(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状のレジスト層を耐エッチングマスクとして、反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、有機絶縁樹脂層を加工する方法であって、アクリル系のレジストを用い、フォトリソ法で、前記所定形状のレジスト層を形成するもので、アルカリ現像処理にて、あるいは現像処理後に中性アルカリ金属塩水溶液中で含浸処理を行い、少なくとも前記所定形状のレジスト層の表面部にアルカリ金属を充分に含浸させた後に、ハロゲン化炭化水素と酸素（０2 ）との混合ガスからなる反応性ガスにてプラズマエッチングを行うことを特徴とする有機絶縁樹脂層の加工方法。
【請求項２】
レジスト層の表面部のカルボキシル基のＨの８０％以上を、ＮａあるいはＫ等のアルカリ金属に置換した後に、プラズマエッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の有機絶縁樹脂層の加工方法。
【請求項３】
請求項１ないし２記載のアクリル系のレジストが、アルカリ現像型ドライフィルムレジストであることを特徴とする有機絶縁樹脂層の加工方法。
【請求項４】
請求項１ないし３において、有機絶縁樹脂層がイミド系の樹脂からなることを特徴とする有機絶縁樹脂層の加工方法。
【請求項５】
請求項１ないし３において、有機絶縁樹脂層が配線板を作製するための配線用基材に設けられたものであることを特徴とする有機絶縁樹脂層の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機絶縁樹脂層の加工方法に関し、特に、半導体パッケージ部材用の配線板、半導体実装部材用の配線板、および磁気ディスク装置における磁気ヘッドサスペンション用の配線板を作製するための、配線用基材に設けられた有機絶縁樹脂層の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ技術の進展に伴い、近年、電子装置の高実装密度化の進展が著しく、これに対応した実装技術の開発が盛んに行われている。
このような中、これらに用いられる配線板で、ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂層からなる有機絶縁樹脂層を配線板の一部として、所定形状に形成したものも用いられるようになってきた。
【０００３】
従来、電子部材に使用される有機絶縁樹脂層の加工方法については、ポリイミドのようなイミド系耐熱性樹脂では、濃厚アルカリ水溶液やヒドラジン等の有機アルカリ溶液によりケミカルエッチングするケミカルエッチング加工方法、イミド系樹脂やエポキシ系樹脂では、炭酸ガス、エキシマ、ＹＡＧレーザー等を用いて加工するレーザ加工方法、あるいは反応性のガスを用いたプラズマエッチングによるプラズマエッチング加工方法が知られており、これらの方法は、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板の製造等、種々の用途に用いられている。
上記イミド系樹脂のケミカルエッチング加工方法はよく知られ、広く用いられているが、樹脂の種類によっては基本骨格の違いからエッチングしにくいものもある。この方法の場合、エッチング液を構成するヒドラジン等の有機アルカリ化含物は人体に有害であり取り扱いが困難であるという問題もある。
また、上記レーザー加工方法による樹脂加工は、一度の加工エリアがレーザー径の範囲内であるため、一般に大面積の一括加工はできない。
プラズマエッチング加工方法による樹脂加工例としては、半導体製造の分野でＬＳＩのパッシベーション膜用ポリイミドの加工等が挙げられる。
上記プラズマエッチング法は、大面積の一括加工が可能な上、有機絶縁樹脂の基本骨格の種類によらずエッチングすることができる利点があり、ヒドラジンなどの人体に有害な薬品を使用しない為、作業安全性の面でも優れている。
【０００４】
このため、電子部材の有機絶縁樹脂層の加工方法としては、プラズマエッチング加工方法が、近年の電子装置の高実装密度化の進展に伴い、益々重要視されるようになってきた。
プラズマエッチング加工方法においては、通常、イオンとラジカルの相互作用によりエッチングが進行するが、プラズマにより発生するイオンとラジカル種のうち、イオンは処理基板に対して電気的に垂直方向に加速されるため、イオンによるエッチングは垂直方向へ異方的に進行するが、有機物のエッチング速度は遅い。
これに対し、ラジカル及び未反応分子は拡散により処理基板表面に到達するため、ラジカル及び未反応分子によるエッチングは、等方的にエッチングが進行し、エッチング速度が早い。
また、プラズマエッチングによる有機絶縁樹脂層の加工方法においては、一般に、ＣＦ4 などのＦとＣの比率が大きく堆積性の低いガスと酸素との混合ガスが用いられている。
フッ化炭化水素のように、ＦとＣの比率が小さいガスは重合堆積物が生じ易く、また、ＨがＨＦとしてＦを引き抜くため、堆積が促進されることが知られているが、しばしばこのような堆積物が表面に付着することによってエッチングが抑制されることがあり、ＦとＣの比率が大きく、より多くのラジカル（Ｆ＊）が供給可能であるＣＦ4 がエッチング目的に、特に好んで使用されているものである。
【０００５】
そして、プラズマエッチング加工方法による樹脂加工に、パターンを形成するためのマスクとして感光性レジストが用いられることがある。
感光性レジストとして、ノボラック系の液状レジストやアクリル系のドライフィルムレジスト等が、一般に、使用されているが、柔軟性やコストの面ではアクリル系のドライフィルムレジストが優れている。
この場合、感光性レジストは有機樹脂でもあり、加工する樹脂のエッチングの際、感光性レジスト自体もエッチングされるため、感光性レジストの厚さやレジストパターン幅は、予めエッチングされることを見込み決められている。
即ち、耐エッチングマスクとして感光性レジストを用いた場合、レジストパターンを幅方向にエッチングしながら、目的する樹脂加工を行うこととなるが、
前述の通り、プラズマエッチング加工方法においては、ラジカル及び未反応分子によるエッチングは、等方的にエッチングが進行し、且つ、エッチング速度が早いため、加工する樹脂のレジストパターン幅方向のエッチング制御は難しく、またばらつきも大きく、問題となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、プラズマエッチング加工方法による樹脂加工を行う際に感光性レジストを耐エッチングマスクとして用いる場合において、加工する樹脂のレジストパターン幅方向のエッチング制御を簡単にできる方法が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、プラズマエッチング加工方法による樹脂加工を行う際に感光性レジストを耐エッチングマスクとして用いる場合において、耐エッチングマスクである、レジストパターンの幅の制御を確実に行うことができる方法を提供しようとするものである。
これにより、精度の良い樹脂加工を行おうとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機絶縁樹脂層の加工方法は、所定形状のレジスト層を耐エッチングマスクとして、反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、有機絶縁樹脂層を加工する方法であって、アクリル系のレジストを用い、フォトリソ法で、前記所定形状のレジスト層を形成するもので、アルカリ現像処理にて、あるいは現像処理後に中性アルカリ金属塩水溶液中で含浸処理を行い、少なくとも前記所定形状のレジスト層の表面部にアルカリ金属を充分に含浸させた後に、ハロゲン化炭化水素と酸素（０2 ）との混合ガスからなる反応性ガスにてプラズマエッチングを行うことを特徴とするものである。
そして、上記において、レジスト層の表面部のカルボキシル基のＨの８０％以上を、ＮａあるいはＫ等のアルカリ金属に置換した後に、プラズマエッチングを行うことを特徴とするものである。
そしてまた、上記のアクリル系のレジストが、アルカリ現像型ドライフィルムレジストであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記において、有機絶縁樹脂層がイミド系の樹脂からなることを特徴とするものである。
また、上記において、有機絶縁樹脂層が配線板を作製するための配線用基材に設けられたものであることを特徴とするものである。
有機絶縁樹脂層の材質としては、エポキシ系樹脂、イミド系耐熱樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン系樹脂等、熱可塑、熱硬化性樹脂を問わず適用できる。
また、有機絶縁樹脂層の形態としては、東レ・デュポン社製のカプトンのようなフィルム単体のものや、宇部興産社製のユピセルの様な金属とポリイミドの積層材料における絶縁樹脂層、あるいは金属箔等の担体にポリアミック酸のワニスをフィルム状に塗布した後、熱キュアしてイミド化して形成した絶縁樹脂層等を挙げることができる。
尚、フォトリソ法とは、フォトリソグラフィー法の略で、ここでは、所定の電離放射線に感光性のレジストを用い、前記電離放射線をレジストの所定領域のみ露光して、現像処理を施し、レジストをパターニングする方法を言っている。
【０００９】
【作用】
本発明の有機絶縁樹脂層の加工方法は、このような構成にすることにより、所定形状のレジスト層を耐エッチングマスクとして、ハロゲン化炭化水素と酸素（０2 ）との混合ガスからなる反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、有機絶縁樹脂層を加工する方法で、有機絶縁樹脂層を加工する際に、耐エッチングマスクである、レジスト層幅の制御を確実に行うことができる方法の提供を可能とするものである。
具体的には、所定形状のレジスト層を耐エッチングマスクとして、反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、有機絶縁樹脂層を加工する方法であって、アクリル系のレジストを用い、フォトリソ法で、前記所定形状のレジスト層を形成するもので、アルカリ現像処理にて、あるいは現像処理後に中性アルカリ金属塩水溶液中で含浸処理を行い、少なくとも前記所定形状のレジスト層の表面部にアルカリ金属を充分に含浸させた後に、ハロゲン化炭化水素と酸素（０2 ）との混合ガスからなる反応性ガスにてプラズマエッチングを行うことにより、これを達成している。
詳しくは、このようにしてプラズマエッチングを行うことにより、プラズマエッチングを行い有機絶縁樹脂層を加工する際に、レジスト側壁にハロゲン化アルカリ金属を含む、プラズマ耐性の高い堆積物を生成することとができ、これにより、レジスト層の側壁近傍に、前記ハロゲン化アルカリ金属を含むプラズマ耐性の高い堆積物を配設することができ、反応性ガスによるレジスト層側壁方向への、エッチングによる広がりを抑制する。
【００１０】
特に、レジスト層の表面部にアルカリ金属を充分に含浸する含浸処理が、少なくとも、レジスト層の表面部のカルボキシル基のＨの８０％以上を、ＮａあるいはＫ等のアルカリ金属に置換するものである場合、レジスト層の側壁方向への広がりを抑制する効果は大きい。
【００１１】
アクリル系のレジストが、アルカリ現像型ドライフィルムレジストであることにより、作業性の良いものとしている。
有機絶縁樹脂層がイミド系の樹脂からなる場合にも適用できる。
【００１２】
特に、配線板を作製するための配線用基材に設けられた有機絶縁樹脂層に適応した場合には、配線板の形態、製造方法の自由度を大きくできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の有機絶縁樹脂層の加工方法の形態の例を挙げ、図１に基づいて説明する。
図１は本発明の有機絶縁樹脂層の加工方法の実施の形態の第１の例および第２の例の工程断面図である。
図１中、１０は配線用基材、１１はステンレス板材、１２は有機絶縁樹脂層、１３は（アクリル系の）レジスト、１３Ａはレジスト層、１３Ｂは開口部（露出部とも言う）、１４、１４Ａ、１４Ｂはレジスト層、１５はアルカリ金属含浸部、１６は堆積物である。
【００１４】
先ず、実施の形態の第１の例を説明する。
本例は、ステンレス板材１１の一面上に有機絶縁樹脂層１１からなるフィルムを積層した配線板用基材１０の、有機絶縁樹脂層１１上に所定形状の開口部１３Ｂを有するレジスト層１３Ａを耐エッチングマスクとして形成し、反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、有機絶縁樹脂層１１を加工する方法である。
そして、レジスト層１３Ａは、アクリル系のレジストを用い、フォトリソ法で、所定形状に形成されるもので、レジスト層１３Ａ形成のための現像処理後に中性アルカリ金属塩水溶液中で含浸処理を行い、少なくとも前記所定形状の開口部を有するレジスト層の表面部にアルカリ金属を充分に含浸させた（図１（ｃ）の状態）後に、ハロゲン化炭化水素と酸素（０2 ）との混合ガスからなる反応性ガスにてプラズマエッチングを行うものである。
【００１５】
先ず、ステンレス材１１の一面上に有機絶縁樹脂層１２を設けた配線板用基材１０を用意し、配線板用基材１０の有機絶縁樹脂層１２上に、アクリル系のアルカリ可溶型のドライフィルムレジストをラミネートして、有機絶縁樹脂層１２を覆うようにアクリル系のレジスト１３を形成した後、所定の絵柄を有するフォトマスクを用い、レジスト１３が感光する所定の電離放射線２２にて、レジスト１３の所定領域のみ露光する。（図１（ａ））
【００１６】
絶縁樹脂層１１としては、エポキシ系樹脂、イミド系耐熱樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン系樹脂等、熱可塑、熱硬化性樹脂を問わず用いることができる。
絶縁樹脂層１１の厚みは０．１〜１００μｍまで対応でき、特に１〜５０μｍの厚みの絶縁樹脂層の加工に好適である。
アクリル系のレジスト１３の厚みとしては、有機絶縁樹脂層１２とアクリル系のレジスト１２のブラズマエッチングレートの比に応じて１〜２００μｍの範囲で設定することができるが、１５〜１５０μｍの厚みが好適である。
レジスト１３を形成するためのドライフィルムレジストのラミネート方法としては、ホットロールラミネート、真空加圧ラミネート等を適宜採用することができる。
【００１７】
次いで、現像処理を行った（図１（ｂ））後、ＮａＣｌあるいはＮａ2 ＳＯ4 などの中性アルカリ金属塩水溶液中で含浸処理を行い、レジスト層１４の表面部のカルボキシル基のＨの所定量以上をナトリウムあるいはカリウム等のアルカリ金属に置換しておく。（図１（ｃ））
置換しておく量としては、レジスト層１４の表面部のカルボキシル基のＨの５０％以上が必要で、レジスト層の表面部のカルボキシル基のＨの８０％以上が好ましい。
この場合の、現像液としては、極く少量のナトリウムやカリウムを含むアルカリ現像で、あるいはナトリウムやカリウム等のアルカリ金属を含まないアミン系の有機アルカリ現像液で、現像により、レジスト層１３Ａの表面部のカルボキシル基のＨが所定量以上ナトリウムあるいはカリウム等のアルカリ金属に置換できない現像液である。
【００１８】
次いで、減圧された真空容器内に、ハロゲン化炭化水素と酸素（０2 ）との混合ガスからなる反応性ガスを入れながら、露出した有機絶縁樹脂層１２をプラズマエツチングを開始すると、レジスト層１４のその側壁を含む表面部に、耐エッチング性のハロゲン化アルカリ金属を含む、プラズマ耐性の高い堆積物を生成し、レジスト側壁方向のレジスト自体のエッチングの進行が妨げられ、レジスト層１４（あるいはレジスト層１３）の幅はプラズマエッチングにおいても確保できる。（図１（ｄ））
有機絶縁樹脂層１２は、所定幅をもつレジスト層１４Ａによりマスキングされながら、そのプラズマエッチングがなされる。
レジスト層の下側にまで、有機絶縁樹脂層１２のエッチングは進行するが、レジスト層の下側表面にもプラズマ耐性の高い堆積物を生成するため、レジスト層１４の形状（レジスト層１３Ａの形状でもある）は、ほぼそのまま確保された状態でエッチングは進行する。（図１（ｅ））
プラズマエッチングは、ハロゲン化炭化水素と酸素（０2 ）との混合ガスからなる反応性ガスを一定の比率で流し、陰極と陽極問に交流電力の加電によりプラズマを発生させ、被プラズマエッチング物を陰極近傍の陰極暗部領域に設置することにより行われる。
