JP2003179329A

JP2003179329A - 配線パターン形成方法

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Publication number: JP2003179329A
Application number: JP2001380492A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Kida; 勝継来田
Original assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Current assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】【解決課題】基板への配線パターン形成に際して、配
線材料として白金等の難エッチング材を適用する場合に
所望の配線パターンを効率的に形成することのできる方
法を提供する。【解決手段】本発明は、従来のアディティブ法による
パターン形成方法に対し、触媒付与工程、レジスト塗布
工程、薄膜形成工程の順序を変更し、更に、レジスト除
去液に浸漬した際の触媒表面への有機化合物の付着を防
止するため、触媒層を遮蔽する保護層を形成させる工程
を有する方法である。この保護層としては、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎ
又はこれらの酸化物、炭化物、窒化物が適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器等に使用
されるプリント配線板の配線パターンの形成方法に関す
るものである。特に、難エッチング材料により配線パタ
ーンの形成を効率的に行うことができる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の小型化、高機能化の要
求に伴い、回路基板には高密度化や薄型化が望まれてい
る。この高密度な回路基板の配線パターンの形成方法と
して、アディティブ法と呼ばれる方法が知られている。

【０００３】このアディティブ法によるパターン形成工
程の一例を図５に示す。図５において、基板１の表面に
パラジウム化合物等の触媒２を付与した後（図５
（ｂ））、無電解めっき等の方法により触媒を核として
絶縁基板の表面全体に配線材料の薄膜３を形成する（図
５（ｃ））。次に、薄膜３の表面にレジスト４を塗布し
（図５（ｄ））、露光、現像することで配線パターン上
のレジストのみが残存するようにレジストを除去する
（図５（ｅ））。このレジスト除去後の基板にエッチ
ング処理を行い、配線パターン以外の薄膜を除去する
（図５（ｆ））。そして最後にレジスト４を剥離するこ
とで基板上に所定の配線パターンを形成することができ
る（図５（ｇ））。

【０００４】この従来のパターン形成方法は、微細な回
路を精度良く形成することが可能であるという利点があ
るが、例えば白金又は白金合金のように耐食性の高い材
料でパターン形成を行なう場合には、エッチング工程を
効率的に行なうことができないという問題がある。現
在、配線板の配線材料は銅等のエッチング性の良好な金
属が用いられているが、白金及び白金合金は電気的特
性、特に、誘電率の良好な材料であり今後配線板の配線
材料としての適用が検討されており、そのためには白金
等を用いる場合にも効率的にパターン形成を行なう必要
が生じるものと考えられる。

【０００５】このような問題に対し、上記した方法の改
善策として、図６に示す方法も考えられる。図６におい
てこの改善された方法は、触媒付与工程（図６（ｂ））
の後にレジスト４の塗布を行ない（図６（ｃ））、配線
パターンに沿ってレジストを除去する（図６（ｄ））。
これにより、後の薄膜形成工程で薄膜が形成されるの
は、配線パターン上のみであることから、配線材料のエ
ッチング特性を考慮することなく所望の配線パターンを
形成することができる。

【０００６】しかしながら、この改良策についても問題
があると考えられる。即ち、この方法では露光・現像後
の配線パターン以外の箇所にレジストが残留した状態で
薄膜形成を行なうこととなるが、この薄膜形成をめっき
法にて行なう場合、めっき液によりレジストが剥離する
おそれがある。特に、レジストの剥離液にはアルカリ溶
液が用いられることが多いため、アルカリ性のめっき液
を用いた場合、レジストの剥離が顕著となり配線パター
ン形成が不可能となる。また、レジストの剥離はめっき
液の汚染の要因ともなり、めっき効率の低下の要因とな
るおそれがある。従って、この改良方法も適当ではな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、基
板への配線パターン形成方法において、配線材料として
白金等の耐食性の高い難エッチング材を適用する場合で
あっても、所望の配線パターンを効率的に形成すること
のできる方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
を行ない、上記課題を解決するための条件として、レ
ジスト塗布後のレジストの溶出を防止するために薄膜形
成工程（基板をめっき液に浸漬する工程）がレジスト塗
布の後工程であること、及び、配線材料のエッチング
を要しないようにするため配線パターンにのみ薄膜を形
成することができること、の２つの条件を具備する必要
があると考えた。

