(57)【要約】【課題】金属材料上にエッチングレジストのパターンを形成し、ウエットエッチングによって製造したエッチング部品であって、サイドエッチの進行を防いだ、即ち、高アスペクト比のエッチング部品、及びその製造方法を提供すること。【解決手段】ホットメルトレジスト１１２のパターン形成後に第一エッチングを行い、該パターンを加熱し軟化フローさせ、エッチング側面を該パターンで覆い、第二エッチングでは、深さ方向へのエッチングの進行に比べ、側面へのエッチングの進行を遅らせたエッチングを行うこと。ホットメルトレジストの表面張力が、６８×１０−３〜７８×１０−３Ｎ／ｍであること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料上にホットメルトレジストのパターンを形成し、ウエットエッチングによって金属パターンを形成したエッチング部品において、その製造の際に、
１）ホットメルトレジストのパターン形成後に第一エッチングを行い、
２）第一エッチング後にホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせ、金属材料のエッチング側面の浅部を該パターンで覆い、
３）第二エッチングでは、金属材料の深さ方向へのエッチングの進行に比べ、側面へのエッチングの進行を遅らせたエッチングを行い、
金属材料の断面のエッチング形状が高アスペクト比であることを特徴とするエッチング部品。
【請求項２】
前記ホットメルトレジストの表面張力が、６８×１０−３〜７８×１０−３Ｎ／ｍであることを特徴とする請求項１記載のエッチング部品。
【請求項３】
前記ホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせる際に、金属材料の下部から加熱し、金属材料を経た熱伝導により該パターンを加熱し軟化フローさせることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載のエッチング部品。
【請求項４】
前記ホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせる際に、該パターンの上部をホットプレスで加熱加圧し、該パターンを軟化フローさせることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載のエッチング部品。
【請求項５】
前記ホットメルトレジストのパターン形成が、金属材料上に設けられたホットメルトレジスト上にフォトレジストを塗布し、露光した後に、フォトレジストの現像と同時にホットメルトレジストの非パターン部分を溶解させ、ホットメルトレジストのパターンを形成することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載のエッチング部品。
【請求項６】
前記フォトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率と同等以上、且つホットメルトレジストの線膨張率がフォトレジストの線膨張率より大きいことを特徴とする請求項５記載のエッチング部品。
【請求項７】
前記ホットメルトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率より大きいことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載のエッチング部品。
【請求項８】
金属材料上にホットメルトレジストのパターンを形成し、ウエットエッチングによって金属パターンを形成するエッチング部品の製造方法において、
１）ホットメルトレジストのパターン形成後に第一エッチングを行い、
２）第一エッチング後にホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせ、金属材料のエッチング側面の浅部を該パターンで覆い、
３）第二エッチングでは、金属材料の深さ方向へのエッチングの進行に比べ、側面へのエッチングの進行を遅らせたエッチングを行い、
金属材料の断面のエッチング形状が高アスペクト比であるエッチング部品を製造することを特徴とするエッチング部品の製造方法。
【請求項９】
前記ホットメルトレジストの表面張力が、６８×１０−３〜７８×１０−３Ｎ／ｍであることを特徴とする請求項８記載のエッチング部品の製造方法。
【請求項１０】
前記ホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせる際に、金属材料の下部から加熱し、金属材料を経た熱伝導により該パターンを加熱し軟化フローさせることを特徴とする請求項８、又は請求項９記載のエッチング部品の製造方法。
【請求項１１】
前記ホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせる際に、該パターンの上部をホットプレスで加熱加圧し、該パターンを軟化フローさせることを特徴とする請求項８、又は請求項９記載のエッチング部品の製造方法。
【請求項１２】
前記ホットメルトレジストのパターン形成が、金属材料上に設けられたホットメルトレジスト上にフォトレジストを塗布し、露光した後に、フォトレジストの現像と同時にホットメルトレジストの非パターン部分を溶解させ、ホットメルトレジストのパターンを形成することを特徴とする請求項８、請求項９、請求項１０、又は請求項１１記載のエッチング部品の製造方法。
