JPH0671838A

JPH0671838A - 印刷版およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0671838A
Application number: JP4406292A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Kobayashi; 正芳小林; Yasumasa Akimoto; 靖匡秋本
Original assignee: G T C KK; GTC KK
Current assignee: G T C KK; GTC KK
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1994-03-15
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JP2504662B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】メッキ法によりバイメタル版またはトリメタ
ル版１を製造する方法において、基板２上にフォトリソ
グラフ法でパターンを形成し、このパターンに無電解メ
ッキを施して、金属層６を形成し所望の版深を得る。特
に微細なパターンがある場合は、上記無電解メッキに先
立ち電気メッキを行なう。また被印刷体が低膨張ガラス
などの場合は、印刷版の基板として、被印刷体と同等の
熱膨張率を示す低膨張材料を用いる。【効果】メッキ厚のムラをパターンの形状や位置によ
らず抑えることができる。また位置ずれのない印刷精度
の高い印刷が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ回路な
どの電子部品の製造などにおける微細パターンの印刷を
するための印刷版及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、精密なパターンを正確に形成す
る目的で印刷技術を用いる場合、従来より平凹版、平凸
版として広く使用されてきたバイメタル版、トリメタル
版が好適に用いられる。バイメタル版とは、親油性の金
属と親水性の金属を組み合わせて、オフセット印刷用の
版としたものである。トリメタル版とはバイメタル版の
２種の金属を層状に構成する際にその基板として第３の
金属を使用したものである。

【０００３】上記バイメタル版、トリメタル版が、微細
なパターンの印刷に好適である理由としては、他の版と
比較して、基板の材質の選択の自由度が高いこと、版深
（凹凸のある版において凹部と凸部の高さの差をいう）
のコントロールが容易でインキの厚さを所定の厚さに合
わせることが容易であること、線状のパターンも問題な
く形成できること、また印刷したときの形状が優れてい
ること、耐久性が優れていることが挙げられる。

【０００４】一方最近になって特に、薄膜トランジスタ
回路などの電子部品の製造分野の発達により、印刷で精
密なパターンを正確に形成することが求められている。
このような要求に沿って、本発明者はすでに薄膜トラン
ジスタ製造においてレジストパターンの形成に印刷法を
用いる方法を出願している（特願平０３−０８６０６
４）。しかしながら、上記出願の発明においては、版深
を形成する方法として、エッチング法を用いているの
で、誤差が多いという問題があった。けだしエッチング
法においては、均一にエッチングすることおよびサイド
エッチングを防ぐことが難しく、エッチングした版深の
約２倍程度パターン寸法の誤差が発生するからである。
また印刷版が大面積になれば、均一にエッチングするこ
とはさらに難しくなる。

【０００５】印刷版の版深を形成する他の方法として、
電気メッキ法がある。すなわちメッキしないパターンを
版基板上にフォトレジストで形成した後、電気メッキに
よって版深を形成する方法である。この方法によれば、
得られた版の解像力はフォトレジストの解像力に近い程
度まで高く、１μｍ程度のパターンが得られる。またこ
の方法は製作工程が非常に簡単であるという利点を有す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電気メッキ法には、基板とレジストの間の接着力不足の
問題および大きな面積に一様に平均したメッキを得るこ
とが難しいという問題がある（「平版印刷専科」印刷出
版研究所、昭和４３年刊、ｐ５７〜５９および「平版製
版印刷の基礎」、杉山憲一、印刷時報社、昭和４０年、
ｐ１１８〜１２１参照）。このうち前者の接着力不足の
問題については、近年のレジスト材の発達により改善さ
れている。

【０００７】しかしながら後者のメッキ厚の問題は、未
だに解決されていない。電気メッキ法において、メッキ
厚を均一化するためには、電流密度分布をすべてのメッ
キ部分において一様にする必要があるが、原理的にパタ
ーン端部への電界集中が避けられないからである。この
現象に起因するメッキ厚のムラは、メッキするパターン
によるが、メッキした膜の厚さの１０〜１００％程度と
なる。このパターン端部への電界集中の防止策として
の、遮蔽板、ダミーパターン、および陽極の配置の工夫
などは、いずれも印刷パターンのような任意のパターン
には適用できない。

【０００８】一方、薄膜トランジスタ回路の製造分野に
おけるパターンを形成する目的で印刷法が用いられる場
合には、印刷位置の精度も要求され、数μｍ以下の精度
が必要とされる。

