(57)【要約】【課題】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表面のさらなる平坦化が可能な、樹脂基板の加工方法を提供する。【解決手段】本発明に係る樹脂基板の加工方法は、減圧可能な内部空間を備え、該内部空間で前記被処理体がドライエッチング法によりプラズマ処理されるように構成されたチャンバを用い、前記チャンバ内にプラズマ処理用のプロセスガスを導入した雰囲気下において、前記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。その際、前記第二の周波数λ２［ＭＨｚ］を１３．５６以上４０．６８以下とする。【選択図】図１
2020043168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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を被処理体として用い、該樹脂基板の一方の主面を平坦化する樹脂基板の加工方法であって、
減圧可能な内部空間を備え、該内部空間で前記被処理体がドライエッチング法によりプラズマ処理されるように構成されたチャンバを用い、
前記チャンバ内にプラズマ処理用のプロセスガスを導入した雰囲気下において、
前記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し、
前記第二の周波数λ２［ＭＨｚ］を１３．５６以上４０．６８以下とする、
ことを特徴とする樹脂基板の加工方法。
【請求項２】
前記第一の周波数λ１［ＭＨｚ］を１．００以上２．００以下とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂基板の加工方法。
【請求項３】
前記第一電極に印加する交流電圧の出力密度Ｓ１［Ｗ／ｃｍ２］を０．４以上１．２以下とするとともに、前記第二電極に印加する交流電圧の出力密度Ｓ２［Ｗ／ｃｍ２］を０．８以上１．６以下とする、ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂基板の加工方法。
【請求項４】
前記プラズマ処理を施す際のプロセス圧力Ｐ［Ｐａ］を１０以上１５以下とする、ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂基板の加工方法。
【請求項５】
プラズマ処理装置であって、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プロセス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、
前記第一の電源は、前記第一電極に対するバイアス電圧の第一の周波数λ１［ＭＨｚ］が１．００以上２．００以下の範囲であり、
前記第二の電源は、前記第二電極に対する交流電圧の第二の周波数λ２［ＭＨｚ］が１３．５６以上４０．６８以下の範囲である、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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面内を平坦化することが可能な、樹脂基板の加工方法およびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント基板用途の樹脂基板として、プリプレグと呼ばれるガラス布にエポキシ樹脂を含浸した材料を用いて、その上に、ビルドアップフィルムを用いて、回路を形成する方法が用いられている。このような樹脂基板は、寸法変化が小さく、高周波特性や絶縁抵抗が高いことから、絶縁性や機械強度が高く長寿命という特長を有している。しかしながら、樹脂基板は、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸した材料ゆえに、その加工は難しいことが知られている。
【０００３】
搭載される機器の小型・軽量化に伴い、樹脂基板における貫通配線を含む導電部についても、さらなる細線化や高密度化が求められている。従来、樹脂基板に貫通配線を含む導電部の形成法としてめっき法が用いられ、この要求に応えてきた（特許文献１、２）。
たとえば、従来の手法では、樹脂基板に備えた導体に向けて、貫通孔を設ける領域に一方の主面から、所望の手法（ドリル加工やレーザー加工などの既知の手法）により、予め非貫通孔が形成された基板を用意し、該樹脂基板の一方の主面からエッチング液を用いて貫通孔を形成した後、該樹脂基板をめっき液に浸漬することにより、貫通孔にめっき液を充填し、貫通孔内に薄膜の導電部を形成する。しかしながら、貫通孔の小径化に伴い、貫通孔内に残存するエッチング液を除去する一連の操作（いわゆる、ウェットプロセス）が困難になりつつある。すなわち、めっき液の残渣が貫通孔内から抜けず、その後の工程に影響を及ぼすことが懸念されている。
