JPS59113626A - Forming method of metallic layer being patterned - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、絶縁性基板上にパターン化された′金属層を
形成り゛る方法に関し、1jに半導体集積回路装置の配
線層を形成する場合、半導体集積回路装置を製造する場
合に用いるマスク層を形成する場合などに適用して好適
なものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a patterned metal layer on an insulating substrate. This is suitable for use in forming a mask layer used in manufacturing.
半導体集積回路装置の配線層をA1層、A1−8j合金
層、Al−Cu合金層、Cu層などの金属層で形成した
り、上述したマスク層を01層などの金属層で形成した
りするにつき、従来は、半導体基板上にパターン化され
るべき金属層を形成し、次に、その金属層上にパターン
化されたフォトレジストによるマスク層を形成し、然る
後、パターン化されるべき金属層に対する、上記マスク
層をマスクとした、パターン化されるべぎ金属層をエツ
チングすることができるエツチング液を用いた化学エツ
チングを、予定の一定時間だけ行うことににっ−C1パ
ターン化された金属層を、配線層またはマスク層として
形成するのを普通としていた。The wiring layer of a semiconductor integrated circuit device is formed of a metal layer such as an A1 layer, an A1-8j alloy layer, an Al-Cu alloy layer, or a Cu layer, and the above-mentioned mask layer is formed of a metal layer such as an 01 layer. Conventionally, a metal layer to be patterned is formed on a semiconductor substrate, a mask layer of a patterned photoresist is then formed on the metal layer, and then a patterned metal layer is formed on the metal layer. The metal layer is chemically etched using an etching solution capable of etching the metal layer to be patterned using the mask layer as a mask for a predetermined period of time. It was common practice to form a metal layer as a wiring layer or a mask layer.
黙しながら、このような従来の方法の場合、パターン化
せられるべき金属層に対する、パタ−ン化されたマスク
層をマスクとした、パターン化されるべき金属層をエツ
チングすることができるエツチング液を用いた化学エツ
チングをする工程において、パターン化された金属層が
、側方から、上述した予定の一定時間に応じた徂エツヂ
ングされたもの即ち所謂サイドエツチングされたものと
して得られるのを余儀なくされる。このため、パターン
化された金属層が、マスク層のパターンよりもサイドエ
ッチされた量だ【プ、−周り小さなパターンを右するも
のとして形成される。However, in such conventional methods, an etching solution capable of etching the metal layer to be patterned is applied to the metal layer to be patterned using a patterned mask layer as a mask. In the chemical etching process used, the patterned metal layer is inevitably etched from the side according to the above-mentioned predetermined time, that is, so-called side-etched. . For this reason, the patterned metal layer is formed with a side-etched amount smaller than the pattern of the mask layer.
ところで、パターン化された金属層は、マスク層のパタ
ーンど同じパターンで得られるのが望ましい。Incidentally, it is desirable that the patterned metal layer be obtained in the same pattern as the pattern of the mask layer.
その理由は、マスク層を、形成せんとづるパターン化さ
れた金属層の所期のパターンと同じパターンに形成し置
くだけで、パターン化された金属層を、所期のパターン
を有するものとし−C形成することが出来るからである
。The reason is that by simply forming the mask layer in the same pattern as the desired pattern of the patterned metal layer to be formed, the patterned metal layer can be made to have the desired pattern. This is because C can be formed.
黙しながら、パターン化された金属層が、マスク層のパ
ターンよりもサイドエツチングされた量だけ、−周り小
さなパ“ターンを有するものとして形成されても、上述
した化学エツチングを行う工程において、金属層がサイ
ドエツチングされる量が予測されていれば、マスク層を
、予測されているサイドエツチングされる量を見込んで
、形成せんとするパターン化された金属層の所期のパタ
ーンよりも−周り大きなパターンに、予め形成しておく
ことにより、パターン化された金属層を、所期のパター
ンを有するものとして形成することが出来る。However, even if the patterned metal layer is formed with a smaller pattern around the side etching than the pattern of the mask layer, the metal layer may be etched in the chemical etching process described above. If the amount to be side-etched is predicted, the mask layer can be made to have a circumference larger than the intended pattern of the patterned metal layer to be formed, taking into account the expected amount of side-etching. By forming a pattern in advance, a patterned metal layer can be formed to have a desired pattern.
黙しながら、上)ホした従来の方法による場合、上述し
た化学エツチングを゛、上述した予定の一定時間行うに
しても、上述した化学エツチングを行う工程において、
上述したサイドエツチングされる量が、化学エツチング
に用いるエツチング液の温度、エツチング液のパターン
化されるべぎ金属層に対する流れ具合などに依存するた
め、上述したサイドエツチングされる量を予測するのが
極めて困難であった。However, in the case of the conventional method mentioned above, even if the above-mentioned chemical etching is carried out for the scheduled fixed time period, in the step of performing the above-mentioned chemical etching,
The amount of side etching described above depends on the temperature of the etching solution used in chemical etching, the flow condition of the etching solution toward the metal layer to be patterned, etc., so it is difficult to predict the amount of side etching mentioned above. It was extremely difficult.
このため、上述した従来の方法の場合、パターン化され
た金属層を、所期のパターンを有づ−る・bのとして、
再現性良く、微細に、高精度に形成するのが極めて困難
であったなどの欠点を右しCいた。For this reason, in the case of the conventional method described above, the patterned metal layer is
However, the disadvantages are that it is extremely difficult to form finely and precisely with good reproducibility.
よって本発明は、上述した欠点のない、新規なパターン
化された金属層を形成する方法を提案せんどするもので
ある。The present invention therefore proposes a new method for forming patterned metal layers that does not have the above-mentioned disadvantages.
本発明者は、第1図Aに示すような、例えば、シリコン
でなる基板1上に例えば酸化シリコン(SiO2)でな
る絶縁層2を形成している絶縁性基板3を予め用意し、
そして、その絶縁性基板3の絶縁層2上に、第1図Bに
示すにう(ご、パターン化されるべき金属層4を、それ
自体は公知の例えば蒸着によって形成し、次に、そのパ
ターン化されるべぎ金属層4上に、第1図Cに示すよう
に、パターン化された例えば)Aヒレジス1〜でなるマ
スク層5を、絶縁性基板3上の金属層4上にフォトレジ
スト層を形成し、そのフォトレジスト層に対するフォト
マスクを用いた露光、続く現像をなすという、それ自体
は公知の方法によって形成し、このようにして、絶縁性
基板3上にパターン化されるべき金属層4が形成され、
その金属層4上にパターン化されたマスク層5が形成さ
れている基板体6をjrtた。The present inventor prepared in advance an insulating substrate 3 as shown in FIG. 1A, in which an insulating layer 2 made of silicon oxide (SiO2) is formed on a substrate 1 made of silicon, for example, and
Then, on the insulating layer 2 of the insulating substrate 3, a metal layer 4 to be patterned (as shown in FIG. On the metal layer 4 to be patterned, as shown in FIG. The pattern to be formed on the insulating substrate 3 is formed by a method known per se, in which a resist layer is formed, the photoresist layer is exposed to light using a photomask, and then developed. A metal layer 4 is formed,
The substrate body 6 on which the patterned mask layer 5 was formed on the metal layer 4 was heated.
この場合、金属層4は、配線層となり得るA1層、Al
−3+金合金、AI−CLI合金層、Cu層とし得、ま
た前述したマスク層となり得るOr層とし得る。In this case, the metal layer 4 is an A1 layer that can become a wiring layer, an Al
It can be a -3+ gold alloy, an AI-CLI alloy layer, a Cu layer, or it can be an Or layer that can serve as the mask layer described above.
そして、上述した基板体6を、第2図に示すように、酸
性またはアルカリ性水溶液でなる電解液11を収容して
いる・槽12内に、金属層4が略々垂直面上に延長する
ように、浸漬させ、また、その槽12内に、例えば白金
でなる電極13を、基板体6の金属層4と対向するよう
に、浸漬させ、そして、基板体6におけるパターン化さ
れるべき金属層4を、マスク層5によってマスクされて
いない領域において、直流電源14の正極側に接続し、
また、電極13を、直流電源14の負極側に接続して、
金属層4に対する、マスク層5をマスクとし、且つ酸性
またはアルカリ性水溶液でなる電解液11を用いた電解
エツチングを行った。Then, as shown in FIG. 2, the above-mentioned substrate body 6 is placed in a tank 12 containing an electrolyte 11 made of an acidic or alkaline aqueous solution so that the metal layer 4 extends substantially vertically. An electrode 13 made of, for example, platinum is immersed in the tank 12 so as to face the metal layer 4 of the substrate 6, and the metal layer to be patterned on the substrate 6 is immersed in the bath 12. 4 is connected to the positive electrode side of the DC power supply 14 in a region not masked by the mask layer 5,
In addition, the electrode 13 is connected to the negative electrode side of the DC power supply 14,
Electrolytic etching was performed on the metal layer 4 using the mask layer 5 as a mask and using an electrolytic solution 11 made of an acidic or alkaline aqueous solution.
