JP2006124740A - Etching solution and method for controlling concentration of etching solution - Google Patents

Etching solution and method for controlling concentration of etching solution Download PDF

Info

Publication number
JP2006124740A
JP2006124740A JP2004311967A JP2004311967A JP2006124740A JP 2006124740 A JP2006124740 A JP 2006124740A JP 2004311967 A JP2004311967 A JP 2004311967A JP 2004311967 A JP2004311967 A JP 2004311967A JP 2006124740 A JP2006124740 A JP 2006124740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching solution
etching
copper
concentration
chloride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004311967A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuo Akasegawa
勝雄 赤瀬川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON AQUA KK
Original Assignee
NIPPON AQUA KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON AQUA KK filed Critical NIPPON AQUA KK
Priority to JP2004311967A priority Critical patent/JP2006124740A/en
Publication of JP2006124740A publication Critical patent/JP2006124740A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper etching solution which provides an excellent rate of etching and can ameliorate an odorous environment due to hydrogen chloride while satisfying a low cost characteristic of the copper etching solution. <P>SOLUTION: In an apparatus 5, etching is performed by the etching solution prepared by using cupric chloride of about 2 mol/L in concentration as a principal component and adding ferric chloride to the solution to attain the concentration of ≤1.5 mol/L. The concentration of the cupric chloride and ferric chloride contained in the used etching solution is measured in a sampling apparatus 3, and the concentration control is performed in such a manner that the concentration prior to the etching is attained by regulating the concentration of the cupric chloride and the concentration of the ferric chloride in an apparatus 4 for regulating the replenishing amount of medicaments. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、銅膜を備えたワークをエッチングする、エッチング液の組成に関する。   The present invention relates to a composition of an etching solution for etching a workpiece having a copper film.

電子部品の製造工程において、銅膜を備えたワーク(以下、銅ワークという。)を、金属を腐食させる酸化力を有するエッチング液に浸潤させ、または、銅ワーク上にエッチング液をシャワリングすることにより、プリント基板、ITO膜、リードフレームのパターン形成などをする、ウェットエッチング処理が利用されている。このエッチング処理によると、エッチング液中の酸化剤成分と銅ワークの銅成分との酸化還元電位の差により、銅成分がアノード酸化反応し、酸化剤成分がカソード還元反応をする。式1に銅膜のアノード酸化反応式を示し、式2に酸化剤成分Oxのカソード還元反応式を示す。   In an electronic component manufacturing process, a work provided with a copper film (hereinafter referred to as a copper work) is infiltrated into an etching solution having an oxidizing power that corrodes a metal, or the etching solution is showered on the copper work. Therefore, a wet etching process for forming a pattern of a printed circuit board, an ITO film, a lead frame, or the like is used. According to this etching process, the copper component undergoes an anodic oxidation reaction and the oxidant component undergoes a cathodic reduction reaction due to the difference in redox potential between the oxidant component in the etching solution and the copper component of the copper workpiece. Formula 1 shows the anodic oxidation reaction formula of the copper film, and Formula 2 shows the cathode reduction reaction formula of the oxidant component Ox.

〈式1〉Cu→Cu++e-
〈式2〉Ox+ne- →Red
式1のアノード酸化反応式によると銅ワークの銅が溶出し、エッチングが進行する。また、エッチング液中に含有されている酸化剤成分は式2のカソード還元反応式により、酸化力を有しない生成物Redを生成する。
<Formula 1> Cu → Cu + + e
<Formula 2> Ox + ne → Red
According to the anodic oxidation reaction formula of Formula 1, copper of the copper workpiece is eluted and etching proceeds. Further, the oxidizing agent component contained in the etching solution generates a product Red having no oxidizing power according to the cathode reduction reaction formula of Formula 2.

エッチングに使用される酸化剤としては、ハロゲン塩や、オキソ酸、オキソ塩などがあるが、銅ワークをウェットエッチング処理する場合には一般に、ハロゲン化銅や、ハロゲン化鉄、そのなかでも特に、塩化第二銅、または塩化第二鉄を酸化剤の主成分とするエッチング液が用いられる。   Oxidizing agents used for etching include halogen salts, oxo acids, oxo salts, etc., but generally when copper workpieces are wet etched, copper halides, iron halides, among others, An etchant containing cupric chloride or ferric chloride as a main component of an oxidizing agent is used.

