特開2017-160516(P2017-160516A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2017-160516エッチング方法およびエッチング装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-160516(P2017-160516A)
(43)【公開日】2017年9月14日
(54)【発明の名称】エッチング方法およびエッチング装置
(51)【国際特許分類】
   C23F 1/08 20060101AFI20170818BHJP
   H01L 21/306 20060101ALI20170818BHJP
   H05K 3/06 20060101ALI20170818BHJP
   C23F 1/02 20060101ALI20170818BHJP
【FI】
   C23F1/08 103
   H01L21/306 F
   H05K3/06 D
   H05K3/06 N
   C23F1/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2016-48385(P2016-48385)
(22)【出願日】2016年3月11日
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001542
【氏名又は名称】特許業務法人銀座マロニエ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】生駒 努
(72)【発明者】
【氏名】若園 芳嗣
【テーマコード(参考)】
4K057
5E339
5F043
【Fターム(参考)】
4K057WA11
4K057WA12
4K057WB04
4K057WD05
4K057WF06
4K057WM06
4K057WN01
5E339AB02
5E339BC02
5E339BE13
5E339BE17
5E339CD01
5E339EE03
5E339GG02
5F043AA21
5F043AA22
5F043AA26
5F043BB14
5F043BB15
5F043BB18
5F043DD13
5F043EE07
5F043EE36
5F043GG02
(57)【要約】
【課題】テンティングにおけるサイドエッチングの充分な抑制である。
【解決手段】所定パターンのエッチングレジストで被覆されたエッチング対象物に対しエッチング液を吹き付けて、そのエッチング対象物の、前記エッチングレジストの開口から露出した部分をエッチングするエッチング方法において、エッチング液を1流体ノズルから噴射して前記エッチング対象物に吹き付ける第1のエッチング工程と、エッチング液を気体と混合して2流体ノズルから噴射して、前記第1のエッチング工程でエッチングした前記エッチング対象物に吹き付ける第2のエッチング工程と、を備え、前記第1のエッチング工程では、エッチング液がエッチング抑制被膜を形成する添加剤を含むことを特徴とする。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定パターンのエッチングレジストで被覆されたエッチング対象物に対しエッチング液を吹き付けて、そのエッチング対象物の、前記エッチングレジストの開口から露出した部分をエッチングするエッチング方法において、
エッチング液を1流体ノズルから噴射して前記エッチング対象物に吹き付ける第1のエッチング工程と、
エッチング液を気体と混合して2流体ノズルから噴射して、前記第1のエッチング工程でエッチングした前記エッチング対象物に吹き付ける第2のエッチング工程と、
を備え、
前記第1のエッチング工程では、エッチング液がエッチング抑制被膜を形成する添加剤を含むことを特徴とする。
【請求項2】
請求項1記載のエッチング方法において、前記エッチング抑制被膜を形成する添加剤は、トリアゾール系化合物とされる。
【請求項3】
請求項1または2記載のエッチング方法において、前記エッチング対象物は、導体層とされる。
【請求項4】
請求項3記載のエッチング方法において、前記導体層は、銅層とされる。
【請求項5】
所定パターンのエッチングレジストで被覆されたエッチング対象物に対しエッチング液を吹き付けて、そのエッチング対象物の、前記エッチングレジストの開口から露出した部分をエッチングするエッチング装置において、
