CH616708A5

CH616708A5 - Etching fluid for aluminium or aluminium alloys.

Info

Publication number: CH616708A5
Application number: CH1127575A
Authority: CH
Inventors: Gijsbertus Gerlach; John Joseph Kelly
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1975-09-01
Publication date: 1980-04-15
Also published as: DE2537154A1; JPS5150834A; AT336974B; CA1055823A; NL7411645A; ATA672375A; FR2283943B1; SE7509691L; GB1499037A; IT1042185B; FR2283943A1; BE832966A

Description

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Claims

PATENTANSPRÜCHE .. Hüssigkeit zum selektiven Ätzen mit einer einwandfreien Randschärfe von Aluminium und Legierungen, deren Hauptbestandteil Aluminium ist, die aus einer wässrigen Lösung mit einem pH-Wert von mindestens 11,5 aus einem Alkalicarbo-nat in einer Menge zwischen 0,1 und 2 Mol/1 und/oder einem Alkalihydroxid und einem löslichen Ferricyanid in einer Menge zwischen 5 g/1 und Sättigung besteht, wobei das Molverhältnis Hydroxid/Ferricyanid kleiner als oder gleich 1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung ausserdem ein lösliches Salz einer von 3- oder 5-wertigem Phosphoroxid abgeleiteten Säure enthält.
2. Auf einer Glasplatte wird durch Aufdampfen eine 0,4 um dicke Aluminiumschicht, darauf eine 0,1 itm dicke Platinschicht und dann eine lichtempfindliche Galvanisierungsreser-vierungsschicht, wie «Aycoat positive resist» abgelagert. Durch Belichtung hinter einer Vorlage und Entwicklung wird die Reservierungsschicht ausserhalb des gewünschten Musters erhalten. Die Glasplatte wird nun gemäss diesem Muster mit einer Goldschicht mit einer Dicke von l,0um mittels eines üblichen galvanischen Vergoldungsbades verstärkt. Anschliessend wird die Reservierungsschicht und dann die freiliegende dünne Pt-Schicht durch sogenanntes «Sputterätzen» entfernt. Die nun freigelegte Aluminiumschicht wird unter Rühren der Flüssigkeit mit einer auf 24°C gehaltenen Ätzflüssigkeit weggeätzt, die die nachstehende Zusammensetzung pro Liter aufweist:

150gNa2C03 70gNa3P04,12H20 32gK3Fe(CN)6-

Die Ätzgeschwindigkeit dieser Flüssigkeit ist 0,2 um/min. Eine identische Platte wird auf gleiche Weise bearbeitet, wobei jedoch das Aluminium mit dem obenstehenden Bad ohne Phosphat unter Zusatz von NaOH bis zu pH =12 weggeätzt wird. Die Unterätzung betrug im ersteren Falle etwa 0,5nm und im letzteren Falle nicht weniger als 8,5 Jim.

Vergleichbare Ergebnisse werden erzielt, wenn das Ortho-phosphat durch Metaphosphat, durch Polyphosphat, durch Pyrophosphat oder durch Phosphit ersetzt wird.

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1 Blatt Zeichnungen

2. Erzeugnisse, die durch selektives Ätzen von Aluminium und Legierungen, deren Hauptbestandteil Aluminium ist, mittels der Ätzfliissigkeit nach Anspruch 1 mit einer einwandfreien Randschärfe hergestellt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeit zum selektiven Ätzen mit einer einwandfreien Randschärfe von Aluminium und Legierungen, deren Hauptbestandteil Aluminium ist, die aus einer wässrigen Lösung mit einem pH-Wert von mindestens 11,5 aus einem Alkalicarbonat in einer Menge zwischen 0,1 und 2 Mol/1 und/oder einem Alkalihydroxid und einem löslichen Ferricyanid in einer Menge von zwischen 5 g/1 und Sättigung besteht, wobei das Molverhältnis Hydroxid/ Ferricyanid kleiner als oder gleich 1 ist.

Aluminium wird in der Halbleiterindustrie, namentlich in der sogenannten Dünnfilmtechnik, vielfach verwendet, wobei sehr feine Muster durch Photoätztechniken hergestellt werden. Eine andere Anwendung ist als Elektrode in gewissen Typen von Wiedergabepaneelen. Diese Elektroden weisen eine komplizierte Form auf und werden vorzugsweise ebenfalls mittels der Photoätztechnik hergestellt.

