(57)【要約】【課題】簡単な処理工程であり、かつ、少ない工程数により金属配線を形成することができ、絶縁体に対して高い密着性を有する金属配線を形成することを可能にした金属配線形成方法を提供する。【解決手段】絶縁体の表面に金属配線を形成する金属配線形成方法において、レーザー光としてパルス幅がピコ秒オーダーのピコ秒レーザー光またはフェムト秒オーダーのフェムト秒レーザー光を、前記レーザー光の波長に対して透明かつ銀イオンを含有する絶縁体の表面に照射し、該照射領域において銀イオンを銀原子に還元して該照射領域に銀原子を生成し、前記レーザー光を照射されて該照射領域に銀原子が生成された前記絶縁体を所定の温度に維持した無電解めっき液に所定時間浸し、該銀原子を触媒核として金属を析出させることにより前記絶縁体に金属膜を堆積して金属配線を形成するようにした。【選択図】        図１
2008041938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体の表面に金属配線を形成する金属配線形成方法において、
レーザー光としてパルス幅がピコ秒オーダーのピコ秒レーザー光またはフェムト秒オーダーのフェムト秒レーザー光を、前記レーザー光の波長に対して透明かつ銀イオンを含有する絶縁体の表面に照射し、該照射領域において銀イオンを銀原子に還元して該照射領域に銀原子を生成し、
前記レーザー光を照射されて該照射領域に銀原子が生成された前記絶縁体を所定の温度に維持した無電解めっき液に所定時間浸し、該銀原子を触媒核として金属を析出させることにより前記絶縁体に金属膜を堆積して金属配線を形成する
ことを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属配線形成方法において、
前記レーザー光を照射された前記絶縁体を前記無電解めっき液に浸す前に、所定の温度で所定の時間だけ熱処理を行う
ことを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の金属配線形成方法において、
前記レーザー光は、前記絶縁体の照射領域において多光子吸収を発生させる
ことを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれか１項に記載の金属配線形成方法において、
前記絶縁体の表面は、外部から前記無電解めっき液が浸入可能に形成された前記絶縁体の内部における中空構造の壁面である
ことを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の金属配線形成方法において、
前記絶縁体は、０．０５〜０．１５％の銀イオンを含有する
ことを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の金属配線形成方法において、
前記絶縁体は、感光性ガラスである
ことを特徴とする金属配線形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属配線形成方法に関し、さらに詳細には、集積回路のプリント基板などの電子回路用の基板に金属配線を形成する際などに用いて簡便かつ好適な金属配線形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラスなどの絶縁体に金属配線を形成する技術として、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法によってはじめに絶縁体全面に金属薄膜を堆積させ、その後に最終的にフォトリソグラフィにより金属配線パターンを形成するという手法が知られている。
【０００３】
この手法は、より詳細には、金属膜の表面にフォトレジストを塗布し、形成したいパターン状にフォトレジストを露光して反応させる第１の工程と、反応後に現像処理を行いフォトレジストのパターンを絶縁体基板上に形成する第２の工程と、フォトレジストのパターンをマスクとして酸を用いたウェットエッチングを行って金属膜のパターン化を行う第３の工程と、最後に残留しているフォトレジストを除去する第４の工程とから構成され、こうした４つの工程を経ることにより絶縁体の表面に金属配線を形成するものである。
【０００４】
しかしながら、こうした手法（以下、「第１の手法」と称する。）は、各工程毎に複雑な処理を行うことが必要であり、また、多段階工程であって工程数が多いという問題点があった。
【０００５】
一方、上記した第１の手法とは異なる手法として、例えば、以下に説明する手法（以下、「第２の手法」と称する。）が知られている。
【０００６】
この第２の手法は、無電解めっき法を用いて絶縁体に金属配線を形成する手法であり（非特許文献１および非特許文献２を参照する。）、こうした無電解めっき法を用いた絶縁体の金属配線形成では一般に二液法が用いられている。
【０００７】
より詳細には、前処理としてレーザーやプラズマによるエッチングを行い、絶縁体表面を粗化させ、めっき被膜の密着性を向上させる第１の工程を行う。次に、第２の工程として、塩化スズ溶液に浸し、スズイオンをエッチングにより粗化させた絶縁体表面に吸着させ（センシタイジング）、続いて塩化パラジウムに浸し、スズイオンとの還元反応によりパラジウムイオンを吸着させ（アクチベーティング）、洗浄を行う。続いて第３の工程として、めっき液に浸し、最終的に金属配線を形成するという方法である。
