5.7.2.6. Травление

  Химическое жидкостное травление основано на растворении в химических реагентах незащищенных маской фоторезиста участков технологического слоя и состоит из ряда стадий: диффузии и адсорбции молекул травителя к поверхности подложки, химической реакции, десорбции продуктов реакции и удаления их из раствора.

  Применяемые травители должны:

  К сожалению, процесс жидкостного травления изотропен, т. е. неизбежно приводит к боковому подтравливанию элементов рисунка.

  Результат травления зависит от качества сформированного защитного рельефа фоторезиста, его адгезии, клина травления, типа травителя, температуры травления и толщины стравливаемого материала.

  Почти все металлы, используемые для создания печатных токонесущих линий, травятся в системах, содержащих различные неорганические кислоты. При взаимодействии кислот с металлами происходит выделение газообразных продуктов, отрицательно влияющих на защитные свойства фоторезистов, что увеличивает степень бокового подтравливания металла. С увеличением концентрации неорганической кислоты в растворе и его температуры степень бокового подтравливания повышается. Учитывая это, необходимо подбирать такие травящие системы и условия травления, чтобы не происходило нарушения сцепления слоя фоторезиста с поверхностью стравливаемого материала по краю рисунка печатных элементов микросхемы. Последнее может быть достигнуто путем снижения температуры травителя, либо увеличением его вязкости.

  Медь является основным материалом для создания токонесущей части микросхемы. Медь не вытесняет водород, поэтому ее травление можно вести только в тех системах, которые содержат окислитель меди и вещества, растворяющие образующийся оксид. Широкое распространение на практике получила система травления, содержащая в своем составе следующие компоненты:

НNO3 + Н3РО4 + СН3СООН + H2О

  Для изменения скорости травления в данной системе в зависимости от требуемого размера элементов и их компоновки можно предложить различные соотношения кислот Н3РО4 и СН3СООН. Эту травящую систему можно представить как слабый раствор азотной кислоты. Так как окисляющим агентом является азотная кислота, то, следовательно, скорость травления зависит от концентрации азотной кислоты, подведенной к поверхности стравливаемого металла. Уксусная и фосфорная кислоты растворяют оксид меди, но при этом фосфорная кислота образует слабо диссоциирующие продукты, что способствует замедлению скорости реакции. Кроме того, фосфорная кислота увеличивает вязкость системы, способствует более равномерному подводу азотной кислоты к поверхности меди, следовательно, более равномерному стравливанию материала и уменьшению бокового подтравливания. Наличие фосфорной кислоты в травящей системе позволяет использовать травитель многократно в течение длительного времени (10–15 дней), так как наличие слабо диссоциирующих продуктов не дает возможности для образования нерастворимого соединения Сu(ОН)2 при насыщении травителя ионами меди.

  Следовательно, регулирование скорости травления меди в данной системе травления возможно путем изменения соотношения уксусной и фосфорной кислот при постоянном содержании азотной кислоты и температуре травящего раствора. Следует отметить, что содержание азотной кислоты в системе должно быть минимальным для того, чтобы ее роль заключалась лишь в окислении меди, а растворение СuO происходило бы благодаря наличию в системе фосфорной и уксусной  кислот.

  При травлении слоев меди толщиной порядка 3–5 мкм для получения линий шириной порядка 50–30 мкм при высокой плотности компоновки проводников хорошие результаты можно получить в травящем растворе с повышенным содержанием фосфорной кислоты, мл:

Уксусная кислота

15

Фосфорная кислота

70

Азотная кислота

3

Вода

59


  Температура раствора 17–25 °С, скорость травления 1–1,5 мкм/мин.

  При травлении слоев меди толщиной более 5 мкм можно рекомендовать травитель на основе этих же компонентов следующего состава, мл:

Уксусная кислота

66

Фосфорная кислота

17

Азотная кислота

17

Вода

50

  Такое изменение соотношения уксусной и фосфорной кислот в травящей системе приводит к значительному увеличению скорости травления меди при той же температуре травящего раствора. Однако из-за уменьшения вязкости среды происходит увеличение газообразования по краю пленки фоторезиста, что приводит к возрастанию степени бокового растравливания элементов по сравнению с результатами при использовании первого раствора.

