(57)【要約】【課題】比較的容易に、樹脂等で形成されるベース層上に、例えば、銅の微細な配線を形成することを可能とする金属層の微細加工方法を提供すること。【解決手段】ベース層１１と金属層３１の２層で構成される基材４１の該金属層上に、所望の形状にパターニングされたレジスト層を形成したのちに、第一の溶液６１により金属層の除去部をエッチング除去し、第二の溶液６２によりベース層上のエッチングで除去されずに残留している金属層の残留部３３をエッチング除去すること。第一の溶液が塩化第二銅溶液、或いは塩化第二鉄溶液であること。第二の溶液が１重量％から１５重量％の硫酸水溶液であること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともベース層と金属層の２層で構成される基材の該金属層への微細加工方法であって、金属層上に所望の形状にパターニングされたレジスト層を形成したのちに、第一の溶液により金属層の除去部をエッチング除去し、第一の溶液で除去されずに残留しているベース層上の金属層の残留部を第二の溶液によりエッチング除去することを特徴とする金属層の微細加工方法。
【請求項２】
前記第一の溶液が塩化第二銅溶液、或いは塩化第二鉄溶液であることを特徴とする請求項１記載の金属層の微細加工方法。
【請求項３】
前記第二の溶液が１重量％から１５重量％の硫酸水溶液であることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の金属層の微細加工方法。
【請求項４】
前記第二の溶液の温度が２０℃以上であることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３記載の金属層の微細加工方法。
【請求項５】
前記第二の溶液が基材に噴霧されることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載の金属層の微細加工方法。
【請求項６】
前記噴霧される際の噴霧圧力が０．０５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項５記載の金属層の微細加工方法。
【請求項７】
前記金属層が銅、或いは銅合金であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の金属層の微細加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気・電子機器に用いられるプリント配線板、ＴＡＢテープ、ＢＧＡ等の電子部品やその他銅の微細加工を必要とする製品の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】
社団法人電子情報技術産業協会電子デバイス部著「２００１年度日本実装技術ロードマップ」文祥堂印刷出版、２００１年３月発行、Ｐ．２７９
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、樹脂等で形成されるベース層上に銅の配線が形成されている。配線加工時に最表面となる銅の加工方法としては、フォトリソグラフィ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（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、エッチング液として塩化第二鉄溶液や塩化第二銅溶液が一般的に用いられ、基材表面と平行な方向：基材厚さ方向でおおよそ１：２〜１：３の速度比でエッチングが進行する。そのため、加工物の銅の厚さがその配線加工性に影響を及ぼし、銅が薄いほうが狭ピッチ加工を行うことが可能である。現在では、銅の厚さ１８μｍで配線のライン／スペースが２５／２５μｍ程度のものが量産品として製造されている。
【０００４】
フォトエッチング加工では、基材表面と平行な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基材表面と平行な方向のエッチング量を考慮した寸法で形成される。銅の厚さ１８μｍで配線のライン／スペースが２５／２５μｍの配線の加工を行う際には、レジストのライン／スペースは３５／１５μｍ程度となる。
フォトエッチングでは、金属−エッチング液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十分な反応種供給が困難となり、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、狭レジストスリット（スペース）を必要とする狭ピッチの配線加工はライン／スペース２５／２５μｍ程度が加工限界に近い。
【０００５】
また、ＴＡＢテープやＢＧＡなど、樹脂等で形成されるベース層の上に銅の配線が形成される基板においては、一般的に銅あるいはベース層の接合界面の表面粗さを上げ、いわゆるアンカー効果により銅の配線とベース層との接着性を確保している。
