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JP2590774B2 - Etching method - Google Patents
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JP2590774B2 - Etching method - Google Patents

Etching method

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JP2590774B2
JP2590774B2 JP32622694A JP32622694A JP2590774B2 JP 2590774 B2 JP2590774 B2 JP 2590774B2 JP 32622694 A JP32622694 A JP 32622694A JP 32622694 A JP32622694 A JP 32622694A JP 2590774 B2 JP2590774 B2 JP 2590774B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路,サー
マルヘッド等のアルミニウム電極のパターニングに関
し、特にステップ部のエッチング面を90°以下に形成
し且つ下地である基板表面の凹凸を防ぐエッチング方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to patterning of an aluminum electrode of a semiconductor integrated circuit, a thermal head or the like, and more particularly to an etching method for forming an etching surface of a step portion at 90.degree. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体集積回路,サーマルヘ
ッド等において、金属配線としてアルミニウム膜、絶縁
膜として酸化シリコン,窒化シリコン等のシリコン化合
物が用いられる。この際、アルミニウム膜をパターニン
グして得られたアルミニウム電極のステップ部が表面に
対して垂直に近い状態では、アルミニウム電極を絶縁膜
で完全に被覆することが困難となるので、絶縁膜にクラ
ックが発生したり、絶縁膜上に金属膜を成膜するとアル
ミニウム電極と金属膜とがショートしたりする。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor integrated circuit, a thermal head, or the like, an aluminum film is used as a metal wiring, and a silicon compound such as silicon oxide or silicon nitride is used as an insulating film. At this time, if the step portion of the aluminum electrode obtained by patterning the aluminum film is almost perpendicular to the surface, it becomes difficult to completely cover the aluminum electrode with the insulating film, and cracks are formed in the insulating film. When the metal film is formed on the insulating film, the aluminum electrode and the metal film are short-circuited.

【0003】このため、アルミニウム膜のステップ部を
テーパ化する方法がある。図6は従来のアルミニウム膜
のテーパエッチング方法を示した図であり、図6(a)
〜図6(d)はそれぞれウェーハ断面図である。
For this reason, there is a method of tapering a step portion of an aluminum film. FIG. 6 shows a conventional taper etching method for an aluminum film, and FIG.
6 to 6D are cross-sectional views of the wafer.

【0004】図6(a)に示すように基板21の上に成
膜されたアルミニウム膜22の表面に陽極酸化によって
アルミナ層23を生成し、第6図(b)に示すようにア
ルミナ層23の表面にフォトレジスト24を被着させ所
定のパターンを形成する。続いて、図6(c)に示すよ
うに当該パターンをマスクとしてアルミニウム膜22並
びにアルミナ層23のエッチングを行なった後、第6図
(d)のようにフォトレジスト24を剥離しアルミナ層
23をエッチングによって除去する。
[0006] As shown in FIG. 6A, an alumina layer 23 is formed on the surface of an aluminum film 22 formed on a substrate 21 by anodic oxidation, and as shown in FIG. A photoresist 24 is applied to the surface of the substrate to form a predetermined pattern. Subsequently, as shown in FIG. 6C, the aluminum film 22 and the alumina layer 23 are etched using the pattern as a mask, and then the photoresist 24 is peeled off as shown in FIG. It is removed by etching.

