JP2005272961A - Conductive pattern material, metal particulate pattern material, and method for forming pattern - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性パターン材料及び金属微粒子パターン材料、及び、それらのパターン形成方法に関し、詳細には、基材上に銀、銅などの金属薄膜や金属微粒子領域を形成してなる、電気配線材料、電磁波防止膜、磁性膜などに有用な、高密度で、耐久性及び生産性に優れる、導電性パターン材料、金属微粒子パターン材料及びそれらのパターン形成方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive pattern material, a metal fine particle pattern material, and a pattern forming method thereof, and more specifically, an electrical wiring formed by forming a metal thin film such as silver or copper or a metal fine particle region on a base material. The present invention relates to a conductive pattern material, a metal fine particle pattern material, and a pattern forming method thereof that are useful for materials, electromagnetic wave prevention films, magnetic films and the like, have high density, and are excellent in durability and productivity.
従来、種々の導電性パターン材料が配線基板の形成などに使用されている。これらの代表的なものは、絶縁体上に真空蒸着などの公知の方法により形成された薄膜の導電性材料を設け、それをレジスト処理し、パターン露光により予め作成したレジストの一部を除去し、その後、エッチング処理を行なって所望のパターンを形成するものであり、少なくとも4つの工程を必要とし、ウエットエッチング処理を行う場合には、その廃液の処理工程も必要となるため、複雑な工程をとらざるをえなかった(例えば、特許文献1参照。)。
また、他のパターン形成方法としては、フォトレジストを用いた導電性パターン材料なども知られている。この方法は、フォトレジストポリマーを塗布したり、ドライフィルム上のフォトレジストを貼付した基材を、任意のフォトマスクを介してUV露光し、格子状などのパターンを形成する方法であり、高い導電性を必要とする電磁波シールドの形成に有用である。
近年、マイクロマシンの開発の進行や超LSIの一層の小型化に伴い、これらの配線構造もナノ単位の微細なものを要求されるようになってきており、従来の金属エッチングでは微細化に限界があり、また、細線部の加工中の断線なども懸念される。
Conventionally, various conductive pattern materials have been used for forming a wiring board. A typical example of these is that a thin film conductive material formed by a known method such as vacuum deposition is provided on an insulator, which is subjected to resist treatment, and a part of the resist prepared in advance is removed by pattern exposure. Then, an etching process is performed to form a desired pattern, and at least four processes are required. When wet etching is performed, a waste liquid processing process is also required. It must be taken (see, for example, Patent Document 1).
As another pattern forming method, a conductive pattern material using a photoresist is also known. This method is a method in which a substrate coated with a photoresist polymer or a photoresist on a dry film is exposed to UV through an arbitrary photomask to form a pattern such as a lattice. It is useful for forming an electromagnetic wave shield that requires high performance.
In recent years, with the progress of micromachine development and the further miniaturization of VLSI, these wiring structures have been required to be fine in nano units, and there is a limit to miniaturization in conventional metal etching. There is also concern about disconnection during processing of the thin wire portion.
また、このような連続的な金属薄膜のみならず、特定の領域に選択的に金属微粒子を吸着させてなる金属微粒子パターンも注目されている。
近年、高度情報化社会の発展に伴って、電子機器の発展にはめざましいものがあるが、特に、高度情報化社会の発展を支えているコンピュータ技術の発展には、半導体LSIの高集積化はもちろんのこと、磁気ディスクの高記録密度化も大きな要因を占めている。磁気ディスクの高記録密度化には、磁気特性媒体層の極少欠陥化、高い平滑性が求められている。これらの目的に対し、現在では、基材表面に磁気特性を有する金属微粒子が分散した膜が利用されており、更にはその金属微粒子をパターン化することで記録容量が上がることが知られている。即ち、金属微粒子吸着領域をパターン状に設けることもまた重要性を増しているが、このような記録密度の向上に即応する微細な金属微粒子パターン形成も、前記金属薄膜パターンと同様の問題を有しており、微細で解像度の高い金属微粒子パターンを形成することも困難であった。
In recent years, along with the development of an advanced information society, there has been a remarkable increase in the development of electronic devices. In particular, in the development of computer technology that supports the development of an advanced information society, high integration of semiconductor LSIs is Of course, increasing the recording density of magnetic disks is also a major factor. In order to increase the recording density of a magnetic disk, it is required that the magnetic property medium layer has a minimal defect and a high smoothness. For these purposes, currently, a film in which metal fine particles having magnetic properties are dispersed on the surface of a substrate is used, and it is further known that recording capacity can be increased by patterning the metal fine particles. . That is, it is also important to provide the metal fine particle adsorption region in a pattern, but the formation of fine metal fine particle patterns that can respond to the improvement in recording density has the same problem as the metal thin film pattern. Therefore, it is difficult to form a fine metal particle pattern with high resolution.
上記従来の技術の欠点を考慮してなされた本発明の目的は、微細で解像度の高いパターン状に導電性の高い領域を形成してなる、応用範囲の広い導電性パターン材料及び導電性パターン形成方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、電磁波シールドの如く、高い導電性と微細で解像度の高い任意のパターン形成を必要とする材料の形成に適する導電性パターン材料及び導電性パターン形成方法を提供することにある。
また、本発明のさらなる目的は、金属微粒子が高密度に分散され、その密着性及び耐久性に優れる金属微粒子分散層が微細で解像度の高い所望のパターン状に形成された金属微粒子吸着層を有する薄膜を提供することにあり、さらに、上記特性を有する金属微粒子パターンを、生産性が高く、簡易な工程により作製可能である金属微粒子パターンの作成方法を提供することにある。
The object of the present invention, which has been made in consideration of the above-mentioned disadvantages of the prior art, is to form a conductive pattern material and a conductive pattern having a wide range of applications, by forming a highly conductive region in a fine pattern with high resolution. It is to provide a method. In addition, another object of the present invention is to provide a conductive pattern material and a conductive pattern forming method suitable for forming a material that requires high conductivity and a fine and high resolution pattern formation such as an electromagnetic wave shield. There is.
Another object of the present invention is to have a metal fine particle adsorption layer in which metal fine particles are dispersed in high density, and the metal fine particle dispersed layer having excellent adhesion and durability is formed in a desired pattern with a fine and high resolution. The object is to provide a thin film, and furthermore, to provide a method for producing a metal fine particle pattern having high productivity and capable of producing a metal fine particle pattern having the above-described characteristics by a simple process.
本発明者等は、鋭意検討した結果、特定の光開裂部位を含む連結部を介して、基材表面に共有結合により直接結合したグラフトポリマーを応用して基板表面に形成されたグラフトポリマー鎖の存在領域に金属イオン又は金属塩を付与した後、かかる金属イオン又は金属塩中の金属イオンを還元するという単純なプロセスで、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have applied graft polymers that are directly bonded to the substrate surface through covalent bonds via a linking portion that includes a specific photocleavage site. The present invention has been completed by finding that the above object can be achieved by a simple process of applying a metal ion or metal salt to an existing region and then reducing the metal ion or metal ion in the metal salt. .
すなわち、本発明の導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターン材料は、基材表面に、光開裂しうる部位を介して、片末端で共有結合により直接結合してなるグラフトポリマー鎖を有する表面グラフト材料を露光し、露光領域において、光開裂しうる部位を開裂させ、表面のグラフトポリマー鎖を除去してグラフトポリマー鎖の存在領域/不存在領域を形成させた後、該グラフトポリマー鎖の存在領域に金属イオン又は金属塩を付与し、該金属イオン又は該金属塩中の金属イオンを還元させて金属を析出させ、さらに所望により加熱して、金属薄膜を形成するか、又は、前記還元により金属微粒子を析出させ、金属微粒子吸着領域を形成してなることを特徴とする。 That is, the conductive pattern material and the metal fine particle pattern material of the present invention have a surface graft having a graft polymer chain that is directly bonded by covalent bond at one end to a substrate surface through a site that can be photocleavable. After exposing the material, cleaving the photocleavable site in the exposed area, removing the graft polymer chain on the surface to form the existing area / absent area of the graft polymer chain, and then the existing area of the graft polymer chain A metal ion or a metal salt is added to the metal ion, the metal ion in the metal salt or the metal ion in the metal salt is reduced to precipitate a metal, and further heated as desired to form a metal thin film, or the metal by the reduction It is characterized by depositing fine particles to form a metal fine particle adsorption region.
本発明の導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターン材料に好適に適用される、基板表面にグラフトポリマー鎖の存在領域からなるパターンを形成させる方法(パターン形成方法)としては、以下に示す方法が挙げられる。
即ち、本発明に係るグラフトパターン形成方法は、光開裂しうる部位を介して、片末端で共有結合により直接結合してなるグラフトポリマー鎖を有する表面グラフト材料を露光し、露光領域において、光開裂しうる部位を開裂させ、グラフトポリマー鎖を除去することで、グラフトポリマー鎖の存在領域/不存在領域を形成する方法であり、この方法によれば、画像様露光の精度に従って任意の高解像度パターンを形成することが可能である。このグラフトポリマー鎖の存在領域のパターンに従って金属薄膜又は金属微粒子吸着領域が形成される。
As a method (pattern formation method) for forming a pattern comprising a graft polymer chain existing region on a substrate surface, which is preferably applied to the conductive pattern material and the metal fine particle pattern material of the present invention, the following method is used. Can be mentioned.
That is, the graft pattern forming method according to the present invention exposes a surface graft material having a graft polymer chain formed by covalent bonding at one end through a site that can be photocleavable, and photocleavage in the exposed region. This is a method of forming a graft polymer chain existing region / absent region by cleaving a possible site and removing the graft polymer chain. According to this method, an arbitrary high-resolution pattern is formed according to the accuracy of imagewise exposure. Can be formed. A metal thin film or metal fine particle adsorption region is formed according to the pattern of the region where the graft polymer chain exists.
本発明の導電性パターン形成方法、及び、金属微粒子パターン材料は、基板表面に前記の方法によりグラフトポリマー鎖の存在領域からなるパターンを形成させる工程と、形成されたグラフトポリマー鎖の存在領域に金属イオン又は金属塩を付与する工程と、該金属イオン又は該金属塩中の金属イオンを還元させて金属薄膜又は金属微粒子のいずれかの形態で金属を析出させて金属薄膜又は金属微粒子の吸着領域を形成する工程と、を有する。ここで、導電性パターンを形成するにあたっては、金属イオンの還元工程の後に、100〜400℃の温度範囲での加熱工程を有していてもよい。 The conductive pattern forming method and the metal fine particle pattern material of the present invention include a step of forming a pattern composed of a graft polymer chain existing region on the substrate surface by the above-mentioned method, and a metal in the formed graft polymer chain existing region. A step of applying ions or a metal salt, and reducing the metal ions or metal ions in the metal salt to deposit a metal in the form of either a metal thin film or a metal fine particle, thereby providing an adsorption region for the metal thin film or the metal fine particle. Forming. Here, when forming a conductive pattern, you may have the heating process in the temperature range of 100-400 degreeC after the reduction | restoration process of a metal ion.
また、本発明の別の態様として、基材表面に、無電解メッキ触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有し、光開裂しうる部位を介して、片末端で共有結合により直接結合してなるグラフトポリマー鎖を有する表面グラフト材料を露光し、露光領域において、光開裂しうる部位を開裂させ、グラフトポリマー鎖を除去してグラフトポリマー鎖の存在領域/不存在領域を形成させた後、無電解メッキ触媒またはその前駆体受容性領域に無電解メッキ触媒またはその前駆体を付与し、その後、無電解メッキを行って金属薄膜を形成してなる導電性パターン材料が挙げられる。
また、このような導電性パターンを簡易に形成する方法として、基材表面に、無電解メッキ触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有し、光開裂しうる部位を介して、片末端で共有結合により直接結合してなるグラフトポリマー鎖を有する表面グラフト材料を露光し、露光領域において、光開裂しうる部位を開裂させ、グラフトポリマー鎖を除去してグラフトポリマー鎖の存在領域/不存在領域を形成させる工程と、無電解メッキ触媒またはその前駆体受容性領域であるグラフトポリマー鎖存在領域に無電解メッキ触媒またはその前駆体を付与する工程と、無電解メッキを行って金属薄膜を形成する工程と、を有する導電性パターン形成方法が挙げられる。
As another aspect of the present invention, the substrate surface has a functional group that interacts with the electroless plating catalyst or its precursor, and is directly bonded by covalent bond at one end via a site that can be photocleavable. After the surface graft material having the graft polymer chain is exposed, the photocleavable site is cleaved in the exposed region, and the graft polymer chain is removed to form the existing region / absent region of the graft polymer chain. An electroless plating catalyst or a precursor pattern thereof is provided with an electroless plating catalyst or a precursor thereof, and then electroless plating is performed to form a metal thin film.
In addition, as a method for easily forming such a conductive pattern, the substrate surface has a functional group that interacts with an electroless plating catalyst or a precursor thereof, and is capable of photocleavage at one end. The surface graft material having a graft polymer chain directly bonded by a covalent bond is exposed, and in the exposed area, the photocleavable site is cleaved, and the graft polymer chain is removed to thereby present / not present the graft polymer chain. A step of forming a region, a step of applying an electroless plating catalyst or a precursor thereof to a region where a graft polymer chain is present as an electroless plating catalyst or a precursor receiving region thereof, and electroless plating to form a metal thin film And a step of forming a conductive pattern.