このような方法で接着性を向上させているため、エッチング加工時に銅−ベース層界面部分で、特に粗な凹凸の底部でエッチングで除去されずに残留している銅の残留部が発生する。この残留部を除去するために必要以上にエッチングを進行させなくてはならず、その結果、銅の配線幅が減少し、良好な配線形状を得ることが難しい。
【０００６】
配線のライン／スペースが２５／２５μｍ以下の微細な配線パターンの加工を行う際にはその傾向が顕著で、場合によっては銅がエッチングにより完全に除去されてしまい、その結果、配線パターンを形成できない場合もある。
【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、比較的容易に、樹脂等で形成されるベース層上に、例えば、銅の微細な配線を形成することを可能とする金属層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、少なくともベース層と金属層の２層で構成される基材の該金属層への微細加工方法であって、金属層上に所望の形状にパターニングされたレジスト層を形成したのちに、第一の溶液により金属層の除去部をエッチング除去し、第一の溶液で除去されずに残留しているベース層上の金属層の残留部を第二の溶液によりエッチング除去することを特徴とする金属層の微細加工方法である。
【０００９】
また、本発明は、上記発明による金属層の微細加工方法において、前記第一の溶液が塩化第二銅溶液、或いは塩化第二鉄溶液であることを特徴とする金属層の微細加工方法である。
【００１０】
また、本発明は、上記発明による金属層の微細加工方法において、前記第二の溶液が１重量％から１５重量％の硫酸水溶液であることを特徴とする金属層の微細加工方法である。
【００１１】
また、本発明は、上記発明による金属層の微細加工方法において、前記第二の溶液の温度が２０℃以上であることを特徴とする金属層の微細加工方法である。
【００１２】
また、本発明は、上記発明による金属層の微細加工方法において、前記第二の溶液が基材に噴霧されることを特徴とする金属層の微細加工方法である。
【００１３】
また、本発明は、上記発明による金属層の微細加工方法において、前記噴霧される際の噴霧圧力が０．０５ＭＰａ以上であることを特徴とする微細加工方法である。
【００１４】
また、本発明は、上記発明による金属層の微細加工方法において、前記金属層が銅、或いは銅合金であることを特徴とする金属層の微細加工方法である。
【００１５】
【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。
本課題を解決するため、ベース層上の、エッチングで除去されずに残留している銅の残留部を、銅の配線幅の減少を抑制しつつ、適宜に除去できる加工方法について検討した。
【００１６】
通常、微細な形状を形成するために用いられるエッチング液（塩化第二鉄や塩化第二銅等）は、そのエッチング能力が高く、基材の表面付近に存在する銅と、銅−ベース層界面付近やベース層上に残留した銅の区別がなされないほど強力で、エッチング速度も数μｍ／分から数十μｍ／分と速い。
そこで、ベース層上の残留部を優先的に除去するためには、先ず、塩化第二鉄や塩化第二銅等のエッチング液により基材の銅が所望の寸法になるようエッチング加工を施した後、次に、ベース層界面付近でのエッチング速度が速く、基材表面付近での銅溶解量が少ない（エッチング速度の遅い）第二の溶液によりエッチング加工を行うことが効果的であることを見出した。
【００１７】
第二の溶液としては、工業的に一般的に使用されている硫酸水溶液が適当であり、特別な添加剤などを必要としない。硫酸がエッチングで除去されずに残留している残留部を優先的に除去する理由としては、硫酸が銅−ベース層界面に浸透することにより優先的に作用し、残留部が除去されると推定される。
尚、本発明におけるベース層は、樹脂、ガラス−エポキシ等で形成されたものである。
【００１８】
ベース層上の残留部を効果的に除去する為には、銅−ベース層界面付近への十分な硫酸の供給が必要である。前述したようにレジストのスペースが３０μｍ以下となると反応種の銅−ベース層界面付近への供給は、液中の反応種の拡散のみにより行われることとなり、反応種の供給は基材表面付近での反応種濃度に大きく依存することとなる。
【００１９】
本発明における微細加工方法に於いて、第二の溶液での処理は静止浴中でも十分可能であるが、その反応速度は遅く、工業的に利用するには十分な速度とはいえない。静止浴中では処理時間の経過により基材表面付近の反応種の濃度が減少し、その結果銅−ベース層界面付近への反応種の供給も十分に行えなくなる。
そこで、スプレー噴霧等により基材表面での溶液流動を与えることでこの問題を解消することが出来る。スプレー噴霧の圧力としては０．０５ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２０】
また、第二の溶液の反応種の濃度を確保するために、適切な硫酸濃度は１重量％から１５重量％であることが好ましい。また、残留部を効率良く除去するために、第二の溶液の温度は常温（２０℃）以上であることが好ましい。
