JPS61190081A - エッチング制御方法及び装置 - Google Patents

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、例えば、プリント配線基板や、カラーブラウ
ン管用シャドウマスク等の製造時におけるエツチング工
程のように、搬送装置により、連続的に搬送される薄板
状の被処理物を、エツチング液にさらして、被処理物表
面を、所望のパターンで腐食（すなわち食刻）させるエ
ツチングにおいて、被処理物に対するエツチングの度合
いを制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の制御方法や装置としては、次のようなも
のが知られている。

（１）特開昭５９−１００５８７号公報には、第１エツ
チング室と第２エツチング室との間に設けられたレーザ
光走査装置により、プリント基板上のモニターパターン
の幅を、光反射によって測定し、その測定結果に応じて
、エツチング条件、例えばエツチング室のコンベア速度
を決定する方法及び装置が記載されている。

（２）特公昭４４−１０３７１号公報には、エツチング
装置内に、例えば光電式検知手段や、導電率検知手段等
よりなるエツチング状態検知手段を設け、このエツチン
グ状態検知手段により、エツチング状態を検知して、被
加工物の搬送速度を直接制御できるようにした金属食刻
装置が開示されている。

（３）特公昭４６−１９２６２号公報には、エツチング
装置の後段に、エツチング開孔寸法感知手段を設け、こ
の感知手段により感知されたエツチング開口寸法が、許
容上限値及び下限値をこえたときに、金属帯状体の搬送
速度を修正するとともに、速度修正を受けた金属帯状体
部分がエツチング開口寸法感知手段に到達するまでの間
、次回の速度修正を行なわないようにしたものが開示さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記特開昭５９−１００５８７号公報に記載の「プリン
ト配線基板のエツチング方法および装置」においては、
第１エツチング室と第２エツチング室との間に、モニタ
ーパターン幅測定手段を配設して、第２エツチング室の
搬送速度を制御するため、金属帯状体を、第１エツチン
グ室より第２エツチング室まで連続して搬送して、エツ
チング処理することが不可能である。

特公昭４４−１０３７１号公報に記載の「金属食刻装置
」では、エツチング工程後に、エツチング状態検知手段
を付設するため、エツチング工程中に、エツチング状態
を検知し、被加工物の搬送速度を直接制御できるが、被
加工物表面に附着したエツチング液や、ノズルより噴射
したエツチング液が、エツチング状態検知手段表面に附
着し、エツチング状態を正確に検知することができない
という問題がある。

特公昭４６−１９２６２号公報に記載の「連続金属帯体
の腐蝕孔径の自動制御装置」においては、金属帯状体が
エツチング装置を通過した後に、エツチング開孔寸法感
知手段を配置しているため、エツチング液による誤差を
生じることはないが、エツチング開孔寸法感知手段の出
力が、エツチング開孔寸法の許容上限および下限値を超
えたときに、金属帯状体の搬送速度を修正すること、及
び速度修正を受はエツチングされた金属帯状体部分が、
エツチング開孔寸法感知手段に到達するまでの間、次回
の速度修正を行なわないようにしていることから、金属
帯状体の搬送速度の速度修正は、極めて段階的となり、
近年の高精密度のエツチング加工において要求される、
品質の均一さと生産性向上にとって不満足である。

本発明の目的は、上記問題点をすべて解決し、被処理物
の搬送速度を、無段階的に、かつ正確に制御することに
よって、高品質の均一な王ツチング処理を行いうるよう
にすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る被処理物のエツチング制御方法は、エツチ
ング工程後に、被処理物のエツチングを測定し、測定さ
れた被処理物のエツチング率と、予め設定されている所
望のエツチング率との差に基づいて、エツチング工程中
の被処理物の搬送速度を補正するもので、すなわち、エ
ツチングした際の被処理物の搬送速度の平均値と、エツ
チング工程後における前記被処理物のエツチング率とを
測定し、その測定されたエツチング率と、予め設定され
た所望のエツチング率との差に基づいて、前記搬送速度
の平均値に対する補正量を決定し、前記の搬送速度の平
均値に前記補正量を加算した値と、またエツチング率の
被処理物の搬送速度とが等しくなるように制御すること
を特徴としている。

