(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記溝は、前記頂部の周縁部を一周するように、前記頂部の端部に沿って該端部から一定の距離を離間して形成されていることを特徴とする請求項2に記載のインプリントモールド。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年の電子機器の小型化に伴い、リジット基板の代替として多層のフレキシブルプリント配線板が用いられることを踏まえ、配線基板と配線基板の主面表面に形成される金属配線の密着性のさらなる向上が求められている。
また製造装置の基台上に配置された樹脂にインプリントモールドの凸部を貫通させてビア用の凹部を形成する際に、ビア用の凹部の底部に樹脂残渣が生ずることがあった。樹脂残渣が生じたまま樹脂を硬化させて樹脂層を形成し、ビア用の凹部に金属を堆積させると、ビア層の端部に薄い樹脂層が存在することになる。その後、外部基板の金属層とビア層を接続すると、薄い樹脂層が金属層とビア層の間に介在するため、金属層とビア層の導通が悪くなるおそれがあった。そのため、ビア用の凹部の底部に残った樹脂残渣をアッシング等により取り除く必要があった。
【0005】
樹脂残渣を低減もしくはアッシング工程を簡略化する方法としては、インプリントモールドの凸部の頂部の表面に微小突起を設けて頂部表面を粗くするという技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に開示された技術によれば、微小突起の形状が樹脂の表面に伝播して樹脂の表面が粗くなる。その結果、アッシング工程において樹脂がプラズマに曝される表面積が大きくなるため、樹脂残渣の除去が容易になるという作用効果が得られる。
しかしながら、インプリントの際に、微小突起と外部基板が点で接触することになるため、圧力が微小突起に集中し、インプリントモールドが壊れやすくなるという問題があった。
以上より、本発明の第1の目的は、配線基板と配線基板に形成される金属配線の密着性の向上を図ることができるインプリントモールドを提供することにある。また、本発明の第2の目的は、インプリントによりビアを形成する際に転写パターンの樹脂残渣を低減でき、耐久性があるインプリントモールドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第1の態様は、基材と、所定のパターンを転写可能とする基材の主面表面に形成された凸部とを備え、凸部の頂部の周縁部の少なくとも一部に溝が設けられているインプリントモールドを要旨とする。
本発明の第2の態様は、基材と、基材上に形成されたパターン用凸部と、パターン用凸部上に形成されたビア用凸部とを備え、ビア用凸部の頂部の面積がパターン用凸部の頂部よりも狭く、パターン用凸部の頂部及びビア用凸部の頂部のそれぞれの周縁部の少なくとも一部に溝が形成されたインプリントモールドを要旨とする。
本発明の第3の態様は、溝が、頂部の周縁部を一周するように、頂部の端部に沿って端部から一定の距離を離間して形成されているインプリントモールドを要旨とする。
本発明の第4の態様は、溝が、互いに平行に複数本形成されているインプリントモールドを要旨とする。
本発明の第5の態様は、溝の長手方向に直交する断面における溝の深さ/開口径が0.1以上5以下で形成されているインプリントモールドを要旨とする。
本発明の第6の態様は、基材と、所定のパターンを転写可能とする基材の主面表面に形成された凸部とを備え、凸部の頂部の周縁部から凸部の側部に至る切り欠き部が形成されているインプリントモールドを要旨とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、インプリントモールドの凸部の頂部に溝を設けたことで、インプリントの際に溝の形状が樹脂の表面に伝播して樹脂の表面積が広がることで、アンカー効果により配線基板と配線基板に形成される金属配線の密着性が向上する。
本発明によれば、インプリントモールドの凸部の頂部周縁部に凹部を設けたことで、凸部の頂部の中央部に応力が加わりやすくなり、従来よりもビア用の凹部の底部中央に残る樹脂残渣を低減させることができる。そのため、ビア層端部の幅方向表面の中心部と外部基板の金属層とが直接接触しやすくなるため、ビア層と金属層との導通が良くなる。
本発明によれば、凸部の頂部の表面全体に渡って微小突起を設けることなく、頂部の周縁部にのみ溝を設けて頂部を平坦にしたことで、インプリントする際、凸部の頂部に加わる圧力が頂部の全体に均一に分散される。その結果、インプリントモールドが壊れにくくなるという作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】(a)は第1の実施形態にかかるインプリントモールドの斜視図、(b)は断面図である。
【