【請求項１３】
前記フォトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率と同等以上、且つホットメルトレジストの線膨張率がフォトレジストの線膨張率より大きいことを特徴とする請求項１２記載のエッチング部品の製造方法。
【請求項１４】
前記ホットメルトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率より大きいことを特徴とする請求項８、請求項９、請求項１０、又は請求項１１記載のエッチング部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属材料を用いフォトエッチング法によってパターンを形成したエッチング部品に関するものであり、特に、隣合うパターンの間隔が狭く且つエッチング深度が深い高アスペクト比のエッチング部品、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエットエッチングによってエッチング部品を形成する場合、アルカリ可溶なフォトレジストやフォトレジストフィルムのパターンを鉄系或いは銅系の金属材料上に配置し、塩化第二鉄エッチング液や塩化第二銅エッチング液を用いてエッチングしている。
このようなウエットエッチングでは、フォトレジストのパターンの開口部からフォトレジスト直下までエッチングが進行する等方的なエッチング、いわゆるサイドエッチング問題が発生する。
サイドエッチングとは、フォトレジスト膜面下へも等方的にエッチングが入ることをいい、高アスペクト比のエッチングが難しく、隣合うパターンとの間隔も狭くできない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のように、金属材料上にエッチングレジストのパターンを形成し、ウエットエッチングによって製造したエッチング部品であって、サイドエッチの進行を防いだ、即ち、高アスペクト比のエッチング部品を提供することを課題とするものである。
また、その製造方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属材料上にホットメルトレジストのパターンを形成し、ウエットエッチングによって金属パターンを形成したエッチング部品において、その製造の際に、
１）ホットメルトレジストのパターン形成後に第一エッチングを行い、
２）第一エッチング後にホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせ、金属材料のエッチング側面の浅部を該パターンで覆い、
３）第二エッチングでは、金属材料の深さ方向へのエッチングの進行に比べ、側面へのエッチングの進行を遅らせたエッチングを行い、
金属材料の断面のエッチング形状が高アスペクト比であることを特徴とするエッチング部品である。
【０００５】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品において、前記ホットメルトレジストの表面張力が、６８×１０−３〜７８×１０−３Ｎ／ｍであることを特徴とするエッチング部品である。
【０００６】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品において、前記ホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせる際に、金属材料の下部から加熱し、金属材料を経た熱伝導により該パターンを加熱し軟化フローさせることを特徴とするエッチング部品である。
【０００７】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品において、前記ホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせる際に、該パターンの上部をホットプレスで加熱加圧し、該パターンを軟化フローさせることを特徴とするエッチング部品である。
【０００８】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品において、前記ホットメルトレジストのパターン形成が、金属材料上に設けられたホットメルトレジスト上にフォトレジストを塗布し、露光した後に、フォトレジストの現像と同時にホットメルトレジストの非パターン部分を溶解させ、ホットメルトレジストのパターンを形成することを特徴とするエッチング部品である。
【０００９】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品において、前記フォトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率と同等以上、且つホットメルトレジストの線膨張率がフォトレジストの線膨張率より大きいことを特徴とするエッチング部品である。
【００１０】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品において、前記ホットメルトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率より大きいことを特徴とするエッチング部品である。
