JPS6332934A - クロム膜のエツチング方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置を製造する過程におけるクロム膜の
ウェットエツチング法とその装置に係り、特にクリーン
ルーム内で常温でクロム膜をパターンエ・ノチングする
ものに関する。

〔従来の技術〕

例えば液晶テレビやイメージセンサ等の電子機器に用い
られる薄膜半導体装置の電極としてクロム膜がしばしば
用いられる。これはクロムが高融点金属であるとともに
クロムとガラス基板との密着力が強いこと、またシリコ
ン等の半導体（基板）層への拡散が起こりにくいことな
どの利点による。この基板上のクロム膜を所望の電極の
形状にエツチングするには通常パターニングしたレジス
トを設けたクロム膜をエツチング液に接触さ廿ることに
よってエツチングするウェットエツチング法が用いられ
ている。クロムのエツチング液としては硝酸第２セリウ
ム・アンモニウムと過塩素酸の混合溶液や塩酸が用いら
れている。

（発明が解決しようとする問題点〕 ところが前者のエツチング液はエツチングの際に公害対
象物である６価クロムを生成してしまうので用いること
はできない。

また後者のエツチング液、塩酸を使用する場合は８０’
ｃ程度の温度に加熱して用いる必要がある。

これはクロムそのものは塩酸に溶けるが、クロム膜が自
然の状態では通常その表面にクロムの酸化膜が形成され
ておりこれが塩酸に溶けにくいためであると推定される
。そのため塩酸を高温に加熱して活性化させ、クロムの
酸化膜を除去してからクロム膜のエツチングを行うもの
である。しかしエツチング液を高温にすると微細なパタ
ーンを形成するのに適切なポジ型レジストは使えないし
、クロム膜のサイドエツチングも大きく精度の高いパタ
ーンを得ることが困難であるという問題点がある。

従って本発明の目的は基板上のクロム膜をウェットエツ
チング法で所定の形状にエツチングする場合、反応生成
物として６価クロムを生成することなく、常温で、微細
なパターンを精度よく再現性よく形成するためのエツチ
ング方法とその装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は基
板上に所望のパターンのレジストを設けたクロム膜上に
金属粒を付着し、次に酸性のエツチング溶液を該基板へ
供給しクロム膜の１部をエツチングする第１エツチング
工程と、該金属粒を除去して残りのエツチングを行う第
２エツチング工程を行って所望のパターンのクロム膜を
得るものである。

そのための装置として金属粒供給手段、エツチング液供
給槽内に金属粒回収板と金属粒回収槽から成る金属粒回
収手段を設け、第１エノチング工程の前にクロム膜上に
金属粒を付着させてから第１エソチング工程を行い、次
に金属粒を除去して残りのエツチングを行うよう構成す
る。

本発明により金属粒をクロム膜上に付着させてエチング
を行うことによってクロム膜上の酸化膜を常温で迅速に
除去しクロム膜のエツチングを容易に精度よく遂行する
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるクロム膜パターンのエ
ツチング方法を示す。

（１）ガラスにより構成された基板１上にクロム膜２を
５００人蒸着し、フォトリソグラフィ法によって所望の
形状のレジストパターン３を形成する。本実施例では微
細なパターンの作成が出来るポジ型しジスとを用いてパ
ターンを形成する。通常の半導体装置のレジストパター
ンの間隔は数μＩ１１〜１０μｍのオーダーである〔第
１図（ａ）〕。

（２）次にクロム膜２上に、例えば直径５鶴の亜鉛粒４
を付着する。

この時亜鉛粒４はクロム膜２に直接接触していることが
必要である。また亜鉛粒４の数は１つでも複数個でもよ
く、この数によっである程度エツチング時間を制御する
ことができる。即ち亜鉛粒の数が多い程エツチング時間
を短くすることができる〔第１図（ｂ）〕。

