(57)【要約】【課題】微細加工を精度よく行えるとともに、エッチングばらつきの発生を防止でき、さらに装置のメンテナンスに時間をとられないエッチング装置およびエッチング方法を提供する。【解決手段】不活性ガスが充満されるエッチングチャンバー２と、不活性ガスが充満されたエッチングチャンバー２で、エッチング種を噴射し被加工物に噴霧するスプレー装置３０とを備えているので、スプレー装置の詰りが無く、エッチングばらつきの発生を防止できる。また、スプレー装置のスプレーノズルの詰りが無いので、装置のメンテナンスに時間をとられない。また、被加工物表面でのエッチング種の移送を促進することができるので、より高速で異方性の高いエッチングを可能とし、アンダーカットを小さくし、昨今要求されている微細加工を精度よく行える。【選択図】図１
2005281770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物をケミカルエッチングするエッチング装置において、
不活性ガスが充満されるエッチング槽と、不活性ガスが充満された前記エッチング槽で、エッチング種を噴射し被加工物に噴霧するスプレー装置とを備えたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
不活性ガスをエッチング槽に充満させる不活性ガス充満手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
エッチング槽に被加工物が装着される装着台を設け、この装着台を移動させる移動機構を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
エッチング種を貯留するエッチング種貯留タンクと、このエッチング種貯留タンク内のエッチング種をスプレー装置に供給するエッチング種供給手段とを備え、
前記エッチング種貯留タンクには、エッチング種の温度を一定に保つ温度調節機構が設けられていることを特徴とする請求項1〜３のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項５】
被加工物をケミカルエッチングする方法において、
エッチング種を不活性ガス中で噴射し、被加工物に噴霧することを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不活性ガス雰囲気中で、エッチングを行うエッチング装置およびエッチング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば配線基板を製造するにあたり、様々な方法でエッチングが行われており、各種エッチング装置が使用されている。例えば、特許文献１には、被加工物をエッチング液中に浸漬せしめ、エッチング液を液中スプレーノズルにより噴射させる技術が記載されている。
また、特許文献２には、被加工物にエッチング液をスプレー状に噴射するエッチングノズルを有し、スプレーパターンが互いに重なりあわないようにエッチングノズルが配置され、かつ前記スプレーノズルが被加工物の搬送方向とは直交方向に揺動する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２３１７６４号公報
【特許文献２】特開２００２−６９６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１に記載の技術では、被加工物の厚みに対し加工面積が狭くなるとエッチング残渣が発生することと、エッチング時間が長い為に、被加工物と、被加工物のマスクの端面の差（以下、アンダーカットと記す）が大きくなるなどの問題があり、昨今要求されている微細加工品の精度を満たすことができなくなってきている。
また、特許文献２に記載の技術では、スプレーパターンの工夫やスプレーノズルの揺動のみで加工ムラを防ぐことはできるが、液中外つまり気中でスプレーする機構（以下、気中スプレーと記す）であるので、エッチング種にアルカリ金属水溶液を用いると、エッチング種と空気中の気体が反応して結晶物を生成しエッチング種の劣化の速度を早めかつエッチングノズルを詰まらせ、エッチング寸法のばらつきを発生させたり装置のメンテナンスに時間をとられるといった問題がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、微細加工を精度よく行えるとともに、エッチングばらつきの発生を防止でき、さらに装置のメンテナンスに時間をとられないエッチング装置およびエッチング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、被加工物をケミカルエッチングするエッチング装置において、
不活性ガスが充満されるエッチング槽（エッチングチャンバー）２と、不活性ガスが充満された前記エッチング槽２で、エッチング種を噴射し被加工物４に噴霧するスプレー装置３０とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記被加工物４とは、例えばケミカルエッチング出来る樹脂、鉱物および金属などであり、ケミカルエッチング（エッチング種に液体を用いてエッチングすること）出来る部分が露出した板状のものをいう。殊にポリイミドが好ましい。
また、前記不活性ガスとは、例えば窒素（Ｎ）および周期表の０族元素、すなはちヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）のガスをいう。これらはいずれも無色、無味、無臭のガスである。また、化学的にきわめて不活性で、元素相互また他元素と容易に化合しない。殊に窒素ガスが好ましい。
【０００７】
