JPS62239593A

JPS62239593A - 汚染物質の除去方法

Info

Publication number: JPS62239593A
Application number: JP62035952A
Authority: JP
Inventors: フランク・ダニエル・エジツト; フランシス・エミ; ウオルター・ユージン・ムリンコ; ロビン・アン・サスコ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1986-04-08
Filing date: 1987-02-20
Publication date: 1987-10-20
Also published as: JPH0415635B2; US4654115A; DE3779169D1; EP0241718A3; CA1314197C; EP0241718B1; EP0241718A2

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】Ａ、産業上の利用分野本発明は、穴、とくに回路板および回路カード内にｉニ
ジけられた穴からの汚染物質の除去に関するものである
。本発明は、とくに対象物を気体プラズマにさらすこと
により汚染物４Ｃγを除去することに関係する。本発明
は、穴の外シ１．１部をオーバーエッチすることなく、
均一な汚染物質の除去をもたらす。

Ｂ、従来技術プリント回路板およびプリント回路カードを製造する際
、基板として誘電体シート材料を用いる。

基板の主表面の片面または両面に導′Ｉπ性回路パタ−
ンを設ける。層間に電気接続を設けるため、回路板およ
び回路カード中に“スルー・ホール″と呼ばれる穴を設
け、この穴を次に銅などの導電性コーティングでめっき
する。

しかし、穴を作成する途中で、穴の内部および端部付近
に若干の汚染物質が必ず付着する。

たとえば、エポキシ材料製などの誘電性基板に穴をあけ
るとき、穴の内部および端部付近に、穴あけのためにふ
つう″エポキシ・スミア（ｅｐｏｘｙｓｍｅａｒ）　”
と呼ばれるものができる。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点したがって、穴を電気めっきする前に、汚染物質をでき
るだけ除去しなければならない。かかる汚染物質を除去
するために、基板を気体プラズマにさらすことを含めて
様々な処理方法が提案されている。しかし、多くの気体
プラズマ系は穴の端部付近の汚染物質の除去には有効で
あるが、穴の内部、とくに穴の中央付近から汚染物質を
除去するのには余り効果がないことが認められている。

しかし、穴の内部から汚染物質の大部分を除去するだめ
に、エッチ工程を充分な時［ｍ継続した場合、穴の外端
部は、エッチ時間が余分なため過剰にエッチされる。ア
スペクト比が比較的太きな穴を吸う場合、これらの問題
はとくに顕著である。アスペク（−比とは、穴の深さと
直径の比をいう。

Ｄ８問題点を解決するための手段本発明は、穴から汚染物質を除去するための方法に関係
している。この方法は、穴の端部付近から汚染物〕σを
除去するために気体プラズマ中で穴をエッチすることを
含んでいる。気体プラズマは。

酸素とフッ素化合物から形成し、酸素とフッ素化合物の
相対量は、穴の端部付近から汚染物質が除去されるよう
に選ぶ。

次に、穴の端部付近でエツチングを防止し、穴の中央付
近ではエツチングを妨げないために、エラチャン１−・
マスクを設ける。このマスクは、上記のエッチ・ステッ
プで使う気体プラズマとは別の、フッ素化合物から得ら
れる気体プラズマによってもたらされる。気体プラズマ
中のフッ素化合物の量は、穴の端部付近にエッチャント
・マスクか形成されるように選ぶ。

次に、穴の中央内部付近から汚染物質を除去するために
、穴を気体プラズマ中でエッチする。マスクで、端部付
近がエッチされるのを防ぐ。この気体プラズマは、酸素
とフッ素化合物から形成し、酸粛とフッ素化合物の相対
量は、穴の中央内部付近でエツチングが行なわれるよう
に選ぶ。この気体プラズマは、マスクを作成するために
使う気体プラズマとは別のものである。

Ｅ、実施例本発明の方法は、穴からの汚染物質の除去、とくに誇″
屯体ノ１（板、具体的には電子回路板および回路カード
用の塞板中に設けられた穴から汚染物質を除去すること
に関係する。

熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含めて、さまざまな基板
中の穴を、本発明にしたがって処理することができる。

通常の熱硬化性高分子材料には、エポキシ、フェノール
を主成分とする材料、ポリイミドおよびポリアミドなど
がある。誘電材料は、ガラスを充填したエポキシやフェ
ノールを主成分とする材料など、充填材または補強材を
含む高分子材料の成形品とすることができる。フェノー
ル型材料の例としては、フェノールとレゾルシノールと
クレゾールの共重合体などがある。適切な熱可塑性高分
子材料の例には、ポリプロピレンなどのポリオレフィン
類、ポリスルホン、ポリカーボネート、二Ｉ〜リルゴム
、ＡＢＳポリマーなどがある。

通常のエポキシ樹脂には、ビスフェノールＡとエビクロ
ロヒドリンから得られるビスフェノールＡ型樹脂、フェ
ノールなどのフェノール性物４（γとホルムアルデヒ１
−などのアルテヒトから得られるノボラック樹脂をエビ
クロロヒドリンでエポキシ化して得られる樹脂状物質、
テトラクリシジルジアミノジフェニルメタンなどの多官
能エポキシ樹脂、およびアジピン酸ビス（３，４−エポ
キシ−６−メチルシクロヘキサメチル）などの脂環式エ
ポキシ樹脂などがある。最も好ましいエポキシは、ビス
フェノールＡ型のものである。

また、樹脂状エポキシ組成物は、当技術で周知のように
、促進剤や硬化剤を含むことができる。

適切な硬化剤の例には、ポリアミン、１級、２級。

３級アミン、ポリアミド、ポリスルホン、尿素−フェノ
ールーホルムアルテヒト、および酸とその無水物なとが
ある。適切な硬化剤には、さらにＢ［７３などのルイス
酸触媒とその錯塩などがある。

請屯体戊板は、通常ガラス繊維などの充填材または補強
８ｊ３！維を含んでいる。繊維を含むかかる組成物は、
通常繊維をエポキシ組成物で含浸することによって調製
される。繊維と組み合わせたときのエポキシ組成物の量
は、エポキシ組成物とガラス繊維の合計ηで量に対して
、約３０〜７０重量％、好ましくは約５５〜６５重量％
である。

補強繊維と組み合わせた後、組成物をＢ段階まで硬化さ
せ、成形してシー１−など希望の形状にするシートを用
いる場合、その厚さは１通常約０゜０３８〜０　、２０
ｎｗｎ　（約１．５〜８ミル）、好ましくは約０．０５
〜０．０７６ｍｍ　（約２〜３ミル）である。Ｂ段階へ
の硬化は、一般に約８０〜１１０℃の温度を約３〜１０
分間使用することにより、達成される。

次に基板を一般に行なわれているように別の支持基板に
貼りつけることができる。たとえば、複数の」ｌ（板シ
ー１−をＰ熱した積層プレスで、所定の圧力と温度、た
とえば約１４．１〜３５．２ｋｇ／ａイ（約２００〜５
００ｐｓｉ）、好ましくは約１７゜６〜２１．　１ｋｇ
／ｃｎｆ（約２５０−３００ｐｓｉの圧力、約１８０　
℃の温度で、−緒にプレスすることにより、基板の接着
を行なうことができる。プレス操作時間は、使用する材
料と加える圧力に応じて変わる。上記の条件では、約１
時間で十分である。

Ｈ”６体基板中にスルー・ホールを設け、続いて贅゛屯
体基板の対向する両面上の回路間に゛屯気的接続を行な
うため、基板に銅などの尊線を設けなければならない。

これらのスルー・ホールは、穴あけや押抜きなどの機械
的操作、あるいはレーザーなどによる加工によって設け
ることができる。しかし、穴を形成すると、その結果、
穴の端部付近にふつう゛′スミア″と呼ばれる汚染物質
がたまる。

この汚染物質は、その大部分が基板内の誘電体からのも
のである。たとえば、誘電体がエポキシの場合、汚染物
質は主としてエポキシ・スミアである。

スルー・ホールを信頼できる形でめっきするには、汚染
物質をできるだけ除去することが肝要である。これは１
本発明によれば、本発明で必要とされる一連のステップ
で汚染物質をエッチすることで実施される。

気体プラズマ中でエッチすることにより、穴の端部付近
から汚染物質が除去される。この気体プラズマは、酸素
を含むガスとフッ素化合物から形成する。酸素を含むガ
スとフッ素化合物の相対量は、端部付近から汚染物質が
除去されるように選ぶ。ただし、先に指摘したように、
この気体プラズマは穴の端部付近から汚染物質を除去す
る能力をもつが、穴の中央付近で穴の内部から汚染物質
を充分には除去しない。穴のアスペク１へ比が比較的大
きく、少なくとも約３：１、一般に少なくとも約９：１
のとき、このことはとくに顕著である。

しかし、穴の中央付近で穴の内部から汚染物質を充分な
敏だけ除去するのに充分な時間エツチングを行なう場合
、穴はその外端部付近でオーバーエッチされる。このオ
ーバーエッチの結果、絶縁抵抗が減少し、そのために導
電性区域間での短絡やめつきボイドが生じたり、後のめ
つき工程で材料が１〜ラツプされたり、ビン挿入接点に
関する問題が起こったりすることがある。

好ましい酸素を含むカスは、酸素自体である。

適切なフッ素化合物には、ＣＦ４、Ｃ，Ｆ、、ＣＦＣＱ
３、ＣＦ３ＣＱ、ＳＦ６、ＣＣＱ、Ｆ、、Ｎ１．？、な
どがあり、最も好ましい化合物はＣＦ４である。

酸素を含むガスとフッ素化合物の相対量は、使用するフ
ッ素化合物の種類と誘電体基板材料の種類によって変わ
る。しかし、面倒な実験をしなくても、各種の供給ガス
の組成について最大エッチ速度を決めておけば、容易に
量を決めることができる。特定の条件について一度それ
を決めておくと、下段で考察するようにその範囲が使用
できろ。

たとえば、フッ素化合物としてＣＦ″、を使う揚合、こ
のエッチ・ステップではエポキシ誘″屯体基板には０２
とＣＦ４のモル比が６０〜９０：４０〜１０の割合が適
当である。好ましい酸素とＣＦ４の比は、約７０　：　
３０である。一方、同じ系でフッ素化合物としてＳＦ、
を使う場合、酸素とＳＦ。

の比は約９５〜８０：５〜２０である。

このエッチ・ステップは通常約１分〜４０分、好ましく
は、約１０〜２５分以内に完了し、一般に大体室温前後
から誘電、体基板の劣化温度以下で行なう。ガスの滞留
時間は、通常約１秒〜５分、好ましくは約１秒〜１分で
ある。

使用する圧力は、一般に約１００〜５００ミリトールで
ある。典型的な屯カレベルは、処理する誘電体基板の１
主表面１ａ１１当り約０．０５〜２７ツ１〜である。

このエッチ・ステップで、穴の中央から離れているが穴
の端部付近にある穴の内部から汚染物質が除去される。

通常、このエッチ・ステップでは、穴の外端部から１ｉ
１１１って穴の長さの約１０〜４０％、好ましくは約１
／３までの所にある汚染物質が除去される１、この距離
を上図では文字“′ａ″で表わす。図で、番号１は基板
、番号２は穴を表わす。

穴の端部から汚染物質を除去した後、端部付近でのエツ
チングを防止するため、エッチャント・マスクを設ける
。ただし、このマスクは、穴の中央付近の穴の内部での
エツチングを妨げないようなものである。このマスクは
、上記のエッチ・ステップで使った気体プラズマとは異
なる気体プラズマを使って設ける。

この気体プラズマは、ＣＦ４．　Ｃ，Ｆ、、ＣＦＣＱ、
、ＣＦ、ＣＱ、ＳＦ、、、ＮＦ、、ＣＣＵ、Ｆ２などの
フッ素化合物から得られる。好ましいフッ素化合物はＣ
Ｆ４である。このマスクを設けるステップは、フッ素化
合物自体を使うが、または酸素を含むガス、たとえば酸
素などと混合することによって得ることができる。ただ
し、フッ素化合物と酸素を含むガスの相対量は、穴の端
部付近にマスクが形成され、穴の中央付近の穴の内部に
はエツチング・マスクが形成されないように選ばなけれ
ばならない。このステップで、穴の中央から離れている
が穴の端部付近にある区域の穴の内部にマスクが設けら
れる。言い換えれば、以前のエッチ・ステップで汚染物
質が除去された場所にマスクが設けられる。通常このス
テップで、穴の各外端部から測って穴の長さの約１０〜
４０％、好ましくは約１／３までの所にマスクが設けら
れる。この距離を、図では文字ＩＩ　ａＩ＋で表わしで
ある。

フッ素化合物ガスとしてＣＦ４を用いた典型的な例では
、基板がエポキシ材料のとき、ガスの約５５〜１００モ
ル％はＣＦ４とする。

この種の気体プラズマに基板をさらすステップにより２
穴の端部付近でマスクがｉｎ　５ｉｔｕ形成され、穴の
中央付近の穴の内部ではエツチングを妨げるのに充分な
マスクを形成しない。このステップは、通常約１〜２０
分、好ましくは約５〜１５分間行なうが、マスクの形成
が充分かどうかを確認したい場合は、もつと長時間荷な
ってもよい。

ガスの滞留時間は、通常約１秒〜５分、好ましくは約１
〜６０秒である。

使用する圧力は、約１００〜５００ミリトール、電力は
通常処理されるＸ　電体基板の１表面の１ｄ肖り約０．
０５〜２ワッ１−である。

穴に端部付近にマスクを備えた対象物を、次に穴の中央
付近で穴の内部からＩＱ染物質を除去するために、気体
プラズマ中で第２のエツチングにかける。通常このステ
ップで、穴の中央がら１ｉｌｌ＋って穴の長さの約２０
〜８０％、好ましくは約１／３までの所から汚染物質が
除去される。この距離は、図では文字Ｎ　ｂＩ＋で表わ
されている。穴の端部は、その場で形成されたマスクに
より気体プラズマ中でのエツチングから保護されている
ので、穴の中央付近の穴の内部を、通常みられる量の〆
ｔｉ染物質を除去するのに充分な時間、エッチ条件にさ
らすことができる。使用する気体プラズマは、穴の端部
付近から汚染物質を除去する最初のエッチ・ステップで
使ったものと同じでもよい。ただし、それをより長時間
荷なえるので、このときは穴の端部をオーバーエッチせ
すに、穴の内部がらｌη染物（（τを充分に除去するこ
とが可能である。この工程ステップは、通常約１〜５０
分、好ましくは３０〜４０分間行ない、２つのエッチ・
ステップの合計エッチ時間は一般に約２０〜６０分間と
なる。

このエッチ・ステップの終了後、希望する場合、マスク
の低速エッチ、または高酸素プラズマによって、または
サンプルをプラズマ系中でイオン・ボンバードにかける
ことによって、マスクを除去することができる。また、
Ｉ［１Ｍ’リ　’ｒａｃｈｎｉｃａｌＤｉｓｃｌｏｓｕ
ｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、　Ｖｏｌ、　２７、Ｎａ　１
０　Ｂ、１９８５年３月、ｐ、、５９９４に所載のエジ
ツ１−（Ｅｉｊ　ｔｔｏ　）等の論文″プラズマによる
改変表面からのフッ素化合物の除去（Ｒｃｍｏｕａｌ　
ｏｆＦｌｕｏｒｉｎａｊｉｏｎ　　ｆｒｏｍ　　Ｐｌａ
ｓｍａ　Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　　５ｕｒｆａｃｅｓ）”で
考察されているような高い相対？！１１ｒＬにさらすこ
とによっても、マスクを除去することができる。

