JP5994821B2 - デスミア処理装置およびデスミア処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、配線基板の製造工程において基板材料におけるスミア（残渣）を、紫外線を利用して除去するデスミア処理装置およびデスミア処理方法に関する。
例えば半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するための配線基板としては、絶縁層と導電層（配線導体）とが交互に積層されてなる多層配線基板が知られている。このような多層配線基板においては、一の導電層と他の導電層とを電気的に接続するため、１つの若しくは複数の絶縁層を厚み方向に貫通するビアホールやスルーホールが形成されている。
多層配線基板の製造工程においては、図２（ａ）に示すように、下層の樹脂絶縁層６１上に、導電層（配線導体）６２を含めて上層の樹脂絶縁層６３を形成し、図２（ｂ）に示すように、レーザ加工を施すことによって樹脂絶縁層６３や導電層６２の一部を除去することにより、ビアホール６５またはスルーホールを形成する。そして、ビアホール６５やスルーホールの形成においては、ビアホール６５の内側やその近傍に、上層の樹脂絶縁層６３の材料に起因するスミア（残渣）Ｓが残る。スミアＳを残したままであると、ビアホール６５の内側に導電層６２を形成しても、導電層６２の導通が不十分になることがある。従って、図２（ｃ）に示すように、導電層６２の上面が露出された状態を得るために、スミアＳを除去するデスミア処理が行われる。
多層配線基板の製造工程においては、図２（ａ）に示すように、下層の樹脂絶縁層６１上に、導電層（配線導体）６２を含めて上層の樹脂絶縁層６３を形成し、図２（ｂ）に示すように、レーザ加工を施すことによって樹脂絶縁層６３や導電層６２の一部を除去することにより、ビアホール６５またはスルーホールを形成する。そして、ビアホール６５やスルーホールの形成においては、ビアホール６５の内側やその近傍に、上層の樹脂絶縁層６３の材料に起因するスミア（残渣）Ｓが残る。スミアＳを残したままであると、ビアホール６５の内側に導電層６２を形成しても、導電層６２の導通が不十分になることがある。従って、図２（ｃ）に示すように、導電層６２の上面が露出された状態を得るために、スミアＳを除去するデスミア処理が行われる。
配線基板材料のデスミア処理方法としては、従来、湿式のデスミア処理方法が知られている。
湿式のデスミア処理方法は、配線基板材料を過マンガン酸カリウムや水酸化ナトリウムが溶解されてなるアルカリ溶液中に浸漬することにより、配線基板材料に残留するスミアを溶解若しくは剥離して除去する方法である（例えば特許文献１参照）。
湿式のデスミア処理方法は、配線基板材料を過マンガン酸カリウムや水酸化ナトリウムが溶解されてなるアルカリ溶液中に浸漬することにより、配線基板材料に残留するスミアを溶解若しくは剥離して除去する方法である（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、湿式のデスミア処理方法においては、配線基板材料をアルカリ溶液に浸漬した後に洗浄処理および中和処理を行う必要があるためスループットが悪くなること、使用済みのアルカリ溶液について廃液処理が必要となることなどから、デスミア処理のコストが相当に高くなる、という問題がある。
また、近年、配線基板における配線パターンの微細化の要請に伴って、径の小さいビアホールを形成することが求められている。そして、径の小さいビアホールを有する配線基板材料に対してデスミア処理を行う場合には、アルカリ溶液がビアホール内に十分に浸入しないため、所要のデスミア処理を確実に行うことが困難となる。
また、近年、配線基板における配線パターンの微細化の要請に伴って、径の小さいビアホールを形成することが求められている。そして、径の小さいビアホールを有する配線基板材料に対してデスミア処理を行う場合には、アルカリ溶液がビアホール内に十分に浸入しないため、所要のデスミア処理を確実に行うことが困難となる。
これに対して、乾式のデスミア処理方法によれば、短時間でデスミア処理を行うことが期待でき、また、配線基板材料の洗浄・中和や廃液処理が不要であることから、デスミア処理についてコストの低減化を図ることが可能である。更に、径の小さいビアホールを有する配線基板材料についても対応可能である（例えば特許文献２参照）。
乾式のデスミア処理方法としては、例えば酸素が存在する雰囲気下において、波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を配線基板材料に照射することにより、スミアを分解して除去する方法が考えられる。特に、エキシマランプから放射される真空紫外線により生成されるオゾン等の活性酸素を利用した方法は、より効率良く短時間で所定の処理を行うことが期待される。
乾式のデスミア処理方法としては、例えば酸素が存在する雰囲気下において、波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を配線基板材料に照射することにより、スミアを分解して除去する方法が考えられる。特に、エキシマランプから放射される真空紫外線により生成されるオゾン等の活性酸素を利用した方法は、より効率良く短時間で所定の処理を行うことが期待される。
