JP2004204251A

JP2004204251A - Metal etched product and manufacturing method therefor

Info

Publication number: JP2004204251A
Application number: JP2002371696A
Authority: JP
Inventors: Osamu Koga; 修古賀; Ryuji Ueda; 龍二上田; Satoshi Tanaka; 聡田中; Shingo Akao; 慎吾赤尾; Nobuo Takagi; 総夫高城
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal etched component which has achieved a high etching factor, can reproduce a metallic pattern so as to acquire a designed precision, and an etched cross-section having a high aspect ratio and high definition, and to provide a manufacturing method therefor. <P>SOLUTION: The metal etched product has a metallic pattern having a side wall made by a primary etching which makes an opening on the surface layer side of a metal layer, and a side wall made by a secondary etching in a deep layer side, which uses an electrodeposited photoresist; and having the etching factor of the opening in the metallic pattern controlled to 2.6 or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平滑面を有する金属材料にフォトエッチング法を用いてパターン形成した金属エッチング製品およびその製造方法に関するもので、特に金属エッチング部分が高アスペクト比であることを特徴とする金属エッチング製品およびその製造方法、具体的には、高密度プリント配線基板の金属配線やシヤドウマスク、リードフレームといった高精細金属エッチング製品及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来ウエットエッチング部品を形成する場合、鉄系や銅系の金属材料にアルカリ可溶なフォトレジスト膜を所望するパターンに形成し、酸性の塩化第二鉄エッチング液や塩化第二銅エッチング液を用いてフォトレジストから露出した金属部分をエッチングしている。このようなウエットエッチングでは、フォトレジストの開孔部からフォトレジスト直下まで等方的にエッチングが進行するので、フォトレジスト直下のサイドエッチングが問題となる。サイドエッチングとは、フォトレジスト膜面下へも等方的にエッチングが入ることをいい、金属エッチング製品を高アスペクト比化するには、隣合うパターンとのピッチを狭くできない問題が発生する。
【０００３】
この問題を解決すべく、例えばハーフエッチングした部分の側面を絶縁性の保護膜で保護したのち再度電解エッチングにより、被エッチング層の不要部分を除去して、高密度パターンを形成する。（特許文献１を参照。）
【０００４】
また、一次エッチングで形成したフォトレジスト庇をフォトマスクに使用し、一次エッチング面に再度コーティングしたポジ型フォトレジストを露光、現像して、ハーフエッチングによる側壁へポジ型フォトレジストを形成させ、被エッチング層の不要部分を除去して、高密度パターンを形成する。（特許文献２を参照）。
【０００５】
さらにまた、一次エッチングで形成したハーフエッチング面に低分子溶剤系の接着液を充満させたのち乾燥することにより、軟化したレジスト庇を強制的にハーフエッチング面に接着させ、被エッチング層の不要部分を除去して、高密度パターンを形成する。（特許文献３を参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平1-188700号公報、第１図〜第４図
【特許文献２】
特公昭58-15537号公報
【特許文献３】
特公昭62-37713号公報
【０００７】
特許文献１記載の技術では、一旦ハーフエッチングした部分（孔部）の全面に絶縁性保護膜を形成し、その後ハーフエッチングをした深層部底の絶縁性保護膜を酸性液のスプレーだけで溶解させる。このため、酸性液のスプレーの流れが金属板の面内でバラツキが出てしまうと、ハーフエッチング内の保護膜の寸法バラツキが生じやすく、特に隣合うパターンとのピッチが狭い高精細なパターンの場合に、致命的な問題が発生する。また高精細なパターンでは、サイドエッチング量が少なく一次フォトレジストの庇が微少であるため、絶縁性の保護膜がすべて取れてしまう問題がある。ハーフエッチング孔が深くてエッチング量の多いパターンでは、深層部底だけ絶縁性の保護膜を除去することができないので、二次エッチングで全体的にエッチングが進行する。
【０００８】
特許文献２記載の技術では、一次エッチングで形成したフォトレジスト庇が一部でもカケや垂れが生じてしまうと、その変形を二次エッチングレジストの形状に転写してしまいシャープな形状が得られず、微細なパターン形成に不向きであり、特に隣合うパターンとのピッチが狭い高精細なパターンの場合に、致命的な問題が発生する。また一次エッチングで形成されたハーフエッチング孔に均一に二次フォトレジストをコーティングすることが困難であり、特に高精細なパターンやハーフエッチング孔が深くてエッチング量の多いパターンには対応できない。
【０００９】
特許文献３記載の技術では、接着液で溶解した一次エッチングレジストのレジスト成分が、ハーフエッチング底部にまばらに残留し、エッチングがまばらに入らなくなる問題と、接着液で膨潤させ、乾燥する工程でシャープな形状を再現できない問題が発生する。これらの問題は、面内でエッチング寸法バラツキを生じさせる致命的な問題である。また、高精細のパターンでは一次エッチングのレジストの庇が微少であるため、接着剤がすべて蒸発するだけで、効果がない。高アスペクト比を得ようとしても庇の部分しかサイドエッチングが止められないので、ハーフエッチング孔が深くてエッチング量の多いパターンには対応できない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の金属エッチング部品及びその製造方法では、従来の方法では不可能であった飛躍的な高エッチングファクターを達成し、かつ精度についても設計通りの金属パターンを再現できることを特徴とする高アスペクト比かつ高精細なエッチング断面形状の金属エッチング部品及びその製造方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明ではこの課題に鑑みなされたもので、請求項１の発明は、金属層に開孔部を有する金属エッチング製品において、開孔部が金属層の表層側に一次エッチングによる側壁を有し、深層側に電着フォトレジストを用いた二次エッチングによる側壁を有する金属パターンであって、該金属パターンの開孔部のエッチングファクターが２．６以上であること特徴とする金属エッチング製品としたものである。
【００１２】
一次エッチング（ハーフエッチング）した金属材料に付着するレジストを剥膜し、金属表面のハーフエッチングによって凹凸になっている表面に、電着による均一な膜厚の電着フォトレジストをコートし、露光、現像して均一な電着レジストパターンを形成させる。二次エッチング工程以降で金属材料表面のサイドエッチングを防ぎつつ、深度方向へ異方性のあるエッチングをして、高アスペクト比の貫通孔を形成させ、高アスペクト比かつ高精細な金属パターンを形成させる。すなわち、開孔部が金属層の表層側に一次エッチングによる側壁を有し、深層側に電着フォトレジストを用いた二次エッチングによる側壁を有する金属パターンであって、高アスペクト比かつ高精細な金属パターンを形成された金属金属エッチング製品をえられる。
【００１３】
つまりサイドエッチングの進行を防止して、選択的に深度方向へエッチングする異方性エッチングを行い、高アスペクト比な金属エッチング製品を形成することを可能にしようとするものである。
【００１４】
一次エッチングで平坦な金属表面をハーフエッチングした表面に二次エッチングに使用するフォトレジストをコーティングする場合、液体フォトレジストを使用する時には、ハーフエッチング孔部にフォトレジスト液が溜まりやすく、均一な膜厚のフォトレジストを形成できない問題がある。またドライフイルムレジストはハーフエッチング面に上手く貼り付けることができない問題がある。
【００１５】
この問題を解決するため二次フォトレジストには、少なくとも電着フォトレジストを使用する必要がある。電着フォトレジストを用いた場合には、金属表面の凹凸に沿って均一な膜厚の電着フォトレジストを形成できるメリットがある。
【００１６】
ここで、二次エッチングに使用する電着フォトレジスト材には、ポジ型電着フォトレジストでも、ネガ型電着フォトレジストでも使用できなくはないが、不具合が生じる。図6は、金属材料の、ネガ型電着フォトレジストを使用したときの、エッチング工程を断面で示した部分説明図で、ハーフエッチング孔の表層部が逆テーパーになった状態を表したものである。図で、一次エッチング工程で形成されたハーフエッチング状金属材料６１１に、ネガ型電着レジスト６２１が塗布されている。金属材料６１１の表面には、ネガ型フォトマスク６３１が設置され、ネガ型フォトマスク６３１の上方から光が照射されている。ここでハーフエッチング孔の表層部が逆テーパーになったため、露光できないネガ型電着レジスト部分６２２が生じている。図に示すように一次エッチング量が多くハーフエッチング面の表層部が逆テーパー状になってしまうと（レジスト部分６２２）、二次フォトレジストにネガ型フォトレジストを使用した場合、ハーフエッチング面の表層部を露光することができないので、ポジ型フォトレジストを用いることが好ましい。
【００１７】
さらに発明者等の実験では、フォトレジスト開孔径10μｍ以上のフォトレジストパターンでは、一次エッチングだけではフォトレジスト直下でのサイドエッチングが進行するため、エッチングファクターは最大でも２．６程度であった。
【００１８】
フォトレジスト開孔径260μmパターンで、電着フォトレジストを用いた二次エッチングによってエッチングファクター６．９を確認できた。
【００１９】
ここでエッチングファクター(以下ＥＦ)について説明すると、一次エッチング工程でハーフエッチングされる金属層の開孔寸法と該開孔部に掛かるフォトレジストの開孔寸法との寸法差を半分にしたサイドエッチ量(以下ＳＥ)と、ハーフエッチングされた深さ寸法(以下ＥＤ)とで式１に示すように規定される。
【００２０】
【式１】

