JP2011171323A - Etching method for copper or copper alloy - Google Patents

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麻里子 石田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an etching method for copper or copper alloy that is used for manufacturing a printed wiring board, having a fine wiring pattern, with an excellent yield and without causing a short-circuit defect when executing etching by an etchant containing a banking agent. <P>SOLUTION: The etching method of copper or copper alloy is configured as follows. The surface of copper or a copper alloy is polished by chemical polishing. Then, a resist pattern is formed on the surface of the copper or the copper alloy. The surface of the copper or the copper alloy is etched by an etchant containing a banking agent. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、銅又は銅合金用のエッチング液に関する。   The present invention relates to an etchant for copper or copper alloy.

プリント配線板の配線パターン等を形成するための方法として、エッチング法が広く使われている。近年、電子機器の高度化、小型化に対応するため、プリント配線板にも配線パターンの微細化が求められている。   An etching method is widely used as a method for forming a wiring pattern of a printed wiring board. In recent years, printed wiring boards are required to have finer wiring patterns in order to cope with the advancement and miniaturization of electronic devices.

図1は、エッチング法により得られる導体パターンの断面略図である。基材3上に銅や銅合金(以下、「銅等」と略す場合がある)で導体パターン2が設けられていて、導体パターン2上にエッチングで使用したレジストパターン1が存在している。エッチングで導体パターンを形成した場合、エッチング終了時における導体パターン2のライン幅がレジストパターン1のライン幅よりも狭くなる現象が起こり、この現象は「サイドエッチ」と呼ばれている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conductor pattern obtained by an etching method. A conductor pattern 2 is provided on the substrate 3 with copper or a copper alloy (hereinafter may be abbreviated as “copper or the like”), and a resist pattern 1 used for etching is present on the conductor pattern 2. When the conductor pattern is formed by etching, a phenomenon occurs in which the line width of the conductor pattern 2 becomes narrower than the line width of the resist pattern 1 at the end of the etching, and this phenomenon is called “side etching”.

銅箔の厚みt、導体パターンのトップ幅w、導体パターンのボトム幅wによって、2・t/(w−w)で定義される値を「エッチングファクター」という。また、レジストパターンのライン幅w、導体パターンのトップ幅wによって、(w−w)で定義される値を「サイドエッチ量」という。エッチング法で微細な配線パターンを形成するためには、エッチングファクターの絶対値が大きいことと及びサイドエッチ量が少ないことが求められる。 A value defined by 2 · t / (w 2 −w 1 ) depending on the thickness t of the copper foil, the top width w 1 of the conductor pattern, and the bottom width w 2 of the conductor pattern is referred to as “etching factor”. The value defined by (w 3 −w 1 ) depending on the line width w 3 of the resist pattern and the top width w 1 of the conductor pattern is referred to as “side etch amount”. In order to form a fine wiring pattern by the etching method, it is required that the absolute value of the etching factor is large and the amount of side etching is small.

エッチングファクターの絶対値が大きいとは、すなわち、導体パターンのボトム幅wとトップ幅wとの差が銅箔厚みtと比較して小さいことを示す。プリント配線板においては、隣接導体パターンとの電気的絶縁を確保するために、導体パターンのトップとボトムの両方で適切なスペースが確保される必要がある。このことから、微細な配線パターンにおいては、エッチングファクターの絶対値が小さいと、トップ幅w又はボトム幅wが狭くなりすぎ、十分な電気的特性を維持することができない。そればかりか、トップ幅wが狭くなりすぎる場合には、レジストパターン1のうち、導体パターン2に下支えされていない部分の幅、すなわち、サイドエッチ量が導体パターンのトップ幅wと比較して広くなりすぎると、エッチングの最中に導体パターン2からレジストパターン1が剥離して導体パターン2が断線する等の問題も生じる。また、ボトム幅wが狭くなりすぎる場合には、基材3から導体パターン2が剥離して断線する等の問題が生じる。 That the absolute value of the etching factor is large indicates that the difference between the bottom width w 2 and the top width w 1 of the conductor pattern is small compared to the copper foil thickness t. In the printed wiring board, in order to ensure electrical insulation from the adjacent conductor pattern, it is necessary to secure an appropriate space at both the top and bottom of the conductor pattern. For this reason, in a fine wiring pattern, if the absolute value of the etching factor is small, the top width w 1 or the bottom width w 2 becomes too narrow and sufficient electrical characteristics cannot be maintained. In addition, if the top width w 1 is too narrow, the width of the resist pattern 1 that is not supported by the conductor pattern 2, that is, the side etch amount is compared with the top width w 1 of the conductor pattern. If it becomes too wide, there arises a problem that the resist pattern 1 is peeled off from the conductor pattern 2 during the etching and the conductor pattern 2 is disconnected. Further, when the bottom width w 2 is too narrow, problems such as the conductive pattern 2 from the substrate 3 is disconnected by peeling occurs.