エッチング液を1流体ノズルから噴射して前記エッチング対象物に吹き付ける第1のエッチング処理部と、
エッチング液を気体と混合して2流体ノズルから噴射して、前記第1のエッチング工程でエッチングした前記エッチング対象物に吹き付ける第2のエッチング処理部と、
を備え、
前記第1のエッチング処理部では、エッチング抑制被膜を形成する添加剤を含むエッチング液を用いることを特徴とする。
【請求項6】
請求項5記載のエッチング装置において、前記エッチング抑制被膜を形成する添加剤は、トリアゾール系化合物とされる。
【請求項7】
請求項5または6記載のエッチング装置において、前記エッチング対象物は、導体層とされる。
【請求項8】
請求項7記載のエッチング装置において、前記導体層は、銅層とされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント配線板の製造等に使用されるエッチング方法およびエッチング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年のプリント配線板は、電子機器の小型化および部品の高密度実装化に伴って回路パターンのファインピッチ化が進んでおり、このようなファインピッチパターンの回路層を形成する方法のひとつにテンティングが知られている。テンティングとは、絶縁層あるいは絶縁基板上に設けた導体層を、パターン部を除いて開口したエッチングレジストで覆い、そのエッチングレジストの開口から露出した導体層部分をエッチングで除去して、回路パターンを持つ回路層を形成する方法である。
【0003】
特許文献1は、テンティングでファインピッチパターンの回路層を形成する際に導体層がエッチングレジストの開口幅よりも幅広く水平方向にエッチングされてしまうサイドエッチングを抑制するために、エッチング液と気体とを混合して2流体ノズルから噴出させることで微小液滴を形成し、その微小液滴をエッチングレジストの開口内に勢い良く吹き付けて開口正面の導体層部分上でのエッチング液の滞留を防止するエッチング方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−256458号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら特許文献1記載の技術は、エッチングレジストの開口正面の導体層部分上でのエッチング液の滞留防止により相対的にサイドエッチングを抑制する効果はあるものの、サイドエッチング自体を減少させるものではないので、未だサイドエッチングを充分に抑制できない。しかも、エッチング対象物にエッチング液を勢いよく吹き付けるので、勢いの差でエッチング対象物に面内でエッチング量のばらつきが生じやすい。
【0006】
本発明は、テンティングの際のサイドエッチングを充分に抑制可能で、しかもエッチング量を面内で均一にし得るエッチング方法およびエッチング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のエッチング方法は、
所定パターンのエッチングレジストで被覆されたエッチング対象物に対しエッチング液を吹き付けて、そのエッチング対象物の、前記エッチングレジストの開口から露出した部分をエッチングするエッチング方法において、
エッチング液を1流体ノズルから噴射して前記エッチング対象物に吹き付ける第1のエッチング工程と、
エッチング液を気体と混合して2流体ノズルから噴射して、前記第1のエッチング工程でエッチングした前記エッチング対象物に吹き付ける第2のエッチング工程と、
を備え、
前記第1のエッチング工程では、エッチング液がエッチング抑制被膜を形成する添加剤を含むことを特徴とする。
【0008】
本発明のエッチング方法においては、前記エッチング抑制被膜を形成する添加剤は、好ましくはトリアゾール系化合物とされる。
【0009】
本発明のエッチング方法においては、前記エッチング対象物は、好ましくは導体層、より好ましくは銅層とされる。
【0010】
また、本発明のエッチング装置は、
所定パターンのエッチングレジストで被覆されたエッチング対象物に対しエッチング液を吹き付けて、そのエッチング対象物の、前記エッチングレジストの開口から露出した部分をエッチングするエッチング装置において、
エッチング液を1流体ノズルから噴射して前記エッチング対象物に吹き付ける第1のエッチング処理部と、