【０００９】そして、本発明者等は上記２つの条件を具
備する方法について検討を行ない、図１及び図２に示す
方法を見出した。以下、これらの方法について説明す
る。

【００１０】図１に示す方法では、まず、基板１の上に
レジスト４を塗布し（図１（ｂ））、露光・現像するこ
とにより目的とする配線パターン上のレジストを除去し
（図１（ｃ））、この基板表面に触媒層２を形成する
（図１（ｄ））。そして、配線パターン以外に残留して
いるレジスト及び触媒層を除去し（図１（ｅ））、配線
パターン上の触媒層に配線材料からなる薄膜を形成する
ものである（図１（ｆ））。

【００１１】一方、図２に示す方法は、上記方法と異な
り、まず、基板表面に触媒層を形成してから（図２
（ｂ））、基板上にレジスト４を塗布するものである
（図２（ｃ））。次に、この基板を露光・現像すること
により所定の配線パターン上のレジストが残留するよう
にレジストを除去し（図２（ｄ））、更に触媒層を除去
する（図２（ｅ））。そして、配線パターン上のレジス
トを除去した後（図２（ｆ））に配線材料を形成するも
のである（図２（ｇ））。

【００１２】これらの方法は、上述した２つの条件を具
備するものであり、いずれも、薄膜形成工程をレジスト
塗布工程後とすることでレジストの溶出を防止し、且
つ、薄膜形成時に配線パターン上にのみ触媒層を存在さ
せることにより、配線パターン上のみに配線材料を析出
させエッチング工程を不要としている。しかし、本発明
者等がこれらの方法により配線パターン形成を試みた
所、配線材料薄膜の形成工程において析出が不安定で完
全な配線パターンが形成できないとの知見を得た。

【００１３】本発明者らはこの要因につき検討したとこ
ろ、上記２つの方法では、レジスト除去を行なうために
基板を除去液に浸漬させた際、触媒が露出した状態であ
ることから触媒表面に除去液中の有機化合物が付着し触
媒が不活化することによると考察した。そこで、本発明
者等は、上記２つの方法を基本とし、更に、配線パター
ン上又は配線パターン以外の箇所のレジストを除去する
際に、除去液に浸漬した際に液中での触媒表面への有機
化合物の付着を防止するために、触媒層を遮蔽する保護
層を形成させる工程を取り入れ本発明を想到するに至っ
た。

【００１４】本願第１の方法は、下記工程からなる基板
上への配線パターン形成方法である。

【００１５】（ａ）基板上にレジストを塗布し、露光
・現像することにより所定の配線パターン上のレジスト
を除去する工程。（ｂ）基板表面に触媒層を形成する工程。（ｃ）前記触媒層の上に保護層を形成する工程。（ｄ）配線パターン以外の領域に残留するレジストを
除去する工程。（ｅ）前記保護層を除去する工程。（ｆ）無電解めっきにより配線材料からなる薄膜を形
成する工程。

【００１６】そして、本願第２の方法は、下記工程から
なる基板上への配線パターン形成方法である。

【００１７】（ａ）基板表面に触媒層を形成する工
程。（ｂ）前記触媒層の上に保護層を形成する工程。（ｃ）基板上にレジストを塗布し、露光・現像するこ
とにより所定の配線パターン上のレジストが残留するよ
うにレジストを除去する工程。（ｄ）前記保護層及び前記触媒層を除去する工程。（ｅ）配線パターン上のレジストを除去する工程。（ｆ）前記保護層を除去する工程。（ｇ）無電解めっきにより配線材料からなる薄膜を形
成する工程。

【００１８】本発明は、触媒付与工程、レジスト塗布工
程、薄膜形成工程の順序を従来の方法とは異なるものと
し、更に、触媒層の上に保護層を形成する工程を有する
ことを特徴とする。以下本発明に係る各方法につき図３
及び図４を用いて詳細に説明する。

【００１９】図３は、本発明に係る第１の方法を概略示
すものである。まず、基板上にレジスト４を塗布し（図
３（ｂ））、露光・現像することにより所定の配線パタ
ーン上のレジストを除去する（図３（ｃ））。この基板
とは、ガラスエポキシ等の絶縁体基板やシリコンウエハ
等の半導体基板のいすれも適用可能である。また、ここ
でのレジスト塗布工程は、ドライフィルムレジストをラ
ミネートする方法、液状レジストを印刷する方法のいず
れを採用しても良いが、ポジ型のレジストを使用する必
要がある。

【００２０】次に、基板表面に触媒層２を形成する（図
３（ｄ））。この触媒には、無電解めっき法で用いられ
ているパラジウムあるいは白金等が使用される。また、
この触媒層の形成は、浸漬法等の湿式法やスパッタリン
グ等のドライ成膜法のいずれを用いても良い。

【００２１】そして、形成された触媒層の上に保護層５
を形成する（図３（ｅ））。この保護層としては、レジ
スト除去液として用いられるアルカリ溶液に対して浸食
を受けないことが必要であり、かかる条件を具備するも
のとして、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎといった金属、あるいは、これら
の酸化物、炭化物、窒化物を成膜するが好ましい。具体
的には、酸化物としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｔｉ
Ｏ_２、ＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｆｅ
_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＷＯ_３が、炭化物と
してはＳｉＣ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＷＣが、そして窒化物
としてはＳｉ_３Ｎ_４、ＴｉＮ、ＡｌＮ、ＴａＮが保護層
として機能し得る。また、この保護層の形成方法として
は、スパッタリング法、電気めっき法、無電解めっき法
によるのが好ましい。

【００２２】このようにして、保護層を形成した基板に
ついて、配線パターン以外に残留するレジストを除去す
る（図３（ｆ））。このレジスト除去は、通常行なわれ
るように、四酸アルキルアンモニウム等のアルカリ溶液
に基板を浸漬し、レジストを膨潤させることによるもの
である。尚、このアルカリ溶液の浸漬によっても、触媒
層表面は保護膜により遮蔽されているために触媒性能を
劣化させる有機化合物の付着はない。

【００２３】以上の工程により基板の配線パターン上に
は、触媒層と触媒層表面の保護層とのみが残存するが、
この保護層は、塩酸、硫酸、硝酸等の酸に浸漬すること
により除去される（図３（ｇ））。そして最後に、配線
材料を無電解めっきにより成膜する（図３（ｈ））。こ
の配線材料には白金族金属のような難エッチング材も適
用可能である。

【００２４】次に、図４の本願第２の方法について説明
する。この第２の方法においては、まず、基板１の表面
に触媒層２を形成する（図４（ｂ））。このときの触媒
層２の種類、形成方法については第１の方法と同様であ
る。

【００２５】次に、この触媒層２の上に保護層５を形成
する（図４（ｃ））。この保護層については、第１の方
法と同様、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎの単体金属、酸化物、炭化物、窒
化物の薄膜が好ましい。また、この保護層の形成方法
も、スパッタリング法、電気めっき法、無電解めっき法
が適用できる。

【００２６】そして、保護層５の形成後、基板上にレジ
スト４を塗布し（図４（ｄ））、露光・現像することに
より配線パターン上にのみレジストを残留させる（図４
（ｅ））。このときのレジストについてはポジ型、ネガ
型の双方を使用することができる。その後、保護層５及
び触媒層２を除去するが（図４（ｆ））、この除去方法
は、希王水等の酸に浸漬することにより、保護層ごと触
媒層を除去することができる。

【００２７】配線パターン上のレジストの除去工程（図
４（ｇ））は、第１の方法と同様であり、アルカリ溶液
に浸漬する等通常行われている方法が採られる。また、
その次の保護層５の除去（図４（ｈ））も第１の方法と
同様であり、塩酸、硫酸、硝酸等の酸への浸漬による。

【００２８】以上により、基板１上には、配線パターン
に沿って触媒層が存在している。最後に配線材料からな
る薄膜を無電解めっきにより形成する。この方法も第１
の方法と同様である（図４（ｉ））。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面と共に説明する。

【００３０】第１実施形態：本実施形態では、図３の第
１の方法に基づき回路パターン形成を行なった。シリコ
ン基板にポジ型ドライフィルムレジストを熱圧着してラ
ミネートした後、紫外線で選択的に露光し、これを炭酸
ナトリウム溶液中で現像することで回路パターン上のレ
ジストを除去した。