図2】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの上面図である。
【
図3】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの断面図である。
【
図4】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの製造方法における、基材上に光感光性樹脂を塗布する工程図である。
【
図5】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの製造方法における、樹脂層を形成する工程図である。
【
図6】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの製造方法における、基材に孔を形成する工程図である。
【
図7】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの製造方法における、孔を備える基材を得る工程図である。
【
図8】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの製造方法における、基材上にレジストを塗布する工程図である。
【
図9】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの製造方法における、基材上に電子線レジスト層を設ける工程図である。
【
図10】第1の実施形態にかかるインプリントモールドの製造方法における、凸部の一部に溝を形成する工程図である。
【
図11】第1の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、樹脂にインプリントモールドを押し付ける工程図である。
【
図12】第1の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、樹脂を硬化させる工程図である。
【
図13】第1の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、基材表面に凹部が形成された配線基板を得る工程図である。
【
図14】第1の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、配線基板上に金属を堆積させる工程図である。
【
図15】第1の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、余分な金属をロール研磨により除去する工程図である。
【
図16】第1の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、主面表面に配線が設けられた配線基板の完成図である。
【
図17】(a)は第2の実施形態にかかるインプリントモールドの上面図、(b)は断面図である。
【
図18】第2の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、基台上に塗布された樹脂にインプリントモールドを押し付ける工程図である。
【
図19】第2の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、加熱により樹脂を硬化させる工程図である。
【
図20】第2の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、基材上に凹部が形成された配線基板を得る工程図である。
【
図21】第2の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、配線基板を得る工程図である。
【
図22】第2の実施形態にかかるインプリントモールドを用いた配線基板の製造方法における、複数の配線基板を積層させる工程図である。
【
図23】(a)は実施形態の変形例にかかるインプリントモールドの斜視図、(b)は断面図である。
【
図24】実施形態の変形例にかかるインプリントモールドの断面図である。
【
図25】実施形態の変形例にかかるインプリントモールドの断面図である。
【
図26】実施形態の変形例にかかるインプリントモールドの断面図である。
【
図27】実施形態の変形例にかかる溝の配置パターン(二重)を示すインプリントモールドの上面図である。
【
図28】実施形態の変形例にかかる溝のパターン形状(略等間隔に配置された複数の溝)を示すインプリントモールドの上面図である。
【
図29】実施形態の変形例にかかる溝のパターン形状(互い違いに形成された複数の溝)を示すインプリントモールドの上面図である。
【
図30】実施形態の変形例にかかる溝のパターン形状(ハの字状に設けられた複数の溝)を示すインプリントモールドの上面図である。
【