（３）亜鉛粒４を配置したクロム膜２を持つ基板１を液
温２５℃の１０％塩酸５の中に浸漬する〔第１図（Ｃ）
〕。

（４）浸漬後約１０秒で亜鉛粒の周囲のクロムのエツチ
ングが開始する。これはエツチング液である塩酸と亜鉛
が還元剤として機能しクロム膜上に形成されているクロ
ム酸化膜を還元しクロム膜を露出させクロム膜のエツチ
ングを開始するものと推定される〔第１図（ｄ）〕。

（５）次にクロム膜２上の亜鉛粒４を、ノズルからエツ
チング液を吹きつけるなどして除去する〔第１図（ｅ）
〕。

（６）亜鉛粒を除去した基板１をそのまま塩酸５中に浸
漬しておくことによりクロムのエッチングがさらに進行
し所望のクロムパターン２′が形成される〔第１図（ｆ
）〕。

この時点で基板１を塩酸より取り出しクロム膜のエツチ
ングを終了する。

この実施例では金属粒４として亜鉛粒を用いたが本発明
はこれに限られるものではなく、アルミニウム、銅、マ
グネシウム、ニクロム、鉛、鉄、ステンレス、銀等の金
属粒も使用することが出来る。また基板としてガラス基
板で説明したがこれに限られるものではなく、セラミッ
ク基板、半導体基板等も使用することができることはも
ちろんである。

さらに本実施例では金属粒の大きさとして直径５１ｍの
ものを用いた例について説明したが、粒の大きさ、形状
については粉末にならなければ、本質的な制限はない。

これは、半導体装置等の製造はクリーンルームで行われ
るので、クロム膜２上に付着する金属を粉末にするとク
リーンルーム中に該粉末が散乱・霧散して粉塵となる問
題点を生じることによる。

従って直径０，５ｕ＋以上あれば問題はないが、扱い易
さ、除去・回収の容易さという点から直径１龍〜１０龍
程度の球状のものが最も好まニアい。

次に本発明のエツチング方法を実施するための装置の一
例を第２図に示すシャワ一式ウェットエツチング装置に
ついて説明する。なお図において第１図と同−符号部は
同一部を示す。

第２図において、１０は本発明のウェットエツチング装
置であって、金属粒供給室１１とエツチング液供給槽１
３から構成されている。金属粒供給室１１はエツチング
液供給槽の前段に配置され、クロム膜２を持つ基板１上
に金属粒４を付着させる室であり、１２は金属粒供給装
置であって、クロム膜上のレジストパターンのないクロ
ム膜上に集中的に金属粒を付着させることが出来るよら
位置合わせがなされている。

１３はエツチング液供給室であって、エツチング液を基
板１上に供給してクロム膜のエツチングを行ったり、金
属粒の除去や回収を行う槽であり、Ｉ４はスプレーノズ
ルであってシャワー状にコ、・チンダ液を基板上にかけ
、それによって基板−ヒのクロム膜をエツチングしたり
、本発明によりクロム膜上に付着させた金属粒を除去す
るものである。

１５はポンプであって、エツチング液５を循環させるた
めのものであり、１６は金属粒回収板であって、基板上
から除去した金属粒を回収するためのものであり、エツ
チング液に腐蝕しないものを材質とし金属粒だけを該金
属粒回収板１６上に残すようにメツシュ状になっている
。

１７は金属粒回収槽であって、エツチング液供給槽１３
の端部に位置して金属粒回収板１６によって導かれた金
属粒４を回収するためのものである。１８は搬送ベルト
である。

図示しない方法で所望のレジストパターンを形成された
クロム膜を持つ基板１は、金属粒供給室１１内で金属粒
供給装置１２により集中的に金属粒を該パターンのない
クロム膜上に付着され〔第１図（ｂ）〕、搬送ベルト１
８によりエツチング液供給槽１１に送られる〔第１図（
Ｃ）〕。基板１上にはスプレーノズル１４からエツチン
グ液５が吹きつけられてエツチングが行われるが、ノズ
ルの穴の大きさ、吹きつけの強さはほぼ均一（７なるよ
う設計されており、基板が搬送ベルト１ｑ上を搬送され
るにつれて、まず付着された金属粒４とエツチング液５
によってクロム膜のエツチング液行われるが、基板１の
搬送進行につれてノズル１４から吹きつけられたエツチ
ング液によりまず金属粒４とエツチング液５の存在によ
り酸化クロムの還元が行われ、くり返しノズル１４から
吹きつけられたエツチング液により金属粒４が吹きとば
され金属粒回収板１６上に落下し、クロム膜上の金属粒
４が除去され〔第１図（ｅ）〕さらにクロム膜のエツチ
ングが進みクロム膜２が所望の形状にエツチングされる
〔第１図（ｆ）〕。

