JPWO2017170012A1 - 金属配線含有積層体の製造方法、金属配線含有積層体、被めっき層付き基板 - Google Patents

金属配線含有積層体の製造方法、金属配線含有積層体、被めっき層付き基板 Download PDF

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Abstract

本発明は、抵抗が低い微細な金属配線を有する金属配線含有積層体を効率よく製造することができる金属配線含有積層体の製造方法、金属配線含有積層体、および、被めっき層付き基板を提供する。本発明の金属配線含有積層体の製造方法は、基板上に、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する感光性層を形成する工程と、感光性層をパターン状に露光して、露光された感光性層に対して現像処理を施し、溝部を有する被めっき層を形成する工程と、被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与する工程と、めっき触媒またはその前駆体が付与された被めっき層に対してめっき処理を行い、溝部を埋めるように、金属配線を形成する工程と、を有する。

Description

本発明は、金属配線含有積層体の製造方法、金属配線含有積層体、および、被めっき層付き基板に関する。
基板上に金属配線が配置された導電性フィルム(金属配線含有積層体)は、タッチパネル、および、プリント配線基板など種々の用途に使用されている。
金属配線含有積層体の製造方法として、例えば、特許文献1において、非硬化性樹脂層を用いる態様が開示されている。より具体的には、基板の表面に、硬化性樹脂層を介して非硬化性樹脂層を形成する工程と、非硬化性樹脂層側から、非硬化性樹脂層および硬化性樹脂層に凹部を形成する工程と、非硬化性樹脂層表面および凹部表面にめっき用触媒を付与する工程と、非硬化性樹脂層をその表面のめっき用触媒とともに除去する工程と、凹部表面に無電解めっきを施す工程とを有する態様が開示されている。
特開2015−57812号公報
一方で、近年、より微細な金属配線を有する金属配線含有積層体を効率よく生産することが求められている。
特許文献1に記載の方法では、非硬化性樹脂層を別途作製する必要があるとともに、それを除去する手間があるため、必ずしも昨今の要求を満たすものではなかった。
本発明は、上記実情に鑑みて、抵抗が低い微細な金属配線を有する金属配線含有積層体を効率よく製造できる、金属配線含有積層体の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、金属配線含有積層体、および、被めっき層付き基板を提供することも課題とする。
本発明者らは、従来技術の問題点について鋭意検討を行ったところ、溝部を有する被めっき層を用いることにより、上記課題を解決できることを見出した。
つまり、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
(1) 基板上に、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する感光性層を形成する工程と、
感光性層をパターン状に露光して、露光された感光性層に対して現像処理を施し、溝部を有する被めっき層を形成する工程と、
被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与する工程と、
めっき触媒またはその前駆体が付与された被めっき層に対してめっき処理を行い、溝部を埋めるように、金属配線を形成する工程と、を有する、金属配線含有積層体の製造方法。
(2) 感光性層が、ネガ型感光性層であり、
露光の際に、遮光部の幅が10μm以下のフォトマスクを介して感光性層を露光する、(1)に記載の金属配線含有積層体の製造方法。
(3) 感光性層が、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む、(1)または(2)に記載の金属配線含有積層体の製造方法。
(4) 基板と、
基板上に配置された、溝部を有し、かつ、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する被めっき層と、
被めっき層の溝部を埋めるように配置された金属配線と、を有し、
被めっき層の基板側とは反対側の表面(表面上)に金属が散在している、金属配線含有積層体。
(5) 被めっき層の溝部の側壁面(側壁面上)に、被めっき層の基板側とは反対側の表面に散在している金属と同種の金属が散在しており、
被めっき層の溝部の側壁面に散在している金属の量が、被めっき層の基板側とは反対側の表面に散在している金属の量よりも多い、(4)に記載の金属配線含有積層体。
(6) 基板と、
基板上に配置された、溝部を有し、かつ、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する被めっき層と、を有する被めっき層付き基板。
本発明によれば、抵抗が低い微細な金属配線を有する金属配線含有積層体を効率よく製造できる、金属配線含有積層体の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、金属配線含有積層体、および、被めっき層付き基板を提供することもできる。
本発明の製造方法の工程Aの態様を示す断面図である。 本発明の製造方法の工程Bの露光の態様を示す断面図である。 本発明の製造方法の工程Bの現像処理を経て得られた被めっき層付き基板の断面図である。 フォトマスクの一態様を示す上面図である。 本発明の製造方法の工程Dを経て得られた金属配線含有積層体の断面図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の製造方法の特徴点としては、後段で詳述するように、溝部を有する被めっき層を用いる点が挙げられる。このような被めっき層にめっき触媒またはその前駆体が吸着する際、被めっき層の基板側とは反対側の表面よりも溝部の側壁面にめっき触媒またはその前駆体が吸着しやすくなる。そのため、得られた被めっき層に対してめっき処理を施すと、溝部を埋めるように金属配線(めっき層)が形成される。つまり、溝部の大きさに合わせて、低抵抗で微細な金属配線を形成できる。
本発明の金属配線含有積層体の製造方法は、以下の工程A〜Dを有する。
工程A:基板上に、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する感光性層を形成する工程
工程B:感光性層をパターン状に露光して、露光された感光性層に対して現像処理を施し、溝部を有する被めっき層を形成する工程
工程C:被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与する工程
工程D:めっき触媒またはその前駆体が付与された被めっき層に対してめっき処理を行い、溝部を埋めるように、金属配線を形成する工程
以下に、図面を参照しながら、各工程で使用される材料およびその手順について詳述する。
<工程A(感光性層形成工程)>
工程Aは、基板上に、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する感光性層を形成する工程である。本工程を実施することにより、図1に示すように、基板10上に感光性層12が形成される。感光性層は、溝部を有する被めっき層を形成するための前駆体層(被めっき層形成用層)である。
