JPH11274690A - プリント回路基板のエッチング方法 - Google Patents
プリント回路基板のエッチング方法Info
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- JPH11274690A JPH11274690A JP7076998A JP7076998A JPH11274690A JP H11274690 A JPH11274690 A JP H11274690A JP 7076998 A JP7076998 A JP 7076998A JP 7076998 A JP7076998 A JP 7076998A JP H11274690 A JPH11274690 A JP H11274690A
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- Japan
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- etching
- circuit board
- printed circuit
- gas
- cathode electrode
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- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プリント回路基板のポリイミド層を高速でエ
ッチングする方法の提供。 【解決手段】導電層と導電層との間に形成されたポリイ
ミドからなる絶縁層において、電気的接続をとる為のポ
リイミド層の孔開け加工を以下の条件で行う。 （１）電極構造が平行平板型の反応容器において、酸素
ガスとフッ素系化合物ガスを、混合比１：０．１〜１
（体積比）の範囲で混合したガスを用いて１０〜１００
ＭＨｚの高周波によりプラズマを生起させる。 （２）プリント回路基板をカソード電極上に設置してカ
ソード電極を１５０℃〜２５０℃に加熱する。 （３）投入電力密度を２．００Ｗ／ｃｍ2 以上とする。
ッチングする方法の提供。 【解決手段】導電層と導電層との間に形成されたポリイ
ミドからなる絶縁層において、電気的接続をとる為のポ
リイミド層の孔開け加工を以下の条件で行う。 （１）電極構造が平行平板型の反応容器において、酸素
ガスとフッ素系化合物ガスを、混合比１：０．１〜１
（体積比）の範囲で混合したガスを用いて１０〜１００
ＭＨｚの高周波によりプラズマを生起させる。 （２）プリント回路基板をカソード電極上に設置してカ
ソード電極を１５０℃〜２５０℃に加熱する。 （３）投入電力密度を２．００Ｗ／ｃｍ2 以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電層と絶縁層の
積層体構造を有するプリント回路基板において、絶縁層
であるポリイミド層を高速でエッチングするプリント回
路基板のエッチング方法に関する。
積層体構造を有するプリント回路基板において、絶縁層
であるポリイミド層を高速でエッチングするプリント回
路基板のエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子産業において、電子機器の高
性能化、高機能化、コンパクト化が求められており、そ
れに伴ってＩＣチップ、ＩＣチップを実装する為のボー
ド（Ｂｏａｒｄ）も微細化、高密度化が進んでいる。Ｉ
Ｃチップでは、シリコン等の微細なパターニングにおい
てはプラズマを用いたドライプロセスは必須である。ま
た、導電層である銅箔と絶縁層であるポリイミドを交互
に積層した回路基板はポリイミドの有する優れた耐熱
性、電気的特性、等の理由によりＩＣの実装用基板とし
て広く用いられている。
性能化、高機能化、コンパクト化が求められており、そ
れに伴ってＩＣチップ、ＩＣチップを実装する為のボー
ド（Ｂｏａｒｄ）も微細化、高密度化が進んでいる。Ｉ
Ｃチップでは、シリコン等の微細なパターニングにおい
てはプラズマを用いたドライプロセスは必須である。ま
た、導電層である銅箔と絶縁層であるポリイミドを交互
に積層した回路基板はポリイミドの有する優れた耐熱
性、電気的特性、等の理由によりＩＣの実装用基板とし
て広く用いられている。
【０００３】プリント配線板の実装技術、とりわけプリ
ント回路基板製造時における、スルーホール、バイアホ
ール形成技術は特に重要である。スルーホール（Throug
h Hole）、バイアホール（Via Hole）形成法としてメカ
ニカルドリル法、レーザー加工法等のドライプロセスが
あるが、コスト或いは処理能力（エッチング速度）の面
においてウエット法を用いている場合が多い。
ント回路基板製造時における、スルーホール、バイアホ
ール形成技術は特に重要である。スルーホール（Throug
h Hole）、バイアホール（Via Hole）形成法としてメカ
ニカルドリル法、レーザー加工法等のドライプロセスが
あるが、コスト或いは処理能力（エッチング速度）の面
においてウエット法を用いている場合が多い。
【０００４】近年、プリント基板においては、様々な機
械的、電気的特性が要求され、絶縁層である樹脂層に複
数の異なる構造を有するポリマーを用いる場合がある。
例えば、絶縁層として耐熱性ポリマーであるポリイミド
を用いることが多い。ウエットエッチングによりポリイ
ミド層を加工し、スルーホール、バイアホールを形成す
る場合でも、穴の形状が小さい為にエッチング速度分布
が生じ、部分的に完全にスルーホール、バイアホールが
形成されない部分も生じる、といった問題がある。
械的、電気的特性が要求され、絶縁層である樹脂層に複
数の異なる構造を有するポリマーを用いる場合がある。
例えば、絶縁層として耐熱性ポリマーであるポリイミド
を用いることが多い。ウエットエッチングによりポリイ
ミド層を加工し、スルーホール、バイアホールを形成す
る場合でも、穴の形状が小さい為にエッチング速度分布
が生じ、部分的に完全にスルーホール、バイアホールが
形成されない部分も生じる、といった問題がある。
【０００５】また、ウエットエッチングの場合、その液
体の取扱い難さや廃液処理の問題、基板の汚染、さらに