【００２１】
また、第二の溶液での処理は、レジストパターン剥離の前後、どちらで行われてもその効果は同様である。レジストパターン剥離後に第二の溶液の処理を行うと、金属表面の酸化皮膜等の変色部分の除去も同時に行われるため、第二の溶液での処理はレジスト剥離後に行う方が好ましい。
【００２２】
【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１は、実施例を説明する工程図である。まず、厚さ５０μｍのポリイミドで形成されたベース層１１上に接着剤２１を介し厚さ１８μｍの銅の金属層３１を貼り合わせた基材４１の金属層上にフォトレジスト（東京応化工業（株）製：ＰＭＥＲ−Ｐ）をスピンコーターにてレジスト膜厚５μｍとなるようにコートし、金属層上にレジスト層５１を形成した（図１（ａ））参照）。
金属層３１のベース層１１との貼り合わせ面は密着性を確保するために表面粗さが２μｍ程度に粗化されているものを使用した。
【００２３】
次に、レジスト層５１上に所定のパターンを描いたポジ型のフォトマスクを通して、３ｋＷの超高圧水銀灯で１５０ｍＪ／ｃｍ２　の露光量で露光した。描画パターンとして、長さ４ｍｍでライン／スペースが４０μｍ／１０μｍの矩形パターンを使用した。
露光後、３０℃に加熱した現像液（東京応化工業（株）製：ＰＭＥＲ専用現像液）を使って４０秒間スプレー噴霧し、金属層上に所望のレジストパターン５２を形成した（図１（ｂ）参照）。
【００２４】
次に、レジストパターンが形成された金属表面に第一の溶液６１として比重１．４６、温度６０℃の塩化第二鉄溶液をスプレー圧０．３ＭＰａで３５秒間噴射することによりエッチングして金属パターン３２を形成した。この状態では接着剤表面にエッチングで除去されずに残留している残留部３３が存在した。また、このときの金属パターンの金属表面寸法３４および金属界面寸法３５はそれぞれ１５μｍおよび３０μｍであった（図１（ｃ）参照）。
【００２５】
次に，第二の溶液６２として５０℃に加熱された硫酸１０重量％水溶液をスプレー圧力０．１ＭＰａで４０秒間噴霧した。噴霧後、ベース層上に残留部は観察されなかった（図１（ｄ）参照）。
次に、５０℃に加熱された３重量％水酸化ナトリウム剥膜液をスプレー（圧力０．１ＭＰａ、１分間）噴霧し、レジストパターン５２を剥離して、本発明の金属パターン３６を得ることができた。また、このときの金属パターンの金属表面寸法３４’および金属界面寸法３５’はそれぞれ１５μｍおよび２５μｍであった（図１（ｅ）参照）。
【００２６】
＜実施例２＞
まず、ガラスーエポキシ基版上に無電解メッキ法および電解メッキ法により厚さ１８μｍの銅層を形成した。その後、銅表面に実施例１と同様な方法でレジスト層を形成した。
次に、実施例１と同様な工程でレジスト層５１をパターニング処理して、銅表面に所望のレジストパターンを形成した。
【００２７】
次に、レジストパターンが形成された銅表面に、第一の溶液として比重１．３６、温度５０℃の塩化第二銅溶液をスプレー圧０．３ＭＰａで４５秒間噴射することによりエッチングして金属パターン３２を形成した。この状態では接着剤表面に残留部３３が存在した。また、このときの金属パターンの金属表面寸法３４および金属界面寸法３５はそれぞれ１２μｍおよび３０μｍであった。
【００２８】
次に、５０℃に加熱された３重量％水酸化ナトリウム剥膜液をスプレー（圧力０．１ＭＰａ、１分間）噴霧し、レジストパターンを剥離した。
次に，第二の溶液として２５℃の硫酸１２重量％水溶液をスプレー圧力０．１ＭＰａで４０秒間噴霧した。本発明の金属パターン３６を得ることができた。
本発明による基板上にはエッチングで除去されずに残留している残留部は観察されなかった。また、このときの金属パターン３６の金属表面寸法３４’および金属界面寸法３５’はそれぞれ１２μｍおよび２５μｍであった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、金属層上に所望の形状にパターニングされたレジスト層を形成したのちに、第一の溶液により金属層の除去部をエッチング除去し、第一の溶液で除去されずに残留しているベース層上の金属層の残留部を第二の溶液によりエッチング除去する金属層の微細加工方法であるので、比較的容易に、樹脂等で形成されるベース層上に、例えば、銅の微細な配線を形成することを可能とする金属層の微細加工方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、実施例を説明する工程図である。
【符号の説明】
１１・・ベース層
２１・・接着剤
３１・・金属層
３２・・金属パターン
３３・・エッチングで除去されずに残留している残留部
３４、３４’・・第一の溶液によるエッチング後の金属表面寸法
３５、３５’・・第二の溶液によるエッチング後の金属界面寸法
３６・・第二の溶液によるエッチング後の金属パターン
４１・・基材
５１・・レジスト層
５２・・レジストパターン
６１・・第一の溶液
６２・・第二の溶液
【図１】
2004124164.tif 000003