ハロゲン化鉄を酸化剤としたエッチング液(以下、鉄エッチング液という。)は、銅膜に対するエッチングファクターが優れ、且つ、銅を溶かすエッチング速度が速いという優れた性質を有する。しかし、銅に対する溶解量が比較的少ないというマイナスの性質も有する。そのため、エッチング液の使用量が多く掛かりコスト要因になるとともに、廃液処理にもコストが掛かり、鉄エッチング液自体の単価も高いため、エッチング処理全体としてコストが大きく掛かるものとなっていた。   An etching solution using iron halide as an oxidizing agent (hereinafter referred to as an iron etching solution) has excellent properties such as an excellent etching factor for a copper film and a high etching rate for dissolving copper. However, it also has a negative property that the amount dissolved in copper is relatively small. For this reason, the amount of the etching solution used is large, which is a cost factor, and also costs for the waste liquid treatment, and the unit price of the iron etching solution itself is high, so that the entire etching treatment is expensive.

一方、ハロゲン化銅を酸化剤としたエッチング液(以下、銅エッチング液という。)は、エッチング速度が鉄エッチング液に比べ遅いが、再生助剤とともに使用することにより銅を鉄エッチング液の2倍以上溶かすことができるという性質を有し、さらに廃液中の塩化第一銅を再生して塩化第二銅とする処理が広く普及している。また、エッチング液自体の単価も安いために、鉄エッチング液を使用する場合よりも低コストでエッチング処理を行うことができるものであった。   On the other hand, an etching solution using copper halide as an oxidizing agent (hereinafter referred to as a copper etching solution) has an etching rate slower than that of an iron etching solution, but when used together with a regeneration aid, copper is twice as much as an iron etching solution. A treatment that has the property of being dissolved as described above and that regenerates cuprous chloride in the waste liquid to make cupric chloride is widely used. In addition, since the unit price of the etching solution itself is low, the etching process can be performed at a lower cost than when an iron etching solution is used.

そのため、近年では、銅エッチング液に添加剤を加えることで、エッチング速度を改善し、エッチング処理に用いられることが多くなっている。エッチング速度が改善されることで、コストが掛からず、且つエッチング速度が速いエッチング処理を行うことができるようになってきている。添加剤としては、界面活性剤を用いる場合(例えば、特許文献1)や、塩酸を用いるとする場合(例えば、特許文献2)などがあり、塩酸を用いてエッチング速度を改善させる場合が多くなってきている。   Therefore, in recent years, an etching rate is improved by adding an additive to a copper etching solution, and it is often used for an etching process. By improving the etching rate, it has become possible to perform an etching process at a low cost and at a high etching rate. As an additive, there are a case where a surfactant is used (for example, Patent Document 1) and a case where hydrochloric acid is used (for example, Patent Document 2), and the etching rate is often improved by using hydrochloric acid. It is coming.

一般的な2.0mol/Lの濃度の銅エッチング液に3mol/L程度の塩酸を添加剤として用いると、添加剤を用いない場合には約150〜180秒/オンス掛かっていたエッチング時間が、約70〜80秒/オンスへと改善される。
特開昭63−255381号公報 特開昭49−000138号公報
When a hydrochloric acid of about 3 mol / L is used as an additive in a general copper etching solution having a concentration of 2.0 mol / L, an etching time that takes about 150 to 180 seconds / ounce when no additive is used, Improved to about 70-80 seconds / ounce.
JP-A 63-255531 JP-A-49-000138

上述のように、従来から3mol/L程度の塩酸を添加剤とした銅エッチング液(以下、塩酸添加銅エッチング液という。)が用いられていた。しかし、この塩酸添加銅エッチング液は、塩化水素自体が金属に対する腐食性をもつため、飛散を防止するための設備が余分に必要な上、その設備を設けても蒸散や飛散により周辺機械が劣化しやすくなり、周辺装置の寿命が短命化するという問題を有していた。そのため、全体のコストを考えると、銅エッチング液の利点である低コスト性を必ずしも満足しないという問題も発生していた。   As described above, conventionally, a copper etching solution (hereinafter referred to as a hydrochloric acid-added copper etching solution) using about 3 mol / L hydrochloric acid as an additive has been used. However, since this hydrochloric acid-added copper etchant is corrosive to metals, it requires extra equipment to prevent scattering, and even if such equipment is installed, peripheral equipment deteriorates due to transpiration and scattering. This has a problem that the life of peripheral devices is shortened. For this reason, when considering the overall cost, there is a problem that the low cost, which is an advantage of the copper etching solution, is not always satisfied.

そこで本発明は、上述の問題を解決し、銅エッチング液の低コスト性を満足させながら、優れたエッチング速度を付加し、塩化水素による臭気環境を改善することのできる銅エッチング液を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a copper etching solution that solves the above-mentioned problems, adds an excellent etching rate, and improves the odor environment due to hydrogen chloride while satisfying the low cost of the copper etching solution. With the goal.