以下では、まず、本工程で使用される各部材および各材料について詳述し、その後、工程の手順を詳述する。
(基板)
基板は、後述する被めっき層などを支持することができれば特にその種類の限定はなく、公知の基板を使用できる。
基板としては、例えば、絶縁基板が挙げられ、より具体的には、樹脂基板、セラミック基板、および、ガラス基板などが挙げられる。
樹脂基板の材料としては、例えば、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、および、シクロオレフィン系樹脂などが挙げられる。
基板の厚み(mm)は特に限定されないが、基板の取り扱い性および薄型化のバランスの点から、0.005〜1mmが好ましく、0.02〜0.08mmがより好ましい。
また、基板は、光を適切に透過することが好ましい。具体的には、基板の全光線透過率は、85〜100%が好ましい。
なお、基板上には、必要に応じて、易接着層またはプライマー層などが配置されていてもよい。つまり、易接着層付き基板、または、プライマー層付き基板などを用いてもよい。
(感光性層)
感光性層は、上記基板上に配置される層であり、溝部を有する被めっき層を形成するための層である。
感光性層は、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基(以後、「相互作用性基」とも称する)を有する。
相互作用性基とは、被めっき層に付与されるめっき触媒またはその前駆体と相互作用できる官能基を意図する。相互作用性基としては、例えば、めっき触媒またはその前駆体と静電相互作用を形成可能な官能基、並びに、めっき触媒またはその前駆体と配位形成可能な含窒素官能基、含硫黄官能基、および、含酸素官能基などが挙げられる。
相互作用性基としてより具体的には、アミノ基、アミド基、イミド基、ウレア基、3級アミノ基、アンモニウム基、アミジノ基、トリアジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール基、イミダゾール基、ベンズイミダゾール基、キノリン基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、キナゾリン基、キノキサリン基、プリン基、トリアジン基、ピペリジン基、ピペラジン基、ピロリジン基、ピラゾール基、アニリン基、アルキルアミン構造を含む基、イソシアヌル構造を含む基、ニトロ基、ニトロソ基、アゾ基、ジアゾ基、アジド基、シアノ基、および、シアネート基などの含窒素官能基;エーテル基、水酸基、フェノール性水酸基、カルボン酸基、カーボネート基、カルボニル基、エステル基、N−オキシド構造を含む基、S−オキシド構造を含む基、および、N−ヒドロキシ構造を含む基などの含酸素官能基;チオフェン基、チオール基、チオウレア基、チオシアヌール酸基、ベンズチアゾール基、メルカプトトリアジン基、チオエーテル基、チオキシ基、スルホキシド基、スルホン基、サルファイト基、スルホキシイミン構造を含む基、スルホキシニウム塩構造を含む基、スルホン酸基、および、スルホン酸エステル構造を含む基などの含硫黄官能基;ホスフェート基、ホスフォロアミド基、ホスフィン基、および、リン酸エステル構造を含む基などの含リン官能基;塩素原子、および、臭素原子などのハロゲン原子を含む基などが挙げられ、塩構造をとりうる官能基においてはそれらの塩も使用できる。
なかでも、極性が高く、めっき触媒またはその前駆体などへの吸着能が高いことから、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、および、ボロン酸基などのイオン性極性基、エーテル基、または、シアノ基が好ましく、カルボン酸基(カルボキシル基)またはシアノ基がより好ましい。
感光性層は、ネガ型感光性層であっても、ポジ型感光性層であってもよい。なかでも、より微細な金属配線を形成しやすい点で、ネガ型感光性層が好ましい。
なお、ネガ型感光性層とは、現像処理の際に未露光部が除去される層である。また、ポジ型感光性層とは、現像処理の際に露光部が除去される層である。
感光性層がネガ型感光性層である場合、感光性層は上記相互作用性基とともに、重合性基を有することが好ましい。
重合性基は、露光により、化学結合を形成しうる官能基であり、例えば、ラジカル重合性基、および、カチオン重合性基などが挙げられる。なかでも、反応性がより優れる点から、ラジカル重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、例えば、アクリル酸エステル基(アクリロイルオキシ基)、メタクリル酸エステル基(メタクリロイルオキシ基)、イタコン酸エステル基、クロトン酸エステル基、イソクロトン酸エステル基、マレイン酸エステル基などの不飽和カルボン酸エステル基、スチリル基、ビニル基、アクリルアミド基、および、メタクリルアミド基などが挙げられる。なかでも、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、ビニル基、スチリル基、アクリルアミド基、または、メタクリルアミド基が好ましく、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、または、スチリル基がより好ましい。
感光性層は、より微細な金属配線を形成しやすい点で、以下の化合物Xまたは組成物Yを含むことが好ましい。
化合物X:相互作用性基、および、重合性基を有する化合物
組成物Y:相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物
(化合物X)
化合物Xは、相互作用性基と重合性基とを有する化合物である。相互作用性基および重合性基の定義は、上述の通りである。
化合物Xには、相互作用性基が2種以上含まれていてもよい。化合物Xに含まれる相互作用性基の数は特に限定されず、1つでも、2つ以上でもよい。
化合物Xには、重合性基が2種以上含まれていてもよい。化合物Xに含まれる重合性基の数は特に限定されず、1つでも、2つ以上でもよい。
上記化合物Xは、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。低分子化合物は分子量が1000未満の化合物を意図し、高分子化合物とは分子量が1000以上の化合物を意図する。
なお、上記重合性基を有する低分子化合物とは、いわゆるモノマー(単量体)に該当する。また、高分子化合物とは、所定の繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
また、化合物としては1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記化合物Xがポリマーである場合、ポリマーの重量平均分子量は特に限定されないが、溶解性など取り扱い性がより優れる点で、1000〜700000が好ましく、2000〜200000がより好ましい。特に、重合感度の点から、20000以上がさらに好ましい。
重合性基および相互作用性基を有するポリマーの合成方法は特に限定されず、公知の合成方法(特開2009−280905号公報の段落[0097]〜[0125]参照)が使用される。
(ポリマーの好適態様1)
上記化合物Xがポリマーである場合、ポリマーの第1の好ましい態様として、下記式(a)で表される重合性基を有する繰り返し単位(以下、適宜「重合性基ユニット」とも称する)、および、下記式(b)で表される相互作用性基を有する繰り返し単位(以下、適宜「相互作用性基ユニット」とも称する)を含む共重合体が挙げられる。
