DE19535307A1 - Verfahren zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molybdän-Oberflächen - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molybdän-Oberflächen

Info

Publication number
DE19535307A1
DE19535307A1 DE19535307A DE19535307A DE19535307A1 DE 19535307 A1 DE19535307 A1 DE 19535307A1 DE 19535307 A DE19535307 A DE 19535307A DE 19535307 A DE19535307 A DE 19535307A DE 19535307 A1 DE19535307 A1 DE 19535307A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
etching
molybdenum
etching solution
hcl
fecl3
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19535307A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19535307C2 (de
Inventor
Hermann Dipl Ing Buerk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19535307A priority Critical patent/DE19535307C2/de
Publication of DE19535307A1 publication Critical patent/DE19535307A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19535307C2 publication Critical patent/DE19535307C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/26Acidic compositions for etching refractory metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft die Strukturierung von Molybdän-Ober­ flächen mit sehr feinen Strukturen. Dabei wird die Oberfläche fotolithografisch vorbereitet und mit einer wäßrigen Eisen­ chlorid und Salzsäure enthaltenden Ätzlösung geätzt. Behan­ delt werden Molybdän-Oberflächen von massiven Molybdänkörpern oder von mit Molybdän beschichteten Körpern.
Im Stand der Technik werden verschiedene Molybdän-Ätzlösungen beschrieben. Die Ätzung von Molybdän-Oberflächen wird bei­ spielsweise bei der Herstellung eines Gleitlagers aus Molyb­ dän bzw. mit einer Molybdän-Oberflächenschicht verlangt. Um dieses Gleitlager mit einer oberflächlichen Strukturierung aus einer Vielzahl von Rillen zu versehen, wird sinnvoller­ weise eine Ätztechnik eingesetzt, da die Strukturen äußerst geringe Ausmaße (Breite, Tiefe) aufweisen sollen.
Zu einer Strukturätzung wird eine fotolithografische Struk­ turierung eines Resists durchgeführt, das auf der zu struktu­ rierenden Oberfläche aufgebracht ist. Diese kann beispiels­ weise auch durch eine Laserstrukturierung einer Fotoresist­ schicht angefertigt werden. Eine weitere Methode zur Struk­ turierung des Resists (Fotolack) besteht in der Verwendung einer Maske, durch die das auf der Molybdän-Oberfläche zu erzeugende Muster durch entsprechende Belichtung übertragen wird. In diesem Fall wird nach der Belichtung, der Entwick­ lung und einem Spülen bzw. Auswaschen das Ätzen folgen.
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer bestimm­ ten Ätzlösung. Dabei müssen verschiedene Parameter beachtet werden. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist, inwieweit eine Unterätzung an den Kanten des strukturierten Fotoresist stattfindet. Weiterhin soll die Ätzlösung bei mehrstündiger Einwirkung keine Beschädigungen am Fotoresist erzeugen. Darüber hinaus ist eine einfache abwassertechnische Behand­ lung der Ätzlösung von Vorteil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ätzlösung zur Strukturierung einer Molybdän-Oberfläche zur Verfügung zu stellen, mittels der ein gutes Verhältnis von Ätztie­ fe : Unterätzung erreichbar ist, ein Fotoresist während des Ätzvorganges nicht beschädigt wird und wobei die Ätzlösung abwassertechnisch unproblematisch ist.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine wäßrige Ätzlösung mit den Inhaltsstoffen Eisenchlorid (FeCl₃) und Salzsäure (HCl) zwar auch ein Anätzen ermöglicht, jedoch nicht in einem annehmbaren Zeitraum und mit entsprechend guten Ergebnissen bezüglich des Verhältnisses Ätztie­ fe : Unterätzung für eine Strukturätzung in einer Molybdän- Oberfläche verwendbar ist. Durch die Konditionierung dieser beschriebenen Ätzlösung mit einem bestimmten Anteil von Molybdän-Kationen (Mo5+) läßt sich der gewünschte Effekt erzeugen. Hiermit ist ein hervorragendes Verhältnis von Ätztiefe : Unterätzung erreichbar, nämlich pro Kante 2 : 1. Es entsteht keine Gasentwicklung bei diesem Ätzvorgang eines Metalles, womit keine Belastung bzw. Beschädigung des Foto­ lackes zu befürchten ist. Dies gilt auch für eine mehrstün­ dige Einwirkzeit. Abwassertechnisch ist die Ätzlösung einfach zu behandeln. Somit ist insgesamt eine äußerst feine Struktu­ rierung in einer Molybdän-Oberfläche möglich, wobei eine hohe Kantenschärfe gewährleistet ist.