【００２１】
二次以上のエッチングを実施した金属層７１１の開孔部７１２については、ＥＤやＳＥは開孔部７１２の中心を垂直に切断し、切断面の断面から計測できる。図７は、絶縁基板７１３上に積層された金属層７１１に、２次エッチング工程で開孔部７１２を設けた金属エッチング製品を、断面で示した部分説明図である。図のように絶縁基板７１３上に開孔部７１２を設けたり、金属層７１１に貫通孔を設けた場合などのように、金属層７１１の開孔部７１２の深層部底の形状７１４が一部欠けている場合は、底の曲線を外挿してＥＤを推定する。
【００２２】
本発明の請求項２の発明は、金属層に開孔部を有する金属エッチング製品において、開孔部が高次のエッチングにより形成され、開孔部が金属層の表層側に一次エッチングによる側壁を有し、深層側に電着フォトレジストを用いた複数次のエッチングによる少なくとも一つの側壁を有する金属パターンであって、該金属パターンの開孔部のエッチングファクターが２．６以上であること特徴とする金属エッチング製品としたものである。
【００２３】
請求項２においては、請求項１記載の金属エッチング製品において、所望するＥＦを達成するために、二次以上の複数次エッチング工程で電着フォトレジストを使用している金属エッチング製品である。
【００２４】
本発明の請求項３の発明は、請求項１または請求項2に記載の金属エッチング製品の製造方法において、金属表面にフォトレジストをコートし開孔部パターンを形成し一次エッチングを行い、次に二次エッチング以降では、深層部底のみ開孔した電着フォトレジストパターンを形成し、深層部底だけのエッチングを繰り返すことにより、エッチングファクターが２．６以上である孔開孔寸法に対して孔深いエッチング形状を有すること特徴とする金属エッチング製品の製造方法としたものである。
【００２５】
請求項３においては、以下に例示すれば、平滑な金属材料表面をサブトラクティブ法にてパターン形成する場合、所望するパターンの形成されたフォトマスクを用い、厚み10μｍ程度のレジストパターンを形成する。一次エッチング工程で使用するレジストには、ナフトキノンアジド系やノボラック樹脂系のポジ型フォトレジストや重クロム酸系やポリケイ皮酸ビニル系や環化ゴムアジド系などのネガ型フォトレジストを用いることができる。もちろん一次エッチングから電着フォトレジストを使用しても良い。
【００２６】
液状フォトレジストのコーティングには、スピンコーター、ロールコーター、ディップコーターなど通常使用されるフォトレジストコート方法を用いる。ドライフイルムレジストを用いる場合にはラミネーターを用いる。また、印刷レジストをパターン印刷しても良い。
【００２７】
次いで所望するレジストパターンを露光現像し、一次エッチング工程にて塩化第二鉄液や塩化第二銅液といったエッチング液スプレーでハーフエッチング形状を作製する。
【００２８】
次いで、液状フォトレジストやドライフイルムレジストでは、ハーフエッチング面を有する凸凹な金属層に均一な膜厚でレジストをコーティングするのは、ほぼ無理であり、電着法を用いた電着フォトレジストを金属表面に対して8μｍ程度の均一な膜厚でコーティングする。
【００２９】
材料自体の誘電率と電着条件により膜厚を制御できるが、サイドエッチングによって生成する庇の機械的強度の問題から２μm以上の膜厚が好ましく、高精細パターンを形成するには１０μm以下の膜厚が好ましい。
【００３０】
次いで、露光、現像して一次エッチング工程でのハーフエッチング深層部底のみ金属面を露出させる。次いで二次エッチング工程を一次エッチング工程と同様にして、塩化第二鉄鉄液や塩化第二銅液といったエッチング液スプレーでエッチングし、ＥＦが２．６以上である金属エッチング製品を得る。
【００３１】
本発明の請求項４の発明は、請求項１または請求項2に記載の金属エッチング製品の製造方法において、金属表面にフォトレジストをコートし、露光、現像し開孔部パターンの開孔したフォトレジストを形成し一次エッチングを行い、一次エッチングで使用したフォトレジストを剥膜後、電着レジストを全面コートし、前次エッチングで製造したハーフエッチング孔とフォトマスクの位置合わせを行い、次いで平行光源で露光、現像、エッチングして、エッチングファクターが２．６以上である開孔寸法に対して孔深いエッチング形状を有することを特徴とする金属エッチング製品の製造方法としたものである。
【００３２】
請求項４においては、以下に例示すれば、一次エッチング工程で使用したフォトレジストを熱アルカリ溶液にて溶解剥膜した後、ハーフエッチングによって凸凹した金属表面に電着法を用いたポジ型フォトレジストを８μm程度の均一な膜厚でコーティングする。次いでプロキシミティ露光方法を用いて、前次エッチング工程でのハーフエッチング孔とアライメントを合わせて平行紫外線光にて露光し、現像する。請求項４の発明では、高次電着フォトレジストパターンをフォトマスクのパターン形状通り忠実に再現させてレジストエッジ形状をシャープにさせ、金属エッジ形状がシャープなエッチング形状とすることができる。この方法は、現像工程は多少複雑になるが、従来の技術の特許文献１、特許文献２、特許文献３記載と比較して、電着フォトレジストの寸法精度を向上させ、高次エッチングレジスト寸法精度を向上させる事ができる。
【００３３】
次いでエッチング工程にて、上記請求項３による方法で前次ハーフエッチング孔の表層部でのサイドエッチングを停止させ、深層方向のみへ異方性エッチングを進行させる。
【００３４】
最後に、６０℃の３ｗｔ％苛性ソーダ水溶液にて電着フォトレジストを剥膜して、孔開孔寸法に対して孔深いエッチング形状を有することを特徴とする金属エッチング製品を完成させる。
【００３５】
本発明の請求項５の発明は、請求項１または請求項2に記載の金属エッチング製品の製造方法において、金属表面にフォトレジストをコートし、露光、現像し開孔部パターンの開孔したフォトレジストを形成し一次エッチングを行い、一次エッチングで使用したフォトレジストを剥膜後、電着レジストを全面コートし、前次エッチングで使用したフォトマスクと開孔パターンの異なるフォトマスクを用い、前次ハーフエッチング孔とフォトマスクの位置合わせを行い次いで露光、現像することにより、その次元ごとに異なる電着フォトレジスト開孔形状を作製しエッチングし、エッチングファクターが２．６以上である開孔寸法に対して孔深いエッチング形状を有することを特徴とする金属エッチング製品の製造方法としたものである。
【００３６】
請求項５においては、その例としてレジストパターンが矩形である場合、サイドエッチングの影響で、図5に示すようにエッチング形状はフォトレジストの矩形の角を中心とする半径SEの角丸の矩形になってしまう。角丸の程度を軽減するため、二次エッチング以降の電着フォトレジストでは、角を強調したフォトマスクを用いる。結果エッチング形状を制御することを目的としたエッチングファクターが２．６以上である孔開孔寸法に対して孔深いエッチング形状を有することを特徴とする金属エッチング製品の製造方法としたものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下請求項に基づく実施例１には、金属基板の両面からのエッチングして、ほぼ垂直な貫通孔の作製方法を示している。また実施例２には、金属基板を非エッチング性の基板に貼り付けた金属箔の片側からエッチングして、高アスペクト比な金属配線パターンを形成することを示したが、金属箔の両面同時にエッチングすることもできる。
【００３８】
比較例１には、従来の一段エッチングによる金属基板の両面からのエッチングを示した。実施例１と比較して分かるように、同じピッチでエッチングするには、板厚を半分以下にする必要がある。
【００３９】
＜実施例１＞
図１は、本実施例１の製造方法の工程を断面で示す部分説明図である。
厚み５００μｍの鉄系の金属材料４２材基板（１１１）をアルカリ脱脂し、ポジ型フォトレジストのPMER P-RH300PM(東京応化工業製)を膜厚１０μm両面コーティングした。次いで、ピッチ３５０×１０００μmで２６０×８６０μmスロットパターンが開孔されたフォトマスクを介して紫外線を露光し、アルカリ水溶液のスプレー現像で、フォトマスクと同寸法のポジ型フォトレジストパターン（１１２）を形成した（図１の（１））。
【００４０】
一次エッチング工程として、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてＳＥが２０μm進行するまでスプレーエッチングし（図１の（２））、水洗後６０℃、３ｗｔ％の苛性ソーダ水溶液に浸漬し、ポジ型フォトレジストパターンを剥膜した。
【００４１】
次いで、ポジ型電着フォトレジスト（１３１）のゾンネEDUV P-500（関西ペイント製）を膜厚８μmコーティングした。次いで前工程で使用したピッチ３５０×１０００μmで２６０×８６０μmスロットパターンのフォトマスクを介して１５０ｍＪ／ｃｍ²露光し、１４０℃、１５ｍｉｎ熱処理後、３５℃、１ｗｔ％の炭酸ソーダ水溶液でスプレー現像した（図１の（３））。
【００４２】
さらに二次エッチング工程として、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし（図１の（４））、レジストを剥膜し、片側でのＥＦが６．９で形成される板厚５００μｍ、３００×９００μmスロットパターンの貫通孔（１５１）が作製できた（図１の（５））。
【００４３】
＜比較例１＞
図２は、比較例１の製造方法の工程を断面で示す部分説明図である。
厚み２００μｍの鉄系の金属材料４２材基板（２１１）をアルカリ脱脂し、ポジ型フォトレジストのPMER P-RH300PM(東京応化工業製)を膜厚１０μm両面コーティングした。次いで、ピッチ３５０×１０００μmで２６０×８６０μmスロットパターンが開孔されたフォトマスクを介して紫外線を露光し、アルカリ水溶液のスプレー現像で、フォトマスクと同寸法のポジ型フォトレジストパターン（２１２）を形成した（図２の（１））。
【００４４】
一次エッチング工程として、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてＳＥが２０μm進行するまでスプレーエッチングし（図２の（２））、水洗後６０℃、３ｗｔ％の苛性ソーダ水溶液に浸漬し、ポジ型フォトレジストパターンを剥膜し、片側でのＥＦが２．６で形成される板厚２００μｍ、３００×９００μmスロットパターンの貫通孔（２３１）が作製できた（図２の（３））。
このように従来の製造方法では、板厚の薄いものしかできない。
【００４５】
＜実施例２＞
図３は、本実施例２の製造方法の工程を断面で示す部分説明図である。
