DE3047588C2

DE3047588C2 - Ätzflüssigkeit für Aufdampfschichten und Verfahren zur Ätzung von Dünnfilmstrukturen

Info

Publication number: DE3047588C2
Application number: DE19803047588
Authority: DE
Inventors: Ernst Andrascek; Hans Ing.(grad.) 8000 München Hadersbeck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1984-07-12
Also published as: DE3047588A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ätzflüssigkeit auf der Basis einer wäßrigen. Natriumcarbonat und Kaliumhexacyar.oferrat(III) enthaltenden Lösung zum Entfernen von aufgedampften Metallschichten, wie sie in der Dünnfilmtechnologie Verwendung finden, und zwar vorwiegend für die Herstellung von Widerstands netzwerken, KC-Netzwerken, Flüssigkristallanzeigen, Dünnfilm-Mikroschaltungen, usw.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zum Ätzen von Schichten oder Formteilen aus Chrom, Molybdän oder Wolfram alkalische Hexacyanoferrat (IIl)-Lösungen zu verwenden, welche gegebenenfalls durch einen Zusatz von Natriumoxalat gepuffert sind. Auch ist bereits vorgeschlagen worden, Ätzmittel, wie zum Beispiel alkalische Hexacyanoferrat (Ill)-Lösungen, unter Druck auf das zu ätzende Teil aufzusprühen, das heißt, ein richtungsbevorzugendes Ätzverfahren anzuwenden. Obwohl solche Lösungen vorzugsweise in Kombination mit einem solchen Ätzverfahren gute Ergebnisse im Hinblick auf ihre Verwendung als relativ mildes und trotzdem aktives Ätzmittel für die eingangs genannten Metalle ergeben, läßt sich damit eine unerwünschte Unter bzw. Seitenätzung nur in sehr geringem Maße beeinflussen.

In der CH-PS 6 16 708 ist eine Ätzflüssigkeit für Aluminium oder Aluminiumlegierungen beschrieben. Diese Ätzflüssigkeit besteht aus einer Lösung von Alkalicarbonat und/oder Alkalihydroxid, Ferricyanid und Phosphat oder Phosphit.

In der DE-OS 25 34 213 ist ein chemisches Ätzverfahren angegeben, mit dessen Hilfe insbesondere durch eine weitgehende Unterdrückung der Seitenätzung planare und durchbrochene Formteile oder Schichten aus Chrom. Molybdän oder Wolfram hergestellt werden können. Dies geschieht durch die Verwendung einer gegebenenfalls gepufferten silikathaltigen, alkalischen Hexacyanoferrat (111)-Lösung mit einem im wesentlichen senkrecht zur ätzenden Oberfläche wirkenden Ätzverfahren.

In der DE-AS 20 30 01 3 ist ein alkalisches Ätzmedium zum Ätzen von Metallen, insbesondere von Chrom oder

Molybdän, angegeben, das als Oxidationsmittel Kaliumhexacyaüoferrat(III) enthält Dieses Ätzmedium beinhaltet kein Kalium- oder Natriumhydroxid, das einen heftigen Angriff auf Fotolacke, insbesondere Positivlakke, zur Folge hat.

Bisher wurden auch Nickei-Chrom-Aufdampfschichten in einer Beize aus Salzsäure-Äthylenglycol (1 :1) geätzt Bei dieser Beize ist eine erhöhte Temperatur nötig, um eine durch unterschiedlich starke Passivierung ίο bedingte ungleichmäßige Beizqualität (Gasbläschenentwicklung) zu verbessern.

Aluminium wird von dieser Beize aber so heftig angegriffen, daß damit kein kontrollierbarer Beizablauf möglich ist Desgleichen nimmt die Kupferionenkonzentration der Beize laufend zu (Kupferkontakt), wodurch ein intensiver unerwünschter Kupferangriff erfolgt Zudem werden selbst bei guter Arbeitsplatzabsaugung erhebliche Salzsäuredämpfe in den Raum abdampfen, die zu starker Korrosion an Maschinen und Einrichtungen führen. Dementsprechend bedeutet Salzsäure in jeder Fertigung einen äußerst unangenehmen Störfaktor.

