(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を表面に施した基板または金属板を搬送し、金属を薬液のシャワーによりエッチングする装置において、シャワー管を被エッチング板面と平行に長軸、短軸を可動可能な楕円運動させ、長軸が搬送方向となるようにエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
金属を表面に施した基板または金属板を搬送し、金属を薬液のシャワーによりエッチングする装置において、回転軸に設けられた治具Ａに直線状の孔を有し、この孔に治具Ｂと治具Ａを連結させる連結棒の一端に設けたベアリングを係止させ、該連結棒の他端に設けたベアリングを治具Ｂに設けたドーナツ状の楕円孔に係止させ、さらに該連結棒にシャワー管に連結するシャフトを係止させ、回転軸を回転させることにより治具Ａの直線状の孔と治具Ｂの楕円孔により連結棒に設けたシャワー管に連結するシャフトを長軸が搬送方向となるように楕円運動するようにしたエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属を表面に施した基板または金属板のエッチング方法及びエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エッチング装置のシャワー揺動方式は、一般的に被エッチング基板の搬送方向に直角に水平揺動あるいは首振りなどの方法で行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水平揺動あるいは首振りなどによるエッチング方法においては、ライン幅が６０μｍ程度の細線パターンとなると搬送方向とその直角方向では約１０μｍのライン幅の差が生じるなど、均一なライン幅を得ることが困難であった。この課題に対して、シャワーの揺動を被エッチング基板の搬送方向および直角方向とで組み合わせ、薬液の噴射を各方向に振り分けて均一なライン幅を得ようとする装置が登場しているが、それぞれの方向に対する薬液噴射量の決定など条件設定が困難である等の欠点があった。
本発明は、金属を表面に施した基板または金属板のエッチングにおいて、ライン幅が６０μｍ程度の微細なパターンでも縦方向や横方向などの方向によらず均一なエッチングが可能なエッチング方法やエッチング装置を提供することを課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属を表面に施した基板または金属板を搬送し、金属を薬液のシャワーによりエッチングする装置において、シャワー管を被エッチング板面と平行に長軸、短軸を可動可能な楕円運動させ、長軸が搬送方向となるようにエッチングするエッチング方法である。
【０００５】
さらに本発明は、金属を表面に施した基板または金属板を搬送し、金属を薬液のシャワーによりエッチングする装置において、回転軸に設けられた治具Ａに直線状の孔を有し、この孔に治具Ｂと治具Ａを連結させる連結棒の一端に設けたベアリングを係止させ、該連結棒の他端に設けたベアリングを治具Ｂに設けたドーナツ状の楕円孔に係止させ、さらに該連結棒にシャワー管に連結するシャフトを係止させ、回転軸を回転させることにより治具Ａの直線状の孔と治具Ｂの楕円孔により連結棒に設けたシャワー管に連結するシャフトを長軸が搬送方向となるように楕円運動するようにしたエッチング装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、シャワー管を被エッチング板と平行に長軸、短軸を可変可能な楕円運動を行い、均一なライン幅を得るための条件設定を容易にし、ライン幅の管理精度を向上しようとするものである。
【０００７】
金属を表面に施した基板は、代表的には金属張り積層板や内層回路に絶縁層を設けて表面に金属箔を配した多層配線板であり、不要な金属をエッチングにより除去するためはんだなどの金属レジストや有機レジストなどのエッチングレジストが形成されている。金属板は、代表的にはリードフレームなどであり、同様に不要な金属をエッチングにより除去するためエッチングレジストが形成されている。これらエッチングレジストが形成された基板や金属板は、エッチング装置により塩化第二鉄溶液、塩化第二銅溶液、アルカリエッチング液、酸溶液、アルカリ溶液などの薬液をシャワー配管に設けた複数個の薬液ノズルにより薬液をシャワーしてエッチングする。エッチング装置には、搬送コンベアが設けられ、このコンベアにより基板や金属板の被エッチング基板がエッチング液を受け、エッチングされつつ搬送される。シャワー配管は、被エッチング基板の両面に設け上面と下面を同時にエッチングすることもできる。シャワー配管に設ける薬液ノズルは、被エッチング基板と薬液ノズルの距離、薬液の圧力などにより異なるが、一つの薬液ノズルから被エッチング基板面に噴射される薬液が一部重なる程度の間隔とする。そしてシャワー配管とシャワー配管の間隔は、薬液ノズルの間隔と同様、薬液が一部重なる程度の間隔とし、一つのシャワー配管と隣接するシャワー配管の薬液ノズルは、薬液ノズルと薬液ノズルの中間に位置するようにするのがエッチング液が均一に噴射され均一なライン幅を得るうえで好ましい。
