JP3526838B2 - 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

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ド
ライフィルムからなる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、ペーハーが８．０以下のアルカリエッチン
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し、しかる後、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。

【００１６】請求項２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、ペーハー
が８以下の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、該アルカリエッチング
部よりも後段に位置し、上記ドライフィルムからなるマ
スク膜を苛性ソーダ液により剥離し除去する剥離部と、
を少なくとも有することを特徴とする。

【００１７】

【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。

【００１８】図１（Ａ）〜（Ｃ）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。

【００１９】（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。

【００２０】上記配線回路用部材１は、厚さ例えば１０
０μｍ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。

【００２１】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。

【００２２】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】そして、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】そして、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。

【００３４】請求項２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。

【００３５】

【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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23F 1/00 - 1/46 H05K 3/06

Claims (2)

(57)【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ドライ
   フィルムからなる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、ペーハーが８．０以下の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し、 しかる後、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選択的エッチング方法。
2. 【請求項２】 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、ペーハーが
   ８以下の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、上記アルカリエッチング部よりも後段に位置し、上記ド
   ライフィルムからなるマスク膜を苛性ソーダ液により剥
   離し除去する剥離部と、 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。