本発明においては、前記光開裂部位を有する特定の表面グラフト材料を用いており、露光した領域においてグラフトポリマー鎖が除去され、グラフトポリマー鎖が存在する領域が金属薄膜や金属微粒子の吸着領域となるため、デジタルデータに基づく走査露光や所定のマスクパターンを用いたパターン露光により高解像度の金属(微粒子)吸着パターンを得ることができる。 In the present invention, the specific surface graft material having the photocleavage site is used, the graft polymer chain is removed in the exposed region, and the region where the graft polymer chain is present becomes the adsorption region for the metal thin film or metal fine particles. Therefore, a high-resolution metal (fine particle) adsorption pattern can be obtained by scanning exposure based on digital data or pattern exposure using a predetermined mask pattern.
前記表面グラフト材料では、グラフトポリマー鎖は、その末端で、光開裂部位を有する構造を介して直接又は幹高分子化合物を介して支持体に結合しており、このようにして基材(支持体)に直接結合してなるグラフトポリマー鎖の存在領域には、金属イオン又は金属塩が付与し、かかる金属イオン又は金属塩中の金属イオンを還元することで金属が析出し、連続的な金属薄膜領域又は当該領域中に金属微粒子が分散して吸着された金属微粒子吸着領域が形成されるため、その金属薄膜或いは金属微粒子吸着領域は、高い強度と耐磨耗性を示すことになり、連続的な金属層の形成による配線が形成された部分についても同様に、高い強度と耐磨耗性を示すものである。
また、本発明の他の態様では、親水性基などの金属イオン又は金属塩と親和性を有する官能基に変えて無電解メッキ触媒またはその前駆体と相互作用する官能基をグラフトポリマー鎖に導入することで、無電解メッキ触媒またはその前駆体受容性領域をパターン状に形成し、無電解メッキ触媒またはその前駆体受容性領域に無電解メッキ触媒またはその前駆体を付与した後、無電解メッキを行って金属薄膜を形成してなるが、前記の態様と同様に、無電解メッキ触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有するグラフトポリマー鎖が基材に結合しているため、同様に、その金属薄膜は、高い強度と耐磨耗性を示すことになり、連続的な金属層の形成による配線が形成された部分についても同様に、高い強度と耐磨耗性を示すものである。
In the surface graft material, the graft polymer chain is bonded to the support at the end thereof directly via a structure having a photocleavage site or via a trunk polymer compound. A metal ion or a metal salt is imparted to the existing region of the graft polymer chain formed by direct bonding to the metal polymer, and a metal is deposited by reducing the metal ion in the metal ion or the metal salt. Since the metal fine particle adsorption region in which the metal fine particles are dispersed and adsorbed in the region is formed, the metal thin film or the metal fine particle adsorption region shows high strength and wear resistance, and is continuous. Similarly, a portion where a wiring is formed by forming a metal layer also exhibits high strength and wear resistance.
In another aspect of the present invention, a functional group that interacts with the electroless plating catalyst or its precursor is introduced into the graft polymer chain in place of a functional group having an affinity with a metal ion or metal salt such as a hydrophilic group. By forming an electroless plating catalyst or its precursor receptive region in a pattern, and applying the electroless plating catalyst or its precursor to the electroless plating catalyst or its precursor receptive region, then electroless plating In the same manner as in the above embodiment, the graft polymer chain having a functional group that interacts with the electroless plating catalyst or its precursor is bonded to the base material. The metal thin film exhibits high strength and wear resistance, and similarly exhibits high strength and wear resistance in the portion where the wiring is formed by the continuous metal layer formation. .
その結果、薄層であっても、高精細、且つ、高強度な金属薄膜又は金属微粒子付着パターンの形成が可能であり、金属塩が親水性基などの金属イオン又は金属塩と親和性を有する官能基にイオン的に付着(吸着)し、吸着した分子は強固に固定されるため、薄層で、且つ、高強度な金属領域となり、当該金属領域が連続層となった場合には、断線のない微細な配線パターンを形成し得るものと考えられる。 As a result, even a thin layer can form a high-definition and high-strength metal thin film or metal fine particle adhesion pattern, and the metal salt has an affinity for a metal ion or metal salt such as a hydrophilic group. Ionically adheres (adsorbs) to the functional group, and the adsorbed molecules are firmly fixed. Therefore, a thin and high-strength metal region is formed. It is considered that a fine wiring pattern having no wiring can be formed.
本発明において、第1の態様における金属イオン及び/又は金属塩を付与する方法としては、(1)親水性であり、かつ、イオン性基を有する化合物からなるグラフトポリマー鎖の存在領域に金属イオンを吸着させる方法、(2)ポリビニルピロリドンなどのように金属塩に対し親和性の高い化合物からなるグラフトポリマー鎖の存在領域に、金属塩、又は、金属塩を含有する溶液を含浸させる方法、(3)グラフトポリマー鎖の存在領域に、金属塩を含有する溶液、又は、金属塩が溶解した溶液を含浸させる方法、に大別される。なお、前記(3)の態様によれば、グラフトポリマー鎖の存在領域を形成している化合物が正の電荷を有していても、必要な金属イオン又は金属塩を付与することができる。
特に、本発明は、支持体表面に直接結合し得る化合物を用いた三つ目のパターン形成方法を用いた場合に、親水性基などの金属イオン又は金属塩と親和性を有する官能基は、運動性の高いグラフト鎖構造を有するため、一般的な架橋高分子膜に金属塩を吸着させる場合に比較して、吸着速度が極めて早く、単位面積当たりに吸着し得る金属イオン又は金属塩の量が多くなるという特徴を有する。
このため、連続的な金属薄膜層を形成するように金属吸着量を制御したり、高密度の金属微粒子吸着層を加熱して隣接する金属微粒子間を融着して連続的な金属層を形成した場合には、微細な配線パターンを形成することができ、このような配線が形成されれば、金属間に存在する空隙により導電性が妨げられたり、断線したりすることがない。本発明の導電性パターン材料では、微細な配線の形成性を維持しながらも、パターン形成層を薄くして、一層の高感度化を図ることが可能であると共に、パターンを形成するグラフトポリマー鎖が支持体と直接化学結合する機能を有するため、薄層であっても耐久性に優れるという利点がある。また、同様の作用により本発明の金属微粒子パターン材料もまた、金属微粒子吸着層が薄層であっても耐久性に優れるという利点を有することになる。
In the present invention, the method for imparting metal ions and / or metal salts in the first aspect includes (1) a metal ion in an existing region of a graft polymer chain comprising a compound that is hydrophilic and has an ionic group. (2) A method of impregnating a region where a graft polymer chain made of a compound having a high affinity for a metal salt such as polyvinylpyrrolidone is impregnated with a metal salt or a solution containing the metal salt ( 3) A method of roughly impregnating a region containing a graft polymer chain with a solution containing a metal salt or a solution in which the metal salt is dissolved. In addition, according to the aspect of said (3), even if the compound which forms the presence area | region of a graft polymer chain has a positive charge, a required metal ion or metal salt can be provided.
In particular, in the present invention, when the third pattern forming method using a compound that can be directly bonded to the support surface is used, the functional group having affinity with a metal ion or metal salt such as a hydrophilic group is: The amount of metal ions or metal salts that can be adsorbed per unit area is extremely high compared to the case where metal salts are adsorbed to a general crosslinked polymer film because of the highly mobile graft chain structure. Has the feature of increasing.
Therefore, the metal adsorption amount is controlled so as to form a continuous metal thin film layer, or a continuous metal layer is formed by fusing adjacent metal particles by heating a high-density metal particle adsorption layer. In such a case, a fine wiring pattern can be formed, and if such a wiring is formed, conductivity is not hindered or disconnected by a gap existing between the metals. In the conductive pattern material of the present invention, while maintaining the formability of fine wiring, it is possible to make the pattern formation layer thinner and achieve higher sensitivity, and the graft polymer chain that forms the pattern. Has a function of directly chemically bonding to the support, and therefore has an advantage of excellent durability even in a thin layer. Further, by the same action, the metal fine particle pattern material of the present invention also has an advantage of excellent durability even if the metal fine particle adsorption layer is a thin layer.
本発明によれば、微細で解像度の高いパターン状に導電性の高い領域を形成してなる、応用範囲の広い導電性パターン材料及び導電性パターン形成方法を提供することができる。このような本発明の導電性パターン材料は、電磁波シールドの如く、高い導電性と微細で解像度の高い任意のパターン形成を必要とする材料として好適であり、また、本発明の導電性パターン材料方法によれば、このような導電性パターン材料を容易に製造しうる。
また、本発明によれば、金属微粒子が高密度に分散され、その密着性及び耐久性に優れる金属微粒子分散層が微細で解像度の高い所望のパターン状に形成された金属微粒子吸着層を有する薄膜を得ることができ、さらに、本発明の方法によれば、上記特性を有する金属微粒子パターンを、生産性が高く、簡易な工程により作製可能である。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electroconductive pattern material and electroconductive pattern formation method with a wide application range which form a highly conductive area | region in the pattern shape with a fine and high resolution can be provided. Such a conductive pattern material of the present invention is suitable as a material that requires an arbitrary pattern formation with high conductivity, fineness, and high resolution, such as an electromagnetic wave shield, and the conductive pattern material method of the present invention. Therefore, such a conductive pattern material can be easily manufactured.
In addition, according to the present invention, a thin metal film having a fine metal particle-adsorbing layer in which a fine metal particle dispersion layer in which fine metal particles are dispersed at high density and excellent in adhesion and durability is formed in a desired pattern with a fine and high resolution. Furthermore, according to the method of the present invention, the metal fine particle pattern having the above characteristics can be produced by a simple process with high productivity.
以下に本発明の導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターン材料について詳細に説明する。
本発明の導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターン材料は、基材表面に共有結合により片末端で直接結合してなるグラフトポリマー鎖を有する基材であって、該グラフトポリマー鎖が、光開裂しうる部位を介して基材表面と共有結合してなる表面グラフト材料を露光し、露光領域において、光開裂しうる部位を開裂させ、グラフトポリマー鎖を除去してグラフトポリマー鎖の存在領域/不存在領域を形成させた後、該グラフトポリマー鎖の存在領域に金属イオン又は金属塩を付与し、該金属イオン又は該金属塩中の金属イオンを還元させて金属薄膜或いは金属微粒子吸着領域を形成してなる。
以下、基板表面にグラフトポリマー鎖の存在領域からなるパターンを形成させる方法(パターン形成方法)について説明する。
The conductive pattern material and metal fine particle pattern material of the present invention will be described in detail below.
The conductive pattern material and the metal fine particle pattern material of the present invention are base materials having a graft polymer chain that is directly bonded to the base material surface at one end by a covalent bond, and the graft polymer chain is photocleavable. A surface graft material that is covalently bonded to the substrate surface through a possible site, cleaves the photocleavable site in the exposed area, removes the graft polymer chain, and presents / not present the graft polymer chain. After forming the existence region, a metal ion or a metal salt is added to the existence region of the graft polymer chain, and the metal ion or the metal ion in the metal salt is reduced to form a metal thin film or metal fine particle adsorption region. It becomes.
Hereinafter, a method (pattern forming method) for forming a pattern composed of a graft polymer chain existing region on the substrate surface will be described.
本発明においてパターン形成に用いられるのは、基材表面に共有結合により片末端で直接結合してなるグラフトポリマー鎖を有する表面グラフト材料であって、該グラフトポリマー鎖が、光開裂しうる部位を介して基材表面と共有結合してなる表面グラフト材料である。
このような表面グラフト材料は、基材表面にモノマーを接触させた状態で、加熱するか、又は、触媒を用いて重合反応を生起させ、全面グラフトポリマーを基材表面に生成させることで製造される。このとき、基材表面と結合しないホモポリマーも副成されるが、表面グラフト生成後にホモポリマーを除去し、精製することで表面グラフト材料を得る。
What is used for pattern formation in the present invention is a surface graft material having a graft polymer chain which is directly bonded to the substrate surface at one end by a covalent bond, and the graft polymer chain has a photocleavable site. It is a surface graft material that is covalently bonded to the surface of the substrate.
Such a surface graft material is produced by heating in a state where the monomer is in contact with the surface of the substrate, or by causing a polymerization reaction using a catalyst to generate a whole surface graft polymer on the surface of the substrate. The At this time, a homopolymer that is not bonded to the surface of the base material is also formed as a by-product, but the surface graft material is obtained by removing and purifying the homopolymer after the surface graft formation.
本発明の導電性パターン材料、金属微粒子パターン材料及びそれらのパターン形成方法に用いられる表面グラフト材料は、基材とグラフトポリマー鎖との結合部分に特徴を有するが、このような結合部分を有する表面グラフト生成方法の代表的なものとして、以下の2つの方法が挙げられる。
(1)基材表面を改質する方法
この方法は、まず、基材表面に、末端に開始能を有する特定の連結部位を導入することで基材表面を改質した後、その開始能を有する部分を起点としてグラフトを生成する方法である。
ここでは、グラフトポリマー形成のための後述する特定化合物(Q−X−Y)を導入する起点として基材表面に存在する官能基(以下、Zで表す。)を用いる。Zは、以下に詳述するが、基材表面に当初より存在する官能基であっても、基材にコロナ放電などの表面処理を行って生成させた官能基であってもよい。この官能基(Z)に、両末端に基材との結合能を有する基材結合基(Q)と、重合開始基(Y)とを有し、該両末端の間に光開裂部位(X)を有する化合物(Q−X−Y)を、基材結合基(Q)と基材表面の官能基(Z)とを結合させることで導入する。その後、この表面にモノマーなど公知のグラフトポリマー原料を接触させ、導入された化合物(Q−X−Y)の重合開始基(Y)を起点としてグラフトポリマー鎖を生成させ、表面グラフト材料を得る。
The conductive pattern material, metal fine particle pattern material, and surface graft material used in the pattern forming method of the present invention are characterized by the bonding portion between the base material and the graft polymer chain, and the surface having such a bonding portion. The following two methods are mentioned as a representative method of graft formation.
