JPH06348040A - アクリル系フォトレジストの剥離液の管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクリル系フォトレジストの剥離液の剥離能
力を適格に判定する。 【構成】 金属部表面にアクリル系フォトレジストを塗
布し、露光し、現像し、露出した金属部を溶解して得た
基板を剥離液に浸漬し、あるいは基板に剥離液を吹き付
けることなどによりフォトレジストを剥離する工程の剥
離液の管理方法において、アクリルポリマーの溶解によ
り剥離能力が低下した剥離液の全有機炭素濃度（Ａ）を
予め求めておき、前記フォトレジストを剥離するに際
し、実剥離液の全有機炭素濃度が前記全有機炭素濃度
（Ａ）となったときに剥離液を全量更新、あるいは追加
して剥離能力を回復させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フレシキブルプリント
配線板（以下「ＦＰＣ」と称する。）やテープ自動ボン
ディング（以下「ＴＡＢ」と称する。）テープ等の製造
工程に採用されているフォトレジストの剥離液を管理す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＰＣやＴＡＢテープ等の製造工程にお
いて、銅などの金属面を加工してパターンを形成するた
めにフォトレジストを用いた加工方法が採用されてい
る。この工程は例えば、以下のようになっている。即
ち、（１）金属表面にフォトレジストを塗布し、（２）
次いで所望のパターンを有するマスクをフォトレジスト
表面に密接し、（３）露光し、（４）フォトレジストを
現像し、（５）その後、露出している金属をエッチング
により除去し、（６）残りのフォトレジストを剥離除去
して金属パターンを形成する。

【０００３】この際に、剥離が不十分な場合、レジスト
が異物として金属面に残り、これが製品不良の原因とな
る。このことからわかるように、所望の金属パターンを
得るためにはフォトレジストの剥離工程を適切に管理す
ることが極めて重要である。

【０００４】ところで、同一剥離液を用いて繰り返し剥
離を行うと、剥離液にレジスト成分が蓄積され、剥離液
の剥離能力が低下する。通常、フォトレジストの剥離は
一定時間剥離液中に浸漬することで行っているが、前記
したように剥離液の能力が低下すると、設定された時間
内では十分な剥離ができなくなる。このような場合、浸
漬時間を長くして十分な剥離を得ることも可能である
が、ＦＰＣやＴＡＢテープの実際の製造工程ではいくつ
かの処理が連続して行われるため、ある特定の処理工程
だけ処理時間を変えるというのは困難である。このた
め、剥離能力の低下の様子を都度調べ、それが所定の値
を下回った時に剥離液を更新するなどの手段が取られ
る。

【０００５】このとき、剥離能力の調査精度が悪いと、
例えば剥離能力のあるうちに剥離液を更新してしまい、
本来使えるはずの剥離液をロスすることになり、製造コ
ストの上昇を招く。また、逆に、剥離能力が所定の値よ
り下がった剥離液を用いると、剥離不良が発生し不良品
を多量に発生し、製造コストの上昇を招く。剥離能力を
いかに精度良く調べるかということが非常に重要とな
る。

【０００６】剥離能力の調査は、前記工程（５）の金属
をエッチング除去し終わった製品の中からテストピース
を任意に取り出し、このテストピースを一定時間剥離液
に浸漬し、テストピースの剥離された状態を調査する方
法が最も確実である。しかし、この方法は煩雑であるの
で、剥離能力を反映する代用特性を調査して剥離能力を
把握することが一般に行われる。

【０００７】ＦＰＣやＴＡＢテープ等の製造工程で処理
される基板に塗布されるフォトレジストの種類、塗布厚
および剥離されるべきパターンが常に一定であれば、剥
離される基板の長さ（以下処理量と称す）が剥離液にと
け込むレジスト量に比例するので、処理量を代用特性と
して剥離液の剥離能力を管理することができる。

【０００８】しかし、実際には複数のユーザーの注文に
よる基板を同じ製造工程で製造するので、剥離されるべ
きパターンが常に一定であることは希である。従って、
処理量を代用特性として、剥離能力の低下の様子を精度
良く把握することは困難である。

【０００９】また、例えば、最も一般的なフォトレジス
トの１つであるアクリル系フォトレジストの場合、その
剥離液として水酸化ナトリウムが用いられ、剥離液の代
用特性として、その濃度が用いられている。しかしなが
ら、同じ剥離液で剥離を繰り返しても、水酸化ナトリウ
ム濃度の変化量は小さい。従って、その濃度を測定する
方法では、剥離能力の低下の様子を精度良く把握するこ
とは難しい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したようにフォト
レジストの剥離液の剥離能力の低下の様子を精度良く把
握することができる代用特性を見いだすことは、極めて
重要であるにもかかわらず、最も一般的なフォトレジス
トの１つであるアクリル系フォトレジストについても前
記代用特性は見いだされていない。

【００１１】本発明は、このような状況に鑑みなされた
ものであり、アクリル系フォトレジスト用剥離液の剥離
能力の低下の様子を精度良く把握することができる代用
特性を明らかにし、これを用いた剥離液の管理方法を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、アクリル系フォトレジストの剥離液がア
クリルポリマーを溶解する能力を該剥離液中の全有機炭
素濃度で判定する。

【００１３】また、本発明のアクリル系フォトレジスト
の剥離液の管理方法では、金属部の表面にアクリル系フ
ォトレジストを塗布し、所定の形状に金属部をエッチン
グした後、前記フォトレジストを剥離するに際し、アク
リルポリマーの溶解により剥離能力が低下した剥離液の
全有機炭素濃度を目標値として予め求めておき、前記フ
ォトレジストを剥離する工程で、剥離液の全有機炭素濃
度が前記目標値となったときに剥離液を全量更新、ある
いは追加して剥離能力を回復させる。

【００１４】なお、上記剥離液は水酸化ナトリウム溶液
である。

【００１５】

【作用】本発明は、基板上の金属部に対し試験的に同じ
種類のフォトレジストを同じ厚さに塗布し、金属部を同
じパターンにエッチング除去したものを剥離した剥離液
について、金属部を部分的にエッチング後の基板上レジ
ストに対する剥離処理量と全有機炭素濃度との間に正の
良好な相関関係があることを見出し、剥離液の全有機炭
素濃度と剥離能力とを関連付け、もって剥離液の管理を
行う。

【００１６】よって、本発明の管理方法を実施するに際
しては、剥離能力が管理基準の下限となるまで基板を処
理した剥離液の全有機炭素濃度を予め求めておかなくて
はならない。すなわち、所定の剥離能力に減少するまで
基板を処理した剥離液の全有機炭素濃度（Ａ）を予め求
める。そして、剥離処理ラインにおける剥離液の全有機
炭素濃度が全有機炭素濃度（Ａ）となったときに、この
剥離液を全量更新するか、あるいは追加の剥離液を加え
ることにより、剥離能力を回復させる。

【００１７】本発明において、全有機炭素（ＴＯＣ）
は、高純度空気中、酸化触媒共存下で、剥離液を約６８
０℃に加熱したとき発生する全炭素（以下ＴＣと称す）
と、高純度空気中、無機炭素反応剤共存下で、剥離液を
約１５０℃に加熱したとき発生する無機炭素（以下ＩＣ
と称す）との差として求められる。なお、ＴＣに比べて
ＩＣが十分小さい場合には（例えば１／１００程度以下
で有れば）、ＩＣを測定することなく、ＴＣを測定し
て、これをＴＯＣとしても差し支えない。

【００１８】本発明の方法に関連するアクリル系フォト
レジストは、一般にアクリルポリマーと、複数の二重結
合を持つ反応性モノマーと、光重合開始剤との混合物で
ある。この混合物に紫外線を照射すると、光重合開始剤
が活性化され、光重合開始剤と反応性モノマーとが反応
し、反応性モノマーの二重結合が開裂され、反応性モノ
マーの二重結合開裂部近傍に存在する複数のアクリルポ
リマーと重合してより強固なポリマーを形成する。この
ため、紫外線が照射された部分は照射されない部分に比
べ重合度が高くなり安定化する。

【００１９】アクリル系フォトレジストを金属部の表面
に塗布した後、所定の形状に金属部をエッチングするに
は、一般に、フォトレジストを露光、現像して露出した
金属部をエッチングする。

【００２０】アクリル系フォトレジストの現像とは、紫
外線照射により、重合度が高くなり安定化した部分を金
属表面上に残し、紫外線が照射されない部分、すなわち
重合度の低い部分を現像液で溶解することを意味する。

【００２１】そして、アクリル系フォトレジストの剥離
とは強固に重合したアクリルポリマーを溶解除去するこ
とを意味する。よって、レジスト層の剥離量の増加に従
って、剥離液中には前記アクリルポリマーが溶解するこ
とになる。剥離液の剥離能力の低下はこのアクリルポリ
マーの溶解量の増加によりもたらされるものである。よ
って、剥離液中の有機炭素量を測定することにより剥離
液の剥離能力を求めることが可能となる。

【００２２】

【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。

【００２３】

【実施例１】幅２５０ｍｍ、長さ１５ｍ、厚さ５０μｍ
のポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製 商品名カ
プトン）の表面上にスパッタリング法で１μｍ厚の銅皮
膜を形成させたものを用いて以下の実験を行った。

【００２４】銅表面に、アクリル系フォトレジスト（東
京応化社製 商品名ＰＭＥＲ ＨＣ６００）をプリベー
ク後の厚みが４５μｍとなるように塗布し、７０℃で１
時間プリベークし、引き続き所定のマスクを通してフォ
トレジスト面に８２０ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射し
た。

