JP4536309B2 - 樹脂フィルムの乾式エッチング方法及びその装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、樹脂フィルムの乾式エッチング方法及び装置に関し、更に詳しくは、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）基板などに用いられる樹脂フィルムの表面をガスエッチングする方法及び装置に関する。
背景技術
周知のように、情報通信機器の小型軽量化に伴いＩＣチップ基板の薄肉多層化が進み、その薄肉多層化のため、特にＦＰＣ用基板材料には樹脂フィルムが使用されるようになっている。このように基板材料に使用される樹脂フィルムのうちでも、特にポリイミドフィルムは、化学的特性（耐薬品性）、熱的特性（熱可塑性、耐熱性）、電気的特性（誘電率、絶縁抵抗率）、物理的特性（吸水率、寸法安定性、熱膨張係数）及び機械的特性（引張強度、耐折強度）が優れているため広く使用されいる。昨今では、耐吸水性や耐膨潤性に優れた液晶性ポリエステルやポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂フィルムも使用されるようになっている。
かかるＦＰＣ基板用の樹脂フィルムは、樹脂フィルム単体のままで使用される場合と、樹脂フィルムに金属箔をラミネートした積層材にして使用される場合とがある。いずれの場合も、その樹脂フィルムにビィアホール（貫通孔）又はブラインドホール（非貫通孔）が穿孔加工されている。従来、このような樹脂フィルムに対する穿孔方法には、機械的、物理的又は化学的な多数の穿孔方法が提案されている。しかし、いずれの方法も、ビィアホールしか穿孔できなかったり、ビィアホールとブラインドホールの両方を穿孔できたとしても、迅速かつ高精度に穿孔することができなかったり、特定の種類の樹脂フィルムにしか穿孔できなかったりする制約があったため、汎用性に欠ける欠点があった。
また、ガスエッチングによる穿孔方法の場合には、穿孔作業の停止制御が難しく、その不適切な停止制御のために穿孔精度が低下する問題があった。また、プラズマエッチングの場合は、穿孔に供給される反応性活性ガス種（ラジカル）が装置自体の触媒作用によって再結合するため、穿孔速度が低下するという欠点があった。
発明の開示
本発明の第１の目的は、穿設する孔が貫通孔であるか否かや樹脂フィルムの種類の如何を問わず、迅速かつ高精度に穿孔することができる汎用性の高い樹脂フィルムの乾式エッチング方法及び装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、穿孔の停止制御を容易、かつ正確に行える樹脂フィルムの乾式エッチング方法及び装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、エッチングガスの反応性活性ガス種の再結合による穿孔速度の低下を防止する樹脂フィルムの乾式エッチング装置を提供することにある。
本発明は、上記第１の目的を達成するため、次の３通りの樹脂フィルムの乾式エッチング方法を提供する。
第１の方法は、樹脂フィルム単体材及び樹脂フィルムに金属箔を積層した積層材のいずれかを被処理材とし、該被処理材を挟むように片側の表面に加熱テーブルを密接すると共に、反対側の表面にエッチング用開口パターンを形成したマスクを密接させ、該密接状態を保ちながら前記被処理材を真空雰囲気下で前記マスク側からガスエッチングすることを特徴とするものである。
第２の方法は、樹脂フィルム単体材を被処理材として、該被処理材に該被処理材とは異種のガスを発生する異種樹脂フィルムを重ね合わせた状態にし、該異種樹脂フィルム側の表面に加熱テーブルを密接させると共に、前記被処理材側の表面にエッチング用開口パターンを形成したマスクを密接させ、該密接状態を保ちながら前記被処理剤材を真空雰囲気下で前記マスク側からガスエッチングすることを特徴とするものである。
第３の方法は、樹脂フィルムの片面にエッチング用開口パターンを形成した金属箔を積層した積層材を被処理材とし、該被処理材の前記樹脂フィルム側の表面に加熱テーブルを密接させ、該密接状態を保ちながら前記被処理材の前記金属箔側を真空雰囲気下でガスエッチングすることを特徴とするものである。
また、本発明は、第１の目的達成すのため、次の３通りの樹脂フィルムの乾燥エッチング装置を提供する。
第１の装置は、内部を真空可能にする処理室と、該処理室の内部に設置されたエッチングガス供給部と、該エッチングガス供給部のガス流出口を覆うように装着されたエッチング用開口パターンを形成したマスクと、前記処理室の内部に可動自在に設置された加熱テーブルとからなり、該加熱テーブルが樹脂フィルムを主材とする被処理材の片面に密接すると共に、前記マスクが前記被処理材の反対側に密接するようにした、樹脂フィルムの乾式エッチング装置を特徴とするものである。
第２の装置は、内部を真空可能にする処理室と、該処理室の内部に設置されたエッチングガス供給部と、前記エッチングガス供給部のガス流出口を覆うように装着されたエッチング用開口パターンを形成したマスクと、前記処理室の内部に可動自在に設置された加熱テーブルとからなり、被処理材の樹脂フィルム単体材と該樹脂フィルム単体材とは異種のガスを発生する異種樹脂フィルムとを重ね合わせた両材料に対し、前記加熱テーブルが前記異種樹脂フィルムに密着すると共に、前記マスクが前記被処理材に密接するようにした、樹脂フィルムの乾式エッチング装置を特徴とするものである。
第３の装置は、内部を真空可能にする処理室と、該処理室の内部に設置されたエッチングガス供給部と、前記処理室の内部に可動自在に設置された加熱テーブルとからなり、樹脂フィルムの片面にエッチング用開口パターンが形成された金属箔を積層した積層材を被処理材として、該被処理材の前記樹脂フィルム側に前記加熱テーブルが密接するようにし、前記金属箔側を前記エッチングガス供給部のガス流出口に臨ませるようにした、樹脂フィルムの乾式エッチング装置を特徴とするものである。
上記した第１〜３の方法及び装置は、いずれも被処理材の樹脂フィルムを真空雰囲気下でガスエッチングする。第１及び第２の方法及び装置では、被処理材の片側に加熱テーブルを密接させた状態にすることで、反対側のマスクを被処理材の樹脂フィルムに密接させ、そのマスク側をエッチングする。第３の方法及び装置は、被処理材としてエッチング用開口パターンをもつ金属箔を積層した積層材を使用し、この積層材の樹脂フィルム側に加熱テーブルを密接させた状態にすることで、反対の金属箔で覆われた側を緊張させてガスエッチングする。
したがって、いずれの方法も、被処理材の樹脂フィルムに加熱と緊張を与えた状態で、マスク又は金属箔に設けた開口パターンを介してガスエッチングするため、高精度にかつ迅速に穿孔することができる。また、貫通孔であるか否かや樹脂フィルムの種類の如何にかかわらず、高精度かつ迅速な穿孔をすることができる。
