(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イミド系耐熱性樹脂フィルムを加工する方法において、（１）前記イミド系耐熱性樹脂フィルム上にプラズマエッチング用の保護樹脂層を０．１〜１００μｍの厚みに形成する工程、（２）前記保護樹脂層を感光性樹脂層で覆う工程、（３）前記感光性樹脂層にフォトリソグラフィー法により前記イミド系耐熱性樹脂フィルム加工用のパターンを形成する工程、（４）前記感光性樹層の部分除去により露出した前記保護樹脂層をエッチング液にて除去する工程、（５）露出した前記イミド系耐熱性樹脂フィルムを、酸素ガス雰囲気の圧力を常温で０．１〜１００Ｐａとする酸素ガス雰囲気下でプラズマエッチングする工程、（６）前記保護樹脂層を剥離する工程、を有することを特徴とする、イミド系耐熱性樹脂フィルムの加工方法。
【請求項２】
前記保護樹脂層がノボラックフェノール樹脂で構成されることを特徴とする請求項１記載のイミド系耐熱性樹脂フィルムの加工方法。
【請求項３】
前記感光性樹脂層のフォトリソグラフィー法で使用する現像液が、前記保護樹脂層のエッチング液を兼ねることを特徴とする請求項１記載のイミド系耐熱性樹脂フィルムの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はイミド系耐熱性樹脂フィルムの加工方法に関し、厚膜のイミド系耐熱性樹脂フィルムをパターン形成して使用する技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリイミドのようなイミド系耐熱性樹脂フィルムの加工方法としては、濃厚な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方法や、炭酸ガス、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等を用いて加工する方法、あるいはプラズマエッチングによる加工方法が知られており、ＴＡＢやプリント基板の製造等種々の用途に用いられている。しかし、ポリイミドの基本骨格の種類によってはエッチングし難いものがあり、さらには、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合物は人体に有害であり取扱いが困難であるという問題がある。また、レーザーによる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、大面積の一括加工にはあまり用いられない。
一方、プラズマエッチングによるポリイミドの加工例としては、半導体製造の分野でＬＳＩのパッシベーション膜の加工等があげられる。プラズマエッチング法は、大面積の一括加工が可能な上、ポリイミド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る。また、ヒドラジンなどの人体に有害な薬品を使用しないため、作業安全性にも優れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プラズマエッチングによるポリイミド加工は、パターンを形成するためのマスクとして一般に感光性樹脂が用いられるが、プラズマエッチングの場合、ポリイミドのエッチングと共に感光性樹脂も共にエッチングされるため、加工するポリイミドフィルムの厚みに応じた感光性樹脂層の厚みが必要である。そのため、加工可能なポリイミドフィルムの厚みが感光性樹脂の最大解像膜厚によって制限されるという問題点がある。
また、プラズマエッチング用のマスクとして用いられる感光性樹脂は感光基を持たせるため一般的に高価な上、プラズマ耐性、耐熱性が非感光性樹脂と比較して劣るという問題点もある。
そこで、本発明はプラズマエッチングによるイミド系耐熱性樹脂フィルムの安全な加工方法であって、高価な感光性樹脂の使用量を少なくした加工方法を提供すべくなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明請求項１記載の発明は、イミド系耐熱性樹脂フィルムを加工する方法において、（１）前記イミド系耐熱性樹脂フィルム上にプラズマエッチング用の保護樹脂層を０．１〜１００μｍの厚みに形成する工程、（２）前記保護樹脂層を感光性樹脂層で覆う工程、（３）前記感光性樹脂層にフォトリソグラフィー法により前記イミド系耐熱性樹脂フィルム加工用のパターンを形成する工程、（４）前記感光性樹層の部分除去により露出した前記保護樹脂層をエッチング液にて除去する工程、（５）露出した前記イミド系耐熱性樹脂フィルムを、酸素ガス雰囲気の圧力を常温で０．１〜１００Ｐａとする酸素ガス雰囲気下でプラズマエッチングする工程、（６）前記保護樹脂層を剥離する工程、を有することを特徴とする、イミド系耐熱性樹脂フィルムの加工方法、にある。かかる加工方法であるため、感光性樹脂使用量を減らしてかつ安全に加工することができる。
【０００５】
