JP3499106B2 - 配線の形成方法及び配線基板 - Google Patents
配線の形成方法及び配線基板Info
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- JP3499106B2 JP3499106B2 JP04794197A JP4794197A JP3499106B2 JP 3499106 B2 JP3499106 B2 JP 3499106B2 JP 04794197 A JP04794197 A JP 04794197A JP 4794197 A JP4794197 A JP 4794197A JP 3499106 B2 JP3499106 B2 JP 3499106B2
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- forming
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線の形成方法及
び配線に関する。更に詳しくは、本発明は、光触媒反応
を利用した、メッキ法による配線の形成方法に関する。
本発明の形成方法により得られた配線は、液晶ディスプ
レイ、プラズマディスプレイ等の電極に好適に使用でき
る。
び配線に関する。更に詳しくは、本発明は、光触媒反応
を利用した、メッキ法による配線の形成方法に関する。
本発明の形成方法により得られた配線は、液晶ディスプ
レイ、プラズマディスプレイ等の電極に好適に使用でき
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プ
ラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等に代表されるフラット
パネルディスプレイにおいては、ガラスパネル側にはマ
トリックス電極の対極が形成されている。この対極は、
ＮＥＳＡ膜（酸化アンチモンと酸化スズの混晶膜）、Ｉ
ＴＯ膜（酸化インジウムと酸化スズの混晶膜）等の透明
導電性酸化物膜が一般に使用されている。
ラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等に代表されるフラット
パネルディスプレイにおいては、ガラスパネル側にはマ
トリックス電極の対極が形成されている。この対極は、
ＮＥＳＡ膜（酸化アンチモンと酸化スズの混晶膜）、Ｉ
ＴＯ膜（酸化インジウムと酸化スズの混晶膜）等の透明
導電性酸化物膜が一般に使用されている。
【０００３】ここで、上記対極は、スパッタリング等の
真空成膜法により基板上の全面に透明導電性酸化物膜を
成膜し、その後エッチングレジストとエッチャントを用
いたサブトラクティブ技術によりパターニングして形成
されている。しかしながら、従来の透明導電性酸化物膜
に使用される材料は、エッチングによる加工が困難であ
り、かつ材料自体が高価であるという問題があった。
真空成膜法により基板上の全面に透明導電性酸化物膜を
成膜し、その後エッチングレジストとエッチャントを用
いたサブトラクティブ技術によりパターニングして形成
されている。しかしながら、従来の透明導電性酸化物膜
に使用される材料は、エッチングによる加工が困難であ
り、かつ材料自体が高価であるという問題があった。
【０００４】このような現状の下で、近年酸化亜鉛をベ
ース材料としてアルミニウム等をドープすることにより
電気抵抗率を調整した透明導電性酸化物膜が盛んに検討
されている。酸化亜鉛を含む透明導電性酸化物膜の基板
全面への成膜方法としては、例えば特開平２−３０４８
１１号公報、特開平４−９４１７４号公報では、スパッ
タリング等の真空成膜法等が報告されている。また別の
方法として、酸化亜鉛の電解析出（所謂、電気メッキ）
方式、化学析出（所謂、無電解メッキ）方式等の低コス
トな湿式成膜方法が大阪市立工業研究所から報告されて
いる。
ース材料としてアルミニウム等をドープすることにより
電気抵抗率を調整した透明導電性酸化物膜が盛んに検討
されている。酸化亜鉛を含む透明導電性酸化物膜の基板
全面への成膜方法としては、例えば特開平２−３０４８
１１号公報、特開平４−９４１７４号公報では、スパッ
タリング等の真空成膜法等が報告されている。また別の
方法として、酸化亜鉛の電解析出（所謂、電気メッキ）
方式、化学析出（所謂、無電解メッキ）方式等の低コス
トな湿式成膜方法が大阪市立工業研究所から報告されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記成
膜方法では、透明導電性酸化物膜が基板全面に形成され
るため、所望のパターンの配線を形成するには、上記サ
ブトラクティブ技術を用いる必要がある。サブトラクテ
ィブ技術を使用して所望のパターンの配線を形成するに
は、レジストを使用して所望部分以外の透明導電性酸化
物膜をエッチングにより除去すること、即ちパターニン
グする必要がある。つまり、従来の形成方法では、レジ
ストによるパターニングに係わる工程の増加が避けられ
ない。更に、レジストは、最終的には不要物として剥離
除去されるので、レジストそのものが産業廃棄物となっ