なお、エツチング率の測定には、被処理物の光透過率や
光反射率、又は導電率等を検出することにより測定する
のがよい。

被処理物は、シャドウマスク等のように、一定のパター
ンを、一定間隔でエツチング開口するような金属帯状体
でもよく、又は１枚毎に順送りで搬送されるプリント配
線基板等の薄板状の基板でもよい。

〔作　用〕

本発明は、エツチングをした際の被処理物の搬送速度の
平均値を測定しておき、その測定値に、エツチング工程
後に測定したエツチング率と、予め設定した所望のエツ
チング率との差から求めた補正量を加算した値を、エツ
チング工程中における被処理物の搬送速度と等しくなる
ように、被処理物の搬送速度を制御するものである。

すなわち、被処理物をエツチングした際の搬送速度の経
過的平均値をもとに、設定エツチング率と実際のエツチ
ング率との差によって、エツチング工程中の望ましい搬
送速度を、常に連続的に自動設定することができる。

そして、エツチング工程より送り出された被処理物に対
し、それより後に送り出された被処理物のエツチング率
は、暫次所望のエツチング率によりいっそう近づいてく
る。

したがって、本発明の方法によると１例えば。

エツチング液の劣化等によるエツチング条件が。

微小かつ緩慢に変化しても、敏感に対応することができ
、高精度のエツチングを行うことができる。

〔実施例〕

本発明方法を実施するためのエツチング装置の一例を、
第１図に示す。

この装置は、金属帯状体をエツチングするこによりシャ
ドウマスクを製造する装置で、内部に搬送ローラ（４）
を回転自在に配設し、上下よりエツチング液を噴出させ
るノズル（５）を所要個数配設したエツチング室（２）
、及び水洗・剥離・乾燥装置（３）のほぼ中央ぞいに、
被処理物である金属帯状体（１）を、搬送ローラ（４）
の上に装置した状態で水洗・剥離・乾燥装置（１）の出
口側に設置したニップローラ（６）にて第１図の右方向
へ引っ張って搬送させるようになっている。

ニップローラ（６）の後にカッター（７）を設置し、金
属帯状体（１）より所定大きさに切断されたシャドウマ
スク（１′）は、コンベア（１１）の上にて、光透過率
を発光素子（８′）及び受光素子（８′）よりなる光透
過率検出装置（８）にて、検出され、次いでガイド板（
１０）により案内されて、収納容器（９）に積層収納さ
れるようになっている。

第２図は、被処理物の金属帯状体（１）に代って、プリ
ント配線基板等のような複数の薄板状基板（１′）を１
枚毎一定間隔でエツチング室（２）内に搬送するように
した別のエツチング装置の例を示す。

この場合、基板（１′）を水平般送する搬送ローラ（４
）それぞれと、駆動手段とは、図示しない適宜の連係装
置をもって、互いに連結されている。

その他の構成は第１図示のものと同一であり。

それらについては同一符号を付して、その説明を省略す
る。

第３図は、本発明の主要な構成のブロック図、第４図（
ａ）、（ｂ）は本発明の実施例のフローチャート、第５
図は、第１図の装置を用いて本発明の方法を実施する際
の作用を説明するための作用説明図である。

第５図において、金属帯状体（１）の表面には、あらか
じめ一定間隔で、シャドウマスク等のパターンを、露光
し、かつ現像する等して、表面処理がほどこされている
。エツチング室（２）内では、各パターンに従って、多
数の微細孔が、エツチングによって開口され、その後、
カッター（７）にて切断されて、１枚毎のシャドウマス
クとなる。

第５図の金属帯状体（１）の一部分であるシャドウマス
ク（以下単にマスクという）（Ｍｉ）が、光透過率検出
装置（８）の位置（Ｐａ　）にあるときの金属帯状体（
１）の、ニップローラ（６）による搬送速度を（Ｓｉ）
とする。

