JP2002356782A

JP2002356782A - 金属パターンの形成方法

Info

Publication number: JP2002356782A
Application number: JP2002072814A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tsushima; 宏津島
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】密着性に優れた金属パターンを簡易な工程で
形成する。【解決手段】基板１上に金属パターン５を形成する方
法であって、有機溶剤に可溶な重量平均分子量１０００
０以上のポリシラン、光ラジカル発生剤、酸化剤、アル
コキシ基含有シリコーン化合物、及び有機溶剤を含む感
光性樹脂組成物を、基板１上に塗布して感光層２を形成
し、感光層２を選択的に露光して金属パターンの潜像部
２ａを形成し、前記潜像部に堆積させる金属より標準電
極電位の小さい金属の塩またはコロイドを含有する液を
感光層２に接触させることにより潜像部２ａに前記標準
電極電位の小さい金属または金属コロイドを吸着させ、
感光層２に無電解メッキ液を接触させることにより、前
記標準電極電位の小さい金属または金属コロイドを吸着
した潜像部２ａ上に金属膜５を堆積させて金属パターン
を形成することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリシランを用い
た金属パターンの形成方法に関するものであり、電気、
電子、通信などの分野で用いられる回路基板やその他の
用途における金属パターンの形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリシランは、炭素に比べて、そのケイ
素のもつ金属性と電子非局在性、並びに高い耐熱性及び
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、ヨウ素をドーピングする方法や、塩化第二鉄をドー
ピングする方法により、ポリシランを利用した高導電性
材料が製造されている。微細なパターンを高精度に形成
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なされている（特開平６−２９１２
７３号公報及び特開平７−１１４１８８号公報など）。

【０００３】特開平５−７２６９４号公報においては、
ポリシランを用いた半導体集積回路の製造方法が提案さ
れている。この方法では、導電層としてポリシラン膜や
ヨウ素等を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
層を用いている。

【０００４】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、ポリシランで導電部を形成しているの
で導電性が十分ではなく、またヨウ素等は腐蝕性を有す
るので電子材料への応用には問題があった。また、大気
中の水分、酸素、光等により容易にシロキサンに変化す
るポリシランを導電材料として用いているため、電子材
料に必要とされる信頼性において不十分なものであっ
た。

【０００５】特開昭５７−１１３３９号公報には、Ｓｉ
−Ｓｉ結合を有する化合物を露光した後、金属塩溶液と
接触させることにより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、金属塩が還元さ
れて金属となることを利用しており、未露光部分に金属
層を形成する方法である。

【０００６】特開平１０−３２６９５７号公報において
は、ポリシラン単独の膜に光を照射して無電解メッキの
触媒であるパラジウム塩を露光部分にドープし、これを
使って無電解メッキにより金属パターンを形成する方法
が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ポリシラン膜は、一般
に結晶性が高く、硬く脆い膜となるため、上記のように
金属パターンを形成しても、密着性が悪く、実用的な金
属パターンを形成することができないという問題があっ
た。

【０００８】本発明の目的は、密着性に優れた金属パタ
ーンを簡易な工程で形成することができる金属パターン
の形成方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の金属パターンの
形成方法は、基板上に金属パターンを形成する方法であ
り、有機溶剤に可溶な重量平均分子量１００００以上の
ポリシラン、光ラジカル発生剤、酸化剤、アルコキシ基
含有シリコーン化合物、及び有機溶剤を含む感光性樹脂
組成物を、基板上に塗布して感光層を形成する工程と、
感光層を選択的に露光して、金属パターンの製造を形成
する工程と、潜像部に堆積させる金属より標準電極電位
の小さい金属の塩または金属コロイドを含有する液を感
光層に接触させ、潜像部に標準電極電位の小さい金属ま
たは金属コロイドを吸着させる工程と、感光層に無電解
メッキ液を接触させ、標準電極電位の小さい金属または
金属コロイドを吸着した潜像部に金属膜を堆積させて金
属パターンを形成する工程とを備えることを特徴として
いる。