(1) Method of modifying the substrate surface This method first modifies the substrate surface by introducing a specific linking site having an initiation ability at the end of the substrate surface, and then the initiation ability is changed. This is a method for generating a graft starting from a portion having the same.
Here, a functional group (hereinafter referred to as Z) present on the substrate surface is used as a starting point for introducing a specific compound (QXY) described later for forming a graft polymer. Z will be described in detail below, but it may be a functional group present on the surface of the base material from the beginning, or a functional group generated by subjecting the base material to a surface treatment such as corona discharge. This functional group (Z) has a base material binding group (Q) having a binding ability to the base material at both ends and a polymerization initiating group (Y), and a photocleavage site (X ) Is introduced by bonding the base material binding group (Q) and the functional group (Z) on the surface of the base material. Thereafter, a known graft polymer raw material such as a monomer is brought into contact with this surface, and a graft polymer chain is generated starting from the polymerization initiation group (Y) of the introduced compound (Q-XY) to obtain a surface graft material.
(2)特定の連結部位を有するポリマーを使用する方法
末端に基材との結合能を有する特定の連結部位を導入したポリマーを予め作製し、該ポリマーの結合能を用いてグラフトポリマーを基材表面に結合させる方法。
この(2)の方法においては、予め、両末端に基材との結合能を有する基材結合基(Q)と、重合開始基(Y)とを有し、該両末端の間に光開裂部位(X)を有する化合物(Q−X−Y)の重合開始基(Y)を起点としてグラフトポリマー鎖を生成させたポリマーを作製し、それを用いる。即ち、このような(Q−X−Y)の末端構造を有するグラフトポリマー鎖を作製し、その後、得られた連結部位を有するポリマーを、その基材結合基(Q)と基材表面に存在する官能基(Z)とを結合させることで連結し、表面グラフト材料を得る。
(2) Method of using a polymer having a specific linking site A polymer in which a specific linking site having a binding ability to a substrate is introduced at the terminal is prepared in advance, and a graft polymer is used as a base material by using the binding capability of the polymer A method of bonding to a surface.
In the method of (2), a base material binding group (Q) having a binding ability to a base material at both ends and a polymerization initiating group (Y) are previously provided, and photocleavage is performed between the both ends. A polymer in which a graft polymer chain is generated from the polymerization initiation group (Y) of the compound (QXY) having the site (X) is produced and used. That is, a graft polymer chain having such a (Q-X-Y) terminal structure is prepared, and then the obtained polymer having a linking site is present on the substrate binding group (Q) and the substrate surface. The surface graft material is obtained by linking by bonding to the functional group (Z).
以下、このような表面グラフト材料を作製するプロセスについて具体的に説明する。
Zで表示される基は、基材表面に存在する官能基であり、具体的には、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基などが挙げられる。これらの官能基はシリコン基板、ガラス基板における基材の材質に起因して基材表面にもともと存在しているものでもよく、基材表面にコロナ処理などの表面処理を施すことにより表面に存在させたものであってもよい。
次に、光開裂部位を有する化合物の構造について具体的に説明する。
両末端に基材との結合能を有する基材結合基(Q)と、重合開始基(Y)とを有し、該両末端の間に光開裂部位(X)を有する化合物(Q−X−Y)のモデルを用いて詳細に説明すれば、一般にXは、光により開裂しうる一重結合(単結合)を含む部位である。
Qは基材表面に存在する官能基Zと反応して結合しうる反応性基であり、具体的には、以下に示すような基が挙げられる。
Hereinafter, a process for producing such a surface graft material will be specifically described.
The group represented by Z is a functional group present on the surface of the substrate, and specific examples include a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group. These functional groups may be originally present on the surface of the base material due to the material of the base material in the silicon substrate or glass substrate, and may be present on the surface by subjecting the base material surface to a surface treatment such as corona treatment. It may be.
Next, the structure of the compound having a photocleavage site will be specifically described.
Compound (Q-X) having a substrate binding group (Q) having a binding ability to a substrate at both ends and a polymerization initiating group (Y), and having a photocleavage site (X) between both ends If it explains in detail using a model of -Y), generally X is a part containing a single bond (single bond) which can be cleaved by light.
Q is a reactive group that can react and bond with the functional group Z present on the surface of the substrate, and specific examples thereof include the following groups.
Yは、重合開始基であるが、光開裂部位の特性を効果的に発現させるため、本発明においては光以外の方法で重合を開始する重合開始基を選択する。Yとしては熱重合開始部位、もしくは原子移動重合、RAFT重合、イニファータ重合などのリビングラジカル開始部位などの官能基が挙げられ、より具体的には、以下に示す基が挙げられる。 Y is a polymerization initiating group, but in order to effectively develop the characteristics of the photocleavage site, in the present invention, a polymerization initiating group that initiates polymerization by a method other than light is selected. Y includes functional groups such as thermal polymerization initiation sites or living radical initiation sites such as atom transfer polymerization, RAFT polymerization, and iniferter polymerization, and more specifically, the following groups are exemplified.
Xで表される光開裂部位は、カルボニルのα開裂、β開裂反応、光フリー転位反応、ベンジルエステルの転位反応、フェナシルエステルの開裂反応を利用したものが挙げられ、これらの反応により、光により開裂しうる一重結合(単結合)が切断される。このような反応を利用したものとしては、下記光開裂部位例1〜4が挙げられ、構造中の波線で表示された部分の単結合が開裂する。
またXの別の例として、スルホンイミド開裂反応、スルホニルエステル開裂反応、N−ヒドロキシスルホニルエステル開裂反応、αケトスルホネート開裂反応、ケトスルホン開裂反応、などの結合開裂反応を組み込むことにより開裂が可能な部位が挙げられ、この開裂を利用したものとして、下記光開裂部位例5〜10が挙げられ、構造中の波線で表示された部分の単結合が開裂する。
Examples of the photocleavage site represented by X include those utilizing carbonyl α-cleavage, β-cleavage reaction, light-free rearrangement reaction, benzyl ester rearrangement reaction, and phenacyl ester cleavage reaction. The single bond (single bond) that can be cleaved by is broken. Examples of utilizing such a reaction include the following photocleavage site examples 1 to 4, and a single bond at a portion indicated by a wavy line in the structure is cleaved.
As another example of X, a site capable of cleavage by incorporating a bond cleavage reaction such as sulfonimide cleavage reaction, sulfonyl ester cleavage reaction, N-hydroxysulfonyl ester cleavage reaction, α-ketosulfonate cleavage reaction, ketosulfone cleavage reaction, etc. The following photocleavage site examples 5 to 10 are exemplified as those utilizing this cleavage, and a single bond at a portion indicated by a wavy line in the structure is cleaved.
基材結合基(Q)と、重合開始基(Y)とを有し、該両末端の間に光開裂部位(X)を有する化合物(Q−X−Y)の具体例〔例示化合物1〜例示化合物10〕を、各官能基などの反応機構とともに以下に示すが、本発明はこれらに制限されるものではない。
なお、このような化合物は、種々の方法により合成することができる。その一部を示すと、光開裂部位と重合開始部位とを連結させ、最後に基板結合基を連結させる方法、基板結合基と重合開始部位とを連結すると同時に結合部位に光開裂基を導入する方法、基板結合部位と光開裂部位とを結合した後、重合開始部位を結合する方法などがある。
Specific examples of the compound (QXY) having a substrate binding group (Q) and a polymerization initiating group (Y) and having a photocleavage site (X) between both ends [Exemplary compounds 1 to Illustrative compound 10] is shown below together with reaction mechanisms such as functional groups, but the present invention is not limited thereto.
Such compounds can be synthesized by various methods. For example, a method of linking a photocleavage site and a polymerization initiation site, and finally linking a substrate binding group, linking a substrate binding group and a polymerization initiation site, and simultaneously introducing a photocleavage group into the binding site And a method of bonding a polymerization initiation site after bonding a substrate binding site and a photocleavage site.
前記(1)の方法では、このような化合物(Q−X−Y)の基材結合基Qを基材表面に存在する官能基Zと結合させることで基材表面に導入し、その後、公知の方法により、重合開始基Yを起点としてグラフトを生成させることで本発明の表面グラフト材料を得ることができる。
例示された如き化合物(Q−X−Y)を基材表面に存在する官能基Zに結合させて表面に導入するにあたっては、化合物(Q−X−Y)をトルエン、ヘキサン、アセトンなどの適切な溶媒に溶解又は分散させ、基材表面に接触させる化学吸着法と呼ばれる方法、もしくは、化合物(Q−X−Y)を加熱し、気化させることで基材表面と反応させる気相法と呼ばれる方法などを適用すればよい。なお、気相法を適用するときの加熱温度は50〜300℃の範囲が好ましい。また、化学吸着法を適用するとき、溶媒中の化合物(Q−X−Y)の濃度は、0.01〜10質量%であることが好ましく、接触させる場合の液温は0〜100℃、接触時間は、1分間〜50時間であることが好ましい。
In the method (1), the base material binding group Q of such a compound (Q-XY) is introduced into the base material surface by binding to the functional group Z present on the base material surface, and then known. According to the method, the surface graft material of the present invention can be obtained by generating a graft starting from the polymerization initiating group Y.
When the compound (Q-XY) as exemplified is bonded to the functional group Z present on the substrate surface and introduced to the surface, the compound (Q-X-Y) is appropriately selected from toluene, hexane, acetone, etc. This method is called a chemical adsorption method in which it is dissolved or dispersed in a suitable solvent and brought into contact with the substrate surface, or a gas phase method in which the compound (QXY) is heated and vaporized to react with the substrate surface. A method may be applied. In addition, the heating temperature when applying the vapor phase method is preferably in the range of 50 to 300 ° C. Moreover, when applying a chemical adsorption method, it is preferable that the density | concentration of the compound (QXY) in a solvent is 0.01-10 mass%, and the liquid temperature in making it contact is 0-100 degreeC, The contact time is preferably 1 minute to 50 hours.
このようにして基材表面に化合物(Q−X−Y)を導入した後、重合開始基Yを基点とするグラフトの生成方法としては、例えば、基材上に固定化された化合物(Q−X−Y)を、通常は基材ごと親水性官能基を有するモノマーなどが溶解、分散された分散液に浸漬し、光照射以外によりエネルギーを付与する方法が挙げられ、このエネルギー付与により、重合開始基Yが活性化し、液中に存在する重合性基を有する化合物(例えば、親水性モノマー)との間でグラフト化反応が、生起、進行する。 Thus, after introduce | transducing a compound (QXY) on the base-material surface, as a production | generation method of the graft | grafting which makes the polymerization initiating group Y a base point, compound (Q-) fixed on the base material is mentioned, for example. XY) is usually immersed in a dispersion in which a monomer having a hydrophilic functional group is dissolved and dispersed together with the base material, and energy is applied by means other than light irradiation. The initiating group Y is activated, and a grafting reaction occurs and proceeds with a compound (for example, a hydrophilic monomer) having a polymerizable group present in the liquid.
表面グラフト重合のより具体的な態様について説明する。本発明においては、グラフトポリマー鎖に、金属イオン又は金属塩との親和性を有する官能基又は後述する無電解メッキ触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有することが必要であるが、以下、金属イオン又は金属塩との親和性を有する官能基の代表的な例である親水性基を有するものを例に挙げて具体的に説明する。
(重合性基を有する親水性モノマー)
本発明において導電材料や金属微粒子付着のためのグラフトポリマー生成に用いられる重合性基を有する親水性モノマー(以下、重合性基含有親水性モノマーと称する。)とは、分子内に、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリル基などのエチレン付加重合性不飽和基が導入され、かつ、金属イオン又は金属塩との親和性を有する官能基としての親水性官能基を有するモノマーを指す。
親水性官能基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、ホスホン酸基、アミノ基およびその塩、アミド基、水酸基、エーテル基、ポリオキシエチレン基などを挙げることができる。
A more specific embodiment of the surface graft polymerization will be described. In the present invention, the graft polymer chain needs to have a functional group having an affinity with a metal ion or a metal salt or a functional group that interacts with an electroless plating catalyst or a precursor thereof described later, A specific example of a functional group having an affinity for a metal ion or metal salt will be described specifically by taking a group having a hydrophilic group as an example.
(Hydrophilic monomer having a polymerizable group)
In the present invention, a hydrophilic monomer having a polymerizable group (hereinafter referred to as a polymerizable group-containing hydrophilic monomer) used for producing a graft polymer for adhesion of conductive materials and metal fine particles is a vinyl group, It refers to a monomer having a hydrophilic functional group as a functional group into which an ethylene addition polymerizable unsaturated group such as an allyl group or a (meth) acrylic group is introduced and has an affinity for a metal ion or a metal salt.
Examples of the hydrophilic functional group include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, a phosphonic acid group, an amino group and a salt thereof, an amide group, a hydroxyl group, an ether group, and a polyoxyethylene group.
