JPH01502123A - 改善された光選択的メッキ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 改善された光選択的メッキ方法 本発明は、金属の無電解メッキに、そしてさらに特定的には。

メッキ金属のパターンが紫外線への露出によって定められる技法に関する。

絶縁基板の表面へ導電性材料が選択的に適用されなければならな（・多くの用途 がある。例えば、圧電アクチ２エタは、［極が電気ひずみ性セラミックスに付着 されることを必要とする。

これらの電極はセラミックスに接合されてよいけれども、電極はセラミック材料 へ直接にメッキされるのが好ましく・。

絶縁性基板上の金属の無電解メッキするだめの多くの先行技法がある。これらの 方法は、メッキされる物体中に電流が通されることを必要としな（・ので、無電 解と称される。典型的には、基板の表面上でのメッキ金属の空間的分布は、光促 進剤と称される触媒でその表面な被覆した後にその表面を紫外線へ露出すること により定められる。これらのメッキ方法は、多（の場合「ポジティブ」法と「ネ ガティブ」法とに分類される。ポジティブ法は、紫外線に露出された領域に金属 がメッキされる方法である。ネガティブ法は、′ｊＫ外線に露出されな（・領域 に金属がメッキされる方法である。

デアンジエレオ氏等（米国特許第３．５６２，００５号〕は、絶縁性基板上へ金 属な選択的にパターン化させる方法を開示して（・る。デアンジエレオ氏等によ って開示された方法にお（・ては。

塩化第−丁ずのような光促進剤が感光性触媒の形で用（・られる。

この操作にお（・ては、塩化第−丁ず溶液は、メッキされるべき材料の表面へ適 用される。次いで、メッキされるべきでな（・表面部分が、３００　ｎｍ以下の 波長なもつ紫外線へ露出される。

紫外線への露出に引き続いて、表面は、塩化パラジウムのような貴金属の塩へ曝 される。紫外線へ露出されなかった領域にお（・では、下記の反応が起こる。

５ｎＣ６２＋　ＰｄＣ６２→ＳｎＣ，ｔ４＋　Ｐｄ　（１１紫外縁へ露出された 領域は、パラジウムの生成を示さなし・が、その理由は吸収された塩化第一すす が光化学的に酸化されて塩化第二すすになるからである。その塩化第二丁ずは、 塩化パラジウム中のパラジウムイオンな金属パラジウムへ還元することができな （・、一旦、金属パラジウム層が形成されると、その他の金属はそのパラジウム で覆われた位置へ無電解的にメッキされうる。

デアンジエレオ氏等は５丁ず、チタンまたは鉛のイオンの溶液からなる光促進剤 を開示して（・る。この光促進剤は、三つの特徴な有しなければならな（・。第 １にそれは二つの酸化状態を有しなげればならな（・。第２に一方の酸化状態に おけるイオンは、紫外線によって他方の酸化状態へ変化できなければならな（・ 。そし″′Ｃ第３に、一方（両方ではな（りの酸化状態にお（・て。

促進剤は、ある貴金属の溶液から、その貴金属な全域状態にま　′で還元できな ければならな（・。還元された金属は１次に、目的とする別の金属の析出のため の無電解メッキ工程に対して触媒作用ななすように使用されうる。デアンジエレ オ氏等は、貴金属であるパラジウム、白金、金、銀、オスミウム２インジウム。

イリジウム、レニウム及びロジウムに基く方法を記載して（・る。

この方法及び紫外Ｗ＆な採用するその他の方法の主要な欠点は、メッキされるべ き表面が短波長紫外線へ露出される必要性である。例えば、塩化第−丁ず、及び デアンジエレオ氏等によって記載されたその他の促進剤の光化学酸化は、３００ １ｍ以下の波長にお（・て起こるだけである。典型的には、２５４１ｍ水銀発光 線が光源として用（・られる。基板の表面上に紫外線パターンを作るために用（ ・られるマスク及び光学素子は、この波長の紫外線に対して透過性でなければな らな（・。結果として、マスク及び光学素子の両方のために特殊な材料が用（・ られなければならな（・。これら特殊な材料のコストは、この方法な多くのメッ キ応用につ（・て経済的に魅力のな（・ものとする。

