JP2003129259A - 銅膜又は銅系膜に対する選択的エッチング方法と、選択的エッチング装置。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅膜２・４膜間にエッチングバリア層３を
介在させた金属積層板１の一方の銅膜又は銅系膜に対す
る選択的エッチングに要するコストを高めることなく、
エッチングバリア層３が侵されて他方の銅膜４又は銅系
膜までが侵される虞をなくす。 【解決手段】銅膜２・４間にエッチングバリア層３を介
在させた金属積層板１の少なくとも一方の銅膜２に対し
て選択的エッチングする選択的エッチング方法におい
て、選択的エッチングすべき銅膜２の表面にマスク膜５
ａを選択的に形成した状態で、先ず、酸性エッチング液
により銅膜２をエッチングバリア層３が露出しない限度
でエッチングし、その後、アルカリエッチング液により
銅膜２の残りをエッチングバリア層３が露出するように
エッチングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、選択的エッチング
方法、特に、銅膜又は銅系膜間にエッチングバリア層を
介在させた金属積層板の少なくとも一方の銅膜又は銅系
膜に対して選択的エッチングする選択的エッチング方法
と、その実施に用いる選択的エッチング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人会社は、多層配線回路基板製
造技術として、突起形成用の銅層（厚さ例えば１００μ
ｍ）の一方の主面に例えばニッケルからなるエッチング
バリア層（厚さ例えば２μｍ）を例えばメッキにより形
成し、更に、該エッチングバリア層の主表面に導体回路
形成用の銅箔（厚さ例えば１８μｍ）を形成した配線回
路基板形成用部材をベースとして用い、それを適宜加工
することにより多層配線回路基板を得る技術を開発し
た。

【０００３】図３（Ａ）〜（Ｅ）はそのような技術の概
略を工程順に示す断面図である。 （Ａ）先ず、図３（Ａ）に示すように、上記配線回路基
板形成用部材ａを用意する。該部材ａは、突起形成用の
銅層（厚さ例えば１００μｍ）ｂと、例えばニッケルか
らなるエッチングバリア層（厚さ例えば２μｍ）ｃと、
導体回路形成用の銅箔（厚さ例えば１８μｍ）ｄを積層
した断面構造を有している。

【０００４】（Ｂ）次に、図３（Ｂ）に示すように、ド
ライフィルムからなるレジストを露光、現像により配線
回路形成用銅層ｂの表面上に選択的に形成してなるマス
ク膜ｅをマスクとして該銅層ｂを選択的エッチングし、
以て、上下配線間接続用のバンプｆを形成する。ｇはそ
の選択的エッチングにより生じた凹部である。この選択
的エッチングにおいて上記エッチングバリア層ｃが文字
通りエッチングバリアとなって導体回路形成用の銅層ｄ
がエッチングされるのを阻む。

【０００５】（Ｃ）次に、図３（Ｃ）に示すように、上
記バンプｆ間を絶縁フィルム等からなる絶縁層ｈにより
埋め、各バンプｆ間を絶縁する。 （Ｄ）次に、図３（Ｄ）に示すように、絶縁層ｈ、バン
プｆの上面上に導体回路形成用の銅箔ｉ（厚さ例えば１
８μｍ）を形成する。

【０００６】（Ｅ）次に、図３（Ｅ）に示すように、上
下両面の銅層ｄ、ｉを選択的にエッチングすることによ
り配線膜ｊ、ｋを形成する。これにより、上下両面に配
線膜ｊ、ｋを有し、且つ、配線膜ｊ・ｋ間が適宜バンプ
ｆにより接続された多層配線基板が形成される。そし
て、更に斯かる多層配線基板を複数重ねて総数の多い高
集積度配線基板を構成することもできる。

【０００７】ところで、図３（Ｅ）に示すような多層配
線基板を得るには、図３（Ａ）に示すような配線回路基
板形成用部材ａを用意し、該部材ａに対して図３（Ｂ）
に示すように、ドライフィルムからなるマスク膜ｅをマ
スクとして例えば１００μｍ程度の厚さの銅層ｂを選択
的にエッチングすることが必要である。

