JP2002105225A

JP2002105225A - エッチング装置

Info

Publication number: JP2002105225A
Application number: JP2000295852A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Yokura; 與倉　　三好; Masahiro Kokuni; 昌宏小國
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度配線基板用微細孔を短時間で均一に形成
できるエッチング装置を提供するものである。【解決手段】樹脂膜をウエットエッチングするエッチン
グ装置において、紫外線照射ユニットを有していること
を特徴とするエッチング装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は配線基板に用いられ
る樹脂膜をエッチングするための装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリイミドなどの樹脂をエッチン
グする方法としては、ヒドラジンを主成分とする溶液を
用いてウエットエッチングする方法が開示されており
（特開平５−２０２２０６号公報）、他に水酸化カリウ
ムを用いたエッチング方法が開示されている（特開平５
−３０１９８１号公報）。また、バッチ方式のエッチン
グ装置として、特開２０００−１２５０６号公報にアル
カリエッチング溶液を用いる異方性エッチング装置が開
示されている。

【０００３】しかしながら、通常のウエットエッチング
装置では、エッチングに非常に長い時間が必要であり、
場合によってはウエットエッチングできない材質もあっ
た。例えば宇部興産（株）製ポリイミドフィルム「ユー
ピレックスＳ」や東レ（株）製ポリアミドフィルム「ミ
クトロン」、ポリプラスチックス（株）製液晶ポリマー
フィルム「ベクトラ」などは非常に長い時間が必要であ
り、現実的ではなかった。ウエットエッチングが容易な
材質においても、エッチングにむらが生じる場合が多
く、とりわけ大面積を連続でエッチングする場合には全
体を均一にエッチングすることは困難であった。また、
一般的に微細パターンになるほどエッチング時間が長く
なり、エッチングのばらつきも大きくなる問題も有して
いた。更に、エッチングされる膜の横方向と厚さ方向と
は通常同程度にしかエッチングされないため、エッチン
グされる膜が厚くなるにつれて微細なパターンのエッチ
ングが困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、樹脂
膜を短時間でエッチングするエッチング装置を提供する
ものである。さらに詳しくは、エッチング速度が速く、
形状が均一で精度良くエッチング可能なエッチング装置
を提供するものであり、さらにエッチングされる膜の厚
さ方向に対して異方的にエッチングできるエッチング装
置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、（１）
樹脂膜をウエットエッチングするエッチング装置におい
て、紫外線照射ユニットを有していることを特徴とする
エッチング装置。

【０００６】（２）紫外線照射ユニットがエッチング前
および／またはエッチング中に紫外線照射できるように
配置されていることを特徴とする前記（１）に記載のエ
ッチング装置。

【０００７】（３）紫外線の波長領域が２００〜５００
ｎｍであることを特徴とする前記（１）または（２）に
記載のエッチング装置。

【０００８】（４）エッチング液が噴射して供給される
ものであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいず
れかに記載のエッチング装置。

【０００９】（５）超音波を付加するユニットを有して
いることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに
記載のエッチング装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳しく説明
する。

【００１１】本発明の最も特徴的要件は、エッチング装
置が紫外線照射ユニットを有している点である。

【００１２】樹脂層を連続的にエッチングする場合の紫
外線照射ユニット付きの例を図によって説明する。

【００１３】図１は超音波式現像槽の一例を示す工程図
であり、図２はスプレー式現像槽の一例を示す工程図で
ある。

【００１４】図における、紫外線照射ユニット３の一部
は目的に応じエッチング液中に入れてあってもかまわな
い。

【００１５】また、紫外線照射ユニット３の一部がエッ
チング前および／またはエッチング中に紫外線照射でき
るように配置されていることは好ましい態様である。

【００１６】また、照射する紫外線の波長領域は２００
〜５００ｎｍであることが好ましい。この場合、光源の
全波長を照射してもよく、フィルターなどを用いて特定
波長の紫外線だけを照射してもよい。例えばｉ線（３６
５ｎｍ）やｇ線（４３６ｎｍ）だけを照射したり、逆に
これらの波長だけをカットした紫外線を照射することも
可能である。さらに、エッチング中に適宜紫外線の波長
を変化させてもよい。