【０００８】
本発明のエッチング方法は、シャワー管を被エッチング基板と平行に長軸、短軸を可動可能な楕円運動させてエッチングするものである。こうすることにより、従来のシャワー揺動方式や首振り方式に較べ、被エッチング基板にエッチング液が常に流動するように接触して流れ、従来の主として揺動方向や首振り方向の一方向のエッチング液の流れに対し、滞留のないエッチング液の流れを形成し、被エッチング基板の縦方向や横方向のエッチングが均一に行われるようになる。すなわち、被エッチング基板が搬送され薬液ノズルから基板搬送方向と同じ方向、それと直角方向や斜め方向にエッチング液が噴射されエッチング液が被エッチング基板面のあらゆる方向に流動するようになり、エッチングが方向によらず均一化される。
【０００９】
楕円運動の長軸は、搬送方向とした方がエッチング液噴射の方向性がなくエッチングが均一に行われるので好ましい。被エッチング基板が静止した場合を考えると円運動を描くようにエッチング液を噴射するとエッチング液噴射の方向性がなくエッチングが方向によらず均一に行われると考えられる。ところが、被エッチング基板は、搬送コンベアにより搬送方向に移動するため円運動をさせた場合では、搬送方向と直角方向に長軸が、搬送方向に短軸が有るような楕円運動させた場合に相当し、搬送方向と直角方向のエッチング液の流れが多くなり、その方向のエッチングが多くなり、それと直角の搬送方向のエッチングが相対的に少なくなり方向性がでてしまう。但し、従来の揺動方式や首振り方式に比較して、エッチング液の流れがより一層均一化されておりエッチングの方向性が顕著に改善される。従って、搬送方向に楕円運動の長軸を配し、搬送方向と直角方向に短軸を配するようにするのが好ましい。より好ましくは、楕円運動の長軸を次のようにして求めた値にすることが好ましい。楕円運動の一周期の間に搬送される距離に短軸を加えた値を長軸の値とすることで、見かけ上、円運動するようにエッチング液が噴射され、被エッチング基板にエッチング液が方向性がなく均一に噴射されるようになりエッチングが方向によらず均一に行われるようになる。長軸をａ（ｃｍ）、短軸をｂ（ｃｍ）、楕円運動の周期をＴ（秒）、搬送速度をＶ（ｍ／分）とすると式（１）の関係になる。
【００１０】
【数１】
ａ＝ｂ＋（５／３）×Ｖ×Ｔ    …式（１）
ａ：長軸（ｃｍ）    、ｂ：短軸（ｃｍ）    、Ｖ：搬送速度（ｍ／分）
Ｔ：楕円運動の周期（秒）
【００１１】
例えば、短軸を２０ｍｍとし搬送速度が０．６ｍ／分で、楕円運動の周期が２秒（３０回転／分）の場合、ａ＝２＋（５／３）×０．６×２＝４となり、長軸ａを４０ｍｍとする。このようにすることにより、搬送コンベアにより搬送されている被エッチング基板に薬液ノズルから噴射されるエッチング液の軌跡は円運動に近いものになり被エッチング基板のエッチング液の流動はマクロ的に方向性がなく縦方向や横方向のエッチングがより均一に行われるようになる。
【００１２】
本発明のエッチング装置は、シャワー管に楕円運動を行わせるようにしたもので、同時にシャワー管に配した複数個の薬液ノズルやそこから噴射されるエッチング液も同様に楕円運動を行う。このシャワー管に楕円運動を行わせる装置は、直線状の孔を有した治具Ａ、ドーナツ状の楕円孔を有した治具Ｂ、連結棒、治具Ａに設けた回転軸から主として構成される。連結棒は、ベアリングを２個有し、更に楕円運動をシャワー管に伝えるシャフトが回動自在に結合され、治具Ａから治具Ｂへ回転力を伝達する。
【００１３】
本発明のエッチング装置のシャワー管に楕円運動を行わせる機構を図１に基づいて説明する。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は断面図を示す。長軸、短軸が調整可能な楕円軌道をシャワー管に付与する機構として直線状の孔（１）を有する治具Ａ（２）を回転軸（３）に設置し、実現しようとする楕円軌道の楕円孔（８）を有する治具Ｂ（４）を設備側に固定する。そして、治具Ａと治具Ｂを連結するための連結棒（６）に、シャワー管に接続したシャフト（５）の先端を回動自在に接続し、さらに、連結棒の一端と他端にそれぞれベアリング（７）、（７）を設け治具Ａの直線状の孔（１）と治具Ｂの楕円孔（８）の孔にはめ込む。
治具Ａは、直線状の孔（１）を有し、その孔に連結棒に設けたベアリング（７）をはめ込みこのベアリングを介して連結棒が直線状の運動となるように規制される。孔の大きさはベアリングの外形とほぼ同等とし長さは、楕円運動の長軸の長さに合わせるか楕円運動の長軸、短軸の変更に対応できるようにそれより大きくする方が好ましい。直線状の孔は強度、耐薬品性を満足するよう被覆金属、プラスチックなどの板に設け、図１に示すようにこの板を支える支持部材を介して回転軸を取り付けた板に固定しても良い。治具Ａは、回転軸を介して回転が治具Ａに伝えられ直線状の孔に設けたベアリングを通して連結棒が直線状の運動をする。