【０００８】従来において、その選択的エッチングは、
例えば酸性エッチング液（例えば塩化第２銅或いは塩化
第２鉄を主成分とする溶液）により最後まで行うか、或
いはアルカリ性エッチング液により最後まで行うという
方法で行われていた。

【０００９】そして、酸性エッチング液によるエッチン
グに際してエッチングマスクとして使用するレジスト
は、一般にドライフィルム或いはパターンインクと呼ば
れるものが多く、アルカリ性エッチング液によるエッチ
ングに際してエッチングマスクとして使用するレジスト
は、一般にはんだめっき、ニッケルめっき等、金属マス
クと呼ばれるものが多い。

【００１０】因みに、酸性エッチング液によるエッチン
グでエッチングマスクとして使用されるドライフィルム
或いはパターンインクと呼ばれるものは、元来、エッチ
ング後に苛性ソーダ（水酸化ナトリウム溶液）で剥離す
るので、当然のことながら、アルカリ性の溶液に弱く、
従って、アルカリ性エッチング液によるエッチングには
エッチングマスクとして使用することは不可能である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、酸性エッチ
ング液には、エッチング液の価格が安いという長所があ
るが、エッチングバリア層として用いられるニッケルを
侵す性質を若干有し、銅層ｂに対するエッチング終了の
タイミングを誤ると、エッチングバリア層ｎが侵され、
更に、銅層ｄまでが侵される虞があった。

【００１２】それに対して、アルカリ性エッチング液に
は、エッチングバリア層ｃを成すニッケルを侵す性質は
非常に弱く、銅層ｂに対するエッチング終了のタイミン
グに多少の誤差があっても、エッチングバリア層ｎが侵
されることはなく、従って、銅層ｄまでが侵される虞が
皆無である。その点、アルカリ性エッチング液はバンプ
ｆを形成する選択的エッチングに適すると言える。

【００１３】しかしながら、アルカリ性エッチング液
は、酸性エッチング液に比較し、極めて高価であるとい
う大きな問題があった。具体的には、同じ量の銅を溶解
する場合、アルカリ性エッチング液は酸性エッチング液
の約２０倍の価格である。従って、アルカリ性エッチン
グ液を用いてエッチングした場合、エッチングに要する
価格が無視できないほど高くなるという問題があった。

【００１４】本発明はそのような問題を解決すべく為さ
れたもので、銅膜又は銅系膜間にエッチングバリア層を
介在させた金属積層板の一方の銅膜又は銅系膜に対する
選択的エッチングに要するコストを高めることなく、エ
ッチングバリア層が侵されて他方の銅膜又は銅系膜まで
が侵される虞をなくすことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決する手段】請求項１の選択的エッチング方
法は、銅膜又は銅系膜間にエッチングバリア層を介在さ
せた金属積層板の少なくとも一方の銅膜又は銅系膜に対
して選択的エッチングする選択的エッチング方法におい
て、選択的エッチングすべき銅膜又は銅系膜の表面にマ
スク膜を選択的に形成した状態で、先ず、酸性エッチン
グ液により該銅膜又は銅系膜を上記エッチングバリア層
が露出しない限度でエッチングし、その後、アルカリエ
ッチング液により上記銅膜又は銅系膜の残りを上記エッ
チングバリア層が露出するようにエッチングすることを
特徴とする。

【００１６】請求項２の選択的エッチング方法は、請求
項１の選択的エッチング方法において、前記マスク膜を
ドライフィルムにより形成することとし、前記銅膜又は
銅系膜の残りを上記エッチングバリア層が露出するよう
エッチングした後、上記マスク膜を苛性ソーダ液により
剥離し、洗浄することを特徴とする。

【００１７】請求項３の選択的エッチング方法は、請求
項１又は２記載の選択的エッチング方法において、前記
酸性エッチング液として塩化第２銅溶液又は塩化第２鉄
を用い、前記アルカリエッチング液として水酸化アンモ
ニウム溶液を用いることを特徴とする。

