JP2000241987A - 絶縁体層の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定形状の開口部を有するレジスト層を耐エ
ッチングマスクとして、ハロゲン系化合物からなる反応
性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層を加
工する方法で、プラズマ耐性の高い副生成物をレジスト
表面に発生させない、絶縁体層の加工方法を提供する。 【解決手段】 所定形状の開口部を有するレジスト層を
耐エッチングマスクとして、ハロゲン系化合物からなる
反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層
を加工する方法であって、アクリル系のレジストを用
い、フォトリソ法で、前記所定形状のレジスト層を形成
するもので、且つ、現像液として、ナトリウムやカリウ
ム等のアルカリ金属を含まないアミン系の有機アルカリ
現像液を用いて、レジスト層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁体層の加工方
法に関し、特に、半導体パッケージ部材用の配線板、半
導体実装部材用の配線板、および磁気ディスク装置にお
ける磁気ヘッドサスペンション用の配線板を作製するた
めの、配線用基材に設けられた絶縁体層の加工方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ技術の進展に伴い、近年、電子装
置の高実装密度化の進展が著しく、これに対応した実装
技術の開発が盛んに行われている。このような中、これ
らに用いられる配線板で、ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂
層からなる絶縁体層を配線板の一部として、所定形状に
形成したものも用いられるようになってきた。

【０００３】従来、電子部材に使用される絶縁樹脂層の
加工方法については、ポリイミドのようなイミド系耐熱
性樹脂では、濃厚アルカリ水溶液やヒドラジン等を含有
した有機アルカリ溶液によりケミカルエッチングするケ
ミカルエッチング加工方法、イミド系樹脂やエポキシ系
樹では、炭酸ガス、エキシマ、ＹＡＧレーザー等を用い
て加工するレーザ加工方法、あるいは反応性のガスを用
いたプラズマエッチングによるプラズマエッチング加工
方法が知られており、これらの方法は、ＴＡＢ（Ｔａｐ
ｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント
基板の製造等、種々の用途に用いられている。上記イミ
ド系樹脂のケミカルエッチング加工方法はよく知られ、
広く用いられているが、樹脂の種類によっては基本骨格
の違いからエッチングしにくいものもある。この方法の
場合、エッチング液を構成するヒドラジン等の有機アル
カリ化含物は人体に有害であり取り扱いが困難であると
いう問題もある。また、上記レーザー加工方法による樹
脂加工は、一度の加工エリアがレーザー径の範囲内であ
るため、一般に大面積の一括加工はできない。プラズマ
エッチング加工方法による樹脂加工例としては、半導体
製造の分野でＬＳＩのパッシベーション膜用ポリイミド
の加工等が挙げられる。上記プラズマエッチング法は、
大面積の一括加工が可能な上、絶縁樹脂の基本骨格の種
類によらずエッチングすることができる利点があり、ヒ
ドラジンなどの人体に有害な薬品を使用しない為、作業
安全性の面でも優れている。