てしまうという問題があった。
膜方法では、透明導電性酸化物膜が基板全面に形成され
るため、所望のパターンの配線を形成するには、上記サ
ブトラクティブ技術を用いる必要がある。サブトラクテ
ィブ技術を使用して所望のパターンの配線を形成するに
は、レジストを使用して所望部分以外の透明導電性酸化
物膜をエッチングにより除去すること、即ちパターニン
グする必要がある。つまり、従来の形成方法では、レジ
ストによるパターニングに係わる工程の増加が避けられ
ない。更に、レジストは、最終的には不要物として剥離
除去されるので、レジストそのものが産業廃棄物となっ
てしまうという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者等は、酸
化亜鉛が有する光触媒能力を効果的に利用すれば、レジ
ストを使用することなく、所望のパターンの配線を形成
することができることを見いだし本発明に至った。かく
して本発明によれば、硝酸亜鉛と還元剤を含む水溶液中
に基板を浸漬し、酸化亜鉛の光学的バンドギャップ以上
のエネルギーの光を基板に選択的に照射することによ
り、基板上に酸化亜鉛を含む配線を形成することを特徴
とする配線の形成方法が提供される。
化亜鉛が有する光触媒能力を効果的に利用すれば、レジ
ストを使用することなく、所望のパターンの配線を形成
することができることを見いだし本発明に至った。かく
して本発明によれば、硝酸亜鉛と還元剤を含む水溶液中
に基板を浸漬し、酸化亜鉛の光学的バンドギャップ以上
のエネルギーの光を基板に選択的に照射することによ
り、基板上に酸化亜鉛を含む配線を形成することを特徴
とする配線の形成方法が提供される。
【０００７】更に、本発明によれば、上記配線の形成方
法により配線が形成されてなる基板が提供される。
法により配線が形成されてなる基板が提供される。
【０００８】
【発明の実施の態様】本発明に使用できる基板として
は、特に限定されず、ガラス基板、石英基板、シリコン
基板等が挙げられる。この内、形成される配線が透明で
あるという性質を考慮すると、ガラス基板、石英基板等
の透明基板が好ましい。次に、基板上に酸化亜鉛を含む
配線が形成される。即ち、硝酸亜鉛と還元剤を含む水溶
液中に基板を浸漬し、酸化亜鉛の光学的バンドギャップ
以上のエネルギーの光を基板に選択的に照射することに
より、基板上に酸化亜鉛を含む配線を形成することがで
きる。
は、特に限定されず、ガラス基板、石英基板、シリコン
基板等が挙げられる。この内、形成される配線が透明で
あるという性質を考慮すると、ガラス基板、石英基板等
の透明基板が好ましい。次に、基板上に酸化亜鉛を含む
配線が形成される。即ち、硝酸亜鉛と還元剤を含む水溶
液中に基板を浸漬し、酸化亜鉛の光学的バンドギャップ
以上のエネルギーの光を基板に選択的に照射することに
より、基板上に酸化亜鉛を含む配線を形成することがで
きる。
【０００９】ここで配線の形成に使用する水溶液は、硝
酸亜鉛及び還元剤を各々０．５モル／リットル以下の量
で使用することが好ましく、特に０．０１〜０．１モル
／リットルの範囲の量で使用することが好ましい。ここ
で硝酸亜鉛を０．５モル／リットルより多い量で使用す
ると、水酸化亜鉛が生成されてしまい、効率よく酸化亜
鉛を形成できないので好ましくない。還元剤を０．５モ
ル／リットルより多い量で使用すると、化学析出用水溶
液自体が異常反応し、化学析出用水溶液として使用する
ことができないので好ましくない。なお、還元剤として
は、ジメチルアミンボラン、次亜リン酸塩等が挙げられ
る。
酸亜鉛及び還元剤を各々０．５モル／リットル以下の量
で使用することが好ましく、特に０．０１〜０．１モル
／リットルの範囲の量で使用することが好ましい。ここ
で硝酸亜鉛を０．５モル／リットルより多い量で使用す
ると、水酸化亜鉛が生成されてしまい、効率よく酸化亜
鉛を形成できないので好ましくない。還元剤を０．５モ
ル／リットルより多い量で使用すると、化学析出用水溶
液自体が異常反応し、化学析出用水溶液として使用する
ことができないので好ましくない。なお、還元剤として
は、ジメチルアミンボラン、次亜リン酸塩等が挙げられ
る。
【００１０】この水溶液には、アンモニア、硝酸等の無
機酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等の有機酸等のｐＨ
調節剤、シアニン系色素、キサンテン系色素、塩化ルテ
ニウム等の透明導電性酸化物薄膜の光学的バンドギャッ
プを調節する（光増感する）ための水溶性色素や水溶性
金属塩を添加してもよい。また、形成条件は、ｐＨが５
〜７、温度が４０〜７０℃であることが好ましい。ｐＨ
が７より高い又は５より低いと、酸化亜鉛は、両性化合
物であるため、配線自体が溶解してしまうので好ましく
ない。一方、形成温度が４０℃より低い場合、水溶液中
の還元剤の活性を別の手段で上げる必要があり、一方７
０℃より高い場合、還元剤が分解するので好ましくな
い。次に、照射される光は、紫外線、可視光（透明導電
性酸化物薄膜の光学的バンドギャップを調節した場合）
のいずれでもよく、光のエネルギーが酸化亜鉛の光学的
