JP2007049081A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性の高い配線基板を簡単な製造プロセスで形成することにある。
【解決手段】 本発明にかかる配線基板１００の製造方法は、（ａ）基板１０の第１の領域２８および第２の領域２９に第１の界面活性剤を含む界面活性剤層１６を設ける工程と、（ｂ）前記第２の領域に設けられた前記界面活性剤層の一部を除去する工程と、（ｃ）第２の界面活性剤および触媒を含む溶液に前記基板を浸漬することによって、前記第１の領域に触媒層３２を設ける工程と、（ｄ）前記触媒層上に金属を析出させることによって金属層３６を設ける工程と、を含む。
【選択図】 図８

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関する。

フレキシブル基板に配線を形成する方法として、サブトラクティブ法やアディティブ法が知られている。サブトラクティブ法では、フレキシブル基板の全面に金属層を形成し、金属層上にフォトレジストをパターニングして形成し、フォトレジストをバリヤとして金属層をエッチングする。アディティブ法では、フレキシブル基板上にフォトレジストをパターニングして形成し、フォトレジストからの開口部にめっき処理によって金属層を析出させる。

これらの方法によれば、フォトレジストを最終的に除去する点、さらにサブトラクティブ法では金属層の一部を除去する点において、資源及び材料の消費が課題となっていた。また、フォトレジストの形成及び除去工程が必要となるので、製造工程数が多いことが課題となっていた。さらに、配線の寸法精度がフォトレジストの解像度に依存するため、より高精度の配線を形成するには限界があった。
特開平１０−６５３１５号公報

本発明の目的は、信頼性の高い配線基板を簡単な製造プロセスで形成することにある。

本発明にかかる配線基板の製造方法は、
（ａ）基板の第１の領域および第２の領域に第１の界面活性剤を含む界面活性剤層を設ける工程と、
（ｂ）前記第２の領域に設けられた前記界面活性剤層の一部を除去する工程と、
（ｃ）第２の界面活性剤および触媒を含む溶液に前記基板を浸漬することによって、前記第１の領域に触媒層を設ける工程と、
（ｄ）前記触媒層上に金属を析出させることによって金属層を設ける工程と、
を含む。

本発明にかかる配線基板の製造方法によれば、配線パターンが微細であっても高精度で信頼性の高い配線基板を提供することができる。

本発明にかかる配線基板の製造方法において、
前記第１の界面活性剤のイオン価の符号は、前記第２の界面活性剤のイオン価の符号と異なることができる。

本発明にかかる配線基板の製造方法において、
前記第１の界面活性剤は、カチオン系界面活性剤であり、
前記第２の界面活性剤は、アニオン系界面活性剤であり、
前記触媒は、パラジウムを含むことができる。

本発明にかかる配線基板の製造方法において、
前記工程（ｂ）では、
基板の前記第２の領域に真空紫外放射を照射することによって、前記第２の領域に設けられた前記界面活性剤層の一部を分解することができる。

本発明にかかる配線基板の製造方法において、
前記工程（ｂ）では、
基板の前記第２の領域の全面に真空紫外放射を照射することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

１．配線基板の製造方法
図１〜図８は、第１の実施の形態にかかる配線基板１００（図８参照）の製造方法を示す図である。本実施の形態では、無電解めっきを適用して配線基板を製造する。

（１）まず、基板１０を用意する。基板１０は、図１に示すように絶縁基板であってもよい。基板１０は、有機系基板（例えばプラスチック材、樹脂基板）であってもよいし、無機系基板（例えば石英ガラス、シリコンウエハ、酸化物層）であってもよい。プラスチック材としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。あるいは、基板１０は、光透過性基板（例えば透明基板）であってもよい。基板１０は、単層のみならず、ベース基板上に少なくとも１層の絶縁層が形成されている多層のものも含む。本実施の形態では、基板１０上に金属層を形成する。

次に、基板１０を洗浄する。基板１０の洗浄は、ドライ洗浄でもよいし、図１に示すようにウエット洗浄でもよい。ウエット洗浄は、例えば、基板１０をオゾン水１２（オゾン濃度１０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ）に室温状態で５分〜３０分程度浸漬することで行うことができる。またドライ洗浄は、真空紫外線ランプ（波長１７２ｎｍ、出力１０ｍＷ、試料間距離１ｍｍ）を用いて、窒素雰囲気下において、３０秒〜９００秒間、真空紫外線を照射して行うことができる。基板１０を洗浄することによって、基板１０の表面に付着している油脂などの汚れを除去することができる。また、基板１０の表面を撥水性から親水性に変化させることができる。また、基板１０の液中表面電位が負電位であれば、基板１０の洗浄により均一な負電位面を形成することができる。

（２）次に、図２に示すように、基板１０を界面活性剤溶液１４に浸漬する。界面活性剤溶液１４に含まれる界面活性剤としては、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれかを含む。基板１０の表面の液中表面電位が負電位の場合には、界面活性剤溶液１４に含まれる界面活性剤として、カチオン系界面活性剤を適用することが好ましい。カチオン系界面活性剤は、他の界面活性剤に比べて基板１０に吸着しやすいからである。一方、基板１０の表面の液中表面電位が正電位の場合には、界面活性剤溶液１４に含まれる界面活性剤として、アニオン系界面活性剤を適用することが好ましい。

界面活性剤溶液１４としては、例えば、アミノシラン系成分を含む水溶性界面活性剤（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤコンディショナー）の溶液や、アルキルアンモニウム系の溶液（例えば、セチルトリメチルアンンモニウムクロリド等）などを用いることができる。浸漬時間は、例えば、１分〜１０分程度とすることができる。

次に、界面活性剤溶液から基板１０を取り出し、超純水で洗浄する。その後、基板１０を、例えば、室温下で自然乾燥、または、圧縮空気を吹き付けて水滴を除去した後、９０℃〜１２０℃のオーブン内に１０分〜１時間程度放置して乾燥させる。以上の工程により、図３に示すように、第１の界面活性剤層１６を基板１０に設けることができる。このとき、界面活性剤溶液１４に含まれる界面活性剤としてカチオン系界面活性剤を適用した場合には、基板１０の液中表面電位は正電位側にシフトしている。

ここで、基板１０上の領域は、基板１０の上面における第１の領域２８および第２の領域２９（図５参照）と、基板１０の裏面と、基板１０の側面とによって構成される。第１の領域２８は、本実施の形態にかかる配線基板の製造方法によって設けられる配線（金属層）の形成領域である。また、第２の領域２９は、基板の上面における第１の領域２８以外の領域として定義される。

本実施の形態において第１の界面活性剤層１６は、図３に示すように、基板１０の上面の第１の領域２８および第２の領域２９と、裏面と、側面とに形成されているが、第１の領域２８および第２の領域２９のみに形成されていてもよい。

（３）次に、第２の領域２９に設けられた第１の界面活性剤層１６の一部を除去する。本実施の形態では、図４に示すように、第２の領域２９の第１の界面活性剤層１６の一部を光分解することにより、除去する。

ここで除去される「第２の領域２９に設けられた第１の界面活性剤層１６の一部」とは、図５に示すように、第２の領域２９に設けられた第１の界面活性剤層１６の上部であってもよい。また、第１の界面活性剤層１６は、第２の領域２９の全面において除去される部分と除去されない部分を有することが望ましい。言い換えれば、第２の領域２９の全面において１の界面活性剤層１６は、低分解の状態であることが望ましい。

第２の領域２９に照射する光２０としては、例えば真空紫外線（ＶＵＶ；vacuum ultraviolet）を用いることができる。光２０の波長を、例えば１７０ｎｍ〜２６０ｎｍとすることにより、原子間結合（例えば、Ｃ−Ｃ、Ｃ＝Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｆ、Ｃ−Ｃｌ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｎ、Ｃ＝Ｏ、Ｏ＝Ｏ、Ｏ−Ｈ、Ｈ−Ｆ、Ｈ−Ｃｌ、Ｎ−Ｈなど）を切断することができる。これにより、第２の領域２９の第１の界面活性剤層１６を光分解させることができる。光２０は、第２の領域２９の全面に照射される。これにより、第２の領域２９の第１の界面活性剤層１６を光分解することができる。

また、この波長帯域の光２０を用いることにより、イエロールームなどの設備が不要となり、例えば白色灯下で本実施形態に係る一連の工程を行うことができる。

光２０の照射は、具体的には、例えば、光源１８として真空紫外線ランプ（波長１７２ｎｍ、出力１０ｍＷ、試料間距離１ｍｍ）を用いて、窒素雰囲気下において、３０秒〜３分間行うことができる。光２０の照射時間および強度は、第２の領域２９に設けられた第１の界面活性剤層の全部が分解されないように適宜調整される。照射時間は、たとえば３０秒〜３分であることができる。光源１８は、例えばＸｅガスが封入されたエキシマランプであってもよい。なお、光２０の波長は、第１の界面活性剤層１６を光分解することができるものであれば、特に限定されない。

光２０は、マスク２２（例えばフォトマスク）を介して基板１０に照射される。詳しくは、光源１８と基板１０の間にマスク２２を配置し、光２０をマスク２２の遮光部２４（例えばクロムなどの金属パターン部）以外の領域に透過させる。遮光部２４は、第１の領域２８に形成される。マスク２２は、基板１０に接して配置されていてもよい。また、窒素雰囲気中で光照射処理を行えば、光２０が減衰しにくいので好ましい。