【００１８】請求項４の選択的エッチング方法は、請求
項３記載の選択的エッチング方法において、前記アルカ
リエッチング液のペーハーを８．０以下に調整すること
を特徴とする。

【００１９】請求項５の選択的エッチング装置は、銅膜
又は銅系膜間にエッチングバリア層を介在させた金属積
層板の少なくとも一方の銅膜又は銅系膜に対して選択的
エッチングする選択的エッチング装置において、上記一
方の銅膜又は銅系膜の表面に形成され露光処理を施され
たドライフィルムからなるマスク膜に対して現像処理を
施す現像部と、該現像部よりも後段に位置し、酸性エッ
チング液によるエッチング処理を施す酸性エッチング部
と、該酸性エッチング部よりも後段に位置し、アルカリ
エッチング液によるエッチング処理を施すアルカリエッ
チング部と、を少なくとも有することを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示実施の形態例
に従って詳細に説明する。図１（Ａ）〜（Ｅ）は本発明
選択的エッチング方法の第１の実施例を工程順に示す断
面図、図２は配線回路基板形成用部材を一方向に流すこ
とによって図１に示す選択的エッチング方法の現像、選
択的エッチング、レジスト剥離及び各必要な水洗い、感
想ができる選択的エッチング装置の一例を示す概略構成
図である。

【００２１】（Ａ）図１（Ａ）に示すように、配線回路
用部材１のバンプ形成用銅層２の表面にドライフィルム
からなるレジスト膜５を形成し、該レジスト膜５に露光
処理を施したものを用意する。上記配線回路用部材１
は、厚さ例えば１００μｍ程度のバンプ形成用銅層２の
一方の主表面（図１における下側の主表面）に厚さ例え
ば２μｍのニッケルからなるエッチングバリア層３を例
えばメッキにより形成し、更に、該エッチングバリア層
３の銅層２とは反対側の面（図１における下側の面）に
導体回路形成用の銅層（厚さ例えば１８μｍ）４を形成
したものである。

【００２２】そして、上記バンプ形成用銅層２の表面に
ドライフィルムでレジスト膜５が形成され、その後、そ
のレジスト膜５は図示しない露光装置において露光処理
が施される。図１（Ａ）は露光処理が施された後の状態
を示し、同図において、５ａは現像後においても残存す
る部分を示す。この露光処理を終えた配線回路用基板１
を、図２に示す選択的エッチング装置に供給し、一連の
処理を施すことになる。

【００２３】（Ｂ）上記露光処理を終えた配線回路用基
板１を図２の選択的エッチング装置に供給する。する
と、該配線回路用基板１は先ず現像部１１にて現像液を
スプレーされ、図１（Ｂ）に示すように、上記レジスト
膜５が露光処理を施される。５ａは該レジスト膜５の露
光処理後に残存してエッチングマスク膜として機能する
部分である。

【００２４】（Ｃ）現像処理を施された配線回路用部材
１は次に酸性エッチング部１２に至り、そこで酸性エッ
チング液（例えば塩化第二銅）をスプレーされて上記バ
ンプ形成用銅層２が該酸性エッチング液により、図１
（Ｃ）に示すように、選択的にエッチングされる。この
酸性エッチング液によるエッチングは、エッチング深さ
を銅層２の厚さよりも浅くすること、即ち、エッチング
をエッチングバリア層３が露出しない限度で行うことが
重要である。その後、配線回路用部材１は水洗い部１３
に送られ、そこで、水洗い（リンス）される。具体的に
は、銅層２の厚さの例えば８０〜９５％をこの酸性エッ
チング液より行うとよい。。

【００２５】（Ｄ）水洗い部１３で水洗いされた配線回
路用部材１は次にアルカリ性エッチング部１４に送ら
れ、そこで、アルカリ性エッチング液（例えば水酸化ア
ンモニウム溶液）のスプレーにより図１（Ｄ）に示すよ
うに銅層２の残部が選択的にエッチングされる、即ち、
エッチングバリア層３が露出するまで選択的エッチング
される。これによりバンプ６が形成される。