厚み１８μｍの銅系の金属箔（３１１）を絶縁性のあるガラスエポキシ基板の両面から接着したガラスエポキシ基板を、アルカリ脱脂し、ポジ型フォトレジストのPMER P-RH300PM(東京応化工業製)を膜厚６μm両面コーティングした。次いで、ライン／スペース＝２０／１０μmのスリットパターンが開孔されたフォトマスクを介して紫外線を露光し、アルカリ水溶液のスプレー現像で、フォトマスクと同寸法のポジ型フォトレジストパターン（３１２）を形成した（図３の（１）、尚本図は以下片面は省略）。
【００４６】
一次エッチング工程として、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてＳＥが２．５μm進行するまでスプレーエッチングし（図３の（２））、水洗後６０℃、３ｗｔ％の苛性ソーダ水溶液に浸漬し、ポジ型フォトレジストパターンを剥膜した。
【００４７】
次いで、ポジ型電着フォトレジスト（３３１）のゾンネEDUV P-500（関西ペイント製）を膜厚２μmコーティングした。次いで前工程で使用したライン／スペース＝２０／１０μmのスリットパターンのフォトマスクを介して１５０ｍＪ／ｃｍ²露光し、１４０℃、１５ｍｉｎ熱処理後、３５℃、１ｗｔ％の炭酸ソーダ水溶液でスプレー現像した（図３の（３））。
【００４８】
さらに二次エッチング工程として、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチング（図３の（４））後レジストを剥膜し、ＥＦが６．９で形成される垂直なアスペクト比を有する膜厚１８μｍ、ライン／スペース＝１５／１５μmのスリットパターンの銅配線（３５１）が作製できた（図３の（５））。
【００４９】
＜比較例２＞
図４は、比較例の製造方法の工程を断面で示す部分説明図である。
厚み７μｍの銅系の金属箔（４１１）を絶縁性のあるガラスエポキシ基板の両面から接着したガラスエポキシ基板を、アルカリ脱脂し、ポジ型フォトレジストのPMER P-RH300PM(東京応化工業製)を膜厚１０μm両面コーティングした。次いで、ライン／スペース＝２０／１０μmのスリットパターンが開孔されたフォトマスクを介して紫外線を露光し、アルカリ水溶液のスプレー現像で、フォトマスクと同寸法のポジ型フォトレジストパターン（４１２）を形成した（図４の（１）、尚本図は以下片面は省略）。
【００５０】
一次エッチング工程として、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてＳＥが２０μm進行するまでスプレーエッチングし（図４の（２））、水洗後６０℃、３ｗｔ％の苛性ソーダ水溶液に浸漬し、ポジ型フォトレジストパターンを剥膜し、ＥＦが２．６で形成される板厚７μｍ、ライン／スペース＝１５／１５μmのスリットパターンの銅配線（４３１）が作製できた（図４の（３））。
このように従来の製造方法では、板厚の薄いものしかできない。
【００５１】
＜実施例３＞
図５は本発明の実施例の製造方法を金属表面から見た説明図である。厚み５００μmの鉄系の金属材料４２材基板（５１１）をアルカリ脱脂し、ポジ型フォトレジストのPMER P-RH300PM(東京応化工業製)を膜厚１０μm両面コーティングした。次いで、ピッチ３５０×１０００μmで２６０×８６０μmスロットパターンが開孔されたフォトマスクを介して紫外線を露光し、アルカリ水溶液のスプレー現像で、フォトマスクと同寸法のポジ型フォトレジストパターン（５１２）を形成した（図５の（１）。なお図では、片面は省略し、矩形の角部分を拡大した。）。
【００５２】
一次エッチング工程として、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてＳＥ（５２２）が２０μm進行するまでスプレーエッチングし、ハーフエッチング形状（５２１）を作製した（図５の（２）、矩形の角部分は半径20μmの扇形状）。水洗後６０℃、３ｗｔ％の苛性ソーダ水溶液に浸漬し、ポジ型フォトレジストパターンを剥膜した。
【００５３】
次いで、ポジ型電着フォトレジストのゾンネEDUV P-500（関西ペイント製）を膜厚８μmコーティングした。次いで前工程で使用したフォトマスクに代えて、ピッチ３５０×１０００μmで２８０×８８０μmスロットパターンのフォトマスクを介して１５０ｍＪ／ｃｍ²露光し、１４０℃、１５ｍｉｎ熱処理後、３５℃、１ｗｔ％の炭酸ソーダ水溶液でスプレー現像した（図５の（３））。結果、一次エッチング工程で形成されたハーフエッチング面で、金属面が露出した部分（５３１）、ポジ型電着フォトレジスト（５３２）が一次エッチング工程で形成されたハーフエッチング面でパターニングされている部分（５３３）が形成された。
【００５４】
さらに二次エッチング工程として、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし（図５の（４））、ＳＥを１０μm進行させた。そして二次エッチング工程で矩形の角丸が小さくなった部位５４１が形成された。結果、電着フォトレジスト剥膜後、矩形の角部分の半径が１０μｍの扇状に縮小した、ＥＦが６．９を有する垂直なアスペクト比を有する３００×９００μmスロットパターンの貫通孔が作製できた。
【００５５】
上記の実施例１、実施例２および実施例３では、一度だけ電着フォトレジストを用いた二次エッチング工程までを示しているが、同様に何度でも繰り返すことができ、膜厚（板厚）の厚い金属材料にも展開できる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の電着フォトレジストを用いたエッチング部品及びその製造方法では、精度良く設計通りに飛躍的な高エッチングファクターが得られるので、今まで不可能であった高アスペクト比かつファインピッチなエッチング形状を可能する。また、くりかえして電着フォトレジストをコートする多段エッチングによって、板厚の厚い金属材料への深いエッチングが可能になった。
【００５７】
片側エッチングの場合、エッチング開孔径は板厚の約２００％が限界であるが、本発明によれば０．０１〜５ｍｍの板厚において板厚の４０〜１６０％で開孔できる。また両面エッチングの場合、エッチング開孔径は板厚の約１００％が限界であるが、本発明によれば０．０５〜１０ｍｍの板厚において板厚の２０〜８０％で開孔できる。
【００５８】
さらに本発明によれば、二次エッチング工程以降の原版設計補正の取り方によって、エッチング断面形状をテーパー形状や段差形状にすることも可能となり、単純な垂直断面だけでなく、エッチング形状の三次元的な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の製造工程を断面で示す部分説明図
（１）ポジ型フォトレジストパターニング断面形状
（２）一次エッチング工程断面形状
（３）ポジ型電着フォトレジストコート断面形状
（４）露光現像後断面形状
（５）二次エッチング工程断面形状
（６）電着フォトレジスト剥膜断面形状
【図２】従来技術の比較例１の製造工程を断面で示す部分説明図
（１）ポジ型フォトレジストパターニング断面形状
（２）一次エッチング工程断面形状
（３）フォトレジスト剥膜断面形状
【図３】本発明の実施例２の製造工程を断面で示す部分説明図
（１）ポジ型フォトレジストパターニング断面形状
（２）一次エッチング工程断面形状
（３）ポジ型電着フォトレジストコート断面形状
（４）露光現像後断面形状
（５）二次エッチング工程断面形状
（６）電着フォトレジスト剥膜断面形状
【図４】従来技術の比較例２の製造工程を断面で示す部分説明図
（１）ポジ型フォトレジストパターニング断面形状
（２）一次エッチング工程断面形状
（３）フォトレジスト剥膜断面形状
【図５】本発明の実施例３のエッチング工程で、角丸を低減させるために二次エッチング以降フォトレジストパターンを変更したとき場合の表面の説明図
（１）一次ポジ型フォトレジストパターニング表面形状
（２）一次エッチング工程表面形状
（３）二次ポジ型電着フォトレジストパターニング表面形状
（４）二次エッチング工程表面形状
【図６】金属材料のネガ型電着フォトレジストを使用したときのエッチング工程を、断面で示した部分説明図
【図７】絶縁基板上に積層された金属層に、２次エッチング工程で開孔部を設けた金属エッチング製品を、断面で示した部分説明図である。
【符号の説明】
１１１、２１１…金属材料４２材基板
１１２、２１２…一次エッチング工程のポジ型フォトレジスト
１３１…二次エッチング工程のポジ型電着フォトレジスト
１５１、２３１…金属材料エッチング貫通部
３１１、４１１…銅箔材料
３１２、４１２…ポジ型フォトレジスト
３１３、４１３…支持絶縁性基板
３５１、４３１…銅箔配線部
５１１…金属材料基板
５１２…一次エッチング工程のポジ型フォトレジストパターン
５２１…一次エッチング工程で形成されたハーフエッチング孔部
５２２…一次エッチング工程で形成されたハーフエッチング孔サイドエッチング部
５３１…二次エッチング工程の金属材料露出部
５３２…二次エッチング工程のポジ型電着フォトレジストコーティング部
５３３…一次エッチング工程で形成されたハーフエッチング孔部上にコーティングされたポジ型電着フォトレジストコーティング部
５４１…二次エッチング工程で矩形の角丸が小さくなった部位
６１１…一次エッチング工程で形成されたハーフエッチング状金属材料
６２１…ネガ型電着レジスト
６２２…露光できないネガ型電着レジスト部分
６３１…ネガ型フォトマスク
７１１…金属層
７１２…開孔部
７１３…絶縁基板