【０００４】このため、電子部材の絶縁樹脂層の加工方
法としては、プラズマエッチング加工方法が、近年の電
子装置の高実装密度化の進展に伴い、益々重要視される
ようになってきた。プラズマエッチング加工方法による
樹脂加工は、パターンを形成するためのマスクとして感
光性レジストが用いられ、感光性レジストとして、ノボ
ラック系の液状レジストやアクリル系のドライフィルム
レジスト等が、一般に、使用されているが、柔軟性やコ
ストの面ではアクリル系のドライフィルムレジストが優
れている。しかし、プラズマエッチング用レジストとし
てアクリル系ドライフイルムレジストを用いた場合、プ
ラズマエッチング時にハロゲン系の反応ガスを用いる
と、ドライフイルム表面にプラズマ耐性の高い結晶を生
成し、生成された結晶が、プラズマエッチング時に、エ
ッチングすべき絶縁樹脂層の面上に倒れ落ち、その下の
絶縁樹脂層のエッチングの進行を妨げ、エッチング残り
を発生させるという問題がある。尚、種々分析の結果、
生成されるプラズマ耐性の高い結晶はハロゲン化物塩で
あることが分かっており、現像液として使用する炭酸ナ
トリウムや炭酸カリウム由来のナトリウムやカリウムが
レジスト表層中に取り込まれ、これがドライエッチング
の反応ガス中に含まれるハロゲン原子と結合してプラズ
マ耐性の高い結晶を生成しているものと推察されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような状況のも
と、特に、半導体パッケージ部材用の配線板、半導体実
装部材用の配線板、あるいは磁気ディスク装置における
磁気ヘッドサスペンション用の配線板等の、配線板の製
造においては、プラズマエッチング用レジストとしてア
クリル系レジストを用い、且つ、ハロゲン系の反応ガス
を用いたプラズマエッチングで、配線板の作製のための
絶縁体層の孔開け加工をする際、副生成物をレジスト上
に発生させない方法が求められていた。本発明は、これ
に対応するもので、具体的には、所定形状の開口部を有
するレジスト層を耐エッチングマスクとして、ハロゲン
系化合物からなる反応性ガスを用いたプラズマエッチン
グにて、配線板を作製するための配線用基材に設けられ
た絶縁体層を加工する方法で、プラズマ耐性の高い副生
成物をレジスト表面部に発生させない、絶縁体層の加工
法を提供しようとするものである。これにより、絶縁体
層のプラズマエッチング残り不良を低減できる絶縁体層
の加工方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の絶縁体層の加工
方法は、所定形状の開口部を有するレジスト層を耐エッ
チングマスクとして、ハロゲン系化合物からなる反応性
ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層を加工
する方法であって、アクリル系のレジストを用い、フォ
トリソ法で、前記所定形状の開口部を有するレジスト層
を形成するもので、且つ、現像液として、ナトリウムや
カリウム等のアルカリ金属を含まないアミン系の有機ア
ルカリ現像液を用いて、レジスト層を形成することを特
徴とするものである。そして、上記のアクリル系のレジ
ストが、アルカリ現像型ドライフィルムレジストである
ことを特徴とするものである。そしてまた、上記におい
て、絶縁体層がポリイミド系の樹脂からなることを特徴
とするものである。また、上記において、絶縁体層が配
線板を作製するための配線用基材に設けられた絶縁体層
であることを特徴とするものである。絶縁体層の材質と
しては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系耐熱樹脂、ポリ
エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹
脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ＡＢＳ系
樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン系樹脂等、熱
可塑、熱硬化性樹脂を問わず適用できる。また、絶縁体
層の形態としては、東レ・デュポン社製のカプトンのよ
うなフィルム単体のものや、宇部興産社製のユピセルの
様な金属とポリイミドの積層材料における絶縁樹脂層、
あるいは金属箔等の担体にポリアミック酸のワニスをフ
ィルム状に塗布した後、熱キュアしてイミド化して形成
した絶縁樹脂層等を挙げることができる。尚、フォトリ
ソ法とは、フォトリソグラフィー法の略で、ここでは、
所定の電離放射線に感光性のレジストを用い、前記電離
放射線をレジストの所定領域のみ露光して、現像処理を
施し、レジストをパターニングする方法を言っている。

【０００７】

【作用】本発明の絶縁体層の加工方法は、このような構
成にすることにより、所定形状の開口部を有するレジス
ト層を耐エッチングマスクとして、ハロゲン系化合物か
らなる反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶
縁体層を加工する方法で、プラズマ耐性の高い副生成物
をレジスト上に発生させない、絶縁体層の加工方法の提
供を可能とするものである。これにより、絶縁体層のプ
ラズマエッチング残り不良の低減を可能とするものであ
る。具体的には、所定形状の開口部を有するレジスト層
を耐エッチングマスクとして、ハロゲン系化合物からな
る反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体
層を加工する方法であって、アクリル系のレジストを用
い、フォトリソ法で、前記所定形状の開口部を有するレ
ジスト層を形成するもので、且つ、現像液として、ナト
リウムやカリウム等のアルカリ金属を含まないアミン系
の有機アルカリ現像液を用いて、レジスト層を形成する
ことにより、これを達成している。即ち、現像液として
ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属を含まないアミ
ン系の有機アルカリ現像液を用いることにより、ドライ
エッチング時に使用するハロゲン系ガス起因のハロゲン
原子とアルカリ金属が反応して、プラズマ耐性の高いハ
ロゲン化物塩を生成するという可能性を無くしたのであ
る。また、アクリル系のレジストとして、アルカリ現像
型ドライフィルムレジストを用いることにより、作業性
の良いものとしている。絶縁体層がポリイミド系の樹脂
の場合にも有効である。特に、配線板を作製するための
配線用基材に設けられた絶縁体層にも適応した場合に
は、配線板の形態、製造方法の自由度を大きくできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の絶縁体層の加工方法の形
態の１例を挙げ、図１に基づいて説明する。図１は本発
明の絶縁体層の加工方法の実施の形態の１例の工程断面
図である。図１中、１０は配線用基材、１１は絶縁樹脂
層（フィルム）、１１Ａは開口、１２は銅層、１３は
（アクリル系の）レジスト、１４はパターンニングされ
た（アクリル系の）レジスト、１５はレジスト開口部、
１８、１８Ａはフォトマスク、１９は電離放射線であ
る。本例は、簡単には、絶縁樹脂層１１からなるフィル
ムの両面に、銅箔をパターニングした銅層１２からなる
配線を設けた配線板用基材１０を、アクリル系のドライ
フィルムレジストからなるレジスト１３で覆い、所定の
マスクを通して露光した後、アミン系の有機アルカリ水
溶液を用いて現像し、更に、絶縁樹脂層１１のレジスト
１４の開口部１５から露出した部分を、ハロゲン系ガス
雰囲気下でプラズマエッチングにて加工するものであ
る。

