JP6676637B2 - 金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズル及びエッチング装置 - Google Patents
金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズル及びエッチング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6676637B2 JP6676637B2 JP2017530515A JP2017530515A JP6676637B2 JP 6676637 B2 JP6676637 B2 JP 6676637B2 JP 2017530515 A JP2017530515 A JP 2017530515A JP 2017530515 A JP2017530515 A JP 2017530515A JP 6676637 B2 JP6676637 B2 JP 6676637B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- metal conductor
- nozzle
- slit
- chemical solution
- 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.)
- Active
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims description 96
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims description 94
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 92
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 91
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 91
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 42
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 39
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/08—Apparatus, e.g. for photomechanical printing surfaces
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3063—Electrolytic etching
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
- H05K3/068—Apparatus for etching printed circuits
Description
本発明は、金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズル及びエッチング装置に関するものである。
金属導体は処理基板上に設けられており化学処理によりエッチングされるが、その際、エッチャント即ち、エッチングに使用する液体（或いは単に薬液）を金属導体に供給するために、スプレーを用いて噴射する方法が一般的に行なわれている。例えば、特開２００３−２４３８１１号は、プリント回路板の上側の面に液体の処理媒体を吹き付けるためのノズル装置を搬送面の上部に設け、スプレー処理装置には吸引装置を備え付け、吸引装置はスプレー噴射中にプリント回路板の上側の面から吹き付けられた処理媒体を吸引するという発明を開示している。それによって、上記発明は処理媒体の洗浄の不要化を図っている。
一方、エッチングに使用する薬液を処理基板に吐出する際のノズルには、諸般の事情から、エッチング装置に対して相対的に小型のノズルが用いられている。小型ノズルを使用するということは、１個の処理基板に対して多数の小型ノズルが必要ということであり、必然的に多数のノズルにおけるエッチング液吐出条件の均一化という問題を提起する。処理基板に設けられている金属導体の内部にエッチングのばらつきを生じると、それは製品規格にも影響することであるから、小型ノズルを組み合わせて使用することになる。しかし、多数の小型ノズルを組み合わせる場合、金属導体内部の均一化を図ることには困難が伴い、抜本的な対策が必要である。近年、金属導体幅及び金属導体間隔の高密度、高精細化が進んでいるが、多数の小型ノズルを組み合わせるスプレー噴射方法では対応の限界に達することが予測される。
