DE2513860C3

DE2513860C3 - Verfahren zur Herstellung einer aus Tantal bestehenden Schicht für Dünnschichtkondensatoren bzw. Dünnschichtwiderständen

Info

Publication number: DE2513860C3
Application number: DE19752513860
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Phys. 8000 München Anders
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1978-01-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer aus Tantal bestehenden Schicht für Dünnschichtkondensatoren bzw. Dünnschichtwiderständen, bei dem auf einem Substrat eine Tantalschicht und danach eine Photolackschicht aufgebracht wird, bei dem anschließend das so hergestellte Produkt getrocknet, belichtet, entwickelt, in Wasser gespült, der Lack ausgehärtet, die Tantalschicht durch eine Ätzlösung, die aus einem Gemisch aus Salpetersäure und Flußsäure besteht, an den nicht durch die Lackmaske abgedeckten Stellen weggeätzt wird und bei dem danach eine Spülung in Wasser, ein Ablösen der Lackmaske und ein weiterer Spülvorgang vorgenommen wird.

Es ist bekannt (US-PS 33 91 373), die Tantalschicht von Dünnschichtkondensatoren bzw. Dünnschichtwiderständen an vorgegebenen Bereichen in Flußsäure-Salpetersäure-Gemischen wegzuätzen. Dabei werden die Stellen, die nicht wegzuätzen sind, durch Photolithographie mit einer Lackmaske versehen. Häufig reicht jedoch die Haftung der Lackmaske nicht aus, so daß je nach Beschaffenheit und Dicke der Tantalschicht eine starke Unterätzung und/oder Abschwimmen der Lackmaske vor Beendigung des Ätzprozesses auftreten können.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es üblich, die Haftung von Photolacken durch Ausheizen der Substrate durch spezielle Lackzusätze oder Haftvermittler zu erhöhen. Ein derartiges Vorgehen verbietet sich jedoch bei Tantalschichten. Bei ihnen ist nämlich ein Trocknen bei einer Temperatur oberhalb 150°C problematisch, da hierbei bereits Diffusionsvorgänge sowie Oberflächenoxydation auftreten. Bekannte Lackzusätze sind dagegen für die Anwendung auf dem Gebiet der Tantaldünnschichttechnik nicht ausreichend oder bedingen einen hohen bearbeitungstechnischen Aufwand.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer aus Tantal bestehenden Schicht anzugeben, die an den entsprechend der Belagkonfiguration zu entfernenden Bereichen weggeätzt werden soll, wobei ein Angreifen bzw. eine Unterätzung der Lackmaske vermieden wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß die aus einem Gemisch aus etwa 40%iger Flußsäure und etwa 65%iger Salpetersäure bestehende Ätzlösung, mit einem Essigsäure-Zusatz versehen wird, und daß das Verhältnis der Bestandteile des Gemisches zueinander so gewählt wird, daß es etwa 1:3:3 beträgt.

Atzlösungen, bestehend aus Gemischen aus Flußsäure und etwa 65% Salpetersäure mit Essigsäure-Zusätzen sind zwar bekannt, siehe z. B. AF. Bogenschütz: »Ätzpraxis für Halbleiter«, Carl Manser Verlag, München 1967, Seiten 61—68. Bei ihnen dient jedoch der Essigsäure-Zusatz lediglich zur Pufferung. Alle bisherigen bekannten Bemühungen, die Unterätzung und/oder das Abschwimmen der Lackmaske zu verhindern, richteten sich ausschließlich auf die Beschaffenheit oder Behandlung der Lackmaske. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nun überraschenderweise eine größtmögliche Schonung der Lackmaske erreicht. Demnach kann das Ausheizen bei hohen Tempraturen entfallen, das wegen der oben aufgeführten Nachteile problematisch ist. Der aus

Essigsäure bestehende Zusatz zum Ätzmittel übertrifft weiterhin die Wirkung der bekannten Lackzusätze um ein Vielfaches. Gleichzeitig wird der bekannte Pufferund Verdünnungseffekt der Essigsäure ausgenutzt.
Im folgenden wird das Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Das Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Grundbelags eines Tantal-Dünnschichtkondensators.

Das Grundmaterial besteht aus einem Hartglassubstrat, das durch Kathodenzerstäubung mit einer Tantal-Schicht von etwa 4500 A beschichtet wird. Danach wird ohne spezielle Trocknung des beschichteten Hartglassubstrats eine etwa 2 μ dicke Photolackschicht durch Schleudern aufgebracht. Eine sich anschließende Trocknung erfolgt bei 8O⁰C eine halbe Stunde lang im Umluftofen. Danach wird das Produkt mit einer 200 W starken Belichtungsmaschine etwa 12 Sekunden lang belichtet und in einem verdünnten alkalischen Entwickler etwa 50 Sekunden lang entwikkelt. Nach einer Spülung in Wasser (10 Minuten) und einer Aushärtung des Lackes von einer V2 Stunde bei 150^cC im Umluftofen erfolgt das Eintauchen des Produkts bei Raumtemperatur in ein Gemisch, das aus 40°/oiger Flußsäure, 65%iger Salpetersäure und Essigsäure im Verhältnis 1:3:3 besteht. Dabei wird die Tanlalschicht an den nicht abgedeckten Stellen in 90 Sekunden vollständig weggeätzt. Anschließend erfolgt eine Spülung in Wasser 10 Minuten lang und ein Ablösen der Lackmaske in Azeton z. B. bei einer Tempratur von 8O⁰C, einminütiger Dauer und einer Spülung in Wasser.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer aus Tantal bestehenden Schicht für Dünnschichtkondensatoren bzw. Dünnschichtwiderständen, bei dem auf einem Substrat eine Tantalschicht und danach eine Photolackschicht aufgebracht wird, bei dem anschließend das so hergestellte Produkt getrocknet, belichtet, entwickelt, in Wasser gespült der Lack ausgehärtet, die Tantalschicht durch eine Ätzlösung, die aus einem Gemisch aus Salpetersäure und Flußsäure besteht, an den nicht durch die Lackmaske abgedeckten Stellen weggeätzt wird und bei dem danach eine Spülung im Wasser, ein Ablösen der Lackmaske und ein weiterer Spülvorgang vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Gemisch aus etwa 40%iger Flußsäure und etwa 65%iger Salpetersäure bestehende Ätzlösung mit einem Essigsäure-Zusatz versehen wird und daß das Verhältnis der Bestandteile des Gemisches zueinander so gewählt wird, daß es etwa 1:3:3 beträgt.