64但し、この場合、酸性またはアルカリ性水溶液でな
る電解液11を、金属層4がA1層でなる場合、50〜
80層濃度の燐酸を溶質の主体としている水溶液でな“
る酸性水溶液、50へ・80層濃度の燐酸の15〜20
容量部と、30〜60層濃度の硝酸の1〜4容量部とを
溶質の主体としている水溶液でなる酸性水溶液、50〜
80層濃度の燐酸の15〜20容量部と、30〜60層
濃度の硝酸の1〜4容ω容量、70〜100%81度の
酢酸の1〜4容量部とを溶り1の主体としている水溶液
でなる酸性水溶液、5〜40%濃度の塩酸を溶質の主体
としている水溶液でなる酸性水溶液、10〜50層濃度
の水酸化カリ1クムを溶質の主体としている水溶液でな
るアルカリ性水溶液、及び10〜50層濃度の水酸化ナ
トリウムを溶質の主体としている水溶液でなるアルカリ
性水溶液中の何れか1つとした。64 However, in this case, when the metal layer 4 is an A1 layer, the electrolyte 11 made of an acidic or alkaline aqueous solution is
It is an aqueous solution whose main solute is phosphoric acid with a concentration of 80%.
Acidic aqueous solution, 50 to 80 layer concentration of phosphoric acid, 15 to 20
part by volume and 1 to 4 parts by volume of nitric acid with a concentration of 30 to 60 layers as the main solute, an acidic aqueous solution consisting of 50 to 60 parts by volume;
Dissolve 15 to 20 volume parts of 80 layer concentration phosphoric acid, 1 to 4 volume ω volume of 30 to 60 layer concentration nitric acid, and 1 to 4 volume parts of 70 to 100% 81 degree acetic acid as the main body of 1. An acidic aqueous solution consisting of an aqueous solution containing hydrochloric acid as the main solute at a concentration of 5 to 40%, an alkaline aqueous solution consisting of an aqueous solution containing 1 cum of potassium hydroxide as the main solute at a concentration of 10 to 50%, and One of the alkaline aqueous solutions containing sodium hydroxide as the main solute with a concentration of 10 to 50 layers was used.
また、酸性またはアルカリ性水溶液でなる電解液11を
、金属層4がAl−5*合金層でなる場合、50〜80
層濃度の燐酸を溶質の主体としている水溶液でなる酸性
水溶液、50〜80層濃度の燐酸の15〜20容ω部と
、30〜60層濃度の硝酸の1〜4容量部との混合水溶
液でなる酸性水溶液、及び50〜80%濃1哀の燐酸の
15〜20容量部と、30〜60m度の硝酸の1〜4容
量部と、70〜100%濃度の1〜4容量部とを溶質の
主体としている水溶液でなる酸性水溶液中の何れか1つ
とした。In addition, when the metal layer 4 is an Al-5* alloy layer, the electrolytic solution 11 made of an acidic or alkaline aqueous solution is
An acidic aqueous solution consisting of an aqueous solution containing phosphoric acid with a layer concentration as the main solute, a mixed aqueous solution of 15 to 20 parts by volume of phosphoric acid with a layer concentration of 50 to 80 layers, and 1 to 4 parts by volume of nitric acid with a layer concentration of 30 to 60 layers. and 15 to 20 parts by volume of 50 to 80% concentrated phosphoric acid, 1 to 4 parts by volume of 30 to 60% nitric acid, and 1 to 4 parts by volume of 70 to 100% concentration as solutes. Any one of acidic aqueous solutions consisting mainly of
さらに、酸性またはアルカリ性水溶液でなる電解液11
を、金属層4がAl−Cu合金層でなる場合、50〜8
0%濃麿の燐酸を溶質の主体としている水溶液でなる酸
性水溶液、50〜80%Ig!1の燐酸の15〜20容
量部と、30〜60層濃度の硝酸の1〜4容口部とを溶
質の主体としている水溶液でなる酸性水溶液、及び50
〜80層濃度の燐酸の15〜20容量部と、30〜60
層濃度の硝酸の1〜4容聞部と、70〜100%濃度の
酢酸の1〜4容量部とを溶質の主体としている水溶液で
なる酸性水溶液中の何れか1つとした。Furthermore, an electrolytic solution 11 made of an acidic or alkaline aqueous solution
is 50 to 8 when the metal layer 4 is an Al-Cu alloy layer.
An acidic aqueous solution containing 0% concentrated phosphoric acid as the main solute, 50-80% Ig! An acidic aqueous solution containing as main solutes 15 to 20 parts by volume of phosphoric acid No. 1 and 1 to 4 parts by volume of nitric acid at a concentration of 30 to 60 layers;
15-20 parts by volume of phosphoric acid at ~80 layer concentration and 30-60
One of the acidic aqueous solutions containing 1 to 4 parts by volume of nitric acid at a layer concentration and 1 to 4 parts by volume of acetic acid at a concentration of 70 to 100% as main solutes was used.
なおさらに、酸性またはアルカリ性水溶液でなる電解液
11を、金属層4がCl3層でなる場合、40〜96層
濃度の硫酸を溶質の主体としている水溶液でなる酸性水
溶液とした。Furthermore, when the metal layer 4 is a Cl3 layer, the electrolytic solution 11 made of an acidic or alkaline aqueous solution is an acidic aqueous solution containing sulfuric acid as a main solute with a concentration of 40 to 96 layers.
また、酸性またはアルカリ性水溶液でなる電解液11を
、金属層4が01層でなる場合、5〜40%濃度の塩酸
を溶質の主体どしている水溶液でなる酸性水溶液とした
。Further, when the metal layer 4 is an 01 layer, the electrolytic solution 11 made of an acidic or alkaline aqueous solution is an acidic aqueous solution containing hydrochloric acid with a concentration of 5 to 40% as the main solute.
然るどきは、金属層4のマスク層5にJ:ってマスクさ
れていない領域が陽極として作用し、また、電極13が
陰極として作用して、金属層4が、マスク層5によって
マスクされていない領域において、第3図Aに示Jエツ
チングされていない状態から、第3図Bで一般的に示す
ような、表面からエツチングされつつある状態を経て、
第3図Cで一般的に示ずように、全厚さに亘ってエツチ
ングされて、パターン化された金属層7が、マスク層5
下に形成されることを確認するに到った。但し、この場
合、電極13を白金でなるものとした。In that case, the unmasked region J: of the mask layer 5 of the metal layer 4 acts as an anode, and the electrode 13 acts as a cathode, so that the metal layer 4 is masked by the mask layer 5. 3A, to a state where the surface is being etched as generally shown in FIG. 3B.
As generally shown in FIG. 3C, a patterned metal layer 7 is etched through the entire thickness of the mask layer 5.
We have confirmed that it is formed below. However, in this case, the electrode 13 was made of platinum.
また、本発明者は、上述した電解エツチングを、パター
ン化されるべき金属層4と電極13との間に接続してい
る直流電源14を直流定電流源とし、そして金属層4の
、マスク層5によってマスクされていない領域と、電極
13との間の電圧V(ボルト)を、電圧計15を用いて
測定しながら行った。In addition, the present inventor carried out the above-mentioned electrolytic etching by using the DC power supply 14 connected between the metal layer 4 to be patterned and the electrode 13 as a DC constant current source, and using the mask layer of the metal layer 4 as a constant current source. The voltage V (volt) between the area not masked by the electrode 13 and the electrode 13 was measured using a voltmeter 15.
然るとぎは、時間t(分)に対Jる電圧■の関係が、第
4図に示すように、時点[、までの間においては、電圧
Vが時間tと共に僅かづつ上昇するが、時点貼から電圧
Vが急激に大になるものとして得られた。The reason for this is that the relationship between the voltage V and the time t (minutes) is as shown in Fig. It was obtained that the voltage V suddenly increased from the pasting.
さらに、本発明者は、上述した時間tに対Jる電圧■の
関係と、金属層4の、マスク層5によってマスクされて
いない領域のエツチングの状態とを調べた結果、電圧V
が時間tと共に僅かづつ上昇している凸点販までの間に
おいては、金属層4の、マスク層5によってマスクされ
ていない領域が、時I!iItと共に表面からエツチン
グされるが、時点tαに達すれば、金属層4の、マスク
層5によってマスクされていない領域が、その全厚さに
亘ってエツチングされ、第3図Cで一般的に示J−よう
に、パターン化された金属層7が得られていることを確
認するに到った。Furthermore, as a result of investigating the relationship between the voltage (J) and the time t described above and the state of etching in the region of the metal layer 4 that is not masked by the mask layer 5, the inventor found that the voltage V
Until the convex point where I! increases little by little with time t, the area of the metal layer 4 that is not masked by the mask layer 5 becomes I! iIt is etched from the surface, but once the time tα is reached, the area of the metal layer 4 not masked by the mask layer 5 is etched over its entire thickness, generally shown in FIG. 3C. It was confirmed that a patterned metal layer 7 was obtained as shown in J-.