さらに、前記エッチング種とはエッチングする物質、例えば弗酸、塩化第二鉄水溶液、アルカリ金属水溶液、エチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）、塩酸、酢酸、硫酸、硝酸、過酸化水素、燐酸などの液体および、フレオン（デュポン社商標）、酸素、フッ化硫黄、アルゴンなどの気体をいう。
【０００８】
また、前記スプレー装置３０は、エッチング槽２内に、被加工物４の上下に被加工物４と平行に設置し、被加工物４に均等に噴霧されるように複数のスプレーノズル３２を備えるのが望ましい。
また、スプレー装置３０に、エッチング種を供給するには、例えば、エッチング種が貯留されたエッチング種貯留タンク２８を設け、このエッチング種貯留タンク２８とスプレー装置３０とをエッチング種供給用配管３６によって繋ぐとともに、このエッチング種供給用配管３６に、エッチング種をスプレー装置３０に移送（圧送）するスプレーポンプ３４を設ければよい。
なお、前記エッチング種貯留タンク２８は、エッチング槽２の外に設けてもよいが、エッチング槽２内に設けるのが望ましく、さらに、この場合、スプレー装置３０の下方に設け、上部を開口させるのが望ましい。このようにすれば、スプレー装置３０から噴出された残りのエッチング種を落下させて容易に回収できる。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、不活性ガスが充満されたエッチング槽で、スプレー装置からエッチング種を噴射し被加工物４に噴霧するので、つまり、エッチング種と反応し、結晶を生成するような気体雰囲気中での気中スプレーでは無いため、スプレー装置３０（のスプレーノズル３２）の詰りが無く、エッチングばらつきの発生を防止できる。また、スプレー装置３０のスプレーノズル３２の詰りが無いので、装置のメンテナンスに時間をとられない。
また、スプレー装置３０より噴射したエッチング種を被加工物４に垂直に一定の形状で噴霧することにより、被加工物表面でのエッチング種の移送を促進することができ、より高速で異方性の高いエッチングを可能とし、アンダーカットを小さくし、昨今要求されている微細加工を精度よく行える。
なお、前記精度とは、形状および寸法の精密さと正確さをあわせたものをいう。
また、前記エッチング種の移送とは、エッチング種を被加工物４の反応表面へ運ぶことと、反応生成物を被加工物４の反応表面から運び去ることをいう。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエッチング装置において、不活性ガスをエッチング槽２に充満させる不活性ガス充満手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記不活性ガス充満手段としては、例えば、エッチング槽２に気密性を持たせるとともに、不活性ガスをエッチング槽２に供給する不活性ガス供給用配管４２と、エッチング槽２を形成する壁に設けられてエッチング槽２内の気体を排気可能な排気用ダンパーとを備えた構成とすればよい。この排気用ダンパーは、不活性ガス供給用配管４２からエッチング槽２に不活性ガスが供給されることにより、エッチング槽２に存在していたその他の気体（例えばエッチング種と反応し、結晶を生成するような気体）をエッチング槽２から追い出すことができるものであればよい。
また、前記不活性ガスは、例えば、ＰＳＡ方式により、空気中から高濃度の不活性ガスを製造する装置３８（以下、不活性ガス製造装置と記す）または、不活性ガスの入ったガスボンベ４０（以下、不活性ガスボンベと記す）から前記不活性ガス供給用配管４２に流入させればよい。なお、ＰＳＡ方式とは、特定のガスを選択的に吸着する特殊吸着材を用いて、高圧力下で特定ガスを吸着し、低圧力下で特定ガスを吐出すという吸着材の特性を利用して、混合ガスから特定のガスを分離抽出する、ガス分離方式のことである。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、不活性ガス充満手段によって、不活性ガスをエッチング槽２に充満させることによって、エッチング種と反応し、結晶を生成するような気体をエッチング槽２内から追い出すことができるので、エッチング種の劣化を防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のエッチング装置において、エッチング槽２に被加工物４が装着される装着台（移動テーブル）８を設け、この装着台８を移動させる移動機構を備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記装着台８には、被加工物４を直接装着してもよいし、被加工物４を治具６に装着したうえで、この治具６を装着してもよい。
また、移動機構としては、例えば、装着台８にリンク機構を連結するとともに、このリンク機構をモーター２４に取り付けられた偏心板２２に連結することによって構成すればよい。
さらに、装着台８を前記スプレー装置３０に対して略平行に移動可能に設け、つまり、スプレー装置３０がエッチング種を噴射する方向と交差する方向に移動可能に設け、前記リンク機構によってスプレー装置３０に対して略平行に移動させるのが望ましい。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、移動機構によって、エッチング槽内において装着台８を移動させることによって、被加工物４を移動させることができるので、エッチング種を被加工物４に一定角度でムラなく（エッチングムラなく）噴霧することができ、よって、エッチング寸法のばらつきを抑えることができる。