本発明において特に有用な重合性基含有親水性モノマーの具体例としては、次のモノマーを挙げることができる。例えば、(メタ)アクリル酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、イタコン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、アリルアミン若しくはそのハロゲン化水素酸塩、3−ビニルプロピオン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、ビニルスルホン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、スチレンスルホン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、2−スルホエチレン(メタ)アクリレート、3−スルホプロピレン(メタ)アクリレート若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート若しくはそれらの塩、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート若しくはそのハロゲン化水素酸塩、3−トリメチルアンモニウムプロピル(メタ)アクリレート、3−トリメチルアンモニウムプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N,N−トリメチル−N−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピル)アンモニウムクロライド、などを使用することができる。また、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−モノメチロール(メタ)アクリルアミド、N−ジメチロール(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、ポリオキシエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなども有用である。 Specific examples of the polymerizable group-containing hydrophilic monomer particularly useful in the present invention include the following monomers. For example, (meth) acrylic acid or its alkali metal salt and amine salt, itaconic acid or its alkali metal salt and amine salt, allylamine or its hydrohalide salt, 3-vinylpropionic acid or its alkali metal salt and amine salt, Vinyl sulfonic acid or its alkali metal salt and amine salt, styrene sulfonic acid or its alkali metal salt and amine salt, 2-sulfoethylene (meth) acrylate, 3-sulfopropylene (meth) acrylate or its alkali metal salt and amine salt, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or alkali metal salts and amine salts thereof, acid phosphooxypolyoxyethylene glycol mono (meth) acrylate or salts thereof, 2-dimethylaminoethyl (meta Acrylate or its hydrohalide, 3-trimethylammoniumpropyl (meth) acrylate, 3-trimethylammoniumpropyl (meth) acrylamide, N, N, N-trimethyl-N- (2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyl) Ammonium chloride, etc. can be used. In addition, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-monomethylol (meth) acrylamide, N-dimethylol (meth) acrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinylacetamide, polyoxyethylene glycol mono (meth) ) Acrylate is also useful.
(重合性基を有する化合物溶液用溶媒)
上述の重合性基を有する化合物を溶解、分散するための溶媒としては、該重合性基を有する化合物や必要に応じて添加される添加剤が溶解可能ならば特に制限はないが、水、水溶性溶剤などの水性溶剤が好ましく、これらの混合物や、溶剤に更に界面活性剤を添加したものなどが好ましい。
水溶性溶剤は、水と任意の割合で混和しうる溶剤を言い、そのような水溶性溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、グリセリンの如きアルコール系溶剤、酢酸の如き酸、アセトンの如きケトン系溶剤、ホルムアミドの如きアミド系溶剤、などが挙げられる。
(Solvent for compound solution having polymerizable group)
The solvent for dissolving and dispersing the compound having a polymerizable group described above is not particularly limited as long as the compound having a polymerizable group and an additive added as necessary can be dissolved. An aqueous solvent such as an ionic solvent is preferable, and a mixture thereof or a solvent obtained by further adding a surfactant to the solvent is preferable.
The water-soluble solvent refers to a solvent miscible with water in an arbitrary ratio, and examples of such a water-soluble solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, and glycerin, acids such as acetic acid, Examples thereof include ketone solvents such as acetone, amide solvents such as formamide, and the like.
(グラフトポリマーを生成させるためのエネルギー付与)
本発明においては、重合開始基Yを含む特定化合物(Q−X−Y)を固定化した基材に重合可能な官能基を有する化合物を接触させる方法として、前記した親水性モノマーなどを溶解、分散してなる溶液中に、基板を浸漬する方法が一般的に用いられるが、導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターン材料の取り扱い性や製造効率の観点からは、重合性の親水性化合物を含有する組成物を主成分とする層を支持体表面に、塗布法により形成することで行ってもよい。このように両者を接触した状態でエネルギーを付与することで、重合開始基Yと重合可能な官能基を有する化合物との間で重合反応が生起、進行する。
(Energization to generate graft polymer)
In the present invention, as a method of bringing a compound having a polymerizable functional group into contact with a substrate on which a specific compound (QXY) containing a polymerization initiating group Y is immobilized, the above-described hydrophilic monomer is dissolved, A method of immersing the substrate in the dispersed solution is generally used, but from the viewpoint of the handleability and production efficiency of the conductive pattern material and the metal fine particle pattern material, a polymerizable hydrophilic compound is used. You may carry out by forming the layer which has a composition which contains it as a main component on the support body surface by the apply | coating method. Thus, by giving energy in the state which contacted both, a polymerization reaction arises and advances between the polymerization initiating group Y and the compound which has a polymerizable functional group.
本発明の方法において、重合開始層にグラフトポリマーを生成させるためのエネルギー付与方法には特に制限はなく、重合開始層中の開始剤を分解、活性化させ得るエネルギーを付与できる方法であれば、サーマルヘッド、ヒーターなどによる加熱重合法、金属錯体を用いた原子移動ラジカル重合法などの方法を使用できるが、コスト、装置の簡易性の観点からは加熱による重合方法が好ましい。より詳細には、加熱重合法としては、アゾ基などの熱分解によるラジカル発生、ニトロオキシムなどの窒素酸化物の熱によるラジカル発生などが挙げられ、電子移動ラジカル重合法としては、コバルト/ポリフィン錯体の熱によるラジカル発生、ヨウ素移動重合、ラフト重合などのように熱により発生したラジカルを反応させてさらにラジカルを発生させる方法などを挙げることができる。これらの方法は福山猛著、「高分子」第48巻、第498頁(1999年)に記載され、記載の方法は本発明に適宜、使用することができる。
このようなグラフトポリマー鎖に、親水性や、他の物質に対する吸着性などの機能を付与する場合には、グラフト鎖を生成させるために用いるモノマーに、所望の官能基を有するものを用いればよい。
In the method of the present invention, there is no particular limitation on the energy application method for generating the graft polymer in the polymerization initiation layer, and any method that can provide energy that can decompose and activate the initiator in the polymerization initiation layer, Although methods such as a thermal polymerization method using a thermal head, a heater, and an atom transfer radical polymerization method using a metal complex can be used, the polymerization method by heating is preferred from the viewpoint of cost and simplicity of the apparatus. More specifically, examples of the heat polymerization method include radical generation by thermal decomposition of an azo group and the like, radical generation by heat of nitrogen oxides such as nitrooxime, and the electron transfer radical polymerization method includes a cobalt / polyfin complex. Examples thereof include a method of generating radicals by reacting radicals generated by heat, such as generation of radicals by heat, iodine transfer polymerization, and raft polymerization. These methods are described in Takeshi Fukuyama, “Polymer” Vol. 48, page 498 (1999), and the described methods can be used as appropriate in the present invention.
When such a graft polymer chain is imparted with functions such as hydrophilicity and adsorptivity to other substances, a monomer having a desired functional group may be used as a monomer used to generate the graft chain. .
上述のようにして生成したグラフトポリマーにより形成されるグラフト層の厚さは、0.001〜10g/m2の範囲であることが好ましく、0.01〜5g/m2の範囲であることがより好ましい。 That the thickness of the graft layer formed by graft polymer produced as described above is preferably in the range of 0.001 to 10 g / m 2, in the range of 0.01-5 g / m 2 More preferred.
また、前記(2)の方法で用いる特定ポリマーは、前記化合物(Q−X−Y)の重合開始基Yを起点として重合反応を生起させ、Yを起点としてポリマー鎖を形成し、片末端に基材と結合しうる基材結合基Qを有するポリマーを作製し、その後、基材結合基Qを基材表面に存在する官能基Zと結合させることで表面グラフト材料を得る。
以下に、前記化合物(Q−X−Y)を出発物質として作製された特定ポリマーの具体例を示す。
In addition, the specific polymer used in the method (2) causes a polymerization reaction to start from the polymerization initiating group Y of the compound (QXY), forms a polymer chain starting from Y, and has one end. A polymer having a substrate binding group Q that can bind to a substrate is prepared, and then the substrate binding group Q is bonded to a functional group Z present on the substrate surface to obtain a surface graft material.
Specific examples of the specific polymer prepared using the compound (QXY) as a starting material are shown below.
このような特定ポリマーは、末端チオールカルボン酸を連鎖移動剤としてポリマーを合成し、ポリマー末端にカルボキシ基を導入し、それに残りの部分、具体的には光開裂部位と基板結合基に連結させることで得ることができる。また、他の方法として。光開裂部位と基板結合基に連結されたベンジルクロライド基などの末端から原子移動重合を用いて合成することができる。
化合物(Q−X−Y)に連結したポリマーを、基材表面に導入する方法としては、前記化合物(Q−X−Y)を導入するのと同じ、化学吸着法や気相法が挙げられ、なかでも、製造適性の観点から、化学吸着による方法をとることが好ましい。
上述のようにして(2)の方法により形成されるグラフト層の厚さは、0.1mg/m2〜10g/m2の範囲であることが好ましく、1mg/m2〜5g/m2の範囲であることがより好ましい。
Such a specific polymer is prepared by synthesizing a polymer using a terminal thiol carboxylic acid as a chain transfer agent, introducing a carboxy group at the end of the polymer, and linking it to the remaining portion, specifically, a photocleavage site and a substrate binding group. Can be obtained at As another method. It can be synthesized using atom transfer polymerization from the photocleavage site and the terminal of the benzyl chloride group linked to the substrate binding group.
Examples of the method for introducing the polymer linked to the compound (QXY) onto the substrate surface include the same chemical adsorption method and gas phase method as those for introducing the compound (QXY). Of these, from the viewpoint of production suitability, it is preferable to employ a method by chemical adsorption.
The thickness of the graft layer formed by the method (2) as described above is preferably in the range of 0.1 mg / m 2 to 10 g / m 2 , and preferably 1 mg / m 2 to 5 g / m 2 . A range is more preferable.
このようにして得られた本発明の表面グラフト材料は、いずれの方法で得られたものも、グラフトポリマー鎖が、光開裂部位(X)を介して基材表面に直接結合しており、Xの光開裂部位における所定の単結合を開裂しうる光照射が行われない限り、グラフトポリマー鎖は基材表面に強固に結合している。 As for the surface graft material of the present invention thus obtained, the graft polymer chain is directly bonded to the surface of the substrate through the photocleavage site (X). Unless light irradiation capable of cleaving a predetermined single bond at the photocleavage site is performed, the graft polymer chain is firmly bonded to the substrate surface.
〔基材(支持体)〕
本態様の導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターン材料に用いられる基材(支持体と称することがある)は、前述の光開裂部位を介して化学的に結合した表面グラフト層と該グラフトポリマー鎖が直接又は幹高分子化合物を介して化学的に結合できるような表面を有するものであり、さらに、本発明における特定化合物(Q−X−Y)や特定ポリマー(Q−X−Y−Polymer)における基板結合基Qと反応(結合)しうる官能基Z(例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基など)を有するものである。具体的には、ガラス、シリコン、アルミニウムなどの基材の他、エポキシ、アクリル、ポリイミド、ウレタンなどの有機ポリマーも基材として用いることができる。さらに、有機ポリマー基材の場合には、表面に前記Zで表される基を形成するために、グロー処理、プラズマ処理を行うことが好ましい。なお、基材の表面自体がこのような特性を有していてもよく、このような特性を有する中間層を設けて支持体(基材)としてもよい。
[Base material (support)]
The conductive pattern material of this aspect and the base material (sometimes referred to as a support) used for the metal fine particle pattern material are a surface graft layer chemically bonded via the aforementioned photocleavage site and the graft polymer. The chain has a surface that can be chemically bonded directly or through a trunk polymer compound, and further, a specific compound (QXY) or a specific polymer (QXY Polymer) in the present invention. ) Having a functional group Z (for example, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, etc.) that can react (bond) with the substrate binding group Q. Specifically, organic polymers such as epoxy, acrylic, polyimide, and urethane can be used as the substrate in addition to substrates such as glass, silicon, and aluminum. Further, in the case of an organic polymer base material, it is preferable to perform glow treatment or plasma treatment in order to form the group represented by Z on the surface. In addition, the surface of the base material itself may have such characteristics, and an intermediate layer having such characteristics may be provided as a support (base material).
〔パターン形成、及び金属(微粒子)膜の形成〕
次に、このようにして得られた導電性パターン材料、及び、金属微粒子吸着パターン材料のパターン形成、及び、該パターンへの金属薄膜領域又は金属微粒子吸着領域(以下、適宜、金属(微粒子)膜と称する)の形成方法について説明する。
本態様の導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターン材料のパターン形成機構において、前記のようにして得られた表面グラフト材料を露光してパターンを形成する際にグラフトポリマー鎖が有する親水性基などの金属イオン、金属塩を付着させうる官能基、或いは、無電解メッキ(前駆体)と相互作用する官能基が、その機能に応じて、金属イオンや金属塩がそのイオン吸着性などにより吸着し、そして、吸着した金属イオンを還元することで、該領域に金属単体が析出し、金属薄膜が形成されたり、吸着した金属イオン又は金属塩中の金属イオンを還元することで、該領域に金属単体が析出し、金属薄膜が形成されたり、さらには、無電解メッキ触媒(前駆体)の作用により、無電解メッキ処理により金属膜が形成されたりする。これらの結果、金属(微粒子)膜が形成されることになり、形成された金属(微粒子)層が連続層の場合には、導電性領域となる。また、グラフトポリマー鎖が存在しない領域においては、金属イオン、金属塩、無電解メッキ触媒(前駆体)は吸着、含浸せず、金属(微粒子)膜は形成されない。従って、金属薄膜が導電性領域となる場合には、この領域は非導電性の絶縁領域となる。
[Pattern formation and metal (fine particle) film formation]
Next, pattern formation of the conductive pattern material and metal fine particle adsorption pattern material obtained in this way, and a metal thin film region or metal fine particle adsorption region (hereinafter referred to as a metal (fine particle) film as appropriate) to the pattern. Will be described.
In the pattern forming mechanism of the conductive pattern material of this aspect and the metal fine particle pattern material, the surface graft material obtained as described above is exposed to form a pattern to form a hydrophilic group of the graft polymer chain, etc. Depending on the function, metal ions and metal salts are adsorbed due to their ion adsorption properties, etc., depending on their functions. Then, by reducing the adsorbed metal ions, a metal simple substance is deposited in the region, a metal thin film is formed, or the adsorbed metal ions or metal ions in the metal salt are reduced to reduce the metal in the region. A single substance is deposited, a metal thin film is formed, and further, a metal film is formed by an electroless plating process by the action of an electroless plating catalyst (precursor). As a result, a metal (fine particle) film is formed, and when the formed metal (fine particle) layer is a continuous layer, a conductive region is formed. In the region where the graft polymer chain does not exist, metal ions, metal salts, and electroless plating catalyst (precursor) are not adsorbed and impregnated, and a metal (fine particle) film is not formed. Therefore, when the metal thin film becomes a conductive region, this region becomes a non-conductive insulating region.
(書き込み)
本発明に係る前記表面グラフト材料への画像様(パターン)の書き込みについて説明する。本発明の表面グラフト材料をパターン露光すると、前記したように、露光部分において光開裂部位X中に存在する所定の単結合が切断され、露光領域のグラフトポリマー鎖が、その結合を解かれて基材から分離する。この際、余分なホモポリマーが近傍に存在することがないため、露光部のグラフトポリマーは容易に除去される。これは、微細な画像部においても同様であり、露光パターンに応じた所望の解像度の高いグラフトパターンが形成される。
(writing)
The image-like (pattern) writing on the surface graft material according to the present invention will be described. When the surface graft material of the present invention is subjected to pattern exposure, as described above, a predetermined single bond existing in the photocleavage site X is cleaved in the exposed portion, and the graft polymer chain in the exposed region is released from the bond. Separate from the material. At this time, since there is no excess homopolymer in the vicinity, the graft polymer in the exposed portion is easily removed. This also applies to a fine image portion, and a desired high-resolution graft pattern corresponding to the exposure pattern is formed.
このときのグラフトパターンの解像度は露光条件に左右される。本発明のグラフトパターン形成方法に用いうる露光方法には特に制限はなく、前記光開裂部位Xにおいて開裂を生じさせるエネルギーを付与できる露光であれば、紫外線でも、可視光でもよい。
好ましい露光光源としては、紫外光、深紫外光などが挙げられる。
また、本発明のグラフト表面材料を用いれば、高解像度のパターン形成が可能であり、高精細画像記録用のパターン露光を施すことにより、露光に応じた高精細パターンが形成される。高精細パターン形成のための露光方法としては、光学系を用いた光ビーム走査露光、マスクを用いた露光などが挙げられ、所望のパターンの解像度に応じた露光方法をとればよい。
高精細パターン露光としては、具体的には、i線ステッパー、KrFステッパー、ArFステッパーなどのステッパー露光などが挙げられる。
The resolution of the graft pattern at this time depends on the exposure conditions. There are no particular limitations on the exposure method that can be used in the graft pattern forming method of the present invention, and ultraviolet light or visible light may be used as long as it can provide energy that causes cleavage at the photocleavage site X.
Preferred exposure light sources include ultraviolet light and deep ultraviolet light.
Moreover, if the graft | grafting surface material of this invention is used, high-resolution pattern formation is possible, and the high-definition pattern according to exposure will be formed by performing pattern exposure for high-definition image recording. Examples of the exposure method for forming a high-definition pattern include light beam scanning exposure using an optical system, exposure using a mask, and the like, and an exposure method corresponding to the resolution of a desired pattern may be taken.
Specific examples of the high-definition pattern exposure include stepper exposure such as an i-line stepper, KrF stepper, and ArF stepper.
表面グラフト材料は、露光後、露光領域において切断されたグラフトポリマー鎖を除去するために、純水やアセトンなどの溶媒により洗浄する。本発明の方法によれば、表面グラフト領域の近傍に余分なホモポリマーが存在することがないため、露光部において切断されたグラフトポリマーは、流水洗浄、浸漬洗浄、超音波洗浄などの汎用の清浄手段をとることで容易に除去される。 After the exposure, the surface graft material is washed with a solvent such as pure water or acetone in order to remove the graft polymer chains cut in the exposed region. According to the method of the present invention, since no extra homopolymer is present in the vicinity of the surface graft region, the graft polymer cut at the exposed portion is used for general purpose cleaning such as running water cleaning, immersion cleaning, and ultrasonic cleaning. It is easily removed by taking measures.
〔金属(微粒子)膜の形成〕
上記方法によりグラフトポリマー鎖の存在領域のパターンが形成された後、ひとつの態様では、かかる領域に対して、金属イオン又は金属塩を付与して、更に、その金属イオン又は金属塩中の金属イオンを還元させて、金属薄膜又は金属微粒子吸着領域を形成する。
金属イオン又は金属塩を付与する方法としては、グラフトポリマー鎖の存在領域を形成している化合物によって、適宜、選択することができる。具体的には、(1)グラフトポリマー鎖の存在領域を形成している化合物が親水性化合物でありイオン性基を有する場合、その領域に金属イオンを吸着させる方法、(2)グラフトポリマー鎖の存在領域を形成している化合物がポリビニルピロリドンなどのように金属塩に対し親和性の高い化合物である場合、その領域に、金属塩又は金属塩を含有する溶液を含浸させる方法、(3)グラフトポリマー鎖の存在領域を、金属塩を含有する溶液、又は、金属塩が溶解した溶液に浸漬して、その領域に金属イオン及び/又は金属塩を含む溶液を含浸させる方法、(4)グラフトポリマー鎖の存在領域に以下に詳述する方法により無電解メッキ処理を施して金属膜を形成する方法、のいずれかの方法を、適宜、選択して用いることができる。特に、(3)の方法によれば、化合物の性質が特に問われないため、所望の金属イオン又は金属塩を付与することができる。
[Formation of metal (fine particle) film]
After the pattern of the existing region of the graft polymer chain is formed by the above method, in one embodiment, a metal ion or a metal salt is applied to the region, and the metal ion in the metal ion or the metal salt is further added. To form a metal thin film or metal fine particle adsorption region.
The method for imparting the metal ion or metal salt can be appropriately selected depending on the compound forming the existence region of the graft polymer chain. Specifically, (1) when the compound forming the existence region of the graft polymer chain is a hydrophilic compound and has an ionic group, a method of adsorbing metal ions in that region, (2) the graft polymer chain A method of impregnating a metal salt or a solution containing a metal salt in the region when the compound forming the existing region is a compound having a high affinity for the metal salt such as polyvinylpyrrolidone; (3) Grafting A method of immersing a region where a polymer chain exists in a solution containing a metal salt or a solution in which the metal salt is dissolved, and impregnating the region with a solution containing a metal ion and / or a metal salt; Any method of forming a metal film by performing an electroless plating process on the region where the chain is present in the following manner can be appropriately selected and used. In particular, according to the method (3), since the properties of the compound are not particularly limited, a desired metal ion or metal salt can be imparted.
<金属イオン及び金属塩>
次に、金属イオン及び金属塩について説明する。
本発明において、金属塩としては、親水性表面上に付与するために適切な溶媒に溶解して、金属イオンと塩基(陰イオン)に解離されるものであれば特に制限はなく、M(NO3)n、MCln、M2/n(SO4)、M3/n(PO4)(Mは、n価の金属原子を表す)などが挙げられる。金属イオンとしては、上記の金属塩が解離したものを好適に用いることができる。具体例としては、例えば、Ag、Cu、Al、Ni、Co、Fe、Pdが挙げられ、導伝膜としてはAg、磁性膜としてはCoが好ましく用いられる。
<Metal ions and metal salts>
Next, metal ions and metal salts will be described.
In the present invention, the metal salt is not particularly limited as long as it is dissolved in a suitable solvent to be applied on the hydrophilic surface and can be dissociated into a metal ion and a base (anion). 3 ) n , MCl n , M 2 / n (SO 4 ), M 3 / n (PO 4 ) (M represents an n-valent metal atom) and the like. As a metal ion, the thing which said metal salt dissociated can be used suitably. Specific examples include Ag, Cu, Al, Ni, Co, Fe, and Pd. Ag is preferably used as the conductive film and Co is preferably used as the magnetic film.
金属イオン又は金属塩を親水性領域に付与する際に、(1)グラフトポリマー鎖の存在領域を形成している化合物がイオン性基を有し、その領域に金属イオンを吸着させる方法を用いる場合には、上記の金属塩を適切な溶媒で溶解し、解離した金属イオンを含むその溶液を、グラフトポリマー鎖の存在領域を有する基板表面に塗布するか、或いは、その溶液中にグラフトポリマー鎖の存在領域を有する基板を浸漬すればよい。金属イオンを含有する溶液を接触させることで、前記イオン性の官能基には、金属イオンがイオン的に吸着することができる。これら吸着を十分に行なわせるという観点からは、接触させる溶液の金属イオン濃度、或いは金属塩濃度は1〜50質量%の範囲であることが好ましく、10〜30質量%の範囲であることが更に好ましい。また、接触時間としては、1〜24時間程度であることが好ましい。 When applying a metal ion or a metal salt to a hydrophilic region, (1) When a compound that forms an existing region of a graft polymer chain has an ionic group and uses a method of adsorbing a metal ion in that region The above-mentioned metal salt is dissolved in a suitable solvent, and the solution containing the dissociated metal ions is applied to the substrate surface having the existing region of the graft polymer chain, or the graft polymer chain is dissolved in the solution. A substrate having an existing region may be immersed. By bringing a solution containing metal ions into contact, metal ions can be ionically adsorbed to the ionic functional group. From the viewpoint of sufficiently performing these adsorptions, the metal ion concentration or the metal salt concentration of the solution to be contacted is preferably in the range of 1 to 50% by mass, and more preferably in the range of 10 to 30% by mass. preferable. The contact time is preferably about 1 to 24 hours.
金属イオン又は金属塩をグラフトポリマー鎖の存在領域に付与する際に、(2)グラフトポリマー鎖の存在領域を形成している化合物がポリビニルピロリドンなどのように金属塩に対し親和性が高いものであって、その領域に、金属塩又は金属塩を含有する溶液を含浸させる方法を用いる場合には、上記の金属塩を微粒子状にして直接付着させるか、又は、金属塩が分散し得る適切な溶媒を用いて分散液を調製し、その分散液を、グラフトポリマー鎖の存在領域を有する基板表面に塗布するか、或いは、その溶液中に該領域を有する基板を浸漬すればよい。本発明で形成されるパターンはグラフトポリマーよりなるため、その保水性は非常に高い。その高い保水性を利用して、金属塩が分散した分散液をグラフトポリマー鎖の存在領域に含浸させることができる。分散液の含浸を十分に行なわせるという観点からは、接触させる分散液の金属塩濃度、或いは金属塩濃度は1〜50質量%の範囲であることが好ましく、10〜30質量%の範囲であることが更に好ましい。また、接触時間としては、1〜24時間程度であることが好ましい。 When applying a metal ion or metal salt to the existing region of the graft polymer chain, (2) the compound forming the existing region of the graft polymer chain has a high affinity for the metal salt such as polyvinylpyrrolidone. In the case of using a method in which the metal salt or a solution containing the metal salt is impregnated in the region, the metal salt is directly attached in the form of fine particles, or an appropriate metal salt can be dispersed. A dispersion may be prepared using a solvent, and the dispersion may be applied to a substrate surface having a graft polymer chain existing region, or the substrate having the region may be immersed in the solution. Since the pattern formed in the present invention consists of a graft polymer, its water retention is very high. Utilizing the high water retention property, the dispersion region in which the metal salt is dispersed can be impregnated in the existing region of the graft polymer chain. From the viewpoint of sufficiently impregnating the dispersion, the metal salt concentration or the metal salt concentration of the dispersion to be contacted is preferably in the range of 1 to 50% by mass, and in the range of 10 to 30% by mass. More preferably. The contact time is preferably about 1 to 24 hours.
金属イオン又は金属塩をグラフトポリマー鎖の存在領域に付与する際に、(3)グラフトポリマー鎖の存在領域を有する基材を、金属塩が含有する溶液、又は、金属塩が溶解した溶液に浸漬して、グラフトポリマー鎖の親水性を利用して金属イオン及び/又は金属塩を含む溶液を含浸させる方法を用いる場合には、上記の金属塩が分散し得る適切な溶媒を用いて分散液を調製するか、又は上記の金属塩を適切な溶媒で溶解し、解離した金属イオンを含むその溶液を調製し、その分散液又は溶液を、グラフトポリマー鎖の存在領域を有する基板表面に塗布するか、或いは、その溶液中に該領域を有する基板を浸漬すればよい。かかる方法においても、上述と同様に、グラフトポリマーの存在領域における高い保水性を利用して、分散液又は溶液を該領域に含浸させることができる。分散液又は溶液の含浸を十分に行なわせるという観点からは、接触させる分散液の金属塩濃度、或いは金属塩濃度は1〜50質量%の範囲であることが好ましく、10〜30質量%の範囲であることが更に好ましい。また、接触時間としては、1〜24時間程度であることが好ましい。 When a metal ion or a metal salt is applied to an existing region of the graft polymer chain, (3) the substrate having the existing region of the graft polymer chain is immersed in a solution containing the metal salt or a solution in which the metal salt is dissolved. Then, when using a method of impregnating a solution containing metal ions and / or metal salts using the hydrophilicity of the graft polymer chain, the dispersion is prepared using an appropriate solvent in which the metal salts can be dispersed. Or prepared by dissolving the above metal salt in a suitable solvent to prepare a solution containing dissociated metal ions, and applying the dispersion or solution to the substrate surface having the existing region of the graft polymer chain. Alternatively, a substrate having the region may be immersed in the solution. In such a method, similarly to the above, the dispersion or solution can be impregnated in the region by utilizing high water retention in the region where the graft polymer is present. From the viewpoint of sufficiently impregnating the dispersion or solution, the metal salt concentration of the dispersion to be contacted, or the metal salt concentration is preferably in the range of 1 to 50% by mass, and in the range of 10 to 30% by mass. More preferably. The contact time is preferably about 1 to 24 hours.
