JPH024264A - 二層レジスト構造およびパターン形成方法 - Google Patents
二層レジスト構造およびパターン形成方法Info
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
- H05K3/061—Etching masks
- H05K3/064—Photoresists
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般に表面粗さおよび／または平坦でない表
面変化を示している絶縁基板の上に高解像度の導電パタ
ーンを形成するのに特に適当な二層ホトレジスト・シス
テムに関する。さらに詳しくは、本発明は、二層レジス
ト構造ならびに剥離可能な光吸収性ポリマーの薄い層の
上に実質的に透明な材料の厚い層を設け、下側の光吸収
性層をレーザーで脱離する際に透明材料の上層を発破式
に除去することにより、ホトパターニング（ｐｈｏｔＯ
ｐａｔｔｅｒｎｌｎｇ ）する方法に関する。
面変化を示している絶縁基板の上に高解像度の導電パタ
ーンを形成するのに特に適当な二層ホトレジスト・シス
テムに関する。さらに詳しくは、本発明は、二層レジス
ト構造ならびに剥離可能な光吸収性ポリマーの薄い層の
上に実質的に透明な材料の厚い層を設け、下側の光吸収
性層をレーザーで脱離する際に透明材料の上層を発破式
に除去することにより、ホトパターニング（ｐｈｏｔＯ
ｐａｔｔｅｒｎｌｎｇ ）する方法に関する。
発明の背景
表面凹凸があるか平坦でない様相を呈するかまたはその
両方である表面を、通常のレジスト法でホトパターニン
グするのはほとんど不可能である。
両方である表面を、通常のレジスト法でホトパターニン
グするのはほとんど不可能である。
強度を高めるためにガラス繊維のような充填材を使用し
たい場合に、このような表面凹凸が生じる。
たい場合に、このような表面凹凸が生じる。
成形部品に特別な構造的な造作を付けた直接の結果とし
て表面凹凸ができることもある。このような造作とは、
たとえば溝、稜、突起などである。
て表面凹凸ができることもある。このような造作とは、
たとえば溝、稜、突起などである。
このような加工品では、レジスト積層、スピンコード波
膜などを用いても、レジスト厚さを適切に制御したり接
触を維持したりすることができず、このようなレジスト
自体そしてパターン形成法がうまく機能しない。
膜などを用いても、レジスト厚さを適切に制御したり接
触を維持したりすることができず、このようなレジスト
自体そしてパターン形成法がうまく機能しない。
さらに、通常のホトレジスト、たとえば半導体業界のパ
ターン形成技術で周知のホトレジストを用いてパターン
をつけた部品は、一般に中圧ないし高圧水銀アークラン
プと組合わせて用いるように微調整されており、平行な
単一周波数成分の光、たとえばレーザー光、特に紫外線
レーザーの存在下ではまずうまく加工できない。これら
の従来のレジストについては、レーザーエネルギーが上
層に吸収され、そして硬化してしまうと今度はこの上層
がそれより下側にある表面を隠してしまい、その結果こ
の表面より下側の材料の硬化が不可能ではないにしても
、極めて困難になるという問題がある。本発明のレジス
ト系および方法はこれらの問題ならびに以下に詳述する
問題を解決する。
ターン形成技術で周知のホトレジストを用いてパターン
をつけた部品は、一般に中圧ないし高圧水銀アークラン
プと組合わせて用いるように微調整されており、平行な
単一周波数成分の光、たとえばレーザー光、特に紫外線
レーザーの存在下ではまずうまく加工できない。これら
の従来のレジストについては、レーザーエネルギーが上
層に吸収され、そして硬化してしまうと今度はこの上層
がそれより下側にある表面を隠してしまい、その結果こ
の表面より下側の材料の硬化が不可能ではないにしても
、極めて困難になるという問題がある。本発明のレジス
ト系および方法はこれらの問題ならびに以下に詳述する
問題を解決する。
特に、本発明のレジスト構造および方法は、三次元の電
子回路板、モジュールなどのパターン形成にそのまま適
用できる。その上、本発明は、貫通接続穴の設けられた
三次元配線板および／または表面のパターン形成にも適
用できる。本明細書において、用語「三次元」は、成形
過程に起因するか充填材の使用に起因するかいずれにし
ろ表面が粗いことを意味する。この用語は、表面が構造
的な造作、たとえば溝、稜、突起などを有することも意
味する。
子回路板、モジュールなどのパターン形成にそのまま適
用できる。その上、本発明は、貫通接続穴の設けられた
三次元配線板および／または表面のパターン形成にも適
用できる。本明細書において、用語「三次元」は、成形
過程に起因するか充填材の使用に起因するかいずれにし
ろ表面が粗いことを意味する。この用語は、表面が構造
的な造作、たとえば溝、稜、突起などを有することも意
味する。
このような三次元配線板をマスクで通常の光源を用いて
パターン成形するという着想はほとんど不可能である。
パターン成形するという着想はほとんど不可能である。
光源での１ａ〜３°の回折とレンズの細かい不整を考慮
すると、パターンにアンダーカットができるので、非接
触マスクの使用は極めて困難である。接触マスク法は表
面が三次元の性質をもつので実質的に不可能である。パ
ターン補償によりこの問題を緩和できるが、それでもエ
ツジの形成が甘くなる。さらに、露出時間の長い標準光
源を広い区域にわたって用いることはできない。たとえ
ばｓ ｏ ｏｗまたは１ｋＷの固定光源で広い区域を露
出するには数分かかる。
すると、パターンにアンダーカットができるので、非接
触マスクの使用は極めて困難である。接触マスク法は表
面が三次元の性質をもつので実質的に不可能である。パ
ターン補償によりこの問題を緩和できるが、それでもエ
ツジの形成が甘くなる。さらに、露出時間の長い標準光
源を広い区域にわたって用いることはできない。たとえ
ばｓ ｏ ｏｗまたは１ｋＷの固定光源で広い区域を露
出するには数分かかる。
三次元配線板の尖端、突端、突起などはどのような方法
をとってもレジスト材料で被覆するのが容易でない。ス
プレーしたレジストでもこの用途にはうまくいかない。
をとってもレジスト材料で被覆するのが容易でない。ス
プレーしたレジストでもこの用途にはうまくいかない。
さらに、レジストのフィルム、たとえばＲＩＳＴＯＮ（
登録商標）をこのような三次元配線板にロール積層する
ことはできない。その上、厚さが約０．７ミル（−約１
８μｍ）以下のレジストフィルムは容易に入手できない
。
登録商標）をこのような三次元配線板にロール積層する
ことはできない。その上、厚さが約０．７ミル（−約１
８μｍ）以下のレジストフィルムは容易に入手できない
。
さらに、レーザーを正確に照射できるレジストはない。
ここで考慮しているケースでは、はとんどの場合表面仕
上を被覆するだけでも２〜３ミル（５０〜７５μｍ）の
レジスト厚みが必要である。
上を被覆するだけでも２〜３ミル（５０〜７５μｍ）の
レジスト厚みが必要である。
この程度の厚みで、たとえばエキシマ・レーザーのよう
な装置と組合せて使用できる普通のレジストはまったく
知られていない。さらに、薄いレジストを現像前に除去
される透明な連続担体、たとえばＲＩ ５ＴＯＮで支持
して厚いレジストの外観を得るという着想もうまくゆか
ない。レジスト層とこれに重なる層との相互の溶解性の
ために混じり合ってしまうからである。
な装置と組合せて使用できる普通のレジストはまったく
知られていない。さらに、薄いレジストを現像前に除去
される透明な連続担体、たとえばＲＩ ５ＴＯＮで支持
して厚いレジストの外観を得るという着想もうまくゆか
ない。レジスト層とこれに重なる層との相互の溶解性の
ために混じり合ってしまうからである。
前述したように、本発明で考慮しているもう一つの問題
は、ポリマー基板、たとえばＵＬＴＥＭ（登録商標）な
どのポリエーテルイミドからなる基板中に充填材が含ま
れるためコーティングが困難になることである。この点
と内部モールド仕上からくる凹凸とが相まって、製品表
面仕上にむらがでる。しかし、種々の「前処理」を用い
て接着性を高めている。それにもかかわらず、充填材は
どうしても表面を極めて粗くする。普通のレジストでは