マスク（Ｍ、）が位置（Ｐ、）にあったときの金属帯状
体（１）の搬送速度は、マスク（Ｍｌ）よりも１つ先に
エツチングされたマスク（Ｍｉ−＋）　（図示してない
が、マスク（Ｍ＋）よりも紙面にて１つ右どなり。）が
位ＩＩ（Ｐｏ）にあるときの搬送速度と同じであるから
、（Ｓｚ−ｔ）とする。

同様に、このマスク（Ｍｌ）が、エツチング室（２）の
入口附近の位置（ＰＩ３）を通過した時の金属帯状体（
１）の搬送速度を（Ｓｉ−＋２）とし、位置（Ｐｔ□）
・・・、における速度を（Ｓｉ−ｘ＋）・・・、腐蝕室
（２）の出口近くの位！！（Ｐａ）における速度を（Ｓ
ｔ−６）であったとする。

なお、各位置（ＰＩ３）・・・（ｐｏ　）の間隔は１等
間隔とする。

金属帯状体（１）の表面のマスク（町）がエツチング室
（２）内における所定の位置（ＰＩ３）’、（Ｐｉｔ）
・・・（Ｐａ）を通過した速度の平均は となる。

マスク（Ｍｉ）が位置（Ｐｏ）において、検知された光
透過率を（Ｔｉ）とし、設定した光透過率（Ｔｏ）との
差に比例した値 ｋ（Ｔｒ−Ｔｏ） を平均速度ＳＬに加えて ５Ｐ（ｉ）　＝　Ｓｌ　＋ｋ（Ｔｉ　　Ｔｏ）の式にて
与えらるる５Ｐ（ｉ）を、新たな搬送速度となるように
、ニップロール（６）の駆動手段（１１）を制御すれば
よい。ここで、（ｋ）は適宜の係数であって実験的に決
まる値で、装置の構造等によって変わる。

つづいて、マスク（這）の一つ次にエツチングされたマ
スク（Ｍｉｎｔ）が１位置（Ｐｏ）に移った時の搬送速
度を（Ｓ□や、）（＋５Ｐ（ｉ））とすると、マスク（
Ｍ□や、）が、エツチング室（２）内の位置（ＰＩ３）
、（ｐＨ）、・・・（Ｐａ）を通過した時の速度は、そ
れぞれ（Ｓｉ−＋＋）、（Ｓｉ−＋ｏ）、−（Ｓｔ−ｓ
）となり、その平均速度は となり、位［（Ｐｏ）におけるマスク（Ｍ□＋１）の光
透過率を（Ｔ１＋＋）とすれば、前記同様に、新たな速
度制御値は。

５Ｐ（＝＋＋）　＝　Ｓｔ＋ｔ　＋ｋ（Ｔｉｌｌ　　Ｔ
ｏ）となる。

このようにして、金属帯状体（１）の搬送速度を連続的
に制御する。

第３図において、演算制御手段によって、例えばパルス
モータ等のような駆動手段を制御するが。

その駆動手段は、第１図の金属帯状体（１）の搬送に　
′おいては、ニップローラ（６）を回転させ、第２図の
基板（１′）の搬送においては、すべての搬送ローラ（
４′）を回転させることとなる。

なお、第３図のブロック図のように、マスク（Ｍｉ）が
位置（ｐｏ　）にて測定された光透過率（Ｔ工）を、記
憶手段により記憶し、マスク（町）を含めたマスク（Ｍ
ｔ）に先行した所要板数のマスクの光透過率の平均（Ｔ
ｉ）を求め、その平均光透過率を、前記搬送速度制御値
の演算式、 ５Ｐ（ｉ）　＝　Ｓ１＋ｋ（Ｔｌ−Ｔ（１）に使用する
方が、より正確な速度制御を行うことができる。

上記実施例では、第５図において、エツチング室を通過
するマスク（町）・・・の搬送速度の平均値を算定する
にあたり、エツチング室内に配置できるマスクの個数に
相当する数の地点（上記実施例では、Ｐ６〜Ｐ１２の７
箇所）を、マスク（Ｍｉ）・・・が通過したときの搬送
速度を算術的に求め、それを平均化して、エツチング室
内での平均速度（Ｓｌ）を求めた。