〔還元剤〕
本発明において、グラフトポリマー鎖の存在領域に吸着又は含浸して存在する金属塩、或いは、金属イオンを還元し、金属(微粒子)膜を成膜するために用いられる還元剤としては、用いた金属塩化合物を還元し、金属を析出させる物性を有するものであれば特に制限はなく、例えば、次亜リン酸塩、テトラヒドロホウ素酸塩、ヒドラジンなどが挙げられる。
これらの還元剤は、用いる金属塩、金属イオンとの関係で適宜選択することができるが、例えば、金属イオン、金属塩を供給する金属塩水溶液として、硝酸銀水溶液などを用いた場合にはテトラヒドロホウ素酸ナトリウムが、二塩化パラジウム水溶液を用いた場合には、ヒドラジンが、好適なものとして挙げられる。
[Reducing agent]
In the present invention, the metal salt used by adsorbing or impregnating the existing region of the graft polymer chain, or the reducing agent used to form a metal (fine particle) film by reducing metal ions is used as the reducing agent. There is no particular limitation as long as it has the physical property of reducing a salt compound and precipitating a metal, and examples thereof include hypophosphite, tetrahydroboronate, hydrazine and the like.
These reducing agents can be appropriately selected in relation to the metal salt and metal ion to be used. For example, when a silver nitrate aqueous solution or the like is used as the metal salt aqueous solution for supplying the metal ion or metal salt, tetrahydroboron is used. When sodium acid uses an aqueous palladium dichloride solution, hydrazine is preferred.
上記還元剤の添加方法としては、例えば、グラフトポリマー鎖の存在領域を有する基板表面に金属イオンや金属塩を付与した後、水洗して余分な金属塩、金属イオンを除去し、その後、該表面を備えた基材をイオン交換水などの水中に浸漬し、そこに還元剤を添加する方法、該基材表面上に所定の濃度の還元剤水溶液を直接塗布或いは滴下する方法等が挙げられる。また、還元剤の添加量としては、金属イオンに対して、等量以上の過剰量用いるのが好ましく、10倍当量以上であることが更に好ましい。 As the method for adding the reducing agent, for example, after adding a metal ion or metal salt to the surface of the substrate having the existing region of the graft polymer chain, the excess metal salt or metal ion is removed by washing with water, and then the surface is removed. And a method in which a reducing agent is added thereto, and a method of directly applying or dropping a reducing agent aqueous solution having a predetermined concentration on the surface of the substrate. Moreover, as an addition amount of a reducing agent, it is preferable to use an excessive amount equal to or more than the metal ion, and more preferably 10 times equivalent or more.
還元剤の添加により形成された均一で高強度の金属(微粒子)膜の存在は、表面の金属光沢により目視でも確認することができるが、透過型電子顕微鏡、或いは、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて表面を観察することで、その構造を確認することができる。また、金属(微粒子)膜の膜厚は、常法、例えば、切断面を電子顕微鏡で観察するなどの方法により、容易に行なうことができる。 The presence of a uniform and high-strength metal (fine particle) film formed by the addition of a reducing agent can be visually confirmed by the metallic luster of the surface, but can be confirmed by transmission electron microscope or AFM (atomic force microscope). The structure can be confirmed by observing the surface using. The metal (fine particle) film can be easily formed by a conventional method, for example, a method of observing the cut surface with an electron microscope.
〔表面グラフト重合においてグラフトポリマー鎖が有する官能基の極性と金属イオン又は金属塩との関係〕
グラフトパターンを構成するグラフトポリマー鎖が負の電荷を有する官能基をもつものであれば、ここに正の電荷を有する金属イオンを吸着させ、その吸着した金属イオンを還元させることで金属微粒子が析出する領域(連続層が形成される場合には、導電性の領域:配線)が形成される。
[Relationship between polarity of functional group of graft polymer chain and metal ion or metal salt in surface graft polymerization]
If the graft polymer chain constituting the graft pattern has a functional group having a negative charge, metal particles having a positive charge are adsorbed here, and the adsorbed metal ions are reduced to deposit metal fine particles. A region to be formed (conductive region: wiring when a continuous layer is formed) is formed.
〔親水性化合物結合タイプの親水性基の極性と金属イオン又は金属塩との関係〕
グラフトパターンを構成するグラフトポリマー鎖が先に詳述したように親水性の官能基として、カルボキシル基、スルホン酸基、若しくはホスホン酸基などの如きアニオン性を有する場合は、パターン部分が選択的に負の電荷を有するようになり、ここに正の電荷を有する金属イオンを吸着させ、その吸着した金属イオンを還元させることで金属(微粒子)膜領域(例えば、配線など)が形成される。
一方、グラフトパターンを構成するグラフトポリマー鎖が特開平10−296895号公報に記載のアンモニウム基などの如きカチオン性基を有する場合は、パターン部分が選択的に正の電荷を有するようになり、ここに金属塩を含有する溶液、又は金属塩が溶解した溶液を含浸させ、その含浸させた溶液中に存在する金属イオン又は金属塩中の金属イオンを還元させることで金属(微粒子)膜領域(配線)が形成される。
これらの金属イオンは、親水性表面の親水性基に付与(吸着)し得る最大量、結合されることが耐久性の点で好ましい。
[Relationship between the polarity of the hydrophilic group of the hydrophilic compound binding type and the metal ion or metal salt]
When the graft polymer chain constituting the graft pattern has an anionic property such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphonic acid group as the hydrophilic functional group as described in detail above, the pattern portion is selectively selected. A metal (fine particle) film region (for example, a wiring) is formed by adsorbing a metal ion having a positive charge and reducing the adsorbed metal ion.
On the other hand, when the graft polymer chain constituting the graft pattern has a cationic group such as an ammonium group described in JP-A-10-296895, the pattern portion selectively has a positive charge. A metal (fine particle) film region (wiring) is obtained by impregnating a metal salt-containing solution or a solution in which the metal salt is dissolved into the metal salt and reducing metal ions present in the impregnated solution or metal ions in the metal salt. ) Is formed.
It is preferable from the viewpoint of durability that these metal ions are bonded in the maximum amount that can be imparted (adsorbed) to the hydrophilic group on the hydrophilic surface.
金属イオンをイオン性基に付与する方法としては、金属イオン又は金属塩を溶解又は分散させた液を、前記方法で形成された像様に存在するグラフトポリマー鎖(グラフトパターン)を有する基板表面に塗布する方法、及び、これらの溶液又は分散液中にグラフトパターンが形成された基材表面を浸漬する方法などが挙げられる。塗布、浸漬のいずれの場合にも、過剰量の金属イオンを供給し、金属イオン又は金属塩との親和性を有する官能基との間に十分なイオン結合による導入がなされるために、溶液又は分散液と支持体表面との接触時間は、10秒から24時間程度であることが好ましく、1分から180分程度であることが更に好ましい。 As a method for imparting a metal ion to an ionic group, a solution in which a metal ion or a metal salt is dissolved or dispersed is applied to the surface of a substrate having a graft polymer chain (graft pattern) formed in the above-described manner. The method of apply | coating, the method of immersing the base-material surface in which the graft pattern was formed in these solutions or dispersion liquid etc. are mentioned. In either case of coating or dipping, an excessive amount of metal ions is supplied and introduced by a sufficient ionic bond between the functional groups having affinity for metal ions or metal salts. The contact time between the dispersion and the support surface is preferably about 10 seconds to 24 hours, more preferably about 1 minute to 180 minutes.
前記金属イオンは1種のみならず、必要に応じて複数種を併用することができる。また、所望の導電性を得るため、予め複数の材料を混合して用いることもできる。
本発明で作製される金属微粒子パターンのパターン部は、SEM、AFMによる表面観察、断面観察より、表面グラフト膜中にぎっしりと分散している。また、作製される金属微粒子の大きさとしては、粒径1nm〜1μmである。
上記手法で作製される金属薄膜パターンはそのまま導電性パターンとして使用できるが、膜性を改良し、導電性を改善するという観点からは、後述する加熱処理を施すことが好ましい。また、金属微粒子パターンを導電性パターン材料として使用する場合、金属微粒子が密に吸着し、外見上金属薄膜を形成しているような場合には、そのまま導電性パターンとして用いることもできるが、効率のよい導電性の確保という観点からは、形成された金属微粒子パターンをさらに加熱処理することが好ましい。
加熱処理工程における加熱温度としては、100℃以上が好ましく、更には150℃以上が好ましく、特に好ましくは200℃程度である。加熱温度は、処理効率や支持体基材の寸法安定性などを考慮すれば400℃以下であることが好ましい。また、加熱時間に関しては、10分以上が好ましく、更には30分〜60分間程度が好ましい。加熱処理による作用機構は明確ではないが、金属膜の場合には膜中の組成及び膜厚の均一性が向上し、また、金属微粒子吸着領域では、一部の近接する金属微粒子同士が互いに融着することで導電性が向上するものと考えている。
The metal ion is not limited to one type, and a plurality of types can be used in combination as required. In order to obtain desired conductivity, a plurality of materials can be mixed and used in advance.
The pattern portion of the metal fine particle pattern produced in the present invention is tightly dispersed in the surface graft film by surface observation and cross-sectional observation by SEM and AFM. The size of the metal fine particles to be produced is 1 nm to 1 μm in particle size.
The metal thin film pattern produced by the above method can be used as a conductive pattern as it is, but from the viewpoint of improving the film properties and improving the conductivity, it is preferable to perform a heat treatment described later. In addition, when a metal fine particle pattern is used as a conductive pattern material, it can be used as it is as a conductive pattern when the metal fine particles are closely adsorbed and apparently form a metal thin film. From the viewpoint of ensuring good electrical conductivity, it is preferable to further heat-treat the formed metal fine particle pattern.
The heating temperature in the heat treatment step is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, and particularly preferably about 200 ° C. The heating temperature is preferably 400 ° C. or lower in consideration of the processing efficiency and the dimensional stability of the support substrate. In addition, the heating time is preferably 10 minutes or more, and more preferably about 30 minutes to 60 minutes. Although the mechanism of action by heat treatment is not clear, in the case of a metal film, the composition and film thickness uniformity in the film are improved, and in the metal fine particle adsorption region, some adjacent metal fine particles melt together. It is thought that the conductivity improves by wearing.
また、さらなる金属パターンの形成方法である(4)無電解メッキ処理を施す方法としては、具体的には、(4−1)グラフトポリマー鎖の存在領域(グラフトパターン)に無電解メッキ触媒またはその前駆体を付与し、その後、(4−2)無電解メッキを行い、パターン状に金属膜を形成する方法が挙げられる。これらを工程順に説明する。
〔(4−1)グラフトパターンに、無電解メッキ触媒またはその前駆体を付与する工程〕
<無電解メッキ触媒>
本工程において用いられる無電解メッキ触媒とは、主に0価金属であり、Pd、Ag、Cu、Ni、Al、Fe、Coなどが挙げられる。本発明においては、特に、Pd、Agがその取り扱い性の良さ、触媒能の高さから好ましい。0価金属を前記グラフトパターン上(相互作用性領域)に固定する手法としては、例えば、グラフトパターン上のこれら無電解メッキ触媒(前駆体)と相互作用する官能基(相互作用性基)と、相互作用するように荷電を調節した金属コロイドを、相互作用性領域に適用する手法が用いられる。一般に、金属コロイドは、荷電を持った界面活性剤又は荷電を持った保護剤が存在する溶液中において、金属イオンを還元することにより作製することができる。金属コロイドの電荷は、ここで使用される界面活性剤又は保護剤により調節することができ、このように電荷を調節した金属コロイドをり、グラフトパターンが有する相互作用性基と相互作用させることで、グラフトパターン上に選択的に金属コロイド(無電解メッキ触媒)を吸着させることができる。
Further, (4) a method of performing an electroless plating process, which is a method of forming a further metal pattern, specifically includes (4-1) an electroless plating catalyst or an electroless plating catalyst in an existing region (graft pattern) of a graft polymer chain. There is a method in which a precursor is applied and then (4-2) electroless plating is performed to form a metal film in a pattern. These will be described in the order of steps.
[(4-1) Step of imparting electroless plating catalyst or precursor thereof to graft pattern]
<Electroless plating catalyst>
The electroless plating catalyst used in this step is mainly a zero-valent metal, and examples thereof include Pd, Ag, Cu, Ni, Al, Fe, and Co. In the present invention, Pd and Ag are particularly preferable because of their good handleability and high catalytic ability. As a method of fixing the zero-valent metal on the graft pattern (interactive region), for example, a functional group (interactive group) that interacts with the electroless plating catalyst (precursor) on the graft pattern, A technique is used in which a metal colloid whose charge is adjusted so as to interact is applied to the interactive region. In general, a metal colloid can be prepared by reducing metal ions in a solution containing a charged surfactant or a charged protective agent. The charge of the metal colloid can be adjusted by the surfactant or the protective agent used here, and the metal colloid having the charge adjusted as described above is interacted with the interactive group of the graft pattern. The metal colloid (electroless plating catalyst) can be selectively adsorbed onto the graft pattern.