こうして、図５に示すように、第２の領域２９の第１の界面活性剤層１６の一部が除去されることにより、第１の界面活性剤層２６を形成することができる。

（４）次に、図６に示すように、触媒溶液３０に基板１０を浸漬する。触媒溶液３０は、無電解めっきの触媒として機能する触媒成分および界面活性剤を含む。触媒成分としては、たとえばパラジウムを用いることができる。触媒溶液３０に含まれる界面活性剤としては、そのイオン価が、上述した界面活性剤溶液１４に含まれる界面活性剤のイオン価と異なる符号を有することが好ましい。具体的には、第１の界面活性剤層１６に含まれる界面活性剤がカチオン系界面活性剤である場合には、触媒溶液３０に含まれる界面活性剤はアニオン系界面活性剤であることが好ましい。一方、第１の界面活性剤層１６に含まれる界面活性剤がアニオン系界面活性剤である場合には、触媒溶液３０に含まれる界面活性剤はカチオン系界面活性剤であることが好ましい。アニオン性界面活性剤としては、たとえばドデシル硫酸ナトリウム等のアルキルサルフェート系界面活性剤を用いることができる。

たとえば、以下の手順により触媒溶液３０を作製することができる。
（４ａ）純度９９．９９％のパラジウムペレットを塩酸と過酸化水素水と水との混合溶液に溶解させ、パラジウム濃度が０．１〜０．５ｇ／ｌの塩化パラジウム溶液とする。
（４ｂ）上述した塩化パラジウム溶液をさらに水で希釈することによりパラジウム濃度を０．０１〜０．０５ｇ／ｌとする。
（４ｃ）水酸化ナトリウム水溶液等を用いて、塩化パラジウム溶液のｐＨを４．５〜６．８に調整する。
（４ｄ）ドデシル硫酸ナトリウムを塩化パラジウム溶液に添加し、ドデシル硫酸ナトリウムの濃度を０．３〜１０ｍｍｏｌ／ｌとする。

このように作製された触媒溶液３０に基板１０を浸漬すると、図７に示すように、第２の界面活性剤層３４および触媒層３２が形成される。浸漬時間は、たとえば３０秒〜５分であってもよい。

触媒溶液３０に浸漬した後、基板１０を水洗してもよい。水洗は、純水によって行われることができる。この水洗によって、触媒の残渣が後述する無電解めっき液に混入するのを抑制することができる。

こうして、第１の領域２８にのみ触媒層３２が形成される。上述したようにアニオン系界面活性剤を触媒溶液３０に添加することによって、第１の界面活性剤層１６の一部が除去された第２の領域２９と、第１の界面活性剤層１６の全てが残っている第１の領域２８との間で選択的に触媒層３２を形成することができる。

この選択的に吸着されるメカニズムについて次のように想定している。アニオン系界面活性剤が領域２８の界面活性剤層と領域２９の界面活性剤層のそれぞれに吸着して液中表面電位を変化させる作用と、触媒の表面に吸着して液中表面電位を変化させる作用の相乗効果として選択性が発現すると考えている。触媒であるパラジウムのコロイド状態、アニオン系界面活性剤の種類による液中表面電位を変化させる量やそれ自体の添加濃度、基板上のカチオン性界面活性剤の非分解部と低分解部のそれぞれの液中表面電位が要因となっていると考えている。

このように、基板１０を触媒溶液３０に浸漬する工程であっても、触媒層３２を第１の領域２８にのみ形成することができ、プロセスを簡略化することができる。また、第２の領域２９に設けられた第１の界面活性剤層１６の一部を分解することにより、第１の界面活性剤層１６の過分解を防止することができる。即ち、第２の領域２９に設けられた第１の界面活性剤層１６の全部を分解してしまうと、第１の領域２８に設けられた第１の界面活性剤層１６まで分解してしまう場合がある。この分解によって、特に第１の領域２８が微細な形状を有する場合には、形成された配線基板の配線パターンが所望のパターンと異なってしまうことがある。

そこで、第２の領域２９に設けられた第１の界面活性剤層１６の一部のみを分解することにより、第１の領域２８に設けられた第１の界面活性剤層１６を分解することを防止することができ、所望の形状に触媒層３２を形成することができる。よって、形成された配線基板の配線パターンが微細なパターンであっても、配線基板の信頼性を向上させることができる。