【0005】このとき、図6(c)に示すアルミニウム
膜22及びアルミナ層23のエッチング工程において
は、リン酸、酢酸、硝酸、フッ化アンモニウム溶液を含
む水溶液によってエッチングを行う。アルミナ層23の
エッチング速度はアルミニウム膜22のエッチング速度
に比べて15倍以上であるため、エッチング液の撹拌性
から図6(c)に示すようにステップ部をテーパ化でき
る。ところが、エッチング液にフッ化アンモニウム溶液
を含む水溶液を用いているため、アルミニウム膜22の
下地である基板21の表面もエッチングされてしまう。
また、アルミナ層23の表面は凹凸23aが存在してい
るため、テーパエッチング工程中に基板21の表面にも
凹凸21aが発生する。このため、アルミニウム膜22
の下地である基板21に金属配線が形成されている場合
や、基板21が酸化シリコン等の絶縁膜であってもテー
パエッチング以降のプロセスにおいてこの絶縁膜上に金
属配線を形成した場合に、この金属配線の局所的な部分
で電流密度の不均一が起こりやすく信頼性低下の原因と
なった。
At this time, in the step of etching the aluminum film 22 and the alumina layer 23 shown in FIG. 6C, etching is performed with an aqueous solution containing phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, and ammonium fluoride solution. Since the etching rate of the alumina layer 23 is 15 times or more as compared with the etching rate of the aluminum film 22, the step portion can be tapered as shown in FIG. However, since an aqueous solution containing an ammonium fluoride solution is used as the etching solution, the surface of the substrate 21 that is the base of the aluminum film 22 is also etched.
Since the surface of the alumina layer 23 has the irregularities 23a, the irregularities 21a also occur on the surface of the substrate 21 during the taper etching step. Therefore, the aluminum film 22
In the case where metal wiring is formed on the substrate 21 which is the base of the above, or when the metal wiring is formed on this insulating film in a process after taper etching even if the substrate 21 is an insulating film such as silicon oxide, The current density was likely to be non-uniform in a local portion of the metal wiring, causing a reduction in reliability.

【0006】この凹凸21aを平坦化させる技術とし
て、特開昭58−93328号公報による方法が知られ
ている。これは、凹凸を有する下地表面に窒化シリコン
以外の第1の絶縁膜を形成した後、反応性イオンエッチ
ング法を用いて第1の絶縁膜の表面をエッチングし当該
絶縁膜の段差をなだらかにし、次いで、第1の絶縁膜上
に窒化シリコンを主成分とする第2の絶縁膜を形成した
後、第2の絶縁膜の凹領域のエッチング速度が凸領域の
エッチング速度より遅い反応性イオンエッチング法を用
いて第2の絶縁膜及び第1の絶縁膜の表面をエッチング
するようにした方法である。
As a technique for flattening the irregularities 21a, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-93328 is known. This is because, after forming a first insulating film other than silicon nitride on a base surface having irregularities, the surface of the first insulating film is etched using a reactive ion etching method to smooth the steps of the insulating film, Next, after forming a second insulating film containing silicon nitride as a main component on the first insulating film, a reactive ion etching method in which the etching rate of the concave region of the second insulating film is lower than that of the convex region. This is a method in which the surfaces of the second insulating film and the first insulating film are etched using the method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
平坦化方法では、基板上及びアルミニウム膜上に形成さ
れた絶縁膜表面の凹凸の平坦化は可能であるが、下地で
ある基板表面の凹凸は存在したままである。このため、
上記した問題であるアルミニウム膜の下地である基板に
おいて金属配線が形成されている場合や、基板が絶縁膜
であってもテーパエッチング以降のプロセスにおいて当
該絶縁膜上に金属配線を形成した場合に、当該金属配線
上に凹凸が存在してしまうため、当該金属配線の局所的
な部分で電流密度の不均一が起こりやすくなり、上記し
た平坦化方法を用いても信頼性低下の解決にはならな
い。
However, according to the above-mentioned planarization method, it is possible to planarize the irregularities on the surface of the insulating film formed on the substrate and the aluminum film, but the irregularities on the surface of the substrate as the base do not exist. It remains. For this reason,
When metal wiring is formed on the substrate that is the base of the aluminum film that is the problem described above, or when metal wiring is formed on the insulating film in a process after taper etching even if the substrate is an insulating film, Since unevenness is present on the metal wiring, the current density is likely to be uneven at a local portion of the metal wiring, and the use of the above-described planarization method does not solve the problem of reduced reliability.