<無電解メッキ触媒前駆体>
本工程において用いられる無電解メッキ触媒前駆体とは、化学反応により無電解メッキ触媒となりうるものであれば、特に制限なく使用することができる。主には上記無電解メッキ触媒で用いた0価金属の金属イオンが用いられる。無電解メッキ触媒前駆体である金属イオンは、還元反応により無電解メッキ触媒である0価金属になる。無電解メッキ触媒である金属イオンは、基材へ付与した後、無電解メッキ浴への浸漬前に、別途還元反応により0価金属に変化させて無電解メッキ触媒としてよいし、無電解メッキ触媒前駆体のまま無電解メッキ浴に浸漬し、無電解メッキ浴中の還元剤により金属(無電解メッキ触媒)に変化させてもよい。
<Electroless plating catalyst precursor>
The electroless plating catalyst precursor used in this step can be used without particular limitation as long as it can become an electroless plating catalyst by a chemical reaction. Mainly, metal ions of zero-valent metal used in the electroless plating catalyst are used. The metal ion that is an electroless plating catalyst precursor becomes a zero-valent metal that is an electroless plating catalyst by a reduction reaction. The metal ion that is an electroless plating catalyst may be used as an electroless plating catalyst after being applied to a substrate and before being immersed in an electroless plating bath, by changing it to a zero-valent metal by a reduction reaction. The precursor may be immersed in an electroless plating bath and changed to a metal (electroless plating catalyst) by a reducing agent in the electroless plating bath.
実際、無電解メッキ前駆体である金属イオンは、金属塩の状態でグラフトパターンに付与して相互作用させる。使用される金属塩としては、適切な溶媒に溶解して、金属イオンと塩基(陰イオン)とに解離されるものであれば特に制限はなく、M(NO3)n、MCln、M2/n(SO4)、M3/n(PO4)(Mは、n価の金属原子を表す)などが挙げられる。金属イオンとしては、上記の金属塩が解離したものを好適に用いることができる。具体例としては、例えば、Agイオン、Cuイオン、Alイオン、Niイオン、Coイオン、Feイオン、Pdイオンが挙げられ、Agイオン、Pdイオンが触媒能の点で好ましい。 In fact, the metal ions that are the electroless plating precursors are imparted to the graft pattern in the form of a metal salt and interact with each other. The metal salt used is not particularly limited as long as it is dissolved in an appropriate solvent and dissociated into a metal ion and a base (anion), and M (NO 3 ) n , MCl n , M 2 / n (SO 4 ), M 3 / n (PO 4 ) (M represents an n-valent metal atom), and the like. As a metal ion, the thing which said metal salt dissociated can be used suitably. Specific examples include, for example, Ag ions, Cu ions, Al ions, Ni ions, Co ions, Fe ions, and Pd ions, and Ag ions and Pd ions are preferable in terms of catalytic ability.
無電解メッキ触媒である金属コロイド、或いは、無電解メッキ前駆体である金属塩をグラフトパターン上に付与する方法としては、金属コロイドを適当な分散媒に分散、或いは、金属塩を適切な溶媒で溶解し、解離した金属イオンを含む溶液を調製し、その溶液をグラフトパターンが存在する基板表面に塗布するか、或いは、その溶液中にグラフトパターンを有する基板を浸漬すればよい。金属イオンを含有する溶液を接触させることで、前記グラフトパターン形成領域の相互作用性基に、イオン−イオン相互作用、または、双極性−イオン相互作用を利用して金属イオンを吸着させること、或いは、相互作用性領域に金属イオンを含浸させることができる。これら吸着或いは含浸を十分に行なわせるという観点からは、接触させる溶液の金属イオン濃度、或いは金属塩濃度は1〜50質量%の範囲であることが好ましく、10〜30質量%の範囲であることが更に好ましい。また、接触時間としては、1分〜24時間程度であることが好ましく、5分〜1時間程度であることがより好ましい。 As a method for applying a metal colloid as an electroless plating catalyst or a metal salt as an electroless plating precursor onto a graft pattern, the metal colloid is dispersed in an appropriate dispersion medium, or the metal salt is added with an appropriate solvent. A solution containing dissolved and dissociated metal ions is prepared, and the solution is applied to the surface of the substrate on which the graft pattern exists, or the substrate having the graft pattern is immersed in the solution. Contacting a solution containing a metal ion to adsorb a metal ion to the interacting group of the graft pattern forming region using an ion-ion interaction or a bipolar-ion interaction; or The interaction region can be impregnated with metal ions. From the viewpoint of sufficient adsorption or impregnation, the metal ion concentration or metal salt concentration of the solution to be contacted is preferably in the range of 1 to 50% by mass, and in the range of 10 to 30% by mass. Is more preferable. Further, the contact time is preferably about 1 minute to 24 hours, more preferably about 5 minutes to 1 hour.
〔(4−2)無電解メッキを行い、パターン状に金属膜を形成する工程〕
次に、前記(4−1)工程により得られた基板に無電解メッキを行うことで、パターン状に金属膜が形成される。本工程における無電解メッキを行うことで、前記工程により得られたグラフトパターン上に該パターンにしたがった高密度の金属膜が形成される。その結果、形成された金属パターンは、優れた導電性、密着性が得られる。
[(4-2) Step of performing electroless plating and forming a metal film in a pattern]
Next, a metal film is formed in a pattern by performing electroless plating on the substrate obtained in the step (4-1). By performing electroless plating in this step, a high-density metal film according to the pattern is formed on the graft pattern obtained in the step. As a result, the formed metal pattern has excellent conductivity and adhesion.
<無電解メッキ>
無電解メッキとは、メッキとして析出させたい金属イオンを溶かした溶液を用いて、化学反応によって金属を析出させる操作のことをいう。
本工程における無電解メッキは、例えば、前記(4−1)工程で得られた、無電解メッキ触媒がパターン状に付与された基板を水洗して余分な無電解メッキ触媒(金属)を除去した後、無電解メッキ浴に浸漬して行なう。使用される無電解メッキ浴としては一般的に知られている無電解メッキ浴を使用することができる。
また、無電解メッキ触媒がパターン状に付与された基板を、無電解メッキ触媒前駆体がグラフトパターンに吸着又は含浸した状態で無電解メッキ浴に浸漬する場合には、基板を水洗して余分な無電解メッキ触媒前駆体(金属塩など)を除去した後、無電解メッキ浴に浸漬する。この場合には、無電解メッキ浴中において前駆体の還元と、それに引き続いて無電解メッキが行われる。この態様に用いられる無電解メッキ浴としても、上記同様、一般的に知られている無電解メッキ浴を使用することができる。
<Electroless plating>
Electroless plating refers to an operation of depositing a metal by a chemical reaction using a solution in which metal ions to be deposited as a plating are dissolved.
In the electroless plating in this step, for example, the substrate provided with the electroless plating catalyst in a pattern shape obtained in the step (4-1) is washed with water to remove excess electroless plating catalyst (metal). Thereafter, it is immersed in an electroless plating bath. As the electroless plating bath to be used, a generally known electroless plating bath can be used.
Further, when the substrate to which the electroless plating catalyst is applied in a pattern is immersed in the electroless plating bath in a state where the electroless plating catalyst precursor is adsorbed or impregnated in the graft pattern, the substrate is washed with water to remove the excess. After removing the electroless plating catalyst precursor (metal salt, etc.), it is immersed in an electroless plating bath. In this case, the precursor is reduced in the electroless plating bath, followed by electroless plating. As the electroless plating bath used in this embodiment, a generally known electroless plating bath can be used as described above.
一般的な無電解メッキ浴の組成としては、1.メッキ用の金属イオン、2.還元剤、3.金属イオンの安定性を向上させる添加剤(安定剤)が主に含まれている。このメッキ浴には、これらに加えて、メッキ浴の安定剤など公知の添加物が含まれていてもよい。
無電解メッキ浴に用いられる金属の種類としては、銅、すず、鉛、ニッケル、金、パラジウム、ロジウムが知られており、中でも、導電性の観点からは、銅、金が特に好ましい。
また、上記金属に合わせて最適な還元剤、添加物がある。例えば、銅の無電解メッキの浴は、銅塩としてCu(SO4)2、還元剤としてHCOH、添加剤として銅イオンの安定剤であるEDTAやロッシェル塩などのキレート剤が含まれている。また、CoNiPの無電解メッキに使用されるメッキ浴には、その金属塩として硫酸コバルト、硫酸ニッケル、還元剤として次亜リン酸ナトリウム、錯化剤としてマロン酸ナトリウム、りんご酸ナトリウム、こはく酸ナトリウムが含まれている。また、パラジウムの無電解メッキ浴は、金属イオンとして(Pd(NH3)4)Cl2、還元剤としてNH3、H2NNH2、安定化剤としてEDTAが含まれている。これらのメッキ浴には、上記成分以外の成分が入っていてもよい。
The composition of a general electroless plating bath is as follows: 1. metal ions for plating, 2. reducing agent; Additives (stabilizers) that improve the stability of metal ions are mainly included. In addition to these, the plating bath may contain known additives such as a plating bath stabilizer.
As the types of metals used in the electroless plating bath, copper, tin, lead, nickel, gold, palladium, and rhodium are known, and among these, copper and gold are particularly preferable from the viewpoint of conductivity.
In addition, there are optimum reducing agents and additives according to the above metals. For example, a copper electroless plating bath contains Cu (SO 4 ) 2 as a copper salt, HCOH as a reducing agent, and a chelating agent such as EDTA or Rochelle salt as a copper ion stabilizer as an additive. The plating bath used for electroless plating of CoNiP includes cobalt sulfate and nickel sulfate as metal salts, sodium hypophosphite as a reducing agent, sodium malonate, sodium malate and sodium succinate as complexing agents. It is included. Further, the electroless plating bath of palladium contains (Pd (NH 3 ) 4 ) Cl 2 as metal ions, NH 3 and H 2 NNH 2 as reducing agents, and EDTA as a stabilizer. These plating baths may contain components other than the above components.
このようにして形成される金属膜の膜厚は、メッキ浴の金属塩または金属イオン濃度、メッキ浴への浸漬時間、或いは、メッキ浴の温度などにより制御することができるが、導電性の観点からは、0.5μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましい。
また、メッキ浴への浸漬時間としては、1分〜3時間程度であることが好ましく、1分〜1時間程度であることがより好ましい。
The thickness of the metal film formed in this way can be controlled by the concentration of the metal salt or metal ion in the plating bath, the immersion time in the plating bath, the temperature of the plating bath, etc. Is preferably 0.5 μm or more, more preferably 3 μm or more.
Further, the immersion time in the plating bath is preferably about 1 minute to 3 hours, and more preferably about 1 minute to 1 hour.
以上のようにして得られた金属パターンの金属膜部は、SEMによる断面観察により、表面グラフト膜中に無電解メッキ触媒やメッキ金属の微粒子がぎっしりと分散しており、更にその上に比較的大きな粒子が析出していることが確認された。界面はグラフトポリマーと微粒子とのハイブリッド状態であるため、基板(有機成分からなるものを含む)と無機物(無電解メッキ触媒またはメッキ金属)との界面の凹凸差が100nm以下であっても密着性が良好であった。 In the metal film portion of the metal pattern obtained as described above, the electroless plating catalyst and the fine particles of the plating metal are tightly dispersed in the surface graft film by cross-sectional observation by SEM, and further, there are relatively It was confirmed that large particles were precipitated. Since the interface is a hybrid state of the graft polymer and fine particles, even if the unevenness of the interface between the substrate (including organic components) and the inorganic material (electroless plating catalyst or plating metal) is 100 nm or less, the adhesion Was good.
〔電気メッキ工程〕
本発明における無電解メッキを利用した導電性パターン形成方法においては、この(4)無電解メッキ処理を用いて金属膜を形成した場合、その後、前記工程により形成された金属膜を電極として、さらに電気メッキを行うことができる。これにより基板との密着性に優れた金属膜パターンをベースとして、そこに新たに任意の厚みをもつ金属膜を容易に形成することができる。この工程を付加することにより、パターン状の金属膜を目的に応じた厚みに形成しうるため、本発明の金属パターンを配線パターンなど種々の応用に適用するのに好適である。
本発明における電気メッキの方法としては、従来公知の方法を用いることができる。なお、本工程の電気メッキに用いられる金属としては、銅、クロム、鉛、ニッケル、金、銀、すず、亜鉛などが挙げられ、導電性の観点から、銅、金、銀が好ましく、銅がより好ましい。
[Electroplating process]
In the conductive pattern forming method using electroless plating in the present invention, when the metal film is formed by using this (4) electroless plating treatment, the metal film formed by the above process is then used as an electrode. Electroplating can be performed. As a result, a metal film having an arbitrary thickness can be easily formed on the metal film pattern having excellent adhesion to the substrate. By adding this step, a patterned metal film can be formed to a thickness according to the purpose, and therefore, the metal pattern of the present invention is suitable for application to various applications such as a wiring pattern.
As the electroplating method in the present invention, a conventionally known method can be used. In addition, as a metal used for the electroplating of this process, copper, chromium, lead, nickel, gold, silver, tin, zinc, etc. are mentioned. From the viewpoint of conductivity, copper, gold, and silver are preferable. More preferred.