７１４…深層部底の形状[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal-etched product in which a metal material having a smooth surface is patterned by using a photo-etching method and a method for manufacturing the same, and in particular, a metal-etched product characterized in that a metal-etched portion has a high aspect ratio and The present invention relates to a method of manufacturing the same, more specifically, to a high-definition metal etching product such as a metal wiring of a high-density printed wiring board, a shadow mask, and a lead frame, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when forming a wet-etched part, an alkali-soluble photoresist film is formed in a desired pattern on an iron-based or copper-based metal material, and an acidic ferric chloride etching solution or a cupric chloride etching solution is used. The metal part exposed from the photoresist is etched. In such wet etching, since the etching proceeds isotropically from the opening of the photoresist to immediately below the photoresist, side etching immediately below the photoresist becomes a problem. Side etching refers to isotropic etching below the surface of a photoresist film. In order to increase the aspect ratio of a metal etching product, the pitch between adjacent patterns cannot be narrowed.
[0003]
To solve this problem, for example, after protecting the side surface of the half-etched portion with an insulating protective film, unnecessary portions of the layer to be etched are removed by electrolytic etching again to form a high-density pattern. (See Patent Document 1)
[0004]
Also, using the photoresist eaves formed by the primary etching as a photomask, exposing and developing the positive photoresist recoated on the primary etching surface, forming the positive photoresist on the side wall by half etching, and etching Unnecessary portions of the layer are removed to form a high density pattern. (See Patent Document 2).
[0005]
Furthermore, the half-etched surface formed by the primary etching is filled with a low molecular solvent-based adhesive solution and then dried, so that the softened resist canopy is forcibly bonded to the half-etched surface, and unnecessary portions of the layer to be etched are unnecessary. To form a high-density pattern. (See Patent Document 3).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-1-188700, FIGS. 1 to 4
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 58-15537
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 62-37713
[0007]
In the technique described in Patent Document 1, an insulating protective film is formed on the entire surface of a portion (hole) which has been half-etched once, and then the half-etched insulating protective film at the bottom of the deep portion is dissolved only by spraying an acidic solution. . For this reason, if the flow of the acidic liquid spray varies within the surface of the metal plate, the dimensional variation of the protective film in the half-etching is likely to occur. In that case, a fatal problem occurs. In the case of a high-definition pattern, the amount of side etching is small and the eaves of the primary photoresist are very small, so that there is a problem that the insulating protective film is completely removed. In a pattern having a large half-etching hole and a large amount of etching, the insulating protective film cannot be removed only at the bottom of the deep portion, so that the etching proceeds entirely in the secondary etching.
[0008]
In the technique described in Patent Document 2, if the photoresist eaves formed by primary etching are partially chipped or sagged, the deformation is transferred to the shape of the secondary etching resist, and a sharp shape cannot be obtained. It is not suitable for forming a fine pattern, and a fatal problem occurs particularly in the case of a high-definition pattern having a narrow pitch between adjacent patterns. In addition, it is difficult to uniformly coat the secondary photoresist on the half-etched hole formed by the primary etching, and it is not possible to cope with a high-definition pattern or a pattern with a large half-etched hole and a large amount of etching.
[0009]
In the technique described in Patent Document 3, the resist component of the primary etching resist dissolved in the adhesive liquid remains sparsely at the bottom of the half-etching and the etching does not enter sparsely. A problem that cannot reproduce a perfect shape occurs. These problems are fatal problems that cause in-plane variations in etching dimensions. Further, in the case of a high-definition pattern, the eaves of the resist for the primary etching are very small. Even if an attempt is made to obtain a high aspect ratio, the side etching can be stopped only at the eaves portion, so that it cannot cope with a pattern having a large half etching hole and a large etching amount.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The metal-etched part and the method of manufacturing the same according to the present invention achieve a dramatic high etching factor which was impossible with the conventional method, and can reproduce a metal pattern as designed with respect to accuracy. Provided are a metal etching component having a high-definition etched cross-sectional shape and a method for manufacturing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of this problem, and the invention of claim 1 is a metal etching product having an opening in a metal layer, wherein the opening has a side wall by primary etching on the surface layer side of the metal layer, A metal pattern having a side wall formed by secondary etching using an electrodeposited photoresist on a deep side, wherein an etching factor of an opening of the metal pattern is 2.6 or more. It is.