図31】実施形態の変形例にかかる溝のパターン形状(波型)を示すインプリントモールドの上面図である。
【
図32】実施形態の変形例にかかる溝(一側縁部の長手方向にのみ細長い溝)の配置を示すインプリントモールドの上面図である。
【
図33】実施形態の変形例にかかる溝(短手方向にのみ細長い溝)の配置を示すインプリントモールドの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、実施形態を挙げて本発明の説明を行うが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図中同一の機能又は類似の機能を有するものについては、同一又は類似の符号を付して説明を省略する。
[第1の実施形態]
[インプリントモールド]
図1(a)に示すように、第1の実施形態にかかるインプリントモールド1は、基材2と、所定のパターンを転写可能とする基材2の主面表面に形成された凸部4とを備える。
図1(b)に示すように、インプリントモールド1は、凸部4の頂部41の周縁部42の少なくとも一部に溝45が設けられている。本実施形態では、頂部41の長手方向の両側縁近傍にそれぞれ溝45が形成されている。溝45の長手方向に直交する断面形状は、インプリントモールド1の製造が容易という観点から凹形状をしている。
【0010】
インプリントモールド1の頂部41の周縁部42に溝45を設けたことで、インプリントの際、溝45の形状が樹脂の表面に伝播して樹脂の表面積が広がる。その結果、アンカー効果により樹脂層と樹脂層の主面表面に形成される金属配線の密着性が向上する。
【0011】
具体的には、
図1(a)に示すように頂部41の長手方向の周縁部42に平行に一対の溝45を備えることが好ましい。また
図2に示すように、頂部41の周縁部42を一周するように、頂部41の端部43に沿って端部43から一定の距離を離間して溝45が形成されていることがより好ましい。
【0012】
図1(b)に示す溝45の長手方向に直交する断面における溝45の深さ(d)/幅(w)を0.1以上5以下とすることが好ましく、0.3以上1以下とすることがさらに好ましい。インプリントの際にインプリントモールド1と樹脂との離型性が向上するからである。またアンカー効果による樹脂層と樹脂層の主面表面に形成される金属配線の密着性が向上するからである。
【0013】
インプリントモールド1の材質としては、後に説明する製造工程において、マスク材とのエッチング比が維持されるものであれば特に制限されることはない。インプリントモールド1の材質としては、例えば、石英やシリコンを用いることができる。
【0014】
[インプリントモールドの製造方法]
図3に示すような、基材2上に凸部4を複数備えるインプリントモールド1の製造方法について、
図4〜
図10を参照しつつ説明する。
(イ)例えば石英からなる基材2を用意する。そして、
図4に示すように基材2上に、基材2との選択比が確保できるマスク材料、例えば光感光性樹脂103を塗布する。その後、
図5に示すようにフォトリソグラフィー法を用いて光感光性樹脂103を硬化させ、基材2上に所定の開口部3a、3b、3cを備える樹脂層3を形成する。なお、マスク材料としては光感光性樹脂103の他にも、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属などを用いることができる。
【0015】
(ロ)
図6に示すように、基材2上に設けられた樹脂層3の開口部3a、3b、3cを介してフッ素含有ガスを供給して基材2をドライエッチングする。そして、孔49a、49b、49cを形成することにより、その両脇に凸部4を形成する。その後、樹脂層3を取り除いて、
図7に示すような、孔49a…49cを備える基材2を得る。なお、基材にシリコンを使った場合、孔49a…49cのエッチングには、結晶異方性エッチング液、例えば水酸化カリウム(KOH)、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、エチレンジアミン・ピロカテコール溶液(EDP)、ヒドラジン(N
2H
4・H
2O)などを使用しても構わない。
【0016】
(ハ)
図8に示すように基材2及び凸部4の表面を覆うようにレジストを塗布してレジスト層5を形成する。レジストとしては、例えばポジ型レジスト(日本ゼオン株式会社製、製品名「ZEP520-22」)を用いることができる。その後、
図9に示すように電子線リソグラフィー法を用いて、凸部4の溝45が形成される箇所に対応するレジスト層5の一部に開口部5a…5hを形成する。
【0017】
(ニ)
図10に示すように、レジスト層5の開口部5a…5hを介してフッ素含有ガスを供給して凸部4の一部をドライエッチングして溝45を形成する。その後レジスト層5を除去する。以上により
図3に示すインプリントモールド1が製造される。
【0018】
[配線板の製造方法]