しかし、必らずしも、エツチング室内に配置できるマス
クの個数に相当する数の地点での搬送速度をもとに平均
値を求めなくてもよく、例えば、３箇所とか４箇所など
の地点での搬送速度をもとに、平均化してもよい。

第４図（ａ）および（ｂ）は、本実施例のフローチャー
トを示す。

まず、制御手段に電源を入れ（Ｐｌ）、所要のデータを
設定する（Ｐの。例えば、エツチング室内をマスク（又
は基板）が搬送される時に、その搬送速度（Ｓｉ）を測
定する回数や、光透過率を平均化するための光透過率積
算個数等を設定する。また、必要により、光透過率も、
一定間隔毎に積算してもよい。

次に、制御手段のスタート（ＳＩｉ）を入れる（Ｐａ）
。

エツチング室内を搬送される金属帯状体又は基板等の被
処理物の搬送速度（ＳＰ（０））を、デジタルスイッチ
で設定する（Ｐ４）。

駆動手段により、第１図のニップローラ（６）又は第２
図の搬送ローラ（４′）が回転させられ、被処理物は、
搬送速度（ＳＰ（０））にて搬送される。

各被処理物（例えばシャドウマスクの１枚ずつ）が、腐
蝕室の入口する出口まで搬送される間、被処理物毎に、
あらかじめ設定した回数の搬送速度が、記憶装置に記憶
される（Ｐ５）。

エツチング室を出た被処理物は、光透過率を測定され（
Ｐ７）、記憶装置に記憶される（Ｐａ）。

所定個数（Ｎ１）の被処理物の光透過率（Ｔｔ）を測定
しくＰａ）、その平均を演算制御手段にて算出しＣＰＩ
Ｇ）、次に新たな搬送スピード５Ｐ（１）　＝ＳＰ（０
）　＋ｋ（Ｔｉ　　Ｔｏ）を算出する（ｐＨ）。

エツチング室内に入る新たな被処理物の搬送速度が、５
Ｐ（１）になるように、第３図の駆動手段は、例えばパ
ルスモータに、所要のパルス指令信号が。

制御手段より与えられる（Ｐｌ２）。

フローチャート（Ｐｌ２）より、定常の制御された状態
となり、フローチャート（Ｐａ）、（Ｐ７）、　（Ｐａ
）及び（Ｐａ）と同様に、フローチャート（Ｐｘａ）、
（Ｐｔ４）、（Ｐｔｓ）及び（Ｐ！？）が続く。この間
、エツチング室内を通過する被処理物の搬送速度が、あ
らかじめ設定された間隔で測定され、記憶される（Ｐｌ
ｇ）。

演算制御手段にて、常時、平均、光透過率ｒ、及び平均
速度Ｓｉを算出し、新たな搬送速度５Ｐ（Ｎ）＝５１＋
ｋ（Ｔｔ−Ｔｏ）を算出する（Ｐ２Ｏ）。

このようにして、被処理物のエツチング室内の平均搬送
速度と、平均光透過率と、設定光透過率との差により、
エツチング室内に搬入される新たな被処理物の搬送速度
を設定することができる。

なお、本実施例においては、被処理物の光透過率を検出
することにより、被処理物のエツチング率を測定したが
、被処理物の光透過率を利用して、そのエツチング率を
測定することもできることは言うまでもない。

また、導電率その他のエツチング率を示す指標を検出す
ることにより、被処理物のエツチング率を測定すること
もできる。

〔発明の効果〕

本発明によると、次のような効果を奏することができる
。

（１）被処理物のエツチングをした際の搬送速度の経過
的平均値をもとにして、エツチング工程中の望ましい搬
送速度を設定するので、連続的に高精度で、的確なエツ
チング制御を行うことができる。

（２）被処理物の搬送速度を、無段階的に、連続して、
かつ高精度で制御するから、特に、例えばエツチング液
の劣化や疲労等によるエツチング条件の微小で、かつ緩
慢な変化に対して、敏感に対応し、その変化による被処
理物への悪影響を未然に防止できる。