而して、このようなデスミア処理方法においては、デスミア処理を確実に行おうとして、真空紫外線を長時間の時間の間照射すると、本来分解されるべきではない絶縁層も分解されてしまうという問題が生じる。絶縁層が過剰に分解されて絶縁機能を失うと、配線基板としての機能を果たすことができなくなる。一方、絶縁層を保護するために、紫外線の積算照射量を少なく見積もると、スミアを完全に除去することができず、ビアホールを介した配線導体の導通が不十分になる。
このように、配線基板材料のデスミア処理においては、いかに絶縁層に影響が及ばないようにスミアを処理するかが問題となる。すなわち、短時間で確実にスミアを処理できる新たな処理装置や処理方法が求められている。
このように、配線基板材料のデスミア処理においては、いかに絶縁層に影響が及ばないようにスミアを処理するかが問題となる。すなわち、短時間で確実にスミアを処理できる新たな処理装置や処理方法が求められている。
本発明者らが鋭意検討した結果、配線基板材料に真空紫外線を照射しながら、水分を含ませた（加湿した）処理用ガスを供給することにより、水分を含ませない処理用ガスを供給するよりも早い処理速度でデスミア処理を行うことができることを見出した。
また、処理ガスに含ませる水分の量は、多すぎると処理速度が遅くなること、すなわち、処理ガスに含ませる水分量には適切な範囲が存在することも見出した。
本発明は、デスミア処理を高い処理効率で確実に行うことのできるデスミア処理装置およびデスミア処理方法を提供することを目的とする。
また、処理ガスに含ませる水分の量は、多すぎると処理速度が遅くなること、すなわち、処理ガスに含ませる水分量には適切な範囲が存在することも見出した。
本発明は、デスミア処理を高い処理効率で確実に行うことのできるデスミア処理装置およびデスミア処理方法を提供することを目的とする。
本発明のデスミア処理装置は、絶縁層と導電層が積層されてなり、ビアホールまたはスルーホールが形成された配線基板材料におけるスミアを除去するデスミア処理装置であって、
中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプよりなる紫外線光源と、当該紫外線光源が収容された光照射室と、被処理物が配置される処理空間を有する処理室と、当該光照射室の内部空間と当該処理室の処理空間とを区画する紫外線透過性の窓部材と、処理用ガスを前記処理空間内に供給する処理用ガス供給手段とを備えており、
前記処理用ガス供給手段は、前記紫外線光源からの真空紫外線によって活性化される活性種源を含む、酸素濃度が５０体積％以上の処理用ガスに水分を含ませる加湿機構を備えており、当該加湿機構によって絶対容積湿度が１０〜７０ｇ／ｍ 3 の範囲内に加湿された処理用ガスを前記処理空間内に供給することを特徴とする。
中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプよりなる紫外線光源と、当該紫外線光源が収容された光照射室と、被処理物が配置される処理空間を有する処理室と、当該光照射室の内部空間と当該処理室の処理空間とを区画する紫外線透過性の窓部材と、処理用ガスを前記処理空間内に供給する処理用ガス供給手段とを備えており、
前記処理用ガス供給手段は、前記紫外線光源からの真空紫外線によって活性化される活性種源を含む、酸素濃度が５０体積％以上の処理用ガスに水分を含ませる加湿機構を備えており、当該加湿機構によって絶対容積湿度が１０〜７０ｇ／ｍ 3 の範囲内に加湿された処理用ガスを前記処理空間内に供給することを特徴とする。
本発明のデスミア処理方法は、処理室の処理空間内に配置された、絶縁層と導電層が積層されてなり、ビアホールまたはスルーホールが形成された配線基板材料に、当該処理室の処理空間と紫外線透過性を有する窓部材によって内部空間が区画された光照射室に収容された紫外線光源から当該窓部材を介して真空紫外線を照射することにより、当該配線基板材料におけるスミアを除去するデスミア処理方法において、
前記紫外線光源として、中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプが用いられ、
真空紫外線が照射されることによって活性化される活性種源を含む、酸素濃度が５０体積％以上の処理用ガスであって、水分を絶対容積湿度が１０〜７０ｇ／ｍ 3 の範囲内に含ませたものを前記処理空間内に供給することを特徴とする。
前記紫外線光源として、中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプが用いられ、
真空紫外線が照射されることによって活性化される活性種源を含む、酸素濃度が５０体積％以上の処理用ガスであって、水分を絶対容積湿度が１０〜７０ｇ／ｍ 3 の範囲内に含ませたものを前記処理空間内に供給することを特徴とする。
