WO2013187537A1 - 銅のマイクロエッチング剤及びその補給液、並びに配線基板の製造方法 - Google Patents

銅のマイクロエッチング剤及びその補給液、並びに配線基板の製造方法 Download PDF

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polymer
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copper
manufacturing
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雅代 栗井
清登 田井
真美 中村
悠貴 荻野
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    • H05K2203/0779Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing characterised by the specific liquids involved
    • H05K2203/0786Using an aqueous solution, e.g. for cleaning or during drilling of holes
    • H05K2203/0789Aqueous acid solution, e.g. for cleaning or etching

Definitions

  • the present invention relates to a copper microetching agent, a replenisher thereof, and a method for manufacturing a wiring board.
  • patterning is widely performed by forming a plating resist or an etching resist using a photosensitive resin (photoresist) on the surface of a copper layer.
  • a copper layer called a “seed layer” is formed on an insulating substrate by electroless plating, a plating resist is formed on the seed layer, and then a resist on the seed layer is formed by electrolytic copper plating.
  • Pattern plating is performed on the opening to form a patterned metal wiring.
  • the surface of the copper layer is roughened.
  • the roughening treatment also has the purpose of improving the adhesion with the resist by an anchoring action by roughening the surface of the copper layer.
  • the surface of the copper layer is roughened with a microetching agent containing a specific polymer compound described in Patent Document 1 below or a microetching agent containing a specific organic acid described in Patent Document 2 below.
  • a microetching agent containing a specific polymer compound described in Patent Document 1 below or a microetching agent containing a specific organic acid described in Patent Document 2 below There is a known method to make it. According to these roughening methods, since deep irregularities are formed on the surface of the copper layer, the adhesion between the copper layer surface and the resist can be improved.
  • the copper layer (seed layer) is preferably as thin as possible.
  • the photosensitive resin layer formed on the copper layer surface is developed with a developer such as an aqueous sodium carbonate solution after exposure, and the developed pattern is used as a plating resist or an etching resist in the next step. If the adhesion of the resist cannot be ensured in the plating process or the etching process, a desired wiring pattern shape cannot be obtained.
  • the microetching agent described in Patent Document 1 and Patent Document 2 improves adhesion by forming deep irregularities on the surface of the copper layer, to maintain adhesion with a resin such as a resist.
  • a certain amount of etching (for example, 1.5 ⁇ m or more) is required. Therefore, as a pretreatment for forming a plating resist in the semi-additive method, for example, when the microetching agent is applied to roughen an electroless plating film (seed layer) having a thickness of 1 ⁇ m or less, the electroless plating film is used under normal conditions. The whole may be removed. In addition, if the etching amount is reduced to prevent the entire electroless plating film from being removed, roughening unevenness is likely to occur.
  • etching amount refers to an average etching amount (dissolution amount) in the depth direction, and is a value calculated from the weight and specific gravity of copper dissolved by the microetching agent and the front projected area of the copper surface. The same applies to the following “etching amount”.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is added to a microetching agent capable of maintaining uniform adhesion with a resin or the like even with a low etching amount, and to the microetching agent.
  • a replenisher and a method for manufacturing a wiring board using the microetching agent are provided.
  • the copper microetching agent of the present invention comprises an aqueous solution containing cupric ion, organic acid, halide ion, polymer and nonionic surfactant.
  • the polymer is a water-soluble polymer having a polyamine chain and / or a cationic group and having a weight average molecular weight of 1000 or more.
  • the microetching agent of the present invention has an A / B ratio when the halide ion concentration is A wt%, the polymer concentration is B wt%, and the nonionic surfactant concentration is D wt%.
  • the value of is preferably 2000 to 9000 and the value of A / D is preferably 500 to 9000.
  • the method for manufacturing a wiring board according to the present invention is a method for manufacturing a wiring board including a copper layer, and the surface of the copper layer is brought into contact with the microetching agent of the present invention to roughen the surface. A roughening treatment step.
  • the replenisher of the present invention is a replenisher that is added to the microetching agent in the production method of the present invention, and consists of an aqueous solution containing an organic acid, a halide ion, a polymer, and a nonionic surfactant.
  • the polymer is a water-soluble polymer having a polyamine chain and / or a cationic group and having a weight average molecular weight of 1000 or more.
  • the “copper” in the present invention may be made of copper or a copper alloy.
  • “copper” refers to copper or a copper alloy.
  • the “copper layer” in the present invention also includes a copper wiring pattern layer.
  • the adhesion between the copper layer surface and the resin or the like can be maintained uniformly even with a low etching amount.
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of one Example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of one Example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of one Example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of one Example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of one Example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of the comparative example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of the comparative example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of the comparative example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of the comparative example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the scanning electron micrograph of the copper layer surface roughened with the microetching agent of the comparative example (photographing angle 45 degrees, magnification 5000 times).
  • the copper microetching agent of the present invention comprises an aqueous solution containing cupric ion, organic acid, halide ion, polymer and nonionic surfactant.
  • aqueous solution containing cupric ion, organic acid, halide ion, polymer and nonionic surfactant.
  • cupric ion acts as an oxidizing agent for oxidizing copper.
  • cupric ions can be contained in the microetching agent.
  • the cupric ion source include organic acid copper salts, cupric chloride, cupric bromide, cupric hydroxide, cupric oxide, and the like.
  • the organic acid which forms the said copper salt is not specifically limited, From a viewpoint of maintaining an etching rate appropriately, the organic acid whose pKa mentioned later is 5 or less is preferable. Two or more of the cupric ion sources may be used in combination.
  • the concentration of cupric ions is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight, and still more preferably 0.1 to 10% by weight, from the viewpoint of maintaining the etching rate appropriately.
  • Organic acid has a function of dissolving copper oxidized by cupric ions and also has a pH adjusting function. From the viewpoint of the solubility of oxidized copper, it is preferable to use an organic acid having a pKa of 5 or less.
  • Organic acids having a pKa of 5 or less include saturated fatty acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid and caproic acid; unsaturated fatty acids such as acrylic acid, crotonic acid and isocrotonic acid; oxalic acid, malonic acid and succinic acid Aliphatic saturated dicarboxylic acids such as acid, glutaric acid, adipic acid and pimelic acid; aliphatic unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid; aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, phthalic acid and cinnamic acid; glycolic acid, lactic acid and apple Oxycarboxylic acids such as acid and citric acid, sulfamic acid, ⁇ -chloropropionic acid, nicotinic acid, ascorbic acid, hydroxypivalic acid, carboxylic acid having a substituent such as levulinic acid; and derivatives thereof. Two or more organic acids may be
  • the concentration of the organic acid in the microetching agent is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 25% by weight, from the viewpoint of the solubility of oxidized copper.
