JP2007243181A - インプリンティングによる基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属薄膜層を用いてインプリンティングモールドと樹脂層間の離型性を付与しながら、めっきによる導電層の形成に有利な基板の製造方法及びこの方法により製造された基板を提供する。
【解決手段】本発明は、（ａ）樹脂層の上部に金属薄膜層を積層する段階と、（ｂ）上記樹脂層と上記金属薄膜層を配線パターンに応ずるパターンを有する面を含むインプリンティングモールド（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ ｍｏｌｄ）で加圧する段階と、（ｃ）上記樹脂層を構成する樹脂を硬化させる段階と、（ｄ）上記樹脂層及び上記金属薄膜層から上記インプリンティングモールドを除去する段階と、を含むインプリンティングによる基板の製造方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板の製造方法に関するもので、特にインプリンティング方法による基板の製造方法に関する。

電子製品の薄膜、軽量、多機能化の趨勢により、これに用いられる基板も微細パターン化、小型化、高密度化及びパッケージ化が同時に要求されている。したがって信号処理能力が優れた回路を狭い面積で具現するためのさまざまな研究が行われている。

そのうち、極めて微細な配線を形成するために配線パターンに応ずるスタンプで基板上にパターンを圧着して転写する方式であるインプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）により配線パターンを形成する方法が試みされている。

このようなインプリンティングによる基板の製造において、量産性を高めるためには大面積のインプリンティングができなければならないが、これのためにはインプリンティングモールドと基板間の離型性の問題が必ず解決されるべきである。すなわち、従来のインプリンティング工程での金属性インプリンティングモールドを用いて基板上の樹脂層に熱圧着をする場合、モールド上のパターンチャンネルに樹脂が拘束されて完璧なパターンを転写するのに困難であった。このような離型分量の問題を解決するために多様な努力が試みされているが、例えば、インプリンティングモールド上に離型剤を塗布したり、または表面エネルギーが低い物質でコーティングする方法、インプリンティングモールドの材料自体を表面エネルギーの低い材料を用いて製造する方法、インプリンティングされる樹脂層に離型剤を塗布するか、または樹脂層自体に離型剤や離型される物質を混合する方法などが提示されている。しかし、このような従来の方式によっても耐久性を有しながら完璧に離型性を付与することには限界がある。

本発明は、金属薄膜層を用いてインプリンティングモールドと樹脂層間の離型性を付与しながら、めっきによる導電層形成に有利な基板の製造方法及びこの方法により製造される基板を提供する。

本発明の一実施形態によれば、（ａ）樹脂層の上部に金属薄膜層を積層する段階と、（ｂ）上記樹脂層と上記金属薄膜層を配線パターンに応ずるパターンを有する面を含むインプリンティングモールド（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ ｍｏｌｄ）に加圧する段階と、（ｃ）上記樹脂層を構成する樹脂を硬化させる段階と、（ｄ）上記樹脂層及び上記金属薄膜層から上記インプリンティングモールドを除去する段階と、を含むインプリンティングによる基板の製造方法が提供される。

ここで、樹脂層は、熱硬化性樹脂を含む層であることができ、好ましい実施例によればこの熱硬化性樹脂はエポキシであってよい。

ここで上記金属薄膜層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）及びこれらの合金の中の少なくとも一つを含むことができるし、上記金属薄膜層の厚みが０．１ないし１００μｍであることができる。

またここで、上記段階（ａ）は、上記熱効果樹脂が熱流れ性を有して上記金属薄膜層と結合することができる温度で行われるが、好ましい実施例によれば６０ないし １２０℃で行われる。またここで、上記段階（ｃ）は８０ないし２５０℃で行われることができる。

またここで、（ｅ）上記金属薄膜層に転写された上記配線パターン中の陰刻部に導電層を形成する段階と、（ｆ）上記樹脂層の高さに相当するように上記導電層と上記金属薄膜層を除去する段階と、をさらに含むことができる。ここで、上記段階（ｅ）の導電層は電解めっきにより形成されることができる。

本発明の別の実施形態によれば、上述したインプリンティングによる基板の製造方法により製造される基板が提供される。ここで、基板は、幅が５０ｎｍないし１５μｍである導電性配線を含むことができる。

本発明は、金属薄膜層を用いてインプリンティングモールドと樹脂層間の離型性を付与しながら、めっきによる導電層形成に有利な基板の製造方法及びこの方法により製造される基板を提供する。

以下、本発明によるインプリンティングによる基板の製造方法の好ましい実施例を添付図面を参照して詳しく説明する。本発明の製造方法を説明することに先立って、先ずインプリンティング方式の種類に対して簡単に説明する。