【０００９】すなわち一般にアクティブマトリックス型
液晶ディスプレイ用の薄膜トランジスタは低膨張ガラス
上に形成されることが多いが、この低膨張ガラスの線膨
張係数は３〜５×１０^-6／℃である。ところがトリメタ
ル版、バイメタル版の基板として従来用いられている
鉄、銅、ステンレス、亜鉛については各々線膨張係数が
鉄１２×１０^-6／℃、銅１６×１０^-6／℃、ステンレス
１５〜１７×１０^-6／℃、亜鉛２９×１０^-6／℃であ
る。従って、印刷時に温度が１℃変化すると１００mmあ
たり約１〜２μｍの位置ずれが発生することになる。

【００１０】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、パターンの形状や位置によらずメッキ厚が均一な印
刷版および印刷精度の高い印刷版を提供するものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の印刷版の製造方
法では金属層の形成方法として、電気メッキ法の代わり
に無電解メッキ法とする。また微細なパターンと大きな
パターンが混在している場合は、上記無電解メッキ法に
先立ち電気メッキ法を行なう。また被印刷体が低膨張ガ
ラスなどの場合は、印刷版の基板として、被印刷体と同
等の熱膨張率を示す低膨張材料を用いる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図１は本発
明の製造方法にしたがって、トリメタル版１を製造した
一実施例の工程を示した断面図である。基板２の材料と
しては低膨張率合金または被印刷物とほぼ同等の熱膨張
率を有する材料を用いる。具体的には例えば、鉄−ニッ
ケル合金、たとえばインバー（線膨張係数３×１０^ー6／
℃）と呼ばれるものや、４２合金と呼ばれる鉄５８％ー
ニッケル４２％の合金（線膨張係数５×１０^ー6／℃）を
用いることが好ましい。基板２の厚さは０．０３〜１０
mm程度が好ましく用いられる。

【００１３】トリメタル版１を製造するには、これらの
基板２を脱脂洗浄した後、金属層３を形成する（図１
(ａ)）。親油性金属層としては銅、亜鉛、銀、金などが
用いられ、親水性金属層としてはニッケル、クロム、
鉄、ステンレススチール、鉛、コバルトなどが用いられ
る。金属層３を形成するには通常のメッキ法、蒸着法、
または後述する無電解メッキ法などでよい。金属層３の
厚さは２〜１０μｍ程度が好ましい。

【００１４】この金属層３上に、後述する金属層６を無
電解メッキで形成するための触媒層（図示せず）を形成
する。触媒にはパラジュウムが好ましく用いられる。触
媒層形成方法としては、パラジュウムを活性化処理液を
用いて基板表面に析出させてもよいし、蒸着法で形成し
てもよい。ただし上記金属層３で用いた金属よりイオン
化傾向の小さい金属を、金属層６として無電解メッキす
る場合や、金属層３が金属層６を無電解メッキする際の
触媒となる場合は、触媒層は不要である。

【００１５】次に触媒層上に、フォトレジスト４をコー
ティングした後（図１(ｂ)）、フォトリソグラフ法で金
属層３上に所定のフォトレジスト４のパターンを形成す
る（図１(ｃ)(ｄ)）。このとき使用するフォトレジスト
としては、所定の微細パターンを得るために十分な解像
度を有し、無電解メッキ液中でしっかりとパターンを維
持できるものが好ましい。半導体デバイス形成に使用さ
れるフォトレジストであれば、大部分が使用可能である
が、例えば応化製のＯＭＲ−８５，ＯＦＰＲ−８００、
ヘキスト製のＡＺＬＰ−１０等が好ましい。フォトレジ
ストの厚さは０．５〜３０μｍ程度が好ましく、２５μ
ｍ、３０μｍとする場合はドライフィルムと呼ばれてい
るフィルム状になったフォトレジスト材を用いることが
できる。これらのフォトレジスト４およびフォトマスク
５を用いて、通常のフォトリソグラフ法を行なうことに
より、触媒層または金属層３上に、３μｍサイズのレジ
ストパターンを得ることができる。

【００１６】ついで以下に説明するように無電解メッキ
法を行なう。触媒層または金属層３上にフォトレジスト
のパターンが形成されたものを目的の金属の無電解メッ
キ液に浸漬すれば、触媒層または金属層が露出されてい
る部分にのみ、目的の金属層６が形成できる（図１
(ｅ)）。ここで用いる無電解メッキ液は酸性のものと、
アルカリ性にものとがあるので、適宜選択する。すなわ
ち強アルカリ性の剥離液で剥離するフォトレジストを使
用した場合は、アルカリ性の無電解メッキ液を用いるこ
とはできない。