なおさらに、本発明者は、上述した電解エツチングを、
上述した電圧Vが、急激に大になる時点tcL即ち金属
層4の、マスク層5によってマスクされていないrA域
が、その全厚さに亘つCエツチングされる時点まで行っ
て、上述したパターン化された金属層7を形成する場合
、そのパターン化されたアルミニウム層7は、一般に、
その側面が、第3図Cでマスク層5の側面より内側にあ
るものとして示されているように、サイドエツチングさ
れたものとして得られていることを確認するに到った。Furthermore, the present inventor has proposed that the above-mentioned electrolytic etching,
The process continues until the point tcL when the voltage V described above suddenly increases, that is, the point where the rA region of the metal layer 4 that is not masked by the mask layer 5 is C-etched over its entire thickness, and the pattern described above is etched. When forming a patterned metal layer 7, the patterned aluminum layer 7 is generally
It has been confirmed that the side surface is side-etched, as shown in FIG. 3C as being inside the side surface of the mask layer 5.
また、本発明者は、上述しtc電解エツチングを、直流
電源14.、を上述したように直流定電流源とし、また
電解液11の温度T(℃)を一定温度Te (℃)と
して、直流電源14がら基板体6における金属層4、及
び電極13を通って、電解液11に流れる電流1(mA
)を変え、従って、金属層4に流れる電流の密度J(I
IIA/−cn+’ )を変えて、上述した電圧Vが、
急激に大になる時点を化まで、即ち金属層4の、マスク
層5によってマスクされていない領域が、その全厚さに
亘ってエツチングされる時点まで行って、上述したパタ
ーン化された金F1.fFt7を形成し、そして、その
金属層7がサイドエツチングされている量即ちサイドエ
ツチングff1Y(μm)を測定した。Further, the present inventor has also performed the above-mentioned TC electrolytic etching using the DC power source 14. , as mentioned above, is a DC constant current source, and the temperature T (°C) of the electrolytic solution 11 is set as a constant temperature Te (°C), and the DC power supply 14 passes through the metal layer 4 on the substrate body 6 and the electrode 13, Current 1 (mA) flowing through electrolyte 11
), and therefore the density of the current flowing through the metal layer 4 J(I
IIA/-cn+'), the voltage V mentioned above becomes
The point of sudden increase in size is carried out until the point at which the area of the metal layer 4 not masked by the mask layer 5 is etched over its entire thickness to form the patterned gold F1 described above. .. fFt7 was formed, and the side etching amount of the metal layer 7, that is, the side etching ff1Y (μm) was measured.
然るときは、電解液11の温度■をパラメータとする電
流密度Jに対する上述したサイドエツチング量Yの関係
が、一般に、第5図に示すように得られた。なお、第5
図に示されている温度T、及びT2は、T1〈T2なる
関係を有する。In such cases, the relationship between the above-mentioned side etching amount Y and the current density J, with the temperature (2) of the electrolytic solution 11 as a parameter, was generally obtained as shown in FIG. In addition, the fifth
The temperatures T and T2 shown in the figure have a relationship of T1<T2.
よって、第5図に示り測定結果から、電解液11の温度
Tを一定温度Te (℃)とした場合、電流密度Jを
人とすれば、上述したサイドエツチング量Yが小になる
ことを確認するに到った。Therefore, from the measurement results shown in FIG. 5, if the temperature T of the electrolytic solution 11 is a constant temperature Te (°C), and the current density J is human, it can be seen that the side etching amount Y described above becomes small. I came to confirm.
また、このように電流密度Jが大になるように、電解液
11に流れる電流を大とずれば、サイドエツチングff
1Yが小となるものとして得られるのは、電流密度Jを
大とすれば、金属層4と電極13との間の電界強度が、
主として、金属層4と電極13とを結ぶ方向に関し、他
の方向に比し格段的に強くなり、このため、金属層4の
マスク層5ににってマスクされていない領域が厚ざ方向
にエツチングされる速度と、面方向にエツチングされる
速度との比が人になるからであることも確認するに到っ
た。Furthermore, if the current flowing through the electrolytic solution 11 is increased so that the current density J is increased in this way, side etching ff
1Y is small. If the current density J is increased, the electric field strength between the metal layer 4 and the electrode 13 is
Mainly, the strength is much stronger in the direction connecting the metal layer 4 and the electrode 13 than in other directions, and as a result, the area of the metal layer 4 that is not masked by the mask layer 5 is strengthened in the thickness direction. We have also confirmed that this is because the ratio between the etching speed and the etching speed in the plane direction varies.
さらに、電流密度Jを一定とした場合、電解′a11の
温度Tを低くすれば、上述したサイドエツチングωYが
小になることを確認するに到つ lこ 。Furthermore, it has been confirmed that when the current density J is kept constant, the above-mentioned side etching ωY can be reduced by lowering the temperature T of the electrolyte 'a11.
ナa5さらに、上述したサイドエツチングωYを同じ値
で得るにつき、電解液11の湿度Tを高くすれば、これ
に応じて電流密度Jを大にすればよいことも確認するに
到った。Furthermore, it has been confirmed that in order to obtain the above-mentioned side etching ωY at the same value, if the humidity T of the electrolytic solution 11 is increased, the current density J can be increased accordingly.
また、第5図に示す測定結果から、上)ホしたサイドエ
ツチングIYの値が零になるときの、電W?、液11の
温度下に対する電流密度Jの関係が、第6図に示すよう
に、温度T /fi TおよびT2でなる場合において
、電流密度Jが、それぞれJl及びJ2の値で得られる
こと、及び上述したように、電解液11の温度Tを一定
とした場合、電流密度Jを大とすれば、上述したサイド
エツチングIYが小になることから、上述した電解エツ
チングを、電解液1.1の温度下を温度Te(’C)に
し、また電流密度Jを、
le =a −Je−+1+・・・・・・・・・・・・
・・・(1a )a−((T2−T、) / L12−
J、) )×(1±0.1)・・・・・・・・・・・・
(1b)b−((T、J2− T2J、) / (J2
− J、) )×(1±0.1)・・・・・・・・・・
・・(1c)で与えられる電流密度Je (In A
/cm’ )以上の電流密度にして行えば、上述したパ
ターン化された金属層7が、第7図に示Jように、上述
したサイドエツチングMYが略々零であるものとして形
成されることも確認するに到った。Also, from the measurement results shown in Fig. 5, when the value of side etching IY shown in (above) becomes zero, the electric current W? , when the relationship between the current density J and the temperature of the liquid 11 is the temperature T /fi T and T2 as shown in FIG. 6, the current density J is obtained at the values of Jl and J2 respectively; As mentioned above, when the temperature T of the electrolytic solution 11 is constant and the current density J is increased, the above-mentioned side etching IY becomes smaller. The temperature below is set to Te ('C), and the current density J is le = a -Je-+1+...
...(1a)a-((T2-T,)/L12-
J,) )×(1±0.1)・・・・・・・・・・・・
(1b) b-((T, J2- T2J,) / (J2
- J,) )×(1±0.1)・・・・・・・・・・
...Current density Je (In A) given by (1c)
/cm') or more, the patterned metal layer 7 described above is formed with the side etching MY being approximately zero, as shown in FIG. 7. I also came to confirm that.
さらに、電解液11の温度Tに対する電流密度Jの関係
が、第6図に示すように得られること、及び、上述した
ように、電流密度Jを一定電流密度Je (m A/
cm’ )とした場合、電解液11の温度Tを低くJれ
ば、上述したサイドエツチングff1Yが小になること
から、上述した電解エツチングを、電流密度JをJe(
nlA/cm’ )にし、電解液11の湿度−1−を、
l−e =a−Je +b・・・・・・・・・・・・・
・・(2a)a−((T2T+) / (J2 Jl
) )×(1±0.1)・・・・・・・・・・・・(2
b)b −((T、J2−12J、) / (J2−
J、) )×(1±0.1)・・・・・・・・・・・・
(2C)で与えられる温度Te (℃)以下の温度に
して行えば、上述したパターン化された金属層7が、第
7図に示すように、上述したサイドエツチングff1Y
が略々零であるものとして形成されることも確認ず4に
到った。Furthermore, the relationship between the current density J and the temperature T of the electrolytic solution 11 is obtained as shown in FIG.
cm'), the lower the temperature T of the electrolytic solution 11, the smaller the above-mentioned side etching ff1Y becomes.
nlA/cm'), and the humidity of the electrolyte 11 is -1-,
le-e =a-Je +b・・・・・・・・・・・・・
...(2a) a-((T2T+) / (J2 Jl
))×(1±0.1)・・・・・・・・・・・・(2
b) b - ((T, J2-12J,) / (J2-
J,) )×(1±0.1)・・・・・・・・・・・・
If etching is performed at a temperature below the temperature Te (°C) given by (2C), the above-mentioned patterned metal layer 7 will be etched by the above-mentioned side etching ff1Y, as shown in FIG.