Aus der USA-Patentschrift 3 532 569 ist eine Ätzflüssigkeit bekannt, die aus einer wässrigen Lösung besteht, die mindestens 5 g/1 bis zur Sättigung an einem Alkalimetall- oder Ammoniumferricyanid und 1 /20 bis 2 Mol/1 an Alkalimetall-hydroxid für jedes Mol/1 des genannten Ferricyanides enthält und die insbesondere zur selektiven Ätzung aufgedampfter Aluminiumschichten empfohlen wird. Von den bereits bekannten Ätzflüssigkeiten für Aluminium, wie der aus der USA-Patentschrift 3 281 293 bekannten Flüssigkeit, die FeCh und Persulfat enthält, unterscheidet sich dieses Ätzmittel durch die viel grössere Auflösung und die viel geringere Unterätzung, die bei ihrer Anwendung erreicht werden.

Es wurde gefunden, dass für Gegenstände grösserer Dicke, wie Federn oder Elektroden mit einer Dicke von 100[im und mehr, diese Ätzflüssigkeit keine befriedigenden Ergebnisse in bezug auf die Randschärfe der mit ihr erhaltenen Erzeugnisse lieferte. Auch ergaben sich Schwierigkeiten bei bimetallischen Systemen, bei denen feine Muster in Aluminiumfilz geätzt werden müssen, die teilweise mit einem edleren Metall überzogen sind. Konfigurationen dieser Art werden in der Dünnfilmtechnik angewendet. Durch die galvanische Wirkung infolge des metallischen Kontakts wird mit den bekannten Bädern eine verstärkte Unterätzung in bezug auf eine Dünnfilmtechnik erhalten, bei der der Überzug aus einem organischen Photolack besteht.

Die Erfindung bezweckt, ein Ätzmittel zu schaffen, das für Gegenstände grösserer Dicke eine einwandfreie Randschärfe liefert und für dünnere Schichten in bimetallischen Systemen eine viel geringere Unterätzung aufweist.

Die Ätzflüssigkeit aus einer wässerigen Lösung mit einem pH-Wert von mindestens 11,5 eines Alkalicarbonats in einer Menge zwischen 0,1 und 2 Mol/I und/oder eines Alkalihydroxids und eines löslichen Ferricyanids in einer Menge zwischen 5 g/1 und Sättigung, wobei das Molverhältnis Hydroxid/Ferricyanid kleiner als oder gleich 1 ist, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung ausserdem ein lösliches Salz einer von 3- oder 5-wertigem Phosphoroxid abgeleiteten Säure enthält.

Die mit diesem Bad erzielten Ergebnisse sind im Vergleich zu den mit dem bekannten Bad erzielten Ergebnissen viel günstiger, wie aus den vergleichenden Daten in den nun folgenden Ausführungsbeispielen hervorgehen würde.

1. Eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 200 um wird mit einem Photolack, wie Kodak KPR2, überzogen, hinter einem Negativ mit einem gewünschten Muster belichtet und entwickelt. Dann wird die Folie in einer Sprühätzmaschine mit einer auf 56°C erhitzten Ätzflüssigkeit der nachstehenden Zusammensetzung pro Liter geätzt:

25 g NaOH

30 g Na2HP04 • I2H2O 330gK3Fe(CN)e

Diese Flüssigkeit ätzt mit einer Geschwindigkeit von 8 jun/min. Vergleichsweise wird eine identische Folie auf gleiche Weise bearbeitet, jedoch mit einer Ätzflüssigkeit mit folgender Zusammensetzung pro Liter:

25 g NaOH 330 g K3Fe(CN)6

Die beiliegende Zeichnung zeigt zwei Mikrophotos mit einer Vergrösserung von 50. Fig. 1 stellt das Ergebnis mit der zuerst genannten Ätzflüssigkeit nach der Erfindung und Fig. 2 das Ergebnis mit dem zuletzt genannten bekannten Bad dar. Der Randschärfenunterschied ist besonders deutlich.