KR20040055683A - 전기화학적 에칭에 의한 니오븀 또는 탄탈의 성형 물품의제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조화된 광레지스트 마스크로 피복된 니오븀 또는 탄탈 시트를 히드로플루오르산 함유 수성 용액에서 전기화학적으로 에칭하며, 이 에칭은 강한 노이즈가 에칭 전류에 중첩되고 에칭 용액이 수용성 중합체를 함유하는 전기화학적 조건하에 실시되는, 니오븀 또는 탄탈의 성형 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

전기화학적 에칭에 의한 니오븀 또는 탄탈의 성형 물품의 제조 방법 {Process for the Production of Shaped Articles of Niobium or Tantalum by Electrochemical Etching}

본 발명은 구조화된 광레지스트 마스크로 피복된 금속을 히드로플루오르산 함유 수성 에칭 용액에서 양극 에칭하는 니오븀 또는 탄탈의 성형 물품 제조 방법, 및 이 방법으로 얻을 수 있는 성형 물품에 관한 것이다.

콘덴서의 제조에서, 니오븀 또는 탄탈을 기재로 한 양극이 종종 사용된다. 이들은 종종 예를 들어 스크린 인쇄로 니오븀 분말 또는 탄탈 분말을 함유하는 페이스트를 적용한 상기 금속의 특수 성형 시트로 이루어진다. 페이스트를 이후 소결 단계에서 니오븀 또는 탄탈의 성형 물품에 견고하게 연결된 소결체를 형성한다.

요구되는 니오븀 또는 탄탈의 성형 물품을 예를 들어 적합한 두께의 니오븀 또는 탄탈 시트로부터 에칭할 수 있다.

니오븀 및 탄탈을 플라즈마법 및 다른 물리적 방법 및 습식 화학법 둘다로 에칭할 수 있다는 것이 공지되어 있다. 그러나, 물리적 방법에서는, 에칭율이 매우 낮다. 따라서, 물리적 방법으로는 성형 물품의 제조에 요구되는 것과 같은 수십 ㎛ 두께의 구조물을 허용가능한 시간에 제조할 수 없다. 물리적 에칭법의 실시에 요구되는 높은 장치 및 기기 운용 비용을 또다른 단점으로 언급할 수 있다.

따라서, 니오븀 또는 탄탈로부터 성형 물품을 에칭하는데는 오로지 습식 화학법을 사용하는 것이 경제적으로 유리하다. 순수 화학적 방법 및 전기화학적 방법 모두 적합하다. 에칭 공정 전에, 감광성 레지스트, 소위 광레지스트를 에칭할 니오븀 또는 탄탈 층에 적용한다. 그 후에, 적합한 노광에 의해 광레지스트를 구조화할 수 있다. 이어서, 에칭 과정이 일어날 부분의 광레지스트를 예를 들어 수세에 의해 제거하여 이들 부분 밑의 니오븀 또는 탄탈 층이 에칭 용액과 접촉할 수 있게 한다. 광레지스트가 제거되지 않은 니오븀 또는 탄탈 층의 영역은 이 코팅물에 의해 에칭 용액의 공격으로부터 보호된다.

ECM (전기화학적 기계가공) 및 이에 상응하는 마이크로 방법인 EMM (전기화학적 마이크로기계가공)과 같이 광레지스트로부터 마스크를 생성할 필요가 없는 방법도 또한 공지되어 있다. 이들 방법에서, 공작물의 예정된 부분의 선택적 용해는 적절하게 성형된 음극을 공작물에 매우 가까이 접근시켜 달성한다. 20~30 ㎛ 두께의 공작물 및 음극간 간격에서, 매우 높은 전류 밀도 및 이에 따른 높은 에칭율이 에칭액의 집중적 공급에 의해 달성되어 실질적으로 수직의 에칭 연부가 생성될 수 있다. 전제조건은 상기 적용을 위해 에칭에 대해 극단적으로 내성이 있어야 하는음극 형태의 적합한 기구가 이용가능하여야 한다는 것이다. 그러한 기구의 제조는 고가의 재료로부터 개별적으로 제조되며 매우 고가이다. 이것은 또한 필요한 집중적인 흐름을 발생시키는 상기 요구되는 장치에도 적용된다.