4 without confirming that it is formed as approximately zero.
よって、本発明者は、特許請求の範囲記載の発明を、本
発明による発明として提案するに到った。Therefore, the present inventor has proposed the invention described in the claims as an invention according to the present invention.
以上で、本発明によるパターン化された金属層を形成す
る方法が明らかとなった。The method of forming a patterned metal layer according to the invention has now been clarified.
゛このような本発明による方法によれば、パターン化さ
れるべき金属層に対する、パターン化されたマスク層を
マスクとした電解エツチングをする工程において、電解
エツチングを、陽極どしてのパターン化されるべき冷−
底層と、これに対する陰極電極との間の電圧が急激に人
になる゛時点までおこなっているので、形成されるパタ
ーン化された金属層のサイドエツチングQを、第5図で
上述したところから明らかなにうに、電解液の温度Tと
電流密度Jとによって、予測することができる。According to the method according to the present invention, in the step of electrolytically etching a metal layer to be patterned using a patterned mask layer as a mask, the electrolytic etching is carried out using an anode, etc. Should be cold-
The side etching Q of the patterned metal layer formed is clearly seen in Figure 5 above, as the voltage between the bottom layer and the corresponding cathode electrode is rapidly increasing to the point where it becomes negative. It can be predicted based on the temperature T and current density J of the electrolytic solution.
一方、陽極としてのパターン化されるべき金属層と、こ
れに対する陰極電極との間の電圧が急激に人になる時点
は、これを、種々の電圧検出器によって、容易に検出し
得、また、その電圧検出器の出力によって、陽極として
の金属層と、これに対する陰極電極との間に接続してい
る直流定電流源をオフにしたり、直流定電流源と、陽極
としての金属層または陰極電極との間の線路を切断した
りするという簡易な手段によって、上述した電解エツチ
ングを、陽極としてのパターン化されるべき金属層と、
これに対する陰極電極との間の電圧が急激に大になる時
点で、直ちに且つ容易に終了させることができる。On the other hand, the point at which the voltage between the metal layer to be patterned as anode and its cathode electrode suddenly increases can be easily detected by various voltage detectors, and Depending on the output of the voltage detector, the DC constant current source connected between the metal layer as an anode and the corresponding cathode electrode can be turned off, or the DC constant current source connected between the metal layer as an anode or the cathode electrode can be turned off. The above-mentioned electrolytic etching can be carried out by simple means such as cutting the line between the metal layer to be patterned as an anode and the metal layer to be patterned as an anode.
When the voltage between this and the cathode electrode suddenly increases, it can be immediately and easily terminated.
従って、本発明によるパターン化された金属層を形成す
る方法ににれば、パターン化されるべき金属層上にパタ
ーン化されたマスク層を形成する工程において、そのパ
ターン化されたマスクを、予測されるサイドエツチング
MYを見込んで形成することにより、パターン化された
金属層を、所期のパターンを有するものとして再現性良
く、微細に、高精度に、容易に形成り−ることが出来る
、という特徴を有する。Therefore, according to the method of forming a patterned metal layer according to the present invention, in the step of forming a patterned mask layer on the metal layer to be patterned, the patterned mask is By taking into account the side etching MY that will occur, it is possible to easily form a patterned metal layer with a desired pattern with good reproducibility, finely, and with high precision. It has the following characteristics.
また、本発明によるパターン化された金属層を形成する
方法によれば、上述した電解エツチングをする工程にお
いて、その電解エツチングを、電解液の湿度Tを温度T
e (℃)にし、電流密度Jを、上述した(1a)〜
(1C)式で与えられる電流密度Je (m A/C
m’ )以上の電流密度にして行えば、または、電流密
度Jを電流密度JO(III A/Cl1l’ )にし
、電解液の温度Tを、上述した(2a)〜(2C〉式で
与えられる温度Te (℃)以下の温度にして行えば
、パターン化された金属層が、サイドエツチング量Yが
略々零であるものとして形成される。Further, according to the method of forming a patterned metal layer according to the present invention, in the above-mentioned electrolytic etching step, the electrolytic etching is performed by changing the humidity T of the electrolytic solution to the temperature T.
e (°C), and the current density J is set to (1a) ~
Current density Je (m A/C
m' ) or higher, or by setting the current density J to the current density JO (III A/Cl11' ), the temperature T of the electrolyte can be given by the above equations (2a) to (2C). If the etching is carried out at a temperature equal to or lower than the temperature Te (° C.), a patterned metal layer is formed in which the side etching amount Y is approximately zero.
このl〔め、本発明によるパターン化された金属層を形
成する方法によれば、パターン化されたマスク層を形成
する工程において、そのマスク層を、形成せんとするパ
ターン化された金属層の所期のパターンと同じパターン
に形成し、また、上述した電解エツチングの工程におい
て、電解液の温度Tを温度Teとするとき、電流密度J
を上述した(la)−(lcン式で与えられる電流密麿
Je以−Lの電流密度にし、または、電流密度Jを電流
密度Jeとするとき、電解液の温度Tを上述した(2a
)〜(2C)式で与えられる温度Te以上の温度にする
ことににって、パターン化された金属層を、所期のパタ
ーンを有する。ものとして、再現性良く、微細に、高V
4度に、容易に形成することができるという特徴を有す
る。For this reason, according to the method for forming a patterned metal layer according to the present invention, in the step of forming a patterned mask layer, the mask layer is used as a layer of the patterned metal layer to be formed. In the electrolytic etching process described above, when the temperature T of the electrolytic solution is set to the temperature Te, the current density J
When the current density J is given by the above-mentioned (la)-(lc equation) or the current density J is the current density Je, the temperature T of the electrolyte is set to the above-mentioned (2a)
) to (2C), the patterned metal layer has a desired pattern by increasing the temperature to a temperature equal to or higher than the temperature Te given by equations (2C). As a product, with good reproducibility, fine detail, and high V
It has the characteristic that it can be easily formed.
また、本発明によるパターン化された金属層を形成する
方法ににって形成される、パターン従って、本発明は、
これを、半導体集積回路装置の配線層を形成する場合、
半導体集積回路装置を製造する場合に用いるマスク層を
形成づ−る場合に適用して極めて好適である、という特
徴を有する。The present invention also provides a pattern formed by the method of forming a patterned metal layer according to the present invention.
When forming a wiring layer of a semiconductor integrated circuit device,
It is characterized in that it is extremely suitable for application when forming a mask layer used in manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
次に、本発明の実施例を述べよう。Next, an example of the present invention will be described.
実施例1−1
第1図Aで上述したと同様に、基板1上に絶縁層2を形
成している絶縁性基板3を予め用意した。但し、この場
合、基板1を、表面積が約40.0 cm’のシリコ
ンでなるものとした。また、絶縁層2を酸化シリコン(
S!02)でなるものとした。Example 1-1 As described above with reference to FIG. 1A, an insulating substrate 3 having an insulating layer 2 formed on the substrate 1 was prepared in advance. However, in this case, the substrate 1 was made of silicon and had a surface area of about 40.0 cm'. In addition, the insulating layer 2 is made of silicon oxide (
S! 02).
然して、絶縁性基板3の絶縁層2土に、第1図Bで上述
したと同様に、パターン化されるべき金属層4を形成し
た。但し、この場合、金属層4を蒸着によって、1μm
の厚さを有するA1層でなるものどじで形成した。Thus, a metal layer 4 to be patterned was formed on the insulating layer 2 of the insulating substrate 3 in the same manner as described above with reference to FIG. 1B. However, in this case, the metal layer 4 is deposited to a thickness of 1 μm.
It was formed using monodoji consisting of an A1 layer having a thickness of .
