JP2002134879A - パターン形成方法、金属パターン部材 - Google Patents
パターン形成方法、金属パターン部材Info
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Abstract
性のメッキレジストを塗布し、これを所望パターンに露
光してから現像し、これでパターニングされたメッキレ
ジストを利用して金属パターンを無電解メッキにより形
成する方法において、金属パターンを正確な形状に形成
する。 【解決手段】 メッキレジストを硬化させる特定波長の
光線を触媒層が吸収するので、メッキレジストを露光す
る光線が触媒層との界面でハレーションを発生せず、メ
ッキレジストを正確な形状にパターニングできるので金
属パターンも正確な形状に形成できる。
Description
するヴァイアホールと凹溝とを層間膜に同時に形成する
パターン形成方法と、このパターン形成方法により製造
された金属パターン部材と、に関する。
金属パターンを回路基板に形成した金属パターン部材
が、集積回路装置やプリント配線基板などに利用されて
いる。その金属パターンを回路基板に形成するパターン
形成方法としても各種が存在するが、例えば、金属パタ
ーンを金属メッキで形成するサブトラクティブ法やアデ
ィティブ法がある。
的なサブトラクティブ法では、回路基板の表面に無電解
メッキで金属層を形成し、この金属層の表面に感光性の
メッキレジストを塗布する。このメッキレジストを特定
波長の光線の照射で所望パターンに露光してから現像
し、この現像でパターニングされたメッキレジストをマ
スクとした金属層のパターニングで金属パターンを形成
する。このまま金属パターンを使用することも可能であ
るが、一般的には上述の金属パターンを下地として、そ
の膜厚を電解メッキで増大させる。
基板の表面に感光性のメッキレジストを塗布し、このメ
ッキレジストを特定波長の光線の照射で所望パターンに
露光してから現像し、この現像でパターニングされたメ
ッキレジストから露出している回路基板の表面に金属パ
ターンを金属メッキで形成する。
ィティブ法とセミアディティブ法があり、一般的なフル
アディティブ法では、パターニングされたメッキレジス
トから露出している回路基板の表面に直接に金属パター
ンを無電解メッキで形成し、メッキレジストは絶縁層と
して残存させる。
回路基板の表面に金属層を無電解メッキで形成してから
メッキレジストを塗布し、パターニングされたメッキレ
ジストから露出している金属層の表面に金属パターンを
電解メッキで形成する。この金属パターンの下層以外の
金属層はメッキレジストとともに除去するので、これで
金属パターンが下層の金属層により短絡することが防止
される。
もフルアディティブ法でもセミアディティブ法でも、回
路基板の表面に無電解メッキで金属層を形成することに
なるが、回路基板がガラスやセラミックからなる絶縁基
板の場合、その表面に直接に金属パターンを無電解メッ
キで析出させることは困難である。
レジストを塗布する以前に回路基板の表面を粗化してか
ら触媒処理し、無電解メッキによる金属層の析出を容易
としている。この無電解メッキのための触媒処理には、
センシタイザ&アクチベータ触媒と呼称される物質が一
般に利用されており、これは酸化錫などのワイドバンド
ギャップ酸化物からなる。
ガラスやセラミックからなる回路基板の表面に酸化錫層
を成膜してからメッキレジストを塗布し、このメッキレ
ジストを露光してから現像し、これでパターニングされ
たメッキレジストから露出している回路基板の表面に金
属パターンを無電界メッキで形成している。また、従来
のセミアディティブ法やサブトラクティブ法では、回路
基板の表面に酸化錫層を成膜してから金属層を無電解メ
ッキで形成している。
クティブ法やフルアディティブ法やセミアディティブ法
で金属パターンを形成するとき、事前に回路基板の表面
に酸化錫層を成膜しておけば無電解メッキで金属層を良
好に形成することができる。しかし、本発明者が実際に
回路基板の表面に酸化錫層を成膜してからフルアディテ
ィブ法で金属パターンを形成したところ、その断面形状
が正確な矩形とならず、微細な金属パターンの線幅が一
定にならないことが確認された。
たものであり、金属パターンを断面形状が正確な矩形で
正確な線幅に形成できるパターン形成方法、このパター
ン形成方法により金属パターンが形成された金属パター
ン部材、の少なくとも一つを提供することを目的とす
る。
法では、回路基板の表面に所定の触媒層を形成してから
感光性のメッキレジストを塗布し、このメッキレジスト
を所望パターンに露光してから現像し、これでパターニ