広義には、改善された光選択性メッキ方法な提供することが本発明の一目的であ る。

短波長紫外線の使用を必要としない触媒系を用（・る光選択性無電解メッキ系な 提供することが、本発明の別の目的である。

本発明のこれらの目的及びその他の目的は、添付の本発明の詳しく・記載から当 業者に明かとなろう。

発明の要約 本発明はチタン含有半導体基板上への貴金属の光選択性金属析出のための方法か らなる。その貴金属は、パラジウム、白金。

金、銀、オスミウム、インジウム、イリジウム、レニウム、及びロジウムからな る群より選択される。３００　ｎｍより大きな波長な有する光を吸収することが でき、そして、丁ず。チタン。

及び鉛からなる群より選択される金属のイオンであって、その金属イオンの酸化 状態が短波長紫外線への露出によって可変であるものに対してエネルギーな移行 させることができる物質を。

その基板は含む。該基板の表面は、丁ず、チタン及び鉛からなる群より選択され る金属の塩であって、その金属イオンの酸化状態が短波長紫外線への露出によっ て可変である塩を含む溶液で被覆される。貴金属を収容すべきでな（・基質領域 は５次（・で。

３９０以下ただし３００　ｎｍ以上の波長な有する光へ露出される。最後に、基 質は該貴金属の塩の溶液へ曝される。

本発明は、基板上に金属パターンを形成するために前記の光酸化操作を採用する 光選択性金属析出方法からなる。３００ｎｍより小さく・波長を有する紫外線を 用（・る先行技術方法と対照的に１本発明の方法は典型的には３６６　ｎｍの波 長を有する紫外線な用（・る。このより長（・波長の紫外線は、パターン化工程 で使用される慣用のマイラー写真マスク及び慣用の光学素子によって吸収されな （・。従って１本発明の方法は、そのような写真マスク及び慣用光学素子をパタ ーン化工程で使用可能とすることにより、先行技術方法よりも著しく・コスト節 減？与える。

このより長（・波長の使用は、このより長（・波長９紫外線を吸収する基板中へ ある物質を配合することによって可能とされる。

この物質は、Ｘ金属の還元にお（・て用（・られる金属イオンの酸化を助力する 。例えば、第−丁ずイオンが光促進剤として使用されるとき、配合物質は長波長 紫外線を吸収しそのエネルギーを第−丁ずイオンへ移行することによって、第− 丁ずイオンが第二丁ずイオンへ酸化されるようにする。当該物質は、　５ｎＣ６ ２吸収端の波長よりも長い波長の光を吸収し、そのエネルギーを。

第二すずイオンへの第−丁ずイオンの光酸化なもたらす方式で吸収５ｎＣ６２へ 移行できなげればならな（・。エネルギー移行の詳しく・様式は未知であるが、 当該物質の配合後の基板の表面は。

長波長紫外線のエネルギーよりも小さｔ・バンドギャップエネルギーを有する半 導体物質でなければならな（・と信じられる。チタニウム化合物は、基板中へ配 合するのに好ましく・物質である。

以下の実施例から、基板中へのチタニウムの配合が長波長紫外線な用（・ての基 板のパターン化を可能とすることが判仝。異なる基板の５枚の平らな試料を３６ ６　ｎｍの紫外線波長で５ｎＣ６２／ＰｄＣ６２元酸化操を用（・てパターン化 した。これらの試料のうちの２つは、チタンを含み、その他のものは含まなかっ た。チタンな含む２つの試料は良好にパターン化されたが。