【００１０】本発明において用いる感光性樹脂組成物に
は、アルコキシ基含有シリコーン化合物が含まれてい
る。このアルコキシ基含有シリコーン化合物は、一分子
中に少なくとも２つのアルコキシ基を有する化合物であ
り、加熱されることにより、アルコキシ基が分解して、
Ｓｉ−ＯＨ基（シラノール基）を生成する。このシラノ
ール基は、ポリシランと反応するので、塗膜を加熱する
ことにより、アルコキシ基含有シリコーン化合物とポリ
シランとを架橋させることができ、塗膜の密着力を向上
させることができる。従って、本発明において無電解メ
ッキにより感光層の上に形成された金属パターンは、下
地層である感光層に対して良好な密着性を有している。
このため、本発明によれば、精細度に優れ、かつ密着性
の良好な金属パターンを形成することができ、電気、電
子、通信分野等で広く応用することができる金属パター
ンを安価でかつ簡易な工程で製造することができる。

【００１１】シリコーン化合物とポリシランとの架橋反
応を促進させるためには、無電解メッキにより金属パタ
ーンを形成した後、金属パターンが形成された感光層を
加熱することが好ましい。このときの加熱温度として
は、１５０〜２５０℃程度が好ましい。また、加熱時間
は、加熱温度により適宜調整されるが、一般には５分〜
６０分である。

【００１２】本発明において用いるアルコキシ基含有化
合物としては、以下の一般式で示される構造を有するシ
リコーン化合物が特に好ましく用いられる。

【００１３】

【化２】

【００１４】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、及び
Ｒ⁶は、炭素数１〜１０のハロゲンまたはグリシジル基
で置換されていてもよい脂肪族炭化水素基、炭素数６〜
１２のハロゲンで置換されていてもよい芳香族炭化水素
基、炭素数１〜８のアルコキシ基からなる群から選択さ
れる基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、
一分子中には少なくとも２つの上記アルコキシ基が含ま
れている。ｍ及びｎは整数であり、ｍ＋ｎ≧１を満たす
ものである。）本発明において用いる無電解メッキ液
は、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、またはロジ
ウムの金属イオンを含み、該金属膜を形成するメッキ液
であることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の金属パターンの
形成方法を説明するための模式的断面図である。

【００１６】図１（ａ）に示すように、まず基板１上に
本発明の感光性樹脂組成物を塗布して感光層２を形成す
る。次に、図１（ｂ）に示すように、感光層２の上に、
マスク３を配置し、マスク３を通して紫外線４を感光層
２に照射することにより、感光層２を選択的に露光す
る。マスク３は、形成すべき金属パターンに対応した領
域が露光されるようにパターニングされている。従って
感光層２は、形成すべき金属パターンに対応した領域が
露光され、潜像部２ａが形成される。ここでは、マスク
を用いて感光層を選択的に露光しているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば、レーザー等を用
いてレーザー光をスキャニングさせることにより選択的
に露光してもよい。

【００１７】潜像部２ａでは、ポリシランが酸素の存在
下に紫外線照射され、Ｓｉ−Ｓｉ結合が切断されて、Ｓ
ｉ−ＯＨ基（シラノール基）が生成する。従って、潜像
部では、樹脂が非極性から極性に変化し、親水化され
る。

【００１８】次に、図１（ｃ）に示すように、感光層２
に標準電極電位の小さい金属塩含有液として、例えばパ
ラジウム塩含有液を接触させ、潜像部２ａにパラジウム
を吸着させる。親水化された潜像部２にパラジウム塩を
接触させると、パラジウム塩が還元されて、パラジウム
金属粒子が生成し、吸着される。一方、潜像部２ａ以外
の領域では、パラジウム金属粒子は生成せず、洗浄によ
りパラジウム塩を容易に除去することができる。従っ
て、潜像部２ａにのみパラジウムを吸着させることがで
きる。

【００１９】次に、図１（ｄ）に示すように、感光層２
に無電解メッキ液を接触させ、パラジウムを吸着した潜
像部２ａに金属膜５を堆積させる。パラジウムが吸着さ
れた潜像部２ａでは、無電解メッキ液が接触すると、パ
ラジウム金属粒子を核として無電解メッキ液から金属が
析出し堆積する。従って、潜像部２ａの上にのみ選択的
に金属膜５が堆積し形成される。潜像部２ａは、形成す
べき金属パターンの形状に対応して形成されているの
で、金属膜５が堆積して形成されることにより、金属膜
５による金属パターンを形成することができる。

【００２０】以下、本発明において用いる感光性樹脂組
成物、標準電極電位の小さい金属の塩またはコロイド含
有液（以下、単に「金属塩含有液」という）、及び無電
解メッキ液について説明する。

【００２１】＜感光性樹脂組成物＞本発明において用い
る感光性樹脂組成物は、有機溶剤に可溶な重量平均分子
量１００００以上のポリシラン、光ラジカル発生剤、酸
化剤、アルコキシ基含有シリコーン化合物（以下、単に
「シリコーン化合物」という）、及び有機溶剤を含んで
いる。以下、これらについて説明する。

【００２２】（ポリシラン）本発明において用いるポリ
シランとしては、ネットワーク状及び直鎖状のものが挙
げられる。感光性材料としての機械的強度を考慮する
と、ネットワーク状ポリシランが好ましい。ネットワー
ク状と鎖状は、ポリシラン中に含まれるＳｉ原子の結合
状態によって区別される。ネットワーク状ポリシランと
は、隣接するＳｉ原子と結合している数(結合数)が、３
または４であるＳｉ原子を含むポリシランである。これ
に対して、直鎖状のポリシランでは、Ｓｉ原子の、隣接
するＳｉ原子との結合数は２である。通常Ｓｉ原子の原
子価は４であるので、ポリシラン中に存在するＳｉ原子
の中で結合数が３以下のものは、Ｓｉ原子以外に、炭化
水素基、アルコキシ基または水素原子と結合している。
このような炭化水素基としては、炭素数１〜１０の、ハ
ロゲンで置換されていてもよい脂肪族炭化水素基、炭素
数６〜１４の芳香族炭化水素基が好ましい。

【００２３】脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチ
ル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル
基、デシル基、トリフルオロプロピル基及びノナフルオ
ロヘキシル基などの鎖状のもの、及びシクロヘキシル
基、メチルシクロヘキシル基のような脂環式のものなど
が挙げられる。

【００２４】また、芳香族炭化水素基の具体例として
は、フェニル基、ｐ−トリル基、ビフェニル基及びアン
トラシル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、
炭素数１〜８のものが挙げられる。具体例としては、メ
トキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、オクチルオキシ
基などが挙げられる。合成の容易さを考慮すると、これ
らの中でメチル基及びフェニル基が特に好ましい。

【００２５】ネットワーク状ポリシランの場合には、隣
接するＳｉ原子との結合数が３または４であるＳｉ原子
は、ネットワーク状ポリシラン中の全体のＳｉ原子数の
２〜５０％であることが好ましい。この値は、硅素の核
磁気共鳴スペクトル測定により決定することができる。

【００２６】なお、本明細書におけるポリシランは、ネ
ットワーク状と直鎖状のポリシランを混合したものも含
んでいる。その場合における、上記のＳｉ原子の含有率
は、ネットワーク状ポリシランと直鎖状ポリシランの平
均によって計算される。

【００２７】本発明に使用されるポリシランはハロゲン
化シラン化合物をナトリウムのようなアルカリ金属の存
在下、ｎ−デカンやトルエンのような有機溶媒中におい
て８０℃以上に加熱することによる重縮合反応によって
製造することができる。

【００２８】ネットワーク状ポリシランは、例えば、オ
ルガノトリハロシラン化合物、テトラハロシラン化合
物、及びジオルガノジハロシラン化合物からなり、オル
ガノトリハロシラン化合物及びテトラハロシラン化合物
が全体量の２モル％以上５０モル％未満であるハロシラ
ン混合物を加熱して重縮合することにより得ることがで
きる。ここで、オルガノトリハロシラン化合物は、隣接
するＳｉ原子との結合数が３であるＳｉ原子源となり、
テトラハロシラン化合物は、隣接するＳｉ原子との結合
数が４であるＳｉ原子源となる。なお、ネットワーク構
造の確認は、紫外線吸収スペクトルや硅素の核磁気共鳴
スペクトルの測定により確認することができる。

【００２９】直鎖状ポリシランは、複数もしくは単一の
ジオルガノジクロロシランを用いる他は、上記のネット
ワーク状ポリシランの場合と同様の反応により製造する
ことができる。

【００３０】ポリシランの原料として用いられるオルガ
ノトリハロシラン化合物、テトラハロシラン化合物、及
びジオルガノジハロシラン化合物がそれぞれ有するハロ
ゲン原子は、塩素原子であることが好ましい。オルガノ
トリハロシラン化合物及びジオルガノジハロシラン化合
物が有するハロゲン原子以外の置換基としては、上述の
炭化水素基、アルコキシ基または水素原子が挙げられ
る。

【００３１】これらのネットワーク状及び直鎖状のポリ
シランは、有機溶剤に可溶であり、重量平均分子量が１
００００以上のものであれば特に限定されない。感光性
材料としての利用を考慮すると、本発明で使用するポリ
シランは蒸発性を有する有機溶媒に可溶であることが好
ましい。このような有機溶媒としては、炭素数５〜１２
の炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、エーテル系の有
機溶剤が挙げられる。

【００３２】炭化水素系の例としては、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、シクロヘキサン、ｎ−デカン、ｎ−ド
デカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベン
ゼンなどが挙げられる。ハロゲン化炭化水素系の例とし
ては、四塩化炭素、クロロホルム、１，２−ジクロロエ
タン、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどが挙げられ
る。エーテル系の例としては、ジエチルエーテル、ジブ
チルエーテル、テトラハイドロフランなどが挙げられ
る。

【００３３】本発明において使用するポリシランは、重
量平均分子量が１００００以上のものである。重量平均
分子量が１００００未満であると、耐薬品性や耐熱性な
どの膜特性が不十分な場合がある。好ましい重量平均分
子量としては、１００００〜５００００であり、さらに
好ましくは１５０００〜３００００である。

【００３４】（光ラジカル発生剤及び酸化剤）本発明に
おいて用いる光ラジカル発生剤は、光によってハロゲン
ラジカルを発生する化合物であれば特に限定されない
が、２，４，６−トリス(トリハロメチル)−１，３，５
−トリアジン及びその２位またはその２位と４位が置換
された化合物、フタルイミドトリハロメタンスルフォネ
ート及びそのベンゼン環に置換基を有する化合物、ナフ
タルイミドトリハロメタンスルフォネート及びそのベン
ゼン環に置換基を有する化合物などを例として挙げるこ
とができる。これらの化合物が有する置換基は、置換基
を有していてもよい脂肪族及び芳香族炭化水素基であ
る。

【００３５】本発明において用いる酸化剤は、酸素供給
源となる化合物であれば特に限定されないが、例えば、
過酸化物、アミンオキシド及びホスフィンオキシドなど
を例として挙げることができる。

【００３６】光ラジカル発生剤と酸化剤の組み合わせと
しては、光ラジカル発生剤としてのトリクロロトリアジ
ン系のものと、酸化剤としての過酸化物の組み合わせが
特に好ましい。

【００３７】光ラジカル発生剤は、上記ポリシランが光
照射により分解する際、Ｓｉ−Ｓｉ結合がハロゲンラジ
カルにより効率よく切断されることを目的として添加さ
れるものである。また、酸化剤は、切断された後のＳｉ
の結合に酸素が容易に挿入されるように添加されるもの
である。

【００３８】色素の光励起によるハロゲンラジカルの発
生を高めるため、クマリン系、シアニン系、メロシアニ
ン系等の可溶性色素を加えてもよい。また、可溶性色素
を加えることにより、ポリシランの光に対する感度を向
上させることができる。

【００３９】（シリコーン化合物）本発明において使用
するシリコーン化合物は、一分子中に少なくとも２つの
アルコキシ基を有するシリコーン化合物であり、以下の
一般式で示される構造のシリコーン化合物が好ましく用
いられる。

【００４０】

【化３】

【００４１】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁶
は、炭素数１〜１０のハロゲンまたはグリシジル基で置
換されていてもよい脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２
のハロゲンで置換されていてもよい芳香族炭化水素基、
炭素数１〜８のアルコキシ基からなる群から選択される
基であり、互いに同一でも異なっていてもよいが、一分
子中には少なくとも２つの上記アルコキシ基が含まれて
いる。ｍ及びｎは整数であり、ｍ＋ｎ≧１を満たすもの
である。）上記Ｒ¹〜Ｒ⁶の置換基となる脂肪族炭化水素
基の具体例としては、メチル基、プロピル基、ブチル
基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、トリフルオロ
プロピル基、グリシジルオキシプロピル基などの鎖状の
もの、及びシクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基
のような脂環式のものなどが挙げられる。また、芳香族
炭化水素基の具体例としては、フェニル基、ｐ−トリル
基、ビフェニル基などが挙げられる。アルコキシ基の具
体例としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ
基、オクチルオキシ基、ｔｅｒ−ブトキシ基などが挙げ
られる。

【００４２】上記のＲ¹〜Ｒ⁶の種類及びｍとｎの値は特
に重要ではなく、ポリシラン及び有機溶媒と相溶するよ
うなものであれば特に限定されない。相溶性を考慮した
場合には、使用するポリシランが有する炭化水素基と同
じ基を有していることが好ましい。例えば、ポリシラン
として、フェニルメチル系のものを使用する場合には、
同じフェニルメチル系またはジフェニル系のシリコーン
化合物を使用することが好ましい。