  • Halide ion assist the dissolution of copper and have a function of forming a copper layer surface with excellent adhesion.
  • halide ion source examples include ion sources such as chloride ions and bromide ions.
  • ion sources such as chloride ions and bromide ions.
  • hydrochloric acid, hydrobromic acid, sodium chloride, calcium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, potassium bromide, sodium bromide, copper chloride, copper bromide, zinc chloride, iron chloride, tin bromide, etc. Can be mentioned.
  • examples of the halide ion source include compounds capable of dissociating halide ions in a solution. Two or more halide ions may be used in combination. Especially, a chloride ion is preferable from a viewpoint of forming the copper layer surface excellent in adhesiveness uniformly.
  • cupric chloride can be used as having both functions of a halide ion source and a cupric ion source.
  • the concentration of halide ions in the microetching agent is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, from the viewpoint of forming a copper layer surface with excellent adhesion. More preferred is ⁇ 5% by weight.
  • the polymer used in the present invention is a water-soluble polymer having a polyamine chain and / or a cationic group and having a weight average molecular weight of 1000 or more.
  • the said polymer is mix
  • a polymer having a weight average molecular weight of 1000 to 5 million is preferred.
  • the “weight average molecular weight” is a value obtained in terms of polyethylene glycol by gel permeation chromatography analysis.
  • the polymer examples include a quaternary ammonium salt type styrene polymer, a quaternary ammonium salt type aminoalkyl (meth) acrylate polymer, a quaternary ammonium salt type diallylamine polymer, and a quaternary ammonium salt type diallylamine.
  • -Quaternary ammonium salt type polymer such as acrylamide copolymer, polyethyleneimine, polyalkylenepolyamine, aminoalkylacrylamide salt polymer, cationic cellulose derivative and the like.
  • the salt include hydrochloride and the like. Two or more kinds of the polymers may be used in combination.
  • a quaternary ammonium salt polymer polyethyleneimine, and polyalkylenepolyamine are used from the viewpoint of maintaining uniform adhesion between the copper layer surface and the resin, etc. even at a low etching amount. 1 type or more chosen from these is preferable, and a quaternary ammonium salt type polymer is more preferable.
  • a quaternary ammonium salt type polymer is more preferable.
  • the concentration of the polymer in the microetching agent is preferably 0.00001 to 1% by weight, more preferably 0.0001 to 0.1% by weight, from the viewpoint of forming a copper layer surface having excellent adhesion. More preferred is 0002 to 0.1% by weight.
  • Nonionic surfactant A nonionic surfactant is blended with the microetching agent of the present invention from the viewpoint of uniformly roughening the surface of the copper layer.
  • concentration of the nonionic surfactant in the microetching agent is preferably 0.00001 to 0.1% by weight from the viewpoint of uniformly roughening the surface of the copper layer and suppressing foaming during processing. Is more preferably 0.1 to 0.1% by weight, still more preferably 0.0001 to 0.01% by weight.
  • the nonionic surfactant that can be used in the present invention does not have a polyamine chain.
  • nonionic surfactant examples include polyhydric alcohol ester polyoxyethylene adduct, higher alcohol polyoxyethylene adduct, alkylphenol polyoxyethylene adduct, polyoxyalkylene alkyl ether, acetylene glycol polyoxyethylene adduct, and the like.
  • the polyoxyalkylene adduct can be mentioned.
  • Two or more of the nonionic surfactants may be used in combination.
  • acetylene glycol polyoxyethylene adduct is preferred from the viewpoint of uniformly roughening the copper layer surface.
  • Nonionic surfactant HLB Hydrophile-Lipophile Balance
  • HLB Hydrophile-Lipophile
  • the halide ion concentration is A wt%
  • the polymer concentration is B wt%
  • the cupric ion concentration is C wt%
  • the nonionic surfactant concentration is D wt%. It is preferable to blend each component so that the A / B value is 2000 to 9000 and the A / D value is 500 to 9000.
  • the value of A / B is preferably 2100 to 9000, more preferably 2200 to 9000, and further preferably 2400 to 9000. From the same viewpoint, the A / D value is preferably 1000 to 9000, more preferably 1000 to 8500.
  • a / C is preferably 0.30 to 1.40, more preferably 0.30 to 1.00, still more preferably 0.35 to 1.00, and particularly preferably 0.35 to 0.95. preferable. If the value of A / C is within the above range, the roughened shape of the copper layer surface tends to become more uniform.
  • the microetching agent of the present invention may contain components other than those described above.
  • the micro-etching agent of the present invention includes a salt such as a sodium salt, potassium salt or ammonium salt of an organic acid in order to reduce pH fluctuation during the roughening treatment, or to improve the dissolution stability of copper.
  • Complexing agents such as ethylenediamine, pyridine, aniline, ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine may be added, and various other additives may be added as necessary. . When these additives are added, the concentration of the additive in the microetching agent is about 0.0001 to 20% by weight.
  • microetching agent of the present invention can be easily prepared by dissolving each of the above components in ion exchange water or the like.
  • a method for manufacturing a wiring board according to the present invention is a method for manufacturing a wiring board including a copper layer, wherein the surface of the copper layer is roughened by bringing the microetching agent of the present invention into contact with the surface of the copper layer. And a roughening treatment step.
  • a wiring board including a plurality of copper layers only one of the plurality of copper layers may be treated with the microetching agent of the present invention, and two or more copper layers may be treated with the microetching of the present invention. You may process with an agent.
  • the method of bringing the microetching agent into contact with the surface of the copper layer is not particularly limited.
  • the method of spraying the microetching agent on the surface of the copper layer to be treated or the microetching of the copper layer to be treated examples include a method of immersing in the agent.
  • spraying it is preferable to perform etching under conditions of a microetching agent temperature of 15 to 35 ° C. and a spray pressure of 0.03 to 0.3 MPa for 30 to 60 seconds.
  • the temperature of the microetching agent is 15 to 35 ° C. and etching is performed for 30 to 90 seconds.
  • the microetching agent of the present invention can be easily treated after use, and can be treated by a general and simple method using, for example, neutralization or a polymer flocculant.
  • the etching amount when roughening the surface of the copper layer is preferably 0.03 ⁇ m or more, more preferably 0.05 ⁇ m or more. preferable.
  • the etching amount is reduced to prevent the entire copper layer from being removed.
  • the etching amount is preferably 1.5 ⁇ m or less, more preferably 1.0 ⁇ m or less, and further preferably 0.5 ⁇ m or less.