本発明は、二価のハロゲン化銅を主成分とするエッチング液に、1.5mol/L以下の濃度となるようにハロゲン化鉄を添加することを特徴とする。   The present invention is characterized in that iron halide is added to an etching solution mainly composed of divalent copper halide so as to have a concentration of 1.5 mol / L or less.

添加剤として、エッチング速度を改善するためにハロゲン化鉄を使用する。ハロゲン化鉄には溶解して三価の鉄イオンとなるものと二価の鉄イオンとなるものがあり、三価の鉄イオンは酸化剤として作用し、二価の鉄イオンは、一度、酸化して三価の鉄イオンとしなければ酸化剤として作用しない。そのため二価の鉄イオンとなるハロゲン化鉄の場合には一度、酸化させて利用する。このようにすることで、エッチング液が三価の鉄イオンを含有するようになり、エッチング液中に酸化力を有するイオンが増加する。すると、従来のように塩酸を添加しなくとも良好な反応性能を有するエッチング液となり、塩酸を添加剤としたエッチング液に代替して用いてもエッチング時間を悪化させない。また、ハロゲン化鉄を添加する量を調整することで、従来の塩酸添加のエッチング液を用いていた装置に対して、装置の変更をほとんど要しないで代用することができる。また、塩酸を用いないために、臭気環境が悪化せず、周辺機械の寿命を延ばすことが出来る。   As an additive, iron halide is used to improve the etching rate. Some iron halides dissolve into trivalent iron ions and some become divalent iron ions. The trivalent iron ions act as oxidizing agents, and the divalent iron ions are oxidized once. If it is not trivalent iron ion, it will not act as an oxidizing agent. Therefore, in the case of an iron halide that becomes a divalent iron ion, it is oxidized once and used. By doing in this way, an etching liquid comes to contain a trivalent iron ion, and the ion which has an oxidizing power increases in an etching liquid. As a result, an etching solution having a good reaction performance can be obtained without adding hydrochloric acid as in the prior art, and the etching time is not deteriorated even when used in place of an etching solution containing hydrochloric acid as an additive. In addition, by adjusting the amount of iron halide added, it is possible to substitute a device that uses a conventional hydrochloric acid-added etching solution with almost no change in the device. Further, since no hydrochloric acid is used, the odor environment is not deteriorated and the life of peripheral machines can be extended.

また請求項2に係る発明は、前記ハロゲンを塩素とした発明であり、請求項3に係る発明は、ハロゲン化銅の濃度の好適値として約2mol/Lであることを具体的に示した発明である。この約2mol/Lの濃度範囲は1.5〜2.5mol/L程度の範囲を意味するものである。   The invention according to claim 2 is an invention in which the halogen is chlorine, and the invention according to claim 3 is an invention specifically showing that the preferred value of the concentration of copper halide is about 2 mol / L. It is. The concentration range of about 2 mol / L means a range of about 1.5 to 2.5 mol / L.

これにより、現在、一般に安価に入手できる汎用の塩化銅エッチング剤と塩化鉄エッチング剤とを用いて本発明の銅エッチング液を組成することができる。   Thereby, the copper etching liquid of this invention can be comprised using the general purpose copper chloride etching agent and iron chloride etching agent which can be generally obtained now cheaply.

また請求項4に係る発明は、劣化したエッチング液を本発明の組成に保つことに係る発明であり、ハロゲン化銅やハロゲン化鉄を再生し、濃度を調整することを特徴としている。   The invention according to claim 4 is an invention related to maintaining a deteriorated etching solution in the composition of the present invention, and is characterized by regenerating copper halide or iron halide and adjusting the concentration.

これにより、使用済みエッチング液に対して、上記ハロゲン化鉄とハロゲン化銅の濃度を調整し、エッチング液の組成を本発明の銅エッチング液の組成と同じくすることができる。また、二価のハロゲン化鉄が添加されたエッチング液を、このプロセスにより酸化して三価のハロゲン化鉄とし、エッチング液の組成を本発明の銅エッチング液の組成と同じくすることもできる。   Thereby, the density | concentration of the said iron halide and copper halide can be adjusted with respect to a used etching liquid, and the composition of an etching liquid can be made the same with the composition of the copper etching liquid of this invention. In addition, the etching solution to which the divalent iron halide is added can be oxidized to a trivalent iron halide by this process, and the composition of the etching solution can be the same as the composition of the copper etching solution of the present invention.