【００４３】また、本発明において用いるシリコーン化
合物では、一分子中のＲ¹〜Ｒ⁶のうち、少なくとも２つ
が炭素数１〜８のアルコキシ基である。従って、一分子
中にアルコキシ基を２つ以上有しているので、ポリシラ
ンの架橋剤として働く。そのようなものとしては、アル
コキシ基を１５〜３５重量％含んだメチルフェニルメト
キシシリコーンやフェニルメトキシシリコーンなどを挙
げることができる。

【００４４】本発明において用いるシリコーン化合物の
重量平均分子量としては、１００００以下であることが
好ましく、さらに好ましくは３０００以下である。重量
平均分子量が高くなり過ぎると、ポリシランとの相溶性
が低下し不均一な膜になったり、感度が低下する。

【００４５】（有機溶剤）本発明における感光性樹脂組
成物に含まれる有機溶剤としては、ポリシランを溶解さ
せることができるものであれば特に限定されるものでは
なく、具体的にはポリシランの説明において例示した有
機溶剤が挙げられる。

【００４６】（感光性樹脂組成物における配合割合）本
発明において用いる感光性樹脂組成物における配合割合
は、ポリシラン１００重量部に対して、光ラジカル発生
剤１〜３０重量部、酸化剤１〜３０重量部、シリコーン
化合物５〜１００重量部であることが好ましい。さら
に、上述の可溶性色素を添加する場合には、ポリシラン
１００重量部に対して１〜２０重量部であることが好ま
しい。有機溶剤は、全体に対する濃度が２０〜９９重量
％となるように用いることが好ましい。

【００４７】シリコーン化合物は、ポリシランの架橋剤
として働き、かつポリシランの有機溶剤への溶解性を高
めるとともに、ポリシランと光ラジカル発生剤と酸化剤
との相溶化剤としても機能するものである。従って、シ
リコーン化合物を用いることにより、光ラジカル発生剤
及び酸化剤を多く含むことが可能になる。

【００４８】（感光性樹脂組成物の塗布方法）感光性樹
脂組成物の塗布方法は、特に限定されるものではなく、
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
の塗布方法により感光層を形成することができる。特
に、基板上に感光性樹脂組成物の溶液を展開し、基板を
高速で回転させながら塗布するスピンコート法が好適に
用いられる。

【００４９】スピンコート法により感光層を形成する場
合、感光性樹脂組成物に用いる有機溶媒としては、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、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が
好ましく用いられる。有機溶剤の使用量としては、固形
分の濃度が１〜２０重量％となるような範囲、すなわち
有機溶剤の含有量が８０〜９９重量％となるような範囲
が好適である。

【００５０】基板上に形成する感光層の厚みは、０．０
１〜１０００μｍであることが好ましく、さらに好まし
くは０．１〜５０μｍである。

【００５１】（感光層の露光）感光層に照射する光とし
ては、紫外線が好ましく用いられる。紫外線の光源とし
ては、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や、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
を用いることができる。レーザーとしては、Ｈｅ−Ｃｄ
レーザー、Ａｒレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレ
ーザー等を用いることができる。光源としては、これら
の中でも安価で取扱いが容易なことから、水銀灯が好適
に用いられる。

【００５２】紫外線としては、ポリシランのσ−σ^*吸
収域である２５０〜４００ｎｍの波長を有する紫外線を
照射することが好ましい。照射量は、感光層の厚み１μ
ｍ当り０．１〜１０Ｊ／ｃｍ²が好ましく、さらに好ま
しくは０．１〜１Ｊ／ｃｍ²である。

【００５３】＜基板＞本発明における基板は特に限定さ
れるものではなく、用途に応じて種々のものを用いるこ
とができる。例えば、石英ガラス、セラミックス等の絶
縁体基板、シリコン等の半導体基板、アルミニウム等の
導体基板などを用いることができる。

