JP2000138442A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

配線基板の製造方法

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JP2000138442A JP30979398A JP30979398A JP2000138442A JP 2000138442 A JP2000138442 A JP 2000138442A JP 30979398 A JP30979398 A JP 30979398A JP 30979398 A JP30979398 A JP 30979398A JP 2000138442 A JP2000138442 A JP 2000138442A
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 (1)基板上に形成したCFシラン含有
ポリシラン薄膜にパラジウム塩を接触させ、表面にパラ
ジウムコロイド層を形成する工程、(2)上記パラジウ
ムコロイド層上に感光性樹脂層を形成した後、選択的に
光照射し、この感光性樹脂層に所定のパターンの溝を形
成し、CFシラン含有ポリシラン薄膜を露出させてパタ
ーン潜像を形成する工程、(3)上記パターン潜像の溝
に無電解メッキ液を接触させ、このパターン潜像の溝内
に導電性金属層を充填形成する工程を含む配線基板の製
造方法。 【効果】 本発明の配線基板の製造方法によれば、安価
で簡便な工程により、優れた耐熱性及びパターン精細度
を持つ金属パターン配線を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、安価で簡便な工程
により、優れた耐熱性、金属と基板との接着性、精細度
に優れた配線基板を得ることができる配線基板の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】プリン
ト基板は、超薄型機器の普及に伴い、高密度化の要請が
強い。従来、このプリント基板においては、樹脂基板と
銅箔を接着剤で接着後にレジストでパターン化を行って
いた(サブトラクト法)が、フェノール樹脂、ポリエス
テル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイ
ミドトリアジン樹脂というような各樹脂ごとに異なる接
着剤と煩雑な接着プロセスが必要である上、その接着強
度も必ずしも十分ではなかった。
【0003】更に最近では、より微細な金属パターン形
成の必要性から、オーバーエッチングによる金属膜の先
細りが問題となるこのサブトラクト法よりも、樹脂基板
上に金属層を形成させる手法(アディティブ法)の実用
化が検討されてきた。しかし、この手法においても樹脂
基板と金属との間の接着性の向上が重要な課題であっ
た。
【0004】また、エレクトロニクス機器の高速化を実
現するため、ロジックデバイスやシステムLSIでは、
その回路の高集積度化と高速化が強く求められている。
これを実現するための手段としては、低抵抗配線材料で
ある銅が注目を浴びている。なお、従来、デバイスの製
造にあたり、半導体上に形成させる微細金属回路の素材
としてはアルミニウムが用いられ、手法はCVD法が採
用されていた。銅は、このアルミニウムに比べて加工が
難しいもので、このため銅の微細配線技術の確立が急務
となっている。その中で上記問題点の解決策として、特
に電解メッキ法がクローズアップされ、すでに銅配線プ
ロセスに関しては実用化が検討されている(月刊SEM
ICONDUCTOR WORLD,1998年2月
号,82−85頁参照)。
【0005】しかしながら、電解メッキ法はメッキ厚が
場所によりバラつき、メッキ厚の再現性が得られないと
いう問題点を有し、量産化のネックとなっていた。ま
た、微細な金属パターン形成を量産するのに必要なレジ
スト及びレジストプロセスと組み合わせた場合の最適条
件の構築が十分とは言えなかった。
【0006】一方、ポリシランは、炭素に比べてそのケ
イ素のもつ金属性、特異な電子非局在性による紫外線吸
収特性、高い耐熱性と柔軟性、良好な薄膜形成特性から
非常に興味深いポリマーであり、様々な極微細なパター
ンを高精度で形成するフォトレジストの開発を目的とし
て、ポリシランを用いた研究が活発に行われてきた(特
開平6−291273号、同7−114188号公
報)。中でも、特開平5−72694号公報において
は、半導体集積回路の製造方法として、ポリシランが用
いられている。この方法は、導電層としてポリシランや
ヨウ素等でドーピングしたポリシラン膜を用い、絶縁層
として光照射によりポリシランから変換したシロキサン
層を用いることを特徴としたものであり、このようにポ
リシランのSi−Si結合を持つポリマーは、導電材料
への応用が考えられていた。
【0007】しかしながら、上記方法により得られる半
導体集積回路は、ポリシランのみでは導電部の導電性が
十分ではなく、また、腐食性のあるヨウ素等を用いるこ
とは電子材料へ応用するときの大きな障害になってお
り、しかも、大気中の水分、酸素、光等により容易にシ
ロキサンに変化し得るポリシランそのものを導電材料と
して用いるため、特に信頼性を必要とする電子材料に応
用するには非常に困難を伴うものであった。
【0008】また、特開昭57−11339号公報に
は、Si−Si結合を有する化合物を露光後、金属塩溶
液と接触させることで金属画像を形成する方法が記載さ
れている。この方法は、Si−Si結合を有する化合物
と金属塩溶液を接触させることにより金属塩が金属まで
還元されることを利用し、未露光部に金属層を形成した
ものである。
【0009】しかし、この方法で鮮明な描画を行うため
には、露光部の還元性を完全になくす必要があることか
ら、大量の光を照射する必要があった。また、この場
合、ポリシランは露光によりシロキサンに変換されてし
まうが、紫外線照射によって微細回路を形成した後で、