以上のように、本発明によれば、二価のハロゲン化銅を主成分とするエッチング液(銅エッチング液)に三価のハロゲン価鉄(鉄エッチング液)を添加したことにより、低コストで高性能のエッチング液を実現することができる。すなわち、安価で容易に再生することができる銅エッチング液に、高速且つ劣化の少ない鉄エッチング液を添加したことにより、エッチファクターを改善して微細なエッチパターンをファインに仕上げることができる。また、主成分がハロゲン化銅であるため、再生したときの廃液量を少なく処理コストも少なくてすむ。   As described above, according to the present invention, the trivalent halogen-valent iron (iron etchant) is added to the etchant (copper etchant) mainly composed of divalent copper halide at a low cost. A high-performance etching solution can be realized. That is, by adding an iron etchant that is inexpensive and easily regenerated to a high-speed and low-degradation iron etchant, the etch factor can be improved and a fine etch pattern can be finely finished. Further, since the main component is copper halide, the amount of waste liquid when regenerated is small and the processing cost can be reduced.

また、気化した塩化水素が発生しないために、周辺機械が劣化せず、寿命を延ばすことができ、銅エッチング液の利点である低コスト性を満足させたまま、エッチング速度を改善することができる。また、蒸散する塩化水素を有しないため、臭気環境を改善することができる。また、塩素添加銅エッチング液の周辺機械に対して、機械の変更をほとんど要しないで代用することができる。また、現在、一般に安価に入手できる汎用の塩化銅エッチング剤と塩化鉄エッチング剤を使用することができる。さらに、使用済みエッチング液に再生プロセスを適用し濃度を調整することで、エッチング液の組成を本発明の組成と同じくすることができる。   Further, since vaporized hydrogen chloride is not generated, peripheral machines are not deteriorated, life can be extended, and the etching rate can be improved while satisfying the low cost that is an advantage of the copper etching solution. . Moreover, since there is no transpiration of hydrogen chloride, the odor environment can be improved. Moreover, it can substitute for the peripheral machine of a chlorine addition copper etching liquid, requiring almost no change of a machine. In addition, general-purpose copper chloride etchants and iron chloride etchants that are generally available at low cost can be used. Furthermore, the composition of the etching solution can be made the same as the composition of the present invention by adjusting the concentration by applying a regeneration process to the used etching solution.

本発明のエッチング液の組成例を以下に示す。ここでは、ハロゲン化銅は塩化第二銅とし、ハロゲン化鉄は塩化第二鉄としている。   An example of the composition of the etching solution of the present invention is shown below. Here, the copper halide is cupric chloride and the iron halide is ferric chloride.

以下に、本組成例と、添加剤を用いない銅エッチング液と、塩酸添加銅エッチング液と、塩酸と塩化ナトリウムを添加剤としたエッチング液とを、それぞれ同一の銅ワークをエッチングした場合のエッチングに要した時間(以下、エッチング時間という。)の比較を表1として示している。ワークは銅膜でメッキされたプリント配線基板を切り取った一片であり、それぞれエッチング液を上からスプレー(シャワリング)するエッチング処理で35μm銅膜を1オンス溶解するために要した時間を示している。なお、以下の例では、銅エッチング液の塩化第二銅の濃度を約2molとするが、1.5〜2.5mol程度の範囲内において濃度を違えても同様な結果を得ることができる。   In the following, this composition example, a copper etching solution without using an additive, a hydrochloric acid-added copper etching solution, and an etching solution with hydrochloric acid and sodium chloride as additives are etched when the same copper workpiece is etched. Table 1 shows a comparison of the time required for the above (hereinafter referred to as etching time). The work is a piece cut out of a printed wiring board plated with a copper film, and shows the time required to dissolve 1 ounce of the 35 μm copper film by an etching process in which an etching solution is sprayed (shown) from above. . In the following example, the concentration of cupric chloride in the copper etching solution is about 2 mol, but similar results can be obtained even if the concentration is different within the range of about 1.5 to 2.5 mol.

本組成例の、添加剤として塩化第二鉄を用いた銅エッチング液は、1リットル当たり、塩化第二銅を約2mol、塩化第二鉄を約1mol含有している。このエッチング液を前記銅ワークにスプレーすると、1オンスの銅膜の溶解に約70sの時間を要した。なお、塩化第二鉄の濃度を、0.5〜1.5mol程度の範囲内において違えても同様な結果を得ることができる。   The copper etching solution using ferric chloride as an additive in this composition example contains about 2 mol of cupric chloride and about 1 mol of ferric chloride per liter. When this etching solution was sprayed onto the copper workpiece, it took about 70 seconds to dissolve the 1 ounce copper film. Similar results can be obtained even if the concentration of ferric chloride is changed within a range of about 0.5 to 1.5 mol.

