JP2011166028A

JP2011166028A - Ｃｏｆ基板の製造方法

Info

Publication number: JP2011166028A
Application number: JP2010029342A
Authority: JP
Inventors: Takumi Mano; 匠真野
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-08-25
Also published as: KR20110093621A; TW201203407A

Abstract

【課題】本発明は、工程数及び薬品コストを大きく増加させることなく、良好な配線パターンを形成することができるＣＯＦ基板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】チップ実装用のフィルム状の基板であるＣＯＦ基板の製造方法であって、
絶縁性フィルム１１の表面上に、クロムを含む下地金属層１２が形成され、該下地金属層の表面上に銅層１３が形成された金属積層基板１０を用意する金属積層基板用意工程と、
塩化第二鉄又は塩化第二銅の少なくともいずれか１つと、アゾールと、グリコールエーテル、グリコール又はカチオン界面活性剤の少なくともいずれか１つと、塩酸とを含有する第１エッチング液で前記銅層をハーフエッチングする第１エッチング工程と、
銅イオンと錯体を形成する化合物を実質的に含まず、塩化第二銅と、塩酸と、過酸化水素水とを含有する第２エッチング液で前記銅層の残りと、前記下地金属層とを溶解除去する第２エッチング工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図３Ｆ

Description

本発明は、チップ実装用のフィルム状の基板であるＣＯＦ（Chip On Film）基板の製造方法に関し、特に、絶縁性フィルムの表面上に下地金属層が形成され、下地金属層の表面上に銅層が形成された金属積層基板の積層金属層をエッチングすることにより、ＣＯＦ基板に回路パターンを形成するＣＯＦ基板の製造方法に関する。

従来から、フィルム状の回路基板であって、ベアチップを実装して液晶用のドライバ等を構成する用途に多く用いられるＣＯＦ基板が知られている。ＣＯＦ基板には、絶縁性フィルム表面に、接着剤を介さずに直接金属層を積層した構造の金属積層基板が使用されている。このような構造の金属積層基板は、主に絶縁性フィルム上に、スパッタ法や蒸着法等の乾式めっき法によりニッケル・クロム合金等の下地金属層を形成した後に、湿式めっき法により銅等の金属層を形成する方法により製造されている。この金属積層基板は、金属層が５μｍ〜１５μｍ程度と薄いため、ＣＯＦ基板の配線パターンのピッチサイズが４０μｍ以下となるような、微細な配線パターンを有するＣＯＦ基板を製造するのに適している。

近年の電子機器の小型軽量化に伴い、電子機器に用いられるＣＯＦ基板も小型化が進んでおり、前記配線パターンのピッチサイズが３０μｍ未満といった非常に微細な配線パターンが求められている。配線パターンピッチが３０μｍ未満のファインピッチＣＯＦ基板では、高温高湿の環境下で隣接するリード線間に直流電圧を掛けると、リード線が接着している絶縁性フィルム部分に変色が発生したり、電気絶縁性が低下するといった不具合が発生する場合がある。かかる不具合を防ぐため、ファインピッチＣＯＦ基板に用いられる金属積層基板には、絶縁性フィルム表面に、ニッケル・クロム合金からなる下地金属層が乾式めっき法により膜厚３〜４０ｎｍで形成され、その上に銅等の導電性金属層が５〜１５μｍに形成されたものが用いられている。ニッケル・クロム合金は、クロム含有量が５〜２５重量％のものが一般的であり、クロム含有量が少ない場合には下地金属層が腐食し易く、クロム含有量が多い場合には化学エッチングを十分にすることができず、絶縁不良が発生することが知られている。

ファインピッチＣＯＦ基板の製造方法は、以下のものが知られている。まず、導電性金属層上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層を露光、現像して所望のパターンを形成する。次に、こうして形成されたフォトレジストパターンをマスクとして、露出した導電性金属層をエッチングして、フォトレジストパターンと略相似形状の導電性金属層からなる配線パターンを形成する。次いでフォトレジスト層をアルカリ溶液等により剥離除去した後、配線パターン間に残存する下地金属層をエッチング除去することにより、ＣＯＦ基板が製造されている。

図１は、第１の従来のＣＯＦ基板の製造方法の一例を示した図である。図１（Ａ）は、金属積層基板を用意する金属積層基板用意工程を示した図である。金属積層基板用意工程においては、絶縁性フィルム１１１の上に、下地金属層１１２と、銅層１１３が順次積層された金属積層基板１１０が用意される。例えば、絶縁性フィルム１１１としては、ポリイミドフィルムが使用され、下地金属層１１２には、クロム含有率２０重量％のクロム・ニッケル合金が用いられる。

図１（Ｂ）は、フォトレジスト塗布工程を示した図である。フォトレジスト塗布工程においては、金属積層基板１０の表面上、つまり銅層１１３の表面上に、フォトレジスト１２０が形成される。

図１（Ｃ）は、露光工程を示した図である。露光工程においては、銅層１１３に溝を形成して配線パターンを形成するために、所定パターンからなるフォトマスク（図示せず）を介して紫外線をフォトレジスト１２０に照射し、露光部１２１を形成する。