第２の目的については、第１の方法及び装置では、マスクのエッチング用開口から、また第３の方法及び装置では、金属箔のエッチング用開口から、それぞれ放出される反応生成ガスの発生量を検知し、その検出量が激減したときにガスエッチングを停止している。すなわち、被処理材の穿孔が完了すると反応生成ガスの発生量は激減するので、この激減の時期を検知すれば、エッチング操作を適切な時点で停止することができる。第２の方法及び装置では、マスクのエッチング用開口から放出される反応生成ガスの組成を検知し、その組成の種類が激変したときガスエッチングを停止する。被処理用樹脂フィルムの穿孔完了時と異種樹脂フィルムの穿孔開始時とで反応生成ガスの組成が激変するので、この激変の時期を検知すればガスエッチング操作を適切に停止することができる。
第３の目的については、第１及び第２の装置では、マスク等の装置構成材をプラズマ発生室から流出されるエッチングガスの反応性活性ガス種に対して非触媒性の材料で構成しているので、反応性活性ガス種の再結合による穿孔速度の低下を防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明において、ガスエッチングを行う被処理材である樹脂フィルムの態様としては、樹脂フィルム単体材であってもよく、或いは樹脂フィルムに金属箔を積層した積層材であってもよい。本発明の第３の発明に供する被処理材は、上記のうちの積層材であるが、その金属箔にエッチング用の開口パターンを設けた積層材を使用する。積層材に積層される金属箔の材料は特に限定されるものではなく、一般には銅が使用される。樹脂フィルムは特に限定されるものではなく、いずれも対象にすることができる。例えば、ＦＰＣ基板用の樹脂フィルムには、ポリイミドフィルムの場合が多い。そのほか液晶ポリエステルフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム等も対象にすることができる。
本発明の第１の方法及び第２の方法では、被処理材の片側に加熱テーブルを密接させ、反対側の樹脂フィルムに、エッチング用開口パターンをもつマスクを密接させ、そのマスク側をガスエッチングする。被処理材の片側に加熱テーブルを密接させるのは、反対側のマスクを樹脂フィルムに良好な密接状態に維持するようにすることと、樹脂フィルムを加熱するためである。マスクを樹脂フィルムに良好な密接状態に維持することで、マスクの開口パターンにエッチングガスを均一に分散させ、穿孔精度を向上することができる。また、樹脂フィルムを加熱することでエッチング速度を高め、迅速な穿孔を可能にする。
本発明の第３の方法では、積層材の樹脂フィルム側に加熱テーブルを密接させ、エッチング用開口パターンを設けた金属箔側をガスエッチングする。このように積層材の樹脂フィルム側に加熱テーブルを密接させるのは、加熱テーブルにより樹脂フィルムを加熱するためである。この加熱によりエッチング速度を高め、迅速な穿孔を可能にする。また、金属箔にエッチング用開口パターンが形成されているので、マスクを使用せずに精度の高いエッチングをすることができる。すなわち、金属箔にエッチング用開口パターンを形成した積層材を被処理材とすることにより、その金属箔がマスクと同等の機能を有しているので、マスクの使用が省略できるのである。
加熱テーブルの加熱温度としては、樹脂フィルムの種類にもよるが、１５０℃〜３５０℃の範囲が好ましい。このような加熱温度により、樹脂フィルムを溶融若しくは変形させることなく高速エッチングすることができる。
ガスエッチングの停止制御については、被処理用樹脂フィルムがガスエッチング操作中に発生する反応生成ガスの量を検知すれば、その発生量の変化を利用することにより正確に行うことができる。すなわち、本発明の第１の方法や第３の方法では、樹脂フィルムがガスエッチングされている間は反応生成ガスの発生量が大量であるが、穿孔を完了すると激減するので、この発生量が激減したときガスエッチングを停止することで高い穿孔精度にすることができる。
本発明の第２の方法では、被処理用の樹脂フィルム単体材に、その樹脂フィルムのガスエッチング時に発生するガスとは異種のガスを発生する異種樹脂フィルムを重ね合わせてガスエッチングする。このように異種樹脂フィルムを重ね合わせてガスエッチングすると、被処理用樹脂フィルムが穿孔完了した後、次の異種樹脂フィルムの穿孔が開始するとき異種ガスを発生するので、その反応発生ガスの組成の激変を検知することで被処理用の樹脂フィルムの穿孔完了時点を正確に知ることができる。また、その検知によって、高精度の穿孔をするようにガスエッチングの停止制御を行うことができる。
このような異種樹脂フィルムとしては、被処理用樹脂フィルムと組成の異なる反応成形ガスを発生するものであれば特に限定されない。例えば、被処理用樹脂フィルムがポリイミドフィルムであれば、異種樹脂フィルムとして、塩素を含有するポリ塩化ビニリデンや硫黄を含有するポリエチレンサルフェート（ＰＥＳ）等を使用することができる。
ガスエッチングの方法は特に限定されるものではないが、好ましくはプラズマエッチングで行うのがよい。プラズマエッチングの場合のプラズマ形成用ガスとして、活性酸素や活性水酸基を含有したものを使用するのがよい。例えば、酸素と水蒸気との混合ガスが好ましい。これ以外のプラズマ形成用ガスとしては、例えば三弗化メタンＣＨＦ_３やシランＳｉＦ_４等の活性フッ素を挙げることができる。
ガスエッチングは真空雰囲気下で行う必要がある。真空雰囲気の圧力としては、１３．３Ｐａ〜１３３０Ｐａが好ましい。真空雰囲気圧力が１３３０Ｐａよりも高いと、マスクと樹脂フィルムとの密接部分でのガスシールが不十分になり、その密接部分にエッチングガスが侵入し易くなるため、穿孔精度を低下させる原因になる。
加熱テーブルは表面形状を二次元曲面にすることが好ましい。具体的には、円柱を中心軸を含む面で二分割したときの片方の分割体の曲面に形成したものがよい。加熱テーブルの表面を二次元曲面に形成することにより、被処理材の表面に皺や隙間を発生させないように均一に密接させることができる。また、加熱テーブルは、少なくとも表面を磁石で構成すると共に、マスクを強磁性の金属材料にするとよい。さらに好ましは、加熱テーブルの表面をキュリー点（磁性を失う温度）の高いサマリウム含有コバルト基をもつ磁石（永久磁石又は電磁石）で構成すると共に、マスクをＳＵＳ４３０等の強磁性のフェライト系ステンレスフォイルにするとよい。このような構成により、加熱テーブルの磁力でマスクを吸着させて被処理材の密接度合を一層完全なものにすることができる。
マスクは一般には薄い金属板に多数のエッチング用微細孔からなる開口パターンを形成することで構成されるが、その素材は必ずしも金属である必要はない。エッチング用微細孔の形状は特に限定されるものではなく、例えば、円形、角形、溝形などにすることができる。
マスクを金属材で構成する場合、その金属材料としては、エッチングガスで浸食されない材料であれば特に限定されない。例えば、アルミニウム、ステンレス鋼などを挙げることできる。しかし、プラズマエッチングの場合には、マスクの金属材料がエッチングガスの反応性活性ガス種（ラジカル）に対して触媒作用を有するものであると、穿孔速度を低下させる作用を行う。したがって、マスク用の材料には、非触媒性の材料を選択することが好ましい。
