(57)【要約】【課題】シリコンウェハをエッチングすることによって貫通孔を形成する方法、シリコンウェハをドリルなどで穿孔する方法、レーザーをシリコンウェハに照射することによって貫通孔を形成する方法などを使用することなく、微細な貫通孔を有する可撓性基板を効率よく製造することができる方法および当該可撓性基板が用いられた電極基板の製造方法を提供する。【解決手段】貫通孔を有する可撓性基板を製造する方法であって、活性エネルギー線硬化性レジストの被膜を形成させ、形成された被膜上に所定パターンを有するマスクを配置し、当該マスクを介して活性エネルギー線を当該被膜に照射し、活性エネルギー線が照射された被膜を硬化させ、活性エネルギー線が照射されていない被膜を除去することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する可撓性基板を製造する方法であって、活性エネルギー線硬化性レジストの被膜を形成させ、形成された被膜上に所定パターンを有するマスクを配置し、当該マスクを介して活性エネルギー線を当該被膜に照射し、活性エネルギー線が照射された被膜を硬化させ、活性エネルギー線が照射されていない被膜を除去して貫通孔を形成させることを特徴とする貫通孔を有する可撓性基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の可撓性基板の製造方法によって得られた可撓性基板が有する貫通孔に金属を充填することによって当該可撓性基板に電極を形成することを特徴とする電極基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔を有する可撓性基板の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、電極基板などに好適に使用することができる貫通孔を有する可撓性基板の製造方法および当該可撓性基板が用いられた電極基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子材料などに使用される基板には、半導体装置の集積度を高めるために、近年、微細パターニング構造を形成することができ、基板の使用時の歪曲に対応するために可撓性を有する基板が使用されている。こうした性質を有する基板として、シリコンウェハが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
シリコンウェハに半導体素子を搭載するための微細パターニングを形成する方法として、一般にシリコンウェハをエッチングすることによって貫通孔を形成する方法が広く採用されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、前記方法には、シリコンウェハに微細パターニング加工を施した場合、エッチングに長時間を要するのみならず、大がかりな装置を必要とするため、工業的生産性に劣り、形成される貫通孔の断面形状が真円形状ではなく楕円形となるおそれがあるという欠点がある。
【０００４】
シリコンウェハに半導体素子を搭載するための微細パターニングを形成する他の方法として、シリコンウェハをドリルなどで穿孔する方法、レーザーをシリコンウェハに照射することによって貫通孔を形成する方法などが提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、前記方法は、いずれも形成される貫通孔の断面形状が真円形状ではなく楕円形となるおそれがあるとともに孔径が３００μｍ以下の微細孔を形成させることが困難であり、さらに多数の貫通孔をシリコンウェハに形成させる場合には、当該貫通孔の形成操作が非常に煩雑であり、当該形成操作に長時間を要することから生産効率が低いという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０８５２２６号公報
【特許文献２】特開２００６−０３０６６０号公報
【特許文献３】特開２００３−０８６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、シリコンウェハをエッチングすることによって貫通孔を形成する方法、ドリルなどで穿孔する方法、レーザーをシリコンウェハに照射することによって貫通孔を形成する方法などを使用することなく、微細な貫通孔を有する可撓性基板を効率よく製造することができる方法および当該可撓性基板が用いられた電極基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
（１）  貫通孔を有する可撓性基板を製造する方法であって、活性エネルギー線硬化性レジストの被膜を形成させ、形成された被膜上に所定パターンを有するマスクを配置し、当該マスクを介して活性エネルギー線を当該被膜に照射し、活性エネルギー線が照射された被膜を硬化させ、活性エネルギー線が照射されていない被膜を除去することを特徴とする貫通孔を有する可撓性基板の製造方法、および