はエッチング形状を自由に制御できないといった問題が
ある。現在、このエッチング形状の制御性は回路基板の
ファイン化に伴い益々重要性を増している。具体的には
等方的な形状よりも異方的な形状が求められている。一
方、プラズマを用いたドライエッチング法は基板を汚染
しないこと、廃液等の問題が生じないこと、さらには加
工形状の制御が可能であるといった特徴がある。 しか
しながらプラズマを用いるエッチングの場合、エッチン
グ速度がウエット法に比べ遅いことが実用プロセスに採
用されない理由の一つになっている。
体の取扱い難さや廃液処理の問題、基板の汚染、さらに
はエッチング形状を自由に制御できないといった問題が
ある。現在、このエッチング形状の制御性は回路基板の
ファイン化に伴い益々重要性を増している。具体的には
等方的な形状よりも異方的な形状が求められている。一
方、プラズマを用いたドライエッチング法は基板を汚染
しないこと、廃液等の問題が生じないこと、さらには加
工形状の制御が可能であるといった特徴がある。 しか
しながらプラズマを用いるエッチングの場合、エッチン
グ速度がウエット法に比べ遅いことが実用プロセスに採
用されない理由の一つになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プラ
ズマを用いた回路基板の絶縁層の孔明け加工方法、より
詳しくは高速で絶縁層であるポリイミド層をエッチング
加工する技術を提供することにある。
ズマを用いた回路基板の絶縁層の孔明け加工方法、より
詳しくは高速で絶縁層であるポリイミド層をエッチング
加工する技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記した
ポリイミドを絶縁層とするプリント回路基板の孔明け加
工技術に関し、鋭意検討した結果、フッ素系化合物ガス
と酸素ガスの混合比、エッチング時の基板温度の制御、
投入電力密度を一定の条件に制御することで、エッチン
グ速度が大幅に向上することを見いだした。即ち、本発
明の要旨は以下のとおりである。
ポリイミドを絶縁層とするプリント回路基板の孔明け加
工技術に関し、鋭意検討した結果、フッ素系化合物ガス
と酸素ガスの混合比、エッチング時の基板温度の制御、
投入電力密度を一定の条件に制御することで、エッチン
グ速度が大幅に向上することを見いだした。即ち、本発
明の要旨は以下のとおりである。
【０００８】（１）導電層と導電層との間に形成された
ポリイミドからなる絶縁層において、電気的接続をとる
為のポリイミド層の孔開け加工を下記の条件により行う
ことを特徴とするプリント回路基板のエッチング方法で
ある。 （１）電極構造が平行平板型の反応容器において、酸素
ガスとフッ素系化合物ガスを、混合比１：０．１〜１
（体積比）の範囲で混合したガスを用いて１０〜１００
ＭＨｚの高周波によりプラズマを生起させる。 （２）プリント回路基板をカソード電極上に設置してカ
ソード電極を１５０℃〜２５０℃に加熱する。 （３）投入電力密度を２．００Ｗ／ｃｍ2 以上とする。
ポリイミドからなる絶縁層において、電気的接続をとる
為のポリイミド層の孔開け加工を下記の条件により行う
ことを特徴とするプリント回路基板のエッチング方法で
ある。 （１）電極構造が平行平板型の反応容器において、酸素
ガスとフッ素系化合物ガスを、混合比１：０．１〜１
（体積比）の範囲で混合したガスを用いて１０〜１００
ＭＨｚの高周波によりプラズマを生起させる。 （２）プリント回路基板をカソード電極上に設置してカ
ソード電極を１５０℃〜２５０℃に加熱する。 （３）投入電力密度を２．００Ｗ／ｃｍ2 以上とする。
【０００９】（２）プラズマ処理室の圧力Ｘ（Ｐａ）と
カソード電極のバイアス電位Ｙ（Ｖ）の関係が、次の関
係式（ａ）、（ｂ）を同時に満たすことを特徴とする
（１）に記載のプリント回路基板のエッチング方法であ
る。 Ｙ≦２．６Ｘ−５２０ ・・・（ａ） １≦Ｘ≦２００ ・・・（ｂ）
カソード電極のバイアス電位Ｙ（Ｖ）の関係が、次の関
係式（ａ）、（ｂ）を同時に満たすことを特徴とする
（１）に記載のプリント回路基板のエッチング方法であ
る。 Ｙ≦２．６Ｘ−５２０ ・・・（ａ） １≦Ｘ≦２００ ・・・（ｂ）
【００１０】（３）フッ素系化合物ガスがフッ素である
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のプリント回
路基板のエッチング方法である。
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のプリント回
路基板のエッチング方法である。
【００１１】（４）フッ素化合物系ガスが三フッ化窒素
であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のプリ
ント回路基板のエッチング方法である。
であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のプリ
ント回路基板のエッチング方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明で用いる回路基板は導電層
である銅箔と絶縁層であるポリイミド層を積層した回路
基板であれば何れの回路基板にも適応できる。ポリイミ
ド層として具体的な例を示すとすれば、カプトン、ユー
ピレックス、アピカル等の商品名として、市場で入手で
きるポリイミドフィルムを有効に用いることができる。
さらに、ピロメリット酸無水物、ビフタル酸無水物、ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、オキシジフタル
酸無水物、ハイドロフランジフタル酸無水物等の酸無水
物と、メトキシジアミノベンゼン、４，４’ーオキシジ
アニリン、３，４’オキシジアニリン、３，３’オキシ
ジアニリン、ビスジアニリノメタン、３，３’−ジアミ
ノベンゾフェノン、ｐ，ｐ−アミノフェノキシベンゼ
ン、ｐ，ｍ−アミノフェノキシベンゼン、ｍ，ｐ−アミ
ノフェノキシベンゼン、ｍ，ｍ−アミノフェノキシベン
ゼン、クロル−ｍ−アミノフェノキシベンゼン、ｐ−ピ
リジンアミノフェノキシベンゼン、ｍ−ピリジンアミノ
フェノキシベンゼン、ｐ−アミノフェノキシビフェニ
ル、ｍ−アミノフェノキシビフェニル、ｐ−ビスアミノ
フェノキシベンジルスルホン、ｍ−ビスアミノフェノキ
シベンジルスルフォン、ｐ−ビスアミノフェノキシベン
ジルケトン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルケト
ン、ｐ−ビスアミノフェノキシベンジルヘキサフルオロ
プロパン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルヘキサフ
ルオロプロパン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルヘ
キサフルオロプロパン、ｐ−ビスアミノフェノキシベン
ジルプロパン、ｏ−ビスアミノフェノキシベンジルプロ
パン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルプロパン、ｐ
−ジアミノフェノキシベンジルチオエーテル、ｍ−ジア
ミノフェノキシベンジルチオエーテル、インダンジアミ
ン、スピロビジアミン、ジケトンジアミン等のアミンと
反応、イミド化して形成されるポリイミドも本発明に効
果的に用いることができる。
である銅箔と絶縁層であるポリイミド層を積層した回路
基板であれば何れの回路基板にも適応できる。ポリイミ
ド層として具体的な例を示すとすれば、カプトン、ユー
ピレックス、アピカル等の商品名として、市場で入手で
きるポリイミドフィルムを有効に用いることができる。
さらに、ピロメリット酸無水物、ビフタル酸無水物、ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、オキシジフタル
酸無水物、ハイドロフランジフタル酸無水物等の酸無水
物と、メトキシジアミノベンゼン、４，４’ーオキシジ
アニリン、３，４’オキシジアニリン、３，３’オキシ
ジアニリン、ビスジアニリノメタン、３，３’−ジアミ
ノベンゾフェノン、ｐ，ｐ−アミノフェノキシベンゼ
ン、ｐ，ｍ−アミノフェノキシベンゼン、ｍ，ｐ−アミ
ノフェノキシベンゼン、ｍ，ｍ−アミノフェノキシベン
ゼン、クロル−ｍ−アミノフェノキシベンゼン、ｐ−ピ
リジンアミノフェノキシベンゼン、ｍ−ピリジンアミノ
フェノキシベンゼン、ｐ−アミノフェノキシビフェニ
ル、ｍ−アミノフェノキシビフェニル、ｐ−ビスアミノ
フェノキシベンジルスルホン、ｍ−ビスアミノフェノキ
シベンジルスルフォン、ｐ−ビスアミノフェノキシベン
ジルケトン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルケト
ン、ｐ−ビスアミノフェノキシベンジルヘキサフルオロ
プロパン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルヘキサフ
ルオロプロパン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルヘ
キサフルオロプロパン、ｐ−ビスアミノフェノキシベン
ジルプロパン、ｏ−ビスアミノフェノキシベンジルプロ
パン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルプロパン、ｐ
−ジアミノフェノキシベンジルチオエーテル、ｍ−ジア
ミノフェノキシベンジルチオエーテル、インダンジアミ
ン、スピロビジアミン、ジケトンジアミン等のアミンと
反応、イミド化して形成されるポリイミドも本発明に効
果的に用いることができる。
【００１３】絶縁層の厚みは特に限定はされないが、回
路基板の絶縁層としての役割を考えると余り薄すぎては
絶縁性が保たれ難く、また厚すぎるとエッチング加工に
時間を要するばかりかコスト増、その他の性能面でも問
題が生じる。従って、１つの絶縁層としての厚みは５〜
５００μｍ程度、好ましくは１０〜１００μｍ程度であ
る。
路基板の絶縁層としての役割を考えると余り薄すぎては
絶縁性が保たれ難く、また厚すぎるとエッチング加工に
時間を要するばかりかコスト増、その他の性能面でも問
題が生じる。従って、１つの絶縁層としての厚みは５〜
５００μｍ程度、好ましくは１０〜１００μｍ程度であ
る。
【００１４】本発明において、絶縁層のエッチングに、
従来用いられてきたウエット法と遜色のない程度のエッ
チング速度を得ることが工業的には重要であり、その為
にはプリント回路基板をカソード電極上に設置して加熱
すること、酸素ガスとフッ素系化合物ガスの混合ガスに
よるプラズマを用いること、がエッチング速度を向上さ
せる為に有効な手段であることを見いだしたが、その他
に投入電力密度が平行平板型高周波電源を用いたプラズ
マエッチングにおいては大きな意味を持つことが分かっ
た。エッチングは物理的よりもむしろ化学的反応で進行
することを考えると、高温で行うことが反応速度を向上
させる上で必要であり、特に絶縁層のガラス転移温度付
近に加熱した雰囲気下で行うのが最も反応性が高いこと
を見いだした。
従来用いられてきたウエット法と遜色のない程度のエッ
チング速度を得ることが工業的には重要であり、その為
にはプリント回路基板をカソード電極上に設置して加熱
すること、酸素ガスとフッ素系化合物ガスの混合ガスに
よるプラズマを用いること、がエッチング速度を向上さ
せる為に有効な手段であることを見いだしたが、その他
に投入電力密度が平行平板型高周波電源を用いたプラズ
マエッチングにおいては大きな意味を持つことが分かっ
た。エッチングは物理的よりもむしろ化学的反応で進行
することを考えると、高温で行うことが反応速度を向上
させる上で必要であり、特に絶縁層のガラス転移温度付
近に加熱した雰囲気下で行うのが最も反応性が高いこと
を見いだした。
【００１５】基板をカソード電極上に設置するのはエッ
チングの加工形状の制御の他に、回路基板に付着する非
導電性の膜が形成されるのを抑えるためでもある。ポリ
イミドの種類により最適な温度（Ｔ）は異なるが、例え
ばＴｇが２５０℃以上の耐熱性を有するポリイミドの場
合、そのガラス転移温度をＴｇとすると、１５０℃≦Ｔ
≦２５０℃の温度範囲で行うと室温で行った場合よりも
高いエッチング速度が得られること、このエッチング速
度はＴｇ付近の温度、つまり２５０℃付近の温度で最も
高くなることを見いだした。しかし、Ｔｇよりも高い温
度ではポリイミドの熱物性が大きく変化し、エッチング
後の回路基板の不良をもたらすことがあるので好ましく
ない。
チングの加工形状の制御の他に、回路基板に付着する非
導電性の膜が形成されるのを抑えるためでもある。ポリ
イミドの種類により最適な温度（Ｔ）は異なるが、例え
ばＴｇが２５０℃以上の耐熱性を有するポリイミドの場
合、そのガラス転移温度をＴｇとすると、１５０℃≦Ｔ
≦２５０℃の温度範囲で行うと室温で行った場合よりも
高いエッチング速度が得られること、このエッチング速
度はＴｇ付近の温度、つまり２５０℃付近の温度で最も
高くなることを見いだした。しかし、Ｔｇよりも高い温
度ではポリイミドの熱物性が大きく変化し、エッチング
後の回路基板の不良をもたらすことがあるので好ましく
ない。
【００１６】更に、エッチング種として酸素ガスの他に
フッ素系化合物ガス、例えば、三フッ化窒素（ＮＦ3 ）
ガスやフッ素（Ｆ2 ）ガスを添加した系が良いこと、特
に、酸素ガスとの混合比がエッチング速度に大きな影響
を及ぼすことが分かった。つまりＮＦ3 の場合、酸素が
１に対してＮＦ3 が０．１〜１、より効果的なのは酸素
が１に対してＮＦ3 が０．１〜０．５である。Ｆ2 の場
合もＮＦ3 と同様な混合比がエッチング速度向上の為に
好ましいことが分かった。また、ＮＦ3 やＦ2の添加が
効果的である理由は一般的にエッチング種として用いら
れているＣＦ4等のフッ素系化合物ガスに比べ、Ｆ−Ｆ
結合やＮ−Ｆ結合がＣ−Ｆ結合エネルギーより低く、プ
ラズマ中で容易にフッ素イオンやＮＦｘイオン、ラジカ
ルになり易いためであると考えられる。
フッ素系化合物ガス、例えば、三フッ化窒素（ＮＦ3 ）
ガスやフッ素（Ｆ2 ）ガスを添加した系が良いこと、特
に、酸素ガスとの混合比がエッチング速度に大きな影響
を及ぼすことが分かった。つまりＮＦ3 の場合、酸素が
１に対してＮＦ3 が０．１〜１、より効果的なのは酸素
が１に対してＮＦ3 が０．１〜０．５である。Ｆ2 の場
合もＮＦ3 と同様な混合比がエッチング速度向上の為に
好ましいことが分かった。また、ＮＦ3 やＦ2の添加が
効果的である理由は一般的にエッチング種として用いら
れているＣＦ4等のフッ素系化合物ガスに比べ、Ｆ−Ｆ
結合やＮ−Ｆ結合がＣ−Ｆ結合エネルギーより低く、プ
ラズマ中で容易にフッ素イオンやＮＦｘイオン、ラジカ
ルになり易いためであると考えられる。
【００１７】更に、投入電力密度について、ある一定の
電力密度以上、つまり２．００Ｗ／ｃｍ2 以上でエッチ
ング速度が飛躍的に向上し、前述のエッチング温度、ガ
ス組成比との組み合わせでウエットエッチング並のエッ
チング速度が得られることを見いだした。
電力密度以上、つまり２．００Ｗ／ｃｍ2 以上でエッチ
ング速度が飛躍的に向上し、前述のエッチング温度、ガ
ス組成比との組み合わせでウエットエッチング並のエッ
チング速度が得られることを見いだした。
【００１８】さらに、エッチング速度を上げるために
は、プラズマ処理室の圧力とカソード電極のバイアス電
位の関係が次の関係式を満たす条件下でエッチングを行
うことが重要であることが分かった。つまり、プラズマ
処理室の圧力をＸ（Ｐａ）、カソード電極のバイアス電
位Ｙ（Ｖ）とすると、 Ｙ≦２．６Ｘ−５２０ ・・・（ａ） １≦Ｘ≦２００ ・・・（ｂ） なる範囲にプラズマパラメータである圧力（Ｘ）とバイ
アス電位（Ｙ）を制御することが重要なのである。この
圧力とバイアス電位の関係を図２にプロットした。図２
において斜線部は関係式（ａ）、（ｂ）を同時に満たす
領域を示した（但し、バイアス電位は−８００Ｖ以下の
領域は示さなかった）。
は、プラズマ処理室の圧力とカソード電極のバイアス電
位の関係が次の関係式を満たす条件下でエッチングを行
うことが重要であることが分かった。つまり、プラズマ
処理室の圧力をＸ（Ｐａ）、カソード電極のバイアス電
位Ｙ（Ｖ）とすると、 Ｙ≦２．６Ｘ−５２０ ・・・（ａ） １≦Ｘ≦２００ ・・・（ｂ） なる範囲にプラズマパラメータである圧力（Ｘ）とバイ
アス電位（Ｙ）を制御することが重要なのである。この
圧力とバイアス電位の関係を図２にプロットした。図２
において斜線部は関係式（ａ）、（ｂ）を同時に満たす
領域を示した（但し、バイアス電位は−８００Ｖ以下の
領域は示さなかった）。
【００１９】本発明において、圧力は（ｂ）式から１乃
至２００Ｐａで制御可能であるが、エッチング速度と加
工形状のバランスにおいて、３〜１００Ｐａ程度で制御
するのがより好ましい。
至２００Ｐａで制御可能であるが、エッチング速度と加
工形状のバランスにおいて、３〜１００Ｐａ程度で制御
するのがより好ましい。
【００２０】また、本発明において、プラズマを生起す
るのに用いる電源としては、高周波電源を用い、その周
波数は１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚであるが、電波法上お
よび取扱い上１３．５６ＭＨｚ或いは２７ＭＨｚが好適
に用いられる。特にこの範囲の周波数がプラズマ中での
イオン、ラジカルの運動性を制御する上で好ましいため
である。更に前記した高周波電源とは独立に、高周波に
直流成分を印加することにより、イオンポテンシャルを
制御し、イオンによる選択的エッチング性を制御するの
に有効な手段である。
るのに用いる電源としては、高周波電源を用い、その周
波数は１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚであるが、電波法上お
よび取扱い上１３．５６ＭＨｚ或いは２７ＭＨｚが好適
に用いられる。特にこの範囲の周波数がプラズマ中での
イオン、ラジカルの運動性を制御する上で好ましいため
である。更に前記した高周波電源とは独立に、高周波に
直流成分を印加することにより、イオンポテンシャルを
制御し、イオンによる選択的エッチング性を制御するの
に有効な手段である。
【００２１】本発明においては、少なくとも、（ａ）回
路基板の導入手段、その保持手段、その排出手段を具備
した、プラズマ処理を行うプラズマ処理室、（ｂ）電力
印加装置、（ｃ）真空排気手段、（ｄ）基板加熱及び温
度制御手段を備えたドライエッチング装置であればよ
い。更に、エッチング効率を向上させる為には（ｅ）基
板ホルダー上に設置された回路基板を搬入する為の搬入
室、（ｆ）搬出する為の搬出室、ならびに（ｇ）搬入室
からプラズマ処理室、プラズマ処理室から搬出室へ基板
ホルダーを搬送する為の搬送機構、を備えた装置を用い
るのが良い。これは、プラズマ処理を連続的に行なう場
合、処理室は高真空である為、予めある程度の真空を保
ったチャンバー内に回路基板を保持させておき、そこか
らエッチング処理を行う処理室へ回路基板を搬送させた
方が高真空になるまでの時間を短縮できるからである。
ここで言う予備室とは、この予めある程度の真空を保っ
たチャンバーで（ｅ）搬入室と（ｆ）搬出室のことを指
す。ここでは、（ｅ）搬入室と（ｆ）搬出室を特に設け
ない場合、つまり図１に示した平行平板型の１３．５６
ＭＨｚの高周波電源を用いた場合の処理装置を例に、よ
り具体的に説明する。
路基板の導入手段、その保持手段、その排出手段を具備
した、プラズマ処理を行うプラズマ処理室、（ｂ）電力
印加装置、（ｃ）真空排気手段、（ｄ）基板加熱及び温
度制御手段を備えたドライエッチング装置であればよ
い。更に、エッチング効率を向上させる為には（ｅ）基
板ホルダー上に設置された回路基板を搬入する為の搬入
室、（ｆ）搬出する為の搬出室、ならびに（ｇ）搬入室
からプラズマ処理室、プラズマ処理室から搬出室へ基板
ホルダーを搬送する為の搬送機構、を備えた装置を用い
るのが良い。これは、プラズマ処理を連続的に行なう場
合、処理室は高真空である為、予めある程度の真空を保
ったチャンバー内に回路基板を保持させておき、そこか
らエッチング処理を行う処理室へ回路基板を搬送させた
方が高真空になるまでの時間を短縮できるからである。
ここで言う予備室とは、この予めある程度の真空を保っ
たチャンバーで（ｅ）搬入室と（ｆ）搬出室のことを指
す。ここでは、（ｅ）搬入室と（ｆ）搬出室を特に設け
ない場合、つまり図１に示した平行平板型の１３．５６
ＭＨｚの高周波電源を用いた場合の処理装置を例に、よ
り具体的に説明する。
【００２２】１３．５６ＭＨｚの高周波（ＲＦ）電源３
１とそれとは独立に直流電圧を印加できるローパスフィ
ルター２２を導入した平行平板型高周波電極３２と対向
電極３１（接地）を有するプラズマ処理室１１がある。
対向電極３１と平行平板高周波電極３２には電極温度を
制御できる機構が備え付けてある。プラズマ処理室１１
には内部を真空にできるようにロータリーポンプ１２、
更に高い真空度を達成できるようにメカニカルブースタ
ーポンプ１３が連結されている。また、プラズマ処理室
１１にはエッチングに用いるガスライン１４（酸素及び
ＮＦ3 ）が連結されている。
１とそれとは独立に直流電圧を印加できるローパスフィ
ルター２２を導入した平行平板型高周波電極３２と対向
電極３１（接地）を有するプラズマ処理室１１がある。
対向電極３１と平行平板高周波電極３２には電極温度を
制御できる機構が備え付けてある。プラズマ処理室１１
には内部を真空にできるようにロータリーポンプ１２、
更に高い真空度を達成できるようにメカニカルブースタ
ーポンプ１３が連結されている。また、プラズマ処理室
１１にはエッチングに用いるガスライン１４（酸素及び
ＮＦ3 ）が連結されている。
【００２３】プラズマエッチング法として、まず回路基
板を平行平板高周波電極３２上に設置する。この時、基
板の固定には必要に応じて基板ホルダーを用いても構わ
ない。基板設置後、プラズマ処理室１１にガスライン１
４を通してガスを流し、高周波電源２１のパワーをい
れ、一定時間プラズマを生起し、基板を処理する。一定
時間のプラズマ処理（エッチング）が終了した後、放電
ガスを止め、プラズマ処理室を大気開放して基板を取り
出す。
板を平行平板高周波電極３２上に設置する。この時、基
板の固定には必要に応じて基板ホルダーを用いても構わ
ない。基板設置後、プラズマ処理室１１にガスライン１
４を通してガスを流し、高周波電源２１のパワーをい
れ、一定時間プラズマを生起し、基板を処理する。一定
時間のプラズマ処理（エッチング）が終了した後、放電
ガスを止め、プラズマ処理室を大気開放して基板を取り
出す。
【００２４】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。 実施例１ 厚さ１８μｍ、０．２ｍｍφの孔径を有する銅薄膜と低
膨張率ポリイミドフィルム（商品名：カプトンＥＮＺ
Ｔ，東レ−デュポン社製）に熱可塑性の接着性ポリイミ
ドＰＩ−Ａ（三井化学株式会社製：厚さ３μｍ、Ｔｇ＝
約２００℃）を両面に塗布したポリイミド層を絶縁層と
し、これと厚さ２ｍｍの銅板とをプレスにより張り合わ
せた銅板／ポリイミド／銅薄膜積層体を回路基板とし
た。酸素ガスとＮＦ3の混合ガス（組成比は８０：２
０）を用いて図１に記載のプラズマエッチング装置（但
し、ローパスフィルター２２による直流電圧の印加は行
わなかった）によりエッチングを行った。エッチング条
件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−３８０
Ｖであった。
説明する。 実施例１ 厚さ１８μｍ、０．２ｍｍφの孔径を有する銅薄膜と低
膨張率ポリイミドフィルム（商品名：カプトンＥＮＺ
Ｔ，東レ−デュポン社製）に熱可塑性の接着性ポリイミ
ドＰＩ−Ａ（三井化学株式会社製：厚さ３μｍ、Ｔｇ＝
約２００℃）を両面に塗布したポリイミド層を絶縁層と
し、これと厚さ２ｍｍの銅板とをプレスにより張り合わ
せた銅板／ポリイミド／銅薄膜積層体を回路基板とし
た。酸素ガスとＮＦ3の混合ガス（組成比は８０：２
０）を用いて図１に記載のプラズマエッチング装置（但
し、ローパスフィルター２２による直流電圧の印加は行
わなかった）によりエッチングを行った。エッチング条
件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−３８０
Ｖであった。
【００２５】実施例２ 実施例１記載の回路基板を用いた。酸素ガスとＦ2 の混
合ガス（組成比は８０：２０）を用いて図１に記載のプ
ラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２２
による直流電圧の印加を行わなかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／Ｆ2 ガス流量 ８０／２０ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６．７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極の自己バイアス電位は−７
００Ｖであった。
合ガス（組成比は８０：２０）を用いて図１に記載のプ
ラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２２
による直流電圧の印加を行わなかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／Ｆ2 ガス流量 ８０／２０ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６．７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極の自己バイアス電位は−７
００Ｖであった。
【００２６】実施例３ 実施例１記載の回路基板を用いた。酸素ガスとＮＦ3 の
混合ガス（組成比は８０：２０）を用いて図１に記載の
プラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２
２による直流電圧の印加を行なった）によりエッチング
を行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．０８ Ｗ／ｃｍ2 直流電圧 −３００ Ｖ 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−５８０
Ｖであった。
混合ガス（組成比は８０：２０）を用いて図１に記載の
プラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２
２による直流電圧の印加を行なった）によりエッチング
を行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．０８ Ｗ／ｃｍ2 直流電圧 −３００ Ｖ 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−５８０
Ｖであった。
【００２７】実施例４ 実施例１記載の回路基板を用いた。酸素ガスとＦ2 の混
合ガス（組成比は７５：２５）を用いて図１に記載のプ
ラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２２
による直流電圧の印加を行わなかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／Ｆ2 ガス流量 ８０／２０ ｓｃｃｍ 処理室圧力 １３．３ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．３０ Ｗ／ｃｍ2 温度 １８０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極の自己バイアス電位は−５
２０Ｖであった。
合ガス（組成比は７５：２５）を用いて図１に記載のプ
ラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２２
による直流電圧の印加を行わなかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／Ｆ2 ガス流量 ８０／２０ ｓｃｃｍ 処理室圧力 １３．３ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．３０ Ｗ／ｃｍ2 温度 １８０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極の自己バイアス電位は−５
２０Ｖであった。
【００２８】実施例５ 実施例１記載の回路基板を用いた。酸素ガスとＮＦ3 の
混合ガス（組成比は６７：３３）を用いて図１に記載の
プラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２
２による直流電圧の印加を行なかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 １３３ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２４０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−２５０
Ｖであった。
混合ガス（組成比は６７：３３）を用いて図１に記載の
プラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２
２による直流電圧の印加を行なかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 １３３ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２４０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−２５０
Ｖであった。
【００２９】実施例６ 実施例１記載の回路基板を用いた。酸素ガスとＮＦ3 の
混合ガス（組成比は６７：３３）を用いて図１に記載の
プラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２
２による直流電圧の印加を行なかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 １３．３ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．０８ Ｗ／ｃｍ2 温度 １８０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−４５０
Ｖであった。
混合ガス（組成比は６７：３３）を用いて図１に記載の
プラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２
２による直流電圧の印加を行なかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 １３．３ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．０８ Ｗ／ｃｍ2 温度 １８０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−４５０
Ｖであった。
【００３０】実施例７ 実施例１記載の回路基板を用いた。酸素ガスとＮＦ3 の
混合ガス（組成比は６７：３３）を用いて図１に記載の
プラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２
２による直流電圧の印加を行なかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 １３３ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．０８ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２４０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−１５０
Ｖであった。
混合ガス（組成比は６７：３３）を用いて図１に記載の
プラズマエッチング装置（但し、ローパスフィルター２
２による直流電圧の印加を行なかった）によりエッチン
グを行った。エッチング条件を以下に示す。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 １３３ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．０８ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２４０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−１５０
Ｖであった。
【００３１】比較例１ 実施例１記載の回路基板を用いて、ヒドラジン溶液によ
りエッチングを行った。
りエッチングを行った。
【００３２】比較例２ 実施例１記載の回路基板を用いた。実施例１と同様にし
てエッチングを行った。但し、処理室の温度は室温（約
２０℃）に一定にして行った。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−３８０
Ｖであった。
てエッチングを行った。但し、処理室の温度は室温（約
２０℃）に一定にして行った。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２０ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−３８０
Ｖであった。
【００３３】比較例３ 実施例１記載の回路基板を用いた。実施例１と同様にし
てエッチングを行った。但し、ガスの組成比をＮＦ3 ：
酸素を２：１にして行った。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ３３／６７ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−３６０
Ｖであった。
てエッチングを行った。但し、ガスの組成比をＮＦ3 ：
酸素を２：１にして行った。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ３３／６７ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 ２．５５ Ｗ／ｃｍ2 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−３６０
Ｖであった。
【００３４】比較例４ 実施例１記載の回路基板を用いた。実施例１と同様にし
てエッチングを行った。但し、投入電力密度は１．２７
Ｗ／ｃｍ2 、ローパスフィルター２２による直流電圧
の印加を行なった。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 １．２７ Ｗ／ｃｍ2 直流電圧 −２００ Ｖ 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−３８０
Ｖであった。
てエッチングを行った。但し、投入電力密度は１．２７
Ｗ／ｃｍ2 、ローパスフィルター２２による直流電圧
の印加を行なった。 エッチング条件： 酸素ガス／ＮＦ3 ガス流量 ６７／３３ ｓｃｃｍ 処理室圧力 ６７ Ｐａ ＲＦ電力密度 １．２７ Ｗ／ｃｍ2 直流電圧 −２００ Ｖ 温度 ２００ ℃ （処理室） なお、この時のカソード電極のバイアス電圧は−３８０
Ｖであった。
【００３５】試験例１ 実施例１乃至５、および比較例１〜４において、ポリイ
ミド層の孔開けに要した時間を測定し、表１にまとめ
た。また、エッチング加工形状についても評価を行な
い、異方性を、＋、±、−（異方性の大きいもの（アス
ペクト比で３以上のもの）は＋、等方的になったもの
（アスペクト比で１〜２のもの）は−、その中間のもの
は±）で記した。
ミド層の孔開けに要した時間を測定し、表１にまとめ
た。また、エッチング加工形状についても評価を行な
い、異方性を、＋、±、−（異方性の大きいもの（アス
ペクト比で３以上のもの）は＋、等方的になったもの
（アスペクト比で１〜２のもの）は−、その中間のもの
は±）で記した。
【００３６】また、実施例１乃至７において、図２の領
域内にあるものを○で、この領域外にあるものを□でプ
ロットしてある。ポリイミド層の孔開けに要した時間が
特に短いものはすべて図２の斜線部内にあることがわか