非触媒性の材料としては、アルミニウムＡｌや酸化珪素ＳｉＯ_２を挙げることができる。しかし、これらアルミニウムや酸化珪素は、機械的強度が低かったり、高温時の熱膨張係数が大きかったりする問題があるので、これらの材料は主材ではなく、表面被覆材として使用するのがよい。例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレス鋼、アンバー等の金属材、石英ガラス、アルカリガラスなどのガラス材又はセラミック材などを主材とし、その表面にアルミニウム又は酸化珪素を被覆するようにする。被覆方法としては、塗布、メッキ、蒸着又はスパッタリングなどの方法で行えばよい。
マスク以外の加熱テーブル等のエッチングガスが接触する構成部材は、アルミニウムから構成することが好ましい。アルミニウムは、反応性活性ガス種である酸素ラジカルにより、その表面に化学的に安定で、かつ緻密な酸化アルミニウムＡｌ_２Ｏ_３の被膜を形成するからである。この酸化被膜は、水素ガスを分解して得られる水素ラジカルや、シランＳｉＦ_４などを分解して得られるフッ素ラジカルに対しても所定の温度以下で安定であるため、長期間耐えることができる。ただし、酸化珪素ＳｉＯ_２の場合は、ステンレス鋼を主材として被覆した場合には、フッ素ラジカルに対しては浸食されるため好ましくない。
本発明によるエッチング処理は、樹脂フィルムに穿孔加工する場合に限定されず、粗面加工等の表面加工にも適用することができる。
以下、本発明を図に示す実施形態を参照して具体的に説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１の方法を実施する装置を例示し、（Ａ）はエッチング処理開始前の状態、（Ｂ）はエッチング処理中の状態をそれぞれ示している。
処理室１７は、図示しない開閉扉で密閉可能に構成され、管路１９を介して真空ポンプ１８が連結され、また弁２０を介して空気導入管が連結されている。この処理室１７の内部は、弁２０を閉弁し、開閉扉を閉じ、真空ポンプ１８により内部空気を排気すると、真空雰囲気になるようになっている。
この処理室１７の内側上部には、エッチングガス供給部５が設けられ、その下部に加熱テーブル３が設けられている。エッチングガス供給部５にはプラズマ発生室１１が設けられ、そのプラズマ発生室１１はマイクロ波透過板１４により上下に仕切られ、その下部側の室に原料ガス導入管１２が、また上部側の室に導波管１３が夫々接続されている。この原料ガス導入管１２の他端には原料ガスの供給源（図示せず）が接続され、導波管１３の他端にはマイクロ波発振器１６が接続されている。
処理室１７の内部を、例えば１３３Ｐａ程度の真空雰囲気にし、プラズマ発生室１１に原料ガス導入管１２からプラズマ形成用ガスＧを供給すると共に、マイクロ波発振器１６からマイクロ波を伝送すると、プラズマ形成用ガスＧが励起分解されて反応性活性ガス種（ラジカル）を発生する。この反応性活性ガス種は、プラズマ発生室１１の下部に一定間隔に装着された複数のガス拡散板１５から下方へ流出し、被処理材である樹脂フィルム単体材Ｆのエッチングに供される。
反応性活性ガス種が流出するエッチング供給部５のガス流出口にはマスク４が取り付けられている。そのマスク４には、図２に示すように、多数のエッチング用微細孔４ａからなる開口パターンが形成されている。このマスク４は、図３に示すように、左右両端を引張りコイルバネ等からなるエキスパンダ９を介して、マスクフレーム１０に軽い緊張又は適度の弛緩状態になるように取り付けられている。また、マスクフレーム１０はエッチングガス供給部５のガス流出口に着脱自在に取り付けられている。
加熱テーブル３は、エッチングガス供給部５のガス流出口のマスク４に対向するように設置されている。この加熱テーブル３はヒータ８を埋設し、このヒータ８により加熱されるようになっている。また、加熱テーブル３は被処理材の樹脂フィルム単体材Ｆに押し当てられる表面３ａが、円弧状の二次元曲面に形成されている。この加熱テーブル３の少なくとも表面部分３ａは、磁石で構成されている。
加熱テーブル３は下部テーブル軸２３により支持固定され、このテーブル軸２３をアクチュエータ（図示せず）により上下動させることにより昇降するようになっている。また、加熱テーブル３の側部にはスカート２１が取り付けられ、処理室１７側に固定されたスライダー２２に沿って上下動するようになっている。スライダー２２の下端には間隙３０が設けられ、この間隙３０から処理室１７内の空気や反応生成ガスが開口３１を介して管路１９へ排出されるようになっている。
エッチングガス供給部５と加熱テーブル３とが上下に対向する中間位置には、その一方の端部（左側）に未処理の被処理材である樹脂フィルム単体材Ｆが巻かれた巻出しリール１と共に搬送ローラ６とテンションローラ７が設置され、他方の端部（右側）にエッチング処理後の樹脂フィルム単体材Ｆを巻き取る巻取りリール２と共に搬送ローラ６とテンションローラ７が設置されている。
巻出しリール１と巻取りリール２は、それぞれ駆動軸に着脱自在に嵌着され、樹脂フィルム単体材Ｆの未処理部分を加熱テーブル３の上にセットするようにする。そして加熱テーブル３上の樹脂フィルム単体材Ｆがエッチング処理を終了すると、そのエッチングを終了した部分が巻取りリール２へ送り出されると共に、巻出しリール１から新たな未処理部分が加熱テーブル３の上に引き出されるように間欠移動を行うようになっている。
上述したエッチング装置によると、被処理材の樹脂フィルム単体材Ｆが以下のようにしてエッチング処理される。
まず、処理室１７の内部は真空ポンプ１８の作動により真空状態にされる。図１（Ａ）のように巻出しリール１と巻取りリール２との間に樹脂フィルム単体材Ｆのセットが完了すると、図１（Ｂ）のように加熱テーブル３が上昇し、樹脂フィルム単体材Ｆの上面をエッチングガス供給部５側のマスク４の下面に密接させる。マスク４はマスクフレーム１０に軽く緊張又は弛緩状態に支持されているが、上記のように加熱テーブル３が上昇すると、表面３ａが樹脂フィルム単体材Ｆの下面に密接した状態になって、その樹脂フィルム単体材Ｆの上面をマスク４の下面に密接させる。
より詳しくは、図２に示すように、加熱テーブル３が二次元曲面の表面３ａを樹脂フィルム単体材Ｆを介してマスク４に押し付けることにより、樹脂フィルム単体材Ｆとマスク４を湾曲させてマスク４に張力Ｔを発生させる。そのマスク４は、樹脂フィルム単体材Ｆに対して加熱テーブル３の表面３ａに垂直方向に圧力Ｐを作用させる。従って、樹脂フィルム単体材Ｆは皺や折れ等を発生しないように緊張状態になり、マスク４と樹脂フィルム単体材Ｆと加熱テーブル３とが三者間相互に空隙を形成しないように密接状態になる。
このような密接状態で、原料ガス導入管１２からプラズマ形成用ガスＧが供給され、そのプラズマ形成用ガスＧにマイクロ波発振器１６のマイクロ波が作用し反応性活性ガス種を発生させる。樹脂フィルム単体材Ｆは加熱テーブル３で加熱されながら、マスク４のエッチング用微細孔４ａから侵入する反応性活性ガス種によってエッチングされる。このときマスク４と樹脂フィルム単体材Ｆと加熱テーブル３との三者間は相互に空隙を生じないように密接しているため、相互の隙間にエッチングガスが侵入することがない。そのため樹脂フィルム単体材Ｆは、マスク４に設けられたエッチング用微細孔４ａの開口パターンの部分だけがエッチングされる。