ングされたメッキレジストを利用して回路基板の表面に
金属パターンを少なくとも一部は無電解メッキにより形
成する。
のように無電解メッキにより金属パターンを形成する以
前に回路基板の表面に触媒層を形成するので、無電解メ
ッキによる金属パターンの形成が良好に実行される。ま
た、メッキレジストは特定波長の光線に反応して硬化す
るが、この波長の光線を上述の触媒層は吸収するので、
例えば、触媒層の表面にメッキレジストを塗布して露光
する場合でも、このメッキレジストを露光する光線が触
媒層との界面でハレーションを発生しない。
基板の表面にワイドバンドギャップ化合物からなる触媒
層を形成し、この形成された触媒層に1B元素を付与す
る。この付与された1B元素の一部を8−3元素と置換
し、この1B元素の一部が8−3元素に置換された触媒
層の表面に特定波長の光線に反応して硬化する感光性の
メッキレジストを塗布し、このメッキレジストを上記波
長の光線の照射で所望パターンに露光してから現像し、
この現像でパターニングされたメッキレジストを利用し
て触媒層の表面に金属パターンを少なくとも一部は無電
解メッキにより形成する。本発明のパターン形成方法で
も、メッキレジストを硬化させる特定波長の光線を上述
の触媒層が吸収するので、メッキレジストを露光する光
線が触媒層との界面でハレーションを発生しない。
は、フルアディティブ法とセミアディティブ法とサブト
ラクティブ法との何れにも適用可能であり、例えば、フ
ルアディティブ法に適用する場合には、パターニングさ
れたメッキレジストから露出している触媒層の表面に金
属パターンを無電解メッキで形成する。このフルアディ
ティブ法ではメッキレジストが触媒層の表面に塗布され
てから露光されるが、このメッキレジストを露光する光
線が触媒層との界面でハレーションを発生しない。
には、メッキレジストを塗布する以前に触媒層の表面に
金属層を無電解メッキで形成し、パターニングされたメ
ッキレジストから露出している金属層の表面に金属パタ
ーンを電解メッキで形成する。
には、メッキレジストを塗布する以前に触媒層の表面に
金属層を無電解メッキで形成し、パターニングされたメ
ッキレジストから露出している金属層を除去し、これで
残存した金属層を下地として金属パターンを電解メッキ
で形成する。
チタン、の少なくとも一つのワイドバンドギャップ化合
物からなる。また、ワイドバンドギャップ化合物が酸化
物と硫化物との少なくとも一方からなる。また、ワイド
バンドギャップ化合物が酸化錫からなり、1B元素が銀
からなり、8−3元素がパラジウムからなる。また、メ
ッキレジストを硬化させる光線が少なくとも紫外線を内
包している。また、メッキレジストを硬化させる光線の
少なくとも一部の波長が370〜460(nm)の帯域に位
置している。
化合物とは、バンドギャップが3〜4(eV)などとワイ
ドな化合物を意味しており、例えば、錫、亜鉛、インジ
ウム、チタン、等の酸化物や硫化物などを許容する。1
B元素とは、周期律表で1B族の元素を意味しており、
例えば、銅、銀、金、を許容する。8−3元素とは、周
期律表で8族の3列目に属する元素を意味しており、例
えば、ニッケル、パラジウム、プラチナ、を許容する。
照して以下に説明する。まず、本実施の形態の金属パタ
ーン部材であるプリント配線基板100は、図2(c)に
示すように、回路基板101を具備しており、この回路
基板101の表面に金属パターン102でプリント配線
が形成されている。
セラミックなどの絶縁体からなり、その表面にはワイド
バンドギャップ化合物である酸化錫製の触媒層103が
形成されている。この触媒層103の表面にはメッキレ
ジスト104の層膜が堆積されており、このメッキレジ
スト104に触媒層103の表面まで形成された所定パ
ターンの溝部に銅製の金属パターン102が形成されて
いる。
00を製造する本実施の形態のパターン形成方法を以下
に順番に説明する。まず、図1(a)および図3に示すよ
うに、回路基板101を用意し(ステップS1)、その表
面をRmsで1.00〜10.00(nm)程度まで粗化する(ステップ
S2)。
01を酸化錫の液槽に浸漬させ、図1(b)に示すよう
に、このディップ法により回路基板101の粗化された
表面に酸化錫を吸着させて触媒層103を1.0〜80(nm)
程度の膜厚に均質に形成する(ステップS3)。
れた回路基板101を洗浄してから(ステップS4)、1
B元素である銀の液槽に浸漬させ、この銀を触媒層10
3に付与する(ステップS5)。このとき、図1(c)に示
すように、実際には触媒層103の表面に銀が堆積して
