JP2015178656A - Copper etchant and method of producing circuit wiring board using the same - Google Patents

Copper etchant and method of producing circuit wiring board using the same Download PDF

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悠季 中村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper etchant which can sufficiently inhibit the undercut phenomenon and a method of producing a circuit wiring board using the same.SOLUTION: A copper etchant comprises metal chloride comprising iron chloride and/or copper chloride, and acid, and also comprises metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate.

Description

本発明は、銅エッチング液及びこれを用いた回路配線基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a copper etching solution and a circuit wiring board manufacturing method using the same.

電子機器には、銅を含む回路配線を基板の表面に形成した回路配線基板が広く用いられている。回路配線を基板の表面上に形成する方法の一つとして、エッチング液を用いて、基板上に設けられる金属層をエッチングするウェットエッチングが知られている。このようなウェットエッチングでは、基板上に、銅を含む金属層が形成された後、金属層の上に金属層の一部を露出させるように形成された開口パターンを有するレジスト層が形成される。そして、金属層の厚さ方向に向かってエッチング液を吹き付けることにより、金属層のうち露出された部分のエッチングが行われ、その露出部分のエッチングの進行に伴って、金属層に凹部が形成されて底部及びサイド部が現れる。このとき、底部にはエッチング液が強く当たるためエッチングが促進される。その一方、サイド部にはエッチング液が当たりにくいため、サイド部表面ではエッチングが抑制される。その結果、得られる回路配線においてボトム部からトップ部に向かうにつれて線幅が細くなるアンダーカットと呼ばれる現象を抑制することができると考えられている。このアンダーカット現象は、回路配線が高密度化され、線幅が狭くなるに従い断線やショートの原因となるなど重大な問題につながるものである。   For electronic devices, circuit wiring boards in which circuit wiring containing copper is formed on the surface of the board are widely used. As one method for forming circuit wiring on the surface of a substrate, wet etching is known in which a metal layer provided on a substrate is etched using an etchant. In such wet etching, after a metal layer containing copper is formed on a substrate, a resist layer having an opening pattern formed so as to expose a part of the metal layer is formed on the metal layer. . Then, the exposed portion of the metal layer is etched by spraying an etching solution in the thickness direction of the metal layer, and a recess is formed in the metal layer as the etching of the exposed portion proceeds. The bottom and side parts appear. At this time, etching is promoted because the etching solution is strongly applied to the bottom. On the other hand, since it is difficult for the etching solution to hit the side portion, etching is suppressed on the surface of the side portion. As a result, it is considered that a phenomenon called undercut in which the line width becomes narrower from the bottom portion toward the top portion in the obtained circuit wiring can be suppressed. This undercut phenomenon leads to a serious problem such that the circuit wiring becomes denser and the wire width becomes narrower, causing disconnection or short circuit.

このようなエッチング液として、これまで種々のものが提案されている。例えば下記特許文献1には、第二鉄イオン及び第二銅イオンから選ばれた金属イオンを含む塩の1種以上と、鉱酸および/または有機酸と、スルホニウム化合物と、界面活性剤とを含む銅エッチング液が開示されている。   Various etching solutions have been proposed so far. For example, Patent Document 1 below includes one or more salts containing metal ions selected from ferric ions and cupric ions, mineral acids and / or organic acids, sulfonium compounds, and surfactants. A copper etchant containing is disclosed.

特開2008−14428号公報JP 2008-14428 A

しかし、上記特許文献1に記載の銅エッチング液は以下に示す課題を有していた。   However, the copper etching solution described in Patent Document 1 has the following problems.

すなわち、上記銅エッチング液では、サイド部のエッチング抑制効果が十分とは言えなかった。すなわち、上記銅エッチング液は、得られる回路配線におけるアンダーカット現象を十分に抑制する点で改善の余地を有していた。   That is, the copper etchant cannot be said to have a sufficient etching suppression effect on the side portions. That is, the copper etching solution has room for improvement in terms of sufficiently suppressing the undercut phenomenon in the obtained circuit wiring.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アンダーカット現象を十分に抑制できる銅エッチング液及びこれを用いた回路配線基板の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the manufacturing method of a circuit wiring board using the copper etching liquid which can fully suppress an undercut phenomenon, and this.

本発明者は上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、界面活性剤として、アニオン系界面活性剤であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩をエッチング液に配合すると、上記課題を効果的に解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor effectively solved the above problems by adding a metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate, which is an anionic surfactant, to the etching solution as a surfactant. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、塩化鉄および/または塩化銅からなる金属塩化物と、酸とを含む銅エッチング液であって、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩を含む銅エッチング液である。   That is, the present invention is a copper etching solution containing a metal chloride composed of iron chloride and / or copper chloride and an acid, and a copper etching solution containing a metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate.

この銅エッチング液によれば、回路配線基板を製造する際に以下の作用効果が奏される。
すなわち回路配線基板を製造するにあたっては、基板上に銅を含む金属層が形成された後、その金属層の上に、金属層の一部を露出させるように開口パターンが形成されたレジスト層が形成されて構造体が得られる。そして、この構造体における金属層の厚さ方向に向かって上述した銅エッチング液が供給されると、この構造体の金属層のうち露出された部分がエッチングされる。すると、その表面のエッチングの進行に伴って、金属層に凹部が形成されて底部及びサイド部が現れる。このとき、底部表面近傍では、銅エッチング液の対流速度が高くなるので底部表面のエッチングが促進される。一方、サイド部表面近傍では、銅エッチング液の対流速度が低くなるので、エッチングが十分に抑制される。こうして回路配線基板が得られると、回路配線において、トップ部の幅の低下が十分に抑制され、その結果、アンダーカット現象を十分に抑制できる。
According to this copper etchant, the following effects are achieved when manufacturing a circuit wiring board.
That is, in manufacturing a circuit wiring board, after a metal layer containing copper is formed on the substrate, a resist layer having an opening pattern formed on the metal layer so as to expose a part of the metal layer is formed. Formed to obtain the structure. And when the copper etching liquid mentioned above is supplied toward the thickness direction of the metal layer in this structure, the exposed part among the metal layers of this structure will be etched. Then, with the progress of the etching of the surface, a concave portion is formed in the metal layer, and the bottom portion and the side portion appear. At this time, in the vicinity of the bottom surface, the convection velocity of the copper etching solution is increased, so that etching of the bottom surface is promoted. On the other hand, in the vicinity of the surface of the side portion, the convection speed of the copper etching solution is low, and thus etching is sufficiently suppressed. When the circuit wiring board is obtained in this way, the reduction in the width of the top portion in the circuit wiring is sufficiently suppressed, and as a result, the undercut phenomenon can be sufficiently suppressed.

本発明の銅エッチング液により上記効果が得られる理由について、本発明者は以下のように推測している。
すなわち、金属層をエッチングする過程で現れる凹部の底部表面近傍では、エッチング反応で銅の表面に析出されるCuCl 2−イオンと、酸を構成するマイナスイオンとが反発し合い、CuCl 2−イオンが拡散され、エッチングが早く進行する。一方、サイド部表面近傍では、銅エッチング液の対流速度が低くなるので、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩の酸素原子がCuに吸着する。その結果、エッチングが十分に抑制される。こうして本発明の銅エッチング液によれば、アンダーカット現象を十分に抑制できるのではないかと本発明者は推測している。
The inventor presumes the reason why the above effect is obtained by the copper etching solution of the present invention as follows.
That is, the bottom surface near the recess which appears in the process of etching the metal layer, each other and CuCl 3 2-ions are deposited on the surface of the copper in the etching reaction, and the negative ions constituting the acid rebound, CuCl 3 2- Ions are diffused and etching proceeds faster. On the other hand, in the vicinity of the surface of the side portion, the convection velocity of the copper etching solution is reduced, so that oxygen atoms of the metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate are adsorbed on Cu. As a result, etching is sufficiently suppressed. Thus, according to the copper etching solution of the present invention, the inventor presumes that the undercut phenomenon can be sufficiently suppressed.

上記銅エッチング液は、前記金属塩化物を0.1〜50質量%、前記酸を0.1〜50質量%、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩を0.03〜4.5質量%を含むことが好ましい。   The copper etching solution is 0.1 to 50% by mass of the metal chloride, 0.1 to 50% by mass of the acid, and 0.03 to 4.5% by mass of the metal salt of the polyoxyalkylene alkyl ether sulfate. It is preferable to contain.

この場合、金属塩化物の含有率、酸の含有率、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩の含有率のいずれかが上記範囲を外れる場合に比べて、アンダーカット現象をより効果的に抑制できる。   In this case, the undercut phenomenon can be more effectively suppressed as compared with the case where any of the metal chloride content, acid content, and polyoxyalkylene alkyl ether sulfate metal salt content is outside the above range. .

上記銅エッチング液においては、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩がポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸Na(以下「ラウレス硫酸Na」と呼ぶ)であることが好ましい。   In the copper etching solution, the metal salt of the polyoxyalkylene alkyl ether sulfate is preferably polyoxyethylene lauryl ether sulfate Na (hereinafter referred to as “laureth sulfate Na”).

この場合、アンダーカット現象を特に効果的に抑制できる。   In this case, the undercut phenomenon can be particularly effectively suppressed.

上記銅エッチング液においては、前記酸が塩酸を含むことが好ましい。   In the said copper etching liquid, it is preferable that the said acid contains hydrochloric acid.

この場合、金属層をエッチングする過程で現れる凹部の底部表面近傍で、エッチング反応で表面に析出される銅と反応してCuCl 2−イオンを形成する塩化物イオンの割合が銅エッチング液中で増加することになり、拡散されるCuCl 2−イオンを増加させることができる。このため、凹部の底部表面に対するエッチングがより早く進行し得る。 In this case, the ratio of chloride ions that react with copper deposited on the surface by the etching reaction to form CuCl 3 2− ions in the copper etching solution in the vicinity of the bottom surface of the recess that appears in the process of etching the metal layer. The amount of CuCl 3 2− ions to be diffused can be increased. For this reason, the etching with respect to the bottom part surface of a recessed part can advance faster.

また本発明は、基板上に回路配線を形成して回路配線基板を製造する回路配線基板の製造方法であって、前記基板上に、銅を含む金属層、及び、前記金属層を露出させるように開口パターンが形成されたレジスト層を順次形成することによって得られる構造体を準備する構造体準備工程と、前記構造体準備工程で準備される構造体の前記金属層のうち露出された部分を、上述した銅エッチング液を用いてエッチングして前記金属層に凹部を形成することにより前記基板上に前記回路配線を形成するエッチング工程とを含み、前記エッチング工程において、前記銅エッチング液が前記金属層の厚さ方向に向かって供給される、回路配線基板の製造方法である。   According to another aspect of the present invention, there is provided a circuit wiring board manufacturing method for manufacturing a circuit wiring board by forming circuit wiring on the board, wherein the metal layer containing copper and the metal layer are exposed on the board. A structure preparation step for preparing a structure obtained by sequentially forming a resist layer having an opening pattern formed thereon, and an exposed portion of the metal layer of the structure prepared in the structure preparation step. An etching step of forming the circuit wiring on the substrate by forming a recess in the metal layer by etching using the above-described copper etching solution, and in the etching step, the copper etching solution is the metal It is a manufacturing method of a circuit wiring board supplied toward the thickness direction of a layer.

この製造方法によれば、基板上に銅を含む金属層が形成された後、その金属層の上に、金属層の一部を露出させるように開口パターンが形成されたレジスト層が形成されて構造体が得られる。そして、金属層の厚さ方向に向かって上述した銅エッチング液が供給されると、この構造体の金属層のうち露出された部分がエッチングされる。すると、その表面のエッチングの進行に伴って、金属層に凹部が形成されて底部及びサイド部が現れる。このとき、底部表面近傍では、銅エッチング液の対流速度が高くなるので底部表面のエッチングが促進される。一方、サイド部表面近傍では、銅エッチング液の対流速度が低くなるので、エッチングが十分に抑制される。こうして回路配線基板が得られると、回路配線において、トップ部の幅の低下が十分に抑制され、その結果、アンダーカット現象を十分に抑制できる。   According to this manufacturing method, after a metal layer containing copper is formed on a substrate, a resist layer having an opening pattern formed so as to expose a part of the metal layer is formed on the metal layer. A structure is obtained. And when the copper etching liquid mentioned above is supplied toward the thickness direction of a metal layer, the part exposed among the metal layers of this structure will be etched. Then, with the progress of the etching of the surface, a concave portion is formed in the metal layer, and the bottom portion and the side portion appear. At this time, in the vicinity of the bottom surface, the convection velocity of the copper etching solution is increased, so that etching of the bottom surface is promoted. On the other hand, in the vicinity of the surface of the side portion, the convection speed of the copper etching solution is low, and thus etching is sufficiently suppressed. When the circuit wiring board is obtained in this way, the reduction in the width of the top portion in the circuit wiring is sufficiently suppressed, and as a result, the undercut phenomenon can be sufficiently suppressed.

本発明によれば、アンダーカット現象を十分に抑制できる銅エッチング液及びこれを用いた回路配線基板の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the copper etching liquid which can fully suppress an undercut phenomenon, and the manufacturing method of a circuit wiring board using the same are provided.

本発明の回路配線基板の製造方法で得られる回路基板の一例を示す部分切断面端面図である。It is a partial cut surface end view which shows an example of the circuit board obtained by the manufacturing method of the circuit wiring board of this invention. 本発明の回路配線基板の製造方法で用いられる構造体を示す部分切断面端面図である。It is a partial cut surface end view which shows the structure used with the manufacturing method of the circuit wiring board of this invention. 図2の構造体を、銅エッチング液を用いてエッチングしている状態を示す部分切断面端面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional end view showing a state where the structure of FIG. 2 is etched using a copper etchant.

以下、本発明の回路配線基板の製造方法について説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the circuit wiring board of this invention is demonstrated.

まず本発明の回路配線基板の製造方法で得られる回路配線基板について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の回路配線基板の製造方法で得られる回路基板の一例を示す部分切断面端面図である。   First, a circuit wiring board obtained by the method for manufacturing a circuit wiring board of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a partially cut end view showing an example of a circuit board obtained by the method for manufacturing a circuit wiring board of the present invention.

図1に示すように、回路配線基板100は、基板1と、基板1の表面上に設けられる回路配線2とを備えている。   As shown in FIG. 1, the circuit wiring board 100 includes a substrate 1 and circuit wiring 2 provided on the surface of the substrate 1.

次に、上述した回路配線基板100の製造方法について図2及び図3を参照しながら説明する。図2は、回路配線基板の製造方法で用いられる構造体を示す部分切断面端面図、図3は、図2の構造体を、銅エッチング液を用いてエッチングしている状態を示す部分切断面端面図である。   Next, a method for manufacturing the circuit wiring board 100 described above will be described with reference to FIGS. 2 is an end view of a partially cut surface showing a structure used in a method for manufacturing a circuit wiring board, and FIG. 3 is a partially cut surface showing a state where the structure of FIG. 2 is etched using a copper etching solution. It is an end view.

まず図2に示すように、構造体10を準備する(構造体準備工程)。構造体10は、基板1上に、銅を含む金属層2、及び、金属層2の一部(以下、「露出部」)2aを露出させるように開口パターン3aが形成されたレジスト層3を順次形成することによって得られるものである。開口パターン3aは、開口パターン3aが形成される前のレジスト層を所定パターンで露光した後、露光した部分又は露光されていない部分を除去することにより得ることができる。   First, as shown in FIG. 2, the structure 10 is prepared (structure preparation process). The structure 10 includes a resist layer 3 in which an opening pattern 3a is formed on a substrate 1 so as to expose a metal layer 2 containing copper and a part of the metal layer 2 (hereinafter, “exposed portion”) 2a. It is obtained by forming sequentially. The opening pattern 3a can be obtained by exposing the resist layer before the opening pattern 3a is formed with a predetermined pattern and then removing the exposed part or the unexposed part.

次に、図3に示すように、構造体10の金属層2のうち露出部2aを、銅エッチング液を用いてエッチングして金属層2に凹部4を形成する(エッチング工程)。このとき、銅エッチング液は、金属層2の厚さ方向に向かって供給される。ここで、銅エッチング液は、塩化鉄および/または塩化銅からなる金属塩化物と、酸と、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩とを含む。銅エッチング液の供給は、例えば銅エッチング液を金属層2の露出部2aに向かって吹きつけることにより行うことができる。   Next, as shown in FIG. 3, the exposed portion 2a of the metal layer 2 of the structure 10 is etched using a copper etchant to form a recess 4 in the metal layer 2 (etching step). At this time, the copper etching solution is supplied in the thickness direction of the metal layer 2. Here, the copper etching solution contains a metal chloride composed of iron chloride and / or copper chloride, an acid, and a metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate. The supply of the copper etching solution can be performed, for example, by spraying the copper etching solution toward the exposed portion 2 a of the metal layer 2.

こうして基板1上に回路配線7を形成する。   In this way, circuit wiring 7 is formed on the substrate 1.

最後に、レジスト層3を除去することにより回路配線基板100が得られる。   Finally, the circuit wiring board 100 is obtained by removing the resist layer 3.

上記の製造方法によれば、構造体10の金属層2の厚さ方向に向かって上述した銅エッチング液が供給されると、この構造体10の金属層2の露出部2aがエッチングされる。すると、その表面のエッチングの進行に伴って、金属層2に凹部4が形成されて底部6及びサイド部5が現れる。このとき、底部6の表面近傍では、銅エッチング液の対流速度が高くなるので底部6の表面のエッチングが促進される。一方、サイド部5の表面近傍では、銅エッチング液の対流速度が低くなるので、エッチングが十分に抑制される。このため、得られる回路配線基板100の回路配線7において、トップ部7aの幅aの低下が十分に抑制される。その結果、ボトム部7bの幅bとトップ部7aの幅aとの差を小さくすることができるので、回路配線7のアンダーカット現象を十分に抑制できる。   According to the above manufacturing method, when the above-described copper etching solution is supplied in the thickness direction of the metal layer 2 of the structure 10, the exposed portion 2a of the metal layer 2 of the structure 10 is etched. Then, with the progress of the etching of the surface, the concave portion 4 is formed in the metal layer 2 and the bottom portion 6 and the side portion 5 appear. At this time, in the vicinity of the surface of the bottom portion 6, the convection speed of the copper etching solution is increased, so that etching of the surface of the bottom portion 6 is promoted. On the other hand, in the vicinity of the surface of the side portion 5, the convection speed of the copper etching solution is low, so that etching is sufficiently suppressed. For this reason, in the circuit wiring 7 of the circuit wiring board 100 obtained, the fall of the width | variety a of the top part 7a is fully suppressed. As a result, since the difference between the width b of the bottom portion 7b and the width a of the top portion 7a can be reduced, the undercut phenomenon of the circuit wiring 7 can be sufficiently suppressed.

<構造体>
次に、上述した構造体10について詳細に説明する。
<Structure>
Next, the structure 10 described above will be described in detail.

(基板)
基板1は、特に制限されるものではなく、回路配線基板の基板として知られる如何なるものでも使用できる。具体的には、基板1としては、ポリイミドやポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
(substrate)
The substrate 1 is not particularly limited, and any substrate known as a circuit wiring substrate can be used. Specifically, examples of the substrate 1 include polyimide and polyethylene terephthalate.

(金属層)
金属層2は銅を含む金属で構成される。従って、この金属は銅のみで構成される金属であっても、銅と他の金属との合金で構成される金属であってもよい。
(Metal layer)
The metal layer 2 is made of a metal containing copper. Therefore, even if this metal is a metal comprised only with copper, the metal comprised with the alloy of copper and another metal may be sufficient.

(レジスト層)
レジスト層は、銅エッチング液に溶解されない層で構成されていればよい。このようなレジスト層としては、例えばドライフィルムレジストや液状ソルダレジストなどを用いることができる。
(Resist layer)
The resist layer should just be comprised with the layer which is not melt | dissolved in copper etching liquid. As such a resist layer, for example, a dry film resist or a liquid solder resist can be used.

<銅エッチング液>
次に、銅エッチング液について詳細に説明する。
<Copper etchant>
Next, the copper etching solution will be described in detail.

銅エッチング液は、金属塩化物、酸及びポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩を含む。   The copper etching solution contains a metal chloride, an acid, and a metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate.

(金属塩化物)
金属塩化物は、塩化鉄および/または塩化銅からなる。ここで、塩化鉄を構成する鉄イオンは第一鉄イオンでも第二鉄イオンでもよい。また塩化銅を構成する銅イオンは、第一銅イオンでも第二銅イオンでもよい。
(Metal chloride)
The metal chloride consists of iron chloride and / or copper chloride. Here, the iron ions constituting the iron chloride may be ferrous ions or ferric ions. The copper ions constituting the copper chloride may be cuprous ions or cupric ions.

(酸)
酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などの無機酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの有機酸が挙げられる。これらは1種類単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。酸は塩酸を含むことが好ましい。この場合、金属層2の露出部2aをエッチングする際に形成される凹部4の底部6の表面近傍で、エッチング反応で表面に析出される銅と反応してCuCl 2−イオンを形成する塩化物イオンの割合が銅エッチング液中で増加することになり、拡散されるCuCl 2−イオンを増加させることができる。このため、凹部4の底部6の表面に対するエッチングがより早く進行し得る。
(acid)
Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, and butyric acid. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The acid preferably includes hydrochloric acid. In this case, in the vicinity of the surface of the bottom 6 of the recess 4 formed when the exposed portion 2a of the metal layer 2 is etched, the chloride reacts with copper deposited on the surface by the etching reaction to form CuCl 3 2- ions. The ratio of physical ions will increase in the copper etching solution, and the diffused CuCl 3 2- ions can be increased. For this reason, the etching with respect to the surface of the bottom part 6 of the recessed part 4 can advance faster.

(ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩)
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩は、オキシアルキレン基およびアルキル基を有する。オキシアルキレン基としては、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基などが挙げられる。アルキル基としては、通常は炭素数1〜40のアルキル基が用いられ、好ましくは炭素数の6〜18のアルキル基が用いられる。特に、オキシアルキレン基がオキシエチレン基であり且つアルキル基がラウリル基であること、すなわち、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩がラウレス硫酸Naであることが好ましい。この場合、回路配線7のアンダーカット現象を特に効果的に抑制できる。
(Metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate)
The metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate has an oxyalkylene group and an alkyl group. Examples of the oxyalkylene group include an oxymethylene group, an oxyethylene group, and an oxypropylene group. As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms is usually used, and an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms is preferably used. In particular, the oxyalkylene group is preferably an oxyethylene group and the alkyl group is a lauryl group, that is, the metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate is preferably laureth sulfate. In this case, the undercut phenomenon of the circuit wiring 7 can be suppressed particularly effectively.

ここで、ラウレス硫酸Naにおけるオキシエチレン基の繰返し単位数は好ましくは1〜40であり、より好ましくは1〜10である。   Here, the number of repeating units of the oxyethylene group in the laureth sulfate Na is preferably 1 to 40, and more preferably 1 to 10.

またポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩の金属としては通常、一価の金属が用いられる。一価の金属としては、例えばNa、Kなどが挙げられる。   Moreover, as a metal of the metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate, a monovalent metal is usually used. Examples of the monovalent metal include Na and K.

本発明の銅エッチング液においては、金属塩化物が0.1〜50質量%、酸が0.1〜50質量%、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩が0.03〜4.5質量%であることが好ましい。   In the copper etching solution of the present invention, the metal chloride is 0.1 to 50% by mass, the acid is 0.1 to 50% by mass, and the polyoxyalkylene alkyl ether sulfate metal salt is 0.03 to 4.5% by mass. It is preferable that

この場合、金属塩化物の含有率、酸の含有率、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩の含有率のいずれかが上記範囲を外れる場合に比べて、得られる回路配線7におけるアンダーカット現象をより効果的に抑制できる。   In this case, the undercut phenomenon in the circuit wiring 7 obtained is less than when the metal chloride content, acid content, or polyoxyalkylene alkyl ether sulfate metal salt content is outside the above range. It can suppress more effectively.

ここで、金属塩化物の含有率は、15〜40質量%であることが好ましい。この場合、金属塩化合物の含有率が40質量%を超える場合に比べて、金属塩化合物が析出しにくくなる。また、金属塩化物の含有率が15〜40質量%であると、金属塩化合物の含有率が15質量%未満である場合に比べて、エッチング速度が不安定になりにくくなる。   Here, it is preferable that the content rate of a metal chloride is 15-40 mass%. In this case, compared with the case where the content rate of a metal salt compound exceeds 40 mass%, a metal salt compound becomes difficult to precipitate. In addition, when the metal chloride content is 15 to 40% by mass, the etching rate is less likely to be unstable as compared with the case where the metal salt compound content is less than 15% by mass.

また、酸の含有率は、15〜35質量%であることが好ましい。この場合、酸の含有率が35質量%を超える場合に比べて、レジスト層3の破損や、酸の飛散によるロスが発生しにくくなる。ここで、レジスト層3の破損とは、レジスト層3が酸によって変形(あるいは一部溶解)してしまいレジスト層3の形状が保たれないことを言い、酸の飛散によるロスとは、銅エッチング液に入れた酸の揮発が必要以上に起こり、エッチングの効率が悪くなることを言う。また、酸の含有率が15〜35質量%であると、酸の含有率が15質量%未満である場合に比べて、エッチング速度がより大きくなる。   Moreover, it is preferable that the content rate of an acid is 15-35 mass%. In this case, compared to the case where the acid content exceeds 35% by mass, the resist layer 3 is less likely to be damaged and the loss due to acid scattering is less likely to occur. Here, the damage of the resist layer 3 means that the resist layer 3 is deformed (or partially dissolved) by the acid and the shape of the resist layer 3 is not maintained, and the loss due to the scattering of the acid is copper etching. It means that the volatilization of the acid contained in the liquid occurs more than necessary, and the etching efficiency deteriorates. Moreover, an etching rate becomes larger compared with the case where the acid content rate is 15-35 mass% compared with the case where the acid content rate is less than 15 mass%.

(その他の成分)
上記銅エッチング液は、水、アルコールなどをさらに含んでいてもよい。
(Other ingredients)
The copper etching solution may further contain water, alcohol and the like.

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、銅エッチング液が、回路配線基板100の製造方法において構造体10の金属層2の露出部2aをエッチングするために使用されているが、銅エッチング液は必ずしも回路配線基板100の製造にのみ用いられるものではなく、セミアディティブ法においてシード層をエッチングする場合にも適用可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the copper etchant is used to etch the exposed portion 2a of the metal layer 2 of the structure 10 in the method of manufacturing the circuit wiring board 100. It can be applied not only to the manufacture of the above, but also to the case where the seed layer is etched by the semi-additive method.

以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1〜3及び比較例1〜3)
塩化銅、塩酸、水、表1に示す界面活性剤を混合し、銅エッチング液を得た。このとき、銅エッチング液中の塩化銅及び塩酸の濃度はそれぞれ30質量%、25質量%であり、銅エッチング液中の界面活性剤の濃度(単位:質量%)は表1に示す通りとした。ここで、塩化銅及び界面活性剤としては、具体的には以下のものを使用した。
(1)塩化銅
商品名「塩化銅二水和物」、純正化学社製
(2)界面活性剤
(2−1)ラウレス硫酸Na
商品名「シノリンSPE−1350」、花王社製、分子量434
(2−2)ドデシルベンゼンスルホン酸Na
商品名「ドデシルベンゼンスルホン酸Na」、東京化成社製、分子量349
(2−3)ポリオキシエチレンラウリルエーテル
商品名「ポリオキシエチレンラウリルエーテル」、純正化学社製、分子量1112
(2−4)ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド
商品名「ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド」、東京化成社製、分子量264
(Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3)
Copper chloride, hydrochloric acid, water, and the surfactant shown in Table 1 were mixed to obtain a copper etching solution. At this time, the concentrations of copper chloride and hydrochloric acid in the copper etching solution were 30% by mass and 25% by mass, respectively, and the surfactant concentration (unit: mass%) in the copper etching solution was as shown in Table 1. . Here, the following were specifically used as the copper chloride and the surfactant.
(1) Copper chloride trade name “copper chloride dihydrate”, manufactured by Pure Chemical Co., Ltd. (2) Surfactant (2-1) Laureth sulfate Na
Product name “Sinoline SPE-1350”, manufactured by Kao Corporation, molecular weight 434
(2-2) Na dodecylbenzenesulfonate
Product name "Na dodecylbenzenesulfonate", manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight 349
(2-3) Polyoxyethylene lauryl ether trade name “Polyoxyethylene lauryl ether”, manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd., molecular weight 1112
(2-4) Dodecyltrimethylammonium chloride trade name “Dodecyltrimethylammonium chloride”, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight 264

一方、CCL(商品名「MC18−25−00CEM」、新日鉄住金化学社製)を用意した。次いで、銅箔の上に、レジスト材料(商品名「ドライフィルム 202J30」、ニチゴーモートン社製)を熱で吸着させてレジスト層を形成した。続いて、レジスト層に対して露光装置(製品名「EXM−120」、オーク社製)を用いて露光を行い、銅箔の一部を露出させるように幅30μmの直線状の開口パターンを100本形成した。こうして構造体を得た。   On the other hand, CCL (trade name “MC18-25-00CEM”, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) was prepared. Next, a resist material (trade name “Dry Film 202J30”, manufactured by Nichigo Morton Co., Ltd.) was adsorbed by heat on the copper foil to form a resist layer. Subsequently, the resist layer is exposed using an exposure apparatus (product name “EXM-120”, manufactured by Oak Co.), and a linear opening pattern having a width of 30 μm is formed so as to expose a part of the copper foil. The book was formed. Thus, a structure was obtained.

次に、この構造体に対してレジスト層側から、上記のようにして得た銅エッチング液をスプレー状に吹き付け、金属層の露出部分に凹部を形成し、基板上に回路配線を形成した。このとき、銅エッチング液の圧力は0.25MPaとし、流量は25L/minとし、銅エッチング液の吹付け時間は85秒とした。   Next, the copper etching solution obtained as described above was sprayed on the structure from the resist layer side to form a recess in the exposed portion of the metal layer, and circuit wiring was formed on the substrate. At this time, the pressure of the copper etching solution was 0.25 MPa, the flow rate was 25 L / min, and the spraying time of the copper etching solution was 85 seconds.

最後に、レジスト層を3質量%水酸化ナトリウム水溶液(純正化学社製)により除去した。こうして回路配線基板を得た。得られた回路配線基板には101本の回路配線が基板上に形成されていた。   Finally, the resist layer was removed with a 3% by mass aqueous sodium hydroxide solution (manufactured by Junsei Kagaku). Thus, a circuit wiring board was obtained. In the obtained circuit wiring board, 101 circuit wirings were formed on the board.

[特性評価]
(1)エッチング速度比
実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた銅エッチング液を円筒状のビーカーに入れた。そして、銅エッチング液中にスターラーを入れて銅エッチング液を、ビーカーの内壁面に沿うように対流させた。この対流する銅エッチング液中に、厚さ1mm×10mm×100mmの銅板を、その表面がビーカーの径方向及びビーカーの底面に直交するように浸漬した。このとき、まず銅板を銅エッチング液の流速が0.1m/sとなる位置に浸漬した。
[Characteristic evaluation]
(1) Etching rate ratio The copper etching liquid obtained by Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3 was put into the cylindrical beaker. Then, a stirrer was placed in the copper etching solution, and the copper etching solution was convected along the inner wall surface of the beaker. A copper plate having a thickness of 1 mm × 10 mm × 100 mm was immersed in this convective copper etching solution so that the surface thereof was orthogonal to the radial direction of the beaker and the bottom surface of the beaker. At this time, the copper plate was first immersed in a position where the flow rate of the copper etching solution was 0.1 m / s.

このとき、流速が0.1m/sとなる位置は以下のようにして求めた。まず、銅エッチング液中の気泡の動きを動画で撮影し、その気泡の動きから角周波数ω(ラジアン/s)を算出した。次に、この角周波数ωと流速の値(0.1m/s)とから銅エッチング液の回転中心から銅板までの距離r(m)を、式r=v/ωに基づいて算出した。こうして流速が0.1m/sとなる位置を求めた。   At this time, the position where the flow velocity was 0.1 m / s was obtained as follows. First, the movement of bubbles in the copper etching solution was photographed as a moving image, and the angular frequency ω (radian / s) was calculated from the movement of the bubbles. Next, the distance r (m) from the center of rotation of the copper etching solution to the copper plate was calculated from the angular frequency ω and the flow velocity value (0.1 m / s) based on the equation r = v / ω. Thus, the position where the flow velocity was 0.1 m / s was obtained.

そして、銅板を銅エッチング液中に浸漬してから5分後、10分後、20分後にそれぞれ銅板のエッチング速度を算出した。銅板のエッチング速度は、5分後、10分後、20分後の浸漬前後の銅板の厚さの差と浸漬時間とからそれぞれ算出した。そして、この算出したエッチング速度を算術平均することによりエッチング速度1を算出した。   Then, the etching rate of the copper plate was calculated 5 minutes, 10 minutes, and 20 minutes after the copper plate was immersed in the copper etching solution. The etching rate of the copper plate was calculated from the difference in thickness of the copper plate before and after the immersion after 5 minutes, 10 minutes and 20 minutes and the immersion time, respectively. Then, the etching rate 1 was calculated by arithmetically averaging the calculated etching rates.

次に、上記のようにして得た銅板を銅エッチング液の流速が0.5m/sとなる位置に浸漬した。このとき、流速が0.5m/sとなる位置は上記と同様にして求めた。   Next, the copper plate obtained as described above was immersed in a position where the flow rate of the copper etching solution was 0.5 m / s. At this time, the position where the flow velocity was 0.5 m / s was determined in the same manner as described above.

そして、上記と同様にして、銅板を銅エッチング液中に浸漬し、エッチング速度2を算出した。   Then, in the same manner as described above, the copper plate was immersed in a copper etching solution, and the etching rate 2 was calculated.

そして、上記のようにして求めたエッチング速度1、2に基づき、下記式:
エッチング速度比=エッチング速度2/エッチング速度1
に基づいてエッチング速度比を算出した。結果を表1に示す。
Then, based on the etching rates 1 and 2 obtained as described above, the following formula:
Etching rate ratio = Etching rate 2 / Etching rate 1
Based on the above, the etching rate ratio was calculated. The results are shown in Table 1.

(2)エッチングファクタ(E.F.)
次に、実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた回路配線基板をエポキシ樹脂中に埋め込んでエポキシ樹脂付き回路配線基板を作製した。そして、このエポキシ樹脂付き回路配線基板に対して研磨を行うことにより回路配線の長手方向に垂直な断面を露出させてその断面の形状を観察した。そして、回路配線のボトム部の幅b(μm)と、回路配線のトップ部の幅aと、回路配線の厚さt(μm)とから、下記式:
E.F.=0.5t/(b−a)
に基づいてE.F.を算出した。結果を表1に示す。

Figure 2015178656
(2) Etching factor (EF)
Next, the circuit wiring boards obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were embedded in an epoxy resin to produce a circuit wiring board with an epoxy resin. Then, by polishing the circuit wiring board with the epoxy resin, a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the circuit wiring was exposed, and the shape of the cross section was observed. Then, from the width b (μm) of the bottom part of the circuit wiring, the width a of the top part of the circuit wiring, and the thickness t (μm) of the circuit wiring, the following formula:
E. F. = 0.5t / (ba)
Based on E. F. Was calculated. The results are shown in Table 1.
Figure 2015178656

表1に示す結果より、実施例1〜3の銅エッチング液を用いた場合のエッチング速度比は、比較例1〜3の銅エッチング液を用いた場合のエッチング速度比よりも、十分に大きい値を示した。また、実施例1〜3で得られた回路配線基板の回路配線におけるE.F.は、比較例1〜3で得られた回路配線基板の回路配線におけるE.F.よりも大きいことが分かった。   From the results shown in Table 1, the etching rate ratio when the copper etching solutions of Examples 1 to 3 are used is sufficiently larger than the etching rate ratio when the copper etching solutions of Comparative Examples 1 to 3 are used. showed that. In addition, E.E. in the circuit wiring of the circuit wiring board obtained in Examples 1-3. F. Is E. in circuit wiring of the circuit wiring board obtained in Comparative Examples 1-3. F. It turned out to be bigger.

以上より、本発明の銅エッチング液によれば、回路配線におけるアンダーカット現象を十分に抑制できることが確認された。   From the above, it was confirmed that the undercut phenomenon in the circuit wiring can be sufficiently suppressed according to the copper etching solution of the present invention.

1…基板
2…金属層
3…レジスト層
4…凹部
7…回路配線
10…構造体
100…回路配線基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 2 ... Metal layer 3 ... Resist layer 4 ... Recessed part 7 ... Circuit wiring 10 ... Structure 100 ... Circuit wiring board

Claims (5)

塩化鉄および/または塩化銅からなる金属塩化物と、
酸とを含む銅エッチング液であって、
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩を含む銅エッチング液。
A metal chloride consisting of iron chloride and / or copper chloride;
A copper etchant containing an acid,
A copper etching solution containing a metal salt of polyoxyalkylene alkyl ether sulfate.
前記金属塩化物を0.1〜50質量%、
前記酸を0.1〜50質量%、
前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩を0.03〜4.5質量%を含む請求項1記載の銅エッチング液。
0.1 to 50% by mass of the metal chloride,
0.1 to 50% by mass of the acid,
The copper etching liquid of Claim 1 containing 0.03-4.5 mass% of metal salts of the said polyoxyalkylene alkyl ether sulfuric acid.
前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸の金属塩がポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸の金属塩である請求項1又は2に記載の銅エッチング液。   The copper etching solution according to claim 1 or 2, wherein the metal salt of the polyoxyalkylene alkyl ether sulfate is a metal salt of polyoxyethylene lauryl ether sulfate. 前記酸が塩酸を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の銅エッチング液。   The copper etching liquid as described in any one of Claims 1-3 in which the said acid contains hydrochloric acid. 基板上に回路配線を形成して回路配線基板を製造する回路配線基板の製造方法であって、
前記基板上に、銅を含む金属層、及び、前記金属層の一部を露出させるように開口パターンが形成されたレジスト層を順次形成することによって得られる構造体を準備する構造体準備工程と、
前記構造体準備工程で準備される構造体の前記金属層のうち露出された部分を、請求項1〜4のいずれか一項に記載の銅エッチング液を用いてエッチングして前記金属層に凹部を形成することにより前記基板上に前記回路配線を形成するエッチング工程とを含み、
前記エッチング工程において、前記銅エッチング液が前記金属層の厚さ方向に向かって供給される、回路配線基板の製造方法。
A circuit wiring board manufacturing method for manufacturing a circuit wiring board by forming circuit wiring on a substrate,
A structure preparation step for preparing a structure obtained by sequentially forming a metal layer containing copper and a resist layer having an opening pattern so as to expose a part of the metal layer on the substrate; ,
The exposed portion of the metal layer of the structure prepared in the structure preparation step is etched using the copper etching solution according to any one of claims 1 to 4 to form a recess in the metal layer. An etching step of forming the circuit wiring on the substrate by forming
In the etching process, the copper etching solution is supplied in the thickness direction of the metal layer.
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