インプリンティング方式は、材料の特性に応じて熱可塑性、または熱硬化性材料を用いるホットエンボシング（ｈｏｔ ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）方式と光硬化性材料を用いるＵＶ方式がある。ホットエンボシング方式は、３次元パターンが具現されているインプリンティングモールド、またはスタンプ（ｔｏｏｌ ｆｏｉｌ）を熱可塑性または熱硬化性樹脂が積層されている基材に熱圧着する。その後、熱硬化性樹脂が完全に固形化、または硬化されるとこのインプリンティングモールドまたはスタンプを除去することでモールド上に３次元パターンを熱可塑性または熱硬化性材料に転写する方式である。また、ＵＶ方式は、３次元パターンが具現されている透明なインプリンティングモールド、またはスタンプ（ｔｏｏｌ ｆｏｉｌ）を光硬化材料が塗布されている基材に圧着させて光硬化材料がインプリンティングモールドまたはスタンプに完全に入り込むようにした後、ＵＶを照射して光硬化を誘導した後、離型することでモールドなどの ３次元パターンを光硬化材料に転写する方式を言う。

図１は、本発明の好ましい一実施例による基板の製造方法を示す図面である。図１を参照すると、インプリンティングモールド３０１、離型層３０２、金属薄膜層３０３、樹脂層３０５、下部基材３０７、導電層３０９が示されている。

本発明のインプリンティングによる基板の製造方法は、（ａ）樹脂層３０５の上部に金属薄膜層３０３を積層する段階と、（ｂ）樹脂層３０５と金属薄膜層３０３を配線パターンに応ずるパターンを有する面を含むインプリンティングモールド３０１で加圧する段階と、（ｃ）上記樹脂層３０５を構成する樹脂を硬化させる段階と、（ｄ）樹脂層３０５及び金属薄膜層３０３から上記インプリンティングモールド３０１を除去する段階と、（ｅ）上記金属薄膜層３０３に転写された上記配線パターンの中の陰刻部に導電層３０９を形成する段階と、及び（ｆ）上記樹脂層３０５の高さに相当するように上記導電層３０９と上記金属薄膜層３０３を除去する段階と、を含む。下記で、各段階を順次に説明する。ここで陰刻部とは、パターンから樹脂層の高さを基準として下がった部位を言うが、一般的にアディティブまたはセミアディティブ方式での金属が充填される部分に該当する。

段階（ａ）は、樹脂層の上部に金属薄膜層を積層する段階である。ここで、樹脂層としては熱硬化性樹脂が好ましいが、基板に用いられる熱硬化性樹脂であれば制限なしに用いられることができる。本発明の好ましい実施例によれば、エポキシ樹脂または改質されたエポキシ樹脂を用いることができる。このエポキシ樹脂は一つの種類で構成されることはあまりなく、要求される熱的、機械的、電気的特性に応じて多様な種類のエポキシ樹脂を混合して用いるし、難燃性や寸法安定性などのために多様な添加剤を含むことができ、改質して用いることもできる。

金属薄膜層としては、基板の導電性材料や無電解めっき、または電解めっきにより形成され得るめっき層に含まれる金属であればその種類の制限なしに用いられることができる。これは単一な金属であることもでき、合金であることもできるし、同一または異なり金属からなる多層薄膜であることもできる。好ましい実施例によれば、本発明の金属薄膜層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ） 及びこれらの合金からなる群から選択される一つ以上の金属であって、好ましくは銅アルミニウムまたはニッケルである。この金属薄膜層の厚みは、インプリンティングモールドにより配線パターンが転写されて、めっき導電層をさらに積層するのに適する０．１ないし１００μｍであることが好ましいが、これより厚いと後工程での樹脂層上に積層された余剰金属薄膜層を除去することが不便であり、効率的な側面で好ましくない。

この段階で、金属薄膜層と樹脂層が結合するのに適するように一定した温度で工程を行うことが好ましい。これは樹脂層を構成する樹脂のガラス転移温度まで昇温させる必要はないが、この樹脂層がある程度の熱流れ性を有していて金属薄膜層が積層された時密着されるようにすることが好ましい。これは、後工程であるインプリンティング時配線パターンの転写が正確に行われるためには金属薄膜層と樹脂層が相互分離されて平面上に相互位置ずれが発生しないようにするためである。このような樹脂層の条件に合わせるために、例えばエポキシ樹脂の場合５０ないし１２０℃で段階（ａ）を行うことが好ましい。

段階（ｂ）では、樹脂層３０５と金属薄膜層３０３を配線パターンに応ずるパターンを有する面を含むインプリンティングモールド３０１（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ ｍｏｌｄ）で加圧する段階である。この段階は当該技術分野の通常的な範囲内で行われることができるし、加圧条件やインプリンティングモールドの条件に特別に制限されない。このインプリンティングモールドの配線パターンに応ずる面は、離型層をさらに含んで、樹脂層との離型性をさらに良くすることができる。本発明の好ましい実施例によれば、この離型層はフッ素やケイ素またはこれらの混合物を含む層であることができる。ここで、配線パターンに応ずるパターンとは、所望する配線の形状に対して陰刻と陽刻が逆転されたパターンを言う。

