JP2002050603A - デスミア処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマ等によるドライデスミア処理を行なう
場合に、樹脂残渣がビア内において不均一に存在するこ
とによって処理時間が長くなるのを抑える。 【解決手段】プラズマエッチング等のエッチングによっ
てビア２０内に残存する樹脂残渣２１を除去するプラズ
マエッチングに先立って、ビルドアップ基板２５を所定
の温度に加熱し、これによってビア２０内における樹脂
残渣２１の分布の均一化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデスミア処理方法に
係り、とくに基板の穴内に残存する基板材料の残渣を除
去するデスミア処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にビルドアップ基板を製造する場合
には、第１層を構成するコア材の表面にパターンを形成
し、その上に絶縁層を形成するとともに、さらに絶縁層
の上に銅箔を接合する。そして銅箔の開口部と対応する
位置をレーザ加工等のエネルギー加工を施し、これによ
って銅箔の開口の部分にビアを形成する。そしてこのビ
アの内周部にメッキ層から成る導電層を形成し、この導
電層によってコア材のパターンと絶縁層のパターンとを
電気的に接続する。すなわちビアの内周面のメッキ層が
層間接続手段を構成することになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなビルドアッ
プ基板の製造において、とくに２層目を構成する絶縁層
に形成されたビアの内部に絶縁層を構成する樹脂残渣が
残存すると、メッキ層から成る導電層を良好に形成する
ことができない。そこで従来は、レーザー加工によって
形成されたビアの内部に残存する樹脂残渣を除去するた
めのデスミア処理において、基板を過マンガン酸カリウ
ム溶液中で溶解するようにしている。そしてこのような
溶解処理の後に溶液を水洗滌によって洗い流すようにし
ている。このようなウエット処理においては、ビアの中
に十分に溶液および洗滌水を流し込まないと、樹脂残渣
を完全に除去することができない。

【０００４】このようなビルドアップ基板のパターンは
次第に微細化する傾向にあり、１００〜１５０μｍから
５０μｍ程度に移行しているのが現状である。このよう
なことから、当然のこととしてビアの直径も小さくなる
傾向にある。そこで超音波加工等を付加し、これによっ
て対応を行なうようにしているが、品質加工の観点から
は限界に近づいている。また環境面においても、ウエッ
ト処理時に発生する有害な溶液処理に問題を有する。

【０００５】このようなことから、ウエット処理に代っ
てドライ処理によるデスミア処理が試みられている。ド
ライ処理は、プラズマエッチング等の方法によってビア
中に残存する樹脂残渣を除去するものである。ところが
このようなドライ処理においても、樹脂残渣がビア内に
多く残存する場合やビアの内部における樹脂残渣の分布
が不均一な場合には、樹脂残渣に取残しを生ずる等の不
具合が発生する可能性がある。またこれに対応するため
には、穴をあける時点におけるレーザの条件を十分にコ
ントロールしながら行なうが、樹脂残渣の分布が不均一
な場合には、デスミア処理において常に最大の残渣に対
応した照射時間を必要とする不具合が発生する。このよ
うなことから、必ずしもドライ処理によるデスミア処理
がウエット処理を駆逐するには至っていない。

【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、効果的かつ確実に穴内に残存する基板
材料の残渣を除去することが可能なデスミア処理方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の一発明は、基板の
所定の位置に穴を形成し、前記穴の内周面および／また
は底部に残存する基板材料の残渣をエッチングによって
除去するデスミア処理方法において、前記基板材料の残
存を除去する前に前記基板の加熱処理を行なうことを特
徴とするデスミア処理方法に関するものである。

【０００８】ここで基板の所定の位置に穴を形成する工
程がエネルギー加工によって行なわれることが好まし
い。また基板が有機材料を主材料とし、前記基板の残渣
が樹脂残渣であってよい。また基板材料を除去するエッ
チングがプラズマエッチングであってよい。

【０００９】本願の別の発明は、基板の所定の位置に穴
を形成し、前記基板を所定の条件で加熱して前記穴内に
残存する残渣を平坦化し、前記穴内に残存しかつ平坦化
された残渣をエッチングにより除去することを特徴とす
るデスミア処理方法に関するものである。ここで前記基
板が有機材料を主材料とし、前記加熱の条件が１００〜
１５０度Ｃの温度で０．５〜５分間行なわれることが好
ましい。