なお、エッチングムラとは、エッチング種が被加工物４の表面に均等に移送されない状態をいう。また、寸法ばらつきとは、被加工物４の加工位置のエッチング速度の差により起こる、寸法精度の違いをいう。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項1〜３のいずれか一項に記載のエッチング装置において、エッチング種を貯留するエッチング種貯留タンク２８と、このエッチング種貯留タンク２８内のエッチング種をスプレー装置に供給するエッチング種供給手段（エッチング種供給用配管３６、スプレーポンプ３４）とを備え、
前記エッチング種貯留タンク２８には、エッチング種の温度を一定に保つ温度調節機構が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
ここで、前記温度調節機構は、例えばエッチング種の温度を測る為のエッチング種貯留タンク２８に設置した温度センサー４６と、エッチング種を加熱する為のヒーター４４および、該温度センサー５６の値を基にヒーター４４を制御する温度調節器とから構成すればよい。
また、エッチング種の温度を一定に保つには、例えば、予めエッチング種を加熱して一定の温度（例えば８５℃程度）まで上昇させておき、この温度を一定に保つようにする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、温度調節機構によって、エッチング種貯留タンク内のエッチング種の温度を一定に保っているので、スプレー装置から噴射し被加工物に噴霧されたエッチング種は所定の温度に保持されている。したがって、被加工物表面での表面反応速度を上げることが出来るので、より高速なエッチングを行なうことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、被加工物をケミカルエッチングする方法において、
エッチング種を不活性ガス中で噴射し、被加工物に噴霧することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、不活性ガス中でエッチング種を噴射し被加工物に噴霧するので、つまり、エッチング種と反応し、結晶を生成するような気体雰囲気中での気中スプレーでは無いため、エッチング種を噴出するスプレーノズル３２の詰りが無く、エッチングばらつきの発生を防止できる。
また、エッチング種を被加工物４に垂直に一定の形状で噴霧することにより、被加工物４表面でのエッチング種の移送を促進することができ、より高速で異方性の高いエッチングを可能とし、アンダーカットを小さくし、昨今要求されている微細加工を精度よく行える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、エッチング種を不活性ガス中で噴射し、被加工物４に垂直に一定の形状で噴霧するので、微細加工を精度よく行えるとともに、エッチングばらつきの発生を防止でき、さらに装置のメンテナンスに時間をとられることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係るエッチング装置の一例を示す概略構成図である。
図１において、符号２は不活性ガスが充満されるエッチング槽（以下エッチングチャンバーと記す）を示す。このエッチングチャンバー２は、エッチング処理を行なう空間であり、気密性に優れた構造となっている。また、エッチングチャンバー２を形成する壁には、図示しないガラス製の覗き窓が設けられており、この覗き窓から内部（エッチングチャンバー２）を覗くことが出来るようになっている。
【００２３】
前記エッチングチャンバー２内には、被加工物４が装着される装着台（以下移動テーブルと記す）８が設けられている。この移動テーブル８の側端部には、後述する移動機構が連結されている。
移動テーブル８には、被加工物４の形状に合わせて作製されたワークセット治具（以下治具と記す）６が装着されるようになっており、この治具６に被加工物４が装着されるようになっている。治具６は移動テーブル８に引出し式で挿脱されるものであり、移動テーブル８には治具６を挿脱する為に、図示しない複数個のガイドローラが設けられ、これによって治具６の挿脱がスムーズに行なえるようになっている。なお、治具６は図１において紙面と直交する方向において移動テーブル８に引出し式で挿脱されるようになっている。
なお、この治具６に被加工物４を装着できない場合は、前記移動テーブル８に図示しないメッシュを装着し、その上に被加工物４を載置すればよい。
【００２４】
エッチングチャンバー２を形成する壁には、開口部１０が移動テーブル８と対向して形成されている。この開口部１０は横長の長方形状のものであり、該開口部１０を通して、被加工物４が装着された治具６をエッチングチャンバー２内に出し入れするようになっている。なお、エッチングチャンバー２内に挿入された治具６は移動テーブル８に装着される。
また、エッチングチャンバー２を形成する壁には、開口部１０を開閉するためのドア１２が取り付けられている。このドア１２は手前に倒して開けられるようになっており、前記壁に設けられたドア検知用センサー１４により開閉状態が検知出来るようになっている。また、ドア１２を閉じた状態ではエッチングチャンバー２は気密性が保持された状態となる。
【００２５】
前記移動テーブル８を移動させる移動機構は以下のように構成されている。
すなわち、移動テーブル８の側端部には、リンク１６の一端部（左端部）が取り付けられており、このリンク１６の他端部（右端部）はレバー１８の上端部に連結されている。レバー１８は軸２６を支点として左右に振り子運動をするようになっており、このレバー１８の上端部に形成された長穴に前記リンク１６の他端部が長穴内を移動可能にかつ回転可能に連結されている。レバー１８の中央部には、リンク２０の一端部（左端部）が回転可能に連結されており、このリンク２０の他端部（右端部）が偏芯板２２に、その中心部から離間した位置で回転可能に連結されている。偏芯板２２は円板状のもので、その中心部がモーター２４の回転軸に取り付けられている。