  • the acidic aqueous solution used for washing hydrochloric acid, sulfuric acid aqueous solution, nitric acid aqueous solution and the like can be used, but hydrochloric acid is preferable because it has little influence on the roughened shape and has high smut removability.
  • the acid concentration of the acidic aqueous solution is preferably 0.3 to 35% by weight, and more preferably 1 to 10% by weight.
  • the cleaning method is not particularly limited, and examples thereof include a method of spraying an acidic aqueous solution on the roughened copper layer surface, a method of immersing the roughened copper layer in the acidic aqueous solution, and the like.
  • spraying it is preferable to wash the acidic aqueous solution at a temperature of 15 to 35 ° C. under a spray pressure of 0.03 to 0.3 MPa for 3 to 30 seconds.
  • immersion it is preferable that the temperature of the acidic aqueous solution is 15 to 35 ° C. and the cleaning is performed for 3 to 30 seconds.
  • the roughening treatment step is a step of roughening the surface of the copper layer while adding a replenisher comprising an aqueous solution containing an organic acid, halide ion, polymer and nonionic surfactant to the microetching agent. It is preferable. Thereby, the density
  • the concentration of each component in the replenisher is appropriately adjusted according to the initial concentration of the microetching agent used in the treatment.
  • the organic acid is 0.5 to 30% by weight
  • the halide ion is 0.01 to 20% by weight.
  • Polymer 0.0001 to 1% by weight and nonionic surfactant 0.0001 to 1% by weight, the concentration of each component in the microetching agent during processing can be easily maintained. it can.
  • the replenisher can be easily prepared by dissolving the above components in ion exchange water or the like.
  • the microetching agent of the present invention can be widely used for roughening the copper layer surface and the like.
  • unevenness is uniformly formed on the surface of the treated copper layer, and adhesion to a resin such as a prepreg, a plating resist, an etching resist, a solder resist, or an electrodeposition resist is good.
  • a resin such as a prepreg, a plating resist, an etching resist, a solder resist, or an electrodeposition resist is good.
  • PGA pin grid arrays
  • BGA ball grid arrays
  • a thin copper layer for example, a copper layer having a thickness of 5 ⁇ m or less, particularly a copper layer having a thickness of 1 ⁇ m or less, such as a copper sputtered film, a copper deposited film, a copper plating film, etc. Since the crystallization process is difficult, the effect of the present invention is effectively exhibited.
  • the thickness of the copper layer included in the wiring board is usually 0.3 ⁇ m or more.
  • the microetching agent of the present invention is suitably used for surface roughening of a seed layer when a wiring board is manufactured by a semi-additive method. That is, according to the present invention, since the copper layer (seed layer) surface is uniformly roughened even with a low etching amount, the entire seed layer is removed even when the thickness of the seed layer is as small as 1 ⁇ m or less, for example. The surface can be roughened without causing defects, and the adhesion to the resist can be enhanced.
  • a resist is formed on the copper layer.
  • metal wiring generally copper wiring
  • metal wiring is formed in the resist opening on the copper layer by electrolytic plating, and after the resist is removed (peeled off), the copper layer in the metal wiring non-forming portion is removed by etching.
  • a substrate having an electroless copper plating film having a thickness of 1.0 ⁇ m was prepared as a test substrate.
  • spraying was performed on the electroless copper plating film of the test substrate under the condition of a spray pressure of 0.1 MPa.
  • Etching was performed by adjusting the etching time so that the etching amount became 0.1 ⁇ m.
  • the substrate was washed with water, and the etched surface was immersed in hydrochloric acid (hydrogen chloride concentration: 3.5 wt%) at a temperature of 25 ° C. for 15 seconds, followed by washing with water and drying.
  • the balance of the components of each microetching agent shown in Table 1-1 to Table 1-6 is ion exchange water.
  • FIGS. 10 are SEM photographs taken at the time of SEM observation (shooting angle 45 °, magnification 5000 times). ). From the comparison between FIGS. 1 to 5 (Example) and FIGS. 6 to 10 (Comparative Example), the A / B value is in the range of 2000 to 9000 and the A / D value is in the range of 500 to 9000. It can be seen that the copper layer surface can be uniformly roughened even with a low etching amount. In addition, when there is roughening unevenness, there is usually a possibility of unevenness in adhesion, which may cause poor adhesion.
  • a cellophane tape (product name: cello tape, product number CT405AP-18, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) is pressed onto the developed resist pattern with a finger, and then the cellophane tape is peeled off to check whether the resist pattern has been peeled off. did.
  • the results are shown in Table 1-1 to Table 1-6.
  • Example 1 (FIG. 1), Example 2 (FIG. 2) and Example 6 (FIG. 3), Comparative Example 2 (FIG. 6) and Comparative Example 3
  • a uniform roughened shape can be obtained on the entire surface of the copper layer by using a microetching agent having an A / B value within a predetermined range.
  • Example 9 (FIG. 4) and Example 10 (FIG. 5) and Comparative Example 4 (FIG. 8) and Comparative Example 5 (FIG. 9)
  • the value of A / D needs to be within a predetermined range.
  • the concentration ratio of the three components of halide ion (A), polymer (B), and nonionic surfactant (C) in the microetching agent is within a predetermined range.