【００１０】一般にビルドアップ基板の製造の際におけ
るレーザー等による穴あけは比較的樹脂残渣が多く、穴
あけ後に残渣の除去が必要になる。プラズマ等によるド
ライデスミア処理において、樹脂残渣を除去する場合
に、穴あけの条件あるいはこの条件の変化によってとく
に図５Ａに示すようにビア２０内に樹脂残渣２１が不均
一に残存する。

【００１１】そこで本願発明においては、デスミア処理
の方法として、加熱工程を前工程として付加するように
し、対象基板を一定温度でかつ一定時間加熱することに
よって、樹脂残渣２１を図５Ｂに示すように均一化した
後、プラズマ処理等のエッチング処理を行なって処理時
間の短縮と樹脂残渣の除去の確実化とを図るようにした
ものである。ここで加熱手段としては、樹脂チャンバ内
への投入前に設置した待機ステーション等にパネルヒー
タ等を設けることによって、全体の処理時間に影響を与
えることなく、安価でかつコンパクトな装置によって対
応することが可能になる。

【００１２】上述のように前処理として一定温度で基板
を加熱することによって、その前の工程で孔あけで発生
した穴の側面および表面処理の樹脂残渣を溶し、図５Ｂ
に示すように影になる部分をなくすとともに表面を均一
化することが可能になる。

【００１３】なおエッチングによるデスミア処理として
プラズマエッチングを行なう場合には、主反応ガスとし
て例えば酸素が用いられ、電極面上に置かれた基板に対
してほぼ垂直方向に酸素イオンが衝突する物理効果と、
酸素イオンラジカルと有機基板材料中の酸素および水素
原子とが結合して炭酸ガスおよび水に変化する化学作用
によって樹脂残渣が除去される。このために加熱処理工
程を設けて樹脂残渣を均一化することによって次のよう
な効果が得られる。

【００１４】すなわち穴内に樹脂残渣の影となる部分を
なくすとともに表面を均一化することによって、同じ樹
脂残渣量であればより短時間でデスミア処理を行なうこ
とが可能になる。またレーザ孔あけ等のエネルギー加工
による穴加工での条件変化による残渣量や形状変化に対
して影響を受け難くなる。また加熱工程のための装置
は、樹脂チャンバに投入前の待機ステーション等によっ
て簡単に設置することができ、全体の処理時間に影響を
与えることなく、安価に対応が可能で効果的な方法にな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態に
よって説明する。この実施の形態はビルドアップ基板に
おけるデスミア処理に関するものである。

【００１６】図１は２層構造のビルドアップ基板の層間
接続のためのビア形成工程を示している。図１Ａにおい
てコア材１０の表面にはパターン１１がエッチングによ
っ形成され、その上に絶縁層１２を積層するとともに、
銅箔１３をその表面に貼合わせて貼合わせ材ＲＣＣ１４
を積層した構造になっている。

【００１７】このようなビルドアップ基板において第１
層と第２層との間の層間接続を行なう場合には、銅箔１
３の開口から成る窓部１５を層間接続を行なう位置に形
成する。そしてこの後に例えばＣＯ2 レーザ等によって
図１Ｂに示すように穴あけ加工を行なってビア２０を形
成する。

【００１８】このようなビア２０の形成時に、ビア２０
の内周面や底部には熱伝導による熱損失の影響が発生
し、このためにビア２０の底面であって銅箔１３の表面
を中心に樹脂残渣２１が残存することになる。樹脂残渣
２１については、レーザ条件やビア２０の穴条件、絶縁
層１２の材料等によって異なるが、一般には過マンガン
酸カリウム溶液中でこの樹脂残渣２１を取除き、洗滌後
１、２層間のパターン接続を行なうために図１Ｄに示す
ように銅等によるメッキ層２２を形成するようにしてい
た。

【００１９】図１Ｃに示すデスミア処理工程でのデスミ
ア除去が不十分であると、メッキ層２２による接続不良
や、温度等の環境条件によるメッキ層２２の剥離等の不
具合によって、接続不良等の事故が発生して信頼性が確
保できなくなる問題があった。

【００２０】ビアホール２０に関しては、配線パターン
のファイン化、すなわち１００μｍから５０μｍ〜３０
μｍへのファイン化に伴って、ビア２０の工程も微細化
する傾向にある。現行のウエット方式によるデスミア処
理では、ビア２０内への溶液や洗滌水の回り込みが不十
分になるために、超音波等の機能を付加してこれに対応
するようにしていた。ところがここでは薬液処理等に対
する環境対応や微細孔への信頼性の確保の要請に答えて
プラズマ等のドライエッチングによるドライ処理を可能
にしたものである。