【0008】[0008]

【発明の目的】本発明の目的は、上記したような問題点
を解消するもので、フォトリソグラフィ法を用いたアル
ミニウム又はアルミニウム合金のエッチング工程におい
て、ステップ部のエッチング面を90°以下に形成し且
つ下地である基板表面の凹凸を防ぐエッチング方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. In an aluminum or aluminum alloy etching process using a photolithography method, an etching surface of a step portion is formed at 90 ° or less. Another object of the present invention is to provide an etching method for preventing irregularities on the surface of a substrate as a base.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係るエッチング
方法は、基板の表面に金属配線用のアルミニウム又はア
ルミニウム合金の薄膜を形成し、この薄膜の表面に陽極
酸化によりアルミナ層を形成し、このアルミナ層上にフ
ォトレジストを被着して所定のパターンを形成し、この
パターンをマスクとして前記アルミナ層と前記アルミニ
ウム又はアルミニウム合金を所定のエッチング液を用い
てエッチング面を90°以下の傾斜面とするエッチング
方法を改良したものである。その改良点とは、前記エッ
チング工程に際し、最初にリン酸,酢酸,硝酸及びフッ
化アンモニウム溶液を含む水溶液からなる第1のエッチ
ング液を使用し、その後に、所定のタイミングで、この
第1のエッチング液の成分からフッ化アンモニウム溶液
を除外してなる第2のエッチング液を使用することであ
る。
According to the etching method of the present invention, an aluminum or aluminum alloy thin film for metal wiring is formed on the surface of a substrate, and an alumina layer is formed on the surface of the thin film by anodic oxidation. A predetermined pattern is formed by applying a photoresist on the alumina layer, and using the pattern as a mask, the alumina layer and the aluminum or aluminum alloy are etched using a predetermined etching solution to form an inclined surface of 90 ° or less. This is an improved etching method. The improvement means that in the etching step, first, a first etching solution composed of an aqueous solution containing a phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and ammonium fluoride solution is used, and thereafter, at a predetermined timing, the first etching solution is used. The second etching solution is obtained by excluding the ammonium fluoride solution from the components of the etching solution.

【0010】請求項2記載のエッチング方法は、請求項
1記載のエッチング方法において、前記第1のエッチン
グ液から前記第2のエッチング液への切り換えのタイミ
ングを、前記第1のエッチング液による前記アルミナ層
と前記アルミニウム又はアルミニウム合金が完全にエッ
チングされる時間の80%〜90%のところに設定した
ことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the etching method according to the first aspect, the timing of switching from the first etchant to the second etchant is adjusted by the first etchant. The layer and the aluminum or aluminum alloy are set at a point of 80% to 90% of the time to be completely etched.

【0011】請求項3記載のエッチング方法は、請求項
1記載のエッチング方法において、前記第1のエッチン
グ液の初期電気伝導度をI0 ,前記アルミナ層と前記ア
ルミニウム又はアルミニウム合金が完全にエッチングさ
れた時の第1のエッチング液の電気伝導度をI1 とした
場合、前記第1のエッチング液から前記第2のエッチン
グ液への交換のタイミングを、当該第1のエッチング液
の電気伝導度が「I0+0.8×(I1 −I0 )」以上
で「I0 +0.9×(I1 −I0 )」以下の時に設定し
たことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the etching method of the first aspect, the initial electrical conductivity of the first etchant is I 0 , and the alumina layer and the aluminum or aluminum alloy are completely etched. If the electric conductivity of the first etchant and I 1 when the the timing of replacement from the first etchant to the second etchant, the electrical conductivity of the first etchant It is characterized in that it is set when "I 0 + 0.8 * (I 1 -I 0 )" or more and "I 0 + 0.9 * (I 1 -I 0 )" or less.

【0012】[0012]

