JP2003193274A - 多層膜構造体の選定膜のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 選定した金属膜をイオン化傾向にかかわら
ず、確実にエッチングする多層膜構造体の選定膜のエッ
チング方法を提供する。 【解決手段】 イオン化傾向の異なる２種以上の金属膜
を有する多層膜構造体における選定された金属膜をカソ
ード側（マイナス側）１１に接続し、電極板をアノード
側（プラス側）１２に接続し、選定された金属膜のエッ
チング溶液中に浸漬して、局部電池現象を抑制する電界
を加える。これによって、局部電池による現象が抑制さ
れ、選定された膜から確実にエッチングが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層膜構造体の選
定膜のエッチング方法に関する。特に、イオン化傾向の
異なる２種以上の金属膜を有する多層膜構造体の選定さ
れた金属膜のエッチング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層膜構造体の特定の膜をエッチングす
る際には、湿式エッチングが一般に用いられている。特
に電鋳技術を用いるマイクロ構造体の製造においては、
湿式エッチングが一般的である。図３は、フォトアプリ
ケーションと電鋳技術を用いたマイクロ構造体の従来の
作製プロセスの一例を示している。 工程１：基板１上に下地層としてＣｒ膜２、Ｃｕ膜３を
成膜する。 工程２：感光性厚膜レジスト４を塗布する。 工程３：露光、現像によってレジスト４のパターニング
を行う。 工程４：Ｎｉ電鋳を行いＮｉ構造体５を形成する。 工程５：レジスト４を剥離する。 工程６：下地のＣｕ膜３をエッチングする。 工程７：下地のＣｒ膜２をエッチングする。

【０００３】上記のマイクロ構造体を作製する工程にお
いて、Ｃｕ膜のエッチングに続いて下地のＣｒ膜２をエ
ッチングする際（工程６乃至７）、一般的なＣｒエッチ
ャントである硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸混合
水溶液を用いて湿式エッチングを行う。このとき、意図
したＣｒ膜２のみがエッチングされず、Ｎｉ構造体を支
えるＣｕ膜の側部がエッチングされるという現象が起こ
る。

【０００４】この現象は、イオン化傾向の異なる２種以
上の金属膜の間でイオン化傾向の違いによって局部電池
が生成され意図しない膜の側部がエッチングされるもの
と考えられる。一般に多層膜構造において、ある膜を選
択的にエッチングする場合、その膜が他の膜よりもイオ
ン化傾向の高いものであれば溶解するが、逆に他の膜の
方がイオン化傾向の高いものであれば、溶解せず、イオ
ン化傾向の高い順に段階的にエッチングされるという現
象であると考えられる。

【０００５】本工程においても、エッチャントの硝酸セ
リウムアンモニウム、過塩素酸混合水溶液中ではＣｒ膜
よりＣｕ膜の方がイオン化傾向が高く、局部電池によっ
てＣｕ膜が先にエッチングされたと考えられる。

【０００６】特開平９−１１５８７７には、電解液を用
いる電解エッチング方法として、被エッチング膜を積層
した基板を陰極として電解液に浸漬しエッチングパター
ンに形成された対向極との間に電流を流すエッチング方
法が開示されているが、単なる電解エッチング法であっ
て、イオン化傾向の異なる２種の金属膜のエッチングに
おける他の層の意図しないエッチングについての不具合
を解決する課題は開示されていない。また、特開平７−
２５４７６７には、プリント配線板の金属エッチングレ
ジストを形成するときのドライフィルムからなるめっき
レジストをアルカリ性水溶液を用いて除去する場合に、
金属エッチングレジスト中の錫の溶解を防ぐために金属
エッチングレジストに微弱なカソード電流を流しながら
除去することが、示されている。しかし、２種以上の金
属膜の積層された多層基板における選択された金属膜の
エッチングの際における、他の層の意図しないエッチン
グの問題を解決する課題は開示していない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来方法
による、２種以上の金属膜の積層された多層基板におけ
る選択された金属膜のエッチングの際におけるエッチャ
ント内でイオン化傾向の高い、選択されない金属膜がエ
ッチングされることを回避するため、本発明は、選定し
た金属膜をイオン化傾向にかかわらず、確実にエッチン
グする多層膜構造体の選定膜のエッチング方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、イオン化傾向の異なる２種以上の金属
膜を有する多層膜構造体における選定された金属膜をカ
ソード側（マイナス側）に接続し、電極板をアノード側
（プラス側）に接続し、前記選定された金属膜のエッチ
ング溶液中に浸漬して、局部電池現象を抑制する電界を
加える多層膜構造体の選定膜のエッチング方法とする。
これによって、局部電池による現象が抑制され、選定さ
れた膜から確実にエッチングが行われる。特に下層がイ
オン化傾向が低い場合、下層をエッチングする際、不所
望な上層の側部がエッチングされるマイクロ構造体にと
って大きな問題となるサイドエッチングの現象もなくす
ことができる。