【０００９】先ず、絶縁樹脂層１１からなるフィルムの
両面に銅箔をパターニングして形成された銅層１２から
なる配線を設けた配線板用基材１０を用意しておく。
（図１（ａ）） 絶縁樹脂層１１としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド
系耐熱樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポ
リスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ボリアミド系
樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコー
ン系樹脂等、熱可塑、熱硬化性樹脂を問わず用いること
ができる。絶縁樹脂層１１の厚みは０．１〜１００μｍ
まで対応でき、特に１〜５０μｍの厚みの絶縁樹脂層の
加工に好適である。

【００１０】次いで、絶縁樹脂層１１の両面上に、アク
リル系のアルカリ可溶型のドライフィルムレジストをラ
ミネートして、絶縁樹脂層１１の両面を覆うようにアク
リル系のレジスト１３を形成する。（図１（ｂ）） アクリル系のレジスト１３の厚みとしては、絶縁樹脂層
１１とアクリル系のレジスト１２のブラズマエッチング
レートの比に応じて１〜２００μｍの範囲で設定するこ
とができるが、１５〜１５０μｍの厚みが好適である。
レジスト１３を形成するためのドライフィルムレジスト
のラミネート方法としては、ホットロールラミネート、
真空加圧ラミネート等を適宜採用することができる。

【００１１】次に、所定のパターンが施されたフォトマ
スク１８、１８Ａを用いて露光する。（図１（ｃ）） アクリル系のレジスト１３を、これが感光性の電離放射
線１９を用いて、露光する。

【００１２】次に、ナトリウムやカリウム等のアルカリ
金属を含まないアミン系の有機アルカリ現像液を用い
て、現像を行い、パターニングされたレジスト１４を形
成する。（図１（ｄ）） 現像液としては、例えば、主成分として水に可溶な１、
２、３級のアルキルアミン、ヒドロキシルアミン、アル
カノールアミン等のアミン化含物やエチレンジアミン等
の多価アミン化合物を、単体、若しくは混含物として含
有した水溶液、あるいは少量の有機アルカリを含む電解
イオン水を使用することができる。

【００１３】次に、レジスト１４の開口部１５から露出
した絶縁樹脂層１１をプラズマエツチングして、開口１
５から露出した部分を貫通させる。（図１（ｅ）） プラズマエッチングは、減圧された真空容器内にハロゲ
ン系の反応ガスと酸素ガスを一定の比率で流し、陰極と
陽極問に交流電力の加電によりプラズマを発生させ、被
プラズマエッチング物を陰極近傍の陰極暗部領域に設置
することにより行われる。ハロゲン系のガスとしては、
ＣＦ₄ 、ＣＨＦ₃ 、Ｃ₂ Ｆ₆ 、ＳＦ₆ 、ＣＣｌ₄、ＢＣ
ｌ₃ 、ＣＢｒＦ₃ 、等を用いることができる。また、酸
素ガス、ハロゲン系ガスの雰囲気圧力は、常温で０．１
〜１００Ｐａ、好ましくは３〜７０Ｐａとされる。酸素
ガス、ハロゲン系ガスの導入量は、標準状態において１
〜８０ｓｃｃｍ、好ましくは、１０〜５０ｓｃｃｍとさ
れる。プラズマ放電の処理電力は、通常０．１〜１０Ｗ
／ｃｍ² 、好ましくは、０．７〜１Ｗ／ｃｍ² とされ
る。処理電力には、交流を使用することが好ましく、周
波数は２０ｋＨｚ〜２ＧＨが適用できるが、実用上は、
工業割り当て周波数の１３．５６ＭＨｚである。

【００１４】次いで、レジスト１４を剥離除去し、所定
の洗浄を行う。（図１（ｆ）） 剥離液としては水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の
アルカリ水溶液を用いることができる。濃度は０．１〜
１０％、好ましくは１〜５％である。温度は、常温〜８
０℃、好ましくは３０〜６０℃である。