【００１１】
また、本発明は、金属材料上にホットメルトレジストのパターンを形成し、ウエットエッチングによって金属パターンを形成するエッチング部品の製造方法において、
１）ホットメルトレジストのパターン形成後に第一エッチングを行い、
２）第一エッチング後にホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせ、金属材料のエッチング側面の浅部を該パターンで覆い、
３）第二エッチングでは、金属材料の深さ方向へのエッチングの進行に比べ、側面へのエッチングの進行を遅らせたエッチングを行い、
金属材料の断面のエッチング形状が高アスペクト比であるエッチング部品を製造することを特徴とするエッチング部品の製造方法である。
【００１２】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品の製造方法において、前記ホットメルトレジストの表面張力が、６８×１０−３〜７８×１０−３Ｎ／ｍであることを特徴とするエッチング部品の製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品の製造方法において、前記ホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせる際に、金属材料の下部から加熱し、金属材料を経た熱伝導により該パターンを加熱し軟化フローさせることを特徴とするエッチング部品の製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品の製造方法において、前記ホットメルトレジストのパターンを加熱し軟化フローさせる際に、該パターンの上部をホットプレスで加熱加圧し、該パターンを軟化フローさせることを特徴とするエッチング部品の製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品の製造方法において、前記ホットメルトレジストのパターン形成が、金属材料上に設けられたホットメルトレジスト上にフォトレジストを塗布し、露光した後に、フォトレジストの現像と同時にホットメルトレジストの非パターン部分を溶解させ、ホットメルトレジストのパターンを形成することを特徴とするエッチング部品の製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品の製造方法において、前記フォトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率と同等以上、且つホットメルトレジストの線膨張率がフォトレジストの線膨張率より大きいことを特徴とするエッチング部品の製造方法である。
【００１７】
また、本発明は、上記発明によるエッチング部品の製造方法において、前記ホットメルトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率より大きいことを特徴とするエッチング部品の製造方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明によるエッチング部品の実施の形態について説明する。
本発明におけるホットメルトレジストの膜厚は５μｍ〜２０μｍの厚みがあれば良い。第一エッチングされる面の大きさにも因るが、このホットメルトレジストの膜厚が薄すぎると第一エッチングされる面の浅深度部分を充分に覆うことができない。また逆に、ホットメルトレジストの膜厚が厚すぎると第一エッチングされる面全体を覆ってしまい、第二エッチングでのエッチングの進行を阻害することになる。
【００１９】
本発明におけるホットメルトレジストの材料としては、弱アルカリ溶液で溶解可能であり、かつ表面張力が６８×１０−３〜７８×１０−３Ｎ／ｍであることが好ましい。
ホットメルトレジストの加熱軟化時、第一エッチングにおいて庇状になったホットメルトレジストが重力で下に曲がる力と軟化したホットメルトレジストの表面張力の合力でホットメルトレジストの軟化形状が定まる。表面張力が上記範囲内であれば、下地金属材料とのなじみが比較的よく、ホットメルトレジストの庇が収縮しない。
【００２０】
ホットメルトレジストの材料としては、アルカリ可溶性の樹脂としてベース樹脂にポリエステル、エポキシ、ウレタン、ポリエーテル、ポリアクリレート、酢酸ビニルやその共重合体などがある。添加剤としては粘着力向上剤としてクマロンインデン樹脂、ロジン、及びその誘導物、例えば、ロジンのグリセリンエステル、ペンタリットエステル、水素添加ロジン、石灰を加えた中和したライムロジン、その他ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルプロピルエーテル、ポリビニルブチルエーテルなどポリビニルエーテル類がある。
また、軟化性付与添加剤として、低分子ポリエチレン、エチレンアクリル酸共重合品、天然成分としてキャンデリラワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、ステアリン酸、ラウリル酸等の高級脂肪酸塩などがある。表面張力調整剤として、ブチルステアレート、高級アルコール、グリセリンモノステアレート、ソルビタンエステル等の使用が可能である。
