銅箔回路のファインパターンウェットエッチング法の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650707
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 松本 克才 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70190519)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 尚司 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00111253)
• Keywords: 銅 / エッチング / プリント回路板 / 物質移動 / キャビティ

Research Abstract

本研究は、近年の電子産業の発展に寄与し集積回路の高集積化の実現に重要な役割を果たす回路用銅箔のウェットエッチングに関する研究である。
本年度は回路用銅箔のエッチング実験を行った。装置としては液側物質移動特性の既知である攪拌槽を用いた。回路用銅箔試料には、銅箔表面に種々のレジスト間隔のパターンが刻まれている。エッチング溶液は、塩化第二銅溶液を主に使用し、比較として塩化第二鉄溶液による実験も行った。実験後の試料はその断面を顕微鏡で観察することで、その溶解量と溶解部分(キャビティ)の形状を調べた。また、本来のエッチング反応に対する考察を行うために、銅板及びCuCl板の溶解実験も行った。
銅板の溶解実験より、本エッチング反応は物質移動支配であることを確認した。また、塩化第二銅溶液のエッチングの場合、銅表面にCuClが生成し、その溶解がエッチング速度を決定していることがわかった。
回路用銅箔のエッチング速度は、溶解の進行とともに遅くなった。これはエッチングで生成するキャビティ内の物質移動速度が遅いためである。また、溶解は深さ方向だけでなく横方向へも進行した。この溶解に伴うキャビティ形状変化について、境膜説に基づいたモデルを構築し、計算で求めたところ、実際の形状とほぼ一致した。ただし、レジスト間隔の広い回路のエッチングにおける実際のキャビティは計算結果より大きくなった。この原因として液本体の流れがキャビティ内にも影響を及ぼしていると考えた。
次年度は回路用銅箔の実験をさらに進め、キャビティ形状変化に着目し、実操業で重要なエッチファクタを精密に測定する。そして液流動条件とキャビティ形状変化との関係について考察を行い、実際のエッチングプロセスに貢献する知見を提供できると考える。