このシロキサンを更に耐熱性が高く靭性のある絶縁性セ
ラミックの前駆体であるポリカルボシランやポリシラザ
ンなどに転換することは非常に困難であるという問題が
あった。
【0010】従って、より高品質な配線基板を工業的に
有利に製造する技術の開発が望まれた。
【0011】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、優れた耐熱性及びパターン精細度を持ち、電気、電
子、通信分野等で広く応用可能な高導電部と絶縁部との
パターンを有する配線基板を安価で簡便な工程で製造す
ることができる配線基板の製造方法を提供することを目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明は、上記目的を達成するため、第一発明は、(1)
基板上に形成したカーボンファンクショナルシランを含
有するポリシラン薄膜にパラジウム塩を接触させ、表面
にパラジウムコロイド層を形成する工程、(2)上記パ
ラジウムコロイド層を有するポリシラン薄膜上に感光性
樹脂層を形成した後、選択的に光照射し、現像して、こ
の感光性樹脂層に所定のパターンの溝を形成してこの溝
内に上記パラジウムコロイド層を有するポリシラン薄膜
を露出させる工程、(3)上記溝内のパラジウムコロイ
ド層を有するポリシラン薄膜に無電解メッキ液を接触さ
せ、この溝内に導電性金属層を形成する工程を含むこと
を特徴とする配線基板の製造方法を提供する。
【0013】更に、第二発明は、(I)基板上に形成し
たSiH基含有ポリシラン薄膜を光照射し、ポリシラン
を架橋させて溶剤に不溶化させる工程、(II)上記架
橋ポリシラン層上に感光性樹脂層を形成した後、選択的
に光照射し、現像して、この感光性樹脂層に所定のパタ
ーンの溝を形成し、この溝内に上記架橋ポリシラン薄膜
を露出させる工程、(III)上記溝内の架橋ポリシラ
ン薄膜にパラジウム塩を接触させてパラジウムコロイド
層を形成し、次いで無電解メッキ液を接触させ、この溝
内に導電性金属層を形成する工程を含むことを特徴とす
る配線基板の製造方法を提供する。
【0014】即ち、本発明者は、先にポリシランに紫外
線を照射すると、ポリシランをポリシロキサンに変換し
て表面状態を極性に変化でき、これをパラジウム塩の溶
液に接触させるとパラジウムコロイドを生成できること
を利用してパターン形成が可能であることを見出した。
更に、無電解メッキ法は、パラジウムコロイドをその表
面に付着させれば様々な樹脂上に均一なメッキ厚の金属
膜を形成することができ、ポリシラン薄膜の上記した特
性とパラジウムコロイドを触媒とした無電解メッキを組
み合わせることで、銅の金属パターンを形成でき、これ
により優れた耐熱性及びパターン精細度を持つ回路基板
を安価で簡便な工程で製造できることを特願平10−9
4111号に提案した。
【0015】本発明者は、更に研究を進め、このような
金属パターンを利用した回路基板の製造方法において
は、金属パターンと基板との接着性が十分満足できない
場合があること、更に、光により形成したパターンを金
属パターンにしていく時に、金属が付着していくに従い
金属部の膨らみが生じ、レジストにより形成したパター
ンが満足し難いものになる場合があることがわかった。
【0016】そこで、本発明者は、金属パターンと基板
との接着性やパターン形状にも優れた配線基板を得るた
め更に検討した結果、上記した第一発明の製造方法によ
れば、ポリシランにカーボンファンクショナルシラン
(以下、CFシランという)を添加したものを主成分と
したもので基板上にCFシラン含有ポリシラン薄膜を形
成することにより、膜強度が向上すると共に、このポリ
シラン膜にパラジウム塩を接触させることでパラジウム
塩が非常に容易に捕捉されてパラジウムコロイド層が形
成でき、このパラジウムコロイド層上に感光性樹脂層で
パターン形成し、このパターンの溝内にCFシラン含有
ポリシラン薄膜を露出させ、更に無電解メッキを行うこ
とにより、無電解メッキにより形成した銅等の導電性金
属層と基板との接着性に優れ、しかも導電性金属層が上
記溝内に形成されるので、導電性金属部の膨らみが生じ
るおそれがないことを知見した。また、第二発明の製造
方法によれば、ポリシランが紫外線等の光照射により架
橋反応が起こって溶剤に不溶化し、また、このポリマー
は光照射により架橋した後であっても接触したパラジウ
ム塩を非常に容易に還元してパラジウムコロイドを生成
させること、従って、この架橋ポリシラン薄膜上に感光
性樹脂層で所定のパターンを形成し、溝内に架橋ポリシ
ラン薄膜を露出させ、パラジウムコロイド層を形成した
後、第一発明と同様に無電解メッキで導電性金属層を形
成することにより、導電性金属部の膨らみが生じること
がなく、しかも金属パターンと基板との接着性も良好で
安定なパターン形成が可能であり、十分満足できる精細
度を有する微細度の高い導電配線パターンを簡単な工程
で形成することができることを見出した。
【0017】従って、本発明の配線基板の製造方法によ
れば、優れた耐熱性及びパターン精細度を持ち、電気、
電子、通信分野で広く応用可能な配線基板を安価で簡便
な工程で製造できることを知見し、本発明をなすに至っ
たものである。
【0018】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の第一の配線基板の製造方法は、下記工程
(1)〜工程(3)を順次行って配線基板を製造するも
ので、特に基板樹脂と金属との接着性に優れた微細な金
属パターンを持つプリント配線基板を形成できるもので
ある。 (1)基板上に形成したカーボンファンクショナルシラ
ンを含有するポリシラン薄膜にパラジウム塩を接触さ
せ、表面にパラジウムコロイド層を形成する工程、
(2)上記パラジウムコロイド層を有するポリシラン薄
膜上に感光性樹脂層を形成した後、選択的に光照射し、
現像して、この感光性樹脂層に所定のパターンの溝を形
成してこの溝内に上記パラジウムコロイド層を有するポ