図3のインプリントモールド1を用いた配線板の製造方法について
図11〜
図16を参照しつつ説明する。
(イ)
図11に示すように基台10上に配置され加熱して軟化させた樹脂108にインプリントモールド1を押し付ける。樹脂108としては熱可塑性ポリイミドを用いることができる。その後、
図12に示すように冷却することにより樹脂108を硬化させる。そして、インプリントモールド1を取り外すことで、
図13に示すような、樹脂108が硬化した基材82の表面に凹部83が形成された配線基板8が得られる。凹部83の両脇に凸部84が形成され、また凹部83の底部81の一部に断面凸形状の突起85が形成されている。
【0019】
(ロ)
図14に示すように、配線基板8上に凹部83が埋まるように金属109を堆積させる。例えば、無電解メッキにより銅(Cu)シード層を形成した後、電解メッキにより銅(Cu)を析出させる。その後、
図15に示すように、凸部84の表面と金属109の表面が、同一面になるように、余分な金属109をロール研磨により除去して配線9を形成する。ロール研磨の他にも、例えば硫酸や過酸化水素を用いたエッチングによって余分な金属109を取り除いても構わない。基台10を取り外すことで、
図16に示すような、主面表面に配線9が設けられた配線基板8が得られる。
【0020】
配線板の製造方法によれば、インプリントモールドの凸部4の頂部に溝45を設けたことで、インプリントの際に溝45の形状が樹脂108の表面に伝播して樹脂108の表面積が広がることで、アンカー効果により配線基板8と配線9との接触面積が増加する。そのため、配線基板8から配線9(金属)が剥離しづらくなるという作用効果が得られる。
【0021】
配線基板8と配線9の底面の接触面積を広げ、配線基板8と配線9の接着強度を向上することが求められる用途としては、特に制限はないが、例えば基材としてポリイミド等を用いたフレキシブル配線基板が挙げられる。
【0022】
[第2の実施形態]
[インプリントモールド]
第1の実施形態にかかるインプリントモールド1は、凸部4を一段としたが、段数に制限なく、上述のインプリントモールド1の製造工程を繰り返して多段式にしても構わない。第1の実施形態との相違点を中心に説明する。第2の実施形態として、例えば
図17(b)に示すように、基材2Aと、基材2A上に形成されたパターン用凸部4Aと、パターン用凸部4A上に形成されたビア用凸部6とを備え、ビア用凸部6の頂部61の面積がパターン用凸部4Aの頂部41Aよりも狭いインプリントモールド1Aとしてもよい。パターン用凸部の頂部41Aの周縁部には断面Vの字状の溝45A,ビア用頂部61の周縁部には断面Vの字状の溝65がそれぞれ形成されている。
ビア用凸部6の頂部61の形状は多角形に限定されることはないので、
図17(a)に示すように、ビア用凸部の頂部61を円状とし、ビア用凸部の頂部61の周縁部に円状の溝65を形成してもよい。
【0023】
[多層配線板の製造方法]
インプリントモールド1Aによれば、以下の工程により多層配線基板38が製造される。まず(イ)
図18に示すように、基台10上に配置され加熱して軟化させた樹脂108にインプリントモールド1Aを押し付ける。その後、
図19に示すように冷却することにより樹脂を硬化させる。そして、インプリントモールド1Aを取り外す。すると
図20に示すような、基材82Aの表面にビア用凹部86Aと配線用凹部83Aが形成された配線基板8A
1が得られる。インプリントモールド1Aの溝45Aの形状が伝播されるようにして、凹部83Aの底部81Aの一部に突起85Aが形成される。その後、配線基板8A
1上にビア用凹部86Aと配線用凹部83Aが埋まるように金属109を堆積させ、余分な金属109を除去して配線9Aを形成する。
(ロ)そして基台10を外すことで、
図21に示すような、配線基板8A
1が得られる。
(ハ)得られた配線基板8A
1、8A
2、8A
3を複数積層させることで、
図22に示すような多層配線基板38が製造される。
【0024】
一般にビア用凹部を形成する際、インプリントモールドの凸部の頂部の周縁部に面内圧力が集中するため、樹脂残渣の厚みは、頂部の中心部に対応する部分は厚く、周縁部に対応する部分は薄くなる傾向がある。ところが、第2の実施形態によれば、インプリントの際に圧力が加わりやすいインプリントモールド1Aのビア用凸部6のビア用頂部61の周縁部に溝65を設けたことで、頂部の中心部に残る樹脂残渣を低減させることができる。そのため、樹脂残渣の厚みは、頂部61の中心部に対応する部分が薄く、周縁部に対応する部分が厚くなる。その結果、ビア層端部の幅方向の中心部と金属層とが薄い樹脂層を介在させることなく直接接触しやすくなるため、ビア層と金属層との導通が良くなる。
【0025】