【００５４】＜金属塩含有液＞本発明における金属塩含
有液は、上記標準電極電位の小さい金属の塩またはコロ
イドを含有する溶液である。金属塩を含有する溶液とし
ては、無電解メッキ液の前処理として用いられる金属塩
を含有するものであれば特に限定されるものではない。
一般には、金、銀、白金、パラジウムなどのいわゆる貴
金属を金属塩として含有するものが多く用いられる。こ
のような金属塩を含有する溶液は、触媒付与剤として使
用されており、容易にかつ安価に入手することができ
る。触媒としては、銀塩、パラジウム塩を含有するもの
が多く用いられる。金属塩化合物は、金属をＡとする
と、通常Ａ−Ｚ_n（ｎはＡの価数）の形で表すことがで
き、Ｚとしては、例えばＣｌ、Ｂｒ、Ｉ等のハロゲン原
子または、アセテート、トリフルオロアセテート、アセ
チルアセトナート、カーボネート、パークロレート、ナ
イトレート、スルフォネート、オキサイド等が挙げられ
る。パラジウム塩化合物の具体例としては、ＰｄＣ
ｌ₂、ＰｄＢｒ₂、ＰｄＩ₂、Ｐｄ（ＯＣＯＣＨ₃)₂、Ｐｄ
（ＯＣＯＣＦ₃)₂、ＰｄＳＯ₄、Ｐｄ（ＮＯ₃)₂、ＰｄＯ
等が挙げられる。

【００５５】金属コロイドを含有する溶液としては、例
えば、特開平１１−８０６４７号公報に開示された貴金
属のコロイド溶液を用いることができる。金属塩含有液
は、上記金属塩または金属コロイドを溶解または分散さ
せた溶液である。溶媒としては、金属塩または金属コロ
イドを溶解または分散させるが、ポリシランを溶解しな
い溶媒を用いることが好ましい。ポリシランは、その側
鎖基の種類あるいは重合度等により溶解性が異なるため
一概には言えないが、上記溶媒としては、水、あるいは
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、アセトニトリル等が好
適に用いられる。ポリシランとして、フェニルメチルポ
リシランを用いた場合には、エタノール等のアルコール
類が特に好ましく用いられる。溶媒の使用量は、パラジ
ウム塩の濃度が０．１〜２０重量％となるように使用さ
れることが好ましく、さらに好ましくは１〜１０重量％
となるように使用されることが好ましい。

【００５６】基板上の感光層を金属塩含有液に接触させ
る方法としては、金属塩含有液中に感光層を基板ととも
に浸漬する方法が好ましく用いられる。浸漬する時間は
特に限定されるものではないが、例えば、１秒〜１０分
間程度浸漬される。浸漬した後、通常１０℃〜２００℃
の温度で、常圧または減圧で乾燥する。

【００５７】上述のように、潜像が形成された露光部に
おいては、シラノール基が生成しており親水化している
ため、この部分において金属塩が金属粒子に還元され、
金属粒子が吸着される。なお、金属塩から金属粒子への
還元を促進するため、金属塩含有液を感光層に接触させ
る際、４０〜２００℃の温度に加熱してもよい。

【００５８】金属コロイドの場合には、金属コロイドが
そのままの形態で露光部において吸着される。また、金
属塩含有液には、上記金属以外の他の金属イオンが含ま
れていてもよい。他の金属イオンとしては、錫などが挙
げられる。これらの金属が上記金属と合金を形成する場
合には、上記金属とこれらの金属との合金粒子として析
出し吸着される。

【００５９】＜無電解メッキ液＞無電解メッキ液として
は、例えば、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、ロ
ジウム等の金属イオンを含んだものが好ましく用いられ
る。無電解メッキ液は、通常、上記金属イオンの水溶性
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
レンジアミンや酒石酸ナトリウムカリウム等の錯化剤が
配合されており、一般には無電解メッキ液として市販さ
れており容易にかつ安価に入手することができる。

【００６０】無電解メッキ液に感光層を接触させる方法
としては、上記の金属塩含有液に接触させる場合と同様
に、基板とともに感光層を無電解メッキ液中に浸漬する
ことが好ましい。無電解メッキ液と接触させるときの温
度としては、１５〜１２０℃が好ましく、さらに好まし
くは２５〜８５℃である。接触させる時間は例えば１分
〜１６時間であり、１０〜６０分間程度であることが好
ましい。

【００６１】無電解メッキ液により形成される金属膜の
厚みは、用途によって異なるが、一般には０．０１〜１
００μｍ程度であり、さらには０．１〜２０μｍ程度で
ある。

【００６２】本発明によれば、基板上に良好な密着性を
有する金属パターンを容易に形成することができる。

【００６３】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で適宜変更して実施することが可能
なものである。