エッチング処理が終ると、原料ガス導入管１２から供給されるプラズマ形成用ガスＧが停止すると共に、マイクロ波発振器１６の作動も停止する。また、加熱テーブル３が図１（Ａ）に示す中間位置に降下して、次のエッチングのため待機する状態になる。このように加熱テーブル３が降下する際、マスク４と樹脂フィルム単体材Ｆとの界面は単に密接しているだけであるので、マスク４は樹脂フィルム単体材Ｆから容易に分離することができる。従って、分離に手間取ることはなく、エッチングのサイクルを短縮することができる。
次いで、巻出しリール１と巻取りリール２とが回転し、エッチング処理された所定長さの樹脂フィルム単体材Ｆが巻取りリール２に巻き取られ、巻出しリール１から次の未処理の樹脂フィルム単体材Ｆが引き出されて加熱テーブル３上にセットされる。以下、上述したエッチング工程が次々と繰り返されてエッチング処理が行われる。
巻取りリール２に巻かれた樹脂フィルム単体材Ｆの全量がエッチング処理されると、加熱テーブル３は図１（Ａ）に示される中間位置よりも下方の最下位置まで降下して待機する。この状態で、次の新しい未処理の樹脂フィルム単体材Ｆを巻き上げた巻出しリール１を空リールと交換し、エッチング済みの樹脂フィルム単体材Ｆが巻き取られた巻取りリール２を空リールと交換する。そして再び上述した工程を繰り返す。
上述したように、本発明では、減圧の真空雰囲気中で、マスク４と加熱テーブル３の間に樹脂フィルム単体材Ｆを互いに密接するように挟み込み、マスク４のエッチング用微細孔４ａの部分だけがガスエッチングされるようにしたため、樹脂フィルムの種類や穿設孔が貫通孔か否か等の諸条件に影響されることなく、迅速かつ高精度にエッチングすることができる。従って、加工上の自由度が拡大し、汎用性を一段と高めることができる。
図４は、第１の方法を実施する他の実施形態からなる装置を示す。
このエッチング装置は、図１のエッチング装置では枚葉式であったマスクを、連続帯状式のマスク４に代えるようにしたものである。この連続帯状式のマスク４は、加熱テーブル３とエッチングガス供給部５とで挟まれながら、左側の巻出しリール２６から右側の巻取りリール２７へ間欠的に移送されるようになっている。
加熱テーブル３は一定高さに固定され、図１のエッチング装置のように昇降しないようになっている。その代わり、左右のダンサーローラ２８，２８が上下に移動可能になっていて、連続帯状のマスク４と樹脂フィルム単体材Ｆとを加熱テーブル３の二次元曲面の表面３ａに湾曲状に押し付け、マスク４、樹脂フィルム単体材Ｆ、加熱テーブル表面３ａの三者を互いに密接させるようにしている。
次いで、図１の装置と同様に、マスク４の表面側に矢印で示すようにエッチングガスをフローさせると、樹脂フィルム単体材Ｆの表面にマスク４のエッチング用微細孔４ａの開口パターンに沿ったエッチングを施すことができる。
一定高さに固定された加熱テーブル３は、スカート２９を介して処理室１７の内部に装着されている。そのスカート２９の下端には間隙３０が形成され、この間隙３０から処理室内部の空気やガスが開口３１を経て管路１９へ排気されるようになっている。
密接手段としては、上記ダンサーローラ２８の設置に代えて、図１の装置と同様に、加熱テーブル３を昇降させるようにしてもよいことは勿論である。
図５（Ａ），（Ｂ）は、第１の方法を実施する装置の更に他の実施形態であり、（Ａ）はエッチング処理開始前の状態を、（Ｂ）はエッチング処理中の状態をそれぞれ示す。
このエッチング装置は、加熱テーブル３の表面３ａを二次元曲面にせず、平面状にしている。加熱テーブル３は一定高さに固定され、その表面３ａにテンションローラ７，７を介して樹脂フィルム単体材Ｆを密接させるようにしている。この加熱テーブル３の表面３ａに対し、マスクフレーム１０を上下動させることによりマスク４を密接させ、マスク４と樹脂フィルム単体材Ｆと加熱テーブル３との三者を互いに密接状態にする。この密接状態を保ちながら、図１や図４の装置と同様に、マスク４の表面側にエッチングガスを供給し、エッチング用微細孔４ａの開口パターンに沿ったエッチングを樹脂フィルム単体材Ｆに施すようにしている。
上述した図４や図５の実施形態の場合も、樹脂フィルムの種類や穿設孔が貫通孔か否か等の諸条件に影響されることなく、迅速かつ高精度にエッチングすることができる。
上述した各実施形態では、いずれも被処理材が樹脂フィルム単体材Ｆの場合について例示したが、樹脂フィルムに金属箔を積層した積層材のエッチング処理にも適用することができる。この積層材の場合には、金属箔側に加熱テーブルを密接させると共に、樹脂フィルム側にマスクに密接させて、そのマスク側からエッチング処理を行うようにする。また、上述した各実施形態では、被処理材の移送方式を、リール・ツー・リールのリール巻取式にした場合を例示したが、これに限定されることなく、枚葉式であってもよい。
図６は、第１の方法を実施する装置の更に他の実施形態を示す。
この実施形態は、図１のエッチング装置に、さらにエッチング停止手段４０を設けたものである。エッチング停止手段４０は、処理室１７の両外壁にそれぞれ窓４５ａ，４５ｂを設け、一方の窓４５ａの外側に赤外線光源４１と分光用のプリズム４２を設置し、他方の窓４５ｂの外側に受光器４３を設置するようにしている。受光器４３は制御装置４７に接続され、さらに制御装置４７は原料ガス導入管１２の開閉弁の駆動部やマイクロ波発振器１６の駆動部に接続されている。また、プリズム４２は軸４４を支点に左右に回動し、その回動角度に応じて赤外線光源４１を発光した赤外線から特定波長の単色光を分光し、その単色光を窓４５ａから処理室１７内へ投光する。投光された単色光は、マスク４の上面域に形成された発光層４６を透過し、反対の窓４５ｂを通過して受光器４３で受光される。
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、ガスエッチングによって発生する発光層４６を例示する。発光層４６は、被処理材の樹脂フィルム単体材Ｆがエッチングガスの反応性活性ガス種Ｒでエッチングされる際に発生する反応生成ガスの雲状層のことであり、図７（Ａ）はエッチングを開始した初期状態、図７（Ｂ）はその中期状態、図７（Ｃ）はその末期状態をそれぞれ示す。
樹脂フィルム単体材Ｆが、例えばポリイミドフィルムであるときは、その組成元素は炭素Ｃ、水素Ｈ、酸素Ｏ、窒素Ｎなどである。プラズマ発生室１１から流出するエッチングガスの反応性活性ガス種Ｒが酸素ラジカルの場合には、反応生成ガスＧｘは、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、ＮＯ_２等の組成の混合ガスからなる。そのためエッチング処理の進行中には、これらの反応生成ガスＧｘが、マスク４の上面域においてラジカル化学反応時のエネルギー放散により、各ガス毎に特有の波長の光を放つ数ｍｍの厚さの発光層４６を形成する。この発光層４６の色は、ガス組成により異なるが、可視光域から紫外光域の光であり、可視光では通常紫色から桃紫色に輝く光を放つ。
発光層４６の混合ガスは、それぞれに特定の波長λの光だけを吸収し、その濃度（発生量）が高いほど多くの光量を吸収する。従って、プリズム４２を左右に回動させて、波長が異なる分光を次々と発光層４６に照射すると、受光器４３に受光される量によって反応生成ガスの発生量を検出することができる。エッチング処理が図７（Ｃ）の末期状態になると、図７（Ａ）の初期状態及び図７（Ｂ）の中期状態に比べて反応生成ガスの発生量が激減しているので、その反応生成ガス発生量の激減を受光器４３で容易に検出することができる。受光器４３で検出された信号は制御装置４７に入力され、その制御装置４７から原料ガス導入管１２の開閉弁の駆動部やマイクロ波発振器１６の駆動部に信号が出力されてエッチングを停止する。