（２）  前記（１）に記載の可撓性基板の製造方法によって得られた可撓性基板が有する貫通孔に金属を充填することによって当該可撓性基板に電極を形成することを特徴とする電極基板の製造方法
に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、シリコンウェハをエッチングすることによって貫通孔を形成する方法、ドリルなどで穿孔する方法、レーザーをシリコンウェハに照射することによって貫通孔を形成する方法などを使用することなく、微細な貫通孔を有する可撓性基板を効率よく製造することができる方法および当該可撓性基板が用いられた電極基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１で得られた可撓性基板の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】実施例１で得られた可撓性基板の示差熱重量同時測定結果を示すグラフである。
【図３】実施例２で得られた電極基板の走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の貫通孔を有する可撓性基板の製造方法は、前記したように、貫通孔を有する可撓性基板を製造する方法であり、活性エネルギー線硬化性レジストの被膜を形成させ、形成された被膜上に所定パターンを有するマスクを配置し、当該マスクを介して活性エネルギー線を当該被膜に照射し、活性エネルギー線が照射された被膜を硬化させ、活性エネルギー線が照射されていない被膜を除去することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、まず、活性エネルギー線硬化性レジストの被膜を形成させる。活性エネルギー線硬化性レジストは、ネガ型フォトレジストである。ネガ型フォトレジストは、貫通孔を有する可撓性基板の生産性に優れている。
【００１２】
ネガ型フォトレジストとしては、例えば、活性エネルギー線硬化性エポキシ樹脂を主成分とするネガ型フォトレジスト、活性エネルギー線硬化性アクリル樹脂を主成分とするネガ型フォトレジスト、活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂を主成分とするネガ型フォトレジストなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのネガ型フォトレジストは、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらのネガ型フォトレジストのなかでは、本発明の貫通孔を有する可撓性基板の可撓性および機械的強度を高める観点から、活性エネルギー線硬化性エポキシ樹脂を主成分とするネガ型フォトレジストが好ましく、さらに本発明の貫通孔を有する可撓性基板の耐熱性および応力緩和性を高める観点から、紫外線硬化性エポキシ樹脂を主成分とするネガ型フォトレジストがより好ましい。
【００１３】
活性エネルギー線硬化性レジストの被膜は、例えば、活性エネルギー線硬化性レジストを基材上に塗布することによって形成させることができる。
【００１４】
基材としては、例えば、ガラスプレート、シリコン基板、金属板、セラミック板、樹脂板などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００１５】
基材上に活性エネルギー線硬化性レジストを塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ローラーコート法、フローコート法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの方法のなかでは、平滑な活性エネルギー線硬化性レジストの被膜を形成する観点から、スピンコート法およびスプレーコート法が好ましい。基材上に活性エネルギー線硬化性レジストを塗布する際の雰囲気は、特に限定されず、例えば、大気中にて常温で活性エネルギー線硬化性レジストを基材に塗布することができる。
【００１６】
基材上に活性エネルギー線硬化性レジストを塗布することによって形成される被膜の乾燥後の厚さは、得られる可撓性基板の厚さに相当する。したがって、基材上に活性エネルギー線硬化性レジストを塗布することによって形成される被膜の乾燥後の厚さは、目的とする可撓性基板の厚さに応じて適宜決定することが好ましい。なお、可撓性基板の厚さは、特に限定されないが、通常、５０〜５００μｍ程度である。このことから、活性エネルギー線硬化性レジストは、基材上に形成される乾燥後の被膜の厚さが５０〜５００μｍとなるように基材に塗布することが好ましい。
【００１７】
活性エネルギー線硬化性レジストが塗布された基材は、必要により、プリベーク（加熱乾燥）させることができる。プリベークの条件は、使用される活性エネルギー線硬化性レジストの種類などによって異なるので一概には決定することができないが、活性エネルギー線硬化性レジストに含まれている溶媒が揮散し、タックのない被膜が形成されるまで行なうことが好ましい。プリベークを行なうときの温度は、通常、５０〜１２０℃程度であり、プリベークを行なう時間は、通常、１〜１０分間程度であり、プリベークを行なうときの雰囲気は、通常、大気である。
【００１８】
活性エネルギー線硬化性レジストが塗布された基材は、必要によりベーク（加熱乾燥）させることができる。ベークの条件は、使用される活性エネルギー線硬化性レジストの種類などによって異なるので一概には決定することができないが、被膜が乾燥するまで行なうことが好ましい。ベークを行なうときの温度は、通常、５０〜１４０℃程度であり、ベークを行なう時間は、通常、２０〜９０分間程度であり、プリベークを行なうときの雰囲気は、通常、大気である。
【００１９】
活性エネルギー線硬化性レジストが塗布された基材を必要により乾燥させた場合には、当該基材を室温にまで冷却させることが好ましい。
【００２０】
次に、活性エネルギー線硬化性レジストを塗布することによって形成された被膜上に所定パターンを有するマスクを配置する。
【００２１】
前記マスクとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル；ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン；ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂；塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂などの樹脂からなる樹脂フィルム、ポリウレタンエラストマーなどのエラストマーからなるフィルム、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどの合成ゴムなどからなるゴムシート、アルミニウム箔などの金属箔、クロムマスクなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。マスクの厚さは、特に限定されないが、通常、０．１〜５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２２】
前記マスクには、所定パターンが形成されている。前記所定パターンは、可撓性基板に形成される貫通孔に対応する箇所に活性エネルギー線が透過しない部分が形成されているパターンである。前記マスクとして、例えば、活性エネルギー線を透過させないパターンが印刷された透明樹脂フィルムを用いた場合、当該活性エネルギー線を透過させない部分の被膜が現像液で除去される。前記所定パターンのレイアウトは、可撓性基板上の配線パターンなどによって異なる。したがって、前記配線パターンなどに応じて所定パターンを有するマスクを用いることが好ましい。例えば、可撓性基板を電極基板に用いる場合には、当該可撓性基板に電極を形成させるための貫通孔に対応する孔径を有するパターンを形成させることができる。なお、電極を形成させるための貫通孔の直径は、電極基板の用途などによって異なるので一概には決定することができないことから、当該電極基板の用途などに応じて適宜設定することが好ましいが、通常、１〜２００μｍ程度である。
【００２３】
前記被膜上における所定パターンを有するマスクの配置は、通常、所定パターンを有するマスクを被膜上に載置することによって行なうことができる。
【００２４】
次に、前記マスクを介して活性エネルギー線を前記被膜に照射する。活性エネルギー線は、前記マスクの所定パターンに合わせて照射することができる。活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、可視光線、遠紫外線、近紫外線、Ｘ線、電子線などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。活性エネルギー線の種類は、活性エネルギー線硬化性レジストの種類によって異なることから、当該活性エネルギー線硬化性レジストの種類に応じて適宜選択して用いることが好ましい。活性エネルギー線のなかでは、活性エネルギー線硬化性レジストを簡便かつ効率よく硬化させることから、紫外線が好ましい。
【００２５】
活性エネルギー線の照射源としては、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、蛍光灯などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。活性エネルギー線の照射量は、活性エネルギー線硬化性レジストの種類、被膜の厚さなどによって異なるので一概には決定することができないが、通常、１００〜３０００ｍＪ／ｃｍ2程度である。
【００２６】
以上のようにして活性エネルギー線を当該被膜に照射し、活性エネルギー線が照射された被膜を硬化させることができる。
【００２７】
次に、必要により、前記被膜を加熱（ＰＥＢ）してもよい。当該被膜の加熱により、当該被膜の現像後のコントラストを向上させることができる。前記加熱は、被膜の未露光部のレジストが現像液に不溶化しない温度で行なうことが好ましい。前記加熱の際の温度は、通常、６０〜１５０℃程度である。また、加熱に要する時間は、通常、１〜２０分間程度である。前記被膜を加熱した場合には、当該被膜を室温程度の温度まで冷却することが好ましい。
【００２８】
次に、前記被膜からマスクを除去し、活性エネルギー線が照射されていない被膜を除去することにより、貫通孔を形成させることができる。
【００２９】
活性エネルギー線が照射されていない被膜を除去する際には、現像液を用いることができる。現像液には、被膜の未露光部分のレジストを溶解し、除去することができる現像液を用いることができる。
【００３０】
前記現像液は、未露光部分のレジストを溶解する溶媒であることが好ましい。前記現像液の種類は、活性エネルギー線硬化性レジストの種類によって異なるので一概には決定することができないことから、前記活性エネルギー線硬化性レジストの種類に応じて適宜選択して用いることが好ましい。現像液としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００３１】
前記被膜を現像させる方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、パドル法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの方法のなかでは、形成されたパターンが損傷を受けがたいことから、浸漬法が好ましい。なお、前記被膜を現像させる際には、現像効率を高める観点から、必要により超音波を照射することができる。
【００３２】
前記被膜を現像させる際の現像液の液温は、特に限定されないが、通常、１０〜６０℃程度である。また、現像に要する時間は、現像液の種類およびその温度などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、１〜６０分間程度である。
【００３３】
なお、前記被膜の現像後には、必要により、当該被膜を洗浄することが好ましい。前記被膜の洗浄は、被膜に付着している現像液を除去するために行なわれる。前記被膜の洗浄は、例えば、水、イソプロピルアルコールなどを用いて行なうことができる。前記被膜の洗浄後は、例えば、エアスプレーなどによって当該被膜を乾燥させることができる。
【００３４】
なお、前記被膜は、必要により加熱してもよい。被膜を加熱した場合には、当該被膜をさらに硬化させて当該被膜の機械的強度を高めることができるので、所定パターンを安定化させることができる。
【００３５】
以上のようにして、活性エネルギー線が照射されていない被膜を除去して貫通孔を形成させることにより、可撓性基板を得ることができる。なお、得られた可撓性基板を単体で使用する場合には、基板から剥離させることによって使用に供することができる。
【００３６】
本発明の貫通孔を有する可撓性基板の製造方法によれば、従来のシリコンウェハをエッチングすることによって貫通孔を形成する方法、ドリルなどで穿孔する方法、レーザーをシリコンウェハに照射することによって貫通孔を形成する方法などを使用することなく、微細な貫通孔を有する可撓性基板を効率よく製造することができる。前記で得られた可撓性基板は、例えば、電極基板などに好適に使用することができる。
【００３７】
前記電極基板は、例えば、本発明の可撓性基板が有する貫通孔に金属を充填し、電極を形成することによって製造することができる。
【００３８】
可撓性基板が有する貫通孔に金属を充填する際には、可撓性基板にシード層を形成させることが好ましい。シード層としては、例えば、可撓性基板側からチタン層および銅層を順次積層したシード層、可撓性基板側からクロム層および銅層を順次積層したシード層、コバルト−タングステン−リン（Ｃｏ−Ｗ−Ｐ）からなるシード層、ニッケル−タングステン−リン（Ｎｉ−Ｗ−Ｐ）からなるシード層、パラジウム−コバルト−リン（Ｐｄ−Ｃｏ−Ｐ）からなるシード層などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。シード層の厚さは、特に限定されないが、可撓性基板と金属層の密着性を向上させる観点から、２０〜５００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３９】
シード層は、例えば、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法、物理蒸着（ＰＶＤ）法、めっき法などによって形成させることができる。
【００４０】
本発明の可撓性基板が有する貫通孔に金属を充填する方法としては、例えば、電解めっき法、無電解めっき法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。可撓性基板が有する貫通孔に充填される金属としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、スズ、ロジウム、ニッケル、クロム、コバルト、パラジウム、タングステン、これらの金属からなる合金などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００４１】