ハロゲン化炭化水素としては、ＣＨＦ3 、ＣＨ2 Ｆ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等を用いることができる。
また、酸素ガス、ハロゲン化炭化水素ガスの雰囲気圧力は、常温で０．１〜１００Ｐａ、好ましくは３〜７０Ｐａとされる。
酸素ガス、ハロゲン化炭化水素ガスの導入量は、標準状態において１〜８０ｓｃｃｍ、好ましくは、１０〜５０ｓｃｃｍとされる。
プラズマ放電の処理電力は、通常０．１〜１０Ｗ／ｃｍ2 、好ましくは、０．７〜１Ｗ／ｃｍ2 とされる。
処理電力には、交流を使用することが好ましく、周波数は２０ｋＨｚ〜２ＧＨが適用できるが、実用上は、工業割り当て周波数の１３．５６ＭＨｚである。
【００１９】
有機絶縁樹脂層１２のプラズマエッチングを終了後、レジスト層１４Ｂを剥離し、所定の洗浄処理を施す。（図１（ｆ））
剥離液としては水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ水溶液を用いることができる。
濃度は０．１〜１０％、好ましくは１〜５％である。
温度は、常温〜８０℃、好ましくは３０〜６０℃である。
【００２０】
このようにして、有機絶縁樹脂層１２の所定の部分のみ貫通加工することができるが、配線板用基材１０の形態については、これに限定されない。
例えば、図１（ａ）の１０として、有機絶縁樹脂層１２の所定領域に配線層を設けたものでも良い。
【００２１】
次に、実施の形態の第２の例を図１に基づいて簡単に説明する。
第２の例は、第１の例における、所定形状のレジスト層１３Ａを形成する現像処理と、レジスト層の表面部にアルカリ金属を充分に含浸させる含浸処理とを現像処理時に一度に行うもので、その他については、第１の例と同じである。
即ち、図１（ａ）の露光後に、現像処理により図１（ｃ）の状態にする。
この場合、現像処理を行う際の現像液中に、レジスト層の表面部にアルカリ金属を充分に含浸させるに必要なナトリウム、カリウム等のアルカり金属を含んでいる。
図１（ｃ）以降の処理については、第１の例と同様で、ここでは説明を省略する。
【００２２】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、所定形状の開口部を有するレジスト層を耐エッチングマスクとして、ハロゲン化炭化水素ガスと酸素との混合ガスを用いたプラズマエッチングにて、有機絶縁樹脂層を加工する方法で、プラズマエッチング時に、現像後のレジスト層の幅を確保しながら、有機絶縁樹脂層を加工する方法の提供を可能とした。
これにより、有機絶縁樹脂層を加工において、その幅方向のエッチング量の制御をし易いものとした。
さらに、本発明は、プラズマエッチング用レジストとして安価で柔軟性のあるアクリル系ドライフィルムレジストを使用し、且つ、一般的にドライエッチング反応性の高いハロゲン化炭化水素ガスと酸素との混合ガスとを用いているため、ドライエッチングにおける有機絶縁樹脂層のエッチングレートは高く、その適用の範囲は広く、生産性の面でも有利である。
特に、本発明が配線板の製造に適用された場合には、配線板の形態、製造方法の自由度を大きくでき、且つ、その生産性、歩留まりの向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機絶縁樹脂層の加工方法の実施の形態の例の工程断面図
【符号の説明】
１０                    配線用基材
１１                    ステンレス板材
１２                    有機絶縁樹脂層
１３                  （アクリル系の）レジスト
１３Ａ                  レジスト層
１３Ｂ                  開口部（露出部とも言う）
１４、１４Ａ、１４Ｂ    レジスト層
１５                    アルカリ金属含浸部
１６                    堆積物
【図１】
0004121658.tif 000002