このようにエッチング停止手段４０は、赤外線分光分析法により反応生成ガスの発生量の激減を検出してエッチングを停止するので、穿孔の停止制御を容易に、かつ正確に行うことができる。なお、本発明において、反応生成ガスの発生量の激変検出に基づいてエッチング停止とは、激減検出と同時にエッチングを停止することに限定されず、激減検出後に一定時間経過した時点でエッチングを停止することも含む。一定時間とは、一般には数十秒間を意味する。
前述した図１，図４，図５の各装置の場合は、エッチング停止手段４０を設けていないので、反応生成ガスＧｘの発生量の激減を自動検出することはできない。しかし、反応生成ガスＧｘの発生量の激減は、処理室１７の側壁に覗窓（図示せず）を設けておけば、肉眼の目視により確認できるので、目視で確認することでエッチングを停止すればよい。
図８は、本発明の第２の方法を実施する装置を例示する。
この実施形態では、図１の装置に、被処理材の樹脂フィルム単体材Ｆに、この樹脂フィルム単体材Ｆとは異なるガスを発生する 異種樹脂フィルムＦｘを重ね合わせてガスエッチングする。そのため未処理の樹脂フィルム単体材Ｆを巻き上げた巻出しリール１を設置した側に、異種樹脂フィルムＦｘを巻き上げた巻出しリール４７を設置し、処理後の樹脂フィルム単体材Ｆを巻き取る巻取りリール２を設置した側に、処理後の異種樹脂フィルムＦｘを巻き取る巻取りリール４８を設置するようにしている。
巻出しリール４７と巻取りリール４８は、それぞれ巻出しリール１と巻取りリール２と同期して間欠的に駆動され、被処理材の樹脂フィルム単体材Ｆの下側に異種樹脂フィルムＦｘを重ねるように加熱テーブル３の上にセットされ、かつ搬送されるようになっている。
この装置もガスエッチングは真空雰囲気中で行われる。すなわち、互いに重ね合わされた樹脂フィルム単体材Ｆと異種樹脂フィルムＦｘとは、マスク４と加熱テーブル３の間に互いに密接するように挟まれ、マスク４の側をエッチング用微細孔４ａを介してガスエッチングされるようになっている。このような処理により樹脂フィルムの種類や穿設孔が貫通孔か否か等の諸条件に影響されることなく迅速、かつ高精度にエッチングすることができる。
図９は、本発明の第２の方法を実施する装置の他の実施形態を例示する。
この実施形態は、図８の装置に対して、図６と同様のエッチング停止手段４０を設けたものである。この図９の装置では、被処理材の樹脂フィルムＦに異種樹脂フィルムＦｘを重ねるようにしているので、ガスエッチング処理は、図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように行われる。すなわち、それぞれ図１０（Ａ）はエッチングを開始した初期状態、（Ｂ）はその末期状態、（Ｃ）は異種樹脂フィルムＦｘのエッチングが開始した状態を示す。
異種樹脂フィルムＦｘは、被処理材の樹脂フィルム単体材Ｆとは異なる組成の反応生成ガスを発生するものが使用されている。例えば、被処理材の樹脂フィルム単体材Ｆがポリイミドフィルムの場合、塩素を含有するポリ塩化ビニリデンとか、或いは硫黄を含有するポリエチレンサルフェート（ＰＥＳ）等が使用さる。
エッチング処理の過程における図１０（Ａ）の初期状態及び図１０（Ｂ）の末期状態では、樹脂フィルム単体材Ｆがエッチングされているため、エッチング停止手段４０の受光器４３には、図１１のグラフに実線で示すように反応生成ガスＧ_１，Ｇ_２の特定波長λ_１，λ_２が強く現われるように検出される。しかし、図１０（Ｃ）の異種樹脂フィルムＦｘのエッチングが開始し出す時点になると、破線で示すように反応生成ガスＧ_３の特定波長λ_３が急激に出現し、それまで出願していた特定波長λ_１，λ_２は急減する。
異種樹脂フィルムＦｘを重ね合わせないで、樹脂フィルム単体材Ｆを単独でエッチングする場合は、フィルム断面は図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように変化する。したがって、図７（Ａ）の初期状態及び（Ｂ）の中期状態では、図１２のグラフに実線で示すように、樹脂フィルム単体材Ｆから発生する反応生成ガスＧ_１，Ｇ_２の特定波長λ_１，λ_２が現われ、次いで図７（Ｃ）の末期状態では、破線で示すように前記特定波長λ_１，λ_２が急減するだけで、波長λ_３は出現しない。
かかる特定波長λ_３の出現は、異種樹脂フィルムＦｘに基づいて、樹脂フィルム単体材Ｆから発生する反応生成ガスＧ_１，Ｇ_２とは異なる組成の反応生成ガスＧ_３が発生したためであるから、それをエッチング停止手段４０の受光器４３が検出したとき、制御装置４７を介して原料ガス導入管１２の開閉弁を閉じ、マイクロ波発振器１６の作動を停止してエッチング操作を停止する。反応生成ガス Ｇｘの組成の激変検出に基づくエッチング操作の停止は、激変の検出と同時であってもよく、或いは一定時間経過した時点で行ってもよい。一定時間とは一般には数十秒である。
エッチング停止手段４０を設けていない図８のエッチング装置の場合は、反応生成ガスＧｘの組成の激変を自動検出はできないが、反応生成ガスＧ_３の特定波長λ_３が出現すると発光層４６の色が変化するので、それを肉眼で目視することによりエッチングを停止することができる。
上述した図８及び図９の装置は、二次元曲面型の加熱テーブル８に代えて、図５のような平面型の加熱テーブル８に設けてもよい。枚葉型のマスク４についても、図４のような連続帯状型のマスク４に代えてもよい。被処理材の移送方式も、リール・ツー・リールのリール巻取式に代えて、枚葉式であってもよい。
本発明に使用されるマスク４は、ガスエッチングするとき被処理材に密接した状態にするので触媒作用の影響を最も受け易い。すなわち、マスクが ニッケルＮｉ、鉄Ｆｅ、クロムＣｒなどの触媒作用を有する金属箔から構成されていると、エッチングガスの反応性活性ガス種（酸素ラジカル、水素ラジカル、フッ素ラジカル、塩素ラジカル等）が再結合することによって、その反応性活性ガス種の濃度が激減するため穿孔速度が低下するとう問題がある。しかし、反応性活性ガス種に対して非触媒性のアルミニウムＡｌや酸化珪素ＳｉＯ_２などの材料から構成することによって、穿孔速度の低下を防止することができる。
しかし、アルミニウム等は常温のみならず、例えば２００℃以上の高温下では強度が低下し、かつ熱膨張が大きいため、直接構造材として使用することには問題がある。そのためアルミニウムＡｌや酸化珪素ＳｉＯ_２は、主材として強度や熱膨張性に有利な金属材、ガラス材又はセラミック材などを使用し、その主材の表面に被覆材として使用することが好ましい。
また、マスク以外の加熱テーブル等の装置構成部材については、ニッケルＮｉ、鉄Ｆｅ、クロムＣｒなどを含有するステンレス鋼ＳＵＳ等よりも、アルミニウムから構成することが好ましい。アルミニウムは、酸素ラジカルにより、その表面に化学的に安定、かつ緻密な酸化アルミニウムＡｌ_２Ｏ_３の被膜を形成するからである。この酸化アルミニウムの被膜は、水素ラジカルや、フッ素ラジカルに対しても、所定の温度以下では安定であるから、長期に亘って耐えることができる。
図１３は、本発明の第３の方法を実施する装置の一例を示す。