また、導体パターン間のスペース幅が同じ場合には、サイドエッチ量が多い場合の方が少ない場合に比べて、レジストパターン1のスペース幅を小さくしなければならず、求められるレジストパターンの解像度が高くなってしまう。そのため、微細な配線パターンを形成するためには、サイドエッチ量が少ないことが必要とされている。具体的には、導体パターンの片側当たりのサイドエッチ量(以下、「片側サイドエッチ量」という)が3μm以内であることが望ましいとされている。   In addition, when the space width between the conductor patterns is the same, the space width of the resist pattern 1 must be reduced compared with the case where the side etch amount is large, and the required resolution of the resist pattern is reduced. It will be high. Therefore, in order to form a fine wiring pattern, a small amount of side etching is required. Specifically, the side etch amount per side of the conductor pattern (hereinafter referred to as “one side side etch amount”) is preferably within 3 μm.

サイドエッチを抑制し、エッチングファクターの絶対値を大きくする技術として、銅等に吸着・反応する等によって、エッチング阻害層(バンク)を形成してエッチングを阻害する化合物、いわゆる「バンキング・エージェント」を含むエッチング液が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。その例として、チオ尿素を添加した塩化鉄(III)水溶液(例えば、特許文献1参照)、ホルムアミジンジサルファイドを添加した塩化鉄(III)水溶液(例えば、特許文献2参照)、エチレンチオ尿素を添加した塩化鉄(III)水溶液(例えば、特許文献3参照)、チオ尿素及び非イオン性又は陰イオン性の界面活性剤を添加した塩化鉄(III)水溶液(例えば、特許文献4参照)、2−アミノベンゾチアゾール化合物、ポリエチレングリコール及びポリアミン化合物を添加した塩化銅(II)水溶液(例えば、特許文献5参照)、2−アミノベンゾチアゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、エタノールアミン化合物、グリコールエーテル化合物及びN−メチル−2−ピロリドン又はジメチルホルムアミドを添加した塩化銅(II)水溶液(例えば、特許文献6参照)、アミン類又はアジン類を添加した硫酸−過酸化水素水溶液(例えば、特許文献7参照)等のエッチング液が開示されている。また、特許文献8では、塩化鉄(III)水溶液にシュウ酸を添加したエッチング液が提案されている。   As a technology to suppress side etching and increase the absolute value of the etching factor, a compound that inhibits etching by forming an etching inhibition layer (bank) by adsorbing and reacting with copper, etc., a so-called “banking agent” An etchant containing the solution has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). For example, an iron (III) chloride aqueous solution to which thiourea is added (for example, see Patent Document 1), an iron (III) chloride aqueous solution to which formamidine disulfide is added (for example, see Patent Document 2), and ethylenethiourea are added. Iron (III) chloride aqueous solution (for example, refer to Patent Document 3), iron (III) chloride aqueous solution to which thiourea and a nonionic or anionic surfactant are added (for example, refer to Patent Document 4), 2- Copper (II) chloride aqueous solution to which aminobenzothiazole compound, polyethylene glycol and polyamine compound are added (see, for example, Patent Document 5), 2-aminobenzothiazole compound, benzotriazole compound, ethanolamine compound, glycol ether compound and N-methyl Copper (II) chloride aqueous solution to which 2-pyrrolidone or dimethylformamide is added (for example, Etching solution such as sulfuric acid-hydrogen peroxide aqueous solution added with amines or azines (for example, see Patent Literature 7). Further, Patent Document 8 proposes an etching solution in which oxalic acid is added to an iron (III) chloride aqueous solution.

このようなバンキング・エージェントを含むエッチング液を用いたエッチング方法は、サイドエッチを抑制し、エッチングファクターを大きくすることができる反面、バンキング・エージェントを含まないエッチング液を用いた場合と比較して、非パターン部の銅等が局所的に除去されずに残る「銅残り」と呼ばれる問題を抱える。非パターン部の銅残りが著しい場合には、導体パターン間の絶縁性が失われ、ショート欠陥が発生する。このようなショート欠陥は、バンキング・エージェントを含むエッチング液を用いたエッチングにおいて、片側サイドエッチ量が3μm以下である場合に、特に発生しやすく、微細な配線パターンを形成する際に大きな問題となっていた。   The etching method using an etching solution containing such a banking agent can suppress side etching and increase the etching factor, but compared with the case where an etching solution containing no banking agent is used, There is a problem called “copper residue” in which copper or the like in the non-patterned portion is not locally removed. When the copper residue in the non-pattern part is remarkable, the insulation between the conductor patterns is lost and a short defect occurs. Such a short defect is particularly likely to occur when etching using an etchant containing a banking agent and the etching amount on one side is 3 μm or less, and becomes a serious problem when a fine wiring pattern is formed. It was.

米国特許第2746848号明細書US Pat. No. 2,746,848 特公昭37−15009号公報Japanese Patent Publication No.37-15209 特公昭39−27516号公報Japanese Examined Patent Publication No. 39-27516 特公昭50−20950号公報Japanese Patent Publication No. 50-20950 特開平6−57453号公報JP-A-6-57453 特開2006−274291号公報JP 2006-274291 A 特開2006−13307号公報JP 2006-13307 A 国際公開第2009/091012号パンフレットInternational Publication No. 2009/091012 Pamphlet

雀部俊樹、石井正人、秋山政憲、加藤凡典著、「本当に実務に役立つプリント配線板のエッチング技術」日刊工業新聞社、2009年5月30日、p73Toshiki Sparrow, Masato Ishii, Masanori Akiyama, and Noriori Kato, “Etching Technology for Printed Wiring Boards Really Useful for Business”, Nikkan Kogyo Shimbun, May 30, 2009, p73

本発明の目的は、バンキング・エージェントを含むエッチング液を使用した場合、配線間のショート欠陥を発生させることなく、歩留まり良く、微細な配線パターンを有するプリント配線板を製造できる銅又は銅合金のエッチング方法を提供することにある。特に、微細な配線パターンを形成するのに望ましいとされている片側サイドエッチ量が3μm以下の場合にも有効な銅又は銅合金のエッチング方法を提供する。   An object of the present invention is to etch copper or copper alloy that can produce a printed wiring board having a fine wiring pattern with a high yield without causing a short-circuit defect between wirings when an etching solution containing a banking agent is used. It is to provide a method. In particular, the present invention provides a copper or copper alloy etching method that is effective even when the amount of side etching on one side, which is desirable for forming a fine wiring pattern, is 3 μm or less.

銅又は銅合金にレジストパターンを形成後、バンキング・エージェントを含むエッチング液によりエッチングを行って、導体パターンを形成する銅又は銅合金のエッチング方法において、レジストパターンを形成する前に、銅又は銅合金表面を化学研磨により処理することを特徴とする銅又は銅合金のエッチング方法を見出した。   In the copper or copper alloy etching method for forming a conductor pattern by forming a resist pattern on copper or copper alloy and then etching with an etching solution containing a banking agent, before forming the resist pattern, copper or copper alloy The present inventors have found an etching method for copper or a copper alloy characterized in that the surface is treated by chemical polishing.

本発明の銅又は銅合金のエッチング方法では、レジストパターン形成前に、銅等の表面を化学研磨により処理する。プリント配線板の製造においては、一般に、レジストパターンの形成に先立ち、レジストパターンと銅等との接着強度を向上させるために、銅等の表面を粗化する処理が行われ、深さ0.5μm〜5μm程度の凹凸が形成される。粗化の方法としては、バフ研磨、パッド研磨等の機械研磨を用いることが多いが、本発明のエッチング方法は、化学研磨を用いる。化学研磨とは、銅等の表面を巨視的には均一で、かつ微視的には不均一に溶解するような薬液を用い、銅等の表面に凹凸を形成する方法である。   In the copper or copper alloy etching method of the present invention, the surface of copper or the like is treated by chemical polishing before the resist pattern is formed. In the production of printed wiring boards, in general, prior to the formation of a resist pattern, in order to improve the adhesive strength between the resist pattern and copper or the like, the surface of copper or the like is roughened, and the depth is 0.5 μm. Irregularities of about 5 μm are formed. As the roughening method, mechanical polishing such as buff polishing or pad polishing is often used, but the etching method of the present invention uses chemical polishing. Chemical polishing is a method of forming irregularities on the surface of copper or the like using a chemical solution that dissolves the surface of copper or the like uniformly macroscopically and non-uniformly microscopically.

機械研磨によって形成される凹凸は、一般に、研磨方向に沿った数十μm〜数十mmの長さを有する。バンキング・エージェントを添加したエッチング液によるエッチング法では、このような凹凸のうち、比較的幅・深さが大きい凹部に、エッチングの初期に線状のバンクが形成される。この線状のバンク周辺におけるエッチングの進行は著しく阻害され、エッチング終了後に銅残りとなり、ショート欠陥として残存してしまう。これに対し、化学研磨によって形成される凹凸は、一定方向に沿った構造を有さない。この化学研磨による凹凸であれば、その内部にバンクが形成された場合でも、バンクの形状が微小な点状となるため、エッチングの極初期にエッチング液の流れにより飛散されてしまうので、銅残りとならず、ショート欠陥を発生させることはない。   The unevenness formed by mechanical polishing generally has a length of several tens of μm to several tens of mm along the polishing direction. In the etching method using an etching solution to which a banking agent is added, a linear bank is formed at the initial stage of etching in a concave portion having a relatively large width and depth among such concave and convex portions. The progress of etching around the linear bank is remarkably hindered, and after the etching is finished, the copper remains and remains as a short defect. On the other hand, the unevenness formed by chemical polishing does not have a structure along a certain direction. If this unevenness is caused by chemical polishing, even if a bank is formed inside the bank, the shape of the bank becomes a minute dot, which is scattered by the flow of the etchant at the very beginning of etching, so the copper remaining Therefore, short-circuit defects are not generated.

また、機械研磨によるショート欠陥は、片側サイドエッチ量が3μm以下である場合に、特に発生しやすく、微細な配線パターンを形成する際の大きな障害となっていたが、化学研磨を用いることで、バンキング・エージェントを含むエッチング液を使用した場合でも、配線間のショート欠陥を発生させることなく、高い歩留まりを達成することができる。   In addition, short defects caused by mechanical polishing are particularly likely to occur when the one-side side etch amount is 3 μm or less, which has been a major obstacle in forming a fine wiring pattern, but by using chemical polishing, Even when an etching solution containing a banking agent is used, a high yield can be achieved without causing a short-circuit defect between wirings.

エッチング法により得られる導体パターンの断面形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross-sectional shape of the conductor pattern obtained by the etching method. 実施例、比較例において用いた評価用くし型配線パターンである。It is a comb wiring pattern for evaluation used in an example and a comparative example. 図2の波線楕円部分の拡大図である。It is an enlarged view of the wavy ellipse part of FIG.

本発明では、バンキング・エージェントを含むエッチング液を用いたエッチング方法において、ショート欠陥の発生を抑制し、歩留まりを向上させるために、銅等の表面を化学研磨により処理した後、レジストパターンを形成し、エッチングを行う。   In the present invention, in the etching method using an etching solution containing a banking agent, in order to suppress the occurrence of short defects and improve the yield, the surface of copper or the like is treated by chemical polishing, and then a resist pattern is formed. Etching is performed.

本発明のエッチング方法に用いる化学研磨剤としては、過酸化水素−硫酸系、過硫酸塩系、塩化銅(II)系、塩化鉄(III)系、アルカリ系、有機酸系の化学研磨剤が挙げられる。   Chemical abrasives used in the etching method of the present invention include hydrogen peroxide-sulfuric acid-based, persulfate-based, copper (II) chloride-based, iron (III) chloride-based, alkali-based, and organic acid-based chemical abrasives. Can be mentioned.

化学研磨の手法としては、スプレー噴霧と浸漬処理があり、どちらを用いてもよい。化学研磨によって除去される銅箔の厚さは0.5〜10.0μmが好ましく、より好ましくは1.0〜5.0μmである。   Chemical polishing methods include spray spraying and immersion treatment, and either method may be used. The thickness of the copper foil removed by chemical polishing is preferably 0.5 to 10.0 μm, more preferably 1.0 to 5.0 μm.

また、銅等の表面上に油脂類、グリース等の有機性不純物や金属酸化物が存在する状態で化学研磨を行った場合、不純物が存在する部位の溶解が阻害されて、化学研磨が均一に進行しない場合がある。化学研磨処理の前に、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロ四リン酸ナトリウム等のアルカリ脱脂剤や、溶剤、エマルジョン脱脂剤等を用いた脱脂処理による有機性不純物の除去や、硫酸、塩酸、スルファミン酸、リン酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、ギ酸、グリコール酸、酢酸等を用いた酸洗浄による金属酸化物の除去を行うことにより、化学研磨を均一に行うことができ、ショート欠陥の抑制効果が増す。   In addition, when chemical polishing is performed in the presence of organic impurities and metal oxides such as oils and fats, grease, etc. on the surface of copper, etc., dissolution of the sites where impurities are present is hindered, and chemical polishing becomes uniform. May not progress. Organic impurities by degreasing treatment using alkali degreasing agent such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium metasilicate, trisodium phosphate, sodium pyrotetraphosphate, solvent, emulsion degreasing agent, etc. before chemical polishing treatment Chemical polishing is uniformly performed by removing metal oxides by acid cleaning using sulfuric acid, hydrochloric acid, sulfamic acid, phosphoric acid, oxalic acid, tartaric acid, citric acid, formic acid, glycolic acid, acetic acid, etc. This can increase the effect of suppressing short-circuit defects.

なお、本発明のエッチング方法において、化学研磨に先立って機械研磨を行っても、ショート欠陥の抑制効果を得ることができる。   In the etching method of the present invention, even if mechanical polishing is performed prior to chemical polishing, the effect of suppressing short-circuit defects can be obtained.

レジストパターン形成前に銅等の表面の機械研磨処理を行うことによるショート欠陥は、微細パターンの形成に望ましいとされる、片側サイドエッチが3μm以下である場合に、特に発生しやすい。本発明のエッチング方法によって、片側サイドエッチが3μm以下である場合にも、配線間のショート欠陥を発生させることなく、高い歩留まりを得ることができる。   Short defects caused by performing mechanical polishing on the surface of copper or the like before forming a resist pattern are particularly likely to occur when the one side etch is 3 μm or less, which is desirable for forming a fine pattern. According to the etching method of the present invention, even when the one side etching is 3 μm or less, a high yield can be obtained without causing a short-circuit defect between wirings.

本発明の銅等のエッチング方法において、銅合金とは、銅を95質量%以上含む合金をいい、例として、錫、亜鉛、クロム、ジルコニウム、ニッケル等を含む銅合金が挙げられる。また、本発明の銅等のエッチング方法において、銅等の層として用いられる銅箔には、圧延銅箔、電解銅箔の他に、蒸着、スパッタ法、無電解めっき等で形成されるものが挙げられる。   In the etching method of copper or the like of the present invention, the copper alloy refers to an alloy containing 95% by mass or more of copper, and examples thereof include a copper alloy containing tin, zinc, chromium, zirconium, nickel and the like. Further, in the etching method of copper or the like of the present invention, the copper foil used as a layer of copper or the like is formed by vapor deposition, sputtering, electroless plating, etc. in addition to the rolled copper foil and the electrolytic copper foil. Can be mentioned.

本発明において、レジストパターンの形成にフォトレジストを用いる場合には、光硬化型のネガレジストと光溶解型のポジレジストのどちらを用いてもよく、レジストの貼着は、感光性ドライフィルムを用いた場合には圧着法、液状レジストを用いた場合には塗布法、電着型レジストを用いた場合は電着法により行う。レジスト貼着後、露光用マスクを用いて露光を行い、アルカリ水溶液により、レジストの露光部、又は非露光部を溶解除去することで、レジストパターンを形成する。また、フォトレジストを用いる場合の他には、非感光性液状レジストを用いて、スクリーン印刷方式やインクジェット印刷方式によって、レジストパターンを形成する方法等が挙げられる。   In the present invention, when a photoresist is used for forming a resist pattern, either a photocurable negative resist or a photodissolvable positive resist may be used, and a photosensitive dry film is used for attaching the resist. If a liquid resist is used, a coating method is used. If an electrodeposition type resist is used, an electrodeposition method is used. After applying the resist, exposure is performed using an exposure mask, and the resist pattern is formed by dissolving and removing the exposed or non-exposed portion of the resist with an alkaline aqueous solution. In addition to the case where a photoresist is used, a method of forming a resist pattern by a screen printing method or an ink jet printing method using a non-photosensitive liquid resist may be used.

本発明の銅等のエッチング方法において、バンキング・エージェントを含むエッチング液の例としては、チオ尿素を添加した塩化鉄(III)水溶液、ホルムアミジンジサルファイドを添加した塩化鉄(III)水溶液、エチレンチオ尿素を添加した塩化鉄(III)水溶液、チオ尿素及び非イオン性又は陰イオン性の界面活性剤を添加した塩化鉄(III)水溶液、2−アミノベンゾチアゾール化合物、ポリエチレングリコール及びポリアミン化合物を添加した塩化銅(II)水溶液、2−アミノベンゾチアゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、エタノールアミン化合物、グリコールエーテル化合物及びN−メチル−2−ピロリドン又はジメチルホルムアミドを添加した塩化銅(II)水溶液、アミン類又はアジン類を添加した硫酸−過酸化水素水溶液、シュウ酸を添加した塩化鉄(III)水溶液等のエッチング液等が挙げられる。   In the etching method for copper and the like of the present invention, examples of the etching solution containing a banking agent include an iron (III) chloride aqueous solution to which thiourea is added, an iron (III) chloride aqueous solution to which formamidine disulfide is added, and ethylenethiourea. Iron (III) chloride aqueous solution added with thiourea and iron (III) chloride aqueous solution added with nonionic or anionic surfactant, 2-aminobenzothiazole compound, polyethylene glycol and chloride added with polyamine compound Copper (II) aqueous solution, 2-aminobenzothiazole compound, benzotriazole compound, ethanolamine compound, glycol ether compound and copper (II) chloride aqueous solution to which N-methyl-2-pyrrolidone or dimethylformamide is added, amines or azines Sulfuric acid-hydrogen peroxide aqueous solution, Examples thereof include an etching solution such as an aqueous solution of iron (III) chloride to which oxalic acid is added.

以下本発明の実施例を示す。   Examples of the present invention will be described below.

[実施例1]
<エッチング液の調製>
市販の40°ボーメの塩化鉄(III)水溶液(濃度37質量%)13.5kg(無水物として5.00kg)、シュウ酸二水和物1.40kg(無水物として1.00kg)に水を加え100kgとし、塩化鉄(III)5.0質量%、シュウ酸1.0質量%を含むエッチング液100kgを調製した。
[Example 1]
<Preparation of etching solution>
Commercially available 40 ° Baume iron chloride (III) aqueous solution (concentration: 37% by mass) 13.5 kg (5.00 kg as anhydride), 1.40 kg oxalic acid dihydrate (1.00 kg as anhydride) with water In addition, 100 kg of an etching solution containing 5.0% by mass of iron (III) chloride and 1.0% by mass of oxalic acid was prepared.

<化学研磨剤の調製>
化学研磨剤として、過酸化水素3.0質量%、硫酸5.0質量%を含む水溶液1kgを調製した。
<Preparation of chemical abrasive>
As a chemical abrasive, 1 kg of an aqueous solution containing 3.0% by mass of hydrogen peroxide and 5.0% by mass of sulfuric acid was prepared.

<酸洗浄液の調整>
酸洗浄液として、硫酸10質量%を含む水溶液1kgを調製した。
<Adjustment of acid cleaning solution>
As an acid cleaning solution, 1 kg of an aqueous solution containing 10% by mass of sulfuric acid was prepared.

<研磨前酸洗浄>
厚み40μmのポリイミド絶縁材と厚み18μmの銅箔を積層した積層材料(15cm×20cm)4枚を、前記の酸洗浄液で30秒間浸漬処理した後、水洗した。
<Acid cleaning before polishing>
Four laminated materials (15 cm × 20 cm) obtained by laminating a polyimide insulating material having a thickness of 40 μm and a copper foil having a thickness of 18 μm were immersed in the acid cleaning solution for 30 seconds and then washed with water.

<化学研磨処理>
酸洗浄後の積層材料を前記の化学研磨剤に液温30℃で30秒間浸漬処理し、水洗した。研磨処理による銅厚の減少分(以下、「研磨量」という)を測定したところ、1μm減少していた。研磨量は、積層材料の研磨処理前後の質量減少分から算出した。
<Chemical polishing>
The laminated material after acid cleaning was immersed in the chemical polishing agent at a liquid temperature of 30 ° C. for 30 seconds and washed with water. When the amount of decrease in the copper thickness due to the polishing treatment (hereinafter referred to as “polishing amount”) was measured, it was reduced by 1 μm. The amount of polishing was calculated from the decrease in mass before and after the polishing treatment of the laminated material.

<研磨後酸洗浄>
化学研磨処理後の積層材料を前記の酸洗浄液で30秒間浸漬処理した後、水洗した。
<Acid cleaning after polishing>
The laminated material after the chemical polishing treatment was immersed in the acid cleaning solution for 30 seconds and then washed with water.

<レジストパターン形成>
図2に示した評価用くし型配線パターンを1区画としたレジストパターンを、積層材料1枚につき25区画(計100区画)形成させた。図3は、図2の波線楕円部分の拡大図である。具体的には、化学研磨処理後の積層材料にポジ型液状レジストを塗布した後、評価用くし型配線パターンのライン/スペースが28μm/28μmで構成されているフォトマスクを用いて、ポジ型液状レジストに露光を行い、次いで、露光部をアルカリ水溶液で溶解除去して、ライン/スペースが28μm/28μmのレジストパターンを形成した。
<Resist pattern formation>
A resist pattern in which the evaluation comb-shaped wiring pattern shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the wavy ellipse portion of FIG. Specifically, after applying a positive liquid resist to the laminated material after the chemical polishing treatment, using a photomask in which the line / space of the comb wiring pattern for evaluation is 28 μm / 28 μm, the positive liquid is used. The resist was exposed, and then the exposed portion was dissolved and removed with an alkaline aqueous solution to form a resist pattern having a line / space of 28 μm / 28 μm.

<エッチング>
レジストパターンを形成させた積層材料に、スプレーエッチング装置を用い、上記のエッチング液を噴射して評価用プリント配線板を作製した。隣接導体パターンの間の絶縁材上に残っていた銅が完全に除去された時点で、エッチングを終了した。
<Etching>
A printed wiring board for evaluation was produced by spraying the etching solution onto the laminated material on which the resist pattern was formed using a spray etching apparatus. The etching was finished when the copper remaining on the insulating material between the adjacent conductor patterns was completely removed.

[実施例2]
化学研磨処理時間を90秒とし、評価用くし型配線パターンのライン/スペースが25μm/25μmで構成されているフォトマスクを用いて、ライン/スペースが25μm/25μmで構成されているレジストパターンを形成させた以外は実施例1と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を測定したところ、3μm減少していた。
[Example 2]
Using a photomask in which the chemical polishing time is 90 seconds and the line / space of the comb wiring pattern for evaluation is 25 μm / 25 μm, a resist pattern having a line / space of 25 μm / 25 μm is formed. A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was performed. When the polishing amount was measured, it decreased by 3 μm.

[実施例3]
化学研磨処理時間を150秒とし、評価用くし型配線パターンのライン/スペースが21μm/21μmで構成されているフォトマスクを用いて、ライン/スペースが21μm/21μmで構成されているレジストパターンを形成させた以外は実施例1と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を測定したところ、5μm減少していた。
[Example 3]
A resist pattern having a line / space of 21 μm / 21 μm is formed by using a photomask having a chemical polishing process time of 150 seconds and a line / space of an evaluation comb wiring pattern of 21 μm / 21 μm. A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was performed. When the polishing amount was measured, it decreased by 5 μm.

[実施例4〜6]
化学研磨剤の組成と化学研磨処理時間を表1に示すように変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を表1に示した。
[Examples 4 to 6]
A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the composition of the chemical abrasive and the chemical polishing treatment time were changed as shown in Table 1. The amount of polishing is shown in Table 1.

[実施例7〜9]
化学研磨剤の組成と化学研磨処理時間を表1に示すように変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を表1に示した。
[Examples 7 to 9]
A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the composition of the chemical abrasive and the chemical polishing treatment time were changed as shown in Table 1. The amount of polishing is shown in Table 1.

[実施例10〜12]
化学研磨剤の組成と化学研磨処理時間を表1に示すように変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を表1に示した。
[Examples 10 to 12]
A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the composition of the chemical abrasive and the chemical polishing treatment time were changed as shown in Table 1. The amount of polishing is shown in Table 1.

[実施例13〜15]
化学研磨剤として、表1に示した市販の過酸化水素−硫酸系プリント配線基板用表面処理剤を用い、化学研磨処理時間を表1に示すように変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を表1に示した。
[Examples 13 to 15]
Examples 1 to 3 except that the commercially available hydrogen peroxide-sulfuric acid-based printed circuit board surface treatment agent shown in Table 1 was used as the chemical abrasive and the chemical polishing treatment time was changed as shown in Table 1. Similarly, a printed wiring board for evaluation was produced. The amount of polishing is shown in Table 1.

[実施例16〜18]
化学研磨剤として、表1に示した市販の過酸化水素−硫酸系プリント配線基板用表面処理剤を用い、化学研磨処理時間を表1に示すように変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を表1に示した。
[Examples 16 to 18]
Examples 1 to 3 except that the commercially available hydrogen peroxide-sulfuric acid-based printed circuit board surface treatment agent shown in Table 1 was used as the chemical abrasive and the chemical polishing treatment time was changed as shown in Table 1. Similarly, a printed wiring board for evaluation was produced. The amount of polishing is shown in Table 1.

[実施例19〜21]
化学研磨剤として、表1に示した市販の有機酸系銅表面超粗化剤を用い、化学研磨処理時間を表1に示すように変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を表1に示した。
[Examples 19 to 21]
As a chemical abrasive, using the commercially available organic acid copper surface super roughening agent shown in Table 1, except that the chemical polishing treatment time was changed as shown in Table 1, as in Examples 1-3, A printed wiring board for evaluation was produced. The amount of polishing is shown in Table 1.

[実施例22〜24]
エッチング液の組成を表2に示すように変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を表1に示した。
[Examples 22 to 24]
A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the composition of the etching solution was changed as shown in Table 2. The amount of polishing is shown in Table 1.

[実施例25〜27]
エッチング液の組成を表2に示すように変更した以外は、実施例1〜3と同様にして、評価用プリント配線板を作製した。研磨量を表1に示した。
[Examples 25 to 27]
A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the composition of the etching solution was changed as shown in Table 2. The amount of polishing is shown in Table 1.

[比較例1〜3]
研磨処理をバフ研磨により行い、研磨量を表1に示すようにした以外は、実施例1〜3と同様にして評価用プリント配線板を作製した。
[Comparative Examples 1-3]
A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the polishing treatment was performed by buffing and the polishing amount was as shown in Table 1.

[比較例4〜6]
エッチング液の組成を表2に示すように変更した以外は、比較例1〜3と同様にして評価用プリント配線板を作製した。
[Comparative Examples 4 to 6]
A printed wiring board for evaluation was produced in the same manner as in Comparative Examples 1 to 3, except that the composition of the etching solution was changed as shown in Table 2.

<サイドエッチ量評価>
各実施例及び比較例で作製した評価用プリント配線板の各区画につき、導体パターンのトップ幅wを測定し、片側サイドエッチ量を求め、表2に示した。
<Evaluation of side etch amount>
The top width w 1 of the conductor pattern was measured for each section of the evaluation printed wiring board produced in each Example and Comparative Example, and the one-side side etch amount was determined.

<エッチングファクター評価>
各実施例及び比較例で作製した評価用プリント配線板の各区画につき、導体パターンのトップ幅w、導体パターンのボトム幅wを測定し、エッチングファクターの絶対値を求め、表2に示した。
<Etching factor evaluation>
For each section of the printed wiring board for evaluation produced in each example and comparative example, the top width w 1 of the conductor pattern and the bottom width w 2 of the conductor pattern were measured, and the absolute value of the etching factor was determined. It was.

<歩留まり評価>
各実施例及び比較例で、作製した評価用プリント配線板の各区画につき、導体部Aと導体部B間の導通の有無を検査し、導体部Aと導体部Bの間に導通がなかったものを良品、導通があったものを不良品として、歩留まりを求め、表2に示した。導体部Aと導体部Bの間に導通があることは、両導体部間のスペース部にショート欠陥が生じていることを意味している。このような場合、同様の条件で実用に供する配線板を製造しても、同様のショート欠陥が発生しやすい。
<Yield evaluation>
In each example and comparative example, for each section of the printed wiring board for evaluation produced, the presence or absence of conduction between the conductor part A and the conductor part B was inspected, and there was no conduction between the conductor part A and the conductor part B. Yields were determined by using good products and defective products as shown in Table 2. The conduction between the conductor part A and the conductor part B means that a short defect has occurred in the space part between the two conductor parts. In such a case, even if a wiring board for practical use is manufactured under the same conditions, the same short defect is likely to occur.

なお、プリント配線板の配線パターンに発生する欠陥には、ショート欠陥の他に、オープン欠陥、すなわち本来導通しているべき2点間が導通していない欠陥もあるが、本実施例及び比較例のエッチング条件においては、オープン欠陥の発生率は1%以下と、十分に低いものであった。   In addition to the short-circuit defect, the defect generated in the wiring pattern of the printed wiring board includes an open defect, that is, a defect in which the two points that should originally be conductive are not conductive. Under these etching conditions, the incidence of open defects was sufficiently low, 1% or less.

Figure 2011171323
Figure 2011171323

Figure 2011171323
Figure 2011171323

実施例1〜27からわかるように、バンキング・エージェントを含むエッチング液でエッチングする場合、レジスト層形成前に銅等の表面を化学研磨処理することで、高いエッチングファクターの絶対値を保ちながら、ショート欠陥の発生を抑制し、歩留まりを向上させることができる。   As can be seen from Examples 1 to 27, when etching with an etching solution containing a banking agent, the surface of copper or the like is chemically polished before forming the resist layer, thereby maintaining a high etching factor absolute value and shorting. The generation of defects can be suppressed and the yield can be improved.

それに対して、比較例1〜6からわかるように、化学研磨処理を行わずに、機械研磨処理を行った場合には、ショート欠陥が発生しやすく、歩留まりは低い。   On the other hand, as can be seen from Comparative Examples 1 to 6, when the mechanical polishing process is performed without performing the chemical polishing process, short defects are likely to occur and the yield is low.

実施例22〜27と比較例4〜6からわかるように、片側サイドエッチ量が3μmを超えている場合には、化学研磨処理によって、歩留まりが30%近く向上する。さらに、実施例1〜21と比較例1〜3からわかるように、片側サイドエッチ3μmの場合には、歩留まりが65%近く向上し、本発明のエッチング方法が、微細な配線パターンを形成する際に特に有効であることがわかる。   As can be seen from Examples 22 to 27 and Comparative Examples 4 to 6, when the one-side side etch amount exceeds 3 μm, the chemical polishing treatment improves the yield by nearly 30%. Further, as can be seen from Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 3, when the one-side side etch is 3 μm, the yield is improved by nearly 65%, and the etching method of the present invention forms a fine wiring pattern. It can be seen that this is particularly effective.

本発明のエッチング方法は、プリント配線板の製造において、微細な配線パターンの形成をエッチングで行う場合に用いることができる。   The etching method of the present invention can be used when a fine wiring pattern is formed by etching in the production of a printed wiring board.

t 銅箔の厚み
導体パターンのトップ幅
導体パターンのボトム幅
レジストパターンのライン幅
1 レジストパターン
2 導体パターン
3 基材
t Thickness of copper foil w 1 Top width of conductor pattern w 2 Bottom width of conductor pattern w 3 Line width of resist pattern 1 Resist pattern 2 Conductor pattern 3 Base material

Claims (2)

銅又は銅合金にレジストパターンを形成後、バンキング・エージェントを含むエッチング液によりエッチングを行って、導体パターンを形成する銅又は銅合金のエッチング方法において、レジストパターンを形成する前に、銅又は銅合金表面を化学研磨により処理することを特徴とするエッチング方法。   In the copper or copper alloy etching method for forming a conductor pattern by forming a resist pattern on copper or copper alloy and then etching with an etching solution containing a banking agent, before forming the resist pattern, copper or copper alloy An etching method comprising treating a surface by chemical polishing. レジストパターンのライン幅と導体パターンのトップ幅との差が、導体パターンの片側当たり3μm以下である請求項1に記載のエッチング方法。   The etching method according to claim 1, wherein the difference between the line width of the resist pattern and the top width of the conductor pattern is 3 μm or less per side of the conductor pattern.
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