【００２１】図２はこのようなドライ処理を行なうプラ
ズマ槽の概略構成を示しており、一般的な平行平板方式
で達成するようにしている。チャンバ３０内には電極３
１を絶縁処理を施して高周波電源３２に接続するととも
に、他方の電極３３をグランド３４に設置した状態で電
極３１と対向して配置している。またチャンバ３０の内
部の真空状態を一定に保つための真空ポンプに接続され
る真空排気管３７と、反応ガスを一定量ずつ供給するマ
スフローコントローラ等から成るガス供給管３８とが接
続されている。

【００２２】次にこのような装置によるプラズマエッチ
ングの原理を説明する。電子とイオンの質量の差によっ
て、面積の小さな陰電極３１の方にマイナス電位の自己
バイアス電圧が生ずる。このために発生するイオンは電
解によって加速されて陰電極３１に衝突する。デスミア
処理の場合には、主反応ガスとして酸素が用いられる。
すなわちチャンバ３０内にガス供給管３８を通して酸素
が供給される。そしてこのとき発生する酸素イオンＯ＋
の物理作用と、イオンＯ＋とラジカルＯ＊とによる化学
作用によって、陰電極３１上に配置されたビルドアップ
基板２５のデスミア処理が行なわれる。

【００２３】このビルドアップ基板２５のビア２０内の
有機残渣は、物理的なエッチングと、Ｃ／Ｈ／Ｏにより
構成される有機分子が解離を起し、Ｏ＋、Ｏ＊との結合
によってＨ2 Ｏ、ＣＯ2 となって排出されることにより
有機残渣が除去される。

【００２４】このときの残渣が図５Ｂのようにビア２０
の内側において一様に存在している場合には、ビア２０
底面部の全域における樹脂残渣がほぼ同時に除去され、
処理時間が最短になる。しかるに図４Ａのように樹脂残
渣の凹凸がある場合やビア２０の側面に付着している場
合には、同時間では凸部と側面付着により影になってい
る部分に取残しを生ずる。このためさらに時間をかけて
処理を継続する必要がある。

【００２５】このような不具合を解消するために本実施
の形態においては、図５に示すようにプラズマ処理を行
なう前にビルドアップ基板２５に対する加熱処理を行な
い、その後プラズマ処理を行なう方法を採るようにして
いる。これによって不均一な残渣を図５Ｂに示すように
平坦化することができ、処理時間の短縮化が図られる。
またレーザ等の条件変化による樹脂残渣のばらつきに対
して、最小限の処理時間の設定が可能になり、取残しに
よるメッキ剥離等への影響が少ない信頼性の高い処理が
可能になる。

【００２６】実際にレーザ条件を変えて、極端に樹脂が
残ったサンプルを作成し、上記の除去状態を確認した結
果を図６および図７の写真に示す。図６−１は処理前の
状態であって、ビアの側面部と底面部周辺に樹脂の盛上
りが見られる。これを酸素プラズマによるドライ処理を
１分間行なうと図６−２のようになり、底辺部周辺に樹
脂が残るようになる。さらに１分間の処理を行なうと図
６−３のようになり、合計３分の処理を行なったときに
図６−４のようになった。この結果から明らかなよう
に、ほぼ３分の処理によって、樹脂が完全に除去された
ことが確認された。

【００２７】これに対して図７に示す写真は、パネルヒ
ータによって１３０度Ｃで２分間加熱した後に、プラズ
マ処理を行なったときの結果を示している。図７−１が
加熱処理前であって、樹脂残渣が不均一に残存すること
が示される。これに対して図７−２は加熱処理を行なっ
た後の状態を示しており、樹脂残渣の突出部が平坦化さ
れている状態が明白に示されている。図７−３はプラズ
マ処理を２分間行なった後の状態であって、短時間で樹
脂残渣の除去が可能なことが確認されている。なお加熱
およびプラズマ処理時間ともに比較参考レベルであっ
て、システム条件によってはさらに効果が期待できる可
能性もある。また図７−４は表面部加工後の裏面ビアホ
ール底面部の状態であって、１回の加熱処理で両面の平
坦化処理効果が確認されている。