リシラン薄膜を露出させる工程、(3)上記溝内のパラ
ジウムコロイド層を有するポリシラン薄膜に無電解メッ
キ液を接触させ、この溝内に導電性金属層を形成する工
程。
【0019】まず、工程(1)では、基板1上に形成さ
せたカーボンファンクショナルシラン含有ポリシラン薄
膜2にパラジウム塩を接触させ、表面にパラジウムコロ
イド層3を形成する。
【0020】ここで、基板上に形成されるカーボンファ
ンクショナルシラン含有ポリシラン膜を形成するために
用いられるポリシランは、下記一般式(1)で表わされ
るポリシランが好ましい。
【0021】 (R1 m2 npSi)q (1) (但し、式中R1,R2はそれぞれ水素原子、置換もしく
は非置換の脂肪族、脂環式又は芳香族の一価炭化水素
基、XはR1と同様の基、アルコキシ基又はハロゲン原
子である。m、n、pは0.1≦m≦2、0≦n≦1、
0≦p≦0.5、1≦m+n+p≦2.5を満足する
数、qは4≦q≦100,000の整数である。)
【0022】上記式(1)中、R1,R2の脂肪族又は脂
環式一価炭化水素基としては、炭素数が1〜12、特に
1〜6のものが好ましく、例えばメチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、シク
ロアルキル基などが挙げられる。また、芳香族一価炭化
水素基としては、炭素数が6〜14、特に6〜10のも
のが好適であり、例えばフェニル基、トリル基、キシリ
ル基、ナフチル基等のアリール基やベンジル基等のアラ
ルキル基などが挙げられる。なお、置換一価炭化水素基
としては、上記に例示した非置換の脂肪族、脂環式又は
芳香族一価炭化水素基の水素原子の一部又は全部をハロ
ゲン原子、アルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基
などで置換したもの、例えばモノフルオロメチル基、ト
リフルオロメチル基、m−ジメチルアミノフェニル基等
が挙げられる。
【0023】Xは、R1と同様の基、アルコキシ基又は
ハロゲン原子であり、アルコキシ基としてはメトキシ
基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜4の
もの、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭
素原子等が挙げられ、通常メトキシ基、エトキシ基が好
適に用いられる。
【0024】mは0.1≦m≦2、好ましくは0.5≦
m≦2、nは0≦n≦1、好ましくは0.5≦n≦1、
pは0≦p≦0.5、好ましくは0≦p≦0.2で、か
つ1≦m+n+p≦2.5、特に1.5≦m+n+p≦
2を満足する数である。qは4≦q≦100,000、
好ましくは10≦q≦10,000の範囲の整数であ
る。
【0025】上記式(1)のポリシランは、例えば窒素
気流下、金属ナトリウム等のアルカリ金属触媒をトルエ
ン等の有機溶媒中に添加し、高速で撹拌しながら加熱し
て分散させた後、これに原料、例えばジクロルオルガノ
シラン等を金属ナトリウム2〜3モルに対してケイ素化
合物1モル程度の割合で撹拌下にゆっくり滴下し、原料
が消失するまで1〜8時間撹拌し、反応を完結させ、次
いで放冷後、塩を濾過して濃縮することにより簡単に得
ることができる。
【0026】また、上記ポリシランに含有させるカーボ
ンファンクショナル(CF)シランとしては、下記一般
式(3)で表わされるものが好適に用いられる。
【0027】 Y−(CH2−SiRa(OR)3- (3) (式中、Yはビニル官能基、エポキシ官能基、アミノ官
能基、メルカプト官能基、メタクリロキシ官能基、アク
リロキシ官能基等の官能基、Rは置換もしくは非置換の
一価炭化水素基、bは0〜3の整数、aは0又は1であ
る。)
【0028】ここで、Rは上記R1,R2と同様の一価炭
化水素基を挙げることができるが、特に炭素数1〜5の
アルキル基が好ましい。なお、ビニル官能基としては、
CH 2=CH−等が挙げられ、エポキシ官能基としては
γ−グリシドキシ基、3,4−エポキシシクロヘキシル
基等が挙げられ、アミノ官能基としてはNH2−、NH2
CH2CH2NH−等が挙げられ、メルカプト官能基とし
てはメルカプト基、メタクリロキシ官能基、アクリロキ
シ官能基としてはメタクリロキシ基、アクリロキシ基等
が挙げられる。
【0029】このような上記式(3)のCFシランとし
て具体的には、ビニルトリメトキシシラン(KBM−1
003、信越化学工業社製)、ビニルトリエトキシシラ
ン(KBE−1003、信越化学工業社製)、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキ
シシラン(KBM−303、信越化学工業社製)、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−4
03、信越化学工業社製)、N−β−(アミノエチル)
γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(KBM−
602、信越化学工業社製)、N−β−(アミノエチ
ル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM−
603、信越化学工業社製)、γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン(KBM−903、信越化学工業社
製)、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(KBE
−903、信越化学工業社製)等を挙げることができ
る。これらの中では、特にアミノ基含有CFシランであ
るKBM−602,KBM−603,KBM−902,
KBM−903,KBE−602,KBE−603,K
BE−902,KBE−903が好適に用いられる。
【0030】CFシランの添加量は、ポリシラン100
重量部に対して0.01〜200重量部、特に0.1〜