エッチング液を気体と混合して2流体ノズルから噴射して、前記第1のエッチング工程でエッチングした前記エッチング対象物に吹き付ける第2のエッチング処理部と、
を備え、
前記第1のエッチング処理部では、エッチング抑制被膜を形成する添加剤を含むエッチング液を用いることを特徴とする。
【0011】
本発明のエッチング装置においては、前記エッチング抑制被膜を形成する添加剤は好ましくはトリアゾール系化合物とされる。
【0012】
本発明のエッチング装置においては、前記エッチング対象物は好ましくは導体層、より好ましくは銅層とされる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明のエッチング方法の一実施形態の実施に用いられる、本発明のエッチング装置の一実施形態を示す断面図である。
図2】従来のエッチング方法でのエッチングレジストの開口からのサイドエッチングの許容量を例示する説明図である。
図3】上記実施形態のエッチング方法でのエッチングレジストの開口からのサイドエッチングの許容量を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1は、本発明のエッチング方法の一実施形態の実施に用いられる、本発明のエッチング装置の一実施形態を示す断面図であり、この実施形態のエッチング装置は、例えば基板材Mをエッチングしてプリント配線板を製造する際に用い得るものである。ここで、基板材Mは、例えばエポキシ樹脂等からなる層間絶縁層あるいは絶縁基板の片面または両面に、銅層等からなるエッチング対象物としての導体層を設け、その導体層をドライフィルムレジスト(DFR)等のエッチングレジストで覆い、そのエッチングレジストをフォトリソグラフィ等によりパターン部を除いて開口させてなり、この実施形態のエッチング装置はその導体層の、エッチングレジストの開口から露出した導体部分をエッチングで除去することにより、すなわちテンティングにより、層間絶縁層あるいは絶縁基板の片面または両面上に、導体の回路パターンを持つ回路層を形成する。そして、この回路層の形成後に他の工程において、エッチングレジストを溶剤等で除去し、あるいはさらに回路層をバンプ部分が開口したはんだレジストで覆う等することにより、所望のプリント配線板が形成される。
【0015】
かかるエッチングを行うため、図中符号1で示すこの実施形態のエッチング装置には、エッチング処理室2内にその一端部の入口2aから他端部の出口2bにかけて、複数の搬送ローラ3により基板材Mの搬送経路が略水平に設定されており、この搬送経路に沿って、搬送ローラ3により略水平に保持された基板材Mが、図中左方から右方へ矢印で示すように搬送される。
【0016】
エッチング処理室2内は隔壁2cによって、入口2aに近い側の第1のエッチング処理室2dと、出口2bに近い側の第2のエッチング処理室2eとに仕切られ、第1のエッチング処理室2d内の上部には、上記搬送経路を間に挟んでその上下にそれぞれ複数個の1流体ノズル4がその搬送経路へ向けて配置されており、各1流体ノズル4は搬送経路に対して固定されていても良く、あるいは基板材Mの搬送方向と直交する方向へ揺動するようにされていても良い。また、第2のエッチング処理室2e内の上部には、上記搬送経路を間に挟んでその上下にそれぞれ複数個の2流体ノズル5がその搬送経路へ向けて配置されており、各2流体ノズル5は搬送経路に対して固定されていても良く、あるいは基板材Mの搬送方向と直交する方向へ揺動するようにされていても良い。
【0017】
第1のエッチング処理室2dおよび第2のエッチング処理室2e内の下部には、互いに異なるエッチング液6,7がそれぞれ貯留される。第1のエッチング処理室2d内のエッチング液6は、第1のエッチング処理室2dの底部に接続されたポンプ8でフィルタ9および流量計10を介して第1のエッチング液供給管路11に送られて、その第1のエッチング液供給管路11により各1流体ノズル4に圧送される。第1のエッチング液供給管路11内のエッチング液6の圧力は、圧力計12により計測されて、ポンプ8とフィルタ9の間のバルブ13の手動あるいは自動での操作等により所定圧に維持される。
【0018】
