JPH09288358A

JPH09288358A - 導体回路の形成方法

Info

Publication number: JPH09288358A
Application number: JP9982396A
Authority: JP
Inventors: Tokihito Suwa; 時人諏訪; Yuuichi Satsuu; 祐一佐通; Toyofusa Yoshimura; 豊房吉村; Haruo Akaboshi; 晴夫赤星; Masashi Miyazaki; 政志宮崎; Toshinari Takada; 俊成高田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】レジスト剥離前に紫外線を照射することで、剥
離液の浸透性が増し、レジストを効果的に除去し、高精
度の微細配線を欠陥なく製造する。【解決手段】レジスト剥離工程の前に、紫外線を０.５
Ｊ／cm²以上照射する。その後、レジストを剥離して、
下地金属のエッチング液で処理して、レジスト残渣を除
去することにより、レジスト残りに起因するエッチング
残りを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板の
回路形成法に係り、特に、高密度で微細な回路形成に適
したプリント配線板の導体回路の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パターンめっき法は、銅張積層板を出発
材料として用い、銅箔上の回路を形成しない部分にめっ
きレジストを設け、上記めっきレジストで覆われていな
い部分、つまり回路形成部分に、めっきを行うことによ
り導体回路を形成する。その後、めっきレジストを除去
し、さらに、回路以外の部分の下地の銅をエッチングに
より除去して独立した回路を形成する。

【０００３】この方法では、導体回路は、めっきレジス
トの形どおりに形成されるため、回路幅の形成精度は、
めっきレジストの形成精度で決まる。従って、感光性の
めっきレジストを用い、写真法でレジストパターンを形
成することにより、微細配線を高精度で形成することが
可能になる。

【０００４】このようなパターンめっき法では、めっき
レジストを十分基板に密着させ、めっき工程での剥がれ
やふくれを防止すること、及びめっき終了後にめっきレ
ジストを完全に剥離除去することが不可欠である。すな
わち、めっき工程までは高い密着性，レジスト除去工程
では良好な剥離性という相反する特性が要求される。特
に、導体回路の形成を化学めっきで行う場合には、めっ
き工程でレジストの剥がれやふくれが起こりやすいた
め、めっきレジストの密着性向上が必要である。めっき
レジストの密着性が向上し、めっき工程で剥がれやふく
れを防止する方法としては、特開昭64−13764 号，特開
平1−261888 号公報などに述べられた方法がある。

【０００５】レジストの剥離除去には、通常、ジクロロ
メタンなどの塩素系有機溶剤や、アルカリ性のレジスト
剥離液などが、レジストの性状に合わせて使用されてい
る。しかし、上述した方法等によりレジストの密着性を
向上させた結果、これらの剥離処理では完全にレジスト
を除去することができず、部分的に回路以外の部分の下
地銅箔上にレジスト残渣が付着した状態が生じていた。

【０００６】このようなレジストの付着残渣があると、
後のエッチング工程でこの部分の銅が除去されず短絡や
回路間隙不足などの欠陥の原因となる。

【０００７】そのため、レジスト付着残渣を除去する方
法として、特開昭60−206190号公報には、残留するフォ
トレジストを強酸中に浸漬した後、耐酸性のブラシでブ
ラッシングして除去する方法が示されている。

【０００８】これに対し、特開平5−198927 号公報に
は、レジスト残渣中の化学結合を脱水分解反応により切
断する剥離残渣除去処理液で処理するめっきレジスト除
去工程と、下地金属のエッチング液で処理することによ
り、上記剥離残渣除去処理液による処理後のレジスト残
渣を除去するとともに、めっきに覆われていた部分の下
地金属をエッチングするエッチング工程と、順に行うこ
とによりレジスト残渣を除去する方法が示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、レジスト残渣を除去するためにブラッシングなどの
機械的手段を用いると、微細化した配線を、傷つけたり
切断したりしやすかった。また、めっきレジスト除去工
程とエッチング工程でレジスト残渣を除去する方法で
は、下地金属の表面状態によってはレジスト残渣が完全
に除去できず、後で回路を修正する作業が必要となる場
合があった。

【００１０】本発明の目的は、レジスト残りに起因する
下地金属のエッチング不良がない微細導体回路の形成で
きる方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下のよう
な方法により達成することができる。すなわち、下地金
属上に、回路形成パターンに応じためっきレジストを設
け、めっきにより導体回路を形成する工程と、紫外線を
照射する工程と、その後、めっきレジストを剥離液によ
り処理する剥離工程と、を順に行うことにより達成され
る。