次に、このAIFtでなる金属層4上に、第1図Cで上
述したと同様に、パターン化されたマスク層5を形成し
た。但し、この場合、マスク層5を、A1層でなる金属
層4上に、フォトレジスト層を形成し、そのフォトレジ
スト層に対Jるフォトマスクを用いた露光、続く現像処
理をなすことによって、フォトレジストでなるものどし
て形成した。Next, a patterned mask layer 5 was formed on the metal layer 4 made of AIFt in the same manner as described above with reference to FIG. 1C. However, in this case, the mask layer 5 is formed by forming a photoresist layer on the metal layer 4 made of the A1 layer, exposing the photoresist layer to light using a photomask, and then performing a development process. It was formed using photoresist.
このようにして、第1図Cで上述したと同様に、絶縁性
基板3上にパターン化されるべきA1層でなる金属層4
が形成され、そのA1層でなる金属層4上にパターン化
されたマスク層5が形成されている基板体6を得た。In this way, the metal layer 4 consisting of the A1 layer to be patterned on the insulating substrate 3, as described above in FIG. 1C.
A substrate body 6 was obtained in which a patterned mask layer 5 was formed on a metal layer 4 made of the A1 layer.
次に、基板体6を、第2図で上述したと同様に、85%
溌度の燐酸液でなる燐酸のみを溶質とした水溶液でなる
電解液11を収容している槽12内に、A1層でなる金
属層4が、略々垂直面上に延長するように浸漬させ、ま
た、その槽12内に、白金でなる電極13を、基板体6
のA1層でなる金属層4と対向するように浸漬させ、然
して、基板体6におりるパターン化されるべき金属層4
を、マスク層5によってマスクされていない領域におい
て、直流定電流源でなる直流電源14の正極側に接続し
、また、電極13を、直流電源14の負極側に接続して
、A1層でなる金属層4に対する、上述した燐酸を溶質
としている水溶液でなる電解液11を用いた電解エツチ
ングを、A1層でなる金属層4ど電極13との間の電圧
■が急激に大になる時点までなし、パターン化されたA
1層でなる金属層7を得た。Next, the substrate body 6 is heated to 85% as described above in FIG.
The metal layer 4 made of the A1 layer is immersed in a tank 12 containing an electrolyte 11 made of an aqueous solution containing only phosphoric acid as a solute and made of a hot phosphoric acid solution so as to extend substantially on a vertical plane. In addition, an electrode 13 made of platinum is placed in the tank 12, and a substrate body 6 is placed inside the tank 12.
The metal layer 4 to be patterned is immersed so as to face the metal layer 4 made of the A1 layer of
is connected to the positive electrode side of a DC power source 14, which is a DC constant current source, in the area not masked by the mask layer 5, and the electrode 13 is connected to the negative electrode side of the DC power source 14, and the electrode 13 is formed of an A1 layer. The metal layer 4 is not subjected to electrolytic etching using the electrolytic solution 11 made of an aqueous solution containing phosphoric acid as a solute until the voltage between the metal layer 4 made of the A1 layer and the electrode 13 suddenly increases. , patterned A
A metal layer 7 consisting of one layer was obtained.
但し、この場合、電解液11の温度を20.0℃とし、
また電解液11に通ずる電流を50,0111Aとし、
従って、A1層でなる金B層4に通ずる電流密度を、1
.25 (−50,0111A / 40.Ocm’
)mA/c…2とした。However, in this case, the temperature of the electrolytic solution 11 is 20.0°C,
Also, the current flowing through the electrolyte 11 is 50,0111A,
Therefore, the current density passing through the gold B layer 4 made of the A1 layer is 1
.. 25 (-50,0111A / 40.Ocm'
) mA/c...2.
然るときは、パターン化されたA1層でなる金属層7が
、サイドエツチングmが略々零であるものとして形成さ
れた。In that case, a metal layer 7 consisting of a patterned A1 layer was formed with a side etching m of approximately zero.
実施例1−2
上述した本発明の実施例1−1の場合と同様の、絶縁性
基板3上にパターン化されるべきA1層でなる金属層4
が形成され、そのA1層でなる金属層4上にパターン化
されたマスク層5が形成されている基板体6を’451
1こ。Example 1-2 Similar to the case of Example 1-1 of the present invention described above, a metal layer 4 made of the A1 layer to be patterned on an insulating substrate 3
was formed, and a patterned mask layer 5 was formed on the metal layer 4 made of the A1 layer.
1 piece.
次に、上述した本発明の実施例1−1の場合における電
解液11を、85%淵以の燐酸液の16容量部でなる燐
酸と、60%濃度の硝酸液の1容量部でなる硝酸とを溶
質とした水溶液でなるものに変更したことを除いては、
上述した本発明の実施例1−1の場合と同様の電解エツ
チングを、上述した本発明の実施例1−1の場合と同様
になして、パターン化されたA1層でなる金属層7を得
た。Next, the electrolytic solution 11 in the case of Example 1-1 of the present invention described above was mixed with phosphoric acid consisting of 16 parts by volume of a phosphoric acid solution having a concentration of 85% or more and nitric acid consisting of 1 part by volume of a nitric acid solution having a concentration of 60%. Except for changing it to an aqueous solution with and as a solute,
The same electrolytic etching as in Example 1-1 of the present invention described above was carried out in the same manner as in Example 1-1 of the present invention described above to obtain the metal layer 7 made of the patterned A1 layer. Ta.
但し、この場合、電解液の温度を33.0℃とし、また
電解液11に通じる電流を240.0111Aとし、A
1層でなる金属層4に通じる電流密度を6.0(= 2
40.OmA / 40.0cm’ ) m A /
cm’ とした。However, in this case, the temperature of the electrolytic solution is 33.0°C, the current flowing through the electrolytic solution 11 is 240.0111A, and A
The current density flowing through the metal layer 4 consisting of one layer is set to 6.0 (= 2
40. OmA / 40.0cm') mA /
cm'.
然るときは、上述した本発明の実施例1−1の場合と同
様に、パターン化されたA1層でなめ金FA層7が、サ
イドエツチング量が略々零であるものとして形成された
。In this case, as in the case of Example 1-1 of the present invention described above, the laminar FA layer 7 was formed of the patterned A1 layer with the amount of side etching being approximately zero.
実施例1−3
上述した本発明の実施例1−1の場合と同様の、絶縁性
基板3上にパターン化されるべきA1層でなる金属層4
が形成され、その金属層4上にパターン化されたマスク
層5が形成されている基板体6を得た。Example 1-3 Similar to the case of Example 1-1 of the present invention described above, metal layer 4 made of A1 layer to be patterned on insulating substrate 3
A substrate body 6 was obtained in which a patterned mask layer 5 was formed on the metal layer 4.
次に、上述した本発明の実施例1−1の場合における電
解液11を、85%濃度の燐酸液の16容足部でなる燐
酸と、60%濃度の硝酸液の1容司部でなる硝酸と、9
6%濃度の酢酸液の1古註部でなる酢酸とを溶質とした
水溶液でなるものに変更したことを除いては、上述した
本発明の実施例1−1の場合と同様の電解エツチングを
、上述した本発明の実施例1−1の場合と同様になして
、パターン化されたA1層でなる金属層7を得た。Next, the electrolytic solution 11 in the case of Example 1-1 of the present invention described above is made of phosphoric acid consisting of 16 parts of a 85% concentration phosphoric acid solution and 1 part of a 60% concentration nitric acid solution. Nitric acid and 9
Electrolytic etching was carried out in the same manner as in Example 1-1 of the present invention described above, except that the aqueous solution was changed to an aqueous solution containing acetic acid as a solute, which is an acetic acid solution with a concentration of 6%. A metal layer 7 made of a patterned A1 layer was obtained in the same manner as in Example 1-1 of the present invention described above.
然るときは、上)ホした本発明の実施例1−1の場合と
同様に、パターン化されたAlICでなる金属層7が、
サイドエツチング量が略々零であるものとして形成され
た。In such a case, as in the case of Example 1-1 of the present invention described above, the patterned metal layer 7 made of AlIC,
It was formed so that the amount of side etching was approximately zero.
実施例1−4
上述した実施例1〜1の場合と同様の、絶縁性基板3上
にパターン化されるべぎA1層でなる金属層4が形成さ
れ、その金属層4上にパターン化されている基板体6を
得た。Example 1-4 Similar to the cases of Examples 1 to 1 described above, a metal layer 4 made of a layer A1 to be patterned is formed on an insulating substrate 3, and a patterned metal layer 4 is formed on the metal layer 4. A substrate body 6 was obtained.
次に、上述した本発明の実施例1−1の場合における電
解液11を、5〜40%濃度の塩酸(+−ICI)を溶
質とした水溶液でなるものに変更したことを除いては、
上述した本発明の実施例1−1の場合と同様の電解エツ
チングを、上述した本発明の実施例1−1の場合と同様
になして、パターン化されたA1層でなる金属層7を得
た。Next, except that the electrolytic solution 11 in the case of Example 1-1 of the present invention described above was changed to an aqueous solution containing hydrochloric acid (+-ICI) at a concentration of 5 to 40% as a solute,
The same electrolytic etching as in Example 1-1 of the present invention described above was carried out in the same manner as in Example 1-1 of the present invention described above to obtain the metal layer 7 made of the patterned A1 layer. Ta.