[0012]
The resist attached to the metal material subjected to the primary etching (half-etching) is stripped, and the uneven surface of the metal surface is coated with an electrodeposited photoresist having a uniform film thickness by electrodeposition. Develop to form a uniform electrodeposition resist pattern. Prevents side etching of the metal material surface after the secondary etching process, and performs anisotropic etching in the depth direction to form through holes with a high aspect ratio and form a high aspect ratio and high definition metal pattern Let it. That is, a metal pattern having a side wall formed by primary etching on the surface layer side of the metal layer and a side wall formed by secondary etching using an electrodeposited photoresist on the deep side, and having a high aspect ratio and high definition. A metal-metal etching product having a metal pattern formed thereon can be obtained.
[0013]
That is, anisotropic etching for selectively etching in the depth direction is performed while preventing the progress of side etching, thereby making it possible to form a metal etching product having a high aspect ratio.
[0014]
When coating a photoresist to be used for secondary etching on a half-etched surface of a flat metal surface by primary etching, when a liquid photoresist is used, the photoresist liquid easily accumulates in the half-etching holes, and a uniform film thickness There is a problem that the photoresist cannot be formed. Further, there is a problem that the dry film resist cannot be stuck to the half-etched surface well.
[0015]
To solve this problem, it is necessary to use at least an electrodeposited photoresist as the secondary photoresist. When an electrodeposited photoresist is used, there is an advantage that an electrodeposited photoresist having a uniform film thickness can be formed along irregularities on the metal surface.
[0016]
Here, as the electrodeposited photoresist material used for the secondary etching, either a positive electrodeposited photoresist or a negative electrodeposited photoresist cannot be used, but a problem occurs. FIG. 6 is a partial explanatory view showing a cross-section of an etching step when a negative electrodeposition photoresist of a metal material is used, and shows a state in which a surface layer portion of a half-etched hole has a reverse taper. is there. In the figure, a negative electrodeposition resist 621 is applied to a half-etched metal material 611 formed in a primary etching step. A negative photomask 631 is provided on the surface of the metal material 611, and light is irradiated from above the negative photomask 631. Here, since the surface portion of the half-etched hole has a reverse taper, a negative electrodeposition resist portion 622 that cannot be exposed occurs. As shown in the drawing, when the primary etching amount is large and the surface layer of the half-etched surface becomes reverse tapered (resist portion 622), when the negative photoresist is used as the secondary photoresist, the surface layer of the half-etched surface is removed. Since a portion cannot be exposed, it is preferable to use a positive photoresist.
[0017]
Further, in experiments by the inventors, in a photoresist pattern having a photoresist opening diameter of 10 μm or more, the side etching immediately under the photoresist proceeds only by the primary etching, so that the etching factor was about 2.6 at the maximum.
[0018]
An etching factor of 6.9 was confirmed by secondary etching using an electrodeposited photoresist in a pattern with a photoresist opening diameter of 260 μm.
[0019]
Here, the etching factor (hereinafter, referred to as EF) will be described. A side etching amount in which a dimensional difference between an opening size of a metal layer half-etched in a primary etching process and an opening size of a photoresist applied to the opening portion is halved. (Hereinafter referred to as SE) and a half-etched depth dimension (hereinafter referred to as ED) are defined as shown in Expression 1.
[0020]
(Equation 1)