  При травлении меди в указанных системах степень подтравливания зависит от толщины пленки фоторезиста. Чем тоньше пленка фоторезиста, тем меньше величина усадки ее после термообработки, но уменьшение толщины пленки приводит к уменьшению ее механической прочности, при воздействии агрессивных сред пленка фоторезиста растрескивается. Введение эпоксида ЭД-5 в состав позитивного фоторезиста дает возможность получать хорошие защитные свойства пленки фоторезиста даже при ее толщине 0,4–0,6 мкм, стравливая слои меди до 10 мкм. При этом степень подтравливания определяется лишь толщиной стравливаемого слоя и составляет 5–6 мкм при толщине меди 4–6 мкм.

  Следует отметить, в указанных травителях меди одновременно происходит стравливание никеля.

  При травлении меди в системах, содержащих в своем составе вещества, образующие с Сu+ стойкие комплексы, таких как NH4NO3, NH4Cl, (NH4)2CO3, K4P2O7, не происходит выделения газообразных продуктов, что уменьшает подтравливание проводников под слоем фоторезиста (не происходит нарушения сцепления пленки фоторезиста с поверхностью стравливаемого материала). Правда, скорость травления меди в таких растворах значительно ниже (в 1,5–2 раза) по сравнению с выше приведенными растворами меди. Но благодаря малой агрессивности среды даже при времени травления порядка 10 мин не происходит разрушения пленки фоторезиста. В качестве окисляющего агента в таких травящих системах [28] применяют медные соли: СuCl2, СuSO4, CuO3, Сu(NO3)2, (CH3COO)2Cu.

  Один моль меди(II) окисляет один моль металлической меди (с нулевой степенью окисления) до двух молей меди(II):

Cu0 + Cu2+ 2Cu+

2Cu+ 2Cu2+

  Соотношение окислителя и комплексообразователя в данной системе 1 : 2. Скорость травления меди в этом случае является функцией рН раствора. Максимальная скорость травления достигается при рН = 7,3÷7,5. Для поддержания постоянного значения рН раствора применяют НСl и NH4ОН.

  В табл. 5.7.19 приведены примерные составы травителей (I–IV) меди.

Таблица 5.7.19

Состав травителей [28]

    Пояснение. Температура травящих растворов 65–75 °С.

Травитель Концентрация, г/л
I II III IV
CuSO4 · 5H2O   50 50  
CuCl2 · 2H2O 50     50
K4P2O7       100
NH4NO3 100 100 50  
NH4Cl 100 100 50  
Монометаноламин 200   200 150
V2O5   25    

  При травлении меди в приведенных травящих растворах нет необходимости осуществлять зачистку схемы после травления, так как растворение металла по всей поверхности подложки происходит равномерно в отличие от травления пленок меди в травителях на основе уксусной и фосфорной кислот. Данными травителями можно пользоваться в течение длительного времени при условии своевременной корректировки рН раствора.

  Состав травителей меди для производства печатных плат подробно описан в пособии В.А. Ильина [23], а также даны рекомендации по наиболее эффективным травителям, основные характеристики ряда применяемых в производстве растворов, рассмотрены требования, предъявляемые к травильным растворам.

  В производстве печатных микросхем хром применяется в качестве адгезионного подслоя под медь, а также для создания резисторов. Обычно травление хрома осуществляют в разбавленных серной или соляной кислотах с применением металлического алюминия в качестве инициатора реакции. Травление весьма агрессивное (время травления — секунды), что затрудняет получение точных размеров резисторов.

  В случае селективного травления при изготовлении микросхем с резисторами с точно заданными размерами наилучшие результаты достигаются при травлении хрома в растворе красной кровяной соли.

  Травление «мягкое», без выделения газообразных продуктов. Данный травитель хрома содержит некоторое количество KОН. При взаимодействии KОН с красной кровяной солью происходит образование желтой кровяной соли по реакции:

2K3[Fe(CN6)] + 2KOH → 2K4[Fe(CN6)] + H2O + 0,5O2

и уже последняя, взаимодействуя с металлическим хромом, связывает его в комплекс [29].