【００１７】紫外線を照射するためのランプとしては、
例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ラ
ンプ、ＤＥＥＰＵＶランプ、フラッシュＵＶランプ、
ショートアークメタルハライドランプなどが挙げられる
が、これらに限定されない。

【００１８】紫外線の光量としては、エッチングされる
膜の種類や厚みに依存するが、作業時間を考えて照射時
間が最大で１０分以内になるような光量が好ましい。例
えば０．０１〜１０Ｗ／ｃｍ² の範囲が考えられるが、
これらに限定されない。紫外線の照射方向は通常エッチ
ングされる膜の厚さ方向であるが、場合によってはエッ
チング膜の横方向や斜め方向から照射することも考えら
れ、全方向から照射してもよい。

【００１９】装置の具体的な例を図１によって説明す
る。すなわち図１は、エッチング対象物Ａが紫外線照射
ユニット３で紫外線照射された後、搬送ロール６に沿っ
て搬送され、エッチング槽１で下部から超音波発信、上
部から紫外線照射ユニット３で紫外線照射されながらエ
ッチング液１の中に導かれ、エッチング後に次の工程
（水洗・乾燥）に搬送される状況を示す。エッチング槽
１は、エッチング液が所定温度で調節維持される熱交換
ユニット２を有する。

【００２０】また、エッチング槽１の大きさ、形状など
は限定されない。エッチング槽１および熱交換ユニット
２、搬送ロール６などエッチング液に接触する部品の材
質はアルカリに腐食されないものであれば良く限定され
ない。例えば、金属表面をテフロン（登録商標）膜で被
覆したもの、石英ガラス、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ、
ＰＦＡなどを採用することができる。

【００２１】エッチング液１を加熱する熱交換ユニット
２の中を循環する熱媒体は、水（温純水を含む）および
油などが採用される。図１は、エッチング液を加熱循環
する例を示す。また、当然のことながら熱交換ユニット
の形状、大きさは限定されない。図１において循環ポン
プ７を作動するとエッチング液は熱循環路４を循環し循
環路２内の加熱機構５によってエッチング槽１内のエッ
チング液温度が所定温度に維持されるように加熱され
る。この加熱機構５としては電気ヒーター、各種の熱交
換器などが挙げられる。循環ポンプ７の種類は特に限定
されるものではなく、循環路２内を流れるエッチング液
が圧送されるものであればよい。加熱媒体の流量は、流
量計（ＦＭ）１２と流量調節弁（Ｖ１）１１によって好
ましく選定すればよい。循環路２の素材も特に限定され
るものではなく加熱されたエッチング液によって溶損し
ない材質であればよい。例えば銅管、ステンレス管、な
どの金属管、または各種の耐熱性樹脂管などが採用され
る。搬送ロール６の材質も、エッチング液１に損傷され
ないものが使用される。例えばＰＴＦＥ、ＰＰなどの樹
脂などが好ましい。上記本発明によってエッチングされ
た基材は次工程、すなわち液切り・水洗・乾燥・巻き取
りへと搬送される。

【００２２】エッチング液の温度に関しては、エッチン
グされる膜の性質に大きく依存し、エッチング液組成に
も依存するが、好ましくは１０〜１００℃、より好まし
くは３０〜９０℃である。あまり温度を上げ過ぎるとエ
ッチング中にエッチング液組成が変化してしまい、逆に
温度が低すぎるとエッチングの効率が下がるので上記範
囲が好ましい。

【００２３】なお、図の例においては、紫外線照射ユニ
ット３は２つ設けてあり、１つはエッチング液にはいる
前に照射するもの、２つ目はエッチング液の上から照射
するものである。