【００１５】このようにして、絶縁樹脂層１１の所定の
部分のみ貫通加工して、開口１１Ａを設けた配線板を得
ることができるが、配線板用基材１０の形態について
は、これに限定されない。例えば、絶縁樹脂層（本例の
絶縁樹脂層１１に相当）の片面のみに、銅箔をパターニ
ングした銅層（本例の銅層１２に相当）からなる配線を
設けた配線板用基材でも良い。

【００１６】

【実施例】実施例は、図１に示す実施の形態の例を実施
したものである。図１に基づいて説明する。実施例で
は、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムの表裏に厚さ１
８μｍの銅箔を接着した積層板を用い、フオトリソグラ
フィー法により、ポリイミドフィルムの表裏に配線パタ
ーンを形成したものを、配線板用基材１０とした。（図
１（ａ）） 次いで、旭化成社製ドライフィルムレジストＳＵＮＦＯ
ＲＴ（厚さ５０μｍ）を、ポリイミドフィルムからなる
絶縁樹脂層１１の両面にラミネートしアクリル系のレジ
スト１３を絶縁樹脂層１１の両面に形成した（図１
（ｂ））後、所定のフォトマスクを用いてレジスト１３
をパターン露光した。（図１（ｃ）） 露光後、東京応化製の有機アルカリ系現像液ＮＭＤ−３
を用いて現像し、所定の領域のみ開口した。（図１
（ｄ）） 次いで、ドライエッチング装置の真空容器内にセット
し、真空容器内を減圧し、０．００１Ｐａに到達後、酸
素とＣＦ₄ の混含ガス（体積比４：１）導入し、以後真
空引きを行いつつ５０ｃｃ／ｍｉｎの流量で導入して、
総ガス圧を５０Ｐａに保持し、放電電力４００Ｗ、周波
数１３．５６ＭＨｚでプラズマ放電させ、露出したポリ
イミドフィルムからなる絶縁樹脂層１１の表面および側
面を４０分間、プラズマエッチングして、レジスト１４
の開口１５から露出している部分を貫通させた。（図１
（ｅ）） 次いで、残存しているレジスト１３を２％水酸化ナトリ
ウム水溶液で剥離除去し、ボリイミドフィルムからなる
絶縁樹脂層１１が所望のパターンに加工されていること
が碓認できた。（図１（ｆ）） 絶縁樹脂層１１のプラズマエッチング残り不良はなかっ
た。

【００１７】

【発明の効果】上記のように、本発明は、所定形状の開
口部を有するレジスト層を耐エッチングマスクとして、
ハロゲン化合物からなる反応性ガスを用いたプラズマエ
ッチングにて、絶縁体層を加工する方法で、プラズマ耐
性の高い副生成物をレジスト表面に発生させない、絶縁
体層を加工方法の提供を可能とした。さらに、本発明
は、プラズマエッチング用レジストとして安価で柔軟性
のあるアクリル系ドライフィルムレジストを使用し、且
つ、一般的にドライエッチング反応性の高いハロゲン系
ガスを用いるいるため、ドライエッチングにおける絶縁
樹脂のエッチングレートを高めており、その適用の範囲
は広く、生産性の面でも有利である。特に、本発明が配
線板の製造に適用された場合には、配線板の形態、製造
方法の自由度を大きくでき、且つ、その生産性、歩留ま
りの向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の絶縁体層の加工方法の実施の形態の１
例の工程断面図

【符号の説明】

１０ 配線用基材 １１ 絶縁樹脂層（フィルム） １１Ａ 開口部 １２ 銅層 １３ （アクリル系の）レジスト １４ パターンニングされた（アクリル系
の）レジスト １５ 開口部 １８、１８Ａ フォトマスク １９ 電離放射線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定形状の開口部を有するレジスト層を
   耐エッチングマスクとして、ハロゲン系化合物からなる
   反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層
   を加工する方法であって、アクリル系のレジストを用
   い、フォトリソ法で、前記所定形状の開口部を有するレ
   ジスト層を形成するもので、且つ、現像液として、ナト
   リウムやカリウム等のアルカリ金属を含まないアミン系
   の有機アルカリ現像液を用いて、レジスト層を形成する
   ことを特徴とする絶縁体層の加工方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアクリル系のレジスト
   が、アルカリ現像型ドライフィルムレジストであること
   を特徴とする絶縁体層の加工方法。
3. 【請求項３】 請求項１ないし２において、絶縁体層が
   ポリイミド系の樹脂からなることを特徴とする絶縁体層
   の加工方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３において、絶縁体層が
   配線板を作製するための配線用基材に設けられた絶縁体
   層であることを特徴とする絶縁体層の加工方法。