インプリントモールド1Aのビア用凸部6のビア用頂部61の溝65の形状が樹脂の表面に伝播して樹脂の表面積が広がる。そのため、仮にアッシングを行った際には、樹脂がプラズマに曝される表面積が広がることで樹脂残渣の除去が容易になるという作用効果が得られる。なお、樹脂残渣が十分に少なく、ビア層と金属層との導通が確保されるのであれば、アッシング工程は必須の工程ではなく任意の工程である。
【0026】
一般にビア用凸部のビア用頂部の表面全体に渡って微小突起を設けて頂部表面を粗くした場合、樹脂にインプリントモールドを押し付けてインプリントする際、微小突起と樹脂が点で接触する。そのため、圧力が微小突起に集中するので、微小突起が破損しやすい。ところが、ビア用頂部61の周縁部に溝65を設け、頂部61を平坦にすることで、インプリントする際、ビア用頂部61に加わる圧力がビア用頂部61の全体に均一に分散される。その結果、インプリントモールド1Aが壊れにくくなる。
【0027】
(他の実施形態)
上記のように、本発明は第1、第2の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
第1の実施形態にかかるインプリントモールド1では、凸部4の頂部41の周縁部42に溝45を設けた。その他にも、端部43を切り欠く構成としても構わない。
図23(a)に示す実施形態の変形例にかかるインプリントモールド1Bは、基材2Bと、所定のパターンを転写可能とする基材2Bの主面表面に形成された凸部4Bとを備える。凸部4Bの頂部41Bの周縁部から凸部4Bの側部に至る切り欠き部46Bが形成されている。これによりインプリントモールド1Bの成形が容易になるという効果が得られる。
第1の実施形態における基材2のエッチングにおいては、基材2とマスク材のエッチング選択比を高くした。しかし、基材2とマスク材のエッチング選択比を低くし、エッチング側壁に側壁保護膜(CF系ポリマー)が形成される異方性エッチング条件とすることで
図23(a)(b)に示すようなインプリントモールド1Bが製造される。インプリントモールド1Bは、例えば、基材2Bとしてシリコンを用い、マスク材としてシリコンとのエッチング選択比が5程度のポジ型レジスト(東京応化製、製品名「OFPR-800」等)を用い、ドライエッチングガス(SF
6+C
4F
8+O
2)を供給するという条件で、上述の製造方法に準じて製造することができる。1工程で凸部4Bと切り欠き部46Bを形成できるという作用効果を奏する。
【0028】
図1(b)の溝45の断面形状は、長方形状に限らず、他の形状としても構わない。例えば
図24に示すようにVの字状の溝45Cとしてもよい。Vの字状とすることで、
図13に示す配線基板8の凹部83の底部81に形成される突起85の断面形状が三角形状となる。その結果、突起85の断面積が軽減することで配線9のインピーダンスを抑えることができるという効果が得られる。また
図25に示すようにUの字状の溝45Dとしてもよい。Uの字状とすることで、突起85の断面積が軽減されることで配線のインピーダンスが抑えられることに加え、鋭角部がなくなることで、配線9に加わる応力を緩和できるという効果が得られる。特に基材としてポリイミド等を用いたフレキシブル配線基板を製造する場合に効果的である。また
図26に示すように端部43Eから切り込まれたVの字状の溝45Eとしてもよい。
【0029】
配線基板8と配線9の接着強度を向上する観点からは、頂部41に形成される溝45のパターン形状を以下のようにしてもよい。例えば
図27に示すように、溝45の内側に、溝45と相似形の溝48を形成してもよい。また、
図28に示すように凸部4の頂部41の両側縁部に、長手方向に沿って長方形状をなす複数の溝が略等間隔に配置された溝45Fを形成してもよい。その際、
図29に示すように互い違いに形成された溝45Gとしてもよいし、
図30に示すように「ハ」の字状の構成単位からなる溝を複数連続して配置した溝45Hとしてもよい。さらに
図31に示すように凸部4の頂部41の両側縁部に長辺方向に沿って連続する波型の溝45Iを形成してもよい。
図27〜
図31に示すパターンを組み合わせた形状としてもよい。
【0030】
また第1の実施形態においては、頂部41の周縁部42を一周するように、溝45を備えることとした。しかし、インプリントモールド1を樹脂に押し当てた際の圧力がかかる面内傾向によっては、例えば
図32に示すように頂部41の一側縁部の長手方向にのみ細長い溝45Jを設けてもよいし、また
図33に示すように短手方向にのみ細長い溝45Kを設けても構わない。
【0031】
なお、
図27から
図33に示されるそれぞれの溝48、45F…45Kの断面形状は、特に制限されず、
図1(b)に示すように長方形状でもよいし、
図24に示すようなV字状もしくは
図25に示すようなUの字状でも構わない。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。