このようなドリル加工により、予め非貫通孔が形成された基板を用いる場合については、本発明者らは既に解決手法を見出し、特許出願を行った（特許文献３）。
【０００４】
また、本発明者らは、レーザー加工によって予め形成された非貫通孔の状況について検討・評価した。その結果、レーザー加工［図１０（ａ）］によって、樹脂基板１０Ｂ（１０）に予め形成された非貫通孔１１Ｂ（１１）は、側断面方向から見てＶ字状の凹部（あるいは、擂り鉢状の凹部）となり易いことが分かった［図１０（ｂ）］。また、レーザー光に暴露された面、すなわちＶ字状の凹部の傾斜面１１Ｂｓには、表面形態が非暴露面とは異なるダメージを受けた部位ＤＡが発生していることも確認された［図１０（ｂ）］。
このようなレーザー加工により、予め非貫通孔が形成された基板を用いる場合についても、本発明者らは既に解決手法を開発し、特許出願を行った（特許文献４）。
【０００５】
上述した開発により、樹脂基板に形成した凹部の内面（内側面、内底面）に対する平坦化が図れる見通しがついた。しかしながら、さらなる高周波特性（たとえば、６０ＧＨｚ）の電流を流す配線を備える用途（たとえば、スーパーコンピュータの配線基板など）では、電流の表皮効果を考慮する必要がある。このような高周波特性に対応するためには、０．２μｍ以下の表面粗さＲａが求められている。表皮効果とは、交流電流が導体（配線など）を流れるとき、電流密度が導体の表面で高く、表面から離れると低くなる現象のことである。周波数が高くなるほど電流が表面に集中するので、導体の交流抵抗は高くなる。基板表面に凹凸が存在し、表面粗さが大きい場合には、その表面に沿って形成された導体（配線など）の表面も、大きな粗さを反映したものとなる。
【０００６】
このため、高周波特性の電流を流す用途においては、貫通孔を設けた樹脂基板の一方の主面（いわゆる基板表面）自体のさらなる平坦化を図ることが可能な、新たな製法の開発が期待されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２１７５３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４６５３３号公報
【特許文献３】特開２０１４−２２７４２３号公報
【特許文献４】特開２０１７−０４１６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、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表面のさらなる平坦化が可能な、樹脂基板の加工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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る樹脂基板の加工方法は、
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を被処理体として用い、該樹脂基板の一方の主面を平坦化する樹脂基板の加工方法であって、
減圧可能な内部空間を備え、該内部空間で前記被処理体がドライエッチング法によりプラズマ処理されるように構成されたチャンバを用い、
前記チャンバ内にプラズマ処理用のプロセスガスを導入した雰囲気下において、
前記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し、前記第二の周波数λ２［ＭＨｚ］を１３．５６以上４０．６８以下とする、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る樹脂基板の加工方法は、請求項１において、前記第一の周波数λ１［ＭＨｚ］を１．００以上２．００以下とする、ことが好ましい。
本発明に係る樹脂基板の加工方法は、請求項１において、前記第一電極に印加する交流電圧の出力密度Ｓ１［Ｗ／ｃｍ２］を０．４以上１．２以下とするとともに、前記第二電極に印加する交流電圧の出力密度Ｓ２［Ｗ／ｃｍ２］を０．８以上１．６以下とする、ことが好ましい。
本発明に係る樹脂基板の加工方法は、請求項１において、前記プラズマ処理を施す際のプロセス圧力Ｐ［Ｐａ］を１０以上１５以下とする、ことが好ましい。
【００１１】
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プロセス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、