本発明によれば、被処理物に照射される真空紫外線、および真空紫外線が処理用ガスに照射されることにより生成される活性種に加えて、処理用ガスに含まれる水分に真空紫外線が照射されることにより生成される水酸基ラジカル（ＯＨ-）を、スミアの分解除去に寄与させることができるので、処理効率を向上させることができる。
また、処理用ガスに含まれる水分量（絶対容積湿度）が制御されていることにより、被処理物に照射される真空紫外線の光量が大幅に低下することを抑制することができ、安定したスミア除去効果を得ることができる。
また、処理用ガスに含まれる水分量（絶対容積湿度）が制御されていることにより、被処理物に照射される真空紫外線の光量が大幅に低下することを抑制することができ、安定したスミア除去効果を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のデスミア処理装置の一例における要部の構成の概略を示す断面図である。
このデスミア処理装置は、紫外線光源が収容された光照射室１０と、被処理物６０が配置される処理室２０とを備えている。
図１は、本発明のデスミア処理装置の一例における要部の構成の概略を示す断面図である。
このデスミア処理装置は、紫外線光源が収容された光照射室１０と、被処理物６０が配置される処理室２０とを備えている。
被処理物６０は、図２（ｂ）を参照して説明すると、例えば、樹脂絶縁層６１の一面上に導電層（配線導体）６２が積層され、この導電層６２の一面上にビアホール６５が形成された樹脂絶縁層６３が積層されてなる配線基板材料であって、製造過程において不可避的に形成された樹脂絶縁層６３を由来とするスミアＳが残存しているものである。
光照射室１０は、下方に開口部を有する略直方体の箱型形状の筐体１１を備えており、この筐体１１の開口部には、紫外線透過性を有する平板状の窓部材１２が気密に設けられている。窓部材１２を構成する材料としては、例えば石英ガラスを用いることができる。
筐体１１の内部には、紫外線光源である複数本の棒状の紫外線ランプ１５が、中心軸が同一水平面内において互いに平行に延びるよう、並設されていると共に、これらの紫外線ランプ１５の上方側の位置に、反射鏡１６が設けられている。
また、筐体１１には、例えば窒素ガスの不活性ガスをパージする不活性ガスパージ手段（図示せず）が設けられている。
筐体１１の内部には、紫外線光源である複数本の棒状の紫外線ランプ１５が、中心軸が同一水平面内において互いに平行に延びるよう、並設されていると共に、これらの紫外線ランプ１５の上方側の位置に、反射鏡１６が設けられている。
また、筐体１１には、例えば窒素ガスの不活性ガスをパージする不活性ガスパージ手段（図示せず）が設けられている。
紫外線ランプ１５としては、真空紫外線の強度が高く、活性種を効率よく生成することができることから、中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプが用いられる。
処理室２０は、上方向および下方向に開口する矩形枠状の筐体２１を備えている。この筐体２１の内部には、平坦な被処理物載置面２５ａを有する処理ステージ２５が筐体２１の下方側開口から収容されて筐体２１の下方側開口を気密に塞ぐよう配置されている。
筐体２１における、処理ステージ２５の被処理物載置面２５ａより上方に突出する上端側部分には、被処理物載置面２５ａに沿って内方に向かって延びる光照射室支持部２２が形成されている。図１における３０は、光照射室１０における窓部材１２と処理ステージ２５との間の離間距離を一定の大きさとするためのスペーサ部材である。そして、光照射室１０の筐体１１に設けられた窓部材１２の光出射面（下面）における周縁部が、矩形枠状のシール部材３１が介在する状態で、光照射室支持部２２の上面に気密に配置されることにより、窓部材１２によって光照射室１０の内部空間と区画された、被処理物６０が配置される処理空間Ｐｓが形成されている。
筐体２１における、処理ステージ２５の被処理物載置面２５ａより上方に突出する上端側部分には、被処理物載置面２５ａに沿って内方に向かって延びる光照射室支持部２２が形成されている。図１における３０は、光照射室１０における窓部材１２と処理ステージ２５との間の離間距離を一定の大きさとするためのスペーサ部材である。そして、光照射室１０の筐体１１に設けられた窓部材１２の光出射面（下面）における周縁部が、矩形枠状のシール部材３１が介在する状態で、光照射室支持部２２の上面に気密に配置されることにより、窓部材１２によって光照射室１０の内部空間と区画された、被処理物６０が配置される処理空間Ｐｓが形成されている。
処理ステージ２５には、給気口２６ａおよび排気口２７ａが処理空間Ｐｓに開口する、各々処理ステージ２５の厚さ方向に貫通して延びる処理用ガス供給用貫通孔およびガス排出用貫通孔が形成されている。処理用ガス供給用貫通孔およびガス排出用貫通孔は、例えば紫外線ランプ１５の配列方向に互いに離間した位置に形成されており、被処理物６０は、給気口２６ａと排気口２７ａとの間の位置に配置される。
処理用ガス供給用貫通孔における給気口２６ａおよびガス排出用貫通孔における排気口２７ａは、いずれも、例えば開口形状が紫外線ランプ１５のランプ中心軸方向に沿って延びる細長いスリット状の長孔により構成されている。