上記式(a)および式(b)中、R1〜R5は、それぞれ独立して、水素原子、または、置換若しくは無置換のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基など)を表す。なお、置換基の種類は特に限定されないが、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、および、フッ素原子などが挙げられる。
なお、R1としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。R2としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。R3としては、水素原子が好ましい。R4としては、水素原子が好ましい。R5としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。
上記式(a)および式(b)中、X、Y、およびZは、それぞれ独立して、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基としては、置換または無置換の2価の脂肪族炭化水素基(好ましくは炭素数(炭素原子数)1〜8。例えば、メチレン基、エチレン基、および、プロピレン基などのアルキレン基)、置換または無置換の2価の芳香族炭化水素基(好ましくは炭素数6〜12。例えば、フェニレン基)、−O−、−S−、−SO2−、−N(R)−(R:アルキル基)、−CO−、−NH−、−COO−、−CONH−、および、これらを組み合わせた基(例えば、アルキレンオキシ基、アルキレンオキシカルボニル基、アルキレンカルボニルオキシ基など)などが挙げられる。
X、Y、およびZとしては、ポリマーの合成が容易で、被めっき層と金属配線との密着性がより優れる点で、単結合、エステル基(−COO−)、アミド基(−CONH−)、エーテル基(−O−)、または、置換若しくは無置換の2価の芳香族炭化水素基が好ましく、単結合、エステル基(−COO−)、または、アミド基(−CONH−)がより好ましい。
上記式(a)および式(b)中、L1およびL2は、それぞれ独立して、単結合、または、置換若しくは無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義としては、上述したX、Y、およびZで述べた2価の有機基と同義である。
1としては、ポリマーの合成が容易で、被めっき層と金属配線との密着性がより優れる点で、2価の脂肪族炭化水素基、または、ウレタン結合若しくはウレア結合を有する2価の有機基(例えば、脂肪族炭化水素基)が好ましい。また、Lに含まれる総炭素数は、1〜9が好ましい。なお、ここで、L1の総炭素数とは、L1で表される置換または無置換の2価の有機基に含まれる総炭素数を意味する。
また、L2は、被めっき層と金属配線との密着性がより優れる点で、単結合、または、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、若しくは、これらを組み合わせた基であることが好ましい。なかでも、L2は単結合、または、総炭素数が1〜15である置換若しくは無置換の2価の有機基であることが好ましい。なお、ここで、L2の総炭素数とは、L2で表される置換または無置換の2価の有機基に含まれる総炭素数を意味する。また、L2で表される2価の有機基は、無置換であることが好ましい。
上記式(b)中、Wは、相互作用性基を表す。相互作用性基の定義は、上述の通りである。
上記重合性基ユニットの含有量は、反応性(硬化性、重合性)および合成の際のゲル化の抑制の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜60モル%が好ましく、5〜40モル%がより好ましい。
また、上記相互作用性基ユニットの含有量は、めっき触媒またはその前駆体に対する吸着性の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜95モル%が好ましく、10〜95モル%がより好ましい。
(ポリマーの好適態様2)
上記化合物Xがポリマーである場合、ポリマーの第2の好ましい態様としては、下記式(A)、式(B)、および式(C)で表される繰り返し単位を含む共重合体が挙げられる。
式(A)で表される繰り返し単位は上記式(a)で表される繰り返し単位と同じであり、各基の説明も同じである。
式(B)で表される繰り返し単位中のR5、XおよびL2は、上記式(b)で表される繰り返し単位中のR5、XおよびL2と同じであり、各基の説明も同じである。
式(B)中のWaは、後述するVで表される親水性基またはその前駆体基を除く、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する基を表す。なかでも、シアノ基が好ましい。
式(C)中、R6は、それぞれ独立して、水素原子、または、置換若しくは無置換のアルキル基を表す。
式(C)中、Uは、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述したX、YおよびZで表される2価の有機基と同義である。Uとしては、ポリマーの合成が容易で、被めっき層と金属配線との密着性がより優れる点で、単結合、エステル基(−COO−)、アミド基(−CONH−)、エーテル基(−O−)、または、置換若しくは無置換の2価の芳香族炭化水素基が好ましい。
式(C)中、L3は、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述したL1およびL2で表される2価の有機基と同義である。L3としては、ポリマーの合成が容易で、被めっき層と金属配線との密着性がより優れる点で、単結合、または、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、若しくは、これらを組み合わせた基が好ましい。
式(C)中、Vは親水性基またはその前駆体基を表す。親水性基とは親水性を示す基であれば特に限定されず、例えば、水酸基、および、カルボン酸基などが挙げられる。また、親水性基の前駆体基とは、所定の処理(例えば、酸またはアルカリにより処理)により親水性基を生じる基を意味し、例えば、THP(2−テトラヒドロピラニル基)で保護したカルボン酸基などが挙げられる。
親水性基としては、めっき触媒またはその前駆体との相互作用の点で、イオン性極性基が好ましい。イオン性極性基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、および、ボロン酸基が挙げられる。なかでも、適度な酸性(他の官能基を分解しない)という点から、カルボン酸基が好ましい。
上記ポリマーの第2の好ましい態様における各ユニットの好ましい含有量は、以下の通りである。
式(A)で表される繰り返し単位の含有量は、反応性(硬化性、重合性)および合成の際のゲル化の抑制の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜50モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましい。