バンドギャップ３．３ｅＶ＝５．３×１０-19 Ｊ以上で
あることが好ましい。
機酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等の有機酸等のｐＨ
調節剤、シアニン系色素、キサンテン系色素、塩化ルテ
ニウム等の透明導電性酸化物薄膜の光学的バンドギャッ
プを調節する（光増感する）ための水溶性色素や水溶性
金属塩を添加してもよい。また、形成条件は、ｐＨが５
〜７、温度が４０〜７０℃であることが好ましい。ｐＨ
が７より高い又は５より低いと、酸化亜鉛は、両性化合
物であるため、配線自体が溶解してしまうので好ましく
ない。一方、形成温度が４０℃より低い場合、水溶液中
の還元剤の活性を別の手段で上げる必要があり、一方７
０℃より高い場合、還元剤が分解するので好ましくな
い。次に、照射される光は、紫外線、可視光（透明導電
性酸化物薄膜の光学的バンドギャップを調節した場合）
のいずれでもよく、光のエネルギーが酸化亜鉛の光学的
バンドギャップ３．３ｅＶ＝５．３×１０-19 Ｊ以上で
あることが好ましい。
【００１１】基板に光を選択的に照射する方法として
は、（１）配線の形成を所望する部分のみ光を通過させ
るようなパターンが形成されたマスク（例えば、ガラス
マスク）を使用し、このマスクを介して基板全体に光を
照射することにより、配線の形成を所望する部分のみに
光を照射する方法、（２）配線の形成を所望する部分の
みに、レーザー光を走査する方法等が挙げられる。
は、（１）配線の形成を所望する部分のみ光を通過させ
るようなパターンが形成されたマスク（例えば、ガラス
マスク）を使用し、このマスクを介して基板全体に光を
照射することにより、配線の形成を所望する部分のみに
光を照射する方法、（２）配線の形成を所望する部分の
みに、レーザー光を走査する方法等が挙げられる。
【００１２】なお、配線の形成に先立って、基板表面の
清浄化、基板表面の梨子地化、触媒核の形成、化学析出
（無電解メッキ）による透明導電性酸化物薄膜の形成等
の前処理を行ってもよい。基板表面の清浄化は、主に脱
脂が目的であり、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）、アセトン等の有機溶剤中に基板を浸漬することに
より行うことができる。なお、有機溶媒中への浸漬時に
超音波を基板に付与すれば、より清浄効果を向上させる
ことができる。更に、有機溶媒での清浄化の前に、予め
公知の洗剤により基板の表面を洗浄処理しておいてもよ
い。
清浄化、基板表面の梨子地化、触媒核の形成、化学析出
（無電解メッキ）による透明導電性酸化物薄膜の形成等
の前処理を行ってもよい。基板表面の清浄化は、主に脱
脂が目的であり、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）、アセトン等の有機溶剤中に基板を浸漬することに
より行うことができる。なお、有機溶媒中への浸漬時に
超音波を基板に付与すれば、より清浄効果を向上させる
ことができる。更に、有機溶媒での清浄化の前に、予め
公知の洗剤により基板の表面を洗浄処理しておいてもよ
い。
【００１３】基板表面の梨子地化は、硫酸、フッ酸等の
強酸性溶液や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の強
アルカリ性溶液等で処理することにより行うことができ
る。梨子地化の程度は、Ｒａ＝１０〜５０ｎｍ程度であ
ることが好ましい。基板表面を梨子地化することによ
り、以降の触媒核の吸着率、透明導電性酸化物薄膜及び
配線と基板との密着性を向上させることができる。
強酸性溶液や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の強
アルカリ性溶液等で処理することにより行うことができ
る。梨子地化の程度は、Ｒａ＝１０〜５０ｎｍ程度であ
ることが好ましい。基板表面を梨子地化することによ
り、以降の触媒核の吸着率、透明導電性酸化物薄膜及び
配線と基板との密着性を向上させることができる。
【００１４】次に、基板上に触媒核を形成してもよい。
この触媒核の形成により、後の透明導電性酸化物薄膜や
酸化亜鉛からなる配線を効率よく形成することができ
る。触媒核としては、例えば、Ｐｄや、Ｐｔ、Ａｕ等の
貴金属、Ｐｄ−Ｓｎ等のコロイドが挙げられる。触媒核
の形成方法は、例えば、前記触媒核を構成する金属の水
溶液中に浸漬することにより、簡便に形成することがで
きる。より具体的には、Ｐｄ−Ｓｎコロイドからなる触
媒核を形成する場合、水１リットルあたり１０〜３０ｇ
の塩化スズと０．１〜１ｇの塩化パラジウムを含む水溶
液中に基板を浸漬することにより、基板上にＰｄ−Ｓｎ
コロイドからなる触媒核を吸着担持させることができ
る。なお、この水溶液には、塩酸等の無機酸を添加して
おいてもよい。
この触媒核の形成により、後の透明導電性酸化物薄膜や
酸化亜鉛からなる配線を効率よく形成することができ
る。触媒核としては、例えば、Ｐｄや、Ｐｔ、Ａｕ等の
貴金属、Ｐｄ−Ｓｎ等のコロイドが挙げられる。触媒核