前記第一の電源は、前記第一電極に対するバイアス電圧の第一の周波数λ１［ＭＨｚ］が１．００以上２．００以下の範囲であり、前記第二の電源は、前記第二電極に対する交流電圧の第二の周波数λ２［ＭＨｚ］が１３．５６以上４０．６８以下の範囲である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る樹脂基板の加工方法は、被処理体を載置する平板状の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の交流電圧を印加する第二の電源から、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。その際に、前記第二の周波数λ２［ＭＨｚ］を１３．５６以上４０．６８以下の範囲とすることにより、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表面のさらなる平坦化が可能となる。
【００１３】
本発明に係るプラズマ処理装置において、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のバイアス電圧が印加されるように構成された第一の電源は、バイアス電圧の第一の周波数λ１［ＭＨｚ］を１．００以上２．００以下の範囲とする。
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の交流電圧を印加する第二の電源は、交流電圧の第二の周波数λ２［ＭＨｚ］を１３．５６以上４０．６８以下の範囲とする。これにより、本発明は、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表面のさらなる平坦化が可能なプラズマ処理装置をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】３条件における樹脂基板の断面図（ａ）と基板表面のＳＥＭ写真（ｂ）を示す図であり、条件βが本発明に係る樹脂基板の加工方法。
【図２】樹脂基板の表面の観察方法を説明する図。
【図３】条件α（バイアス電力のみ）による樹脂基板の断面図と基板表面のＳＥＭ写真。
【図４】条件γ（高周波電力のみ）による樹脂基板の断面図と基板表面のＳＥＭ写真。
【図５】条件β（本発明）による樹脂基板の断面図と基板表面のＳＥＭ写真。
【図６】本発明に係るプラズマ処理装置を示す断面図。
【図７】実験例１の評価結果を示す一覧表。
【図８】実験例２の評価結果を示す一覧表。
【図９】実験例３の評価結果を示す一覧表。
【図１０】レーザーパターニングした凹部を有する樹脂基板の加工方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の一実施形態に係る樹脂基板の加工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。
【００１６】
図１は、３条件における樹脂基板の断面図（ａ）と基板表面のＳＥＭ写真（ｂ）を示す図である。図１おける３条件（条件α、β、γ）とは、成膜時にプラズマを発生させるために、「バイアス電力の有無」と「高周波電力の有無」との組合せを変えた場合である。すなわち、条件αは「バイアス電力のみ」を印加する場合であり、条件γは「高周波電力のみ」を印加する場合である。条件αと条件γはいずれも比較例である。これに対して、条件βは「バイアス電力と高周波電力の両方」を印加する場合であり、本発明に相当する。図１（ａ）と図１（ｂ）において、左から順に、条件αにより処理した後、条件βにより処理した後、条件γにより処理した後、未処理（処理前）を各々表している。
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、本発明に係る樹脂基板の加工方法により形成された基板の表面（加工する前の未処理の基板の表面）を観測した。Ｖｉｅｗ−Ａ（Ｔｏｐ）とは、樹脂基板の一方の面（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。
【００１７】
本発明は、フィラーをなす無機部材２ａが有機部材２ｂに分散して含まれてなる樹脂基板２と、該樹脂基板２に備えた導体３とから構成される基板１を用い、該樹脂基板２の一方の主面２ｓ（図１においては上面）に対してプラズマ処理を施すことにより、該樹脂基板２の表面の平滑化を図る樹脂基板の加工方法である。
ただし、前記樹脂基板２の一方の主面２ｓ（図１においては上面）から前記導体３に向けて貫通孔（不図示）を形成する樹脂基板の加工方法（特許文献４）と、本発明とを組み合わせても構わない。また、図１は、導体３が樹脂基板２の他方の主面２ｒに設けた構成を示しているが、樹脂基板２と導体３との位置関係はこれに限定されるものではなく、導体３が樹脂基板２の中に配置された構成としてもよい。