【００２６】そのアルカリ性エッチング液による選択的
エッチングは、このエッチング時間、量が若干増えても
それによる弊害がほとんどない。というのは、アルカリ
性エッチング液はエッチングバリア層３を成すニッケル
をほとんど侵さないので、エッチングバリア層３を侵
し、更に、導体回路形成用銅層４を侵すというおそれが
全くないからである。また、アルカリ性エッチング液は
高価であるが、アルカリ性エッチング液によりエッチン
グするのは酸性エッチング液によるエッチングの残部で
あるので、エッチング量は少なくて済み、従って、エッ
チングに使用するエッチング液の価格は安くて済む。
尚、アルカリ性エッチング液のペーハー（ｐＨ）が８．
０以下が良い。というのは、ニッケルからなるエッチン
グバリア層を侵すことなく銅層或いは銅系金属を比較的
速くエッチングすることができるからである。

【００２７】尚、このアルカリ性エッチング液によるエ
ッチング後、配線回路用部材１は水洗い部１５に送ら
れ、そこで、水洗い（リンス）される。 （Ｅ）水洗い部１５による水洗い後、その配線回路用部
材１はドライフィルム剥離部１６に送られ、そこで、苛
性ソーダをスプレーされ、図５（Ｅ）に示すように、レ
ジスト膜５ａを剥離される。

【００２８】その後、その配線回路用部材１は水洗い／
乾燥部１７に送られ、そこで、水洗い（リンス）され、
次いで、乾燥される。この乾燥が終わると、その配線回
路用部材１が図２に示す選択的エッチング装置から排出
され、一連の選択的エッチング工程が終わる。

【００２９】このような選択的エッチング方法によれ
ば、配線回路用部材１を一つの選択的エッチング装置に
流すことによりバンプ形成用銅層２に対するバンプ６を
形成する選択的エッチングの、露光より後のすべての工
程を行うことができる。そして、バンプ形成用銅層２の
選択的エッチングの大部分を、価格の安い酸性エッチン
グ液を用いて行うので、本選択的エッチングのすべてを
アルカリ性エッチング液により行う場合に比較してエッ
チング液に要する費用を著しく低減でき、延いては、エ
ッチングに要するコストの低減をはかることができる。

【００３０】また、酸性エッチング液によるエッチング
はエッチングバリア層３が露出する前に停止し、その
後、エッチングバリア層３を成すニッケルをほとんど侵
さない性質のアルカリ性エッチング液によりエッチング
するので、銅層２がエッチングされた後に、エッチング
バリア層３が侵され、更に、導体回路形成用銅層４もが
侵されてしまうというおそれが全くない。依って、エッ
チングバリア層３が侵され、更に、導体回路形成用銅層
４もが侵されてしまうというおそれを伴うことなく、エ
ッチング液の使用価格を低くすることができる。尚、被
エッチング銅層２は銅合金等銅系金属であっても、本発
明を適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の選択的エッチング方法によれ
ば、選択的エッチングすべき銅膜又は銅系膜の表面にマ
スク膜を選択的に形成した状態で、先ず、価格の安い酸
性エッチング液により該銅膜又は銅系膜を上記エッチン
グバリア層が露出しない限度でエッチングし、その後、
エッチングバリア層を侵す性質の弱いアルカリエッチン
グ液により上記銅膜又は銅系膜の残りを上記エッチング
バリア層が露出するようにエッチングするので、エッチ
ングバリア層が侵され、更に、導体回路形成用銅層もが
侵されてしまうというおそれを伴うことなく、エッチン
グ液の使用価格を低くすることができる。

【００３２】請求項２の選択的エッチング方法によれ
ば、マスク膜をドライフィルムにより形成することと
し、前記銅膜又は銅系膜の残りを上記エッチングバリア
層が露出するようエッチングした後、上記マスク膜を苛
性ソーダ液により剥離し、洗浄するので、選択的エッチ
ングの終了後、そのマスク膜として用いたドライフィル
の除去をもすることができる。