[0021]
Regarding the opening 712 of the metal layer 711 on which the second or higher order etching has been performed, ED and SE can be measured from the cross section of the cut surface by cutting the center of the opening 712 vertically. FIG. 7 is a partial explanatory view showing a cross section of a metal etching product in which an opening 712 is provided in a secondary etching step on a metal layer 711 laminated on an insulating substrate 713. As shown in the figure, the shape 714 of the deep bottom portion of the opening 712 of the metal layer 711 is partially formed, for example, when the opening 712 is provided on the insulating substrate 713 or the through-hole is provided in the metal layer 711. If missing, extrapolate the bottom curve to estimate ED.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, in a metal-etched product having an opening in a metal layer, the opening is formed by higher-order etching, and the opening has a side wall formed by primary etching on the surface layer side of the metal layer. A metal pattern having at least one side wall formed by a plurality of etching steps using an electrodeposited photoresist on a deep layer side, wherein an etching factor of an opening of the metal pattern is 2.6 or more. Metal etching product.
[0023]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the metal-etched product according to the first aspect, wherein an electrodeposited photoresist is used in a plurality of secondary or more multiple etching steps to achieve a desired EF.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a metal-etched product according to the first or second aspect, a metal surface is coated with a photoresist to form an opening pattern, and a primary etching is performed. After the secondary etching, an electrodeposited photoresist pattern in which only the bottom of the deep layer is opened is formed, and the etching of the bottom of the deep layer is repeated. A method for manufacturing a metal etching product having a deep etching shape.
[0025]
According to the third aspect of the present invention, when a smooth metal material surface is patterned by a subtractive method, a resist pattern having a thickness of about 10 μm is formed using a photomask on which a desired pattern is formed. As the resist used in the primary etching step, a positive photoresist of a naphthoquinone azide type or a novolak resin type, or a negative type photoresist of a dichromic acid type, a polyvinyl cinnamate type or a cyclized rubber azide type can be used. Of course, an electrodeposition photoresist may be used from the primary etching.
[0026]
For the coating of the liquid photoresist, a commonly used photoresist coating method such as a spin coater, a roll coater or a dip coater is used. When a dry film resist is used, a laminator is used. Further, the printing resist may be printed in a pattern.
[0027]
Next, a desired resist pattern is exposed and developed, and a half-etched shape is formed in a primary etching step by spraying an etching solution such as a ferric chloride solution or a cupric chloride solution.
[0028]
Next, it is almost impossible to coat the resist with a uniform thickness on the uneven metal layer having a half-etched surface with a liquid photoresist or a dry film resist. The surface is coated with a uniform film thickness of about 8 μm.
[0029]
Although the film thickness can be controlled by the dielectric constant of the material itself and the electrodeposition conditions, a film thickness of 2 μm or more is preferred due to the problem of mechanical strength of the eaves generated by side etching, and a film thickness of 10 μm or less for forming a high-definition pattern. Thickness is preferred.
[0030]
Next, exposure and development are performed to expose the metal surface only at the bottom of the half-etched deep layer in the primary etching step. Next, the secondary etching step is performed in the same manner as the primary etching step, and etching is performed with an etchant such as a ferric chloride solution or a cupric chloride solution to obtain a metal etching product having an EF of 2.6 or more.
[0031]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a metal-etched product according to the first or second aspect, wherein a metal surface is coated with a photoresist, exposed and developed, and a photo-opened pattern is formed. After forming a resist and performing primary etching, after removing the photoresist used in the primary etching, coating the entire surface with an electrodeposited resist, aligning the half-etched hole manufactured in the previous etching with the photomask, and then using a parallel light source And a method of manufacturing a metal-etched product characterized by having a deep etching shape with respect to the opening size having an etching factor of 2.6 or more.
[0032]
In claim 4, as exemplified below, after the photoresist used in the primary etching step is dissolved and stripped with a hot alkaline solution, a positive photoresist using an electrodeposition method on a metal surface which is uneven by half etching. Is coated with a uniform film thickness of about 8 μm. Next, using a proximity exposure method, exposure is performed with parallel ultraviolet light in alignment with the half etching hole in the previous etching step, and development is performed. According to the fourth aspect of the present invention, the high-order electrodeposited photoresist pattern can be faithfully reproduced in accordance with the pattern shape of the photomask, thereby sharpening the resist edge shape, and making the metal edge shape a sharp etching shape. In this method, although the developing process is somewhat complicated, the dimensional accuracy of the electrodeposited photoresist is improved and the dimension of the higher etching resist is improved as compared with the prior art described in