また、リンク２０は、それ自体の長さが調節出来るようになっている。さらに、偏芯板２２の中央部から離間した位置には、リンク取付け用の穴が複数形成されており、リンク２０の取付け位置を変えることによりレバー１８の振り子運動の振幅を変えることが出来るようになっている。
前記モーター２４は、偏芯板２２を回転させる為のものであり、図示しない周波数変換器（以下インバーターと記す）により回転数を制御されている。つまり、モーター２４の周波数をインバーターで制御することにより、モーター２４の回転速度を制御し、インバーターの出力周波数を制御盤より数段階に分けて入力することが出来るようになっており、これによって、移動テーブル８の移動速度を処理時間と組み合わせて自動制御出来るようになっている
【００２６】
そして、上記のような移動機構では、モーター２４が回転すると該モーター２４の回転軸に取り付けられた偏芯板２２が回転し、リンク２０を押したり引いたりする。レバー１８はリンク２０により押したり引いたりされることで軸２６を支点とし、振り子運動をする。レバー１８が振り子運動をすることにより、リンク１６が押したり引いたりされ、これによって移動テーブル８が移動する。
【００２７】
また、前記エッチングチャンバー２には、スプレー装置３０が設けられている。このスプレー装置３０は、不活性ガスが充満されたエッチングチャンバー２で、エッチング種を噴射し被加工物４に噴霧するものであり、エッチングチャンバー２内に被加工物４の上下面に平行に複数個設置され、図示しない圧力調整用手動バルブと圧力確認用圧力計を具備している。
また、スプレー装置３０は、スプレーノズル３２を複数有しており、これらスプレーノズル３２からエッチング種を噴射し、被加工物４に向けて垂直に一定の形状でエッチング種を噴霧するようになっている。
また、スプレーの形状はスプレーノズル３２を取り替えることにより、例えば扇形、円錐形等の形を選定することが出来るようになっている。
さらに、スプレー装置３０は、スプレーノズル３２の噴射圧が被加工物４の手前までで減少しないような気中スプレーであり、浸漬によるエッチングより極めて異方性の高いエッチングが行なえるようになっており、液中スプレーに比べ、極めて微細なパターンもエッチングすることが出来るようになっている。
【００２８】
前記エッチングチャンバー２内でかつ前記スプレー装置３０の下方には、エッチング種貯留タンク２８が設けられている。このエッチング種貯留タンク２８は、前記スプレー装置３０に供給するエッチング種を貯留する容器状のものであり、その上端部は大きく開口している。
エッチング種貯留タンク２８の下端部と、スプレー装置３０とはエッチング種供給用配管３６によって繋がれており、このエッチング種供給用配管３６には、エッチング種をスプレー装置３０に移送するスプレーポンプ３４が介在している。このスプレーポンプ３４のモーターの回転数は図示しないインバーターにより制御されている。つまり、スプレーポンプ３４のモーターの周波数をインバーターで制御することにより、スプレーポンプ３４のモーターの回転速度を制御する。また、インバーターの出力周波数は制御盤より数段階に分けて入力することが出来るようになっている。
これによって、エッチング種の噴射圧と処理時間とを組み合わせて段階的に自動制御するようになっている。
【００２９】
また、エッチング種貯留タンク２８には、エッチング種の温度を一定に保つ温度調節機構が設けられている。すなわち、エッチング種貯留タンク２８には、貯留タンク２８内のエッチング種を加熱するヒーター４４と、エッチング種貯留タンク２８内のエッチング種の温度を計測する温度センサー４６が設けられており、該温度センサー４６の値を基にヒーター４４を制御する図示しない温度調節器が備えられている。
また、エッチング種の温度を一定に保つには、予めエッチング種をヒーター４４で加熱して一定の温度（例えば８５℃程度）まで上昇させておき、この温度を一定に保つようにする。
【００３０】
また、本発明のエッチング装置は、不活性ガスをエッチングチャンバー２に充満させる不活性ガス充満手段を備えている。この不活性ガス充満手段は、以下のようにして構成されている。
すなわち、前記エッチング種貯留タンク２８には、不活性ガス供給用配管４２が接続されており、この不活性ガス供給用配管４２は、不活性ガス製造装置３８または不活性ガスボンベ４０に接続されている。そして、これら不活性ガス製造装置３８または不活性ガスボンベ４０から不活性ガスが不活性ガス供給用配管４２を通って、エッチング種貯留タンク２８に供給され、さらに、このエッチング種貯留タンク２８内のエッチング種中を気泡として上昇し、エッチングチャンバー２に供給されるようになっている。
一方、エッチングチャンバー２を形成する壁には、図示しない排気用ダンパーが設けられている。この排気用ダンパーは、エッチングチャンバー２内の気体を排気可能なものであり、不活性ガス供給用配管４２からエッチング種貯留タンク２８を通ってエッチングチャンバー２に不活性ガスが供給されることにより、エッチングチャンバー２内に存在していたその他の気体（例えばエッチング種と反応し、結晶を生成するような気体）をエッチングチャンバー２から追い出すようになっている。
【００３１】
また、図１において、符号４８は液晶タッチパネル（以下タッチパネルと記す）であり、該タッチパネル４８より本発明のエッチング装置の操作に必要な運転指令を入力することが出来る。
符号５０はエッチング装置制御盤（以下、制御盤と記す）であり、本発明のエッチング装置を動作させるのに必要な電気回路を形成する電子部品等が該制御盤５０内部に計装されている。