【００１７】また金属層６のメッキ厚はフォトレジスト
４の厚さより薄くすることが好ましい。金属層６のメッ
キ厚をフォトレジスト４の厚さより厚くすると、メッキ
が等方的に進行するので、所定のメッキパターンを得る
ことが難しいからである。金属層６に用いる金属の種類
としては、特に限定されないが、ニッケル、コバルト、
銅が好ましく用いられるし、また合金組成であってもよ
い。このうちニッケルは親水性、銅は親油性、インバ
ー、４２合金等の鉄−ニッケル合金は親水性金属層を形
成できる。また金属層３が親水性であれば金属層６は親
油性でなければならず、逆に金属層３が親油性であれば
金属層６は親水性でなければならない。無電解メッキ終
了後、剥離液でフォトレジスト４を溶解するなどの方法
で、フォトレジスト４を除去すれば、目的のトリメタル
版１が完成する（図１(ｆ)）。

【００１８】以上説明した無電解メッキによる金属層形
成方法によって、パターンの形状や位置によらずメッキ
厚のムラを１０％以下に抑えることができる。これはエ
ッチング法で版深を形成した版のメッキ厚のムラと同等
であり、実用レベルに達している。

【００１９】また一般的に大小のパターンが混在してい
る場合、上記の無電解メッキ法では、微細パターン部分
のメッキの開始が遅れがちになる傾向がある。また微細
パターン部分相互間においても、メッキ開始の時間に場
所ムラが発生しがちであり、その結果メッキ厚のムラが
大きくなることがある。このような場合、その対策とし
て、無電解メッキ法に先立ち、電気メッキ法を行なう
（図１(ｅ’)）ことが有効である。

【００２０】上記電気メッキ法実施にあたっては、無電
解メッキ法を行なうメッキ槽で、基板に電圧を印加して
電気メッキして金属層７を形成し、そのまま電圧印加を
止め無電解メッキして金属層６を形成すれば簡便であ
る。このときの電圧量は金属およびメッキ液の種類によ
って異なるが、１〜１０Ｖ程度が好ましく、電流密度１
０Ａ／１００cm²程度になる様に調整すれば特に好まし
い。

【００２１】ただし上記電気メッキ法で形成させる量が
多いと、上述したようにメッキ厚のムラが大きくなるか
ら、電気メッキ法により析出させる量すなわち金属層７
の厚さは、版深の３０％以下であることが好ましい。電
気メッキ法を行なうとメッキ開始までの誘導時間がパタ
ーンのサイズによらずほぼ一定となる。したがってパタ
ーンの形状や位置、基板のサイズによらずメッキ厚のム
ラを５％以下に抑えることができる。

【００２２】上記のトリメタル版と異なる形式のトリメ
タル版を作製した実施例を図２に示す。この実施例は、
金属層６を所定の版深に近い厚さまで無電解メッキ法で
形成した後、金属層８を電気メッキ法で形成したもので
ある（図２(ｅ)）。このような方法は、無電解メッキを
行なうことができないクロムや亜鉛などを表面にメッキ
する場合に、好ましく用いることができる。

【００２３】以上トリメタル版を製造を例とした説明し
てきたが、バイメタル版を製造する場合もこれと同様に
行なう。図３は本発明のバイメタル版の製造の一実施例
の工程を示す断面図である。図３で示したバイメタル版
の製造方法では、基板２をそのまま親水性金属層として
用いるので、金属層３を形成しない。その他は図１と同
様に行なう。すなわち基板２上に直接フォトレジスト層
を形成する（図３(ａ)）。このとき必要があればフォト
レジスト層に先立ち、触媒層を形成する。ついでフォト
リソグラフ法を行い（図３(ｂ)(Ｃ)）、金属層６を無電
解メッキし（図３(ｄ)）、バイメタル版９とする（図３
(ｅ)）。

【００２４】（実施例１）図１で示すようなトリメタル
版１を製造した。基板２として厚さ×縦×横＝０．５×
４００×６００mmのインバーの板を用い、図１（ａ）工
程の銅無電解メッキを施した。次にこの銅層３上にフォ
トレジスト４（東京応化製、ＯＦＰＲ−８００）を厚さ
２．０μｍコーティングし（図１(ｂ)）これにテストパ
ターンを露光現像した（図１(ｃ)(ｄ)）。