【００１８】
本発明に係る樹脂基板の加工方法は、樹脂基板２の一方の主面２ｓに対してプラズマ処理を行う場合について以下では詳述する。ただし、特許文献４に記載された貫通孔（不図示）を予め設けた樹脂基板に適用してもよい。樹脂基板２としては、例えば、シリカなどから構成される無機部材２ａが、エポキシなどから構成される有機部材２ｂに、分散して含まれたものが好適に用いられる。
【００１９】
ドライエッチング法において用いるプロセスガスとしては、フッ素を含むガス（以下、Ｆ系ガスとも呼ぶ）が好ましく、例えば、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８などが挙げられる。
また、上記プロセスガスに添加するガスとしては、例えば、Ｏ２、Ｎ２、Ｏ２とＮ２の混合ガスなどが挙げられる。
【００２０】
本発明に係る樹脂基板の加工方法では、ドライエッチング法を用いて樹脂基板（被処理体）２の一方の主面２ｓに対してプラズマ処理を行う。その際に、チャンバ内にプラズマ処理用の前記プロセスガスを導入し、所定の成膜圧力とした雰囲気下とする。
本発明に係る樹脂基板の加工方法は、この雰囲気下において、前記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。その際に、前記第二の周波数λ２［ＭＨｚ］を１３．５６以上４０．６８以下とする。
このような特定の範囲からなる第二の周波数λ２を採用することにより、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表面を、平坦化することが可能となる。
【００２１】
前記第二の周波数λ２［ＭＨｚ］を１３．５６以上４０．６８以下の範囲にするとともに、前記第一の周波数λ１［ＭＨｚ］を１．００以上２．００以下の範囲にすることにより、樹脂基板の表面に対する平坦化をさらに図ることができる。
その際には、前記第一電極に印加する交流電圧の出力密度Ｓ１［Ｗ／ｃｍ２］を０．４以上１．２以下とするとともに、前記第二電極に印加する交流電圧の出力密度Ｓ２［Ｗ／ｃｍ２］を０．８以上１．６以下とする、ことが好ましい。これにより、プラズマ処理した後の基板の表面粗さＲａを１００ｎｍ未満に抑制することができる。
また、本発明においては、プラズマ処理を施す際のプロセス圧力Ｐ［Ｐａ］を１０以上１５以下とする、ことが好ましい。これにより、プラズマ処理した後の基板の表面粗さＲａを１００ｎｍ未満に抑制するとともに、Via寸法変化量も５００ｎｍ未満とすることができる。
したがって、本発明に係る樹脂基板の加工方法によれば、高周波特性（たとえば、６０ＧＨｚ）の電流を流す配線を備える用途に好適な樹脂基板の提供が可能となる。
【００２２】
上述した本発明に係る樹脂基板の加工方法は、たとえば、図６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６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６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。しかしながら、後述するとおり、図６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。
【００２３】
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（前述した樹脂基板２」に相当）が搭載される。ただし、この樹脂基板２は、「予め非貫通孔５が形成された樹脂基板２」であっても構わない。
【００２４】
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。
【００２５】
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２７．１２ＭＨｚ）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。
【００２６】
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。
なお、平板状の基板Ｓｕｂに代えて、基板Ｓｕｂとして、「予め非貫通孔が形成された樹脂基板」を用いた場合には、非貫通孔の開口部の周囲をなす一方の主面とともに、非貫通孔の内底面もエッチングされる。この場合のエッチング処理では、非貫通孔の内底面がエッチングにより加工され、符号３が露呈して、非貫通孔が貫通孔となるまで行われる。その際には、非貫通孔の開口部の周囲をなす一方の主面も、エッチング処理の影響を受けることになる。
