(57)【要約】【課題】スループットが向上し、且つ少ない液滴量でも第１の電極と第２の電極とを導通性を確保する。【解決手段】基体１０の表面１０ａに形成された微細穴２の底部２ａとなる下面電極３と、基体１０の表面１０ａであって微細穴２の内壁部２ｂの上端近傍に配置された上面電極５とを導通させる導電層１２を形成する。この導電層１２の形成において、まず、金属ナノ粒子１１を分散させるためのクリアインク８を微細穴２に充填する。次に、微細穴２に金属ナノ粒子１１を含有する液滴を供給し、金属ナノ粒子１１を微細穴２内のクリアインク８で分散させる。次に、微細穴２内のクリアインク８を揮発させることで、微細穴２の底部２ａ及び内壁部２ｂに析出した金属ナノ粒子膜１１Ａを有する導電層１２を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面に形成された凹部の底部となる第１の電極と、前記基体の表面であって前記凹部の内壁部の上端近傍に配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させる導電層と、を有する配線基板の製造方法において、
金属微粒子を分散させるための分散溶剤を前記凹部に充填する分散溶剤充填工程と、
前記凹部に金属微粒子を含有する液滴を供給し、前記凹部内の前記分散溶剤で前記金属微粒子を分散させる金属微粒子供給工程と、
前記凹部内の前記分散溶剤を揮発させて前記凹部の底部及び内壁部に析出した前記金属微粒子の金属膜で前記導電層を形成する金属膜形成工程と、を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
基体の表面に形成された凹部の底部となる第１の電極と、前記基体の表面であって前記凹部の内壁部の上端近傍に配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させる導電層と、を有する配線基板の製造方法において、
金属微粒子を含有する液滴を前記凹部に供給する金属微粒子供給工程と、
前記金属微粒子を分散させる分散溶剤を前記凹部に充填する分散溶剤充填工程と、
前記凹部内の前記分散溶剤を揮発させて前記凹部の底部及び内壁部に析出した前記金属微粒子の金属膜で前記導電層を形成する金属膜形成工程と、を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記金属膜形成工程では、前記分散溶剤の揮発を加熱処理により行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属微粒子には、前記分散溶剤内で前記金属微粒子を分散させるための高分子層がコーティングされており、
前記金属膜形成工程では、前記分散溶剤の揮発後、前記高分子層を除去する加熱処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記第２の電極に連続的に繋がり、前記凹部の内壁部に延びる導電膜を形成する導電膜形成工程を備え、
前記分散溶剤充填工程では、前記分散溶剤を前記導電膜に接する位置まで充填し、
前記金属膜形成工程では、前記金属膜の一部を前記導電膜に重ねて前記導電層を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記導電膜形成工程は、前記第２の電極の形成と同時に行なわれることを特徴とする請求項５に記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記分散溶剤と前記液滴の金属溶媒成分とは、同一成分で構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記分散溶剤充填工程では、前記基体上に前記分散溶剤をスプレー塗布法により塗布することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記分散溶剤充填工程では、前記基体上に前記分散溶剤をディスペンス法により塗布することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の裏面又は内部に配置された第１の電極と、配線基板の表面に配置された第２の電極とを導通させる導電層を形成する配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、配線基板は、導電層をパターニングすることにより、配線あるいは電極等が形成されることによって作製される。近年、多くのデバイスにおいて高精細化への開発が盛んになってきている。それに伴い配線基板の小型化、高密度化が求められている。そのため、高精細なパターニング法としては高精度の開口部を有するフォトマスクを利用したフォトリソグラフィが一般に適用されている。しかし、この方法は、パターン毎に個別のマスクが必要である。さらに、成膜工程、レジストパターニング工程、エッチング工程、剥離工程など様々な工程が必要であり生産性に問題がある。また、それに伴い材料等の使用効率も低い等の製造コストの面でも課題がある。