【００２５】次に基板をニッケル無電解メッキ液（上村
工業製、ニムデンＬＰＸ）に浸漬すると同時に、４Ｖの
電圧を印加してニッケルを厚さ約０．１μｍになるまで
電気メッキし、その後は電圧印加を止め、ニッケルを厚
さ約１．８μｍ無電解メッキした（図１(ｅ’)）。水洗
・乾燥後、フォトレジスト４を剥離し（図１(ｆ)）、無
電解銅メッキ部分が親油性であり、ニッケル部分が親水
性であるトリメタル版１を得た。ニッケルのパターンは
線巾３〜５０μｍまで±０．２μｍの精度に入ってい
た。また厚さは１．９±０．０５μｍであった。

【００２６】（実施例２）図２で示すようなトリメタル
版１を製造した。基板２として厚さ×縦×横＝０．３×
４００×６００mmのステンレススチール（ＳＵＳ３０
４）の板を用い、塩化パラジュウム０．２ｇ／ｌの液に
浸漬して無電解メッキの活性化処理を行った（図２
(ａ)）。次にこの上にフォトレジスト４（ヘキスト製、
ＡＺＬＰ−１０）を厚さ９．０μｍコーティングし（図
２(ｂ)）これにテストパターンを露光現像した（図２
(ｃ)(ｄ)）。さらに銅無電解メッキを７μｍ行ない、そ
の上にクロムの電気メッキを１．５μｍ行なった（図２
(ｅ)）。水洗・乾燥後、フォトレジスト４を剥離し（図
２(ｆ)）、トリメタル版１を得た。クロムのパターンは
線巾８〜５０μｍまで±１μｍの精度に入っていた。ま
た版深は８．５±０．３μｍであった。

【００２７】（実施例３）図３で示すようなバイメタル
版を製造した。基板２として厚さ×縦×横＝０．３×４
００×６００mmの４２合金の板を用い、フォトレジスト
（東京応化製、ＯＭＲ−８５）を厚さ３．０μｍコーテ
ィングし（図３(ａ)）、これにテストパターンを露光現
像した（図３(ｂ)(ｃ)）。次に基板を銅無電解メッキ液
（上村工業製、スルカップＥＬＣ−ＳＲ）に浸漬すると
同時に、４Ｖの電圧を印加して銅を厚さ約０．１μｍに
なるまで電気メッキし、その後は電圧印加を止め、銅を
厚さ約２．８μｍ無電解メッキした（図３(ｄ)）。水洗
・乾燥後、レジストを剥離し（図３(ｅ)）、バイメタル
版９を得た。銅のパターンは線巾３〜５０μｍまで±
０．３μｍの精度に入っていた。また銅層６の厚さは
２．９±０．１μｍであった。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のバイメタル
版およびトリメタル版の製造方法は、基板上にフォトリ
ソグラフ法でパターンを形成し、無電解メッキ法で金属
層を形成するものである。したがって基板のサイズやパ
ターンの形状や位置によらず、基板全面においてメッキ
厚のムラを１０％以下に抑えることが可能である。また
上記無電解メッキ法に先立ち、電気メッキ法により無電
解メッキする金属と同一の金属を版深の３０％以下厚さ
析出することにより、特に微細なパターンを有するバイ
メタル版、トリメタル版においても、メッキ厚のムラ
を、パターンの形状や位置によらず基板全面において５
％以下に抑えることが可能である。さらに低膨張材料か
らなる基板を用いることにより、位置ずれのない印刷精
度の高い印刷が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷版の製造方法にしたがって、トリ
メタル版を製造した一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の印刷版の製造方法にしたがって、図１
とは異なる形式のトリメタル版を製造した一実施例を示
す断面図である。

【図３】本発明の印刷版の製造方法のしたがって、バイ
メタル版を製造した一実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１トリメタル版２基板４フォトレジスト５フォトマスク６金属層（無電解メッキ層）７金属層（電気メッキ層）９バイメタル版

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メッキ法によりバイメタル版またはトリ
メタル版を製造する方法において、基板上にフォトリソ
グラフ法で非メッキパターンを形成し、この非メッキパ
ターン以外の部分に無電解メッキ法を施して、金属層を
形成し所望の版深を得ることを特徴とする印刷版の製造
方法。
【請求項２】上記無電解メッキ法に先立ち、無電解メ
ッキする金属と同一の金属について、版深の３０％以下
の厚さを電気メッキ法で析出させることを特徴とする請
求項１記載の印刷版の製造方法。
【請求項３】バイメタル版またはトリメタル版の製造
方法において、低膨張材料からなる基板を用いることを
特徴とする印刷版の製造方法。
【請求項４】請求項１ないし３記載の印刷版の製造方
法により製造された印刷版。