この実施形態では、被処理材として、樹脂フィルムに金属箔を積層し、かつその金属箔にエッチング用開口パターンを形成した積層材Ｆａを使用している。この積層材Ｆａは、エッチング用開口パターンを形成した金属箔側をエッチングガス供給部５に対面させ、反対の樹脂フィルム側を加熱テーブル８に密接させるようにセットしている。この状態で、真空雰囲気下に積層材Ｆａの金属箔側をガスエッチングするようにしている。
したがって、金属箔がマスクの役目をしているため、マスクを設けていないことが特徴である。このようにマスクを設けていないが、金属箔がエッチング用開口パターンを有し、そのエッチング用開口パターンを介して樹脂フィルムがエッチングされるので、前述した各種形態の装置と同様に、樹脂フィルムの種類や穿設孔が貫通孔か否か等の諸条件に影響されることなく、迅速かつ高精度にエッチングすることができる。
なお、例えば銅箔等のように、金属箔が酸素ラジカルで著しく酸化され易い材料の場合には、その金属箔の表面を酸素ラジカルに侵されず、かつ触媒作用を有しない金メッキ又は金蒸着を施すことが好ましい。
図１４は、本発明の第３の方法を実施する装置の他の実施形態を示す。
この実施形態は、図１３の装置にエッチング停止手段４０を設けるようにしたものである。前述した図６の装置と同様に、反応生成ガスの発生量の激減変化を検出することにより、エッチング操作の停止制御を容易に、かつ正確に行うことができる。
図１３の装置では、エッチング停止手段４０を設けていないが、前述した図１の装置と同様に、目視によって反応生成ガスＧｘの発生量の激減を検知することにより、エッチングの停止をすることができる。
前述した装置と同様に、図１３及び図１４の装置についても、二次元曲面型の加熱テーブル８に代えて、図５のような平面型の加熱テーブル８を使用すること、また被処理材の移送方式をリール・ツー・リールのリール巻取式に代えて、枚葉式にすることなどしてもよい。
また、図１３及び図１４の装置において、図８の装置のように、巻出しリール４７及び巻取りリール４８を設けて、被処理材の積層材Ｆａに異種樹脂フィルムＦｘを重ねてエッチングするようにしてもよい。この場合は、異種樹脂フィルムＦｘから発生した反応生成ガスＧｘの組成を検出することによって、ガスエッチングを停止するようにすればよい。
上述したように、本発明によれば、樹脂フィルムの種類やエッチングする孔が貫通孔であるか否か等の諸条件に影響されることなく、迅速かつ高精度にエッチングすることができるので、汎用性の高いエッチングをすることができる。
また、エッチングに際して反応生成ガスの発生量を検出し、該発生量が所定値以上に激変したとき前記ガスエッチングを停止するようにした場合には、穿孔の停止制御を容易に、かつ正確に行うことができる。また、マスク等の装置構成部材として、エッチングガスの反応性活性ガス種に対して非触媒性の材料から構成した場合には、エッチングガスの反応性活性ガス種の再結合による穿孔速度の低下を防止することができる。
実施例１
被処理材として、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム単体材（宇部興産株式会社製“ユーピレックス”）を、図１のエッチング装置を使用し、下記の処理条件により酸素ラジカルでプラズマエッチングした。
処理後のポリイミドフィルム単体材には、メタルマスクのエッチング用開口の直径５０μｍに対して、上面での平均直径が６０μｍで、下面側に向って径が縮小する平均テーパ角度が１７°である多数のテーパー貫通孔を得ることができた。また、フィルム上面での直径のバラツキは、目標直径の±１０％以下であると共に、孔壁傾斜角度も目標の１５度〜４５度の範囲内であり、実用に適するものであった。また、穿孔された全ての貫通孔には残さ物は全く見当らなかった。
〔処理条件〕
メタルマスク：厚さ５０μｍのステンレス鋼ＳＵＳ３０４板
エッチング用開口 直径 ５０μｍ
装着張力 １．５ｋｇ
加熱テーブル：表面の曲率半径 ８００ｍｍ
加熱温度 ２００℃
処理時間（孔が貫通までの時間） １０分
マイクロ波出力：１．８ｋｗ
プラズマ形成用ガス：酸素１０００ｍｌ／分及び水蒸気１００ｃｃ／分
を供給
真空雰囲気の真空度：１３３Ｐａ
実施例２〜６
エッチング用開口の直径が、それぞれ７５μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍと異なる５種類のメタルマスクを使用したこと以外は、実施例１と同一条件で、同じポリイミドフィルム単体材をエッチングした（実施例２〜６）。
実施例２〜６のいずれも、ポリイミドフィルムの上面での直径のバラツキは、目標直径の±１０％以下であると共に、孔壁傾斜角度も目標の１５度〜４５度の範囲内にあり、実用に適するものであった。
実施例７〜１７
図１のエッチング装置において、各構成部材をそれぞれ下記の材料で構成し、
厚さ５０μｍのポリイミドフィルム単体材（宇部興産株式会社製“ユーピレックス”）を、下記の処理条件で酸素ラジカルで孔が貫通するまでプラズマエッチングした。
このエッチング処理において、マスクとマスクフレームと加熱テーブルとガス拡散板との組み合わせを、その使用材質の面から図１５に記載のように（ａ）〜（ｋ）通りに異ならせ（実施例７〜１７）、そのエッチング速度の材料依存性を調べた。その測定結果を図１５に示す。
なお、上記（ａ）〜（ｋ）は、直径が１５０μｍのエッチング用開口を１ｍｍピッチで形成した下記材質からなるマスクを示す。また、エッチング速度については、（ａ）のマスクを基準とする相対的倍率で示した。
〔装置の各構成部材〕
マイクロ波透過板１４：石英ガラス材
原料ガス導入管１２：アルミニウム材
エッチングガス供給部５：アルミニウム材
マスクフレーム１０：アルミニウム材
ガス拡散板１５：
（１）ステンレス鋼ＳＵＳ３０４
（２）アルミニウム材
加熱テーブル３：
（１）ステンレス鋼ＳＵＳ３０４
（２）アルミニウム材
マスク４：
（ａ）厚さが５０μｍのステンレス鋼ＳＵＳ３０４（１８％Ｃｒ＋
８％Ｎｉ＋７４％Ｆｅ）材 （実施例７）
（ｂ）厚さが５０μｍのステンレス鋼ＳＵＳ４３０（１２％Ｃｒ＋
８８％Ｆｅ）材 （実施例８）
（ｃ）厚さが５０μｍのアンバー（３６％Ｎｉ；６４％Ｆｅ）材
（実施例９）
（ｄ）上記▲１▼の材にＳｉＯ_２を０．１μｍスパッタリングした材
（実施例１０）
（ｅ）上記（ａ）材にアルミニウムを０．１μｍスパッタリングし
た材 （実施例１１）
（ｆ）上記（ｂ）材に酸化珪素ＳｉＯ_２を０．１μｍスパッタリン
グした材 （実施例１２）
（ｇ）上記（ｂ）材にアルミニウムを０．１μｍスパッタリングし
た材 （実施例１３）
（ｈ）上記（ｃ）材に酸化珪素Ｏ_２を０．１μｍスパッタリングし
た材 （実施例１４）
（ｉ）上記（ｃ）材にアルミニウムを０．１μｍスパッタリングし
た材 （実施例１５）
（ｊ）厚さが１２０μｍの石英ガラス材 （実施例１６）
（ｋ）厚さが１２０μｍのアルカリガラス材 （実施例１７）
〔処理条件〕
真空雰囲気の真空度：１９９．５Ｐａ
プラズマ形成用ガス流量：１０００ｍｌ／分
加熱温度：２５０℃
原料ガス：酸素及び水蒸気
マイクロ波出力：２ｋｗ（最大５ｋｗ）