このような表面を被覆することができない。
は、ポリマー基板、たとえばＵＬＴＥＭ（登録商標）な
どのポリエーテルイミドからなる基板中に充填材が含ま
れるためコーティングが困難になることである。この点
と内部モールド仕上からくる凹凸とが相まって、製品表
面仕上にむらがでる。しかし、種々の「前処理」を用い
て接着性を高めている。それにもかかわらず、充填材は
どうしても表面を極めて粗くする。普通のレジストでは
このような表面を被覆することができない。
普通のレジストは尖端や角などに適合できず、空白区域
が残る。
が残る。
微細な線と間隔を画定するためには、十分に平行な光源
、良好なマスク、良好な薄いレジストが必要である。レ
ジスト厚みと関連したアスペクト比と線および区域の細
部の解像能力との間には密接な関係がある。具体的には
、レジストが薄ければ薄いほど、細かい線の解像能力は
大きくなる。
、良好なマスク、良好な薄いレジストが必要である。レ
ジスト厚みと関連したアスペクト比と線および区域の細
部の解像能力との間には密接な関係がある。具体的には
、レジストが薄ければ薄いほど、細かい線の解像能力は
大きくなる。
しかし、レジストが厚ければ厚いほど、光源はより正確
かつ精密でなければならない。さらに、光源はレジスト
に所望の変化（ここでは脱離）を生じるのに十分高い単
位面積当りのエネルギー密度を発生する必要がある。光
源の周波数も、レジストがその周波数で吸収性になるも
のでなければならない。その上、使用するマスクは、必
要な周波数でのレーザー光衝撃に、その構造やパターン
を劣化することなく耐えることができなければならない
。
かつ精密でなければならない。さらに、光源はレジスト
に所望の変化（ここでは脱離）を生じるのに十分高い単
位面積当りのエネルギー密度を発生する必要がある。光
源の周波数も、レジストがその周波数で吸収性になるも
のでなければならない。その上、使用するマスクは、必
要な周波数でのレーザー光衝撃に、その構造やパターン
を劣化することなく耐えることができなければならない
。
半導体業界で通常用いられているホトレジストはエキシ
マ・レーザー周波数およびエネルギーで相当吸収性なの
で、適性な露出量が得られない。
マ・レーザー周波数およびエネルギーで相当吸収性なの
で、適性な露出量が得られない。
また、スルーホールが存在する場合はいつでもポジ形レ
ジストが望ましい。具体的に説明すると、ネガ形レジス
ト材料がスルーホール内で乾固すると、その穴にはレー
ザーを当てることができない。
ジストが望ましい。具体的に説明すると、ネガ形レジス
ト材料がスルーホール内で乾固すると、その穴にはレー
ザーを当てることができない。
穴は代表的には深さ約０．１インチ（１００ミル）で、
最初の１ミクロン（０，０４ミル）で吸収が９９．９９
％になるからである。加工中にレジストが消失し、めっ
きされたスルーホールがエツチング工程で破懐される。
最初の１ミクロン（０，０４ミル）で吸収が９９．９９
％になるからである。加工中にレジストが消失し、めっ
きされたスルーホールがエツチング工程で破懐される。
しかし、ポジ形レジストはいわゆる連鎖切断レジストで
あり、この問題を生じない。
あり、この問題を生じない。
上述した問題すべてにより、微細な線および貫通接続穴
を有する三次元部品を商業生産レベルでつくることはほ
とんど不可能であった。
を有する三次元部品を商業生産レベルでつくることはほ
とんど不可能であった。
発明の概要
本発明の好適な実施態様によれば、二層レジスト構造は
、剥離可能な光吸収性ポリマーまたはレジストの薄い下
層と、この上に設けた実質的に透明な祠料の厚い上層と
を含む。パターン化すべき導電材料がポリエーテルイミ
ドからなる基板の上に設けられている場合、下層をポリ
スルホン類から形成するのが好ましい。下側の支持基板
が比較的不活性な材料、たとえばセラミックからなる場
合には、下層材料の選択は著しく自由になり、ポリイミ
ド、ポリアミドおよびポリカーボネート類を使用できる
。上層は、ＵＶ透過性ポリマー、たとえばポリカーボネ
ート、ポリメチルメタクリレト（ＰＭＭＡ）およびポリ
エチルメタクリレート（ＰＥＭＡ）および同様の紫外線
透過性材料からなる群から選択した材料から形成するの
が好ましい。さらに、本発明の好適な実施態様では、上
層と下層とが互いに溶解性が異なり、上下の層が混り合
わない、すなわち上層と下層との間に明確な均一な境界
がある。これにより、レジスト番システムが高解像度の
ラインパターンを形成する能力が高くなる。本発明のし
′シストΦシステムはＵＬＴＥＭポリマー樹脂などのポ
リエーテルイミドからなる基板に設けた導電パターン、
特に銅パターンをパターン形成する場合に特に適当であ
るが、他の基板および導電材料にも適用できる。しかし
、これらの層を剥しとるのに用いる材料が下側の基板に
有意な悪影響を与えないことも必要である。
、剥離可能な光吸収性ポリマーまたはレジストの薄い下
層と、この上に設けた実質的に透明な祠料の厚い上層と
を含む。パターン化すべき導電材料がポリエーテルイミ
ドからなる基板の上に設けられている場合、下層をポリ
スルホン類から形成するのが好ましい。下側の支持基板
が比較的不活性な材料、たとえばセラミックからなる場
合には、下層材料の選択は著しく自由になり、ポリイミ
ド、ポリアミドおよびポリカーボネート類を使用できる
。上層は、ＵＶ透過性ポリマー、たとえばポリカーボネ
ート、ポリメチルメタクリレト（ＰＭＭＡ）およびポリ
エチルメタクリレート（ＰＥＭＡ）および同様の紫外線
透過性材料からなる群から選択した材料から形成するの
が好ましい。さらに、本発明の好適な実施態様では、上
層と下層とが互いに溶解性が異なり、上下の層が混り合
わない、すなわち上層と下層との間に明確な均一な境界
がある。これにより、レジスト番システムが高解像度の
ラインパターンを形成する能力が高くなる。本発明のし
′シストΦシステムはＵＬＴＥＭポリマー樹脂などのポ
リエーテルイミドからなる基板に設けた導電パターン、
特に銅パターンをパターン形成する場合に特に適当であ
るが、他の基板および導電材料にも適用できる。しかし
、これらの層を剥しとるのに用いる材料が下側の基板に
有意な悪影響を与えないことも必要である。
しかし、上層と下層を異なる材料から形成するか、少な
くとも類似の材料だが処理により光吸収性を相違させた
材料から形成し、下層を脱離または剥離除去でき、この
脱離の爆発作用により上層を簡単に吹きとばし得ること
が必要である。
くとも類似の材料だが処理により光吸収性を相違させた
材料から形成し、下層を脱離または剥離除去でき、この
脱離の爆発作用により上層を簡単に吹きとばし得ること
が必要である。
したがって、本発明の導電性パターンのホトパターニン
グ方法においては、まず導電層を設けた基板の上に脱離
可能な光吸収性ポリマーの薄い層をこのポリマー材料が
導電層と接触するように設層する。次に、実質的に透明
な材料の厚い層を下側の薄いポリマー層の上に設層する
。勿論、光吸収性と透明は同一周波数範囲に関して規定
する。
グ方法においては、まず導電層を設けた基板の上に脱離
可能な光吸収性ポリマーの薄い層をこのポリマー材料が
導電層と接触するように設層する。次に、実質的に透明
な材料の厚い層を下側の薄いポリマー層の上に設層する
。勿論、光吸収性と透明は同一周波数範囲に関して規定
する。
次に、レーザーエネルギーの入射ビームを厚い層を通し
て照射し、レジスト層を剥離させ、それと同時に剥離さ
れるレジスト層の真上の厚い層を除去する。この後、露
出した鋼または導電性金属パターンをエツチングするこ
とができる。あるいはまた、露出した導体を電気めっき
法によりもっと肉厚にし、しかる後ポリマーおよび厚い
上層を除去し、得られた加工品をエツチングし導電材料
をそれを肉厚にしておいた所にだけ残してもよい。
て照射し、レジスト層を剥離させ、それと同時に剥離さ
れるレジスト層の真上の厚い層を除去する。この後、露
出した鋼または導電性金属パターンをエツチングするこ
とができる。あるいはまた、露出した導体を電気めっき
法によりもっと肉厚にし、しかる後ポリマーおよび厚い
上層を除去し、得られた加工品をエツチングし導電材料
をそれを肉厚にしておいた所にだけ残してもよい。