  Как и в случае травления меди, скорость травления хрома определяется рН среды. Максимальная скорость травления достигается при рН = 13,2÷13,5 (при дальнейшем увеличении рН раствора происходит разрушение фоторезиста ФП-383 даже с добавкой эпоксида ЭД-5). В состав травителя хрома входят:

K3[Fe(CN)6]

30 г

2% KOH

100 мл

  Скорость травления в указанном составе значительно ниже, чем в неорганических кислотах HCl и H2SO4. Например, слой хрома толщиной 0,06 мкм стравливается в составе с красной кровяной солью в течение минуты, тогда как в HCl он стравливается мгновенно. Но, с другой стороны, при травлении в неорганических кислотах равномерность стравливания и качество получаемого рисунка зависят от режимов напыления хрома. Чем выше температура напыления, тем труднее добиться полного и равномерного стравливания хрома с подложки.

  При травлении в составе с красной кровяной солью режимы напыления не влияют на полноту стравливания и качество получаемого рисунка. Кроме того, травление в данном составе дает возможность использовать хром и в качестве резистивного слоя, и в качестве защиты меди от атмосферного воздействия одновременно.

  Алюминий часто используют для создания устройств на поверхностных активных волнах, для получения электродов с малыми размерами и промежутками между ними [30].

  При защите позитивными резистами в основном при травлении алюминия [16] пользуются нагретой ортофосфорной кислотой, либо «холодным» травителем, состоящим из смеси ортофосфорной, уксусной и азотной кислот и воды. Ортофосфорная кислота имеет большую вязкость, поэтому удаление пузырьков водорода, образующихся при травлении, затруднено; удалять же их необходимо для того, чтобы не оставались непротравленные участки — характерные круглые «пятачки» алюминия. Из-за повышенной вязкости скорость травления ограничена диффузией молекул травителя и, следовательно, зависит от толщины слоя алюминия.

  Для тонких слоев алюминия (не толще 1,6 мкм) можно рекомендовать 45% раствор ортофосфорной кислоты при 60±1 °С.

  Для толстых пленок (5–10 мкм) рекомендуется раствор:

Ортофосфорная кислота (оотн = 1,73)

60 мл

Изопропиловый спирт

15 мл

Деионизованная вода

10 мл

  Количества указаны для одновременной обработки 10 пластин; скорость травления 0,33 мкм/мин, температура 60±1 °С.

  Соотношения компонентов в «холодных» травителях могут быть следующими [16]:

Ортофосфорная кислота (оотн = 1,73)

12 ч.

Уксусная кислота

5 ч.

Азотная кислота

2 ч.

Вода

1 ч.

а также:

Ортофосфорная кислота (оотн = 1,73)

75 ч.

Уксусная кислота

15 ч.

Азотная кислота

3 ч.

Вода

5 ч.

  При работе с этими травителями также с успехом применяется вибрация. Уменьшить вредное влияние вязкости травителя помогает вибрация с частотой 30–50 Гц и малой амплитудой; скорость травления при этом возрастает, а ее зависимость от толщины слоя ослабевает.

  При работе с негативными фоторезистами появляется возможность использования щелочных травителей. Так, в случае применения фоторезиста на основе циклокаучука с бисазидами можно успешно использовать травитель состава [30]:

Едкий натрий

1 г

Желтая кровяная соль

88 г

Вода

800 мл

  Температура раствора комнатная, скорость травления 0,5 мкм/мин.

  В случае травления термостабильного сплава 44НХМТ, который используется при изготовлении ДУЛЗ с отражательными решетками [31] применяется травитель на основе хлорида железа.

  Время травления на глубину 7–8 мкм в растворе хлорида железа в присутствии азотной кислоты составляет 8–10 мин, а в растворе хлорида железа (с относительной плотностью 1,30) без азотной кислоты 1,0–1,5 мин. Кроме того, введение кислоты увеличивает боковое подтравливание под пленку фоторезиста (пленочный фоторезист СПФВ), что ухудшает качество получаемых линий задержки. Поэтому предпочтительнее использовать травитель, содержащий хлорид железа с относительной плотностью 1,30 без кислоты. Травление производится при комнатной температуре.