先行技術に特開２００２−２５１７９４号のフォトレジスト除去装置があり、これは複数個のスプレーノズルから噴出する置換・洗浄液により薬品を置換・除去し、かつ、ガラス原板保持具を回転させて置換・洗浄液を振り切るという目的を有しているが、これも小型ノズル使用の一例である。また、特開２００３−９１８８５号はフォトレジスト層を除去する手段として、ガラス基板を回転させつつ、超音波振動させた上で、フォトレジスト除去薬液をガラス基板表面に滴下させる液吐出ノズルを備えており、これに用いられているノズルもまた小型のものである。なお、前記特開２００３−２４３８１１号に用いられているのも小型ノズルである。従って、上記のどの発明も、多数の小型ノズルを組み合わせることに伴う困難から免れるものではない。
本発明は前記の実情に鑑みてなされたもので、その課題は、処理基板（以下、「金属導体基板」という。）に設けた金属導体に対するエッチングを最適の環境を維持して行なうために、金属導体のエッチングに用いる薬液の更新が促進されるようにし、それによって、高品質の金属導体が得られるようにすることである。また、本発明の他の課題は、エッチングに用いる薬液を金属導体基板に設けた金属導体全体に同時に吐出する応力（圧力）を加えるとともに、上記エッチング薬液を同薬液中において吸引することにより、高精度の金属導体に対するエッチングを可能にする装置を提供することである。
前記の課題を解決するため、本発明は、金属導体に対するエッチングを最適の環境を維持するために、金属導体のエッチングに用いる薬液の更新を促進し、それによって、高品質の金属導体が得られるようにする。そのため、薬液を満たすエッチング液槽に、吐出側ノズルと吸引側ノズルを配置し、薬液中に上記のノズルを浸漬した状態で薬液の吐出、吸引を同時に行ない、均一な応力を薬液に加えることにより薬液の更新が促進されるように構成された薬液更新用ノズルを用いるもので、エッチングの対象が金属導体であり、薬液の吐出及び吸引に使用するノズルが、金属導体が配置された金属導体基板の長さと同等の長さにわたって設けられた、単一または複数個の開口部から成るものとするという手段を講じたものである。本発明は、金属導体のエッチングに関するものであり、使用される薬液は、主として、エッチング処理のためのエッチング液即ちエッチャントである。また、洗浄液、特に、凹凸に富んだ形状の底部を洗浄する洗浄液なども本発明に使用される薬液として扱う対象となる。
金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズルは吐出側ノズルが単一の開口部を有するスリット形状から成るものであり、吸引側ノズルはスリット形状又は所要の吸引能力を得るためにスリットに沿って開口した複数個の開口部から成るという構成は本発明にとって好ましいものである。
また、本発明は、請求項１記載の金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズルを用いたエッチング装置であって、吐出及び吸引に使用する薬液更新用ノズルは、それらが金属導体基板を挟んで、かつ、それぞれの開口部が金属導体基板に面するように上下に配置し、エッチング液を扱うエッチング液槽が、金属導体がエッチングされる上部槽と、エッチング液を貯溜する下部槽とから構成され、上部槽と下部槽が、上部槽からの戻り配管によって接続され、上記配管の末端に薬液更新用ノズルが取り付けられているという構成を有するエッチング装置を含むものである。
また、本発明は、請求項１記載の金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズルを用いたエッチング装置であって、吐出及び吸引に使用する薬液更新用ノズルは、それらが金属導体基板を挟んで、かつ、それぞれの開口部が金属導体基板に面するように上下に配置し、エッチング液を扱うエッチング液槽が、金属導体がエッチングされる上部槽と、エッチング液を貯溜する下部槽とから構成され、上部槽と下部槽が、上部槽からの戻り配管によって接続され、上記配管の末端に薬液更新用ノズルが取り付けられているという構成を有するエッチング装置を含むものである。
本発明に係る金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズルは上記のように構成され、かつ、作用するものであり、金属導体基板に設けた金属導体に対するエッチングにおいて薬液の更新が促進され、それによって高品質の金属導体を得ることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、金属導体基板の全体に同時に薬液を吐出するとともに、上記薬液を吸引するように作用するので、金属導体が気体に接触せず、従って、気体・液体界面の応力を受けることなく均一な流体応力の下にあり、気体・液体界面応力がないことで、効率的な吸引ノズルにより深さ方向の薬液更新が可能になり、高精度の金属導体に対するエッチングを可能にするエッチング装置を提供することができる。
以下、図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。