比較例1の添加剤を用いない銅エッチング液は、1リットル当たり、塩化第二銅を約2mol含有している。このエッチング液を前記銅ワークにスプレーすると、1オンスの銅膜の溶解に約140sの時間を要した。   The copper etching solution not using the additive of Comparative Example 1 contains about 2 mol of cupric chloride per liter. When this etchant was sprayed onto the copper workpiece, it took about 140 s to dissolve the 1 ounce copper film.

比較例2の塩酸添加銅エッチング液は、1リットル当たり、塩化第二銅を約2mol、塩酸を約3mol含有している。このエッチング液は、エッチング性能が高い反面、塩酸により臭気環境が悪化し、周辺装置が劣化するという問題を有する。このエッチング液を前記ワークにスプレーすると、1オンスの銅膜の溶解に約70sの時間を要した。   The hydrochloric acid-added copper etching solution of Comparative Example 2 contains about 2 mol of cupric chloride and about 3 mol of hydrochloric acid per liter. Although this etching solution has high etching performance, it has a problem that the odor environment is deteriorated by hydrochloric acid, and peripheral devices are deteriorated. When this etching solution was sprayed onto the workpiece, it took about 70 seconds to dissolve the 1 ounce copper film.

比較例3の塩酸と塩化ナトリウムを添加剤としたエッチング液は、1リットル当たり、塩化第二銅を約2mol、塩化水素を約0.2mol、塩化ナトリウムを約1.0mol含有している。このエッチング液は従来の塩酸添加銅エッチング液の塩酸使用量を減じるために塩化ナトリウムを用いている。このエッチング液を前記ワークにスプレーすると、1オンスの銅膜の溶解に約110sの時間を要した。   The etching solution of Comparative Example 3 containing hydrochloric acid and sodium chloride as additives contains about 2 mol of cupric chloride, about 0.2 mol of hydrogen chloride, and about 1.0 mol of sodium chloride per liter. This etching solution uses sodium chloride in order to reduce the amount of hydrochloric acid used in the conventional hydrochloric acid-added copper etching solution. When this etching solution was sprayed onto the workpiece, it took about 110 s to dissolve the 1 ounce copper film.

Figure 2006124740
Figure 2006124740

このように、比較例1の添加剤を用いない銅エッチング液、および比較例3の塩酸と塩化ナトリウムを添加剤としたエッチング液は、本組成例の銅エッチング液に比べ、エッチング時間が本発明の実施例よりも長く必要であり、エッチング効率が悪いものとなった。また、比較例2の塩酸のみをドープしたエッチング液は本発明の組成例と同様なエッチング時間でエッチング可能であるが、前述のように周辺機械を劣化させるという問題と臭気環境が悪化するという問題があり、本願の対象とする課題を有する組成といえる。   As described above, the etching time for the copper etching solution without using the additive of Comparative Example 1 and the etching solution with the hydrochloric acid and sodium chloride of Comparative Example 3 as additives were compared with the copper etching solution of the present composition example. This is necessary for a longer time than the first embodiment, and the etching efficiency is poor. Further, the etching solution doped only with hydrochloric acid of Comparative Example 2 can be etched in the same etching time as the composition example of the present invention, but the problem of deteriorating peripheral machines and the problem of deteriorating odor environment as described above. Therefore, it can be said that the composition has the subject of the present application.

そのため、本発明の組成例のエッチング液では、低コスト性を満足させ、臭気環境と装置寿命を改善する組成で、エッチング速度を改善することができた。   Therefore, the etching solution of the composition example of the present invention can improve the etching rate with a composition that satisfies the low cost and improves the odor environment and the life of the apparatus.