Nickel-Chrom und Tantal werden zwar von Ammoniumcer-IV-Nitrai bzw. -Sulfat mit Salpetersäureansatz geätzt. Diese Ätzen besitzen aber den gravierenden Nachteil, daß der Ätzvorgang durch die Gegenwart von Kupfer vollständig blockiert wird. Zudem sind diese Ätzen im Verhältnis sehr teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ätzmedium zu konzipieren, das dünne Aufdampfschichten, vorzugsweise aus Chrom, Chrom-Nickel, Tantal, Aluminium, Molybdän und Wolfram sehr gleichmäßig und in klar kontrollierbarem Ablauf ätzen soll, ohne daß andere Stoffe, wie zum Beispiel Kupfer, Nickel, Titan, Zinn, Indium-Zinn-Oxid sowie Fotoabdecklacke, die zwangsläufig in einem Schichlaufbau vorhanden sein können, angegriffen werden. Die Gegenwart von Kupfer darf dabei weder die Ätzwirkung behindern noch blockieren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß die wäßrige Lösung der eingangs definierten Ätzflüssigkeit außerdem Kaliumperoxodisulfat, tri-Kaliumcitrat und Aluminiumhydroxidacetat oder Natriumaceiat enthält. Diese Ätzflüssigkeit hat den Vorteil, daß Kupfer-, Zinn- und getemperte Indium-Zinnoxidschichten von ihr nicht angegriffen werden. Außerdem werden positiv als auch negativ arbeitende Fotolacke nicht angegriffen. Diese Ätze arbeitet ohne Gasentwicklung in linearer Abhängigkeit von der Schichtdicke. Sie ätzt Chrom-Nickel, Chrom, Aluminium, Tantal, Molybdän und Wolfram auch in Gegenwart von Kupfer. Aus diesem Grund kann Kupfer in gewissen Fällen auch vorteilhaft als Ätzreserve verwendet werden.

Eine bevorzugte Ätzflüssigkeit nach der Erfindung sowie ein Verfahren zur Ätzung von Dünnfilmstrukturen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Chrom-Nickel, Aluminium, Tantal, Molybdän und Wolfram können bei Raumtemperatur geätzt werden. Durch eine Temperaturanhebung läßt sich die Ätzzeit wesentlich verkürzen.

Für die Chrom-Ätzung ist eine erhöhte Ätztemperatür erforderlich. Dadurch ist gegenüber anderen Metallen, die bereits bei Raumtemperatur geätzt werden, eine selektive Ätzung möglich.

Von großer Bedeutung ist auch, daß bei der Ätzflüssigkeit nach der Erfindung zur Strukturierung die üblichen Fotolacke, insbesondere positiv arbeitende Fotolacke, ohne die sonst notwendigen Einbrennvorgänge, ungefährdet verwendet werden können.

Die Ätzflüssigkeit nach der Erfindung bietet entschei-

dende Vorteile, zum Beispiel bei der Hersteilung von DOnnfilmwiderständen mit Nickel-Chrom-Schichten, in der Tantal-Aluminium-Technik, bei Dünnfilm-Mikroschaltungen und beim Aufbau von Flüssig-Kristall-Anzeigen, die unter anderem auch Indium-Zinnoxid-Schichten enthalten.

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Claims

Patentansprüche:

1. Ätzflüssigkeit auf der Basis einer wäßrigen. Natriumcarbonat und Ki liumhexacyanoferrat (IU) enthaltenden Lösung zum Entfernen von aufgedampften Metallschichten, wie sie in der Dünnfilmtechnologie Verwendung finden, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung außerdem Kaliumpercxodisulfat, tri-Kaliumcitrat. und Aluminiumhydroxidacetat oder Natriumacetat enthält.

2. Ätzflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in 11 wäßriger Lösung folgende Salze gelöst sind: 0,5 g bis 1120 g Natriumcarbonat, 0,5 g bis 420 g Kaliumhexacyanoferrat (IH), 0,5 g bis 50 g Kaliumperoxodisulfat und 0,5 g bis 45 g tri-Kaliumcitrat und 0,01—2 g Aluminiumhydroxidacetat oder Natriumacetat.

3. Verfahren zur Ätzung von Dünnfilmstrukturen unter Verwendung einer Ätzflüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Selektivität die Temperatur beim Ätzvorgang variiert wird.