上記課題を解決するための本発明請求項２記載の発明は、請求項１記載のイミド系耐熱性樹脂フィルムの加工方法において、前記保護樹脂層がノボラックフェノール樹脂で構成されることを特徴とする。また、請求項３記載の発明は、請求項１記載のイミド系耐熱性樹脂フィルムの加工方法において、前記感光性樹脂層のフォトリソグラフィー法で使用する現像液が、前記保護樹脂層のエッチング液を兼ねることを特徴とする。かかる加工方法であるため、感光性樹脂層の現像液と保護樹脂層のエッチング液を併用することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において加工されるイミド系耐熱性樹脂フィルムとしては、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（株）製の「ユーピレックス」のようなポリイミドと金属を積層した材料、あるいは金属薄膜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たもの等を使用することができる。また、イミド系耐熱性樹脂フィルムの厚みは、０．１〜１００μｍｔ程度までの広範囲において可能であり、特に１〜５０μｍｔの厚みのフィルム加工に好適である。
【０００７】
本発明の実施の形態について、図１を参照しながら説明することとする。
図１は、本発明の耐熱性樹脂フィルムの加工方法の一例を示す図である。図１（ａ）は、ポリイミドフィルム１１に銅箔１２を接着した銅箔付きのポリイミドフィルムを示す。以下この材料についての加工方法について説明する。
次に、図１（ｂ）に示したように、図１（ａ）のポリイミドフィルム１１上に有機溶剤等に溶かしてワニス状にした非感光性の保護樹脂層１３を塗布し、溶媒分を乾燥して除去する。この保護樹脂としては、プラズマ耐性・耐熱性に優れ、後に容易にエッチング除去できる樹脂が使用でき、例えば、アルカリ可溶性樹脂であるノボラックフェノール樹脂等が好適である。保護樹脂層の厚みとしては、イミド系耐熱性樹脂と保護樹脂のプラズマエッチングレートの比に応じて０．１〜２００μｍｔの範囲とすることができ、より好ましくは１〜１００μｍｔの厚みで設定することができる。保護樹脂ワニスの塗布方法としては均一な厚みで塗工できる方法であればよく、例えば、スピンコート、ロールコート、ディップコート、ダイコート等の方法を使用するワニスの性状を考慮して適宜採用することができる。
【０００８】
次に、図１（ｃ）に示したようにこの保護樹脂層１３の上に感光性樹脂層１４を形成する。感光性樹脂層としては、前記保護樹脂層のエッチング液に耐性を有するものであれば良く、例えば前記保護樹脂としてノボラックフェノール樹脂を用いた場合は、カゼイン−重クロム酸塩系レジストや環化ゴム−アジド系レジスト、ノボラック系レジスト等の液状レジストや、アクリル樹脂系のフィルム状レジスト等を使用することができる。感光性樹脂層の厚みとしては、保護樹脂層パターニングのためのエッチングに耐えうる厚みがあれば十分である。
【０００９】
また、プラズマエッチング後の感光性樹脂層の剥離工程を省略するため、プラズマエッチングの際にポリイミドと共にエッチング除去されて残存しない程度の厚みであればよく、０．１〜５０μｍｔの範囲の厚みに設定するのが好ましい。感光性樹脂層１４の形成方法としては、液状レジストを使用した場合、スピンコート、ロールコート、ディップコート、ダイコート等の方法を使用でき、フィルム状レジストを使用した場合は、ロールラミネーターやホットプレス等を用いることができる。  次に、図１（ｄ）に示したように、感光性樹脂層１４にフォトリソグラフィー法でプラズマエッチング用のパターンを露光、現像、処理の製版をしてパターニングされた感光性樹脂層１４Ｐとする。
【００１０】
続いて、図１（ｅ）に示したように、感光性樹脂層の開口部１５から保護樹脂層１３をエッチング除去して、層１４Ｐと１３の両層によりイミド系耐熱性フィルムのプラズマエッチング用マスク１６とする。保護樹脂層としてノボラックフェノール樹脂を用いた場合のエッチング液としては、低濃度のアルカリ水溶液を用いることができる。なお、保護樹脂としてノボラックフェノール樹脂を用い、感光性樹脂にノボラック系レジストを用いた場合、図１（ｄ）のフォトリソグラフィー法における感光性ノボラック系レジストの現像液と（ｅ）工程での保護樹脂層のノボラックフェノール樹脂のエッチング液とを併用することができ、かつ同時に処理できるので工程の短縮が図れる。
次に、図１（ｆ）に示したように、イミド系耐熱性フィルム１１をマスク開口部１７からプラズマエッチング加工する。この時、パターニングされた感光性樹脂層１４Ｐはプラズマエッチングにより完全に除去され、保護樹脂層１３も一部エッチングされる。
【００１１】
上記において、酸素ガス雰囲気下でのプラズマエッチングは、真空容器内の陰極と陽極間に交流電力の加算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。この場合、酸素ガス雰囲気の圧力は、常温で０．１〜１００Ｐａ、好ましくは３〜５０Ｐａとされる。酸素ガスの導入量は標準状態において、１〜８０ｃｃ／ｍｉｎ、好ましくは、１０〜５０ｃｃ／ｍｉｎとされる。プラズマ放電の処理電力は、通常０．０５〜５ｋＷ、好ましくは０．２〜１ｋＷとされる。処理時間は、０．１〜６０分、好ましくは、１〜４０分とされる。処理電力には、交流を使用することが好ましく、周波数は１００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ、実用上は、工業割り当て周波数の１３．５６ＭＨｚである。
【００１２】
最後に、図１（ｇ）に示すように保護樹脂層１３を剥離除去する。保護樹脂層としてノボラックフェノール樹脂を使用した場合、剥離液としては水酸化ナトリウム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°Ｃ、好ましくは３０〜６０°Ｃである。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
厚さ１８μｍｔの銅箔に、厚さ２５μｍｔのポリイミドフィルムを接着した積層板のポリイミド面に、非感光性ノボラックフェノール樹脂をエチルセロソルブアセテートに溶解しワニス状にしたものをスピンコータにて塗布して、１００°Ｃで３０分間乾燥させ、５０μｍｔの厚さに形成した。これを１５μｍｔの厚さのアクリル樹脂系のドライフィルム（旭化成株式会社製「ＳＵＮＦＯＲＴ」）でラミネートした後、ポリイミドフィルム加工用の製版を施し、製版したドライフィルムを２００°Ｃで３分間加熱し硬化させた。室温で１％水酸化カリウム水溶液に浸し、露出していたノボラックフェノール樹脂をエッチング除去した。これにより、プラズマエッチングする予定のポリイミドフィルムが露出し、それ以外の部分にはドライフィルムと非感光性ノボラックフェノール樹脂によるマスクパターン１６が形成された。
【００１４】
次に、日本真空株式会社製のドライエッチング装置の真空容器内に試料をセットし、真空容器内を減圧し、０．００１Ｐａに到達後、酸素ガスを主成分とする混合ガスを導入し、以後真空引きを行いつつ酸素ガスを５０ｃｃ／ｍｉｎの流量で導入した。酸素ガス圧を５０Ｐａに保持し、放電電力４００Ｗ、周波数１３．５６ＭＨｚでプラズマ放電させ、ポリイミドフィルム表面１３を４０分間、プラズマエッチングした。残存しているノボラックフェノール樹脂を剥離除去し、銅箔上のポリイミドフィルム１１が所望のパターンに加工されていることが確認できた。
【００１５】
（実施例２）
厚さ２０μｍのＳＵＳ板に、厚さ１８μｍｔのポリイミドフィルムを接着した積層板のポリイミド面に、非感光性ノボラックフェノール樹脂をエチルセロソルブアセテートに溶解してワニス状にしたものをダイコータにて塗布して、１００°Ｃで３０分間乾燥させ、３０μｍｔの厚さに形成した。このノボラック樹脂層の上に、ノボラックアジド系レジストを５μｍｔの厚みで塗布し、ポリイミドフィルム加工用の製版を施した。この時、ノボラック−アジド系レジストの現像と同じ薬液（１％水酸化カリウム水溶液）を使用して、非感光ノボラックフェノール樹脂のエッチング除去も同時に行った。
【００１６】
次に、日本真空株式会社製のドライエッチング装置の真空容器内に試料をセットし、真空容器内を減圧し、０．００１Ｐａに到達後、酸素ガスを主成分とする混合ガスを導入し、以後真空引きを行いつつ酸素ガスを５０ｃｃ／ｍｉｎの流量で導入した。酸素ガス圧を５０Ｐａに保持し、放電電力４００Ｗ、周波数１３．５６ＭＨｚでプラズマ放電させ、ポリイミドフィルム表面およびマスク面を２０分間、プラズマエッチングした。残存しているノボラックフェノール樹脂を剥離除去し、ＳＵＳ板上のポリイミドフィルムが所望のパターンに加工されていることが確認できた。
【００１７】
上記の実施例等においては、ポリイミドフィルムのエッチングについて記載しているが、本発明はポリイミドに限らずイミド環を含む他のイミド系耐熱性樹脂フィルム、例えばポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリアミドエステルイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等により構成されるフィルムについて広く適用することができる。
また、これらの樹脂からなるフィルム、シートの広範囲の膜厚に対してコスト的に有利にエッチング加工を行うことができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、加工可能なポリイミドフィルムの厚みが感光性樹脂の最大解像膜厚に制限されないため、幅広い膜厚のポリイミドフィルムの加工に適用できるという利点を有するものである。また、プラズマエッチング用レジストを２層構造とし、プラズマ耐性、耐熱性といった物性を安価な非感光性の保護樹脂に担わせ、パターン形成の役割を感光性樹脂に担わせることにより、高価な感光性樹脂を厚く成膜する必要がなくなるため、結果として高価な感光性樹脂を使用してプラズマエッチング加工を行うよりもコスト的に有利になるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の耐熱性樹脂フィルムの加工方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１    ポリイミドフィルム
１２    銅箔
１３    非感光性の保護樹脂層
１４    感光性樹脂層
１４Ｐ  パターニングされた感光性樹脂層
１５    感光性樹脂層開口部
１６    プラズマエッチング用マスク
１７    マスク開口部
【図１】
0004240586.tif 000002