この場合、上層を用いると側壁の垂直性がよく良好なア
スペクト比を有する厚い導電パターンが一層容易に得ら
れる。
スペクト比を有する厚い導電パターンが一層容易に得ら
れる。
なお、剥離性レジストの薄い層を単独で用いても所望の
結果を達成することはできない。特に、三次元パターン
形成の問題では、レジストだけでは、非常に厚くしない
限り下側の導電層のマスクとして有効に機能し得ない。
結果を達成することはできない。特に、三次元パターン
形成の問題では、レジストだけでは、非常に厚くしない
限り下側の導電層のマスクとして有効に機能し得ない。
厚くすると、その脱離により生じる破片やすすが有害と
なり、本方法が実施できなくなる。破片やすすがすでに
露出されている導電表面に着床したり、マスクを被覆し
最終的にはそのパターニング特性を変えたりしがちだか
らである。
なり、本方法が実施できなくなる。破片やすすがすでに
露出されている導電表面に着床したり、マスクを被覆し
最終的にはそのパターニング特性を変えたりしがちだか
らである。
さらに注目すべきこととして、本発明の方法は紫外領域
で作動するエキシマ・レーザーを用いて行なうのが好ま
しく、また厚い上層の厚みを通常脱離可能な下層の厚み
の約１０倍とする。また、本発明は非接触マスク配置を
用いて実施するのが好ましい。一方、接触マスク配置は
、破片除去の問題があるので、本発明には通常使用でき
ない。
で作動するエキシマ・レーザーを用いて行なうのが好ま
しく、また厚い上層の厚みを通常脱離可能な下層の厚み
の約１０倍とする。また、本発明は非接触マスク配置を
用いて実施するのが好ましい。一方、接触マスク配置は
、破片除去の問題があるので、本発明には通常使用でき
ない。
特に稜などを有する三次元基板の場合、接触マスク・シ
ステムは実質的に不可能であり、実際実施できない。さ
らに、本発明では、破片を除去する真空吸引装置を剥離
位置付近で作動させて破片やすすのとび散りを防ぐのが
好ましい。
ステムは実質的に不可能であり、実際実施できない。さ
らに、本発明では、破片を除去する真空吸引装置を剥離
位置付近で作動させて破片やすすのとび散りを防ぐのが
好ましい。
したがって、本発明の目的は、成形その他の方法で作製
した部品から三次元のプリント配線板を、エキシマ・レ
ーザーのような高度に平行（コリメーション）な光源を
用いて製造することのできる、レジストおよびパターン
形成方法を提供することにある。
した部品から三次元のプリント配線板を、エキシマ・レ
ーザーのような高度に平行（コリメーション）な光源を
用いて製造することのできる、レジストおよびパターン
形成方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、粗面の配線板をエキシマ・レーザ
ー光で直接パターン形成でき、しかも配線板上に微細な
解像度のパターンを形成できる二層レジスト・システム
を提供することにある。
ー光で直接パターン形成でき、しかも配線板上に微細な
解像度のパターンを形成できる二層レジスト・システム
を提供することにある。
本発明の他の目的は、他のレジスト関連製品、タトえば
半導体ウェーハの製造および金属部品などの模様付けに
有用な二層レジスト・システムを提供することにある。
半導体ウェーハの製造および金属部品などの模様付けに
有用な二層レジスト・システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、片方を他方の上に堆積しても混り
合った層が生成しないという意味で両立する下層材料と
上層材料とを選択することによって、支持基板の上に高
い解像度の導電性パターンを生成することにある。
合った層が生成しないという意味で両立する下層材料と
上層材料とを選択することによって、支持基板の上に高
い解像度の導電性パターンを生成することにある。
本発明の他の目的は、パターン化すべき導電材料を設け
た支持基板を攻撃しない溶剤により除去できる下層材料
および上層材料を選択することによって、現像の必要な
しに迅速にパターン形成することにある。
た支持基板を攻撃しない溶剤により除去できる下層材料
および上層材料を選択することによって、現像の必要な
しに迅速にパターン形成することにある。
本発明の他の目的は、厚さ変動、乾燥および加工条件に
対する許容度が極めて高く、しかも下側の支持基板を溶
解したり傷つけたりすることなく容易に除去できるレジ
スト・システムを提供することにある。
対する許容度が極めて高く、しかも下側の支持基板を溶
解したり傷つけたりすることなく容易に除去できるレジ
スト・システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、剥離工程で生じる灰、煤、破片を
除去することにある。
除去することにある。
本発明の他の目的は、入射レーザービームからの露出量
が最小ですむレジスト・システムを提供することにある
。このことは、ビームエネルギーを吸収する下層を、下
層をマスクし遮蔽し、支持基板に有害作用を与えること
なく除去できる透明な第二層と比べて薄くすることによ
って達成される。
が最小ですむレジスト・システムを提供することにある
。このことは、ビームエネルギーを吸収する下層を、下
層をマスクし遮蔽し、支持基板に有害作用を与えること
なく除去できる透明な第二層と比べて薄くすることによ
って達成される。
具体的構成
本発明の構成とその実施方法がよく理解できるように、
以下に本発明を添付の図面に示す実施例について詳述す
る。
以下に本発明を添付の図面に示す実施例について詳述す
る。
第１図は、本発明に従って加工する加工品２０の一部を
示す縦断面図である。基板ｌＯはその上に導電層１２が
設けられ、たとえば、プリント配線板の基板として用い
るのに特に有利で、成形の容易なポリマー材料から形成
するのがよい。基板１０は、たとえばＵＬＴＥＭ （登
録商標）ポリマー樹脂からなる材料で構成され、強度を
増すためにガラス繊維などの充填材を含有するのも好ま
しい。添加するガラス繊維としては、長さが直径の約１
０倍のものが代表的である。このような充填材を添加す
ると、強度の点では望ましいものの、表面粗さが増加す
る。また注意すべきこととして、代表的には銅などの材
料からなる導電層１２にパターン形成する過程で、基板
１０が導電層１２のパターン形成の際に損傷されないこ
と、そして後述する上層１６が導体エツチング液により
劣化されないことが、特に望ましい。
示す縦断面図である。基板ｌＯはその上に導電層１２が
設けられ、たとえば、プリント配線板の基板として用い
るのに特に有利で、成形の容易なポリマー材料から形成
するのがよい。基板１０は、たとえばＵＬＴＥＭ （登
録商標）ポリマー樹脂からなる材料で構成され、強度を
増すためにガラス繊維などの充填材を含有するのも好ま
しい。添加するガラス繊維としては、長さが直径の約１
０倍のものが代表的である。このような充填材を添加す
ると、強度の点では望ましいものの、表面粗さが増加す
る。また注意すべきこととして、代表的には銅などの材
料からなる導電層１２にパターン形成する過程で、基板
１０が導電層１２のパターン形成の際に損傷されないこ
と、そして後述する上層１６が導体エツチング液により
劣化されないことが、特に望ましい。
回路板製造法によっては、特に繊維状充填材を用イる製
造法では、パラジウムによる触媒付与を行なう。しかし
、パラジウム材料はポリマー基板に繊維がつくる通路に
沿ったマイグレーションを生じやすい。パラジウム材料
は、たとえばエレクトロマイグレーションにより、通常
なら絶縁されている導電パターン間に望ましくない導電
路を形成するおそれがある。しかし、このパラジウム材
料を非導電性の化合物に変換することが可能である。こ
の方法は本発明と両立可能であり、パラジウム触媒付与
を用いる場合には望ましいが、本発明の一部を構成する
ものではない。
造法では、パラジウムによる触媒付与を行なう。しかし
、パラジウム材料はポリマー基板に繊維がつくる通路に
沿ったマイグレーションを生じやすい。パラジウム材料
は、たとえばエレクトロマイグレーションにより、通常
なら絶縁されている導電パターン間に望ましくない導電
路を形成するおそれがある。しかし、このパラジウム材