10重量部であることが望ましい。添加量が上記値より
少ないと十分な接着性が得られない場合があり、上記値
より多いと成膜性が悪くなり、逆に接着性の低下をもた
らす場合がある。
【0031】また、CFシラン含有ポリシラン薄膜を形
成する基板としては、石英ガラス、セラミック、プラス
チック、各種樹脂等の絶縁体、シリコン等の半導体、銅
等の導体などを用いることができる。これらの中では、
特にフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等
の樹脂、プラスチックが好適に用いられる。
【0032】上記CFシラン含有ポリシラン膜を形成す
る方法としては、特に限定されないが、スピンコート
法、ディッピング法、キャスト法、真空蒸着法、LB法
(ラングミュアー・ブロジェット法)などの通常のポリ
シラン薄膜形成法が採用できるが、特にCFシランとポ
リシランを混合し、共に溶解させた溶液を高速で回転さ
せながら成型するスピンコート法が好適に用いられる。
【0033】このスピンコート法を採用してCFシラン
含有ポリシラン膜を形成する場合、ポリシラン及びCF
シランを溶解させる溶媒としては、例えばベンゼン、ト
ルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、テトラヒドロ
フラン、ジブチルエーテル等のエーテル系溶剤などが好
適に用いられる。上記溶媒の使用量は、CFシラン含有
ポリシラン溶液濃度が1〜20重量%となるような範囲
が好適である。なお、ポリシラン及びCFシランを溶解
後は、しばらく乾燥雰囲気下で静置するとか、減圧下で
40〜60℃程度の温度に放置し、乾燥することが効果
的である。
【0034】工程(1)において基板上に形成するCF
シラン含有ポリシラン膜の膜厚は、0.01〜100μ
m、特に0.1〜10μmの範囲が好適である。
【0035】本発明では、このようにポリシランにCF
シランを添加したものを主成分として基板上にCFシラ
ン含有ポリシラン薄膜を形成することにより、高い膜強
度が得られると共に、この膜に接触させたパラジウム塩
を非常に容易に捕捉して、ポリシラン薄膜上に簡単にパ
ラジウムコロイド層を形成でき、これにより無電解メッ
キにより形成した銅等の導電性金属層と基板との接着性
が向上した膜形成が可能である。
【0036】次いで、基板上に形成させたCFシラン含
有ポリシラン薄膜をパラジウム塩に接触させる。接触方
法としては、パラジウム塩を含む溶液で処理することが
好ましい。この場合、パラジウム塩としては、Pd2+
含んでなるもので、通常Pd−Z2の形で表すことがで
きる。上記式において、ZはCl、Br、I等のハロゲ
ン原子又はアセテート、トリフルオロアセテート、アセ
チルアセトネート、カーボネート、パークロレート、ナ
イトレート、スルフェート、オキサイド等の基である。
このようなパラジウム塩として具体的には、PdC
2、PdBr2、PdI2、Pd(OCOCH32、P
d(OCOCF32、PdSO4、Pd(NO 32、P
dO等が例示される。
【0037】パラジウム塩との接触方法としては、溶媒
にパラジウム塩を溶解或いは分散させ、これにCFシラ
ン含有ポリシラン薄膜を形成した基板を浸漬する溶液法
を採用することが好ましい。
【0038】上記溶液法では、パラジウム塩をよく溶解
させ、CFシラン含有ポリシランの膜を溶解しない溶媒
が好適に用いられる。このような溶媒としては、例えば
水、或いはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、酢酸エチル等のエステル類、メタノール、エタノー
ル等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等
の非プロトン性極性溶媒や、ニトロメタン、アセトニト
リルなどが挙げられる。これらの中では、水やエタノー
ル等のアルコール類が好適に用いられる。なお、上記パ
ラジウム塩を含む溶液は、溶液としての安定性を増すた
めに、塩酸や塩化ナトリウムのようなハロゲン化物を添
加してもよい。
【0039】パラジウム塩を溶解或いは分散させた溶液
へのCFシラン含有ポリシラン薄膜形成基板の浸漬時間
は、1秒〜10分程度が好適であり、浸漬後は乾燥する
ことが望ましい。これにより、CFシラン含有ポリシラ
ン膜の表面でパラジウム塩がパラジウム粒子に還元さ
れ、パラジウムコロイド層が形成された基板を得ること
ができる。更に、パラジウム塩に接触させる際、必要に
応じて40〜200℃の温度で熱処理してもよく、これ
によりCFシラン含有ポリシラン薄膜表面でのパラジウ
ム塩からパラジウムヘの還元を促進することができる。
乾燥温度は、通常10〜200℃とし、常圧又は減圧で
行うことが望ましい。
【0040】次の工程(2)では、上記パラジウムコロ
イド層3上に感光性樹脂層4を形成した後、この感光性
樹脂層を選択的に光照射し、現像して、感光性樹脂層に
所定のパターンの溝5を形成し、溝内にCFシラン含有
ポリシラン薄膜を露出させ、パターン潜像を形成する。
【0041】上記感光性樹脂層は、ポジ型レジストを用
いてもネガ型レジストを用いてもよいが、通常ポジ型レ
ジスト材料として知られているノボラック−光酸発生剤
系、ケイ素系ポリマー−化学増感系、ポリシラン系など
既存の様々な感光性樹脂を利用して通常の方法で形成す
ることができ、本発明では、これらに限定されるもので
はないが、特にポリシラン系レジスト材料を用いること
が好ましい。
【0042】上記工程では、感光性樹脂層を形成した基
板の上から、パターンが形成されたフォトマスク6を通
して、紫外光源、可視光源からの光を照射する。これに
より、ポジ型レジストの場合は感光性樹脂層の光が当た
った部分のみが所用の溶剤溶解性に変換し、これを所用
の溶剤を用いて現像することにより、所定のパターンの
溝を形成し、CFシラン含有ポリシラン薄膜が露出され
る。この場合、感光性樹脂層の膜厚は、形成しようとし