【作用】 基板,アルミニウム又はアルミニウム合金の薄膜,
アルミナ層,フォトレジストのパターンの順に積層
されたものを、このパターンをマスクとしてアルミナ
層,アルミニウム又はアルミニウム合金の薄膜をエッ
チングする。このとき、まず、リン酸,酢酸,硝酸及び
フッ化アンモニウム溶液を含む水溶液からなる第1のエ
ッチング液を使用する。第1のエッチング液によるアル
ミナ層のエッチング速度はアルミニウム膜のエッチング
速度と比較して15倍以上であるため、エッチング面が
テーパ化する。次に、フッ化アンモニウム溶液を含まな
い第2のエッチング液を使用する。第2のエッチング液
は、テーパエッチングの作用がない代わりに、基板をエ
ッチングする作用がない又はあったとしてもきわめて少
ない。そのため、基板の表面が保護される。
[Function] Substrate, thin film of aluminum or aluminum alloy,
The alumina layer and the thin film of aluminum or aluminum alloy are etched by using the laminated pattern of the alumina layer and the photoresist in this order as a mask. At this time, first, a first etching solution composed of an aqueous solution containing phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and an ammonium fluoride solution is used. Since the etching rate of the alumina layer by the first etchant is 15 times or more as compared with the etching rate of the aluminum film, the etching surface is tapered. Next, a second etchant containing no ammonium fluoride solution is used. The second etchant does not have the effect of taper etching, but has little or no effect of etching the substrate. Therefore, the surface of the substrate is protected.

【0013】[0013]

【実施例】図1及び図2は本発明に係るエッチング方法
の一実施例を示し、図1はフローチャートであり、図2
は各工程を示す断面図である。
1 and 2 show an embodiment of an etching method according to the present invention. FIG. 1 is a flowchart, and FIG.
Is a cross-sectional view showing each step.

【0014】まず、基板1上にアルミニウム膜2をスパ
ッタ法あるいは電子ビーム蒸着法によって0.6μm成
膜し、5%しゅう酸水溶液中でアルミニウム膜2を陽極
として0.5Vの印加電圧で表面酸化を行い、アルミナ
層3を0.15μm生成する(図1〔S1〕)。この時
の陽極酸化されなかった部分の膜厚は0.5μmとな
り、この様子を図2(a)に示す。その後、図2(b)
に示すようにアルミナ層3の表面にフォトレジスト4を
0.7μm被着させ所定パターンを形成する(図1〔S
2〕)。
First, an aluminum film 2 is formed to a thickness of 0.6 μm on a substrate 1 by a sputtering method or an electron beam evaporation method, and the surface is oxidized in a 5% oxalic acid aqueous solution at an applied voltage of 0.5 V using the aluminum film 2 as an anode. Is performed to form an alumina layer 3 of 0.15 μm (FIG. 1 [S1]). At this time, the thickness of the portion that has not been anodized is 0.5 μm, and this is shown in FIG. Then, FIG.
As shown in FIG. 1, a photoresist 4 is applied to the surface of the alumina layer 3 to a thickness of 0.7 μm to form a predetermined pattern (FIG. 1 [S
2)).

【0015】次に、当該パターンをマスクとしてアルミ
ナ層3及びアルミニウム膜2のエッチングを行う。この
エッチング工程においては、リン酸、酢酸、硝酸、フッ
化アンモニウム溶液を含む水溶液から構成され、水を1
とした時の成分比がリン酸16、酢酸2、硝酸1、フッ
化アンモニウム溶液1.74である第1のエッチング液
と、第1のエッチング液からフッ化アンモニウム溶液を
除外した第2のエッチング液との二種類のエッチング液
を用いる。図2(c)に示すように、第1のエッチング
液で基板1の表面が露出する寸前までアルミニウム膜2
をエッチングした後(図1〔S3〕)、図2(d)に示
すように、エッチング液を第2のエッチング液と交換し
て残存しているアルミニウム膜2をエッチングする(図
1〔S4,5〕)、2ステップエッチングを行う。この
2ステップエッチングの第1のエッチング工程では、第
1のエッチング液に対するアルミナ層3のエッチング速
度はアルミニウム膜2のエッチング速度と比較して15
倍以上であるため、エッチング液の撹拌性によってエッ
チング面の角度は90°以下に形成される。アルミナ層
3は微視的に極めて多孔質であるため、アルミニウム膜
2と比較してエッチング選択比が大きく、これがエッチ
ング面のテーパ化に大きく寄与するのであるが、アルミ
ナ層3の表面は非常に多く凹凸3aが存在するため、第
1のエッチング液によって下地である基板1が露出する
までエッチングを行うと、基板1が凹凸3aを引きずっ
た形でエッチングされてしまう。そこで、フッ化アンモ
ニウム溶液を含まないエッチング液を用いた第2のエッ
チング工程を設けることによって、基板1の表面が保護
される。
Next, the alumina layer 3 and the aluminum film 2 are etched using the pattern as a mask. In this etching step, an aqueous solution containing phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, and ammonium fluoride solution is used.
A first etching solution having a component ratio of phosphoric acid 16, acetic acid 2, nitric acid 1, and ammonium fluoride solution 1.74, and a second etching in which the ammonium fluoride solution is excluded from the first etching solution And two types of etching solutions. As shown in FIG. 2C, the aluminum film 2 is exposed to a position just before the surface of the substrate 1 is exposed with the first etching solution.
After etching (FIG. 1 [S3]), as shown in FIG. 2 (d), the remaining aluminum film 2 is etched by replacing the etching solution with a second etching solution (FIG. 1 [S4]). 5)) Two-step etching is performed. In the first etching step of the two-step etching, the etching rate of the alumina layer 3 with respect to the first etching solution is 15 times smaller than the etching rate of the aluminum film 2.
Since it is twice or more, the angle of the etching surface is formed to be 90 ° or less due to the stirring property of the etching solution. Since the alumina layer 3 is microscopically extremely porous, the etching selectivity is larger than that of the aluminum film 2 and this greatly contributes to the tapering of the etched surface. Since there are many irregularities 3a, if etching is performed with the first etchant until the substrate 1, which is the base, is exposed, the substrate 1 is etched in a manner that the irregularities 3a are dragged. Therefore, by providing a second etching step using an etching solution containing no ammonium fluoride solution, the surface of the substrate 1 is protected.