【００２７】
貫通孔が形成された後、導電部材で貫通孔を埋設するため、貫通孔の開口部の周囲をなす一方の主面とともに、貫通孔の内側面および内底面に対して、薄膜のシード層を予め形成する必要がある。薄膜のシード層による被覆状況は、その被覆面をなす「貫通孔の開口部の周囲をなす一方の主面」及び「貫通孔の内側面および内底面」の表面形状（プロファイル）の影響を受ける。ゆえに、これらの各面における表面プロファイルを、所望の形状に制御する技術も求められる。
【００２８】
本発明に係る樹脂基板の加工方法は、上述した図６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。
【００２９】
まず、本発明に係る樹脂基板の加工方法（第一電極に対してバイアス電圧を印加するとともに、第二電極に対して交流電圧を印加する場合）と比較するために、以下では、は、予備実験例１（第二電極に対して交流電圧を印加せず、第一電極に対してバイアス電圧を印加する場合）と、予備実験例２（第一電極に対してバイアス電圧を印加せず、第二電極に対して交流電圧を印加する場合）について検討した結果について説明する。
【００３０】
（予備実験１）
予備実験１は、第二電極に対して交流電圧を印加せず、第一電極に対してバイアス電圧を印加する場合である。
以下の表１が、予備実験１の成膜条件である。
【００３１】
【表１】
2020043168.tif 000003
【００３２】
図１において最も右側は、未処理（プラズマ処理する前）の樹脂基板である。上段の（ａ）は樹脂基板の断面図を、下段の（ｂ）は基板表面のＳＥＭ写真を、各々表している。未処理の樹脂基板２は、たとえば、シリカなどから構成される無機部材（Ｓｉフィラーとも呼ぶ）２ａが、エポキシなどから構成される有機部材２ｂに、分散して含まれたものである。無機部材２ａが有機部材２ｂの中に埋設された状態にある。この状態にある樹脂基板は、表面に離散的に凹部が観測され、表面粗さＲａが７０ｎｍ程度であり、滑らかな表面モフォロジーを有する。
【００３３】
このような樹脂基板に対して、予備実験１に係る樹脂基板の加工方法を施した樹脂基板が、図１において左側から１番目に示したものである。すなわち、第二電極に対して交流電圧（図１では高周波電力と表記）を印加せず、第一電極に対してバイアス電圧を印加した場合（条件αと呼ぶ：図１には「バイアス電力のみ」と表示）である。上段の（ａ）は樹脂基板の断面図を、下段の（ｂ）は基板表面のＳＥＭ写真を、各々表している。
【００３４】
図３は、条件α（バイアス電力のみ）による樹脂基板の断面図と基板表面のＳＥＭ写真である。図３（ａ）は未処理の状態、図３（ｂ）はプラズマ処理後の状態、図３（ｃ）は配線を形成した状態である。
【００３５】
予備実験１（条件α）の場合は、第一電極の近傍にプラズマが発生し、バイアス電圧によりプラズマが樹脂基板の表面に引き込まれる。これにより、有機部材２ｂとともに、無機部材２ａも除去される。その結果、図３（ｂ）に示すように、プラズマ処理された後の基板の表面２Ａｓは、無機部材２ａが除去された部位が局所的な凹部２ａｓ（α）と、樹脂部材２ｂが除去された平坦な部位２ｂｓ（α）とから構成される。ゆえに、プラズマ処理された後の樹脂基板の表面には、この凹部が残存しており、表面粗さＲａは０．２７μｍであった。
【００３６】
このような樹脂基板の表面に配線（図３（ｃ）では積層配線９ａ、９ｂと表示）を形成した場合には、凹部２ａｓ（α）の存在により、配線９ａ、９ｂも局所的な上下動するため、配線も平坦な表面を形成することが困難である。
したがって、条件αによるプラズマ処理は、高周波特性（たとえば、６０ＧＨｚ）の電流を流す配線を備える用途には不適であることが分かった。
【００３７】
（予備実験２）
予備実験２は、第一電極に対してバイアス電圧を印加せず、第二電極に対して交流電圧を印加する場合である。
以下の表２が、予備実験２の成膜条件である。
【００３８】
【表２】
2020043168.tif 000004
【００３９】
予備実験２では、予備実験１と同様に、図１において最も右側に示す、未処理（プラズマ処理する前）の樹脂基板を用いた。
このような樹脂基板に対して、予備実験２に係る樹脂基板の加工方法を施した樹脂基板が、図１において左側から３番目に示したものである。すなわち、第二電極に対して交流電圧（図１では「高周波電力」と表記）を印加し、第一電極に対してバイアス電圧を印加しない場合（条件γと呼ぶ：図１には「高周波電力のみ」と表示）である。上段の（ａ）は樹脂基板の断面図を、下段の（ｂ）は基板表面のＳＥＭ写真を、各々表している。
【００４０】
図４は、条件γ（高周波電力のみ）による樹脂基板の断面図と基板表面のＳＥＭ写真である。図４（ａ）は未処理の状態、図４（ｂ）はプラズマ処理後の状態、図４（ｃ）は配線を形成した状態である。