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Abstract

 本発明は、マイクロエッチング剤、及びこのマイクロエッチング剤に添加される補給液、並びに前記マイクロエッチング剤を用いた配線基板の製造方法に関する。銅のマイクロエッチング剤は、第二銅イオン、有機酸、ハロゲン化物イオン、ポリマー及びノニオン性界面活性剤を含む水溶液からなる。前記ポリマーは、ポリアミン鎖及び/又はカチオン性基を有し、かつ重量平均分子量が1000以上の水溶性ポリマーである。本発明のマイクロエッチング剤は、前記ハロゲン化物イオンの濃度をA重量%とし、前記ポリマーの濃度をB重量%とし、前記ノニオン性界面活性剤の濃度をD重量%としたときに、A/Bの値が2000~9000であり、かつA/Dの値が500~9000であることが好ましい。上記エッチング剤を用いることで、低エッチング量でも樹脂等との密着性を均一に維持できる。

Description

銅のマイクロエッチング剤及びその補給液、並びに配線基板の製造方法
 本発明は、銅のマイクロエッチング剤及びその補給液、並びに配線基板の製造方法に関する。
 プリント配線基板の製造過程において、銅層表面に感光性樹脂(フォトレジスト)を用いてめっきレジスト又はエッチングレジストを形成し、パターニングを行うことが広く行われている。例えば、セミアディティブ工法では、絶縁基板上に無電解めっきにより「シード層」と呼ばれる銅層が形成され、このシード層上にめっきレジストが形成された後、電解銅めっきにより、シード層上のレジスト開口部にパターンめっきが行われパターン化された金属配線が形成される。
 シード層等の銅層上にレジスト等の樹脂層を形成するための前処理として、銅層表面を粗化することが行われている。粗化処理は、銅層表面を活性化させるという目的のほかに、銅層表面を粗化することによってアンカー作用でレジストとの密着性を向上させるという目的もある。
 粗化方法としては、下記特許文献1に記載された特定の高分子化合物を含むマイクロエッチング剤や、下記特許文献2に記載された特定の有機酸を含むマイクロエッチング剤により、銅層表面を粗化する方法が知られている。これらの粗化方法によれば、銅層表面に深い凹凸が形成されるため、銅層表面とレジストとの密着性を向上させることができる。
特開平9-41162号公報 特開平9-41163号公報
 近年、レジストが形成される銅層の薄層化(無電解めっき等を採用することによる薄層化)が進んでいる。例えば、セミアディティブ工法では、レジストが形成されたシード層上にパターンめっきにより金属配線を形成後、金属配線非形成部のシード層をエッチングによって除去する必要がある。シード層の除去を容易とし、かつシード層除去時の配線の細りを抑制するためには、銅層(シード層)の厚みはできる限り薄いことが好ましい。
 このような銅層の薄層化に伴い、銅層表面の粗化処理が困難なケースが増えてきたため、銅層表面の活性化処理を希硫酸による除錆に変更するケースが増えてきている。一方で、形成されるパターンの細線化に伴って、希硫酸活性処理では銅層表面とパターニングされたレジストとの密着性が低下する傾向があり、生産性の低下が問題となりつつある。より具体的には、銅層表面に形成された感光性樹脂層は、露光後に炭酸ナトリウム水溶液等の現像液で現像され、その現像パターンが次工程でめっきレジスト又はエッチングレジストとして利用されるが、めっき工程又はエッチング工程でレジストの密着性が確保できなければ、所望の配線パターン形状が得られなくなる。
 上記特許文献1及び特許文献2に記載のマイクロエッチング剤は、銅層表面に深い凹凸を形成することにより密着性を向上させるものであるため、レジスト等の樹脂との密着性を維持するには、ある程度のエッチング量(例えば1.5μm以上)が必要とされる。そのため、セミアディティブ工法においてめっきレジストを形成するための前処理として、例えば厚み1μm以下の無電解めっき膜(シード層)の粗化に上記マイクロエッチング剤を適用すると、通常の条件では無電解めっき膜全体が除去されてしまう可能性がある。また、無電解めっき膜全体が除去されるのを防止するために、エッチング量を少なくすると、粗化ムラが生じ易くなるため、無電解めっき膜とめっきレジストとの均一な密着性を確保するのが困難となる。その結果、めっきレジストパターンの部分的な欠陥が生じて所望の配線パターン形状が得られなくなるおそれがある。よって、低エッチング量でもレジスト等の樹脂との密着性を均一に維持できるマイクロエッチング剤の開発が要請されている。なお、「エッチング量」とは、深さ方向の平均エッチング量(溶解量)を指し、マイクロエッチング剤により溶解した銅の重量、比重及び銅表面の前面投影面積から算出される値である。以下の「エッチング量」についても同様である。
 本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、低エッチング量でも樹脂等との密着性を均一に維持できるマイクロエッチング剤、及びこのマイクロエッチング剤に添加される補給液、並びに前記マイクロエッチング剤を用いた配線基板の製造方法を提供する。
 本発明の銅のマイクロエッチング剤は、第二銅イオン、有機酸、ハロゲン化物イオン、ポリマー及びノニオン性界面活性剤を含む水溶液からなる。前記ポリマーは、ポリアミン鎖及び/又はカチオン性基を有し、かつ重量平均分子量が1000以上の水溶性ポリマーである。本発明のマイクロエッチング剤は、前記ハロゲン化物イオンの濃度をA重量%とし、前記ポリマーの濃度をB重量%とし、前記ノニオン性界面活性剤の濃度をD重量%としたときに、A/Bの値が2000~9000であり、かつA/Dの値が500~9000であることが好ましい。
 本発明の配線基板の製造方法は、銅層を含む配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、前記銅層の表面に前記本発明のマイクロエッチング剤を接触させて前記表面を粗化する粗化処理工程を有する。
 本発明の補給液は、前記本発明の製造方法において前記マイクロエッチング剤に添加される補給液であって、有機酸、ハロゲン化物イオン、ポリマー及びノニオン性界面活性剤を含む水溶液からなる。前記ポリマーは、ポリアミン鎖及び/又はカチオン性基を有し、かつ重量平均分子量が1000以上の水溶性ポリマーである。
 なお、前記本発明における「銅」は、銅からなるものであってもよく、銅合金からなるものであってもよい。また、本明細書において「銅」は、銅又は銅合金を指す。また、前記本発明における「銅層」は、銅配線パターン層も含む。
 本発明によれば、低エッチング量でも銅層表面と樹脂等との密着性を均一に維持できる。
一実施例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 一実施例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 一実施例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 一実施例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 一実施例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 比較例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 比較例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 比較例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 比較例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。 比較例のマイクロエッチング剤により粗化処理された銅層表面の走査型電子顕微鏡写真(撮影角度45°、倍率5000倍)。
 <マイクロエッチング剤>
