JP7287767B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターンが形成されたマスク層の下に設けられた金属膜にエッチングを行うドライエッチング方法に係る。より詳細には、金属膜が、フィラーをなす無機部材が有機部材に分散して含まれてなる樹脂基板上に配置された構成において有効なドライエッチング方法およびプラズマ処理装置に関する。

従来より、半導体装置においては、配線材料としてチタン（Ｔｉ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などに代表される金属膜が用いられている。たとえば、Ｓｉからなる基板上に形成されたＴｉ膜をエッチングにより除去する方法としては、ＣＦ_４系のエッチングガスを用いたプラズマによるドライエッチング法が公知である（特許文献１、２）。

特許文献１や引用文献２に記載された方法を用いてＴｉ膜をエッチングすると、フェンスと呼ばれるエッチング残渣の再付着現象が発生する場合がある。特許文献３には、このフェンスの発生が回避できる手法が開示されている。
上述した特許文献１～３に開示された技術は何れも、Ｓｉ基板上において効果を発揮するものである。

これに対して、近年、樹脂から構成される可撓性基板上において、金属膜からなる配線材料が求められている。上述したＳｉ基板上におけるエッチング技術を用いて、可撓性基板上にある金属膜を除去した場合、可撓性基板の表面にエッチングの影響が及び、エッチング後の可撓性基板では、その表面粗さが増大するという問題が顕在化した。

この問題は、高純度のＳｉ材料（単結晶Ｓｉ）から構成されるＳｉ基板とは異なり、可撓性基板がフィラーをなす無機部材が有機部材に分散して含まれてなる樹脂基板であることに起因する。樹脂基板を構成する無機部材と有機部材は、プラズマから受ける影響が異なり、無機部材が除去されやすい条件では有機部材は除去されず、逆に有機部材が除去されやすい条件では無機部材は除去されない傾向にあった。その結果、エッチング処理した後の可撓性基板の表面は、処理前に比べて粗さが増大する傾向にあった。

エッチング処理後の可撓性基板の表面粗さの増大は、たとえば、上述したエッチング処理後の基板に重なるように、配線やデバイスなどを形成する際に、平坦性や素子構造の制御が不能になる等、大きな影響を及ぼす虞があった。
このため、金属膜が、フィラーをなす無機部材が有機部材に分散して含まれてなる樹脂基板上に配置された構成において、基板の表面粗さの増加を抑制できる、ドライエッチング方法の開発が期待されていた。

特開平９－１１５８３５号公報 特開２００１－２０３２３１号公報 特開２０１０－１６６０９２号公報

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、プラズマを用いて、パターンが形成されたマスク層の下に設けられた金属膜をエッチングする際に、金属膜が樹脂基板上に配置された構成においても、基板の表面粗さの増加を抑制できる、ドライエッチング方法およびプラズマ処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係るドライエッチング方法は、
フィラーをなす無機部材が有機部材に分散して含まれてなる樹脂基板の一方の主面上に、金属層と、所定形状のパターンが形成されたマスク層とが順に重ねて配置された被処理体を用い、反応性ガスのプラズマによって、前記金属層にエッチングを行うドライエッチング方法であって、
前記被処理体は、ガラス布である基材にポリイミド、フェノール、エポキシ、ポリエステル、液晶ポリマのいずれかの絶縁樹脂を含浸させ、
前記金属層が厚さ５０ｎｍのＴｉ膜であり、前記マスク層が厚さ５００ｎｍのＣｕ膜であり、
真空排気されたチャンバ１１内の、平板状の第一電極に前記被処理体を載置し、
前記第一電極に対して、２ＭＨｚとする第一の周波数λ１のバイアス電圧である高周波電力を印加するとともに、前記第一電極と対向する位置に配される第二電極に対して、１３．５６ＭＨｚとする第二の周波数λ２の交流電圧である高周波電力を印加して、前記マスク層のパターンによる開口部に応じて露呈された領域をドライエッチングして、前記マスク層のパターンによる開口部に応じて、前記金属層のうち、露呈された領域ａのみを除去する際に、
前記反応性ガスとして、ガスＡがＣ_３Ｆ_８とガスＢがＮＦ_３とから構成される混合ガスを用い、
前記混合ガス中に占める前記ガスＡの含有率が、６８％以上７０％以下の範囲内であり、
エッチングされた前記樹脂基板は、前記マスク層のパターンによる開口部に応じて露呈された前記樹脂基板の表面粗さＲａが、１００ｎｍ以下である、
ことを特徴とする。