の形成方法は、例えば、前記触媒核を構成する金属の水
溶液中に浸漬することにより、簡便に形成することがで
きる。より具体的には、Ｐｄ−Ｓｎコロイドからなる触
媒核を形成する場合、水１リットルあたり１０〜３０ｇ
の塩化スズと０．１〜１ｇの塩化パラジウムを含む水溶
液中に基板を浸漬することにより、基板上にＰｄ−Ｓｎ
コロイドからなる触媒核を吸着担持させることができ
る。なお、この水溶液には、塩酸等の無機酸を添加して
おいてもよい。
【００１５】更に、基板上に化学析出（無電解メッキ）
又はスパッタリング等の真空成膜法により透明導電性酸
化物薄膜を形成してもよい。この透明導電性酸化物薄膜
は、後の酸化亜鉛を含む配線を効率よく形成するための
所謂触媒として機能する。なお、透明導電性酸化物薄膜
は、触媒核を形成した後に形成してもよく、触媒核を形
成していない基板上に形成してもよい。ここで、透明導
電性酸化物薄膜には、酸化亜鉛、酸化チタン等が使用で
きるが、後の配線の形成を考慮すると酸化亜鉛を使用す
ることが好ましい。なお、透明導電性酸化物薄膜の厚さ
は、１０〜１００ｎｍが好ましい。
又はスパッタリング等の真空成膜法により透明導電性酸
化物薄膜を形成してもよい。この透明導電性酸化物薄膜
は、後の酸化亜鉛を含む配線を効率よく形成するための
所謂触媒として機能する。なお、透明導電性酸化物薄膜
は、触媒核を形成した後に形成してもよく、触媒核を形
成していない基板上に形成してもよい。ここで、透明導
電性酸化物薄膜には、酸化亜鉛、酸化チタン等が使用で
きるが、後の配線の形成を考慮すると酸化亜鉛を使用す
ることが好ましい。なお、透明導電性酸化物薄膜の厚さ
は、１０〜１００ｎｍが好ましい。
【００１６】透明導電性酸化物薄膜の形成に使用される
化学析出用水溶液は、上記配線形成用の水溶液と同じも
のを使用することができる。また、透明導電性酸化物薄
膜の形成と配線の形成とを同じ組成の水溶液を使用して
もよく、異なる組成の水溶液を使用してもよい。同じ組
成の水溶液を使用する場合は、透明導電性酸化物薄膜の
形成と配線の形成を水溶液から基板を取り出すことなく
連続で行ってもよく、一旦基板を取り出し、乾燥させた
後、改めて水溶液中に基板を浸漬してもよい。
化学析出用水溶液は、上記配線形成用の水溶液と同じも
のを使用することができる。また、透明導電性酸化物薄
膜の形成と配線の形成とを同じ組成の水溶液を使用して
もよく、異なる組成の水溶液を使用してもよい。同じ組
成の水溶液を使用する場合は、透明導電性酸化物薄膜の
形成と配線の形成を水溶液から基板を取り出すことなく
連続で行ってもよく、一旦基板を取り出し、乾燥させた
後、改めて水溶液中に基板を浸漬してもよい。
【００１７】また、透明導電性酸化物薄膜の形成条件
は、ｐＨが５〜７、温度が４０〜７０℃であることが好
ましい。ｐＨが７より高い又は５より低いと、酸化亜鉛
からなる透明導電性酸化物薄膜は、両性化合物であるた
め、薄膜自体が溶解してしまうので好ましくない。一
方、形成温度が４０℃より低い場合、水溶液中の還元剤
の活性を上げる必要があり、一方７０℃より高い場合、
還元剤が分解するので好ましくない、なお、酸化亜鉛か
らなる透明導電性酸化物薄膜は、それ自身は自己触媒能
力を有していないため、基板の水溶液への浸漬のみで得
られる膜厚は数ｎｍ程度と薄い。より厚い透明導電性酸
化物薄膜を所望する場合は、酸化亜鉛の光学的バンドギ
ャップ以上のエネルギーを有する光を照射しつつ透明導
電性酸化物薄膜を形成すればよい。ここで照射される光
は、配線の形成時に照射される光と同様の光を使用する
ことができる。
は、ｐＨが５〜７、温度が４０〜７０℃であることが好
ましい。ｐＨが７より高い又は５より低いと、酸化亜鉛
からなる透明導電性酸化物薄膜は、両性化合物であるた
め、薄膜自体が溶解してしまうので好ましくない。一
方、形成温度が４０℃より低い場合、水溶液中の還元剤
の活性を上げる必要があり、一方７０℃より高い場合、
還元剤が分解するので好ましくない、なお、酸化亜鉛か
らなる透明導電性酸化物薄膜は、それ自身は自己触媒能
力を有していないため、基板の水溶液への浸漬のみで得
られる膜厚は数ｎｍ程度と薄い。より厚い透明導電性酸
化物薄膜を所望する場合は、酸化亜鉛の光学的バンドギ
ャップ以上のエネルギーを有する光を照射しつつ透明導
電性酸化物薄膜を形成すればよい。ここで照射される光
は、配線の形成時に照射される光と同様の光を使用する
ことができる。
【００１８】この後、基板上の透明導電性酸化物薄膜に
選択的に光を照射し配線を形成している場合は、基板を
ソフトエッチング工程に付すことにより、上部に配線が
形成されておらず露出している透明導電性酸化物薄膜を
除去して基板を露出させて、独立した配線を形成するこ
とができる。ソフトエッチングに使用できるエッチャン
トとしては、塩酸等の無機酸の水溶液が挙げられ、市販
の塩酸数十ｍｌ／リットル程度の濃度で使用することが
できる。なお、ソフトエッチングは室温で行うことが好
ましい。
選択的に光を照射し配線を形成している場合は、基板を
ソフトエッチング工程に付すことにより、上部に配線が
形成されておらず露出している透明導電性酸化物薄膜を