図１５に示した結果から明らかなように、Ｎｉ８％を含有するＳＵＳ３０４材に対し、Ｎｉを含有しないＳＵＳ４３０材のエッチング速度は約２倍である。これは、ＳＵＳ３０４材及びＳＵＳ４３０材は共に、 緻密なＣｒ_２Ｏ_３被膜を形成し、酸素ラジカルによるマスク材内部への酸化を阻止して酸素ラジカルの消費を阻止しているが、ＳＵＳ３０４材の被膜中には触媒作用を有するＮｉを含有している為に、［Ｏ］＋［Ｏ］→Ｏ_２の再結合反応を生じ、マスク近傍及びマスク孔内部では、有効な酸素ラジカルが減少する為である。
ステンレス鋼ＳＵＳ３０４材に対して約５倍のＮｉを含有するアンバー材のエッチング速度は約１／３以下である。これは、酸素ラジカルが基材をエッチングするまでに再結合させる触媒作用を有するＮｉ含有量が多いことに加えて、内部酸化の進行を阻止する緻密なＣｒ_２Ｏ_３の不動態膜形成がない為である。
ステンレス鋼ＳＵＳ３０４材、ＳＵＳ４３０材、アンバー材の両面にスパッタリング法によってアルミニウムを被覆すると、それらは、非被覆のＳＵＳ３０４材に対し、約６倍以上のエッチング速度が得られる。これは、触媒作用を有していないアルミニウム膜で被覆したことで酸素ラジカルの再結合を阻止できる為と考えられる。
ステンレス鋼ＳＵＳ３０４材、ＳＵＳ４３０材、アンバー材の両面にスパッタリング法によってＳｉＯ_２を被覆すると、非被覆のＳＵＳ３０４材に対し、約８倍程度のエッチング速度が得られる。
これは、触媒作用を有していない酸化珪素ＳｉＯ_２膜で被覆したことで酸素ラジカルの再結合を阻止できる為と考えられ、その効果は上記アルミニウム膜の被覆よりもやや大きい。しかし、非金属材の石英ガラス材やアルカリガラス材のエッチング速度よりもやや遅い。スパッター膜が極薄膜で多孔質であることに起因していると考えられる。
可撓性の石英ガラス材又はアルカリガラス材によると、被被覆のＳＵＳ３０４材に対し、約１０倍程度のエッチング速度が得られる。
石英ガラス材又はアルカリガラス材で構成されたマスクを用いると共に装置の他の各部をアルミニウム材で構成した場合には、最大のエッチング速度を得ることができるが、ガス分散板をアルミニウム材からＳＵＳ３０４材に変更すると、エッチング速度は半減する。これは、プラズマ室１１で生成される酸素ラジカルがＳＵＳ３０４製ガス分散板の触媒作用により再結合し、従って、エッチングに供される酸素ラジカル濃度が低減する為と考えられる。
同様に、加熱テーブルをアルミニウム材からＳＵＳ３０４材に変更すると、エッチング速度は、上記最大のエッチング速度の６５％〜９５％程度の範囲に減少し、かつバラツキが大きくなる。これはエッチングの末期状態において樹脂フィルムに孔が貫通されると、それまでは加熱テーブルは酸素ラジカルに直接、接触しない為に酸素ラジカルが有効に作用してエッチングが高速に行われていたのが、酸素ラジカルの接触によりＳＵＳ３０４材が触媒作用する為と考えられる。
実施例１８，１９
図１の装置からマスク４を取り外した図１３の装置を使用して、下記の被処理材▲１▼（実施例１８）及び▲２▼（実施例１９）を下記の処理条件でエッチング処理した。
その結果、被処理材▲１▼の場合は５分で貫通し、被処理材▲２▼の場合は１２分で貫通した。また、貫通孔の精度は、いずれの実施例１８，１９も、実施例１と同様に、直径のバラツキが目標直径の±１０％以下であると共に、孔壁傾斜角度は目標の１６〜４５度の範囲内であり、実用に適するものであった。
〔被処理材〕
被処理材▲１▼：直径が１００μｍの貫通孔を所定パーンに設けた厚さ
が２０μｍのアルミニウム箔と、厚さが５０μｍのポ
リイミドフィルム（宇部興産株式会社製の“ユーピレ
ックス”）との積層材
被処理材▲２▼：直径が１００μｍの貫通孔を所定パーンに設けた厚さ
が２０μｍのＳＵＳ３０４箔と、厚さが５０μｍのポ
リイミドフィルム（宇部興産株式会社製の“ユーピレ
ックス”）との積層材
〔処理条件〕
加熱テーブル：表面の曲率半径 ８００ｍｍ
加熱温度： ２００℃
マイクロ波出力： １．８ｋｗ
プラズマ形成用ガス：酸素１０００ｃｃ／分及び水蒸気１００ｃｃ
／分を供給
真空雰囲気の真空度： １３３Ｐａ
産業上の利用可能性
樹脂フィルムの乾式エッチング方法及び装置として有効である。特に、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）基板に用いられる樹脂フィルムの表面をガスエッチングする場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１の方法を実施する装置を示し、（Ａ）はエッチング処理開始前の状態の縦断面図、（Ｂ）はエッチング処理中の状態の縦断面図である。
図２は、図１の装置における要部を示す拡大縦断面である。
図３は、図１の装置におけるマスクの取付け態様を示す平面図である。
図４は、本発明の第１の方法を実施する他の実施形態からなる装置の縦断面図である。
図５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第１の方法を実施する更に他の実施形態からなる装置の要部を示し、（Ａ）はエッチング処理開始前の状態の縦断面図、（Ｂ）はエッチング処理中の状態の縦断面図である。
図６は、本発明の第１の方法を実施する更に他の実施形態からなる装置の縦断面図である。
図７は、本発明の方法によりガスエッチングされる箇所を示し、（Ａ）はエッチング開始後の初期状態、（Ｂ）は中期状態、（Ｃ）は末期状態の縦断面図である。
図８は、本発明の第２の方法を実施する装置を示す縦断面図である。
図９は、本発明の第２の方法を実施する装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
図１０は、本発明の第２の方法を実施する装置におけるガスエッチング箇所を示し、（Ａ）はエッチング開始後の初期状態、（Ｂ）は末期状態、（Ｃ）は被処理材とは異種の樹脂フィルムがエッチングされる状態をそれぞれ示す縦断面図である。
図１１は、本発明の第２の方法を実施する装置における反応生成ガスのピーク形成態様を示す説明図である。
図１２は、本発明の第１の方法を実施する装置における反応生成ガスのピーク形成態様を示す説明図である。
図１３は、本発明の第３の方法を実施する装置を示す縦断面図である。
図１４は、本発明の第３の方法を実施する装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
図１５は、本発明に係るエッチング装置のマスク、加熱テーブル及びガス拡散板の材料を異ならせた場合のエッチング速度を示すグラフである。

Claims (21)

1. 樹脂フィルム単体材及び樹脂フィルムに金属箔を積層した積層材のいずれかを被処理材とし、該被処理材を挟むように片側の表面に加熱テーブルを密接すると共に、反対側の表面にエッチング用開口パターンを形成したマスクを密接させ、該密接状態を保ちながら前記被処理材を真空雰囲気下で前記マスク側からガスエッチングする樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
2. 前記加熱テーブルを可動にする一方、前記マスクを一定位置に固定し、前記加熱テーブルを前記被処理材に移動させて該被処理材を前記マスクに押し当てることにより、前記マスク、被処理材及び加熱テーブルを互いに密接させる請求の範囲１に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