【００２１】
パターニングされたホットメルトレジストを加熱軟化させてホットメルトレジストをフローさせる際には、例えば、ホットプレートの様な装置を用い、金属材料の裏面からの熱伝導により加熱し、サイドエッチングが入っている部分のホットメルトレジストの庇部分を軟化フローさせ、エッチング側面の浅部を覆うことができる。
【００２２】
また、パターニングされたホットメルトレジストを加熱軟化させエッチング側面の浅部を覆う際の他の方法としては、ホットメルトレジストが軟化する９０℃以上の温度でホットプレスを行い、強制的にエッチング側面の浅部へホットメルトレジストを軟化フローさせることもできる。
後述するように、ホットメルトレジスト上にフォトレジストをコートしてホットメルトレジストのパターンを形成する際には、ホットプレスの温度域はフォトレジストが軟化しない６０〜１００℃が好ましい。
【００２３】
ホットメルトレジストのパターンを形成する際に、先ず、弱アルカリ溶液で溶解するホットメルトレジスト上にフォトレジストをコート、乾燥し、５〜１０μｍの膜厚に形成し、次いで、所望するパターンのフォトマスクを介し紫外線光で露光し、さらに、１％の炭酸ソーダ水溶液といった弱アルカリ水溶液で上部のフォトレジストを現像し、かつ同時に現像されたフォトレジストの開口部から露出した下部層のホットメルトレジストも溶解し、合計膜厚１０〜３０μｍの二層構成のパターンを形成することができる。
【００２４】
また、本発明はホットメルトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率より大きいことを特徴とし、更にホットメルトレジスト上にフォトレジストをコートしてホットメルトレジストのパターンを形成する際には、フォトレジストの線膨張率が金属材料の線膨張率と同等以上、且つホットメルトレジストの線膨張率がフォトレジストの線膨張率より大きいことを特徴とするものである。
一般に、ホットメルトレジストの線膨張率は、６０〜２００℃の温度域にて、１６ｐｐｍ／℃、金属材料の線膨張率は１１〜１５ｐｐｍ／℃、フォトレジストはの線膨張率は１３ｐｐｍ／℃程度である。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例により本発明を詳細に説明する。
＜実施例１＞
基板として厚さ１８μｍの銅箔貼り基板、ＦＲ４（三菱ガス化学（株）製：ＧＥＰＬ−１７０（商品名））を用いた。
ＦＲ４をアルカリ脱脂し、フォトレジストとして、東京応化工業（株）製：ＰＭＥＲ  Ｎ−ＨＣ６００（商品名、品番）を膜厚２０μｍで塗布した。次いで、ピッチ３５０×９５０μｍで３４０×９４０μｍスロットパターンマスクを介して紫外線にて露光し、アルカリ水溶液をスプレー現像することで、レジストパターンを形成した。
このレジストパターン上に酸価が１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のホットメルトレジストを１８０℃に加熱溶解させ、膜厚１５μｍに塗布した。次いで表面研磨し、露出したレジストパターンを１％アルカリ水溶液にて溶解させ、金属表面からマスクと同形状のホットメルトレジストパターンを露出させた。
【００２６】
第一エッチングとして、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし、片側２０μｍのサイドエッチングを進行させた（図１（ａ））。次いで、９０℃のホットプレート上へ基板を乗せ、熱フローさせると、図１（ｂ）に示すように、ホットメルトレジストが軟化し、エッチング側面の浅部を覆うことができた。
次いで、第二エッチングとして、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし、図１（ｃ）に示すように、３００×９００μｍスロット独立金属パターンを製作した。
【００２７】
＜実施例２＞
ＦＲ４をアルカリ脱脂し、酸価が１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上かつ表面張力が７３×１０−３Ｎ／ｍのホットメルトレジストを１８０℃に加熱溶解させ、膜厚１５μｍに塗布した。更に、ＰＭＥＲ  Ｎ−ＨＣ６００を膜厚１５μｍで塗布し、合計３０μｍ厚の二層レジスト層を形成した。次いで、ピッチ３５０×９５０μｍで３４０×９４０μｍスロットパターンマスクを介して紫外線にて露光し、有機アルカリ水溶液をスプレー現像することで、金属表面からマスクと同形状のホットメルトレジストパターンを露出させた。
【００２８】
第一エッチングとして、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし、図３（ａ）に示すように、片側２０μｍのサイドエッチングを進行させた。次いで、９０℃のホットプレート上へ基板を乗せ、加熱し、図３（ｂ）に示すように、ホットメルトレジストを軟化フローさせ、エッチング側面の浅部を覆った。
次いで、第二エッチングとして、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし、３００×９００μｍスロットパターンの貫通孔を製作した。
【００２９】
＜実施例３＞