【０００９】また、前記金属膜が、Ｃｒ膜とＣｕ膜とを
含み、前記選定された金属膜がＣｒ膜である場合、前記
電界を２Ｖ以上とすることによって、確実な多層膜構造
体の選定膜のエッチング方法とすることができ、局部電
池による現象が抑制され、選定されたＣｒ膜のみのエッ
チングを確実に行える。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１１】図１は、本発明による多層膜構造体の選定
膜のエッチング方法を行う設備の概念図である。図２
は、被エッチングサンプルの断面図を示し、（ａ）は処
理前の状態、（ｂ）は処理後の状態を示す。

【００１２】カソード側(陰極)１１には、図２（ａ）に
示す被エッチングサンプル２０（下記のＣｒ成膜サンプ
ル）を取り付ける。アノード側(陽極)１２には被エッチ
ングサンプル２０と同サイズの極板２１、ここではＮｉ
板をそれぞれ取り付け、容器１３中に充たしたＣｒエッ
チング溶液１４内に浸漬する。

【００１３】この際、カソード、アノード間を５ｃｍ程
度とすることが好ましい。カソード、アノード間には２
Ｖ以上の電圧をかける。これまでの実験では、局部電池
を打ち消す電圧としては、２Ｖ以上を必要とした。

【００１４】上記のサンプル２０は、図２（ａ）に示す
ように、Ｎｉの基板３１上にＣｒ膜３２を成膜し、その
上のＣｕ膜３３上にＮｉ構造体３５を載置形成したもの
である。ここで用いたものは、１２．７ｃｍ円形、Ｃｒ
成膜方法はスパッタ装置により成膜、Ｃｒ膜膜厚は５０
０Åである。また、Ｃｒエッチング溶液１４としては、
ＨＣｌ水溶液（希塩酸溶液）を用いた。このサンプル２
０は、上記２Ｖの電圧で４分程でエッチングが完了し
た。また４Ｖの電圧では１分程でエッチングが完了し
た。

【００１５】上記のエッチングの原理は、次のように考
えられる。電界によってＣｕ膜に形成される局部電池が
抑制され、ＣｒのエッチャントであるＨＣｌ（塩酸）中
のＨ＋イオンが陰極に引きつけられて、Ｃｒとの酸化、
還元反応によってエッチングされる。ＨＣｌは局部電池
現象を打ち消す逆電解を掛ける電解液としても働いてい
る。エッチャントとしてはＨＣｌ水溶液に限定されず、
他の酸性液でも使用可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエッチン
グ方法によれば、局部電池による現象が抑制され、選定
された膜から確実にエッチングが行われる。特に下層が
イオン化傾向が低い場合、下層をエッチングする際、不
所望な上層の側部がエッチングされるマイクロ構造体に
とって大きな問題となるサイドエッチングの現象もなく
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による多層膜構造体の選定膜のエッチ
ング方法を行う設備の概念図である。

【図２】 被エッチングサンプルの断面図を示し、
（ａ）は処理前の状態、（ｂ）は処理後の状態を示す。

【図３】 フォトアプリケーションと電鋳技術を用いた
マイクロ構造体の従来の作製プロセスの一例を示す工程
図である。

【符号の説明】

１１ カソード側(陰極)、２０ 被エッチングサンプ
ル、１２ アノード側(陽極、２１ 極板、１３ 容
器、１４ Ｃｒエッチング溶液、３１ Ｎｉの基板、３
２ Ｃｒ膜、３３ Ｃｕ膜、３５ Ｎｉ構造体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン化傾向の異なる２種以上の金属膜
   を有する多層膜構造体における選定された金属膜をカソ
   ード側（マイナス側）に接続し、電極板をアノード側
   （プラス側）に接続し、前記選定された金属膜のエッチ
   ング溶液中に浸漬して、局部電池現象を抑制する電界を
   加えることを特徴とする多層膜構造体の選定膜のエッチ
   ング方法。
2. 【請求項２】 前記金属膜が、Ｃｒ膜とＣｕ膜とを含
   み、前記選定された金属膜がＣｒ膜であり、前記電界が
   ２Ｖ以上であることを特徴とする請求項１記載の多層膜
   構造体の選定膜のエッチング方法。