【００６４】＜調製例１＞（ポリシランの調製）攪拌機を備えた１０００ｍｌフラ
スコに、トルエン４００ｍｌ及びナトリウム１３．３ｇ
を充填した。紫外線を遮断したイエロールーム中でフラ
スコの内容物を１１１℃に昇温し、高速攪拌することに
よりナトリウムをトルエン中に微細に分散した。ここに
フェニルメチルジクロロシラン４２．１ｇ、テトラクロ
ロシラン４．１ｇを添加し、３時間攪拌することにより
重合を行った。その後、得られる反応混合物にエタノー
ルを添加することにより、過剰のナトリウムを失活させ
た。水洗後、分離した有機層をエタノール中に投入する
ことにより、ポリシランを沈澱させた。得られた粗製の
ポリシランをエタノールから３回再沈殿させることによ
り、重量平均分子量１１６００のネットワーク状ポリメ
チルフェニルシランを得た。

【００６５】＜実施例１＞調製例１で得られたネットワ
ーク状ポリシラン１００重量部、シリコーン化合物とし
てのＴＳＲ−１６５ (分子量９３０のメチルフェニルメ
トキシシリコーンレジン、メトキシ基含有量：１５重量
％、東芝シリコーン社製)５０重量部、光ラジカル発生
剤としてのＴＡＺ−１１０(２，４−ビス(トリクロロメ
チル)−６−(ｐ−メトキシフェニルビニル)−１，３，
５−トリアジン、みどり化学社製)１０重量部、及び酸
化剤としてのＢＴＴＢ(３，３′，４，４′−テトラ−
(ｔ−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、日
本油脂社製)１５重量部をトルエン１２１５重量部に溶
解して、感光性樹脂組成物を得た。この感光性樹脂組成
物を、ガラス基板の上にスピンコータを用いて厚さ２０
μｍとなるように塗布し、１２０℃で１０分間オーブン
で乾燥し、ガラス基板の上に感光層を形成した。

【００６６】次に、感光層の上にフォトマスクを配置
し、５００Ｗの水銀灯を用いて、波長３６５ｎｍの紫外
線を、５００ｍＪ／ｃｍ²の光量で照射し、感光層を所
定のパターンで露光し、金属回路パターンの潜像を形成
した。

【００６７】次に、感光層を基板とともに、塩化パラジ
ウムの５重量％エタノール溶液中に５分間浸漬した後、
取り出してエタノールで洗浄し、次に１００℃で１０分
間乾燥させた。これにより金属回路パターンの潜像部に
パラジウムを吸着させた。

【００６８】次に、塩化ニッケル２０ｇ、次亜リン酸ナ
トリウム１０ｇ、酢酸ナトリウム３０ｇ、水１０００ｇ
からなる無電解メッキ液に、２３℃で３０分間基板とと
もに感光層を浸漬した。これにより、金属回路パターン
の潜像部の上にニッケルからなる金属膜が堆積し、金属
回路パターンが形成された。金属膜の厚みは２μｍであ
った。

【００６９】金属回路パターンが形成された感光層を純
水で洗浄した後、１５０℃で３０分間乾燥した。形成さ
れた金属回路パターンの導電率を測定したところ、７×
１０ ³Ｓ／ｃｍであった。また、金属回路パターンの部
分の密着力を、ピール強度を測定することにより評価し
たところ、０．７ｋｇｆ／ｃｍ以上のピール強度であ
り、金属回路パターンが良好な密着性を有することが確
認された。

【００７０】＜比較例１＞調製例１で得られたネットワ
ーク状ポリシラン１５０重量部、光ラジカル発生剤とし
てのＴＡＺ−１１０１０重量部、及び酸化剤としての
ＢＴＴＢ１５重量部をトルエン１２１５重量部に溶解
して、シリコーン化合物を含まない感光性樹脂組成物を
得た。この感光性樹脂組成物を用いて、実施例１と同様
にしてガラス基板上に感光層を形成し、この感光層に金
属回路パターンを形成した。

【００７１】形成した金属回路パターンの導電率を測定
したところ、６×１０³Ｓ／ｃｍであった。また、金属
回路パターンの密着力をピール強度測定により評価した
ところ、０．１ｋｇｆ／ｃｍ以下であり、実施例１に比
べ密着性が劣っていることがわかった。

【００７２】＜実施例２＞実施例１と同様にして感光性
樹脂組成物を調製し、これを基板上に塗布して感光層を
形成した。この感光層を、実施例１と同様にして紫外線
で露光し、金属回路パターンの潜像を形成した。

