めっき基板の製造方法

【課題】微細パターンを精度良く形成するめっき基板およびそ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の製造方法は、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、無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、基板上に金属を析出させて所定のパターンの金属層を設ける工程と、基板を水蒸気に曝す工程と、無電解めっき液に基板を浸漬することにより、第１の金属層上にさらに金属を析出させて第２の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】特開平１０−６５３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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】
【０００４】
本発明にかかるめっき基板の製造方法は、
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、
（ａ）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）無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、基板上に金属を析出させて前記所定のパターンの金属層を設ける工程と、
（ｃ）前記基板を水蒸気に曝す工程と、
（ｄ）無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記第１の金属層上にさらに金属を析出させて第２の金属層を設ける工程と、
を含む。
【０００５】
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。
【０００６】
また、基板を水蒸気に曝す工程を設けることによって、基板面方向へのめっき析出を遅らせながら、厚さ方向に金属層を成長させることができるため、配線パターンの間隔が金属層によって埋められるのを防止することができる。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。
【０００７】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
工程（ｃ）および工程（ｄ）を繰り返し行うことができる。
【０００８】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
工程（ｂ）と工程（ｃ）の間に、
（ｅ）前記基板を水洗する工程、
をさらに含むことができる。
【０００９】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
工程（ｅ）、工程（ｃ）および工程（ｄ）を繰り返し行うことができる。
【００１０】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
工程（ｅ）と工程（ｃ）の間に、
（ｆ）前記基板上の水分を除去する工程、
をさらに含むことができる。
【００１１】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
工程（ｅ）、工程（ｆ）、工程（ｃ）および工程（ｄ）を繰り返し行うことができる。
【００１２】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
工程（ｆ）において、前記基板上に空気を吹き付けることにより水分を除去することができる。
【００１３】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
工程（ｄ）における浸漬時間は、工程（ｂ）における浸漬時間以下であることができる。
【００１４】
本発明にかかるめっき基板の製造方法において、
ｎ回目に行う工程（ｄ）における浸漬時間は、ｎ−１回目に行う工程（ｄ）の浸漬時間以下であることができる。
【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、
基板上に前記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系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。
【００１６】
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、
基板上に所定のパターンの領域にレジスト層を設ける工程と、
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、
前記基板上の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。
【００１７】
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（ｂ）の後に、前記触媒吸着層および前記触媒層を除去する工程を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
１．第１の実施の形態
１．１．めっき基板の製造方法
図１は、本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法の概略を示すフローチャート８０である。図２〜図１１は、第１の実施の形態にかかるめっき基板１００（図１０参照）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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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（ステップＳ１０）。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３３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。
【００２３】
（２）次に、基板１０を洗浄する（ステップＳ１１）。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。