【００２４】次に、エッチング液をエッチングされる膜
に噴射して供給する場合の紫外線照射ユニットの配置の
具体例を図２に示すが、これに限定されることはない。

【００２５】エッチング液を噴射する方法は、通常スプ
レーノズルを吹き出し口の先端に取り付け、圧力により
吹き出すのが一般的である。スプレーノズル１４の形状
については特に限定はないが、例えば（株）共立合金製
作所のミニミスト、ラウンドミスト、空気噴射ノズル、
デスケーリングノズル、ＱＣノズル、フラットスプレー
ノズル、ワイドフラットノズル、長円吹ノズル、斜方フ
ラットノズル、サイドスプレーノズル、サイドスプレー
ノズル、フルコーンノズル、角吹ノズル、楕円吹ノズ
ル、渦巻ノズル、ホロコーンノズル、洗浄用ノズル、ニ
ードルジェットノズルなどが挙げられるが、これらに限
定されるものではない。ノズルは単独でも複数個使用し
てもよく、また異なる種類のノズルを組み合わせて使用
してもよい。吹き出す圧力についてもエッチングされる
膜の種類や厚みなどによって大きく異なるが、例えば９
０００〜１０００００００Ｐａの圧力で噴き出すことが
考えられる。噴き出す方向は通常エッチングされる膜の
厚さ方向であるが、場合によってはエッチング膜の横方
向や斜め方向から噴射することも考えられる。

【００２６】次に、本発明の装置によるエッチング方法
の一例の手順について説明する。

【００２７】まず、樹脂膜上にエッチング用マスク（銅
マスク、ステンレスマスク、レジストマスクなど）を形
成する。マスク形成方法は、接着剤を介して樹脂膜に接
着させる方法、スパッタやメッキなどにより直接樹脂膜
上に形成する方法、樹脂膜に密着させる方法などが挙げ
られる。マスクはあらかじめパターン化させておいても
よく、樹脂膜上に形成後にパターニングしてもよい。マ
スクのパターン形成は、レジストを用いるフォトリソグ
ラフィー法、レーザー加工法などが挙げられる。

【００２８】樹脂膜上にパターニングされたマスクを形
成した後、２種類以上のエッチング液を用いる場合も同
様の手順で行う。エッチング液を切り替える場合、連続
して供給してもよいが、場合によっては適当な洗浄液
（例えば水、アルコールなど）で洗浄・乾燥工程を挟ん
でもよい。エッチング液の供給方法は、エッチング液中
に樹脂膜を浸漬させる方法、スプレーによる噴射方法な
どが挙げられる。この際、紫外線照射中に超音波付加併
用が好ましい。

【００２９】エッチングは通常片面からのみ行われるの
で、樹脂膜のマスク形成されていない側は適当な材質で
保護しておくのが好ましい。保護材としては銅やステン
レスなどの金属箔、接着剤付きの保護フィルムあるいは
レジストなどが挙げられる。

【００３０】本発明によるエッチング装置で処理された
樹脂膜は、エッチングのパターンに応じた貫通孔があい
ている。この貫通孔に導通を取るための金属（銅やアル
ミニウムなど）を埋め込むことにより、樹脂膜の両面の
導通が取れた２層配線の配線板が得られる。本発明を用
いれば、導通を取るための孔を短時間で、かつ形状均一
で精度良く微細化できるので、それだけ配線に使用でき
る面積が増え、高密度配線板が形成できる。高密度配線
板は、パソコン用マザーボードなど大型の基板からＣＳ
Ｐ（チップスケールパッケージ）用インターポーザなど
の小さな基板まで幅広い用途に好ましく適用できる。