本発明に係るプラズマ処理装置は、
減圧可能な内部空間を備え、前記内部空間で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の第一電極と、前記第一電極に対して、第一の周波数λ１のバイアス電圧が印加されるように構成された第一の電源と、前記チャンバ内にあって、前記第一電極と対向する位置に配される第二電極と、前記第二電極に対して、第二の周波数λ２の交流電圧を印加する第二の電源と、前記チャンバ内にプラズマ処理用の反応性ガスを導入する手段と、前記チャンバの内部空間を減圧するための排気手段と、を少なくとも備え、
前記反応性ガスを導入する手段は、
前記反応性ガスとして、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６，ＣＨＦ_３から選択されるガスＡ、及び、ＮＦ_３、Ｏ_２、ＳＦ_６から選択されるガスＢ、から構成される混合ガスを、前記内部空間のうち前記第一電極と前記第二電極との間に向けて放出する、ことができる。

本発明に係るドライエッチング方法は、反応性ガスとして、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６，ＣＨＦ_３から選択されるガスＡ、及び、ＮＦ_３、Ｏ_２、ＳＦ_６から選択されるガスＢ、から構成される混合ガスを用いたプラズマを利用し、パターンが形成されたマスク層の下に設けられた金属膜をエッチングする。これにより、被処理体が樹脂基板上に金属膜を配置してなる構成においても、プラズマによって金属膜を除去した際に、プラズマ処理後の樹脂基板の表面粗さを小さく抑えることが可能となる。

本発明に係るプラズマ処理装置は、被処理体をプラズマ処理するための内部空間を有するチャンバにおいて、反応性ガスを導入する手段は、２つの電極間に、前記反応性ガスとして、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６，ＣＨＦ_３から選択されるガスＡ、及び、ＮＦ_３、Ｏ_２、ＳＦ_６から選択されるガスＢ、から構成される混合ガスを、前記内部空間のうち前記第一電極と前記第二電極との間に向けて放出する。その際に、反応性ガスを導入する手段は、混合ガスに占めるガスＡとガスＢの流量比を制御する。これにより、金属膜が樹脂基板上に配置された構成においても、プラズマ処理後の樹脂基板の表面粗さを小さく抑えることが可能な、プラズマ処理装置が得られる。

エッチング前の被処理体を示す模式断面図。 エッチング後の被処理体の一例を示す模式断面図。 エッチング後の被処理体の他の一例を示す模式断面図。 エッチング後の被処理体の他の一例を示す模式断面図。 樹脂基板の表面の観察方法を説明する図。 エッチング前後のスペース領域における樹脂基板表面のＳＥＭ写真（ａ）及びこれを拡大したＳＥＭ写真（ｂ）。 エッチング後の樹脂基板表面に凹凸が存在する状態を示すＳＥＭ写真。 図４Ａの凹凸に起因して生じる不具合の一例を示す模式断面図。 図４Ａの凹凸に起因して生じる不具合の他の一例を示す模式断面図。 本発明に係るプラズマ処理装置を示す断面図。

以下では、本発明の一実施形態に係るドライエッチング方法およびプラズマ処理装置について、図面に基づいて説明する。

図１Ａは、エッチング前の被処理体を示す模式断面図であり、図１Ｂ～図１Ｄはエッチング後の被処理体を示す模式断面図である。
エッチング前の被処理体は、フィラーをなす無機部材３ａが有機部材３ｂに分散して含まれてなる樹脂基板１の一方の主面上に、金属層４と、所定形状のパターンが形成されたマスク層５とが順に重ねて配されている。ここでは、金属層４がＴｉ膜、マスク層５がＣｕ膜からなる構成例について説明する。