【００１２】ここで、紫外線照射する場合、紫外線ラン
プは高圧水銀灯，超高圧水銀灯，メタルハライドランプ
などのランプで波長４００ｎｍ以下の光を照射する。し
たがって、波長２５４ｎｍにピークを有する低圧水銀灯
を用いても良い。紫外線は０.５Ｊ／cm²で効果があり、
更に照射量を増すと効果も増加する。紫外線照射の効果
は、照射時の基板表面温度によって影響される。最適の
基板表面温度はレジストの種類によっても異なるが、例
えば、メタクリル酸メチルを主成分とするポリマを主体
としたフィルムレジストの場合には１２０℃以上、望ま
しくは１５０℃以上で紫外線照射を行うとその効果が顕
著である。

【００１３】なお、紫外線照射はレジストの剥離液で処
理する直前に行うが、レジストの現像工程から剥離工程
までの間にレジストの耐薬品性が要求されない場合に
は、レジストの現像後に行っても良い。

【００１４】レジストの剥離液は、有機溶剤，アルカリ
性の剥離液，硫酸，臭化水素酸，よう化水素酸や、リチ
ウム，ナトリウム，カリウムなどのアルカリ金属水素酸
化物のアルコール溶液等を用いることができる。中でも
硫酸の効果が極めて高い。

【００１５】硫酸濃度は、２０％程度でも効果がある
が、６０％以上の濃硫酸を用いると更に効果が大きい。
硫酸の温度は、３０℃以上にして処理すると更に良い結
果が得られる。

【００１６】めっきレジストは、スクリーン印刷レジス
トや感光性レジストなどがあるが、高精度パターンを形
成する上では感光性レジストを用いる写真法プロセスが
有利である。例えば、ドライフィルムフォトレジストを
ホットロールでラミネートし、フォトマスクを介してパ
ターンイメージを露光した後、現像してレジストパター
ンを形成する。

【００１７】フォトレジストは、ドライフィルムタイプ
のもののほかに液状のフォトレジストをスクリーンコー
ト，ロールコート，カーテンコートなどの方法によって
塗布して用いても良い。

【００１８】本発明によりレジストを効果的に除去でき
るのは、レジストに紫外線を０.５Ｊ／cm²以上照射す
ることにより、レジストの剥離液に対する浸透性が増
し、除去効率が向上する。また、その後の下地金属のエ
ッチング液の浸透性も向上するため、レジスト残渣中を
容易にエッチング液が浸透し、ムラなくエッチングで
き、レジスト残渣が除去できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について、図１に
示した導体回路及び基材の断面図によって説明する。

【００２０】図１（ａ）は、下地金属層２を有する絶縁
板１の断面図である。下地金属層２にはプリント配線板
では一般に銅が用いられている。絶縁板１は、ガラスエ
ポキシ積層板，ガラスポリイミド積層板などが使用でき
る。これらは、銅張り積層板として市販されているもの
を使用することができる。なお、下地金属層２は、１層
に限定されるものではなく、複数層設けられていてもよ
い。

【００２１】図１（ｂ）は、めっきレジストの密着性を
向上させるため、下地金属層２の表面を粗化した状態を
示す。特に、図１（ｄ）の導体回路の形成を化学銅めっ
きで行う場合には、めっき工程でレジストが剥がれたり
ふくれたりしやすいため、適切な密着促進処理が不可欠
である。ただし、このような表面粗化は、必要に応じて
実施すればよく、本発明に必須の工程ではない。

【００２２】次に、下地金属層２上にめっきレジスト３
を形成する（図１（ｃ）参照）。めっきレジストパター
ンの形成法は、スクリーン印刷法や感光性レジストを用
いる写真法などがあるが、高精度パターンを形成する上
では写真法プロセスが有利である。例えば、ドライフィ
ルムフォトレジストをホットロールでラミネートし、フ
ォトマスクを介してパターンイメージを露光した後現像
してレジストパターンを形成する。フォトレジストは、
ドライフィルムタイプのもののほかに液状のフォトレジ
ストをスクリーンコート，ロールコート，カーテンコー
トなどの方法によって塗布してもよい。