除去して基板を露出させて、独立した配線を形成するこ
とができる。ソフトエッチングに使用できるエッチャン
トとしては、塩酸等の無機酸の水溶液が挙げられ、市販
の塩酸数十ｍｌ／リットル程度の濃度で使用することが
できる。なお、ソフトエッチングは室温で行うことが好
ましい。
【００１９】なお、透明導電性酸化物薄膜の除去前又は
除去後に、１００℃以上（より好ましくは、１００〜２
００℃）で熱処理に付すことが好ましい。この熱処理に
より配線と基板との密着性をより向上させることができ
る。ここで、本発明の配線の形成方法を図１及び２を参
照しつつ説明する。酸化亜鉛は、それ自身では化学析出
（無電解メッキ）に対して自己触媒能力をもたないた
め、自己成長及び堆積することはできない。しかしなが
ら、酸化亜鉛は光触媒能力を有するため、図２に記載し
たように、その光学的バンドギャップ以上のエネルギー
を持つ光を照射することにより、酸化亜鉛から光励起電
子が発生する。この光励起電子を利用することにより酸
化亜鉛に疑似的な自己触媒能力を付与することが可能と
なる。図中、ｅ- は光励起電子、ｈ+ は光励起正孔を示
している。また、図２は、光励起電子は、硝酸イオン及
び水分子を還元して亜硝酸イオン及び水酸化物イオンに
変換し、光励起正孔は、還元剤を酸化して酸化体に変換
することを表している。
除去後に、１００℃以上（より好ましくは、１００〜２
００℃）で熱処理に付すことが好ましい。この熱処理に
より配線と基板との密着性をより向上させることができ
る。ここで、本発明の配線の形成方法を図１及び２を参
照しつつ説明する。酸化亜鉛は、それ自身では化学析出
（無電解メッキ）に対して自己触媒能力をもたないた
め、自己成長及び堆積することはできない。しかしなが
ら、酸化亜鉛は光触媒能力を有するため、図２に記載し
たように、その光学的バンドギャップ以上のエネルギー
を持つ光を照射することにより、酸化亜鉛から光励起電
子が発生する。この光励起電子を利用することにより酸
化亜鉛に疑似的な自己触媒能力を付与することが可能と
なる。図中、ｅ- は光励起電子、ｈ+ は光励起正孔を示
している。また、図２は、光励起電子は、硝酸イオン及
び水分子を還元して亜硝酸イオン及び水酸化物イオンに
変換し、光励起正孔は、還元剤を酸化して酸化体に変換
することを表している。
【００２０】このように光触媒能力を有する酸化亜鉛を
使用すれば、例えば、図１に示すように、基板１上に酸
化亜鉛が有する光学的バンドギャップ以上のエネルギー
を持つ光を選択的に照射しつつ、酸化亜鉛を析出させる
ことにより、光励起電子を選択的に光照射領域に発生さ
せることができる（図中、Ａは未照射部、Ｂは光を示
す）。選択的に発生した光励起電子は、酸化亜鉛を更に
光照射部のみに選択的に析出させて配線５を形成するこ
ととなる。従って、従来のサブトラクティブ技術を使用
することなく配線を形成することができる。
使用すれば、例えば、図１に示すように、基板１上に酸
化亜鉛が有する光学的バンドギャップ以上のエネルギー
を持つ光を選択的に照射しつつ、酸化亜鉛を析出させる
ことにより、光励起電子を選択的に光照射領域に発生さ
せることができる（図中、Ａは未照射部、Ｂは光を示
す）。選択的に発生した光励起電子は、酸化亜鉛を更に
光照射部のみに選択的に析出させて配線５を形成するこ
ととなる。従って、従来のサブトラクティブ技術を使用
することなく配線を形成することができる。
【００２１】本発明の形成方法により得られた配線は、
どのような分野の配線にも使用できる。しかしながら、
透明であるという性質を生かして、ＬＣＤ、ＰＤＰ等の
透明基板側の電極として使用することが好ましい。
どのような分野の配線にも使用できる。しかしながら、
透明であるという性質を生かして、ＬＣＤ、ＰＤＰ等の
透明基板側の電極として使用することが好ましい。
【００２２】
【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。
明する。
【００２３】実施例１
図３は、実施例１の配線の形成方法の概略工程断面図で
ある。図中、１は基板（絶縁性ガラス基板）、２はＳｎ
−Ｐｄからなる触媒核、３は透明導電性酸化物薄膜、４
はフォトマスク（ガラスマスク）、５は配線、６は硝酸
亜鉛と還元剤を含む配線形成用の水溶液、Ｂは光であ
る。以下、配線の形成方法を説明する。
ある。図中、１は基板（絶縁性ガラス基板）、２はＳｎ
−Ｐｄからなる触媒核、３は透明導電性酸化物薄膜、４
はフォトマスク（ガラスマスク）、５は配線、６は硝酸
亜鉛と還元剤を含む配線形成用の水溶液、Ｂは光であ
る。以下、配線の形成方法を説明する。
【００２４】工程１
基板１の表面の清浄化（主として脱脂）を目的として、
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセトン等の有機
溶剤中で基板１を洗浄した。
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセトン等の有機
溶剤中で基板１を洗浄した。
【００２５】工程２（図３（ａ）参照）