また、本発明の濃度調整方法の調整例を図2のエッチング装置の例をもとに説明する。
エッチング装置5において、銅ワークの銅膜に対してエッチングを行う。エッチングにより銅成分はアノード酸化反応する(式3)。同時にエッチング液中の酸化剤成分である三価の鉄イオンと二価の銅イオンはカソード還元反応し(式4、式5)、酸化力を有しない反応物を生成する(式6、式7)。
〈式3〉Cu→Cu+ +e-
〈式4〉Fe3++e- →Fe2+
〈式5〉Cu2++e- →Cu+
〈式6〉Fe2++2Cl- →FeCl2
〈式7〉Cu+ +Cl- →CuCl↓
このような反応により、エッチング液中の、三価の鉄イオンと二価の銅イオンは減少する。
An adjustment example of the concentration adjustment method of the present invention will be described based on the example of the etching apparatus of FIG.
In the etching apparatus 5, the copper film of the copper workpiece is etched. By etching, the copper component undergoes an anodic oxidation reaction (Formula 3). At the same time, trivalent iron ions and divalent copper ions, which are oxidant components in the etching solution, undergo a cathodic reduction reaction (formulas 4 and 5) to generate reactants having no oxidizing power (formulas 6 and 7). ).
<Formula 3> Cu → Cu + + e
<Formula 4> Fe 3+ + e → Fe 2+
<Formula 5> Cu 2+ + e → Cu +
<Formula 6> Fe 2+ + 2Cl → FeCl 2
<Formula 7> Cu + + Cl → CuCl ↓
By such a reaction, trivalent iron ions and divalent copper ions in the etching solution are reduced.

エッチング液を循環させて使用するため、上記作用によりこのエッチング液中の三価の鉄イオンと二価の銅イオンの含有率は次第に低下し、エッチング性能も低下する。そこで、三価の鉄イオンと二価の銅イオンの含有率を回復するために、サンプリング装置3を用いて、エッチング液の再生を行う。   Since the etching solution is circulated and used, the content of trivalent iron ions and divalent copper ions in the etching solution is gradually lowered by the above-described action, and the etching performance is also lowered. Therefore, in order to recover the content of trivalent iron ions and divalent copper ions, the sampling solution 3 is used to regenerate the etching solution.

エッチング処理中のエッチング装置5から、定期的にサンプリング装置3がエッチング液をサンプル抽出する。抽出したサンプル中の三価の鉄イオンと二価の銅イオンの含有率は、サンプルの比重や導電率、試薬を用いた手法などを用いて計測する。   The sampling device 3 periodically samples the etching solution from the etching device 5 during the etching process. The content ratio of trivalent iron ions and divalent copper ions in the extracted sample is measured using the specific gravity, conductivity, method using a reagent, and the like of the sample.

計測した三価の鉄イオンと二価の銅イオンの含有率が規定の範囲内にない場合には、エッチング処理により生成された塩化第一銅(式7)を塩化第二銅へと再生し、塩化第一鉄を塩化第二鉄へと再生する。まず、薬剤補充量調整装置4により計測した濃度からエッチング工程で生成した塩化第一銅量と塩化第一鉄量を推定する。さらに、推定した塩化第一銅量と塩化第一鉄量を再生するために必要な塩酸と過酸化水素水の補充量を決定する。決定した補充量だけ塩酸タンク7と過酸化水素水タンク8から塩酸および過酸化水素水をエッチング液に補充する。この操作により、エッチング液中の塩化第一銅を塩化第二銅へと酸化し、二価の銅イオンが増加する。また、塩化第一鉄を塩化第二鉄へと酸化し、三価の鉄イオンが増加する。以下に、その反応式(式8、9)を示す。
〈式8〉CuCl+0.5H2 2 +HCl→CuCl2 +H2
〈式9〉FeCl2 +0.5H2 2 +HCl→FeCl3 +H2
ただし、ここで添加する塩酸は、上記反応に必要な量よりも若干多くする。これは、添加した塩酸が全て反応に寄与するわけではないため若干過剰に添加してやる必要があること、また、エッチング液を酸性にすると、例えば水酸化鉄や水酸化カルシウムなどの生成を防止し、それらに起因するスラッジの発生を予防することもできるからである。塩酸の添加量は、エッチング液が希薄濃度の塩酸含むようになる分量だけ、例えば0.1〜0.3mol/Lの濃度になる分量とする。この程度の塩酸を添加したとしても、塩酸がエッチング速度にほとんど寄与することがなく、一方、雰囲気中に塩化水素をほとんど飛散、蒸散させないですむ。なお、この程度の塩酸が添加されたエッチング液も本願発明の技術的範囲に属するものである。
If the measured content of trivalent iron ions and divalent copper ions is not within the specified range, cuprous chloride (formula 7) produced by the etching process is regenerated into cupric chloride. Regenerate ferrous chloride to ferric chloride. First, the amount of cuprous chloride and the amount of ferrous chloride generated in the etching process are estimated from the concentration measured by the chemical replenishment amount adjusting device 4. Further, the replenishment amount of hydrochloric acid and hydrogen peroxide water necessary to regenerate the estimated cuprous chloride amount and ferrous chloride amount is determined. The etching solution is replenished with hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution from the hydrochloric acid tank 7 and the hydrogen peroxide solution tank 8 by the determined replenishment amount. By this operation, cuprous chloride in the etching solution is oxidized to cupric chloride, and divalent copper ions are increased. It also oxidizes ferrous chloride to ferric chloride, increasing trivalent iron ions. The reaction formulas (Formulas 8 and 9) are shown below.
<Formula 8> CuCl + 0.5H 2 O 2 + HCl → CuCl 2 + H 2 O
<Formula 9> FeCl 2 + 0.5H 2 O 2 + HCl → FeCl 3 + H 2 O
However, the amount of hydrochloric acid added here is slightly larger than the amount necessary for the above reaction. This is because not all of the added hydrochloric acid contributes to the reaction, so it is necessary to add a little excessively, and when the etching solution is acidified, for example, generation of iron hydroxide or calcium hydroxide is prevented, It is because generation | occurrence | production of the sludge resulting from them can also be prevented. The amount of hydrochloric acid added is such that the etching solution contains a dilute concentration of hydrochloric acid, for example, an amount that results in a concentration of 0.1 to 0.3 mol / L. Even if this amount of hydrochloric acid is added, the hydrochloric acid hardly contributes to the etching rate, and on the other hand, hydrogen chloride is hardly scattered or evaporated in the atmosphere. Note that the etching solution to which hydrochloric acid of this level is added also belongs to the technical scope of the present invention.