チタンな含まな（・試料は良好にパターン化されなかった。

この実験に用（・たチタン含有試料はジルコニウム、チタン酸ストロンチウムで あった。チタン不含有試料は、融合シリカ。

酸化アルミニウム、及びジルコニウム酸鉛であった。各試料は、水１リットル当 りｌＯグラムのＥ３ｎＣ１２からなる５ｎＣ６２中に浸漬することにより、パタ ーン化のために準備された。試料は５分間浸漬され、その後試料は浴から取り出 され、そして空気乾燥された。乾燥試料は、それぞれ、透明空間によって分離さ れた不透明な線からなるパターンな有するマイラー写真マスクにより覆われた。

その線の幅は１６５ミクロンであった。次いで試料は５分間、３６６ｎｍの波長 をもつ紫外線へ露出された。

紫外線光源は４ワツト水銀光源であった。この露出後、試料は。

１リットル当り２グラムのＰｄＣ６２及び５ｄの製塩化水素酸からなるＰｄＣ６ ２浴へ移された。この第２浴にお（・て、試料の表面上に残って（・る未酸化５ ｎｃｔ２は、前述の反応ｉｌｌに従ってＰｄＣ６２と反応して金属Ｐｄを形成し た。次（・で試料はＰｄＣ６２浴から堰り出され、水です丁ぎ洗（・された。絃 後に試料な慣用無電解ニッケルメッキ溶液へ１０分間移された。チタニウム含有 基板上に１６５ミクロンのニッケル線からなるパターンが形成された。対照的に 、その他の試料はニッケルで完全に覆われた。上記操作はチタン酸バリウム及び チタン酸ストロンチウムの試料な用（・て繰り返され類似の結果であった。チタ ン酸バリウム試料は、ｎ型半導体となるようにドープされたドナーであった試料 ？含んで（・た。ストロンチウム試料は、単結晶の及びドープされた両方のチタ ン酸ストロンチウム、すなわち、ｎ−型及びＰ−ｆｉの両生導体な含んで（・た 。ジルコニウム酸チタン酸鉛及び非ドープチタン酸ストロンチウムも半導体であ る。

上のメッキ操作は酸化チタンを用（・ても繰り返された。その他のチタン含有基 板と異なり、酸化チタンは長波長紫外線な用（・てパターン化されえなかった。

上述のチタン化合物とは対照的に、酸化チタンは半導体ではな（・。従って、チ タンがエネルギーを光促進剤へ移行させる正確な＆構は知られて（・ないが。

基板の表面が半導体でなければならな（・と信じられる。しかし。

すべての半導体がこの方式で元パターン化されうるわげではな（・。例えば、ｐ −ドープシリコンもｎ−ドープシリコンも、長波長紫外線を用（・て良好にパタ ーン化されえなかった。

上記のように、先行技術は、３００ｎｍ以下の紫外線波長で使用するだめの多数 の種々の光促進剤な教示してｔ・る。チタンはこれらのうちのものである。すな わち、塩化第一チタンの溶液は１式１１）で示される反応中の塩化第−丁ず溶液 の代りに使用できた。しかし、セラミック中に含まれるチタンは、唯一の光促進 剤として作用して（・ない。上述の実験にお（・て使用された塩化第−丁ず被覆 が省略されると、光活性化が生じな（・ことが。

実験的に判明した。従って、より長い紫外線波長にお（・て光活性化な得るには 、デアンジエレオ氏によって開示されたタイプの光促進剤と、チタン含有基板と の両者が必要とされる。

本発明にお（・て使用しうる最も長（・波長の紫外線は、パターン化処理される べき基板に含まれて（・るチタン化合物によって左右される。最長波長紫外線は 当該チタン化合物の吸収バンド中の波長によって決定されるうこれらの吸収バン ドに対応する波長は、基板中のチタンの化学形態により変る。例えば、ジルコニ ウム酸チタン酸鉛における当該吸収バンドの端は、約３９０ｎｍの波長に対応し 、従って３９０１ｍより小さく・波長を有する紫外線が、ジルコニウム酸チタン 酸鉛なパターン化するのに使用されなければならない。