【０００８】
即ち、上記した第２の手法は、パラジウムを触媒とすることでめっき反応を行い、絶縁体に金属薄膜を堆積させるものであるが、上記した第１の手法と同様に、工程数が多いため時間やコストを費やすという問題点があった。
【０００９】
【非特許文献１】電気鍍金編、「無電解めっき  基礎と応用」第７版、日刊工業新聞社、２００４年２月５日、ｐ．１３１−１５４
【非特許文献２】渡辺徹、「ナノ・プレーティング  高精細めっき技術」第１版、日刊工業新聞社、２００４年５月２９日、ｐ．９−１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な処理工程であり、かつ、少ない工程数により金属配線を形成することができる金属配線形成方法を提供しようとするものである。
【００１１】
また、本発明の目的とするところは、上記に加えて、絶縁体に対して高い密着性を有する金属配線を形成することを可能にした金属配線形成方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明による金属配線形成方法は、レーザー光としてパルス幅がピコ秒（１０−１２秒）オーダーのピコ秒レーザーから出射されたレーザー光たるピコ秒レーザー光（本明細書においては、「ピコ秒レーザーから出射されたレーザー光」を「ピコ秒レーザー光」と適宜に称することとする。）やパルス幅がフェムト秒（１０−１５秒）オーダーのフェムト秒レーザーから出射されたレーザー光たるフェムト秒レーザー光（本明細書においては、「フェムト秒レーザーから出射されたレーザー光」を「フェムト秒レーザー光」と適宜に称することとする。）を当該レーザー光の波長に対して透明な絶縁体に照射して集光すると、集光点のみに多光子吸収を生じさせて、当該絶縁体における当該レーザー光の照射領域が改質されるという知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
即ち、本発明は、レーザー光としてパルス幅がピコ秒オーダーのピコ秒レーザー光やパルス幅がフェムト秒オーダーのフェムト秒レーザー光を、当該レーザー光の波長に対して透明かつ銀イオンを含有する絶縁体の表面に照射し、その後に当該絶縁体を無電解めっき液中に浸けることにより、当該レーザー光の照射領域のみに選択的に金属膜を堆積して金属配線を形成する手法を提供するものである。
【００１４】
従って、こうした本発明によれば、少ない工程で金属配線を形成できるので、低コストで短時間という条件で絶縁体に対して金属配線形成を行うことができるようになる。
【００１５】
また、こうした本発明によれば、絶縁体との間に高い密着性を有する金属配線であり、また金属被膜材と同程度の金属特性を有する金属配線を形成することが可能になる。
【００１６】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、絶縁体の表面に金属配線を形成する金属配線形成方法において、レーザー光としてパルス幅がピコ秒オーダーのピコ秒レーザー光またはフェムト秒オーダーのフェムト秒レーザー光を、上記レーザー光の波長に対して透明かつ銀イオンを含有する絶縁体の表面に照射し、該照射領域において銀イオンを銀原子に還元して該照射領域に銀原子を生成し、上記レーザー光を照射されて該照射領域に銀原子が生成された上記絶縁体を所定の温度に維持した無電解めっき液に所定時間浸し、該銀原子を触媒核として金属を析出させることにより上記絶縁体に金属膜を堆積して金属配線を形成するようにしたものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記レーザー光を照射された上記絶縁体を上記無電解めっき液に浸す前に、所定の温度で所定の時間だけ熱処理を行うようにしたものである。
【００１８】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１または２のいずれか１項に記載の発明において、上記レーザー光は、上記絶縁体の照射領域において多光子吸収を発生させるようにしたものである。
【００１９】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２または３のいずれか１項に記載の発明において、上記絶縁体の表面は、外部から上記無電解めっき液が浸入可能に形成された上記絶縁体の内部における中空構造の壁面であるようにしたものである。
【００２０】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の発明において、上記絶縁体は、０．０５〜０．１５％の銀イオンを含有するようにしたものである。
【００２１】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項５に記載の発明において、上記絶縁体は、感光性ガラスであるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以上説明したように構成されているので、工程数の少ない簡単な操作で、金属配線を形成することができるようになるという優れた効果を奏する。
【００２３】