さらに、エッチング液の濃度を調整するために、薬剤補充量調整装置4により純水の補充量を決定し、純水タンク2から純水をエッチング液に補充する。これにより、エッチング装置5の内部の液量が増加するが、増加した液はオーバーフローさせて排水タンク6に回収する。排水タンク内の排水は銅成分と鉄成分を可能な限り回収し、最終的に廃棄する。   Furthermore, in order to adjust the concentration of the etching solution, the replenishment amount of pure water is determined by the chemical replenishment amount adjusting device 4 and pure water is replenished from the pure water tank 2 to the etching solution. As a result, the amount of liquid inside the etching apparatus 5 increases, but the increased liquid overflows and is collected in the drain tank 6. Collect the copper and iron components as much as possible from the wastewater in the drainage tank, and finally discard it.

オーバーフローにより鉄イオン量が減少するため(銅イオンは溶解により補充されている)、塩化第二鉄成分を補充して、劣化したエッチング液の銅イオンと鉄イオンの比率を劣化する前の比率に戻す。この処理は、薬剤補充量調整装置4により塩化第二鉄の補充量を決定し、塩化鉄タンク1から高濃度の塩化第二鉄溶液をエッチング液に補充することで行う。これにより、塩化第二鉄と塩化第二銅の比率は劣化する前の比率に戻る。   Since the amount of iron ions decreases due to overflow (copper ions are replenished by dissolution), the ferric chloride component is replenished to the ratio before deterioration of the ratio of copper ions and iron ions in the deteriorated etchant. return. This process is performed by determining the replenishment amount of ferric chloride by the chemical replenishment amount adjusting device 4 and replenishing the etching solution with a high concentration ferric chloride solution from the iron chloride tank 1. Thereby, the ratio of ferric chloride and cupric chloride returns to the ratio before deterioration.

以上の操作により、エッチング液中の三価の鉄イオンと二価の銅イオンの含有率が本発明のエッチング液となるまで回復する。   By the above operation, the contents of trivalent iron ions and divalent copper ions in the etching solution are recovered until the etching solution of the present invention is obtained.

このようにして組成を調整することで、本発明のエッチングに適した組成が再生する。再生したエッチング液を循環させて再使用することで、本発明のエッチング液を用いた濃度調整方法の調整工程を実現することができる。   By adjusting the composition in this way, a composition suitable for the etching of the present invention is regenerated. By circulating and reusing the regenerated etching solution, the adjusting step of the concentration adjusting method using the etching solution of the present invention can be realized.

なお、上記実施形態では、エッチング液を銅ワークに対してスプレーするプロセスを例にあげて説明したが、本発明および実施形態のエッチング液およびエッチング装置は、銅ワークをエッチング浴に浸漬するエッチング法にも適用することができる。   In the above embodiment, the process of spraying the etching solution onto the copper workpiece has been described as an example. However, the etching solution and the etching apparatus of the present invention and the embodiment are an etching method in which the copper workpiece is immersed in an etching bath. It can also be applied to.