本発明に係る金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズルは、エッチングの処理対象である金属導体基板に対して、薬液を垂直方向から直線的に同時に均一に吐出、吸引するものである。そのために、薬液更新用ノズルはコンベア搬送される金属導体基板に対して、垂線間の長さＮ以上の長さＭを有している（図３参照）。ここで、本発明に係る薬液更新用ノズルについて具体的に説明する。図１において、１１は本発明のノズル、１２はエッチング液の液面、１３は感光性材料により画像形成されたレジスト、１４はそこに開けられた開口部、１５は金属導体、１６は基材をそれぞれ示す。薬液更新用ノズル１１は、後述するようにスリット状開口部を備えている。
エッチングの開始時には、図１に示すように、開口部１４の幅Ｋに対して深さＪ１が浅く、薬液更新用ノズル１１からの吐出応力により開口部内のエッチング液を排出するために十分な作用が得られるので、エッチング液排出の支障は事実上ないと考えて良い。吐出応力は、実際はノズル内圧をパラメーターとして使用されるが、さらに、変数因子としてレイノルズ数：Ｒｅ＝ρｖ２／（μｖ／Ｌ）の干渉する領域であって、ρ＝流体密度（ｋｇ／ｍ３）、ｖ＝流れの相対速度ｍ／ｓ、μ＝流体の粘性係数（ｋｇ／（ｍ・ｓ））、Ｌ＝特性長さ（流体の流れた距離：ｍ）を正のパラメーターとする領域における値である。
これに対してエッチング反応が進行し、図２に示したように、開口部１４の深さがＪ２に増大すると、エッチング液が薬液更新用ノズル１１から開口底部に到達するまでの距離が増加するため、エッチング液から受ける排出方向の抵抗Ｒは増加する傾向になる。抵抗ＲはＲ＝Ｊ／Ｋ（Ｊは、深さＪ１又はＪ２。）で表される。よって、反応が進行するに伴い抵抗Ｒが増大するために、開口部１４の内部では薬液（この場合、エッチング液）の更新効率が低下し、垂直方向のエッチング特性が低下する事態となる。
そこで、図２において、薬液更新用ノズル１１から吸引の応力をレジスト１３に開けられた開口部１４に作用させると、応力はＪ２方向に作用するので、薬液更新用ノズル１１と対応する上記開口部１４との接触距離（長さ）をＬとして、作用水平断面Ｍ（水平距離）×Ｋ（幅）を乗じた積：Ｌ×Ｍ×Ｋの体積に相当する薬液が更新されることが分かる。薬液の更新により、同一系の液体中であれば、薬液更新用ノズル１１に吸引された総体積分の薬液を同一時間内に、液槽の例えば底部に供給することができ、これによって、薬液更新が促進され、特に、垂直方向のエッチング特性が最適に維持される。
本発明の薬液更新用ノズル１１は上記のようにして、エッチング処理に関連して生じる、好ましくない事態を改善するものであって、そのために、図３に示したように、金属導体基板２２の全体に同時に薬液を吐出するために、金属導体基板２２の長さＮ以上の長さＭを有する、スリット状開口部２１を備えているものである。図３は金属導体配線がエッチングによって形成された製品２３を多数個取りする金属導体基板２２を示しており、隣接した製品２３の間はスペース（余白）であって、前記の金属導体１５は製品２３の表面に形成されている。「製品」とは本発明によってエッチング処理された結果得られるものを指し、最終的な商品という意味ではない。また、各図は飽くまで概念を示しており、写実的にとらえるべきではない。
ここで、金属導体基板２２の全体に同時に薬液を吐出することができるとすれば、金属導体基板２２の長さＮ以上の長さを有しなくても、例えば、上記長さよりは短いスリット状開口部を複数個繋ぐことで薬液更新用ノズルを構成することも可能である。つまり、薬液更新用ノズルを複数個の部分に分割し、それらの合計で同時に薬液を吐出することも可能な範囲の事項である。しかし、複数個の薬液更新用ノズルを組み合わせる場合、複数の液流の境界部分において渦が発生し、その影響が金属導体基板２２に及ぶことは、多少の差はあるにしても避けられない。このため、複数個の薬液更新用ノズルを組み合わせなければならない事情があるか、又はそうすることにより大きな利点が得られる場合を除き、複数個の薬液更新用ノズルを組み合わせることによる利益は少ないと考えられる。このような事情ではあるが、ただ１個のスリット状開口部ではなく、数個に分けたとしても本発明の要件を満たし得ることは、上記の説明から明らかであろう。
図４は、本発明を適用する浸漬型エッチング装置の略図である（上記の図１、図２及び図３は図４の一部分と考えて良い）。同図中、金属導体基板２２はコンベア２４によって移動しながら、エッチング液槽２５の中にて、エッチング液の吐出作用を受け、また、吸引作用を受ける。２６は薬液のエジェクター、２７は吐出回路、２８は吸引回路であり、それぞれ流量調整可能なバルブを有する。また、吐出回路２７、吸引回路２８の管端には、吐出及び吸引に使用する薬液更新用ノズル２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂがあり、それらは金属導体基板２２を挟んで、かつ、それぞれの開口部が金属導体基板２２に面するように上下に配置されている。
また、吸引流体は均一な応力となるように、エッチング液を扱うエッチング液槽２５は、金属導体がエッチングされる上部槽２５Ａと、エッチング液を貯溜する下部槽２５Ｂとから構成されている。上部槽２５Ａと下部槽２５Ｂは戻り配管２９によって接続され、エッチングを行なっていないとき薬液は下部槽２５Ｂに貯溜されており、エッチングに際してポンプＰ１、Ｐ２により還流回路（２７、２８）を通じて上部液槽内に還流され、薬液の更新がなされる。図４において破線で示したのは、薬液を上部槽２５Ａに満たしたときの下部槽２５Ｂの液面である。
吐出側ノズル２７ａ、２７ｂには、図５に示すように、スリット形状のノズル３１が用いられる。そのスリット状開口部の幅は、内径４０〜５０ｍｍの大きさの主管部よりテーパー状に管内が狭められ、５０〜１５０ｍｍの距離で端末吐出部に至る。その開口部の寸法は、０．５〜３ｍｍの範囲とするのが好ましいという実験結果を得ている。図１を参照すると大径の部分が主管部、先端が端末吐出部、それらの間がテーパー状の管部分である。他方の吸引側ノズル２８ａ、２８ｂも同じ条件において、同様に０．５〜３ｍｍの範囲が適切であるが、スリット状開口部を幅０．６〜８ｍｍに加工した吸引板３２で封止し、その吸引板３２にφ０．５〜３ｍｍの円形状の孔３３を開口し、吸引部ノズルを形成することもできる。なお、吸引側ノズルも上記と同様の主管部、端末吐出部、テーパー状の管部分を有している。
本発明におけるエッチング対象である金属導体１５を設けた基板は、一般的には、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）に用いられる白板ガラス基板、タッチパネルに用いられる青板ガラス（白板ガラスも用いられる。）、プリント配線板などが該当する。しかし、本発明は上記硝材以外の各種硝材或いは樹脂材料製の基板にも適用し得る。
上記のような各種材料から成る金属導体基板２２に金属導体１５が設けられている。金属導体１５に対するエッチャント即ち薬剤として、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸等の有機酸塩化第二鉄、塩化第二銅等の酸化性金属溶液などが一般的に用いられる。何れも水溶液の構成であり、図１、図２に符号１３として記載した、レジスト１３は疎水性皮膜であるのが一般的なために、気体中に噴射するスプレーエッチングの場合、前述の抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｊ／Ｋ（Ｊは、深さＪ１又はＪ２）で表わされ、加えてレジスト界面の撥水応力が干渉して大きなものとなる。しかし、本発明によれば薬液を薬液中にて噴射若しくは吸引して作用させるため、気体界面応力が干渉せず、上記抵抗値も小さく抑制することができる。
本発明は金属導体１５のエッチングにおいて、薬液の吐出及び吸引に使用する薬液更新用ノズルを装備したエッチング装置提供するものである。薬液更新用ノズルは、エッチング処理対象である金属導体１５のコンベア搬送方向に対して垂直方向から直線的に同時に薬液を均一に吐出、吸引するために、金属導体基板２２のコンベア搬送方向に対して垂直方向の長さ以上の長さを有するスリット状開口部を備えており、かつ、上記薬液更新の促進のために、薬液を液中において吸引する吸引口を備えていることは前記のとおりである。その理由は、同時に薬液の吐出、吸引を行うことで、複数の薬液の流れによる相互干渉を回避できること、吐出のみを行なって吸引を行わない場合には開口部１４の壁面に過流を生じ薬液の円滑な流れが得られないが、吸引を行なうことによって、初めて、前記図１、図２の開口部１４の長さ方向に沿う整流化した流れが得られ、エッチングによって形成された開口部側面の微細な凹凸を整形する作用が得られるからである。
上記において均一な吐出能力の得られる吐出側ノズル２７ａ、２７ｂの開口部の寸法は、０．５〜３ｍｍの範囲であり、同様に、均一な吸引能力の得られる、吸引側ノズル２８ａ、２８ｂの開口部幅が、前記した条件において０．５〜３ｍｍであることは既に説明した。また、吸引側ノズル２８ａ、２８ｂのスリット状開口部を幅０．６〜８ｍｍに加工した吸引板で封止した形態では、その吸引板に開口した円形状の孔径としてφ０．５〜３ｍｍが適切であることも記述のとおりである。上記数値を取る理由として、金属導体エッチングは高精細高密度の加工技術が要求され、細線の接合面積の小さいレジスト介在下においてのエッチング技術が要求されるという事情を挙げることができる。この場合に要求される寸法精度はμｍレベルであり、薬液更新用ノズルに低圧、かつ、均一な応力に対応できる性能が求められる。この求めに応じるために、上記吐出側の開口部寸法、吸引側の孔径設定が必要となるのであるが、これは接合面積の大きいガラスエッチングのｍｍレベルに対して非常に小さく、高度のエッチング技術が要求される所以である。
本発明では、金属導体基板２２の移動するコンベア２４とエッチング薬液中に吐出側ノズル及び吸引側ノズルが設置されるので、薬液の気体接触が極力回避される。即ち、エッチャントに対する空気中の窒素、酸素、二酸化炭素の干渉が回避され、従って、空気中の成分によるエッチャント成分の分解、酸化、還元を回避することができる。スプレー方式による場合には、空気中の成分とエッチャント成分との酸化、還元反応は随時進行しており、エッチャント成分の安定管理上、高精細導体エッチングの場合、その構成成分の変動が金属導体１５に対してマイナスに作用する場合もあるが、本発明によれば、液中においてノズルを運用すること及び、上部槽２５Ａと下部槽２５Ｂが戻り配管２９で接続されていることによって、そのようなマイナス要素はほぼ排除される。
本発明に係る金属導体のエッチング装置では、エッチャント中において、コンベア搬送方向に対して垂直方向から直線的に同時に薬液を均一に吐出、吸引するために、エッチャントの流れが金属導体基板２２のコンベア搬送方向に対して平行、かつ、均一に制御される。また、吸引側ノズル２８ａ、２８ｂのスリット状開口部を幅０．６〜８ｍｍに加工した吸引板で封止した形態では、その吸引板に開口した円形状の孔径としてφ０．５〜３ｍｍとすることで、深さ方向Ｊに対して効率的、かつ、コンベア搬送方向に対して垂直方向に均一な薬液更新を実現することで、金属導体基板２２内部の安定した精細な加工が可能になる。
＜エッチング装置と方法＞
本発明において金属導体のエッチングを実施するには、図４に示したエッチング装置を使用する。具体的には、薬液を満たすエッチング液槽２５に、吐出側ノズル２７ａ、２７ｂと吸引側ノズル２８ａ、２８ｂを、金属導体基板２２を挟んで、かつ、それぞれの開口部が金属導体基板２２に面するように上下に配置する。よって、薬液中に上記の薬液更新用ノズル２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂが浸漬した状態にて、薬液の吐出、吸引を行ない、上記の薬液更新用ノズル２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂを用いた吐出、吸引を同時に行なって、均一な応力を薬液に加えることにより薬液の更新が促進されるように構成されている。
＜エッチング装置と方法＞
本発明において金属導体のエッチングを実施するには、図４に示したエッチング装置を使用する。具体的には、薬液を満たすエッチング液槽２５に、吐出側ノズル２７ａ、２７ｂと吸引側ノズル２８ａ、２８ｂを、金属導体基板２２を挟んで、かつ、それぞれの開口部が金属導体基板２２に面するように上下に配置する。よって、薬液中に上記の薬液更新用ノズル２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂが浸漬した状態にて、薬液の吐出、吸引を行ない、上記の薬液更新用ノズル２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂを用いた吐出、吸引を同時に行なって、均一な応力を薬液に加えることにより薬液の更新が促進されるように構成されている。
金属導体基板２２は、エッチング液槽２５の中にてコンベア２４によって移動しつつ、エッチング液の吐出作用を受け、かつ、吸引作用を受ける。また、図４を参照した前述のノズルの説明は全て実施例のものである。また、エッチング装置が、そのままで洗浄装置を構成することも勿論のことである。
＜実施例＞
以下、実施例を記載して本発明をより詳細に説明する。
金属導体１５には９μｍの電解銅箔を用いる。
これにレジストパターンを、間隔：４．０ ４．５ ５．０ ５．５ ６．５ ７．０ ７．５ ８．０ ８．５ ９．０（単位：μｍ）、レジスト幅：２０．０μｍ、に統一した銅導体を金属導体１５として、ＣｕＣｌ２・２Ｈ２Ｏ ３５．０ｗｔ％、３５．０％塩酸 ８％、比重１．３１（２５℃、塩酸濃度３６．７ｇ／ｌ、銅濃度１７０ｇ／ｌ）の塩化第二銅塩酸水溶液にて、３０℃の温度条件下にてエッチングを行なった（各装置条件は表１のとおりである。）。
以下、実施例を記載して本発明をより詳細に説明する。
金属導体１５には９μｍの電解銅箔を用いる。
これにレジストパターンを、間隔：４．０ ４．５ ５．０ ５．５ ６．５ ７．０ ７．５ ８．０ ８．５ ９．０（単位：μｍ）、レジスト幅：２０．０μｍ、に統一した銅導体を金属導体１５として、ＣｕＣｌ２・２Ｈ２Ｏ ３５．０ｗｔ％、３５．０％塩酸 ８％、比重１．３１（２５℃、塩酸濃度３６．７ｇ／ｌ、銅濃度１７０ｇ／ｌ）の塩化第二銅塩酸水溶液にて、３０℃の温度条件下にてエッチングを行なった（各装置条件は表１のとおりである。）。
表１の通り、本発明によれば０．００２ＭＰａの吐出圧力及び吸引圧力が得られており、それによって最少エッチング可能導体間隔は４．０μｍを実現することができた。
次に、スプレー法の比較例としていけうち０４０フルコーンノズルを使用し、照射距離１００ｍｍ、温度３０℃、スプレー内圧０．１５ＭＰａの条件にてエッチングを行なった結果を表２に示す。
表２の通り、スプレー法による場合０．１５ＭＰａの吐出圧力が得られるのみであり、その結果、最少エッチング可能導体間隔は６．５μｍに止まることが確認された。
次に、スプレー法との比較考察でエッチバック（エッチングバックに同じ）とエッチファクター（エッチングファクターに同じ）について考察する。
まず、エッチバックは、図６に図示したように、レジスト導体幅ｗ、仕上がりトップ導体幅ｔとして、ｍ≒（ｗ−ｔ）／２で表される。エッチバックｍは、数値が小さい程良好である。
また、エッチファクターＦａは、Ｆａ＝ｈ／ｌ（但し、ｌ＝（ｎ−ｔ）／２） で表され、数値が大きい程良好である。
まず、エッチバックは、図６に図示したように、レジスト導体幅ｗ、仕上がりトップ導体幅ｔとして、ｍ≒（ｗ−ｔ）／２で表される。エッチバックｍは、数値が小さい程良好である。
また、エッチファクターＦａは、Ｆａ＝ｈ／ｌ（但し、ｌ＝（ｎ−ｔ）／２） で表され、数値が大きい程良好である。
前記の通り金属導体１５に９μｍの電解銅箔を用いているのでｈ＝９、レジスト幅２０μｍであるからｗ＝２０である。本発明に係る浸漬法と比較例の照射法の仕上がりトップ導体幅ｔ及び裾幅ｎの平均値は表３、表４のとおりである。
表３、表４の平均値ｔ、ｎを上記数式に代入し、エッチファクター、エッチバックを算出した。結果を表５、表６に示す。計測は上記実施例に使用した金属導体１５にて９μｍスペースの箇所を計測する（使用薬液、試験条件は、上記実施例と同様である。）。
上記表５及び６の比較から把握されるように、本発明に係る金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズル及びエッチング装置によって、エッチファクターは照射法による場合に対して２５％増、エッチバックは同様に１１％減という結果を得られたことが分かる。従って、本発明によれば薬液の更新が促進され、それによって高品質の金属導体１５を有する製品２３を得ることができる。
１１ 薬液更新用ノズル
１２ 液面
１３ レジスト
１４ 開口部
１５ 金属導体
１６ 基材
１７ 金属蒸着膜
２０ 薬液更新用ノズル
２１ スリット状開口部の例
２２ 金属導体基板
２３ 製品
２４ コンベア
２５ エッチング液槽
２６ エジェクター
２７ 吐出側配管
２８ 吸引側配管
２９ 戻り配管
３１ 吸引板
３２ 円形状の孔
Ｐ１ 吐出側ポンプ
Ｐ２ 吸引側ポンプ
１２ 液面
１３ レジスト
１４ 開口部
１５ 金属導体
１６ 基材
１７ 金属蒸着膜
２０ 薬液更新用ノズル
２１ スリット状開口部の例
２２ 金属導体基板
２３ 製品
２４ コンベア
２５ エッチング液槽
２６ エジェクター
２７ 吐出側配管
２８ 吸引側配管
２９ 戻り配管
３１ 吸引板
３２ 円形状の孔
Ｐ１ 吐出側ポンプ
Ｐ２ 吸引側ポンプ
Claims (3)
- エッチング液槽、薬液更新用ノズル、エッチングの対象である金属導体基板を搬送するコンベアを備え、
上記薬液更新用ノズルはスリット状開口部を備えており、
上記スリット状開口部の、上記コンベアの搬送方向に対して垂直方向の長さＭ（上記スリット状開口部の、上記コンベアで移動する金属導体基板の搬送幅方向長さＭ）は、上記コンベアで移動する金属導体基板の、上記コンベアの搬送方向に対して垂直方向の長さＮ（上記金属導体基板の搬送幅方向長さＮ）以上であり、
上記薬液更新用ノズルは、上記エッチング液槽内に、対向する吐出側ノズルと対向する吸引側ノズルとして配置され、
上記対向する吐出側ノズルは、上記エッチング液槽の薬液中でそれぞれのスリット状開口部が上記コンベアによって移動する金属導体基板に面するように、上記コンベアの搬送面を挟んで上下に配置され、
上記対向する吸引側ノズルは、上記エッチング液槽の薬液中でそれぞれのスリット状開口部が上記コンベアによって移動する金属導体基板に面するように、上記コンベアの搬送面を挟んで上下に配置されており、
上記吐出側ノズルのスリット状開口部がただ１個のスリット状開口部であり、
上記吸引側ノズルのスリット状開口部が数個に分かれている、
エッチングの対象が金属導体基板である、
浸漬型エッチング装置。 - 吐出側ノズルのスリット状開口部が幅０．５〜３ｍｍのただ１個のスリット状開口部であり、
吸引側ノズルのスリット状開口部が幅０．６〜８ｍｍに加工した吸引板で封止され、上記吸引板に開口した円形状の孔径が０．５〜３ｍｍである、
請求項１に記載の浸漬型エッチング装置。 - エッチング液槽が、金属導体がエッチングされる上部槽と、エッチング液を貯溜する下部槽とからなり、上記上部槽と上記下部槽とが上記上部槽からの戻り配管によって接続されており、上記戻り配管の末端に薬液更新用ノズルが取り付けられている、
請求項１または２に記載の浸漬型エッチング装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/071363 WO2017017782A1 (ja) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | 金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズル及びエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2017017782A1 JPWO2017017782A1 (ja) | 2018-05-24 |
| JP6676637B2 true JP6676637B2 (ja) | 2020-04-08 |
Family
ID=57884282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017530515A Active JP6676637B2 (ja) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | 金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズル及びエッチング装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6676637B2 (ja) |
| KR (1) | KR20180019191A (ja) |
| CN (1) | CN107709618B (ja) |
| WO (1) | WO2017017782A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109041423A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-18 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种pcb板及一种电子设备 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3002883U (ja) * | 1994-04-08 | 1994-10-04 | 株式会社荏原電産 | プリント回路基板エッチング処理装置 |
| JPH10162728A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Toppan Printing Co Ltd | シャドウマスクの製造方法 |
| JP3120073B2 (ja) * | 1999-02-22 | 2000-12-25 | 東京化工機株式会社 | 薬液処理装置 |
| JP3232070B2 (ja) * | 1999-10-20 | 2001-11-26 | 株式会社オーケープリント | エッチング装置 |
| JP4189141B2 (ja) * | 2000-12-21 | 2008-12-03 | 株式会社東芝 | 基板処理装置及びこれを用いた基板処理方法 |
| JP4076755B2 (ja) * | 2001-11-02 | 2008-04-16 | アルプス電気株式会社 | ウエット処理装置およびウエット処理方法 |
| CN2608156Y (zh) * | 2003-03-14 | 2004-03-31 | 上海新亚医用橡胶厂有限公司 | 医用或药用橡胶塞的清洗处理装置 |
| JP2006019525A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Future Vision:Kk | 基板処理装置 |
| JP2008294251A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Cmk Corp | プリント配線板及びその製造方法 |
| KR20100096524A (ko) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | 삼성테크윈 주식회사 | 습식 식각 장치 및 회로 기판 제조 장치 |
| WO2014091561A1 (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 富士技研工業株式会社 | 液晶ガラスのエッチング装置に用いる薬液の更新方法、薬液更新用ノズル及び更新用薬液 |
| CN203760432U (zh) * | 2013-12-20 | 2014-08-06 | 昆山国显光电有限公司 | 一种湿法刻蚀设备 |
-
2015
- 2015-07-28 CN CN201580081108.0A patent/CN107709618B/zh active Active
- 2015-07-28 KR KR1020187001477A patent/KR20180019191A/ko not_active Application Discontinuation
- 2015-07-28 WO PCT/JP2015/071363 patent/WO2017017782A1/ja active Application Filing
- 2015-07-28 JP JP2017530515A patent/JP6676637B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107709618B (zh) | 2019-08-27 |
| JPWO2017017782A1 (ja) | 2018-05-24 |
| WO2017017782A1 (ja) | 2017-02-02 |
| KR20180019191A (ko) | 2018-02-23 |
| CN107709618A (zh) | 2018-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4644303B2 (ja) | 基板材の表面処理装置 | |
| JP6676637B2 (ja) | 金属導体のエッチングに用いる薬液更新用ノズル及びエッチング装置 | |
| US11024520B2 (en) | Substrate processing apparatus | |
| KR101265871B1 (ko) | 납땜 중에 불활성화 가스를 제공하는 장치 및 방법 | |
| KR20150041378A (ko) | 약액 공급 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 | |
| JP7007060B2 (ja) | 基板材のエッチング装置 | |
| KR101150022B1 (ko) | 에칭장치 | |
| KR102432828B1 (ko) | 기판 처리 장치 | |
| JP4945082B2 (ja) | 薬液処理装置 | |
| JP3232070B2 (ja) | エッチング装置 | |
| JP5468064B2 (ja) | エッチング装置およびエッチング方法 | |
| JP2008016786A (ja) | 両面フレキシブル・プリント配線板のエッチング装置 | |
| JP2015168855A (ja) | 配線板化学処理装置及び配線板化学処理方法 | |
| TWI557274B (zh) | 基材蝕刻處理方法 | |
| JP2010172877A (ja) | 塗布装置及びノズルの待機方法 | |
| JP6734655B2 (ja) | エッチング装置 | |
| KR102575905B1 (ko) | 도금 장치 | |
| TWI396484B (zh) | 蝕刻裝置及使用該蝕刻裝置蝕刻基板之方法 | |
| KR20110027035A (ko) | 도금장치 | |
| JP2015084407A (ja) | 基板材の表面処理装置 | |
| JP2006077299A (ja) | スプレーエッチングによる金属微細加工製品及びその製造方法 | |
| JP2001107269A (ja) | エッチング装置 | |
| CN107295752A (zh) | 基材蚀刻处理方法 | |
| TWI648793B (zh) | Conductor forming device and conductor manufacturing method | |
| JP2001200379A (ja) | エッチング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180105 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190108 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190307 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190415 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20190415 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190806 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190924 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200218 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200312 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6676637 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |