(57)【要約】【課題】金属配線の製造方法を提供する。【解決手段】表面に金属層及びフォトレジスト層が順次に設けられる基板を提供する工程と、露光部及び非露光部を形成するように、フォトレジスト層に対して露光を行う工程と、露光部又は非露光部を除去して、金属層の一部を露出させるように、現像剤によって現像を行い、その後、現像剤の一部を金属層の露出部に残す工程と、現像剤の残り部と金属層の露出部に複数の親水性官能基を形成するように、プラズマ処理を行う工程と、金属層の露出部を除去するように、エッチング剤によって金属層の露出部に対してエッチングを行い、エッチングの途中、エッチング剤と現像剤の残り部における親水性官能基と結合して、現像剤の残り部を除去する工程と、を備える。【選択図】図１Ｄ
2017038037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に金属層が設けられ、フォトレジスト層が前記金属層に位置する基板を提供する工程と、
前記フォトレジスト層に少なくとも１つの露光部及び少なくとも１つの非露光部を形成するように、前記フォトレジスト層に対して露光工程を行う工程と、
前記少なくとも１つの露光部又は前記少なくとも１つの非露光部を除去して、前記金属層の一部を露出させるように、現像剤によって現像を行い、その後、前記現像剤の一部を前記金属層の露出部に残す工程と、
前記現像剤の前記残り部と前記金属層の前記露出部に複数の親水性官能基を形成するように、プラズマ処理を行う工程と、
前記金属層の前記露出部を除去するように、エッチング剤によって前記金属層の前記露出部に対してエッチングを行い、前記エッチング工程の途中、前記エッチング剤が前記現像剤の前記残り部における前記親水性官能基と結合して、前記現像剤の前記残り部を除去する工程と、
を備える金属配線の製造方法。
【請求項２】
前記エッチング工程を行う場合、二流体エッチング技術を利用することを含む請求項１に記載の金属配線の製造方法。
【請求項３】
前記フォトレジスト層は、ドライフィルム層である請求項１又は請求項２に記載の金属配線の製造方法。
【請求項４】
前記フォトレジスト層は、ネガ型フォトレジスト層であり、前記現像工程では前記少なくとも１つの非露光部を除去する請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の金属配線の製造方法。
【請求項５】
前記フォトレジスト層は、ポジ型フォトレジスト層であり、前記現像工程では前記少なくとも１つの露光部を除去する請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の金属配線の製造方法。
【請求項６】
前記プラズマ処理を行う場合、窒素ガス、又は窒素ガスと清潔で乾燥した空気からなる処理ガスを利用することを含む請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の金属配線の製造方法。
【請求項７】
前記プラズマ処理を行う場合、アルゴンガス、アルゴンガスと清潔で乾燥した空気、又はアルゴンガスと清潔で乾燥した空気及び窒素ガスからなる処理ガスを利用することを含む請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の金属配線の製造方法。
【請求項８】
前記プラズマ処理を行う場合、大気プラズマを利用することを含む請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の金属配線の製造方法。
【請求項９】
前記親水性官能基は、水酸基（ＯＨ）、炭素酸素単結合（Ｃ-Ｏ）、炭素酸素二重結合（Ｃ=Ｏ）、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）、アミノ基、アミン基、及び／又はペルオキシド基（-Ｏ-Ｏ-）を含む請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の金属配線の製造方法。
【請求項１０】
前記プラズマ処理は、前記現像剤の前記残り部と前記金属層の前記露出部とに３０°以下の接触角を持たせることを含む請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の金属配線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの製造に関し、特に、金属配線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、自己感光性重合体の乾性画像転移膜である、一般にドライフィルム（ｄｒｙ  ｆｉｌｍ）と呼ばれるものが現れてから、プリント回路板（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）の製造業界では、画像を転移するには、従来のウェットフォトレジストの代わりにその技術が用いられてきた。一般的には、ドライフィルムは、カバーフィルム層、セパレータ層、及びそれらの間に挟まれる感光性レジスト層等の順次に積層された３つの部分からなる。カバーフィルム層の材料としては、一般的に、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）のようなポリエステル類が用いられる。セパレータ層の材料としては、一般的に、ポリエチレン成分である。
【０００３】
ドライフィルムは、そのフォトレジストの形態によってポジ型ドライフィルム及びネガ型ドライフィルムに分けられる。現在、業界では、ほとんどネガ型ドライフィルムによって生産する。ネガ型ドライフィルムが露光された後、露光された部分は、重合体となって硬化する。そのため、現像された後、ネガ型ドライフィルムの露光されない部分が除去され、露光し硬化された重合体のみが残って、所望の配線のパターンが得られる。
【０００４】
しかし、現像プロセス後、一般的に、現像剤の一部が依然として製造しようとする配線の金属層に残って、残った現像剤に高濃度のフォトレジスト成分が含まれる。これらの高濃度のフォトレジスト成分を含む現像剤は、完全に取り除かれないと、金属層の表面にスカム（ｓｃｕｍ）を形成しやすい。これらのスカムにより、後で十分にエッチングされず、金属配線のパターンの定義とサイズがひどく影響され、更に、製品の歩留まりが不良になる。
【０００５】
エッチングプロセスの途中、これらのスカムを除去するには、一般的に、より多くのエッチング剤が必要である。このように、金属層にオーバエッチングが発生するだけではなく、エッチング剤も浪費され、プロセスのコストが向上する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、本発明の目的は、フォトレジストであるドライフィルムが露光・現像された後、先に大気プラズマによって金属層の表面に残った現像剤に対してプラズマ処理を行うことで、残った現像剤を除去し、及び／又は残った現像剤に対して表面改質を行い、このように、残った現像剤及びそれに含まれるドライフィルム成分は、プラズマ又は後のエッチングプロセスに用いられるエッチング剤によって効果的に除去され、金属配線パターンの移動の正確性を向上させ、エッチングプロセスの歩留まりを向上させ、更に、金属配線の品質を向上させることができる金属配線の製造方法を提供することでる。
【０００７】
本発明の別の目的は、現像後で導入された大気プラズマが、現像剤及びその内のドライフィルム成分の除去に寄与するだけではなく、更に一部の細かい有機物を取り除くことに寄与し、金属層の表面を粗化し、金属層の表面に親水性の官能基を形成することができるため、金属層の表面の濡れ性を向上させ、更に、後で金属層の表面に形成された材料層の金属層に対する付着性を向上させることができる金属配線の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的によると、表面に金属層が設けられ、フォトレジスト層が金属層に位置する基板を提供する工程と、前記フォトレジスト層に少なくとも１つの露光部及び少なくとも１つの非露光部を形成するように、フォトレジスト層に対して露光工程を行う工程と、前記少なくとも１つの露光部又は少なくとも１つの非露光部を除去して、金属層の一部を露出させるように、現像剤によって現像を行い、その後、現像剤の一部を金属層の露出部に残す工程と、現像剤の残り部と金属層の露出部に複数の親水性官能基を形成するように、プラズマ処理を行う工程と、金属層の露出部を除去するように、エッチング剤によって金属層の露出部に対してエッチングを行い、エッチング工程の途中、エッチング剤が現像剤の残り部における親水性官能基と結合し、現像剤の残り部を除去する工程とを備える金属配線の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明の一実施例によると、前記エッチング工程を行う場合、二流体エッチング技術を利用することを含む。
