JPH02250987A - 高分子フィルムのエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） するものである。

（従来の技術） テープ−オートメイテッド−ボンデインク基扱く以下Ｔ
ＡＢ基板と呼ぶ）に見られる高分子フィルムのエツチン
グには、これまでドライエツチング法とウェットエツチ
ング法の両方が検討されてきた。

ＴＡＢ基板をエツチングする場合は、厚さ数十ＬＡｍの
１＆機（高分子フィルム）をエツチングして除去し、厚
さ数〜数十ｕｍの導電層（通常は金属層）を残さなけれ
ばならない。

（従来技術の問題点） ウェットエツチング法では、高分子フィルムをエツチン
グ液に溶かしてエツチングを行なうが、ＴＡＢ基板には
熱的にも化学的にも安定なポリイミドフィルムが用いら
れており、このフィルムはエツチングが非常に困難であ
るため、エツチング速度が遅く実用的でなかった。

ウェットエツチング法でエツチング速度を上げるには１
反応性の高いエツチング液を用いればよいが、そのよう
なエツチング液は毒性が高く非常に危険であり、大量に
生産する場合は特に危険である。

このため現在は、ＴＡＢ基板などの高分子フィルムのエ
ツチングをドライエツチング法で行なうことが検討され
ている。ドライエツチング法は主に半導体の分野で活用
されてきたものである。しかし、半導体の分野でのドラ
イエツチングでは基板をいかに精度良く微細加工（サブ
ミクロンオーダーのエツチング）するかに主眼が置かれ
ており、エツチング速度は問題にされていなかった。

これに対してＴＡＢ基板のエツチングでは、半導体の分
野のように高いエツチング精度は要求されないが、数十
μｍと厚い膜厚を速い速度でエツチングできることが要
求される。しかも、半導体を精度良くエツチングするの
に有効なプラズマ内の成分と、高分子フィルムを高速で
エツチングするのに有効な成分とは異なる。

従って、半導体の分野で活用されてきた従来のエツチン
グ法を、高分子フィルムのエツチングに適用したのでは
、実用に適するだけのエツチング速度は得られなかった
。

そこで、高分子フィルムのエツチング速度を上げるため
に、プラズマ密度やプラズマエネルギーを高くすること
が考えられるが、そのようにするとエツチングする高分
子フィルム以外の部分、例えばＴＡＢ基板の導電層まで
も損傷されてしまう、このため単にプラズマ密度を上げ
たり粒子のエネルギーを大きくしたりするだけでは実用
に適しない。

このように、半導体分野で開発された技術をＴＡＢ基板
のエツチングに適用することにはおのずと限界があるた
め、これまではトライエツチング法はＴＡＢＪｌｌｉな
どの高分子フィルムのエツチングには使用されていなか
った。

ちなみに、ドライエツチング法及びウェットエツチング
法のエツチング速度は、いずれもｌｕｍ／ｍｉｎ程度か
それ以下であるため、２５〜５０μｍ以上あるＴＡＢ基
板（高分子薄膜）を短時間で効率よくエツチングするこ
とは困難である。

また、従来は、ドライエツチング法とウェットエツチン
グ法の他に、基板の損傷を抑えたエツチング法として、
半導体の分野で開発されている低温エツチング法がある
。しかしこれはエツチングのパターンの精度と、基板を
熱的損傷から保護することに重点が置かれており、エツ
チング速度を速めることにはあまり重点が置かれていな
い、しかも基板の熱的損傷を抑えるために、基板をプラ
ズマ発生場所から引き離さなければならないので、エツ
チングに有効な短寿命の高エネルギー励起分子・イオン
が基板に到達し難（、エツチング効率が悪く、エツチン
グ速度が遅くなっている。

このためこの低温エツチング法をＴＡＢ基板のエツチン
グに適用しても、導電層の破損を防止することはできる
が、エツチング速度を速くすることはできず、むしろ速
度は遅（なってしまい実用的でない。

（発明の目的） 本発明の目的は、エツチング速度が速く、シかもＴＡＢ
基板等の導電層の損傷を抑えることができる高分子フィ
ルムのエツチング方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本件発明者らはＴＡＢＭ［のエツチングについて種々研
究を重ねた結果、ＴＡＢ基板のエツチングには準安定状
態などの長寿命の高エネルギー粒子（例えばｂ１Σ１゜
、ａ　ｌΔ、状態の酸素分子）よりも、短寿命の高エネ
ルギー粒子（例えばＡ３Σ、°状態の酸素分子）の方が
有効であることを見出した。