【００４１】
予備実験２（条件γ）の場合は、第二電極の近傍にプラズマが発生し、バイアス電圧を印加していないので、プラズマが樹脂基板の表面に引き込まれる量が小さい。これにより、有機部材２ｂは除去される．その結果、図４（ｂ）に示すように、プラズマ処理された後の基板の表面２Ａｓは、無機部材２ａが除去されない部位が局所的な凸部２ａｓ（γ）と、樹脂部材２ｂが除去された平坦な部位２ｂｓ（γ）とから構成される。ゆえに、プラズマ処理された後の樹脂基板の表面には、この凸部が残存しており、表面粗さＲａは０．２８μｍであった。
【００４２】
このような樹脂基板の表面に配線（図４（ｃ）では積層配線９ａ、９ｂと表示）を形成した場合には、凸部２ａｓ（γ）の存在により、配線９ａ、９ｂも局所的な上下動するため、配線も平坦な表面を形成することが困難である。
したがって、条件γによるプラズマ処理は、高周波特性（たとえば、６０ＧＨｚ）の電流を流す配線を備える用途には不適であることが分かった。
【００４３】
（予備実験３）
予備実験３は、第一電極に対してバイアス電圧を印加するとともに、第二電極に対して交流電圧を印加する場合である。
以下の表３が、予備実験３の成膜条件である。
【００４４】
【表３】
2020043168.tif 000005
【００４５】
予備実験３では、予備実験１と同様に、図１において最も右側に示す、未処理（プラズマ処理する前）の樹脂基板を用いた。
このような樹脂基板に対して、予備実験３に係る樹脂基板の加工方法を施した樹脂基板が、図１において左側から２番目に示したものである。すなわち、第二電極に対して交流電圧（図１では高周波電力と表記）を印加し、第一電極に対してバイアス電圧を印加する場合（条件βと呼ぶ：図１には「高周波電力＋バイアス電力」と表示）である。上段の（ａ）は樹脂基板の断面図を、下段の（ｂ）は基板表面のＳＥＭ写真を、各々表している。
【００４６】
図５は、条件β（高周波電力＋バイアス電力）による樹脂基板の断面図と基板表面のＳＥＭ写真である。図５（ａ）は未処理の状態、図５（ｂ）はプラズマ処理後の状態、図５（ｃ）は配線を形成した状態である。
【００４７】
予備実験３（条件β）の場合は、上述した予備実験１と予備実験２により発生したプラズマを組み合わせたプラズマが、樹脂基板の表面に引き込まれる。これにより、有機部材２ｂが除去されるとともに、無機部材２ａも除去される。その結果、図５（ｂ）に示すように、プラズマ処理された後の樹脂基板の表面２Ａｓは、有機部材２ｂが除去された平坦な部位２ｂｓ（β）と、無機部材２ａの一部（上部）が除去された平坦な部位２ａｓ（β）とから構成される。ゆえに、プラズマ処理された後の樹脂基板の表面は、無機部材２ａｓ（β）と有機部材２ｂｓ（β）が面一をなし、細かな凹凸のみが残存することなり、表面粗さＲａは０．１１μｍであった。
【００４８】
このような樹脂基板の表面に配線（図５（ｃ）では積層配線９ａ、９ｂと表示）を形成した場合には、プラズマ処理された後の樹脂基板の表面が極めて平滑なため、配線も平坦な表面を形成することが可能となる。
したがって、条件βによるプラズマ処理は、高周波特性（たとえば、６０ＧＨｚ）の電流を流す配線を備える用途には好適であることが分かった。
【００４９】
以上の予備実験１と予備実験２の結果より、一方の電極（第一電極または第二電極）にのみ交流電圧を印加してエッチング処理した場合には、本発明の課題を解決することは極めて困難であることが確認された。
また、予備実験３の結果より、両方の電極（第一電極と第二電極）に対して同時に交流電圧を印加してエッチング処理した場合には、本発明の課題を解決する可能性があることが見出された。
【００５０】
（実験例１）
実験例１は、予備実験３の結果を踏まえ、本発明に係る樹脂基板の加工方法（第一電極に対してバイアス電圧を印加するとともに、第二電極に対して交流電圧を印加する場合）において、上記２つの電源を用い、第一電極と第二電極に個別に、異なる周波数の電圧を印加する作用・効果を検証した。この結果について、図１を参照して説明する。
【００５１】
図１において最も右側は、未処理（プラズマ処理する前）の樹脂基板である。上段の（ａ）は樹脂基板の断面図を、下段の（ｂ）は基板表面のＳＥＭ写真を、各々表している。未処理の樹脂基板２は、たとえば、シリカなどから構成される無機部材２ａが、エポキシなどから構成される有機部材２ｂに、分散して含まれたものである。無機部材２ａが有機部材２ｂの中に埋設された状態にある。この状態にある樹脂基板は、表面に離散的に凹部が観測され、表面粗さＲａが７０ｎｍ程度であり、滑らかな表面モフォロジーを有する。
【００５２】