樹脂基板１は、銅張積層板（ＣＣＬ：Copper Clad Laminate）２と、この片面（図１Ａでは上面）を覆うように、ＡＢＦ（Ajinomoto build-up film）３が配されている。すなわち、金属層４Ａ（４）を載置する樹脂基板１の一方の主面は、ＡＢＦ３（３Ａ）の上面を意味する。
この構成によれば、マスク層５のパターンによる開口部５ａに応じて、金属層４Ａの表面の一部は、露呈された領域４ａとなる。樹脂基板１の一方の主面側をプラズマに曝す（プラズマ処理する）ことにより、この露呈された領域４ａが、ドライエッチングされる。

銅張積層板（ＣＣＬ）２は、プリント基板用の材料の一種であり、ガラス布などの基材に絶縁樹脂を含浸させ、銅箔を張り合わせて積層したものである。絶縁樹脂としては、たとえば、ポリイミド、フェノール、エポキシ、ポリエステル，液晶ポリマなどが用いられる。図１Ａの符号２において、下部２ａが基材に絶縁樹脂を含浸させた部位であり、上部２ｂが銅箔を張り合わせて積層した部位を、おのおの表している。

図１Ｂは、本発明のドライエッチング法によりエッチング処理した後の被処理体の一例を示す模式断面図である。図１Ｂに示す例では、マスク層５のパターンによる開口部５ａに応じて、金属層４Ｂ（４）のうち、露呈された領域４Ｂａのみがプラズマ処理により理想的に除去され、マスク層５により遮蔽された領域４Ｂｂは残存した場合を表している。

ここで、「理想的」とは、マスク層５に覆われた位置にある金属層４Ｂｂは除去されないことを意味する。また、除去された金属層４Ｂａの下に位置する樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）は損傷を受けず、プラズマ処理の前後において樹脂基板１の表面粗さが殆ど変化しないことを意味する。

図１Ｃは、従来のウェットエッチング法によりエッチング処理した後の被処理体の他の一例を示す模式断面図である。図１Ｃに示す例では、金属層４Ｃ（４）が、露呈された領域４Ｃａに加えて、マスク層５により遮蔽された領域４Ｃｂの一部もエッチングされるとともに、樹脂基板１の表面も、プラズマ処理によりエッチングされた場合を表している。

より詳細には、図１Ｃの場合は、金属層４Ｃ（４）のうち、露呈された領域４Ｃａがエッチング処理により除去されるとともに、マスク層５により遮蔽された領域４Ｃｂの一部も、サイドエッチングされて、オーバーハング部４Ｃｃが形成された状態にある。さらに、露呈された領域４Ｃａの下方に位置する樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）もエッチング処理によって深掘りされ、樹脂基板１（ＡＢＦ３）に凹部（底面３Ｃａ、側面３Ｃｂ）が形成された状態を表している。

つまり、図１Ｃにおいては、マスク層５に覆われた位置にある金属層４Ｃｂの一部がサイドエッチングされた結果、マスク層５の底面のうち外縁部が露呈した状態にある。また、深掘りにより樹脂基板１（ＡＢＦ３）に形成された凹部の底面３Ｃａや側面３Ｃｂは、フィラーをなす無機部材３ａや有機部材３ｂが露呈されたことにより、あるいは、欠落したことにより生じた凹凸形状を備えたものとなる。

図１Ｄは、従来のウェットエッチング法によりエッチング処理した後の被処理体の他の一例を示す模式断面図である。図１Ｄに示す例では、樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）がエッチングされていない点のみ、前述した図１Ｃと異なる。

すなわち、図１Ｄの場合は、金属層４Ｄ（４）が、露呈された領域４Ｄａに加えて、マスク層５により遮蔽された領域４Ｄｂの一部もエッチングされた場合を表している。ただし、図１Ｄの場合には、除去された金属層４Ｄの下に位置する樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）は損傷を受けず、エッチング処理の前後において樹脂基板１の表面粗さが殆ど変化しない。

つまり、従来のウェットエッチング法によれば、樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）がエッチングされない条件で、金属層４Ｄ（４）が、露呈された領域４Ｄａを除去することは可能である。しかしながら、除去されて欲しくない、マスク層５に覆われた位置にある金属層４Ｃｂの一部が、サイドエッチングにより除去されてしまう、という課題があった。

図１Ｃや図１Ｄに示すように、金属層のサイドエッチング量が大きい場合には、樹脂基板とマスク層５の間の密着性能が低下するため、マスク層５が剥離するという不具合が生じるので、改善が求められる。

