JPH04132246A

JPH04132246A - エッチングにより微細パターンを形成する方法

Info

Publication number: JPH04132246A
Application number: JP2253566A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Ozaki; 敏範尾崎; Tsukasa Chiba; 千葉　司; Osamu Yoshioka; 修吉岡
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1992-05-06
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JP2743566B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、エツチング加工技術一般に関し、特にリード
フレームやＴＡＢテープなど半導体関連部品に微細パタ
ーンを形成する方法に関する。

〈従来の技術〉従来のリードフレームやＴＡＢテープのエツチング手法
は、フォトレジスト膜を用いてマスキングした素材の表
面にエツチング液をほぼ均一に噴霧状に放射し、エツチ
ング加工を行ってきた。

その結果、エツチングファクターは被加工材料とエツチ
ング液化学組成の組合せなどでほぼ決定され、微細加工
を行うに必要とされる高い値、例えば２．５以上が得ら
れなかった。

ここで、特公昭６３−４５４６０号によれば、前記従来
法に加えて被加工面を軟質なブラシでこすりながらエツ
チングを行う方法が提案されている。　また、本出願人
は特願平１−１１９５７４号にて、従来法に加えて、被
加工面に高圧気体を間欠的に吹付けながらエツチングを
行う方法を提案している。

これらの方法は共に、新鮮で腐食能の大きいエツチング
液を被加工面に与え劣化したエツチング液を除去するこ
とで高いエツチングファクターを得、最終的に微細加工
が得られるとしている。

すなわち、高濃度塩化物溶液、例えば５〜４０％ＦｅＣ
ｌ１２やＣｕ　Ｃｊ！　２を用いたエツチング加工では
、その腐食侵食速度が酸化剤腐食成分の材料表面の拡散
二重層上への拡散過程により決定され（拡散支配）、そ
の侵食速度を効果的に増すには、ａ）拡散二重層（境界
層）の厚さを減少させる、ｂ）拡散二重層内外の酸化剤
腐食成分濃度差を大きくする（新鮮で腐食能の大きいエ
ツチング液を拡散二重層直上に急速に供給する）、Ｃ）
拡散二重層内の拡散速度を増大させる（液温を上げる）
などの方法が有効である。

従って、前記ａ）〜Ｃ）を達成する目的で高温の高速ミ
ストとしたエツチング液を被加工材料に吹きつけること
が実際になされている。

また、前記各提案はその効果を高めることを目的として
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、前記特公昭６３−４５４６０号は、ブラ
シで表面をこすることがフォトレジストで作成したマス
ク材への機械的損傷を与えやすく現実的でなく、また前
記特願平１−１１９５７４号は、劣化エツチング液の系
外への除去の点でその効果については常に、あるいは必
ずしも優れているとはｇいにくい。

すなわち、従来方法では、エツチング液の供給は被加工
面から遠く離れた地点に設けたノズルより噴露で行われ
、液の回収は被加工面よりほとんど無配慮に落下あるい
はオーバーフローするにまかせていた。

その結果、劣化エツチング液の系外への積極的な除去が
生じにくく、望ましいエツチングができにくいどういう
問題があった。

また、従来のエツチング手法では、リードフレームやＴ
ＡＢテープなどの被加工材料の被エツチング部分から十
分離れた地点に設けたノズルよりエツチング液を噴射し
、リード部を深さ方向に侵食し、金属の厚さ方向まで侵
食した時点で各リードは独立したリードとなる。　しか
し、この侵食が深さ方向のみでなくマスク下方の平面方
向に進むので、厚さ方向まで侵食した時点でマスク下方
の平面方向、すなわちリード幅は所定の値以下になり、
最悪の場合はリードが消失して製品としての形をなさぬ
ことになる。

換言すれば、リード幅やそのピッチは金属膜厚さとエツ
チング手法が一定の場合、限界値以下に製作することが
困難であって、半導体素子の実装における大ぎな障害と
なっていた。

すなわち、素子と接続するリード数の多い場合は、素子
サイズとは全く無関係にインナーリードの存在長さを長
くして（非エツチング部分の空間を長方形にと）で）、
最終的に大形で細長いＬＳＩパッケージにならざるを得
ないことになる。

つまり、リードフレームやＴＡＢテープの微細エツチン
グ加工技術は単に部品の形状を定めるものでなく、ＬＳ
Ｉ構造体やそれを実装した電子機械のサイズをも決定す
る要因となって、電子機械工業全域へ大きな影響を与え
る。

また、従来の手法（ここでは被エツチング面が水平、上
向き）では、見掛は上レジスト膜上に２００〜１０００
μｍ厚さの変色劣化したエツチング液膜が常に残留する
結果、ノズルより急速放射されたエツチング液滴がこの
液膜で機械的′？＃撃力を弱められ、エツチングファク
ター向上の面から大きな障害となっていた。

