(57)【要約】【課題】  レジストを用い、無電解めっきによって基板の表面に金属パターンを形成する方法であって、基板表面への密着性に優れた精細な金属パターンを得ることができるとともに、レジストパターンおよびその上の無電解めっき被膜を同時に除去すること、およびレジストパターン上の無電解めっき被膜のみを除去することのいずれもが容易になる方法を提供する。【解決手段】  レジストパターンが形成された基板の表面全面を酸化処理（例えば紫外線照射）し、次いでレジストパターンの最上層を除去した後、基板の表面全面に無電解めっきを行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストパターンが形成された基板の表面全面を酸化処理し、次いで前記レジストパターンの最上層を除去した後、前記基板の表面全面に無電解めっきを行うことを特徴とする基板の無電解めっき方法。
【請求項２】
前記酸化処理が、前記基板に紫外線を照射する処理であることを特徴とする請求項１に記載の基板の無電解めっき方法。
【請求項３】
前記無電解めっきを行うに当たり、シランカップリング剤と触媒金属を用いて基板表面を触媒化することを特徴とする請求項１または２に記載の基板の無電解めっき方法。
【請求項４】
前記触媒金属がパラジウムと金との併用であることを特徴とする請求項３に記載の基板の無電解めっき方法。
【請求項５】
前記レジストパターンはポジ型レジストにより形成され、ポジ型レジストの現像液によりレジストパターンの最上層を除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板の無電解めっき方法。
【請求項６】
前記基板の表面はセラミックスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板の無電解めっき方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法により基板の表面全面に無電解めっきを行った後、前記レジストパターンを除去することを特徴とする基板上の金属パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板、セラミック基板等の基板に無電解めっきを行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レジストを用いることなく基板の表面に金属パターンを形成する方法として、ガラス基板をシラン層で変性し、この層をレーザーまたは紫外線オゾン処理で局部的に除去し、残留したシラン層を重合体安定化パラジウムゾル中で選択的に核形成することにより、金属パターンを無電解めっき法でガラス基板上に設ける方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、従来、レジストを用いて基板の表面に金属パターンを形成する方法として、下記工程ａ〜ｇを順次行う方法が提案されている（特許文献２参照）。
ａ．基板の全面にポジ型の感光性レジストを塗布・ベークする。
ｂ．フォトマスクを用いて感光性レジストを露光する。
ｃ．感光性レジストを現像する。
ｄ．フォトマスクを用いずに感光性レジストが変質を起こす限界露光量を超える程度の露光量で基板全面を露光する。
ｅ．スパッタリングによりレジストを含む基板の全表面に金属膜を被覆する。
ｆ．感光性レジストを塗布した時の温度と同じか若しくは少し高い程度でベークする。
ｇ．レジストを有機溶剤で溶かしてレジストおよびその上面の金属膜を除去して金属パターンを形成する。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８８２４３号公報
【特許文献２】特開平９−２０９１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１の方法は、基板表面における無電解めっき被膜の密着性が不充分で、精細な金属パターンを形成することは難しかった。
【０００６】
また、前述した特許文献２の方法は、レジストを含む基板の全表面に金属膜を被覆した後、レジストを有機溶剤で溶かすことで、上面の金属膜も同時に除去して、金属パターンを形成するものである。
【０００７】
しかし、特許文献２の方法は、レジスト上にも金属膜が形成されるため、レジストを溶解させることが容易ではなく、また金属膜の破片が基板に付着するなどの問題があった。
【０００８】
また、レジストを完全に除去せず、残留した基板上のレジストを絶縁膜として使用する場合があるが、特許文献２の方法ではこの技術を実現できなかった。
【０００９】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、レジストを用い、無電解めっきによって基板の表面に金属パターンを形成する方法であって、基板表面への密着性に優れた無電解めっき被膜を得ることができ、したがって精細な金属パターンを形成することができるとともに、基板の表面全面に無電解めっきを行った後にレジストおよびその上の無電解めっき被膜を同時に除去すること、およびレジスト上の無電解めっき被膜のみを除去することのいずれもが容易な無電解めっき方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するため、レジストパターンが形成された基板の表面全面を酸化処理し、次いで前記レジストパターンの最上層を除去した後、前記基板の表面全面に無電解めっきを行うことを特徴とする基板の無電解めっき方法を提供する。
