JPH10335788A

JPH10335788A - 配線パターン形成方法

Info

Publication number: JPH10335788A
Application number: JP16066097A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Mikami; 光夫三上; Satoru Kuramochi; 悟倉持
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁性パターンや導電性パターンをアディテ
ィブ法で形成する材料利用効率の高い配線パターン形成
方法を提供する。【解決手段】基板上に耐熱感光性レジストを塗布、乾
燥した後、配線パターンのパターンを露光し現像処理す
る工程と、処理後の耐熱性レジストパターン表面部に、
金属箔を転写する工程と、金属箔上に再度配線パターン
のレジストパターンを形成した後、当該金属箔を配線パ
ターン形状を残してエッチングする工程とにより配線パ
ターンを形成することができる。なお、金属箔を耐熱性
レジストパターン表面にのみ選択的に転写することによ
っても配線パターンを形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は配線パターン形成方
法に係り、特に、プリント基板、半導体周辺、各種ディ
スプレイ等の配線回路に使用される絶縁性および導電性
パターンからなる配線パターンの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板、半導体周辺、各種ディス
プレイ等に使用される配線回路の製造工程においては導
電性、絶縁性のパターンを高密度に形成する必要があ
る。従来、配線回路の製造には、基板上に絶縁層を直接
フォトグラフィー法、あるいはレーザー穴開け法により
加工し、導電性の配線パターンを無電解メッキあるいは
真空薄膜のサブトラクティブ加工により形成していくビ
ルトアップ配線工法が採用されている。

【０００３】サブトラクティブ法は、銅張り積層板に穴
を開けた後に、穴の内部と表面に銅メッキを行い、フォ
トエッチングによりパターン形成する方法である。この
サブトラクティブ法は技術的に完成度が高く、またコス
トも安いが、銅箔の厚さ等による制約から微細パターン
の形成は困難である。しかも、この工法は、絶縁性材
料、導電性材料の材料利用効率が低く、コスト高のもの
となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
絶縁性材料、導電性材料の材料利用効率を高めるべく、
多少材料費用が高くても絶縁性材料として性能の良好な
材料を必要な部分に限定して使用すること、また導電性
層も必要な部分に薄層の金属箔を転写して形成するか電
解めっき法によりアディティブで形成して、総合的なコ
スト低減を図る方法を提供すべくなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記の問題を
解決するための本発明の要旨の第１は、基板上に耐熱感
光性レジストを塗布、乾燥した後、配線パターンのパタ
ーンを露光し現像処理する工程と、処理後の耐熱性レジ
ストパターン表面部に金属箔を転写する工程と、金属箔
上に再度配線パターンのレジストパターンを形成した
後、当該金属箔を配線パターン形状を残してエッチング
する工程を含むことを特徴とする配線パターン形成方
法、にある。かかる配線パターン形成方法であるため、
精度の高い配線パターンを少ない材料で容易に製造する
ことができる。

【０００６】また、上記の問題を解決するための本発明
の要旨の第２は、基板上に耐熱感光性レジストを塗布、
乾燥した後、配線パターンのパターンを露光し現像処理
する工程と、処理後の耐熱性レジストパターン表面部に
支持基板上に形成された金属箔を押圧して、当該金属箔
を選択的に転写する工程を含むことを特徴とする配線パ
ターン形成方法、にある。かかる配線パターン形成方法
であるため、精度の高い配線パターンを少ない材料で容
易に製造することができる。

【０００７】また、上記の問題を解決するための本発明
の要旨の第３は、基板上に金属箔を形成する工程と、当
該金属箔上に耐熱感光性レジストを塗布、乾燥した後、
配線パターンのパターンを露光し現像処理する工程と、
当該耐熱性レジストのレジストパターンを介して金属箔
を配線パターン形状にエッチングする工程と、エッチン
グ後の金属箔からなる配線パターンと耐熱性レジストの
積層体を配線基板上に転写する工程を含むことを特徴と
する配線パターン形成方法、にある。かかる配線パター
ン形成方法であるため、精度の高い配線パターンを少な
い材料で容易に製造することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の
実施形態と第２の実施形態による配線パターン形成方法
を説明する図である。図１（Ａ）〜（Ｈ）は、第１の実
施形態、図１（Ｉ）〜（Ｋ）は、第２の実施形態を説明
する図である。

【０００９】まず、図１（Ａ）のように寸法安定性と強
度のある基板１１上に、耐熱感光性レジスト１２を塗布
する。レジストは、例えば、基板上にネガ型またはポジ
型の感光性レジスト材料をスピンコート法、バーコート
法、ダイコート法等の方法で均一な厚さに塗布し乾燥す
ることにより形成することができる。本発明の配線パタ
ーン形成方法ではレジスト膜自体が後に配線層の絶縁層
の役割を果たすので、十分な絶縁耐性のある膜厚とする
ことが必要とされる。具体的には、１０〜１００μｍの
厚さに形成することが好ましい。また、レジスト膜表面
は後の工程で金属箔を転写するため処理後の状態または
加熱状態で粘着性または接着性のものであることが好ま
しい。続いて、配線パターンのうち絶縁性パターンの形
状を有するフォトマスク１３を密着して露光し（図１
（Ｂ））、現像処理することによりレジストパターン１
４を形成することができる（図１（Ｃ））。なお、図示
の場合は、フォトマスクの遮光部に相当するレジスト材
料が溶解除去されていることからネガ型の感光性レジス
トを使用した例となる。

【００１０】次に、図１（Ｄ）のように、レジストパタ
ーン表面上に導電性の配線パターンを形成するための金
属箔１５を転写する。転写するとは薄層の金属箔を平面
状にレジスト膜表面に接着させることを意味し、平坦な
金属箔を平面状に載置して加圧する方法でもよいし、ロ
ール状に巻かれた金属箔を回転させながらレジスト膜上
に接着させる方法であってもよい。金属箔は基板１１の
全面に転写する必要はなく絶縁性パターンが形成されて
いる部分にのみ転写すればよい。この意味で材料の節減
を図ることができる。前記のように金属箔がレジスト膜
に接着するためにはレジスト表面が常温または加熱状態
で粘着性または接着性の状態であることが好ましいが、
レジスト表面がそのような性質を備えていない場合に
は、粘着剤または接着剤を予めレジスト表面に塗布また
は噴霧する処置を行ってもよい。金属箔１５の厚さは、
配線パターン層の電気抵抗を低く抑えるために１μｍ以
上、好ましくは５〜４０μｍの範囲とする。

【００１１】次に金属箔１５を配線パターン形状にエッ
チングするため、金属箔上に感光性レジスト１６を再度
塗布する（図１（Ｅ））。当該レジストも、１２のレジ
ストと同様にネガ型またはポジ型の感光性レジスト材料
をスピンコート法、バーコート法、ダイコート法等の方
法で均一な厚さに塗布し乾燥することにより形成するこ
とができる。レジスト膜厚は薄肉の金属箔のエッチング
に耐えるレジスト膜であればよいので厚膜のレジスト層
とする必要はない。具体的には、２〜５０μｍの厚さに
形成することが好ましい。

【００１２】続いて、配線パターンのうち導電性パター
ンの形状を有するフォトマスク１８を感光性レジストに
密着して露光し（図１（Ｆ））、現像処理し乾燥するこ
とによりレジストパターン２０を形成する（図１
（Ｇ））。この際、先に形成された絶縁性レジストパタ
ーン１４と導電性パターンの位置は正確に合致する必要
があるので、見当合わせマークとか整合ピンによる位置
合わせとか適宜な位置合わせ手段を採用することが必要
になる。配線パターンの線幅は絶縁性層上に形成される
ものであるため、絶縁性パターンよりは細い線幅で形成
されることが好ましい。このような配線パターン層の線
幅は、最小幅１０μｍ程度まで任意に設定することがで
きる。なお、図示の場合は、フォトマスクの透光部に相
当するレジスト材料が可溶化されて除去されていること
からポジ型の感光性レジストを使用した例となる。

【００１３】次に、金属箔を当該金属に対して腐食性の
あるエッチング液を用いてエッチングする。金属箔が銅
箔である場合は、５０〜７０°Ｃに加温した塩化第２鉄
液に浸漬またはシャワーリングすることによりエッチン
グすることができる。また、金属箔がアルミ箔である場
合は塩酸によるエッチングも可能である。配線パターン
のエッチングが完了した後、残存するレジスト膜を所定
の処理液で剥離または溶解除去すれば、基板１１上に
は、絶縁性のレジストパターン１４と金属箔から形成さ
れた導電性パターン１７の積層体が形成されている（図
１（Ｈ））。

【００１４】図１（Ｉ）〜（Ｋ）は、本発明の第２の実
施形態による配線パターン形成方法を説明する図であ
る。まず、図１（Ｉ）のように、寸法安定性と強度があ
り、少なくとも導電性パターン形成面が導電性である基
板２１上に、金属箔２２を形成する。当該金属箔は粘着
性または接着性の絶縁性パターン上に選択的に転写する
ことを目的とするため、厚膜に形成する場合には箔強度
を高くし、選択的転写のためには阻害原因となる。一
方、余り薄膜に過ぎる場合は、配線パターンの抵抗を高
めることとなるので適宜な膜厚とすることが必要とな
る。もっとも選択的転写後に導電性パターンの導電性を
高める目的で補強的な電解めっきを施す場合には通電に
足りる金属箔の厚さが得られればよい。金属箔が銅であ
る場合であって後の電解めっきを行わない場合に金属箔
の厚さは、３μｍ〜１５μｍの膜厚であることが適当で
ある。

【００１５】また、めっきによる方法とは別法である
が、金属層を蒸着やスパッタリングによる箔形成方法で
形成してもよい。この場合には基板が導電性であること
は必要とされない。また、これらの方法による場合は皮
膜強度の弱い金属膜を形成できるので、選択的な転写の
ためには有利である。蒸着やスパッタリング法により後
に導電性を高める目的で補強的な電解めっきを施す場合
には、蒸着層の厚さは、０．１μｍ〜１μｍであれば十
分である。このような薄膜を形成する手段としては、ア
ルミ蒸着やクロムのスパッタリングによる薄膜形成方法
が採用され得る。

【００１６】一方、第１の実施形態の場合と同様に、寸
法安定性と強度のある基板１１上に、耐熱感光性レジス
ト１２を塗布し、露光、現像処理して絶縁性レジストパ
ターン１４を準備する。これらのプロセスは図１（Ａ）
〜（Ｃ）の工程のとおりに行えばよい。次いで、当該絶
縁性レジストパターンの形成された基板１１のレジスト
パターンと金属箔の形成された基板２１の金属箔面を面
的に平行に当接させて、両基板の背面側から軽く加圧す
る（図１（Ｊ））。その後基板２１を剥離すれば、金属
箔の粘着性または接着性の絶縁性パターン１４上に対応
する部分は選択的に転写され、その他の部分の金属箔は
基板２１側に残って、除去される（図１（Ｋ））。

【００１７】電着に使用される基板は基板自体が導電性
であることは必ずしも必要とされないが、絶縁性基材の
場合は少なくともパターン形成される面に導電性を与え
る処理が必要となる。例えば、絶縁性の基板に、蒸着あ
るいは無電解メッキにより導電処理をすることで使用す
ることができる。この方法に好適に使用できる樹脂基板
としては、ポリイミド、ポリエステル等が挙げられる。

【００１８】図２は、本発明の第３の実施形態による配
線パターン形成方法を説明する図である。まず、図２
（Ａ）のように、寸法安定性と強度があり、少なくとも
導電性パターン形成面が導電性である基板３１上に、金
属箔３２を形成する。当該金属箔の材料は前記の実施形
態と同様に導電性の各種材料を使用することができる。
金属箔３２の厚さは、配線パターン層の電気抵抗を低く
抑えるために１μｍ以上、好ましくは５〜４０μｍの範
囲とする。

