JPH0522000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属薄膜の電解エツチング方法に係
る。更に詳しくは、均一なエツチングを可能とす
る耐食性金属薄膜の電解エツチング方法に関す
る。

〔従来の技術〕

LSI、各種センサーなどの電子デバイスの電極
には、電気的特性、加工性、形成の容易性などの
観点から、アルミニウム薄膜が従来から用いられ
ている。このようなアルミニウム電極の場合、
ICやLSIのようにその使用環境が限定されあるい
は何らかの保護薄膜で被覆することが許されると
きには何ら問題を生じないが、湿度センサーに用
いる櫛形電極などでは、常に電極が感湿膜を通し
て水分と接触しているため、アルミニウム電極で
は耐食性という点で問題がある。従つて、このよ
うな場合には、電極材料として耐食性にすぐれた
金属を選択しなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの薄膜電極は、一般に蒸着法やスパツタ
リング法によつて形成させた金属薄膜をエツチン
グによりパターニングして得ているが、特にスパ
ツタリング法によつて形成された耐食性金属薄膜
は、バルク状態の金属より更に耐食性が増し、通
常のエツチング加工の適用は困難であるという問
題を有している。

これの対策としては、電解エツチング方法が好
適であるが、この方法も加工面積が大きくなる
と、加工面上の凹凸や傾き、電極間距離などの要
因によつて電流密度がばらつくため、加工面を均
一にエツチングすることが非常に困難である。

例えば、陰極を途中の部分迄電解エツチング液
中に浸漬させて電解エツチングを行なうと、電解
エツチング液中の部分と比して液面付近での電流
密度が著しく高くなり、やはり途中迄電解エツチ
ング液中に浸漬されている陽極の液面付近の浸漬
部分が優先的にエツチングされる結果となる。

本発明者は、かかる欠点となる現象を積極的に
利用し、陽極となる金属薄板の電解エツチング液
への浸漬深さを徐々に深くすることにより、耐食
性加工金属薄膜を全面的に均一にツエツチングす
ることに成功した。

〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕 従つて、本発明は金属薄膜の電解エツチング方
法に係り、金属薄膜の電解エツチングは、電解液
不溶性の良導体からなる陰極および絶縁基板上に
形成させた耐食性被加工金属薄膜からなる陽極を
共に途中の部分迄電解エツチング液中に浸漬して
金属薄膜の電解エツチングを行なう際、該金属薄
膜の浸漬深さを徐々に深くして、電解エツチング
液の液面近くで主として行われるエツチングを金
属薄膜の全面に順次適用せしめることにより行わ
れる。

次に、図面を参照しながら、本発明の一態様を
説明する。

例えば、第２図に全体が模式的に示される湿度
センサー用の櫛形電極の場合、このような形状に
耐食性金属薄膜をパターニングし、中央の点線で
囲まれた櫛状部分上に感湿膜を形成させ、膜が吸
湿することによる電気抵抗変化を電極を介して検
出する作用を行わせるようにさせるが、このよう
な形状への耐食性金属薄膜へのパターニングは、
第１図に示される如き装置を用いて行われる。

陰極１には、電解エツチング液不溶性の良導体
ならばその種類を問わず用いることができるが、
例えばSUS304の薄板などが用いられ、その総表
面積は一般に陽極総表面積の約1.5〜２倍または
それ以上に設定される。

陽極２は、ガラス板などの絶縁基板３上にハス
テロイＣ、ステンレススチールなどの耐食性金属
をスパツタリングすることにより膜厚約0.25〜
1.0μｍで形成され、更にその上に例えば上記櫛形
電極形状のフオトレジストパターン４が例えば線
幅100μｍ、ピツチ300μｍで形成されている。

フオトレジストパターンの形成は、周知のフオ
トリソグラフ工程を適用することによつて行われ
る。即ち、耐食性金属薄膜上にフオトレジストコ
ーテイングを行ない、そこに櫛形電極のパターン
の陽画または陰画を焼付けたガラス乾板を重ね、
光照射による焼付けおよび現像によつて行われ
る。

これらの互いに平行に保持された陰極および陽
極は、共に途中の部分迄電解エツチング液５中に
浸漬され、陽極たる金属薄膜の電解エツチングが
行われるが、電解エツチング液としては例えばリ
ン酸65％、硫酸15％、無水クロム酸５％および水
15％よりなる組成の液が用いられる。