料を非導電性の化合物に変換することが可能である。こ
の方法は本発明と両立可能であり、パラジウム触媒付与
を用いる場合には望ましいが、本発明の一部を構成する
ものではない。
本発明を実施する際には、第１図に示すように、導体被
覆の基板１０の上に二重層レジスト構造が設けられてい
る。第−層、すなわち下層１４は剥離可能な光吸収性材
料の薄い層からなる。特に、下側の基板がポリエーテル
イミド、たとえばＵＬＴＥＭ （登録商標）ポリマー樹
脂からなる場合、下層１４をポリスルホンから形成する
のが好ましい。この下層は厚さが約０．１〜１０μｍで
あるのが好ましい。レジスト・システムは実質的に透明
な材料の厚い上層１６も含む。特に、本発明の好適な実
施例では、上層１６がエキシマ・レーザーが発生する紫
外領域の光に対して透明で、下層１４がこの周波数領域
で吸収性を示し、したがって下層が剥離可能となるのが
望ましい。上層１６は厚さが約１〜１００μｍであるの
が好ましい。
覆の基板１０の上に二重層レジスト構造が設けられてい
る。第−層、すなわち下層１４は剥離可能な光吸収性材
料の薄い層からなる。特に、下側の基板がポリエーテル
イミド、たとえばＵＬＴＥＭ （登録商標）ポリマー樹
脂からなる場合、下層１４をポリスルホンから形成する
のが好ましい。この下層は厚さが約０．１〜１０μｍで
あるのが好ましい。レジスト・システムは実質的に透明
な材料の厚い上層１６も含む。特に、本発明の好適な実
施例では、上層１６がエキシマ・レーザーが発生する紫
外領域の光に対して透明で、下層１４がこの周波数領域
で吸収性を示し、したがって下層が剥離可能となるのが
望ましい。上層１６は厚さが約１〜１００μｍであるの
が好ましい。
本発明の実施にあたっては、剥離工程で、下層１４を剥
離し、上層１６を吹きとばす。下層１４と上層１６との
溶解性を異なるようにし、下層材料に上層材料を用いて
も上下の層がまじり合わないようにするのも望ましい。
離し、上層１６を吹きとばす。下層１４と上層１６との
溶解性を異なるようにし、下層材料に上層材料を用いて
も上下の層がまじり合わないようにするのも望ましい。
第２図は、本発明をここで説明するレジスト・システム
のパターン形成に適用する方法の一例を示す。具体的に
は、たとえばエキシマ・レーザーからのパルス状レーザ
ービームを石英ガラス製ビーム集束レンズ２６で集束し
、得られるビーム３０をマスク２４を通過させ、Ｘ−Ｙ
位置決めテーブル２２に裁置した加工品２０に当てる。
のパターン形成に適用する方法の一例を示す。具体的に
は、たとえばエキシマ・レーザーからのパルス状レーザ
ービームを石英ガラス製ビーム集束レンズ２６で集束し
、得られるビーム３０をマスク２４を通過させ、Ｘ−Ｙ
位置決めテーブル２２に裁置した加工品２０に当てる。
第２図程度の拡大図では図示できないが、この加工品２
０には第１図から明らかなように上述の二層レジスト・
システムが設けられている。
０には第１図から明らかなように上述の二層レジスト・
システムが設けられている。
第２図にはレーザーで発生した光を集束するレンズ系を
示したが、本発明の実施にあたってレンズ配列は必要で
はない。レーザーが十分に強力であれば、集束機構は不
要である。しかし、強力なレーザーは通常高価である。
示したが、本発明の実施にあたってレンズ配列は必要で
はない。レーザーが十分に強力であれば、集束機構は不
要である。しかし、強力なレーザーは通常高価である。
従って、本発明の二層レジスト・システムに集束光学系
を組合せて用いるのがよいこともある。さらにビームを
表面上で左右に振って所望の領域をカバーすることがで
きる。だから、特に光学的なビーム走査機構を用いる場
合には、Ｘ−Ｙ位置決めテーブルは用いても用いなくて
もよい。重要なのは、ビームと加工品とが相対的に移動
することである。また、導体パターン形成に望まれる解
像度によっては、マスク自体も任意である。
を組合せて用いるのがよいこともある。さらにビームを
表面上で左右に振って所望の領域をカバーすることがで
きる。だから、特に光学的なビーム走査機構を用いる場
合には、Ｘ−Ｙ位置決めテーブルは用いても用いなくて
もよい。重要なのは、ビームと加工品とが相対的に移動
することである。また、導体パターン形成に望まれる解
像度によっては、マスク自体も任意である。
マスク自体に関しては、放射線ビームのエネルギー密度
が高いので、特別な考慮を払う必要がある。特に、マス
クを石英ガラス基板から構成し、その上に吸収性金属で
はなく、反射性金属の所望のパターンを設けるのが好ま
しい。この目的に望ましい金属にはアルミニウムおよび
銀がある。誘電体被膜を設けることもできるが、適用す
るのが難しく高価である。アルミニウムマスクを使用し
、これが適当であることを確かめた。一実施例では、マ
スクを厚さ約１００ミルの石英ガラス基板から構成した
。この石英ガラス基板に、厚さ約１００θ人のチタンの
パターン化層を設けた。チタンはその上の反射性金属層
の接着性を高める。パターン化されたチタン層の上にア
ルミニウムの層を厚さ約２５．０００人に設ける。この
ようなマスクは、パターン化層を加工品より光源側に配
置して使用する必要がある。こうすれば、マスクの上に
付着することのあるごみなどを、デリケートなパターン
層に物理的に接触することなく、簡単にぬぐい去ること
ができる。
が高いので、特別な考慮を払う必要がある。特に、マス
クを石英ガラス基板から構成し、その上に吸収性金属で
はなく、反射性金属の所望のパターンを設けるのが好ま
しい。この目的に望ましい金属にはアルミニウムおよび
銀がある。誘電体被膜を設けることもできるが、適用す
るのが難しく高価である。アルミニウムマスクを使用し
、これが適当であることを確かめた。一実施例では、マ
スクを厚さ約１００ミルの石英ガラス基板から構成した
。この石英ガラス基板に、厚さ約１００θ人のチタンの
パターン化層を設けた。チタンはその上の反射性金属層
の接着性を高める。パターン化されたチタン層の上にア
ルミニウムの層を厚さ約２５．０００人に設ける。この
ようなマスクは、パターン化層を加工品より光源側に配
置して使用する必要がある。こうすれば、マスクの上に
付着することのあるごみなどを、デリケートなパターン
層に物理的に接触することなく、簡単にぬぐい去ること
ができる。
本食明に用いるのに特に適切なマスクは下記のように製
造することができる。石英ガラス基板を５０％の濃硫酸
と５０％の過酸化水素または他の酸化剤との混合液で完
全に清浄化する。５０％の濃硫酸と５０％の過酸化水素
との混合液の場合、溶液濃度的３０％で浸漬時間約２０
分が適切であることを確かめた。この浸漬期間中に、溶
液が活発に作用し、有機汚染物を除去するのに特に有効
である。次に石英ガラス基板を完全に水に浸漬し、標準
ＶＬＳＩプレート洗浄機に通して処理する。
造することができる。石英ガラス基板を５０％の濃硫酸
と５０％の過酸化水素または他の酸化剤との混合液で完
全に清浄化する。５０％の濃硫酸と５０％の過酸化水素
との混合液の場合、溶液濃度的３０％で浸漬時間約２０
分が適切であることを確かめた。この浸漬期間中に、溶
液が活発に作用し、有機汚染物を除去するのに特に有効
である。次に石英ガラス基板を完全に水に浸漬し、標準
ＶＬＳＩプレート洗浄機に通して処理する。
清浄にし水洗し終った基板を次に温度約５０°Ｃの真空
装置に２時間入れる。この時間は良好な結果を得るのに
最低限必要なようである。次に、石英ガラス基板の上に
チタンの薄層を、たとえば電子ビーム蒸着によって設け
る。チタン層を厚さ約１０００人とするのが好ましい。
装置に２時間入れる。この時間は良好な結果を得るのに
最低限必要なようである。次に、石英ガラス基板の上に
チタンの薄層を、たとえば電子ビーム蒸着によって設け
る。チタン層を厚さ約１０００人とするのが好ましい。
チタンが石英材料への接着性を改善するのに特に望まし
いことを確かめた。つぎに反射性金属層を設層する。こ
の目的にはアルミニウムまたは銀が有効である。たとえ
ば、−例では厚さ約２５，０００人のアルミニウム層を
使用した。つぎに反射性金属層とチタン層に標準的なホ
トリソグラフィ法でパターン形成する。一般に、反射性
金属層は厚さ約２０．０００〜２５，０００人とするの
が好ましい。