【0016】2ステップエッチング工程において、第1
のエッチング液から第2のエッチング液への交換のタイ
ミングの検出法として、2つの方法がある。
In the two-step etching process, the first
There are two methods for detecting the timing of replacement of the etching solution with the second etching solution.

【0017】第1の方法として、あらかじめ第1のエッ
チング液のみを用いてアルミニウム膜2とアルミナ層3
のエッチングを行い、完全に除去されるエッチング時間
tをチェックし、交換のタイミングを0.8t〜0.9
tと設定する。本実施例において、温度25℃での第1
のエッチング液100ml中に図2(b)の状態でウェ
ーハを浸漬した場合、完全にアルミニウム膜2とアルミ
ナ層3がエッチングされた時間は10分であった。そこ
で、交換のタイミングを1分〜10分まで30秒刻みで
変化させた時のエッチング面の角度を図3に示す。8分
以上でのエッチング面の角度はプラトーな領域でかつ3
0°以下に形成されており、また9分以下の場合は基板
1の表面には凹凸の存在が認められなかった。ここで、
基板1は酸化シリコンである。このことから、交換のタ
イミングは8分から9分の間に設定することが望まし
い。
As a first method, an aluminum film 2 and an alumina layer 3 are prepared by using only a first etching solution in advance.
Is etched, the etching time t for complete removal is checked, and the replacement timing is set to 0.8t to 0.9t.
Set to t. In this embodiment, the first temperature at 25 ° C.
2B, the aluminum film 2 and the alumina layer 3 were completely etched for 10 minutes. FIG. 3 shows the angle of the etched surface when the replacement timing is changed from 1 minute to 10 minutes in steps of 30 seconds. The angle of the etched surface in 8 minutes or more is a plateau region and 3
It was formed at an angle of 0 ° or less, and in the case of 9 minutes or less, the presence of irregularities on the surface of the substrate 1 was not recognized. here,
The substrate 1 is a silicon oxide. For this reason, it is desirable to set the replacement timing between 8 minutes and 9 minutes.