符号５２、５４、５６、５８、６０は電気配線（以下、配線と記す）であり、本発明のエッチング装置に附属する、ドア検知用センサー１４、ヒーター４４、温度センサー４６、スプレーポンプ３４、モーター２４と制御盤５０との間の電気信号の授受の為のものである。
符号６２はメッシュであり、エッチングチャンバー２に移送されたエッチング種は、該メッシュ６２を通過することにより、該メッシュ６２を通過することの出来ない固形物を取り除かれた後、貯留タンク２８に戻される。
【００３２】
そして、上記のような構成のエッチング装置では、以下のようにして被加工物４にエッチングを施す。なお、エッチング種貯留タンク２８に予めエッチング種を所定量だけ貯留しておく。
まず、治具６に被加工物４を装着し、ドア１２を開けて開口部１０から治具６を移動テーブル８に挿入することによって、被加工物４を移動テーブル８に装着し、その後、ドア１２を閉じる。そして、このドアの閉状態をドア検知用センサー１４が検知し、スプレーポンプ３４やモーター２４を起動可能な状態とする。
【００３３】
次に、不活性ガス製造装置３８または不活性ガスボンベ４０から不活性ガス供給用配管４２を通して不活性ガスをエッチング種貯留タンク２８に供給し、このエッチング種貯留タンク２８からエッチングチャンバー２内に供給する。すると、不活性ガスがエッチングチャンバー２内に充満していき、これに伴って、エッチングチャンバー２内にもともと存在していた空気や、エッチング種と反応し結晶を生成するような気体が排気用ダンパーから外部に追い出され、エッチングチャンバー２内が完全に不活性ガスによって充満される。このように、不活性ガスをエッチングチャンバー２内に充満させることによって、エッチング種の劣化を防止することができる。
【００３４】
一方、エッチング種貯留タンク２８に貯留されているエッチング種を、温度調節機構を構成するヒーター４４によって加熱して、一定の温度（例えば８５℃程度）まで上昇させる。そして、温度センサー４６、ヒーター４４および温度調節器によって、エッチング種の温度を一定に保っておく。このようなエッチング種の昇温、および温度保持は被加工物４をエッチングチャンバー２内にセットする前に行ってもよいし、セット後に行ってもよい。
【００３５】
次に、スプレーポンプ３４とモーター２４を起動する。スプレーポンプ３４が起動すると、エッチング種貯留タンク２８内のエッチング種がエッチング種供給用配管３６を通って、スプレー装置３０に供給され、このスプレー装置３０の複数のスプレーノズル３２からエッチング種を噴射し、被加工物４に向けて垂直に一定の形状でエッチング種を噴霧する。この際、スプレーポンプ３４のモーターの周波数をインバーターで制御することにより、スプレーポンプ３４のモーターの回転速度を制御し、インバーターの出力周波数を制御盤より数段階に分けて入力する。これによって、エッチング種の噴射圧と処理時間とを組み合わせて段階的に自動制御する。
【００３６】
一方、モーター２４が起動すると、該モーター２４の回転軸に取り付けられた偏芯板２２が回転し、リンク２０を押したり引いたりする。レバー１８はリンク２０により押したり引いたりされることで軸２６を支点とし、振り子運動をする。レバー１８が振り子運動をすることにより、リンク１６が押したり引いたりされ、これによってテーブル８が略水平に往復移動する。
このようにエッチングチャンバー２内において移動テーブル８が往復移動することによって、被加工物４を往復移動させることができるので、エッチング種を被加工物４に垂直に一定の形状でムラなく（エッチングムラなく）噴霧することができ、よって、エッチング寸法のばらつきを抑えることができる。
そして、余剰のエッチング種は、落下していき、メッシュ６２を通過することにより、該メッシュ６２を通過することの出来ない固形物が取り除かれた後、エッチング種貯留タンク２８に戻される。
【００３７】
このように、本実施の形態のエッチング装置によれば、不活性ガスが充満されたエッチングチャンバー２で、スプレー装置３０のスプレーノズル３２からエッチング種を噴射し被加工物４に噴霧するので、つまり、エッチング種と反応し、結晶を生成するような気体雰囲気中での気中スプレーでは無いため、スプレーノズル３２の詰りが無く、エッチングばらつきの発生を防止できる。また、スプレーノズル３２の詰りが無いので、装置のメンテナンスに時間をとられない。
さらに、スプレー装置３０のスプレーノズル３２より噴射したエッチング種を被加工物４に垂直に一定の形状で噴霧することにより、被加工物４表面でのエッチング種の移送を促進することができ、より高速で異方性の高いエッチングを可能とし、アンダーカットを小さくし、昨今要求されている微細加工を精度よく行える。
加えて、エッチング種貯留タンク２８内のエッチング種の温度を一定に保っているので、スプレー装置３０のスプレーノズル３２から噴射し被加工物４に噴霧されたエッチング種を所定の温度に保持することができ、よって、被加工物４表面での表面反応速度を上げることが出来るので、より高速なエッチングを行なうことができる。
また、エッチング中は移動テーブル８が移動するようになっているので、エッチングムラを防いだエッチングが行なえる。
さらに、ドア検知用センサー１４がドア１２の開閉状態を検知し、ドア１２が閉じられた状態でのみスプレーポンプ３４やモーター２４が動作するようになっており、作業者が安全に作業を行なえるようになっている。
【００３８】
なお、本実施の形態では、エッチングチャンバー２内の不活性ガス中で、エッチング種を噴射し、被加工物４に垂直に一定の形状で噴霧するようにしたが、本発明はこれに限ることなく、不活性ガス中で、エッチング種を噴射し、被加工物４に噴霧できれば、エッチングチャンバー２を用いなくてもよい。