可撓性基板が有する貫通孔に金属を電解めっき法によって充填する場合、めっき浴を用いることができる。めっき浴の種類は、可撓性基板が有する貫通孔内に形成される金属層に用いられる金属の種類に応じて選択して用いることができる。例えば、可撓性基板が有する貫通孔内で形成される金属層に用いられる金属が銅である場合には、めっき浴として、例えば、硫酸銅および硫酸を含有し、必要により、塩素イオン、めっき抑制剤、めっき促進剤などを含有する硫酸銅めっき浴などを用いることができる。
【００４２】
可撓性基板に電気めっきを施す際の電流密度は、特に限定されないが、効率よく緻密な金属層を可撓性基板の貫通孔内に形成させる観点から、０．５〜１０Ａ／ｄｍ2であることが好ましい。また、電気めっきを行なう際のめっき浴の液温は、特に限定されず、通常、好ましくは５〜８０℃、より好ましくは室温である。
【００４３】
以上のようにして貫通孔内に金属を充填することにより、電極基板を製造することができる。前記で得られた電極基板は、例えば、半導体チップなどを搭載するために用いられる配線用基板などとして使用することができる。
【実施例】
【００４４】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００４５】
実施例１
紫外線線硬化性ネガ型フォトレジスト〔日本化薬（株）製、品番：ＳＵ−８  ３０００〕をシリコン基板上にスピンコーターにて被膜の厚さが約１４０μｍとなるように塗布した後、６０℃のホットプレート上で３分間乾燥させた後、さらに９５℃のホットプレート上で５０分間乾燥させることにより、被膜を形成させた。
【００４６】
前記で得られた被膜が形成された基材の被膜上に所定パターンを有するマスク（孔径が７０μｍの貫通孔１０００個が２００〜５００μｍの間隔で直線上に設けられたマスク）を載置した後、光源として高圧水銀灯を用いてマスクを介して紫外線を２０００ｍＪ／ｃｍ2の照射量で照射した。
【００４７】
次に、前記基板からマスクを除去し、当該基板を９５℃のホットプレート上で５分間乾燥させた後、室温まで放冷した。その後、当該基板を液温が３０℃の現像液〔マイクロケム（Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ）社製、商品名：ＳＵ−８ディベロッパー〕中に２０分間浸漬させることによって現像した。
【００４８】
次に、前記基板を現像液から引き上げ、水洗し、乾燥させることにより、貫通孔を有する可撓性基板を得た。貫通孔を有する可撓性基板をシリコン基板から剥離させた後、当該可撓性基板を走査型電子顕微鏡で撮影した。前記可撓性基板の走査型電子顕微鏡写真を図１に示す。
【００４９】
図１に示された結果から、前記で得られ貫通孔を有する可撓性基板は、直径が７０μｍである貫通孔を有することがわかる。
【００５０】
以上の結果から、従来のシリコンウェハをエッチングすることによって貫通孔を形成する方法、ドリルなどで穿孔する方法、レーザーをシリコンウェハに照射することによって貫通孔を形成する方法などを使用することなく、複数の微細な貫通孔を有する可撓性基板を効率よく製造することができることがわかる。
【００５１】
次に、前記で得られた貫通孔を有する可撓性基板の示差熱重量同時測定（ＴＧ／ＤＴＡ）を調べた。その結果を図２に示す。図２に示された結果から、前記で得られた貫通孔を有する可撓性基板は、約４００℃から熱重量変化が生じたことから約４００℃の耐熱温度を有するものであることがわかる。
【００５２】
実施例２
ロードロック式スパッタリング装置（アルバック社製、形式：ＣＳ−２００）を用いて実施例１で得られた貫通孔を有する可撓性基板の一方表面に厚さ５０ｎｍのチタン層を形成させた後、厚さ３００ｎｍの銅層を形成させた。
【００５３】
次に、可撓性基板の銅層が形成されている面と銅からなる陽極とが対向するように可撓性基板および陽極を２５℃の硫酸銅めっき浴（硫酸５０〜２００ｇ／Ｌ、硫酸銅５０〜２００ｇ／Ｌ、塩素０．２ｍＬ／Ｌ）に浸漬し、電流密度２Ａ／ｄｍ2で電気銅めっきを行ない、可撓性基板の銅層が設けられている面から貫通孔の内部に銅層を形成させることにより、銅からなる電極が形成された電極基板を製造した。前記で得られた電極基板の走査型電子顕微鏡写真を図３に示す。
【００５４】
図３に示された結果から、前記電極基板は、可撓性基板１の貫通孔内に銅を充填することによって形成された電極２にボイドの発生がないことから、電極基板として十分に機能するものであることがわかる。
【符号の説明】
【００５５】
１    可撓性基板
２    電極
【図１】
2018109693.tif 000003
【図２】
2018109693.tif 000004
【図３】
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