[发明专利]用于加速表面湿化学处理的方法和装置

说明书

本发明涉及材料表面的湿化学处理，这种处理要借助于喷洒或喷射处理 液体进行。这里需要的设备可以是浸浴设备，也可以是连续式设备。处理液 体从静态的、运动的或振荡的喷嘴或喷嘴座中，喷向被处理材料的表面。其 目的是在尽可能短的处理时间内达到精密度高的处理结果，但这一点在表面 处理实践中却存在着矛盾。随着处理强度的提高，即随着处理时间的缩短， 处理结果的精密度会下降。表面处理的典型应用实例是印制电路板技术。这 里存在许多过程，在这些过程中应用本发明具有优势。清洁或冲洗，薄膜或 抗蚀剂显影，铜的蚀刻，薄膜或抗蚀剂的脱膜，金属抗蚀剂的蚀刻可作为 例子。通常情况下，这些工序是通过向材料喷洒或喷射处理液体完成，这时 在被处理表面的扩散层中会进行必要的物质交换。随着喷射压力的提高，这 种物质交换会加快，这就缩小了处理时间。但这时会出现不符合要求的副作 用，这些副作用对于处理结果的精密性具有消极影响。这里可以将对材料上 的整个结构、或对印制电路板的走线图所进行的蚀刻作为例子。不受蚀刻的 范围盖有一层薄膜或抗蚀剂，此抗蚀剂对于蚀刻液具有耐抗性。当从喷嘴或 喷嘴座中喷洒或喷射蚀刻液进行蚀刻时，不仅涂盖抗蚀剂区域之间的蚀刻线 路裸露处被蚀刻，而且蚀刻线路的侧壁也被蚀刻。这样会造成所谓的抗蚀剂 层陶蚀，这种情况只允许限制在极小范围内。由于陶蚀情况的存在，最终导 致剩余结构或导线组在尺寸及组织截面形状方面的处理结果无法预见。尤其 是在精密线路技术中，要求有一个不断提高并可复制的处理结果精密度。出 于同样原因，在其他过程中也不允许对于结构进行结果无法预见的侧壁加工。 总体来讲为达到要求的处理精密度要减少处理时间，但出于经济性原因这种 做法是不受欢迎的。

为了解决表面处理时遇到的上述问题，在公开的专利DE 19524523A1 中描述了一种方法和一种设备。特制的喷嘴中在高压下产生一个带有穴蚀气 泡的液体射流，此射流将必需的未消耗物质导向材料表面的扩散层。穴蚀气 泡在那里爆裂并引起物质交换。这种方法适合于上述应用领域，特别适用制 电路板技术。但是高压总成所需要的技术费用却十分昂贵。

为进行结构的湿化学蚀刻，在专利DE 3104522A1中描述了一种防蚀 剂，这种防蚀剂掺加在蚀刻液中。防蚀剂在结构的蚀刻侧壁形成一层保护膜， 以作为侧壁保护，这样对侧壁的腐蚀就会减小。若使用这种方法，各个过程 需要使用单独的防蚀剂，这样就阻碍了此方法的普遍传播。

专利DE 19908960C2描述了另外一种方法，这种方法用于对一个平面 基体两侧不同厚度的涂层进行蚀刻。在这里要进行调节，使基体每个侧面的 单独处理时间与被蚀刻涂层的厚度成正比。如果与最长的处理时间相比，需 要一个较短的时间，这种调节通过处理时间的中断实现。对于最大的加工层 厚来说中断时间可能是0。

在DE 19908960C2中的[0021]章中指出，每次蚀刻过程中断时通过滞 留的蚀刻液会产生一定时间的后腐蚀。如果中断时间小于这个后腐蚀时间， 那么中断时间对于上述的应用来说就没有意义了。为适应较薄的被蚀刻层而 对蚀刻时间进行的缩短，可以在考虑后腐蚀时间的情况下周期性进行。

专利DE 10154886A1中描述了一种蚀刻时减小侧壁腐蚀的方法。金属 蚀刻通过两个工艺步骤进行。首先金属在施加一个脉冲电场的情况下被电解 蚀刻，这种蚀刻主要向着蚀刻线的深处进行，侧壁受腐蚀较小。若线路完全 使用电解蚀刻，那么在蚀刻线达到一定深度时，各个结构之间就会丧失电连 接。因此在蚀刻线的底部范围必须采用其他化学过程进行补充蚀刻，这需要 额外的技术费用。

专利DE4416747A1中描述了一种对材料表面进行湿化学处理的方法和设 备。在处理过程中，处理液体以脉冲喷射流或间歇喷射流的形式被向着材料方 向输送，但在输送过程中处理液体受到重重阻力，导致喷射到材料表面的液体 的压力大大降低，且在沿着输送管轴线方向处理液体的喷射压力逐步减小，且 脉冲频率的提升受到了高压处理液体产生过高阻力的影响。

本发明的任务是：提出一种方法和一种装置，它们可用于对表面结构进 行精密处理的湿化学过程，并能成功解决上述问题。