いことを確かめた。つぎに反射性金属層を設層する。こ
の目的にはアルミニウムまたは銀が有効である。たとえ
ば、−例では厚さ約２５，０００人のアルミニウム層を
使用した。つぎに反射性金属層とチタン層に標準的なホ
トリソグラフィ法でパターン形成する。一般に、反射性
金属層は厚さ約２０．０００〜２５，０００人とするの
が好ましい。
第３図は、第２図の全体図に対して、本発明の作用の細
部を示す。第４図は第３図と同様であるが、下層１４の
剥離時およびその後の厚い層１６の「吹きとばし」の際
に生じる破片（屑）を除去するための真空吸引装置２７
が図示しである。なお、厚い層目体に剥離性材料を用い
るのは、ここで説明している三次元部品にパターン形成
の問題を解決するのに適当ではない。具体的に述べると
、レジスト材料の厚い層を剥離することにより生じる破
片やすすが実際上パターン形成工程に有害であることが
明らかである。しかし、本発明の作用では、上層１６を
剥離するのではなく、吹きとばす。すなわち、光吸収性
層１４の剥離により生じるガスにより上層１６をもちあ
げる。図示の破片除去手段は真空装置であるが、あまり
望ましくはないものの、破片やすすを剥離位置から吹き
とばすことも可能である。吹きとばして−様うまくいく
が、破片やすすを所望のレベルに抑えることはできない
。かかる制御は真空装置で行なうのか最良である。特に
、本発明の確認のために行なった実験では、入射レーザ
ービームを部分的に包囲する特別設計の真空ノズルを使
用し、破片の問題を最小限に抑えることができた。
部を示す。第４図は第３図と同様であるが、下層１４の
剥離時およびその後の厚い層１６の「吹きとばし」の際
に生じる破片（屑）を除去するための真空吸引装置２７
が図示しである。なお、厚い層目体に剥離性材料を用い
るのは、ここで説明している三次元部品にパターン形成
の問題を解決するのに適当ではない。具体的に述べると
、レジスト材料の厚い層を剥離することにより生じる破
片やすすが実際上パターン形成工程に有害であることが
明らかである。しかし、本発明の作用では、上層１６を
剥離するのではなく、吹きとばす。すなわち、光吸収性
層１４の剥離により生じるガスにより上層１６をもちあ
げる。図示の破片除去手段は真空装置であるが、あまり
望ましくはないものの、破片やすすを剥離位置から吹き
とばすことも可能である。吹きとばして−様うまくいく
が、破片やすすを所望のレベルに抑えることはできない
。かかる制御は真空装置で行なうのか最良である。特に
、本発明の確認のために行なった実験では、入射レーザ
ービームを部分的に包囲する特別設計の真空ノズルを使
用し、破片の問題を最小限に抑えることができた。
本発明によれば、ポリエーテルイミド、たとえばＵＬＴ
ＥＭ （登録商標）ポリマー樹脂からなるプリント配線
板を使用する。配線板にパラジウム触媒付与を行ない、
無電解めっきを行なって、厚さ約２５μｍの銅の表面被
膜を設ける。前述したように、「パラジウム・キル」処
理を行なって、パラジウム触媒付与に伴って起こり得る
短絡作用を軽減する。このようなプリント配線板を次に
焼成して接着性を高めると、これでレジスト堆積の容易
が整のったことになる。しかし、焼成により銅の上に生
じた曇りを、標準的なプリント配線板クリーニング法に
従ってスクラップクリーナＮｏ、１１ （Ｓｃｒｕｂ
Ｃ１ｅａｎｅｒ Ｎｏ、ｌｌ、米国、マサチューセッツ
州所在のシラプレー社５ｈｆｐｌｅｙ Ｃｏｆｆ１ｐａ
ｎｙ製）とブラシを用いてこすり落すのが好ましい。
ＥＭ （登録商標）ポリマー樹脂からなるプリント配線
板を使用する。配線板にパラジウム触媒付与を行ない、
無電解めっきを行なって、厚さ約２５μｍの銅の表面被
膜を設ける。前述したように、「パラジウム・キル」処
理を行なって、パラジウム触媒付与に伴って起こり得る
短絡作用を軽減する。このようなプリント配線板を次に
焼成して接着性を高めると、これでレジスト堆積の容易
が整のったことになる。しかし、焼成により銅の上に生
じた曇りを、標準的なプリント配線板クリーニング法に
従ってスクラップクリーナＮｏ、１１ （Ｓｃｒｕｂ
Ｃ１ｅａｎｅｒ Ｎｏ、ｌｌ、米国、マサチューセッツ
州所在のシラプレー社５ｈｆｐｌｅｙ Ｃｏｆｆ１ｐａ
ｎｙ製）とブラシを用いてこすり落すのが好ましい。
このような配線板をつぎに水洗し、メタノールに浸漬し
、スピン乾燥し、次いで炉乾燥する。次に部品にポリス
ルホンと０−ジクロロベンゼンとの混合液をスプレー塗
布する。実際には、２．５％ＵＤＥＬ （登録商標）１
７００ポリスルホンの混合液（アモコ化学社Ａｍｏｃｏ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）を使用した。
、スピン乾燥し、次いで炉乾燥する。次に部品にポリス
ルホンと０−ジクロロベンゼンとの混合液をスプレー塗
布する。実際には、２．５％ＵＤＥＬ （登録商標）１
７００ポリスルホンの混合液（アモコ化学社Ａｍｏｃｏ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）を使用した。
次に、部品を室温で約５分間空気乾燥してから、温度１
４０℃の炉に５分間入れた。
４０℃の炉に５分間入れた。
その後部品を室温まで冷却する。ポリスルホンは、メチ
ルメタクリレート材料、たとえばクライロン（ＫＲＹＬ
ＯＮ （登録商標）、デュポン社Ｅ、１．ＤｕＰｏｎｔ
ｄｅ Ｎｕｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製に対して、
溶解性が相互に異なる結果として、すくなくとも部分的
に不活性である。この段階で加工品は、本発明の厚い上
層のレジスト・システムを設層する用意が整のっている
。上層はスプレー法のみまたは浸漬法とスプレー法とを
組み合せて塗布することができ、こうしてめっきしたス
ルーホールがあったとしてもそれを完全にふさぐ。本実
施例で用いた加工品は実際めっきしたスルーホールがあ
るものであった。浸漬バットに２０重量％ＫＲＹＬＯＮ
（登録商標）のメタノール溶液を使用した。ここで使
用したＫＲＹＬＯＮは、ボーデン社（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃ
ｏｌｌ１ｐａｎｙ）の製品であるクライロン・クリア１
５０（ＫＲＹ Ｌ ＯＮ Ｃ１ｅａｒ−１５０）であ
る。加工品を浸漬バットに浸漬し揺動して、スルーホー
ルに気泡を残さないようにした。加工品をゆっくり、３
インチの加工品で約１０インチ／秒の速度で取り出した
。こうして部品をわきに置いて均一に乾燥し、そしてラ
ックに入れ室温で約５分間乾燥した。さらに部品に別の
クライロン・クリア１５０溶液を重ねスプレー塗布した
。なお、相異なる光透過性と溶解性が保たれるならば、
紫外線透過性被膜はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ） 、ポリエチルメタクリレート（ＰＥＭＡ）その地
回を用いてもよい。ポリメチルメタクリレートは、アル
ドリッチ化学社（Ａｌｄｒｌｅｈ ＣｈｅＩＩｌｉｃａ
ｌ Ｃｏｆｆ１ｐａｎｙ）をはじめとして多社から入手
できる汎用ポリマーである。
ルメタクリレート材料、たとえばクライロン（ＫＲＹＬ
ＯＮ （登録商標）、デュポン社Ｅ、１．ＤｕＰｏｎｔ
ｄｅ Ｎｕｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙ製に対して、
溶解性が相互に異なる結果として、すくなくとも部分的
に不活性である。この段階で加工品は、本発明の厚い上
層のレジスト・システムを設層する用意が整のっている
。上層はスプレー法のみまたは浸漬法とスプレー法とを
組み合せて塗布することができ、こうしてめっきしたス
ルーホールがあったとしてもそれを完全にふさぐ。本実
施例で用いた加工品は実際めっきしたスルーホールがあ
るものであった。浸漬バットに２０重量％ＫＲＹＬＯＮ
（登録商標）のメタノール溶液を使用した。ここで使
用したＫＲＹＬＯＮは、ボーデン社（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃ
ｏｌｌ１ｐａｎｙ）の製品であるクライロン・クリア１
５０（ＫＲＹ Ｌ ＯＮ Ｃ１ｅａｒ−１５０）であ