また、排気口２７ａの開口面積は、給気口２６ａの開口面積よりも大きいことが好ましい。このような構成とされていることにより、処理用ガスが処理空間Ｐｓ内で停滞することがなく、給気口２６ａから排気口２７ａに向かう一方向の一様な流れを安定して形成することができる。従って、処理用ガスが被処理物６０の面方向の全体に行きわたるので、処理ムラが発生することを回避することができる。
また、排気口２７ａの開口面積は、給気口２６ａの開口面積よりも大きいことが好ましい。このような構成とされていることにより、処理用ガスが処理空間Ｐｓ内で停滞することがなく、給気口２６ａから排気口２７ａに向かう一方向の一様な流れを安定して形成することができる。従って、処理用ガスが被処理物６０の面方向の全体に行きわたるので、処理ムラが発生することを回避することができる。
被処理物６０の表面と窓部材１２の光出射面との間の離間距離の大きさＧは、例えば１ｍｍ以下とされ、好ましくは０．３〜１．０ｍｍとされる。被処理物６０の表面と窓部材１２の光出射面との間の離間距離の大きさＧが１ｍｍ以下であることにより、オゾンおよび活性種（活性酸素）を安定して生成することができると共に、被処理物６０の表面に到達する真空紫外線を十分な大きさの強度（光量）とすることができる。
この光照射装置は、処理室２０内に配置された被処理物６０と窓部材１２との間の間隙に、デスミア処理を行うための処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段４０を備えている。
処理用ガス供給手段４０は、紫外線ランプ１５からの真空紫外線によって活性化される活性種源を含む、乾燥した処理用ガスを供給する処理用ガス供給機構４１と、処理用ガスに水分を含ませる加湿機構４６とを備えており、加湿機構４６によって加湿されて絶対容積湿度が制御された処理用ガスを処理室２０における処理空間Ｐｓ内に供給する。
処理用ガス供給手段４０は、紫外線ランプ１５からの真空紫外線によって活性化される活性種源を含む、乾燥した処理用ガスを供給する処理用ガス供給機構４１と、処理用ガスに水分を含ませる加湿機構４６とを備えており、加湿機構４６によって加湿されて絶対容積湿度が制御された処理用ガスを処理室２０における処理空間Ｐｓ内に供給する。
処理用ガス供給機構４１は、例えばガスタンク（ガスボンベ）などのガス供給源４２と、ガス供給源４２から供給されるガス流量を調整する流量調整弁４３と、この流量調整弁４３の開閉状態を制御する制御手段４４とを備えている。
処理用ガスとしては、例えば、酸素ガスまたは酸素ガスにオゾンが混合された混合ガス、あるいは酸素ガスに窒素ガスなどの不活性ガスが混合された混合ガスなどを用いることができる。
処理用ガスにおける酸素濃度は、例えば５０体積％以上であることが好ましく、より好ましくは７０体積％以上、特に好ましくは９０体積％以上である。酸素濃度が５０体積％以上であることにより、真空紫外線によって生成されるオゾンおよび活性種の量を多くすることができて所期の処理を確実に行うことができる。
処理用ガスにおける酸素濃度は、例えば５０体積％以上であることが好ましく、より好ましくは７０体積％以上、特に好ましくは９０体積％以上である。酸素濃度が５０体積％以上であることにより、真空紫外線によって生成されるオゾンおよび活性種の量を多くすることができて所期の処理を確実に行うことができる。
この例における加湿機構４６は、例えば、密閉容器からなる加湿水槽４７と、加湿水槽４７内の水温を測定する温度測定手段４８と、加湿水槽４７の底壁の外面に配置された、例えばホットプレートよりなる加熱手段４９とを備えている。加湿水槽４７内には、例えば純水Ｗが、密閉容器の上壁の内面と水面との間に空間が形成される状態で、貯留されている。そして、処理用ガス供給機構４１における流量調整弁４３を介してガス供給源４２に接続された処理用ガス供給配管４５が、その先端開口が水中に位置された状態で、設けられていると共に、処理ステージ２５における処理用ガス供給用貫通孔に接続された処理用ガス供給配管２６が、その先端開口が加湿水槽４７内の空間中に位置された状態で、設けられている。ここに、処理用ガス供給配管４５の開口端面の、水面からの位置（バブリング位置）は、処理用ガス供給配管４５の開口端面と水面との距離ｄが一定の大きさとなるよう維持されている。
このデスミア処理装置においては、処理ステージ２５のガス排出用貫通孔に接続された排気配管２７に、処理空間Ｐｓから排気されるガスの露点温度を測定する露点計５５が設けられている。そして、露点計５５によって測定された露点温度に基づいて、処理用ガスの絶対容積湿度が図示しない制御機構によって算出され、その結果に基づいて、処理用ガスに含ませる水分量が制御される。
この例のデスミア処理装置においては、加湿機構４６における加湿水槽４７内の水温が、算出された絶対容積湿度に基づいて、調整されることにより、処理用ガスに含ませる水分量（水蒸気量）が調整され、適正な絶対容積湿度に制御された処理用ガスが処理用ガス供給手段４０によって供給される。