3. ガスエッチング中に前記マスクのエッチング用開口から放出される反応生成ガスの発生量を検出し、該発生量が所定値以上に激変したとき前記ガスエッチングを停止する請求の範囲１又は２に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
4. 樹脂フィルム単体材を被処理材として、該被処理材に該被処理材とは異種のガスを発生する異種樹脂フィルムを重ね合わせ状態にし、該異種樹脂フィルム側の表面に加熱テーブルを密接させると共に、前記被処理材側の表面にエッチング用開口パターンを形成したマスクを密接させ、該密接状態を保ちながら前記被処理剤材を真空雰囲気下で前記マスク側からガスエッチングする樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
5. 前記加熱テーブルを可動にする一方、前記マスクを一定位置に固定し、前記加熱テーブルを前記異種樹脂フィルムに移動させて前記被処理材を前記マスクに押し当てることにより、前記マスク、被処理材、異種樹脂フィルム及び加熱テーブルを互いに密接させる請求項４に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
6. ガスエッチング中に前記マスクのエッチング用開口から放出される反応生成ガスの組成を検出し、該組成の種類が変化したとき前記ガスエッチングを停止する請求の範囲４又は５に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
7. 樹脂フィルムの片面にエッチング用開口パターンを形成した金属箔を積層した積層材を被処理材とし、該被処理材の前記樹脂フィルム側の表面に加熱テーブルを密接させ、該密接状態を保ちながら前記被処理材の前記金属箔側を真空雰囲気下でガスエッチングする樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
8. ガスエッチング中に前記金属箔のエッチング用開口から放出される反応生成ガスの発生量を検出し、該発生量が所定値以上に激変したとき前記ガスエッチングを停止する請求の範囲７に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
9. 前記加熱テーブルの押圧用の表面が凸状の二次元曲面に形成されている請求の範囲１，２，４，５，７又は８に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
10. 前記ガスエッチングがプラズマエッチングである請求の範囲１，２，４，５，７又は８に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
11. 前記被処理材を構成する樹脂フィルムがポリイミドフィルムである請求の範囲１，２，４，５，７又は８に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング方法。
12. 内部を真空可能にする処理室（１７）と、該処理室の内部に設置されたエッチングガス供給部（５）と、該エッチングガス供給部のガス流出口を覆うように装着されたエッチング用開口パターンを形成したマスク（４）と、前記処理室の内部に可動自在に設置された加熱テーブル（３）とからなり、該加熱テーブル（３）が樹脂フィルムを主材とする被処理材（Ｆ）の片面に密接すると共に、前記マスク（４）が前記被処理材の反対側に密接するようにした、樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
13. ガスエッチング中に前記マスク（４）のエッチング用開口から放出される反応生成ガスの発生量を検出する検出手段（４０）と、該検出手段の検知信号に基づき前記ガスエッチングを停止するエッチング停止手段を備えた請求の範囲１２に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
14. 内部を真空可能にする処理室（１７）と、該処理室の内部に設置されたエッチングガス供給部（５）と、前記エッチングガス供給部のガス流出口を覆うように装着されたエッチング用開口パターンを形成したマスク（４）と、前記処理室（１７）の内部に可動自在に設置された加熱テーブル（３）とからなり、被処理材の樹脂フィルム単体材と該樹脂フィルム単体材とは異種のガスを発生する異種樹脂フィルムとを重ね合わせた両材料に対し、前記加熱テーブル（３）が前記異種樹脂フィルムに密着すると共に、前記マスク（４）が前記被処理材に密接するようにした、樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
15. ガスエッチング中に前記マスク（４）のエッチング用開口から放出される反応生成ガスの組成の変化を検出する検出手段（４０）と、該検出手段の検知信号に基づき前記ガスエッチングを停止するエッチング停止手段を備えた請求の範囲１４に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
16. 前記エッチングガス供給部（５）にプラズマ発生室（１１）を設けた請求の範囲１２，１３，１４又は１５に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
17. 前記マスク（４）を前記プラズマ発生室から流出するエッチングガスの反応性活性ガス種に対して非触媒性の材料から構成した請求の範囲１６に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
18. 前記非触媒性の材料が、金属材、ガラス材及びセラミック材のいずれかに、アルミニウム及び酸化珪素のいずれかで表面被覆したものである請求の範囲１７に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
19. 内部を真空可能にする処理室（１７）と、該処理室の内部に設置されたエッチングガス供給部（５）と、前記処理室（１７）の内部に可動自在に設置された加熱テーブル（３）とからなり、樹脂フィルムの片面にエッチング用開口パターンが形成された金属箔を積層した積層材を被処理材として、該被処理材の前記樹脂フィルム側に前記加熱テーブル（３）が密接するようにし、前記金属箔側を前記エッチングガス供給部（５）のガス流出口に臨ませるようにした、樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
20. ガスエッチング中に前記金属箔のエッチング用開口から放出される反応生成ガスの発生量を検出する検出手段（４０）と、該検出手段の検知信号に基づき前記ガスエッチングを停止するエッチング停止手段を備えた請求の範囲１９に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング装置。
21. 前記エッチングガス供給部（５）にプラズマ発生室（１１）を設けた請求の範囲１９又は２０に記載の樹脂フィルムの乾式エッチング装置。

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