【０００３】
これに対して、配線基板における配線形成の方法として、インクジェット法が注目されている。インクジェット法による配線形成は、インクジェット装置を用いて金属材料を含むインクを基板上の目的箇所に塗布し、その後焼成することにより、金属配線を形成することにより行なわれる。このとき、金属ナノ粒子を溶媒中に分散・溶解させることにより作製されたインクを利用することが多い。このようにインクジェット装置を用いた配線形成は、フォトマスク等を利用せず直接パターニングできるため、生産効率の面で非常に優位である。
【０００４】
また、配線基板においては配線を高密度に配置する方法として多層化技術が一般に用いられている。多層化配線技術の一つに基板表裏面の層間を電気的に接続する手法がある。配線基板の表裏面を電気的に接続する方法として、配線基板に形成した微細穴（凹部）の底部を第１の電極としての下面電極とし、微細穴に導電性部材を充填して導電層を形成する方法がある。微細穴の導電層の形成方法としては、微細穴のアスペクト比が１未満で比較的小さい場合には、スパッタ法や蒸着法等のドライプロセスによって微細穴内に導電層を形成することが可能であり、基板上下面の電気的な導通をとることが可能である。しかし、微細穴のアスペクト比が１以上の場合には、上記のドライプロセスでは微細穴の内壁部の下部に導電性を確保する為の十分な導電層を形成することが極めて困難である。そこで、ドライプロセスにより微細穴内面にシード層を形成した後、メッキにより導電部を成長させるという方法が取られている（特許文献１参照）。特に、スパッタ法など指向性のある成膜法により微細穴の内壁にシード層を形成する方法としては、微細穴の形状に応じた入射角度によって成膜粒子を入射させることになる。しかし、メッキにより高アスペクト比の微細穴に対して導電層を形成するには、微細穴開口部付近の電解集中及びそれに起因する不均一な層析出を抑制させる必要がある。その為には、析出を抑制する添加剤を加える、又はメッキ処理時の投入電流を低くするなどの対策がとられるが、それらは逆に処理時間の長時間化を引き起こしてしまい、生産性に問題があった。
【０００５】
そこで、高アスペクト比の微細穴を有する配線基板に対しては、インクジェット法により導電性材料を直接微細穴に塗布する手法がとられている（特許文献２参照）。この方法では、微細穴に導電性材料を充填することで、基板表裏面の導電性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１６７０６２号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、インクジェット法で微細穴内に導電性材料を充填する際に導通性を確保するには、微細穴に十分な液滴の量を付与する必要がある。例えば、微細穴の形状をΦ４６μｍ、深さを２００μｍ（アスペクト比が４．３５）とし、さらに、インクジェット液滴の大きさをΦ３０μｍ、インク内の導電性材料の濃度を５０％とする。この場合、一つの微細穴を導電性材料で充填する為には３０滴以上の液滴を付与しなければならず、液滴を多量に付与する必要がある。
【０００８】
また、一つの配線基板には、基板上下の導通を取るための微細穴が多数存在する。そのため、インクジェット法で各微細穴内に導電性材料を充填する方法では、スループットの上で障害となっている。また、インクジェット法で利用される導電性材料には、金属ナノ粒子インクが広く利用されている。この金属ナノ粒子インクは一般に材料費が高いため、配線基板の低コスト化に対してインク使用量を低減することも望まれている。
【０００９】