また、本実施の形態では、移動テーブル８の移動を、被加工物４の反応表面と平行に往復させる場合を示したが、本発明はこれに限ることはない。
例えば、移動テーブル８を被加工物４の装着面と垂直に往復移動させる場合、移動テーブル８を移動テーブル８に平行な直線を回転軸として移動テーブル８を面の角度を変えずに回転させる場合、移動テーブル８上の任意の点を通り、移動テーブル８に直交する直線を回転軸として、移動テーブル８を回転させる場合、移動テーブル８上の任意の点を支点として、移動テーブル８を縦方向に揺動させる場合、移動テーブル８上の任意の点を支点として、移動テーブル８を横方向に揺動させる場合、移動テーブル８上の任意の点Ａと同一平面上の他の任意の点Ｂとを結ぶ線分ＡＢを半径とする円の円周上を点Ａが移動する様に移動テーブル８を移動させる場合など、他の動きであっても良い。
【実施例１】
【００３９】
本装置のエッチング装置にて、ポリイミドをエッチングするために、まず、図２に示すように、試料を作製する。
外形サイズが３０５ｍｍ×３４０ｍｍで、ステンレス（厚み：２５μｍ）６４／熱可塑性ポリイミド（厚み：２μｍ）６６／ポリイミド（厚み：７５μｍ）６８／熱可塑性ポリイミド（厚み：２μｍ）７０／ステンレス（厚み：２５μｍ）７２の５層の積層体材料（図２−ａ）の、ステンレス６４，７２両面にアクリル系のドライフィルムレジスト（旭化成：ＡＱ２５５８）７４，８６をラミネートした後、両方のドライフィルムレジスト６４，７２をそれぞれ所定のフォトマスクパターンに従って露光・現像してパターンニングした。
フォトマスクパターンとして、図２（ｅ）に示すように、１０ｍｍ×２０ｍｍの長方形内部に直径５ｍｍの円を１つと２ｍｍ×１０ｍｍの長方形を1つと直径０．３ｍｍの円を３つと０．１５ｍｍ×７ｍｍの長方形1つを配列したパターン１１６を４０ｍｍピッチで等間隔に、３０５×３４０ｍｍのシート１１４内に５６個配列したテストパターンを使用した。
露光は露光量４０〜７０ｍＪ／ｃｍ２で行い、現像は３０℃、１ｗｔ％Ｎａ２ＣＯ３水溶液でスプレー現像した（図２−ｂ）。
次いで、現行の水平搬送式エッチング装置を用い、エッチング種に塩化第二鉄水溶液を使用して両面の露出しているステンレス６４，７２を同時にエッチングした（図２−ｃ）。
その後、有機アミン系からなる剥離液でドライフィルムレジスト７４，８６を剥離した。
これにより、熱可塑性ポリイミド６６、ポリイミド６８、熱可塑性ポリイミド７０からなる３層のポリイミドフィルムの両面にステンレス６４，７２がパターンニングされた５層の積層体が得られた（図２−ｄ）。尚、図２−（ｅ）は図２−（ｄ）を上面から見た図である。
図３はテストパターンを配列したシートを示す。
【００４０】
このようにして、パターンニングされた積層体（図３）の３層のポリイミドをエッチングする為、図１の機構で構成されたエッチング装置の冶具６に装着し、テーブル８の移動の振幅を１４０ｍｍとし、スプレーノズル３２（スプレーイングシステムスジャパン社：フルコーンノズルＹＢ１／８ＨＧ３．６）の配置を縦方向１００ｍｍピッチ、横方向７５ｍｍピッチで千鳥配列し、スプレーノズル３２の噴出し口と被加工物４の距離を１２０ｍｍとし、窒素ガスを２０Ｌ／分で貯留タンク２８を介してエッチングチャンバー２内に吹き込み、窒素雰囲気中で、８５℃のアルカリ系のエッチング液（５０．２ｗｔ％のモノエタノールアミンと１５．２ｗｔ％の水酸化カリウムと残りは水の混合液：中和滴定法で分析）を使用し、テーブル８の移動速度を２４回／分とし、０．１ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度３４度で、２００秒間エッチング後、０．２ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度５４度で、５０秒間エッチングするようプログラム運転を行った結果、図４（ａ）に示すように、シート１１４内のいずれのテストパターン１１６内にもポリイミドの残渣の発生は無く、シート１１４内のアンダーカット量ＵＫ１は、平均２１．１μｍ、標準偏差０．９７μｍ（測定数は、５６箇所）となり、加工規格を満たさないサンプルは０箇所で有った。
３層のポリイミドのアンダーカット量の加工規格は、被加工物４の総厚である７９μｍの半分である３９．５μｍ以下とした。
ポリイミドのアンダーカット量測定は、１０ｍｍ×２０ｍｍのテストパターンを研磨用樹脂（ストルアル社製）で固め、断面を研磨し、２ｍｍ×１０ｍｍの箇所を実体顕微鏡（ニコン社：ＭＭ−４０）を使用し、２００倍にて、測定した。
スプレーノズル３２の噴射角度については、エッチング装置の上部についている、ガラス窓より、内部の噴射状態を目視で確認した。
【実施例２】
【００４１】
パターンニングされた積層体（図３）の３層のポリイミドをエッチングする為、図１の機構で構成されたエッチング装置の冶具６に装着し、テーブル８の移動の振幅を１４０ｍｍとし、スプレーノズル３２（スプレーイングシステムスジャパン社：フルコーンノズルＹＢ１／８ＨＧ３．６）の配置を縦方向１００ｍｍピッチ、横方向７５ｍｍピッチで千鳥配列し、スプレーノズル３２の噴出し口と被加工物４の距離を１２０ｍｍとし、窒素ガスを２０Ｌ／分で貯留タンク２８を介してエッチングチャンバー２内に吹き込み、窒素雰囲気中で、８５℃のアルカリ系のエッチング液（５０.１ｗｔ％のモノエタノールアミンと１５．２ｗｔ％の水酸化カリウムと残りは水の混合液：中和滴定法で分析）を使用し、テーブル８の移動速度を２４回／分とし、０．１ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度３４度で、２７０秒間エッチングした結果、図４（ａ）に示すように、シート１１４内のいずれのテストパターン１１６内にもポリイミドの残渣の発生は無く、シート１１４内のアンダーカット量ＵＫ１は、平均２７．８μｍ、標準偏差２．３０μｍ（測定数は、５６箇所）となり、加工規格を満たさないサンプルは０箇所で有った。