【００１０】
本発明の別の実施例によると、前記フォトレジスト層は、ドライフィルム層である。
【００１１】
本発明のまた別の実施例によると、前記フォトレジスト層は、ネガ型フォトレジスト層であり、現像工程では前記少なくとも１つの非露光部を除去する。
【００１２】
本発明のまた１つの実施例によると、前記フォトレジスト層は、ポジ型フォトレジスト層であり、現像工程では前記少なくとも１つの露光部を除去する。
【００１３】
本発明のまた１つの実施例によると、前記プラズマ処理を行う場合、窒素ガス（Ｎ2）、又は窒素ガスと清潔で乾燥した空気（ｃｌｅａｒ  ｄｒｙ  ａｉｒ；ＣＤＡ）からなる処理ガスを利用することを含む。
【００１４】
本発明のまた１つの実施例によると、前記プラズマ処理を行う場合、アルゴンガス（Ａｒ）、アルゴンガスと清潔で乾燥した空気、又はアルゴンガスと清潔で乾燥した空気及び窒素ガスからなる処理ガスを利用することを含む。
【００１５】
本発明のまた１つの実施例によると、前記プラズマ処理を行う場合、大気プラズマを利用することを含む。
【００１６】
本発明のまた１つの実施例によると、前記親水性官能基は、水酸基（ＯＨ）、炭素酸素単結合（Ｃ-Ｏ）、炭素酸素二重結合（Ｃ=Ｏ）、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）、アミノ基、アミン基、及び／又はペルオキシド基（-Ｏ-Ｏ-）を含む。
【００１７】
本発明のまた１つの実施例によると、前記プラズマ処理は、現像剤の残り部と金属層の露出部とに３０°以下の接触角を持たせることを含む。
【００１８】
下記の添付図面の説明は、本発明の上記又はその他の目的、特徴、利点及び実施例をより分りやすくするためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である。
【図１Ｆ】本発明の一実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の別の実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である
【図２Ｂ】本発明の別の実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である図１Ａ〜図１Ｆを参照されたい。本実施形態の金属配線の製造方法は、例えば、プリント回路板又はフレキシブル回路板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  Ｂｏａｒｄ；ＦＰＣＢ）の金属配線の製造のような、様々な半導体プロセスに適用されることができる。
【００２１】
ある実施例において、図１Ａに示すように、金属配線を製造する場合、まず、基板１００を提供してよい。基板１００の材料としては、例えば、金属、セラミック、高分子重合体等を含んでもよい。また、基板１００は、単層構造でもよいし、多層の積層構造でもよい。次に、基板１００の表面１０２に金属層１０４を形成する。金属層１０４は、例えば、銅層又はアルミニウム層を含んでもよい。そして、金属層１０４の表面１０６にフォトレジスト層１０８を塗布する。フォトレジスト層１０８は、ネガ型フォトレジスト層であってもよし、ポジ型フォトレジスト層であってもよい。ある例において、フォトレジスト層１０８は、例えば、ネガ型ドライフィルム又はポジ型ドライフィルムのようなドライフィルム層であってもよい。
【００２２】
そして、図１Ｂに示すように、形成しようとする金属配線パターンを有するマスク（図示せず）を介して、フォトレジスト層１０８に対して露光工程を行って、フォトレジスト層１０８に少なくとも１つの露光部１１０と少なくとも１つの非露光部１１２を形成する。図１Ｂに示す例示的な例において、露光工程では、フォトレジスト層１０８に２つの露光部１１０と３つの非露光部１１２を形成する。ある例において、フォトレジスト層１０８がネガ型フォトレジスト層であるため、露光部１１０は、重合体として硬化する。別のある例において、フォトレジスト層１０８がポジ型フォトレジスト層であるため、露光部１１０は、柔らかくなり又は分解する。
【００２３】
