(57)【要約】【課題】  ＩＣチップや各種プリント基板を製造するにあたり、配線板上への回路パターンの形成を、高速、高精度で、かつ、低コストで行うことができる回路パターンの形成方法およびこれにより得られる回路基板を提供する。【解決手段】  （ａ）光透過性基板１上に、光硬化材料を主成分とする転写層２と、導通層３とを順次形成した後、（ｂ）回路パターンが刻印されたスタンパー１０をプレスして、（ｃ）回路パターンを導通層３および転写層２に同時に転写する回路パターンの形成方法である。好ましくはスタンパー１０の剥離前に、転写層２の硬化を行う。上記回路パターンの形成方法により回路パターンが形成されてなる回路基板である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板上に、光硬化材料を主成分とする転写層と、導通層とを順次形成した後、回路パターンが刻印されたスタンパーをプレスして、該回路パターンを前記導通層および転写層に同時に転写することを特徴とする回路パターンの形成方法。
【請求項２】
前記スタンパーの剥離前に、前記転写層の硬化を行う請求項１記載の回路パターンの形成方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の回路パターンの形成方法により回路パターンが形成されてなることを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路パターンの形成方法（以下、単に「形成方法」とも称する）および回路基板に関し、詳しくは、ＩＣチップや各種プリント基板の製造に好適に適用可能な微細な回路パターンの形成方法、およびこれにより得られる回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に回路パターンを形成する方法としては、リソグラフィ技術を用いた半導体プロセスによる回路形成や、導電ペーストを用いたスクリーン印刷などの手法が公知である。しかし、半導体プロセスは非常にファインな工程であるため、設備的にもコスト的にも非常に大掛かりになりがちであるという難点があった。また、導電ペーストを用いた方法も、基材の耐熱性や、ペーストの乾燥に時間がかかるなどの問題があるために、コスト的にもタクト的にも効率が悪いものとなっていた。
【０００３】
これに対し、上記のような難点を有することなく、低コストで微細なパターン形成が可能な技術として、ナノインプリントの技術が提案されている。ナノインプリントとは、樹脂をスタンパー（モールド）と基板とで挟み込み、スタンパーに形成されたパターンを樹脂に転写する技術であり、光の波長領域以下であるナノメートルオーダーレベルの微細な加工を実現することが可能である。このナノインプリント法を用いたリソグラフィー技術が１９９５年にＣｈｏｕらにより提唱され、光源波長の短い電子線縮小転写法や極紫外線縮小転写法と比較して装置コストや運用コストを安価にできることが期待されるために、最近、特に注目されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、所定寸法のパターンをスタンピング成型するにあたり硬化収縮率が２％以下である転写材料を使用する微細パターンの製造方法が記載されている。また、特許文献２には、ナノプリント法における基板からスタンパを隔離する工程の改良を目的として、プレス装置を使い、基板上に微細構造を形成するためのスタンパに、剥離機構を設ける技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−７１９３４号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００４−２８８８４５号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ＩＣチップを利用したＩＣタグやＩＣカードなどが実用化されてきていることに伴い、より高速、高精度で、かつ、低コストで微細な回路パターンを形成することが可能な技術の実現が求められてきている。
【０００６】
そこで本発明の目的は、ＩＣチップや各種プリント基板を製造するにあたり、基板上への回路パターンの形成を、高速、高精度で、かつ、低コストで行うことができる回路パターンの形成方法およびこれにより得られる回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討した結果、上記ナノインプリント技術を改良して回路パターンの形成に用いることにより、従来に比しより高速でかつ低コスト、高精度の微細な回路パターンを有する回路基板が実現できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の回路パターン形成方法は、光透過性基板上に、光硬化材料を主成分とする転写層と、導通層とを順次形成した後、回路パターンが刻印されたスタンパーをプレスして、該回路パターンを前記導通層および転写層に同時に転写することを特徴とするものである。前述したように、ナノインプリントの技術をパターン形成に適用することは従来公知であるが、本発明においては、あらかじめ導通層までを形成した状態でプレスを行うことにより、一工程で基板上に回路部が形成できる点で、従来に比しより効率の良いパターン形成が可能となったものである。
【０００９】
また、本発明の回路基板は、上記回路パターンの形成方法により回路パターンが形成されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の回路パターン形成方法によれば、上記構成としたことにより、配線板上への回路パターンの形成を、従来に比しより高速かつ高精度で行うことができ、これにより、微細な回路パターンを有する回路基板を低コストで提供することができる。また、スタンパーと転写層との界面に導通層を設けることで、ナノインプリント技術において問題となるスタンパーの剥離性を改善するという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適実施形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の回路パターン形成方法の工程図を示す。図示するように、本発明においては、（ａ）光透過性基板１上に、転写層２と、導通層３とを順次形成した後、（ｂ）回路パターンが刻印されたスタンパー１０をプレスして、（ｃ）回路パターンを導通層３および転写層２に同時に転写することで、回路部４を形成している。即ち、本発明では、スタンパー１０のプレス時に、スタンパー１０表面に形成された回路パターンの凹凸が、図１（ｂ）に示すように、導通層３における回路部を構成する部分４とそれ以外の部分５とを分断させる点が重要となる。このように、ナノインプリント技術を用いて直接回路部４の形成を行うことで、ナノメーターオーダーレベル微細な回路パターンを有する回路基板の高速かつ高精度での製造が可能となったものである。
【００１２】
光透過性基板１としては、従来より知られているものから適宜選択して用いることができ、特に制限されるものではない。例えば、シリコン基板や石英基板、ガラス板などの他、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）などの高分子フィルム等、透明性に優れた材料を用いることができる。
【００１３】
また、本発明においては、インプリント法の中でも光硬化材料を用いた光インプリント法を用いるため、転写層２は、光硬化材料を主成分として形成することが必要となる。光インプリント法は、一般的に材料の硬化速度が速いので、熱可塑性材料や熱硬化性材料を用いた熱インプリント法と比較して、プロセス時間をより短くできる利点がある。かかる光インプリント法に用いることのできる光硬化材料は、（ａ）重クロム酸塩系感光性樹脂、（ｂ）光分解型感光性樹脂、（ｃ）光二量化型感光性樹脂、（ｄ）光重合型感光性樹脂に分類される。
【００１４】
（ａ）重クロム酸塩系感光性樹脂としては、ゼラチン、グルー、卵白、アラビアゴム、セラミックなどの天然高分子、あるいは、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ポリアクリルアミドのような合成高分子に、重クロム酸アンモニウムあるいは重クロム酸カリウムを加えたものを挙げることができる。また、（ｂ）光分解型感光性樹脂としては、芳香族ジアゾニウム塩系樹脂、ｏ−キノンジアジド類樹脂、アジド化合物含有樹脂があり、（ｃ）光二量化型感光性樹脂としては、桂皮酸エステル系樹脂が挙げられる。これらはいずれも、光インプリント法における転写層２の材料として用いることができる。
【００１５】
さらに、（ｄ）光重合型感光性樹脂としては、不飽和二重結合のラジカル重合反応を利用した光ラジカル重合系組成物、二重結合へのチオール基の付加反応を利用した光付加反応系組成物、および、エポキシ基の開環付加反応（カチオン重合）を利用した光カチオン重合系組成物等が挙げられる。このうち光ラジカル重合系組成物としては、（メタ）アクリロイル基、マレイン酸、フマル酸基を官能基として導入した不飽和ポリエステル、不飽和ポリウレタン、不飽和エポキシ樹脂、オリゴエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。また、二重結合へのチオール基の付加反応を利用した光付加反応系組成物としては、ポリウレタンプレポリマーの末端イソシアネート基にアリルアルコールを反応結合させたポリエンにペンタエリスリトールテトラキス（β−メルカプトプロピオネート）のようなチオール基を持つ化合物が挙げられ、光カチオン重合系組成物としては、光の照射により、ＢＦ3、ＳｎＣｌ4、ＰＦ5などのルイス酸を放出する化合物を光カチオン重合開始剤として用いて、エポキシ基などを光開環重合させるものが挙げられる。また、アクリル系、エポキシ系、ポリシラン系等の感光性樹脂も挙げられる。これら光重合型感光性樹脂は、いずれも本発明に使用可能である。
【００１６】
なお、本発明において転写層２には、良好な分断性を得るためにチクソ性が高いこともしばしば求められ、このためアエロジル等のフィラー、粘着付与剤等を添加してもよい。粘着付与剤としては、例えば、クマロン・インデン樹脂及びクマロン樹脂／ナフテン系油／フェノール樹脂の混合物等のクマロン樹脂；テルペン樹脂、変性テルペル樹脂（例えば、芳香族変性テルペン樹脂）、テルペン−フェノール樹脂及び水添テルペン樹脂等のテルペン系樹脂；ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、ロジンのペンタエリスリトール・エステル、ロジンのグリセロール・エステル、水素添加ロジン、水素添加ウッドロジン、水素添加ロジンのメチルエステル、水素添加ロジンのペンタエリスリトール・エステル、水素添加ロジンのトリエチレングリコールのエステル、不均化ロジン、重合ロジン、重合ロジンのグリセロール・エステル及び硬化ロジン等のロジン誘導体；テレピン系粘着付与剤；芳香族炭化水素樹脂、脂肪族系炭化水素樹脂、不飽和炭化水素（オレフィン系、ジオレフィン系）の重合体、イソプレン系樹脂、水素添加炭化水素樹脂、炭化水素系粘着化樹脂、ポリブテン、液状ポリブタジエン及び低分子量ブチルゴム等の石油系炭化水素樹脂；スチレン系樹脂；フェノール系樹脂；キシレン系樹脂を挙げることができる。
【００１７】