【００２４】
ドライ洗浄は、図３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。
【００２５】
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。
【００２６】
（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。
【００２７】
まず、図４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。
【００２８】
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。
【００２９】
次いで、触媒吸着溶液１４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５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（ステップＳ１２）。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。
【００３０】
（４）次に、触媒層３１を基板１０上に形成する（ステップＳ１３）。まず、図６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。
【００３１】
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。
（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０．０１〜０．０５ｇ／ｌとする。
（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４．５〜６．８に調整する。
【００３２】
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。
【００３３】
以上の工程により、触媒層３１が形成される。触媒層３１は、図７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。
【００３４】
（５）次に、基板１０上のレジスト層２２を除去する（ステップＳ１４）。具体的には、図８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。
【００３５】
（６）次に、所定のパターンの第１の金属層３４を形成する（図１０参照）。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第１の金属層３４を形成する。具体的には図９に示すように、基板１０を無電解めっき液３９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第１の金属層３４を析出させることができる。
【００３６】
第１の金属層３４としてニッケル層を析出させる場合を説明すると、無電解めっき液としては、硫酸ニッケル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。このような無電解めっき液（温度７０〜８０℃）に基板１０を１０秒〜１分程度浸漬することによって、２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚みを有するニッケル層を形成することができる。
【００３７】
なお、第１の金属層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）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などからも形成することができる。こうして、基板１０上の触媒層３２が形成されていない領域に所望の厚み（金属層３３全体の厚み）の５〜７０％程度の第１の金属層３４を形成することができる（ステップＳ１５）。
【００３８】
（７）次に、図１１に示すように、基板１０の上面を水蒸気５０に曝すことにより、基板１０を水蒸気洗浄する（ステップＳ１６）。たとえば、無電解めっき液３９から基板１０を取り出した直後に、１００℃の水蒸気５０を基板１０の上面に１〜３分程度吹き付ける。水蒸気の吹きつけは、水蒸気による水分層が基板１０上面全面に吸着し、一部水滴として基板１０から剥離するまで行うことが好ましい。また水蒸気をノズルから噴射することにより、水蒸気洗浄を行ってもよい。また、ここで使用する水蒸気は、過熱水蒸気であってもよい。
【００３９】
これにより、基板１０に付着した無電解めっき液３８を除去することができる。このように、基板１０を水蒸気洗浄することにより、水洗する場合と比べて、無電解めっき液の除去効率を向上させることができる。特に、所望の配線パターンが微細パターンである場合には、水洗したとしても水が配線パターンの隙間に入り込まないために、基板１０上の無電解めっき液３８を十分に除去できないときがある。そこで、上述したように水蒸気洗浄することにより、水分子が微細な配線パターンの隙間に容易に入り込むため、基板１０上の無電解めっき液３８を十分に除去できる。
【００４０】
また、基板１０の上面を水蒸気５０に曝すことにより、水蒸気洗浄と同時に熱処理を施すことができる。したがって、第１の金属層３４の基板１０に対する密着性を向上させることができる。熱処理の観点からは、たとえば９０℃〜１００℃の水蒸気を用いることが好ましい。また、基板１０の表面が常に液体で覆われた状態になり、空気に曝されることを抑制することができる。これにより金属層が酸化して劣化するのを防止することができる。
【００４１】
（８）次に、第１の金属層３４上に第２の金属層３６を析出させる。具体的には、基板１０を無電解めっき液３９に浸漬させることによって、第２の金属層３６を析出させることができる。無電解めっき液としては、上述した無電解めっき液と同様のものを用いることができる。例えば、基板１０をこのような無電解めっき液（温度７０〜８０℃）に５秒〜１分程度浸漬することによって、２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚みを有するニッケル層を形成することができる。
【００４２】