次に、硫酸、フッ酸等の強酸性溶液又は水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等の強アルカリ性溶液により、上記
基板１の表面を梨子地化（Ｒａ＝１０〜５０ｎｍ程度）
した。この梨子地化により、基板１の比表面積が増大す
るので、触媒核の吸着量を増加させることができると共
に、いわゆるアンカー（投錨）効果により基板と透明導
電性酸化物薄膜の密着性を向上させることができる。
ム、水酸化カリウム等の強アルカリ性溶液により、上記
基板１の表面を梨子地化（Ｒａ＝１０〜５０ｎｍ程度）
した。この梨子地化により、基板１の比表面積が増大す
るので、触媒核の吸着量を増加させることができると共
に、いわゆるアンカー（投錨）効果により基板と透明導
電性酸化物薄膜の密着性を向上させることができる。
【００２６】次いで、４０℃程度で、塩化スズ水溶液
（純水１リットルに対して、市販塩酸数十ｍｌ、塩化ス
ズ数十ｇ）と塩化パラジウム水溶液（純水１リットルに
対して、市販塩酸数ｍｌ、塩化スズ数百ｍｇ）へ順次基
板１を浸漬することにより、基板１上にＳｎ−Ｐｄから
なる触媒核２を形成した。
（純水１リットルに対して、市販塩酸数十ｍｌ、塩化ス
ズ数十ｇ）と塩化パラジウム水溶液（純水１リットルに
対して、市販塩酸数ｍｌ、塩化スズ数百ｍｇ）へ順次基
板１を浸漬することにより、基板１上にＳｎ−Ｐｄから
なる触媒核２を形成した。
【００２７】工程３（図３（ｂ）参照）
次に、以下の方法により上記触媒核２を基に化学析出
（無電解メッキ）により透明導電性酸化物薄膜３を形成
した。すなわち、無電解メッキ液として、電気導電率が
１０μＳ／ｃｍ以下の純水に硝酸亜鉛（０．５モル／リ
ットル以下）と還元剤（ジメチルアミンボラン１モル／
リットル以下）を含むｐＨ＝６の水溶液６を使用した。
この水溶液６を４０〜７０℃に加熱し、基板１を浸漬す
ることにより数十ｎｍの膜厚の透明導電性酸化物薄膜３
を形成した。
（無電解メッキ）により透明導電性酸化物薄膜３を形成
した。すなわち、無電解メッキ液として、電気導電率が
１０μＳ／ｃｍ以下の純水に硝酸亜鉛（０．５モル／リ
ットル以下）と還元剤（ジメチルアミンボラン１モル／
リットル以下）を含むｐＨ＝６の水溶液６を使用した。
この水溶液６を４０〜７０℃に加熱し、基板１を浸漬す
ることにより数十ｎｍの膜厚の透明導電性酸化物薄膜３
を形成した。
【００２８】工程４（図３（ｃ）参照）
基板１上に配線の形成を所望する部分を開口したフォト
マスク４を載置した。次いで、基板１とフォトマスク４
を、上記工程３と同じ水溶液６に浸漬し、酸化亜鉛の光
学的バンドギャップ以上のエネルギー（３．３ｅＶ＝
５．３×１０-19Ｊ）を有する光（紫外線）Ｂを照射し
た。この照射により、光Ｂが照射された基板１上にのみ
配線５が厚く成長した（膜厚約５μｍ）。
マスク４を載置した。次いで、基板１とフォトマスク４
を、上記工程３と同じ水溶液６に浸漬し、酸化亜鉛の光
学的バンドギャップ以上のエネルギー（３．３ｅＶ＝
５．３×１０-19Ｊ）を有する光（紫外線）Ｂを照射し
た。この照射により、光Ｂが照射された基板１上にのみ
配線５が厚く成長した（膜厚約５μｍ）。
【００２９】この配線５の成長のメカニズムは、以下の
式（ｉ）〜（iv）に基づいていると考えられる。まず、
下記（ｉ）式のように、硝酸亜鉛の溶解により、亜鉛イ
オンと硝酸イオンが生成される。次に、紫外線の照射に
より透明導電性酸化物薄膜中に光励起電子が生成される
と共に光励起正孔も生成される。光励起正孔は水溶液６
中の還元剤により消費される。一方、光励起電子は下記
（ii）式の化学反応に関与して亜硝酸イオンと水酸化物
イオンを生成させる。ここで生じた水酸化物イオンは、
亜鉛イオンと結合して水酸化亜鉛となる（下記（iii)式
参照）。この後、水酸化亜鉛は脱水され、酸化亜鉛が析
出するものと考えられる。従って、この反応において、
光励起電子は、酸化亜鉛を析出させるための疑似的な自
己触媒として作用すると考えられる。 （ｉ）Ｚｎ（ＮＯ3 ）2 →Ｚｎ2+＋２ＮＯ3 - （ii）ＮＯ3 - ＋Ｈ2 Ｏ＋２ｅ→ＮＯ2 - ＋２ＯＨ- （iii)Ｚｎ2+＋２ＯＨ- →Ｚｎ（ＯＨ）2 （iv）Ｚｎ（ＯＨ）2 →ＺｎＯ＋Ｈ2 Ｏ
式（ｉ）〜（iv）に基づいていると考えられる。まず、
下記（ｉ）式のように、硝酸亜鉛の溶解により、亜鉛イ
オンと硝酸イオンが生成される。次に、紫外線の照射に
より透明導電性酸化物薄膜中に光励起電子が生成される
と共に光励起正孔も生成される。光励起正孔は水溶液６
中の還元剤により消費される。一方、光励起電子は下記
（ii）式の化学反応に関与して亜硝酸イオンと水酸化物
イオンを生成させる。ここで生じた水酸化物イオンは、
亜鉛イオンと結合して水酸化亜鉛となる（下記（iii)式
参照）。この後、水酸化亜鉛は脱水され、酸化亜鉛が析
出するものと考えられる。従って、この反応において、
光励起電子は、酸化亜鉛を析出させるための疑似的な自
己触媒として作用すると考えられる。 （ｉ）Ｚｎ（ＮＯ3 ）2 →Ｚｎ2+＋２ＮＯ3 - （ii）ＮＯ3 - ＋Ｈ2 Ｏ＋２ｅ→ＮＯ2 - ＋２ＯＨ- （iii)Ｚｎ2+＋２ＯＨ- →Ｚｎ（ＯＨ）2 （iv）Ｚｎ（ＯＨ）2 →ＺｎＯ＋Ｈ2 Ｏ
