(57)【要約】【課題】  凹凸形状が複雑化し、多層化した場合においても、安定した形状の微細金型を得ることのできる微細金型の製造方法を得る。【解決手段】  金属ベース（１）上の第１レジスト層（２）上に第１金属層（３）を形成し、第１金属層をパターニングすると共に、このパターン開口部（３ａ）を介して第１レジスト層を露光する第１層形成工程と、第１層上に形成した第２レジスト層（５）上に第２金属層（６）を形成し、第２金属層をパターニングすると共に、このパターン開口部（６ａ）を介して第２レジスト層を露光する第２層形成工程と、第２及び第１レジスト層の露光された部分を現像する工程と、金属ベース、第１金属層、第２金属層を順次給電層として電解めっきを施す工程と、金属ベース、第１及び第２レジスト層、第１及び第２金属層を電解めっき部から剥離する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸パターンが多層に形成された微細金型の製造方法において、
金属ベース上の第１レジスト層上に第１金属層を形成し、該第１金属層をパターニングすると共に、該パターニングされた開口部を介して第１レジスト層を露光する第１層形成工程と、
該第１層上に形成した第２レジスト層上に第２金属層を形成し、該第２金属層をパターニングすると共に、該パターニングされた開口部を介して第２レジスト層を露光する第２層形成工程と、
前記第２レジスト層及び第１レジスト層の露光された部分を現像する工程と、
第１層目の現像部分は前記金属ベースを給電層とし、第２層目の現像部分は前記第１金属層を給電層とし、前記第２金属層の上部領域は該第２金属層を給電層とし、電解めっきを施す工程と、
前記金属ベース、第１及び第２レジスト層、第１及び第２金属層を電解めっき部から剥離する工程と、
を含むことを特徴とする微細金型の製造方法。
【請求項２】
該第２金属層のパターン開口部の平面領域は、少なくとも前記第１金属層のパターン開口部の平面領域を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の微細金型の製造方法。
【請求項３】
凹凸パターンが多層に形成された微細金型の製造方法において、
金属ベース上の第１レジスト層上に第１金属層を形成し、該第１金属層を部分的に除去して第１開口パターンを形成する第１層形成工程と、
該第１層上に形成した第２レジスト層上に第２金属層を形成し、該第２金属層を部分的に除去して第２開口パターンを形成するに際して、該第２開口パターンの平面領域は、少なくとも前記第１開口パターンの平面領域を含んでいる、第２層形成工程と、
第２金属層をマスクとして第２レジスト層を、第１金属層をマスクとして第１レジスト層を、それぞれ部分的に除去する工程と、
第１層目の現像部分は前記金属ベースを給電層とし、第２層目の現像部分は前記第１金属層を給電層とし、前記第２金属層の上部領域は該第２金属層を給電層とし、電解めっきを施す工程と、
前記金属ベース、第１及び第２レジスト層、第１及び第２金属層を電解めっき部から剥離する工程と、
を含むことを特徴とする微細金型の製造方法。
【請求項４】
第２金属層をマスクとして第２レジスト層を、第１金属層をマスクとして第１レジスト層を、それぞれ部分的に除去する工程は、第２金属層のパターン形成後に一括して各レジスト層を露光・現像することにより行われることを特徴とする請求項３に記載の微細金型の製造方法。
【請求項５】
第２金属層をマスクとして第２レジスト層を、第１金属層をマスクとして第１レジスト層を、それぞれ部分的に除去する工程は、第２金属層のパターン形成後に一括して各レジスト層にレーザ光を照射することにより行われることを特徴とする請求項３に記載の微細金型の製造方法。
【請求項６】
第２層形成工程の後、第１層形成工程及び第２層形成工程と同様の工程で第３層又はそれ以上の層が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の微細金型の製造方法。
【請求項７】
第１金属層又は第２金属層は、無電解めっき又はスパッタリングにより形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の微細金型の製造方法。
【請求項８】
電解めっきを施す工程は、前記金属ベースを給電層とした第１層目の現像部分の電解めっきの終了後、前記第１金属層を給電層とした第２層目の現像部分の電解めっきが行なわれ、該第２層目の電解めっきの終了後、前記第２金属層を給電層とした電解めっきが行なわれることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の微細金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスクや配線基板等の被加工物に対して微細な凹凸を形成するための微細金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配線基板の製造にあたっては、フォトリソグラフィ法が一般であった。例えば、基板に銅箔等の導体層を形成し、この導体層の上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストを所定のパターンに露光・現像し、フォトレジストの開口部を通してエッチングを施すことにより、前記パターンに対応した導体パターンを得、残ったフォトレジストを除去する、という方法で基板上に所望の配線を形成していた。（サブトラクティブ法）