図１（Ｄ）は、現像工程を示した図である。現像工程においては、露光領域を現像液で溶解除去し、開口部１２２を有するフォトレジストパターンが形成される。現像液は、例えば、炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液が用いられる。

図１（Ｅ）は、エッチング工程を示した図である。エッチング工程においては、塩化第二銅溶液を用いて、銅層１１３がエッチングされる。エッチング液の組成としては、例えば、塩化第二銅が３．０〜３．５ｍｏｌ／ｌ、塩酸が１．４〜１．９ｍｏｌ／ｌが用いられる。処理条件としては、例えば、温度が４０〜５０℃、圧力が０．１〜０．７ＭＰａ、処理時間が２０〜１２０秒という条件でエッチング処理が行われる。このとき、下地金属層１１２も同時にエッチング除去される。

図１（Ｆ）は、フォトレジスト剥離工程を示した図である。フォトレジスト剥離工程においては、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液で、フォトレジスト１２０が溶解除去される。

図１（Ｇ）は、錫めっき工程を示した図である。錫めっき工程においては、エッチングにより形成された銅層１１３の配線パターン表面上に、錫を用いてめっきが施され、錫めっき層１４０が形成される。

図１（Ｈ）は、ソルダーレジスト印刷工程を示した図である。ソルダーレジスト印刷工程においては、スクリーン印刷により、所定パターンのソルダーレジストを配線パターン上に印刷する。ソルダーレジストには、ポリイミド系（日立化成工業社製：ＳＮ−９０００）やウレタン系（日本ポリテック社製：ＮＰＲ−３３００）のものが使用可能である。

かかる従来のＣＯＦ基板の製造方法においては、配線パターン形成の能力限界は、２７μｍピッチ（Line／Space＝１３．５μｍ／１３．５μｍ）である。つまり、銅層１１３がエッチング除去された溝の部分と、銅層１１３が残留した配線部に必要とされる幅は、ともに１３．５μｍとなる。このとき、銅層１１３が平坦面として残る幅は、６．５μｍ程度となる。

つまり、図１（Ｅ）に示すように、エッチングが鉛直方向に垂直に削れる訳ではなく、横方向にも腐食が進み、フォトレジストパターンの下にも開口１３０が形成され、横方向に広がったお椀型、ボール型の形状となってしまう。このような配線パターンが形成されると、絶縁性フィルム１１１が露出した部分に対して、銅層１１３の表面で残った部分が狭くなり、ファインピッチのＣＯＦ配線基板を作製するのが困難となってしまう。つまり、このような意図しない横方向へのエッチング（サイドエッチ）量が大きいエッチングにより形成された配線パターンは、良好な配線パターンとは言えない。

一般的に、配線パターンの良好性判断指標としてエッチングファクターが用いられている。エッチングファクターとは、銅層厚さをＨ、絶縁フィルム側の配線パターン幅をＢ、銅層表面側の配線パターン幅をＴとした場合、
エッチングファクター＝２×Ｈ／（Ｂ−Ｔ）（１）
で表される。（１）式において、Ｔの値がＢの値に近い程、垂直に近い状態でエッチングが行われていることになるので、同じ配線ピッチを有する場合には、エッチングファクターが大きい程、良好な配線パターンを形成していることになる。

図１で示した従来のＣＯＦ基板の製造方法によれば、エッチングファクターは、２．３程度となる。

図１で示した従来のＣＯＦ基板の製造方法では、良好なエッチングファクターを得られないことから、ファインピッチＣＯＦ基板の製造方法として、サイドエッチを抑制するエッチング方法が提案されている。

図２は、第２の従来のＣＯＦ基板の製造方法の一例を示した図である。第２の従来のＣＯＦ基板の製造方法においては、金属積層基板用意工程から現像工程までは、第１の従来のＣＯＦ基板の製造方法と同様であるので、図２においては、第１の従来のＣＯＦ基板の製造方法と異なる工程のみを抜粋して示している。

図２（Ａ）は、第２の従来のＣＯＦ基板の製造方法のエッチング工程を示した図である。エッチング工程に入る前に、絶縁性フィルム２１１としてポリイミドフィルムを使用し、下地金属層２１２がクロム含有率２０重量％のクロム・ニッケル合金であり、導電性金属層が銅２１３である金属積層基板２１０を用意し、銅層２１３上にフォトレジスト層２２０を形成し、該フォトレジスト層２２０を露光、現像して所望のパターンを形成し、このフォトレジストパターンをマスクとする点は、第１の従来のＣＯＦ基板の製造方法のエッチング工程と同様である。

第２の従来技術のエッチング工程においては、エッチング工程において、キレート結合により銅と錯体を形成するアミン化合物を成分として含んだエッチング液を用い、急激な腐食を抑制し、徐々にエッチングを進行させるようにして、サイドエッチの少ないエッチングを実現する。つまり、錯体により、銅の表面に被膜が形成され、エッチング速度を遅くして徐々にエッチングを行うことができる、また、第１の従来技術のエッチング工程よりも、圧力を１／１０程度にまで低下させてエッチングを行い、エッチング速度を遅くする。