Patent Documents

1, 2, and 3. Accuracy can be improved.
[0033]
Next, in the etching step, the side etching at the surface layer portion of the former half etching hole is stopped by the method according to the third aspect, and the anisotropic etching proceeds only in the deep layer direction.
[0034]
Finally, the electrodeposited photoresist is stripped with a 3% by weight aqueous solution of caustic soda at 60 ° C. to complete a metal etching product characterized by having an etched shape deeper than the hole opening size.
[0035]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a metal-etched product according to the first or second aspect, wherein a metal surface is coated with a photoresist, exposed to light, and developed to form a hole-formed photo. After forming a resist and performing primary etching, removing the photoresist used in the primary etching, coating the entire surface with an electrodeposition resist, using a photomask with a different opening pattern from the photomask used in the previous etching, By aligning the half-etched hole with the photomask, and then exposing and developing, a different electrodeposited photoresist opening shape is produced for each dimension and etched, and the opening dimension is set to an etching factor of 2.6 or more. On the other hand, a method of manufacturing a metal etching product characterized by having a deep etching shape is provided.
[0036]
In claim 5, as an example, when the resist pattern is rectangular, the etching shape becomes a rounded rectangle with a radius SE centered on the rectangular corner of the photoresist as shown in FIG. 5 due to the influence of side etching. turn into. In order to reduce the degree of rounded corners, a photomask in which corners are emphasized is used in the electrodeposited photoresist after the secondary etching. As a result, the present invention is directed to a method for manufacturing a metal-etched product characterized by having a deep etching shape with respect to a hole opening dimension whose etching factor for controlling an etching shape is 2.6 or more.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The first embodiment based on the claims below shows a method for forming a substantially vertical through hole by etching from both sides of a metal substrate. In Example 2, the metal substrate was attached to the non-etching substrate by etching from one side of the metal foil to form a metal wiring pattern having a high aspect ratio. You can also.
[0038]
Comparative Example 1 shows etching from both sides of a metal substrate by conventional one-step etching. As can be seen from comparison with Example 1, in order to perform etching at the same pitch, it is necessary to reduce the plate thickness to half or less.
[0039]
<Example 1>
FIG. 1 is a partial explanatory view showing steps of the manufacturing method according to the first embodiment in cross section.
An iron-based metal material 42 substrate (111) having a thickness of 500 μm was degreased with an alkali, and a positive photoresist PMER P-RH300PM (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was coated on both sides with a thickness of 10 μm. Next, ultraviolet rays are exposed through a photomask having a slot pattern of 260 × 860 μm at a pitch of 350 × 1000 μm, and a positive photoresist pattern (112) having the same dimensions as the photomask is formed by spray development of an aqueous alkaline solution. ((1) in FIG. 1).
[0040]
As a primary etching step, a ferric chloride etching solution is spray-etched at 50 ° C. and 0.3 MPa until SE advances by 20 μm ((2) in FIG. 1), washed with water and immersed in a 3% by weight aqueous solution of caustic soda at 60 ° C. Then, the positive photoresist pattern was stripped.
[0041]
Next, Sonne EDUV P-500 (manufactured by Kansai Paint) of positive electrodeposition photoresist (131) was coated to a thickness of 8 μm. Next, 150 mJ / cm through a photomask having a slot pattern of 260 × 860 μm at a pitch of 350 × 1000 μm used in the previous process. ^Two After exposure and heat treatment at 140 ° C. for 15 minutes, spray development was carried out with a 1% by weight aqueous sodium carbonate solution at 35 ° C. ((3) in FIG. 1).
[0042]
Further, as a secondary etching step, a ferric chloride etching solution is spray-etched at 50 ° C. and 0.3 MPa ((4) in FIG. 1), the resist is stripped, and EF on one side is formed at 6.9. A through hole (151) having a thickness of 500 μm and a slot pattern of 300 × 900 μm was formed ((5) in FIG. 1).
[0043]
<Comparative Example 1>
FIG. 2 is a partial explanatory view showing steps of the manufacturing method of Comparative Example 1 in cross section.
A 200 μm-thick iron-based metal material 42 substrate (211) was alkali-degreased and coated with a positive type photoresist PMER P-RH300PM (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to a thickness of 10 μm on both sides. Next, ultraviolet rays are exposed through a photomask having a slot pattern of 260 × 860 μm at a pitch of 350 × 1000 μm, and a positive photoresist pattern (212) having the same dimensions as the photomask is formed by spray development of an alkaline aqueous solution. ((1) in FIG. 2).
[0044]
As a primary etching step, a ferric chloride etching solution is spray-etched at 50 ° C. and 0.3 MPa until SE advances by 20 μm ((2) in FIG. 2), washed with water and immersed in an aqueous solution of 3 wt% caustic soda at 60 ° C. Then, the positive photoresist pattern was peeled off, and a through-hole (231) having a thickness of 200 μm and a 300 × 900 μm slot pattern in which the EF on one side was formed at 2.6 was formed ((3) in FIG. 2). ).
As described above, the conventional manufacturing method can produce only a thin plate.
[0045]
<Example 2>
FIG. 3 is a partial explanatory view showing the steps of the manufacturing method according to the second embodiment in cross section.
An alkali-degreased glass epoxy board with a 18 µm thick copper-based metal foil (311) bonded from both sides of an insulating glass epoxy board is coated with a positive photoresist PMER P-RH300PM (Tokyo Ohka Kogyo). Both sides were coated at a thickness of 6 μm. Next, ultraviolet light is exposed through a photomask in which a slit pattern of line / space = 20/10 μm is opened, and a positive photoresist pattern (312) having the same dimensions as the photomask is formed by spray development with an aqueous alkaline solution. ((1) in FIG. 3; one side is omitted in this drawing below).
[0046]
As a primary etching step, a ferric chloride etching solution is spray-etched at 50 ° C. and 0.3 MPa until the SE progresses by 2.5 μm (FIG. 3 (2)), and after washing with water, 60 ° C., 3 wt% aqueous sodium hydroxide solution. To remove the positive photoresist pattern.
[0047]
Next, a 2 μm-thick film of Sonne EDUV P-500 (manufactured by Kansai Paint) of positive electrodeposition photoresist (331) was applied. Then, the line / space used in the previous step = 150 mJ / cm through a photomask having a slit pattern of 20/10 μm. ^Two After exposure and heat treatment at 140 ° C. for 15 minutes, spray development was carried out at 35 ° C. with a 1 wt% aqueous sodium carbonate solution ((3) in FIG. 3).
[0048]
Further, as a secondary etching process, a ferric chloride etching solution is spray-etched at 50 ° C. and 0.3 MPa ((4) in FIG. 3), and then the resist is stripped, and a vertical EF is formed at 6.9. A copper wiring (351) having a slit pattern with an aspect ratio of 18 μm in film thickness and line / space = 15/15 μm was produced ((5) in FIG. 3).
[0049]
<Comparative Example 2>
FIG. 4 is a partial explanatory view showing the steps of the manufacturing method of the comparative example in cross section.
A glass epoxy board with a 7μm thick copper-based metal foil (411) bonded from both sides of an insulating glass epoxy board is degreased with alkali, and a positive type photoresist PMER P-RH300PM (Tokyo Ohka Kogyo) is applied. Both sides were coated at a thickness of 10 μm. Next, ultraviolet rays are exposed through a photomask in which a slit pattern of line / space = 20/10 μm is opened, and a positive photoresist pattern (412) having the same dimensions as the photomask is formed by spray development with an alkaline aqueous solution. ((1) in FIG. 4; one side is omitted in this drawing below).
[0050]
As a primary etching step, a ferric chloride etching solution is spray-etched at 50 ° C. and 0.3 MPa until SE advances by 20 μm ((2) in FIG. 4), washed with water and immersed in a 3% by weight aqueous solution of caustic soda at 60 ° C. Then, the positive photoresist pattern was peeled off to form a copper wiring (431) having a slit pattern with a thickness of 7 μm and a line / space of 15/15 μm with an EF of 2.6 (see (FIG. 4)). 3)).
As described above, the conventional manufacturing method can produce only a thin plate.
[0051]
<Example 3>
FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing method according to the embodiment of the present invention as viewed from the metal surface. An iron-based metal material 42 substrate (511) having a thickness of 500 μm was degreased with an alkali, and a positive photoresist PMER P-RH300PM (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was coated on both sides with a thickness of 10 μm. Next, a positive photoresist pattern (512) having the same dimensions as the photomask is formed by spraying ultraviolet rays through a photomask having a slot pattern of 260 × 860 μm at a pitch of 350 × 1000 μm and spraying an alkaline aqueous solution. ((1) in FIG. 5. In FIG. 5, one side is omitted, and the corners of the rectangle are enlarged.)
[0052]
As a primary etching step, a ferric chloride etching solution was spray-etched at 50 ° C. and 0.3 MPa until SE (522) progressed by 20 μm to form a half-etched shape (521) ((2) in FIG. 5, The corners of the rectangle are fan-shaped with a radius of 20 μm). After washing with water, the film was immersed in a 3% by weight aqueous solution of caustic soda at 60 ° C. to remove the positive photoresist pattern.
[0053]
Next, a positive electrodeposition photoresist, Sonne EDUV P-500 (manufactured by Kansai Paint) was coated to a thickness of 8 μm. Then, instead of the photomask used in the previous step, 150 mJ / cm was passed through a photomask having a pitch of 350 × 1000 μm and a 280 × 880 μm slot pattern. ^Two After exposure and heat treatment at 140 ° C. for 15 minutes, spray development was performed with a 1% by weight aqueous sodium carbonate solution at 35 ° C. ((3) in FIG. 5). As a result, in the half-etched surface formed in the primary etching process, a portion where the metal surface is exposed (531), and a portion where the positive electrodeposition photoresist (532) is patterned in the half-etched surface formed in the primary etching process (533) was formed.
[0054]
Further, as a secondary etching step, a ferric chloride etching solution was spray-etched at 50 ° C. and 0.3 MPa ((4) in FIG. 5) to advance SE by 10 μm. Then, a portion 541 in which the rectangular rounded corner was reduced in the secondary etching step was formed. As a result, a 300 × 900 μm slot pattern through hole having a vertical aspect ratio of 6.9 having an EF of 6.9 was obtained, in which the radius of the corners of the rectangle was reduced to a fan shape with a radius of 10 μm after stripping the electrodeposited photoresist.
[0055]
In the above-described