式(B)で表される繰り返し単位の含有量は、被めっき層に対するめっき触媒またはその前駆体の吸着性の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜75モル%が好ましく、10〜70モル%がより好ましい。
式(C)で表される繰り返し単位の含有量は、水溶液による感光性層の現像性と被めっき層の耐湿密着性の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、10〜70モル%が好ましく、20〜60モル%がより好ましく、30〜50モル%がさらに好ましい。
上記ポリマーの具体例としては、特開2009−007540号公報の段落[0106]〜[0112]に記載のポリマー、特開2006−135271号公報の段落[0065]〜[0070]に記載のポリマー、および、US2010−080964号の段落[0030]〜[0108]に記載のポリマーなどが挙げられる。
このポリマーは、公知の方法(例えば、上記で列挙された文献中の方法)により製造することができる。
(モノマーの好適態様)
上記化合物Xがいわゆるモノマーである場合、モノマーの好適態様の一つとして式(X)で表される化合物が挙げられる。
式(X)中、R11〜R13は、それぞれ独立して、水素原子、または、置換若しくは無置換のアルキル基を表す。無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、および、ブチル基が挙げられる。また、置換アルキル基としては、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、またはフッ素原子などで置換された、メチル基、エチル基、プロピル基、および、ブチル基が挙げられる。なお、R11としては、水素原子、または、メチル基が好ましい。R12としては、水素原子が好ましい。R13としては、水素原子が好ましい。
10は、単結合、または、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、置換または無置換の脂肪族炭化水素基(好ましくは炭素数1〜8)、置換または無置換の芳香族炭化水素基(好ましくは炭素数6〜12)、−O−、−S−、−SO2−、−N(R)−(R:アルキル基)、−CO−、−NH−、−COO−、−CONH−、および、これらを組み合わせた基(例えば、アルキレンオキシ基、アルキレンオキシカルボニル基、アルキレンカルボニルオキシ基など)などが挙げられる。
置換または無置換の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、若しくはブチレン基、または、これらの基が、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、若しくはフッ素原子などで置換された基が好ましい。
置換または無置換の芳香族炭化水素基としては、無置換のフェニレン基、または、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、若しくはフッ素原子などで置換されたフェニレン基が好ましい。
式(X)中、L10の好適態様の一つとしては、−NH−脂肪族炭化水素基−、または、−CO−脂肪族炭化水素基−が挙げられる。
Wの定義は、式(b)中のWの定義の同義であり、相互作用性基を表す。
式(X)中、Wの好適態様としては、イオン性極性基が挙げられ、カルボン酸基がより好ましい。
(組成物Y)
組成物Yは、相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物である。つまり、感光性層は、相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物の2種を含む。相互作用性基および重合性基の定義は、上述の通りである。
相互作用性基を有する化合物としては、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。なかでも、相互作用性基を有するポリマーが好ましい。
相互作用性基を有する化合物の好適態様としては、上述した式(b)で表される繰り返し単位を有するポリマー(例えば、ポリアクリル酸)が挙げられる。なお、相互作用性基を有する化合物には、重合性基は含まれないことが好ましい。
重合性基を有する化合物とは、いわゆるモノマーであり、形成される被めっき層の硬度がより優れる点で、2個以上の重合性基を有する多官能モノマーであることが好ましい。多官能モノマーとは、具体的には、2〜6個の重合性基を有するモノマーであることが好ましい。反応性に影響を与える架橋反応中の分子の運動性の点から、用いる多官能モノマーの分子量としては150〜1000が好ましく、200〜700がより好ましい。また、複数存在する重合性基同士の間隔(距離)としては原子数で1〜15が好ましく、6〜10がより好ましい。
重合性基を有する化合物には、相互作用性基が含まれていてもよい。
重合性基を有する化合物の好適態様としては、式(1)で表される化合物が挙げられる。
式(1)中、Qは、n価の連結基を表し、Rは、水素原子またはメチル基を表す。nは、2以上の整数を表す。
は、水素原子またはメチル基を表し、水素原子が好ましい。
Qの価数nは、2以上であり、被めっき層と金属配線との密着性をより向上させる観点から、2〜6が好ましく、2〜5がより好ましく、2〜4がさらに好ましい。
Qで表されるn価の連結基としては、例えば、式(1A)で表される基、式(1B)で表される基、
−NH−、−NR(R:アルキル基を表す)−、−O−、−S−、カルボニル基、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、芳香族基、ヘテロ環基、および、これらを2種以上組み合わせた基などが挙げられる。
式(1)で表される化合物の好適態様として、式(Y)で表される化合物が挙げられる。
式(Y)中、R1は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表す。R2は、それぞれ独立に、炭素数2〜4の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。但し、R2において、R2の両端に結合する酸素原子と窒素原子とがR2の同一の炭素原子に結合した構造をとることはない。R3は、それぞれ独立に、2価の連結基を表す。kは、2または3を表す。x、yおよびzは、それぞれ独立に、0〜6の整数を表し、x+y+zは、0〜18を満たす。
2は、炭素数2〜4の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。複数のR2は、互いに同じであっても異なっていてもよい。R2は、炭素数3〜4のアルキレン基であることが好ましく、炭素数3のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数3の直鎖のアルキレン基であることがさらに好ましい。R2のアルキレン基は、さらに置換基を有していてもよく、この置換基としては、アリール基、または、アルコキシ基などが挙げられる。
但し、R2において、R2の両端に結合する酸素原子と窒素原子とがR2の同一の炭素原子に結合した構造をとることはない。R2は、酸素原子と(メタ)アクリルアミド基の窒素原子とを連結する直鎖または分岐のアルキレン基であり、このアルキレン基が分岐構造をとる場合、両端の酸素原子と(メタ)アクリルアミド基の窒素原子とがアルキレン基中の同一の炭素原子に結合した、−O−C−N−構造(ヘミアミナール構造)をとることも考えられる。しかし、式(Y)で表される化合物には、このような構造の化合物は含まれない。