図２は、樹脂基板の表面の観察方法を説明する図である。走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を用いて、本発明に係るドライエッチング方法により形成されたエッチング前後の被処理体の表面を観測した。Ｖｉｅｗ－Ａ（Ｔｏｐ）とは、被処理体である樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）に対して垂直をなす方向から観測したことを意味する。

＜実験例１＞
本例では、本発明のドライエッチング法により、被処理体に対してエッチング処理を行った。その際、後述するプラズマ処理装置（図５）を用いた。ドライエッチング処理する反応性ガスとしては、Ｃ_３Ｆ_８（ガスＡ）とＮＦ_３（ガスＢ）から構成される混合ガスを用いた。被処理体としては、図１Ａに示すものを用いた。すなわち、本例の被処理体は、フィラーをなす無機部材３ａが有機部材３ｂに分散して含まれてなる樹脂基板１の一方の主面上に、金属層４と、所定形状のパターンが形成されたマスク層５とが順に重ねて配されている。
金属層４はＴｉ膜（厚さ５０ｎｍ）であり、マスク層５はＣｕ膜（厚さ５００ｎｍ）である。Ｃｕ膜からなるマスク層５には事前に、パターンが形成されており、パターン幅（ライン）は２μｍ、パターン間の間隙（スペース）は２μｍとした。

パターン間の間隙（スペース）において金属層４が露呈された領域を、ドライエッチング処理する反応性ガスとして、Ｃ_３Ｆ_８（ガスＡ）とＮＦ_３（ガスＢ）から構成される混合ガスを用いた。本例（条件α）では、この混合ガスに占めるガスＡとガスＢの比率（流量比）を「ガスＡ：ガスＢ＝９：１」とした。表１に、ドライエッチング処理する際の条件を纏めて示す。表１において、「Ｔｏｐ Ｐｗ」は上部電極に印加した高周波電力を、「Ｂｉａｓ Ｐｗ」は被処理体を載置するステージに印加した高周波電力を、それぞれ表している。

＜実験例２＞
本例（条件β）では、混合ガスに占めるガスＡとガスＢの比率（流量比）を「ガスＡ：ガスＢ＝７：３」として、ドライエッチング処理を行った。他の条件は実験例１と同一にした。

＜実験例３＞
本例（条件γ）では、混合ガスに占めるガスＡとガスＢの比率（流量比）を「ガスＡ：ガスＢ＝１：１」として、ドライエッチング処理を行った。他の条件は実験例１と同一にした。

図３は、ドライエッチング前後のスペース領域における樹脂基板表面のＳＥＭ写真（ａ）、及び、これを拡大したＳＥＭ写真（ｂ）である。図３の上段に示す（ａ）の写真４つは全て倍率が１万倍である。図３の下段に示す（ｂ）の写真は、条件αがと条件γの倍率が２万倍であり、条件βのみ倍率が５万倍である。

図３において、最も左側に示した写真（Ｉｎｉｔｉａｌ）は、エッチング処理する前のスペース領域における樹脂基板の表面を表している。
図３において、左側から２番目、３番目、４番目の写真は順に、条件α、条件β、条件γにより、エッチング処理した後のスペース領域における樹脂基板の表面を表している。

図３より、以下の点が明らかとなった。
３つの条件とも、ドライエッチングによって金属層４を除去した後、露呈した樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）はエッチングされる。しかし、エッチングされたＡＢＦ３の表面形状が、条件α、条件β、条件γで異なる。
ただし、ドライエッチングの場合は、３つの条件とも、従来のウェットエッチングのように、金属層４が、露呈された領域に加えて、マスク層５により遮蔽された領域の一部もエッチングされる不具合は発生しなかった。

条件αの場合（ガスＡの比率が高い場合）は、有機部材３ｂ（Ｒｅｓｉｎ）に比べて、フィラーをなす無機部材３ａ（Ｓｉｌｉｃａ）の方が削れやすい。このため、エッチングされたＡＢＦ３の表面には、有機部材３ｂからなる領域に対して無機部材３ａが欠落した領域が凹部をなす、表面プロファイルが確認された。条件αによりエッチングされたＡＢＦ３の表面粗さＲａは、２７０ｎｍであった。