（３）エツチング工程後にエツチング率を測定するため
、エツチング液がエツチング率測定装置に付着して、測
定を誤らせる等のおそれがなく、エツチング率を正確に
測定でき、正確、で確実なエツチング制御を行うことが
できる。

（４）金属帯状体の均一なパターン形成時のみでなく、
ガラス基板やプリント配線基板等の薄板状基板を、一定
間隔で連続的に処理する場合にも、実施することができ
る。

（５）被処理物に多数の微細孔を開口する場合のもでな
く、その表面加工状況に応じた、例えば光反射率や導電
率等のエツチング率を検知することにより、実施するこ
とができる。

なお、被処理物の搬送速度の経過的平均値をもとにする
だけでなく、被処理物の腐蝕率の方も。

被処理物と、それに先行する適宜の範囲の被処理物のエ
ツチング率の平均値をもとにして、補正量を定めること
により、さらに連続的に高精度のエツチング制御を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するためのエツチング装置の一
例を示す概略縦断面図、 第２図は、同じくエツチング装置の別の例を示す概略縦
断面図、 第３図は１本発明の実施に使用する主要な構成部材の相
互の関係を示すブロック図、 第４図（ａ）　＃　（ｂ）は、本発明の実施例を示すフ
ローチャート、 第５図は、第１図示の装置を用いて本発明の方法を実施
する際の作用を説明するための作用説明図である。 （１）金属帯状体　　　　　　　（１′）マスク（１′
）基板　　　　　　　　　（２）エツチング室（３）水
洗・剥離・乾燥装置　　（４）（４’）搬送ローラ（５
）ノズル　　　　　　　　　（６）ニップローラ（７）
カッター　　　　　　　（８）光透過率検出装置（８′
）発光素子　　　　　　　（８′）受光素子（９）収納
容器　　　　　　　（１０）ガイド板（Ｓｉ）（Ｓｉ−
ｓ）・・・（Ｓｉ−１２）（Ｓ工＋１）　（ＳＰ（０）
）（ＳＰ（１））　（ＳＰ（Ｎ））搬送速度 （Ｍｉ）（町や□）・・・（Ｍｉ＋ｔ４）シャドウマス
ク（マスク）（Ｐａ）　（Ｐｒｌ・・（ＰＩ３）位置（
Ｔｏ）　（Ｔｚ）　（Ｔｉｌｔ）光透過率（腐蝕率）（
ｋ）係数

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）搬送装置により、連続的に搬送される板状の被処
   理物を、エッチング液にて、所望パターンにエッチング
   させるエッチング制御方法であって、 エッチングした際の被処理物の搬送速度の平均値と、エ
   ッチング工程後における前記被処理物のエッチング率と
   を測定し、その測定されたエッチング率と、予め設定さ
   れている所望のエッチング率との差に基づいて、前記搬
   送速度の平均値に対する補正量を決定し、前記搬送速度
   の平均値に前記補正量を加算した値と、まだ腐蝕中の被
   処理物の搬送速度とが等しくなるように制御することを
   特徴とするエッチング制御方法。
2. （２）被処理物の腐蝕率を、被処理物の光透過率を検出
   することにより、測定することを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項に記載のエッチング制御方法。
3. （３）被処理物のエッチング率を、被処理物の光反射率
   を検出することにより、測定することを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項に記載のエッチング制御方法。
4. （４）被処理物のエッチング率を、被処理物の導電率を
   検出することにより、測定することを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項に記載のエッチング制御方法。
5. （５）被処理物が、連続した金属帯状体である特許請求
   の範囲第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記載のエ
   ッチング制御方法。
6. （６）被処理物が、等間隔に列設した複数のプリント配
   線基板である特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項
   のいずれかに記載のエッチング制御方法。
7. （７）被処理物の表面にエッチングされるパターンが、
   多数の微細孔よりなる特許請求の範囲第（１）項乃至第
   （６）項のいずれかに記載のエッチング制御方法。
8. （８）エッチング工程後における被処理物の特定部分の
   エッチング率を、被処理物におけるその特定部分と、そ
   れより先行する適宜の範囲のエッチング率の平均値とし
   て測定することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   乃至第（７）項のいずれかに記載のエッチング制御方法
   。