請求項4に係る発明の実施形態を実現する濃度制御装置A concentration control apparatus for realizing the embodiment of the invention according to claim 4

符号の説明Explanation of symbols

1−塩化鉄タンク
2−純水タンク
3−サンプリング装置
4−薬剤補充量調整装置
5−エッチング装置
6−排水タンク
7−塩酸タンク
8−過酸化水素水タンク
1-iron chloride tank 2-pure water tank 3-sampling device 4-drug replenishment amount adjusting device 5-etching device 6-drainage tank 7-hydrochloric acid tank 8-hydrogen peroxide water tank

Claims (4)

二価のハロゲン化銅を主成分とするエッチング液であって、1.5mol/L以下の濃度となるようにハロゲン化鉄を添加したことを特徴とするエッチング液。   An etching solution comprising a divalent copper halide as a main component, wherein an iron halide is added so as to have a concentration of 1.5 mol / L or less. 前記二価のハロゲン化銅は塩化第二銅であり、前記ハロゲン化鉄は塩化第二鉄である請求項1に記載のエッチング液。   The etching solution according to claim 1, wherein the divalent copper halide is cupric chloride, and the iron halide is ferric chloride. 前記二価のハロゲン化銅の濃度が約2mol/Lである請求項1または請求項2に記載のエッチング液。   The etching solution according to claim 1 or 2, wherein the concentration of the divalent copper halide is about 2 mol / L. エッチングを行ったエッチング槽の使用済みエッチング液に含有される、三価のハロゲン化鉄と二価のハロゲン化銅との濃度を計測し、その計測結果に基づき酸化剤を添加することにより三価のハロゲン化鉄および二価のハロゲン化銅を生成し、ハロゲン化鉄および二価のハロゲン化銅の濃度を調整して請求項1乃至3のいずれかに記載のエッチング液とする、エッチング液の濃度制御方法。   By measuring the concentration of trivalent iron halide and divalent copper halide contained in the used etching solution of the etching tank where the etching was performed, and adding the oxidizing agent based on the measurement result, trivalent An etching solution according to any one of claims 1 to 3, wherein an iron halide and a divalent copper halide are produced, and the concentrations of the iron halide and the divalent copper halide are adjusted. Concentration control method.
JP2004311967A 2004-10-27 2004-10-27 Etching solution and method for controlling concentration of etching solution Pending JP2006124740A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004311967A JP2006124740A (en) 2004-10-27 2004-10-27 Etching solution and method for controlling concentration of etching solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004311967A JP2006124740A (en) 2004-10-27 2004-10-27 Etching solution and method for controlling concentration of etching solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006124740A true JP2006124740A (en) 2006-05-18

Family

ID=36719760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004311967A Pending JP2006124740A (en) 2004-10-27 2004-10-27 Etching solution and method for controlling concentration of etching solution

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006124740A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4687852B2 (en) Surface treatment agent for copper and copper alloys
US4944851A (en) Electrolytic method for regenerating tin or tin-lead alloy stripping compositions
US3269881A (en) Hydrogen peroxide etching of copper in manufacture of printed circuits
CN103741142B (en) A kind of tin stripper based on hydrochloric acid-pink salt system and the method reclaiming stannum from waste tin stripper
JP2010533242A (en) Method for copper etching and spent etching solution recovery
JP5214996B2 (en) Etching method
US4437928A (en) Dissolution of metals utilizing a glycol ether
KR930010224A (en) How to substitute plating metal surface with support metal
JP6278814B2 (en) Wiring board processing method and wiring board manufactured using the method
US4130455A (en) Dissolution of metals-utilizing H2 O2 -H2 SO4 -thiosulfate etchant
JP4488188B2 (en) Semi-additive process etchant for printed wiring board manufacturing
JP2004149770A (en) Improved cleaning composition
JP2006124740A (en) Etching solution and method for controlling concentration of etching solution
US4236957A (en) Dissolution of metals utilizing an aqueous H2 SOY --H2 O.sub. -mercapto containing heterocyclic nitrogen etchant
JP4431860B2 (en) Surface treatment agent for copper and copper alloys
JP4580085B2 (en) Method for etching metal tin or tin alloy and metal tin or tin alloy etchant
CN107012465A (en) A kind of copper etchant solution and its application
CA1194393A (en) Dissolution of metals utilizing epsilon-caprolactam
KR920006353B1 (en) Composition and method of metal dissolution utilizing pyrrolidone
KR920006354B1 (en) Composition and method of metal dissolution utilizing a furan derivative
JPS6231070B2 (en)
JP2010138429A (en) Electrolytic copper plating method using insoluble anode
Luke Etching of copper with sulphuric acid/hydrogen peroxide solutions
US4525240A (en) Dissolution of metals utilizing tungsten
WO2023163003A1 (en) Etching composition and method for producing wiring board using same