光透過性基板１上への転写層２の形成は、使用する材料に応じて慣用の塗工方法により行えばよく、特に制限されるものではない。例えば、コンマ法、グラビア法等を用いることができる。また、塗工溶液の調製に用いる溶剤としては、特に制限されるものではなく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル、酢酸セロソルブ、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ベンゼン、シクロヘキサノン等の慣用の有機溶剤から適宜選択して用いることができる。
【００１８】
また、導通層３の材料としては、パターン形成後に回路部４として機能しうる導電性を有する材料であれば特に制限されるものではなく、従来公知の材料のうちから適宜選定して用いることができる。具体的には例えば、金属、導電性セラミックス、導電性有機膜、半導体などを用いることができる。転写層２上への導通層３の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、電気めっき法、無電解めっき法などを用いることができるが、転写層２が有機材料を主成分とすることから、真空蒸着法を用いることが好ましい。
【００１９】
本発明においてインプリントに用いるスタンパー１０としては、インプリント法に使用可能な公知のものを用いればよく、特に制限されるものではない。スタンパー１０の表面に、目的とする回路部形状に対応した回路パターンを刻印して用いることで、所望の回路基板を得ることが可能となる。プレス条件としては、前述したように、導通層３を回路部を構成する部分４とそれ以外の部分５とで確実に分断できるものであれば、特に制限はない。
【００２０】
本発明においては、光透過性基板１上に順次形成した上記転写層２および導通層３に対しスタンパー１０をプレスした後、スタンパー１０の剥離前に、光透過性基板１側から光（紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）等）を照射して転写層２の硬化を行うことが好ましい。これにより、離型後に転写層２のパターンに歪みが生ずることを防止して、形状精度良く回路パターンを形成することが可能となる。
【００２１】
また、転写層２に対するスタンパー１０の凹凸パターンの転写安定性を向上させ、また、スタンパー１０自体の耐久性を向上させるためには、インプリント後に転写層２とスタンパー１０とが容易に剥離可能であることが重要となる。このため、スタンパー１０の剥離性を向上する目的で、シリコーン系やフッ素系の離型剤をあらかじめスタンパー１０表面に塗布しておくことも有効である。インプリント法用の離型剤としては、例えば、商品名オプツールＤＳＸ（ダイキン工業（株）製）等が挙げられる。
【００２２】
なお、インプリント法では、光硬化収縮によりある程度の寸法変化が生ずるため、使用する材料に応じて変化量をあらかじめ予測して、回路形状を設計する必要がある。また、スタンパー１０内に樹脂の残膜が発生する場合がある点にも注意を要する。
【００２３】
本発明の回路パターン形成方法においては、上記ナノインプリントの手法を用いて回路部を形成する工程を含むものであれば、それ以外の形成条件や材料等については、特に制限されるものではなく、公知技術に従うことができる。また、本発明の回路基板についても、上記各種材料を用い、本発明の形成方法により回路パターンが形成されてなるものであれば、特に制限されるものではない。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
まず、下記の表１に示す配合の混合物を穏やかに撹拌しながら１５０℃に加熱して重合を開始させ、この温度で３時間撹拌を続けて、ポリマーを得た。次に、得られたポリマー１００質量部、ヘキサンジオールジアクリレート１１０質量部、ジイソシアネート（東洋インキ製造（株）製、品番ＢＸＸ５６２７）１質量部およびイルガキュア６５１（商品名、チバガイギー（株）製）１質量部の混合物を均一に溶解、混練して、アクリル系転写層形成用の光硬化材料を得た。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
上記光硬化材料を、石英ガラスからなるＵＶ透過性の基板１上に塗布して、厚さ１０μｍのアクリル系転写層２を形成した。次に、真空下で金を蒸着することにより、この転写層２上に、厚さ１０ｎｍの導通層３を形成した。
【００２７】
次に、回路パターンが刻印されたスタンパー１０をプレスして、その回路パターンを導通層３および転写層２に同時に転写することで、導通層３を回路部を構成する部分４とそれ以外の部分５とに分断した。その後、光透過性基板１０を介して紫外線を照射して転写層２を硬化させ、硬化後、スタンパー１０を剥離することで、凸部に幅約５μｍの回路部４が形成された回路基板を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の回路の形成方法は、ＩＣチップや各種プリント基板の製造に好適に適用可能であり、これにより従来に比し高速かつ高精度で製造が可能で、しかも低コストな高性能の回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の回路の形成方法の一実施の形態に係る工程図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  光透過性基板
２  転写層
３  導通層
４  回路部
５  回路部以外の部分
１０  スタンパー
【図１】
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