 本発明の銅のマイクロエッチング剤は、第二銅イオン、有機酸、ハロゲン化物イオン、ポリマー及びノニオン性界面活性剤を含む水溶液からなる。以下、本発明の銅のマイクロエッチング剤に含まれる各成分について説明する。
 (第二銅イオン)
 第二銅イオンは、銅を酸化するための酸化剤として作用するものである。第二銅イオン源を配合することによって、マイクロエッチング剤中に第二銅イオンを含有させることができる。第二銅イオン源としては、例えば有機酸の銅塩や、塩化第二銅、臭化第二銅、水酸化第二銅、酸化第二銅等があげられる。前記銅塩を形成する有機酸は特に限定されないが、エッチング速度を適正に維持する観点から、後述するpKaが5以下の有機酸が好ましい。前記第二銅イオン源は2種以上を併用してもよい。
 第二銅イオンの濃度は、エッチング速度を適正に維持する観点から、0.01~20重量%が好ましく、0.1~20重量%がより好ましく、0.1~10重量%がさらに好ましい。
 (有機酸)
 有機酸は、第二銅イオンによって酸化された銅を溶解させる機能を有すると共に、pH調整の機能も有する。酸化された銅の溶解性の観点から、pKaが5以下の有機酸を使用することが好ましい。pKaが5以下の有機酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸等の飽和脂肪酸;アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等の不飽和脂肪酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸等の脂肪族飽和ジカルボン酸;マレイン酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸;安息香酸、フタル酸、桂皮酸等の芳香族カルボン酸;グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸等のオキシカルボン酸、スルファミン酸、β-クロロプロピオン酸、ニコチン酸、アスコルビン酸、ヒドロキシピバリン酸、レブリン酸等の置換基を有するカルボン酸;及びそれらの誘導体等があげられる。前記有機酸は2種以上を併用してもよい。
 マイクロエッチング剤中の有機酸の濃度は、酸化された銅の溶解性の観点から、0.1~30重量%が好ましく、0.5~25重量%がより好ましい。
 (ハロゲン化物イオン)
 ハロゲン化物イオンは、銅の溶解を補助し、密着性に優れた銅層表面を形成する機能を有する。ハロゲン化物イオン源を配合することによって、マイクロエッチング剤中にハロゲン化物イオンを含有させることができる。ハロゲン化物イオン源としては、例えば塩化物イオン、臭化物イオン等のイオン源が例示できる。具体的には、塩酸、臭化水素酸、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、臭化カリウム、臭化ナトリウム、塩化銅、臭化銅、塩化亜鉛、塩化鉄、臭化錫等が挙げられる。ハロゲン化物イオン源としては、これらの他、溶液中でハロゲン化物イオンを解離しうる化合物が挙げられる。前記ハロゲン化物イオンは2種以上を併用してもよい。なかでも、密着性に優れた銅層表面を均一に形成する観点から、塩化物イオンが好ましい。なお、例えば塩化第二銅は、ハロゲン化物イオン源と第二銅イオン源の両方の作用を有するものとして使用することができる。
 マイクロエッチング剤中のハロゲン化物イオンの濃度は、密着性に優れた銅層表面を形成する観点から、0.01~20重量%が好ましく、0.1~10重量%がより好ましく、0.5~5重量%がさらに好ましい。
 (ポリマー)
 本発明で用いられるポリマーは、ポリアミン鎖及び/又はカチオン性基を有し、かつ重量平均分子量が1000以上の水溶性ポリマーである。前記ポリマーは、上述したハロゲン化物イオンと共に、密着性に優れた銅層表面を形成するために配合される。水溶性の観点から、重量平均分子量が1000から五百万のポリマーが好ましい。なお、上記「重量平均分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフ分析によりポリエチレングリコール換算で得られる値である。
 前記ポリマーの具体例としては、第4級アンモニウム塩型スチレン重合体、第4級アンモニウム塩型アミノアルキル(メタ)アクリレート重合体、第4級アンモニウム塩型ジアリルアミン重合体、第4級アンモニウム塩型ジアリルアミン-アクリルアミド共重合体等の第4級アンモニウム塩型ポリマーや、ポリエチレンイミン、ポリアルキレンポリアミン、アミノアルキルアクリルアミドの塩の重合体、カチオン性セルロース誘導体等があげられる。前記塩としては、例えば塩酸塩等があげられる。前記ポリマーは、2種以上を併用してもよい。なかでも銅層表面に細かい凹凸を形成することによって、低エッチング量でも銅層表面と樹脂等との密着性を均一に維持する観点から、第4級アンモニウム塩型ポリマー、ポリエチレンイミン及びポリアルキレンポリアミンから選ばれる1種以上が好ましく、第4級アンモニウム塩型ポリマーがより好ましい。また、前記ポリマーとしては、樹脂や繊維の帯電防止剤、廃水処理用の高分子凝集剤、毛髪用リンスのコンディショニング成分等として市販されているものを用いてもよい。
 マイクロエッチング剤中の前記ポリマーの濃度は、密着性に優れた銅層表面を形成する観点から、0.00001~1重量%が好ましく、0.0001~0.1重量%がより好ましく、0.0002~0.1重量%がさらに好ましい。
 (ノニオン性界面活性剤)
 本発明のマイクロエッチング剤には、銅層表面を均一に粗化する観点から、ノニオン性界面活性剤が配合される。マイクロエッチング剤中のノニオン性界面活性剤の濃度は、銅層表面を均一に粗化する観点、及び処理中の泡立ちを抑制する観点から0.00001~0.1重量%が好ましく、0.0001~0.1重量%がより好ましく、0.0001~0.01重量%がさらに好ましい。なお、本発明で使用できるノニオン性界面活性剤は、ポリアミン鎖を有していないものである。
 前記ノニオン性界面活性剤としては、例えば、多価アルコールエステルポリオキシエチレン付加物、高級アルコールポリオキシエチレン付加物、アルキルフェノールポリオキシエチレン付加物、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物などのポリオキシアルキレン付加物を挙げることができる。前記ノニオン性界面活性剤は2種以上を併用してもよい。なかでも、銅層表面を均一に粗化する観点から、アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物が好ましい。
 前記ノニオン性界面活性剤のHLB(Hydrophile-Lipophile
Balance)は、銅層表面を均一に粗化する観点から、6~10が好ましい。HLBが6~10のノニオン性界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフィノール440(アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物、日信化学社製、HLB=8)、エマルゲン404(ポリオキシエチレンオレイルエーテル、花王社製、HLB=8.8)、ニューコール2303-Y(ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、日本乳化剤社製、HLB=9.1)などが挙げられる。
 本発明では、前記ハロゲン化物イオンの濃度をA重量%とし、前記ポリマーの濃度をB重量%とし、前記第二銅イオンの濃度をC重量%とし、前記ノニオン性界面活性剤の濃度をD重量%としたときに、A/Bの値が2000~9000、かつA/Dの値が500~9000となるように、各成分を配合することが好ましい。これにより、銅層表面を適切な速度で均一に粗化できるため、低エッチング量でも銅層表面と樹脂等との密着性を均一に維持できる。また、エッチング量を減らすことができるため、マイクロエッチング剤の更新頻度を減らすことができ、ランニングコストの低減が図られる。銅層表面を均一に粗化する観点から、上記A/Bの値は、好ましくは2100~9000、より好ましくは2200~9000、さらに好ましくは2400~9000である。同様の観点から、上記A/Dの値は、好ましくは1000~9000、より好ましくは1000~8500である。