3の2価の連結基としては、アルキレン基、アリーレン基、複素環基、および、これらの組み合わせからなる基などが挙げられ、アルキレン基であることが好ましい。なお、2価の連結基がアルキレン基を含む場合、このアルキレン基中は、さらに、−O−、−S−、および、NR−から選ばれる少なくとも1種の基を含んでいてもよい。
は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。
x、yおよびzは、それぞれ独立に、0〜6の整数を表し、0〜5の整数が好ましく、0〜3の整数がより好ましい。x+y+zは、0〜18を満たし、0〜15であることが好ましく、0〜9であることがより好ましい。
なお、相互作用性基を有する化合物と重合性基を有する化合物との質量比(相互作用性基を有する化合物の質量/重合性基を有する化合物の質量)は特に限定されないが、形成される被めっき層の強度およびめっき適性のバランスの点で、0.1〜10が好ましく、0.5〜5がより好ましい。良好な透過性を示す被めっき層が得られる点で、上記質量比は0.5〜1が好ましい。
感光性層中の化合物X(または、組成物Y)の含有量は特に限定されないが、感光性層全質量に対して、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。上限は特に限定されないが、99.5質量%以下が好ましい。
感光性層には、上記化合物Xおよび上記組成物Y以外の成分が含まれていてもよい。
感光性層には、重合開始剤が含まれていてもよい。重合開始剤が含まれることにより、露光処理の際の重合性基間の反応がより効率的に進行する。
重合開始剤としては特に限定はなく、公知の重合開始剤(いわゆる光重合開始剤)などを用いることができる。重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、ベンゾイン類、ケトン類、チオキサントン類、ベンジル類、ベンジルケタール類、オキスムエステル類、アンソロン類、テトラメチルチウラムモノサルファイド類、ビスアシルフォスフィノキサイド類、アシルフォスフィンオキサイド類、アントラキノン類、および、アゾ化合物、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
感光性層中における重合開始剤の含有量は特に限定されないが、被めっき層の硬化性の点で、感光性層全質量に対して、0.01〜1質量%が好ましく、0.1〜0.5質量%がより好ましい。
感光性層には、他の添加剤(例えば、増感剤、硬化剤、重合禁止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、フィラー、粒子、難燃剤、界面活性剤、滑剤、および、可塑剤など)が含まれていてもよい。
感光性層の厚みは特に限定されないが、0.01〜20μmが好ましく、0.1〜10μmがより好ましく、0.1〜5μmがさらに好ましい。
上記の感光性層の厚みは平均厚みであり、感光性層の任意の10点の厚みを測定して、算術平均した値である。
(工程の手順)
基板上に感光性層を形成する方法は特に限定されず、基板上に上述した各種成分を含む組成物(被めっき層形成用組成物)を塗布して感光性層を形成する方法(塗布法)、および、仮基板上に感光性層を形成して、基板上に転写する方法(転写法)などが挙げられる。なかでも、厚みの制御がしやすい点、塗布法が好ましい。
以下、塗布法の態様について詳述する。
塗布法で使用される組成物には、上述した成分(例えば、化合物Xまたは組成物Y)が含まれる。
なお、組成物には、取り扱い性の点から、溶剤が含まれることが好ましい。
溶剤の種類は特に限定されず、例えば、水、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、アミド系溶剤、ニトリル系溶剤、エステル系溶剤、カーボネート系溶剤、エーテル系溶剤、グリコール系溶剤、アミン系溶剤、チオール系溶剤、および、ハロゲン系溶剤などが挙げられる。
組成物中の溶剤の含有量は特に限定されないが、組成物全量に対して、50〜98質量%が好ましく、70〜95質量%がより好ましい。上記範囲内であれば、組成物の取り扱い性に優れ、感光性層の層厚を制御しやすい。
塗布法の場合に、組成物を基板上に塗布する方法は特に限定されず、公知の方法(例えば、スピンコート、ダイコート、ディップコートなど)を使用できる。
組成物の取り扱い性および感光性層の製造効率の点からは、組成物を基板上に塗布し、必要に応じて乾燥処理を行って塗膜に残存する溶剤を除去して、感光性層を形成する態様が好ましい。
なお、乾燥処理の条件は特に限定されないが、生産性がより優れる点で、室温〜220℃(好ましくは50〜120℃)で、1〜30分間(好ましく1〜10分間)実施することが好ましい。
<工程B(被めっき層形成工程B)>
工程Bは、感光性層をパターン状に露光して、露光された感光性層に対して現像処理を施し、溝部を有する被めっき層を形成する工程である。
例えば、感光性層がネガ型感光性層である場合(例えば、感光性層に上記化合物Xまたは組成物Yが含まれる場合)、まず、図2に示すように、所定の遮光部14を有するフォトマスクを介して感光性層12に対してパターン露光を施す。次に、露光された感光性層に対して現像処理を施すことにより、未露光部が除去されて、図3に示すように、溝部16を有する被めっき層18が形成される。
図3においては、2本の溝部が形成されているが、その数は特に限定されない。
また、上記では、感光性層がネガ型感光性層である場合について述べたが、この態様には限定されない。つまり、感光性層としてポジ型感光性層を用いてもよい。ポジ型感光性層を用いる場合、露光部が除去されて、溝部を有する被めっき層が形成される。
上記のように溝部16を形成する際には、遮光部14の縁部の直下にある感光性層の部分は露光されづらい。結果として、図3においては、溝部16の側壁面18bでの硬化は、被めっき層18の基板10側とは反対側の表面18a(被めっき層の上面)での硬化よりも進行しづらい。そのため、溝部16を有する被めっき層18が溶液と接触すると、溝部16の側壁面18b部分の硬化度が低いため、溝部16の側壁面18b部分でより膨潤しやすい。
また、感光性層が上述したような組成物Yを含む場合、溝部16の側壁面18b部分において重合性基を有する化合物の重合が進行しづらい。そのため、現像処理を実施すると、重合性基を有する化合物に由来する成分がより溶出して、相互作用性基を有する化合物の濃度がより高まる。つまり、溝部16の側壁面18bでの相互作用性基の濃度が、被めっき層18の表面18aでの相互作用性基の濃度よりもより高くなる。
上記のような現象が生じると、溝部を有する被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与する際に、めっき触媒またはその前駆体が優先的に溝部16の側壁面18b部分に吸着する。つまり、溝部16の側壁面18bに吸着するめっき触媒またはその前駆体の量が、被めっき層18の表面18aに吸着するめっき触媒またはその前駆体の量よりもより多くなる。そのため、このような被めっき層に対してめっき処理を施すと、溝部内で優先的にめっきが析出し、結果として、溝部内を埋めるように金属配線が形成される。