この例のデスミア処理装置においては、加湿機構４６における加湿水槽４７内の水温が、算出された絶対容積湿度に基づいて、調整されることにより、処理用ガスに含ませる水分量（水蒸気量）が調整され、適正な絶対容積湿度に制御された処理用ガスが処理用ガス供給手段４０によって供給される。
処理用ガスの絶対容積湿度（水蒸気量）は、真空紫外線についての処理用ガスの光透過率を考慮して設定することができる。この理由は、後述する実験例の結果に示されるように、処理用ガスの絶対容積湿度（水蒸気量）が高くなると、真空紫外線についての処理用ガスの光透過率が低下し、真空紫外線自体によるエッチング効果が低下するためである。
具体的には例えば、処理用ガスの絶対容積湿度（水蒸気量）は、１０〜７０ｇ／ｍ3であることが好ましい。処理用ガスの絶対容積湿度（水蒸気量）が１０〜７０ｇ／ｍ3であることにより、水分を含ませない処理用ガス（絶対容積湿度が０ｇ／ｍ3）を用いた場合よりも処理効率を向上させることができる。一方、絶対容積湿度が７０ｇ／ｍ3を超えると、真空紫外線による十分なエッチング効果を得ることが困難となるため、水分を含ませない処理用ガス（絶対容積湿度が０ｇ／ｍ3）を用いた場合よりも処理効率が低下してしまう。
具体的には例えば、処理用ガスの絶対容積湿度（水蒸気量）は、１０〜７０ｇ／ｍ3であることが好ましい。処理用ガスの絶対容積湿度（水蒸気量）が１０〜７０ｇ／ｍ3であることにより、水分を含ませない処理用ガス（絶対容積湿度が０ｇ／ｍ3）を用いた場合よりも処理効率を向上させることができる。一方、絶対容積湿度が７０ｇ／ｍ3を超えると、真空紫外線による十分なエッチング効果を得ることが困難となるため、水分を含ませない処理用ガス（絶対容積湿度が０ｇ／ｍ3）を用いた場合よりも処理効率が低下してしまう。
以下、上記のデスミア処理装置によるデスミア処理方法について説明する。
このデスミア処理装置においては、処理用ガス供給手段４０によって、絶対容積湿度が制御された処理用ガス（図１において斜線を付した矢印で示す。）が給気口２６ａを介して処理室２０の処理空間Ｐｓ内に供給される。処理用ガス供給手段４０においては、処理用ガス供給機構４１より適正に制御されたガス流量で供給される処理用ガス（図１において白抜きの矢印で示す。）が加湿機構４６における加湿水槽４７に貯留された水中にバブリングされる。これにより、処理用ガスに所定量の水分が含まされ、加湿された処理用ガスが処理室２０における処理空間Ｐｓ内に供給される。ここに、加湿水槽４７に貯留された純水Ｗの温度は、露点計５５により測定される露点温度に基づいて設定された所定温度に加温されており、これにより、処理用ガスに含ませる水分量（供給する処理用ガスの絶対容積湿度）が制御される。
処理室２０の処理空間Ｐｓ内に供給された処理用ガスは、被処理物６０の表面と窓部材１２の光出射面との間の間隙を、被処理物６０の表面および窓部材１２の光出射面に沿って流通されて排気口２７ａを介して処理空間Ｐｓから排出される。
一方、不活性ガス供給手段（図示せず）によって、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが光照射室１０内に供給され、当該不活性ガスが光照射室１０内を流通されることにより光照射室１０内の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換される。
このデスミア処理装置においては、処理用ガス供給手段４０によって、絶対容積湿度が制御された処理用ガス（図１において斜線を付した矢印で示す。）が給気口２６ａを介して処理室２０の処理空間Ｐｓ内に供給される。処理用ガス供給手段４０においては、処理用ガス供給機構４１より適正に制御されたガス流量で供給される処理用ガス（図１において白抜きの矢印で示す。）が加湿機構４６における加湿水槽４７に貯留された水中にバブリングされる。これにより、処理用ガスに所定量の水分が含まされ、加湿された処理用ガスが処理室２０における処理空間Ｐｓ内に供給される。ここに、加湿水槽４７に貯留された純水Ｗの温度は、露点計５５により測定される露点温度に基づいて設定された所定温度に加温されており、これにより、処理用ガスに含ませる水分量（供給する処理用ガスの絶対容積湿度）が制御される。
処理室２０の処理空間Ｐｓ内に供給された処理用ガスは、被処理物６０の表面と窓部材１２の光出射面との間の間隙を、被処理物６０の表面および窓部材１２の光出射面に沿って流通されて排気口２７ａを介して処理空間Ｐｓから排出される。
一方、不活性ガス供給手段（図示せず）によって、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが光照射室１０内に供給され、当該不活性ガスが光照射室１０内を流通されることにより光照射室１０内の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換される。
