(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、ハロゲン系化合物からなる反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層を加工する方法であって、アクリル系のアルカリ現像型ドライフィルムレジストを用い、フォトリソ法で、前記所定形状の開口部を有するレジスト層を形成するもので、且つ、現像液として、ナトリウムやカリウムを含まない、アミン系の有機アルカリ現像液又は水酸化テトラメチルアンモニウムを含有する水溶液を用いて、レジスト層を形成することを特徴とする絶縁体層の加工方法。
【請求項２】
請求項１記載の絶縁体層の加工方法であって、前記絶縁体層がポリイミド系の樹脂からなることを特徴とする絶縁体層の加工方法。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載の絶縁体層の加工方法であって、前記絶縁体層が配線板を作製するための配線用基材に設けられた絶縁体層であることを特徴とする絶縁体層の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁体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絶縁体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絶縁体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を含有した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、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よる樹脂加工は、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、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。
しかし、プラズマエッチング用レジストとしてアクリル系ドライフイルムレジストを用いた場合、プラズマエッチング時にハロゲン系の反応ガスを用いると、ドライフイルム表面にプラズマ耐性の高い結晶を生成し、生成された結晶が、プラズマエッチング時に、エッチングすべき絶縁樹脂層の面上に倒れ落ち、その下の絶縁樹脂層のエッチングの進行を妨げ、エッチング残りを発生させるという問題がある。
尚、種々分析の結果、生成されるプラズマ耐性の高い結晶はハロゲン化物塩であることが分かっており、現像液として使用する炭酸ナトリウムや炭酸カリウム由来のナトリウムやカリウムがレジスト表層中に取り込まれ、これがドライエッチングの反応ガス中に含まれるハロゲン原子と結合してプラズマ耐性の高い結晶を生成しているものと推察されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況のもと、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、あるいは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等の、配線板の製造においては、プラズマエッチング用レジストとしてアクリル系レジストを用い、且つ、ハロゲン系の反応ガスを用いたプラズマエッチングで、配線板の作製のための絶縁体層の孔開け加工をする際、副生成物をレジスト上に発生させない方法が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、具体的には、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、ハロゲン系化合物からなる反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、配線板を作製するための配線用基材に設けられた絶縁体層を加工する方法で、プラズマ耐性の高い副生成物をレジスト表面部に発生させない、絶縁体層の加工法を提供しようとするものである。
これにより、絶縁体層のプラズマエッチング残り不良を低減できる絶縁体層の加工方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の絶縁体層の加工方法は、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、ハロゲン系化合物からなる反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層を加工する方法であって、アクリル系のアルカリ現像型ドライフィルムレジストを用い、フォトリソ法で、前記所定形状の開口部を有するレジスト層を形成するもので、且つ、現像液として、ナトリウムやカリウムを含まない、アミン系の有機アルカリ現像液又は水酸化テトラメチルアンモニウムを含有する水溶液を用いて、レジスト層を形成することを特徴とするものである。
そして、上記の絶縁体層の加工方法であって、前記絶縁体層がポリイミド系の樹脂からなることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれか記載の絶縁体層の加工方法であって、前記絶縁体層が配線板を作製するための配線用基材に設けられた絶縁体層であることを特徴とするものである。  絶縁体層の材質としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系耐熱樹脂、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、絶縁体層の形態としては、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。
【０００７】
【作用】
本発明の絶縁体層の加工方法は、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、ハロゲン系化合物からなる反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層を加工する方法で、プラズマ耐性の高い副生成物をレジスト上に発生させない、絶縁体層の加工方法の提供を可能とするものである。これにより、絶縁体層のプラズマエッチング残り不良の低減を可能とするものである。
具体的には、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、ハロゲン系化合物からなる反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層を加工する方法であって、アクリル系のアルカリ現像型ドライフィルムレジストを用い、フォトリソ法で、前記所定形状の開口部を有するレジスト層を形成するもので、且つ、現像液として、ナトリウムやカリウムを含まない、アミン系の有機アルカリ現像液又は水酸化テトラメチルアンモニウムを含有する水溶液を用いて、レジスト層を形成することにより、これを達成している。
即ち、現像液として、ナトリウムやカリウムを含まない、アミン系の有機アルカリ現像液又は水酸化テトラメチルアンモニウムを含有する水溶液を用いることにより、ドライエッチング時に使用するハロゲン系ガス起因のハロゲン原子とアルカリ金属が反応して、プラズマ耐性の高いハロゲン化物塩を生成するという可能性を無くしたのである。
また、アクリル系のアルカリ現像型ドライフィルムレジストを用いることにより、作業性の良いものとしている。
絶縁体層がポリイミド系の樹脂の場合にも有効である。
特に、配線板を作製するための配線用基材に設けられた絶縁体層にも適応した場合には、配線板の形態、製造方法の自由度を大きくできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の絶縁体層の加工方法の形態の１例を挙げ、図１に基づいて説明する。
図１は本発明の絶縁体層の加工方法の実施の形態の１例の工程断面図である。
図１中、１０は配線用基材、１１は絶縁樹脂層（フィルム）、１１Ａは開口、１２は銅層、１３は（アクリル系の）レジスト、１４はパターンニングされた（アクリル系の）レジスト、１５はレジスト開口部、１８、１８Ａはフォトマスク、１９は電離放射線である。
本例は、簡単には、絶縁樹脂層１１からなるフィルムの両面に、銅箔をパターニングした銅層１２からなる配線を設けた配線板用基材１０を、アクリル系のドライフィルムレジストからなるレジスト１３で覆い、所定のマスクを通して露光した後、アミン系の有機アルカリ水溶液を用いて現像し、更に、絶縁樹脂層１１のレジスト１４の開口部１５から露出した部分を、ハロゲン系ガス雰囲気下でプラズマエッチングにて加工するものである。
【０００９】
先ず、絶縁樹脂層１１からなるフィルムの両面に銅箔をパターニングして形成された銅層１２からなる配線を設けた配線板用基材１０を用意しておく。（図１（ａ））
絶縁樹脂層１１としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系耐熱樹脂、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、ボリアミド系樹脂、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。
【００１０】
次いで、絶縁樹脂層１１の両面上に、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、絶縁樹脂層１１の両面を覆うようにアクリル系のレジスト１３を形成する。（図１（ｂ））
アクリル系のレジスト１３の厚みとしては、絶縁樹脂層１１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。
【００１１】
次に、所定のパターンが施されたフォトマスク１８、１８Ａを用いて露光する。（図１（ｃ））
アクリル系のレジスト１３を、これが感光性の電離放射線１９を用いて、露光する。
【００１２】
次に、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を用いて、現像を行い、パターニングされたレジスト１４を形成する。（図１（ｄ））
現像液としては、例えば、主成分として水に可溶な１、２、３級のアルキルアミン、ヒドロキシルアミン、アルカノールアミン等のアミン化含物やエチレンジアミン等の多価アミン化合物を、単体、若しくは混含物として含有した水溶液、あるいは少量の有機アルカリを含む電解イオン水を使用することができる。
【００１３】
次に、レジスト１４の開口部１５から露出した絶縁樹脂層１１をプラズマエツチングして、開口１５から露出した部分を貫通させる。（図１（ｅ））
プラズマエッチングは、減圧された真空容器内にハロゲン系の反応ガスと酸素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。
ハロゲン系のガスとしては、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、ＳＦ6 、ＣＣｌ4 、ＢＣｌ3 、ＣＢｒＦ3 、等を用いることができる。
また、酸素ガス、ハロゲン系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、ハロゲン系ガスの導入量は、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。
【００１４】
次いで、レジスト１４を剥離除去し、所定の洗浄を行う。（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。
【００１５】
このようにして、絶縁樹脂層１１の所定の部分のみ貫通加工して、開口１１Ａを設けた配線板を得ることができるが、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、絶縁樹脂層（本例の絶縁樹脂層１１に相当）の片面のみに、銅箔をパターニングした銅層（本例の銅層１２に相当）からなる配線を設けた配線板用基材でも良い。
【００１６】
【実施例】
実施例は、図１に示す実施の形態の例を実施したものである。
図１に基づいて説明する。
実施例では、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムの表裏に厚さ１８μｍの銅箔を接着した積層板を用い、フオトリソグラフィー法により、ポリイミドフィルムの表裏に配線パターンを形成したものを、配線板用基材１０とした。（図１（ａ））
次いで、旭化成社製ドライフィルムレジストＳＵＮＦＯＲＴ（厚さ５０μｍ）を、ポリイミドフィルムからなる絶縁樹脂層１１の両面にラミネートしアクリル系のレジスト１３を絶縁樹脂層１１の両面に形成した（図１（ｂ））後、所定のフォトマスクを用いてレジスト１３をパターン露光した。（図１（ｃ））
露光後、東京応化製の有機アルカリ系現像液ＮＭＤ−３を用いて現像し、所定の領域のみ開口した。（図１（ｄ））
次いで、ドライエッチング装置の真空容器内にセットし、真空容器内を減圧し、０．００１Ｐａに到達後、酸素とＣＦ4 の混含ガス（体積比４：１）導入し、以後真空引きを行いつつ５０ｃｃ／ｍｉｎの流量で導入して、総ガス圧を５０Ｐａに保持し、放電電力４００Ｗ、周波数１３．５６ＭＨｚでプラズマ放電させ、露出したポリイミドフィルムからなる絶縁樹脂層１１の表面および側面を４０分間、プラズマエッチングして、レジスト１４の開口１５から露出している部分を貫通させた。（図１（ｅ））
次いで、残存しているレジスト１３を２％水酸化ナトリウム水溶液で剥離除去し、ボリイミドフィルムからなる絶縁樹脂層１１が所望のパターンに加工されていることが碓認できた。（図１（ｆ））
絶縁樹脂層１１のプラズマエッチング残り不良はなかった。
【００１７】
【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、ハロゲン化合物からなる反応性ガスを用いたプラズマエッチングにて、絶縁体層を加工する方法で、プラズマ耐性の高い副生成物をレジスト表面に発生させない、絶縁体層を加工方法の提供を可能とした。
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系ガスを用いるいるため、ドライエッチングにおける絶縁樹脂のエッチングレートを高めており、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】本発明の絶縁体層の加工方法の実施の形態の１例の工程断面図
【符号の説明】
１０            配線用基材
１１            絶縁樹脂層（フィルム）
１１Ａ          開口部
１２            銅層
１３          （アクリル系の）レジスト
１４            パターンニングされた（アクリル系の）レジスト
１５            開口部
１８、１８Ａ    フォトマスク
１９            電離放射線
【図１】
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