【００２８】本実施の形態のデスミア処理方法は、プラ
ズマによるデスミア処理方法の待機ステーションにヒー
タを付加することによって対応でき、安価にかつ短時間
で効果的な処理が可能になる。このような処理時間を短
縮しかつ安定させる目的で、前処理として加熱処理によ
る平坦化および均一化を行なった後に、プラズマ等の本
格処理を行なうプロセスは、基板製造工程のデスミア処
理だけでなく同じような処理をする処理工程の前処理と
して有効である。

【００２９】

【発明の効果】本願の一発明は、基板の所定の位置に穴
を形成し、穴の内周面および／または底部に残存する基
板材料の残渣をエッチングによって除去するデスミア処
理方法において、基板材料の残存を除去する前に基板の
加熱処理を行なうようにしたものである。

【００３０】従ってこのようなデスミア処理方法によれ
ば、基板材料の残渣を除去する前に行なわれる基板の加
熱処理によって、穴内における基板材料の均一化が達成
され、同じ残渣量であればより短時間でデスミア処理を
行なうことが可能になる。また穴あけ加工の条件変化に
よる残渣量や形状変化に対して影響を受け難くなる。し
かもこのような処理は、デスミア処理を行なう処理装置
の前の待機ステーションに加熱手段を設けるだけで簡単
に達成することができ、安価に効果的に達成できるよう
になる。

【００３１】本願の別の発明は、基板の所定の位置に穴
を形成し、基板を所定の条件で加熱して穴内に残存する
残渣を平坦化し、穴内に残存しかつ平坦化された残渣を
エッチングにより除去するようにしたものである。

【００３２】従ってこのようなデスミア処理方法によれ
ば、基板を所定の条件で加熱して穴内に残存する残渣を
平坦化した後にエッチングによって残渣を除去すること
が可能なり、このために残渣が局部的に多く残存する場
合に比べてエッチングの時間を短縮することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ビルドアップ基板のビア形成工程を示す断面図
である。

【図２】ドライデスミア処理のためのプラズマエッチン
グ装置の縦断面図である。

【図３】樹脂残渣の除去を示す基板の要部拡大斜視図で
ある。

【図４】加熱工程を伴わないデスミア処理を示すビアの
断面図である。

【図５】加熱処理を含むデスミア処理を示すビアの拡大
断面図である。

【図６】加熱処理を行なわないデスミア処理のビアの平
面図（写真）である。

【図７】加熱処理を伴うデスミア処理を示すビアの平面
図（写真）である。

【符号の説明】

１０‥‥コア材、１１‥‥パターン、１２‥‥絶縁層、
１３‥‥銅箔、１４‥‥ＲＣＣ、１５‥‥窓部（開
口）、２０‥‥ビア、２１‥‥樹脂残渣、２２‥‥メッ
キ層、２５‥‥ビルドアップ基板、３０‥‥チャンバ、
３１‥‥電極、３２‥‥高周波電源、３３‥‥電極、３
４‥‥グランド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川谷 典夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー 株式会社内 (72)発明者 獺庭 和正 東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー 株式会社内 Ｆターム(参考） 5F004 AA09 BA04 BB13 CA04 DA26 DB23 EB01 FA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の所定の位置に穴を形成し、 前記穴の内周面および／または底部に残存する基板材料
   の残渣をエッチングによって除去するデスミア処理方法
   において、 前記基板材料の残存を除去する前に前記基板の加熱処理
   を行なうことを特徴とするデスミア処理方法。
2. 【請求項２】基板の所定の位置に穴を形成する工程がエ
   ネルギー加工によって行なわれることを特徴とする請求
   項１に記載のデスミア処理方法。
3. 【請求項３】基板が有機材料を主材料とし、前記基板材
   料の残渣が樹脂残渣であることを特徴とする請求項１に
   記載のデスミア処理方法。
4. 【請求項４】基板材料を除去するエッチングがプラズマ
   エッチングであることを特徴とする請求項１に記載のデ
   スミア処理方法。
5. 【請求項５】基板の所定の位置に穴を形成し、 前記基板を所定の条件で加熱して前記穴内に残存する残
   渣を平坦化し、 前記穴内に残存しかつ平坦化された残渣をエッチングに
   より除去することを特徴とするデスミア処理方法。
6. 【請求項６】前記基板が有機材料を主材料とし、前記加
   熱の条件が１００〜１５０度Ｃの温度で０．５〜５分間
   行なわれることを特徴とする請求項５に記載のデスミア
   処理方法。