（５）次に、図８に示すように、触媒層３２上に金属層３６を析出させる。具体的には、基板１０を無電解めっき液に浸漬させることによって、触媒層３２上に金属層３６を析出させることができる。金属層３６としてニッケル層を析出させる場合を説明すると、無電解めっき液としては、硫酸ニッケル６水和物が主体であり、次亜燐酸ナトリウムが還元剤として含まれたものを用いることができる。例えば、基板１０をこのような無電解めっき液（温度８０℃）に１分〜１０分程度浸漬することによって、０．１μｍ〜１．０μｍの厚みを有するニッケル層を形成することができる。あるいは、無電解めっき液として、塩化ニッケル６水和物が主体であり、次亜燐酸ナトリウムが還元剤として含まれたものを用いることもできる。例えば、基板１０をこのような無電解めっき液（温度７５℃）に０．５分〜１０分程度浸漬することによって、０．１μｍ〜１．０μｍの厚みを有するニッケル層を形成することができる。なお、金属層３６の材料は触媒によってめっき反応が起こる材料であれば特に限定されず、例えば白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などからも形成することができる。こうして、基板１０上に金属層３６を形成することができる。

金属層３６を析出させた後、超純水によるリンス洗浄を行い、自然乾燥および圧縮空気を吹きかけることによって水滴を除去する。

以上の工程により、図８に示すように、配線基板１００を形成することができる。本実施の形態では、上述したように触媒層３２は第１の領域２８のみに形成されているため、金属層３６を第１の領域２８にのみに形成することができる。

配線基板１００は、基板１０と、当該基板上の第１の領域２８および第２の領域２９に設けられたカチオン系界面活性剤を含む第１の界面活性剤層２６と、アニオン系界面活性剤を含む第２の界面活性剤層３４と、第１の領域２８に設けられ、パラジウムを有する触媒層３２と、第１の領域２８に設けられた金属層３６と、を含む。上述したように、第２の領域２９における第１の界面活性剤層２６の一部が除去されているため、第１の領域２８における第１の界面活性剤層２６の膜厚は、第２の領域２９における第１の界面活性剤層２６より大きい。

２．配線基板および電子デバイス
図９は、第１の実施の形態にかかる配線基板の製造方法によって製造される配線基板を適用した電子デバイスの一例を示す。電子デバイス１０００は、配線基板１００と、集積回路チップ９０と、他の基板９２とを含む。

配線基板１００に形成された配線パターンは、電子部品同士を電気的に接続するためのものであってもよい。配線基板１００は、上述した製造方法によって製造される。図９に示す例では、配線基板１００には、集積回路チップ９０が電気的に接続され、配線基板１００の一方の端部は、他の基板９２（例えば表示パネル）に電気的に接続されている。電子デバイス１０００は、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬ（Electro luminescence）ディスプレイ装置などの表示装置であってもよい。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

実施の形態にかかる配線基板の製造方法を示す図。 実施の形態にかかる配線基板の製造方法を示す図。 実施の形態にかかる配線基板の製造方法を示す図。 実施の形態にかかる配線基板の製造方法を示す図。 実施の形態にかかる配線基板の製造方法を示す図。 実施の形態にかかる配線基板の製造方法を示す図。 実施の形態にかかる配線基板の製造方法を示す図。 実施の形態にかかる配線基板の製造方法を示す図。 実施の形態にかかる配線基板を適用した電子デバイスの一例を示す図。

符号の説明

１０ 基板、１２ オゾン水、１４ 界面活性剤溶液、１６、２６ 第１の界面活性剤層、１８ 光源、２０ 光、２２ マスク、２４ 遮光部、２８ 第１の領域、２９ 第２の領域、３０ 触媒溶液、３２ 触媒層、３４ 第２の界面活性剤層、３６ 金属層、９０ 集積回路チップ、９２ 他の基板、１００ 配線基板、１０００ 電子デバイス

Claims (5)

1. （ａ）基板の第１の領域および第２の領域に第１の界面活性剤を含む界面活性剤層を設ける工程と、
   （ｂ）前記第２の領域に設けられた前記界面活性剤層の一部を除去する工程と、
   （ｃ）第２の界面活性剤および触媒を含む溶液に前記基板を浸漬することによって、前記第１の領域に触媒層を設ける工程と、
   （ｄ）前記触媒層上に金属を析出させることによって金属層を設ける工程と、
   を含む、配線基板の製造方法。
2. 請求項１において、
   前記第１の界面活性剤のイオン価の符号は、前記第２の界面活性剤のイオン価の符号と異なる、配線基板の製造方法。
3. 請求項２において、
   前記第１の界面活性剤は、カチオン系界面活性剤であり、
   前記第２の界面活性剤は、アニオン系界面活性剤であり、
   前記触媒は、パラジウムを含む、配線基板の製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記工程（ｂ）では、
   基板の前記第２の領域に真空紫外放射を照射することによって、前記第２の領域に設けられた前記界面活性剤層の一部を分解する、配線基板の製造方法。
5. 請求項４において、
   前記工程（ｂ）では、
   基板の前記第２の領域の全面に真空紫外放射を照射する、配線基板の製造方法。

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