フォトレジスト層１０８の露光工程を完成した後、フォトレジスト層１０８の一部を除去して、金属層１０４の表面１０６の一部を露出させるように、現像剤によってフォトレジスト層１０８に対して現像工程を行う。フォトレジスト層１０８がネガ型フォトレジスト層である例において、図１Ｃに示すように、露光部１１０が露光されて硬化するため、現像工程で非露光部１１２が除去され、非露光部１１２の下方の金属層１０４の表面１０６が露出される。フォトレジスト層１０８がポジ型フォトレジスト層である例において、露光部１１０が露光された後で柔らかくなり又は分解するので、現像工程により露光部１１０を除去して、露光部１１０の下方の金属層１０４の表面１０６を露出させる。以下、フォトレジスト層１０８がネガ型フォトレジスト層である態様を例として説明する。
【００２４】
現像工程の後、現像剤が完全に取り除かれず、金属層１０４の表面１０６とフォトレジスト層１０８の露光部１１０に残る場合がある。これらの現像剤の残り部１１４には、一般的に、高濃度のフォトレジスト成分が含まれる。次に、図１Ｄに示すように、プラズマ１１６によって金属層１０４の表面１０６の露出部、現像剤の残り部１１４とフォトレジスト層１０８の露光部１１０に対してプラズマ処理を行う。プラズマ処理としては、例えば、大気プラズマを使用してもよい。ある例において、プラズマ処理を行う場合、窒素ガス、又は窒素ガスと清潔で乾燥した空気からなる処理ガスを利用する。別のある例において、プラズマ処理に用いられる処理ガスは、アルゴンガス、アルゴンガスと清潔で乾燥した空気、又はアルゴンガスと清潔で乾燥した空気及び窒素ガスを含んでもよい。
【００２５】
ある例において、このプラズマ処理では大気プラズマを採用する。処理ガスを入れた後、外部電圧が処理ガスの破壊電圧より高く、ガス分子（例えば、窒素ガスと清潔で乾燥した空気）が励起され、例えば、Ｎ2*、Ｎ*、Ｎ+、Ｏ*及び／又はＯ＋のような高活性粒子が発生される。これらの高活性粒子が現像剤の残り部１１４における有機物を気体の炭素酸素分子ＣＯ、気体のＣＨxＯy等に転換することで、現像剤の残り部１１４を除去し、洗浄の効果を達成することができる。プラズマ処理によって金属層の表面を粗化し、後で金属層の表面に形成された材料層の金属層に対する付着力を向上させることができる。
【００２６】
また、これらの高活性粒子は、本来の有機炭素鎖の代わりに、現像剤の残り部１１４と金属層１０４の表面１０６の露出部に多くの親水性官能基を形成して、現像剤の残り部１１４と金属層１０４の表面１０６の露出部に対して表面改質を行うこともできる。ある例示的な例において、親水性官能基は、水酸基（ＯＨ）、炭素酸素単結合（Ｃ-Ｏ）、炭素酸素二重結合（Ｃ=Ｏ）、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）、アミノ基、アミン基、及び／又はペルオキシド基（-Ｏ-Ｏ-）を含む。ある例示的な例において、プラズマ処理によって現像剤の残り部１１４と金属層１０４の表面１０６の露出部に多くの親水性官能基を形成できるため、現像剤の残り部１１４と金属層１０４の表面１０６の露出部の濡れ性を向上させることができる。例としては、プラズマ処理された後で、現像剤の残り部１１４と金属層１０４の表面１０６の露出部に例えば、３０°以下の接触角を有してもよい。
【００２７】
プラズマ処理を完成した後、フォトレジスト層１０８の露光部１１０はエッチングマスクであり、エッチング剤によって金属層１０４の露出部を除去して、下部の基板１００の表面１０２を露出させるように、金属層１０４の露出部に対してエッチング工程を行う。このエッチング工程の途中、エッチング剤は、現像剤の残り部１１４上及び金属層１０４の表面１０６上の細かい有機物における親水性官能基と結合し、エッチング剤が除去されるにつれて、現像剤の残り部１１４と細かい有機物を金属層１０４の表面１０６から除いて、金属層１０４の表面１０６における現像剤の残り部１１４と細かい有機物を効果的に除去することができる。従って、図１Ｅに示すように、エッチング剤は、金属層１０４の露出部を順調に除去して、下部の基板１００の表面１０２を露出させ、フォトレジスト層１０８の露光部１１０のパターンを金属層１０４に正確に移動させ、更に、基板１００の表面１０２に所望の金属配線１１８を形成することができる。ある実施例において、エッチング工程を行う場合、二流体エッチング機械を利用することを含み、二流体エッチング技術によってこのエッチング工程を行うことができる。別のある実施例において、エッチング工程を行う場合、例えば、ウェットエッチング機械のような普通のエッチング機械を利用し、普通のエッチング技術によってこのエッチング工程を行うことができる。