上記の開示を本明細書に引用する。さらに、通常の湿式
外部めっき操作の前に通常の粗清浄化操作を行なってマ
スクを除去できる。また、希望する場合、将来の回路板
の加工や信頼性を損わずに、マスクをそのままにしてお
くこともできる。

本発明の方法を実施するのに適したプラズマ反応容器は
市販されており、ここで詳しく考察する必要はない。本
発明を実施するのに適した通常の市販のプラズマ反応容
器は、ブランソン（Ｏｒａｎｓｏｎ）のＩＰＣ−並列プ
レー１〜反応容器（ＩＰＣ−ｒ”＋ｒａｌｌｃ１１〕１
ａむｃ　Ｒｅａｃｔｏｒ）　７４−１５型、コクサイ（
にｏ　ｋ　ｓ　ａ　ｊ、　）のインライン・プラズマ・
システム、アプライド・プラズマ・システム（Ａｐｐｌ
ｉｅｄ　Ｐｌａｓｍａ　Ｓｙｓｔｅｍ）のプラズマ反応
容器、およびテクニクス（’Ｉ’　ｃ　ｃ　ｈ　ｎ　ｉ
　ｃ　ｓ　）のプラズマ反応容器などである。

Ｆ０発明の効果本発明をさらに例示するため、下記の非限定的な例を提
示する。

アスペク１〜比が約９：１のスルー・ホールがあけられ
たエポキシ−ガラス繊維ｍ　’ｆＪｒ体を、プラズマ生
成装置に入れ、それに酸素約７０モル％とＣＦ４約３０
モル％から得られた気体プラズマにさらして、穴の内面
および外端部付近がらエポキシのｌη染物賀をエッチす
る。エツチングは、約１１０〜１２５℃で約１５分間行
なう。ガスｇｔ−に約ＩＱＩ分、カス滞留時間約１９秒
、圧力約１６ミリ１〜−ル、出力は基板の片面１ｄ当り
約０．０７ワツ１へでエツチングを行なう。

次に気体プラズマ反応容器に、ＣＩ？４約６０モル％と
０２約４０モル％からなるガスを通す。室温前後のノん
板温度で−に記のエッチ・ステップと同じ条件でそれを
約１５分間サンプルに触れさせる。

このステップで、最初のステップでエッチされた、穴の
端部付近および穴の内部の穴の端部付近の区域にマスク
ができる。

次に、最初のエッチ・ステップと同じ条件で、ただし約
３５分間、穴の中央付近の穴の内部をエッチする。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）基板の穴の端部付近から汚染物質を除去す
べく、酸素及びフッ素化合物から成り当該酸素及びフッ
素化合物の相対量が前記端部付近から汚染物質を除去す
るように定められている気体プラズマ中で、前記穴をエ
ッチングし、（ｂ）前記穴の端部付近にエッチング防止マスクを形成
すべく、前記（ａ）のステップで用いた気体プラズマと
は異なりフッ素化合物の量が前記マスクを形成するよう
に定められている気体プラズマを用いて、前記マスクを
形成し、（ｃ）前記穴の中央内部付近から汚染物質を除去すべく
、酸素及びフッ素化合物から成り当該酸素及びフッ素化
合物の相対量が前記中央内部付近でエッチングを生じる
ように定められている気体プラズマ中で、前記穴をエッ
チングする。ことを含む汚染物質の除去方法。
（２）前記フッ素化合物が、ＣＦ＿４、Ｃ＿２Ｆ＿６、
ＣＦＣｌ＿３、ＣＦ＿３Ｃｌ、ＳＦ＿６、ＮＦ＿３及び
ＣＣｌ＿２Ｆ＿２の中から選択されたものである、特許
請求の範囲第（１）項記載の方法。