３層のポリイミドのアンダーカット量の加工規格は、被加工物４の総厚である７９μｍ半分である３９．５μｍ以下とした。
ポリイミドのアンダーカット量測定は、１０ｍｍ×２０ｍｍのテストパターンを研磨用樹脂（ストルアル社製）で固め、断面を研磨し、２ｍｍ×１０ｍｍの箇所を実体顕微鏡（ニコン社：ＭＭ−４０）を使用し、２００倍にて、測定した。
スプレーノズル３２の噴射角度については、本発明のエッチング装置の上部についている、ガラス窓より、内部の噴射状態を目視で確認した。
【実施例３】
【００４２】
パターンニングされた積層体（図３）の３層のポリイミドをエッチングする為、図１の機構で構成されたエッチング装置の冶具６に装着し、テーブル８の移動の振幅を１４０ｍｍとし、スプレーノズル３２（スプレーイングシステムスジャパン社：フルコーンノズルＹＢ１／８ＨＧ３．６）の配置を縦方向１００ｍｍピッチ、横方向７５ｍｍピッチで千鳥配列し、スプレーノズル３２の噴出し口と被加工物４の距離を１２０ｍｍとし、窒素ガスを２０Ｌ／分で貯留タンク２８を介してエッチングチャンバー２内に吹き込み、窒素雰囲気中で、８５℃のアルカリ系のエッチング液（５０.２ｗｔ％のモノエタノールアミンと１５.２ｗｔ％の水酸化カリウムと残りは水の混合液：中和滴定法で分析）を使用し、テーブル８の移動速度を２４回／分とし、０．２ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度５４度で、２３０秒間エッチングした結果、図４（ａ）に示すように、シート１１４内のいずれのテストパターン１１６内にもポリイミドの残渣の発生は無く、シート１１４内のアンダーカット量ＵＫ１は、平均２３．６μｍ、標準偏差３．２９μｍ（測定数は、５６箇所）となり、加工規格を満たさないサンプルは０箇所で有った。
３層のポリイミドのアンダーカット量の加工規格は、被加工物４の総厚である７９μｍの半分である３９．５μｍ以下とした。
ポリイミドのアンダーカット量測定は、１０ｍｍ×２０ｍｍのテストパターンを研磨用樹脂（ストルアル社製）で固め、断面を研磨し、２ｍｍ×１０ｍｍの箇所を実体顕微鏡（ニコン社：ＭＭ−４０）を使用し、２００倍にて、測定した。
スプレーノズル３２の噴射角度については、エッチング装置の上部についている、ガラス窓より、内部の噴射状態を目視で確認した。
[比較例1]
【００４３】
パターンニングされた積層体（図３）の３層のポリイミドをエッチングする為、特許文献１に記載の液中スプレーエッチング装置に装着し、テーブル８の移動の振幅を１００ｍｍとし、スプレーノズル３２（スプレーイングシステムスジャパン社：フルコーンノズルＹＢ１／８ＨＨ０．８）の配置を縦方向１００ｍｍピッチ、横方向２０ｍｍピッチで配列し、スプレーノズル３２の噴出し口と被加工物４の距離を４０ｍｍとし、８５℃のアルカリ系のエッチング液（５０．２ｗｔ％のモノエタノールアミンと１５．１ｗｔ％の水酸化カリウムと残りは水の混合液：中和滴定法で分析）を使用し、テーブル８の移動速度を７０回／分とし、０.１ＭＰａの噴射圧で２０分間ポリイミドのエッチングを行った結果、直径０．３ｍｍの穴と０．１５ｍｍ×７ｍｍのテストパターンのポリイミド加工性が悪く、図４（ｃ）に示すように、シート１１４内のテストパターン１１６の５６箇所の内５２箇所にポリイミドの残渣ＰＺが発生しており、シート１１４内のアンダーカット量ＵＫ３は、平均１５３．０μｍ、標準偏差１９．０μｍ（測定数は、５６箇所）となり、加工規格を満たさないサンプルは５６箇所全てで有り、３層のポリイミドのエッチングも完了しなかった。
３層のポリイミドのアンダーカット量加工規格は、被加工物４の総厚である７９μｍの半分である３９．５μｍ以下とした。
ポリイミドのアンダーカット量測定は、１０ｍｍ×２０ｍｍのテストパターンを研磨用樹脂（ストルアル社製）で固め、断面を研磨し、２ｍｍ×１０ｍｍの箇所を実体顕微鏡（ニコン社：ＭＭ−４０）を使用し、２００倍にて、測定した。
図1の機構で構成されたエッチング装置と比較し、加工時間も長く、また、パターンが０．１５×７ｍｍの様に狭くなると、ポリイミドの加工性が悪くなる事が分かる。液中スプレーエッチング装置では、広い面積の箇所では、加工が進む為、アンダーカット量は増えるが、狭い面積では、加工が進み難い事が分かる。つまり、気中スプレーを使用する事で、加工時間が短縮され、特に加工面積が小さい箇所でも、ポリイミドの加工が有効で有ることが分かる。
【実施例４】
【００４４】
パターンニングされた積層体（図３）の３層のポリイミドをエッチングする為、図１の機構で構成されたエッチング装置の冶具６に装着し、テーブル８の移動の振幅を１４０ｍｍとし、スプレーノズル３２（スプレーイングシステムスジャパン社：フルコーンノズルＹＢ１／８ＨＧ３．６）の配置を縦方向５０ｍｍピッチ、横方向７５ｍｍピッチで配列し、実施例１〜３の２倍の数のスプレーノズル３２を取り付け、スプレーノズル３２の噴出し口と被加工物４の距離を１２０ｍｍとし、窒素ガスを２０Ｌ／分で貯留タンク２８を介してエッチングチャンバー２内に吹き込み、窒素雰囲気中で、８５℃のアルカリ系のエッチング液（５０．２ｗｔ％のモノエタノールアミンと１５．２ｗｔ％の水酸化カリウムと残りは水の混合液：中和滴定法で分析）を使用し、テーブル８の移動速度を２４回／分とし、０．１ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度３４度で、２００秒間エッチング後、０．２ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度５４度で、５０秒間エッチングするようプログラム運転を行った結果、図４（ａ）に示すように、シート１１４内のいずれのテストパターン１１６内にもポリイミドの残渣の発生は無く、シート１１４内のアンダーカット量ＵＫ１は、平均２７．８μｍ、標準偏差３．４５μｍ（測定数は、５６箇所）となり、加工規格を満たさないサンプルは０箇所で有った。
