(57)【要約】【課題】ウエットブラスト加工によって、比較的柔らかく、延性に富む金属である銅、或いは銅箔を所望の形状に加工することができる銅の微細加工方法を提供すること。【解決手段】所望の形状にパターニングされたレジストパターン４を有する銅に、粒状の固体３と、化学反応により酸化銅の針状結晶を形成する液体２の混合液を噴射して、レジストパターンから露出した部分の銅を除去すること。粒状の固体が液体に不溶であり、その粒径が１０μｍ以下であること。銅が基板上に設けられた銅箔であること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅の微細加工において、所望の形状にパターニングされたレジストパターンを有する銅に、粒状の固体と、化学反応により酸化銅の針状結晶を形成する液体との混合液を噴射して、レジストパターンから露出した部分の銅を除去することを特徴とする銅の微細加工方法。
【請求項２】
前記粒状の固体が、前記液体に不溶であり、その粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の銅の微細加工方法。
【請求項３】
前記銅が、基板上に設けられた銅箔であることを特徴とする請求項１、又は　請求項２に記載の銅の微細加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅の微細加工を必要とする製品や、電気・電子機器に用いられるプリント配線板、ＴＡＢテープ、ＢＧＡ等の電子部品の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の高密度化がより一層要求されるのに伴い、その導体部品であるＴＡＢテープやＢＧＡ等も高密度配線化、狭ピッチ化が進んでいる。ＴＡＢテープやＢＧＡは樹脂のベース層上の銅箔に配線が形成されたものである。
銅箔に配線を形成する方法としては、フォトリソグラフイー法により形成されたレジストパターンを用いたウェットエッチング、すなわち、フォトエッチング加工が一般的に用いられる。
【０００３】
フォトエッチング加工では、銅箔の平面方向：銅箔の厚さ方向がおおよそ１：２〜１：３の速度比でエッチングが進行する。そのため、銅箔の厚さがその加工性に影響を及ぼし、銅箔が薄いはうが狭ピッチ加工が可能である。
現在では、銅箔の厚さが１８μｍの際には、配線のライン／スペースは２５／２５μｍ程度で量産が行われている。
【０００４】
フォトエッチング加工では銅箔の平面方向にもエッチングが進行するため、レジストパターンは銅箔の平面方向のエッチング量を考慮した寸法で形成される。例えば、銅箔の厚さが１８μｍで、配線のライン／スペースが２５／２５μｍの配線パターンの加工を行う際には、レジストパターンのライン／スペースは３５／１５μｍ程度となる。
ウェットエッチングでは金属とエッチング液の界面への十分な反応種の供給を行うために、スプレー噴射等により液流動を誘起するのが一般的である。しかし、レジストパターンのスペースが３０μｍ以下となると、液流動による金属表面への反応種の十分な供給が困難となり、静止浴中でのエッチングと同じように反応種の金属表面への供給は液中の反応種の拡散のみにより行われることとなる。そのため、ウェットエッチングでは現在のライン／スペースが加工限界に近い。
【０００５】
そこで、更なる微細加工を実現する方法として、マイクロマシン等の微細加工に用いられる、粒子を気体とともに吹き付けるサンドブラスト法や、粒子を湿式で噴射させるウェットブラスト法などの、気体あるいは液体と粒子状の固体を混合して噴射するブラスト加工が考えられる。
しかし、ブラスト加工は、レジストパターンにダメージを与えながら被加工物との削れ易さの相対的関係により不要な金属部分の除去を行うため、例えば、Ｓｉやガラス等の比較的堅くて脆い基材を加工する際には、レジストパターンのダメージは少なく微細加工が容易である。
【０００６】
一方、比較的柔らかく、延性に富む金属である銅箔では、ブラスト加工時にレジストパターンと銅箔との削れ易さの相対的関係（削れ易さの差）を確保することが困難である。実際に、ブラスト加工を行うと、銅箔が銅箔の平面方向に伸ばされ所望の形状に加工することが出来ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ブラスト加工によって銅、或いは銅箔を加工する際に、比較的柔らかく、延性に富む金属である銅を所望の形状に加工することができる銅の微細加工方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、銅の微細加工において、所望の形状にパターニングされたレジストパターンを有する銅に、粒状の固体と、化学反応により酸化銅の針状結晶を形成する液体との混合液を噴射して、レジストパターンから露出した部分の銅を除去することを特徴とする銅の微細加工方法である。
【０００９】
また、本発明は、上記発明による銅の微細加工方法において、前記粒状の固体が、前記液体に不溶であり、その粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする銅の微細加工方法である。
【００１０】
また、本発明は、上記発明による銅の微細加工方法において、前記銅が、基板上に設けられた銅箔であることを特徴とする銅の微細加工方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明ではマイクロマシン等に適用され、微細加工に有効な手段であることが実証されているブラスト加工の銅への適用を検討した。前述のように、銅は延性に富み、ブラスト加工を適用するには硬度の低い材料であるため、加工される金属露出部分の加工性向上を試みた。
【００１２】