ここで、第２の金属層３６を形成するための浸漬時間は、第１の金属層３４を形成するための浸漬時間以下であることが好ましい。また、基板１０を浸漬する際、無電解めっき液は攪拌せず、基板１０は静止状態にすることが好ましい。
【００４３】
こうして、基板１０上の第１の金属層３４の上面にさらに所望の厚み（金属層３３全体の厚み）の５〜７０％程度の第１の金属層３６を形成することができる（ステップＳ１７）。
【００４４】
（９）上述したステップＳ１６およびステップＳ１７を、金属層３３が所望の厚さになるまで繰り返すことにより（ステップＳ１８）、図１２に示すめっき基板１００が製造される。ここで、ステップＳ１６およびステップＳ１７の適切な繰り返し回数を予め定めておくとよい。ステップＳ１６およびステップＳ１７を繰り返すと、第２の金属層３６は、複数層形成される。このとき、それぞれの第２の金属層３６の膜厚がほぼ同じになるように浸漬時間を調整することが好ましい。したがって、第２の金属層３６が多くなるほど、金属層の成長速度が大きくなる場合には、無電解めっき液に浸漬する浸漬時間は、ステップＳ１７を行う毎に徐々に短くすることが好ましい。即ち、ｎ回目に無電解めっき液に浸漬する浸漬時間は、ｎ−１回目に無電解めっき液に浸漬する浸漬時間以下であることが好ましい。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。
【００４５】
次に、変形例にかかるめっき基板の製造方法について説明する。図１３は、変形例にかかるめっき基板１１０を模式的に示す断面図である。変形例にかかるめっき基板１１０の製造方法では、第２の金属層３６を形成した後に、触媒層３２および触媒吸着層２６を除去する。具体的には、金属層３３の形成後に、触媒層３２および触媒吸着層２６を、たとえば真空紫外線を照射し、水洗することによって、除去してもよい。これにより、めっき基板１１０は、たとえば信頼性の高い配線基板として機能することができる。
【００４６】
１．２．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１４を用いて説明する。図１４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３３とを含む。金属層３３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１４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。
【００４７】
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３３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３３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３３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。
【００４８】
また、金属層３３のアスペクト比（ａ／厚さ）は、たとえば１〜１０であることができる。即ち、上述したように、水洗工程と金属層３６の析出工程とを繰り返し行うことによって、金属層３３を厚くして、このようなアスペクト比を実現することができる。
【００４９】
１．３．本実施の形態にかかるめっき基板１００の製造方法では、金属層の析出と水蒸気洗浄を繰り返し行っている。これによれば、基板面方向へのめっき析出を抑制しながら、厚さ方向に金属層を成長させることができるため、めっきパターンの間隔が金属層によって埋められるのを防止しながら、アスペクト比を向上させることができる。よって、微細パターンからなるめっき基板を精度良く形成することができる。
【００５０】
これは、水蒸気洗浄により基板１０表面に水分層が設けられるため、その後無電解めっき液に基板１０を浸漬したときに、基板１０付近、特に第１の金属層３４の隙間付近の無電解めっき液の濃度をめっき初期の段階で一時的に下げることができる。このように無電解めっき液の濃度が低下することにより、めっき析出が遅くなり、基板面方向へのめっき析出を抑制すると想定される。また、無電解めっき液の濃度が低下することにより、めっき粒子の平均粒径が大きくなるのを止めることができるため、めっき粒子が触媒層３２上に吸着するのを防止することができる。
【００５１】
特に、上述したように第２の金属層３６の形成のために基板１０を浸漬する際、無電解めっき液を攪拌せず、基板１０を静止状態にすることにより、水蒸気により形成された水膜が基板１０付近に存在する時間を長引かせることができる。これにより、基板面方向へのめっき析出をさらに遅らせることができる。
【００５２】
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３３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。なお、複数の金属イオンの集合体の大きさは、無電解めっき液のｐＨ、温度、時間等によって制御することができる。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３３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。
【００５３】
また、無電解めっきによる金属層の析出反応は、無電解めっき液に基板を浸漬直後、初期段階においては、ほとんど金属層が形成されず、ある程度の浸漬時間が経過して初めて金属被膜が形成される。その後中期段階においては、指数関数的に金属層の厚みが増加し、ある厚みを超えると金属層の厚みは緩やかに増加するようになる。基板面方向へのめっき析出反応は、中期段階において進行が速いと想定される。したがって、この中期段階における析出反応が終了する前、即ち、指数関数的に金属層の厚みが増加している間に、無電解めっき液から基板１０を取り出して水蒸気洗浄することが好ましい。これにより、基板面方向へのめっき析出反応を遅らせることができる。
【００５４】
このようにして、水蒸気洗浄工程と金属層の形成工程とを交互に繰り返し行うことにより、微細パターンであってもアスペクト比の高い金属層３３を形成することができる。
【００５５】
１．４．電子デバイス
図１５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。
【００５６】