【００２５】この後、現像液（東京応化社製 商品名Ｎ
Ａ−５を純水で８倍に希釈したもの）に５分間浸漬して
現像を行った。

【００２６】引き続き、銅を３７ｇ／ｌ、アンモニウム
１４０ｇ／ｌおよび塩素１２０ｇ／ｌ含む溶液に１分間
浸して、露出している銅をエッチング除去した。

【００２７】そして、剥離液である５０℃の４％水酸化
ナトリウム溶液に２分間浸漬してレジストを剥離除去し
た後、剥離液のＴＯＣおよび水酸化ナトリウム濃度を測
定した。

【００２８】次いで同じ剥離液を用いて前記処理と同様
にして繰り返し、同じ塗布厚で同じパターンのものを剥
離し、その都度ＴＯＣおよび水酸化ナトリウム濃度を測
定した。

【００２９】ＴＯＣは、剥離液を純水で１００倍に希釈
し、ＴＯＣ計（島津製作所製 商品名ＴＯＣ−５００
０）を用いて測定した。ＴＣの標準溶液には、フタル酸
水素カリウムを用いて調整した４０ｍｇ／ｌ炭素溶液を
使用した。また、ＩＣの標準溶液には、炭酸水素ナトリ
ウムを用いて調整した４０ｍｇ／ｌ炭素溶液を使用し
た。使用前の剥離液のＴＯＣは、０．０ｇ／ｌであっ
た。

【００３０】水酸化ナトリウム濃度は、剥離液２ｍｌに
０．１Ｎの塩酸を滴下し、中和までに要した塩酸の量か
ら、式１により求めた。この際、中和は、剥離液に添加
したメチルレッドの変色により判断した。

【００３１】

【式１】水酸化ナトリウム濃度（Ｎ）＝塩酸濃度（Ｎ）
×｛塩酸の滴下量（ｍｌ）／剥離液の量（ｍｌ）｝

【００３２】使用前の剥離液の水酸化ナトリウム濃度は
１．０Ｎであった。

【００３３】同じ剥離液を用いて繰り返し剥離を行った
ときの処理量すなわち処理されたポリイミドフィルムの
長さ（ｍ）とＴＯＣの関係を図１に示す。ＴＯＣ（ｇ／
ｌ）は、処理量１５ｍ、３０ｍ、４５ｍ、６０ｍにおい
て、各々０．８、２．０、２．９、４．０であり、処理
量が増加するとＴＯＣも増加しており、両者はほぼ比例
関係にある。従って、ＴＯＣを測定することにより、剥
離能力の低下の様子を精度良く把握することができる。

【００３４】図１に示されるように、同じ種類のフォト
レジストを同じ厚さに塗布し、同じパターンのものを剥
離したときの処理量とＴＯＣがほぼ比例関係にある。従
って、ＴＯＣは剥離液に溶け込んでいるフォトレジスト
の量と比例関係にあることになる。

【００３５】剥離液の剥離能力の低下は、それに溶け込
むフォトレジストの濃度の増加によるものであるから、
剥離能力が一定値に減少するまで基板を処理した剥離液
のＴＯＣ（Ａ）例えば４．０ｇ／ｌを求めておき、剥離
液のＴＯＣが前記ＴＯＣ（Ａ）例えば４．０ｇ／ｌとな
った時点で剥離液を全量更新、あるいは追加して剥離能
力を回復させれば、剥離液はある一定以上の能力を有す
る状態に管理される。

【００３６】なお、剥離を行った処理量すなわち処理さ
れたポリイミドフィルムの長さ（ｍ）と水酸化ナトリウ
ム濃度の関係を図２に示す。水酸化ナトリウム濃度は、
ほぼ１．０Ｎ前後に維持され、処理量が増えてもあまり
変化せず、処理量の増加に対して、水酸化ナトリウム濃
度が増加または減少するといった傾向はみられない。

【００３７】なお、前記実施例では、フォトレジストを
剥離液に浸漬することにより、フォトレジストの剥離を
行ったが、フォトレジストに剥離を吹きつけても同様な
剥離効果を得る。

【００３８】

【発明の効果】本発明のように、ＴＯＣを測定すること
により、剥離能力の低下の様子を精度良く把握すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】剥離処理量とＴＯＣの関係を示すグラフであ
る。

【図２】剥離処理量と水酸化ナトリウム濃度の関係を示
すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクリル系フォトレジストの剥離液がア
   クリルポリマーを溶解する能力を該剥離液中の全有機炭
   素濃度で判定する剥離液の管理方法。
2. 【請求項２】 金属部の表面にアクリル系フォトレジス
   トを塗布し、所定の形状に金属部をエッチングした後、
   前記フォトレジストを剥離するための剥離液の管理方法
   において、アクリルポリマーの溶解により剥離能力が低
   下した剥離液の全有機炭素濃度を目標値として予め求め
   ておき、前記フォトレジストを剥離するに際し、剥離液
   の全有機炭素濃度が前記目標値となったときに剥離液を
   全量更新、あるいは追加して剥離能力を回復させること
   を特徴とするアクリル系フォトレジストの剥離液の管理
   方法。
3. 【請求項３】 剥離液が水酸化ナトリウム溶液である請
   求項１または２に記載の方法。