但し、この場合、電解液11の温度を33.0℃とし、
また電解液11に通ずる電流を200.0 mAとし、
従ってA1層でなる金属層4に通ずる電流密度を、5.
0 (= 200.0111 A / 40.Ocm’
)mA/Cl11′トシタ。However, in this case, the temperature of the electrolytic solution 11 is 33.0°C,
In addition, the current flowing through the electrolyte 11 is 200.0 mA,
Therefore, the current density flowing through the metal layer 4 made of the A1 layer is set to 5.
0 (= 200.0111 A / 40.Ocm'
)mA/Cl11'Toshita.
然るときは、パターン化されたアルミニウム層7が、サ
イドエツチングmが略々雪であるものとして形成された
。In that case, a patterned aluminum layer 7 was formed in which the side etchings m were approximately snow.
実施例1〜5
上述した実施例1−1の場合と同様の、絶縁性基板3上
にパターン化されるべきA1層でなる金属層4が形成さ
れ、その金属層4上にパターン化されている基板体6を
得た。Examples 1 to 5 Similar to the case of Example 1-1 described above, a metal layer 4 made of the A1 layer to be patterned is formed on an insulating substrate 3, and a pattern is formed on the metal layer 4. A substrate body 6 was obtained.
次に、上述した本発明の実施例1−1の場合におりる電
解液11を、10〜50%濃度の水酸化カリウム(KO
日)を溶質とした水溶液でなるものに変更したことを除
いては、上述した本発明の実施例1−1の場合ど同様の
電解エツチングを、上述した本発明の実施例1−1の場
合と同様になして、パターン化されたAl11Efでな
る金属層7を得た。Next, the electrolytic solution 11 in the case of Example 1-1 of the present invention described above was mixed with potassium hydroxide (KO) with a concentration of 10 to 50%.
The same electrolytic etching as in Example 1-1 of the present invention described above was carried out in the case of Example 1-1 of the present invention described above, except that the etching was changed to an aqueous solution containing a solute. In the same manner as above, a patterned metal layer 7 made of Al11Ef was obtained.
但し、この場合、電解液11の温度を33.0℃とし、
また電解液11に通ずる電流を160.0 mAとし、
従ってアルミニウム層4に通ずる電流密度を、4.0(
= 160.Om A/40.0cm’ ) mA/
cm’ とした。However, in this case, the temperature of the electrolytic solution 11 is 33.0°C,
In addition, the current flowing through the electrolyte 11 is 160.0 mA,
Therefore, the current density passing through the aluminum layer 4 is set to 4.0(
= 160. Om A/40.0cm') mA/
cm'.
然るときは、パターン化されたアルミニウム層7が、サ
イドエツチング量が略々零であるものとして形成されl
〔。In such a case, the patterned aluminum layer 7 is formed with approximately zero side etching amount.
[.
実施例1−6
上述した実施例1−1の場合と同様の、絶縁性基板3上
にパターン化されるべきA1層でなる金属層4が形成さ
れ、その金属層4上にパターン化されている基板体6を
得た。Example 1-6 Similar to the case of Example 1-1 described above, a metal layer 4 made of the A1 layer to be patterned was formed on an insulating substrate 3, and a pattern was formed on the metal layer 4. A substrate body 6 was obtained.
次に、上述した本発明の実施例1−1の場合における電
解液11を、10〜50%濃度の水酸化すトリウム(N
a OH>を溶質とした水溶液でなるものに変更したこ
とを除いては、上述した本発明の実施例1−1の場合と
同様の電解エツチングを、上述した本発明の実施例1−
1の場合と同様になして、パターン化されたA1層でな
る金属層7を得た。Next, the electrolytic solution 11 in the case of Example 1-1 of the present invention described above was mixed with thorium hydroxide (N
The same electrolytic etching as in Example 1-1 of the present invention described above was carried out in Example 1-1 of the present invention described above, except that the etching was changed to an aqueous solution containing a OH> as a solute.
In the same manner as in Example 1, a metal layer 7 made of a patterned A1 layer was obtained.
但し、この場合、電解液11の温度を33.0℃とし、
また電解液11に通ずる電流を180.OIIIAとし
、従ってアルミニウム層4に通ずる電流密度を、4.5
(−180,0m A/40.0cm’ ) mA/
am’ とした。However, in this case, the temperature of the electrolytic solution 11 is 33.0°C,
Also, the current flowing through the electrolyte 11 is 180. OIIIA, and therefore the current density passing through the aluminum layer 4 is 4.5
(-180,0m A/40.0cm') mA/
am'.
然るときは、パターン化されたアルミニウム層7が、サ
イドエツチング量が略々零であるものとして形成された
。In that case, the patterned aluminum layer 7 was formed with approximately zero side etching.
実施例2−1
上述した本発明の実施例1−1における基板体6の金属
層4を、Al−3i合金層でなるものに変更したことを
除いては、上述した本発明の実施例1−1の場合と同様
の基板体6を得た。Example 2-1 Example 1 of the present invention described above except that the metal layer 4 of the substrate body 6 in Example 1-1 of the present invention described above was changed to one made of an Al-3i alloy layer. A substrate body 6 similar to that in case -1 was obtained.
次に、上述した本発明の実施例1〜1の場合と同様の電
解エツチングを、上述した本発明の実施例1−1の場合
と同様になして、パターン化されたAl−8i合金層で
なる金属層7を得た。Next, the patterned Al-8i alloy layer was subjected to the same electrolytic etching as in Examples 1-1 of the present invention described above, as in Example 1-1 of the present invention described above. A metal layer 7 was obtained.
然るときは、パターン化されたAl−8i合金層7が、
サイドエツチング量が略々零であるものとして形成され
た。In such a case, the patterned Al-8i alloy layer 7
It was formed so that the amount of side etching was approximately zero.
実施例2−2
上述した本発明の実施例2−1の場合と同様の、絶縁性
基板3上にパターン化されるべきAl−8i合金層でな
る金属層4が形成され、そのAl−8i合金層でなる一
金属層4上にパターン化されたマスク層5が形成されて
いる基板体6を得た。Example 2-2 Similar to the case of Example 2-1 of the present invention described above, a metal layer 4 made of an Al-8i alloy layer to be patterned is formed on an insulating substrate 3, and the Al-8i A substrate body 6 was obtained in which a patterned mask layer 5 was formed on a metal layer 4 made of an alloy layer.
次に、上述した本発明の実施例2−1の場合における電
解液11を、85%濃度の燐酸液の16容聞部でなる燐
酸と、60%濃度の硝酸液の1容量部でなる硝酸とを溶
質とした水溶液でなるものに変更したことを除いては、
上述した本発明の実施例2−1の場合と同様の電解エツ
チングを、上述した本発明の実施例2−1の場合と同様
になして、パターン化されたAI −81合金層でなる
金属層7を得た。Next, the electrolytic solution 11 in the case of Example 2-1 of the present invention described above was mixed with phosphoric acid consisting of 16 parts by volume of a phosphoric acid solution having a concentration of 85% and nitric acid consisting of 1 part by volume of a nitric acid solution having a concentration of 60%. Except for changing it to an aqueous solution with and as a solute,
The same electrolytic etching as in Example 2-1 of the present invention described above was carried out in the same manner as in Example 2-1 of the present invention described above to form a metal layer made of a patterned AI-81 alloy layer. I got a 7.
然るとぎは、上述した本発明の実施例2−1の場合と同
様に、パターン化されたAI −8i合金層でなる金属
層7が、サイドエツチングmが略々零であるものとして
形成された。This is because the metal layer 7 made of the patterned AI-8i alloy layer is formed so that the side etching m is approximately zero, as in the case of Example 2-1 of the present invention described above. Ta.
実施例2−3
上述した本発明の実施例2−1の場合と同様の、絶縁性
基板3上にパターン化されるべきAl−3i合金層でな
る金属層4が形成され、そのAl−8i合金層でなる金
属層4上にパターン化されたマスク層5が形成されてい
る基板体6を得た。Example 2-3 Similar to the case of Example 2-1 of the present invention described above, a metal layer 4 made of an Al-3i alloy layer to be patterned is formed on an insulating substrate 3, and the Al-8i A substrate body 6 was obtained in which a patterned mask layer 5 was formed on a metal layer 4 made of an alloy layer.