  Для создания конфигурации пленочных элементов в процессе фотолитографии используют селективное растворение многослойных структур, осажденных в едином технологическом цикле вакуумного напыления. На подложки последовательно напыляют резистивную пленку и структуру контактных площадок, состоящую обычно из двух-трех материалов. С целью получения тонкопленочных резисторов (ТПР) и проводников с контактными площадками применяют двойную фотолитографию. Первая фотолитография — для суммарного резистивного и проводящего слоев, вторая — для снятия проводящего слоя с резистивной пленки избирательным травлением [10]. При двойной фотолитографии производят тщательный выбор травителей, селективно воздействующих на материал или группу материалов в соответствии с конструкцией ТПР. Ряд травителей для проведения фотолитографических процессов с избирательным травлением структур «резистивная пленка—контактная площадка» приведены в табл. 5.7.20.

Таблица 5.7.20

Травители для избирательного травления структур ТПР [10]

Структура ТПР Травители
Хром—медь—никель
Cr—Cu—Ni

Для Cu—Ni — 38% HNO3.
Для Cr — раствор состава:
NаOH — 20 г/л;
K3Fe(CN)6 — 300 г/л;
вода — 1 л

Нихром—медь—никель
NiCr—Cu—Ni

Для Cu—Ni — 38% HNO3.
Для NiCr — HCl

РС-3710—хром—медь—никель
РС-3710—Cr—Cu—Ni

Для Cu—Ni — 38% HNO3.
Для Cr раствор состава:
NAOH — 20 г/л;
K3Fe(CN)6 — 300 г/л;
вода — 1 л.
Для РС-3710 смесь состава:
HNO3 — 30 г;
HF — 10 г;
HCl — 0,50 г

Рений—хром—никель
Re—Cr—Ni

Для Ni — 38% HNO3.
Для Re раствор состава:
NAOH — 20 г/л;
K3Fe(CN)6 — 300 г/л;
вода — 1 л

РС-3710—нихром—медь—никель
РС-3710—NiCr—Cu—Ni

Для Cu—Ni — 38% HNO3
Для РС-3710 смесь состава:
HNO3 — 30 г;
HFe — 10 г;
HCl — 0.50 г.
Для NiCr — HCl

МЛТ-3М—ванадий—медь
МЛТ-3М—V—Cu

Для Cu раствор состава:
H3PO4 — 40 мл;
HNO3 — 10 мл;
CH3COOH — 10 мл;
вода — 40 мл.
Для МЛТ-3М смесь состава:
HCl — 45 мл;
HF — 5 мл;
вода — 50 мл,
или
HCl — 30 мл;
HF — 10 мл.
Для Cu — любой из травителей

МЛТ-3М—нихром—медь
МЛТ-3М—NiCr—Cu

Для Cu (см. выше).
Для NiCr — соляная кислота.
Для МЛТ-3М смесь состава:
HNO3 — 35 мл;
HF — 5 мл;
вода — 60 мл

МЛТ-3М—ванадий—алюминий (Cu)
МЛТ-3М—V—Al (Cu)

Для V—Al раствор состава:
H3PO4 — 40 мл;
HNO3 — 10 мл;
CH3COOH — 10 мл;
вода — 40 мл.

МЛТ-3М—ванадий—алюминий (Cu)
МЛТ-3М—V—Al (Cu)

Для МЛТ-3М смесь состава:
HNO3 — 35 мл;
HF — 5 мл;
вода — 60 мл

  Молибден химически менее активен, чем хром: хром травится в разбавленной соляной и серной кислотах, молибден не поддается травлению (растворяется в горячих кислотах).

  Травление молибдена осуществляют в смеси кислот, например, азотной и соляной (3 : 1) или азотной и серной: 12 ч. азотной кислоты, 1 ч. серной кислоты, 7 ч. воды [16]. Скорость травления ~0,8 мкм/мин, окончание травления точно зафиксировать трудно, поэтому наблюдается значительная неоднородность результатов. Лучшее качество фотолитографии наблюдается при использовании более медленных травителей, состоящих из смеси азотной, ортофосфорной и уксусной кислот. В табл. 5.7.21 приведены рецептуры травителей. Скорость травления в них лежит в пределах от 0,2–0,25 мкм/мин (травители № 3 и 4) до 0,66 мкм/мин (травитель № 5).