条件γの場合（ガスＡの比率が低い場合）は、条件αの場合とは逆の傾向となる。すなわち、有機部材３ｂ（Ｒｅｓｉｎ）の方が、フィラーをなす無機部材３ａ（Ｓｉｌｉｃａ）より削れやすい。このため、エッチングされたＡＢＦ３の表面には、有機部材３ｂからなる領域に対して無機部材３ａが突出して残存した領域が凸部をなす、表面プロファイルが確認された。条件γによりエッチングされたＡＢＦ３の表面粗さＲａは、２８０ｎｍであった。

条件βの場合（ガスＡの比率が条件αと条件γの中間にある場合）は、有機部材３ｂ（Ｒｅｓｉｎ）の削れやすさと、フィラーをなす無機部材３ａ（Ｓｉｌｉｃａ）の削れやすさが、同レベルとなる。このため、エッチングされたＡＢＦ３の表面には、有機部材３ｂからなる領域と、無機部材３ａからなる領域とが共存し、両者がほぼ面一をなす、表面プロファイルが確認された。条件βによりエッチングされたＡＢＦ３の表面粗さＲａは、１１０ｎｍであった。

条件α→条件β→条件γと変更するため、混合ガスに占めるＣ_３Ｆ_８（ガスＡ）の含有率［％］を０～１００の範囲で調整し、エッチングされたＡＢＦ３の表面粗さを評価した。その結果を表２に示す。表２の判定（表面粗さＲａ）欄に示した符号は、以下のＲａであることを意味する。
◎：Ｒａ＜１００ｎｍ
○：１００ｎｍ≦Ｒａ＜１５０ｎｍ
△：１５０ｎｍ≦Ｒａ＜２００ｎｍ
×：Ｒａ＞２００ｎｍ

表２の判定結果（表面粗さＲａ）より、混合ガスに占めるＣ_３Ｆ_８（ガスＡ）の含有率［％］は、６０％以上１００％が好ましく、６６％以上９０％以下がより好ましく、６８％以上７０％以下が最も好ましい、ことが分かった。

したがって、本発明は、反応性ガスとして、ガスＡ（Ｃ_３Ｆ_８）とガスＢ（ＮＦ_３）から構成される混合ガスを用いたプラズマを利用し、パターンが形成されたマスク層の下に設けられた金属膜をエッチングする。これにより、被処理体が樹脂基板上に金属膜を配置してなる構成においても、プラズマによって金属膜を除去した際に、プラズマ処理後の樹脂基板の表面粗さを抑制できることが分かった。

条件αから条件βへ向かう方向では、すなわち、ガスＢ（ＮＦ_３）を増やすことでＴｉ膜（金属層４）をエッチングした後のＡＢＦ３の表面荒れは、低減する傾向にあった。 条件βから条件γへ向かう方向では、すなわち、ガスＢ（ＮＦ_３）を更に増やすことでＴｉ膜（金属層４）をエッチングした後のＡＢＦ３の表面荒れは、増加する傾向にあった。

つまり、本発明のドライエッチング方法において、条件βの付近を満たすようにエッチングのプロセスを構築することにより、Ｔｉ膜（金属層４）を異方性エッチングしながら、その下地である樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）の平滑化も実現できることが分かった。

ゆえに、本発明は、図１Ｂに示す「理想的」なドライエッチング方法、すなわち、マスク層５のパターンによる開口部５ａに応じて、金属層４Ｂ（４）のうち、露呈された領域４Ｂａのみがプラズマ処理により理想的に除去され、マスク層５により遮蔽された領域４Ｂｂは残存させることが可能なドライエッチング方法、をもたらす。

上述した実験例１～３では、反応性ガスとして、ガスＡ（Ｃ_３Ｆ_８）とガスＢ（ＮＦ_３）から構成される混合ガスを用いた例について説明したが、ガスＡはＣ_３Ｆ_８に限定されるものではない。ガスＡとしては、Ｃ_３Ｆ_８の他に、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６，ＣＨＦ_３から選択されるガスであっても、Ｃ_３Ｆ_８と同様の作用・効果が得られた。また、ガスＢとしては、ＮＦ_３の他に、Ｏ_２、ＳＦ_６から選択されるガスにおいても、ＮＦ_３と同様の作用・効果が得られた。