【0018】第2の方法として、エッチング液の電気伝
導度をモニタする方法である。2ステップエッチングの
第1のエッチング工程において、エッチングが進行する
と第1のエッチング液のアルミニウム濃度が増加し、電
気伝導度が上昇するため、これをモニタすることによっ
てエッチング液交換のタイミングを検出することが可能
となる。本実施例において、温度25℃での第1のエッ
チング液100ml中に図2(b)の状態でウエハを浸
漬した場合のエッチング時間に対する電気伝導度の変化
を図4に示す。電気伝導度はアルミニウム膜のエッチン
グ量によって増加するため、エッチング時間と1次の関
係になっている。このことから、第1のエッチング液の
初期電気伝導度I0 に対するアルミナ層2とアルミニウ
ム膜3が完全にエッチング除去されたときの電気伝導度
1 の増加量を△Iと定義した場合、第1のエッチング
液の電気伝導度がI0 +0.8△IからI0 +0.9△
Iまでとなった時がエッチング液の交換のタイミングと
して望ましい。また、エッチング速度はエッチング液の
温度に依存するため、温度制御が困難な場合では、この
方法の方が上記した第1の方法よりもエッチング液の交
換のタイミングが確実である。
A second method is to monitor the electric conductivity of the etching solution. In the first etching step of the two-step etching, as the etching proceeds, the aluminum concentration of the first etchant increases, and the electrical conductivity increases. Therefore, the timing of the change of the etchant can be detected by monitoring this. Becomes possible. FIG. 4 shows a change in the electric conductivity with respect to the etching time when the wafer is immersed in the state of FIG. 2B in 100 ml of the first etching solution at a temperature of 25 ° C. in the present embodiment. Since the electrical conductivity increases with the etching amount of the aluminum film, it has a linear relationship with the etching time. From this, when the amount of increase in the electrical conductivity I 1 when the alumina layer 2 and the aluminum film 3 are completely removed by etching with respect to the initial electrical conductivity I 0 of the first etching solution is defined as ΔI, electrical conductivity of the first etching solution I 0 + 0.8 △ I from I 0 + 0.9 △
It is desirable that the timing reaches I, as the timing for exchanging the etching solution. Further, since the etching rate depends on the temperature of the etching solution, when the temperature control is difficult, the timing of changing the etching solution is more reliable in this method than in the first method.

【0019】2ステップエッチング工程の完了後、図2
(e)に示すように、フォトレジスト4並びにアルミナ
層3を除去を行う(図1〔S6〕)。
After the completion of the two-step etching process, FIG.
As shown in (e), the photoresist 4 and the alumina layer 3 are removed (FIG. 1 [S6]).

【0020】本発明に係るエッチング方法の他の実施例
として、図5に示すようなインクジェットサーマルヘッ
ドの電極部形成に適用した。ここで、シリコン基板11
上に断熱層として1.35μmの膜厚を有する熱酸化膜
を設け、この酸化膜上に電極13としてアルミニウムを
成膜した後、前述した2ステップエッチング方法で、発
熱部12となる部分及び隣接する電極との間の部分を除
去し0.5μmの膜厚を有する電極13,13’を形成
する。
As another embodiment of the etching method according to the present invention, the present invention is applied to the formation of an electrode portion of an ink jet thermal head as shown in FIG. Here, the silicon substrate 11
A thermal oxide film having a thickness of 1.35 μm is provided thereon as a heat insulating layer, and aluminum is formed as an electrode 13 on the oxide film. Then, a portion serving as the heat generating portion 12 and an adjacent portion are formed by the above-described two-step etching method. The portions between the electrodes 13 and 13 'are removed to form electrodes 13 and 13' having a thickness of 0.5 μm.