そこで、本発明は、スループットが向上し、且つ少ない液滴量でも第１の電極と第２の電極とを導通性を確保できる配線基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基体の表面に形成された凹部の底部となる第１の電極と、前記基体の表面であって前記凹部の内壁部の上端近傍に配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させる導電層と、を有する配線基板の製造方法において、金属微粒子を分散させるための分散溶剤を前記凹部に充填する分散溶剤充填工程と、前記凹部に金属微粒子を含有する液滴を供給し、前記凹部内の前記分散溶剤で前記金属微粒子を分散させる金属微粒子供給工程と、前記凹部内の前記分散溶剤を揮発させて前記凹部の底部及び内壁部に析出した前記金属微粒子の金属膜で前記導電層を形成する金属膜形成工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、凹部に供給された金属微粒子は凹部に充填された分散溶剤で均一に分散されるので、金属微粒子を過剰に供給しなくても、凹部の底部及び内壁部に形成される導電層の厚さの偏りを抑制することができる。これにより、第１の電極と第２の電極との導通性を安定させることができる。また、凹部に供給する金属微粒子の量を削減できるのでコストダウンとなり、液滴の滴下回数を削減できるので導電層の形成におけるスループットが向上し、ひいては配線基板の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る配線基板の概略を示す説明図であり、（ａ）は配線基板の平面図、（ｂ）は配線基板の微細穴の断面を示す模式図である。
【図２】配線基板の製造工程を説明するための模式図であり、（ａ）は絶縁層成膜工程を説明するための図、（ｂ）は導電膜形成工程及び分散溶剤充填工程を説明するための図、（ｃ）及び（ｄ）は金属微粒子供給工程を説明するための図である。（ｅ）及び（ｆ）は金属膜形成工程を説明するための図である。
【図３】分散溶剤充填工程を説明するための配線基板の微細穴の断面を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る配線基板の製造工程を説明するための模式図であり、（ａ）は金属微粒子供給工程を説明するための図、（ｂ）は溶剤成分乾燥工程を説明するための図、（ｃ）は分散溶剤充填工程を説明するための図である。（ｄ）は金属膜形成工程を説明するための図である。
【図５】分散溶剤充填工程を説明するための配線基板を示す平面図である。
【図６】実施例１において、比較サンプルとしての配線基板の微細穴の断面を示す模式図である。
【図７】実施例１において、実施サンプルとしての配線基板の電極間の電気抵抗値と、比較サンプルとしての配線基板の電極間の電気抵抗値とを比較した表を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の概略を示す説明図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、配線基板５０は、シリコン基板１に電気絶縁体の絶縁層４が形成された基体１０を有している。つまり、基体１０は、シリコン基板１及びシリコン基板１に形成された絶縁層４で構成されている。本第１実施形態では、シリコン基板１の場合について説明するが、シリコン基板１の代わりに、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、樹脂基板などの基板であってもよい。なお、基板が電気絶縁体で形成されていれば、絶縁層の形成は省略可能であり、その電気絶縁体で形成された基板が基体となる。
【００１５】
配線基板５０は、図１（ｂ）に示すように、基体１０の裏面１０ｂに配置された第１の電極である下面電極３と、基体１０の表面１０ａに配置された第２の電極である上面電極５と、を有している。本第１実施形態では、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１に複数の貫通孔が形成され、図１（ｂ）に示すように、シリコン基板１の裏面における貫通孔に対応する位置に下面電極３が配置されている。これにより基体１０の表面１０ａには、下面電極３を底部２ａとする凹部であるコンタクトホールとしての微細穴２が形成されている。本第１実施形態では、微細穴２はピッチＬで直線状に並んで形成されている。なお、図示は省略するが、シリコン基板に形成された凹部の底部を下面電極で形成してもよく、或いはシリコン基板の表面であって、シリコン基板の表面に形成された絶縁膜の貫通孔に対応する位置に配置された下面電極で凹部の底部を形成してもよい。
【００１６】
微細穴２の形状はほぼ円柱形状である。この微細穴２の内径と深さとのアスペクト比は１以上である。また、微細穴２の加工プロセスによっては底部方向に向かってテーパ状に成ることもある。微細穴２の内径は、シリコン基板１の厚さ及び配線基板５０上に設置されているデバイスによって制約され、数十μｍ程度である。微細穴２の内壁部２ｂと基体１０の表面１０ａの一部は、絶縁層４で形成されている。これは特に、基板が導電性を有している場合などに他の端子との絶縁性を保つ為に必要なものである。下面電極３は、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等を用いれば良い。ここでＡｌ、Ｃｕ等の比較的イオン化傾向の大きな物質を使用する場合には、接合面のコンタクト抵抗低減の観点から、工程内で生成されてしまう表面酸化層の除去を行う必要があり、例えば不活性ガスイオンを照射し、表面変質層を除去すればよい。
【００１７】
本第１実施形態では、下面電極３と上面電極５とを導通させる導電層１２が微細穴２に形成されている。以下、導電層１２を形成するための配線基板５０の製造方法について詳細に説明する。図２は、配線基板５０の製造工程を説明するための模式図であり、図２（ａ）〜図２（ｆ）は、各工程を示している。なお、図２（ａ）〜図２（ｆ）には、代表的な１つの微細穴２の断面を示している。
【００１８】
まず、図２（ａ）を参照して説明すると、シリコン基板１に絶縁層４を成膜する。この絶縁層４の成膜には、ＣＶＤ法等を利用すると比較的容易に微細穴２の内部まで、均一に絶縁層４を成膜することが可能である。絶縁層４の成膜後に、下面電極３上に形成された絶縁層４のみドライエッチング等により選択除去する。これにより、底部２ａを下面電極３、内壁部２ｂを絶縁層４とする微細穴２が形成される（絶縁層成膜工程）。
【００１９】
次に、上面電極５を形成すると共に、上面電極５に連続的に繋がり、微細穴２の内壁部２ｂの上部に延びる導電膜５Ａを形成する（導電膜形成工程）。つまり、上面電極５と導電膜５Ａとは同一工程で同時に形成される。具体的に説明すると、基体１０を不図示の蒸発源に対向する配置から傾きを持つように配置してスパッタ法あるいは蒸着法にて高真空条件で成膜する。蒸着法では蒸発粒子の直進性や密着性を向上させる為に蒸発粒子をイオン化するイオンプレーティング法を採用する場合もある。このように成膜時の条件を設定することで、基体１０の表面１０ａには、微細穴２の上端近傍に上面電極５が形成され、微細穴２の内壁部２ｂの上部にも上面電極５と連続した導電膜５Ａが形成される。
【００２０】
上面電極５及び導電膜５Ａは、Ｔｉ層５ａとＡｕ層５ｂから構成される。絶縁層４の上には、Ｔｉ層５ａが形成され、Ｔｉ層５ａの上にはＡｕ層５ｂが形成される。Ｔｉ層５ａは、Ａｕ層５ｂと絶縁層４との密着性を確保するために配置される。なお、下面電極３がＡｌの場合は、Ｔｉ層５ａはＡｕ層５ｂと下面電極３を構成する材料とが拡散混合するのを防止するための役割を果たす。成膜方法や成膜時の条件により、導電膜５Ａの形状は異なる。形成されたＴｉ層５ａ及びＡｕ層５ｂはドライフィルムレジストによりテンティングされた後、ウェットエッチングによりパターニングされ、上面電極５が形成される。なお、この導電膜形成工程において、微細穴２の底部２ａの下面電極３上には、Ｔｉ及びＡｕからなる電極層６が堆積して形成される。
【００２１】
ここで、本第１実施形態における導電層１２の形成には、金属含有液と分散溶剤との２種類の液体を用いる。金属含有液は、金属微粒子としての金属ナノ粒子を含有する液体であり、以下、金属ナノ粒子インクと記述する。金属材料としては主にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ又はその合金を用いる。また、分散溶剤は、溶質成分を含まず、かつ金属ナノ粒子を分散させ得る溶剤成分で構成された液体であり、以下、クリアインクと記述する。本第１実施形態では、金属ナノ粒子インクの金属溶媒成分と、クリアインクとは同一成分としている。
【００２２】
導電層１２を形成するにあたり、図２（ｂ）に示すように、まず分散溶剤としてのクリアインク８を微細穴２に充填する（分散溶剤充填工程）。この際、クリアインク８は、上面電極５と同時に形成した導電膜５Ａと接する位置まで充填されるのが好ましい。クリアインク８の充填は、図３に示す塗布装置１００を用いて行う。本第１実施形態では、スプレー塗布法によりクリアインク８を基体上全面に噴射した後、スピン乾燥することにより実施する。塗布装置１００は、クリアインク８を噴出する複数のノズル１０１と、ノズル１０１に対向して配置され、基体１０を保持して回転する回転ステージ１０２と、を備えている。各ノズル１０１によるクリアインク８の噴出パターンは円錐形であり、各ノズル１０１が、回転ステージ１０２の回転中心から外周に向かう径方向に沿って並設されており、基体１０の表面１０ａにクリアインク８を均一に塗布することが可能である。また、クリアインク８の塗布後、更に回転ステージ１０２を回転させることで、基体１０の表面１０ａのクリアインク８を乾燥させることが可能である。ただし乾燥について、微細穴２内のクリアインク８が全て揮発してしまわないように、短時間且つ低速回転で実施するのがよい。これにより、微細穴２にクリアインク８が充填される。このとき、基体１０上に微量なクリアインク８の残渣があっても構わない。クリアインク８の残渣は溶質成分を含まないため、後の金属膜形成工程における乾燥焼成処理で揮発除去させることが可能である。本第１実施形態においては、スプレー塗布法によりクリアインク８が微細穴２に充填されているので、微細穴２内へのクリアインク８の浸透性がよく、導電層１２を形成する工程のスループットが向上する。
【００２３】
次に図２（ｃ）に示すように、微細穴２に充填されたクリアインク８に、金属微粒子である金属ナノ粒子を含有する金属ナノ粒子インク９の液滴を供給する（金属微粒子供給工程）。この金属ナノ粒子インク９の液滴に含まれる金属溶媒成分と、クリアインク８とは、同一成分で構成されている。したがって、金属ナノ粒子インク９内に含まれる金属ナノ粒子１１は、クリアインク８内で分散しやすく、図２（ｄ）に示すように、金属ナノ粒子１１がクリアインク８内で均一に分散する。本第１実施形態では、金属ナノ粒子インク９を供給する方法としてインクジェット法を用いている。このインクジェット法は、金属ナノ粒子１１を含む液滴をノズルから吐出する方法であり、例えばバブルジェット（登録商標）方式やピエゾ方式等の種々の方式を用いることが可能である。
【００２４】
インクジェット描画装置（不図示）には、インクジェットヘッド２００が取り付けられており、基体１０（シリコン基板１）のアライメントマーク（不図示）にて、基体１０に対してインクジェットヘッド２００を相対的にアライメントする。アライメントした後、微細穴２に対して、微細穴２のほぼ中心部に液滴が位置するようにインクジェットヘッド２００に液滴形成用の吐出駆動信号を印加し、金属ナノ粒子インク９の液滴を吐出する。吐出された金属ナノ粒子インク９の液滴は、微細穴２内に充填されたクリアインク８内に着弾する。このインクジェットヘッド２００を用いたインクジェット法により、微細穴２内のみに金属ナノ粒子インク９の液滴を供給することが可能である。微細穴２内のクリアインク８への金属ナノ粒子インク９の供給量は、液滴の滴下回数で設定され、微細穴２内の金属ナノ粒子インク９の量が必要量となるまで液滴が吐出される。なお、基体１０に対するインクジェットヘッド２００の相対的な移動は、基体１０を不図示の移動ステージに搭載させてインクジェットヘッド２００に対して移動させてもよいし、インクジェットヘッド２００を移動させてもよい。
【００２５】
次に、図２（ｅ）に示すように、クリアインク８へ金属ナノ粒子１１を分散させた状態で、微細穴２内（凹部内）のクリアインク８を揮発させる。このクリアインク８の揮発により、図２（ｆ）に示すように、微細穴２の底部２ａ及び内壁部２ｂには、析出した金属ナノ粒子１１からなる金属膜としての金属ナノ粒子膜１１Ａが形成される（金属膜形成工程）。この金属ナノ粒子膜１１Ａの一部は、導電膜５Ａ上に重なっており、導電膜５Ａ及び金属ナノ粒子膜１１Ａで導電層１２が構成されている。このように導電膜５Ａを形成しておくことにより、導電層１２による下面電極３と上面電極５との導通の確実性を向上させることができる。
【００２６】
以上、微細穴２に供給された金属ナノ粒子１１は微細穴２に充填されたクリアインク８で均一に分散されるので、金属ナノ粒子１１が微細穴２の底部２ａに集中的に析出されるのを抑制できる。これにより、金属ナノ粒子１１を過剰に供給しなくても、微細穴２の底部２ａ及び内壁部２ｂに形成される導電層１２の厚さの偏りを抑制できる。したがって、このように形成された導電層１２により下面電極３と上面電極５との導通性を安定させることができる。
【００２７】
また、微細穴２に供給する金属ナノ粒子１１の量を、導通に必要な最小限の量に削減できるのでコストダウンとなり、液滴の滴下回数を削減できるので導電層１２の形成における工程のスループットが向上し、ひいては配線基板５０の生産性が向上する。
【００２８】
ここで、微細穴２内の雰囲気はクリアインク８の成分が飽和状態であるため、常温ではクリアインク８の乾燥速度は非常に遅い。乾燥速度が遅いと、導電膜５Ａ上及び微細穴２の内壁部２ｂに金属ナノ粒子１１が十分析出しないままクリアインク８の液面の低下が進んでしまう。結果、金属ナノ粒子１１の析出が微細穴２の底部２ａ及びその周辺のみに偏ってしまうという懸念がある。また、金属ナノ粒子１１には、クリアインク８内（分散溶剤内）で安定に分散するように高分子層でコーティング処理が施されている。そのため、この高分子層を除去するための加熱処理などの工程を介して金属ナノ粒子膜１１Ａの導電性を向上させる必要がある。
【００２９】
そこで、本第１実施形態では、金属膜形成工程において、クリアインク８の揮発を基体１０の加熱処理により促進させている。これにより、微細穴２の底部２ａ及び内壁部２ｂに形成される金属ナノ粒子膜１１Ａの膜厚の偏りを効果的に抑制することができる。更に、本第１実施形態では、金属膜形成工程において、クリアインク８の揮発後も引き続き、金属ナノ粒子１１の高分子層が除去されるまでの時間、加熱処理を施している。具体的には、金属ナノ粒子１１を分散させたクリアインク８を乾燥させた後、又は乾燥と同時に、１２０〜３５０℃の加熱処理を施している。これにより微細穴２内に析出した金属ナノ粒子膜１１Ａは、高分子層が除去されて導電性のよい導電膜となる。したがって、金属ナノ粒子膜１１Ａ及び導電膜５Ａにより、導電性のよい導電層１２が形成される。
【００３０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る配線基板の製造方法について詳細に説明する。図４及び図５は、配線基板の製造工程を説明するための図であり、上記第１実施形態と同様の構成については、上記第１実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、本第２実施形態においても、第１の電極を下面電極３、第２の電極を上面電極５、凹部を微細穴２、分散溶剤をクリアインク８、金属微粒子を金属ナノ粒子１１、金属含有液を金属ナノ粒子インク９として説明する。この微細穴２の内径と深さとのアスペクト比は１以上である。
【００３１】
まず、上記第１実施形態と同様に、シリコン基板１に絶縁層４を成膜して基体１を形成する。次に、上記第１実施形態と同様に、上面電極５及び導電膜５Ａを形成する（導電膜形成工程）。次に、図４（ａ）に示すように、金属微粒子である金属ナノ粒子１１を含有する金属ナノ粒子インク９の液滴を微細穴２に供給する（金属微粒子供給工程）。本第２実施形態では、金属ナノ粒子インク９を供給する方法として、上記第１実施形態と同様にインクジェット法を用いている。そして、微細穴２内への金属ナノ粒子インク９の供給量は、液滴の滴下回数で設定され、微細穴２内の金属ナノ粒子インク９の量が必要量となるまで液滴が吐出される。なお、基体１０に対するインクジェットヘッド２００の相対的な移動は、基体１０を不図示の移動ステージに搭載させてインクジェットヘッド２００に対して移動させてもよいし、インクジェットヘッド２００を移動させてもよい。
【００３２】
次に、図４（ｂ）に示すように、金属ナノ粒子インク９を供給後、溶剤成分を自然乾燥させて金属ナノ粒子１１の堆積層１１Ｂを微細穴２の底部２ａに形成する（溶剤成分乾燥工程）。このように自然乾燥させて堆積層１１Ｂを形成させるのは、後の分散溶剤充填工程において、クリアインク８の基体１０上への供給によって基体１０の表面１０ａ側のクリアインク８が揮発する前に、金属ナノ粒子１１が分散されるのを回避するためである。ここで、この金属ナノ粒子１１同士は、熱を加えなければ、結合及び成長しない場合が多い。したがって、金属ナノ粒子１１を、微細穴２に充填したクリアインク８によって再び分散させることは可能である。
【００３３】
次に、図４（ｃ）に示すように、金属ナノ粒子１１を分散させる分散溶剤であるクリアインク８を微細穴２に充填する（分散溶剤充填工程）。具体的には、微細穴２へのクリアインク８の充填は、ディスペンス法により基体上にクリアインク８を塗布することにより行う。詳述すると、図４（ｃ）に示すように、ディスペンス装置（不図示）に取り付けてあるディスペンサー３００より、基体１０上に直線状に並んだ微細穴２に対して、図５に示すように、直線状にクリアインク８を噴射する。
【００３４】
ディスペンサー３００による塗布を行った後、基体１０を常温下で１分間放置することで、基体１０の表面上のクリアインク８が揮発し、微細穴２にクリアインク８が残留することで、クリアインク８の充填がなされる。この微細穴２に充填されたクリアインク８により、堆積層１１Ｂの金属ナノ粒子１１が均一に分散する。
【００３５】
次に、図４（ｄ）に示すように、上記第１実施形態と同様、クリアインク８へ金属ナノ粒子１１を分散させた状態で、クリアインク８を揮発させる。このクリアインク８の揮発により、微細穴２の底部２ａ及び内壁部２ｂには、析出した金属ナノ粒子１１からなる金属膜としての金属ナノ粒子膜１１Ａが形成される（金属膜形成工程）。この金属ナノ粒子膜１１Ａの一部は、上記第１実施形態と同様に、導電膜５Ａ上に重なっており、導電膜５Ａ及び金属ナノ粒子膜１１Ａで導電層１２が構成されている。このように導電膜５Ａを形成しておくことにより、導電層１２による下面電極３と上面電極５との導通の確実性を向上させることができる。
【００３６】
以上、微細穴２に供給された金属ナノ粒子１１は微細穴２に充填されたクリアインク８で均一に分散されるので、金属ナノ粒子１１が微細穴２の底部２ａに集中的に析出されるのを抑制できる。これにより、金属ナノ粒子１１を過剰に供給しなくても、微細穴２の底部２ａ及び内壁部２ｂに形成される導電層１２の厚さの偏りを抑制できる。したがって、このように形成された導電層１２により下面電極３と上面電極５との導通性を安定させることができる。
【００３７】
また、微細穴２に供給する金属ナノ粒子１１の量を、導通に必要な最小限の量に削減できるのでコストダウンとなり、液滴の滴下回数を削減できるので導電層１２の形成における工程のスループットが向上し、ひいては配線基板５０の生産性が向上する。
【００３８】
また、金属膜形成工程において、クリアインク８の揮発を基体１０の加熱処理により促進させている。これにより、微細穴２の底部２ａ及び内壁部２ｂに形成される金属ナノ粒子膜１１Ａの膜厚の偏りを効果的に抑制することができる。更に、本第２実施形態では、金属膜形成工程において、クリアインク８の揮発後も引き続き、金属ナノ粒子１１の高分子層が除去されるまでの時間、加熱処理を施している。具体的には、金属ナノ粒子１１を分散させたクリアインク８を乾燥させた後、又は乾燥と同時に、１２０〜３５０℃の加熱処理を施している。なお、熱処理条件については金属ナノ粒子１１の粒成長及び熱処理時の膜収縮ストレスを考慮する必要があるが、特に制限されるものではない。これにより微細穴２内に析出した金属ナノ粒子膜１１Ａは、高分子層が除去されて導電性のよい導電膜となる。したがって、金属ナノ粒子膜１１Ａ及び導電膜５Ａにより、導電性のよい導電層１２が形成される。
【実施例１】
【００３９】
以下、上記第１実施形態に対応する実施例１であって、実施サンプルとしての配線基板について詳細に説明する。基体１０として、シリコン基板１に絶縁層４を成膜したものをもちいた。そして、基体１０として、微細穴２の内径（直径）が５０μｍ、深さが２００μｍであり、アスペクト比が４としたものを用いた。微細穴２の形成には、Ｄｅｅｐ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ法を用いた。下面電極３は、アルミニウムを主成分にとする合金からなっており、その膜厚は約０．４μｍであった。また、微細穴２の内部は有機絶縁膜である絶縁層４で形成されており、下面電極３の部分の絶縁層４がドライエッチングにより除去されたものを用いた。微細穴２の内壁部２ｂの絶縁層４は、ほぼコンフォーマルに形成されており、その膜厚は約２μｍであった。従って、下面電極３と上面電極５との導電性を確保する工程では、実質的な微細穴２の開口径は約４６μｍとなる。
【００４０】
Ｔｉ層５ａ及びＡｕ層５ｂはスパッタ法で形成した。このとき、Ｔｉ層５ａは、基体１０の表面１０ａ上では膜厚０．２μｍであり、Ａｕ層５ｂは、基体１０の表面１０ａ上では０．１５μｍであった。また、微細穴２の底部２ａの下面電極３上に形成された電極層６について、Ｔｉ層は膜厚５０ｎｍ、Ａｕ層は３０ｎｍであった。また、導電膜５Ａは、Ｔｉ層５ａ及びＡｕ層５ｂで成膜形成され、微細穴２の上端から深さ５０μｍであった。上面電極５は、Ｔｉ層５ａ及びＡｕ層５ｂがドライフィルムレジストによりテンティングされた後、ウェットエッチングによりパターニングして形成した。
【００４１】
次に、金属微粒子供給工程にて使用される金属微粒子である金属ナノ粒子１１は、粒径約１０ｎｍの銀ナノ粒子であり、金属ナノ粒子インク９として、銀ナノ粒子を５０ｗｔ％含有したものを用いた。ここで、銀ナノ粒子の溶媒中の分散性を確保する目的で、銀ナノ粒子に有機保護膜がコーティングされているものを用いた。なお、溶媒にはｎ―ウンデカンとテルピネオールを４対１で混合させたものを用いた。
【００４２】
また、分散溶剤充填工程で使用される分散溶剤であるクリアインク８として、金属ナノ粒子インク９の溶媒成分と同様に、ｎ−ウンデカンとテルピネオールを４対１で混合させたものを用いた。ただし、クリアインク８の乾燥速度やレベリング性を考慮し、前記比率を変えてもよいし、別の液体を用いてもよい。