る。加工品を浸漬バットに浸漬し揺動して、スルーホー
ルに気泡を残さないようにした。加工品をゆっくり、３
インチの加工品で約１０インチ／秒の速度で取り出した
。こうして部品をわきに置いて均一に乾燥し、そしてラ
ックに入れ室温で約５分間乾燥した。さらに部品に別の
クライロン・クリア１５０溶液を重ねスプレー塗布した
。なお、相異なる光透過性と溶解性が保たれるならば、
紫外線透過性被膜はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ） 、ポリエチルメタクリレート（ＰＥＭＡ）その地
回を用いてもよい。ポリメチルメタクリレートは、アル
ドリッチ化学社（Ａｌｄｒｌｅｈ ＣｈｅＩＩｌｉｃａ
ｌ Ｃｏｆｆ１ｐａｎｙ）をはじめとして多社から入手
できる汎用ポリマーである。
本発明に従って実施した一実施例では、クライロン重ね
スプレー層は、４００ｇのＫＲＹＬＯＮ−１５０，１７
５ｇのトルエン、１２５ｇのキシレンおよび５０滴のＢ
Ｅ−１７３（流れ調整剤、米国イリノイ州所在のナズグ
ー社（Ｎａｚｄａｒ Ｃｏｒｐ。
スプレー層は、４００ｇのＫＲＹＬＯＮ−１５０，１７
５ｇのトルエン、１２５ｇのキシレンおよび５０滴のＢ
Ｅ−１７３（流れ調整剤、米国イリノイ州所在のナズグ
ー社（Ｎａｚｄａｒ Ｃｏｒｐ。
ｒａｔ ｔｏｎ製））の混合液から形成した。両面にス
プレー塗布した後、加工品を室温で約５分間乾燥し、温
度５０℃で５分間、温度９０℃で１０分間、さらに温度
１６０℃で３０分間乾燥し、そして最後に室温に冷却し
た。相互の溶解性が相違するので、ＫＲＹＬＯＮの上層
はＵＤＥＬポリスルホン層の上に乾固するだけで、下層
を乱さない。
プレー塗布した後、加工品を室温で約５分間乾燥し、温
度５０℃で５分間、温度９０℃で１０分間、さらに温度
１６０℃で３０分間乾燥し、そして最後に室温に冷却し
た。相互の溶解性が相違するので、ＫＲＹＬＯＮの上層
はＵＤＥＬポリスルホン層の上に乾固するだけで、下層
を乱さない。
この段階で、加工品は集束レーザービームまたはもっと
強力な非集束レーザービームによる剥離の用意ができて
いる。平行度（コリメーション）を高め発散を最小にす
るための非安定光学系を併用して、波長３０ｎｆｆｌの
集束エキシマ・レーザーを用いた。具体的には、ｌＸ２
ｃｍの矩形ビームを１８０ミリジユールにてパルス速度
８０Ｈｚで発光するケスチック（Ｑｕｅｓｔｃｋ ）
２８６０レーザーを用い、これを加工品から１２０イン
チの位置で４ｍ石英ガラスレンズを通して集束してパワ
ー密度をきれいな剥離に望ましいレベルに上げた。スポ
ット寸法は約８．７ｍｍＸ４．７ｍｍであった。パター
ンマスクを所定位置に保持したプログラム可能なＸ−Ｙ
位置決めテーブルを使用した。プログラム可能な位置決
めテーブルによりマスクと加工品を保持した。真空粒子
除去装置を実際の剥離位置のすぐ近くに静置した。敏感
な三次元区域の上を２回通過させてきれいな剥離を確実
にした。加工品を走査したところ、エキシマ・レーザー
ビームにより銅を残したい区域を除いてすべてのレジス
トが選択的に剥離除去された（少なくとも１実施例で）
。
強力な非集束レーザービームによる剥離の用意ができて
いる。平行度（コリメーション）を高め発散を最小にす
るための非安定光学系を併用して、波長３０ｎｆｆｌの
集束エキシマ・レーザーを用いた。具体的には、ｌＸ２
ｃｍの矩形ビームを１８０ミリジユールにてパルス速度
８０Ｈｚで発光するケスチック（Ｑｕｅｓｔｃｋ ）
２８６０レーザーを用い、これを加工品から１２０イン
チの位置で４ｍ石英ガラスレンズを通して集束してパワ
ー密度をきれいな剥離に望ましいレベルに上げた。スポ
ット寸法は約８．７ｍｍＸ４．７ｍｍであった。パター
ンマスクを所定位置に保持したプログラム可能なＸ−Ｙ
位置決めテーブルを使用した。プログラム可能な位置決
めテーブルによりマスクと加工品を保持した。真空粒子
除去装置を実際の剥離位置のすぐ近くに静置した。敏感
な三次元区域の上を２回通過させてきれいな剥離を確実
にした。加工品を走査したところ、エキシマ・レーザー
ビームにより銅を残したい区域を除いてすべてのレジス
トが選択的に剥離除去された（少なくとも１実施例で）
。
本発明のレジスト法は２つの異なる態様で使用できる。
具体的には、厚さ約１〜３ミクロンの薄い導電層１２を
、上述した剥離法により露出させた後、電気めっき法に
より選択的に肉盛し、その後レジスト層を除去し、エツ
チングを行なってレジストから露出されなかった薄い導
電層を除去する。これはポジティブ堆積法である。この
方法には、急な垂直壁を呈する導電パターンが得られる
利点がある。
、上述した剥離法により露出させた後、電気めっき法に
より選択的に肉盛し、その後レジスト層を除去し、エツ
チングを行なってレジストから露出されなかった薄い導
電層を除去する。これはポジティブ堆積法である。この
方法には、急な垂直壁を呈する導電パターンが得られる
利点がある。
しかし、本発明のレジストと方法をネガティブ堆積法に
適用することも可能である。この場合、露出した銅をエ
ツチングし、レジスト材料を除去し、そして所望に応じ
て、無電解めっきを選択的に行なって残りの導電パター
ンを肉盛する。選択的肉盛のための銅エツチングおよび
めっき方法は当業界で周知である。なお、ニッケルなど
の金属も導電層１２として用いることができる。
適用することも可能である。この場合、露出した銅をエ
ツチングし、レジスト材料を除去し、そして所望に応じ
て、無電解めっきを選択的に行なって残りの導電パター
ンを肉盛する。選択的肉盛のための銅エツチングおよび
めっき方法は当業界で周知である。なお、ニッケルなど
の金属も導電層１２として用いることができる。
パターン形成すべき導電層が銅であるとき、エツチング
液としては塩化第二鉄が好適である。銅の薄い基層を塩
化第二鉄浴に温度約４０″Ｃで約９０秒浸漬することに
より除去できる。
液としては塩化第二鉄が好適である。銅の薄い基層を塩
化第二鉄浴に温度約４０″Ｃで約９０秒浸漬することに
より除去できる。
導電層を支持する下側の基板がポリエーテルイミド、た
とえばＵＬＴＥＭ （登録商標）であるとき、ポリマー
またはレジストの厚い層および薄い層を除去するのに用
いる材料が基板と両立することが重要である。このこと
は、厚い層を除去するのに用いる溶剤について特にそう
である。たとえば、剥離の終った部品を温度約９０’Ｃ
で約２分間乾燥するのが好ましい。この部品を次にアセ
トンで約５分間洗い、さらにシクロヘキサノンとキシレ
ンとの５１５混合液で洗う。その後アセトンで１分間洗
うのが好ましく、しかる後アセトンスプレーを基板にか
けて２層の残留材料をすべて除去する。次に基板を乾燥
すると、たとえばプリント配線板として用い得る状態に
なっている。
とえばＵＬＴＥＭ （登録商標）であるとき、ポリマー
またはレジストの厚い層および薄い層を除去するのに用
いる材料が基板と両立することが重要である。このこと
は、厚い層を除去するのに用いる溶剤について特にそう
である。たとえば、剥離の終った部品を温度約９０’Ｃ
で約２分間乾燥するのが好ましい。この部品を次にアセ
トンで約５分間洗い、さらにシクロヘキサノンとキシレ
ンとの５１５混合液で洗う。その後アセトンで１分間洗
うのが好ましく、しかる後アセトンスプレーを基板にか
けて２層の残留材料をすべて除去する。次に基板を乾燥
すると、たとえばプリント配線板として用い得る状態に
なっている。
下側の基板が比較的不活性な材料、たとえばセラミック
であるときは、ポリスルホン層を除去するのに有用な溶
剤の範囲が広がる。この状況でポリスルホンに適当な溶
剤としては、アセトフェノン、クロロホルム、シクロヘ
キサノン、クロロベンゼン、ジメチルホルムアミド、ジ
オキサン、塩化メチレンおよびテトラヒドロフランが挙
げられる。この目的に適当な溶剤の混合物としては、ト
ルエン／シクロヘキサノン、トルエン／アセトン、キシ
レン／シクロヘキサノン、およびトルエン／アセトン／
シクロヘキサノンが挙げられる。適当な溶剤のＥｌｉｆ
ｆｉ比を下記の表１に示す。
であるときは、ポリスルホン層を除去するのに有用な溶
剤の範囲が広がる。この状況でポリスルホンに適当な溶
剤としては、アセトフェノン、クロロホルム、シクロヘ