 また、A/Cの値は、0.30~1.40が好ましく、0.30~1.00がより好ましく、0.35~1.00がさらに好ましく、0.35~0.95が特に好ましい。A/Cの値が前記範囲内であれば、銅層表面の粗化形状がより均一になる傾向がある。
 (他の添加剤)
 本発明のマイクロエッチング剤には、上記以外の成分が含まれていてもよい。例えば、本発明のマイクロエッチング剤には、粗化処理中のpHの変動を少なくするために有機酸のナトリウム塩やカリウム塩やアンモニウム塩等の塩や、銅の溶解安定性を向上させるためにエチレンジアミン、ピリジン、アニリン、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン等の錯化剤を添加してもよく、必要に応じてその他の種々の添加剤を添加してもよい。これらの添加剤を添加する場合、マイクロエッチング剤中の添加剤の濃度は、0.0001~20重量%程度である。
 本発明のマイクロエッチング剤は、前記の各成分をイオン交換水等に溶解させることにより容易に調製することができる。
 <配線基板の製造方法>
 本発明の配線基板の製造方法は、銅層を含む配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、前記銅層の表面に上述した本発明のマイクロエッチング剤を接触させて前記表面を粗化する粗化処理工程を有する。なお、銅層を複数層含む配線基板を製造する場合は、複数の銅層のうち一層だけを本発明のマイクロエッチング剤で処理してもよく、二層以上の銅層を本発明のマイクロエッチング剤で処理してもよい。
 前記粗化処理工程において、銅層の表面にマイクロエッチング剤を接触させる方法は特に限定されないが、例えば処理される銅層表面にマイクロエッチング剤をスプレーする方法や、処理される銅層をマイクロエッチング剤中に浸漬する方法等があげられる。スプレーする場合は、マイクロエッチング剤の温度を15~35℃とし、スプレー圧0.03~0.3MPaで30~60秒間の条件でエッチングすることが好ましい。浸漬する場合は、マイクロエッチング剤の温度を15~35℃とし、30~90秒間の条件でエッチングすることが好ましい。なお、浸漬する場合には、銅のエッチングによってマイクロエッチング剤中に生成した第一銅イオンを第二銅イオンに酸化するために、バブリング等によりマイクロエッチング剤中に空気の吹き込みを行うことが好ましい。なお、本発明のマイクロエッチング剤は、使用後の廃液処理が容易であり、例えば中和、高分子凝集剤等を利用する一般的な簡便な方法で処理できる。
 本発明では、樹脂等との密着性を向上させる観点から、前記銅層の表面を粗化する際のエッチング量が、0.03μm以上であることが好ましく、0.05μm以上であることがより好ましい。また、本発明を薄層化された銅層にめっきレジストを形成する際の前処理工程等に適用した場合に、エッチング量を低減して当該銅層全体が除去されることを防止する観点から、エッチング量が1.5μm以下であることが好ましく、1.0μm以下であることがより好ましく、0.5μm以下であることが更に好ましい。
 本発明では、前記粗化処理工程後、生成したスマットを除去するために、粗化した銅層の表面を酸性水溶液で洗浄することが好ましい。洗浄に使用する酸性水溶液としては、塩酸、硫酸水溶液、硝酸水溶液等が使用できるが、粗化形状への影響が少なく、スマットの除去性も高いことから塩酸が好ましい。スマットの除去性の観点から、前記酸性水溶液の酸濃度は、0.3~35重量%であることが好ましく、1~10重量%であることがより好ましい。洗浄方法は特に限定されず、粗化した銅層表面に酸性水溶液をスプレーする方法や、粗化した銅層を酸性水溶液中に浸漬する方法等があげられる。スプレーする場合は、酸性水溶液の温度を15~35℃とし、スプレー圧0.03~0.3MPaで3~30秒間の条件で洗浄することが好ましい。浸漬する場合は、酸性水溶液の温度を15~35℃とし、3~30秒間の条件で洗浄することが好ましい。
 前記粗化処理工程は、前記マイクロエッチング剤に、有機酸、ハロゲン化物イオン、ポリマー及びノニオン性界面活性剤を含む水溶液からなる補給液を添加しながら前記銅層の表面を粗化する工程であることが好ましい。これにより、処理中のマイクロエッチング剤中の各成分の濃度を適正に維持することができる。補給液の添加量や補給液の添加のタイミングについては、各成分の濃度管理幅等に応じて適宜設定すればよい。補給液中の各成分は、上述した本発明のマイクロエッチング剤に含まれる成分と同様である。
 前記補給液中の各成分の濃度は、処理に用いるマイクロエッチング剤の初期濃度等に応じて適宜調整されるが、例えば有機酸0.5~30重量%、ハロゲン化物イオン0.01~20重量%、ポリマー0.0001~1重量%、及びノニオン性界面活性剤0.0001~1重量%の範囲内であれば、処理中のマイクロエッチング剤中の各成分の濃度を容易に維持することができる。
 前記補給液は、前記の各成分をイオン交換水等に溶解させることにより容易に調製することができる。
 本発明のマイクロエッチング剤による処理の後、樹脂との密着性をさらに向上させるために、例えば米国特許第3645772号明細書に開示されているように、アゾール類の水溶液やアルコール溶液で処理してもよい。また、本発明のマイクロエッチング剤による処理の後、ブラウンオキサイド処理やブラックオキサイド処理とよばれる酸化処理を行なってもよい。
 本発明のマイクロエッチング剤は銅層表面の粗化等に広く使用することができる。特に処理された銅層の表面には凹凸が均一に形成されており、プリプレグ、めっきレジスト、エッチングレジスト、ソルダーレジスト、電着レジスト等の樹脂との密着性が良好である。また、はんだ付け性にも優れた表面であるため、ピングリッドアレイ(PGA)用やボールグリッドアレイ(BGA)用を含む種々の配線基板の製造に特に有用である。さらにリードフレームの表面処理にも有用である。なかでも、薄層化された銅層、例えば5μm以下の銅層、特に銅スパッタ膜、銅蒸着膜、銅めっき膜等の厚みが1μm以下の銅層は、従来のマイクロエッチング剤では均一な粗化処理が困難なため、本発明の効果が有効に発揮される。なお、配線基板に含まれる銅層の厚みは、通常0.3μm以上である。
 特に、本発明のマイクロエッチング剤は、セミアディティブ工法により配線基板を製造する際のシード層の表面粗化に好適に用いられる。すなわち、本発明によれば、低エッチング量でも銅層(シード層)表面が均一に粗化されるため、シード層の厚みが例えば1μm以下と小さい場合でも、シード層全体が除去されるとの不具合を生じることなく表面を粗化して、レジストとの密着性を高めることができる。セミアディティブ工法では、本発明のマイクロエッチング剤により銅層(シード層)の表面が粗化された後、銅層上にレジストが形成される。その後、電解めっきにより銅層上のレジスト開口部に金属配線(一般には銅配線)が形成され、レジストが除去(剥離)された後、エッチングにより金属配線非形成部の銅層が除去される。
 次に、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定して解釈されるものではない。
 <マイクロエッチング剤による処理>
 試験基板として、1.0μmの膜厚の無電解銅めっき膜を有する基材を用意した。次に、表1-1~表1-6に示す各マイクロエッチング剤(25℃)を用いて、スプレー圧0.1MPaの条件で上記試験基板の無電解銅めっき膜上にスプレーし、銅のエッチング量が0.1μmとなるようにエッチング時間を調整してエッチングした。次いで、水洗を行い、温度25℃の塩酸(塩化水素濃度:3.5重量%)にエッチング処理面を15秒間浸漬した後、水洗を行い、乾燥させた。なお、表1-1~表1-6に示す各マイクロエッチング剤の配合成分の残部はイオン交換水である。