この第1のエッチング処理室2dで使用されるエッチング液6は、従来からエッチング液として使用されている塩化第二銅および/または塩化第二鉄を主成分とする溶液中に、これも従来から使用されている界面活性剤が添加されるとともに、さらに、エッチング抑制効果のある被膜を形成する添加剤、例えばトリアゾール系化合物が高濃度で添加されてなり、このようなエッチング液の具体的な組成としては、例えば本願出願人がWO2005/086551A1国際公開公報にて提案したものが知られている。第1のエッチング処理室2d内ではそのエッチング液6が、各1流体ノズル4から噴射される。
【0019】
第2のエッチング処理室2e内のエッチング液7は、第2のエッチング処理室2eの底部に接続されたポンプ14でフィルタ15および流量計16を介して第2のエッチング液供給管路17に送られて、その第2のエッチング液供給管路17により各2流体ノズル5に圧送される。第2のエッチング液供給管路17内のエッチング液7の圧力は、圧力計18により計測されて、ポンプ14とフィルタ15の間のバルブ19の手動あるいは自動での操作等により所定圧に維持される。
【0020】
この第2のエッチング処理室2eで使用されるエッチング液7は、第1のエッチング処理室2dで使用されている、塩化第二銅および/または塩化第二鉄を主成分とする溶液中に、これも従来から使用されている界面活性剤が添加されてなる。すなわちこのエッチング液7は、エッチング液6と異なり、エッチング抑制効果のある被膜を形成する添加剤は添加されていない。
【0021】
この実施形態のエッチング装置1にはまた、コンプレッサ20が設けられており、コンプレッサ20が生成した圧縮空気は、エアフィルタ21および流量計22を介して圧縮空気供給管路23に送られて、その圧縮空気供給管路23により各2流体ノズル5に供給される。エアフィルタ21と流量計22の間の管路内の圧縮空気の圧力は、圧力計24により計測されて、エアフィルタ21と流量計22の間のバルブ25の手動あるいは自動での操作等により所定圧に維持される。
【0022】
そしてこの実施形態のエッチング装置1を使用した、上記実施形態のエッチング方法においては、エッチング処理室2内に設定された搬送経路に沿って、搬送ローラ3により略水平に保持された基板材Mが、図中左方から右方へ矢印で示すように搬送され、その基板材Mの搬送中に、先ず第1のエッチング処理室2d内で、その基板材Mの両面に導体層が設けられている場合には搬送経路の上下に位置する各1流体ノズル4から、また基板材Mの上面だけに導体層が設けられている場合には搬送経路の上に位置する各1流体ノズル4から、基板材Mに向けてエッチング液6が噴射される。
【0023】
各1流体ノズル4から噴射されたエッチング液6は、基板材M全体に満遍なくかつ多量に当たってその基板材Mの表面のエッチングレジストの開口内に入るが、1流体ノズル4から噴射される液滴の大きさは例えば平均粒子径150μm程度で、ファインピッチパターンの例えば幅20μm程度の開口と比較すると大きいため開口で勢いが殺がれ、エッチング液6中の塩化第二銅および/または塩化第二鉄を主成分とする溶液は、単独では開口内での循環が充分円滑に行われない。
【0024】
そこでこの実施形態のエッチング方法では、エッチング液6を、塩化第二銅および/または塩化第二鉄を主成分とする溶液中に、界面活性剤を添加するとともに、エッチング抑制効果のある被膜を形成する添加剤、例えばトリアゾール系化合物を高濃度で添加してなるものとし、これにより、エッチング液6中の塩化第二銅および/または塩化第二鉄を主成分とする溶液が液滴の勢いで開口正面に露出する導体層部分をエッチング除去するとともに、エッチング液6中の例えばトリアゾール系化合物からなる添加剤が開口正面から側方に外れてエッチングレジストに隠れた位置で導体層壁面にエッチング抑制被膜を形成してサイドエッチングを抑制し、さらにエッチング液6中の界面活性剤が開口内でのエッチング液6の循環を促して開口正面に露出する導体層部分のエッチング効率を高める。
【0025】
次いでこの実施形態のエッチング方法では、基板材Mの引き続く搬送中に、第2のエッチング処理室2e内で、その基板材Mの両面に導体層が設けられている場合には搬送経路の上下に位置する各2流体ノズル5から、また基板材Mの上面だけに導体層が設けられている場合には搬送経路の上に位置する各2流体ノズル5から、基板材Mに向けてエッチング液7が噴射される。
【0026】