キサノン、クロロベンゼン、ジメチルホルムアミド、ジ
オキサン、塩化メチレンおよびテトラヒドロフランが挙
げられる。この目的に適当な溶剤の混合物としては、ト
ルエン／シクロヘキサノン、トルエン／アセトン、キシ
レン／シクロヘキサノン、およびトルエン／アセトン／
シクロヘキサノンが挙げられる。適当な溶剤のＥｌｉｆ
ｆｉ比を下記の表１に示す。
へへ
べべ
も朴
ロ ロ シ ム
ロ
本発明の別の実施例では第５図に示すように、上述した
ような剥離可能な光吸収性ポリマーの薄層を導電層を有
する基板に設層する。この剥離可能なポリマーを次に、
前述した通りのレーザーとマスクを用いて、しかし厚い
上層波膜を用いずにパターン成形する。最終的に導電材
料を残したい所にある剥離可能なポリマー材料を残すよ
うに、マスクに適切にパターン形成する。この方法には
、薄層を剥離するだけなので、生じるかすが（少なくと
もこの段階では）著しく少ないという利点がある。ポジ
ティブにパターン形成した剥離可能な層を有する基板を
、ここで前述した通りの実質的に透明な材料の厚い層で
被覆し、露出した導電層とパターン化された剥離可能な
層をおおう。ここで基板に２回目のレーザー光露出を行
なう。ただし今回はマスクなしである。すると、光剥離
可能な材料の剥離により、厚い層は、初期のマスクに基
づくパターン形成工程により剥離可能な材料が除去され
た区域以外のすべての区域で除去される。
ような剥離可能な光吸収性ポリマーの薄層を導電層を有
する基板に設層する。この剥離可能なポリマーを次に、
前述した通りのレーザーとマスクを用いて、しかし厚い
上層波膜を用いずにパターン成形する。最終的に導電材
料を残したい所にある剥離可能なポリマー材料を残すよ
うに、マスクに適切にパターン形成する。この方法には
、薄層を剥離するだけなので、生じるかすが（少なくと
もこの段階では）著しく少ないという利点がある。ポジ
ティブにパターン形成した剥離可能な層を有する基板を
、ここで前述した通りの実質的に透明な材料の厚い層で
被覆し、露出した導電層とパターン化された剥離可能な
層をおおう。ここで基板に２回目のレーザー光露出を行
なう。ただし今回はマスクなしである。すると、光剥離
可能な材料の剥離により、厚い層は、初期のマスクに基
づくパターン形成工程により剥離可能な材料が除去され
た区域以外のすべての区域で除去される。
この段階で発生したかすは、剥芝工程で汚染されるマス
クがないので、はるかに容易に吹きとばすか吸いとるこ
とができる。その上、この別の方法では大型の、つまり
より強力なレーザーを用いることができる。さらに、最
初の（マスクありの）露出工程で所望のパターンを正確
に画定するため、第二レーザービームは第一レーザービ
ーム程平行にする必要がない。残っている厚い層のパタ
ーン（エツチング後に導電材料が存在する区域を規定す
る）の上に積もるかすは、この材料が本質的にエツチン
グ・レジスト（たとえば塩化第二鉄に対する）としてし
か機能しないので、問題となるよりはるかに少ない。上
層のかすも、ＵＤＥＬとＫＲＹＬＯＮとの組合せからの
混合かすよりずっと簡単に導電層から除去可能である。
クがないので、はるかに容易に吹きとばすか吸いとるこ
とができる。その上、この別の方法では大型の、つまり
より強力なレーザーを用いることができる。さらに、最
初の（マスクありの）露出工程で所望のパターンを正確
に画定するため、第二レーザービームは第一レーザービ
ーム程平行にする必要がない。残っている厚い層のパタ
ーン（エツチング後に導電材料が存在する区域を規定す
る）の上に積もるかすは、この材料が本質的にエツチン
グ・レジスト（たとえば塩化第二鉄に対する）としてし
か機能しないので、問題となるよりはるかに少ない。上
層のかすも、ＵＤＥＬとＫＲＹＬＯＮとの組合せからの
混合かすよりずっと簡単に導電層から除去可能である。
以上説明した処理工程は第５Ａ〜５Ｄ図に示しである。
以上の説明かられかるように、本発明のレジスト構造お
よび方法は三次元部品にパターン形成するのに極めて釘
利である。特に、本発明のレジスト・システムは成形性
プラスチックプリント配線阪、特に溝、稜、突起などの
構造的または設計上の要素を含む回路板を使用する上で
大きな前進となる。さらに、本発明のシステムによれば
、ポリマー材料が表面を粗くする充填材を含有する場合
でも、所望のポリマー表面に高解像度ラインを迅速にパ
ターン形成する方法が得られることが明らかである。さ
らに、本発明のシステムは前述した目的のすべてを達成
することが明らかである。
よび方法は三次元部品にパターン形成するのに極めて釘
利である。特に、本発明のレジスト・システムは成形性
プラスチックプリント配線阪、特に溝、稜、突起などの
構造的または設計上の要素を含む回路板を使用する上で
大きな前進となる。さらに、本発明のシステムによれば
、ポリマー材料が表面を粗くする充填材を含有する場合
でも、所望のポリマー表面に高解像度ラインを迅速にパ
ターン形成する方法が得られることが明らかである。さ
らに、本発明のシステムは前述した目的のすべてを達成
することが明らかである。
本発明を幾つかの好適実施例について詳述したが、当業
者であれば様々な変更や改変を行なうことができる。し
たがって、特許請求の範囲はこのような変更例や改変例
のすべてを包含するものである。
者であれば様々な変更や改変を行なうことができる。し
たがって、特許請求の範囲はこのような変更例や改変例
のすべてを包含するものである。
第１図は本発明のレジスト系を導電体被覆基板の上に設
けた縦断面図、 第２図は本発明の詳細な説明する線図的配置図、第３図
はレーザー光を本発明のレジスト系にマスクを介して照
射する工程を説明する線図的側面図、 第４図は第３図と同様で、剥離工程で生じたかすを取り
除く真空吸引手段を示す線図的側面図、そして 第５Ａ〜５Ｄ図はマスクを用いる工程とマスクを用いな
い工程を含む本発明の別の実施例を説明する線図的断面
図である。 主な符号の説明 １０ 基板、 １２ 導電層、 １４ 下層、 １６ 上層、 ２０ 加工品、 ２４ マスク、 ３０ ビーム、 ２７ 真空吸引手段。
けた縦断面図、 第２図は本発明の詳細な説明する線図的配置図、第３図
はレーザー光を本発明のレジスト系にマスクを介して照
射する工程を説明する線図的側面図、 第４図は第３図と同様で、剥離工程で生じたかすを取り
除く真空吸引手段を示す線図的側面図、そして 第５Ａ〜５Ｄ図はマスクを用いる工程とマスクを用いな
い工程を含む本発明の別の実施例を説明する線図的断面
図である。 主な符号の説明 １０ 基板、 １２ 導電層、 １４ 下層、 １６ 上層、 ２０ 加工品、 ２４ マスク、 ３０ ビーム、 ２７ 真空吸引手段。
Claims (53)
- （１）導電性パターンをホトパターニングするにあたり
、 導電層を設けた基板の上に剥離可能な光吸収性ポリマー
の薄い層を、このポリマー材料が上記導電層と接触する
ように設層し、 レーザーエネルギーのビームを上記剥離可能なポリマー
にマスクを通して差し向けて上記ポリマー層を剥離し、
これにより上記導電層を部分的に露出させ、 これらの部分的に脱離されたポリマー層および露出され
た導電層の上に実質的に透明な材料の厚い層を設層し、
ただし上記光吸収性および透明は同一周波数領域に関し
て規定するものとし、さらに レーザーエネルギーのビームを上記厚い層を通して差し
向けて上記ポリマー層を剥離し、同時にその脱離される
ポリマー層の上の厚い層を除去し、こうして上記導電層
の選択部分を露出させる工程を含む導電性パターンのホ
トパターニング方法。 - （２）上記薄い層をポリスルホン類から選択する請求項
１に記載の方法。 - （３）上記厚い層をポリメチルメタクリレート、ポリエ
チルメタクリレートおよびポリカーボネートよりなる群
から選択する請求項１に記載の方法。 - （４）上記レーザーエネルギーをエキシマ・レーザーに
より生成する請求項１に記載の方法。 - （５）上記レーザーエネルギーが紫外線周波数領域にあ
る請求項１に記載の方法。 - （６）上記薄い層を厚さ約０．１〜１０μｍとする請求
項１に記載の方法。 - （７）上記厚い層を厚さ約１〜１００μｍとする請求項
１に記載の方法。 - （８）さらに、最後に露出された導電層をエッチングす