次に、上述した本発明の実施例2−1の場合にお【ノる
電解液11を、85%濃度の燐酸液の16容量部でなる
vA酸と、60%濃度の硝酸液の1容量部でなる硝酸と
、96%m度の酢酸液の1各回部でなる酢酸とを溶質と
した水溶液でなるものに変更したことを除いては、上述
した本発明の実施例2−1の場合と同様の電解エツチン
グを、上述した本発明の実施例2−1の場合と同様にな
して、パターン化されたAI −8i合金層でなる金属
層7を得た。Next, in the case of Example 2-1 of the present invention described above, the electrolyte 11 was mixed with vA acid consisting of 16 parts by volume of a 85% concentration phosphoric acid solution and 1 volume part of a 60% concentration nitric acid solution. In the case of Example 2-1 of the present invention described above, except that the solute was changed to an aqueous solution consisting of 1 part of nitric acid and 1 part of acetic acid of 96% acetic acid solution as solutes. The same electrolytic etching as in Example 2-1 of the present invention described above was carried out to obtain a metal layer 7 made of a patterned AI-8i alloy layer.
然るときは、上述した本発明の実施例1の場合と同様に
、パターン化されたAl−8i合金層でなる金属層7が
、サイドエツチング量が略々零であるものとして形成さ
れた。In this case, as in the case of Example 1 of the present invention described above, the metal layer 7 made of a patterned Al-8i alloy layer was formed so that the amount of side etching was approximately zero.
実施例3−1
上述した本発明の実施例1−1における基板体6の金属
層4を、Al−Cu金属層でなるものに変更したことを
除いては、上述した本発明の実施例1−1の場合と同様
の基板体6を得た。Example 3-1 Example 1 of the present invention described above except that the metal layer 4 of the substrate body 6 in Example 1-1 of the present invention described above was changed to one made of an Al-Cu metal layer. A substrate body 6 similar to that in case -1 was obtained.
次に、上述した本発明の実施例1−1の場合と同様の電
解エツチングを、上述した本発明の実施例1−1の場合
と同様になして、パターン化されたAl−Cu合金層で
なる金属層7を得た。Next, the same electrolytic etching as in Example 1-1 of the present invention described above was performed on the patterned Al-Cu alloy layer. A metal layer 7 was obtained.
但し、この場合、電解液11の温度を33.0℃とし、
また電解液11に通ずる電流を240.OmAとし、従
ってAl−Cu合金層4に通ずる電流密庶を、6.0(
= 240.0m A/40.0cm’ ) mA/C
l112 とした。However, in this case, the temperature of the electrolytic solution 11 is 33.0°C,
In addition, the current flowing through the electrolyte 11 is 240. OmA, and therefore the current density passing through the Al-Cu alloy layer 4 is 6.0(
= 240.0m A/40.0cm') mA/C
It was set as l112.
然るとぎは、パターン化されたAl−8m合金層7が、
サイドエツチング母が略々零であるものとして形成され
た。Then, the patterned Al-8m alloy layer 7 is
It was formed so that the side etching depth was approximately zero.
実施例3−2
上述した本発明の実施例3−1の場合と同様の、絶縁性
基板3上にパターン化されるべきAI−CU合金層でな
る金属層4が形成され、そのA−1−Cu合金層でなる
金属層4上にパターン化されたマスク層5が形成されて
いる基板体6を得た。Example 3-2 Similar to the case of Example 3-1 of the present invention described above, a metal layer 4 made of an AI-CU alloy layer to be patterned is formed on an insulating substrate 3, and its A-1 A substrate body 6 was obtained in which a patterned mask layer 5 was formed on a metal layer 4 made of a -Cu alloy layer.
次に、上述した本発明の実施例3−1の場合における電
解液11を、85%81度の燐酸液の16容量部でなる
燐酸と、60層濃度の硝酸液の1容量部でなる硝酸とを
溶質とした水溶液でなるものに変更したことを除いては
、上述した本発明の実施例3−1の場合と同様の電解エ
ツチングを、上述した本発明の実施例2−1の場合と同
様になしで、パターン化されたAI −CU合金層でな
る金属層7を得た。Next, the electrolytic solution 11 in the case of Example 3-1 of the present invention described above was mixed with phosphoric acid consisting of 16 parts by volume of a 85% 81 degree phosphoric acid solution and nitric acid consisting of 1 part by volume of a nitric acid solution having a concentration of 60%. The same electrolytic etching as in Example 3-1 of the present invention described above was carried out as in Example 2-1 of the present invention described above, except that the etching was changed to an aqueous solution containing as a solute. Similarly, a metal layer 7 consisting of a patterned AI-CU alloy layer was obtained.
然るときは、上述した本発明の実施例3−1の場合と同
様に、パターン化されたAI −Cu合金層でなる金属
層7が、す”イドエツチング量が略々零であるものとし
て形成された。In this case, as in the case of Example 3-1 of the present invention described above, it is assumed that the metal layer 7 made of the patterned AI-Cu alloy layer has an etching amount of approximately zero. Been formed.
実施例3−3
上述しl〔本発明の実施例3−1の場合と同様の、絶縁
性基板3上にパターン化されるべきAl−Cu合金層で
なる金属層4が形成され、そのAI−CLI合金層でな
る金属層4上にパターン化されたマスク層5が形成され
でいる基板体6を得た。Example 3-3 [Similar to the case of Example 3-1 of the present invention, a metal layer 4 made of an Al-Cu alloy layer to be patterned is formed on an insulating substrate 3, and its AI A substrate body 6 was obtained in which a patterned mask layer 5 was formed on a metal layer 4 made of a -CLI alloy layer.
次に、上述した本発明の実施例3−1の場合における電
解液11を、85層濃度の燐酸液の16容量部でなる燐
酸と、60%F!A度の硝酸液の1容量部でなる硝酸と
、96層濃度の酢酸液の1容量部でなる酢酸とを溶質と
した水溶液でなるものに変更したことを除いては、上述
した本発明の実施例3−1の場合と同様の電解エツチン
グを、上述した本発明の実施例3−1の場合と同様にな
して、パター′ン化されたAI −CU合金層でなる金
属層7を得た。Next, the electrolytic solution 11 in the case of Example 3-1 of the present invention described above was replaced with phosphoric acid consisting of 16 parts by volume of a phosphoric acid solution with a concentration of 85% and 60% F! The present invention as described above, except that the aqueous solution of the present invention was changed to an aqueous solution in which the solutes were nitric acid consisting of 1 part by volume of a nitric acid solution of degree A and acetic acid consisting of 1 part by volume of an acetic acid solution of 96 layer concentration. The same electrolytic etching as in Example 3-1 was carried out in the same manner as in Example 3-1 of the present invention described above to obtain the metal layer 7 made of a patterned AI-CU alloy layer. Ta.
然るときは、上)ホした本発明の実施例1の場合と同様
に、パターン化されたAl−Cu合金層でなる金属Fj
7が、サイドエツチング量が略々零であるものとして形
成された。In such a case, as in the case of Example 1 of the present invention described above, the metal Fj made of a patterned Al-Cu alloy layer
No. 7 was formed in which the side etching amount was approximately zero.
実施例4
上述した実施例1−1の場合と同様の、絶縁性基板3上
にパターン化されるべきCU層でなる金属層4が形成さ
れ、その金属層4上にパターン化されたマスク層5が形
成されている基板体6を得た。Example 4 Similar to the case of Example 1-1 described above, a metal layer 4 made of a CU layer to be patterned is formed on an insulating substrate 3, and a patterned mask layer is formed on the metal layer 4. A substrate body 6 on which 5 was formed was obtained.
次に、上述した本発明の実施例1−1の場合におりる電
解′a11を、5〜40%濃度の硫酸をwJ質とした水
溶液でなるものに変更したことを除いては、上述した本
発明の実施例1−1の場合と同様の電解エツチングを、
上述した本発明の実施例1−1の場合と同様になして、
パターン化されたCl3層でなる金属層7を得た。Next, the electrolysis 'a11' in the case of Example 1-1 of the present invention described above was changed to an aqueous solution containing sulfuric acid with a concentration of 5 to 40% in wJ quality. The same electrolytic etching as in Example 1-1 of the present invention,
In the same manner as in Example 1-1 of the present invention described above,
A metal layer 7 consisting of a patterned Cl3 layer was obtained.
但し、この場合、電解液11の温度を33.0℃とし、
また電解液11に通ずる電流を160.0 mAとし、
従って00層でなる金属B4に通ずる電流密度を、4.
0(= 160.On A/40.Ocn+’ )+1
1A / cm’ とした。However, in this case, the temperature of the electrolytic solution 11 is 33.0°C,
In addition, the current flowing through the electrolyte 11 is 160.0 mA,
Therefore, the current density flowing through the metal B4 made of the 00 layer is set to 4.
0(=160.On A/40.Ocn+')+1
It was set to 1A/cm'.
