментальным путем.The introduction of additives of ferric chloride and hydrochloric acid, actively etching aluminum, especially in the presence of a strong oxidizing agent — nitric acid, at the indicated ratio of components, increases the etching rate of aluminum so much that the need for solution heating is eliminated. This effect is observed only with the joint action of ferric chloride and hydrochloric acid, since when one of these components is introduced into the solution, a sufficient increase in speed is not observed, the edge and uniformity of etching are deteriorated, and the durability of masking coatings decreases during selective etching. In addition, as a result of the introduction of these additives, the viscosity of the etching solution is significantly reduced, as a result of which conditions for the evacuation of hydrogen bubbles from etching can be improved, the etchant can reach the metal, which ultimately leads to an improvement in etching uniformity unprotected zchastkov. The presence of orthophosphoric acid in solution improves the wettability of the aluminum surface, but increases the viscosity of the etchant, which makes it difficult for the gas bubbles to detach from the metal surface. Acetic acid reduces the viscosity of the solution; it is a leveling additive, providing uniform metal etching on the surface. The optimal ratio of the components of the proposed solution is established experimentally.

Пример. Хранитель дл  алюмини  следующего состава, об. ч.: ортофосфорна  кислота (уд. вес. 1,735 г/см) 4; азотна  кислота (уд. вес. 1,42 г/см) 1,5; уксусна  кислота (уд. вес. 1,05 г/см) 8; хлорное железо (уд. вес. водного раствора 1,19-1,21 г/см) 2 и сол на  кислота (уд. вес. 1,17 г/см) 3,5, готов т путем последовательного смешивани  предварительно приготовленного водного раствора хлорного железа с остальными компонентами .Example. Keeper for aluminum of the following composition, about. including: phosphoric acid (sp. weight. 1,735 g / cm) 4; nitric acid (sp. weight. 1.42 g / cm) 1.5; acetic acid (sp. weight 1.05 g / cm) 8; ferric chloride (sp. weight. of an aqueous solution of 1.19-1.21 g / cm) 2 and hydrochloric acid (sp. weight of 1.17 g / cm) 3.5, prepared by successively mixing a previously prepared aqueous solution ferric chloride with the remaining components.

Образцы дл  травлени  готов т следующим образом.Etching samples are prepared as follows.

На заготовках диэлектрика лакофольгового типа ФДИ с толщипой алюмини  30 мкм методом фотопечати с использованием фоторезистов ФН-11 или ФП-383 формируют маскпруюпдий слой дл  селективного травлени  с целью получени  лепестковых выводов. Заготовки с фоторезистивным слоем термически задубливают, после чего подвергают травлению в растворе приведенного состава. Температура травлени  18-25°С. Положение заготовок в объеме травител  горизонтальное илиOn billets of a dielectric type LKOFOLGOVYI type FDI with 30 μm thick aluminum, photo printing using photoresists FN-11 or FP-383 forms a mask layer for selective etching with the purpose of obtaining lobe-shaped leads. Billets with a photoresistive layer are thermally duplicated, and then subjected to etching in a solution of the above composition. Etching temperature 18-25 ° C. The position of the blanks in the volume of the hermit is horizontal

вертикальное. Заготовки выдерживают в растворе до полного вытравлени  алюмини  из дорожек травлени . Врем  травлени  9- 12 мин.vertical. The blanks are kept in solution until aluminum is completely etched from the etching tracks. Etching time 9-12 minutes

При травлении алюмини  в предложенном растворе повышаетс  качество травлени . Кроме того, в растворе дл  травлени  алюмини  при комнатной температуре вследствие лучшей равномерности травлени  облегчаетс When aluminum is etched in the proposed solution, the quality of etching improves. In addition, in an aluminum pickling solution at room temperature, due to better etching uniformity, it is easier

определение момента окончани  процесса, исключаетс  расход электроэнергии на подогрев раствора, упрощаетс  оборудование дл  осуществлени  процесса травлени  алюмини , улучшаютс  услови  труда.determination of the end of the process, eliminating the energy consumption for heating the solution, simplifying the equipment for carrying out the process of aluminum pickling, improving working conditions.

Предложенный раствор дл  травлени  алюмини  может найти широкое применение в микроэлектронике, радиопромышленности и других родственных отрасл х народного хоз йства дл  изготовлени  деталей из алюмини  и его сплавов методом фотохимического травлени .The proposed solution for the etching of aluminum can be widely used in the microelectronics, radio industry, and other related industries for the manufacture of parts from aluminum and its alloys by the method of photochemical etching.

Claims (1)

1. Патент США № 3715250, кл. 156-22, 1973.1. US patent No. 3715250, class 156-22, 1973.