Таблица 5.7.21

Составы травителей молибдена [16]

Вещество Соотношение компонентов, ч.
1 2 3 4 5

Ортофосфорная кислота

15 75 7 2 15

Азотная кислота

7 3 1 1 2

Уксусная кислота

3 15 1 2 3

Вода

1 5 1 2 1–3

  Для электролитического травления с защитой фоторезистом применяют [32] электролит следующего состава: 40% ортофосфорной кислоты, 16% серной кислоты, 43,5% воды, 0,5% поверхностно-активного вещества. Плотность тока 1,16 А/см2 температура 60 °С. Можно также травить в 30% серной кислоте при плотности тока 0,1 А/см2 и комнатной температуре.

  Вольфрам. Для травления вольфрама используют смесь аммиака с пероксидом водорода в соотношении 3 : 2 или 4 : 3 [33]. Скорость травления 40 нм/мин, причем рекомендуется нагревать травитель до 30 °С и применять ступенчатое травление с промежуточными стадиями промывки и сушки при 160 °С в течение 5 мин. Можно также применять травитель следующего состава [34]: 1 ч. NaOH, 3,5 ч. K3Fe(CN)6, 75 мл воды. Однако у обоих травителей мала скорость травления и большие значения рН. Для снижения степени воздействия на пленку фоторезиста предложено [16] использовать травители, в которых гексацианоферрат(ферроцианид) калия сочетается со слабыми основаниями, такими, как этилендиамин или аммиак, например 0,5 М этилендиамина — 0,5 М HCl, 0,1 M K3Fe(CN)6 [35]. У такого травителя рН = 7,5÷9,5 и скорость травления велика (1 мкм/мин).

  Вольфрам хорошо травится электролитически с защитой негативным фоторезистом в составе: 5% KОН, 5 % K3Fе(CN)6, 1 % поверхностно-активного вещества, остальное вода. Скорость травления 5 нм/с при плотности тока 200 мА/см2 [36].

  Тантал. Травят в смеси азотной и плавиковой кислот в соотношении 1 : 1 [34].

  Золото. Можно травить в царской водке, но наиболее приемлемые результаты дает травитель, состоящий из иодида калия, иода и воды [37].

  Кермет. Рекомендуется [16] применение «взрывной» фотолитографии, т. к. трудно подобрать травитель, обеспечивающий хорошее качество при обычном травлении.

  На маску позитивного резиста толщиной более 1 мкм наносят при температуре подложки 300 °С подслой ванадия толщиной 0,5 мкм и затем слой кермета толщиной 0,2 мкм, после чего «взрывали» фоторезистивную маску в 54% азотной кислоте [38].

  На 1 ч. этого травителя добавляли 5 ч. этиленгликоля и 4 ч. воды. Такой состав позволяет проводить фотолитографию по золоту в системе золото—молибден, не действуя на молибден; скорость травления 0,36 мкм/мин [39].

  Платина. Применяют нагретые смеси азотной кислоты с фтористоводородной (1 : 5, 70 °С) [40], либо с соляной кислотой.

  Арсенид галлия. Для изотропного травления используют составы:

  Обычно применяют дополнительную защиту оксидами кремния или алюминия. Растравливание даже с защитой оксида достаточно сильное — до 20 мкм при размерах окна 100 мкм и глубине травления 25 мкм. Такое большее растравливание и неровность дна лунок, вероятно, связаны [16] с адсорбцией молекул травителя на границах оксидной маски; это затрудняет диффузию молекул. Применение травителя 0,7 М H2O2 + 1 М NaОН, для которого лимитирующим фактором является не диффузионный, а химический механизм, позволяет улучшить качество фотолитографии на негативном фоторезисте. Арсенид галлия, так же, как и другие интерметаллические соединения, можно травить в смесях азотной, фтористоводородной и уксусной кислот, аналогично кремнию.

  Анизотропное травление арсенида галлия осуществляют в составе: H2О2 — NН4OH [40]. Скорость травления составляет 0,1–0,2 мкм/мин при травлении пластины, ориентированной по плоскости (100).

  Арсенид индия, фосфид галлия, антимонид индия. Для травления арсенида индия пригодны составы [41], из которых для фотолитографии чаще [16] применяют следующий: 3 ч. азотной кислоты, 1 ч. фтористоводородной кислоты и 2 ч. воды. Травление при комнатной температуре со скоростью около 40 мкм/мин для плоскости (111).

  Фосфид галлия травят в смесях азотной кислоты с соляной или фтористоводородной 1 : 1 [41].