【００３０】工程５（図３（ｄ）参照）
工程４で得られた基板１を希塩酸に数十秒間浸漬し、配
線が形成されていない部分の透明導電性酸化物薄膜３を
除去することにより、エッチングレジストやメッキレジ
ストを使用することなく、酸化亜鉛からなる配線５を形
成することができた。
線が形成されていない部分の透明導電性酸化物薄膜３を
除去することにより、エッチングレジストやメッキレジ
ストを使用することなく、酸化亜鉛からなる配線５を形
成することができた。
【００３１】実施例２
図４は、実施例２の配線の形成方法の概略工程断面図で
ある。図中、１は基板（絶縁性ガラス基板）、２はＳｎ
−Ｐｄからなる触媒核、７は透明導電性酸化物薄膜、８
は配線、９は硝酸亜鉛と還元剤を含む配線形成用水溶
液、Ｂは光である。以下、配線の形成方法を説明する。
ある。図中、１は基板（絶縁性ガラス基板）、２はＳｎ
−Ｐｄからなる触媒核、７は透明導電性酸化物薄膜、８
は配線、９は硝酸亜鉛と還元剤を含む配線形成用水溶
液、Ｂは光である。以下、配線の形成方法を説明する。
【００３２】工程１及び工程２は、実施例１と同様に操
作した（図４（ａ）参照）。 工程３（図４（ｂ）参照） 透明導電性酸化物薄膜７を形成する水溶液として、電気
導電率が１０μＳ／ｃｍ以下の純水に硝酸亜鉛（０．５
モル／リットル以下）、還元剤（ジメチルアミンボラン
１モル／リットル以下）、酸化亜鉛の光学的バンドギャ
ップを調整する（光増感する）ための水溶性の色素（シ
アニン系色素やキサンテン色素）及び水溶性の金属塩
（塩化ルテニウム）を含むｐＨ＝６の水溶液９を使用す
ること以外は、実施例１と同様にして透明導電性酸化物
薄膜７を形成した。
作した（図４（ａ）参照）。 工程３（図４（ｂ）参照） 透明導電性酸化物薄膜７を形成する水溶液として、電気
導電率が１０μＳ／ｃｍ以下の純水に硝酸亜鉛（０．５
モル／リットル以下）、還元剤（ジメチルアミンボラン
１モル／リットル以下）、酸化亜鉛の光学的バンドギャ
ップを調整する（光増感する）ための水溶性の色素（シ
アニン系色素やキサンテン色素）及び水溶性の金属塩
（塩化ルテニウム）を含むｐＨ＝６の水溶液９を使用す
ること以外は、実施例１と同様にして透明導電性酸化物
薄膜７を形成した。
【００３３】工程４（図４（ｃ）参照）
次いで、水溶液９に基板１を浸漬し、酸化亜鉛の調整さ
れた（光増感された）光学的バンドギャップ以上のエネ
ルギーを有するアルゴンレーザー光を光学レンズ系によ
り直径数十μｍ以下に収束させたスポット光（ビーム
光）Ｂを所望のパターン状に照射走査した。この照射走
査により、光Ｂで照射走査された部分の基板１上にのみ
配線８が厚く成長した（膜厚約５μｍ）。
れた（光増感された）光学的バンドギャップ以上のエネ
ルギーを有するアルゴンレーザー光を光学レンズ系によ
り直径数十μｍ以下に収束させたスポット光（ビーム
光）Ｂを所望のパターン状に照射走査した。この照射走
査により、光Ｂで照射走査された部分の基板１上にのみ
配線８が厚く成長した（膜厚約５μｍ）。
【００３４】工程５（図４（ｄ）参照）
実施例１と同様に希塩酸に浸漬することにより、酸化亜
鉛からなる配線８を形成することができた。
鉛からなる配線８を形成することができた。
【００３５】
【発明の効果】本発明の配線の形成方法は、硝酸亜鉛と
還元剤を含む水溶液中に基板を浸漬し、酸化亜鉛の光学
的バンドギャップ以上のエネルギーの光を基板に選択的
に照射することにより、基板上に酸化亜鉛を含む配線を
形成することを特徴とする。つまり、酸化亜鉛の光触媒
反応を効果的に利用することにより、従来のサブトラク
ティブ技術を使用することなく（即ち、レジストを使用
することなく）、簡単なメッキ法により透明かつ導電性
の配線を形成することができる。従って、配線の形成コ
ストを低減することが可能となる。
還元剤を含む水溶液中に基板を浸漬し、酸化亜鉛の光学
的バンドギャップ以上のエネルギーの光を基板に選択的
に照射することにより、基板上に酸化亜鉛を含む配線を
形成することを特徴とする。つまり、酸化亜鉛の光触媒
反応を効果的に利用することにより、従来のサブトラク
ティブ技術を使用することなく（即ち、レジストを使用
することなく）、簡単なメッキ法により透明かつ導電性
の配線を形成することができる。従って、配線の形成コ
ストを低減することが可能となる。
【図１】本発明の原理を説明する概略図である。
【図２】本発明の原理を説明する概略図である。
【図３】実施例１の配線の形成方法の概略工程断面図で
ある。
ある。
【図４】実施例２の配線の形成方法の概略工程断面図で
ある。
ある。
１ 基板
２ 触媒核
３、７ 透明導電性酸化物薄膜
５、８ 配線
４ フォトマスク
６、９ 水溶液
Ａ 未照射部
Ｂ 光