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１３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。
【００５７】
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。
【００５８】
２．第２の実施の形態
第２の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法は、上述した工程（７）の水蒸気洗浄の前に、基板１０を水洗する工程をさらに含む点で、第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法と異なる。
【００５９】
図１６は、第２の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法の概略を示すフローチャート８２である。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（ステップＳ２０）。その後、基板１０を洗浄する（ステップＳ２１）。次に、上述した方法により触媒吸着層２４を基板１０に設け（ステップＳ２２）、所定のパターン以外の領域に触媒層３２を形成し（ステップＳ２３）、レジスト層２２を除去する（ステップＳ２４）。
【００６０】
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以外の領域に第１の金属層３４を形成し（ステップＳ２５）、基板１０を水洗する（ステップＳ２６）。水洗は、たとえば基板１０を純水に浸漬することによって行われることができる。水洗によって、基板１０に付着した無電解めっき液を除去または希釈することができる。水洗に使用する水の温度は、たとえば室温であることができる。また、ステップＳ２６の後に、基板１０表面の水分を除去をしてもよい。水分の除去は、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することにより行われる。水分の除去後、たとえば９０℃〜１２０℃のオーブン内に１０分〜１時間程度放置することにより熱処理してもよい。次に、基板１０を水蒸気洗浄する（ステップＳ２７）。次に、基板１０を無電解めっき液に浸漬することにより、第１の金属層３４上に第２の金属層３６を形成する（ステップＳ２８）。
【００６１】
上述したステップＳ２６、ステップＳ２７、およびステップＳ２８を、金属層３３が所望の厚さになるまで繰り返す（ステップＳ２９）ことにより、めっき基板１００が製造される。ステップＳ２６、ステップＳ２７、およびステップＳ２８を繰り返すと、第２の金属層３６は、複数層形成される。このとき、無電解めっき液に浸漬する浸漬時間は、ステップＳ２８を行う毎に徐々に短くすることが好ましい。
【００６２】
以上の工程により、第２の実施の形態にかかるめっき基板を形成することができる。第２の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法によれば、水蒸気洗浄の前に基板を水洗しているため、基板１０に付着しているめっき成分のほとんどを除去した上で、水蒸気洗浄により、微細な配線パターンの隙間のような水洗では十分に洗浄できない領域を洗浄することができる。これにより、水蒸気洗浄の時間を短縮することができる。
【００６３】
なお、各工程の詳細については、第１の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。
【００６４】
３．第３の実施の形態
第３の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法は、第１の実施の形態における工程（６）ステップＳ１６の前に、基板１０を水洗する工程と、基板１０を乾燥する工程とをさらに含む点で、第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法と異なる。
【００６５】
図１７は、第３の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法の概略を示すフローチャート８４である。まず、基板１０を用意し、所定のパターンにレジスト層２２を形成する（ステップＳ３０）。その後、基板１０を洗浄する（ステップＳ３１）。次に、上述した方法により触媒吸着層２４を基板１０に設け（ステップＳ３２）、所定のパターン以外の領域に触媒層３２を形成し（ステップＳ３３）、レジスト層２２を除去する（ステップＳ３４）。
【００６６】
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が形成されていない領域に第１の金属層３４を形成し（ステップＳ３５）、基板１０を水洗する（ステップＳ３６）。水洗は、たとえば基板１０を純水に浸漬することによって行われることができる。水洗によって、基板１０に付着した無電解めっき液を除去または希釈することができる。水洗に使用する水の温度は、たとえば室温であることができる。
【００６７】
次に、基板１０表面の水分を除去する（ステップＳ３７）。水分の除去は、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することにより行われる。空気の吹きつけは、基板１０に対して上方から下方に向かって行うことが好ましい。これにより既に設けた金属層が剥離するのを防止することができる。また圧縮空気を吹き付けて水滴を除去することにより、迅速に基板１０上の水分を除去することができ、まためっき成分を含んだ粘性の高い水分であっても容易に除去することができる。水分の除去後、たとえば９０℃〜１２０℃のオーブン内に１０分〜１時間程度放置することにより熱処理してもよい。熱処理することにより、基板と金属層３３間の密着性を向上させることができる。次に、基板１０を水蒸気洗浄する（ステップＳ３８）。次に、基板１０を無電解めっき液に浸漬することにより、第１の金属層３４上に第２の金属層３６を形成する（ステップＳ３９）。
【００６８】
上述したステップＳ３５、ステップＳ３６、ステップＳ３７、およびステップＳ３８を、金属層３３が所望の厚さになるまで繰り返す（ステップＳ３９）ことにより、めっき基板が製造される。ステップＳ３５、ステップＳ３６、ステップＳ３７、およびステップＳ３８を繰り返すと、第２の金属層３６は、複数層形成される。このとき、無電解めっき液に浸漬する浸漬時間は、ステップＳ３８を行う毎に徐々に短くすることが好ましい。また、乾燥工程後の熱処理工程は、必要に応じて行われればよく、たとえば１回目の乾燥工程の後にのみ行ってもよい。