然るときは、パターン化されたCu層でなる金属層7が
、サイドエツチング量が略々零であるものとして形成さ
れた。In that case, the metal layer 7 made of a patterned Cu layer was formed with approximately zero side etching amount.
実施例5
上述した実施例1−1の場合と同様の、絶縁性基板3上
にパターン化されるべきCr層でなる金属層4が形成さ
れ、その金属層4上にパターン化されたマスク層5が形
成されている基板体6を得た。Example 5 Similar to the case of Example 1-1 described above, a metal layer 4 made of a Cr layer to be patterned is formed on an insulating substrate 3, and a patterned mask layer is formed on the metal layer 4. A substrate body 6 on which 5 was formed was obtained.
質とした水溶液でなるものに変更したことを除いては、
上述した本発明の実施例1−1の場合と同様の電解エツ
チングを、上述した本発明の実施例1−1の場合と同様
になして、パターン化された01層でなる金属層7を得
た。Except for changing to one consisting of a quality aqueous solution.
The same electrolytic etching as in the case of Example 1-1 of the present invention described above was carried out in the same manner as in the case of Example 1-1 of the present invention described above to obtain the metal layer 7 consisting of the patterned 01 layer. Ta.
但し、この場合、電解液11の温度を33.0℃とし、
また電解液11に通ずる電流を240.0 mAとし、
従ってCr層でなる金属層4に通ずる電流密度を、6.
0(= 240.0m A/40.0cm’ )+11
A / C11l’ とした。However, in this case, the temperature of the electrolytic solution 11 is 33.0°C,
In addition, the current flowing through the electrolyte 11 is 240.0 mA,
Therefore, the current density flowing through the metal layer 4 made of Cr layer is set to 6.
0 (= 240.0m A/40.0cm') + 11
A/C11l'.
然るときは、パターン化された01層でなる金属層7が
、サイドエツチング量が略々零であるものとして形成さ
れた。In that case, the metal layer 7 consisting of the patterned 01 layer was formed with approximately zero side etching amount.
第1図A1B及びCは、本発明によるパターン化された
金属層を、形成する方法の説明に供する、パターン化さ
れるべき金属層上に、パターン化されたマスク層を形成
する順次の工程にお【ノる、路線的断面図である。
第2図は、同様に、本発明によるパターン化された金属
層を形成する方法の説明に供する、パターン化されるべ
ぎ金属層に対する電解エツチングによって、パターン化
された金属層を形成づる工程を示す、路線図である。
第3図は、同様に、本発明によるパターン化された金属
層を形成する方法の説明に供する、パターン化されるべ
き金属層に対する電解エツチングによって、パターン化
された金属層を形成する工程における、路線的断面図で
ある。
第4図は、同様に、本発明によるパターン化された金属
層を形成する方法の説明に供する、パターン化されるべ
き金属層に対する電解エツチングによって、パターン化
された金属層を形成する工程における、時間t (分)
に対する、基板体にお番ノる陽極どしての金属層と、こ
れに対する陰極電極との間の電圧V(ボルト)の関係を
示す図である。
第5図は、同様に、本発明によるパターン化された金属
層を形成する方法の説明に供する、パターン化されるべ
き金属層に対する電解エツチングによって、パターン化
された金属層を形成する工程にお【ノる、電解液の温度
をパラメータとじた、電流密度J (mA/cm’
)に対する、本発明によって形成されるパターン化され
た金属層のサイドエツチングωY(μm)の関係を示す
図である。
第6図は、同様に、本発明によるパターン化された金B
層を形成する方法の説明に供する、パターン化されるべ
き金属層に対する電解エツチングによって、パターン化
された金属層を形成り゛る工程にお番ノる、本発明によ
って形成されるパターン化された金属層の1ノイドエツ
チング聞Yが零となるとぎの、電解液の温度−[(℃)
に対する、電流eaJ (m A/C11l’ > (
7)13rl係ヲ示す図である。
第7図は、本発明によるパターン化されたアルミニウム
層を形成する方法によって得られる、パターン化された
金属層の一例を示す路線的断面図である。
1・・・・・・・・・・・・・・・基板2・・・・・・
・・・・・・・・・絶縁層3・・・・・・・・・・・・
・・・絶縁性基板4・・・・・・・・・・・・・・・パ
ターン化されるべぎ金属層
5・・・・・・・・・・・・・・・パターン化されたマ
スク層6・・・・・・・・・・・・・・・基板体7・・
・・・・・・・・・・・・・パターン化された金属層1
1・・・・・・・・・・・・・・・電解液12・・・・
・・・・・・・・・・・槽13・・・・・・・・・・・
・・・・電極14・・・・・・・・・・・・・・・直流
電源15・・・・・・・・・・・・・・・電圧計出願人
東京電気化学工業株式会社
第2図
1ム
可3図
−一−−−−−−−−→・ J’ (mA/cr
n’ン第6図FIGS. 1A1B and 1C illustrate the sequential steps of forming a patterned mask layer on a metal layer to be patterned, illustrating a method of forming a patterned metal layer according to the present invention. This is a cross-sectional view of the route. FIG. 2 also shows the process of forming a patterned metal layer by electrolytic etching on the metal layer to be patterned, illustrating the method of forming a patterned metal layer according to the present invention. It is a route map shown. FIG. 3 similarly illustrates the process of forming a patterned metal layer according to the invention by electrolytic etching of the metal layer to be patterned. It is a sectional view along the route. FIG. 4 also illustrates the process of forming a patterned metal layer by electrolytic etching on the metal layer to be patterned, illustrating the method of forming a patterned metal layer according to the invention. Time t (minutes)
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the voltage V (volts) between a metal layer such as an anode on a substrate and a cathode electrode thereon. FIG. 5 also shows the step of forming a patterned metal layer by electrolytic etching on the metal layer to be patterned, which serves to illustrate the method of forming a patterned metal layer according to the invention. [No, current density J (mA/cm') with the temperature of the electrolyte as a parameter
) is a diagram showing the relationship between side etching ωY (μm) of a patterned metal layer formed according to the present invention. FIG. 6 similarly shows a patterned gold B according to the present invention.
The patterned metal layer formed according to the present invention is used to describe the process of forming a patterned metal layer by electrolytic etching of the metal layer to be patterned. The temperature of the electrolyte at which Y becomes zero during 1-noid etching of the metal layer - [(℃)
, the current eaJ (m A/C11l'> (
7) It is a diagram showing the 13rl section. FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a patterned metal layer obtained by the method of forming a patterned aluminum layer according to the present invention. 1・・・・・・・・・・・・・・・Substrate 2・・・・・・
・・・・・・・・・Insulating layer 3・・・・・・・・・・・・
・・・Insulating substrate 4・・・・・・・・・・・・Metal layer 5 to be patterned・・・・・・・・・・・・・・・Patterned Mask layer 6......Substrate body 7...
・・・・・・・・・・・・Patterned metal layer 1
1...... Electrolyte 12...
・・・・・・・・・・・・Tank 13・・・・・・・・・・・・
・・・・Electrode 14・・・・・・・・・・・・・・・DC power source 15・・・・・・・・・・・・・・・Voltmeter Applicant: Tokyo Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. 2 Fig. 1 m Possible 3 Fig. 1 -------→・J' (mA/cr
Figure 6
Claims (1)
該金属溜上にパターン化されたマスク層を形成し、然る
後、上記金属層に対する、上記マスク層をマスクとし、
且つ酸性またはアルカリ性水溶液でなる電解液を用いた
電解エツチングを、上記パターン化されるべき金属層を
陽極とし、該陽極としてのパターン化されるべき金属層
とこれに対する陰極電極との間に直流定電流源を接続し
て、上記陽極としてのパターン化されるべき金属層と上
記陰極電極との間の電圧が、急激に大になる時点まで行
うことによって、パターン化された金属層を形成するこ
とを特徴とするパターン化された金属層を形成する方法
。forming a metal layer to be patterned on an insulating substrate;
forming a patterned mask layer on the metal reservoir, then using the mask layer as a mask for the metal layer;
Electrolytic etching is carried out using an electrolytic solution consisting of an acidic or alkaline aqueous solution, using the metal layer to be patterned as an anode, and applying a constant DC current between the metal layer to be patterned as the anode and the cathode electrode corresponding thereto. forming a patterned metal layer by connecting a current source until the voltage between the metal layer to be patterned as an anode and the cathode electrode suddenly increases; A method of forming a patterned metal layer.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP22355182A JPS59113626A (en) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | Forming method of metallic layer being patterned |
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US06/642,429 US4642168A (en) | 1982-07-08 | 1984-08-20 | Metal layer patterning method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP22355182A JPS59113626A (en) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | Forming method of metallic layer being patterned |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS59113626A true JPS59113626A (en) | 1984-06-30 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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