一方、金属粒回収板Ｉ６上に落下した金属粒４は傾斜を
持つ該回収板１６上を金属粒回収槽１６に導かれて回収
され、エツチング液５中に混入することがない。したが
ってエツチング液の劣化を防止することが出来るととも
に金属粒を再使用することが可能である。

エツチング液として液温２２℃の１０％塩酸、金属粒と
して直径５龍の亜鉛法を使用して、本装置によりクロム
膜のパターンエツチングを行ったところ、サイドエツチ
ングやエツチングの残りともにほとんどなく、エツチン
グ終了後のエツチング液の分析の結果、６価クロムは検
出されなかった。

前記説明ではスプレーノズル１４の穴の大きさや吹きつ
けの強さを均一にしているがスプレーノズル１４の穴の
大きさを金属粒供給室１１に近い部分で細かくし、噴流
の強さも弱くし、次第に穴の大きさも太く、噴流の強さ
も強（なるように設計することにより、金属粒を確実に
付着させた状態で第１エツチング工程を行ってから、該
金属粒を除去するようにすることも可能である。尚搬送
ベルトエ８は科目でなく水平に設けてもよい。

また第２図ではエツチング液の供給方法としてシャワ一
方式について説明したが、本発明はこれに限られるもの
ではなく第１図に示した浸漬式エツチング装置、エツチ
ング液を水車で飛ばしてエツチングを行うパドル式エツ
チング装置、エツチング液を霧状にしてエツチングを行
うミストゾーンを用いるエツチング装置等にも適用する
ことができる。

さらに金属粒の回収方法もシャワーで金属粒を吹きとば
す方法以外にも基板を振動させたり、あるいは傾斜させ
て除去する方法も用いることができる。

〔発明の効果〕 本発明によれば基板上のクロム膜をウェットエツチング
法を用いて反応生成物として６価クロムを生じることな
く、常温で微細なパターンを精度よく所望の形状に形成
することが出来るとともに、クリーンルーム内でエツチ
ング工程を行うことが出来るので電子機器装置全体の歩
留まりを向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエツチング方法の工程説明図、第２図
は本発明のエツチング装置の概略図である。 １−・−・−・基板　　　　２．２′　−・−クロム膜
３−・・−フォトレジスト　４　・−−−−−−・金属
粒５　・−エツチング液　１０−・・−・・エツチング
装置１１−・・−金属粒供給室　１２　・−・−金属粒
供給装置１３−・−エツチング液供給室 １４　−一−−−スプレーノズル　　１５　・・−ポン
プ１６−・・・金属粒回収板　　１７−・・金属粒回収
槽１８−−−−一搬送ベルト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上のクロム膜をウェットエッチング法によって
   所望の形状にパターニングする方法において、エッチン
   グに先立ち所定の形状にパターニングしたレジストを設
   けたクロム膜上に金属粒を付着させる工程、金属粒の存
   在下でエッチング液を供給してクロム膜をエッチングす
   る第１エッチング工程、金属粒を除去して再びエッチン
   グし所望の形状のクロム膜を得る第２エッチング工程か
   ら成るクロム膜のエッチング方法。 ２、金属粒をクロム膜上に付着させるための金属粒供給
   手段、エッチング液供給手段、金属粒回収板と金属粒回
   収槽とから成る金属粒回収手段によって構成され、クロ
   ム膜上の金属粒の存在下で第１エッチングを行い金属粒
   を除去後残りの第２エッチングを行うようにしたことを
   特徴とするクロム膜のエッチング装置。