段階（ｃ）は、上記樹脂層３０５を構成する樹脂を硬化させる段階である。樹脂の硬化のために熱を加えるが、これは用いられた樹脂に応ずる温度を加えれば良い。例えば、エポキシ樹脂の場合８０ないし２５０℃で基板を処理して樹脂層を硬化させることができる。このような基板の硬化は通常的な条件で行われることができる。

段階（ｄ）は、配線パターンの転写が完了されて樹脂層３０５及び金属薄膜層３０３から上記インプリンティングモールド３０１を除去する段階であり、段階（ｅ）は、上記金属薄膜層３０３に転写された上記配線パターンの中の陰刻部に導電層３０９を形成する段階である。段階（ｅ）は、従来のアディティブ方式、またはセミアディティブ方式によりめっきで導電層を形成する段階に該当することであって、既に金属薄膜層が形成されていて無電解めっきのような段階は略することができるので簡略化された方法によりめっきすることができるという長所がある。ここで、導電層３０９は電解めっきにより形成されることができるが、具体的な電解めっき方法は通常的なめっき浴の条件で行われることができる。好ましくは、銅めっき浴を用いて銅めっき層を形成することである。このようなめっき条件としてこれに限定されることではないが、例えば、下記の表で示したシアン化銅めっきの組成と工程条件を用いれば本発明の銅めっき層を形成することができる。ここで、銅の代りに金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）及びこれらの合金の中の少なくとも一つを含むシアン化カリウムを含ませれば各金属を含む導電層を形成することができる。

段階（ｆ）は、上記樹脂層３０５の高さに応ずるように上記導電層３０９と上記金属薄膜層３０３を除去する段階である。これは、多層基板の形成のために絶縁層が積層されるためにはめっきに寄与しなかった不必要なニッケル層と余剰めっき層を除去する段階である。この層を除去する方法は、物理的、または化学的エッチングにより行われることができるし、通常的な導電層のエッチング方法が制限なしに用いられることができる。

図２は、本発明の好ましい一実施例による基板を示す図面である。図２を参照すると、本発明の基板は上述の方法により製造されたものであって、下部基材３０７の上に樹脂層３０５と配線パターンに該当する金属薄膜層３０３を含み、金属薄膜層上には導電層３０９が充填されている。上述の製造方法により形成された配線は、従来のサブトラクティブ（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）、アディティブ（ａｄｄｉｔｉｖｅ）またはセミアディティブ（ｓｅｍｉ−ａｄｄｉｔｉｖｅ）方式に比してさらに微細な配線幅を形成することができる。好ましい実施例によれば、本発明の基板は５０ｎｍないし１５μｍの幅を有する配線を含むことができる。

以上で、インプリンティングによる基板の製造方法を説明したが、ここに記載されていないが当業者がインプリンティング工程を行うのに通常的な範囲内で適用する前処理過程や後処理過程が付加され得ることは勿論である。上述したようにインプリンティングにより配線パターンが形成された基板は、通常的な範囲内で積層して多層基板を形成することができる。

は本発明の好ましい一実施例による基板の製造方法を示す図面である。 本発明の好ましい一実施例による基板を示す図面である。

符号の説明

３０１ インプリンティングモールド
３０２ 離型層
３０３ 金属薄膜層
３０５ 樹脂層
３０７ 下部基材
３０９ 導電層

Claims (12)

1. （ａ）樹脂層の上部に金属薄膜層を積層する段階と、
   （ｂ）前記樹脂層と前記金属薄膜層を配線パターンに応ずるパターンを有する面を含むインプリンティングモールド（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ ｍｏｌｄ）で加圧する段階と、
   （ｃ）前記樹脂層を構成する樹脂を硬化させる段階と、
   （ｄ）前記樹脂層及び前記金属薄膜層から前記インプリンティングモールドを除去する段階と、を含むインプリンティングによる基板の製造方法。
2. 前記樹脂層は熱硬化性樹脂を含む層である請求項１に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
3. 前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂である請求項２に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
4. 前記金属薄膜層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）及びこれらの合金の中の少なくとも一つを含む請求項１に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
5. 前記金属薄膜層の厚みが０．１ないし１００μｍである請求項１に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
6. 前記段階（ａ）は、前記熱硬化樹脂が熱流れ性を有して前記金属薄膜層と結合することができる温度で行われる請求項２に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
7. 前記段階（ａ）は、６０ないし１２０℃で行われる請求項６に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
8. 前記段階（ｃ）は、８０ないし２５０℃で行われる請求項２に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
9. （ｅ）前記金属薄膜層に転写された前記配線パターンの中の陰刻部に導電層を形成する段階と、
   （ｆ）前記樹脂層の高さに相当するように前記導電層と前記金属薄膜層を除去する段階と、をさらに含む請求項１に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
10. 前記段階（ｅ）の導電層が、電解めっきにより形成される請求項９に記載のインプリンティングによる基板の製造方法。
11. 請求項１ないし１０に記載のインプリンティングによる基板の製造方法により製造される基板。
12. 幅が５０ｎｍないし１５μｍである導電性配線を含む請求項１１に記載の基板。