このような樹脂基板に対して、本発明に係る樹脂基板の加工方法を施した樹脂基板が、図１において左側から２番目に示したものである。すなわち、第二電極に対して交流電圧（図１では高周波電力と表記）を印加するとともに、第一電極に対してバイアス電圧を印加する場合（条件βと呼ぶ）である。上段の（ａ）は樹脂基板の断面図を、下段の（ｂ）は基板表面のＳＥＭ写真を、各々表している。
条件βにより処理された樹脂基板は、プラズマによって無機部材２ａと有機部材２ｂとが同レベルにエッチング処理された結果、０．１μｍ程度の表面粗さＲａが得られることが分かった。
【００５３】
以下では、条件βを決定する２つのパラメータ［第二電極に印加する交流電圧（図７では上部ＲＦと表示）の周波数λ２、第一電極に印加するバイアス電圧（図７では下部ＲＦと表示）の周波数λ１］の組合せを変更し、条件βについて最適な数値範囲を検討した。
周波数λ２［ＭＨｚ］としては１２．５、１３．５６、２７．１２、４０．６８、６０の５条件を用い、周波数λ１［Ｈｚ］としては１００ｋ、４００ｋ、１Ｍ、２Ｍ、１３．５６Ｍの５条件を用いた。ここで、ｋは１０３を、Ｍは１０６を各々表している。
図７は、実験例１の評価結果である。
【００５４】
図７より、以下の点が明らかとなった。ただし、以下では、２７．１２ＭＨｚは２７ＭＨｚと、４０．６８ＭＨｚは４０ＭＨｚと、それぞれ簡略して表記する。
（Ａ１）上部ＲＦついては、λ２が４０ＭＨｚより大きい場合、定在波の発生により面内均一性不良が生じた。λ２が１３．５６ＭＨｚより小さい場合、プラズマ密度が低いためエッチングレートが低く、処理時間が長くなるため実プロセスには不向きである。
（Ａ２）下部ＲＦについては、λ１が２ＭＨｚより大きい場合、イオンエッチング成分が低いためイオンエッチング形状が不良となった。λ１が１ＭＨｚより小さい場合、異常放電が多発するため、安定した製造プロセスの構築が難しい。
【００５５】
以上の結果より、第二電極に印加する交流電圧（図７では上部ＲＦと表示）の周波数λ２［ＭＨｚ］は、１３．５６以上４０以下の範囲であることが好ましいことが分かった。また、λ２が１３．５６以上４０以下の範囲において、第一電極に印加するバイアス電圧（図７では下部ＲＦと表示）の周波数λ１［Ｈｚ］は、１Ｍ以上２Ｍ以下の範囲であることが望ましいことが確認された。
【００５６】
（実験例２）
実験例２では、第一電極と第二電極に個別に、異なる出力密度の電圧を印加する作用・効果を、プラズマ処理後の表面粗さＲａの観点から検証した。その際、上述した実験例１の結果を踏まえて、第二電極に印加する交流電圧の周波数λ２と第一電極に印加するバイアス電圧の周波数λ１は、特定の周波数（λ２＝２７ＭＨｚ、λ１＝２ＭＨｚ）に固定した。
【００５７】
未処理の樹脂基板２としては、実験例１と同じものを用いた。すなわち、未処理の樹脂基板２は、たとえば、シリカなどから構成される無機部材２ａが、エポキシなどから構成される有機部材２ｂに、分散して含まれたものである。無機部材２ａが有機部材２ｂの中に埋設された状態にある。この状態にある樹脂基板は、表面に離散的に凹部が観測され、表面粗さＲａが７０ｎｍ程度であり、滑らかな表面モフォロジーを有する。
【００５８】
条件βを決定する他の２つのパラメータ［第二電極に印加する交流電圧（図８では上部ＲＦと表示）の出力密度Ｓ２、第一電極に印加するバイアス電圧（図８では下部ＲＦと表示）の出力密度Ｓ１］の組合せを変更し、条件βについて最適な数値範囲を検討した。なお、出力密度は、電力密度とも呼ぶ。
出力密度Ｓ２［Ｗ／ｃｍ２］としては０、０．４、０．８、１．２、１．６、２．０の６条件を用い、出力密度Ｓ１［Ｗ／ｃｍ２］としては０、０．４、０．８、１．２、１．６、２．０の６条件を用いた。他の条件は、実験例１と同一である。
図８は、実験例２の評価結果である。
【００５９】
図８より、以下の点が明らかとなった。
（Ｂ１）下部ＲＦのＳ１［Ｗ／ｃｍ２］が、プラズマ処理後の表面粗さＲａに大きな影響を及ぼす。Ｓ１＝０の場合、放電不可or スミヤ除去が難となり、芳しくなかった。Ｓ１＝２．０の場合、Ｒａが３００ｎｍを越えるので、好ましくない。
（Ｂ２）下部ＲＦのＳ１［Ｗ／ｃｍ２］を０．４以上１．２以下の範囲とした場合、上部ＲＦのＳ２［Ｗ／ｃｍ２］は、広い範囲でＲａが３００ｎｍ以下となる。しかし、Ｓ２が０．４以下の場合はＲａが１５０〜３００ｎｍの範囲に留まる。また、Ｓ２が２．０の場合も、Ｒａが１５０〜３００ｎｍの範囲となる傾向が確認された。
【００６０】
以上の結果より、第一電極に印加する交流電圧（図８では下部ＲＦと表示）の出力密度Ｓ１［Ｗ／ｃｍ２］は、０．４以上１．２以下の範囲であることが好ましいことが分かった。ただし、Ｓ２の条件によっては、Ｓ１は１．６でも構わない。