Die an der Oberfläche entstehenden Molybdänverbindungen und Ätzrückstände werden im Anschluß an den Ätzvorgang naßche­ misch entfernt.
Im folgenden wird beispielhaft ein Verfahrensablauf erläu­ tert:
Nach der mechanischen Herstellung eines Halbzeuges kann dieses u. U. geglüht werden. Im Anschluß daran ist auf jeden Fall die Reinigung in wäßriger Lösung vorgesehen. Im An­ schluß daran werden die Einzelteile in einem Metallgestell zusammengefaßt. Eine anschließende Reinigung in einem Tauch­ bad findet bei beispielsweise 40°C bei einer Dauer von 10 min statt und wird mit Ultraschall unterstützt. Es folgt eine Grobspülung mit Industriewasser. Danach folgt ein kombinier­ ter Verfahrensschritt in einem Spülbecken, der einen weiteren Spülvorgang ermöglicht. Anschließendes Grobtrocknen geschieht durch Anblasen mit Preßluft oder Stickstoff. Getrocknet wird in einem Ofen bei beispielsweise 85°C für die Dauer von 15 min. Zum Abschluß des gesamten Reinigungsvorganges wird eine Reinigung im Sauerstoffplasma für ca. 10 min durchgeführt.
Fotolithografische Vorbereitung der Halbzeuge
In einer elektrostatischen Lacksprühanlage wird ein passender Positiv-Fotolack aufgebracht. Nach dem Aufsprühen folgt eine Trocknung und u. U. das Aufsprühen einer zweiten Schicht mit wiederholter Trocknung. Getrocknet wird beispielsweise in einem Ofen bei 85°C für 45 min.
Radiallager werden beim Sprühen und Belichten axial gelagert, wobei einseitig zentrisch eine angetriebene Achse einge­ schraubt ist und eine Drehung ermöglicht wird. Besondere Ausgestaltungen wie Bohrungen oder Ansätze können u. U. ange­ ätzt werden, so daß sie keine Fotoresistschicht erhalten müssen.
Die Belichtung der auf der Molybdän-Oberfläche befindlichen Fotolackschicht geschieht in üblicher Weise mittels Bestrah­ lung durch eine das gewünschte Muster enthaltende Maske bzw. Blende. Die anschließende Entwicklung geschieht ebenfalls in bisher bekannter Weise.
Ätzen der fotolithografisch vorbereiteten Molybdän-Oberfläche
Die zu ätzenden Teile werden in geeigneter Weise gehalten. In diesem Zustand können Verfahrensschritte wie Ätzen, Spülen, Nachbehandeln oder Trocknen durchgeführt werden. Die Teile werden an vertikal angebrachten Achsen eines Gestelles befe­ stigt, die wiederum über einen Elektromotor angetrieben werden. Es folgt das Eintauchen in die Ätzlösung, die eine Temperatur von ca. 50°C aufweist. Je nach Art des Lagers können in ca. 10 bis 30 min ca. 12 bis 30 µm tiefe Strukturen eingeätzt werden. Im folgenden wird mit Industriewasser gespült und in Natronlauge (20%ig zur Lackentschichtung) gespült. Nach einem weiteren Spülvorgang erfolgt ein erneutes Tauchen in eine andere 20%ige Natron­ lauge. Zum weiteren Lösen von Ätzprodukten wird anschließend in 10%ige Salzsäure getaucht (bei Raumtemperatur für 1 min), gespült und getrocknet. Danach werden die Teile aus den Halterungen entnommen.
Der Ansatz einer Ätzlösung geschieht beispielsweise mit 166,6 g/l FeCl₃ × 6 H₂O p.a. (pro Analyse) 2,0 ml/l HCl p.a.
Eine einmalige Konditionierung der Lösung erfolgt mittels anodischem Lösen von Molybdän über 3 bis 5 Stunden oder durch Zugabe von Mo5+.
Die Ausbeute für den Ätzprozeß liegt bei 100%.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molyb­ dän-Oberflächen mittels fotolithografischer Bearbeitung mit anschließender Ätzung, wobei eine wäßrige Ätzlösung mit FeCl₃ und HCl eingesetzt wird, die durch Zugabe von Mo5+ konditioniert wird.
2. Verfahren zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molybdän-Oberflächen mittels fotolithografischer Bearbeitung mit anschließender Ätzung, wobei eine wäßrige Ätzlösung mit FeCl₃ und HCl eingesetzt wird, die durch anodisches Lösen von Molybdän konditioniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die Ätzlösung folgende Konzentrationsbereiche aufweist:
FeCl₃ 10 g/l - bis zur Sättigung
HCl konz. 1-100 ml/l
Mo5+ 1-50 g/l.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Ätzung in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zum Siedepunkt stattfindet.
DE19535307A 1995-09-22 1995-09-22 Ätzlösung zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molybdän-Oberflächen und Verfahren unter deren Einsatz Expired - Fee Related DE19535307C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19535307A DE19535307C2 (de) 1995-09-22 1995-09-22 Ätzlösung zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molybdän-Oberflächen und Verfahren unter deren Einsatz