【００３３】請求項３の選択的エッチング方法によれ
ば、前記酸性エッチング液として塩化第２銅溶液又は塩
化第２鉄溶液を用い、前記アルカリエッチング液として
水酸化アンモニウム溶液を用いるので、価格の安い酸性
エッチング液により該銅膜又は銅系膜を上記エッチング
バリア層が露出しない限度でエッチングし、その後、エ
ッチングバリア層を侵す性質の弱いアルカリエッチング
液により上記銅膜又は銅系膜の残りを上記エッチングバ
リア層が露出するようにエッチングするという請求項１
の選択的エッチング方法をより有効に実現できる。

【００３４】請求項４の選択的エッチング方法によれ
ば、請求項３記載の選択的エッチング方法において、前
記アルカリエッチング液としてペーハー（ｐＨ）が８．
０以下のものを用いるので、例えばニッケルからなるエ
ッチングバリア層を侵すことなく銅層或いは銅系金属を
比較的速くエッチングすることができる。

【００３５】請求項５の選択的エッチング装置によれ
ば、配線回路用部材を一つの選択的エッチング装置に流
すことによりバンプ形成用銅層に対するバンプを形成す
る選択的エッチングの、露光より後のすべての工程を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明選択的エッチング方法
の第１の実施の形態を示す断面図である。

【図２】図１に示す第１の実施の形態の実施に用いる選
択的エッチング装置の一例を示す概略構成図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は配線回路基板形成用部材をベ
ースとして用い、それを適宜加工することにより多層配
線回路基板を得る技術を工程順に示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・配線回路基板形成用部材、２・・・バンプ形成
用銅層、３・・・エッチングバリア層、５ａ・・・レジ
スト膜、６・・・バンプ、１１・・・現像部、１２・・
・酸性エッチング部、１４・・・アルカリ性エッチング
部、１６・・・ドライフィルム剥離部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅膜又は銅系膜間にエッチングバリア層
   を介在させた金属積層板の少なくとも一方の銅膜又は銅
   系膜に対して選択的エッチングする選択的エッチング方
   法において、 選択的エッチングすべき銅膜又は銅系膜の表面にマスク
   膜を選択的に形成した状態で、先ず、酸性エッチング液
   により該銅膜又は銅系膜を上記エッチングバリア層が露
   出しない厚さ分エッチングし、 その後、アルカリエッチング液により上記銅膜又は銅系
   膜の残りを上記エッチングバリア層が露出するようにエ
   ッチングすることを特徴とする選択的エッチング方法。
2. 【請求項２】 前記マスク膜をドライフィルムにより形
   成することとし、 前記銅膜又は銅系膜の残りを上記エッチングバリア層が
   露出するようエッチングした後、上記マスク膜を苛性ソ
   ーダ液により剥離し、洗浄することを特徴とする請求項
   １記載の選択的エッチング方法。
3. 【請求項３】 前記酸性エッチング液として塩化第２銅
   溶液又は塩化第２鉄溶液を用い、 前記アルカリエッチング液として水酸化アンモニウム溶
   液を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の選択
   的エッチング方法。
4. 【請求項４】 前記アルカリエッチング液としてペーハ
   ーが８．０以下のものを用いることを特徴とする請求項
   ３記載の選択的エッチング方法。
5. 【請求項５】 銅膜又は銅系膜間にエッチングバリア層
   を介在させた金属積層板の少なくとも一方の銅膜又は銅
   系膜に対して選択的エッチングする選択的エッチング装
   置において、 上記一方の銅膜又は銅系膜の表面に形成され露光処理を
   施されたドライフィルムからなるマスク膜に対して現像
   処理を施す現像部と、 上記現像部よりも後段に位置し、酸性エッチング液によ
   るエッチング処理を施す酸性エッチング部と、 上記酸性エッチング部よりも後段に位置し、アルカリエ
   ッチング液によるエッチング処理を施すアルカリエッチ
   ング部と、 を少なくとも有することを特徴とする選択的エッチング
   装置。