極薄の銀膜105が形成され、触媒層103の表層の酸
化錫に銀が分子レベルで結合する。
た回路基板101を洗浄してから(ステップS6)、8−
3元素であるパラジウムの液槽に浸漬させ、このパラジ
ウムを触媒層103の銀と一部置換させる(ステップS
7)。このとき、図1(d)に示すように、実際には触媒
層103の表面にパラジウムが堆積して極薄のパラジウ
ム膜106が形成され、触媒層103の表層の酸化錫に
結合している銀の一部がパラジウムに分子レベルで置換
される。
(ステップS8,S9)、以下は従来と同様に、図1(e)
に示すように、その触媒層103の表面に感光性のメッ
キレジスト104を塗布する(ステップS10)。図2
(a)に示すように、このメッキレジスト104を所望パ
ターンのパターンマスク107で370〜460(nm)の
波長の紫外線により露光し(ステップS11)、図2(b)
に示すように、この露光されたメッキレジスト104を
現像する(ステップS12)。
スク107と同様にパターニングされるので、このパタ
ーニングで露出した触媒層103の表面に無電解メッキ
により銅製の金属パターン102を形成することにより
(ステップS13)、図2(c)に示すように、プリント配
線基板100が完成する。
来と同様に無電解メッキにより金属パターン102を形
成する以前に回路基板101の表面に触媒層103を形
成するので、無電解メッキにより金属パターン102を
良好に形成することができる。
104を露光する以前に酸化錫からなる触媒層103に
銀を付与し、この銀の一部をパラジウムに置換してい
る。このように処理された触媒層103は、図4に示す
ように、銀のみ付与した酸化錫やパラジウムのみ付与し
た酸化錫に比較して、370〜460(nm)の波長の光線
を良好に吸収する状態となる。
紫外線の波長も上述の波長領域に存在するため、本実施
の形態のパターン形成方法では、メッキレジスト104
を露光する紫外線が触媒層103の表層に良好に吸収さ
れ、メッキレジスト104を露光する紫外線が触媒層1
03との界面でハレーションを発生しない。
では、メッキレジスト104を所望形状に正確にパター
ニングすることができ、このパターニングされたメッキ
レジスト104を利用して形成する金属パターン102
を、正確な矩形の断面形状に正確な線幅で形成すること
ができる。
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許
容する。例えば、上記形態では金属パターン部材として
プリント配線基板を製造することを例示したが、本実施
の形態のパターン形成方法により集積回路装置の金属パ
ターンを形成することも可能である。
して触媒層103の表面にメッキレジスト104を塗布
するフルアディティブ法を例示したが、本発明のパター
ン形成方法をセミアディティブ法やサブトラクティブ法
に適用することも可能である。
ジスト104を塗布する以前に触媒層103の表面に金
属層を無電解メッキで形成し、パターニングされたメッ
キレジスト104から露出している金属層の表面に金属
パターン102を電解メッキで形成することになる。
ッキレジスト104を塗布する以前に触媒層103の表
面に金属層を無電解メッキで形成し、パターニングされ
たメッキレジスト104から露出している金属層を除去
し、これで残存した金属層を下地として金属パターン1
02を電解メッキで形成することになる。
ラクティブ法では、触媒層103の表面に無電解メッキ
で金属層を均一に形成してからメッキレジスト104を
塗布するので、メッキレジスト104を露光する光線の
ハレーションを触媒層103で防止する効果は発生しな
い。
てから一部をパラジウムと置換した触媒層103は抵抗
値が10E8〜10E13(Ω/cm2)程度と高絶縁なので、回路基
板101が導電性でも専用の絶縁層を必要とすることな
く金属パターン102を形成することが可能である。
からなることを例示したが、これを、亜鉛、インジウ
ム、チタン、などのワイドバンドギャップ化合物とする
ことも可能であり、そのワイドバンドギャップ化合物と
しては酸化物の他に硫化物も可能である。
と銀の付与とパラジウムの置換との全部をディップ法で
実行することを例示したが、その一部ないし全部をスパ
ッタリング法やスプレーパイリロシス法などで実行する
ことも可能である。また、上記形態では触媒層103に
銀を付与することを例示したが、これは1B元素であれ
ば良く、銀の一部をパラジウムに置換することを例示し
たが、これは8−3元素であれば良い。
板の表面に所定の触媒層を形成してから感光性のメッキ
レジストを塗布し、このメッキレジストを所望パターン