【００６９】
以上の工程により、第３の実施の形態にかかるめっき基板を形成することができる。第３の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法によれば、基板を水洗した後に空気を吹き付けて水分を除去するため、たとえば第１の金属層３４や第２の金属層３６の隙間のような微細な領域まで十分に表面洗浄することができる。その後基板１０を水蒸気洗浄したときに、基板１０付近、特に第１の金属層３４の隙間付近のめっき成分をほぼ完全に予め除去していることから、水蒸気洗浄は、少なくとも基板１０の表面に水分層を設けられるだけの時間を行えばよい。したがって水蒸気洗浄の時間をさらに短縮することができる。
【００７０】
なお、各工程の詳細については、第１の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。
【００７１】
４．第４の実施の形態
第４の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法は、第１の実施の形態における工程（５）（ステップＳ１４）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、第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法と異なる。
【００７２】
図１８は、本実施の形態にかかるめっき基板の製造方法の概略を示すフローチャート８６である。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（ステップＳ４０）。その後、基板１０を洗浄する（ステップＳ４１）。次に、上述した方法により触媒吸着層２４を基板１０に設け（ステップＳ４２）、レジスト層２２を除去して（ステップＳ４３）、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（ステップＳ４４）。
【００７３】
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以外の領域に第１の金属層３４を形成し（ステップＳ４５）、基板１０を水蒸気洗浄する（ステップＳ４６）。次に、基板１０を無電解めっき液に浸漬することにより、第１の金属層３４上に第２の金属層３６を形成する（ステップＳ４７）。
【００７４】
上述したステップＳ４６およびステップＳ４７を、金属層３３が所望の厚さになるまで繰り返す（ステップＳ４８）ことにより、めっき基板１００が製造される。
【００７５】
以上の工程により、第４の実施の形態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、第１の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。
【００７６】
５．実験例
５．１．第１の実験例
第１の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。
【００７７】
（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１４０ｎｍ幅の直線状に露光、現像することにより、約６０ｎｍ幅の直線状のラインと約１４０ｎｍ間隔を有するストライプ状の開口部を有するフォトレジストパターンを形成した。
【００７８】
（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）に浸漬した。次いで、このガラス基板をパラジウム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。これにより、約１４０ｎｍ幅の直線状のラインと約６０ｎｍ間隔を有するストライプ状の触媒層が形成された。
【００７９】
（３）次に、触媒層が形成されたガラス基板を、８０℃のニッケル無電解めっき液に３０秒間浸漬し（１回目）、約２０ｎｍ程度の厚み、約６０ｎｍ幅のニッケル金属層を触媒層の形成されていない領域に形成した。
【００８０】
（４）その後、ガラス基板をニッケル無電解めっき液からとりだして、約１００℃の水蒸気をノズルから噴射して基板上面に約３分間吹き付けて水蒸気洗浄した。このとき、ガラス基板面から十分な水滴が流れ落ちる状態を確認した。その直後に８０℃のニッケル無電解めっき液に３０秒浸漬した（２回目）。
【００８１】
（５）工程（４）を３０回繰り返して、最終的に２００ｎｍ程度の厚みのニッケル金属層をガラス基板上に形成した。このとき、ニッケル無電解めっき液の浸漬時間は、３回目〜４回目は２５秒、５回目〜８回目は２０秒、９回目〜１５回目は１５秒、１６回目〜３０回目は１０秒とした。
【００８２】
このように形成されたニッケル金属層のＳＥＭ画像を図１９に示す。このニッケル金属層は、図１９に示すとおり、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であって、膜厚は２００ｎｍ、アスペクト比は約３であった。
【００８３】
５．２．第２の実験例（比較例）
従来の製造方法によりめっき基板を形成した。
【００８４】
（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１４０ｎｍ幅の直線状に露光、現像することにより、約６０ｎｍ幅の直線状のラインと約１４０ｎｍ間隔を有するストライプ状の開口部を有するフォトレジストパターンを形成した。
【００８５】
（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。次いで、このガラス基板をパラジウム触媒溶液に浸漬した。これにより、約１４０ｎｍ幅の直線状のラインと約６０ｎｍ間隔を有するストライプ状の触媒層が形成された。
【００８６】
（３）次に、触媒層が形成されたガラス基板を、８０℃のニッケル無電解めっき液に３分間浸漬し、約２００ｎｍ程度の厚みのニッケル金属層をガラス基板上に形成した。このように形成されたニッケル金属層のＳＥＭ画像を図２０に示す。成されたニッケル金属層は、隣り合う直線状のラインが部分的に接している状態であった。
【００８７】