具体的には、例えば、塩化第二鉄が０．１〜１５ｗｔ％、界面活性剤が０．００１〜５ｗｔ％、アミン化合物が０．００１〜５ｗｔ％、リン酸が０．１〜５ｗｔ％、塩酸が０．１〜１０ｗｔ％の組成からなるエッチング液を用い、処理条件については、温度が４０〜５０℃、圧力が０．０７〜０．０９ＭＰａ、処理時間が３０〜１２０秒の条件でエッチングを行うようにする。エッチング液の組成としては、第１の従来技術のエッチング液に含まれていなかったアミン化合物が含まれ、処理条件の圧力が、第１の従来技術の０．１〜０．７ＭＰａに対して、０．０７〜０．０９ＭＰａと１／１０程度である点が、大きく異なっている。

図２（Ａ）に示すように、第２の従来技術のエッチング工程においては、第１の従来技術のエッチング工程の図１（Ｅ）と比較してサイドエッチの少ない、垂直に近い形状の開口２３０が形成されている。この場合、能力限界は、２０μｍピッチ（Line／Space＝１０μｍ／１０μｍ）であり、エッチングファクターは２．０程度のものが得られる。これは、第１の従来技術の２７μｍピッチに換算すると、３．０〜４．０となり、同一ピッチで比較すると、エッチングファクターは著しく向上している。

また、このとき、図２（Ａ）に示すように、第２の従来技術のエッチング工程においては、下地金属層２１２はエッチングされておらず、残った状態となっている。

図２（Ｂ）は、フォトレジスト剥離工程を示した図である。フォトレジスト剥離工程においては、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液で、フォトレジスト２２０が剥離除去される点は、図１（Ｆ）のフォトレジスト剥離工程と同様であるので、その説明を省略する。

図２（Ｃ）は、下地金属層除去工程を示した図である。下地金属除去工程においては、エッチング工程で除去できなかった下地金属層２１２を溶解除去することにより、配線パターンを形成する。下地金属層２１２を除去するためには、専用の下地金属層エッチング液を用いる。下地金属層エッチング液には、過マンガン酸塩、塩酸・硫酸、又は硫酸・硝酸等を含有する液が用いられる。

このように、第２の従来のＣＯＦ基板の製造方法により形成される配線パターンは、銅層エッチング時のサイドエッチが少なく、エッチングファクターの高い形状ものが得られる。よって、例えば、パターンピッチが２５μｍ（ライン１０μｍ／スペース１５μｍ）といったファインピッチが可能となる。ファインエッチング液では、アゾールによってサイドエッチが抑制されている。

また、その後の錫めっき工程と、ソルダーレジスト印刷工程は、図１（Ｇ）、（Ｈ）における説明と同様であるので、その図示及び説明を省略する。

なお、上述の第１の従来技術のＣＯＦ基板の製造方法に該当するものとして、塩化第二銅と塩酸に過酸化水素水を加えた溶液でエッチングし、エッチング後、アルカリ（ＮａＯＨ）により、全てのフォトレジストを剥離、除去したチップオンフィルム基板の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、上述の第２の従来技術のＣＯＦ基板の製造方法に該当するものとして、酸化性金属イオン源を銅イオン濃度で１４〜１５５ｇ／リットルと、塩酸７〜１８０ｇ／リットルと、環内にある異原子として窒素原子のみを有するアゾールを０．１〜５０ｇ／リットルの範囲含有する水溶液からなるエッチング剤を用いて、エッチングレジストで被覆されていない部分をエッチングして配線を形成する銅配線の製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−１１０７４９号公報特開２００５−３３０５７２号公報

しかしながら、上述の第２の従来技術に示したようなファインエッチング液を用いたエッチング方法では、ファインエッチング液のみによって、ニッケル・クロム合金からなる下地金属層を溶解除去することが難しいという問題があった。よって、上述のように、配線パターンのエッチング後に、改めて下地金属層を溶解除去する下地金属層エッチング工程が必要となる。

下地金属層エッチング液には、配線パターンを形成する銅の溶解を抑制するために銅腐食抑制剤が含まれている。このような下地金属エッチング液を用いて処理すると、配線パターン表面には銅腐食防止剤、錯化剤、アミン化合物等が吸着した状態で残り易く、後に脱脂処理、酸洗処理等の表面清浄化処理が必要となる。

このように、ファインエッチング液を用いたＣＯＦ基板の製造方法においては、多数の工程を要するため工程管理が煩雑になり、また、薬品コストも増加するといった問題があった。特に、下地金属層を溶解除去するための下地金属層エッチング液は高価であり、第１の従来のＣＯＦ基板の製造方法で用いたエッチング液の数十倍もする場合があり、コストの増加が大きな問題となっていた。

そこで、本発明は、工程数及び薬品コストを大きく増加させることなく、良好な配線パターンを形成することができるＣＯＦ基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係るＣＯＦ基板の製造方法は、チップ実装用のフィルム状の基板であるＣＯＦ基板の製造方法であって、
絶縁性フィルムの表面上に、クロムを含む下地金属層が形成され、該下地金属層の表面上に銅層が形成された金属積層基板を用意する金属積層基板用意工程と、
塩化第二鉄又は塩化第二銅の少なくともいずれか１つと、アゾールと、グリコールエーテル、グリコール又はカチオン界面活性剤の少なくともいずれか１つと、塩酸とを含有する第１エッチング液で前記銅層をハーフエッチングする第１エッチング工程と、
銅イオンと錯体を形成する化合物を実質的に含まず、塩化第二銅と、塩酸と、過酸化水素水とを含有する第２エッチング液で前記銅層の残りと、前記下地金属層とを溶解除去する第２エッチング工程と、を含むことを特徴とする。

これにより、第１エッチング工程で、エッチングファクターの高い良好な配線パターンを形成しつつ、最後は下地金属を第２エッチング工程で連続的に溶解除去するので、エッチング工程内の切り替えだけで、良好な配線パターンを形成することができる。

第２の発明は、第１の発明に係るＣＯＦ基板の製造方法において、
前記第１エッチング工程は、前記銅層の厚さの２０〜６０％の範囲で前記銅層をハーフエッチングすることを特徴とする。

これにより、良好なエッチングファクターが得られる範囲内でハーフエッチングを行い、良好な配線パターンを確実に得ることができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係るＣＯＦ基板の製造方法において、
前記第１エッチング工程及び前記第２エッチング工程は、スプレーにより前記第１エッチング液又は前記第２エッチング液を前記銅層に吹き付けることにより行われ、
前記第１エッチング工程におけるスプレー吹き付け圧力は、前記第２エッチング工程におけるスプレー吹き付け圧力よりも小さいことを特徴とする。

これにより、第１エッチング工程におけるハーフエッチングのエッチングファクターを向上させることができるとともに、第２エッチング工程におけるエッチング速度を向上させ、下地金属層の除去を確実に行うことができる。

第４の発明は、第１〜３の発明に係るＣＯＦ基板の製造方法において、
前記下地金属層は、クロム含有量が５〜２５重量％であることを特徴とする。

これにより、クロム含有量を適切な範囲に設定し、下地金属層が腐食し難くするとともに、エッチングが不十分なために発生する絶縁不良を防止することができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明に係るＣＯＦ基板の製造方法において、
前記下地金属層は、ニッケル・クロム合金であることを特徴とする。

これにより、クロムとの相性の良いニッケルを含む下地金属層を用いた金属積層基板に対して良好な配線パターンを形成することができ、広い用途について配線パターンを形成することができる。

第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明に係るＣＯＦ基板の製造方法において、
前記絶縁フィルムは、ポリイミドフィルムであることを特徴とする。

これにより、広く用いられている金属積層基板に対して良好な配線パターンを形成することができ、ＣＯＦ基板を低コストで広い用途に対応して製造することができる。

第７の発明は、第１〜６のいずれかの発明に係るＣＯＦ基板の製造方法において、
前記金属層積層基板用意工程と前記第１エッチング工程との間に、前記銅層の表面上に、開口を有するフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有することを特徴とする。

これにより、所望の配線パターンを容易に形成することができる。

本発明によれば、配線パターンエッチング時のサイドエッチが少ないうえ、配線パターンエッチングと同時に下地金属層を溶解除去できるため、電気的信頼性が高く、微細で高密度な配線パターンを安価に製造することができる。

第１の従来のＣＯＦ基板の製造方法の一例を示した図である。図１（Ａ）は、金属積層基板用意工程を示した図である。図１（Ｂ）は、フォトレジスト塗布工程を示した図である。図１（Ｃ）は、露光工程を示した図である。図１（Ｄ）は、現像工程を示した図である。図１（Ｅ）は、エッチング工程を示した図である。図１（Ｆ）は、フォトレジスト剥離工程を示した図である。図１（Ｇ）は、錫めっき工程を示した図である。第２の従来のＣＯＦ基板の製造方法の一例を示した図である。図２（Ａ）は、第２の従来のＣＯＦ基板の製造方法のエッチング工程を示した図である。図２（Ｂ）は、フォトレジスト剥離工程を示した図である。図２（Ｃ）は、下地金属層除去工程を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の金属積層基板用意工程の一例を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法のフォトレジスト塗布工程の一例を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の露光工程の一例を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の現像工程の一例を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の第１エッチング工程の一例を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の第２エッチング工程の一例を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法のフォトレジスト剥離工程の一例を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の錫めっき工程の一例を示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法のソルダーレジスト印刷工程の一例を示した図である。銅とアゾールのキレート結合の状態を模式的に示した図である。本実施形態に係るＣＯＦ基板と従来のＣＯＦ基板の配線パターンの比較例を示す図である。図５（Ａ）は、第１の従来技術に係るＣＯＦ基板の配線パターンを示した図である。図５（Ｂ）は、第２の従来技術に係るＣＯＦ基板の配線パターンを示した図である。図５（Ｃ）は、本実施形態に係るＣＯＦ基板の配線パターンを示した図である。実施条件を変化させて本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法を実施した実施結果を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