る工程を含む請求項１に記載の方法。 - （９）さらに、上記厚い層および薄い層の残留材料を除
去する工程を含む請求項８に記載の方法。 - （１０）さらに、上記導電層の露出部分に追加の導電材
料を堆積する工程を含む請求項１に記載の方法。 - （１１）さらに、上記厚い層および薄い層を除去する工
程を含む請求項１に記載の方法。 - （１２）上記第二レーザービーム照射を第一照射よりパ
ワーの大きいレーザーを用いて行なう請求項１に記載の
方法。 - （１３）上記第二レーザー照射をマスクなしで行なう請
求項１に記載の方法。 - （１４）上記導電層が銅からなる請求項１に記載の方法
。 - （１５）上記マスクを上記基板と接触させない請求項１
に記載の方法。 - （１６）上記基板の表面が平坦でない請求項１に記載の
方法。 - （１７）上記基板が貫通接続穴を有する請求項１に記載
の方法。 - （１８）さらに、剥離された材料をそれが生じるそばか
ら吸引手段で除去する工程を含む請求項１に記載の方法
。 - （１９）さらに、脱離された材料をその剥離位置から吹
きとばすことにより除去する工程を含む請求項１に記載
の方法。 - （２０）剥離可能な光吸収性ポリマーの薄い下層と、こ
の下層に重なる実質的に透明な材料の厚い上層とを含む
二層レジスト構造。 - （２１）上記下層が紫外領域で光吸収性である請求項２
０に記載の構造。 - （２２）下層が厚さ約０．１〜１０μｍである請求項２
０に記載の構造。 - （２３）上層が厚さ約１〜１００μｍである請求項２０
に記載の構造。 - （２４）上記下層がポリスルホン類からなる請求項２０
に記載の構造。 - （２５）上記上層がポリメチルメタクリレート、ポリエ
チルメタクリレートおよびポリカーボネートよりなる群
から選択された材料からなる請求項２０に記載の構造。 - （２６）上記上層が紫外線透過性である請求項２０に記
載の構造。 - （２７）上記上層と下層とは相互に溶解性が異なる請求
項２０に記載の構造。 - （２８）上記下層が金属被覆基板と接触して設層されて
いる請求項２０に記載の構造。 - （２９）上記金属が銅である請求項２８に記載の構造。
- （３０）上記基板がポリマーからなる請求項２８に記載
の構造。 - （３１）導電性パターンをホトパターニングするにあた
り、 導電層を設けた基板の上に脱離可能な光吸収性ポリマー
の薄い層をこのポリマー材料が上記導電層と接触するよ
うに設層し、 このポリマーの上に実質的に透明な材料の厚い層を設層
し、ただし上記光吸収性および透明は同一周波数領域に
関して規定するものとし、さらにレーザーエネルギーの
ビームを上記厚い層を通して差し向けて上記ポリマー層
を脱離させ、同時にその脱離されるポリマー層の上の厚
い層を除去し、こうして上記導電層の選択部分を上記厚
い層および薄い層を介して露出させる 工程を含む導電性パターンのホトパターニング方法。 - （３２）上記薄い層をポリスルホン類から選択する請求
項３１に記載の方法。 - （３３）上記厚い層をポリメチルメタクリレート、ポリ
エチルメタクリレートおよびポリカーボネートよりなる
群から選択する請求項３１に記載の方法。 - （３４）上記レーザーエネルギーをエキシマ・レーザー
により生成する請求項３１に記載の方法。 - （３５）上記レーザーエネルギーが紫外線周波数領域に
ある請求項３１に記載の方法。 - （３６）上記薄い層を厚さ約０．１〜１０μｍとする請
求項３１に記載の方法。 - （３７）上記厚い層を厚さ約１〜１００μｍとする請求
項３１に記載の方法。 - （３８）さらに、露出された導電層をエッチングする工
程を含む請求項３１に記載の方法。 - （３９）さらに、上記厚い層および薄い層を除去する工
程を含む請求項３８に記載の方法。 - （４０）さらに、上記導電層の露出部分に追加の導電材
料を堆積する工程を含む請求項３１に記載の方法。 - （４１）さらに、上記厚い層および薄い層を除去する工
程を含む請求項４０に記載の方法。 - （４２）さらに、残りのパターンがビームにより上記厚
い層および薄い層に形成されるのと実質的に同じパター
ンとなるのに十分な厚さ分上記導電層を除去する工程を
含む請求項４１に記載の方法。 - （４３）上記導電層が銅からなる請求項３１に記載の方
法。 - （４４）上記ビームをマスクを通して差し向ける請求項
３１に記載の方法。 - （４５）上記マスクを上記基板と接触させない請求項４
４に記載の方法。 - （４６）上記基板の表面が平坦でない請求項３１に記載
の方法。 - （４７）上記基板が貫通接続穴を有する請求項３１に記
載の方法。 - （４８）さらに、剥離された材料をそれが生じるそばか
ら吸引手段で除去する工程を含む請求項３１に記載の方
法。 - （４９）さらに、脱離された材料をその脱離位置から吹
きとばすことにより除去する工程を含む請求項３１に記
載の方法。 - （５０）上記ビームを収束する請求項３１に記載の方法
。 - （５１）さらに、 上記レーザービームにより露出された導電材料の上に追
加の導電材料を堆積し、 露出されなかったポリマーおよび透明上層材料を除去し
、 導電材料が上記レーザービームを差し向けた所にのみ残
るのに十分な量導電材料を除去する工程を含む請求項３
１に記載の方法。 - （５２）石英ガラス基板、 この基板上に設けたパターン化されたチタン層、このチ
タン層上に設けたアルミニウムまたは銀のパターン化さ
れた反射性金属層 を含む高エネルギー密度レーザーパターン形成用マスク
。 - （５３）石英ガラス基板を硫酸と酸化剤との混合物で清
浄にし、 この清浄にした基板を水洗し、高温で真空乾燥し、 基板上にチタンの層を堆積し、 このチタン層の上に反射性金属の層を堆積し、上記チタ
ン層および反射性金属層をパターン形成する 工程を含む高エネルギー密度レーザーパターン形成用マ
スクの製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/152,510 US4780177A (en) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | Excimer laser patterning of a novel resist |
| US152,510 | 1988-02-05 | ||
| US07/224,416 US4842677A (en) | 1988-02-05 | 1988-07-26 | Excimer laser patterning of a novel resist using masked and maskless process steps |
| US224,416 | 1988-07-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024264A true JPH024264A (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=26849635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1024074A Pending JPH024264A (ja) | 1988-02-05 | 1989-02-03 | 二層レジスト構造およびパターン形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4842677A (ja) |
| EP (1) | EP0329313A3 (ja) |
| JP (1) | JPH024264A (ja) |
| KR (1) | KR890013736A (ja) |
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Also Published As
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|---|---|
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| KR890013736A (ko) | 1989-09-25 |
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