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。
【００８８】
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】
【００８９】
【図１】第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法の概略を示すフローチャート。
【図２】第１の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】第１の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】第１の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】第１の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】第１の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】第１の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】第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図９】第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図１０】第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図１１】第１の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法を示す図。
【図１２】第１の実施の形態にかかるめっき基板を示す断面図。
【図１３】第１の実施の形態にかかるめっき基板を示す断面図。
【図１４】第１の実施の形態にかかるめっき基板を示す斜視図。
【図１５】第１の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１６】第２の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法の概略を示すフローチャート。
【図１７】第３の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法の概略を示すフローチャート。
【図１８】第４の実施の形態にかかるめっき基板の製造方法の概略を示すフローチャート。
【図１９】第１の実験例にかかるめっき基板のＳＥＭ画像を示す図。
【図２０】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】
【００９０】
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、３３金属層、３４第１の金属層、３６第２の金属層、３８、３９無電解めっき液、５０水蒸気、８０、８２、８４、８６フローチャート、９０集積回路チップ、９２他の基板、１００、１１０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）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）無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、基板上に金属を析出させて前記所定のパターンの金属層を設ける工程と、
（ｃ）前記基板を水蒸気に曝す工程と、
（ｄ）無電解めっき液に前記基板を浸漬することにより、前記第１の金属層上にさらに金属を析出させて第２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２】
請求項１において、
工程（ｃ）および工程（ｄ）を繰り返し行う、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、
工程（ｂ）と工程（ｃ）の間に、
（ｅ）前記基板を水洗する工程、
をさらに含む、めっき基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、
工程（ｅ）、工程（ｃ）および工程（ｄ）を繰り返し行う、めっき基板の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４において、
工程（ｅ）と工程（ｃ）の間に、
（ｆ）前記基板上の水分を除去する工程、
をさらに含む、めっき基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
工程（ｅ）、工程（ｆ）、工程（ｃ）および工程（ｄ）を繰り返し行う、めっき基板の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６において、
工程（ｆ）において、前記基板上に空気を吹き付けることにより水分を除去する、めっき基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
工程（ｄ）における浸漬時間は、工程（ｂ）における浸漬時間以下である、めっき基板の製造方法。
【請求項９】
請求項２、４、および６のいずれかにおいて、
ｎ回目に行う工程（ｄ）における浸漬時間は、ｎ−１回目に行う工程（ｄ）の浸漬時間以下である、めっき基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記工程（ａ）は、
基板上に前記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系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１１】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記工程（ａ）は、
基板上に所定のパターンの領域にレジスト層を設ける工程と、
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、
前記基板上の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１２】
請求項１０または１１において、
前記工程（ｂ）の後に、前記触媒吸着層および前記触媒層を除去する工程を含む、めっき基板の製造方法。

【図１】