  Антимонид индия можно травить в этих же смесях, добавляя, если нужно замедлить реакцию, 1 ч. воды.

  Диоксид кремния. Для травления термически выращенного диоксида кремния используют составы на основе фтористоводородной кислоты и фторида аммония [16]. Рекомендуемый в зарубежной практике травитель имеет состав: 7 ч. фторида аммония в 40% водном растворе и 14 ч. фтористоводородной кислоты.

  В работе [39] предложен тот же травитель с соотношением 32 : 2,5, скорость травления при температуре 22±3 °С составляет примерно 0,08 мкм/мин. При повышении температуры скорость возрастает и при 40 °С достигает 0,22 мкм/мин, т. е. необходимо термостатировать процесс травления. Применяют также травители с другими соотношениями составляющих, например:

    1) 10 ч. фторида аммония, 3 ч. фтористоводородной кислоты и 20 ч. воды; скорость травления 0,12 мкм/мин [42];
    2) 3 ч. фторида аммония, 1 ч. фтористоводородной кислоты и 7 ч. воды; скорость травления 0,06 мкм/мин [43].

  Травители при длительном хранении «стареют», скорость травления уменьшается (примерно на 20 %). В работе [43] предложен скоростной травитель (0,22 мкм/мин): 2 ч. серной кислоты (dотн = 1,135), 1 ч. фторида аммония.

  Монооксид кремния. Все травители содержат в тех или иных количествах фтористоводородную кислоту; введя различные компоненты можно регулировать скорость и качество травления [16]. Чаще всего травление монооксида кремния приходится выполнять в составе многослойной системы — разведки металлизации в интегральных схемах или пассивирующих покрытиях. В этих случаях важно, чтобы травитель не воздействовал на другие слои. Рекомендуются следующие составы:

    1) монооксид кремния на слоях молибден—золото—молибден [44]: 1 ч. фтористоводородной кислоты, 5 ч. 2% раствора AgNO3, 5 ч. воды;
    2) монооксид кремния на слоях хром—золото—хром [44]: 2 ч. фтористоводородной кислоты, 2 ч. фторида аммония, 5 ч. нитрата серебра, 20 ч. воды;
    3) монооксид кремния на слое РbO · SiO2 · B2O3 · МеО [45]: 13 ч. фтористоводородной кислоты, 100 ч. 2-метилпропан-1-ола(изобутилового спирта), скорость травления 0,5–0,8 мкм/мин.

  Оксиды металлов. Травление Al2O3 осуществляют в нагретой ортофосфорной кислоте. Для травления Fe2O3 используют [46] водный раствор соляной кислоты (в равном соотношении), при комнатной температуре скорость травления составляет около 3 нм/с и сильно зависит от условий осаждения пленки оксида железа, в частности от температуры осаждения. Оксиды индия InO2 и олова SnO2 химически очень стойки к кислотам (за исключением фтористоводородной кислоты) и их солям. Травить эти оксиды можно в нагретых щелочах, но маски из фоторезиста не выдерживают подобной обработки. Поэтому для фотолитографии чуть ли не единственным выходом [16] является использование реакции замены олова или индия активным металлом, например, цинком:

2HCl + Zn = ZnCl2 + H2

  Практически цинк вводят в раствор соляной кислоты в виде цинковой пыли. Приготавливают водную суспензию цинковой пыли, наносят ее на пластину и опускают пластину в кислоту [16]. Травление происходит только в момент выделения водорода, т. е. цинка должно хватить для образования водорода в течение всего времени травления. В случае неполного травления пластину можно извлечь, промыть, просушить, снова нанести эмульсию и продолжить травление.

  Германий. Наиболее широко используется травитель состава [16]: 1 ч. фтористоводородной кислоты, 1 ч. азотной кислоты, 1 ч. пероксида водорода и 4 ч. воды. Скорость травления около 3 мкм/мин, степень растравливания не превышает 10 % при травлении на глубину не более 10 мкм. В табл. 5.7.22 приведены травители для германия и кремния, применяемые на практике [1]. Скорость травления кремния и германия зависит от химического состава и температуры травителей, кристалллографической ориентации поверхности, концентрации примесей в полупроводнике.