【0021】次に、電極13,13’上に抵抗体14と
してタンタルを0.25μmを成膜し、電極13,1
3’及び発熱部12を連続的に覆うように隣接する抵抗
体との間の部分を除去し、抵抗体パターンを形成する。
抵抗体14の表面を0.1%リン酸水溶液中で陽極酸化
すると、保護層15として五酸化タンタルの陽極酸化膜
が0.3μm形成される。この時、陽極酸化されなかっ
た抵抗体14の膜厚は0.1μmとなる。このような構
造のサーマルヘッドにおいて、電極13,13’に電圧
を印加すると、電極13,13’及び抵抗体14に電流
が流れ、発熱部12には電極が存在せず抵抗体14のみ
で抵抗値が高くなっているため発熱部12で発熱し、サ
ーマルヘッド上にあるインク(図示せず)が加熱されて
沸騰し、これによりバブルが発生してインクが吐出し、
印字用紙(図示せず)上に印字を行う。このサーマルヘ
ッドではバブルを発生させるために必要な発熱部12へ
の入力電力は700W/mm2 である。
Next, on the electrodes 13 and 13 ', a film of tantalum having a thickness of 0.25 .mu.m was
A portion between the resistor 3 ′ and the adjacent resistor is continuously removed so as to continuously cover the heat generating portion 12 to form a resistor pattern.
When the surface of the resistor 14 is anodized in a 0.1% phosphoric acid aqueous solution, a 0.3 μm tantalum pentoxide anodic oxide film is formed as the protective layer 15. At this time, the film thickness of the resistor 14 that has not been anodized is 0.1 μm. In the thermal head having such a structure, when a voltage is applied to the electrodes 13 and 13 ′, a current flows through the electrodes 13 and 13 ′ and the resistor 14. Since the value is high, heat is generated in the heat generating portion 12, and the ink (not shown) on the thermal head is heated and boiled, thereby generating bubbles and discharging the ink.
Printing is performed on printing paper (not shown). In this thermal head, the input power to the heat generating portion 12 required to generate bubbles is 700 W / mm 2 .

【0022】このサーマルヘッドにおいて、本発明を適
用した場合と未適用の場合との比較を行った結果、未適
用の場合では発熱部の破壊電力値が1400W/mm2
であったのに対し、本発明を適用した場合では発熱部の
破壊電力値が1540W/mm2 となり、10%の耐電
力性の向上が認められた。従って、本発明を適用するこ
とによって、発熱抵抗体12の凹凸の存在を無くしたた
め、厚さ方向に対する電流密度が均一化され、破壊電力
値が増加し信頼性がより向上した。
As a result of comparison between the case where the present invention is applied and the case where the present invention is not applied, the breakdown power value of the heat generating portion is 1400 W / mm 2 when the present invention is not applied.
On the other hand, when the present invention was applied, the destructive power value of the heat generating portion was 1540 W / mm 2 , and a 10% improvement in power durability was recognized. Therefore, by applying the present invention, since the presence of the unevenness of the heating resistor 12 was eliminated, the current density in the thickness direction was made uniform, the breakdown power value was increased, and the reliability was further improved.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、アルミニウム膜又はア
ルミニウム合金膜をテーパエッチングする際に、最初に
リン酸,酢酸,硝酸及びフッ化アンモニウム溶液を含む
水溶液からなる第1のエッチング液を使用し、次に第1
のエッチング液の成分からフッ化アンモニウム溶液を除
外してなる第2のエッチング液を使用するようにしたの
で、下地である基板表面の凹凸の発生を防止できる。し
たがって、当該エッチングにより形成したアルミニウム
電極上にさらに成膜した絶縁膜のクラックの発生やそれ
に伴うショートの発生を防止できるとともに、当該エッ
チング後に基板表面に形成した配線の凹凸の発生を防止
できるので、半導体集積回路やサーマルヘッドの信頼性
を向上できる。
According to the present invention, when taper-etching an aluminum film or an aluminum alloy film, first, a first etching solution comprising an aqueous solution containing phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and ammonium fluoride solution is used. And then the first
Since the second etchant obtained by excluding the ammonium fluoride solution from the components of the etchant is used, it is possible to prevent the occurrence of unevenness on the surface of the substrate as the base. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of cracks and the resulting short circuit of the insulating film further formed on the aluminum electrode formed by the etching, and to prevent the occurrence of unevenness of the wiring formed on the substrate surface after the etching, The reliability of the semiconductor integrated circuit and the thermal head can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るエッチング方法の一実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of an etching method according to the present invention.

【図2】本発明に係るエッチング方法の一実施例を断面
図であり、図2(a)〜(e)はそれぞれ各工程を示
す。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of the etching method according to the present invention, and FIGS. 2 (a) to (e) show respective steps.

【図3】第1のエッチング液から第2のエッチング液へ
の交換のタイミングを変化させたときのエッチング面の
角度を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an angle of an etching surface when changing a timing of changing from a first etching solution to a second etching solution.