ている金属薄膜の膜厚程度が望ましく、通常は0.1〜
10μmが好適である。なお、本工程では、CFシラン
含有ポリシラン膜が光、紫外線を吸収し、反射防止を果
たすことからパターン形状を良好に保つことができる。
【0043】この場合、光源としては、紫外光源、可視
光源が使用でき、具体的には水素放電管、希ガス放電
管、タングステンランプ、ハロゲンランプのような連続
スペクトル光源、KrF、ArFのような各種レーザ
ー、水銀灯のような不連続スペクトル光源などを使用で
きる感光性樹脂の種類によって大きく変わるが、特に安
価で取り扱いが容易で波長248〜254nmの線源を
持つ水銀灯が好適に用いられる。光源の光量は、感光性
樹脂層の厚さ0.1μm当たり0.01〜10mJ/c
2、特に0.1〜1mJ/cm2の範囲が好適であり、
光量が上記値未満では下層のCFシラン含有ポリシラン
薄膜の露出が不十分となるおそれがあり、上記値を超え
るとCFシラン含有ポリシランがパラジウム還元性のな
いシロキサンになってしまったりして、良好な金属パタ
ーン形成が阻害される場合がある。
【0044】上記光照射後は現像を行い、露光部(ポジ
型レジストの場合)又は未露光部(ネガ型レジストの場
合)を現像液により除去する。現像液としては上記露光
部(ポジ型レジストの場合)又は未露光部(ネガ型レジ
ストの場合)のみを溶解し得るものであればよく、有機
溶剤でもアルカリ水溶液でもよい。この現像により、上
記感光性樹脂層に所用パターンの溝5が形成され、この
溝5には、上記パラジウムコロイド層を有するCFシラ
ン含有ポリシラン膜が露呈する。
【0045】工程(3)は、この溝5のパラジウムコロ
イド層を有するCFシラン含有ポリシラン膜に無電解メ
ッキ液を接触させ、溝内に導電性金属層7を形成する。
【0046】この場合、無電解メッキ液としては、銅、
ニッケル、パラジウム、金、白金、ロジウム等の金属を
含んでなるもの、特に銅、ニッケルを含んでなるものが
好適に用いられる。この無電解メッキ液は、通常、上記
金属塩に次亜リン酸ナトリウム、ヒドラジン、水素化ホ
ウ素ナトリウム等の還元剤、酢酸ナトリウム、フェニレ
ンジアミン、酒石酸ナトリウムカリウム等の錯化剤など
を含有する。なお、このような無電解メッキ液は、市販
されており、安価に入手することができる。無電解メッ
キ液との接触条件は、温度15〜120℃、特に25〜
85℃で1分〜16時間、特に10分〜60分間とする
ことが好適であり、目的によっても相違するが、厚さ
0.01〜100μm、特に0.1〜20μmのメッキ
皮膜(導電性金属層)を形成することが実用的である。
【0047】本発明では、工程(3)の後に必要に応じ
て下記工程を行うことができる。即ち、具体的には、工
程(3)で得られた基板を溶媒で処理し、感光性樹脂層
を除去したり、加熱して金属と基板との接着性をより向
上させたり、また、感光性樹脂層をポリシラン系で形成
した場合には、高温処理を行って、全てのポリマー層を
セラミックス化して絶縁層に変換させたり、無電解メッ
キにより形成した導電性金属層をより安定化させること
ができる。これにより、より接着性に優れた金属パター
ンを形成した配線基板を製造することができる。例え
ば、この工程(3)の基板を、高温処理によりすべての
ポリマー層からセラミック層からなる絶縁層を形成さ
せ、かつ無電解メッキによる金属層の熱処理により工程
(3)で形成された導電層の安定化を行い得る。高温処
理は、通常200〜1200℃、処理時間は1分〜24
時間が好適である。より望ましくは、300〜900℃
で処理時間は30分〜4時間行うのがよい。これによ
り、無電解メッキにより形成された金属はより高い導電
性と硬度を、ポリシランから形成されたセラミックはよ
り高い耐熱性と絶縁性と密着性を持つことになる。
【0048】なお、ポリシランを高温処理すると、Si
−Si結合が切断され、様々な元素が入り安定化するた
め、このときの雰囲気を空気中のような酸化系で行った
場合は酸化ケイ素、また、アンモニアガスのような還元
性雰囲気下で行うことにより窒化ケイ素系、アルゴンの
ような不活性雰囲気下や真空系で行った場合は炭化ケイ
素系のセラミックにすることができる。
【0049】次に、第二発明は、(I)基板上に形成し
たSiH基含有ポリシラン薄膜を光照射し、ポリシラン
を架橋させて溶剤に不溶化させる工程、(II)上記架
橋ポリシラン層上に感光性樹脂層を形成した後、選択的
に光照射し、現像して、この感光性樹脂層に所定のパタ
ーンの溝を形成し、この溝内に上記架橋ポリシラン薄膜
を露出させる工程、(III)上記溝内の架橋ポリシラ
ン薄膜にパラジウム塩を接触させてパラジウムコロイド
層を形成し、次いで無電解メッキ液を接触させ、この溝
内に導電性金属層を形成する工程を順次行って配線基板
を製造するもので、特に優れた精細度を有する金属パタ
ーンを持つプリント配線基板を形成できるものである。
【0050】まず、工程(I)では、基板1上にSiH
基含有ポリシラン薄膜8を形成する。ここで、基板上に
形成されるポリシラン薄膜は、下記一般式(2)で表わ
されるポリシランを主成分とするものにより形成するこ
とができる。この式(2)の分子中にSiH結合を持つ
ポリシランは、紫外線のような光の照射により、架橋反
応が起こり、溶剤に不溶となることは知られており(福
島ら、Chem.Lett.1998,347)、この
第二発明においては、分子中にSiH結合を持つポリシ
ランが、紫外線の照射により架橋反応が起こり溶剤に不
溶となること、また、このポリマーは光照射により架橋
した後であっても接触させたパラジウム塩を非常に容易
に還元してパラジウムコロイドを生成させ、これにより
無電解メッキにより銅等の金属膜形成が可能なものであ
る。
【0051】 (Hm2 npSi)q (2) (但し、式中R2は水素原子、置換もしくは非置換の脂
肪族、脂環式又は芳香族の一価炭化水素基、XはR2
同様の基、アルコキシ基又はハロゲン原子である。m、
n、pは0.1≦m≦2、0≦n≦1、0≦p≦0.