３層のポリイミドのアンダーカット量の加工規格は、被加工物４の総厚である７９μｍの半分である３９．５μｍ以下とした。
ポリイミドのアンダーカット量測定は、１０ｍｍ×２０ｍｍのテストパターンを研磨用樹脂（ストルアル社製）で固め、断面を研磨し、２ｍｍ×１０ｍｍの箇所を実体顕微鏡（ニコン社：ＭＭ−４０）を使用し、２００倍にて、測定した。
スプレーノズル３２の噴射角度については、本発明のエッチング装置の上部についている、ガラス窓より、内部の噴射状態を目視で確認した。
スプレーノズル３２を増やす事により、被加工物４へ噴射する面積を広げ、バラツキの改善を試みたが、隣り合うスプレーノズル３２の距離が近い為、スプレーノズル３２からの噴射が重なり、逆に被加工物４への噴射を阻害してしまった。
実施例1と比較すると劣る結果だが、比較例１の液中スプレーと比較すると、格段に良い結果となった。
【実施例５】
【００４５】
図1の機構で構成されたエッチング装置を１６時間、窒素ガスを２０Ｌ／分で貯留タンク２８を介してエッチングチャンバー２内に吹き込み、０．２ＭＰａの噴射圧で、スプレー循環した後、液分析を中和滴定法にて行ったところ、当初、５０．４ｗｔ％のモノエタノールアミンと１５．２ｗｔ％の水酸化カリウムの濃度だった液が、モノエタノールアミンが５０．６ｗｔ％、水酸化カリウムが１５．３ｗｔ％とほとんど変化が無く、０．２ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度は５４度と変化は無かった。
ここで、パターンニングされた積層体（図３）の３層のポリイミドをエッチングする為、実施例1と同様に、テーブル８の移動の振幅を１４０ｍｍとし、スプレーノズル３２（スプレーイングシステムスジャパン社：フルコーンノズルＹＢ１／８ＨＧ３．６）の配置を縦方向１００ｍｍピッチ、横方向７５ｍｍピッチで千鳥配列し、スプレーノズル３２の噴出し口と被加工物４の距離を１２０ｍｍとし、窒素ガスを２０Ｌ／分で貯留タンク２８を介してエッチングチャンバー２内に吹き込み、窒素雰囲気中で、８５℃のアルカリ系のエッチング液（５０．６ｗｔ％のモノエタノールアミンと１５．３ｗｔ％の水酸化カリウムと残りは水の混合液）を使用し、テーブル８の移動速度を２４回／分とし、０．１ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度３４度で、２００秒間エッチング後、０．２ＭＰａの噴射圧で、スプレーノズル３２の噴射角度５４度で、５０秒間エッチングするようプログラム運転を行った結果、図４（ａ）に示すように、シート１１４内のいずれのテストパターン１１６内にもポリイミドの残渣の発生は無く、シート１１４内のアンダーカット量ＵＫ１は、平均２１．６μｍ、標準偏差１．００μｍ（測定数は、５６箇所）となり、加工規格を満たさないサンプルは０箇所で有った。
３層のポリイミドのアンダーカット量の加工規格は、被加工物４の総厚である７９μｍの半分である３９．５μｍ以下とした。
スプレーノズル３２の噴射角度については、本発明のエッチング装置の上部についている、ガラス窓より、内部の噴射状態を目視で確認した。
ポリイミドのアンダーカット量測定は、１０ｍｍ×２０ｍｍのテストパターンを研磨用樹脂（ストルアル社製）で固め、断面を研磨し、２ｍｍ×１０ｍｍの箇所を実体顕微鏡（ニコン社：ＭＭ−４０）を使用し、２００倍にて、測定した。
【００４６】
前示した実施例および比較例の結果を表１に示す。
【表１】
2005281770.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のエッチング装置の概略図
【図２】積層体材料をパターンニングするまでの各段階の積層体材料の断面図を示したもので、（ａ）は未処理の積層体材料の断面図、（ｂ）は露光・現像処理後の積層体材料の断面図、（ｃ）はエッチング処理後の積層体材料の断面図、（ｄ）はレジスト剥離後の積層体材料の断面図、（ｅ）は（ｄ）を上面から見た図である。
【図３】パターンニングした積層体材料を上から見た全体図
【図４】パターンニングした積層体材料をエッチングした後の積層体材料を図２（ｄ）Ａ−Ａ‘で切った時の断面図であり、（ａ）は本発明のエッチング装置でエッチングした後の積層体材料の断面図、（ｂ）は本発明のエッチング装置でエッチングが完了していない積層体材料の断面図、（ｃ）は液中スプレー式のエッチング装置でエッチングした後の積層体材料の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  エッチングチャンバー（エッチング槽）
４  被加工物
６  ワークセット治具
８  装着台（移動テーブル）
１６  リンク
１８  レバー
２０  リンク
２２  偏芯板
２４  モーター
２８  エッチング種貯留タンク
３０  スプレー装置
３２  スプレーノズル
３４  スプレーポンプ
３６  エッチング種供給用配管
３８  不活性ガス発生装置
４０  不活性ガスボンベ
４２  不活性ガス供給用配管
４４  ヒーター
４６  温度センサー
【図１】
2005281770.tif 000004
【図２】
2005281770.tif 000005
【図３】
2005281770.tif 000006
【図４】
2005281770.tif 000007