【図4】第1のエッチング液のみによってエッチングを
行ったときのエッチング時間に対するエッチング液の電
気伝導度を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the electrical conductivity of the etchant with respect to the etching time when etching is performed using only the first etchant.

【図5】本発明に係るエッチング方法の他の実施例を示
す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the etching method according to the present invention.

【図6】従来のエッチング方法を示す断面図であり、図
6(a)〜(d)はそれぞれ各工程を示す。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional etching method, and FIGS. 6A to 6D show respective steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜 3 アルミナ層 4 フォトレジスト 11 基板 12 発熱部 13,13’ 電極 14 抵抗体 15 保護層 21 基板 22 アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜 23 アルミナ層 24 フォトレジスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Aluminum film or aluminum alloy film 3 Alumina layer 4 Photoresist 11 Substrate 12 Heating part 13, 13 'Electrode 14 Resistor 15 Protective layer 21 Substrate 22 Aluminum film or aluminum alloy film 23 Alumina layer 24 Photoresist

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板の表面に金属配線用のアルミニウム
又はアルミニウム合金の薄膜を形成し、この薄膜の表面
に陽極酸化によりアルミナ層を形成し、このアルミナ層
上にフォトレジストを被着して所定のパターンを形成
し、このパターンをマスクとして前記アルミナ層と前記
アルミニウム又はアルミニウム合金を所定のエッチング
液を用いてエッチング面を90°以下の傾斜面とするエ
ッチング方法において、 前記エッチング工程に際し、最初にリン酸,酢酸,硝酸
及びフッ化アンモニウム溶液を含む水溶液からなる第1
のエッチング液を使用し、その後に、所定のタイミング
で、この第1のエッチング液の成分からフッ化アンモニ
ウム溶液を除外してなる第2のエッチング液を使用する
ことを特徴としたエッチング方法。
An aluminum or aluminum alloy thin film for metal wiring is formed on a surface of a substrate, an alumina layer is formed on the surface of the thin film by anodic oxidation, and a photoresist is applied on the alumina layer to form a predetermined layer. In a method of etching the alumina layer and the aluminum or aluminum alloy using a predetermined etchant to form an inclined surface of 90 ° or less using the pattern as a mask, First consisting of an aqueous solution containing phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and ammonium fluoride solution
An etching method characterized by using a second etching solution obtained by removing the ammonium fluoride solution from the components of the first etching solution at a predetermined timing.
【請求項2】 前記第1のエッチング液から前記第2の
エッチング液への切り換えのタイミングを、前記第1の
エッチング液による前記アルミナ層と前記アルミニウム
又はアルミニウム合金が完全にエッチングされる時間の
80%〜90%のところに設定したことを特徴とする請
求項1記載のエッチング方法。
2. The timing of switching from the first etching solution to the second etching solution is set to 80 times of the time required for completely etching the alumina layer and the aluminum or aluminum alloy by the first etching solution. 2. The etching method according to claim 1, wherein the etching rate is set in a range of% to 90%.
【請求項3】 前記第1のエッチング液の初期電気伝導
度をI0 ,前記アルミナと前記アルミニウム又はアルミ
ニウム合金が完全にエッチングされた時の第1のエッチ
ング液の電気伝導度をI1 とした場合、前記第1のエッ
チング液から前記第2のエッチング液への交換のタイミ
ングを、当該第1のエッチング液の電気伝導度が「I0
+0.8×(I1 −I0 )」以上で「I0 +0.9×
(I1 −I0 )」以下の時に設定したことを特徴とする
請求項1記載のエッチング方法。
3. The initial electric conductivity of the first etching solution is I 0 , and the electric conductivity of the first etching solution when the alumina and the aluminum or aluminum alloy are completely etched is I 1 . In this case, the timing of replacing the first etchant with the second etchant is determined by determining whether the electrical conductivity of the first etchant is “I 0
+ 0.8 × (I 1 −I 0 ) ”or more and“ I 0 + 0.9 ×
2. The etching method according to claim 1, wherein the time is set at (I 1 −I 0 ) ”or less.
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