に露光してから現像し、これでパターニングされたメッ
キレジストを利用して回路基板の表面に金属パターンを
少なくとも一部は無電解メッキにより形成するとき、メ
ッキレジストを硬化させる特定波長の光線を触媒層が吸
収することにより、例えば、フルアディティブ法として
触媒層の表面にメッキレジストを塗布して露光する場合
でも、このメッキレジストを露光する光線が触媒層との
界面でハレーションを発生しないので、メッキレジスト
を所望形状に正確にパターニングすることができ、この
パターニングされたメッキレジストを利用して形成する
金属パターンを、正確な矩形の断面形状に正確な線幅で
形成することができる。
物で形成して1B元素を付与し、この1B元素の一部を
8−3元素と置換することにより、無電解メッキによる
金属の析出を良好に促進することができ、かつ、メッキ
レジストを硬化させる特定波長の光線を良好に吸収する
触媒層を実現することができる。
半部分を示す工程図である。
である。
Claims (11)
- 【請求項1】 無電解メッキによる金属の析出を容易と
する触媒層を回路基板の表面に形成し、この回路基板の
表面に特定波長の光線に反応して硬化する感光性のメッ
キレジストを塗布し、このメッキレジストを前記波長の
光線の照射で所望パターンに露光してから現像し、この
現像でパターニングされたメッキレジストを利用して前
記回路基板の表面に金属パターンを少なくとも一部は無
電解メッキにより形成するパターン形成方法であって、 前記触媒層が前記波長の光線を吸収する所定の化合物か
らなる、パターン形成方法。 - 【請求項2】 回路基板の表面に金属パターンを形成す
るパターン形成方法であって、 無電解メッキによる金属の析出を容易とする触媒層を前
記回路基板の表面にワイドバンドギャップ化合物で形成
し、 この形成された触媒層に1B元素を付与し、 この付与された1B元素の一部を8−3元素と置換し、 この1B元素の一部が8−3元素に置換された前記触媒
層の表面に特定波長の光線に反応して硬化する感光性の
メッキレジストを塗布し、 このメッキレジストを前記波長の光線の照射で所望パタ
ーンに露光してから現像し、 この現像でパターニングされたメッキレジストを利用し
て前記触媒層の表面に前記金属パターンを少なくとも一
部は無電解メッキにより形成する、パターン形成方法。 - 【請求項3】 フルアディティブ法として、パターニン
グされた前記メッキレジストから露出している前記触媒
層の表面に前記金属パターンを無電解メッキで形成す
る、請求項1または2に記載のパターン形成方法。 - 【請求項4】 セミアディティブ法として、前記メッキ
レジストを塗布する以前に前記触媒層の表面に金属層を
無電解メッキで形成し、 パターニングされた前記メッキレジストから露出してい
る前記金属層の表面に前記金属パターンを電解メッキで
形成する、請求項1または2に記載のパターン形成方
法。 - 【請求項5】 サブトラクティブ法として、前記メッキ
レジストを塗布する以前に前記触媒層の表面に金属層を
無電解メッキで形成し、 パターニングされた前記メッキレジストから露出してい
る前記金属層を除去し、 これで残存した前記金属層を下地として前記金属パター
ンを電解メッキで形成する、請求項1または2に記載の
パターン形成方法。 - 【請求項6】 前記触媒層が、錫、亜鉛、インジウム、
チタン、の少なくとも一つのワイドバンドギャップ化合
物からなる請求項1ないし5の何れか一項に記載のパタ
ーン形成方法。 - 【請求項7】 前記ワイドバンドギャップ化合物が酸化
物と硫化物との少なくとも一方からなる請求項6に記載
のパターン形成方法。 - 【請求項8】 前記ワイドバンドギャップ化合物が酸化
錫からなり、 前記1B元素が銀からなり、 前記8−3元素がパラジウムからなる請求項6または7
に記載のパターン形成方法。 - 【請求項9】 前記メッキレジストを硬化させる光線が
少なくとも紫外線を内包している請求項1ないし8の何
れか一項に記載のパターン形成方法。 - 【請求項10】 前記メッキレジストを硬化させる光線
の少なくとも一部の波長が370〜460(nm)の帯域に
位置している請求項1ないし9の何れか一項に記載のパ
ターン形成方法。 - 【請求項11】 請求項2に記載のパターン形成方法で
製造されており、 前記回路基板の表面に前記触媒層を介して前記金属パタ
ーンが形成されており、 前記触媒層は前記1B元素が付与されており、 この付与された1B元素の一部が前記8−3元素に置換
されている金属パターン部材。
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