【００３１】次に、触媒として白金をスパッタリング法
にて１０μｍ成膜して触媒層を形成した。そして、この
触媒層の上に保護層としてチタンをスパッタリング法に
て５０μｍめっきした。

【００３２】そして、基板を水酸化ナトリウム溶液に浸
漬し、残存するレジストを除去した。保護層であるチタ
ン膜を硫酸に浸漬して除去し、最後に無電解めっきによ
り配線材料として白金をめっきした。

【００３３】以上の工程により製造された配線基板につ
き欠陥検査を行ったところ、断線等の欠陥のない良好な
品質の配線基板を製造できることが確認された。

【００３４】第２実施形態：本実施形態では、図４の第
２の方法に基づき回路パターン形成を行なった。ここで
は、まずシリコン基板に触媒としてパラジウムをスパッ
タリング法にて１０μｍ成膜して触媒層を形成した。そ
して、この触媒層の上に保護層として銅をスパッタリン
グ法にて５０μｍ蒸着した。

【００３５】次に、この保護層上にドライフィルムレジ
ストを熱圧着してラミネートした後、紫外線で選択的に
露光し、これを炭酸ナトリウム溶液中で現像することで
回路パターン以外のレジストを除去した。

【００３６】そして、硝酸溶液に浸漬することにより、
銅保護層及び触媒層を除去し、その後基板を水酸化ナト
リウム溶液に浸漬し、残存するレジストを除去した。最
後に無電解めっきにより白金を成膜した。

【００３７】以上の工程により製造された配線基板につ
き欠陥検査を行ったところ、本実施形態により製造され
た配線基板も断線等の欠陥のない良好な品質であること
が確認された。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る２つの
配線パターン形成方法によれば、配線材料としてエッチ
ングし難い耐食性の高い材料、例えば、白金や白金合金
を適用する場合であっても効率的に配線パターンの形成
を行うことができる。本発明は、回路基板材料の適用範
囲を拡大することができ、これによりより高性能の電子
回路の実現を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基礎となる第１の新たな配線パターン
形成方法を概略示す図。

【図２】本発明の基礎となる第２の新たな配線パターン
形成方法を概略示す図。

【図３】本発明に係る第１の新たな配線パターン形成方
法を概略示す図。

【図４】本発明に係る第２の新たな配線パターン形成方
法を概略示す図。

【図５】従来のアディティブ法による配線パターン形成
方法の一例を概略示す図。

【図６】配線材料を考慮したアディティブ法による配線
パターン形成方法を概略示す図。

【符号の説明】

１基板２触媒層３配線材料４レジスト５保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記工程からなる基板上への配線パター
ン形成方法。（ａ）基板上にレジストを塗布し、露光・現像するこ
とにより所定の配線パターン上のレジストを除去する工
程。（ｂ）基板表面に触媒層を形成する工程。（ｃ）前記触媒層の上に保護層を形成する工程。（ｄ）配線パターン以外の領域に残留するレジストを
除去する工程。（ｅ）前記保護層を除去する工程。（ｆ）無電解めっきにより配線材料からなる薄膜を形
成する工程。
【請求項２】下記工程からなる基板上への配線パター
ン形成方法。（ａ）基板表面に触媒層を形成する工程。（ｂ）前記触媒層の上に保護層を形成する工程。（ｃ）基板上にレジストを塗布し、露光・現像するこ
とにより所定の配線パターン上のレジストが残留するよ
うにレジストを除去する工程。（ｄ）前記保護層及び前記触媒層を除去する工程。（ｅ）配線パターン上のレジストを除去する工程。（ｆ）前記保護層を除去する工程。（ｇ）無電解めっきにより配線材料からなる薄膜を形
成する工程。
【請求項３】保護層として、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎ又はこれらの
酸化物、炭化物、窒化物を成膜する請求項１又は請求項
２記載の配線パターン形成方法。
【請求項４】保護層の形成をスパッタリング法、電気
めっき法、無電解めっき法により行なう請求項１〜請求
項３記載の配線パターン形成方法。