以下では、まず、露光処理の方法について詳述し、その後、現像処理について詳述する。
露光処理(光照射処理)では、使用される感光性層の材料に応じて最適な波長の光での露光が実施される。例えば、紫外線、および、可視光線などによる光照射が実施される。光源としては、例えば、水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、および、カーボンアーク灯などが挙げられる。また、電子線、X線、イオンビーム、および、遠赤外線なども使用可能である。
露光時間としては、感光性層の材料の反応性および光源により異なるが、通常、10秒〜5時間の間である。露光エネルギーとしては、10〜10000mJ程度であればよく、2000〜10000mJが好ましい。
なお、上記露光をパターン状に実施する方法は特に限定されず、公知の方法が採用される。例えば、所定の開口部(開口パターン)を有するフォトマスクを介して光を感光性層に照射すればよい。
使用されるフォトマスクの態様は特に限定されないが、感光性層がネガ型感光性層である場合、遮光部の幅が10μm以下のフォトマスクを用いることが好ましい。上記遮光部の幅は、5μm以下が好ましく、2μm以下がより好ましい。下限は特に限定されないが、0.5μm以上の場合が多い。
なお、遮光部の幅とは、例えば、図2に示すW、および、図4に示すWを意図する。
露光時には、フォトマスクを感光性層(好ましくは、ネガ型感光性層)に密着させた状態で、露光を行うことが好ましい。フォトマスクが感光性層表面から離れた位置にある状態で露光を行うと、回折光の広がりのため、形成される溝が浅くなりやすく、結果として金属配線の抵抗が上がりやすい。
また、フォトマスク中の遮光部の形状も特に限定されず、溝部のパターンに合わせて適宜選択できる。
例えば、感光性層がネガ型感光性層であり、メッシュパターン状の溝部を形成する場合には、図4に示すような、遮光部14がメッシュパターン状のフォトマスクを用いることが好ましい。メッシュパターン状のフォトマスクの場合、メッシュパターン内の格子20(開口部)の一辺の長さLは、800μm以下が好ましく、600μm以下がより好ましく、20μm以上が好ましく、40μm以上がより好ましい。
なお、格子の形状は特に限定されず、略ひし形の形状、または、多角形状(例えば、三角形、四角形、六角形)としてもよい。また、格子の一辺の形状を直線状の他、湾曲形状にしてもよいし、円弧状にしてもよい。
感光性層がネガ型感光性層である場合に用いられるフォトマスク(ポジマスク)における遮光部の面積の割合は特に限定されないが、より微細な金属配線が得られる点で、50%以下が好ましく、30%以下がより好ましい。上限は特に限定されないが、2.5%以上の場合が多い。
なお、上記遮光部の面積の割合(%)は、{(遮光部の面積)/(遮光部の面積+開口部の面積)}×100によって求めることができる。
次に、露光された感光性層に対して現像処理を施し、溝部を有する被めっき層を形成する。
現像処理の方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。例えば、感光性層がネガ型感光性層である場合、未露光部にある感光性層が溶解する溶剤を感光性層に接触させる方法が挙げられる。より具体的には、水を現像液として用いる方法が挙げられる。水を用いて、未露光部を除去する場合は、露光処理が施された感光性層を有する基板を水中に浸漬する方法(浸漬法)、感光性層上に水を塗布する方法(塗布法)、および、感光性層上に水を噴霧する方法(噴霧法)などが挙げられ、噴霧法が好ましい。噴霧法の場合、噴霧時間としては生産性および作業性などの点から、1〜30分程度が好ましい。
なお、上記では、現像液として水を挙げたが、この態様に限定されず、他の現像液(例えば、アルカリ性溶液)などを用いてもよい。
上記処理によって、基板と、基板上に配置された、溝部を有し、かつ、相互作用性基を有する被めっき層と、有する被めっき層付き基板が得られる。
溝部の幅は特に限定されないが、より微細な金属配線を形成できる点で、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、2μm以下がさらに好ましい。下限は特に限定されないが、0.001μm以上の場合が多い。
溝部の深さは特に限定されないが、被めっき層の厚みの1/10以上であることが好ましく、被めっき層の厚みと同じであることがより好ましい。つまり、基板表面が露出するように、被めっき層中に溝部を形成することが好ましい。
溝部のパターン形状は特に限定されない。例えば、上述したように、遮光部がメッシュパターン状のフォトマスクを用いた場合、メッシュ状の溝部を形成できる。
<工程C(めっき触媒付与工程C)>
工程Cは、上記工程Bで得られた溝部を有する被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与する工程である。被めっき層に含まれる相互作用性基が、その機能に応じて、付与されためっき触媒またはその前駆体を付着(吸着)する。なお、上述したように、本工程を実施することにより、被めっき層の表面よりも、溝部の側壁面により多くのめっき触媒またはその前駆体が付与される。
めっき触媒またはその前駆体は、めっき処理の触媒および電極として機能する。そのため、使用されるめっき触媒またはその前駆体の種類は、めっき処理の種類により適宜決定される。
なお、めっき触媒またはその前駆体としては、無電解めっき触媒またはその前駆体が好ましい。以下で、主に、無電解めっき触媒またはその前駆体などについて詳述する。
無電解めっき触媒は、無電解めっき時の活性核となるものであれば、特に限定されない。具体的には、自己触媒還元反応の触媒能を有する金属(例えば、Niよりイオン化傾向の低い無電解めっきできる金属として知られるもの)などが挙げられる。より具体的には、Pd、Ag、Cu、Pt、Au、および、Coなどが挙げられる。なかでも、触媒能の高さから、Ag、Pd、Pt、または、Cuが好ましい。
この無電解めっき触媒としては、金属コロイドを用いてもよい。
無電解めっき触媒前駆体とは、化学反応により無電解めっき触媒となりうるものであれば特に限定されず、上記無電解めっき触媒として挙げた金属のイオンが用いられる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは、還元反応により無電解めっき触媒である0価金属になる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは被めっき層へ付与された後、無電解めっき浴への浸漬前に、別途還元反応により0価金属に変化させて無電解めっき触媒としてもよい。また、無電解めっき触媒前駆体のまま無電解めっき浴に浸漬し、無電解めっき浴中の還元剤により金属(無電解めっき触媒)に変化させてもよい。
なお、めっき触媒またはその前駆体として用いられる金属と、後述するめっき処理により析出される金属とは、その種類が異なることが好ましい。
無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは、金属塩を用いて被めっき層に付与することが好ましい。金属塩としては、適切な溶剤に溶解して金属イオンと塩基(陰イオン)とに解離されるものであれば特に限定はなく、例えば、M(NO3)n、MCln、M2/n(SO4)、および、M3/n(PO4)(Mは、n価の金属原子を表す)などが挙げられる。金属イオンとしては、上記の金属塩が解離したものを好適に用いることができる。例えば、Agイオン、Cuイオン、Niイオン、Coイオン、Ptイオン、および、Pdイオンが挙げられる。なかでも、多座配位可能な金属イオンが好ましく、特に、配位可能な官能基の種類数および触媒能の点で、Agイオン、Pdイオン、または、Cuイオンがより好ましい。