5、1≦m+n+p≦2.5を満足する数、qは4≦q
≦100,000の整数である。) なお、R2の具体例、m,n,p,qの好適範囲は上記
と同様である。
【0052】ここで、使用する基板、ポリシラン膜の形
成方法、ポリシランを溶解させる溶媒、形成条件など
は、第一発明と同様のものを採用できる。なお、基板上
に形成するポリシラン膜の膜厚は、0.01〜100μ
m、特に0.1〜10μmの範囲が好ましい。
【0053】次に、基板1上に形成したポリシラン薄膜
8を光照射し、ポリシランを架橋させて溶剤に不溶化さ
せて架橋ポリシラン薄膜8’とする。
【0054】この場合、光源としては300nm以上の
波長の光が望ましく、紫外光源、可視光源が使用でき、
具体的には水素放電管、希ガス放電管、タングステンラ
ンプ、ハロゲンランプのような連続スペクトル光源で
も、各種レーザー、水銀灯のような不連続スペクトル光
源などを使用することもできるが、特に安価で取り扱い
が容易な水銀灯が好適に用いられる。光源の光量は、ポ
リシランの厚さ1μm当たり0.001〜100J/c
2、特に0.1〜1J/cm2の範囲が好適である。光
量が上記値より少ないと十分な架橋が行われない場合が
あり、また上記値より多いと工程(III)におけるパ
ラジウムコロイドの生成が十分に行われなくなる場合が
ある。
【0055】工程(II)は、感光性樹脂層4を工程
(I)の基板の架橋ポリシラン薄膜8’上に形成し、更
に選択的に光照射し、現像して、この感光性樹脂層に所
定のパターンの溝を形成し、架橋ポリシラン薄膜を露出
させてパターン潜像の溝5を形成する工程である。この
感光性樹脂層は、第一発明と同様にして形成することが
でき、パターン形成もパターンが形成されたフォトマス
ク6を用いて第一発明と同様に形成することができる。
また、現像も同様に行うことができる。
【0056】感光性樹脂層の膜厚は、形成しようとして
いる金属薄膜の膜厚程度が望ましく、通常は0.1〜1
0μmとすることが好ましい。本工程では、ポリシラン
膜が紫外線を吸収し反射防止を果たすためパターン形状
を良好に保つことができる。
【0057】光源としては、KrF、ArFのような各
種レーザー、水銀灯を用いた波長248〜254nmの
線源が好適に用いられ、これらを組み込んだステッパー
型やスキャナ型の露光装置が好ましく用いられる。フォ
トマスクは、通常のレベルソン型やハールトーン型の位
相シフトマスク技術を使用できる。
【0058】次に、工程(III)は、上記溝5を形成
した基板にパラジウム塩を接触させ、この溝内に露呈す
る上記架橋ポリシラン層にパラジウムコロイド層9を形
成した後、不要のパラジウム塩を除去し、次いで、無電
解メッキ液を接触させ、パラジウムコロイド層が形成さ
れた溝内の架橋ポリシラン層に導電性金属層7を形成す
るもので、下記工程を順次行うことが好ましい。 工程(III−1):工程(II)で得られた感光性樹
脂層4の溝5内の架橋ポリシラン層にパラジウム塩を接
触させてパラジウムコロイド層9を形成する。 工程(III−2):工程(III−1)の基板を洗浄
し、不要なパラジウム塩層10を除去する。 工程(III−3):工程(III−2)の基板に無電
解メッキ液を接触させ、上記溝内のパラジウムコロイド
層9に導電性金属層7を形成する。
【0059】まず、工程(III−1)において、パラ
ジウム塩を接触させる方法としては、第一発明と同様の
方法を採用でき、パラジウム塩及びパラジウム溶液とし
ても、第一発明と同様のものを使用することができる。
なお、この場合もポリシラン部を溶解させずパラジウム
塩を溶解或いは分散させる溶剤を用いてパラジウム塩を
接触させ、パラジウムコロイド層を形成する工程を行
う。こうした溶液法では、このパラジウム塩をよく溶解
させ、ポリシランのパターンを壊さない溶媒が好適に用
いられる。このような溶媒としては、感光性樹脂の種類
により溶解性が異なるため一概には言えないが、第一発
明で溶液法においてパラジウム塩を溶解させる溶媒とし
て例示した溶媒と同様のものを挙げることができる。こ
れらの中では、特に感光性樹脂としてフェニルメチルポ
リシランを使用した場合、エタノールのようなアルコー
ル類が好適に用いられる。
【0060】このような溶媒にパラジウム塩を溶解或い
は分散させ、これに露光後のパターンの溝の形成された
基板を1秒〜10分程度浸漬して、その後乾燥すること
で、パターン溝内の親水化のポリシラン薄膜露出部では
パラジウム塩がパラジウム粒子に還元され、未露光部の
感光性樹脂層表面はパラジウム粒子が生成しないため、
パターニングされたポリシラン基板を得ることができ
る。更に、必要に応じて40〜200℃の温度で熱処理
することにより、ポリシラン薄膜上でのパラジウム塩か
らパラジウムヘの還元が促進される。乾燥温度は、通常
10〜200℃で常圧又は減圧で行うことが望ましい。
【0061】次の工程(III−2)において、工程
(III−1)の基板を洗浄して、不要な部分のパラジ
ウム塩を除去するには、前述のパラジウム塩を溶解し得
る上記のような溶剤に基板を浸漬したり、機械的な研磨
等により表面を削り取る方法などを採用することがで
き、これにより感光性樹脂層上などに残存する不要なパ
ラジウム塩を簡単に除去することができる。なお、いず
れの手法でも、溝内のパラジウムコロイド層は、パラジ
ウムがイオンからコロイドに変化しており、除去操作後
も残存する。
【0062】工程(III−3)では、工程(III−
2)の基板に無電解メッキ液を接触させ、溝内に導電性
金属層を形成する。ここで、無電解メッキ液の種類、メ
ッキ条件などは第一発明と同様である。
【0063】本発明では、工程(III)の後に必要に
応じて第一発明と同様の工程を行うことができる。これ
により、微細度の優れた金属パターンを形成した配線基
板を製造することができる。
【0064】
【発明の効果】本発明の配線基板の製造方法によれば、
安価で簡便な工程により、優れた耐熱性及びパターン精
細度を持つ金属パターン配線を得ることができる。とり
わけ本発明の配線基板の製造方法(第一発明)によれ
ば、樹脂基板の種類を選ばず、金属と基板の接着性に優
