めっき基板の製造方法
【課題】微細パターンの金属層を精度良く形成するめっき基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかるめっき基板１００の製造方法は、無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液に基板を浸漬することにより、当該基板上に触媒層を設ける工程と、無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に金属を析出させて金属層を設ける工程と、を含む。
【解決手段】本発明にかかるめっき基板１００の製造方法は、無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液に基板を浸漬することにより、当該基板上に触媒層を設ける工程と、無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に金属を析出させて金属層を設ける工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高速化・高密度化に伴い、基板上に金属層を有するめっき基板の製造方法としてアディティブ法が注目を集めている。アディティブ法では、基板上に設けたフォトレジストをパターニングしてめっきレジストを形成し、めっきレジストの開口部にめっき処理を行うことにより金属層を析出させる方法が知られている。特許文献１は、このようにめっきレジストを用いてめっき処理を行うための無電解めっき液を開示している。
【０００３】
この方法によれば、めっきレジストを最終的に除去する工程が必要となるので、製造工程数が多いことが課題となっていた。そこで、めっきレジストを使用しないで金属層を析出させる方法が注目されている。
【０００４】
一般に、無電解めっき法により金属層を析出させるためには、無電解めっき液に基板を浸漬する。この無電解めっき液に含まれる金属コロイド粒子が基板上に析出して金属微粒子（めっき粒子）となり、これらが集合して金属層を形成する。そのため金属コロイド粒子に起因する金属微粒子の粒径が金属層の最小単位となる。したがって、めっきレジストを使用しないで金属層を析出させる方法を用いた場合に、微細パターンを精度良く形成するためには、無電解めっき液中の金属コロイド粒子の粒径を、配線の幅に適した大きさに調整することが重要である。
【特許文献１】特開平１０−１４０３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、微細パターンを精度良く形成するめっき基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるめっき基板の製造方法は、
金属を析出させる無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、
（ａ）パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液に基板を浸漬することにより、当該基板上に触媒層を設ける工程と、
（ｂ）無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に金属を析出させて金属層を設ける工程と、を含む。
【０００７】
このように、触媒層の形成領域と金属層の形成領域とを異なる領域にすることにより、微細なめっき粒子を基板上に吸着させることができる。即ち、めっき粒子を析出させる領域と、吸着させる領域とを異ならせることによって、微細なめっき粒子であっても基板上に安定的に吸着させることができる。したがって、微細パターンの金属層を形成することができる。
【０００８】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記触媒溶液は、ｐＨ４．０〜ｐＨ６．９に調整されたものであることができる。
【０００９】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記無電解めっき液は、ｐＨ２．５〜ＰＨ４．０に調整されたものであることができる。
【００１０】
このように、無電解めっき液のｐＨを規定することにより、めっき粒子を微細化することができるため、微細パターンの金属層を形成することができる。
【００１１】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記無電解めっき液は、ニッケルを含むことができる。
【００１２】
本発明にかかるめっき基板の製造方法は、
金属を析出させる無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、
（ａ）当該基板上の所定のパターン以外の領域に触媒層を設ける工程と、
（ｂ）ｐＨ２．５〜ＰＨ４．０に調整された無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に所定のパターンの金属層を設ける工程と、
を含む。
【００１３】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記無電解めっき液は、ニッケルを含むことができる。
【００１４】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記工程（ａ）は、
前記基板上に所定のパターンのレジスト層を設ける工程と、
界面活性剤またはシランカップリング剤を含む触媒吸着層を前記基板上に設ける工程と、
パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む混合水溶液からなる触媒溶液に前記基板を浸漬することによって、前記触媒吸着層上に触媒層を設ける工程と、
前記レジスト層を除去することにより、前記所定のパターンの触媒吸着層および触媒層を除去する工程と、を含むことができる。
【００１５】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記工程（ａ）は、
前記基板上に所定のパターンのレジスト層を設ける工程と、
界面活性剤またはシランカップリング剤を含む触媒吸着層を前記基板上に設ける工程と、
前記レジスト層を除去することにより、前記所定のパターンの触媒吸着層を除去する工程と、
パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む混合水溶液からなる触媒溶液に前記基板を浸漬することによって、前記触媒吸着層上に触媒層を設ける工程と、
を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
１．めっき基板の製造方法
図１〜図８は、本実施の形態にかかるめっき基板１００（図８参照）の製造方法を示す図である。本実施の形態では、無電解めっきを適用してめっき基板を製造する。
【００１８】
（１）まず、基板１０を用意する。基板１０は、図２に示すように絶縁基板であってもよい。後述する工程により絶縁基板上に金属層を形成することによって、配線基板を製造することができる。あるいは、基板１０は、可視光を透過する光透過性基板（例えば透明基板）であってもよい。後述する工程により光透過性基板上に金属層を形成することによって、たとえば偏光板のような光学素子基板を製造することができる。
【００１９】
また基板１０は、有機系基板（例えばプラスチック材、樹脂基板）であってもよいし、無機系基板（例えば石英ガラス、シリコンウエハ、酸化物層）であってもよい。プラスチック材としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。基板１０は、単層のみならず、ベース基板上に少なくとも１層の絶縁層が形成されている多層のものも含む。本実施の形態では、基板１０上に金属層を形成する。また基板１０の表面には、凹凸がないことが好ましく、たとえば凹凸の高さが１０ｎｍ未満であることが望ましい。
【００２０】
ついで、基板１０上に所定のパターンのレジスト層２２を形成する。レジスト（図示せず）を基板１０の上面に塗布した後、リソグラフィ法により該レジストをパターニングすることにより、図２に示すように、レジスト層２２を形成することができる。ここで所定のパターンは、金属層３４の形成を所望する領域の形状であって、任意の形状とすることができる。
【００２１】
（２）次に、基板１０を洗浄する。基板１０の洗浄は、ドライ洗浄でもよいし、ウエット洗浄でもよいが、ドライ洗浄がより好ましい。ドライ洗浄にすることによって、剥離等のレジスト層２２に与えるダメージを防止することができる。
【００２２】
ドライ洗浄は、図２に示すように、真空紫外線ランプを用いて、窒素雰囲気下において、３０秒〜９００秒間、真空紫外線を照射して行うことができる。基板１０を洗浄することによって、基板１０の表面に付着している油脂などの汚れを除去することができる。また、基板１０およびレジスト層２２の表面を撥水性から親水性に変化させることができる。また、基板１０の液中表面電位が負電位であれば、基板１０の洗浄により均一な負電位面を形成することができる。
【００２３】
ウエット洗浄は、例えば、基板１０をオゾン水（オゾン濃度１０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ）に室温状態で５分〜３０分程度浸漬することで行うことができる。またドライ洗浄は、真空紫外線ランプ（波長１７２ｎｍ、出力１０ｍＷ、試料間距離１ｍｍ）を用いて、窒素雰囲気下において、３０秒〜９００秒間、真空紫外線を照射して行うことができる。
【００２４】
（３）次に、界面活性剤またはシラン系カップリング剤を含む触媒吸着層２４を基板１０上に形成する。
【００２５】
まず、図３に示すように、界面活性剤またはシラン系カップリング剤を溶解した触媒吸着溶液１４に基板１０を浸漬する。基板１０の表面の液中表面電位が負電位の場合には、カチオン系界面活性剤を適用することが好ましい。カチオン系界面活性剤は、他の界面活性剤に比べて基板１０に吸着しやすいからである。カチオン系界面活性剤としては、例えば、アミノシラン系成分を含む水溶性界面活性剤や、アルキルアンモニウム系の界面活性剤（例えば、セチルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルジメチルアンモニウムブロマイド等）などを用いることができる。
【００２６】
触媒吸着溶液１４に含まれるシラン系カップリング剤としては、たとえばヘキサメチルジシラザンを用いることができる。浸漬時間は、例えば、１分〜１０分程度とすることができる。
【００２７】
次いで、界面活性剤溶液から基板１０を取り出し、超純水で洗浄する。その後、基板１０を、例えば、室温下で自然乾燥、または、圧縮空気を吹き付けて水滴を除去した後、９０℃〜１２０℃のオーブン内に１０分〜１時間程度放置して乾燥させる。以上の工程により、図４に示すように、触媒吸着層２４を基板１０に設けることができる。このとき、界面活性剤としてカチオン系界面活性剤を適用した場合には、基板１０の液中表面電位は吸着前よりも正電位側にシフトしている。
【００２８】
（４）次に、図５に示すように、触媒溶液３０に基板１０を浸漬する。触媒溶液３０は、無電解めっきの触媒として機能する触媒成分を含む。触媒成分としては、たとえばパラジウムを用いることができる。
【００２９】
たとえば、以下の手順により触媒溶液３０を作製することができる。
（４ａ）純度９９．９９％のパラジウムペレットを塩酸と過酸化水素水と水との混合溶液に溶解させ、パラジウム濃度が０．１〜０．５ｇ／ｌの塩化パラジウム溶液とする。ここで塩酸と過酸化水素水と水の混合溶液は、水６００ｍｌに対し、３５％塩酸を５０ｍｌ〜２００ｍｌ、３０％過酸化水素水を５０ｍｌ〜２００ｍｌ添加したものであることが好ましい。
（４ｂ）上述した塩化パラジウム溶液をさらに水と過酸化水素水で希釈することによりパラジウム濃度を０．０１ｇ／ｌ〜０．０５ｇ／ｌとする。ここで添加する水と過酸化水素水の混合比は、水２５０ｍｌに対し、３０％過酸化水素水５ｍｌ〜３０ｍｌであることが好ましい。
（４ｃ）水酸化ナトリウム水溶液等を用いて、塩化パラジウム溶液のｐＨを４．０〜６．９に調整する。このように調整することにより、触媒層を形成するのに適した触媒溶液とすることができる。
【００３０】
なお、触媒溶液３０は、最終的に上述したｐＨを有していればよく、各溶液の添加の順序は特に限定されず、たとえば水酸化ナトリウム水溶液によりｐＨを調整した後に過酸化水素水を添加してもよい。
【００３１】
触媒溶液３０に浸漬した後、基板１０を水洗してもよい。水洗は、純水によって行われることができる。この水洗によって、触媒の残渣が後述する無電解めっき液に混入するのを防止することができる。
【００３２】
以上の工程により、触媒層３１が形成される。触媒層３１は、図６に示すように、基板１０およびレジスト層２２上の触媒吸着層２４の上面に形成される。
【００３３】
（５）次に、基板１０上のレジスト層２２を除去する。具体的には、図７に示すように、所定のパターンのレジスト層２２を除去する。ここでレジスト層２２は、たとえばアセトン等を用いて除去することができる。レジスト層２２上に設けられた触媒吸着層２４および触媒層３１もレジスト層２２とともに除去される。これにより、所定のパターン以外の領域のみに触媒吸着層２６および触媒層３２を形成することができる。
【００３４】
（６）次に、所定のパターンの金属層３４を形成する（図８参照）。言い換えれば、基板１０上の触媒層３２が形成されていない領域に金属層３４を形成する。具体的には、基板１０を無電解めっき液に浸漬させることによって、触媒層３２が形成されていない領域に金属層３４を析出させることができる。無電解めっき液は、基板１０上にめっき粒子として析出する際、めっき粒子の平均粒径が２０ｎｍ〜５０ｎｍになるように調整されることが好ましい。
【００３５】
具体的に無電解めっき液としては、酸性で使用するタイプとアルカリ性で使用するタイプがあるが、本実施の形態では酸性で使用するタイプのものを適用する。金属層３４としてニッケル層を析出させる場合には、無電解めっき液は、たとえばニッケルと、還元剤と、錯化剤等を含む。具体的には、無電解めっき液としては、硫酸ニッケル６水和物または塩化ニッケル６水和物が主体であり、次亜燐酸ナトリウムが還元剤として含まれたものを用いることができる。また、本実施の形態では、無電解めっき液をｐＨ２．５〜ｐＨ４．０に調整する。市販されている無電解めっき液は、通常ｐＨ４．５〜５程度であるため、この無電解めっき液に、硫酸または塩酸等の強酸試薬を添加することによりｐＨを調整することができる。また、還元剤の添加量等を変更することによってもｐＨを調整することができる。
【００３６】
例えば、硫酸ニッケル６水和物を含む無電解めっき液（温度７０〜８０℃）に基板１０を１０秒〜１０分程度浸漬することによって、２０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有するニッケル層を形成することができる。なお、金属層３４の材料は触媒によってめっき反応が起こる材料であれば特に限定されず、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などからも形成することができる。こうして、基板１０の上面に所定のパターンの金属層３４を形成することができる。
【００３７】
以上の工程により、めっき基板１００を形成することができる。本実施の形態にかかるめっき基板１００の製造方法では、パラジウム、過酸化水素および塩酸を用いて作製された触媒溶液を用いて、触媒層を形成している。この触媒溶液には、構成成分としてパラジウムと、水素と、酸素と、ナトリウムと、塩素が含まれているのみであり、他の界面活性剤や錯化剤等は含まれていない。従って、触媒溶液中において、分子量が大きい分子や嵩高な官能基等が、パラジウムコロイド粒子を構成するパラジウム原子の間に入り込むことがなく、当該パラジウムコロイド粒子のサイズを小さくすることができる。従って、このような触媒溶液を用いることにより、微細パターンの触媒層を精度良く形成することができ、ひいては高密度配線を精密に形成することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、無電解めっき液をｐＨ２．５〜ｐＨ４．０に調整している。これは、無電解めっき液中の金属をイオン化する方向にｐＨを変化させているものである。金属をイオン化することにより、無電解めっき液中の金属コロイド粒子のサイズを小さくすることができる。従って、このような無電解めっき液を用いることにより、微細パターンの金属層を精度良く形成することができる。
【００３９】
２．めっき基板
上述した方法により製造されためっき基板１００について、図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態にかかるめっき基板１００を模式的に示す斜視図である。めっき基板１００は、基板１０と当該基板１０上に形成された金属層３４とを含む。金属層３４は、所定のパターンを有する。所定のパターンは、たとえば１次元または２次元の周期的なパターンであることができる。めっき基板１００は、光透過性基板上に所定のパターンを有することにより、偏光板等の光学素子基板として機能することができる。たとえば図９に示すように、めっき基板１００は、一定の間隔ｂと一定の幅ａの直線状の金属層がＸ軸方向に繰り返し設けられている１次元の周期的なパターン（ストライプ形状）であることができる。周期方向（Ｘ軸方向）における幅ａが可視光の波長以下であり、かつ基板１０が光透過性基板からなる場合には、めっき基板１００は、偏光板として機能することができる。
【００４０】
まためっき基板は、たとえば幅ａが３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、間隔ｂが２００ｎｍ以下であることができる。さらに幅ａと間隔ｂとの差が２０ｎｍ以下であることが好ましい。このようなサイズを所定のパターンとして規定することにより、触媒層３２の形成されていない領域に金属層３４を形成することができる。即ち、幅ａが３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、間隔ｂが２００ｎｍ以下であることにより、触媒層３２の形成領域と金属層３４の形成領域との距離を短くし、触媒層３２上で析出しためっき粒子が触媒層３２の形成されていない領域まで確実に移動させることができる。また、幅ａと間隔ｂとの差が２０ｎｍ以下であることにより、所定のパターンの金属層３４を析出させるために適切な量の触媒を含む触媒層３２を形成することができる。
【００４１】
また、本実施の形態にかかるめっき基板１００の製造方法では、触媒層３２が形成されていない領域に金属層３４が形成されている。この機構については、以下のように想定される。無電解めっき反応は、無電解めっき液中の還元剤と金属イオンとの還元反応であり、金属イオンが還元剤から電子を受け取ることによりめっき粒子が析出する反応である。この反応は、触媒層３２に含まれる触媒によって促進されるため、主に触媒層３２の近傍で進行する。無電解めっき液中では、複数の金属イオンが集合体となって存在しているため、複数の金属原子の集合体であるめっき粒子が還元反応によって析出する。析出時のめっき粒子の平均粒径が、たとえば約２０ｎｍ〜５０ｎｍである場合には、めっき粒子は、触媒層３２近傍で生成された後に触媒層３２の形成されていない領域まで移動して基板１０に吸着する。即ち、めっき粒子は、触媒層３２付近で析出するが、触媒層３２付近ではさらに還元反応が継続するためエネルギー状態が不安定であり、一定以上の質量がなければ触媒層３２上で安定し、吸着することができない。したがってめっき粒子は、平均粒径が約２０ｎｍ〜５０ｎｍの場合には、触媒層３２上で安定することができず、基板１０上に移動して吸着する。よって、金属層３４は、触媒層３２の形成されていない領域に形成されることができる。
【００４２】
３．電子デバイス
図１０は、第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法によって製造されるめっき基板を適用した電子デバイスの一例を示す。基板１０が絶縁基板である場合には、めっき基板１００は、配線基板として機能することができる。電子デバイス１０００は、配線基板としてのめっき基板１００と、集積回路チップ９０と、他の基板９２とを含む。
【００４３】
めっき基板１００に形成された配線パターンは、電子部品同士を電気的に接続するためのものであってもよい。めっき基板１００は、上述した製造方法によって製造される。図１０に示す例では、めっき基板１００には、集積回路チップ９０が電気的に接続され、めっき基板１００の一方の端部は、他の基板９２（例えば表示パネル）に電気的に接続されている。電子デバイス１０００は、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬ（Electro luminescence）ディスプレイ装置などの表示装置であってもよい。
【００４４】
また、光学素子基板としてのめっき基板１００は、液晶ディスプレイ装置、プロジェクター装置等の偏光板として機能してもよい。
【００４５】
４．変形例
変形例にかかるめっき基板の製造方法は、本実施の形態における工程（５）のレジスト層２２の除去工程を、触媒層３１の形成前に行う点で、本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法と異なる。
【００４６】
まず、基板１０を用意し、所定のパターンのレジスト層２２を形成する。その後、基板１０を洗浄する。次に、上述した方法により触媒吸着層２４を基板１０に設け、レジスト層２２を除去して、所定のパターン以外の領域のみに触媒吸着層２６を形成する。次いで触媒吸着層２６上に触媒層３２を形成する。次に、基板１０を無電解めっき液に浸漬することにより、触媒層３２以外の領域に金属層３４を形成する。
【００４７】
以上の工程により、変形例にかかるめっき基板を形成することができる。なお、各工程の詳細については、本実施の形態における対応する工程と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
５．実験例
５．１．第１の実験例
本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法によりめっき基板を形成した。
【００４９】
（１）ガラス基板上にフォトレジスト膜を形成し、その後直描方式により約２００ｎｍピッチで約１３０ｎｍ幅の直線状に露光、現像することにより、約７０ｎｍ幅の直線状のラインと約１３０ｎｍ間隔を有するストライプ状のフォトレジストを形成した。
【００５０】
（２）このガラス基板を１ｃｍ角に切り出し、カチオン系界面活性剤溶液（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤコンディショナー）に浸漬し、その後ガラス基板を十分に水洗した。
【００５１】
（３）触媒溶液を以下のように作製した。まず、水６００ｍｌに対し、３５％塩酸（特級試薬）を１００ｍｌ、３０％過酸化水素水（特級試薬）を１００ｍｌ添加することにより塩酸と過酸化水素水と水の混合溶液を作製した。純度９９．９９％のパラジウムペレット０．２ｇを上記混合溶液に入れて４８時間程度保持して溶解させ、パラジウム濃度が約０．２５ｇ／ｌの塩化パラジウム溶液とした。
【００５２】
次いで、この塩化パラジウム溶液５０ｍｌに水２５０ｍｌを加えさらに過酸化水素水を２０ｍｌ添加した。さらに水酸化ナトリウム水溶液等を用いて、塩化パラジウム溶液をｐＨ５．８程度に調整した。
【００５３】
（４）次いで、ガラス基板を前述の触媒溶液に浸漬した。その後、アセトン等の有機溶剤を用いてガラス基板上のフォトレジストを除去した。その後ガラス基板を十分に水洗した。これにより、約１３０ｎｍ幅の直線状のラインと約７０ｎｍ間隔を有するストライプ状の触媒層が形成された。
【００５４】
（５）次に、触媒層が形成されたガラス基板を、ｐＨ２．８、ｐＨ３．８程度に調整した８０℃のニッケル無電解めっき液（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤニッケル）に浸漬した。これにより、ガラス基板上に、約３０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚みで、約７０ｎｍ幅で間隔１３０ｎｍの金属層が得られた。
【００５５】
このように形成されたニッケル金属層のＳＥＭ画像を図１１および図１２に示す。図１１は、ニッケル無電解めっき液をｐＨ３．８程度に調整したときのニッケル金属層のＳＥＭ画像であり、図１２は、ニッケル無電解めっき液をｐＨ２．８程度に調整したときのニッケル金属層のＳＥＭ画像である。
【００５６】
５．２．第２の実験例（比較例）
以下のように比較例にかかるめっき基板を形成した。
【００５７】
（１）ガラス基板上にフォトレジスト膜を形成し、その後直描方式により約２００ｎｍピッチで約１３０ｎｍ幅の直線状に露光、現像することにより、約７０ｎｍ幅の直線状のラインと約１３０ｎｍ間隔を有するストライプ状のフォトレジストを形成した。
【００５８】
（２）このガラス基板を１ｃｍ角に切り出し、カチオン系界面活性剤溶液（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤコンディショナー）に浸漬し、その後ガラス基板を十分に水洗した。
【００５９】
（３）パラジウムを含む市販の触媒溶液に浸漬した。この触媒溶液は、パラジウム、界面活性剤等を含み、ｐＨは６であった。その後、アセトン等の有機溶剤を用いてガラス基板上のフォトレジストを除去した。その後ガラス基板を十分に水洗した。これにより、約８００ｎｍ幅の直線状のラインと約２００ｎｍ間隔を有するストライプ状の触媒層が形成された。
【００６０】
（４）次に、触媒層が形成されたガラス基板を、ｐＨを調整していない８０℃のニッケル無電解めっき液（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤニッケル）に浸漬した。このニッケル無電解めっき液はｐＨ４．５程度であった。これにより、ガラス基板上に、約３０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚みで、約２００ｎｍ幅で隣接ラインと接したニッケル金属層が得られた。このように形成されたニッケル金属層のＳＥＭ画像を図１３に示す。
【００６１】
５．３．実験結果
第１の実験例では、パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液を用いて触媒層とｐＨ２．５〜４．０に調整した無電解めっき液を用いてニッケル層を形成した。これに対し、第２の実験例では、市販の触媒溶液を用いて触媒層を形成し、通常のｐＨのニッケル無電解めっき液を用いてニッケル層を形成した。第２の実験例で作製されたニッケル層の幅は約２００ｎｍであるため、図１３に示すように隣接ラインと接していた。
【００６２】
これに対し、第１の実験例において作製したニッケル層は、幅が約７０ｎｍであり、第２の実験例において市販の触媒溶液を用いて作製したニッケル層と比べて、幅が細く形成されていることが確認された。したがって、第１の実験例と第２の実験例によれば、パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液と、ｐＨ２．５〜４．０に調整した無電解めっき液を用いることにより、微細パターンを精度よく形成することができ、めっき基板の信頼性を向上させることができることがわかった。
【００６３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、上述した実施の形態では、予め基板上に所望のパターン領域以外の領域にレジスト層を設けて全面に触媒吸着層および触媒層を形成した後にレジスト層を除去することにより、触媒層を所定の領域に形成しているが、これにかえて、レジスト層を用いないで触媒層を形成してもよい。具体的には、たとえば触媒吸着層を基板全面に形成し、この触媒吸着層の一部を光分解して所望のパターン領域にのみ触媒吸着層を残す。これにより、触媒層は所望のパターン領域にのみ形成されることができる。触媒吸着層の光分解は、真空紫外線（ＶＵＶ；vacuum ultraviolet）を用いて行うことができる。光の波長を、例えば１７０ｎｍ〜２６０ｎｍとすることにより、原子間結合（例えば、Ｃ−Ｃ、Ｃ＝Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｆ、Ｃ−Ｃｌ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｎ、Ｃ＝Ｏ、Ｏ＝Ｏ、Ｏ−Ｈ、Ｈ−Ｆ、Ｈ−Ｃｌ、Ｎ−Ｈなど）を切断することができる。この波長帯域を用いることにより、イエロールームなどの設備が不要となり、例えば白色灯下で本実施形態に係る一連の工程を行うことができる。
【００６４】
また本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図２】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図３】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図４】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図５】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図６】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図７】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図８】本実施の形態にかかるめっき基板を示す断面図。
【図９】本実施の形態にかかるめっき基板を示す斜視図。
【図１０】本実施の形態にかかるめっき基板を適用した電子デバイスの一例を示す図。
【図１１】第１の実験例にかかるめっき基板のＳＥＭ画像を示す図。
【図１２】第１の実験例にかかるめっき基板のＳＥＭ画像を示す図。
【図１３】第２の実験例にかかるめっき基板のＳＥＭ画像を示す図。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 基板、１４ 界面活性剤溶液、１８ 光源、２０ 光、２２ レジスト層、２４ 触媒吸着層、２６ 触媒吸着層、３０ 触媒溶液、３１ 触媒層、３２ 触媒層、３４ 金属層、９０ 集積回路チップ、９２ 他の基板、１００ めっき基板、１０００ 電子デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高速化・高密度化に伴い、基板上に金属層を有するめっき基板の製造方法としてアディティブ法が注目を集めている。アディティブ法では、基板上に設けたフォトレジストをパターニングしてめっきレジストを形成し、めっきレジストの開口部にめっき処理を行うことにより金属層を析出させる方法が知られている。特許文献１は、このようにめっきレジストを用いてめっき処理を行うための無電解めっき液を開示している。
【０００３】
この方法によれば、めっきレジストを最終的に除去する工程が必要となるので、製造工程数が多いことが課題となっていた。そこで、めっきレジストを使用しないで金属層を析出させる方法が注目されている。
【０００４】
一般に、無電解めっき法により金属層を析出させるためには、無電解めっき液に基板を浸漬する。この無電解めっき液に含まれる金属コロイド粒子が基板上に析出して金属微粒子（めっき粒子）となり、これらが集合して金属層を形成する。そのため金属コロイド粒子に起因する金属微粒子の粒径が金属層の最小単位となる。したがって、めっきレジストを使用しないで金属層を析出させる方法を用いた場合に、微細パターンを精度良く形成するためには、無電解めっき液中の金属コロイド粒子の粒径を、配線の幅に適した大きさに調整することが重要である。
【特許文献１】特開平１０−１４０３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、微細パターンを精度良く形成するめっき基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるめっき基板の製造方法は、
金属を析出させる無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、
（ａ）パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液に基板を浸漬することにより、当該基板上に触媒層を設ける工程と、
（ｂ）無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に金属を析出させて金属層を設ける工程と、を含む。
【０００７】
このように、触媒層の形成領域と金属層の形成領域とを異なる領域にすることにより、微細なめっき粒子を基板上に吸着させることができる。即ち、めっき粒子を析出させる領域と、吸着させる領域とを異ならせることによって、微細なめっき粒子であっても基板上に安定的に吸着させることができる。したがって、微細パターンの金属層を形成することができる。
【０００８】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記触媒溶液は、ｐＨ４．０〜ｐＨ６．９に調整されたものであることができる。
【０００９】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記無電解めっき液は、ｐＨ２．５〜ＰＨ４．０に調整されたものであることができる。
【００１０】
このように、無電解めっき液のｐＨを規定することにより、めっき粒子を微細化することができるため、微細パターンの金属層を形成することができる。
【００１１】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記無電解めっき液は、ニッケルを含むことができる。
【００１２】
本発明にかかるめっき基板の製造方法は、
金属を析出させる無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、
（ａ）当該基板上の所定のパターン以外の領域に触媒層を設ける工程と、
（ｂ）ｐＨ２．５〜ＰＨ４．０に調整された無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に所定のパターンの金属層を設ける工程と、
を含む。
【００１３】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記無電解めっき液は、ニッケルを含むことができる。
【００１４】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記工程（ａ）は、
前記基板上に所定のパターンのレジスト層を設ける工程と、
界面活性剤またはシランカップリング剤を含む触媒吸着層を前記基板上に設ける工程と、
パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む混合水溶液からなる触媒溶液に前記基板を浸漬することによって、前記触媒吸着層上に触媒層を設ける工程と、
前記レジスト層を除去することにより、前記所定のパターンの触媒吸着層および触媒層を除去する工程と、を含むことができる。
【００１５】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
前記工程（ａ）は、
前記基板上に所定のパターンのレジスト層を設ける工程と、
界面活性剤またはシランカップリング剤を含む触媒吸着層を前記基板上に設ける工程と、
前記レジスト層を除去することにより、前記所定のパターンの触媒吸着層を除去する工程と、
パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む混合水溶液からなる触媒溶液に前記基板を浸漬することによって、前記触媒吸着層上に触媒層を設ける工程と、
を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
１．めっき基板の製造方法
図１〜図８は、本実施の形態にかかるめっき基板１００（図８参照）の製造方法を示す図である。本実施の形態では、無電解めっきを適用してめっき基板を製造する。
【００１８】
（１）まず、基板１０を用意する。基板１０は、図２に示すように絶縁基板であってもよい。後述する工程により絶縁基板上に金属層を形成することによって、配線基板を製造することができる。あるいは、基板１０は、可視光を透過する光透過性基板（例えば透明基板）であってもよい。後述する工程により光透過性基板上に金属層を形成することによって、たとえば偏光板のような光学素子基板を製造することができる。
【００１９】
また基板１０は、有機系基板（例えばプラスチック材、樹脂基板）であってもよいし、無機系基板（例えば石英ガラス、シリコンウエハ、酸化物層）であってもよい。プラスチック材としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。基板１０は、単層のみならず、ベース基板上に少なくとも１層の絶縁層が形成されている多層のものも含む。本実施の形態では、基板１０上に金属層を形成する。また基板１０の表面には、凹凸がないことが好ましく、たとえば凹凸の高さが１０ｎｍ未満であることが望ましい。
【００２０】
ついで、基板１０上に所定のパターンのレジスト層２２を形成する。レジスト（図示せず）を基板１０の上面に塗布した後、リソグラフィ法により該レジストをパターニングすることにより、図２に示すように、レジスト層２２を形成することができる。ここで所定のパターンは、金属層３４の形成を所望する領域の形状であって、任意の形状とすることができる。
【００２１】
（２）次に、基板１０を洗浄する。基板１０の洗浄は、ドライ洗浄でもよいし、ウエット洗浄でもよいが、ドライ洗浄がより好ましい。ドライ洗浄にすることによって、剥離等のレジスト層２２に与えるダメージを防止することができる。
【００２２】
ドライ洗浄は、図２に示すように、真空紫外線ランプを用いて、窒素雰囲気下において、３０秒〜９００秒間、真空紫外線を照射して行うことができる。基板１０を洗浄することによって、基板１０の表面に付着している油脂などの汚れを除去することができる。また、基板１０およびレジスト層２２の表面を撥水性から親水性に変化させることができる。また、基板１０の液中表面電位が負電位であれば、基板１０の洗浄により均一な負電位面を形成することができる。
【００２３】
ウエット洗浄は、例えば、基板１０をオゾン水（オゾン濃度１０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ）に室温状態で５分〜３０分程度浸漬することで行うことができる。またドライ洗浄は、真空紫外線ランプ（波長１７２ｎｍ、出力１０ｍＷ、試料間距離１ｍｍ）を用いて、窒素雰囲気下において、３０秒〜９００秒間、真空紫外線を照射して行うことができる。
【００２４】
（３）次に、界面活性剤またはシラン系カップリング剤を含む触媒吸着層２４を基板１０上に形成する。
【００２５】
まず、図３に示すように、界面活性剤またはシラン系カップリング剤を溶解した触媒吸着溶液１４に基板１０を浸漬する。基板１０の表面の液中表面電位が負電位の場合には、カチオン系界面活性剤を適用することが好ましい。カチオン系界面活性剤は、他の界面活性剤に比べて基板１０に吸着しやすいからである。カチオン系界面活性剤としては、例えば、アミノシラン系成分を含む水溶性界面活性剤や、アルキルアンモニウム系の界面活性剤（例えば、セチルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルジメチルアンモニウムブロマイド等）などを用いることができる。
【００２６】
触媒吸着溶液１４に含まれるシラン系カップリング剤としては、たとえばヘキサメチルジシラザンを用いることができる。浸漬時間は、例えば、１分〜１０分程度とすることができる。
【００２７】
次いで、界面活性剤溶液から基板１０を取り出し、超純水で洗浄する。その後、基板１０を、例えば、室温下で自然乾燥、または、圧縮空気を吹き付けて水滴を除去した後、９０℃〜１２０℃のオーブン内に１０分〜１時間程度放置して乾燥させる。以上の工程により、図４に示すように、触媒吸着層２４を基板１０に設けることができる。このとき、界面活性剤としてカチオン系界面活性剤を適用した場合には、基板１０の液中表面電位は吸着前よりも正電位側にシフトしている。
【００２８】
（４）次に、図５に示すように、触媒溶液３０に基板１０を浸漬する。触媒溶液３０は、無電解めっきの触媒として機能する触媒成分を含む。触媒成分としては、たとえばパラジウムを用いることができる。
【００２９】
たとえば、以下の手順により触媒溶液３０を作製することができる。
（４ａ）純度９９．９９％のパラジウムペレットを塩酸と過酸化水素水と水との混合溶液に溶解させ、パラジウム濃度が０．１〜０．５ｇ／ｌの塩化パラジウム溶液とする。ここで塩酸と過酸化水素水と水の混合溶液は、水６００ｍｌに対し、３５％塩酸を５０ｍｌ〜２００ｍｌ、３０％過酸化水素水を５０ｍｌ〜２００ｍｌ添加したものであることが好ましい。
（４ｂ）上述した塩化パラジウム溶液をさらに水と過酸化水素水で希釈することによりパラジウム濃度を０．０１ｇ／ｌ〜０．０５ｇ／ｌとする。ここで添加する水と過酸化水素水の混合比は、水２５０ｍｌに対し、３０％過酸化水素水５ｍｌ〜３０ｍｌであることが好ましい。
（４ｃ）水酸化ナトリウム水溶液等を用いて、塩化パラジウム溶液のｐＨを４．０〜６．９に調整する。このように調整することにより、触媒層を形成するのに適した触媒溶液とすることができる。
【００３０】
なお、触媒溶液３０は、最終的に上述したｐＨを有していればよく、各溶液の添加の順序は特に限定されず、たとえば水酸化ナトリウム水溶液によりｐＨを調整した後に過酸化水素水を添加してもよい。
【００３１】
触媒溶液３０に浸漬した後、基板１０を水洗してもよい。水洗は、純水によって行われることができる。この水洗によって、触媒の残渣が後述する無電解めっき液に混入するのを防止することができる。
【００３２】
以上の工程により、触媒層３１が形成される。触媒層３１は、図６に示すように、基板１０およびレジスト層２２上の触媒吸着層２４の上面に形成される。
【００３３】
（５）次に、基板１０上のレジスト層２２を除去する。具体的には、図７に示すように、所定のパターンのレジスト層２２を除去する。ここでレジスト層２２は、たとえばアセトン等を用いて除去することができる。レジスト層２２上に設けられた触媒吸着層２４および触媒層３１もレジスト層２２とともに除去される。これにより、所定のパターン以外の領域のみに触媒吸着層２６および触媒層３２を形成することができる。
【００３４】
（６）次に、所定のパターンの金属層３４を形成する（図８参照）。言い換えれば、基板１０上の触媒層３２が形成されていない領域に金属層３４を形成する。具体的には、基板１０を無電解めっき液に浸漬させることによって、触媒層３２が形成されていない領域に金属層３４を析出させることができる。無電解めっき液は、基板１０上にめっき粒子として析出する際、めっき粒子の平均粒径が２０ｎｍ〜５０ｎｍになるように調整されることが好ましい。
【００３５】
具体的に無電解めっき液としては、酸性で使用するタイプとアルカリ性で使用するタイプがあるが、本実施の形態では酸性で使用するタイプのものを適用する。金属層３４としてニッケル層を析出させる場合には、無電解めっき液は、たとえばニッケルと、還元剤と、錯化剤等を含む。具体的には、無電解めっき液としては、硫酸ニッケル６水和物または塩化ニッケル６水和物が主体であり、次亜燐酸ナトリウムが還元剤として含まれたものを用いることができる。また、本実施の形態では、無電解めっき液をｐＨ２．５〜ｐＨ４．０に調整する。市販されている無電解めっき液は、通常ｐＨ４．５〜５程度であるため、この無電解めっき液に、硫酸または塩酸等の強酸試薬を添加することによりｐＨを調整することができる。また、還元剤の添加量等を変更することによってもｐＨを調整することができる。
【００３６】
例えば、硫酸ニッケル６水和物を含む無電解めっき液（温度７０〜８０℃）に基板１０を１０秒〜１０分程度浸漬することによって、２０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有するニッケル層を形成することができる。なお、金属層３４の材料は触媒によってめっき反応が起こる材料であれば特に限定されず、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などからも形成することができる。こうして、基板１０の上面に所定のパターンの金属層３４を形成することができる。
【００３７】
以上の工程により、めっき基板１００を形成することができる。本実施の形態にかかるめっき基板１００の製造方法では、パラジウム、過酸化水素および塩酸を用いて作製された触媒溶液を用いて、触媒層を形成している。この触媒溶液には、構成成分としてパラジウムと、水素と、酸素と、ナトリウムと、塩素が含まれているのみであり、他の界面活性剤や錯化剤等は含まれていない。従って、触媒溶液中において、分子量が大きい分子や嵩高な官能基等が、パラジウムコロイド粒子を構成するパラジウム原子の間に入り込むことがなく、当該パラジウムコロイド粒子のサイズを小さくすることができる。従って、このような触媒溶液を用いることにより、微細パターンの触媒層を精度良く形成することができ、ひいては高密度配線を精密に形成することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、無電解めっき液をｐＨ２．５〜ｐＨ４．０に調整している。これは、無電解めっき液中の金属をイオン化する方向にｐＨを変化させているものである。金属をイオン化することにより、無電解めっき液中の金属コロイド粒子のサイズを小さくすることができる。従って、このような無電解めっき液を用いることにより、微細パターンの金属層を精度良く形成することができる。
【００３９】
２．めっき基板
上述した方法により製造されためっき基板１００について、図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態にかかるめっき基板１００を模式的に示す斜視図である。めっき基板１００は、基板１０と当該基板１０上に形成された金属層３４とを含む。金属層３４は、所定のパターンを有する。所定のパターンは、たとえば１次元または２次元の周期的なパターンであることができる。めっき基板１００は、光透過性基板上に所定のパターンを有することにより、偏光板等の光学素子基板として機能することができる。たとえば図９に示すように、めっき基板１００は、一定の間隔ｂと一定の幅ａの直線状の金属層がＸ軸方向に繰り返し設けられている１次元の周期的なパターン（ストライプ形状）であることができる。周期方向（Ｘ軸方向）における幅ａが可視光の波長以下であり、かつ基板１０が光透過性基板からなる場合には、めっき基板１００は、偏光板として機能することができる。
【００４０】
まためっき基板は、たとえば幅ａが３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、間隔ｂが２００ｎｍ以下であることができる。さらに幅ａと間隔ｂとの差が２０ｎｍ以下であることが好ましい。このようなサイズを所定のパターンとして規定することにより、触媒層３２の形成されていない領域に金属層３４を形成することができる。即ち、幅ａが３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、間隔ｂが２００ｎｍ以下であることにより、触媒層３２の形成領域と金属層３４の形成領域との距離を短くし、触媒層３２上で析出しためっき粒子が触媒層３２の形成されていない領域まで確実に移動させることができる。また、幅ａと間隔ｂとの差が２０ｎｍ以下であることにより、所定のパターンの金属層３４を析出させるために適切な量の触媒を含む触媒層３２を形成することができる。
【００４１】
また、本実施の形態にかかるめっき基板１００の製造方法では、触媒層３２が形成されていない領域に金属層３４が形成されている。この機構については、以下のように想定される。無電解めっき反応は、無電解めっき液中の還元剤と金属イオンとの還元反応であり、金属イオンが還元剤から電子を受け取ることによりめっき粒子が析出する反応である。この反応は、触媒層３２に含まれる触媒によって促進されるため、主に触媒層３２の近傍で進行する。無電解めっき液中では、複数の金属イオンが集合体となって存在しているため、複数の金属原子の集合体であるめっき粒子が還元反応によって析出する。析出時のめっき粒子の平均粒径が、たとえば約２０ｎｍ〜５０ｎｍである場合には、めっき粒子は、触媒層３２近傍で生成された後に触媒層３２の形成されていない領域まで移動して基板１０に吸着する。即ち、めっき粒子は、触媒層３２付近で析出するが、触媒層３２付近ではさらに還元反応が継続するためエネルギー状態が不安定であり、一定以上の質量がなければ触媒層３２上で安定し、吸着することができない。したがってめっき粒子は、平均粒径が約２０ｎｍ〜５０ｎｍの場合には、触媒層３２上で安定することができず、基板１０上に移動して吸着する。よって、金属層３４は、触媒層３２の形成されていない領域に形成されることができる。
【００４２】
３．電子デバイス
図１０は、第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法によって製造されるめっき基板を適用した電子デバイスの一例を示す。基板１０が絶縁基板である場合には、めっき基板１００は、配線基板として機能することができる。電子デバイス１０００は、配線基板としてのめっき基板１００と、集積回路チップ９０と、他の基板９２とを含む。
【００４３】
めっき基板１００に形成された配線パターンは、電子部品同士を電気的に接続するためのものであってもよい。めっき基板１００は、上述した製造方法によって製造される。図１０に示す例では、めっき基板１００には、集積回路チップ９０が電気的に接続され、めっき基板１００の一方の端部は、他の基板９２（例えば表示パネル）に電気的に接続されている。電子デバイス１０００は、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬ（Electro luminescence）ディスプレイ装置などの表示装置であってもよい。
【００４４】
また、光学素子基板としてのめっき基板１００は、液晶ディスプレイ装置、プロジェクター装置等の偏光板として機能してもよい。
【００４５】
４．変形例
変形例にかかるめっき基板の製造方法は、本実施の形態における工程（５）のレジスト層２２の除去工程を、触媒層３１の形成前に行う点で、本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法と異なる。
【００４６】
まず、基板１０を用意し、所定のパターンのレジスト層２２を形成する。その後、基板１０を洗浄する。次に、上述した方法により触媒吸着層２４を基板１０に設け、レジスト層２２を除去して、所定のパターン以外の領域のみに触媒吸着層２６を形成する。次いで触媒吸着層２６上に触媒層３２を形成する。次に、基板１０を無電解めっき液に浸漬することにより、触媒層３２以外の領域に金属層３４を形成する。
【００４７】
以上の工程により、変形例にかかるめっき基板を形成することができる。なお、各工程の詳細については、本実施の形態における対応する工程と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
５．実験例
５．１．第１の実験例
本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法によりめっき基板を形成した。
【００４９】
（１）ガラス基板上にフォトレジスト膜を形成し、その後直描方式により約２００ｎｍピッチで約１３０ｎｍ幅の直線状に露光、現像することにより、約７０ｎｍ幅の直線状のラインと約１３０ｎｍ間隔を有するストライプ状のフォトレジストを形成した。
【００５０】
（２）このガラス基板を１ｃｍ角に切り出し、カチオン系界面活性剤溶液（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤコンディショナー）に浸漬し、その後ガラス基板を十分に水洗した。
【００５１】
（３）触媒溶液を以下のように作製した。まず、水６００ｍｌに対し、３５％塩酸（特級試薬）を１００ｍｌ、３０％過酸化水素水（特級試薬）を１００ｍｌ添加することにより塩酸と過酸化水素水と水の混合溶液を作製した。純度９９．９９％のパラジウムペレット０．２ｇを上記混合溶液に入れて４８時間程度保持して溶解させ、パラジウム濃度が約０．２５ｇ／ｌの塩化パラジウム溶液とした。
【００５２】
次いで、この塩化パラジウム溶液５０ｍｌに水２５０ｍｌを加えさらに過酸化水素水を２０ｍｌ添加した。さらに水酸化ナトリウム水溶液等を用いて、塩化パラジウム溶液をｐＨ５．８程度に調整した。
【００５３】
（４）次いで、ガラス基板を前述の触媒溶液に浸漬した。その後、アセトン等の有機溶剤を用いてガラス基板上のフォトレジストを除去した。その後ガラス基板を十分に水洗した。これにより、約１３０ｎｍ幅の直線状のラインと約７０ｎｍ間隔を有するストライプ状の触媒層が形成された。
【００５４】
（５）次に、触媒層が形成されたガラス基板を、ｐＨ２．８、ｐＨ３．８程度に調整した８０℃のニッケル無電解めっき液（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤニッケル）に浸漬した。これにより、ガラス基板上に、約３０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚みで、約７０ｎｍ幅で間隔１３０ｎｍの金属層が得られた。
【００５５】
このように形成されたニッケル金属層のＳＥＭ画像を図１１および図１２に示す。図１１は、ニッケル無電解めっき液をｐＨ３．８程度に調整したときのニッケル金属層のＳＥＭ画像であり、図１２は、ニッケル無電解めっき液をｐＨ２．８程度に調整したときのニッケル金属層のＳＥＭ画像である。
【００５６】
５．２．第２の実験例（比較例）
以下のように比較例にかかるめっき基板を形成した。
【００５７】
（１）ガラス基板上にフォトレジスト膜を形成し、その後直描方式により約２００ｎｍピッチで約１３０ｎｍ幅の直線状に露光、現像することにより、約７０ｎｍ幅の直線状のラインと約１３０ｎｍ間隔を有するストライプ状のフォトレジストを形成した。
【００５８】
（２）このガラス基板を１ｃｍ角に切り出し、カチオン系界面活性剤溶液（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤコンディショナー）に浸漬し、その後ガラス基板を十分に水洗した。
【００５９】
（３）パラジウムを含む市販の触媒溶液に浸漬した。この触媒溶液は、パラジウム、界面活性剤等を含み、ｐＨは６であった。その後、アセトン等の有機溶剤を用いてガラス基板上のフォトレジストを除去した。その後ガラス基板を十分に水洗した。これにより、約８００ｎｍ幅の直線状のラインと約２００ｎｍ間隔を有するストライプ状の触媒層が形成された。
【００６０】
（４）次に、触媒層が形成されたガラス基板を、ｐＨを調整していない８０℃のニッケル無電解めっき液（テクニックジャパン（株）製ＦＰＤニッケル）に浸漬した。このニッケル無電解めっき液はｐＨ４．５程度であった。これにより、ガラス基板上に、約３０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚みで、約２００ｎｍ幅で隣接ラインと接したニッケル金属層が得られた。このように形成されたニッケル金属層のＳＥＭ画像を図１３に示す。
【００６１】
５．３．実験結果
第１の実験例では、パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液を用いて触媒層とｐＨ２．５〜４．０に調整した無電解めっき液を用いてニッケル層を形成した。これに対し、第２の実験例では、市販の触媒溶液を用いて触媒層を形成し、通常のｐＨのニッケル無電解めっき液を用いてニッケル層を形成した。第２の実験例で作製されたニッケル層の幅は約２００ｎｍであるため、図１３に示すように隣接ラインと接していた。
【００６２】
これに対し、第１の実験例において作製したニッケル層は、幅が約７０ｎｍであり、第２の実験例において市販の触媒溶液を用いて作製したニッケル層と比べて、幅が細く形成されていることが確認された。したがって、第１の実験例と第２の実験例によれば、パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液と、ｐＨ２．５〜４．０に調整した無電解めっき液を用いることにより、微細パターンを精度よく形成することができ、めっき基板の信頼性を向上させることができることがわかった。
【００６３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、上述した実施の形態では、予め基板上に所望のパターン領域以外の領域にレジスト層を設けて全面に触媒吸着層および触媒層を形成した後にレジスト層を除去することにより、触媒層を所定の領域に形成しているが、これにかえて、レジスト層を用いないで触媒層を形成してもよい。具体的には、たとえば触媒吸着層を基板全面に形成し、この触媒吸着層の一部を光分解して所望のパターン領域にのみ触媒吸着層を残す。これにより、触媒層は所望のパターン領域にのみ形成されることができる。触媒吸着層の光分解は、真空紫外線（ＶＵＶ；vacuum ultraviolet）を用いて行うことができる。光の波長を、例えば１７０ｎｍ〜２６０ｎｍとすることにより、原子間結合（例えば、Ｃ−Ｃ、Ｃ＝Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｆ、Ｃ−Ｃｌ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｎ、Ｃ＝Ｏ、Ｏ＝Ｏ、Ｏ−Ｈ、Ｈ−Ｆ、Ｈ−Ｃｌ、Ｎ−Ｈなど）を切断することができる。この波長帯域を用いることにより、イエロールームなどの設備が不要となり、例えば白色灯下で本実施形態に係る一連の工程を行うことができる。
【００６４】
また本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図２】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図３】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図４】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図５】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図６】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図７】本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図８】本実施の形態にかかるめっき基板を示す断面図。
【図９】本実施の形態にかかるめっき基板を示す斜視図。
【図１０】本実施の形態にかかるめっき基板を適用した電子デバイスの一例を示す図。
【図１１】第１の実験例にかかるめっき基板のＳＥＭ画像を示す図。
【図１２】第１の実験例にかかるめっき基板のＳＥＭ画像を示す図。
【図１３】第２の実験例にかかるめっき基板のＳＥＭ画像を示す図。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 基板、１４ 界面活性剤溶液、１８ 光源、２０ 光、２２ レジスト層、２４ 触媒吸着層、２６ 触媒吸着層、３０ 触媒溶液、３１ 触媒層、３２ 触媒層、３４ 金属層、９０ 集積回路チップ、９２ 他の基板、１００ めっき基板、１０００ 電子デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、
（ａ）パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液に基板を浸漬することにより、当該基板上に触媒層を設ける工程と、
（ｂ）無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に金属を析出させて金属層を設ける工程と、
を含む、めっき基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記触媒溶液は、ｐＨ４．０〜ｐＨ６．９に調整されたものである、めっき基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記無電解めっき液は、ｐＨ２．５〜ＰＨ４．０に調整されたものである、めっき基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記無電解めっき液は、ニッケルを含む、めっき基板の製造方法。
【請求項５】
無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、
（ａ）当該基板上の所定のパターン以外の領域に触媒層を設ける工程と、
（ｂ）ｐＨ２．５〜ＰＨ４．０に調整された無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に所定のパターンの金属層を設ける工程と、
を含む、めっき基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記無電解めっき液は、ニッケルを含む、めっき基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記工程（ａ）は、
前記基板上に所定のパターンのレジスト層を設ける工程と、
界面活性剤またはシランカップリング剤を含む触媒吸着層を前記基板上に設ける工程と、
パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む混合水溶液からなる触媒溶液に前記基板を浸漬することによって、前記触媒吸着層上に触媒層を設ける工程と、
前記レジスト層を除去することにより、前記所定のパターンの触媒吸着層および触媒層を除去する工程と、
を含む、めっき基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記工程（ａ）は、
前記基板上に所定のパターンのレジスト層を設ける工程と、
界面活性剤またはシランカップリング剤を含む触媒吸着層を前記基板上に設ける工程と、
前記レジスト層を除去することにより、前記所定のパターンの触媒吸着層を除去する工程と、
パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む混合水溶液からなる触媒溶液に前記基板を浸漬することによって、前記触媒吸着層上に触媒層を設ける工程と、
を含む、めっき基板の製造方法。
【請求項１】
無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、
（ａ）パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む触媒溶液に基板を浸漬することにより、当該基板上に触媒層を設ける工程と、
（ｂ）無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に金属を析出させて金属層を設ける工程と、
を含む、めっき基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記触媒溶液は、ｐＨ４．０〜ｐＨ６．９に調整されたものである、めっき基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記無電解めっき液は、ｐＨ２．５〜ＰＨ４．０に調整されたものである、めっき基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記無電解めっき液は、ニッケルを含む、めっき基板の製造方法。
【請求項５】
無電解めっき法によりめっき基板を製造する方法であって、
（ａ）当該基板上の所定のパターン以外の領域に触媒層を設ける工程と、
（ｂ）ｐＨ２．５〜ＰＨ４．０に調整された無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記触媒層の形成されていない領域に所定のパターンの金属層を設ける工程と、
を含む、めっき基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記無電解めっき液は、ニッケルを含む、めっき基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記工程（ａ）は、
前記基板上に所定のパターンのレジスト層を設ける工程と、
界面活性剤またはシランカップリング剤を含む触媒吸着層を前記基板上に設ける工程と、
パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む混合水溶液からなる触媒溶液に前記基板を浸漬することによって、前記触媒吸着層上に触媒層を設ける工程と、
前記レジスト層を除去することにより、前記所定のパターンの触媒吸着層および触媒層を除去する工程と、
を含む、めっき基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記工程（ａ）は、
前記基板上に所定のパターンのレジスト層を設ける工程と、
界面活性剤またはシランカップリング剤を含む触媒吸着層を前記基板上に設ける工程と、
前記レジスト層を除去することにより、前記所定のパターンの触媒吸着層を除去する工程と、
パラジウム、過酸化水素および塩酸を含む混合水溶液からなる触媒溶液に前記基板を浸漬することによって、前記触媒吸着層上に触媒層を設ける工程と、
を含む、めっき基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−３０２９６８（Ｐ２００７−３０２９６８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３３８７２（Ｐ２００６−１３３８７２）
【出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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