る。
域内にあるものを○で、この領域外にあるものを□でプ
ロットしてある。ポリイミド層の孔開けに要した時間が
特に短いものはすべて図２の斜線部内にあることがわか
る。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【発明の効果】本発明によって、従来ウエットエッチン
グで行っていた場合と同程度のエッチング速度がプラズ
マエッチングにより可能になった。
グで行っていた場合と同程度のエッチング速度がプラズ
マエッチングにより可能になった。
【図１】は装置の模式図である。
【図２】は圧力とバイアス電位の関係を示す図である。
【符号の説明】 １１：プラズマ処理室 １２：ロータリーポンプ １３：メカニカルブースターポンプ １４：ガスライン ２１：ＲＦ電極 ２２：直流電圧を印加する為のローパスフィルター ３１：対向電極 ３２：平行平板高周波電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 守次 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 化学株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】導電層と導電層との間に形成されたポリイ
ミドからなる絶縁層において、電気的接続をとる為のポ
リイミド層の孔開け加工を下記の条件により行うことを
特徴とするプリント回路基板のエッチング方法。 （１）電極構造が平行平板型の反応容器において、酸素
ガスとフッ素系化合物ガスを、混合比１：０．１〜１
（体積比）の範囲で混合したガスを用いて１０〜１００
ＭＨｚの高周波によりプラズマを生起させる。 （２）プリント回路基板をカソード電極上に設置してカ
ソード電極を１５０℃〜２５０℃に加熱する。 （３）投入電力密度を２．００Ｗ／ｃｍ2 以上とする。 - 【請求項２】プラズマ処理室の圧力Ｘ（Ｐａ）とカソー
ド電極のバイアス電位Ｙ（Ｖ）の関係が、次の関係式
（ａ）、（ｂ）を同時に満たすことを特徴とする請求項
１に記載のプリント回路基板のエッチング方法。 Ｙ≦２．６Ｘ−５２０ ・・・（ａ） １≦Ｘ≦２００ ・・・（ｂ） - 【請求項３】フッ素系化合物ガスがフッ素であることを
特徴とする請求項１又は２に記載のプリント回路基板の
エッチング方法。 - 【請求項４】フッ素系化合物ガスが三フッ化窒素である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント回路
基板のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076998A JPH11274690A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | プリント回路基板のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076998A JPH11274690A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | プリント回路基板のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11274690A true JPH11274690A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13441068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7076998A Pending JPH11274690A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | プリント回路基板のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11274690A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010067855A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Tokyo Electron Ltd | ドライエッチング方法 |
| JP2012238907A (ja) * | 2012-08-27 | 2012-12-06 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置及びそのクリーニング方法 |
| JP2013229622A (ja) * | 2013-06-25 | 2013-11-07 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置及びそのクリーニング方法 |
-
1998
- 1998-03-19 JP JP7076998A patent/JPH11274690A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010067855A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Tokyo Electron Ltd | ドライエッチング方法 |
| JP2012238907A (ja) * | 2012-08-27 | 2012-12-06 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置及びそのクリーニング方法 |
| JP2013229622A (ja) * | 2013-06-25 | 2013-11-07 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置及びそのクリーニング方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051227 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060425 |