Таблица 5.7.22

Травители* для германия и кремния [1]

Название травителя Состав травителя Условия травления Скорость травления, мкм/мин Примечание
Германий
Иодный 10 мл HNO3 + 5 мл HF + 11 мл CH3COOH + 30 мл I2 Комнатная температура 37

Применяется для травления плоскости (100)

СР-4 25 об. ч. HNO3 + 15 об. ч. HF + 15 об. ч. CH3COOH + 0,3 об. ч. Br2 То же 30–50  
СР-4А 5 об. ч. HNO3 + 3 об. ч. HF + 3 об. ч. CH3COOH » 30  
Ртутный ДЭША 4 об. ч. HNO3 + 2 об. ч. HF + 15 об. ч. CH3COOH » 25  
Ртутный 30 мл HNO3 + 30 мл HF + 40 мл H2O c 1,33 г Hg(NO3)2 »    
Медный 1 об. ч. HNO3 + 2 об. ч. HF +
+ 1 об. ч. 10% Cu(NO3)2
» 12

Применяется для травления плоскостей (100), (111)

Серебряный 1 об. ч. HNO3 + 2 об. ч. HF + 2 об. ч. 5% AgNO3 25 °С 25

Применяется для травления плоскости (110) с осаждением на поверхности серебра

Перекисный 2 об. ч. 30% H2O2 + 1 об. ч. 48% HF Комнатная температура 8,5  
№ 2 (супер оксоль) 1 об. ч. H2O2 + 1 об. ч. HF + 4 об. ч. H2O То же    
Травитель фирмы RCA 600 см3 HNO3; 300 см3 CH3COOH; 100 см3 HF; 25 мг KI Комнатная температура 1,2  
Травитель фирмы RCA 10 мл HNO3 10 мл насыщенного раствора щавелевой кислоты COOH– COOH 35 °С 0,8  
  7 мл HCl; 1 мл HNO3 в уксусной кислоте или глицерине 35 °С 1,5  
Гипохлорит натрия 1 об. ч. 10% NaOCl + 10 об. ч. H2O 40 °С    
Кремний
Травитель Уайта 3 об. ч. HNO3 + 1 об. ч. HF Комнатная температура  

Полирующий травитель

CP-4A 5 об. ч. HNO3 + 3 об. ч. HF + 3 об. ч. CH3COOH То же    
SD-I 18 мл HNO3 + 25 мл HF + 5 мл CH3COOH + 0,1 мл Br2 + 10 мл H2O + 1 г (Cu(NO3)2 »    
  7 об. ч. 0,6% Na2Cr2O7 + 20 об. ч. HF;
30 об. ч. HNO3
» 184,5  
Серебряногликолевый 400 мл HNO3; 10 мл HF;
10 мл раствора AgNO3 (1 г AgNO3 в 300 мл H2O);
200 мл пропиленгликоля
» 0,1  

  * Кислоты HNO3, HF, HCl, H2SO4, CH3COOH — концентрированные, H2O2 — 30% раствор.

  Реакции, имеющие место при химическом травлении, могут быть представлены в следующей упрощенной схемой:

Ge GeO GeO2;
GeO2 + 6HF GeF2- + 2H2O + 2H+

  Источником атомов кислорода служит азотная кислота или пероксид водорода. Наиболее распространенными травителями для кремния являются смеси на основе азотной и плавиковой кислот, реагирующие по реакции:

3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2(SiF6) + 4NO + 8H2O

  Пероксид водорода является плохим травителем для кремния из-за нерастворимости поверхностного оксида кремния в воде [1].

  После получения требуемой конфигурации рисунка методом травления или наращивания необходимо удалить слой фоторезиста, прошедшего термообработку при повышенных температурах. В табл. 5.7.23 приведены составы для удаления пленок различных фоторезистов в зависимости от температуры их термообработки.

Таблица 5.7.23

Составы для удаления пленок фоторезистов в зависимости от температуры термообработки [48]

Фторезист Т, °С Состав для удаления Примечание
ФП-383 120–125

Ацетон, диоксан

При нормальных условиях

ФП-РН7 120–125

Ацетон

То же
ФП-РН7 135–150

Диметилформамид, монометаноламин

»
ФП-117 170–185

H2SO4; NaOH; HNO3

С подогревом

ФН-11 125

Хлорбензол, ксилол, толуол

С механическим воздействием

ФИ-11 140 и выше  

Практически снимается только в плазме