【００２３】この後、めっきにより導体回路４を形成す
る（図１（ｄ）参照）。プリント配線板の場合には、上
記導体回路４は、通常、銅めっきが用いられる。これ
は、電気銅めっき，化学銅めっき等によって形成され
る。一般的には電気銅めっきが広く用いられているが、
めっき厚さの均一性の点では化学銅めっきが優れてい
る。ついで、めっきレジスト３の表面に紫外線を照射す
る（図１（ｅ）参照）。紫外線は波長４００ｎｍ以下で
効果があるため、照射するランプには高圧水銀灯，超高
圧水銀灯，メタルハライドランプ，低圧水銀灯等を用い
る。紫外線を照射する装置は、プリント配線板の場合に
は、コンベア搬送型紫外線炉やパターン露光用の露光装
置等を用いるが、低圧水銀灯による乾式表面洗浄装置を
用いても良い。なお、レジストの表面温度が過剰に上昇
するのを抑さえるために紫外線の集光ミラーにコールド
ミラーを用いたり、ランプとレジストの間にコールドフ
ィルタを用いたりしても良い。

【００２４】次に、めっきレジスト３を剥離液で剥離し
（図１（ｆ）参照）、さらに下地金属層２のエッチング
液で処理すれば効果的にレジスト残渣５を除去できる
（図１（ｇ）参照）。

【００２５】レジストの剥離液は、有機溶剤，アルカリ
性の剥離液，硫酸，臭化水素酸，よう化水素酸や、リチ
ウム，ナトリウム，カリウムなどのアルカリ金属水素酸
化物のアルコール溶液等を用いることができる。中でも
硫酸の効果が極めて高い。

【００２６】硫酸濃度は、２０％程度でも効果がある
が、６０％以上の濃硫酸を用いると更に効果が大きい。
硫酸の温度は、３０℃以上にして処理すると更に良い結
果が得られる。また、下地金属層２のエッチング液で処
理してレジスト残渣５を除去する際、超音波を印加した
りエッチング液をスプレしたりすることによりレジスト
残渣５の除去効率を上げることができる。

【００２７】この後、さらに回路以外の部分の下地金属
層２をエッチングにより除去することにより、エッチン
グ残りなどの欠陥のない微細配線パターンを形成するこ
とができる（図１（ｈ）参照）。

【００２８】以下に、いくつかのより具体的な例を挙げ
て、各工程毎に細かく説明する。

【００２９】〔実施例１〕［工程１］１２μｍの銅層を有する基材厚さ０.１mm の
両面銅張りガラスポリイミド積層板を所要の大きさに切
断し、銅表面をブラッシングして研磨する。

【００３０】［工程２］水洗後、表面を粗化するため下
記組成（Ｉ）の３０℃のソフトエッチング液中で、１分
間処理した。

【００３１】組成（Ｉ）過硫酸アンモニウム２００ｇ／ｌ９７％硫酸５ｍｌ／ｌ［工程３］次に、更に銅表面を粗化するため、下記組成
（II）の処理液に７０℃で２分間浸漬し表面に酸化膜層
を形成した。

【００３２】組成（II）ＮａＣｌＯ₂１００ｇ／ｌＮａ₃ＰＯ₄・Ｈ₂Ｏ３０ｇ／ｌＮａＯＨ１２ｇ／ｌ［工程４］次いで、水洗後、下記組成(III）の処理液に
４５℃で１分間浸漬し、酸化膜層を還元した。

【００３３】組成(III）ジメチルアミンボラン１０ｇ／ｌＮａＯＨ１０ｇ／ｌ［工程５］次に、水洗を行った後、下記組成（IV）のニ
ッケルめっき液で、２０℃で０.０５Ａ／ｄｍ²で６分間
めっきし、銅層表面に薄いニッケルめっき層を形成し
た。この場合、ニッケルめっき層の厚さは０.０６μｍ
であった。

【００３４】組成（IV）ＮｉＳＯ４・Ｈ₂Ｏ６００ｇ／ｌＮａＣｌ１５ｇ／ｌＨ₃ＢＯ₃１５ｇ／ｌ次に水洗を行い、表面が粗化された基板を得た。

【００３５】［工程６］つづいて、基板表面を十分乾燥
した後、下記組成（Ｖ）の感光性樹脂組成層（厚さ３５
μｍ）を有するドライフィルムフォトレジストをホット
ロールによりラミネートした。この時、ホットロール温
度１１０℃，ラミネート速度１ｍ／分とした。