れた精細度の高い金属パターン配線を得ることができ、
また、本発明の配線基板の製造方法(第二発明)によれ
ば、精細度に優れたパターン形成が可能で、しかも基板
と導電性金属層との接着性も良好であり、ロジックやメ
モリ用デバイス等にも応用可能な優れた精細度の金属回
路を形成した基板を得ることができる。
【0065】従って、本発明の配線基板の製造方法は、
各種プリント基板、各種デバイス、フレキシブルスイッ
チ、バッテリー電極、太陽電池、センサー、帯電防止用
保護膜、電磁シールド用筐体、集積回路、モーター用筐
体等に応用可能な有用な導電配線の形成方法として、電
気、電子、通信分野で広く利用することができる。
【0066】
【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制
限されるものではない。以下の例において、部はいずれ
も重量部である。
【0067】〔合成例1〕フェニルハイドロジェンポリ
シラン(PPHS)の合成 アルゴン置換したフラスコ内にビス(シクロペンタジエ
ニル)ジクロロジルコノセンにメチルリチウムのジエチ
ルエーテル溶液を添加し、系内で触媒として使用される
ビス(シクロペンタジエニル)ジメチルジルコノセンを
調製した。このビス(シクロペンタジエニル)ジメチル
ジルコノセンに対して50倍モルのフェニルシランを添
加し、100℃で24時間加熱撹拌を行った。この後、
モレキュラーシーブスを添加濾過し、触媒を除去し、ほ
ぼ定量的に重量平均分子量2,600のフェニルハイド
ロジェンポリシランの固体を得た。
【0068】〔合成例2〕フェニルメチルポリシラン
(PMPS)の合成 窒素気流下に金属ナトリウム5.06g(220mmo
l)をトルエン60ml中に添加し、高速で撹拌しなが
ら110℃に加熱し、分散させた。これにフェニルメチ
ルジクロルシラン19.1g(100mmol)を撹拌
下にゆっくり滴下した。原料が消失するまで4時間撹拌
し、反応を完結させた。放冷後、塩を濾過し、濃縮した
ところ、ポリシラン粗生成物10.0g(粗収率83
%)が得られた。このポリマーを再度30mlのトルエ
ンに溶解させ、更にヘキサン120mlを添加し、析出
分離したところ、重量平均分子量45,000のフェニ
ルメチルポリシラン6.6g(収率55%)が得られ
た。
【0069】〔実施例1〜5、比較例1〕ポリシラン
(合成例1で製造したフェニルハイドロジェンポリシラ
ン、以下PPHSと略す)0.8g、表1に示す種類及
び量のCFシランをトルエン9.2gに溶解させ、8%
の溶液にした。ガラス繊維入りエポキシ樹脂板上にこの
CFシラン含有ポリシラン溶液を3,000rpm、1
0秒でスピンコートし、2mmHg/50℃で乾燥さ
せ、厚さ0.3μmの薄膜を形成した。次に、塩化パラ
ジウムの3%エタノール溶液を作成し、これに上記薄膜
を形成したポリシラン基板を1分浸漬し、35℃で30
分乾燥させた(工程1)。
【0070】次に、感光体としてポリシラン(合成例2
で製造したフェニルメチルポリシラン、以下PMPSと
略す)を用い、このPMPSをトルエンに溶解させ、5
%の溶液にした。工程1で得られたCFシラン含有PP
HS膜を持つ石英ガラス板上にこのポリシラン溶液を塗
布し、2,000rpm、5秒でスピンコートし、2m
mHg/50℃で乾燥させて感光性樹脂層を形成し、パ
ターン形成用基板とした。なお、このときのCFシラン
含有PPHS膜と感光性樹脂層とのトータル厚さは0.
6μmであった。この基板上にフォトマスクを重ね、2
0Wの低圧水銀灯を用いて254nmの紫外線を10J
/cm2の光量で露光し、エタノールで現像し、露光部
を除去した(工程2)。
【0071】次いで、工程2で得られた基板を無電解メ
ッキ液(硫酸ニッケル20g、次亜リン酸ナトリウム1
0g、酢酸ナトリウム30g、水1,000g)に50
℃で30分浸漬し、ニッケル金属回路を形成した(工程
3)。
【0072】純水で洗浄後、60℃で5分乾燥し、最後
に窒素中150℃で0.5時間高温処理することで、ニ
ッケルによるパターンを形成したガラス繊維入りエポキ
シ樹脂基板を得た。
【0073】得られた基板のニッケル部の導電率は1×
104S/cm、未露光部の導電率は1×10-12S/c
mである。また、この基板とニッケルとの接着性を剥離
テープを用いて行った。結果を表1に示す。
【0074】〔比較例1〕工程1でCFシラン未含有の
ポリシランを用いてポリシラン膜を形成する以外は実施
例1と同様に操作を行い、ニッケルによるパターンを形
成したガラス繊維入りエポキシ樹脂基板を得た。
【0075】得られた基板とニッケルとの接着性を上記
方法で測定した。結果を表1に示す。
【0076】
【表1】 *:ポリシラン100部に対する配合率(%)
【0077】〔実施例6〕ポリシラン(合成例1で製造
したPPHS)をトルエンに溶解させ、8%の溶液にし
た。石英ガラス板上にこのポリシラン溶液を3,000
rpm、10秒でスピンコートし、2mmHg/50℃
で乾燥させて、厚さ0.3μmの薄膜を作った。この基
板上全面に20Wの低圧水銀灯を用いて0.1mmの厚
さのアルカリガラスで300nm以下の波長の紫外線を
カットした紫外線を100mJ/cm2の光量で照射を
行い、ポリシランを架橋により溶剤に不溶化させた(工
程I)。
【0078】次に、感光体としてポリシラン(合成例2
で製造したPMPS)をトルエンに溶解させ、5%の溶
液にした。工程Iで得られた架橋したPPHSの乗った
石英ガラス板上にこのポリシラン溶液を3,000rp
m、10秒でスピンコートし、2mmHg/50℃で乾
燥させて、トータル厚さ0.6μmの薄膜を作り、パタ
ーン形成用基板とした。この基板上にフォトマスクを重
ね、20Wの低圧水銀灯を用いて254nmの紫外線を
5J/cm2の光量で露光し、エタノールで現像し、P
MPSの露光部を除去した(工程II)
【0079】次いで、塩化パラジウムの3%エタノール
溶液を作成し、ポリシラン基板と接触させた(工程II
I−1)。この基板をエタノールで洗浄後、更にPMP
Sの表面を研磨し、表面のパラジウムを除去した(工程
III−2)。これを無電解鋼メッキ液〔メッキA液