図３Ａ乃至図３Ｉは、本発明の実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の一連の工程の一例を示した図である。

図３Ａは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の金属積層基板用意工程の一例を示した図である。金属積層基板用意工程においては、配線パターンが形成される金属積層基板１０が用意される。金属積層基板１０は、絶縁性フィルム１１と、下地金属層１２と、銅層１３とを備える。金属積層基板１０は、絶縁性フィルム１１が最も下層にあり、絶縁性フィルム１１の表面上に下地金属層１２が形成されて積層され、下地金属層１２の表面上に銅層１３が形成されて積層される。

絶縁性フィルム１１は、種々の絶縁性を有するフィルムが用いられてよいが、例えば、樹脂であるポリイミドが用いられてもよい。絶縁性フィルム１１の厚さは、用途に応じて定められてよいが、例えば、２５μｍ〜８０μｍ程度の厚さであってもよい。

下地金属層１２は、クロムを含む金属層である。銅は、エレクトロマイグレーションにより拡散し易い性質を有するため、銅層１３から絶縁性フィルム１１側への銅イオンの侵入を防止する必要がある。クロムは、銅の拡散を抑制することができるので、銅層１３と絶縁層１１との間に配置することにより、絶縁性フィルム１１への銅イオンの拡散を抑制することができる。また、下地金属層１２は、クロム・ニッケル合金で構成されてもよい。一般的に、下地金属層１２は、クロム・ニッケル合金から構成される場合が多い。

下地金属層１２のクロム含有率は、５〜２５重量％であってよい。クロム含有量が多い場合には、銅層１３の拡散を確実に防止することができるが、エッチングにより下地金属層１２を除去するのが困難になるので、拡散防止とエッチングの容易さのバランスを考慮して、下地金属層１２のクロム含有量が定められる。

下地金属層１２は、スパッタ法や蒸着法等の乾式めっき法により、絶縁性フィルム１１上に堆積形成されてよい。下地金属層１２の膜厚は、例えば、３〜４０ｎｍに形成されてもよい。

銅層１３は、配線パターンを形成するための導電性金属層である。銅は、導電性が高く、価格が安いため、配線材料として好適に用いられる。しかしながら、上述のように、銅イオンが拡散する性質があるため、バリア層として機能する下地金属層１２とともに用いられる。

銅層１３は、種々の方法により形成されてよいが、例えば、電気めっき等の湿式めっき法により形成されてもよい。安価な設備を用いて、必要な膜厚の銅層１３を容易に形成することができる。銅層１３の膜厚は、用途に応じて種々の厚さに定められてよいが、例えば、５〜１５μｍの範囲で形成されてもよい。

金属積層基板１０は、必ずしも製造する必要は無く、製品として入手することができる。例えば、銅層１３が８μｍの膜厚で、絶縁性フィルム１１がポリイミド系樹脂のユーピレックス（宇部興産社製、例えば、３５μｍの膜厚）又はカプトン（東レ・デュポン社製、例えば、３８μｍの膜厚）からなる２層フレキシブル基板が金属積層基板１０として用いられてもよい。

図３Ｂは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法のフォトレジスト塗布工程の一例を示した図である。フォトレジスト塗布工程においては、金属積層基板１０の表面上、つまり銅層１３の表面上に、フォトレジスト層２０が形成される。フォトレジスト層２０の形成は、種々の方法により行われてよいが、例えば、液状のフォトレジストを、ロールコータ等で銅層１３の表面に一様に塗布し、乾燥させて形成するようにしてもよい。

図３Cは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の露光工程の一例を示した図である。露光工程においては、所定パターンからなるフォトマスク（図示せず）を介して、紫外線をフォトレジスト層２０に照射する。本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法においては、銅層１３に溝を形成する部分に紫外線が照射され、露光部２１が形成される。

図３Dは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の現像工程の一例を示した図である。現像工程においては、露光後の金属積層基板１０が現像液に浸漬され、フォトレジスト層２０の露光部２１が溶解除去される。これにより、フォトレジスト層２０に開口部２２が形成され、フォトレジストパターンが形成される。

なお、現像液は、アルカリ溶液が用いられてよく、例えば、炭酸ナトリウム水溶液等が用いられてよい。

また、図３Ｂ〜図３Ｄは、一連のフォトレジストパターンを形成する工程であるので、総てをまとめて、フォトレジストパターン形成工程と呼んでもよい。

図３Eは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の第１エッチング工程の一例を示した図である。第１エッチング工程においては、銅と錯体を形成する化合物を含む組成の第１エッチング液を用いて、銅層１３をハーフエッチングし、溝３０を形成する。このとき用いる第１エッチング液は、ファインピッチＣＯＦ基板の製造に用いられるファインエッチング液であってよい。また、エッチングは、第１エッチング液を、フォトレジストパターンを介して、スプレーで吹き付けるスプレー式で行うようにしてよい。

第１エッチング液の組成は、塩化第二鉄又は塩化第二銅のいずれか１つと、アゾールと、グリコールエーテル、グリコール又はカチオン界面活性剤のいずれか１つと、塩酸とを含有する組成である。

ここで、アゾールは、窒素を１つ以上含む複素５員環化合物であれば、種々の化合物を用いることができる。アゾールは、銅とキレート結合し、銅イオンと錯体を形成する。

図４は、銅とアゾールのキレート結合の状態を模式的に示した図である。図４に示すように、銅層１３の表面に、窒素を含有するアゾール６０がキレート結合し、錯体を形成している。そして、銅層１３の表面に被膜を形成し、エッチングを抑制する。

図３Eに戻る。上述のように、銅と錯体を形成する化合物を含む第１エッチング液を用いることにより、エッチングを徐々に進行させ、サイドエッチを抑制し、エッチングファクターの高いエッチングを行うことができる。

第１エッチング工程のエッチング処理は、後述する第２エッチング工程よりも、低いスプレー圧力下でエッチング処理を行う。これにより、エッチングの急激な進行を抑制し、サイドエッチ量が少なく、エッチングファクターの高いエッチングを行うことができる。

ハーフエッチングは、銅層１３の厚さ方向について最後までエッチングを行わず、途中までエッチングを行い、銅層１３を残してエッチングを一旦中止するエッチングである。ハーフエッチング量は銅の厚みに対して２０〜６０％が好ましく、３０〜６０％が更に好ましい。ハーフエッチング量が少なすぎると、配線パターンのサイドエッチ抑制に効果が少なくなり、エッチングファクターが低下する。一方、ハーフエッチング量が多すぎると、高価なファインエッチング液の使用量が増加すると共に、部分的に下地金属層が露出して不動態化してしまい、その後の第２エッチング液にて除去し切れなくなる。よって、ハーフエッチングは、上述のような適正な範囲内で行うようにすることが好ましい。

第１エッチング工程は、上述の組成条件を満たす第１エッチング液を用いさえすれば、種々のエッチング液により実行されてよいが、例えば、塩化第二鉄が０．１〜１５重量％、界面活性剤が０．００１〜５重量％、アミン化合物が０．００１〜５重量％、リン酸が０．１〜５重量％、塩酸が０．１〜１０重量％の組成を有するエッチング液が使用されてもよい。かかるエッチング液を用い、例えば、４０〜５０℃の温度、０．０７〜０．０９ＭＰａのスプレー圧、３０〜１２０秒の処理時間でエッチング処理を行うようにしてよい。この場合、アミン化合物と銅層１３とのキレート結合により錯体が形成され、エッチングファクターの高いハーフエッチングが実行される。

図３Ｆは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の第２エッチング工程の一例を示した図である。第２エッチング工程においては、第１エッチング工程で残った銅層１３と、下地金属層１２をエッチングで溶解除去する。第２エッチング工程により、ＣＯＦ基板に絶縁性フィルム１１が露出した溝３１が形成され、配線パターンが形成される。

第２エッチング工程においては、ファインエッチング液ではなく、銅と錯体を形成する化合物を実質的に含まず、塩酸を含有する第２エッチング液を用いてエッチングを行う。第２エッチング工程においては、高いエッチングファクターの実現よりも、クロムを含む下地金属層１２を溶解除去することを目的としてエッチング液が選択される。それには、ファインエッチングを行う以前から用いられている、塩酸を含有する組成のエッチング液を用いればよい。かかるエッチング液は、下地金属層１２の専用エッチング液よりも遙かに安価であり、例えば、数十分の一の価格で入手できる場合が多いため、第２の従来技術のＣＯＦ基板の製造方法よりも、大幅に薬品に要するコストを低減することができる。

第２エッチング液は、銅と錯体を形成する化合物を実質的に含まず、塩酸を含有する種々の組成のエッチング液を用いることができるが、例えば、塩化第二銅を３．０〜３．５ｍｏｌ／ｌ、塩酸を１．４〜１．９ｍｏｌ／ｌ含有する組成のエッチング液を用いてもよい。

また、エッチングの処理条件は、第１エッチング工程よりも、スプレーの吹き付け圧力を高く設定して、迅速なエッチング処理を促進することができる。例えば、エッチング処理の条件は、温度が４０〜５０℃、スプレー圧が０．１〜０．７ＭＰａ、処理時間が２０〜１２０秒のであってもよい。第１エッチング工程の処理条件の例においては、スプレー圧が０．０７〜０．０９ＭＰａであったので、第２エッチング工程においては、約１０倍のスプレー圧でエッチング処理を行っている。

このように、２段階のエッチングにより形成された配線パターンは、能力限界が２５μｍピッチ（Line／Space＝１２．５μｍ／１２．５μｍ）であり、エッチングファクターが２．０程度である。工程を複雑化することなく、安価な薬品を用いて、ファインピッチと高エッチングファクターを実現していることが分かる。

図３Ｇは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法のフォトレジスト剥離工程の一例を示した図である。フォトレジスト剥離工程においては、金属積層基板１を、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液に浸漬し、フォトレジストを剥離除去する。これにより、絶縁性フィルム１１が露出して絶縁部を構成する溝３１と、銅層１３が残って配線部を構成する配線パターンが完成する。

図３Ｈは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の錫めっき工程の一例を示した図である。錫めっき工程においては、配線パターンの銅層１３の表面に、錫めっきが施され、錫めっき層４０が形成される。

図３Ｉは、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法のソルダーレジスト印刷工程の一例を示した図である。ソルダーレジスト印刷工程においては、スクリーン印刷により、所定パターンのソルダーレジスト５０を配線パターン上に形成する。ソルダーレジスト５０には、種々の材料が用いられてよいが、例えば、ポリイミド系（日立化成工業社製：ＳＮ９０００）や、ウレタン系（日本ポリテック社製：ＮＰＲ−３３００）を使用することができる。

このように、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法によれば、簡素かつ安価な工程で、ファインピッチＣＯＦ基板を製造することができる。

図５は、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法により製造されたＣＯＦ基板の配線パターンを、従来のＣＯＦ基板の製造方法により製造されたＣＯＦ基板の配線パターンと比較した例を示す図である。なお、図５においては、溝の形状に着目しているので、下地金属層１２、１１２、２１２は省略されて示されている。

図５（Ａ）は、第１の従来技術に係るＣＯＦ基板の製造方法により製造されたＣＯＦ基板の配線パターンを示した図である。図５（Ａ）において、溝１３０の側面の傾斜が緩やかであり、ファインピッチＣＯＦ基板の製造には不向きであることが分かる。

図５（Ｂ）は、第２の従来技術に係るＣＯＦ基板の製造方法により製造されたＣＯＦ基板の配線パターンを示した図である。図５（Ｂ）において、溝２３１の側面は垂直に近い状態となっており、ＣＯＦ基板の製造に適した製造方法であることが分かる。しかしながら、溝２３１のような形状の配線パターンを形成するためには、下地金属２１２を単独で除去する必要があり、工程が複雑化するとともに、コストが増大し、現実の製造工程に適用するには困難である。

図５（Ｃ）は、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法により製造されたＣＯＦ基板の配線パターンを示した図である。図５（Ｃ）において、溝３１の側面は、上方が垂直に近く、底面付近は傾斜が緩やかな形状となっている。傾斜が緩やかな底面付近の部分は、領域が小さいので、溝３１の全体形状としては、垂直な部分が多く、ファインピッチＣＯＦ基板の製造に適した配線パターンの形状となっている。工程数、コスト等を考慮すれば、実際の製造工程に適用し易いＣＯＦ基板の製造方法となっていることが分かる。

このように、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法によれば、簡素でかつ安価な工程でファインピッチＣＯＦ基板を製造することができる。量産化を行う場合には、大きな効果を得ることができる。

次に、図６を用いて、本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法の具体的な実施例について説明する。図６は、実施条件を変化させて本実施形態に係るＣＯＦ基板の製造方法を実施した実施結果を示した図である。

図６において、実施例１〜５及び比較例１〜３について、ハーフエッチング量、上面配線幅、底面配線幅、エッチングファクター、下地金属層残渣、可否判定の項目が、表として示されている。なお、今まで説明した実施形態と同様の構成要素については、今までの実施形態と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

膜厚３８μｍの絶縁フィルム１１であるポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製：カプトン１５０ＥＮ）の片面に、下地金属層１２として厚さ２０ｎｍの２０重量％クロム・ニッケル合金層をスパッタリング法により形成し、さらに下地金属層１２上に厚さ１０ｎｍの銅層１３をスパッタリング法により形成した。さらに、前記銅層上に湿式めっき法により厚さ８μｍの銅層１３を形成した。なお、スパッタリング法により形成した銅層１３の薄膜は、湿式電気めっきを行うためのシード層である。

得られた銅張積層基板１０について、第１エッチング液に塩化第二鉄０．０３ｍｏｌ／Ｌ、ベンゾトリアゾール０．００３ｍｏｌ／Ｌ、プロピレングリコール０．０２ｍｏｌ／Ｌ、塩酸０．１ｍｏｌ／Ｌを用い、ハーフエッチング量を銅厚の２０％となるようにエッチングを行い、続いて、第２エッチング液に塩化第二銅３ｍｏｌ／Ｌ、塩酸１．５ｍｏｌ／Ｌを用いて底面配線幅が約１５μｍとなるようにエッチングを行い、２５μｍピッチ（ライン／スペース＝１０μｍ／１５μｍ）の配線パターンを作成した。形成された配線は表１に示すとおり上面配線幅が７μｍ以上、エッチングファクター２．００以上あり、かつ下地金属層１２の残渣も無く良好な配線が形成された。なお、結果を図６の表に示す。

第１エッチング液でのハーフエッチング量を銅層１３の厚さの３０％となるようにした以外は実施例１と同様にして配線を形成した。

形成された配線は、図６の表に示す通り、上面配線幅が７μｍ以上、エッチングファクター２．００以上あり、かつ下地金属層１２の残渣も無く良好な配線が形成された。

第１エッチング液でのハーフエッチング量を銅層１３の厚さの４０％となるようにした以外は、実施例１と同様にして配線を形成した。

第１エッチング液でのハーフエッチング量を銅層１３の厚さの５０％となるようにした以外は、実施例１と同様にして配線を形成した。

第１エッチング液でのハーフエッチング量を銅層１３の厚さの６０％となるようにした以外は、実施例１と同様にして配線を形成した。

次に、同様に図６の表を用いて、本実施例に係るＣＯＦ基板の製造方法の比較例について説明する。

［比較例１］
第１エッチング液を用いず、第２エッチング液のみでエッチングを行い、配線を形成した。

形成された配線は、図６の表に示す通り、上面配線幅が７μｍを下回り、エッチングファクター２．００より低く、ＣＯＦ用の基板として使用できなかった。

［比較例２］
第１エッチング液でのハーフエッチング量を銅層１３の厚さの１０％となるようにした以外は、実施例１と同様にして配線を形成した。

［比較例３］
第１エッチング液でのハーフエッチング量を銅層１３の厚さの７０％となるようにした以外は、実施例１と同様にして配線を形成した。

形成された配線は、図６の表に示す通り、上面配線幅が７μｍ以上、エッチングファクター２．００以上であったが下地金属層１２の残渣が発生し、ＣＯＦ基板として使用できなかった。

このように、本実施例に係るＣＯＦ基板の製造方法及び比較例から、第１エッチング工程におけるハーフエッチング量は、２０〜６０％の範囲が好ましいことが分かる。

ファインピッチＣＯＦ基板は、チップマウントの公差・バラツキを考慮すると、リード配線の頂上の平坦幅は、最低７μｍあることが好ましいが、本実施形態及び本実施例に係るＣＯＦ基板の製造方法によれば、７μｍ以上の配線幅を実現することができ、かかる要請に応えることができる。

また、高エッチングファクターを実現するファインエッチング液は、コストが高く、その使用量を減らしたいという要求があるが、本実施形態及び本実施例に係るＣＯＦ基板の製造方法によれば、第１エッチング工程でのみファインエッチング液を使用するので、ファインエッチング液の使用量を低減させることができる。

更に、ファインエッチング液を使用すると、下地金属層１２が除去されず、下地金属層除去液を使用する必要が出てくるが、下地金属層除去液は非常に高価であり、その使用量を低減させたいという要求があるが、本実施形態及び本実施例に係るＣＯＦ基板の製造方法によれば、下地金属層除去液を用いる必要が無くなるので、かかる要求に応えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施懈怠に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、ＣＯＦ基板の製造工程に利用することができ、製造されたＣＯＦ基板は、液晶パネルのトライバ等を含む種々の装置に利用することができる。

１０金属積層基板
１１絶縁性フィルム
１２下地金属層
１３銅層
２０フォトレジスト層
２１露光部
２２開口部
３０、３１溝
４０錫めっき層
５０ソルダーレジスト層

Claims

チップ実装用のフィルム状の基板であるＣＯＦ基板の製造方法であって、
絶縁性フィルムの表面上に、クロムを含む下地金属層が形成され、該下地金属層の表面上に銅層が形成された金属積層基板を用意する金属積層基板用意工程と、
塩化第二鉄又は塩化第二銅の少なくともいずれか１つと、アゾールと、グリコールエーテル、グリコール又はカチオン界面活性剤の少なくともいずれか１つと、塩酸とを含有する第１エッチング液で前記銅層をハーフエッチングする第１エッチング工程と、
銅イオンと錯体を形成する化合物を実質的に含まず、塩化第二銅と、塩酸と、過酸化水素水とを含有する第２エッチング液で前記銅層の残りと、前記下地金属層とを溶解除去する第２エッチング工程と、を含むことを特徴とするＣＯＦ基板の製造方法。
前記第１エッチング工程は、前記銅層の厚さの２０〜６０％の範囲で前記銅層をハーフエッチングすることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＦ基板の製造方法。
前記第１エッチング工程及び前記第２エッチング工程は、スプレーにより前記第１エッチング液又は前記第２エッチング液を前記銅層に吹き付けることにより行われ、
前記第１エッチング工程におけるスプレー吹き付け圧力は、前記第２エッチング工程におけるスプレー吹き付け圧力よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＯＦ基板の製造方法。
前記下地金属層は、クロム含有量が５〜２５重量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＣＯＦ基板の製造方法。
前記下地金属層は、ニッケル・クロム合金であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＣＯＦ基板の製造方法。
前記絶縁フィルムは、ポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＣＯＦ基板の製造方法。
前記金属層積層基板用意工程と前記第１エッチング工程との間に、前記銅層の表面上に、開口を有するフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＣＯＦ基板の製造方法。