【００１１】
本発明では、レジストパターンが形成された基板の表面全面を酸化処理するので、レジストパターンが形成されていない部分の基板表面が清浄化され、この部分への無電解めっき被膜の密着性が向上し、精細な金属パターンを得ることができる。一方、レジストパターンを酸化処理した場合、一般に、レジストパターン表面における無電解めっき被膜の密着性が向上する。そのため、本発明では、酸化処理後にレジストパターンの最上層を除去することにより、レジストパターン表面への無電解めっき被膜の成長を抑え密着性を低下させている。したがって、本発明では、レジストパターンが形成されていない部分における無電解めっき被膜の密着性が向上する一方、レジストパターン表面における無電解めっき被膜の密着性が低下するため、レジストパターンが形成されていない部分から無電解めっき被膜が剥がれにくくなるとともに、レジストパターン表面に無電解めっき被膜を成長させないこと、あるいはレジストパターン表面から無電解めっき被膜を除去しやすくすることができ、その結果、レジストパターンおよびその上の無電解めっき被膜を同時に除去すること、およびレジストパターン上の無電解めっき被膜のみを除去することのいずれもが容易になる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、基板表面への密着性に優れた精細な金属パターンを得ることができるとともに、レジストパターンおよびその上の無電解めっき被膜を同時に除去すること、およびレジストパターン上の無電解めっき被膜のみを除去することのいずれもが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明につきさらに詳しく説明する。本発明では、レジストパターンが形成された基板の表面全面に酸化処理を行う。この場合、上記レジストパターンは、レジスト塗布、露光および現像といった公知のリソグラフィ工程によって形成することができる。また、本発明で用いる基板の表面は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ等のセラミックスもしくはそれらを主成分とするガラス、またはそれらの薄膜であることが、基板の平坦性、安定性が向上し、密着性がより高くより精細な金属パターンを形成できる点で好ましい。また、酸化処理としては、紫外線照射処理、酸素プラズマ処理などが用いられるが、紫外線照射処理が好適である。この場合、基板に照射する紫外線の波長に限定はないが、通常は２５４ｎｍ以下のものが適当である。
【００１４】
本発明では、次に、レジストパターンの最上層を除去する。この場合、レジストパターンの最上層としては、少なくとも酸化処理によって無電解めっき被膜の密着性が向上した部分を除去すればよい。また、レジストパターンの最上層の除去手段は適宜選択することができるが、特に好ましいのは、レジストパターンをポジ型レジストにより形成し、ポジ型レジストの現像液でレジストパターンの最上層を除去することである。上記ポジ型レジストの現像液としては、例えばＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を挙げることができる。ただし、レジストパターンをネガ型レジストにより形成し、溶剤系剥離液等でレジストパターンの最上層を除去してもよい。
【００１５】
本発明では、次に、基板の表面全面に無電解めっきを行う。この場合、無電解めっきの前処理としての基板表面の触媒化方法としては、例えば、スズイオンを用いるセンシタイザ・アクチベータ法、シランカップリング剤と触媒金属を用いる方法、パラジウムゾルを用いる方法などを挙げることができるが、本発明の無電解めっき方法は、シランカップリング剤と触媒金属を用いて触媒化を行う場合に特に有効に使用することができる。すなわち、レジストパターンを酸化処理した場合、レジストパターン表面とシランカップリング剤とが結合しやすくなり、その結果、レジストパターン表面における無電解めっき被膜の密着性が向上する。本発明では、シランカップリング剤と結合しやすくなったレジストパターンの最上層を除去するので、シランカップリング剤と触媒金属を用いて触媒化を行う場合において、レジストパターン表面における無電解めっき被膜の析出を抑制することができる。
【００１６】
また、シランカップリング剤と触媒金属を用いる触媒化方法において、触媒金属としては、後段の無電解めっきにおいて触媒として機能する金属であればいずれのものでも使用することができるが、通常は、パラジウム、白金、金、銀、銅、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、イリジウムおよびオスミウムから選ばれる１種または２種以上を使用する。触媒金属として特に好ましいのは、密着性がより高くより精細な金属パターンが形成可能になる点で、パラジウムと金との併用である。
【００１７】
本発明において、無電解めっきの方法に制限はなく、形成する無電解めっき被膜の種類等に応じて適宜選択することができ、例えば、金属成分、錯化剤、緩衝剤、還元剤などを含む種々の組成の無電解めっき液に基板を浸漬して無電解めっきを行うことができる。また、形成する無電解めっき被膜としては、例えばニッケル、銅または金からなる金属被膜を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
本発明では、基板の表面全面に無電解めっきを行った後、レジストパターンおよびその上の無電解めっき被膜を同時に除去することにより、基板の表面に金属パターンのみを残すことができる。この場合、レジストパターンおよび無電解めっき被膜を除去する方法としては、前述したポジ型レジストの現像液や溶剤系剥離液を用いる方法を挙げることができる。シランカップリング剤と触媒金属を用いる方法においては、無電解めっき被膜の形成が抑えられており、レジストパターンの溶解が容易である。
【００１９】
また、本発明では、基板の表面全面に無電解めっきを行った後、レジストパターン上の無電解めっき被膜のみを除去することにより、残留したレジストパターンを絶縁膜として使用することができる。この場合、レジストパターン上の無電解めっき被膜のみを除去する方法としては、前述したレジストパターンの最上層を除去する手段を用いることができる。
【００２０】
ここで、本発明の実施工程の一例を図１のプロセスフロー図を参照して説明する。本例では、下記１〜７の工程で基板に無電解めっきを行っている。
１．基板にポジ型レジストを塗布する。
２．フォトマスクを用いてポジ型レジストを露光する。
３．ポジ型レジストを現像してレジストパターンを形成する。
４．基板の表面全面を酸化処理する（例えば紫外線照射）。
５．ポジ型レジストの現像液を用いてレジストパターンの最上層を除去する。
６．シランカップリング剤と触媒金属を用いて基板表面を触媒化する。
７．基板の表面全面に無電解めっきを行う。
【００２１】
その後、レジストパターンおよび無電解めっき被膜を同時に除去することにより、基板の表面の表面に金属パターンのみを残すことができる。また、レジストパターン上の無電解めっき被膜のみを除去することにより、残留したレジストパターンを絶縁膜として使用することができる。
【実施例】
【００２２】
以下に、実施例により本発明を具体的に示す。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２３】
（実施例１）
表面を酸化してＳｉＯ２としたシリコン基板の表面に、ポジ型レジストを用いて２μｍＬ／Ｓのレジストパターンを形成した。次に、上記基板の表面全面に、発光中心波長が１７２ｎｍのエキシマランプを用いて紫外線を１分間照射した。次に、ポジ型レジストの現像液である０．５％ＴＭＡＨ溶液に基板を１分間浸漬して、レジストパターンの最上層を除去した。次に、基板をシランカップリング剤溶液（アミノプロピルトリエトキシシラン溶液）に浸漬し、加熱乾燥後に金とパラジウムを含む触媒金属溶液に浸漬することにより、基板表面を触媒化した。その後、７０℃程度に加温した無電解ニッケルめっき液を用いて基板の表面全面に無電解めっきを行った。
【００２４】
（実施例２）
レジストパターンの最上層の除去工程において、０．２５％ＴＭＡＨ溶液に基板を１分間浸漬したこと以外は、実施例１と同様にして基板に無電解めっきを行った。
【００２５】
（比較例１）
基板表面への紫外線照射およびレジストパターンの最上層の除去を行わないこと以外は、実施例１と同様にして基板に無電解めっきを行った。
【００２６】
（比較例２）
レジストパターンの最上層の除去を行わないこと以外は、実施例１と同様にして基板に無電解めっきを行った。
【００２７】
（比較例３）
基板の表面全面に発光中心波長が２５４ｎｍの低圧水銀灯を用いて紫外線を１分間照射したこと、およびレジストパターンの最上層の除去を行わないこと以外は、実施例１と同様にして基板に無電解めっきを行った。
【００２８】
（実施例３）
ネガ型レジストを用いてレジストパターンを形成したこと、および溶剤系剥離液に基板を３秒間浸漬することによりレジストパターンの最上層を除去したこと以外は、実施例１と同様にして基板に無電解めっきを行った。
【００２９】
（実施例４）
センシタイザ・アクチベータ法によって基板表面を触媒化したこと（触媒金属はパラジウム）以外は、実施例１と同様にして基板の表面全面に無電解めっきを行った。
【００３０】
上述した実施例、比較例における条件等を表１に示す。また、実施例１、２、比較例１〜３において、レジストパターンが形成されていない部分における無電解めっき被膜の被覆率、およびレジストパターン表面における無電解めっき被膜の被覆率を調べた。被覆率は、下記式により算出した。結果を表１に示す。さらに、実施例１、２、比較例１〜３の基板面およびレジスト面における無電解めっき被膜を撮影した顕微鏡写真を図２に示す。
被覆率（％）＝（無電解めっき被膜の面積／被メッキ面の面積）×１００
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１および図２の結果より、紫外線照射によってレジストパターンが形成されていない部分への無電解めっき被膜の密着性が向上することがわかる。また、紫外線照射によってレジストパターン表面への無電解めっき被膜の密着性も向上するが、紫外線照射後にレジストパターンの最上層を除去することにより、レジストパターン表面への無電解めっき被膜の密着性が低下することがわかる。また、実施例３、実施例４では被覆率を算出しなかったが、実施例１、２と同様の効果が得られていた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施工程の一例を示すプロセスフロー図である。
【図２】実施例、比較例の基板面およびレジスト面における無電解めっき被膜を撮影した顕微鏡写真である。
【図１】
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【図２】
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