ＦＲ４をアルカリ脱脂し、酸価が１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のホットメルトレジストを１８０℃に加熱溶解させ、膜厚１５μｍに塗布した。更に、ＰＭＥＲ  Ｎ−ＨＣ６００を膜厚１５μｍで塗布し、合計３０μｍ厚の二層レジスト層を形成した。次いで、ピッチ３５０×９５０μｍで３４０×９４０μｍスロットパターンマスクを介して紫外線にて露光し、有機アルカリ水溶液をスプレー現像することで、金属表面からマスクと同形状のホットメルトレジストパターンを露出させた。
【００３０】
第一エッチングとして、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし、片側２０μｍのサイドエッチングを進行させた。次いで、９０℃のホットプレスプレートへ基板を置き、かつ上面からもホットプレートを圧着させるホットプレスを行った。結果、ホットメルトレジストが軟化フローし、エッチング側面の浅部を覆った。
次いで、第二エッチングとして、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし、３００×９００μｍスロットパターンの貫通孔を製作した。
【００３１】
＜比較例１＞
ＦＲ４をアルカリ脱脂し、ＰＭＥＲ  Ｎ−ＨＣ６００を膜厚２０μｍで塗布した。次いで、ピッチ３５０×９５０μｍで３４０×９４０μｍスロットパターンマスクを介して紫外線にて露光し、有機アルカリ水溶液をスプレー現像することで、レジストパターンを形成した。このレジストパターン上に酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のホットメルトレジストを１８０℃に加熱溶解させ、膜厚１５μｍに塗布した。次いで表面研磨し、露出したレジストパターンを１％アルカリ水溶液にて溶解させ、金属表面からマスクと同形状のホットメルトレジストパターンを露出させた。
【００３２】
第一エッチングとして、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし、片側２０μｍのサイドエッチングを進行させた。次いで、９０℃のホットプレート上へ基板を乗せ、加熱すると、図２に示すようにホットメルトレジストが軟化凝集してしまい、エッチング側面の浅部を覆うことができなかった。
【００３３】
＜比較例２＞
ＦＲ４をアルカリ脱脂し、酸価が１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上かつ表面張力が７３×１０−３Ｎ／ｍのホットメルトレジストを１８０℃に加熱溶解させ、膜厚１５μｍに塗布した。更に、ＰＭＥＲ  Ｎ−ＨＣ６００を膜厚１５μｍで塗布し、合計３０μｍ厚の二層レジスト層を形成した。次いで、ピッチ３５０×９５０μｍで３４０×９４０μｍスロットパターンマスクを介して紫外線にて露光し、有機アルカリ水溶液をスプレー現像することで、金属表面からマスクと同形状のホットメルトレジストパターンを露出させた。
【００３４】
第一エッチングとして、塩化第二鉄エッチング液を５０℃、０．３ＭＰａにてスプレーエッチングし、片側２０μｍのサイドエッチングを進行させた。次いで、１２０℃のコンベアオーブンに投入し加熱すると、図２に示すようにホットメルトレジストが軟化凝集してしまい、エッチング側面の浅部を覆うことができなかった。
【００３５】
尚、上記実施例１、２、３、及び比較例１、２では、ガラスエポキシ基板上の銅箔を片面からエッチングする方法を示しているが、同様に、薄板金属板の両面からエッチングして、高アスペクト比の貫通孔を形成することもできる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、ホットメルトレジストのパターン形成後に第一エッチングを行い、該パターンを加熱し軟化フローさせ、金属材料のエッチング側面の浅部を該パターンで覆い、第二エッチングを行ったエッチング部品であるので、サイドエッチの進行を防いだ、即ち、高アスペクト比のエッチング部品となる。
また、本発明は、ホットメルトレジストのパターン形成後に第一エッチングを行い、該パターンを加熱し軟化フローさせ、金属材料のエッチング側面の浅部を該パターンで覆い、第二エッチングを行うエッチング部品の製造方法であるので、サイドエッチの進行を防いだ、即ち、高アスペクト比のエッチング部品の製造となる。
これにより、今まで不可能であった板厚と孔径のアスペクト比１以上有する貫通孔の形成が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における工程の説明図である。
【図２】比較例１、２におけるホットメルトレジストの凝集の説明図である。
【図３】実施例２における工程の説明図である。
【符号の説明】
１１１・・第一エッチング後の金属材料
１１２・・第一エッチング後のホットメルトレジスト
１２２・・熱フロー後のホットメルトレジスト
２２２・・熱フローにて凝集したホットメルトレジスト
３１２・・第一エッチング後のホットメルトレジスト
３１３・・第一エッチング後のフォトレジスト
３２２・・熱フロー後のホットメルトレジスト
【図１】
2004214523.tif 000003
【図２】
2004214523.tif 000004
【図３】
2004214523.tif 000005