例えば、プリント配線板等で銅配線と絶縁層である樹脂層を積層していく工程において、銅配線と樹脂層の密着性を上げるために黒化処理という薬液処理が行われる。これは、銅箔表面を酸化し、主にＣｕＯからなる黒色の針状結晶（図１参照）を成長させることにより、樹脂へのアンカー効果をもたらし、銅配線と樹脂層との密着強度を向上させる手法である。
【００１３】
本発明では、黒化処理のような化学処理により形成される針状結晶に着目をした。すなわち、発生する針状結晶がせん断力に対して脆いことを利用し、化学処理により銅箔表面に針状結晶を生成するプロセスと、生成した針状結晶を除去し銅箔を加工するプロセスを同時に行うことによって、銅箔の露出部分の加工性が向上することを見出した。
化学処理に用いる液体として、例えば、黒化処理液を用い、加工するプロセスとしてブラスト加工を用いる方法であり、化学処理液を用いたウェットブラスト法である。
【００１４】
具体的には、図２に示すように、ウェットブラスト法において、ノズル（１）から噴射する液体（２）に、通常のプリント配線板の黒化処理液、例えば、亜塩素酸ナトリウムや過硫酸カリウムに水酸化ナトリウムを添加し、液をアルカリの状態にしたものを使用する。
適用温度は５０℃から９０℃程度であるが、針状結晶の生成効率と噴射時の温度変化を考慮すると６０℃から７０℃程度が好ましい。液を比較すると亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムを混合した水溶液のほうが針状結晶の成長を促しやすいため効率的である。
【００１５】
研磨材（３）としては、上記混合した水溶液に不溶であり銅箔（５）と比較して十分な硬度を有するガラスビーズ、アルミナ、炭化珪素等が好ましく、また研磨材の大きさは、加工部分であるレジストパターン開口部が１５μｍ以下であるので、０．１〜１０μｍ程度であることが望ましい。
上記混合した水溶液と研磨材の混合液の噴射圧力としては、加工性を確保し、且つレジストパターンの剥離や破損の起こらない程度、つまり噴出圧で３×１０−３〜５×１０−３Ｐａ程度が望ましい。
【００１６】
また、レジストパターン（４）としては、固体を噴射するため物理的加工に耐えられる程度の十分な弾力と金属密着性をもったものが必要である。具体的には、ポリウレタン系又はゴム系のフォトレジストが好ましいが、ライン／スペースが３５／１５μｍ以上の微細なレジストパターンが必要であるため、アクリル系やノボラック系のフォトレジストの適用も十分に可能である。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
＜実施例１＞
図３は、実施例１を説明する工程図である。まず、厚さ５０μｍのポリイミドテープ（１１）上に接着剤を介し厚さ１８μｍの銅箔（２１）を貼り合わせた基板（２０）上に、レジスト層（３１）（ＰＭＥＲ　Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ（商品名）：東京応化工業（株）製）をスピンコート（５００ｒｐｍ、３０秒）にて塗布し、温度１１０℃で８分間の乾燥を行い、基板（２０）の銅箔（２１）面にレジスト層を約２０μｍ形成した（図３（ａ））。
【００１８】
次に、レジスト層上に所定のパターンを描いたポジ型のフォトマスク（４１）を通して、３ｋＷの超高圧水銀灯で１５００ｍＪ／ｃｍ２　の露光量で露光した。描画パターン（４２）として、幅１０μｍ、長さ４ｍｍの遮光部が幅方向に４０μｍ間隔で配列された微細加工評価用の描画パターンを用いた（図３（ｂ））。露光後、２３℃の専用現像液（Ｐ−７Ｇ）を使って４０秒間スプレー噴霧し、基板の銅箔（２１）面上に１０μｍの開口部を有するレジストパターン（３２）を形成した（図３（ｃ））。
【００１９】
次に、レジストパターンをマスクにして平均粒径５μｍのアルミナ粒と液温度６０℃の亜塩素酸ナトリウム６５ｇ／リットル、水酸化ナトリウム２０ｇ／リットルの混合液を圧力４×１０−３Ｐａで噴射し、銅箔の金属露出部を加工し、銅箔開口部を形成した（図３（ｄ））。
【００２０】
次に、５０℃に加熱された専用剥膜液（ＰＳ（商品名）：東京応化工業（株）製）をスプレー（圧力０．９８×１０−３Ｐａ、５分間）噴霧し、レジストパターンを剥離して、銅配線パターン（２２）を得た。銅箔開口部の銅箔の平面方向の寸法はポリイミドと銅箔の界面部分で２０μｍ、銅箔の表面部分で１２μｍであった（図３（ｅ））。
また、同様のレジストパターンに対して塩化第二鉄によるエッチング加工を行ったものの銅箔の開口部の銅箔平面方向の寸法は、ポリイミドと銅箔の界面部分で２０μｍ、銅箔表面部分で８μｍであった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、レジストパターンを有する銅に、粒状の固体と、化学反応により酸化銅の針状結晶を形成する液体の混合液を噴射して、レジストパターンから露出した部分の銅を除去する銅の微細加工方法であるので、比較的柔らかく、延性に富む金属である銅であっても、例えば、銅配線のライン／スペースが２０／２０μｍ以下の微細な加工が可能な、銅の微細加工方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】銅表面に形成された針状結晶の一例を表す電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明による銅の微細加工方法の説明図である。
【図３】実施例１を説明する工程図である。
【符号の説明】
１、６１・・・ノズル
２、５２・・・液体
３・・・研磨材
４、３２・・・レジストパターン
５、２１・・・銅箔
１１・・・ポリイミドテープ
２０・・・基板
２２・・・銅配線パターン
３１・・・レジスト層
４１・・・フォトマスク
４２・・・描画パターン
５１・・・粒状の固体
【図１】
2004025342.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004025342.tif 000005