【００１４】
治具Ｂは、ドーナツ状の楕円孔（８）を有し、その孔に連結棒に設けたベアリング（７）をはめ込みこのベアリングを介して連結棒が楕円運動となるように規制される。ドーナツ状の楕円孔は強度、耐薬品性を満足するよう被覆金属、プラスチックなどの板に設け、図１に示すように楕円孔に囲まれた楕円を固定するため支持部材を介して別の板に固定しても良い。楕円孔の周辺の部分も支持部材を介して前記の別の板に固定する。治具Ｂは装置に固定され、治具Ａから連結棒を介して伝えられる力は、連結棒に設けたベアリングにより治具Ｂの楕円孔に伝えられ楕円孔に沿って楕円運動する。治具Ｂは、装置に固定されているので連結棒は治具Ｂに沿って楕円運動し、これに伴い連結棒に結合されている治具Ａも直線状の孔に規制されつつ楕円運動を行う。そのため楕円運動の動力を伝える回転軸はその端がフレキシブルホース、ワイヤーなどで変速機付きモータに連結されている。
【００１５】
連結棒には、シャワー管に接続したシャフト（５）の先端が回動自在に接続されており、シャフトの他端は、例えば、シャワー管が基板の搬送方向に直角の方向に１０列設けられ固定された支持板に回動自在に設けられる。シャワー管が固定された支持板は、その四辺角部にプラスチックで被覆したバネやゴムなどを介して支持され、楕円運動の抵抗を減少させることが好ましい。支持板が大きいときや楕円運動の周期が短いときは、楕円運動させる抵抗が大きいので治具Ａ，Ｂなどで構成される装置を連動させ複数個設けることが好ましい。
【００１６】
治具Ｂの楕円孔は、その長軸と短軸が種々異なる板材を予め準備しておき、所望の長軸と短軸の楕円孔を有する板材のみを支持部材を介して前記の別の板に固定することにより楕円運動の軌跡を種々変えることができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例）
シャワー管が基板の搬送方向に直角の方向に１０ｃｍ間隔で１０列設け支持板に固定した。シャワー管には薬液ノズルが１０ｃｍ間隔で７個、その隣接するシャワー管には、６個設けた。このシャワー管が固定された支持板にシャフトの一端を回動自在に取り付け、シャフトのもう一つの他端をベアリングで連結棒に結合した。そして、図１に示すように、治具Ａの直線状の孔に連結棒の端に予め嵌合したベアリングをはめ込み、さらに連結棒の他端に予め嵌合したベアリングを治具Ｂの楕円孔にはめ込んだ。直線状の孔、楕円孔を設けた板は、厚み５ｍｍのステンレス板を用い、孔あけ加工を施してからポリテトラフルオロエチレン樹脂で被覆加工したものを用いた。シャワー管を取り付けた支持板は、その四角をポリテトラフルオロエチレン樹脂で被覆したバネによりつり下げ、薬液ノズルと被エッチング基板の距離が１５０ｍｍとなるようにした。これらを２式基板搬送方向に並べた。
被エッチング基板として、厚み１８μｍの銅箔を片面に用いた基板厚み０．８ｍｍの片面銅張積層板を用い、この銅箔面に厚み２５μｍの感光性ドライフィルム（フォテックＨＫ４２５；日立化成工業株式会社製商品名）をラミネートし、幅６０μｍで格子状にパターを描いたネガフィルムで露光、現像してエッチングレジストを形成した。
基板搬送速度１．５ｍ／分、楕円回転数５０回転／分（周期；１．２秒／回転）、シャワー圧力２．０Ｋｇ／ｃｍ2の条件でエッチングした。
楕円運動の短軸を基板搬送方向と直角方向とし、長軸を基板搬送方向とした。短軸を３ｃｍとし、長軸を３ｃｍ、６ｃｍ、９ｃｍとしてエッチングしたときの基板搬送方向とその直角方向のライン幅の差を被エッチング基板面積を２５等分して測定しその平均で求めた。その結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
0003997449.tif 000002
【００１９】
（比較例）
実施例において、シャワー配管、薬液ノズル、被エッチング基板と薬液ノズルの高さを同じにし、基板搬送方向にのみ７ｃｍ揺動させた。エッチングしたときの基板搬送方向とその直角方向のライン幅の差を実施例と同様にして測定した結果、１０μｍ（搬送方向のライン幅が小さい）であった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によるエッチング方法及びエッチング装置を用いてエッチングすることにより、基板の搬送方向と直角方向で均一にエッチングされ、エッチング時のライン幅の差の少ないパターンを形成することができる。これにより、機器の小型、軽量化による配線の高密度化を達成することに貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエッチング装置の要部を示す構成図であり、（ａ）は平面図を，（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
１．直線状の孔
２．治具Ａ
３．回転軸
４．治具Ｂ
５．シャフト
６．連結棒
７．ベアリング
８．楕円孔
【図１】
0003997449.tif 000003