本発明の目的は、従来エツチング加工が困難であった微
細エツチング加工品を得ることができるエツチングによ
り微細パターンを形成する方法を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成するために本発明によれば、パターンニ
ングマスクを施した被エツチング材料の表面にエツチン
グ液を吹付は所定の配線パターンを形成するに際し、前記被エツチング材料の表面の全面にエツチング液を吹
付けるとともに、前記配線パターン中の微細パターン部
分の上方の近接位置にこの微細パターンに沿って高速で
エツチング液を吹付ける手段およびこの吹付は手段によ
り吹付けられた前記エツチング液を回収する手段を設け
、吹付けられたエツチング液が前記微細パターン部分の
表面を高速で流れるようにしたことを特徴とするエツチ
ングにより微細パターンを形成する方法が提供される。

ここで、前記エツチング液吹付は手段により高圧ガスを
間欠的に噴射するのが好ましい。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明では、パターン上の重要な限定部分に注目しエツ
チング液の流れをスムースにすること、すなわち液の流
れに注目し供給口と回収口を独自に用意した。

これにより高いエツチングファクターを得るのに好まし
い液の流れ状態を得ることができ、劣化したエツチング
液が被加工面に無配慮に厚く停滞・残留することがなく
、新鮮な液が薄く存在した状態になることから、高速な
エツチング液ミストの被加工材料表面への衝突が深さ方
向への侵食を増す方向に作用しやすくなる。

これはとりもなおさず、間口が狭く深い溝が作成できる
訳で、マスクの設計時点でリード間のピッチが小さく取
れ、高密度なエツチング加工品を得ることができる。

第１図および第２図はそれぞれ被エツチング材料である
ＴＡＢテープのエツチング時の１例を示す平面図および
第１図のＩＩ　−ＩＩ線での断面を示す模式図である。

ここで、ＴＡＢテープ１は通常０．１ｍｍ前後の厚さの
連続体で、位置合わせ用ホール２と被エツチング部分３
が連続的に設けられている。

被エツチング部分３内にはインナーリード（一般に最も
微細加工となる部分に相当）４とアウターリード５が設
けられ、それらの間は電気的に連続されリード部６が形
成される。

エツチングするためのパターンニングマスクは一般にフ
ォトレジストが用いられ、従来から知られている半導体
製造プロセスを用い作成される。　前記リード部６以外
の部分は露出されている。

微細パターン用エツチング液放射ノズル７（以下、放射
ノズルという）を複数個インナーリード４上方に近接し
て設置し、ここから放射したエツチング液がインナ−リ
ード４長手方向で非エツチング部分の空間８に向う流れ
を与える。

この流れはエツチング液回収ノズル９を介して回収ホー
ス１０により急速に吸い上げられ、インナーリード４周
辺には腐食劣化したエツチング液が残らないようになっ
ている。

すなわち、放射ノズルフから放射されたエツチング液は
、第２図に矢印で示すように回収ノズル９を介して停滞
することなく系外へ除去される。

前記エツチング液放射ノズル７は従来用いられてきたノ
ズル、例えば農業用フルコーンノズルと異なり、噴露状
エツチング液を細管で被エツチング表面まで導く必要が
ある。

本発明に用いる放射ノズル７の好適例として第３図およ
び第４図に示すものをあげるこができる。

第３図はその横断面図で、エツチング液導入口より導入
され放射されたエツチング液は、高圧ガス導入口１２よ
り導かれたガスとエツチングミスト発生部１３でミスト
状となり、ホース１４内を気液混合体の状態で高速で流
れ、ノズル先端１５より放射される。　ホース１４は、
長くフレキシブルに形成され、極端にエツチングさせぬ
限り比較的長い距離でもミスト状態を保つことができれ
ばよい。

また、必要に応じて先端を狭く変形させたり、第４図に
示すようなへん平日１６とすることも自由で、被エツチ
ング材やノズル配置に合せて自由に選ぶことができる。

また、前記各ホース、ノズル類は一体に形成してもよい
。　また、位置合せ用ホール２を基準とするなどした厳
密な位置が自動的に設定できるようにすることは自由で
ある。

以上は本発明の微細パターンを形成するための放射ノズ
ルであるが、このほかに従来の放射ノズル（図示せず）
も用いる。　それらの関係について以下に説明する。

第５図および第６図はそれぞｆｉＴＡＢテープのエツチ
ングの他の例を示す斜視図および第５図のＶｌ−Ｖｌ線
での断面を示す模式図である。

ここで、エツチング液放射ノズルの先＃４１５はインナ
ーリード４に近接してへん平に変形させて複数個設け、
エツチング液を放射する。

この放射されたエツチング液は素子を搭載する非エツチ
ング部分の空間８に設けたエツチング液回収ノズル９よ
り吸上げられる。

また、従来タイプのノズル、例えば農業用フルコーンノ
ズル１７はＴＡＢテープ１の上方（第５図では左右２か
所）にあり、従来のエツチング法と同様にテープ１表面
の全域にエツチング液を放射し、他の部分をエツチング
する。