この状態で、光照射室１０内の複数の紫外線ランプ１５が一斉に点灯されることにより、紫外線ランプ１５からの真空紫外線が窓部材１２を介して被処理物６０の表面に向かって照射され、真空紫外線の照射によって活性種源が活性化された処理用ガス（以下、「活性種含有ガス」という。図１においては、塗りつぶした矢印で示してある。）が、被処理物６０におけるビアホール６５内に進入する。これにより、被処理物６０の表面に到達する真空紫外線、並びに、活性種含有ガス中のオゾンや活性種（活性酸素）の作用によって、被処理物６０におけるビアホール６５に残存するスミアＳが分解、除去される。
被処理物６０に照射される真空紫外線の積算光量は、スミアＳの残留状態などを考慮して適宜設定されるが、例えば３０〜１２０Ｊ／ｃｍ2である。なお、上記のようなデスミア処理は、不活性ガスおよび処理用ガスが継続して供給されながら、行われる。
なお、スミアＳの分解除去によって生成された、例えば二酸化炭素ガスなどの反応生成ガスは、流通される活性種含有ガスの流れに乗って、排気口２７ａを介して処理空間Ｐｓから排出される。
被処理物６０に照射される真空紫外線の積算光量は、スミアＳの残留状態などを考慮して適宜設定されるが、例えば３０〜１２０Ｊ／ｃｍ2である。なお、上記のようなデスミア処理は、不活性ガスおよび処理用ガスが継続して供給されながら、行われる。
なお、スミアＳの分解除去によって生成された、例えば二酸化炭素ガスなどの反応生成ガスは、流通される活性種含有ガスの流れに乗って、排気口２７ａを介して処理空間Ｐｓから排出される。
而して、上記のデスミア処理方法によれば、処理空間Ｐｓ内に供給される処理用ガスが加湿されて絶対容積湿度が制御されたものであることにより、紫外線ランプ１５から真空紫外線が照射されることによって、水酸基ラジカル（ＯＨ-）が生成され、当該水酸基ラジカルをスミアの分解除去処理に寄与させることができる。従って、真空紫外線によるエッチング効果、および処理用ガス中の活性種源が活性化されて生成される酸素ラジカルやオゾンの作用に加えて、水酸基ラジカルの作用が得られるので、水分を含ませない処理用ガス（絶対容積湿度が０ｇ／ｍ3）を用いた場合よりも、処理効率を向上させることができる。
また、処理用ガスに含まれる水分量（絶対容積湿度）が制御されていることにより、被処理物６０に照射される真空紫外線の光量が大幅に低下することを抑制することができ、安定したスミア除去効果を得ることができる。
そして、このようなデスミア処理方法が実施される上記のデスミア処理装置によれば、所期のデスミア処理を高い処理効率で確実に行うことができる。
また、処理用ガスに含まれる水分量（絶対容積湿度）が制御されていることにより、被処理物６０に照射される真空紫外線の光量が大幅に低下することを抑制することができ、安定したスミア除去効果を得ることができる。
そして、このようなデスミア処理方法が実施される上記のデスミア処理装置によれば、所期のデスミア処理を高い処理効率で確実に行うことができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、処理用ガス供給手段における加湿機構は、バブリング式のものに限定されず、例えば超音波式のものにより構成されていてもよい。
また、処理用ガスに含まれる活性種源としては、真空紫外線が照射されることによって活性種を生成するものであれば、従来より好適に用いられているものを利用することができ、例えば、空気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガスなどを用いることもできる。
例えば、処理用ガス供給手段における加湿機構は、バブリング式のものに限定されず、例えば超音波式のものにより構成されていてもよい。
また、処理用ガスに含まれる活性種源としては、真空紫外線が照射されることによって活性種を生成するものであれば、従来より好適に用いられているものを利用することができ、例えば、空気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガスなどを用いることもできる。
さらにまた、本発明のデスミア処理装置においては、デスミア処理が被処理物における表面の温度を上昇させた状態で行われる構成とされていることが好ましい。
具体的には例えば、処理ステージに、被処理物を加熱する加熱機構が設けられた構成とすることができる。このような構成によれば、被処理物の表面の温度が上昇されることに伴ってオゾンおよび活性種による作用を促進させることができるので、効率よく処理を行うことができる。
さらにまた、処理用ガスを加熱して昇温させた状態で処理用空間を流通させることにより、被処理物の表面の温度を上昇させるようにしても、同様の効果を得ることができる。
加熱条件としては、被処理物の表面の温度が、例えば８０℃以上、３４０℃以下となる条件であることが好ましく、より好ましくは、８０℃以上、２００℃以下となる条件である。
具体的には例えば、処理ステージに、被処理物を加熱する加熱機構が設けられた構成とすることができる。このような構成によれば、被処理物の表面の温度が上昇されることに伴ってオゾンおよび活性種による作用を促進させることができるので、効率よく処理を行うことができる。