本工程において、無電解めっきを行わず直接電気めっきを行うために用いられる触媒として、0価金属を使用できる。
めっき触媒またはその前駆体を被めっき層に付与する方法としては、例えば、めっき触媒またはその前駆体を適切な溶剤に分散または溶解させた触媒付与溶液を調製し、その溶液を被めっき層上に塗布する方法、または、その溶液中に被めっき層を有する基板を浸漬する方法が挙げられる。上記溶剤としては、水または有機溶剤が挙げられる。
上記触媒付与溶液のpHは特に限定されないが、酸性であることが好ましく、1〜5であることがより好ましい。
触媒付与溶液中のめっき触媒またはその前駆体の濃度は特に限定されないが、0.001〜50質量%であることが好ましく、0.005〜30質量%であることがより好ましい。
また、被めっき層と触媒付与溶液との接触時間としては、30秒間〜24時間程度であることが好ましく、1分間〜1時間程度であることがより好ましい。
被めっき層のめっき触媒またはその前駆体の吸着量は、使用するめっき浴種、触媒金属種、被めっき層の相互作用性基種、および、使用方法などにより異なるが、めっきの析出性の点から、5〜1000mg/m2が好ましく、10〜800mg/m2がより好ましく、20〜600mg/m2がさらに好ましい。
<工程D(めっき処理工程)>
工程Dは、めっき触媒またはその前駆体が付与された被めっき層に対してめっき処理を行い、溝部を埋めるように、金属配線を形成する工程である。本工程を実施することにより、図3の溝部16を埋めるように、図5に示す金属配線22が形成される。
めっき処理の方法は特に限定されず、例えば、無電解めっき処理、または、電解めっき処理(電気めっき処理)が挙げられる。本工程では、無電解めっき処理を単独で実施してもよいし、無電解めっき処理を実施した後にさらに電解めっき処理を実施してもよい。
以下、無電解めっき処理、および、電解めっき処理の手順について詳述する。
無電解めっき処理は、めっきとして析出させたい金属イオンを溶かした溶液を用いて、化学反応によって金属を析出させる処理である。
無電解めっきは、例えば、無電解めっき触媒が付与された被めっき層を有する基板を、水洗して余分な無電解めっき触媒(金属)を除去した後、水洗された基板を無電解めっき浴に浸漬することにより行うことが好ましい。使用される無電解めっき浴としては、公知の無電解めっき浴を使用できる。
また、無電解めっき触媒前駆体が付与された被めっき層を有する基板を、無電解めっき触媒前駆体が被めっき層に吸着または含浸した状態で無電解めっき浴に浸漬する場合には、基板を水洗して余分な無電解めっき触媒前駆体(金属塩など)を除去した後、水洗した基板を無電解めっき浴中へ浸漬することが好ましい。この場合には、無電解めっき浴中において、無電解めっき触媒前駆体の還元とこれに引き続き無電解めっきが行われる。ここで使用される無電解めっき浴としても、上記同様、公知の無電解めっき浴を使用できる。
なお、無電解めっき触媒前駆体の還元は、上記のような無電解めっき液を用いる態様とは別に、触媒活性化液(還元液)を準備し、無電解めっき前の別工程として行うことも可能である。
一般的な無電解めっき浴には、溶剤(例えば、水)の他に、1.めっき用の金属イオン、2.還元剤、3.金属イオンの安定性を向上させる添加剤(安定剤)が主に含まれる。このめっき浴には、これらに加えて、めっき浴の安定剤など公知の添加剤が含まれていてもよい。
無電解めっき浴に用いられる有機溶剤としては、水に可能な溶剤が好ましく、アセトンなどのケトン類、並びに、メタノール、エタノール、および、イソプロパノールなどのアルコール類がより好ましい。無電解めっき浴に用いられる金属の種類としては、銅、すず、鉛、ニッケル、金、銀、パラジウム、および、ロジウムが挙げられ、なかでも、金属配線の導電性がより優れる点で、銅、銀、または、金が好ましく、銅がより好ましい。なお、上記金属に合わせて最適な還元剤、および、添加剤が選択される。
無電解めっき浴への浸漬時間としては、1分間〜6時間程度が好ましく、1分間〜3時間程度がより好ましい。
被めっき層に付与されためっき触媒またはその前駆体が電極としての機能を有する場合、その触媒またはその前駆体が付与された被めっき層に対して、電解めっきを行うことができる。
なお、上述したように、本工程においては、上記無電解めっき処理の後に、必要に応じて、電解めっき処理を行うことができる。このような態様では、形成される金属配線の厚みを適宜調整できる。
電解めっきの方法としては、従来公知の方法が挙げられる。なお、電解めっきに用いられる金属としては、銅、クロム、鉛、ニッケル、金、銀、すず、および、亜鉛などが挙げられ、金属配線の導電性がより優れる点で、銅、金、または、銀が好ましく、銅がより好ましい。
<金属配線含有積層体>
上述した方法により、基板と、基板上に配置された、溝部を有し、かつ、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する被めっき層と、被めっき層の溝部を埋めるように配置された金属配線と、を有する金属配線含有積層体(導電性フィルム)が得られる。
金属配線含有積層体の被めっき層の基板側とは反対側の表面には、金属が散在している。より具体的には、図5に示す、被めっき層18の基板10とは反対側の表面18a上には、金属が散在している。この金属としては、上述した工程Cにおいて被めっき層に付与しためっき触媒またはその前駆体に由来する金属が挙げられる。被めっき層の基板側とは反対側の表面に散在している金属と、金属配線を構成する金属とは種類が異なることが好ましい。
なお、金属配線含有積層体の好適態様の一つとしては、被めっき層の溝部の側壁面に、被めっき層の基板側とは反対側の表面に散在している金属と同種の金属が散在しており、被めっき層の溝部の側壁面に散在している金属の量が、被めっき層の基板側とは反対側の表面に散在している金属の量よりも多い態様が挙げられる。
上述したように、工程Cで用いられる被めっき層においては、その表面よりも溝部の側壁面においてめっき触媒またはその前駆体が吸着しやすい。結果として、上記のような金属の量の差異が生じる。
金属配線含有積層体中における金属配線の幅は特に限定されないが、微細化の点から、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、2μm以下がより好ましい。下限は特に限定されないが、0.005μm以上の場合が多い。
<用途>
金属配線含有積層体は、種々の用途に適用できる。例えば、タッチパネル(または、タッチパネルセンサー)、半導体チップ、各種電気配線板、FPC(Flexible printed circuits)、COF(Chip on Film)、TAB(Tape Automated Bonding)、アンテナ、多層配線基板、指紋認証装置の指紋の検出電極、および、マザーボードなどの種々の用途が挙げられる。なかでも、タッチパネルセンサー(静電容量式タッチパネルセンサー)に用いることが好ましい。金属配線含有積層体をタッチパネルセンサーに適用する場合、金属配線含有積層体中の金属配線がタッチパネルセンサー中の検出電極または引き出し配線として機能する。