【００３６】組成（Ｖ）トリメチロールプロパントリアクリレート２０重量部テトラエチレングリコールジアクリレート２０ポリメタクリル酸メチル（重量平均分子量約１２万）６０ベンゾフェノン６４，４′ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン０.１ビクトリアピュアブルー０.０５ヒドロキノン０.１［工程７］約５分間放冷した後、回路を形成する部分を
マスクし、超高圧水銀灯露光装置で１００ｍＪ／cm²露
光した。次に１，１，１−トリクロロエタンを現像液と
して、約２５℃で２分間スプレすることにより現像し
た。これにより回路以外の部分をめっきレジストでマス
クすることができた。

【００３７】［工程８］次に、組成（Ｉ）のソフトエッ
チング液で２分間処理して、回路となる部分のニッケル
膜を除去した。

【００３８】［工程９］次に、下記組成（VI）の化学銅
めっき液に７０℃で１２時間浸漬し、厚さ約３０μｍの
導体回路を形成した。

【００３９】組成（VI）硫酸銅５水和物１０ｇ／ｌエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム２水和物３０ｇ／ｌ３７％ホルマリン３ｇ／ｌＮａＯＨｐＨ１２.６になる量２，２′−ジピリジル３０ｍｌ／ｌポリエチレングリコール（平均分子量６００）１０ｇ／ｌ［工程１０］めっき後、十分水洗する。続いて、全体を
１０％硫酸水溶液に２分間浸漬した後、下記組成（VI
I）のはんだめっき液で１Ａ／ｄｍ²で１５分間はんだめ
っきを行った。

【００４０】組成（VII）Ｓｎ（ＢＦ４）₂（Ｓｎとして）１５ｇ／ｌＰｂ（ＢＦ４）₂（Ｐｂとして）１０ｇ／ｌＨ₃ＢＯ₃４０ｇ／ｌＨＢＦ₄３００ｇ／ｌ［工程１１］次に、高圧水銀灯紫外線コンベア炉で１Ｊ
／cm²照射した。この時、ランプ入力８０Ｗ／cm，基板
とランプの間隔１８０mm，１灯で照射し、コンベア速度
は１.２ｍ／分であった。

【００４１】［工程１２］次に、４５℃の９３％硫酸に
３０分間浸漬してレジストを剥離した。しかし、回路以
外の部分の下地金属上には、めっきレジスト残渣が付着
していた。

【００４２】［工程１３］次に、基板を水洗した後、下
記組成（VIII）のソフトエッチング液に４０℃で４分間
浸漬し、下地銅をソフトエッチングした。この処理によ
り、下地銅は０.８μｍエッチングされ、レジスト残渣
は、下地銅からすべて除去された。

【００４３】組成（VIII）９７％硫酸１５０ｍｌ／ｌ８５％りん酸１００ｍｌ／ｌ過酸化水素水（３５％）１００ｍｌ／ｌＮａＣｌ１.２ｇ／ｌ［工程１４］次に、水洗後、下記組成（IX）に３０℃で
５分間浸漬し、下地銅をエッチング除去した。

【００４４】組成（IX）９７％硫酸１５０ｍｌ／ｌ８５％りん酸１００ｍｌ／ｌ過酸化水素水（３５％）１００ｍｌ／ｌ以上説明した工程１から工程１４の処理により形成され
た導体回路には、回路以外の銅のエッチング残りはな
く、高精度の配線パターンを欠陥なく作成することがで
きた。

【００４５】〔比較例１〕実施例１の工程１１の紫外線
照射を行わないで、工程１０の後、直接、工程１２以降
の処理を行って、回路以外部分の下地銅のエッチングを
試みた。

【００４６】その結果、レジスト残渣は大部分がそのま
ま下地銅表面に残り、その部分がエッチング残りとな
り、回路間隙が設計値より小さくなったり、回路間が短
絡したりする部分が発生した。

【００４７】〔実施例２〜４〕実施例２から実施例４
は、実施例１の工程１２の硫酸温度を５０℃にして、工
程１１の高圧水銀灯紫外線コンベア炉のコンベア速度を
変えて、紫外線照射量をそれぞれ１，３，５Ｊ／cm²に
したものである。

【００４８】〔比較例２〕実施例２〜４の工程１１の紫
外線照射を行わないで、直接、工程１２の剥離処理を行
ったものである。

【００４９】これら実施例２〜４と比較例２について
は、工程１３のソフトエッチングの処理はレジストが完
全に除去されるまで行い、その時の回路断面積を測定
し、回路断面積の設計値に対する残存率を計算した。そ
の結果まとめたものが図２である。

【００５０】図２から分かるように、紫外線を照射しな
い比較例２の場合、ソフトエッチングの時間が長く、回
路断面が設計値に対して３０％程過剰にエッチングされ
てしまった。しかし、紫外線を照射すると、実施例２〜
４のように、紫外線の照射が増すに連れてソフトエッチ
ングの時間が短縮し、回路断面積の残存率が向上した。

【００５１】次に、実施例１の工程１１の紫外線照射量
と基板表面温度の違いによる工程１２の剥離液への膨潤
量を測定した。

【００５２】〔実施例５〜８〕実施例５から実施例８
は、上述の工程１１の高圧水銀灯紫外線コンベア炉のコ
ンベア速度を変えて、紫外線照射量をそれぞれ０.５，
１，１.５，３Ｊ／cm²にしたものである。

【００５３】〔比較例３〕比較例３は、実施例５〜８の
工程１１の紫外線照射を行わないで、直接、工程１２の
剥離処理を行ったものである。

【００５４】なお、膨潤量の測定には、工程１２の剥離
液はジクロロメタンを使用し、工程１から工程１２の処
理を行い、工程１２の処理前後の基板の重量差を測定し
た。また、同時に工程１１の紫外線照射の前後の基板の
重量を測定し、照射時の重量変化も測定し、基板表面温
度の測定にはサーモラベルを用いた。他の条件は、実施
例１と同じである。

【００５５】上記の結果をまとめたものが表１である。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１から分かるように、紫外線の照射量が
増加するとジクロロメタンへの膨潤量も増加することが
分かる。この比較例３の紫外線を照射しない時と比べ
て、紫外線照射したものは、膨潤量がかなり多くなって
いる。剥離性については、実施例５の０.５Ｊ／cm²で効
果が現れており、実施例６〜８から分かるように、1.0
Ｊ／cm²以上でより効果的にレジストを剥離することが
できた。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、フォトレジストを短時
間で完全に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の導体回路の形成方法を示す
説明図。

【図２】本発明の第二実施例の説明図。

【符号の説明】

１…絶縁板、２…下地金属層、３…めっきレジスト、４
…導体回路，めっきパターン、５…レジスト残渣。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７２Ｂ (72)発明者赤星晴夫茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者宮崎政志神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者高田俊成神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光性レジストの剥離工程において、剥離
処理する前に紫外線を少なくとも０.５Ｊ／cm²照射する
工程を含むことを特徴とするレジストの剥離方法。
【請求項２】基板の表面温度が１２０℃以上の所望の温
度になった状態で紫外線を照射する請求項１に記載のレ
ジストの剥離方法。
【請求項３】下地金属上に、回路パターンに応じためっ
きレジストを設け、めっきにより配線パターンを形成す
る工程と、上記めっきレジストを剥離液により剥離する
工程と、上記下地金属をエッチングするエッチング工程
とを含む導体回路の形成方法において、上記剥離工程の
剥離液による処理に先立って紫外線照射工程を含むこと
を特徴とする導体回路の形成方法。
【請求項４】下地金属上に、回路パターンに応じためっ
きレジストを設け、めっきにより配線パターンを形成す
る工程と、紫外線を照射する工程と上記レジストを濃硫
酸で剥離する工程と、上記レジストの剥離残渣をエッチ
ング液で除去する工程と、上記下地金属をエッチングす
るエッチング工程とを含むことを特徴とする導体回路の
形成方法。
【請求項５】基板表面温度が１８０℃以上で、０.５Ｊ
／cm²以上の紫外線を照射した時に０.５％以上の重量
減少が起こる感光性レジストを用いて、レジストの剥離
前に紫外線照射を行うことを特徴とする導体回路の形成
方法。
【請求項６】基板表面温度が１８０℃以上で、０.５Ｊ
／cm²以上の紫外線を照射した時に、ジクロロメタンの
２０℃，１分の浸漬により、ジクロロメタンの膨潤量が
３wt％以上になる感光性レジストを用いて、レジストの
剥離前に紫外線照射を行うことを特徴とする導体回路の
形成方法。