また、放電電極の表面に高分子フィルムをのせて、グロ
ー放電を行なってエツチングする場合。

エツチングに有効な短寿命の高エネルギー分子は電極か
ら数ｍｍ〜数ｃｍ離れたところに多く分布し、電極表面
付近にはほとんど存在しないこと。

このため放電電極の表面に高分子フィルムをのせてエツ
チングする従来のエツチング法ではエッチ、ング速度が
遅いことも見出した。

本発明はこれらの知見に基づいて開発されたものである
。

本発明の高分子フィルムのエツチング方法は第１図に示
すように、真空チェンバー１内に配置された放電電極２
に放電電力を注入して、同電極２とそれに対向するアー
ス電極３との間でグロー放電を発生させ、このグロー放
電により真空チェンバーｌ内に配置された高分子フィル
ム４をエツチングする高分子フィルムのエツチング方法
において、同高分子フィルム４を加熱してからグロー放
電の発光箇所内に導き、前記放電電極２の表面積をアー
ス電極３の表面積の少なくとも８０％以下とすることに
より、短寿命の高エネルギー粒子を放電電極２の付近に
集中的に生成させ、同高エネルギー粒子を前記高分子フ
ィルムに衝突させて同フィルム４をエツチングするよう
にしたことを特徴とするものである。

この場合、グロー放電させるには、第１図の真空チェン
バーｌ内にエツチングガス源５から気体のプラズマエツ
チング用ガスを導入し、ＲＦ電力供給システム６から放
電電極２に放電電力を注入して、同電極２とそれに対向
するアース電極３との間でグロー放電させる。

また１本発明では高分子フィルム４をヒーター７で加熱
してからグロー放電している画電極２と３の間の発光箇
所（発光空間）内に通す、この場合、図示した高分子フ
ィルム４は支持ローラー８で支持して空間に浮かせであ
るが、同フィルム４は図示されていない誘電体で支持し
て固定してもよい、このいずれの場合も同フィルム４は
発光箇所内におかなければならない、高分子フィルム４
を発光箇所内に導くことにより、エツチングに有効な短
寿命の高エネルギー励起分子・イオンが効率よく同フィ
ルム４に衝突し、エツチングが速やかに行なわれ、同フ
ィルム４を放電型ｌｌ１２の表面などの放電発光してい
ない場所に置いたときよりも著しく速（なる。

高分子フィルム４の加熱温度は同フィルム４の軟化点、
燃焼温度などによっても異なるが１通常は８０℃〜４０
０℃、望ましくは１００℃〜３００℃でよい、加熱はエ
ツチングを速やかに行なうためのものであり、プラズマ
加熱で代替することもできる。

本発明で用いるエツチングガスとしては常温で気体のも
のが望ましい、具体的には、酸素、フッ素及び塩素等の
ハロゲンガス、フルオロメタン。

テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロプロパン、フッ
化ビニル、テトラフルオロエチレン、　１．１゜４．４
．−テトラフルオロブタジェン、パーフルオロブタジェ
ン、トリフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、
四塩化メタン、テトラ塩化メタン、ヘキサ塩化プロパン
、塩化ビニル、臭化エチレン、臭化メタン等の炭素−水
素−ハロゲン系または炭素−ハロゲン系の化合物等があ
る。

これらのエツチングガスは単独で、または混合して真空
チェンバー１内に導入する。その際キャリアーガスは使
用しなくてもよいが、放電を起こし易（したりエツチン
グ速度を高めるためには。

ヘリウム、アルゴン等の希ガスまたは窒素などの不活性
ガス、酸素などの反応性ガスをエツチングガスと混ぜて
用いることもできる。

前記グロー放電を発生させる場合に、放電電極２に印加
するＲＦ電力は５０Ｗ〜５０００Ｗ、望ましくは４００
Ｗ〜１００ＯＷが望ましい、ＲＦ電源は通常１３．５６
ＭＨｚの周波数であるが。

特にこの周波数に限定されるものではなく、直流、低周
波から極超短波、マイクロ波までのいかなる周波数であ
ってもよい。

エツチング時間はエツチングガスと高分子フィルム゛４
のＡ１１ｌの種類、その膜厚、ＲＦ電力のパワーや周波
数、エツチングガスの流速、及び真空チェンバー１の内
圧などによって影響を受けるので常に一定ではないが、
通常は１分から３０分、前記の各種環境が好ましい場合
は５分から２０分である。

なお第１図のエツチング装置において９は放電電極支持
用の絶縁板、１０は真空排気系、１１はヒーター７の電
源である。

（作用） 本発明の高分子フィルムのエツチング方法では、高分子
フィルム４を加熱してから短寿命の高エネルギー粒子に
てエツチングするので、エツチングが速やかに行なわれ
る。

また、加熱した高分子フィルム４をグロー放電している
発光箇所内に入れるので、エツチングに有効な短寿命の
高エネルギー励起分子・イオンが効率よく同フィルム４
に衝突し、エツチングが速やかに行なわれる。

重に、放電電極２の表面積をアース電極３の表面積の少
なくとも８０％以下としであるので、短寿命の高エネル
ギー粒子が放電電極２の表面付近に集中的に生成され、
それが高分子フィルム４に衝突するので、これまたエツ
チングが速やかに行なわれる。

（実施例１） 第１図のエツチング装置を用い、高分子フィルム４にポ
リイミド（ユーピレックス）を、エツチングガスに酸素
を用いて、エツチング速度の位置依存性を調べた。この
場合、放電電極２とポリイミドフィルム４との間の距離
をｄとし、この距離ｄを変えたときのエツチング速度の
変化を第３図に示す、放電電極２とアース電ｔ！ｉ３の
距離は６ｃｍ、エツチングガスの流量はＩ　ＯＯ５ＣＣ
Ｍであり、ＲＦ電力は５００Ｗ、加熱温度は１５０℃で
ある。

（実施例２） 第２図のようにポリイミドフィルム４を第１図の場合よ
りも放電電極２からはなし、第２図のように真空チャン
バー１の外に光検出器２０を設け、°実施例１と同じ条
件で、短寿命の高エネルギー分子の一つであるＡ３ΣＶ
状態の酸素分子からの発光位置依存性を調べた。放電電
極２とポリイミドフィルム４との間の距離をｄとし、そ
の距離ｄによる発光強度の変化を第４図に示す。

第３図、第４図から短寿命の高エネルギー粒子がポリイ
ミドフィルム４のエツチングに有効であることがわかる
。

（実施例３） 実施例１と同じエツチング装置と同じ条件で放電電極２
とアース電極３の表面積の比を変えたときのエツチング
速度の変化を第５図Ａに示す。

（実施例４） 実施例２と同じエツチング装置と同じ条件で。

放電電極２とアース電極３の表面積の比を変えたときの
発光場所の幅Δｄの変化を第５図Ｂに示す。

第５図から、放電電極２の面積がアース電極３の面積よ
りも小さくなると、エツチング速度が速（なり、また１
発光場所の幅Δｄが狭くなることがわかる。

（実施例５） 実施例１と同じ条件で、放電電極とアース電極の表面積
比を！：２、放電電極２とポリイミドフィルム４との間
の距離ｄをｄ＝　ｌ　ｃｍとしたときのエツチング速度
の加熱温度依存性を調べた。結果を第６図に示す、これ
より、ｉＡ度が高くなるとエツチング速度が速くなるこ
とがわかる。

（発明の効果） 上記の実験結果から明らかなように１本発明の高分子フ
ィルムのエツチング方法では、高分子フィルム４を加熱
してから放電発光場所内に導き、しかも放電電極２の面
積をアース電極３の面積より小さくしてグロー放電の発
光を局所的に集中させてエツチングするので、エツチン
グに有効な短寿命の高エネルギー励起分子・イオンが効
率よく同フィルム４に衝突し、エツチング速度が速くな
る。

また、エツチング速度が速くなっても、高分子フィルム
以外の部分５例えばＴｌ基扱の導電層までも損傷される
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエツチング方法を実施化するためのエ
ツチング装置の一例を示す説明図、第２図は同装置の他
の例を示す説明図、第３図〜第６図は本発明のエツチン
グ方法の各種実施例の結果説明図である。 ｌは真空チェンバー ２は放電電極 ３はアース電極 ４は高分子フィルム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空チェンバー１内に配置された放電電極２に放電電力
   を注入して、同電極２とそれに対向するアース電極３と
   の間でグロー放電を発生させ、このグロー放電により真
   空チェンバー１内に配置された高分子フィルム４をエッ
   チングする高分子フィルムのエッチング方法において、
   同高分子フィルム４を加熱してからグロー放電の発光箇
   所内に導き、前記放電電極２の表面積をアース電極３の
   表面積の少なくとも８０％以下とすることにより、短寿
   命の高エネルギー粒子を放電電極２の表面付近に集中的
   に生成させ、同高エネルギー粒子を前記高分子フィルム
   に衝突させて同フィルム４をエッチングするようにした
   ことを特徴とする高分子フィルムのエッチング方法。