なお、本明細書においては、タッチパネルセンサーと、各種表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置)とを組み合わせたものを、タッチパネルと呼ぶ。タッチパネルとしては、いわゆる静電容量式タッチパネルが好ましく挙げられる。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。よって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
<実施例1>
(被めっき層形成用組成物の調製)
イソプロパノール中に、ポリアクリル酸(粘度8000〜12000cp(なお、1cp=1mPa・s)、重量平均分子量37万、和光純薬工業株式会社製)と、下記構造の4官能アクリルアミドA(ただし、構造式中のRは水素である。)とを6:4の固形分質量比で添加して、溶液を調製した。続いて、上記4官能アクリルアミドAに対して含有量が5質量%となるようにオキシム系重合開始剤(irgacureOXE02、BASFジャパン社製)を上記溶液に添加した。次いで、オキシム系重合開始剤が添加された溶液に、界面活性剤としてW−AHE(富士フイルム株式会社製)を組成物全質量に対する濃度が0.02質量%となるように添加し、被めっき層形成用組成物を調製した。
4官能アクリルアミドA(以下構造式参照。Rは水素原子を表す。)
易接着層付PET(Poly Ethylene Terephthalate)フィルム(東レ製、ルミラーU48)の易接着層上に、被めっき層形成用組成物をバー塗布した。被めっき層形成用組成物が塗布されたPETフィルムを80℃にて2分間乾燥させ、PETフィルム上に感光性層(厚み:約0.5μm)を形成した。
次に、真空下にて、マスク幅(遮光部の幅。図4中のWに該当)0.9μmのメッシュパターンを有するフォトマスク越しに、感光性層にUV(Ultraviolet)照射(エネルギー量:7.5J、14mW、波長254nm)を施した。UV照射された感光性層を水現像することで、メッシュパターン状の溝部を有する被めっき層を得た。
なお、上記UV照射は、フォトマスクを感光性層に密着させた状態で行った。
次に、得られた被めっき層を有するPETフィルムを水洗し、その後、このPETフィルムを30℃のPd触媒付与液(R&H社製)に5分浸漬させた。次に、Pd触媒付与液から取り出したPETフィルムを水洗し、その後、このPETフィルムを30℃の金属触媒還元液(R&H社製)に浸漬させた。次に、金属触媒還元液から取り出したPETフィルムを再び水洗し、その後、このPETフィルムを30℃の銅めっき液(R&H社製)に15分浸漬させ、メッシュパターン状の溝部に金属配線が充填するように形成された金属配線含有積層体を製造した。
<実施例2>
フォトマスクのマスク幅を0.9μmから1.5μmに変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、金属配線含有積層体を製造した。
<実施例3>
フォトマスクのマスク幅を0.9μmから2μmに変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、金属配線含有積層体を製造した。
<実施例4>
フォトマスクのマスク幅を0.9μmから4μmに変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、金属配線含有積層体を製造した。
なお、上記実施例1〜4にて得られた金属配線含有積層体の被めっき層の基板側とは反対側の表面には、金属Pdが散在していた。
また、上記実施例1〜4にて得られた金属配線含有積層体の被めっき層の溝部の側壁面にも、金属Pdが散在していた。
<評価>
(金属濃度評価)
得られた金属配線含有積層体中の金属配線の断面SEM(Scanning Electron Microscope)写真を撮影し、側壁面部と表面部との金属Pd濃度を以下の基準に沿って評価した。なお、「A」が好ましい。
「A」:側壁面部の金属Pd濃度/表面部の金属Pd濃度が1超
「B」:側壁面部の金属Pd濃度/表面部の金属Pd濃度が1以下
(抵抗評価)
得られた金属配線含有積層体中の金属配線の抵抗値を、ロレスタMCP−T610(三菱アナリテック)によって測定し、以下の基準に沿って評価した。実用上、「A」が好ましい。
「A」:抵抗値が100Ω/□未満
「B」:抵抗値が100Ω/□以上
(細線化評価)
得られた金属配線含有積層体中の金属配線の幅をSEMにより観察し、以下の基準に沿って評価した。実用上、「A」が好ましい。
「A」:金属配線の幅がマスク幅+0.1μm以内の幅である場合
「B」:金属配線の幅がマスク幅+0.1μm超の幅である場合
上記結果を以下の表1にまとめて示す。
上記表1に示すように、本発明の製造方法によれば、微細で、かつ、低抵抗の金属配線を有する金属配線含有積層体を効率よく製造できた。
10 基板
12 感光性層
14 遮光部
16 溝部
18 被めっき層
18a 表面
18b 側壁面
20 格子
22 金属配線

Claims (6)

  1. 基板上に、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する感光性層を形成する工程と、
    前記感光性層をパターン状に露光して、露光された前記感光性層に対して現像処理を施し、溝部を有する被めっき層を形成する工程と、
    前記被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与する工程と、
    めっき触媒またはその前駆体が付与された前記被めっき層に対してめっき処理を行い、前記溝部を埋めるように、金属配線を形成する工程と、を有する、金属配線含有積層体の製造方法。
  2. 前記感光性層が、ネガ型感光性層であり、
    前記露光の際に、遮光部の幅が10μm以下のフォトマスクを介して前記感光性層を露光する、請求項1に記載の金属配線含有積層体の製造方法。
  3. 前記感光性層が、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む、請求項1または2に記載の金属配線含有積層体の製造方法。
  4. 基板と、
    前記基板上に配置された、溝部を有し、かつ、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する被めっき層と、
    前記被めっき層の前記溝部を埋めるように配置された金属配線と、を有し、
    前記被めっき層の前記基板側とは反対側の表面に金属が散在している、金属配線含有積層体。
  5. 前記被めっき層の前記溝部の側壁面に、前記被めっき層の前記基板側とは反対側の表面に散在している前記金属と同種の金属が散在しており、
    前記被めっき層の前記溝部の側壁面に散在している前記金属の量が、前記被めっき層の前記基板側とは反対側の表面に散在している前記金属の量よりも多い、請求項4に記載の金属配線含有積層体。
  6. 基板と、
    前記基板上に配置された、溝部を有し、かつ、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する被めっき層と、を有する被めっき層付き基板。
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