さらにまた、処理用ガスを加熱して昇温させた状態で処理用空間を流通させることにより、被処理物の表面の温度を上昇させるようにしても、同様の効果を得ることができる。
加熱条件としては、被処理物の表面の温度が、例えば８０℃以上、３４０℃以下となる条件であることが好ましく、より好ましくは、８０℃以上、２００℃以下となる条件である。
以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
＜実験例１＞
図１に示す構成に従って本発明に係るデスミア処理装置を作製した。このデスミア処理装置の仕様は、以下のとおりである。
［被処理物（６０）］
銅箔上にビアホールを有する絶縁層が積層された試験用配線基板材料
平面の寸法：５００ｍｍ×５００ｍｍ、銅箔の厚さ：３５μｍ、絶縁層の厚さ：３０μｍ、ビアホールの底面の直径：φ５０μｍ
［紫外線光源］
５本の紫外線ランプ（１５）により構成
紫外線ランプ（１５）：発光長が７００ｍｍ、最大外径が４０ｍｍであるキセノンエキシマランプ（主たる発光の波長１７２ｎｍ）
紫外線ランプ（１５）の配置ピッチ（隣接する紫外線ランプの中心軸間の距離）：６０ｍｍ
定格入力電力：５００Ｗ
試験用配線基板材料の表面における積算光量：１６．２Ｊ／ｃｍ2
紫外線照射時間：１５０ｓｅｃ
［窓部材（１２）］
材質：合成石英ガラス、厚さ：５ｍｍ
〔処理室（２０）〕
処理ステージ（２５）の寸法：６５０ｍｍ×６５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ
給気口（２６ａ）の紫外線ランプの配列方向における寸法：３ｍｍ、紫外線ランプのランプ中心軸方向における寸法：６００ｍｍ
排気口（２７ａ）の紫外線ランプの配列方向における寸法１０ｍｍ、紫外線ランプのランプ中心軸方向における寸法：６００ｍｍ
加熱手段：被処理物の被処理面の温度が１２０℃となる加熱条件で動作する抵抗発熱ヒータ
窓部材（１２）の光出射面と被処理物（６０）の表面との間の離間距離（Ｇ）：０．３ｍｍ
処理空間（Ｐｓ）の容積：約１００ｃｍ3
［処理用ガス供給手段（４０）］
処理用ガス：乾燥酸素ガス（濃度１００体積％、絶対容積湿度０ｇ／ｍ3）
処理用ガス供給配管（４５）の開口面からの液面の高さ（ｄ）：３００ｍｍ
処理用ガスの供給量：０．０３リットル／ｍｉｎ
図１に示す構成に従って本発明に係るデスミア処理装置を作製した。このデスミア処理装置の仕様は、以下のとおりである。
［被処理物（６０）］
銅箔上にビアホールを有する絶縁層が積層された試験用配線基板材料
平面の寸法：５００ｍｍ×５００ｍｍ、銅箔の厚さ：３５μｍ、絶縁層の厚さ：３０μｍ、ビアホールの底面の直径：φ５０μｍ
［紫外線光源］
５本の紫外線ランプ（１５）により構成
紫外線ランプ（１５）：発光長が７００ｍｍ、最大外径が４０ｍｍであるキセノンエキシマランプ（主たる発光の波長１７２ｎｍ）
紫外線ランプ（１５）の配置ピッチ（隣接する紫外線ランプの中心軸間の距離）：６０ｍｍ
定格入力電力：５００Ｗ
試験用配線基板材料の表面における積算光量：１６．２Ｊ／ｃｍ2
紫外線照射時間：１５０ｓｅｃ
［窓部材（１２）］
材質：合成石英ガラス、厚さ：５ｍｍ
〔処理室（２０）〕
処理ステージ（２５）の寸法：６５０ｍｍ×６５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ
給気口（２６ａ）の紫外線ランプの配列方向における寸法：３ｍｍ、紫外線ランプのランプ中心軸方向における寸法：６００ｍｍ
排気口（２７ａ）の紫外線ランプの配列方向における寸法１０ｍｍ、紫外線ランプのランプ中心軸方向における寸法：６００ｍｍ
加熱手段：被処理物の被処理面の温度が１２０℃となる加熱条件で動作する抵抗発熱ヒータ
窓部材（１２）の光出射面と被処理物（６０）の表面との間の離間距離（Ｇ）：０．３ｍｍ
処理空間（Ｐｓ）の容積：約１００ｃｍ3
［処理用ガス供給手段（４０）］
処理用ガス：乾燥酸素ガス（濃度１００体積％、絶対容積湿度０ｇ／ｍ3）
処理用ガス供給配管（４５）の開口面からの液面の高さ（ｄ）：３００ｍｍ
処理用ガスの供給量：０．０３リットル／ｍｉｎ
このデスミア処理装置を用い、処理空間内に供給される処理用ガスの絶対容積湿度を０〜９５ｇ／ｍ3の範囲内で適宜に調整して、試験用配線基板材料のデスミア処理を行った。処理用ガスの絶対容積湿度（処理雰囲気形成用ガスに含ませる水分量）の調整は、加湿水槽（４７）内における水温を調整することにより行った。また、絶対容積湿度は、排気配管（２７）に取り付けた露点計（５５）により測定される処理空間（Ｐｓ）内に導入される処理用ガスの露点温度に基づいて算出した。なお、上記の紫外線照射条件は、デスミア処理後においても、敢えて試験用配線基板材料のスミアが残存するよう設定したものである。
そして、デスミア処理が終了した試験用配線基板材料におけるビアホール底部を走査型電子顕微鏡によって観察し、スミアの残り具合を定量化して評価を行なった。結果を、波長１７２ｎｍの真空紫外線についての処理用ガスの透過率と共に、下記表１に示す。