【００４３】
分散溶剤充填工程では、クリアインク８をスプレー塗布法により基体１０の表面１０ａ全体に塗布した。そして、基体１０を３秒間、３０ｒｐｍで回転させ、その後、１０秒かけて５００ｒｐｍまで上げ、その状態で２０秒間保持し、シリコン基板１の乾燥を行った。これにより、乾燥処理直後では基体１０の表面１０ａにクリアインク８の微量な残渣が見られたが、微細穴２には、クリアインク８が充填されていた。その状態でインクジェット法による金属ナノ粒子インク９の液滴の吐出を実施した。この液滴の液量は、１５ｐｌであった。本実施例１では、基体１０をインクジェットヘッド２００に対し１，２，４，８，１６，２３回スキャンさせることにより、金属ナノ粒子インク９の液滴を計１，２，４，８，１６，２３滴、微細穴２内に吐出した。なお、スキャン速度は２５０ｍｍ／ｓｅｃとした。その後、基体１０を直ちにホットプレート（不図示）上へと移動させ、１５分間、１００℃で乾燥処理した後、クリーンオーブン（不図示）に入れ熱処理を実施した。熱処理は３０分かけて１４０℃から２００℃まで昇温させた後、その状態で更に１時間実施した。
【００４４】
ここで、比較のため、図６に示すように、金属ナノ粒子インクの付与のみで導電層１１２を形成した比較サンプルとしての配線基板を作製した。この条件で、基体１０をインクジェットヘッド２００に対し１，２，４，８，１６，２３回スキャンさせることにより、金属ナノ粒子インク９の液滴を計１，２，４，８，１６，２３滴、微細穴２内に吐出した。なお、スキャン速度は２５０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００４５】
以上により製造された配線基板の上面電極５と下面電極３との電気的接触抵抗値を測定したところ、図７に示す結果が得られた。この図７に示すように、金属ナノ粒子のみを用いた比較サンプルの結果では、目標値の３Ω以下を達成するのに３２滴程度の液滴を必要とした。１６滴以下では、微細穴２内の導電膜５Ａと金属ナノ粒子１１により形成した導電層１１２の接触面が十分でない為、電気抵抗値が低くならなかったと判断される。
【００４６】
これに対し、本実施例１の実施サンプルの結果では、８滴よりも低い１，２，４滴の液滴を供給した場合には、目標とする３Ωよりも大きい電気抵抗値であったが、８滴以上の場合には、目標とした３Ω以下の電気抵抗値を得ることができた。これは、微細穴２内の導電膜５Ａと金属ナノ粒子により形成した導電膜５Ａとが十分な接触面積を持つため、電気的接触抵抗を低く抑えることができたと判断される。以上本実施例１により、導電膜５Ａを少ない金属ナノ粒子インク量で容易に形成できることを確認できた。
【実施例２】
【００４７】
以下、上記第２実施形態に対応する実施例２について詳細に説明する。本実施例２において、金属微粒子供給工程では、液滴数を８滴とした。分散溶剤充填工程では、ディスペンサー３００において、内径φ０．１ｍｍのニードルを用い、圧力設定は５０ｋＰａとした。このとき、基体１０に対し１０００ｍｍ／ｓｅｃでスキャンさせた。ディスペンサー３００による塗布を行った後、シリコン基板１を常温下で１分間放置し、その後１００℃に熱したホットプレート（不図示）上で１５分間の乾燥処理を行った。その後、更に２００℃の熱処理を行った。
【００４８】
前述のように処理したシリコン基板１の上面電極５と下面電極３との電気的接触抵抗値を測定したところ、本実施例２において目標とした３Ω以下を得ることができた。これは金属ナノ粒子１１が、クリアインク８の充填により液中に再分散し、その後乾燥焼成処理されることで、導電膜５Ａと十分な接触面積を持つ導電膜５Ａを形成したためと判断された。以上本実施例２によっても、導電膜５Ａを少ない金属ナノ粒子インク量で容易に形成できることを確認することができた。更に本実施例２において、本発明は金属微粒子供給工程と分散溶剤充填工程との間に時間的間隔を設けた場合においても適用可能であることを確認することができた。
【符号の説明】
【００４９】
２  微細穴（凹部）
２ａ  底部
２ｂ  内壁部
３  下面電極（第１の電極）
５  上面電極（第２の電極）
５Ａ  導電膜
８  クリアインク（分散溶剤）
１０  基体
１１  金属ナノ粒子（金属微粒子）
１１Ａ  金属ナノ粒子膜（金属膜）
１２  導電層
５０  配線基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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