図４Ａは、エッチング後の樹脂基板表面に凹凸が存在する状態を示すＳＥＭ写真である。図４Ａの写真は、図３に示した条件αの写真と同一である。エッチング後の樹脂基板表面が、このような表面プロファイルを有する場合には、これに起因して様々な不具合が発生する。

図４Ｂと図４Ｃは何れも、図４Ａの表面プロファイルに起因して生じる不具合の一例を説明する模式断面図である。
図４Ｂは、Ｅ１領域において、マスク層５に覆われた位置にある金属層４の下方に下地として存在すべき、樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）が欠落した状態にあることを表している。この場合は、ＡＢＦ３の表面に対して金属層４の密着性が低減し、長期的は密着性が劣化する懸念がある。

図４Ｃは、図４Ｂの表面に対して、たとえば異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）をラミネート加工した構成例である。図４Ｃにおいて、符号Ｌはラミネートを表す。Ｅ２領域において、ラミネーション不良、すなわち、樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）が欠落した状態が存在することにより、ラミネートＬと接触する部位には、局所的な空隙がランダムに散在した状態となる。このため、配線の信頼性（密着性、機械特性、耐吸湿耐性）を維持することが困難である。

これに対して、本発明（図１Ｂ）によれば、マスク層５のパターンによる開口部５ａに応じて、金属層４Ｂ（４）のうち、露呈された領域４Ｂａのみがプラズマ処理により理想的に除去され、マスク層５により遮蔽された領域４Ｂｂは残存させることができるので、図４Ｂや図４Ｃに示すような不具合が発生しにくい。

ゆえに、本発明のドライエッチング方法は、加工形状の達成（Ｔｉ膜（金属層４））を異方性エッチングしながら、その下地である樹脂基板１の表面（すなわち、ＡＢＦ３の表面）の平滑化も実現するのみならず、配線の信頼性（密着性、機械特性、耐吸湿耐性）維持を担保することができる。よって、本発明は、デバイス性能の向上をもたらす。

（プラズマ処理装置）
上述した本発明に係るドライエッチング方法は、たとえば、図５に示した上方からガスを導入してプラズマを生成し、下方の基板をエッチング加工する平行平板プラズマエッチング装置（以下、プラズマ処理装置とも呼ぶ）１０を使用して実施できる。図５において、符号１１は内部でプラズマ処理を行うチャンバであり、ガスボンベ等のガスの供給源１２ａ，１２ｂに接続された、反応性ガスを導入する手段（ガス導入系）１２と、真空ポンプに接続された排気系１３を有する。

なお、図５においては、各ガスの供給源１２ａ，１２ｂごとに設けられるバルブや流量計などは省略して描写してある。たとえば、上述したガスＡ（Ｃ_３Ｆ_８）はガスの供給源１２ａから、ガスＢ（ＮＦ_３）はガスの供給源１２ｂから、それぞれガス導入系１２を通じてチャンバ１１の内部空間へ導入される。

反応性ガスを導入する手段（ガス導入系）１２は、前記反応性ガスとして、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６，ＣＨＦ_３から選択されるガスＡ、及び、ＮＦ_３、Ｏ_２、ＳＦ_６から選択されるガスＢ、から構成される混合ガスを、前記内部空間のうち前記第一電極と前記第二電極との間に向けて放出するように構成される。

また、後述するとおり、図５のプラズマ処理装置１０においても、ガス導入の開閉制御や流量制御を行うことから、ガス導入系１２の必要な箇所に、バルブや流量は適宜備えている。

チャンバ１１内には、平板状の電極１４，１５が上下に平行して設けられており、上方に位置する電極１４には高周波電力を与える高周波電源１６ａが、下方に位置する電極１５にはバイアス電力を与えるバイアス電源１６ｂが、それぞれ電気的に接続されている。下方に位置する電極１５の上には、エッチング処理される基板Ｓｕｂ（前述した「被処理体」に相当）が搭載される。