これらの様子は第６図に示すように、インナーリード４
部でエツチング液はインナーリード４の長手方向１８と
、これに垂直な方向１９の２つの流れを有する。

その結果、斜め上方より放射されたエツチング液は、そ
のスムースな流れによって被エツチング面上で１００μ
ｍ以下の液膜となり停滞せず、高いエツチングファクタ
ーで微細パターンのエツチングができる。

また、従来法では除去できないような微小な異物２０（
第６図参照）、例えばフォトレジストの破片等も前記２
方向のエツチング液流により容易に除去でき、これによ
り歩留りの低下が防止できる。

ここで、前記微細パターン部分に吹付けるエツチング液
は、前記被エツチング材料の表面の全面に吹付けるエツ
チング液よりも高温にして吹付けると、微細パターンの
エツチング速度とエツチングファクターがさらに向上す
る。

例えば、エツチング装置の平均耐用温度より１０〜３０
℃程度高めた場合はエツチング速度とエツチングファク
ターが２０％程度さらに高まり、実用的であると同時に
装置内平均温度の上昇はごくわずかにとどまり、保安上
や装置寿命上問題にならいなど有利である。

また、前記微細パターン用エツチング液放射ノズルから
空気等の高圧ガスを間欠的に吹付けるようにすれば、噴
射面のエツチング液が除去され、さらに大幅にエツチン
グファクターを向上させることができる。

〈実施例〉以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例り被エツチング材としてＰｖＣタイプフォトレジストでマ
スクした４２７０イ製リードフレーム材（インナーリー
ドサイズ：幅４０μｍ１長さ４００μｍ、ピッチ８０μ
ｍ、厚さ１２０μｍ）を用い、エツチング液は従来法と
同様の４２度ボーメのＦｅＣｊ２ｓ　　（４２℃）とし
て、８５図に示すように２系統のエツチング液放射ノズ
ルを有する装置を用いて微細パターンのエツチング状態
を調べた。

微細パターン用エツチング液放射ノズルは第３．４図の
ものを用いた。

その結果、斜め上方より放射された微細パターン用エツ
チング液は、そのスムースな流れによって被エツチング
面上で１００μｍ以下の液膜となり停滞せずその色調も
新液のままが観察された。　そして、エツチングファク
ターは従来法の１．５〜２倍にも達した。　また、この
ようにして作成したリードフレームを用いて作成した樹
脂封止ＬＳＩ（ビン数：１２８本）は、その外観サイズ
が従来法に比ベロ５％以下に減少し、さらにその樹脂封
止ＬＳＩを実装したプリント基板のサイズおよびそれを
用いた電子機器サイズは従来法の８０％以下にすること
ができた。

〈発明の効果〉本発明は以上説明したように構成されているので、従来
エツチング加工が困難であった微細パターンがエツチン
グにより容易に形成できるようになった。

その結果、エツチング精度向上、エツチング能率向上、
歩留り向上、エツチング装置の小型化、低価格化などが
達成されるどう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図およびＮ２図は、それぞれ本発明によるＴＡＢテ
ープのエツチング時の１例を示す平面図および第１図の
ＩＩ　−ＩＩ線での断面図である。第３図および′１７４４図は、それぞれ本発明に用いる
微細パターン用エツチング液放射ノズルの１例を示す横
断面図およびそのノズル先端形状の１例の外観斜視図で
ある。第５図および第６図は、′それぞれ本発明によるＴＡＢ
テープのエツチング時の例を示す外観斜視図および第５
図のＶｌ−Ｖｌ線での部分断面図である。符号の説明１・・・ＴＡＢテープ、２・・・位置合わせ用ホール、３・・・被エツチング部分、４・・・インナーリード、５・・・アウターリード、６・・・リード部、７・・・微細パターン用エツチング液放射ノズル（放射
ノズル）、８・・・非エツチング部分の空間、９・・・エツチング液回収ノズル、１０・・・回収ホース、１１・・・エツチング液導入口、１２・・・高圧ガス導入口、１３・・・ミスト発生部、１４・・・ホース、１５・・・ノズル先端、１６・・・へん平日、１７・・・従来タイプのノズル（農業用フルコーンノズ
ル）、１８・・・インナーリード長手方向のエツチング液流、１９・・・インナーリード垂直方向のエツチング液流、２０・・・異物

Claims

【特許請求の範囲】

（１）パターンニングマスクを施した被エッチング材料
の表面にエッチング液を吹付け所定の配線パターンを形
成するに際し、前記被エッチング材料の表面の全面にエッチング液を吹
付けるとともに、前記配線パターン中の微細パターン部
分の上方の近接位置にこの微細パターンに沿って高速で
エッチング液を吹付ける手段およびこの吹付け手段によ
り吹付けられた前記エッチング液を回収する手段を設け
、吹付けられたエッチング液が前記微細パターン部分の
表面を高速で流れるようにしたことを特徴とするエッチ
ングにより微細パターンを形成する方法。
（２）前記エッチング液吹付け手段により高圧ガスを間
欠的に噴射する請求項１に記載のエッチングにより微細
パターンを形成する方法。