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、絶縁体に対して高い密着性を有する金属配線を形成できるものであり、例えば、ガラスなどの絶縁体の表面や内部中空構造に対して密着性の高い金属配線を形成させることが可能であるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による金属配線形成方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２５】
ここで、本発明による金属配線形成方法において金属配線を形成する対象となる絶縁体としては、銀イオンを含有する絶縁体であれば任意のものを選択することができる。
【００２６】
また、絶縁体における銀イオンの含有率は、０．０５〜０．１５％であることが好ましい。
【００２７】
なお、以下の説明においては、本発明の理解を容易にするために、絶縁体として感光性ガラスを用いた場合について説明する。一般に、感光性ガラスとは、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属イオンと増感剤とを含んでいる。なお、こうした感光性ガラスとしては、具体的には、厚さ２ｍｍのショットガラス製のフォーチュランガラス（Ｆｏｔｕｒａｎ  Ｇｌａｓｓ）（登録商標）を使用した。この厚さ２ｍｍのフォーチュランガラス（登録商標）は、リチウムアルミノ珪酸塩ガラスにＣｅイオン、Ａｇイオン、Ｓｂイオンなどがドープされており、その組成は図２に示す図表にまとめられている。図２の図表に示すように、フォーチュランガラス（登録商標）は０．０５〜０．１５％の銀イオンを含有している。
【００２８】
ここで、図１には、本発明の第１の実施の形態による金属配線形成方法を実施するための金属配線形成装置の概念構成説明図が示されている。
【００２９】
この金属配線形成装置１０は、加工対象物である感光性ガラス２６に多光子吸収を生じさせるレーザー光としてフェムト秒オーダーのパルス幅を有するフェムト秒レーザー光、例えば、波長（λ）が７７５ｎｍ、パルス幅（τ）が１５０ｆｓのフェムト秒レーザー光の照射を行うフェムト秒レーザー１２と、フェムト秒レーザー１２から出射されたフェムト秒レーザー光が入射される波長板１４と、波長板１４から出射されたフェムト秒レーザー光が入射される偏光子１６と、偏光子１６から出射されたフェムト秒レーザー光のパルスエネルギーを調節するためのＮＤフィルター１８と、ＮＤフィルター１８から出射されたフェムト秒レーザー光のビーム径を制御して切り出すための直径３ｍｍのアパーチャー２０ａを備えたアパーチャー部材２０と、アパーチャー部材２０から出射されたフェムト秒レーザー光の光路を変更するためのミラー２２と、ミラー２２により光路を変更されたフェムト秒レーザー光を感光性ガラス２６に対して集光するための対物レンズ２４と、感光性ガラス２６を載置してＸＹＺ直交座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向に任意に移動可能なＸＹＺステージ２８と、ＸＹＺステージ２８のＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向の移動を制御するドライバー３０と、ドライバー３０を制御するコンピューター３２と、ＸＹＺステージ２８に載置された感光性ガラス２６を撮像するＣＣＤカメラ３４と、ＣＣＤカメラ３４で撮像された画像を表示するモニター３６とを有して構成されている。
【００３０】
ここで、上記した金属配線形成装置の各構成部材をさらに詳細に説明すると、レーザー光源であるフェムト秒レーザー１２としては、波長が７７５ｎｍであり、パルス幅が１５０ｆｓ（フェムト秒）であり、繰り返し周波数は１ｋＨｚのフェムト秒レーザー光を発振可能なＴｉ：Ａｌ２Ｏ３レーザーであるＣｌａｒｋ−ＭＸＲ  ＣＰＡ−２００１（商品名）を用いた。なお、フェムト秒レーザー１２から絶縁体たる感光性ガラス２６に対して照射するフェムト秒レーザー光のレーザーエネルギーは、絶縁体たる感光性ガラス２６におけるフェムト秒レーザー光の照射領域を改質可能な強度である２ｍＷ〜８ｍＷに制御した。なお、このレーザーエネルギーは、直径３ｍｍのアパーチャー２０ａを備えたアパーチャー部材２０を使用した場合に、アパーチャー２０手前におけるレーザーエネルギーである。また、こうしたフェムト秒レーザー光が絶縁体たる感光性ガラス２６の加工対象領域に照射された場合のスポット径は、数μｍ程度である。
【００３１】
次に、対物レンズ２４としては、開口数ＮＡ＝０．４６とし、倍率２０倍の対物レンズを用いた。
【００３２】
一方、ＸＹＺステージ２８は、ドライバー３０を介してコンピューター３２によりその移動が制御され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向の任意の方向に移動可能となされている。
【００３３】
また、ＣＣＤカメラ３４は、ＸＹＺステージ２８上に載置された感光性ガラス２６を撮像可能なように、ＸＹＺステージ２８のＹ軸方向に設置されている。従って、この金属配線形成装置１０においては、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ−Ｚ平面がＣＣＤカメラ３４により撮影され、金属配線形成装置１０の使用者はＣＣＤカメラ３４に接続されているモニター３６を通して、ＸＹＺステージ２８上に載置された感光性ガラス２６の様子を観察することができる。なお、本実施の形態においては、ＣＣＤカメラ３４の画像倍率は７０倍に設定した。
【００３４】
以上の構成において、上記した金属配線形成装置１０を用いた金属配線形成方法により、感光性ガラス２６の表面に金属配線を形成する際の処理内容について、図３を参照しながら詳細に説明することとする。
【００３５】
まず、銀イオンがドープされている厚さ２ｍｍの板状体の感光性ガラス２６を、ＸＹＺステージ２８上に載置する。
【００３６】
続いて、フェムト秒レーザー１２を作動させるとともにＸＹＺステージ２８を所定の方向に移動させながら、波長７７５ｎｍ、パルス幅１５０ｆｓ、レーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光をＸＹＺステージ２８上に載置された感光性ガラス２６の表面２６ａに集光照射する（図３（ａ）の（１）を参照する。）。なお、この際に、ＸＹＺステージ２８の所定の方向への移動に伴い感光性ガラス２６上を走査（スキャン）することになるフェムト秒レーザー光のスキャンスピードが４０μｍ／ｓｅｃとなるように、ドライバー３０を介してコンピューター３２によりＸＹＺステージ２８の移動速度を制御した。
【００３７】
上記のように、感光性ガラス２６の表面２６ａにフェムト秒レーザー光を集光照射することにより、感光性ガラス２６の表面２６ａに多光子吸収を生じさせ、この多光子吸収によりフェムト秒レーザー光を照射した領域においてのみ感光性ガラス２６にドープされているＡｇイオンが銀原子に還元され、フェムト秒レーザー光を照射した領域に銀原子が生成される。図３（ｂ）には、このときの感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。
【００３８】
次に、上記した工程でフェムト秒レーザー光を集光照射した感光性ガラス２６を無電解銅めっき液に浸ける（図３（ａ）の（２）を参照する。）。この際に、無電解銅めっき液の温度は５０℃に維持し、感光性ガラス２６は５分間浸けておくこととする。
【００３９】
この処理により、フェムト秒レーザー光の照射領域に生成した銀原子が触媒核となり、触媒核の存在により銅が析出し、感光性ガラス２６の表面２６ａのフェムト秒レーザー光の照射領域に金属膜として銅膜が堆積されて金属配線が形成される。
【００４０】
図４（ａ）には、上記した処理によって金属配線を形成された感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。
【００４１】
ここで、図４（ａ）に示されている画像には３本の金属配線が示されているが、上記において説明したレーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線は、これら３本の金属配線のうちで左端に位置するものである。
【００４２】
なお、本願発明者は、上記において説明した手法と同じ手法を用いて、フェムト秒レーザー光のレーザーエネルギーのみを変えて感光性ガラス２６の表面２６ａに金属配線を形成した。
【００４３】
即ち、上記において説明した手法により、レーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光とレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光とをそれぞれを用いて金属配線の形成を行った。図４（ａ）に示されている３本の金属配線のうちで、中央に位置するものがレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線であり、右端に位置するものがレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線である。
【００４４】
図４（ａ）に示されているように、レーザーエネルギーにより、形成された金属配線の線幅は異なるが、いずれの場合もフェムト秒レーザー光の照射領域に生成した銀原子が触媒核となり、触媒核の存在により銅が析出して感光性ガラス２６の表面２６ａのフェムト秒レーザー光の照射領域に金属配線が形成されている。
【００４５】
そして、後述するように、図４（ａ）に示された３本の金属配線は、互いに同じ金属特性を備えている。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法ついて説明するが、以下の本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法の説明においては、上記において図１乃至図４（ａ）を参照しながら説明した第１の実施の形態による金属配線形成方法において用いた構成と同一または相当する構成については、図１乃至図４（ａ）と同一の符号を付して示すことにより、それらの詳細な構成ならびに作用の説明は適宜に省略する。
【００４７】
この本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法は、感光性ガラス２６に所定のフェムト秒レーザー光を集光照射した後に、当該感光性ガラス２６に所定の条件の熱処理を施す点においてのみ上記した第１の実施の形態と異なる。
【００４８】
ここで、図５（ａ）には、本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法の処理工程の説明図が示されている。
【００４９】
本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法においては、はじめに、第１の実施の形態と同様に、銀イオンがドープされている厚さ２ｍｍの板状体である感光性ガラス２６を、金属配線形成装置１０のＸＹＺステージ２８上に載置する。
【００５０】
続いて、フェムト秒レーザー１２を作動させるとともにＸＹＺステージ２８を所定の方向に移動させながら、波長７７５ｎｍ、パルス幅１５０ｆｓ、レーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光をＸＹＺステージ２８上に載置された感光性ガラス２６の表面２６ａに集光照射する（図５（ａ）の（１）を参照する。）。なお、この際に、ＸＹＺステージ２８の所定の方向への移動に伴い感光性ガラス２６上を走査することになるフェムト秒レーザー光のスキャンスピードが４０μｍ／ｓｅｃとなるように、ドライバー３０を介してコンピューター３２によりＸＹＺステージ２８の移動速度を制御した。
【００５１】
上記した処理により、第１の実施の形態と同じく、感光性ガラス２６の表面２６ａに多光子吸収を生じさせ、この多光子吸収によりフェムト秒レーザー光を照射した領域においてのみ感光性ガラス２６にドープされているＡｇイオンが銀原子に還元され、フェムト秒レーザー光を照射した領域に銀原子が生成される。図５（ｂ）には、このときの感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。
【００５２】
次に、フェムト秒レーザー光の集光照射により銀原子に還元された感光性ガラス２６の熱処理を行う。この際の熱処理の条件は温度を５００℃、時間を１時間として、感光性ガラス２６を加熱した（図５（ａ）の（２）を参照する。）。
【００５３】
こうした熱処理により感光性ガラス２６の表面２６ａに生成された銀原子が拡散され、感光性ガラス２６の表面２６ａに銀クラスターが形成される。図５（ｃ）には、このときの感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。図５（ｃ）において、中央を水平に延長する直線領域が、熱処理により生成された銀クラスターである。
【００５４】
次に、上記のようにして熱処理をした感光性ガラス２６を無電解銅めっき液に浸ける（図５（ａ）の（３）を参照する。）。この際に、無電解銅めっき液の温度は５０℃に維持し、感光性ガラス２６は５分間浸けておくこととする。無電解銅めっき液中においては、銀クラスターを触媒核として銅が析出し、感光性ガラス２６の表面２６ａの銀クラスターの存在する部分にのみ金属膜として銅膜が堆積されて金属配線が形成される。
【００５５】
上記したように、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、感光性ガラス２６の表面２６ａのフェムト秒レーザー光照射領域のみに、選択的に金属配線を形成することができる。
【００５６】
図４（ｂ）には、上記した第２の実施の形態の処理によって金属配線を形成された感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。
【００５７】
ここで、図４（ｂ）に示されている画像には３本の金属配線が示されているが、上記において説明したレーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線は、これら３本の金属配線のうちで左端に位置するものである。
【００５８】
なお、本願発明者は、上記において説明した第２の実施の形態の手法と同じ手法を用いて、フェムト秒レーザー光のレーザーエネルギーのみを変えて感光性ガラス２６の表面２６ａに金属配線を形成した。
【００５９】
即ち、上記において説明した第２の実施の形態の手法により、レーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光とレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光とをそれぞれを用いて金属配線の形成を行った。図４（ｂ）に示されている３本の金属配線のうちで、中央に位置するものがレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線であり、右端に位置するものがレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線である。
【００６０】
図４（ｂ）に示されているように、レーザーエネルギーにより、形成される銀クラスターの幅も異なるようになり、形成された金属配線の線幅も異なるが、いずれの場合もフェムト秒レーザー光の照射領域に生成された銀クラスターが触媒核となり、触媒核の存在により銅が析出して感光性ガラス２６の表面２６ａのフェムト秒レーザー光の照射領域に金属配線が形成されている。
【００６１】
そして、後述するように、図４（ｂ）に示された３本の金属配線は、互いに同じ金属特性を備えている。
【００６２】
ところで、上記した第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、感光性ガラス２６の表面２６ａに金属配線を形成した場合について説明したが、金属配線を形成可能な部位は感光性ガラス２６の表面２６ａに限られない。
【００６３】
即ち、本発明による金属配線形成方法を用いれば、感光性ガラスの表面のみならず、感光性ガラス内部に形成された中空構造の壁面にも同様に選択的に金属配線を形成することが可能である。
【００６４】
次に、本発明の第３の実施の形態による金属配線形成方法として、感光性ガラス内部に形成された中空構造の壁面に対して、選択的に金属配線の形成を行う場合について詳細に説明することとする。
【００６５】
なお、感光性ガラスの中空構造の壁面に対して選択的に金属配線を形成する本発明の第３の実施の形態による金属配線形成方法は、第１の実施の形態で用いた処理工程または第２の実施の形態で用いた処理工程のいずれの方法を用いても実施可能である。そのため、本発明の第３の実施の形態による金属配線形成方法の説明においては、第１の実施の形態で説明した処理工程を用いて説明することとする。
【００６６】
ここで、図６（ａ）には、中空構造を有する感光性ガラス２６’を図６（ｂ）におけるＶＩＡ矢印方向から見たＶＩＡ矢視説明図を示し、図６（ｂ）には、中空構造を有する感光性ガラス２６’を図６（ａ）におけるＶＩＢ矢印方向から見たＶＩＢ矢視説明図を示している。
【００６７】
この感光性ガラス２６’においては、感光性ガラス２６’の表面２６’ａ側に四角柱形状を有する２つのリザーバー部が対向して配設されており、当該２つのリザーバー部を架橋するようにして感光性ガラス２６’内部に四角柱形状のチャネル部が貫通形成されている。より詳細には、リザーバー部は、感光性ガラス２６’の表面２６’ａから加工して形成しており、このためリザーバー部の上部は開放されている。一方、チャネル部は、感光性ガラス２６’内部に感光性ガラス２６’の表面２６’ａと平行するように形成されている。
【００６８】
なお、リザーバー部の寸法は、開口部の縦および横の長さを５００μｍとし、チャネル部の寸法は、縦の長さを１５０μｍとし、横の長さを１０００μｍとし、高さを１５０μｍとした。また、チャネル部は感光性ガラス２６’の表面２６’ａより１７０μｍほど深い位置に、チャネル部上面と表面２６’ａとが平行に配置されるように加工されているものとする。
【００６９】
こうした感光性ガラスなどの絶縁体に対する中空構造の加工技術は、公知の技術であるため、その加工方法についての説明は省略することとする。
【００７０】
以下、感光性ガラス内部の中空構造のチャネル部上面にのみ金属配線を形成する場合について説明することとする。
【００７１】
ここで、図６（ｃ）は、実際に感光性ガラス２６’を加工して中空構造を形成し、その表面２６’ａを撮影した画像である。
【００７２】
こうしたチャネル部上面に金属配線を施す方法は、本発明による第１の実施の形態で用いた金属配線形成方法を用いて行われる。まず、チャネル部上面のみにフェムト秒レーザー光を照射する。このとき、チャネル部上面全体にレーザー光が万遍なく照射されるようにマルチスキャンを行う。
【００７３】
これにより、フェムト秒レーザー光を照射した領域においてのみ感光性ガラス２６’にドープされているＡｇイオンが銀原子に還元され、フェムト秒レーザー光を照射した領域に銀原子が生成される。
【００７４】
次に、フェムト秒レーザー光を照射した感光性ガラス２６’を、無電解めっき処理として５０℃の無電解銅めっき液に５分間浸ける。
【００７５】
上記の無電解めっき処理により、感光性ガラス２６’のフェムト秒レーザー光照射領域に生成した銀原子が触媒核となり、触媒核の存在により銅が析出し、チャネル部上面に選択的に金属膜として銅膜が堆積されて金属配線が形成される。
【００７６】
なお、図６（ｄ）には、上記した手法でチャネル部上面のみに金属配線を形成した感光性ガラス２６’をＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されており、また、図６（ｅ）には、図６（ｄ）の一部を拡大して示した画像が示されている。
【００７７】
こうした図６（ｄ）および図６（ｅ）より、チャネル部全体に金属配線が形成されていることが確認できる。
【００７８】
次に、本発明による金属配線形成方法により形成された金属配線の特性について説明するが、第１の実施の形態で形成された金属配線と第２の実施の形態で形成された金属配線とでは金属配線の太さが異なるが、その特性はほぼ同じものであった。そして、本発明による金属配線形成方法によって形成された金属配線と感光性ガラスとの密着性は極めて良好であり、テープ剥離試験を行ったところ金属配線がテープとともに脱落する様子は見られなかった。以下、詳細に説明する。
【００７９】
ここで、図７（ａ）には、テープ剥離試験の対象となる金属配線を第１の実施の形態により形成した感光性ガラス２６の表面２６ａを撮影した画像が示されている。
【００８０】
この感光性ガラス２６の表面２６ａの金属配線上にスコッチ（登録商標）テープを貼り付け、当該スコッチ（登録商標）テープを感光性ガラス２６の表面２６ａよりはがすという手順によりテープ剥離試験を行った。
【００８１】
図７（ｂ）は、第１の実施の形態によりレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光で作成した金属配線のテープ剥離試験前の状態を示す画像である。図７（ｂ）における下図は倍率を５倍とし、図７（ｂ）における上図は倍率を２０倍として撮影したものである。
【００８２】
また、図７（ｃ）は、第１の実施の形態によりレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光で作成した金属配線のテープ剥離試験後の状態を示す画像である。図７（ｃ）における下図は倍率を５倍とし、図７（ｃ）における上図は倍率を２０倍として撮影した。
【００８３】
こうしたテープ剥離試験前の状態（図７（ｂ））とテープ剥離試験後の状態（図７（ｃ））とを比較したところ、金属配線の太さの変化などは観察されず、テープとともに金属配線が失われた様子は無いため、絶縁体と金属配線との密着性が極めて良好であることが確認された。
【００８４】
さらに、図７（ｄ）は、第１の実施の形態によりレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光で作成した金属配線のテープ剥離試験前の状態を示す画像であり、図７（ｄ）における下図は倍率を５倍とし、図７（ｄ）における上図は倍率を２０倍として撮影した。
【００８５】
また、図７（ｅ）は、第１の実施の形態によりレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光で作成した金属配線のテープ剥離試験後の状態を示す画像であり、図７（ｅ）における下図は倍率を５倍とし、図７（ｅ）における上図は倍率を２０倍として撮影した。
【００８６】
こうしたテープ剥離試験前の状態（図７（ｄ））とテープ剥離試験後の状態（図７（ｅ））とを比較したところ、金属配線の太さの変化などは観察されず、テープとともに金属配線が失われた様子は無いため、感光性ガラスと金属配線との密着性が極めて良好であることが確認された。
【００８７】
そして、第１の実施の形態により形成された金属配線の比抵抗は５．２×１０−６Ω・ｃｍであり、一般的な銅被膜材が有する比抵抗の値とほぼ一致するものであった。
【００８８】
従って、本発明による金属配線形成方法によれば、処理工程中において金属特性を変化させることなしに、感光性ガラスなどの絶縁体の表面や中空構造の壁面に金属配線や金属薄膜を形成することができる。
【００８９】
なお、第２の実施の形態における上記したテープ剥離試験の結果や比抵抗の値については、上記した第１の実施の形態と同様であった。
【００９０】
以上において説明したように、上記した本発明によれば、処理工程が少なく、簡便な方法で絶縁体表面もしくは絶縁体内部の中空構造へ金属配線を形成することが可能である。
【００９１】
また、上記した発明によれば、絶縁体への密着性が高い金属配線を形成することができるものである。
【００９２】
さらに、上記した発明によれば、金属配線形成過程において、金属の電気的特性を変化させることなく、一般的な金属被膜材と同程度の特性を有する金属配線を得られるものである。
【００９３】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（７）に示すように変形することができるものである。
【００９４】
（１）上記した実施の形態においては、感光性ガラス２６の表面に多光子吸収を生じさせるのにレーザー光としてフェムト秒レーザー光を用いたが、これに限られるものではないことは勿論であり、感光性ガラス２６の表面にダメージを生じさせないのであれば、感光性ガラス２６の表面に多光子吸収を生じさせるレーザー光としてピコ秒レーザーを用いても良い。
【００９５】
（２）上記した実施の形態においては、第３の実施の形態での金属配線形成方法として、第１の実施の形態を用いてフェムト秒レーザー光を照射した後に無電解銅めっき液に浸けたが、これに限られるものではないことは勿論であり、第２の実施の形態を用いて、絶縁体にフェムト秒レーザー光を照射した後に熱処理の工程を行い、熱処理後の絶縁体を無電解銅めっき液に浸けるようにしてもよい。
【００９６】
（３）上記した実施の形態においては、絶縁体として感光性ガラスとして知られるショットガラス製のフォーチュランガラス（登録商標）を使用したが、これに限られるものではないことは勿論であり、照射されるフェムト秒レーザー光やピコ秒レーザー光を吸収しない材料よりなり、０．０５〜０．１５％の銀イオンを含有する絶縁体であれば、任意のものを選択することができる。
【００９７】
（４）上記した実施の形態においては、撮像手段としてＣＣＤカメラを使用したが、これに限られるものではないことは勿論であり、ＸＹＺステージ上に載置された加工対象物の表面を観測可能であれば、他の撮像手段を用いても良い。
【００９８】
（５）上記した実施の形態においては、無電解めっき液として銅イオンを含有する無電解銅めっき液を使用したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、金イオンやニッケルイオンなどの金属イオンを含む無電解めっき液を用いても良い。
【００９９】
（６）上記した実施の形態においては、感光性ガラスの中空構造として、図６に図示した構造を有する感光性ガラスを用いたが、これに限られるものではないことは勿論であり、フェムト秒レーザー光を照射した後に当該レーザー光照射領域に無電解めっき液が浸入可能である構造であれば、任意の形状の中空構造を有する感光性ガラスを用いても良い。
【０１００】