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19535307A DE19535307C2 (de) 1995-09-22 1995-09-22 Ätzlösung zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molybdän-Oberflächen und Verfahren unter deren Einsatz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19535307A1 true DE19535307A1 (de) 1997-03-27
DE19535307C2 DE19535307C2 (de) 1997-10-23

Family

ID=7772916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19535307A Expired - Fee Related DE19535307C2 (de) 1995-09-22 1995-09-22 Ätzlösung zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molybdän-Oberflächen und Verfahren unter deren Einsatz

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19535307C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19617387C1 (de) * 1996-04-30 1997-11-20 Siemens Ag Verfahren zur Laserstrukturierung von Metalloberflächen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU372472A1 (ru) * 1971-04-07 1973-03-01 РЕАКТИВ ДЛЯ ЦВЕТНОГО ТРАВЛЕНИЯ МОЛИБДЕНА И ЕГО СПЛАВОВIf .^л-:WA о[шггш-р^--.-;-•'.-;.~ •• -'-iLf•; ^-^ J'StK/'i
DE2425379A1 (de) * 1973-08-27 1975-03-27 Western Digital Corp Molybdaen-aetzmittel
JPS5450441A (en) * 1977-09-30 1979-04-20 Fujitsu Ltd Etching method for molybdenum thin film
US4995942A (en) * 1990-04-30 1991-02-26 International Business Machines Corporation Effective near neutral pH etching solution for molybdenum or tungsten
JPH0764112A (ja) * 1993-08-30 1995-03-10 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置とその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU372472A1 (ru) * 1971-04-07 1973-03-01 РЕАКТИВ ДЛЯ ЦВЕТНОГО ТРАВЛЕНИЯ МОЛИБДЕНА И ЕГО СПЛАВОВIf .^л-:WA о[шггш-р^--.-;-•'.-;.~ •• -'-iLf•; ^-^ J'StK/'i
DE2425379A1 (de) * 1973-08-27 1975-03-27 Western Digital Corp Molybdaen-aetzmittel
JPS5450441A (en) * 1977-09-30 1979-04-20 Fujitsu Ltd Etching method for molybdenum thin film
US4995942A (en) * 1990-04-30 1991-02-26 International Business Machines Corporation Effective near neutral pH etching solution for molybdenum or tungsten
JPH0764112A (ja) * 1993-08-30 1995-03-10 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置とその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19617387C1 (de) * 1996-04-30 1997-11-20 Siemens Ag Verfahren zur Laserstrukturierung von Metalloberflächen

Also Published As

Publication number Publication date
DE19535307C2 (de) 1997-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2610014C2 (de)
DE2922791C2 (de) Verfahren zum Trockenätzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen
DE3039110C2 (de)
DE10259934B3 (de) Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Niob oder Tantal durch elektrochemisches Ätzen und so erhältliche Formteile
DE4116910A1 (de) Verfahren zur erzeugung oxidkeramischer oberflaechenschichten auf leichtmetall-gusslegierungen
EP0337342A1 (de) Verfahren zum Entschichten von Photolack
DE3706711A1 (de) Verfahren zum reinigen von oberflaechen eines aluminiumgegenstandes
CH645042A5 (de) Verfahren zum gleichmaessigen beschichten der oberflaeche und der kanten eines metallischen gegenstandes.
DE19535307C2 (de) Ätzlösung zur Erzeugung sehr feiner Strukturen in Molybdän-Oberflächen und Verfahren unter deren Einsatz
DE3852370T2 (de) Flankenstruktur aus organischem Material.
DE2545153C2 (de) Verfahren zum Freilegen einer metallischen Leiterschicht
EP0069974A2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenfolie für insbesondere Niedervolt-Elektrolytkondensatoren
DE2903641C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsträgers mit einem bei Bestrahlung mit Licht in wenigstens zwei unterschiedlichen Farben erscheinenden Muster
DE2225366A1 (de) Verfahren zum Entfernen von Vor Sprüngen an Epitaxie Schichten
DE69508019T2 (de) Verfahren zum photolithographischen metallisieren zumindest der innenseiten von löchern die in zusammenhang mit einem auf einer aus elektrisch isolierendem material bestehende platte befindlichen muster aufgebracht sind
DE4104881A1 (de) Aetzloesung fuer nasschemische prozesse der halbleiterherstellung
EP1022357B1 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung von rostfreien Stählen
DE2240502C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Relief bildes von Gegenständen mit vorgegebener Konfiguration durch Ätzen einer Metall- oder Legierungsschicht
DE2834318C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Schichtschaltungen in Folientechnik
EP0310736B1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenfolie für insbesondere Niedervolt-Elektrolytkondensatoren
DE888498C (de) Verfahren zum Rauhaetzen der Kupferoxydulschicht von Trockengleichrichterscheiben des Kupferoxydultyps
DE2007484A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Be lichtungsmaske fur die Fotoatztechnik
AT222971B (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Eisen und Stahl
DE2316097A1 (de) Verfahren zur nachbehandlung von siliziumkoerpern mit geaetzter oxydschicht
DE2306702A1 (de) Verfahren zum reliefartigen aufzeichnen von signalen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee