JPH01204428A - Micromachining method - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業の利用分野〉
本発明は、カラーテレビ受像管用シャドウマスク、IC
用リードフレーム、蛍光表示管用グリッド及びメツシュ
など主に電子部品に使用される貫通されたパターンを有
する金属体のエツチング方法に関する。[Detailed Description of the Invention] <Field of Industrial Application> The present invention provides a shadow mask for a color television picture tube, an IC
The present invention relates to a method for etching a metal body having a through-hole pattern, which is mainly used for electronic parts such as lead frames for vacuum cleaners, grids for fluorescent display tubes, and meshes.
〈従来技術および
その解決しようとする課題〉
貫通されたパターンを有する金属体の加工においては、
被エツチング金属体表面にネガ型またはポジ型のフォト
レジスト膜を設け、上記フォトレジスト膜を実用版に介
して光照射し、上記フォトレジスト膜の不要部を除去し
て上記フォトレジスト膜による所定のエツチング用マス
ク層を形成し、上記被エツチング金属体を化学的にエン
チングし、エツチング工程終了後フォトレジスト膜をエ
リ離し、製品として仕上げている。<Prior art and problems to be solved> In the processing of a metal body having a penetrated pattern,
A negative or positive photoresist film is provided on the surface of the metal body to be etched, the photoresist film is irradiated with light through a practical plate, unnecessary parts of the photoresist film are removed, and the photoresist film is etched in a predetermined manner. An etching mask layer is formed, the metal body to be etched is chemically etched, and after the etching process is completed, the photoresist film is removed to complete the product.
上記の様な従来の製造方法では以下に示すような問題点
を有していた。The conventional manufacturing method as described above has the following problems.
第2図(A)に示すように、金属体(2)の両面に耐食
性のレジスト膜(1)を設けた試料に、例えば上下から
スプレーエツチングを行った時、第2図(B)の様な状
態になり、更にエツチングを進めた場合、基板は貫通し
、第2図(C)、(D)の様になる。基本的に要求され
るエツチング後の形状は第5圀に示す様に被エツチング
層断面が垂直な状態であるが、実際には第2図(B)、
(C)、(D)にある横方向のエツチングの進行、いわ
ゆるサイドエッチ(7) (8) (9) がおこり
、要求される形状に対して大きく異なった形になってい
た。As shown in Fig. 2 (A), when spray etching is performed from above and below on a sample in which a corrosion-resistant resist film (1) is provided on both sides of a metal body (2), the result is as shown in Fig. 2 (B). If this state is reached and etching is further progressed, the substrate will be penetrated and the result will be as shown in FIGS. 2(C) and 2(D). The basically required shape after etching is that the cross section of the layer to be etched is vertical, as shown in Figure 5, but in reality, as shown in Figure 2 (B),
As shown in (C) and (D), the progress of etching in the lateral direction, so-called side etching (7), (8), and (9), occurred, resulting in a shape that was significantly different from the required shape.
このサイドエッチの有無またはその大小は、微細加工に
おいて被エツチング金属体(2)の厚みが大きいとき、
あるいはパターンピッチの微細なものになるほど不都合
なものとなってくる。The presence or absence of this side etching and its size are determined when the thickness of the metal body (2) to be etched is large in microfabrication.
Alternatively, the finer the pattern pitch, the more inconvenient it becomes.
〈発明の目的〉
本発明は上記の問題点を改良すべく、前述した様に被エ
ンチング金属体の表面にフォトレジスト膜による所定の
エツチング用マスクを形成した後、エツチング工程にお
いて、サイドエッチを減少させ、切り立った断面形状を
有する貫通パターンを形成する事が出来るエツチング方
法を提供するものである。<Object of the Invention> In order to improve the above-mentioned problems, the present invention aims to reduce side etching in the etching process after forming a predetermined etching mask with a photoresist film on the surface of the metal body to be etched as described above. The present invention provides an etching method capable of forming a through pattern having a steep cross-sectional shape.
〈課題を解決するための手段〉
すなわち本発明は、所定のパターンを有するレジスト膜
の設けられた被エツチング金属表面にスプレーエツチン
グを行う際、揺動する複数のノズルのうちエツチング液
噴射用のノズルよりエツチング液を吹きかけながら、他
のノズルより指向性のあるエアーまたは不活性気体を吹
きかけることを特徴とする微細加工方法である。<Means for Solving the Problems> In other words, the present invention provides a method for spray etching a metal surface to be etched on which a resist film having a predetermined pattern is provided. This is a microfabrication method characterized by spraying air or inert gas more directional than other nozzles while spraying more etching liquid.
く作用〉
本発明の方法によると、スプレーエツチングの際、揺動
する複数のノズルのうちエツチング液噴射用のノズルよ
りエツチング液を吹きかけながら、他のノズルより指向
性のあるエアーまたは不活性気体をつきかけるため、被
エツチング金属体表面に存在する余分なエツチング液を
吹き飛ばし除外する。前記余分なエツチング液は、前述
したサイドエッチの進行の原因となるものである。According to the method of the present invention, during spray etching, while spraying the etching liquid from the etching liquid injection nozzle among the plurality of swinging nozzles, air or inert gas is directed more directionally than the other nozzles. Before etching, the excess etching solution present on the surface of the metal object to be etched is blown away. The excess etching solution causes the progress of the side etching described above.
〈発明の詳述〉
以下、図面に基づいて従来技術によるデインピングまた
はスプレーエツチングを行った場合、及び本発明の方法
を用いた場合の被エツチング金属体のエツチング過程の
相違を説明する。<Detailed Description of the Invention> Hereinafter, the differences in the etching process of a metal body to be etched when performing deimping or spray etching according to the prior art and when using the method of the present invention will be explained based on the drawings.
第3図は、被エツチング金属体に対して化学的方法でデ
ィッピングまたはスプレーエツチングを行った時のエン
チング断面形状変化を示したものである。この時、エツ
チング工程で化学的反応を利用しているために、エツチ
ング面が、エツチング液と接触しやすい貫通初期(第3
図(B))の時は、エツチング面全面で化学反応が同じ
速度でおこり、側面のエツチング、すなわちサイドエッ
チ(12)の進行が確実に行われてしまう。エツチング
を更にすすめていくと第3図(C)の様になり次第にレ
ジスト膜(1)にさえぎられた領域に入っていくため、
比較的エツチング液との接触が大きく、新しいエツチン
グ液が入れ換わる凸部(10)のエツチング速度は早く
、その逆である凹部(11)、すなわち、反応性の弱い
エツチング液がとどこおっている部分のエツチング速度
が抑えられる結果、しだいに第3図(D)、(E)に示
す様に切り立った断面を存する貫通パターンが得られる
ようになるのである。FIG. 3 shows the change in the etched cross-sectional shape when a metal body to be etched is subjected to chemical dipping or spray etching. At this time, since a chemical reaction is used in the etching process, the etching surface tends to come into contact with the etching solution at the initial stage of penetration (third stage).
In the case shown in Figure (B)), the chemical reaction occurs at the same rate over the entire etched surface, and the etching on the side surface, that is, the side etching (12), progresses reliably. As the etching progresses further, it will become as shown in Figure 3 (C) and will gradually enter the area blocked by the resist film (1).
The etching speed is fast in the convex portions (10) where there is relatively large contact with the etching liquid and where new etching liquid is replaced, whereas in the concave portions (11), which are the opposite, where the less reactive etching liquid remains. As a result of suppressing the etching rate, a penetrating pattern having a sharp cross section as shown in FIGS. 3(D) and 3(E) can be gradually obtained.
また、被エツチング部分近傍について考えてみると、デ
ィッピングの場合は、エツチング面に常時エツチング液
が接触し、被エツチング金属体は結果的に貫通するが、
貫通ずるまでは、縦方向のエツチング進行速度とほぼ同
程度の速度で横方向のエツチングが進み、サイドエッチ
(12)は大きい。スプレーエツチングの場合は、被エ
ツチング金属体に対してスプレーノズルが面内均一性を
だすために)3動を行いながらエツチングする。エツチ
ング液が吹きつけられ、吹きつけられたエツチング液は
、そのほとんどが被エツチング金属体から除外されるが
、被エツチング面近傍には吹きつけられたエツチング液
(15)が第4図の様に若干とどまる傾向がある。この
残されたエツチング液は横方向のエツチング進行に手助
けをする。Also, considering the vicinity of the part to be etched, in the case of dipping, the etching liquid is constantly in contact with the etching surface, and as a result, the metal body to be etched is penetrated.
Until penetration is achieved, horizontal etching progresses at approximately the same speed as vertical etching progress, and the side etch (12) is large. In the case of spray etching, etching is performed while the spray nozzle performs three movements (in order to achieve uniformity in the surface of the metal object to be etched). Etching liquid is sprayed, and most of the sprayed etching liquid is removed from the metal object to be etched, but the etching liquid (15) sprayed near the surface to be etched is as shown in Figure 4. It tends to stay a little longer. This remaining etching solution helps the etching progress in the lateral direction.
また、こうしたエツチングは目的とする切り立った断面
を得られるものの所定のパターン(レジストDI(1)
の開ロバターン)より大きくはずれており、微細な貫通
孔を得るにはほど遠いものである。In addition, although this type of etching can obtain the desired sharp cross section, it is difficult to obtain a predetermined pattern (resist DI (1)).
The deviation is larger than that of the open pattern), and it is far from being able to obtain fine through holes.
本発明は、こうした状況を改善するもので、被エツチン
グ金属体に化学的スプレーエツチングを行う際、揺動す
るノズルよりエツチング液を吹きかけると同時に指向性
のあるエアーまたは不活性気体を吹きかけることにより
エツチング液の液りまりを無くして切り立った断面形状
を有する貫通パターンを形成させる微細加工方法である
。The present invention aims to improve this situation by spraying an etching solution from a swinging nozzle and simultaneously spraying directional air or inert gas when performing chemical spray etching on a metal object to be etched. This is a microfabrication method that eliminates liquid pools and forms a through pattern with a steep cross-sectional shape.
本発明による微細加工方法の概略を第1図に示す。また
、本性によるエツチング断面形状変化を第6図に示す。An outline of the microfabrication method according to the present invention is shown in FIG. Further, FIG. 6 shows the change in etching cross-sectional shape depending on the nature of etching.
第1図(A)によると、中央のノズルがエツチング液噴
射用スプレーノズル(13)であり、その両側にエアー
または不活性気体噴射用ノズル(14)を取りつけであ
る。第1図(A)の状態でスプレーエツチングを行った
場合、面内均一性をだすために、三つのノズルを揺動さ
せると次の瞬間には第1図(B)のようになり、第1図
(A)の(b)に示す部分にエツチング液が残っていた
ものが、第1図(B)における第1図(A>の(b)と
同位置の(b′)に示す部分において、ノズル(14)
からエアーまたは不活性気体が噴射されて(b′)に残
っていたエツチング液を吹き飛ばし、被エツチング金属
体の上からエツチング液を除外する。According to FIG. 1A, the central nozzle is a spray nozzle (13) for spraying etching liquid, and air or inert gas spray nozzles (14) are attached on both sides thereof. When spray etching is performed in the state shown in Figure 1 (A), if the three nozzles are oscillated to achieve in-plane uniformity, the next instant will be as shown in Figure 1 (B), and The part where the etching solution remained in the part shown in (b) of Figure 1 (A) is the part shown in (b') in Figure 1 (B) at the same position as (b) in Figure 1 (A>). In the nozzle (14)
Air or an inert gas is injected from the step (b') to blow off the remaining etching solution and remove the etching solution from above the metal body to be etched.
この時の断面形状変化は、第6図に示すとうりであるが
、第6図(A)の被エツチング金属体を第1図に表す様
にスプレーエンチングして行くと、第6図(B)の様に
なる。The cross-sectional shape change at this time is as shown in FIG. 6. When the metal body to be etched in FIG. 6(A) is spray-etched as shown in FIG. It will look like B).
エツチングが進行し、第6図(D)の様な断面形状にな
るまでは、従来法ではエツチング面にエツチング液が残
りやすいのでこの辺の過程ですでに従来法とはサイドエ
ッチ(3)、(4)の大きさが異なってくる。第6図(
D)の状態から、その断面が切り立つまでの過程では、
エツチング面におけるエツチング液の液だまりは非常に
少な(なり、従来法とあまり変わらない。Until the etching progresses and the cross-sectional shape as shown in Figure 6(D) is obtained, in the conventional method, the etching solution tends to remain on the etched surface. 4) The size of the difference will be different. Figure 6 (
In the process from state D) until the cross section becomes steep,
There is very little pool of etching solution on the etching surface (there is no difference from the conventional method).
以上の様な本発明の方法によると、従来法に比べ、サイ
ドエッチを大きく減少させ、望ましい切り立った断面形
状を有する貫通パターンを形成させることができる。な
お、本性で用いる化学エツチング液は、鉄・鉄合金系の
金属体の場合は、塩化第2鉄液、銅・銅合金系の金属体
の場合は、塩化第2鉄液、塩化第2銅液などが主に用い
られるが、これらに限ったものではない・
〈実施例〉
被エツチング金属体として42材(N i 42重世%
、Fe残、厚み0.150mm)を用い、通常のフォト
リソグラフィの工程を経て作製されたIC用180ピン
リードフレームの場合につ°いて本性に関する実験を行
った。According to the method of the present invention as described above, side etching can be greatly reduced compared to conventional methods, and a through pattern having a desirable steep cross-sectional shape can be formed. In addition, the chemical etching solution used in this case is ferric chloride solution for iron/iron alloy metal bodies, ferric chloride solution, cupric chloride for copper/copper alloy metal bodies, etc. Although etching solutions are mainly used, they are not limited to these. <Example> Material 42 (Ni 42%) is used as the metal body to be etched.
An experiment was conducted regarding the properties of a 180-pin IC lead frame fabricated using a 180-pin lead frame for an IC through a normal photolithography process.
用いたリードフレームはレジストパターン上におけるイ
ンナーリードピッチは0.080mm。The lead frame used had an inner lead pitch on the resist pattern of 0.080 mm.
スペース幅は0.120mmである。実験条件としては
、エツチング液として温度45°Cの塩化第2鉄液(2
0°Cの時47ボーメ)を用い、エツチング用スプレー
圧力1.5Kg/cm”、不活性気体として窒素ガスを
用いた。窒素ガスの圧力は4.0Kg/cm” とした
。The space width is 0.120 mm. The experimental conditions were as follows: ferric chloride solution (2
The etching spray pressure was 1.5 kg/cm" and nitrogen gas was used as the inert gas. The pressure of the nitrogen gas was 4.0 kg/cm".
この基材を第1図に示すようなノズルを持つ簡易的な装
置にセットし、エツチングを行ったところ、従来法でエ
ツチングを行ったものがレジストパターンにおけるイン
ナーリードピッチの線幅0.080mmに対し線幅0.
050mmになったが、本性においては線幅0.080
mmに対し線幅0.065mmの切り立った断面を有す
る貫通したパターンが得られた。When this base material was set in a simple device with a nozzle as shown in Figure 1 and etched, the line width of the inner lead pitch in the resist pattern was 0.080 mm when etched using the conventional method. For line width 0.
The line width is 0.050mm, but the line width is 0.080mm in nature.
A penetrating pattern having a steep cross section with a line width of 0.065 mm was obtained.
〈発明の効果〉
本発明の微細加工方法では、第1図に示す様にエツチン
グ用スプレーノズルの両側にエアーまたは不活性気体用
ノズルを取りつけてエツチングを行う際、エツチング液
を吹きかけた後に指向性のあるエアーまたは不活性気体
をかけることによりエツチングの液だまりを無くして切
り立った断面形状を有する貫通パターンを形成させる微
細加工方法である。<Effects of the Invention> In the microfabrication method of the present invention, when etching is performed by attaching air or inert gas nozzles to both sides of an etching spray nozzle as shown in FIG. This is a microfabrication method that eliminates etching liquid pools by applying a certain amount of air or inert gas to form a through pattern with a steep cross-sectional shape.
これによって、カラーテレビ受像管用シャドウマスクに
おいては超高精細度のものを製造することができ高品位
テレビ、また、ICリードフレームにおいては超多ビン
のものを加工でき、カスタムICとして供給できるよう
になった。このように、本発明は特に電子部品の業界に
寄与することが大きく有効なものである。This makes it possible to manufacture ultra-high-definition shadow masks for color TV picture tubes, making it possible to manufacture high-definition televisions, and to process IC lead frames with extremely large numbers of bins, allowing them to be supplied as custom ICs. became. As described above, the present invention is particularly effective in contributing to the electronic component industry.
第1図(A)、(B)は、本発明による微細加工方法の
実施例を示す説明図である。
第2図(A)〜(D)は、被エツチング金i体ニ従来の
化学的方法だけによるエツチングを行った場合のエツチ
ング過渡形状を示す断面説明図である。
第3図(A)〜(E)は、被エツチング金属体に従来法
である化学的方法によるエツチングをエツチング面が切
り立つまで行った際のエツチング過渡形状を示す断面説
明図である。
第4図は、従来法においてスプレーエツチングを行って
いるときのエツチング面近傍の状態を示した断面説明図
である。
第5図は、理想のエツチング形状を示す断面説明図であ
る。
第6図(A)〜(E)は、本発明の方法で被工、・チン
グ金属体にエツチング処理をエツチング断面が切り立つ
まで行った際のエツチング過渡形状を示した断面説明図
である。
(1)・・・ レジスト
(2)・・・ 金属体
(3)〜 (6)、 (7) 〜 (9)、 (
12)・・・ サイドエッチ
(10)・・・ 凸部
(11)・・・ 凹部
(14)・・・ エアーまたは不活性ガス噴射用ノズル
(15)・・・ 液たまりFIGS. 1(A) and 1(B) are explanatory diagrams showing an embodiment of the microfabrication method according to the present invention. FIGS. 2(A) to 2(D) are explanatory cross-sectional views showing the transient shape of etching when a gold i-body to be etched is etched only by a conventional chemical method. FIGS. 3A to 3E are explanatory cross-sectional views showing the transient shape of etching when a metal body to be etched is etched by a conventional chemical method until the etched surface becomes steep. FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing the state near the etched surface when spray etching is performed in the conventional method. FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing an ideal etching shape. FIGS. 6(A) to 6(E) are explanatory cross-sectional views showing the transient shape of etching when the etching process is performed on the etched metal body by the method of the present invention until the etched cross section becomes sharp. (1)... Resist (2)... Metal bodies (3) to (6), (7) to (9), (
12)... Side etch (10)... Convex part (11)... Concave part (14)... Air or inert gas injection nozzle (15)... Liquid pool
Claims (1)
被エッチング金属体にスプレーエッチングを行う際、揺
動する複数のノズルのうちエッチング液噴射用のノズル
よりエッチング液を吹きかけながら、他のノズルより指
向性のあるエアーまたは不活性気体を吹きかけることを
特徴とする微細加工方法。(1) When performing spray etching on a metal object to be etched on which a resist film with a predetermined pattern is provided, one of the multiple swinging nozzles is spraying etching solution from one nozzle for spraying etching solution, while the other nozzles A microfabrication method characterized by blowing directional air or inert gas.
Priority Applications (1)
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JP2845388A JPH01204428A (en) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Micromachining method |
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JP2845388A JPH01204428A (en) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Micromachining method |
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JPH01204428A true JPH01204428A (en) | 1989-08-17 |
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JP2845388A Pending JPH01204428A (en) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Micromachining method |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH01204428A (en) |
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