(硫酸銅・五水和物2.5g、酒石酸カリウムナトリウ
ム・五水和物11.3g、水酸化カリウム2.8g、水
83.4g)とメッキB液(37%ホルマリン水溶液7
g、水93g)を等量混合したもの〕に25℃で15分
浸漬するという工程により、優れたパターン精細度の銅
回路を形成させた(工程III−3)。純水で洗浄後、
60℃で5分乾燥し、最後に100℃で1時間処理する
ことで、溝の中に形成された銅の導電層を持つ石英ガラ
ス基板(配線基板)を得た。得られた石英ガラス基板の
銅回路部の導電率、最小ライン幅を下記方法で測定し
た。結果は、下記の通りであり、精細度の優れた金属パ
ターンが得られた。
【0080】また、導電率については、銅膜の4端針法
により測定した。銅回路のライン幅は、顕微鏡により測
定した。 測定結果:銅回路部の導電率 1×104S/cm 銅回路部の最小ライン幅 1μm
【0081】〔比較例2〕工程Iの光照射による架橋処
理を省いた以外は上記実施例6と同様にして石英ガラス
基板を得た。得られた石英ガラス基板は、銅が露光部と
未露光部の境界のみに生成し、露光部にも未露光部にも
銅は生成しなかった。
【0082】〔比較例3〕工程Iの光照射による架橋処
理を省き、かつ工程III−2のPMPSの表面の研磨
を省いた以外は上記実施例6と同様にして石英ガラス基
板を得た。得られた石英ガラス基板の銅回路部の導電率
及び最小ライン幅を上記方法で測定したところ、下記の
通りであった。 銅回路部の導電率 1×104S/cm 銅回路部の最小ライン幅 20μm
【図面の簡単な説明】
【図1】第一発明の製造方法の工程を示す概略図であ
る。
【図2】第二発明の製造方法の工程を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 CFシラン含有ポリシラン薄膜 3 パラジウムコロイド層 4 感光性樹脂層 5 パタ−ンの溝 6 フォトマスク 7 導電性金属層 8 SiH基を持つポリシラン薄膜 8’ 光架橋した膜 9 パラジウムコロイド層 10 パラジウム塩層
フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA00 AA10 AA14 AB15 AC01 AC04 AD01 AD03 BD20 DA40 FA03 FA15 FA43 5E343 AA02 AA15 AA17 BB24 BB44 CC73 DD33 EE32 GG01 GG08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)基板上に形成したカーボンファン
    クショナルシランを含有するポリシラン薄膜にパラジウ
    ム塩を接触させ、表面にパラジウムコロイド層を形成す
    る工程、(2)上記パラジウムコロイド層を有するポリ
    シラン薄膜上に感光性樹脂層を形成した後、選択的に光
    照射し、現像して、この感光性樹脂層に所定のパターン
    の溝を形成してこの溝内に上記パラジウムコロイド層を
    有するポリシラン薄膜を露出させる工程、(3)上記溝
    内のパラジウムコロイド層を有するポリシラン薄膜に無
    電解メッキ液を接触させ、この溝内に導電性金属層を形
    成する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 ポリシランが、下記一般式(1) (R1 m2 npSi)q (1) (但し、式中R1,R2はそれぞれ水素原子、置換もしく
    は非置換の脂肪族、脂環式又は芳香族の一価炭化水素
    基、XはR1と同様の基、アルコキシ基又はハロゲン原
    子である。m、n、pは0.1≦m≦2、0≦n≦1、
    0≦p≦0.5、1≦m+n+p≦2.5を満足する
    数、qは4≦q≦100,000の整数である。)で表
    わされるものである請求項1記載の配線基板の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 カーボンファンクショナルシランが、ア
    ミノ基含有アルコキシシランである請求項1又は2記載
    の配線基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 (I)基板上に形成したSiH基含有ポ
    リシラン薄膜を光照射し、ポリシランを架橋させて溶剤
    に不溶化させる工程、(II)上記架橋ポリシラン層上
    に感光性樹脂層を形成した後、選択的に光照射し、現像
    して、この感光性樹脂層に所定のパターンの溝を形成
    し、この溝内に上記架橋ポリシラン薄膜を露出させる工
    程、(III)上記溝内の架橋ポリシラン薄膜にパラジ
    ウム塩を接触させてパラジウムコロイド層を形成し、次
    いで無電解メッキ液を接触させ、この溝内に導電性金属
    層を形成する工程を含むことを特徴とする配線基板の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 ポリシランが、下記一般式(2) (Hm2 npSi)q (2) (但し、式中R2は水素原子、置換もしくは非置換の脂
    肪族、脂環式又は芳香族の一価炭化水素基、XはR2
    同様の基、アルコキシ基又はハロゲン原子である。m、
    n、pは0.1≦m≦2、0≦n≦1、0≦p≦0.
    5、1≦m+n+p≦2.5を満足する数、qは4≦q
    ≦100,000の整数である。)で表わされるもので
    ある請求項4記載の配線基板の製造方法。
  6. 【請求項6】 基板上に形成させたポリシラン薄膜に照
    射する光の光量が0.001〜100J/cm2である
    請求項4又は5記載の配線基板の製造方法。
  7. 【請求項7】 無電解メッキ液が銅及びニッケルから選
    ばれる金属イオンを含むものである請求項4乃至6のい
    ずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
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