【００３１】

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本
発明はこれらの例によって限定されるものではない。

【００３２】実施例１及び比較例１ポリイミドフイルム「カプトンＥＮ」を５０ｍｍ×５０
ｍｍの大きさに切り取った。これらの樹脂にクロムスパ
ッタ、銅スパッタ、メッキを施して厚さ８μｍの銅箔を
両面に形成した。この銅箔の両面に（株）ヘキスト製ポ
ジ型フォトレジスト「ＡＺＰ４０００」をスピンコー
ターで塗布し、ホットプレート上で１００℃、３分乾燥
した。次に、１００μｍφの円形パターンを含んだマス
クを使い、片面をｇ線用ステッパーにて３００ｍＪ／ｃ
ｍ²露光し、ＡＺ４００Ｋデベロッパーを水で５倍希
釈した現像液を用いて３分間現像し、マスクに合った１
００μｍφの円形パターンを形成した。パターン形成さ
れたフォトレジストを銅エッチングマスクとし、エッチ
ング液として４０℃の塩化鉄水溶液を用い、（株）共立
合金製作所製フルコーンノズル（型番１／４ＫＳＦＨＳ
０６６５）から圧力１９６１３３Ｐａで噴射しながら５
分間エッチングした。銅のエッチング終了後、フォトレ
ジストを除去した。

【００３３】該サンプル１０を図１に示すエッチング装
置を用い、図１のリード金属箔９に張り付け、今度は銅
をマスクとし、水酸化カリウム３３ｇ、エチレングリコ
ール２２ｇ、エチレンジアミン１１ｇ、水３４ｇで構成
されるエッチング液を７０℃に調温し、紫外線照射量５
ｍＷ／ｃｍ²（ウシオ電機（株）製超高圧水銀ランプ
を使用）で紫外線照射を行い、同時に１００ｋＨｚの超
音波を照射しながらエッチング液中に１０分間（搬送速
度：０．１ｍ／分）浸漬させてエッチングした。結果は
表１に示すとおりであり、異方的にきれいな形状でかつ
均一にエッチングできた。

【００３４】比較例１同じサンプルを用い、紫外線照射しない以外は実施例１
と同一でエッチングした。エッチングはできているが、
不均一にエッチングされており、かつエッチング速度が
遅いために未貫通の孔もあり、異方性も小さかった。

【００３５】実施例２実施例１と同様の樹脂膜を用い、まず実施例１と同様に
して銅マスクを形成した。銅マスク形成後、水酸化カリ
ウム１８ｇ、エタノールアミン６４ｇ、水１８ｇ、で構
成されるエッチング液を７０℃で用い、図２に示すスプ
レー・ノズルタイプのエッチング装置を用い紫外線照
射量５ｍＷ／ｃｍ²（ウシオ電機（株）製超高圧水銀
ランプを使用）で紫外線照射を行いながらスプレーノズ
ル（（株）共立合金製作所製フルコーンノズル（型番１
／４ＫＳＦＨＳ０６６５）から圧力１９６１３３Ｐａで
１０分間（搬送速度：０．１ｍ／分）噴射させながらエ
ッチングした。結果は表１に示すとおりであり、異方的
かつ均一な形状にエッチングができた。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明の装置によれば、配線基板を短時
間でエッチングでき、異方的にエッチングでき、均一に
精度良くエッチングできる。従って、大きさのばらつき
の少ない高密度配線板用の微細孔を効率よく形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紫外線照射ユニットを有する超音波式
現像装置の一例を示す工程図である。

【図２】本発明の紫外線照射ユニットを有するスプレー
式現像装置の一例を示す工程図である。

【符号の説明】

１：エッチング槽およびエッチング液２：熱交換ユニット３：紫外線照射ユニット４：循環路５：熱機構６：搬送ロール７：循環ポンプ８：超音波発信子９：リード金属箔１０：サンプル１１：供給バルブ１２：流量計１３：巻出しロール１４：スプレーノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂膜をウエットエッチングするエッチン
グ装置において、紫外線照射ユニットを有していること
を特徴とするエッチング装置。
【請求項２】紫外線照射ユニットがエッチング前および
／またはエッチング中に紫外線照射できるように配置さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のエッチング
装置。
【請求項３】紫外線の波長領域が２００〜５００ｎｍで
あることを特徴とする請求項１または２に記載のエッチ
ング装置。
【請求項４】エッチング液が噴射して供給されるもので
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
エッチング装置。
【請求項５】超音波を付加するユニットを有しているこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエッチ
ング装置。