そして、デスミア処理が終了した試験用配線基板材料におけるビアホール底部を走査型電子顕微鏡によって観察し、スミアの残り具合を定量化して評価を行なった。結果を、波長１７２ｎｍの真空紫外線についての処理用ガスの透過率と共に、下記表１に示す。
スミアの残り具合の評価は、次のようにして行った。先ず、デスミア処理後、走査型電子顕微鏡により得られるビアホール底部のＳＥＭ画像について二値化処理を行い、ビアホール底部全体の面積と、スミアが残存する領域（ＳＥＭ画像において黒く見える領域）の面積をそれぞれ求める。そして、（スミアが残存する領域の面積）／（ビアホール底部全体の面積）を「ビア底スミア面積」（％）として算出した。ここに、デスミア処理を行う前の試験用配線基板材料においては、ビア底スミア面積は例えば１００％となり、一方、デスミアが完全に完了した場合は、ビア底スミア面積は０％となる。上述したように、本実験では、紫外線照射時間を一定時間に設定することにより、試験用配線基板材料におけるスミアが完全に除去される前の段階でデスミア処理を停止している。従って、ビア底スミア面積の値が小さいほど、スミア処理速度が速いことになる。
以上の結果より、処理用ガスに水分を含ませて絶対容積湿度が１０ｇ/ｍ3〜７０ｇ/ｍ3である処理用ガスを用いた場合には、水分を含ませない処理用ガス（絶対容積湿度が０ｇ／ｍ3）を用いた場合に比べて、スミア処理速度が速くなることが確認された。また、処理用ガスに含ませる水分量が過多であると、スミア処理速度がかえって遅くなることが確認された。この理由は、次のように考えられる。すなわち、処理用ガスに含ませる水分量が過多であると、キセノンエキシマランプからの光（波長１７２ｎｍの光）の透過率が低下する結果、真空紫外線自体によるエッチング効果が低減すると共に、他の活性種（酸素ラジカル）の生成を阻害して当該活性種の作用を得ることができなくなるためであると推測される。
１０ 光照射室
１１ 筐体
１２ 窓部材
１５ 紫外線ランプ
１６ 反射鏡
２０ 処理室
２１ 筐体
２２ 光照射室支持部
２５ 処理ステージ
２５ａ 被処理物載置面
２６ 処理用ガス供給配管
２６ａ 給気口
２７ 排気配管
２７ａ 排気口
３０ スペーサ部材
３１ シール部材
Ｐｓ 処理空間
４０ 処理用ガス供給手段
４１ 処理用ガス供給機構
４２ ガス供給源
４３ 流量調整弁
４４ 制御手段
４５ 処理用ガス供給配管
４６ 加湿機構
４７ 加湿水槽
４８ 温度測定手段
４９ 加熱手段
Ｗ 純水
５５ 露点計
６０ 被処理物
６１ 樹脂絶縁層
６２ 導電層（配線導体）
６３ 樹脂絶縁層
６５ ビアホール
Ｓ スミア
１１ 筐体
１２ 窓部材
１５ 紫外線ランプ
１６ 反射鏡
２０ 処理室
２１ 筐体
２２ 光照射室支持部
２５ 処理ステージ
２５ａ 被処理物載置面
２６ 処理用ガス供給配管
２６ａ 給気口
２７ 排気配管
２７ａ 排気口
３０ スペーサ部材
３１ シール部材
Ｐｓ 処理空間
４０ 処理用ガス供給手段
４１ 処理用ガス供給機構
４２ ガス供給源
４３ 流量調整弁
４４ 制御手段
４５ 処理用ガス供給配管
４６ 加湿機構
４７ 加湿水槽
４８ 温度測定手段
４９ 加熱手段
Ｗ 純水
５５ 露点計
６０ 被処理物
６１ 樹脂絶縁層
６２ 導電層（配線導体）
６３ 樹脂絶縁層
６５ ビアホール
Ｓ スミア
Claims (2)
- 絶縁層と導電層が積層されてなり、ビアホールまたはスルーホールが形成された配線基板材料におけるスミアを除去するデスミア処理装置であって、
中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプよりなる紫外線光源と、当該紫外線光源が収容された光照射室と、被処理物が配置される処理空間を有する処理室と、当該光照射室の内部空間と当該処理室の処理空間とを区画する紫外線透過性の窓部材と、処理用ガスを前記処理空間内に供給する処理用ガス供給手段とを備えており、
前記処理用ガス供給手段は、前記紫外線光源からの真空紫外線によって活性化される活性種源を含む、酸素濃度が５０体積％以上の処理用ガスに水分を含ませる加湿機構を備えており、当該加湿機構によって絶対容積湿度が１０〜７０ｇ／ｍ 3 の範囲内に加湿された処理用ガスを前記処理空間内に供給することを特徴とするデスミア処理装置。 - 処理室の処理空間内に配置された、絶縁層と導電層が積層されてなり、ビアホールまたはスルーホールが形成された配線基板材料に、当該処理室の処理空間と紫外線透過性を有する窓部材によって内部空間が区画された光照射室に収容された紫外線光源から当該窓部材を介して真空紫外線を照射することにより、当該配線基板材料におけるスミアを除去するデスミア処理方法において、
前記紫外線光源として、中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプが用いられ、
真空紫外線が照射されることによって活性化される活性種源を含む、酸素濃度が５０体積％以上の処理用ガスであって、水分を絶対容積湿度が１０〜７０ｇ／ｍ 3 の範囲内に含ませたものを前記処理空間内に供給することを特徴とするデスミア処理方法。
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