また、Ｓ１が０．４以上１．２以下の範囲において、第二電極に印加する交流電圧（図８では上部ＲＦと表示）の出力密度Ｓ２［Ｗ／ｃｍ２］は、０．８以上１．６以下の範囲であることが望ましい。この範囲のＳ２を選択することにより、Ｒａを１００ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲に収めることができる。特に、Ｓ２が１．２以上１．６以下の範囲とした場合には、Ｒａを１００ｎｍ未満とすることができるので、より好ましい。
【００６１】
（実験例３）
実験例３では、エッチング処理時のプロセス圧力を代えた場合、プラズマ処理後の表面粗さＲａの観点から検証した。その際、上述した実験例１の結果を踏まえて、第二電極に印加する交流電圧の周波数λ２と第一電極に印加するバイアス電圧の周波数λ１は、特定の周波数（λ２＝２７［ＭＨｚ］、λ１＝２［ＭＨｚ］）に固定した。また、上述した実験例２の結果を踏まえて、第二電極に印加する交流電圧の出力密度Ｓ２と第一電極に印加するバイアス電圧の出力密度Ｓ１は、特定の出力密度（Ｓ２＝１．２［Ｗ／ｃｍ２］、Ｓ１＝０．８［Ｗ／ｃｍ２］）に固定した。
【００６２】
未処理の樹脂基板２としては、実験例１および実験例２と同じものを用いた。すなわち、未処理の樹脂基板２は、たとえば、シリカなどから構成される無機部材２ａが、エポキシなどから構成される有機部材２ｂに、分散して含まれたものである。無機部材２ａが有機部材２ｂの中に埋設された状態にある。この状態にある樹脂基板は、表面に離散的に凹部が観測され、表面粗さＲａが７０ｎｍ程度であり、滑らかな表面モフォロジーを有する。
【００６３】
条件βを決定する他のパラメータとして、エッチング処理時のプロセス圧力を変更し、条件βについて最適な数値範囲を検討した。プロセス圧力［Ｐａ］としては１、５、１０、１５、２０、４０の６条件を用いた。他の条件は、実験例１と同一である。
図９は、実験例３の評価結果である。
【００６４】
図９より、以下の点が明らかとなった。
（Ｃ１）プロセス圧力Ｐは、プラズマ処理後の表面粗さＲａに大きな影響を及ぼす。Ｐ＝１［Ｐａ］の場合は、Via寸法変化量が２．０μｍを越えるため、芳しくなかった。Ｐ＝４０［Ｐａ］の場合は、Ｒａが３００ｎｍを越えるので、好ましくない。
（Ｃ２）これに対して、プロセス圧力Ｐ［Ｐａ］が５以上の場合は、Ｒａが１５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲で、かつ、Via寸法変化量を５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲に抑えることができる。
（Ｃ３）プロセス圧力Ｐ［Ｐａ］が２０以下の場合は、Ｒａが２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲で、かつ、Via寸法変化量を１．０μｍ以上２．０μｍ以下の範囲に収めることができる。
（Ｃ４）特に、プロセス圧力Ｐ［Ｐａ］が１０以上１５以下の範囲とした場合には、Ｒａが１５０ｎｍ未満となり、かつ、Via寸法変化量も５００ｎｍ未満となることから、最も好ましいことが分かった。
【００６５】
以上の結果より、プロセス圧力Ｐは、プラズマ処理後の表面粗さＲａとともに、Via寸法変化量にも大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。
すなわち、本発明は、プロセス圧力Ｐ［Ｐａ］を１０以上１５以下の範囲とすることにより、「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表面のさらなる平坦化が可能な、樹脂基板の加工方法」を提供できるとともに、樹脂基板の表面にVia寸法が予め形成された樹脂基板に対しても、好適なプラズマ処理が可能であることが確認された。
【００６６】
以上、本発明に係る樹脂基板の加工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。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、樹脂基板の加工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、高周波特性（たとえば、６０ＧＨｚ）の電流を流す配線を備える用途（たとえば、スーパーコンピュータの配線基板など）の樹脂基板に本発明は好適である。
【符号の説明】
【００６８】
１  基板、２  樹脂基板、２ａ  無機部材、２ｂ  有機部材、３  導体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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