【００２８】
金属層１０４のエッチング工程を完成した後、図１Ｆに示すように、フォトレジスト層１０８の露光部１１０の残部を除去して、金属配線１１８の製造を完成する。
【００２９】
図１Ｂに合わせて、本発明の別の実施形態に係る金属配線の製造方法のプロセスを示す断面図である図２Ａと図２Ｂを参照されたい。ある例において、図２Ａに示すように、フォトレジスト層１０８は、ポジ型フォトレジスト層であり、フォトレジスト層１０８の露光工程と現像工程が完成された後で、フォトレジスト層１０８の露光部１１０を除去して、露光部１１０の下方の金属層１０４の表面１０６を露出させ、配線の雛型を形成する。この場合、上記実施例と同様に、プラズマによって金属層１０４の表面１０６の露出部、現像剤の残り部１１４とフォトレジスト層１０８の非露光部１１２に対してプラズマ処理を行う。このプラズマ処理は、現像剤の残り部１１４と金属層１０４の表面１０６の露出部に多くの親水性官能基を形成できるので、現像剤の残り部１１４と金属層１０４の表面１０６の露出部の濡れ性を向上させることができる以外、金属層１０４の表面１０６を粗化することもできる。そのため、プラズマ処理を完成した後、現像剤の残り部１１４を除去するために、先にウェット洗浄処理を行ってもよい。そして、例えば、電気メッキによって、金属層１０４の表面１０６の露出部に金属配線１２０を形成してよい。その後、フォトレジスト層１０８の非露光部１１２の残部を除去して、金属配線１２０の製造を完成すればよい。金属層１０４の表面１０６の露出部がプラズマ処理中で粗化されるため、金属配線１２０は、金属層１０４の表面１０６の露出部に対して優れる付着力を有する。
【００３０】
上記の実施形態から、本発明の一つのメリットは、本発明の金属配線の製造方法において、フォトレジストであるドライフィルムが露光・現像された後、先に大気プラズマによって金属層の表面に残った現像剤に対してプラズマ処理を行うことで、残った現像剤を除去し、及び／又は残った現像剤に対して表面改質を行うことにあることが判明された。このように、残った現像剤及びそれに含まれるドライフィルム成分は、プラズマ又は後のエッチングプロセスに用いられるエッチング剤によって効果的に除去され、金属配線パターンの移動の正確性を向上させ、エッチングプロセスの歩留まりを向上させ、更に、金属配線の品質を向上させることができる。
【００３１】
上記の実施形態から、本発明の別のメリットは、本発明の金属配線の製造方法において、現像後で導入された大気プラズマが、現像剤及びその内のドライフィルム成分の除去に寄与するだけではなく、一部の細かい有機物の取り除きに寄与し、金属層の表面を粗化し、金属層の表面に親水性の官能基を形成することができるため、金属層の表面の濡れ性を向上させ、更に、後で金属層の表面に形成された材料層の金属層に対する付着性を向上させることができることにあることが判明された。
【００３２】
本発明の実施例を前記の通りに開示したが、これは、本発明を限定するものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神や範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができ、したがって、本発明の保護範囲は、下記添付の特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。
【符号の説明】
【００３３】
１００  基板、１０２  表面、１０４  金属層、１０６  表面、１０８  フォトレジスト層、１１０  露光部、１１２  非露光部、１１４  残り部、１１６  プラズマ、１１８、１２０  金属配線。
【図１Ａ】
2017038037.tif 000003
【図１Ｂ】
2017038037.tif 000004
【図１Ｃ】
2017038037.tif 000005
【図１Ｄ】
2017038037.tif 000006
【図１Ｅ】
2017038037.tif 000007
【図１Ｆ】
2017038037.tif 000008
【図２Ａ】
2017038037.tif 000009
【図２Ｂ】
2017038037.tif 000010