【００７３】金属回路パターンの潜像を形成した感光層
を、基板とともに、塩化パラジウム／塩化錫の５重量％
エタノール溶液中に５分間浸漬し、浸漬後エタノールで
洗浄し、１００℃１０分間で乾燥させて、潜像部にパラ
ジウム錫が吸着された感光層を得た。

【００７４】次に、感光層を、基板とともに、硫酸銅１
０ｇ、３７％ホルマリン５ｇ、水酸化ナトリウム５ｇ、
水１０００ｇからなる無電解メッキ液に、２３℃で３０
分間浸漬することにより、感光層の潜像部の上に銅から
なる金属膜を堆積させ、金属回路パターンを形成した。
金属膜の厚みは２μｍであった。

【００７５】金属回路パターンを形成した感光層を純水
で洗浄した後、１５０℃で３０分間乾燥した。金属回路
パターンの導電率を測定したところ、７×１０⁵Ｓ／ｃ
ｍであった。また、金属回路パターンの密着力をピール
強度測定により評価したところ、ピール強度は０．９ｋ
ｇｆ／ｃｍ以上であり、密着性の良好な金属回路パター
ンが形成されていることが確認された。

【００７６】上記実施例では、金属パターンとして金属
回路パターンを例にして説明しているが、本発明は回路
用途の金属パターンの形成に限定されるものではなく、
回路以外の用途の金属パターンの形成にも適用されるも
のである。

【００７７】

【発明の効果】本発明の金属パターンの形成方法によれ
ば、安価で簡易な工程により、密着性の良好な金属パタ
ーンを形成することかできる。従って、各種の微小なマ
イクロ発熱体、バッテリー電極、太陽電池、センサー、
集積回路、微小なマイクロモーター用筐体等において金
属パターンを形成するのに本発明を用いることができ
る。従って、本発明は、電気、電子、通信分野等におけ
る広い用途での金属パターンの形成に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属パターンの形成方法の製造工程の
一例を示す模式的断面図。

【符号の説明】

１…基板２…感光層２ａ…感光層の潜像部３…マスク４…紫外線５…金属膜（金属回路パターン）

フロントページの続きＦターム(参考） 2H025 AA14 AB15 AB17 AC01 AD01 CA03 CA14 CA22 CB32 CB33 CC03 FA35 FA43 2H096 AA26 AA27 BA20 EA02 HA07 HA27 LA30 4K022 AA03 AA04 AA05 AA42 BA03 BA08 BA14 BA18 CA06 DA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に金属パターンを形成する方法で
あって、有機溶剤に可溶な重量平均分子量１００００以上のポリ
シラン、光ラジカル発生剤、酸化剤、アルコキシ基含有
シリコーン化合物、及び有機溶剤を含む感光性樹脂組成
物を、基板上に塗布して感光層を形成する工程と、前記感光層を選択的に露光して、金属パターンの潜像を
形成する工程と、前記潜像部に堆積させる金属より標準電極電位の小さい
金属の塩またはコロイドを含有する液を前記感光層に接
触させ、前記潜像部に前記標準電極電位の小さい金属ま
たは金属コロイドを吸着させる工程と、前記感光層に無電解メッキ液を接触させ、前記標準電極
電位の小さい金属または金属コロイドを吸着した前記潜
像部に金属膜を堆積させて金属パターンを形成する工程
とを備えることを特徴とする金属パターンの形成方法。
【請求項２】前記アルコキシ基含有シリコーン化合物
が、以下の一般式で示される構造を有するシリコーン化
合物であることを特徴とする請求項１に記載の金属パタ
ーンの形成方法。【化１】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、及びＲ⁶は、炭素数
１〜１０のハロゲンまたはグリシジル基で置換されてい
てもよい脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２のハロゲン
で置換されていてもよい芳香族炭化水素基、炭素数１〜
８のアルコキシ基からなる群から選択される基であり、
互いに同一でも異なっていてもよいが、一分子中には少
なくとも２つの上記アルコキシ基が含まれている。ｍ及
びｎは整数であり、ｍ＋ｎ≧１を満たすものである。）
【請求項３】前記無電解メッキ液が、銅、ニッケル、
パラジウム、金、白金、またはロジウムの金属イオンを
含み、該金属膜を形成するメッキ液であることを特徴と
する請求項１または２に記載の金属パターンの形成方
法。
【請求項４】前記標準電極電位の小さい金属が、金、
銀、白金、またはパラジウムであることを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項に記載の金属パターンの形成
方法。
【請求項５】前記標準電極電位の小さい金属がパラジ
ウムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の金属パターンの形成方法。