このとき、各2流体ノズル5にはエッチング液7とともに圧縮空気も供給されているので、エッチング液7は各2流体ノズル5内で圧縮空気と混合されて、1流体ノズル4によるよりも高速で、各2流体ノズル5から例えば平均粒子径40μm程度の微小液滴となって噴射され、各1流体ノズル4から噴射されたエッチング液6よりも強いスプレー打力を持って基板材Mに到達する。
【0027】
これにより、ファインピッチパターンの回路層を形成するためにエッチングレジストの開口が狭い場合でもエッチング液7がその開口内に勢い良く入り、エッチング液7中の塩化第二銅および/または塩化第二鉄を主成分とする溶液が開口正面に露出する導体層部分をエッチング除去するとともに、エッチング液7中の界面活性剤が開口内でのエッチング液7の循環を促して開口正面に露出する導体層部分のエッチング効率を高め、第1のエッチング処理室2d内でのエッチングでは除去しきれなかった導体層部分を確実に除去する。ここで、このエッチング液7にはエッチング抑制効果のある被膜を形成する添加剤を添加しないのは、各2流体ノズル5から噴射されたエッチング液7は強いスプレー打力を持って基板材Mに到達することから、エッチング抑制効果のある被膜を形成する添加剤を添加してもその被膜を安定に形成することが難しいためである。
【0028】
図2は、従来のエッチング方法でのエッチングレジストの開口からのサイドエッチングの許容量を例示する説明図であり、図では絶縁基板P上に導体層Cが形成され、その導体層CをエッチングレジストRが覆っており、エッチングレジストRの開口Oから露出する導体層Cの部分がエッチング処理により除去されている。図示のように従来の方法では、エッチングレジストRの開口Oの幅が例えば30μm程度とある程度大きくないとエッチング処理を充分に行えないため、図中矢印で示すように、開口Oの端縁からのサイドエッチングの許容量が小さくならざるを得ない。一方、図3は、上記実施形態のエッチング方法でのエッチングレジストの開口からのサイドエッチングの許容量を例示する説明図であり、図示のようにこの実施形態の方法では、エッチングレジストRの開口Oの幅が例えば20μm程度と小さいファインピッチパターンでも、1流体ノズル4からの多量のエッチング液6による広範囲のエッチングと2流体ノズル5からのエッチング液7による微細かつ強打力のエッチングとによりエッチング処理を充分に行い得るため、従来と同じピッチの回路パターンを形成する際に、図中矢印で示すように、開口Oの端縁からのサイドエッチングの許容量を大きくできるということもいえる。
【0029】
上述のように、この実施形態のエッチング装置1を用いたこの実施形態のエッチング方法によれば、テンティングによりファインピッチパターンの回路層を形成するためにエッチングレジストの開口が狭い場合でも、サイドエッチングを充分に抑制しつつ、基板材Mの面内でエッチング量を均一にして短時間で効率的にエッチング処理を行って、そのファインピッチの回路パターンを持つ回路層を形成することができる。
【0030】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明のエッチング方法およびエッチング装置はこの例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば第1のエッチング工程で用いるエッチング液6に添加するエッチング抑制被膜を形成する添加剤は、上述したトリアゾール系化合物以外のものとしても良い。
【0031】
また、エッチング処理室2内で第2のエッチング処理室2eに続けて水洗処理室を設けて、エッチング処理後に水洗処理も連続的に行えるようにしても良く、このようにすればサイドエッチングをさらに抑制することができる。さらに、例えば圧縮空気は、エッチング装置1に設けられたコンプレッサ12からでなく、工場内のエア配管等から供給するようにしても良い。
【符号の説明】
【0032】
1 エッチング装置
2 エッチング処理室
2a 入口
2b 出口
2c 隔壁
2d 第1のエッチング処理室
2e 第2のエッチング処理室
3 搬送ローラ
4 1流体ノズル
5 2流体ノズル
6,7 エッチング液
8,14 ポンプ
9,15,21 フィルタ
10,16,22 流量計
11、17 エッチング液供給管路
12,18,24 圧力計
13,19,25 バルブ
20 コンプレッサ
21 エアフィルタ
23 圧縮空気供給管路
18 吸引ヘッド
C 導体層
M 基板材
O 開口
P 絶縁基板
R エッチングレジスト
図1
図2
図3