 <走査型電子顕微鏡観察による粗化の均一性評価>
 上記処理後の試験基板のうち、実施例1,2,6,9,10及び比較例2,3~5,7のマイクロエッチング剤で処理した基板の無電解銅めっき膜表面を走査型電子顕微鏡(SEM)(型式JSM-7000F、日本電子社製)で観察した。図1(実施例1)、図2(実施例2)、図3(実施例6)、図4(実施例9)、図5(実施例10)、図6(比較例2)、図7(比較例3)、図8(比較例4)、図9(比較例5)、及び図10(比較例7)は、SEM観察の際に撮影したSEM写真(撮影角度45°、倍率5000倍)である。図1~5(実施例)と図6~10(比較例)の比較から、A/Bの値を2000~9000の範囲とし、かつA/Dの値を500~9000の範囲とすることによって、低エッチング量であっても銅層表面を均一に粗化できることが分かる。なお、粗化ムラがある場合は、通常、密着性にもムラができ、密着不良をおこすおそれがある。
 <テープ剥離試験>
 上記処理後の試験基板の無電解銅めっき膜表面に日立化成工業社製ドライフィルム(品番RY-3325、厚み25μm)を貼り合わせ、露光パターンとしてライン/スペース=0.3mm/0.7mmのフォトマスクを用いて、80mJ/cmの露光条件で露光した。次いで、1重量%炭酸ナトリウム水溶液(25℃)を用いて、スプレー処理(スプレー圧0.08MPa、スプレー時間30秒)にて現像した。次いで、現像後のレジストパターンの上にセロハンテープ(商品名セロテープ、品番CT405AP-18、ニチバン社製)を指で押して密着させた後、当該セロハンテープを引き剥がしてレジストパターンの剥がれの有無を確認した。結果を表1-1~表1-6に示す。
 <ドット残存率>
 上記処理後の試験基板の無電解銅めっき膜表面に旭化成社製ドライフィルム(サンフォートSPG-102、厚み10μm)を貼り合わせ、露光パターンとしてドット/スペース=20μmφ/40μm(ドット数:255ドット)のフォトマスクを用いて、150mJ/cmの露光条件で露光した。次いで、1重量%炭酸ナトリウム水溶液(25℃)を用いて、スプレー処理(スプレー圧0.05MPa、スプレー時間60秒)にて現像した。次いで、現像後のドット残存数を計数し、下式によりドット残存率を算出した。結果を表1-1~表1-6に示す。なお、ドット残存率が高いほど、銅表面とレジストとの密着性が均一に維持されていると評価できる。
ドット残存率(%)=ドット残存数/255ドット×100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表1-1~表1-6の結果に示すように、0.1μmの低エッチング量であっても本発明の実施例はいずれもテープ剥離試験において「剥がれ無し」であった。また、ドット残存率についても、本発明の実施例はいずれも85%以上と高い値であった。一方、比較例は、少なくとも1つの評価項目で実施例に比べ劣る結果が得られた。特に、ドット残存率については、比較例はいずれも65%以下の低い値であった。この結果から、本発明によれば銅層表面を均一に粗化できるため、低エッチング量でも銅とレジストとの密着性を均一に維持できることが分かる。
 各実施例および比較例についてより詳細に検討すると、実施例1(図1)、実施例2(図2)および実施例6(図3)と、比較例2(図6)および比較例3(図7)との対比から、A/Bの値が所定の範囲内であるマイクロエッチング剤を用いることで、銅層表面の全体に均一な粗化形状が得られることがわかる。また、実施例9(図4)および実施例10(図5)と、比較例4(図8)および比較例5(図9)との対比から、均一な粗化形状を得るためには、A/Bの値に加えて、A/Dの値を所定範囲とすることが必要であることがわかる。
 これらの結果から、本発明においては、マイクロエッチング剤中のハロゲン化物イオン(A)、ポリマー(B)、およびノニオン性界面活性剤(C)の3つの成分の濃度比を所定範囲内とすることで、銅層の表面に均一な粗化形状が形成され、これによって低エッチング量でも銅層表面と樹脂等との密着性を均一に維持できものと考えられる。
 実施例15と実施例16とのドット残存率の対比から、マイクロエッチング剤中のポリマーとして、第4級アンモニウム塩型のポリマーが用いられることで、粗化の均一性が向上することが分かる。また、実施例16と実施例17とのドット残存率の対比から、マイクロエッチング剤中のノニオン性界面活性剤として、アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物が用いられることで、粗化の均一性が向上することが分かる。

Claims (10)

  1.  第二銅イオン、有機酸、ハロゲン化物イオン、ポリマー及びノニオン性界面活性剤を含む水溶液からなる銅のマイクロエッチング剤であって、
     前記ポリマーは、ポリアミン鎖及び/又はカチオン性基を有し、かつ重量平均分子量が1000以上の水溶性ポリマーであり、
     前記ハロゲン化物イオンの濃度をA重量%とし、前記ポリマーの濃度をB重量%とし、前記ノニオン性界面活性剤の濃度をD重量%としたときに、A/Bの値が2000~9000であり、かつA/Dの値が500~9000である、マイクロエッチング剤。
  2.  前記ハロゲン化物イオンの濃度が0.01~20重量%である請求項1に記載のマイクロエッチング剤。
  3.  前記ポリマーは、第4級アンモニウム塩型ポリマー、ポリエチレンイミン及びポリアルキレンポリアミンから選ばれる1種以上である請求項1又は2に記載のマイクロエッチング剤。
  4.  前記ノニオン性界面活性剤は、ポリオキシアルキレン付加物である請求項1~3のいずれか1項に記載のマイクロエッチング剤。
  5.  銅層を含む配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、
     前記銅層の表面に請求項1~4のいずれか1項に記載のマイクロエッチング剤を接触させて前記表面を粗化する粗化処理工程を有する、配線基板の製造方法。
  6.  前記マイクロエッチング剤に接触させる前の前記銅層の厚みが、1μm以下である請求項5に記載の配線基板の製造方法。
  7.  前記銅層の表面を粗化する際の深さ方向の平均エッチング量が、0.5μm以下である請求項5又は6に記載の配線基板の製造方法。
  8.  前記粗化処理工程後、粗化した銅層の表面を酸性水溶液で洗浄する請求項5~7のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
  9.  前記粗化処理工程は、前記マイクロエッチング剤に、有機酸、ハロゲン化物イオン、ポリマー及びノニオン性界面活性剤を含む水溶液からなる補給液を添加しながら前記銅層の表面を粗化する工程であり、
     前記補給液中の前記ポリマーは、ポリアミン鎖及び/又はカチオン性基を有し、かつ重量平均分子量が1000以上の水溶性ポリマーである請求項5~8のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
  10.  請求項9に記載の配線基板の製造方法において前記マイクロエッチング剤に添加される補給液であって、
     有機酸、ハロゲン化物イオン、ポリマー及びノニオン性界面活性剤を含む水溶液からなり、
     前記補給液中の前記ポリマーは、ポリアミン鎖及び/又はカチオン性基を有し、かつ重量平均分子量が1000以上の水溶性ポリマーである、補給液。
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EP13804745.1A EP2878706B1 (en) 2012-09-28 2013-06-25 Microetching agent for copper, supplementary liquid for same, and manufacturing method for circuit board