니오븀 및 탄탈의 무전해 습식 화학 에칭을 위해, 히드로플루오르산 또는 플루오라이드와 다른 산 및 산화 첨가제, 주로 질산과의 혼합물이 일반적으로 기술되어 있다. 산화제는 특히 광레지스트를 포함하는 마스크가 금속상에 접착되는 것에 부정적인 영향을 미치는 기체 수소의 형성을 방지하는 역할을 한다.

금속 니오븀 및 탄탈은 조밀하고 견고하게 접착되는 화학적으로 매우 불활성인 산화물 층을 가지며, 따라서 히드로플루오르산을 제외한 통상적인 산에 대해 불용성이다. 또한, 이 산화물 층은 전기화학적 전위차를 재현가능한 방식으로 성립할 수 없게 하여, 문헌에는 매우 상이한 데이타가 발견된다. 그러나, 열역학적 데이타로부터 예상되는 정상 전위는, 니오븀 및 탄탈의 경우, 실질적으로 -1 V에 가까운 음성 범위에 든다. 따라서, 이들 금속은 산화제의 첨가 없이도 순수하게 화학적으로 히드로플루오르산에 용해될 수 있으나, 수소 형성에 의한 과전압이 용해를 지연시키고, 이에 따라 화학적 에칭 공정을 지연시킨다.

따라서, 니오븀 및 탄탈의 화학적 에칭은 일반적으로 에칭할 층의 두께가 단지 2~3 마이크로미터인 경우에만 사용된다. 적어도 이와 같은 얇은 층은 허용가능한 시간내에 완전히 에칭될 수 있다. 수 초의 에칭 시간이면 충분하므로, 에칭할 니오븀 또는 탄탈 층에 일반적으로 적용되는 통상적인 광레지스트는 공격받지 않는다.

US-A-4,266,008호에는 초전도 회로의 제조가 기재되어 있다. 이를 위해, 감광성 재료의 마스크를 0.5 내지 5 ㎛ 두께의 얇은 니오븀 필름에 적용하고, 이어서, 감광성 재료로 피복되지 않은 니오븀 필름 부분을 수성 에칭 용액을 이용하여 에칭한다. 에칭 용액은 질산 8.5 내지 9 중량％, 황산 11.5 내지 12 중량％ 및 히드로플루오르산 12.25 내지 12.75 중량％를 함유한다. 0.5 ㎛ 두께의 니오븀 층은 이 에칭 용액으로 10초 내에 완전히 에칭될 수 있다.

JP 56081680 A에도 또한 니오븀의 에칭 방법이 개시되어 있다. HF 5 내지 15 중량％, NH₄F 2 내지 6 중량％, HCl 10 내지 20 중량％ 및 HNO₃3 내지 9 중량％의 혼합물이 제안되었다.

엠. 쾰러 (M. Koehler)의 문헌[Aezverfahren fuer die Mikrotechnik (Etching Methods for microengineering), WILEY-VCH-Verlag, 1998, page 306]에는 (NH₄)S₂O₈0.66 mol/L, NH₄F 0.27 mol/L, 시트르산 0.11 mol/L 및 HNO₃1.43 mol/L로 구성된 에칭 조를 기재하였다. 에칭 공정은 50℃의 온도에서 실시한다.

게. 페트초브 (G. Petzow)의 문헌[Metallographisches, keramographisches, plastographisches Aetzen (metallographic, ceramographic, plastographic etching), Gebr. Borntraeger Verlag, 6th edition, Stuttgart 1994, page 99]에는 플루오린 화합물을 함유하지 않는 에칭 용액을 이용한 니오븀 및 그의 얼로이의 마이크로에칭에 대한 정보를 제공한다. 에칭 용액은 동일 부의 물, 30 중량％ 과산화수소 및 32 중량％ 암모니아수의 혼합물로 이루어지며, 비점에서 사용하도록 되어 있다. 이러한 혼합물은, 특히 비점에서는, 단지 짧은 시간 동안에만 안정하므로 에칭을 이용한 니오븀 및 탄탈의 성형 물품 제조에는 적합하지 않다.

두 금속 니오븀 및 탄탈은 히드로플루오르산 뿐만 아니라 강알칼리 용액으로도 에칭할 수 있으나, 공지된 광레지스트는 모두 강알칼리 용액에 대해 충분히 안정하지 않다. 따라서, 알칼리성 에칭액은 화학적 기계가공에 적합하지 않다. 높은 산 농도 및 산화제 첨가의 필요성에 기인하는 명백한 단점으로 인해, 니오븀 및 탄탈의 성형 물품의 제조를 위한 순수 화학적 방법은 별로 유망하지 않다.

원칙적으로, 전기화학적 에칭에는 산화제가 필요하지 않다. 그럼에도 불구하고, 게. 페트초브의 문헌[Metallographisches, keramographisches, plastographisches Aetzen (metallographic, ceramographic, plastographic etching), Gebr. Borntraeger Verlag, 6th edition, Stuttgart 1994, page 99]은 65 중량％ HNO₃17 부, 40 중량％ HF 17부, 및 물 66부의 혼합물을 상기 공정용으로 특정하고 있다. 게. 페트초브에 따르면, 에칭은 Pt 음극에 대해 12 내지 30 볼트로 실시한다. 니오븀의 전기화학적 에칭에서, 특정 에칭액 중의 일부 금속의 경우에 발생하는 것과 같은 패시베이션 (passivation)이 HF 중의 양극 용해의 경우에는 기술되지 않았다. 반면, 1 A/dm²보다 큰 전류 밀도에서의 니오븀 및 탄탈의 전기화학적 에칭에서는 H₂TaF₇의 층이 형성되며, 이 층은 추가의 용해를 저해하고 조 전압을 증가시킨다.

기술된 습식 화학법의 단점은 실질적으로 10 ㎛보다 큰 두께를 갖는 니오븀및 탄탈 층의 파괴를 방지하는 광레지스트 마스크가 사용되는 에칭 용액에 의해 집중적으로 공격받는다는 점이다. 그러나, 상응하는 두께의 성형 물품은 예를 들어 니오븀 및 탄탈 양극의 제조에 요구된다. 추가의 단점은 기술된 에칭 용액의 사용시 단결정체가 노출되어 에칭된 부품에 매우 거친 표면을 생성한다는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 단점을 갖지 않고, 특히 50 ㎛보다 큰 두께를 갖는 성형 물품의 제조를 가능하게 하는, 니오븀 및 탄탈의 성형 물품 에칭 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본원 실시예 1의 방식으로 얻어진 전류-시간 곡선이다.

상기 목적은 플루오르산 외에 수용성 중합체를 함유하고 에칭 동안 특수한 전기화학적 조건이 성립되는 에칭 용액 중에서 니오븀 및 탄탈을 전기화학적으로 처리함으로써 달성된다.

따라서, 본 발명은 구조화된 광레지스트 마스크로 피복된 니오븀 또는 탄탈 시트를 히드로플루오르산 함유 수성 에칭 용액에서 전기화학적으로 에칭하며, 이 에칭은 평균 편차가 절대 에칭 전류의 5 내지 10％인 노이즈(noise)가 생성된 에칭 전류와 중첩되고 에칭 용액이 수용성 중합체를 함유하는 전기화학적 조건하에서 실시되는, 니오븀 및 탄탈의 성형 물품 제조 방법에 관한 것이다.

놀랍게도, 이러한 조건에서, 광레지스트로 피복되지 않은 모든 부분에서 실질적으로 균일한 에칭율이 얻어지며, 매끈한 에칭 표면이 생성된다. 광레지스트 마스크에 대한 에칭액의 공격은 매우 작아 광레지스트는 손상없이 전 에칭 공정을견디어낸다. 따라서, 에칭은 비교적 긴 시간에 걸쳐, 예를 들면, 20 분 이하 동안 문제없이 실시될 수 있고, 따라서, 예를 들어 약 70 ㎛의 두께를 갖는 니오븀 및 탄탈 시트를 완전히 에칭할 수 있다.