（７）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（６）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、集積回路のプリント配線板の製造、電磁シールドのための金属薄膜の堆積などの電子産業やマイクロ総合分析システム（μ−ＴＡＳ：Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）というような生物工業分野や、電子機器（例えば携帯電話）におけるプリント配線や液晶ディスプレイ、Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐデバイスの作成などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】図１は、本発明による実施の形態の一例による金属配線形成方法を実施するための金属配線形成装置を概念的に示した構成説明図である。
【図２】図２は、本発明に用いた感光性ガラスの組成をまとめた図表である。
【図３】図３（ａ）は、本発明による金属配線形成方法の第１の実施の形態の一例の工程を説明した図であり、図３（ｂ）はフェムト秒レーザー光を照射した感光性ガラスの表面を撮影した画像である。
【図４】図４（ａ）は、第１の実施の形態により３種類のフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線を撮影した画像であり、右端の金属配線はレーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射したもの、中央の金属配線はレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射したもの、左端の金属配線はレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射したものである。図４（ｂ）は第２の実施の形態により３種類のフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線を撮影した画像であり、右端の金属配線はレーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射したもの、中央の金属配線はレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射したもの、左端の金属配線はレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射したものである。
【図５】図５（ａ）は、本発明による金属配線形成方法の第２の実施の形態の一例の工程を説明した図であり、図５（ｂ）は第２の実施の形態によりフェムト秒レーザー光を照射した感光性ガラスの表面を撮影した画像であり、図５（ｃ）は第２の実施の形態によりフェムト秒レーザー光を照射後熱処理を行った感光性ガラスの表面を撮影した画像である。
【図６】図６（ａ）は、図６（ｂ）に示したＶＩＡ矢印方向から見た感光性ガラスの中空構造の矢視説明図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示したＶＩＢ矢印方向から見た感光性ガラスの中空構造の矢視説明図であり、図６（ｃ）は、感光体ガラスの中空構造を図６（ｂ）ＶＩＡ矢印方向から撮影した画像であり、図６（ｄ）は、本発明による金属配線形成方法の第３の実施の形態によりチャネル部に金属配線を形成した感光性ガラスを撮影した画像であり、図６（ｅ）は図６（ｄ）の感光性ガラスの一部を拡大した画像である。
【図７】図７（ａ）は、本発明による金属配線形成方法により形成した２本の金属配線を有する感光性ガラスの表面を撮影した画像であり、図７（ｂ）は、レーザーエネルギー５ｍＷを有するフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線のテープ剥離試験前の画像であり、図７（ｃ）は、レーザーエネルギー５ｍＷを有するフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線のテープ剥離試験後の画像であり、図７（ｄ）は、レーザーエネルギー８ｍＷを有するフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線のテープ剥離試験前の画像であり、図７（ｅ）は、レーザーエネルギー８ｍＷを有するフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線のテープ剥離試験後の画像である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０      金属配線形成装置
１２      フェムト秒レーザー
１４      波長板
１６      偏光子
１８      ＮＤフィルター
２０      アパーチャー部材
２０ａ    アパーチャー
２２      ミラー
２４      対物レンズ
２６、２６’        感光性ガラス
２６ａ、２６’ａ    表面
２８      ＸＹＺステージ
３０      ドライバー
３２      コンピューター
３４      ＣＣＤカメラ
３６      モニター
【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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