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SG11201408660QA SG11201408660QA (en) 2012-09-28 2013-06-25 Microetching agent for copper, supplementary liquid for same, and manufacturing method for circuit board
TW102128256A TWI467053B (zh) 2012-09-28 2013-08-07 銅微蝕刻劑及其補充液、以及配線基板之製造方法
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6333455B1 (ja) * 2017-08-23 2018-05-30 メック株式会社 銅のマイクロエッチング剤および配線基板の製造方法
JP6338232B1 (ja) * 2017-09-22 2018-06-06 メック株式会社 銅表面の粗化方法および配線基板の製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104599950B (zh) * 2014-12-31 2017-09-26 通富微电子股份有限公司 一种osp基板的蚀刻清洗设备及方法
JP6218000B2 (ja) * 2016-02-19 2017-10-25 メック株式会社 銅のマイクロエッチング剤および配線基板の製造方法
CN105887092B (zh) * 2016-04-28 2019-01-15 华南理工大学 一种适用于臭氧回收法的pcb酸性蚀刻液
CN111020584B (zh) * 2019-12-23 2022-05-31 昆山市板明电子科技有限公司 铜表面微蚀粗化液及其制备方法
CN114672807A (zh) * 2022-05-26 2022-06-28 深圳市板明科技股份有限公司 一种高铜含量的有机酸超粗化微蚀液及其应用
CN115449794A (zh) * 2022-09-15 2022-12-09 昆山市板明电子科技有限公司 低微蚀量粗化微蚀液、其制备方法及铜面粗化方法
CN116288350B (zh) * 2023-02-23 2024-04-19 湖北兴福电子材料股份有限公司 一种长寿命的铜蚀刻液及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3645772A (en) 1970-06-30 1972-02-29 Du Pont Process for improving bonding of a photoresist to copper
JPH0941162A (ja) 1995-08-01 1997-02-10 Mec Kk 銅および銅合金のマイクロエッチング剤
JPH0941163A (ja) 1995-08-01 1997-02-10 Mec Kk 銅および銅合金のマイクロエッチング剤
JP2001234367A (ja) * 2000-02-23 2001-08-31 Mec Kk 銅または銅合金の表面処理剤および表面処理法
JP2006111953A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Mec Kk 銅又は銅合金のエッチング剤、その製造法、補給液及び配線基板の製造法
JP2008285720A (ja) * 2007-05-17 2008-11-27 Toppan Printing Co Ltd 銅溶解液およびそれを用いた銅または銅合金のエッチング方法
JP2009215592A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Mitsubishi Paper Mills Ltd 銅および銅合金のスプレーエッチング用エッチング液

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW363090B (en) * 1995-08-01 1999-07-01 Mec Co Ltd Microetching composition for copper or copper alloy
CN1195895C (zh) * 1997-01-29 2005-04-06 美克株式会社 铜和铜合金的微浸蚀剂
JP4063475B2 (ja) 1999-11-10 2008-03-19 メック株式会社 銅または銅合金のエッチング剤
JP4090951B2 (ja) * 2003-06-26 2008-05-28 株式会社荏原電産 銅及び銅合金の鏡面仕上げエッチング液
DE102008045306A1 (de) * 2007-09-04 2009-03-05 MEC COMPANY LTD., Amagasaki Ätzlösung und Verfahren zur Bildung eines Leiterbildes
JP5443863B2 (ja) 2009-07-09 2014-03-19 株式会社Adeka 銅含有材料用エッチング剤組成物及び銅含有材料のエッチング方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3645772A (en) 1970-06-30 1972-02-29 Du Pont Process for improving bonding of a photoresist to copper
JPH0941162A (ja) 1995-08-01 1997-02-10 Mec Kk 銅および銅合金のマイクロエッチング剤
JPH0941163A (ja) 1995-08-01 1997-02-10 Mec Kk 銅および銅合金のマイクロエッチング剤
JP2001234367A (ja) * 2000-02-23 2001-08-31 Mec Kk 銅または銅合金の表面処理剤および表面処理法
JP2006111953A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Mec Kk 銅又は銅合金のエッチング剤、その製造法、補給液及び配線基板の製造法
JP2008285720A (ja) * 2007-05-17 2008-11-27 Toppan Printing Co Ltd 銅溶解液およびそれを用いた銅または銅合金のエッチング方法
JP2009215592A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Mitsubishi Paper Mills Ltd 銅および銅合金のスプレーエッチング用エッチング液

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2878706A4 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6333455B1 (ja) * 2017-08-23 2018-05-30 メック株式会社 銅のマイクロエッチング剤および配線基板の製造方法
JP2019039027A (ja) * 2017-08-23 2019-03-14 メック株式会社 銅のマイクロエッチング剤および配線基板の製造方法
JP6338232B1 (ja) * 2017-09-22 2018-06-06 メック株式会社 銅表面の粗化方法および配線基板の製造方法
WO2019058835A1 (ja) * 2017-09-22 2019-03-28 メック株式会社 銅のマイクロエッチング剤、銅表面の粗化方法および配線基板の製造方法
US11208726B2 (en) 2017-09-22 2021-12-28 Mec Company Ltd. Microetching agent for copper, copper surface roughening method and wiring board production method

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