본 발명에 따라서, 에칭 용액은 수용성 중합체를 함유한다. 여기에서, 수용성으로 이해되는 중합체는 20℃의 온도에서 물에 100 g/L 이상의 농도로 용해되는 중합체이다. 예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 에테르 및 이들의 치환된 유도체, 예를 들면, 트리톤(Triton, 등록상표) X-100, 및 폴리프로필렌 글리콜을 적합한 수용성 중합체로서 언급할 수 있다. 바람직하게 사용되는 수용성 중합체는 폴리에틸렌 글리콜이다.

본 발명에 따른 방법에서, 평균 몰 질량 M_w가 100 g/mol 이상이고, 여전히 물에 용해될 수 있는 최대 약 35,000 g/mol의 이용가능한 몰 질량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜을 사용할 수 있다. 평균 몰 질량 M_w가 300 내지 1,000 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 것이 바람직하다.

수용성 중합체의 최적 농도는 중합체의 평균 몰 질량, 및 에칭 용액의 온도 및 추가 성분에 따라 달라진다. 수용성 중합체는 바람직하게는 200 내지 800 g/L, 특히 바람직하게는 400 내지 600 g/L의 농도로 에칭 용액에 존재한다.

본 발명에 따른 공정에 사용되는 수성 에칭 용액은 히드로플루오르산을 함유한다. 에칭 용액 중 히드로플루오르산의 농도는 바람직하게는 순수 HF 기준으로 100 내지 500 g/L, 특히 바람직하게는 150 내지 300 g/L이다.

또한, 암모늄 히드로겐 플루오라이드 (NH₄)HF₂를 에칭 용액에 첨가하는 것이 유리하다. 암모늄 히드로겐 플루오라이드의 농도는 바람직하게는 10 내지 100 g/L, 특히 바람직하게는 30 내지 60 g/L이다. 이것은 에칭 특성을 다르게 바꾸지 않고 에칭 용액의 사용 기간을 연장시킨다.

에칭 용액의 온도를 상승시키는 것도 또한 에칭 공정에 유리한 효과를 미친다. 온도 증가는 에칭율을 높이며, 이는 공정의 기간을 단축시켜 광레지스트가 스트레쓰에 노출되는 시간을 단축시킨다. 따라서, 에칭 동안 에칭 용액의 온도는 바람직하게는 40 내지 60℃이나, 에칭은 5 내지 70℃ 범위의 모든 온도에서 실시할 수 있다.

예를 들어 교반 수단 또는 순환 펌프를 이용한 순환과 같은 기계적 수단, 또는 기체의 취입에 의한 에칭 용액의 교반은 에칭율을 증가시키고 에칭할 전체 표면에서 에칭 공정의 균일성을 개선한다. 따라서, 기계적 수단, 또는 공기 또는 에칭할 니오븀 또는 탄탈 시트 및 에칭 용액에 대해 불활성인 기체의 취입을 이용하여 에칭 용액을 교반하는 것이 바람직하다.

에칭 전에, 광레지스트를 포함하는 마스크를 에칭할 금속에 적용한다. 통상적인 시판 광레지스트를 사용할 수 있다. 금속의 코팅을 액체 레지스트로부터 드로잉 (drawing)하여 실시할 경우, 건조 후에 마스크를 승온에서 경화시키는 것이 마스크를 금속상에 접착시키는데 유리하다.

본 발명에 따라, 니오븀 및 탄탈의 에칭은 강한 노이즈가 에칭 전류와 중첩되는 전기화학적 조건하에서 실시한다. 양극으로서 연결되는 에칭할 금속의 전기화학적 전위차는 예를 들어 시험 에칭을 평가하여, 적은 노이즈만이 있는 초기 국면 후, 생성된 에칭 전류에 강한 노이즈가 중첩되도록 선택한다. 여기에서, 강한 노이즈는 절대 에칭 전류의 약 5 내지 10％의 노이즈를 의미하는 것으로 이해해야 한다.

전기화학적 조건은 예를 들어 에칭 전위차의 정전위 조정 또는 에칭 전류의 수동 조정에 의해 실현할 수 있다.

에칭할 니오븀 또는 탄탈 시트의 전기화학적 전위차는 에칭 용기 내에서 니오븀 또는 탄탈 시트의 표면에 가깝게 위치하는 기준 전극에 대해 정전위전해장치를 이용하여 에칭 공정 동안 조정할 수 있다.

그러나, 에칭은 에칭 전위차의 직접적인 측정 및 조절 없이 정전위전해장치에 비해 보다 경제적인 제어가능한 직류원을 사용하여 실시하는 것이 유리하다. 이를 위해, 에칭 공정이 최적으로 실시되는 전류-시간 곡선을 먼저 시험 기판에 대해 정전위전해장치 및 기준 전극을 사용하여 측정한다. 이어서, 전류를 직류원을 이용하여 전류-시간 곡선이 이전에 측정된 최적의 곡선에 들어맞도록 조정한다.

측정된 전류-시간 곡선을 또한 에칭 공정을 중단시키는 시간을 확립하는데 사용하는 것이 바람직하다. 달성된 에칭 구조 및 에칭 깊이에 따라, 곡선은 특징적인 모양을 가지며, 이로부터 실험적으로 평가된 시험 에칭 곡선을 기준으로 각각의 목적하는 종료 상태를 인지할 수 있다.

소형 성형 물품들 사이의 기계적 및 전기적 연결이 분리 스트립 내의 좁은광레지스트 랜드(land)에 의한 에칭의 종료시까지 유지되도록 광레지스트를 디자인하고, 에칭 후에 기계적 분리를 실시할 경우, 비교적 많은 수의 소형 성형 물품들을 하나의 니오븀 또는 탄탈 시트로부터 동시에 경제적으로 에칭할 수 있다.

목적하는 성형 물품으로 에칭시킬 니오븀 또는 탄탈 시트는 바람직하게는 광레지스트로 피복되지 않고 성형 물품들의 경계를 짓고 에칭 동안에 용해될 스트립들을 45°±5° 내지 수직의 각도로 정렬되도록 에칭 용액에 침지시킨다.

본 발명에 따른 방법의 특정 실시양태에서, 분리를 위해 필요한 구조 외에 하나 이상의 시험 필드(field)를 에칭할 금속의 광레지스트 마스크에 적용한다. 상기 시험 필드는 성형 물품의 구조와는 상이한 부분적 구조, 예를 들면, 교차점, 랜드 또는 직선 스트립을 가질 수 있다. 시험 필드의 정렬은 수직에 대해 다양할 수 있다. 일련의 시험을 통해 목적하는 최적 에칭 결과를 위한 조건을 확립하고, 시험 필드의 에칭된 상태를 측정한다. 이어서, 후속 에칭 공정은 매우 간단한 방식으로, 최적의 시간에, 미리 확립된 시험 필드 상태에 도달하자마자 종결시킬 수 있다. 이것은 예를 들어 광학적으로 측정할 수 있다.

본 발명은 또한 연부가 매끈하고 거친 부분이 없다는 점에서 기계적으로 제조된 성형 물품과 상이한, 본 발명의 방법에 의해 얻을 수 있는 니오븀 또는 탄탈의 성형 물품에 관한 것이다.

본 발명은 하기 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명되며, 이들 실시예는 본 발명에 따른 원리의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

<실시예>

<실시예 1>

두께가 70 ㎛이고 면적이 100×100 mm²인 니오븀 시트에 통상적인 사진석판법을 이용하여, 알레지스트 게엠베하 사 (Allresist GmbH, 독일 베를릴)의 레지스트 XAR P 5900/4로 된 3 내지 4 ㎛ 두께의 마스크를 제공하였으며, 코팅은 금속 시트를 액체 레지스트로부터 일정 속도로 드로잉함으로써 양면에 대해 실시하였다. 금속 시트의 한 면에 서로 직각으로 정렬된 100 ㎛ 폭의 레지스트가 없는 스트립으로 수 개의 성형 물품들을 표시하였다. 스트립들은 5 mm 간격마다 레지스트로 피복된 채로 유지된 200 ㎛ 폭의 부분이 개재되었다. 에칭 전에, 마스크를 150℃의 강제순환 오븐에서 60분 동안 경화시켰다.

에칭은 히드로플루오르산에 내성이 있는 폴리프로필렌 용기에서 실시하였고, 마스크가 있는 나오븀 시트는 수직으로 동일 크기의 백금 전극으로부터 2 cm의 거리에서 이 전극의 구조화된 면에 대향하게 위치시켰다. 레지스트로 피복되지 않고, 개별 성형 물품들의 경계를 지을 구조의 스트립들은 45° 내지 수직으로 정렬하였다. 에칭 용기에는 50 중량％ 히드로플루오르산 400 mL, 몰 질량이 400 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜 600 mL 및 암모늄 히드로겐 플루오라이드 NH₄·HF₂50 g이 들어있었다. 용액의 온도는 45℃이었다. 히드로플루오르산에 내성이 있고, 전기화학적 전위차가 일반적인 수소 전극에 대해 203 mV인 기준 전극을 또한 에칭 용기에 위치시켰다. 니오븀 시트, 백금 전극 및 기준 전극을 통상적인 정전위전해장치의출력에 전기적으로 연결하고, 니오븀 시트를 작동 전극으로서 연결하였다. 기준 전극에 대한 1,800 mV의 전위차를 니오븀에 적용하고, 생성된 에칭 전류를 통상적인 수단으로 시간의 함수로서 기록하였다. 도 1은 이 방식으로 얻어진 전류-시간 곡선을 보여주며, 전류의 노이즈 내로의 초기 정착기 및 그 후의 경미한 기울기를 갖는 안정기 및 보다 급격하게 감소되는 부분을 나타낸다. 마지막 부분은 나타낸 곡선의 끝에서 다시 보다 평평한 영역으로 구부러진다. 에칭은 이 지점에서 중단하였고, 마스크를 수세하고, 건조한 후, 스트리퍼로 제거하였다.

레지스트로 피복되지 않은 스트립에서, 금속은 63 ㎛의 측방향 언더컷 (undercut)과 함께 반대면까지 관통하여 에칭되었다. 에칭에 의해 형성된, 성형 물품들의 측면 경계를 짓는 면적은 표면이 매끈하였고, 그 연부는 산뜻하게 형성되었다. 남아있는 연결 랜드들을 파단하여 성형 물품들을 분리하였다.

<실시예 2>

실시예 2는 실시예 1에 상응하며, 니오븀 시트의 양면 상의 레지스트 마스크에 동일하게 표시된 성형 물품, 및 전기적으로 서로 연결된 2개의 대향 전극을 사용하였다. 에칭 시간은 절반으로 줄었고, 언더컷도 절반으로 줄었다.

<실시예 3 (비교예)>

본 실시예는 실시예 1 및 2에 상응하며, 전위차는 기준 전극에 대해 1,200 mV이었다. 전류-시간 곡선은 실질적인 노이즈를 보이지 않았고, 전류의 강하 대신, 실질적인 증가가 수 분 후에 발생하였다. 에칭을 중단한 후, 마스크를 제거하였고, 니오븀 시트는 반대면까지 관통하여 에칭되지 않았으며, 에칭된 표면은 매우거칠었고 연부는 깔끔하게 형성되지 않았다. 초기에 마스크로 피복한 부분은 에칭에 의해 광범위하게 공격받았다.

<실시예 4>

본 실시예는 실시예 1 및 2에 상응하며, 니오븀 시트는 레지스트가 없는 스트립이 수평 또는 수직으로 정렬되도록 에칭 용기에 침지시켰다. 에칭 후, 금속은 수직 스트립에서는 반대면까지 관통하여 에칭된 반면, 수평 스트립에는 금속 잔류물이 여전히 남아있었다.

<실시예 5>

본 실시예는 실시예 4에 상응하며, 에칭 동안 에칭 용액을 교반 수단에 의해 기계적으로 격렬하게 교반하였다. 레지스트로 피복되지 않은 스트립에서, 금속은 60 ㎛의 측방향 언더컷과 함께 반대면까지 관통하여 에칭되었다. 에칭에 의해 형성된, 성형 물품들의 측방향 경계를 짓는 면적은 표면이 매끈하였고, 연부가 깔끔하게 형성되었다.

<실시예 6>

본 실시예는 실시예 4에 상응하며, 에칭 동안 미세 기포 형태로 공기를 취입하여 에칭 용액을 기계적으로 격렬하게 교반하였다. 레지스트로 피복되지 않은 스트립에서, 금속은 58 ㎛의 측방향 언더컷과 함께 반대면까지 관통하여 에칭되었다. 에칭에 의해 형성된, 성형 물품들의 측방향 경계를 짓는 면적은 표면이 매끈하였고, 연부가 깔끔하게 형성되었다.

<실시예 7>

본 실시예는 실시예 1 및 2에 상응하며, 정전위전해장치 대신 전류 곡선이 실시예 1의 전류 곡선에 상응하도록 조절된 직류원을 사용하였다. 결과는 실시예 1에 상응하였다.

<실시예 8>

본 실시예는 실시예 1에 상응하며, 성형 물품의 구조와는 상이한 부분적 구조, 예를 들면, 성형 물품과 동일한 치수 및 다소 크거나 작은 치수 둘다 및 연속적으로 변화된 쐐기 모양으로 형성된 교차점, 랜드 및 직선 스트립을 갖는 몇몇 시험 필드를 에칭할 금속의 레지스트 마스크에 부가적으로 적용하였다. 또한, 수직에 대한 시험 구조의 방향을 변화시켰다. 일련의 시험에서, 최적의 에칭 결과에 연관된 시험 필드의 에칭 상태를 측정하였고, 이후의 에칭 동안 이 시험 필드의 상태가 광학적 관측에 의해 인지될 때 에칭 공정을 중단하였다.

<실시예 9>

본 실시예는 실시예 8에 상응하며, 기술된 것과 같은 몇몇 시험 구조를 사용하였고, 상기 구조는 에칭할 공작물과 동시에 전기적으로 연결하여 상기 공작물과 동일한 조건하에서 에칭하고, 에칭 조에서 꺼내어 관찰하였다. 일련의 시험에서, 최적의 에칭 결과에 연관된 시험 필드의 에칭 상태를 측정하였고, 이후의 에칭 동안 이 시험 필드의 상태가 광학적 관측에 의해 인지될 때 에칭 공정을 중단하였다.

본 발명에 따른 니오븀 및 탄탈의 성형 물품의 에칭 방법을 사용하면, 사용되는 에칭 용액이 니오븀 및 탄탈 층의 파괴를 방지하는 광레지스트 마스크를 집중적으로 공격하거나, 에칭 용액의 사용시 단결정체가 노출되어 에칭된 부품에 매우 거친 표면을 생성하는 단점이 없이 50 ㎛보다 큰 두께를 갖는 성형 물품을 제조할 수 있다.

Claims (9)

1. 구조화된 광레지스트 마스크로 피복된 니오븀 및 탄탈 시트를 히드로플루오르산 함유 수성 에칭 용액에서 전기화학적으로 에칭하며, 이 에칭은 평균 편차가 절대 에칭 전류의 5 내지 10％인 노이즈(noise)가 생성된 에칭 전류와 중첩되고 에칭 용액은 수용성 중합체를 함유하는 전기화학적 조건하에서 실시되는 것을 특징으로 하는, 니오븀 및 탄탈의 성형 물품 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 중합체가 평균 몰 질량 M_w가 100 g/mol 이상인 폴리에틸렌 글리콜인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에칭 용액이 중합체를 200 내지 800 g/L의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 에칭 용액이 히드로플루오르산을 100 내지 500 g/L의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 에칭 용액이 암모늄 히드로겐 플루오라이드를 10 내지 100 g/L의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 에칭 동안 에칭 용액의 온도가 5 내지 70℃인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 에칭 용액이 기계적 수단, 또는 공기 또는 에칭할 니오븀 또는 탄탈 시트 및 에칭 용액에 대해 불활성인 기체의 취입에 의해 교반되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 에칭할 니오븀 또는 탄탈 시트의 전기화학적 전위차를 에칭 용기 내에서 니오븀 또는 탄탈 시트의 표면에 가깝게 위치하는 기준 전극에 대해 정전위전해장치를 이용하여 조정하는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법으로 얻을 수 있는 니오븀 또는 탄탈의 성형 물품.