かくして、ここまでに、長波長紫外線な用（・て基板の光パターン化したメッキ のための方法を記載してきた。上記のこれらの事様に加えての種々の改変が当業 者には容易に明かとなろう。

従って本発明の範囲は、次に付されて（・る請求の範囲によってのみ規定される ものである。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１つ 昭和６３年　７月−！：Ｌ日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿　（ １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８７１０３０８３ ２、発明の名称 改善された光選択的メッキ方法 ３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国カリフォルニア用９４１０５．サン・フランシスコ、二 ニーゆモントゴメリー・ストリート　１４０名　称　パシフィック・ベル ４、代理人 住所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 壇正さねた請求の範囲（１９８８年４月６日付国瓢事務向受理）１、パラジウム 、白金、金、斂、オスミウム、インジクム、イリジウム、レニウム及びロジウム からなる群から選択される貴金属の光選択性金属析出方法であって：３００ｎｍ より大きな波長を有する元な吸収することができ、そして丁ず、チタン及び鉛か らなる群より選択される金属の塩の金属イオンであってその酸化状態が３００　 ｎｍ、より小さし・波長な有する光への露出により可変であるような金属イオン へエネルギーな移行することができる物質を含んでおり、前記貴金属を収受する だめの半導体基板を準備し；前記基板の表−”、ｆず、チタン及び鉛からなる群 より選択される金属の楓であってその金属イオンの酸化状態が３００ｎｍより小 さく・波長を有する元への露出により可変である塩を含む溶液で被覆し； 前記貴金属な収容すべきでな（・、基板の領域を３９０以下３００ｎｍ以上の波 長な有する元へ篇出し：そしてその基板を前記貴金属の塩の溶液へ曝す：諸工程 からなる前記方法。

２、前記半導体基板は５ｎＣｚ２で被覆される請求の範囲１の方法。

３、前記半導体基板はチタンを含む請求の範囲ｌの方法。

４、前記含有される物質はチタン酸ストロンチウムである請求の範囲３の方法。

５、前記含有される物質はチタン酸バリウムである請求の範囲３の方法。

６．前記含有される物質はチタン酸鉛である請求の範囲３の方法。

７、　前記含有される物質はジルコニウム酸チタン酸鉛である請求の範囲３の方 法。

国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．パラジウム、白金、金、銀、オスミウム、インジウム、イリジウム、レニウ ム及びロジウムからなる群から選択される貫金属の光選択性金属析出方法であっ て：３００ｎｍより大きな波長を有する光を吸収することができ、そしてすず、 チタン及び鉛からなる群より選択される金属の塩の金属イオンであってその酸化 状態が短波長紫外線への露出により可変であるような金属イオンへエネルギーを 移行することができる物質を含んでおり、前記貫金属を収受するための半導体基 板を準備し； 前記基板の表面を、すず、チタン及び鉛からなる群より選択される金属の塩であ ってその金属イオンの酸化状態が短波長紫外線への露出により可変である塩を含 む溶液で被覆し；前記貴金属を収容すべきでない、基板の領域を３９０以下３０ ０ｎｍ以上の波長を有する光へ露出し；そしてその基板を前記貴金属の塩の溶液 へ曝す；諸工程からなる前記方法。
2. ２．前記基板はＳｎＣｌ２で被覆される請求の範囲１の方法。
3. ３．前記物質はチタンを含む請求の範囲１の方法。
4. ４．前記物質はチタン酸ストロンチウムである請求の範囲３の方法。
5. ５．前記物質はチタン酸バリウムである請求の範囲３の方法。
6. ６．前記物質はチタン酸鉛である請求の範囲３の方法。
7. ７．前記物質はジルコニウム酸チタン酸鉛である請求の範囲３の方法。