このような状態で両電極間に直流電流６を流す
と、電解エツチング液面直下での電流密度が液中
のそれと比して著しく高くなり、陽極たる耐食性
被加工金属薄板のエツチングは液面付近の浸漬部
分で極端に速く進行し、それにつれて全体を流れ
る電流値は徐々に低下し、やがて０になる。

陽極駆動機構７は、この電流値を常に監視して
おり、電流値が一定値以下になつたところで、陽
極部分を液中に少しづつ沈め、浸漬深さを深くす
る動作を行なう。実際には、この駆動機構は主と
して電流検出部と駆動部とからなり、電流検出部
は、電解エツチング電流をモニターし、電流値が
一定値以下の間だけ駆動部のリレーをONとし、
駆動部を作動させる。

駆動部の駆動用モーターのON、OFFは、電磁
リレーなどの電流検出部によつて制御されたリレ
ーを介して行われる。駆動部の上下動は、ピニオ
ンの歯と咬み合う歯部８，８′，……を加工した
支柱９をラツクとしたラツク・アンド・ピニオン
機構により陽極保持部１０に伝達され、この際モ
ーター出力は平歯車を組合せた減速機構によりピ
ニオンに伝えられる。

電解エツチング操作では、室温下で液を撹拌せ
ずに、上記陽極保持部に保持された陽極をその下
端部が電解エツチング液の液面下約１〜２mmの深
さになるように液中に浸漬し、この位置を開始点
としてエツチングを行われる。そして、陰極が
−、陽極が＋となる直流電流を印加し、エツチン
グを開始させる。その操作条件は、例えば電圧約
5V、電流密度約50A／ｄm²、電極間距離約40mm
である。

エツチングは、電流密度が著しく高くなる液面
付近（液面下約0.5〜１mmの深さ）の浸漬部分で
専ら行われ、その部分の陽極薄膜が溶解除去され
ると、電流値は一定値以下に減少し、遂には電流
が遮断されるようになる。これを陽極駆動機構の
電流検知部が検知し、電流が回復する迄陽極の浸
漬深さを更に深くするように駆動機構が支柱に沿
つて作用する。

前述の如く、エツチングは液面下約0.5〜１mm
の深さの浸漬部分で専ら行われ、これに対応して
１回の下降深さは0.5mm以内にしなければならず、
一方下降−エツチング−下降という１サイクルに
おけるエツチング時間は、下降開始時の電流設定
値などによつて決まるが、一般には約２〜３秒間
程度であるので、結局下降速度は0.5mm以下／２
〜３秒間に設定されることになる。

このような操作を自動的にくり返すことによつ
て、エツチングが絶縁体であるフオトレジストに
よつて覆われていない金属薄板部分の全面に進行
し、エツチングを完結させて、所望の櫛形パター
ンの陽極を形成させる。こうした一連の操作で、
初期の電流値と陽極下降開始時の電流値とを予め
適当に設定しておくことにより、最適のエツチン
グ条件を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、通常の湿式エツチング法
では加工困難な耐食性金属薄膜のパターニング
が、全面的に均一に行なうことができる。得られ
た耐食性金属薄膜は、湿度センサーの櫛形電極な
どとして有効に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電解エツチング方法の
一態様を示す概要図であり、第２図はそれによつ
て得られた櫛形電極の平面図である。 符号の説明、１……陰極、２……耐食性金属薄
膜陽極、３……絶縁基板、４……フオトレジスト
パターン、５……電解エツチング液、７……陽極
駆動機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電解液不溶性の良導体からなる陰極および絶
   縁基板上に形成させた耐食性被加工金属薄膜から
   なる陽極を共に途中の部分迄電解エツチング液中
   に浸漬して金属薄膜の電解エツチングを行なう
   際、該金属薄膜の浸漬深さを徐々に深くして、電
   解エツチング液の液面近くで主として行われるエ
   ツチングを金属薄膜の全面に順次適用せしめるこ
   とを特徴とする金属薄膜の電解エツチング方法。 ２ フオトレジストパターンが形成された被加工
   金属薄膜が陽極として用いられる特許請求の範囲
   第１項記載の電解エツチング方法。 ３ 金属薄膜の浸漬深さの調節が、陽極薄膜から
   の金属の溶出による電極間の電流の低下時乃至遮
   断時のみに行われるように駆動機構が電気的に制
   御される特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の電解エツチング方法。