Embodiments

1, 2, and 3, the steps up to the secondary etching step using the electrodeposited photoresist are shown only once. ) Can be applied to thick metal materials.
[0056]
【The invention's effect】
In the etching part and the manufacturing method using the electrodeposited photoresist of the present invention, a dramatic high etching factor can be obtained with high precision as designed, so that an etching shape having a high aspect ratio and a fine pitch, which has been impossible until now, can be obtained. Enable. In addition, the multi-stage etching in which the electrodeposited photoresist is repeatedly coated makes it possible to perform deep etching on a thick metal material.
[0057]
In the case of one-sided etching, the etching hole diameter is limited to about 200% of the plate thickness, but according to the present invention, the hole can be formed at a plate thickness of 0.01 to 5 mm at 40 to 160% of the plate thickness. In the case of double-sided etching, the etching aperture diameter is limited to about 100% of the plate thickness, but according to the present invention, the hole can be opened at a plate thickness of 0.05 to 10 mm at a plate thickness of 20 to 80%.
[0058]
Further, according to the present invention, it is also possible to make the etching cross-sectional shape into a tapered shape or a stepped shape by a method of correcting the original plate design after the secondary etching step, and it is possible to form not only a simple vertical cross-section but also a three-dimensional etching shape. Control becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial explanatory view showing a manufacturing process of a first embodiment of the present invention in cross section.
(1) Cross section of positive photoresist pattern
(2) Cross section of primary etching process
(3) Cross section of positive electrodeposited photoresist coat
(4) Cross-sectional shape after exposure and development
(5) Secondary etching process cross-sectional shape
(6) Electrodeposited photoresist film cross-sectional shape
FIG. 2 is a partial explanatory view showing the manufacturing process of Comparative Example 1 of the prior art in cross section.
(1) Cross section of positive photoresist patterning
(2) Cross section of primary etching process
(3) Photoresist stripped cross-sectional shape
FIG. 3 is a partial explanatory view showing a cross section of a manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.
(1) Cross section of positive photoresist pattern
(2) Cross section of primary etching process
(3) Cross section of positive electrodeposited photoresist coat
(4) Cross-sectional shape after exposure and development
(5) Secondary etching process cross-sectional shape
(6) Electrodeposited photoresist film cross-sectional shape
FIG. 4 is a partial explanatory view showing a manufacturing process of Comparative Example 2 of the related art in cross section.
(1) Cross section of positive photoresist patterning
(2) Cross section of primary etching process
(3) Photoresist stripped cross-sectional shape
FIG. 5 is an explanatory diagram of a surface when a photoresist pattern is changed after secondary etching in order to reduce rounded corners in the etching step of Embodiment 3 of the present invention.
(1) Primary positive photoresist patterning surface shape
(2) Primary etching process surface shape
(3) Secondary positive electrodeposition photoresist patterning surface shape
(4) Secondary etching process surface shape
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an etching step when a negative electrodeposition photoresist made of a metal material is used.
FIG. 7 is a partial explanatory view showing a cross section of a metal etching product in which an opening is provided in a metal layer laminated on an insulating substrate in a secondary etching step.
[Explanation of symbols]
111, 211 ... metal material 42 substrate
112, 212 ... Positive photoresist in primary etching process
131: Positive electrodeposition photoresist in secondary etching process
151, 231 ... metal material etching penetration part
311, 411: Copper foil material
312, 412 ... Positive photoresist
313, 413: Supporting insulating substrate
351, 431: copper foil wiring section
511: metal material substrate
512: Positive photoresist pattern in primary etching step
521: Half etching hole formed in the primary etching step
522: half etching hole side etching part formed in the primary etching step
531: Exposed portion of metal material in secondary etching step
532: Positive electrodeposition photoresist coating part in secondary etching process
533: Positive electrodeposition photoresist coating portion coated on the half etching hole formed in the primary etching step
541: Site where rectangular corners are reduced in the secondary etching process
611: half-etched metal material formed in the primary etching step
621: negative electrodeposition resist
622: Negative electrodeposition resist that cannot be exposed
631 ... negative photomask
711: Metal layer
712 ... opening
713: insulating substrate
714: Shape of deep bottom

Claims

In a metal-etched product having an opening in a metal layer, the opening has a side wall formed by primary etching on a surface side of the metal layer and a side wall formed by secondary etching using an electrodeposition photoresist on a deep side. The metal etching product, wherein an etching factor of an opening of the metal pattern is 2.6 or more.

In a metal etching product having an opening in the metal layer, the opening is formed by higher-order etching, the opening has a side wall formed by primary etching on the surface side of the metal layer, and an electrodeposition photoresist on the deep side. A metal pattern having at least one side wall formed by a plurality of etching processes using a metal pattern, wherein an etching factor of an opening of the metal pattern is 2.6 or more.

4. The method for manufacturing a metal-etched product according to claim 1, wherein the metal surface is coated with a photoresist to form an opening pattern, and the first etching is performed. A metal is characterized by having a deep etched shape with respect to a hole opening dimension having an etching factor of 2.6 or more by forming an opened electrodeposited photoresist pattern and repeating etching only at the bottom of the deep layer. Manufacturing method of etching products.

3. The method for manufacturing a metal-etched product according to claim 1 or 2, wherein a metal surface is coated with a photoresist, exposed and developed to form a photoresist having an aperture pattern, and a primary etching is performed. After removing the photoresist used in the etching, the entire surface is coated with an electrodeposited resist, the half-etched holes produced in the previous etching are aligned with the photomask, and then exposed, developed and etched with a parallel light source, and etched. A method for producing a metal-etched product, wherein the metal-etched product has a deep etching shape with respect to an opening dimension having a factor of 2.6 or more.

3. The method for manufacturing a metal-etched product according to claim 1 or 2, wherein a metal surface is coated with a photoresist, exposed and developed to form a photoresist having an aperture pattern, and a primary etching is performed. After removing the photoresist used in the etching, the electrodeposition resist is coated on the entire surface, and the photomask used in the pre-etching and a photomask with a different opening pattern are used. Then, by exposing and developing, a photoresist opening shape different for each dimension is produced and etched, and has a deep etching shape with respect to the opening size having an etching factor of 2.6 or more. Of manufacturing metal etching products.