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−172068（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−339742（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−331450（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−273006（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 18/14
Claims (4)
- 【請求項１】 硝酸亜鉛と還元剤を含む水溶液中に基板
を浸漬し、酸化亜鉛の光学的バンドギャップ以上のエネ
ルギーの光を基板に選択的に照射することにより、基板
上に酸化亜鉛を含む配線を形成することを特徴とする配
線の形成方法。 - 【請求項２】 配線の形成前に基板上に透明導電性酸化
物薄膜を形成し、配線の形成後に露出している透明導電
性酸化物薄膜を除去することからなる請求項１の配線の
形成方法。 - 【請求項３】 配線の形成前又は透明導電性酸化物薄膜
の形成前に基板上に触媒核を形成することからなる請求
項１又は２の配線の形成方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの配線の形成方
法により配線が形成されてなる配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04794197A JP3499106B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 配線の形成方法及び配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04794197A JP3499106B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 配線の形成方法及び配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10245682A JPH10245682A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3499106B2 true JP3499106B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=12789404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04794197A Expired - Fee Related JP3499106B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 配線の形成方法及び配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3499106B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3486864B2 (ja) | 1999-09-13 | 2004-01-13 | 株式会社トッパン エヌイーシー・サーキット ソリューションズ 富山 | 基板上の銅配線形成方法及び銅配線の形成された基板 |
| JP4600623B2 (ja) * | 2001-02-16 | 2010-12-15 | 上村工業株式会社 | 無電解酸化亜鉛皮膜の形成方法 |
| JP4839785B2 (ja) * | 2004-11-10 | 2011-12-21 | 大日本印刷株式会社 | 金属酸化物膜の製造方法 |
| CN101056716B (zh) * | 2004-11-10 | 2010-05-05 | 大日本印刷株式会社 | 金属氧化物膜的制造方法 |
| JP4594846B2 (ja) * | 2004-11-10 | 2010-12-08 | 大日本印刷株式会社 | 金属酸化物膜の製造方法 |
| CN104428453B (zh) * | 2012-07-05 | 2017-04-05 | 株式会社尼康 | 氧化锌薄膜的制造方法、薄膜晶体管的制造方法、氧化锌薄膜、薄膜晶体管和透明氧化物配线 |
| JP5996463B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2016-09-21 | Ｊｘ金属株式会社 | Ｎｉ及びＮｉ合金膜が形成されたシリコンウエハ、Ｓｉウエハ上へのＮｉ及びＮｉ合金膜の形成方法、Ｎｉ及びＮｉ合金膜を形成する際のＳｉウエハの表面の表面粗化処理液及び同表面粗化処理方法 |
| JP7269038B2 (ja) * | 2019-03-13 | 2023-05-08 | マクセル株式会社 | メッキ部品の製造方法 |
-
1997
- 1997-03-03 JP JP04794197A patent/JP3499106B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10245682A (ja) | 1998-09-14 |
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