上方の電極１４をその前面にシャワープレート１８を備えた中空の電極で構成し、その中空部１９に該ガス導入系１２を接続して該中空部１９内へ導入した反応ガスを該シャワープレート１８に形成した多数のガス噴出口１８ａからチャンバ１１内へ均一に噴出させるようにした。また、下方の電極１５は基板Ｓｕｂを加熱するヒーターとしての機能を具備する。

ガス導入系１２には、エッチング処理をおこなう際に供給される、プロセスガスの供給源１２ａと、添加ガスの供給源１２ｂとが具備されており、これらのガスを各々、流量調整して導入可能とされている。

真空排気されたチャンバ１１内に、ガス導入系１２から所望のガス（プロセスガス＋添加ガス）を導入し、所定の圧力に調整した後、高周波電源１６ａから高周波電力（たとえば１３．５６ＭＨｚ）を投入して両電極１４，１５間にプラズマを発生させる。また、必要に応じて、電極１５には、バイアス電源１６ｂからバイアス電力として高周波電力（たとえば、２ＭＨｚ）を印加する。その際、電極１５に載置された基板Ｓｕｂが、所定の温度となるように制御した状態とする。

これにより、電極１５に載置された基板Ｓｕｂは、所望の時間だけプラズマに曝されることにより、平板状の基板Ｓｕｂを用いた場合には、その一方の面側（図６では上面側）がエッチングされる。

本発明に係るドライエッチング方法は、上述した図５に示すようなプラズマ処理装置１０を用い、被処理体を載置する平板状の第一電極に対して、第一の周波数λ１のバイアス電圧を第一の電源から印加するとともに、前記第一電極と対向する位置に配される第二電極に対して、第二の周波数λ２の交流電圧を第二の電源から印加することを基本構成とする。

なお、上記の実験例では、第一の周波数λ１を２ＭＨｚ、第二の周波数λ２を１３．５６ＭＨｚとした場合について説明したが、本発明に係るドライエッチング方法は、これに限定されるものではない。

以上、本発明に係るドライエッチング方法およびプラズマ処理装置について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

本発明は、ドライエッチング方法およびプラズマ処理装置に広く適用可能である。特に、金属膜が、フィラーをなす無機部材が有機部材に分散して含まれてなる樹脂基板上に配置された構成において、本発明は好適である。

１ 樹脂基板、２ 銅張積層板（ＣＣＬ）、２ａ 下部、２ｂ 上部、３ ＡＢＦ、３ａ 無機部材、３ｂ 有機部材、４ 金属層、４Ｂａ 露呈された領域、４Ｂｂ マスク層により遮蔽された領域、５ マスク層、５ａ 開口部。

Claims (1)

1. フィラーをなす無機部材が有機部材に分散して含まれてなる樹脂基板の一方の主面上に、金属層と、所定形状のパターンが形成されたマスク層とが順に重ねて配置された被処理体を用い、反応性ガスのプラズマによって、前記金属層にエッチングを行うドライエッチング方法であって、
   前記被処理体は、ガラス布である基材にポリイミド、フェノール、エポキシ、ポリエステル、液晶ポリマのいずれかの絶縁樹脂を含浸させ、
   前記金属層が厚さ５０ｎｍのＴｉ膜であり、前記マスク層が厚さ５００ｎｍのＣｕ膜であり、
   真空排気されたチャンバ１１内の、平板状の第一電極に前記被処理体を載置し、
   前記第一電極に対して、２ＭＨｚとする第一の周波数λ１のバイアス電圧である高周波電力を印加するとともに、前記第一電極と対向する位置に配される第二電極に対して、１３．５６ＭＨｚとする第二の周波数λ２の交流電圧である高周波電力を印加して、前記マスク層のパターンによる開口部に応じて露呈された領域をドライエッチングして、前記マスク層のパターンによる開口部に応じて、前記金属層のうち、露呈された領域ａのみを除去する際に、
   前記反応性ガスとして、ガスＡがＣ_３Ｆ_８とガスＢがＮＦ_３とから構成される混合ガスを用い、
   前記混合ガス中に占める前記ガスＡの含有率が、６８％以上７０％以下の範囲内であり、
   エッチングされた前記樹脂基板は、前記マスク層のパターンによる開口部に応じて露呈された前記樹脂基板の表面粗さＲａが、１００ｎｍ以下である、
   ことを特徴するドライエッチング方法。

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