【００１９】次いで、図２（Ｂ）のように形成された金
属箔３２上に、耐熱感光性レジスト３３を塗布する。レ
ジストは、例えば、基板上にネガ型またはポジ型の感光
性レジスト材料をスピンコート法、バーコート法、ダイ
コート法等の方法で均一な厚さに塗布し乾燥することに
より形成することができる。本実施形態の配線パターン
形成方法ではレジスト膜自体が後に配線層の絶縁層の役
割を果たすので、十分な絶縁耐性のある膜厚とすること
が必要とされる。具体的には、１０〜１００μｍの膜厚
に形成することが好ましい。また、レジスト膜表面は後
の工程で他の配線基板に転写するため処理後の状態また
は加熱状態で粘着性または接着性のものであることが好
ましい。

【００２０】続いて、配線パターンのうち絶縁性パター
ンの形状を有するフォトマスク３４を介して密着して露
光し（図２（Ｃ））、現像処理することによりレジスト
パターン３５を形成することができる（図２（Ｄ））。
当該レジストパターンは配線パターンのうち絶縁性パタ
ーンを形成するとともに導電性パターンの耐食レジスト
層としての役割をも果たすことになる。なお、図示の場
合は、フォトマスクの遮光部に相当するレジストが溶解
除去されていることからネガ型の感光性レジスト材料を
使用した例となる。

【００２１】次に、レジストパターン３５を介して金属
箔３２のエッチングを行う。エッチングは、レジスト膜
パターン上から金属箔に対して腐食性のあるエッチング
液を噴霧またはシャワーリングして不要な金属箔部分を
除去する。エッチング液は、例えば金属箔が銅である場
合は、塩化第２鉄の５０〜８０°Ｃ程度の液温のものを
使用することができ、アルミ箔である場合は塩酸による
エッチングも可能である。配線パターンのエッチングが
完了した後、水洗処理すれば、基板３１上には、絶縁性
レジストパターン３５と金属箔から形成された導電性パ
ターン３７の積層体が形成されている（図２（Ｅ））。

【００２２】次に、粘着性あるいは接着性の絶縁性レジ
ストパターン上に被転写用基板３８を平行に当接して加
圧することにより（図２（Ｆ））、導電性パターン３７
と絶縁性レジストパターン３５の積層体を被転写用基板
３８側に転移させることができる。これにより被転写基
板上には導電性パターン３７を上面とする配線パターン
が形成される（図２（Ｇ））。なお、絶縁性樹脂層が加
熱により粘着性が付与される場合には転写前に適当な加
熱処理が必要とされる。

【００２３】＜材質に関する実施形態＞本発明のプリン
ト配線板が形成される基板１１，２１，３１そのものに
は特に制限はないが、例えば、基板を配線基板を構成す
る基板とする場合には、ガラスエポキシ基板、ポリイミ
ド基板、アルミナセラミック基板、ガラスエポキシとポ
リイミドの複合基板等、プリント配線板用の基板として
公知の基板を使用することができる。また、用途によっ
てステンレス板やアルミ板、鉄材料を基板としてもよ
い。絶縁性パターンを形成する基板と導電性パターンを
形成する基板とは後に転写により位置合わせすることか
ら、同質で等厚のものであることが好ましい。これらの
基板１１，２１，３１の厚さは、通常５０〜１０００μ
ｍの範囲とされる。

【００２４】絶縁性パターンとなる耐熱感光性レジスト
は、処理後の状態で、常温もしくは加熱により粘着性あ
るいは接着性を示す絶縁物質であって、スピンコートや
バーコード、ブレードコート法あるいはダイコート法に
よる塗布適性があるものが好ましい。感光性レジストの
耐熱性は、後の転写工程による加熱に耐えることが必要
であることの他、特に本発明の場合、レジストが最終製
品に絶縁層として残るため、後工程のハンダ耐性が必要
とされるもので、２５０°Ｃ、１分程度の加熱に耐える
ことが望ましい。このような耐熱感光性レジストとして
は、日本ゼオン株式会社製の「ＺＦＰＩ−６０００」や
東レ株式会社製の「ＵＲ−３１４０」が挙げられる。常
温もしくは加熱により粘着性あるいは接着性を示す絶縁
性の感光性物質でない場合は、塗布後のプレベーク条件
を制御することで溶剤を残した形で粘着性（タック性）
を付与してもよいし、粘着剤または接着剤を予め処理後
のレジスト表面に塗布または噴霧する処置を行ってもよ
い。

【００２５】金属箔の材質は、導電性の高い金属であれ
ば特に制限はなく、例えば、銅、銀、金、ニッケル、ク
ロム、亜鉛、すず、白金等を用いることができる。これ
らの金属箔は市販のものを入手することができるが、適
宜な電解めっき法によっても製造することができる。例
えば、銅の電析による場合は、硫酸酸性硫酸銅浴、ピロ
リン酸銅浴、ほうフッ化銅浴、シアン銅浴が適用でき、
ニッケル電析の場合は、硫酸ニッケル浴、クロム電析の
場合はサージェント浴、その他、金めっき浴、銀めっき
浴等を採用することができる。

【００２６】

【実施例】

＜実施例１＞表面研磨したステンレス基板（ＳＵＳ３０
４）；厚さ０．２ｍｍ上に耐熱性のネガ型感光性レジス
ト（日本ゼオン株式会社製「ＺＦＰＩ−６０００」）を
スピンコート法で、乾燥後の厚さが２０μｍになるよう
に塗布して乾燥してレジスト膜１２を形成した。乾燥
後、線幅３０μｍの配線パターンのパターン形状を持つ
フォトマスク１３をレジスト膜上に密着して、紫外線光
源で露光量５００ｍＪで露光した。露光後、レジスト膜
を指定アルカリ現像液で現像し、未硬化のレジスト膜を
除去してレジストパターン１４を形成した（図１
（Ｃ））。

【００２７】次いで、下記組成の硫酸銅めっき浴で銅箔
を形成した。ステンレス基板（ＳＵＳ３０４）上に形成
された厚さ１０μｍの銅箔１５を剥離して、上記で形成
された耐熱性レジスト膜の表面に載置して加熱、加圧
（２００°Ｃ、１分）して接着した（図１（Ｄ））。な
お、レジストは加熱により接着性を帯びた状態となる。
銅箔の上に、ポジ型感光性レジスト（東京応化工業株式
会社製「ＡＲ９００」）を再度塗布して乾燥してレジス
ト膜１５を形成した（図１（Ｅ））。乾燥後、線幅３０
μｍの配線パターンのパターン形状を持つフォトマスク
１８をレジスト膜上に密着して、紫外線光源で露光量５
００ｍＪで露光した（図１（Ｆ））。露光後、レジスト
膜を指定アルカリ現像液で現像し、未硬化のレジスト膜
を除去して配線用のレジストパターン２０を形成した
（図１（Ｇ））。（硫酸銅めっき浴組成）ＣｕＳ０₄５Ｈ₂Ｏ（硫酸銅）２００ｇ／ｌＨ₂ＳＯ₄（硫酸）５０ｇ／ｌ光沢剤微量（液温；３０°Ｃ）

【００２８】次に、銅箔１５を７０°Ｃに加温した塩化
第２鉄液で５分間シャワーリングしてレジストパターン
２０から露出した銅箔部分をエッチングして除去した。
エッチング後残存するレジスト膜を指定処理液（東京応
化工業株式会社製）で剥離処理することにより配線パタ
ーンが完成した（図１（Ｈ））。

【００２９】＜実施例２＞表面研磨したステンレス基板
（ＳＵＳ３０４）厚さ；０．２ｍｍを実施例１と同一組
成の硫酸酸性銅めっき浴に浸漬してめっきし、ステンレ
ス基板表面に厚さ１０μｍの銅箔３２を形成した（図２
（Ａ））。当該銅箔上に、ネガ型感光性レジスト（日本
ゼオン株式会社製「ＺＦＰＩ−６０００」）をスピンコ
ート法で、乾燥後の厚さが２０μｍになるように塗布し
て乾燥してレジスト膜３３を形成した（図２（Ｂ））。
乾燥後、線幅３０μｍの配線パターンのパターン形状を
持つフォトマスク３４をレジスト膜上に密着して、紫外
線光源で露光量５００ｍＪで露光した（図２（Ｃ））。
露光後、レジスト膜を指定アルカリ現像液で現像し、未
硬化のレジスト膜を除去してレジストパターン３５を形
成した（図２（Ｄ））。

【００３０】次に、レジストパターン３５から露出した
銅箔３２を７０°Ｃに加温した塩化第２鉄液で５分間シ
ャワーリングしてエッチングして除去し、その後水洗し
た。エッチング後残存するレジスト膜を指定処理液（東
京応化工業株式会社製）で剥離処理すると、基板上には
レジストパターンと銅箔からなる導電性パターン３７が
積層した状態で残った。

【００３１】次に、転写用ステンレス基板（ＳＵＳ３０
４）３８上に、導電性パターンを有する基板３１を、導
電性パターンが絶縁性パターンに一致するように位置合
わせして密着し、下記の圧着条件で転写したところ（図
２（Ｆ））、基板１１上の絶縁性レジストパターン上に
導電性パターンが積層された配線パターンが得られた
（図２（Ｇ））。（圧着条件）圧力：４０ｋｇｆ／ｃｍ² 温度：２００°Ｃ時間：１分間

【００３２】上記の実施例１および実施例２で作製され
た配線パターンを使用して作動試験を行ったところ、配
線の断線や漏洩電流等は見られず、また絶縁耐性も高く
正しく作動することが確認された。

【００３３】

【発明の効果】本発明の第１の実施形態の配線パターン
形成方法によれば、基板上に形成されたレジストパター
ン表面に導電性の金属箔を転写して金属箔をパターン状
にエッチングすることにより配線パターンを形成するこ
とができる。また、本発の第２の実施形態によればレジ
ストパターン表面に導電性の金属箔を選択的に転写する
ことにより配線パターンを形成することができる。ま
た、本発の第３の実施形態によれば、基板上にまず導電
性金属箔を形成し、当該金属箔上にレジストパターンを
形成してエッチングすることにより配線パターンを容易
に形成することができる。本発のいずれの実施形態によ
る配線パターン形成方法であっても、材料を予め定めら
れた所定のパターン域内にのみ限定して使用されるので
絶縁性材料および導電性材料の節減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態と第２の実施形態に
よる配線パターン形成方法を説明する図である。

【図２】本発明の第３の実施形態による配線パターン
形成方法を説明する図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１基板１２，１６，３３感光性レジスト１３，１８，３４フォトマスク１４，２０，３５レジストパターン１５，２２，３２金属箔１７，３７導電性パターン３８被転写用基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に耐熱感光性レジストを塗布、乾
燥した後、配線パターンのパターンを露光し現像処理す
る工程と、処理後の耐熱性レジストパターン表面部に金
属箔を転写する工程と、金属箔上に再度配線パターンの
レジストパターンを形成した後、当該金属箔を配線パタ
ーン形状を残してエッチングする工程を含むことを特徴
とする配線パターン形成方法。
【請求項２】基板上に耐熱感光性レジストを塗布、乾
燥した後、配線パターンのパターンを露光し現像処理す
る工程と、処理後の耐熱性レジストパターン表面部に支
持基板上に形成された金属箔を押圧して、当該金属箔を
選択的に転写する工程を含むことを特徴とする配線パタ
ーン形成方法。
【請求項３】基板上に金属箔を形成する工程と、当該
金属箔上に耐熱感光性レジストを塗布、乾燥した後、配
線パターンのパターンを露光し現像処理する工程と、当
該耐熱性レジストのレジストパターンを介して金属箔を
配線パターン形状にエッチングする工程と、エッチング
後の金属箔からなる配線パターンと耐熱性レジストの積
層体を配線基板上に転写する工程を含むことを特徴とす
る配線パターン形成方法。