(57)【要約】【課題】熱インプリントで３次元形状の金属体を容易に作成できる方法を提供することを目的としている。【解決手段】本発明の金属体の製造方法によれば、フォトリソグラフィーと比較して容易な加工方法である熱インプリントで型を熱可塑性樹脂層に転写させ、その型の形状に転写された樹脂の上にめっきよって金属体を形成することで３次元形状の金属体を容易に作成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線を有する基材の一面に熱可塑性樹脂からなる第１の樹脂層を形成する第１の樹脂形成工程と、
前記第１の樹脂層を加熱して、前記第１の樹脂層に型の形状を転写する転写工程と、
前記第１の樹脂層の一部を除去して前記配線の一部を露出することにより第１の形状規定部を形成する第1の形状規定部形成工程と、
前記露出させた配線の一部及び前記第１の形状規定部の表面にめっきによって、第１の金属体を形成する第１の金属体形成工程と、
前記第１の形状規定部を除去する第１の除去工程と、
を有することを特徴とする金属体の製造方法。
【請求項２】
前記第１の除去工程の後に、前記基材の一面に前記第１の金属体の一部を露出するように平坦化樹脂層を形成する平坦化工程と、
熱可塑性樹脂からなる第２の樹脂層を前記平坦化樹脂層の表面に形成する第２の樹脂層形成工程と、
前記第２の樹脂層を加工して前記第１の金属体の一部を露出させ第２の形状規定部を形成する第２の形状規定部形成工程と、
前記第２の形状規定部の表面に第２の金属体を形成する第２金属体形成工程と、
前記第２の形状規定部を除去する第２の除去工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の金属体の製造方法。
【請求項３】
前記第２金属体形成工程で、前記第１の金属体と前記第２の金属体が接続されることを特徴とする請求項２記載の金属体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱インプリント工程を含む、金属体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フォトレジスト等の樹脂を用いてフォトリソグラフィーを行なう事で樹脂パターンを形成し、めっき技術やエッチング技術を用いて高密度配線基板に金属パターンを作製する方法はアディティブ法、サブトラクティブ法に代表されるようなフレームめっき法としてよく知られていた。
【０００３】
また、プローブ端子など比較的アスペクト比の高い微細な金属構造体の製法もフォトリソグラフィーとめっき技術を組合わせた電鋳や特許文献１等に見られるようなシンクロトロン技術を適用したＬＩＧＡ手法等を用いた製法が知られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２５２０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術を用いた金属体の製法において、フォトリソ工程は煩雑で時間が掛かったり、高いアスペクト比の金属体を作製するのには高価な設備を用いなければならず製造コストが高くなる等の課題があった。更に、これまでの方法では、３次元形状の金属体を形成するのが非常に困難であった。
【０００６】
本発明の目的は上記問題点を鑑み、３次元形状の金属体を容易に作成できる方法を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、配線を有する基材の一面に熱可塑性樹脂からなる第１の樹脂層を形成する第１の樹脂形成工程と、前記第１の樹脂層を加熱して、前記第１の樹脂層に型の形状を転写する転写工程と、前記第１の樹脂層の一部を除去して前記配線の一部を露出することにより第１の形状規定部を形成する第１の形状規定部形成工程と、  前記露出させた配線の一部及び前記第１の形状規定部の表面にめっきによって、第１の金属体を形成する第１の金属体形成工程と、前記第１の形状規定部を除去する第１の除去工程と、を有することを特徴とする。これによれば、フォトリソグラフィーと比較して容易な加工方法である熱インプリントで型を樹脂に転写させ、その型の形状に転写された樹脂の上にめっきよって金属体を形成することで、３次元形状の金属体を容易に作成できる。
【０００８】
また、本発明は、前記第１の除去工程の後に、前記基材の一面に前記第１の金属体の一部を露出するように平坦化樹脂層を形成する平坦化工程と、熱可塑性樹脂からなる第２の樹脂層を前記平坦化樹脂層の表面に形成する第２の樹脂層形成工程と、前記第２の樹脂層を加工して前記第１の金属体の一部を露出させ第２の形状規定部を形成する第２の形状規定部形成工程と、前記第２の形状規定部の表面に第２の金属体を形成する第２金属体形成工程と、前記第２の形状規定部を除去する第２の除去工程と、を有することを特徴とする請求項１記載の金属体の製造方法。これによれば、複雑な３次元形状の金属体を容易に作成できる。
【０００９】
また、本発明は、前記第２金属体形成工程で、前記第１の金属体と第２の金属体が接続されることを特徴とする。これによれば、第１の金属体に接続された第２の金属体を形成できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により熱可塑性樹脂層と所望する形状を有する型を用いて３次元形状の金属体を容易に作成する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す工程フローを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態で作成される第１の形状規定部の斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す工程フローを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施の形態について図を参照にしながら、詳細に説明をする。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の形態を説明するための工程図を示している。
【００１４】
図１（ａ）は、基材１の一面に熱可塑性樹脂層からなる第１の樹脂層を形成する第１の樹脂形成工程を示している。膜厚１μｍのＮｉ等の金属膜を２００μｍ×２００μｍにパターニングされたパッド４を有する配線（図示省略）が設けられた基材１上に、熱可塑性樹脂層からなる第１の樹脂層１０は、塗布して形成される。熱可塑性樹脂層からなる第１の樹脂層１０は、東京応化工業株式会社製のノボラック系樹脂が主成分であるＰＭＥＲ−ＨＭ３０００を用い、スピンコート法で１００μｍの膜厚で塗布される。尚、熱可塑性樹脂層からなる第１の樹脂層１０としては、ノボラック系樹脂、ポリスチレン、ＰＭＭＡ、ポリエチレン、ポリカボネート等の熱可塑性樹脂を用いることができるが、めっき液に対する耐薬品性の観点からノボラック系樹脂が本実施例に好適である。
【００１５】
図１（ｂ）から図１（ｄ）は、転写工程を示している。図１（ｂ）は、プレヒート工程を示している。図１（ｃ）は、熱プレス工程と冷却工程を示している。図１（ｄ）は、転写型の離型工程を示している。
【００１６】
図１（ｂ）のプレヒート工程では、熱インプリントで転写する型をプレスする前工程として、熱プレス機のステージで第１の樹脂層１０が軟化して転写可能となるように第１の樹脂層１０を９０〜１３０℃で３０分間加熱する。
【００１７】
図１（ｄ）は、転写型の離型工程を示している。基材１の冷却終了後に、転写型７を第１の樹脂層１０から剥離する。これにより、パッド４上には、転写型７によって形成された高さ１００μｍ程度の３次元形状の第１の樹脂層１０が形成される。しかし、パッド４上の一部には、第１の樹脂層１０の一部が、膜厚１μｍ程度の平面状の熱可塑性樹脂の残膜１３として残る部分がある。また同様に、パッド４が形成されていない基材１上にも膜厚２μｍ程度の平面状の残膜１３が形成されてしまう。
【００１８】
図１（ｅ）は、残膜１３を除去してパッド４の一部を露出させることにより第１の形状規定部を形成する第１の形状規定部形成工程を示している。基材１およびパッド４上の残膜１３を除去するため、酸素プラズマ等を利用したアッシング処理を行う。これにより、パッド４の一部が露出される。その結果、パッド４上には図１（ｅ）、図２に示されるような第１の形状規定部１６が形成される。
【００１９】
図１（ｆ）は、めっきによる第１金属体形成工程を示している。第１金属体形成工程は、シード層形成工程とめっき工程を有しており、シード層形成工程は、めっき工程の前に行われる。シード層はＴｉとＣｕの２層となっており、初めに、シード層の下層として、Ｔｉは、１５ｎｍの厚さになるようにスパッタ法を用いて、パッド４及び第１の形状規定部１６の表面に成膜される。続いて、シード層の上層として、Ｃｕは、１００ｎｍの厚さになるようにスパッタ法を用いて、成膜されたＴｉの表面に成膜される。なお、第１の形状規定部１６は、図２に示されるように、斜面Ａは、基材１の表面に対して約２７°の角度で形成されているが、側面Ｂおよび側面Ｃは、９０°の角度で形成されているため、めっきのシード層は側面Ｂ，Ｃにはほとんど成膜されない。シード層は、隣りあったパッド間で電気的に接続されないようにパターン形成される。シード層のパターン形成は、信越化学製めっきレジストＳｉＰＲ−９２７２を１００μｍ塗布し、露光・現像でレジストパターンを形成することにより行っても良いし、レジストパターンを用いないで、シード層形成のスパッタ成膜の時に、メタルマスクを用いてレジストパターンを形成してもかまわない。
【００２０】
引き続きめっき工程を行う。Ｃｕを５μｍ、Ｎｉを１２μｍの厚さで、基材１の配線（図示省略）を介して電気めっきを行い、シード層上に第１の金属体４０を形成する。Ｃｕ用めっき液は富士化学工業株式会社製の硫酸銅めっき液、Ｎｉめっき液は上村工業株式会社製のパーマアロイを使用する。
【００２１】
図１（ｇ）は、第１の形状規定部を除去する工程を示している。パッド４上の、形状規定部１６を除去するため、剥離液としては、アセトン溶液を用い、室温２５℃にて１０分間程度、第１の形状規定部部１６を浸漬して行う。
【００２２】
図１（ａ）〜（ｇ）の工程を経ることにより、３次元形状である第１の金属体４０を容易に作成する事ができる。
【００２３】
以上により、本実施例では、フォトリソグラフィーと比較して容易な加工方法である熱インプリントで型を熱可塑性樹脂層に転写させ、その型の形状に転写された樹脂の上にめっきよって金属体を形成することで、３次元形状の金属体を容易に作成できる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態として、第１の実施形態で示した図１（ａ）〜（ｇ）を経て形成された３次元形状である第１の金属体４０をもとに、さらに複雑な形状を作成する工程を図３に示す。
【００２４】
図３（ｈ）は、基材の一面に第１の金属体の一部を露出するように平坦化樹脂層を形成する平坦化工程を示している。図１（ｇ）  の、第１の形状規定部１６の除去後に得られた第１の金属体４０が作成された基材１上に、平坦化樹脂は、スピンコート法等で９０μｍの膜厚で塗布され、金属体４０の上部が露出するよう平坦化樹脂層２３を形成する。平坦化樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられる。この平坦化樹脂層２３は、ハードベークを行い硬化させる。
【００２５】
図３（ｉ）は、第２の樹脂層形成工程を示している。熱可塑性樹脂層からなる第２の樹脂層２６は、前記平坦化工程の上面に塗布して膜厚１００μｍで形成される。熱可塑性樹脂層からなる第２の樹脂層２６は、第１の樹脂層１０と同一の成分であり、塗布方法も同一である。これにより、前記平坦化工程で露出されていた金属体４０の上部は、熱可塑性樹脂からなる第２の樹脂層２６に埋め込まれる。
【００２６】
図３（ｊ）は、第２の形状規定部形成工程として熱インプリント法を用いた場合で、第２の樹脂層を加熱して型の形状を転写させる工程を示している。まず、熱インプリントでは、基材１上のパッド４と転写型３０の位置が合うように位置調整を行う。その後、第２の樹脂層２６は、転写型３０を荷重０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下でプレスされながら、基材１を９０〜１３０℃で５〜６０分間加熱する。加熱終了後、転写型３０の荷重は変えないまま、基材１が６０℃以下になるまで冷却する。
【００２７】
図３（ｋ）は、転写型の離型工程を示している。基材１の冷却終了後に、転写型３０を第２の樹脂層２６から剥離する。さらに、第１の実施形態と同じように、第２の樹脂層２６の残膜（図示しない）を除去する。これにより、平坦化樹脂層２３上には、転写型３０によって形成された高さ１００μｍ程度の３次元形状の第２の形状規定部３３が形成される。
【００２８】
図３（ｌ）は、めっきによる第２金属体形成工程を示している。まず、第１金属体形成工程と同様にシード層をスパッタ法で第２の形状規定部３３上に成膜を行う。その後のめっき工程は第１実施形態と同じである。これにより、平坦化樹脂層２３から露出したと第１の金属体４０の一部と第２の金属体４２は接続される。
【００２９】
図３（ｍ）は、平坦化樹脂層と第２の形状規定部を除去する工程を示している。平坦化樹脂層２３と第２の規定部３３を除去するため、剥離液として、アセトン溶液やジメチルスルホキシドとＮ−メチル−２−ピロリドンの混合液を用い、室温２５℃にて１０分間程度、平坦化樹脂層２３と第２の形状規定部２６は浸漬される。これにより、平坦化樹脂層２３と第２の形状規定部は同一の剥離剤で連続的に除去できる。
【００３０】
以上、図１（ａ）〜（ｇ）の工程と図３（ｈ）〜（ｍ）の工程を経ることにより、複雑な形状をした３次元形状の金属体４０，４２を容易に作成する事ができる。なお、第２の金属体の作成は、別の方法で行っても良い。例えば、フォトリソグラフィ技術とめっき技術を用いて行われる。実際には、熱プレス工程の金型に対応する様なグレースケールフォトマスクを用いて露光、現像してフォトレジストをパターニングして、めっきを行い３次元金属体の形成を行っても良い。
【００３１】
また、第２の金属体形成工程は、平坦化樹脂層２３を形成し、この平坦化樹脂層２３上にシード層を形成し、さらにめっきを行うことで第１の金属体の上部と接続された第２の金属体４２を形成してもよい。その際のシード層形成及び、めっき工程は第１実施形態と同様である。また、平坦化樹脂層の除去は、剥離液として、アセトン溶液やジメチルスルホキシドとＮ−メチル−２−ピロリドンの混合液を用い、室温２５℃にて１０分間程度、平坦化樹脂層２３を浸漬して行われる。
【００３２】
本発明の三次元形状の金属体製造方法は、熱可塑性樹脂と熱インプリントにより簡便に３次元形状の金属体を作成することができる。また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、第１、第２の実施形態において、熱可塑樹脂の成形加工はＬＩＧＡ技術やレーザー技術により行うことも出来、引き続きめっき形成工程を行う事により３次元金属体の形成を行う事が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の金属体の製造方法は、３次元形状の金属体を容易な方法で作成できバーインテスター用プローブピンやプローブカード用のプローブピンの製造方法に有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１  基材
４  パッド
７、３０  転写型
１０  第１の樹脂層
１６  第１の形状規定部
２６  第２の樹脂層
２０、３６  めっき膜
３３  第２の形状規定部
４０  第１の金属体
４２  第２の金属体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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