しかしながら、このフォトリソグラフィ法によると、配線基板の製造にかかるコストが高価格となり、また近年加速しつつある配線密度の高密度化の要求に対応しにくくなっている。フォトリソグラフィ法を使用しないで、樹脂基板に微細金型を用いてパターン転写する方法も提案されている。例えば、樹脂基板に、形成すべき配線パターンに対応したパターンを有する型を使用してエンボス（圧印）加工を施すことにより、基板面に凹凸パターンを形成し、この凹凸パターンに沿って金属のパターンを形成することにより配線基板を製造するものである。
【０００３】
このような微細金型を用いた従来技術が特許文献１に記載されている。特許文献１では、射出成形やトランスファ成形を用いることなく、基板上の絶縁層に鮮明な配線転写を行い、更に転写された配線をあらわす凹型回路型に配線用導電ペーストを充填することによって、高い信頼性を持つ配線基板を製造することを目的とし、基板の表裏両面に絶縁層を形成するとともに、印刷配線に対応する凸型の回路型を備えた金型板を用意する。金型板の材料として好適には、金属、ガラス、セラミックスなどである。金属、ガラスに対してはエッチングを行い、ガラス、セラミックスの場合はサンドブラスト工法などを用いて凸板を形成する。更に金属に対しては、放電加工層を用いても良い。さらに、その金型板の材料の特性に応じて、種々の公知技術の使用が可能である。このような凸型板は、基板上の絶縁層の表裏両面に凹型回路を設けるためのものである。
【０００４】
したがって、特許文献１では、このような凸型板を基板の絶縁層に押しつけることにより、絶縁層の上に配線のための凹型の回路型を形成し、凹型回路型に導電ペーストを充填し、導電ペーストの硬化後に表面を研磨して絶縁層を表面に露出させることで基板面に配線パターンを形成している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような従来の微細金型を製造する方法としては、一般に、金属板の上に感光性レジストを塗布し、所定の形状に露光・現像することにより、めっきにより所定形状の金属パターンを積み上げる方法が用いられる。この方法の場合、高いアスペクト比が必要になるために一般に電解めっきが使用される。しかしながら、最近では、金型の形状が複雑になり、金型の突起や突条を多層形状とすることが要求されるが、層毎にレジスト形成とめっきを繰り返しながら凹凸形状を形成する場合は、下層のレジストが２層目の工程において加熱や処理液に曝されることにより変質し、形状変化等の不具合が生じ、金型の凹凸形状を安定しないこととなる。
【０００７】
そこで、本発明では、微細金型を製造する場合において、凹凸形状が複雑化し、多層化した場合においても、安定した形状の微細金型を得ることのできる、微細金型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】
【０００８】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、凹凸パターンが多層に形成された微細金型の製造方法において、金属ベース上の第１レジスト層上に第１金属層を形成し、該第１金属層をパターニングすると共に、該パターニングされた開口部を介して第１レジスト層を露光する第１層形成工程と、該第１層上に形成した第２レジスト層上に第２金属層を形成し、該第２金属層をパターニングすると共に、該パターニングされた開口部を介して第２レジスト層を露光する第２層形成工程と、前記第２レジスト層及び第１レジスト層の露光された部分を現像する工程と、第１層目の現像部分は前記金属ベースを給電層とし、第２層目の現像部分は前記第１金属層を給電層とし、前記第２金属層の上部領域は該第２金属層を給電層とし、電解めっきを施す工程と、前記金属ベース、第１及び第２レジスト層、第１及び第２金属層を電解めっき部から剥離する工程と、を含むことを特徴とする微細金型の製造方法が提供される。
【０００９】
該第２金属層のパターン開口部の平面領域は、少なくとも前記第１金属層のパターン開口部の平面領域を含んでいることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明によれば、凹凸パターンが多層に形成された微細金型の製造方法において、金属ベース上の第１レジスト層上に第１金属層を形成し、該第１金属層を部分的に除去して第１開口パターンを形成する第１層形成工程と、該第１層上に形成した第２レジスト層上に第２金属層を形成し、該第２金属層を部分的に除去して第２開口パターンを形成するに際して、該第２開口パターンの平面領域は、少なくとも前記第１開口パターンの平面領域を含んでいる、第２層形成工程と、第２金属層をマスクとして第２レジスト層を、第１金属層をマスクとして第１レジスト層を、それぞれ部分的に除去する工程と、第１層目の現像部分は前記金属ベースを給電層とし、第２層目の現像部分は前記第１金属層を給電層とし、前記第２金属層の上部領域は該第２金属層を給電層とし、電解めっきを施す工程と、前記金属ベース、第１及び第２レジスト層、第１及び第２金属層を電解めっき部から剥離する工程と、を含むことを特徴とする微細金型の製造方法が提供される。
【００１１】
この場合において、第２金属層をマスクとして第２レジスト層を、第１金属層をマスクとして第１レジスト層を、それぞれ部分的に除去する工程は、第２金属層のパターン形成後に一括して各レジスト層を露光・現像することにより行われることを特徴とする。
【００１２】
或いは、第２金属層をマスクとして第２レジスト層を、第１金属層をマスクとして第１レジスト層を、それぞれ部分的に除去する工程は、第２金属層のパターン形成後に一括して各レジスト層にレーザ光を照射することにより行われることを特徴とする。
【００１３】
第２層形成工程の後、第１層形成工程及び第２層形成工程と同様の工程で第３層又はそれ以上の層が形成されることを特徴とする。
【００１４】
第１金属層又は第２金属層は、無電解めっき又はスパッタリングにより形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、電解めっきを施す工程は、前記金属ベースを給電層とした第１層目の現像部分の電解めっきの終了後、前記第１金属層を給電層とした第２層目の現像部分の電解めっきが行なわれ、該第２層目の電解めっきの終了後、前記第２金属層を給電層とした電解めっきが行なわれることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図３は本発明の第１実施形態に係る微細金型の製造方法の各工程を示す断面図、図４は完成後の微細金型の斜視図である。
【００１８】
本発明では、微細金型の凹凸パターンを多層に形成するものであるが、まず第１層目の部分を形成する。まず、図１において、第１工程では、銅等からなるベース金属１に感光性レジスト２を塗布する。第２工程では、感光性レジスト２上の全面に無電解めっき又はスパッタリング等により銅等の薄い金属層３を形成する。この金属膜３は後の工程で電解めっきを施すための給電用のシード層となるものである。第３工程では、金属層３のパターニングを行なう。即ち、金属層３上の全面に感光性レジスト４を塗布した後、所定のパターンに沿って露光・現像することにより感光性レジスト４にパターン開口部４ａを形成する。
【００１９】
第４工程では、感光性レジスト４のパターン開口部４ａを介してエッチングを施し、パターン開口部４ａに対応する金属層３を部分的に除去し、除去された部分３ａの下層の感光性レジスト２を露出させる。第５工程では、感光性レジスト４を剥離し、パターニングされた金属層３を露出させる。第６工程では、金属層３のパターニングされた開口部３ａを介して層の方向に対して直交する光を照射して感光性レジスト２を部分的に露光する。これにより、第１層目の感光性レジスト２に露光部２ａが形成されたこととなる。
【００２０】
次に、図２において、第７工程から第２層目を形成する。即ち、第１層目の金属層３及び第１層目の感光性レジスト２の露光部２ａを含む全面に第２層目の感光性レジスト５を塗布する。第８工程では、前述の第１層目の第２工程〜第５工程と同様の方法で、第２層目の感光性レジスト５上の全面に無電解めっき又はスパッタリング等により金属層６を形成し、感光性レジスト（図示せず）の塗布、レジストパターニング、レジストの露光・現像、金属層６のエッチング、レジストの剥離、の各工程により、金属層６に部分的に開口部６ａを形成したパターニングされた金属層６を得る。なお、後の工程において２つの層にわたった一括現像を可能にするために、第８工程における第２層目の金属層６のパターン開口部６ａの領域は、少なくとも第１層目の金属層３のパターン開口部３ａ（第１層目のレジスト露光部２ａ）の領域をカバーするように、開口部３ａの平面領域が開口部６ａの平面領域内に含まれるように設定する。
【００２１】
次に、第９工程では、第２層目の金属層６のパターニングされた開口部６ａを介して層の方向に対して直交する光を照射して感光性レジスト５を部分的に露光する。これにより、第２層目の感光性レジスト５に露光部５ａが形成されたこととなる。
【００２２】
次に、第１０工程において、現像処理を行い、第２層目及び第１層目の露光された感光性レジスト５ａ、２ａを除去する。この場合において、上述のように、第２層目の金属層６のパターン開口部６ａの領域が第１層目の金属層３のパターン開口部３ａをカバーしているので、第１層目のレジスト露光部２ａは第２層目の第２層目の金属層６のパターン開口部６ａを介して完全に、現像を施すことができる。このようにして、第１層目及び第２層目の現像部分２ｂ、５ｂは除去され、多層の凹凸パターンが形成され、多層の凹凸パターンをもった微細金型を電解めっきにより形成するための型が規定されたこととなる。
【００２３】
次に、第１１工程では、第１層目の電解めっき処理を行う。この工程では、ベース金属１を給電層として用いることにより、第１層目の感光性レジスト２の現像部分２ｂに対応する領域にニッケル等の金属が充填されるように電解めっきを施す。なお、この段階では、金属層３、６には給電が、行なわれないため、第２層目の現像開口部５ｂや金属層６上には金属の析出は生じない。電解めっきの進行により、第１層目の金属層３の位置に相当する高さまで金属が析出・充填されると、第１２工程において、今度は、第１層目の金属層３に給電して引き続きニッケル等の金属の電解めっきを続け、第２層目の感光性レジスト５の現像部分５ｂに対応する領域に金属が析出・充填されるようにする。そして、電解めっきが更に進行して第２層目の金属層６の位置に相当する高さまで金属を析出・充填させる。
【００２４】
次に、図３に示す第１３工程において、第２層目の金属層６に給電して引き続きニッケル等の金属の電解めっきを続行し、第２層目の電解めっき部の上部及び第２層目の金属層６の上部の全領域に金属が析出され積み重ねられるように電解めっきを施す。この全領域の電解めっき部分が微細金型のベース部１０ａを規定するもので、このベース部１０ａの厚さが所定厚さとなるまで、電解めっきを続ける。
【００２５】
微細金型のベース部１０ａが所定の厚さに達すると、電解めっき処理を終了し、第１４工程で、ベース金属１を剥離する。次いで、第１５工程で、第１層目の感光性レジスト２を剥離する。ついで、第１６工程で、第１層目の電解めっきのためのシード層として使用した金属層３をエッチングにより除去する。次に、第１７工程で、第２層目の感光性レジスト５を剥離し、更に、第１層目の金属層６をエッチングにより除去する。このため、無電解めっき又はスパッタリングにより形成する第１層目及び第２層目の金属層の材質（例えば銅）と電解めっきにより形成する微細金型の材質（例えばニッケル又は鉄・ニッケル合金）は相互に異種金属とすることが好ましい。
【００２６】
このようにして、図４に示すような、第１層目（ベース部１０ａからは第２段目）の凸パターン１０ｃ、第２層目（ベース部１０ａからは第１段目）の凸パターン１０ｂ及びベース部１０ａが一体化された多層の凹凸パターンを具備する微細金型１０が得られる。なお、３層又はそれ以上の層を有する多層の凹凸パターンを具備する微細金型も上述の工程を繰り返すことで作製することができる。例えば、第９工程の後、第７工程及び第８工程（第２工程〜第５工程）を繰り返すことにより３段又はそれ以上の段を有する多層の微細金型１０を作製することができる。
【００２７】
図５は本発明の第２実施形態に係る微細金型の製造方法を断面図で示す。この第２実施形態における完成後の微細金型の形状は、図４に示す第１実施形態の場合と同様である。  図５（ａ）は、ベース金属１上に、第１実施形態における第１工程〜第８工程（第６工程は省略）と同様の手順にて２層の感光性レジスト２、５及びパターニングされた金属層３、６を形成したものである。なお、この実施形態においても、同様に、第２層目の金属層６のパターン開口部６ａの領域は、少なくとも第１層目の金属層３のパターン開口部３ａ（第１層目のレジスト露光部２ａ）の領域をカバーするように、開口部３ａの平面領域が開口部６ａの平面領域内に含まれるように設定する。
【００２８】
ただし、この第２実施形態では、第１実施形態における第６工程の露光処理は行なわずに、図５（ｂ）に示す次の段階で、層の方向に対して直交する光を照射することにより、第１層の感光性レジスト２及び第２層の感光性レジスト４の２つの層にわたって一括して露光を行う。これにより、結果としては、第１実施形態における第９工程処理後の状態と同じ状態となる。
【００２９】
更に、図５（ｃ）に示すように、第１実施形態における第１０工程と同様に現像を行うことにより、第２層目及び第１層目の露光された感光性レジスト５ａ、２ａを除去する。なお、第２層目の金属層６のパターン開口部６ａの領域が第１層目の金属層３のパターン開口部３ａを完全にカバーしているので、第１層目のレジスト露光個所２ａは、第２層目の第２層目の金属層６のパターン開口部６ａを介して完全に、露光することが出来、且つ現像を施すことが可能となる。このようにして、第１層目及び第２層目の現像部分２ｂ、５ｂは除去され、多層の凹凸パターンが形成され、多層の凹凸パターンをもった微細金型を形成するための型が規定されたこととなる。
【００３０】
以下の工程は、第１実施形態における第１１工程〜第１７工程と同様の手順でもって図４に示したような、第１層目（ベース部１０ａからは第２段目）の凸パターン１０ｃ、第２層目（ベース部１０ａからは第１段目）の凸パターン１０ｂ及びベース部１０ａが一体化された多層の凹凸パターンを具備する微細金型１０が得られる。なお、３層又はそれ以上の層を有する多層の凹凸パターンを具備する微細金型も前述のように作製することができる。
【００３１】
図６は本発明の第３実施形態に係る微細金型の製造方法を断面図で示す。この第３実施形態においても、完成後の微細金型の形状は、図４に示すものと同様である。この第３実施形態では、第２実施形態における図５（ａ）に示す手順にて２層のレジスト２、５及びパターニングされた金属層３、６を形成し、その後第２実施形態における図５（ｂ）、（ｃ）の露光・現像工程に代えて、金属層６のパターン開口部６ａ及び金属層３のパターン開口部３ａを介して層方向に垂直な方向からレーザ光を照射して直接加工することにより、レジスト２、５を部分的に昇華させて、金属層３が露出するパターン開口部５ｂ及びベース金属１が露出する開口部２ｂを形成する。なお、この第３実施形態においては、前述の第１及び第２実施形態のように、レジスト２、５は感光性のものである必要はなく、レーザ光により加工可能で、金属層３、６を溶かすエッチング液に影響を受けず、且つ最終的に剥離可能な材質であればよい。
【００３２】
次に、図７及び図８を参照しセミアディティブ法による多層の凹凸パターンを具備する微細金型の製造方法を比較例として説明する。
【００３３】
図７（ａ）では、ベース金属１の上面に第１層目の感光性レジスト２を形成し、所定のパターンにしたがって露光する。次に図７（ｂ）において、第１層目の感光性レジスト２の上面に第２層目の感光性レジスト５を形成し、所定のパターンにしたがって露光する。なお、この場合においても、前述の実施形態の場合と同様、第２層目の感光性レジスト５のパターン開口部５ａの領域は、少なくとも第１層目の感光性レジスト２のパターン開口部２ａの領域をカバーするように、開口部２ａの平面領域が開口部５ａの平面領域内に含まれるように設定する。
【００３４】
図７（ｃ）では、第１層目及び第２層目の感光性レジスト２、５の露光部２ａ、５ａを現像して除去することにより、開口部２ｂ、５ｂが形成され２段の凹パターンからなる微細金型形成用の型を作製する。次に、図７（ｄ）では、２段の凹パターンのを含むレジストの表面に無電解めっき又はスパッタリング等により薄い金属膜８を形成する。この金属膜８は後の工程で電解めっきを施すための給電用のシード層となるものである。
【００３５】
次に、図７（ｅ）において、金属膜７を給電層としてニッケル等の金属の電解めっきを施して、凹パターンに金属１０を析出・充填する。凹パターンの溝が充填された後も、図７（ｆ）に示すように、更に電解めっきを続け、ベース部分が所定の厚さとなるまで金属を折出・充填する。
【００３６】
めっきにより充填された金属の表面は、電解めっきされる底面の凹パターンに沿った凹凸があって深さが異なるので、図８（ａ）において、表面に凹凸が残ることとなる。したがって、機械的に研磨加工して凹凸を除去し平坦化する。次いで、図８（ｂ）においてベース金属１を剥離し、図８（ｃ）においてレジスト２、５を剥離し、図８（ｄ）に示すような微細金型を得る。
【００３７】
以上、添付図面（図１〜図６）を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、多層構造の電解めっきにおいて、めっきの析出が常に同等の深さにおいて進行することにより、めっきにより形成するベース部分においても厚さの均一な金型を作製することができる。また、層毎にレジストパターンを個別に作製するのではなく、一括して作製することができるので、レジストパターニング工程だけではなく電解めっきの工程も簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る微細金型の製造方法を示す断面図である。
【図２】図１に続く第１実施形態に係る微細金型の製造方法を示す断面図である。
【図３】図２に続く第１実施形態に係る微細金型の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明により作製された微細金型の斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る微細金型の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る微細金型の製造方法を示す断面図である。
【図７】比較例として示す微細金型の製造方法を示す断面図である。
【図８】図７に続く微細金型の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…ベース金属
２…感光性レジスト
３…金属層
４…感光性レジスト
５…感光性レジスト
６…金属層
７…レーザ光
１０…微細金型
【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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【図８】
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