電気メッキにより得られる金属膜の膜厚については、用途に応じて異なるものであり、メッキ浴中に含まれる金属濃度、浸漬時間、或いは、電流密度などを調整することでコントロールすることができる。なお、一般的な電気配線などに用いる場合の膜厚は、導電性の観点から、0.3μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましい。 The film thickness of the metal film obtained by electroplating differs depending on the application, and can be controlled by adjusting the concentration of metal contained in the plating bath, the dipping time, or the current density. In addition, from the viewpoint of conductivity, the film thickness when used for general electric wiring or the like is preferably 0.3 μm or more, and more preferably 3 μm or more.
以上の方法により形成された本発明の導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターン材料は、基材表面に、簡易な工程により高精細の金属(微粒子)パターンを作製することができ、耐久性に優れた高密度の金属(微粒子)膜パターンを有するものである。また、本発明の導電性パターン材料、及び、金属微粒子パターンは、高密度磁性ディスク、磁気ヘッド、磁気テープ、磁気シート、磁気ディスクなど、各種の用途が期待でき、その応用範囲は広い。また、さらに種々の回路形成用途にも使用でき、パターン形成手段を選択することで微細な導電性領域を形成することができるため、マイクロマシンや超LSIなどの回路形成を含む広い用途が期待される。 The conductive pattern material of the present invention and the metal fine particle pattern material formed by the above method can produce a high-definition metal (fine particle) pattern on the surface of the base material by a simple process, making it durable. It has an excellent high-density metal (fine particle) film pattern. In addition, the conductive pattern material and the metal fine particle pattern of the present invention can be expected to be used in various applications such as a high-density magnetic disk, a magnetic head, a magnetic tape, a magnetic sheet, and a magnetic disk, and its application range is wide. Furthermore, since it can be used for various circuit formation applications and a fine conductive region can be formed by selecting a pattern forming means, a wide range of applications including circuit formation such as micromachines and VLSI is expected. .
更に、支持体にPETなどの透明フィルムを使用した場合には、パターン形成された透明導電性フィルムとして使用することができる。このような透明導電性フィルムの用途としては、ディスプレイ用透明電極、調光デバイス、太陽電池、タッチパネル、その他の透明導電膜が挙げられるが、CRTやプラズマディスプレイにつける電磁波シールドフィルターとして特に有用である。このような電磁波シールドフィルターは高い導電性と透明性とを必要とするため、金属(微粒子)膜を格子状に設けることが好ましい。このような格子線幅は、20〜100μm、開口部は50〜600μm程度が好ましい。この格子は必ずしも規則正しく、直線で構成されていなくてもよく、曲線状で構成されていてもよい。
本発明においては、さらに精細な10μm以下の線幅のパターンをも形成することができ、このような任意のパターン形状の金属配線或いは金属微粒子吸着領域を容易に形成し得るため、目的に応じた種々の設定が可能である。
Furthermore, when a transparent film such as PET is used for the support, it can be used as a patterned transparent conductive film. Applications of such transparent conductive films include transparent electrodes for displays, light control devices, solar cells, touch panels, and other transparent conductive films, but are particularly useful as electromagnetic wave shielding filters for CRTs and plasma displays. . Since such an electromagnetic wave shielding filter requires high conductivity and transparency, it is preferable to provide a metal (fine particle) film in a lattice shape. Such a lattice line width is preferably about 20 to 100 μm, and the opening is preferably about 50 to 600 μm. This lattice does not necessarily have to be regular and configured with straight lines, and may be configured with curved lines.
In the present invention, a finer pattern having a line width of 10 μm or less can be formed, and a metal wiring or metal fine particle adsorption region having such an arbitrary pattern shape can be easily formed. Various settings are possible.
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(合成例1:光開裂型シランカップリング化合物1の合成)
前記例示化合物1の合成は、以下の4つのステップにより行われる。それぞれのステップのスキームを挙げて説明する。
1.ATRP開始剤「l」の合成(エーテル化(Williamson反応)によるオレフィンの導入)
窒素置換した1000ml三口フラスコ中に4−ヒドロキシ−4’−(ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノン22.4g(0.1mol)とテトラヒドロフラン(THF)300gを入れて氷バスで冷却し、撹拌した。そこにNaH(60〜72% in oil)9.7g(0.24mol)を徐々に加え、全て加え終わったら氷バスを外して2時間撹拌した。再び氷バスで反応溶液を冷却し、THF25gとジメチルアセトアミド(DMAc)25gに溶かしたアリルブロミド13.3g(0.11mol)の半分量をゆっくり滴下した。残り半分は30分後に滴下した。滴下後30分撹拌して氷バスを外し、DMAc300gを100gづつ3回(氷バスを外してから1.5時間後、2.5時間後、4時間後)に分けて加えた。DMAcを全量加えてから3時間後に撹拌を止め、終夜静置した。少量のメタノールを反応溶液に加えて未反応のNaHを潰した。その反応溶液を水1500mlに徐々に投入した。溶液中の有機相を酢酸エチルで抽出し、塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を留去して生成物1aを含む黄色オイル27gを得た。
合成スキームを以下に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
(Synthesis Example 1: Synthesis of photocleavable silane coupling compound 1)
The exemplary compound 1 is synthesized by the following four steps. A description will be given of the scheme of each step.
1. Synthesis of ATRP initiator “l” (olefin introduction by etherification (Williamson reaction))
4-hydroxy-4 '-(hydroxyethoxy) -2-methylpropiophenone (22.4 g, 0.1 mol) and tetrahydrofuran (THF) (300 g) were placed in a nitrogen-substituted 1000 ml three-necked flask, cooled with an ice bath, and stirred. did. To this, 9.7 g (0.24 mol) of NaH (60 to 72% in oil) was gradually added. When all the addition was completed, the ice bath was removed and the mixture was stirred for 2 hours. The reaction solution was cooled again with an ice bath, and half of 13.3 g (0.11 mol) of allyl bromide dissolved in 25 g of THF and 25 g of dimethylacetamide (DMAc) was slowly added dropwise. The other half was dropped after 30 minutes. After dropping, the ice bath was removed by stirring for 30 minutes, and 300 g of DMAc was added in 100 g portions (1.5 hours after removing the ice bath, 2.5 hours, and 4 hours later). Stirring was stopped 3 hours after adding the entire amount of DMAc and allowed to stand overnight. A small amount of methanol was added to the reaction solution to crush unreacted NaH. The reaction solution was gradually added to 1500 ml of water. The organic phase in the solution was extracted with ethyl acetate and washed with aqueous sodium chloride solution. The solvent was distilled off to obtain 27 g of a yellow oil containing the product 1a.
A synthesis scheme is shown below.
1H NMR(300MHz CDCl3)
δ=1.64 (s、6H、−CH3 k−CH3 l)、 3.8(t、J=4.5−5.1、2H、−CH2 e)、 4.1(d、J=5.7、2H、−CH2 d)、 4.2(t、J=4.2−5.4、2H、−CH2 f)、 4.3(s、2H、−OHm)、 5.2(dd、JHbHc=10.2−10.7、J HaHb=0.9−1.2、1H、Hb.)、 5.3(dd、JHaHc=17−22、JHaHb=0.9−1.2、1H、Ha.)、 5.9(ddd、JHaHc=22−17、JHbHc=10.2−10.7、JHcHd=5.4−5.7、1H、Hc)、 7.0(dd、JHhHi=7、JHgHj=7、JHgHh=2、JHiHj=2、2H、Hg Hi)、 8.1(dd、JHhHi=7、JHgHj=7、JHgHh=2、JHiHj=2、2H、Hh Hj)
1 H NMR (300 MHz CDCl 3)
δ = 1.64 (s, 6H, —CH 3 k—CH 3 l), 3.8 (t, J = 4.5-5.1, 2H, —CH 2 e), 4.1 (d, J = 5.7, 2H, —CH 2 d), 4.2 (t, J = 4.2-5.4, 2H, —CH 2 f), 4.3 (s, 2H, —OHm), 5.2 (dd, JHbHc = 10.2-10.7, JHaHb = 0.9-1.2, 1H, Hb.), 5.3 (dd, JHaHc = 17-22, JHaHb = 0.9 -1.2, 1H, Ha.), 5.9 (ddd, JHaHc = 22-17, JHbHc = 10.2-10.7, JHcHd = 5.4-5.7, 1H, Hc), 0 (dd, JHhHi = 7, JHgHj = 7, JHgHh = 2, JHiHj = 2, 2H, HgHi), 8.1 (dd, JHhHi = 7, JHgHj = 7, JH Hh = 2, JHiHj = 2,2H, Hh Hj)
2.1bの合成(保護基を用いた長鎖アルコールの導入)
まず、200mlのナスフラスコに8−ブロモ−1−オクタノール14.4g(0.069mol)とTHF10gを入れ、撹拌しながら3、4−ジヒドロ−2H−ピラン7.3g(0.087mol)を滴下した。30分撹拌を続けて溶液Aを得た。
次に、300ml三口フラスコに1aを含む黄色オイル14.5g(0.055 mol)とDMAc100gを入れて氷バスで冷却しながら撹拌した。NaH(60〜72% in oil)3.3g(0.083mol)を徐々に加えて30分間撹拌した。先に作っておいた溶液Aを滴下し、氷バスをウォーターバスに替え50℃で1.5時間加熱した。少量のメタノールを反応溶液に加えた後、氷水300mlに徐々に投入した。有機相を酢酸エチルで抽出し、塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を留去して黄色オイルを得た。この黄色オイルをメタノール200mlに溶かし、少量のp−トルエンスルホン酸を加えて70℃で1時間加熱した。この溶液に水を加え、有機相を酢酸エチルで抽出した。溶媒を留去して生成物1bを含む褐色オイル35.1gを得た。
合成スキームを以下に示す。
Synthesis of 2.1b (introduction of a long-chain alcohol using a protecting group)
First, 14.4-g (0.069 mol) of 8-bromo-1-octanol and 10 g of THF were placed in a 200 ml eggplant flask, and 7.3 g (0.087 mol) of 3,4-dihydro-2H-pyran was added dropwise with stirring. . Stirring was continued for 30 minutes to obtain a solution A.
Next, 14.5 g (0.055 mol) of yellow oil containing 1a and 100 g of DMAc were placed in a 300 ml three-necked flask and stirred while cooling in an ice bath. NaH (60-72% in oil) 3.3 g (0.083 mol) was gradually added and stirred for 30 minutes. The previously prepared solution A was dropped, and the ice bath was replaced with a water bath and heated at 50 ° C. for 1.5 hours. A small amount of methanol was added to the reaction solution, and then gradually added to 300 ml of ice water. The organic phase was extracted with ethyl acetate and washed with aqueous sodium chloride solution. The solvent was distilled off to obtain a yellow oil. This yellow oil was dissolved in 200 ml of methanol, a small amount of p-toluenesulfonic acid was added, and the mixture was heated at 70 ° C. for 1 hour. Water was added to this solution and the organic phase was extracted with ethyl acetate. The solvent was distilled off to obtain 35.1 g of a brown oil containing the product 1b.
A synthesis scheme is shown below.
3.1cの合成(エステル化反応による末端ハロゲンの導入)
塩化カルシウム管を設置した1000ml三口フラスコに1bを含む褐色オイル25.52g(0.065mol)、THF200gとピリジン6.17g(0.078mol)を入れて撹拌した。その溶液を氷バスで冷却しブロモイソ酪酸ブロミド14.94g(0.065mol)を徐々に加えて15分間撹拌した後、室温に戻して1.5時間撹拌した。反応溶液を水300mlに投入した。有機相を酢酸エチルで抽出し、塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を留去して生成物AM2543cを含む褐色オイル43.9gを得た。カラム(充填剤:ワコーゲルC−200、展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/5)で1cを単離した。
合成スキームを以下に示す。
Synthesis of 3.1c (introduction of terminal halogen by esterification reaction)
A 1000 ml three-necked flask equipped with a calcium chloride tube was charged with 25.52 g (0.065 mol) of brown oil containing 1b, 200 g of THF and 6.17 g (0.078 mol) of pyridine, and stirred. The solution was cooled in an ice bath, 14.94 g (0.065 mol) of bromoisobutyric acid bromide was gradually added and stirred for 15 minutes, then returned to room temperature and stirred for 1.5 hours. The reaction solution was poured into 300 ml of water. The organic phase was extracted with ethyl acetate and washed with aqueous sodium chloride solution. The solvent was distilled off to obtain 43.9 g of a brown oil containing the product AM2543c. 1c was isolated with a column (filler: Wakogel C-200, developing solvent: ethyl acetate / hexane = 1/5).
A synthesis scheme is shown below.
1H NMR(300MHz CDCl3)
δ=1.2−1.4(mb、8H)、 1.5(s、6H)、 1.7(t、J=6.9−7.5、4H)、 1.9(s、6H)、 3.2(t、J=6.0−6.9、2H)、 3.8(t、J=4.8、2H)、4.1−4.2(m、6H)、 5.2 (dd、 J=1.8、J=10.2−11.4、1H.)、 5.3(dd、J=1.8、J=17.1−22.5、1H.)、5.9−6.0(ddd、J=5.4−5.7、J=10.2−11.4、J=17.1−22.5、2H)、 6.9(d、J=9.0、2H)、 8.3(d、J=9.0、2H)
1 H NMR (300 MHz CDCl 3 )
δ = 1.2-1.4 (mb, 8H), 1.5 (s, 6H), 1.7 (t, J = 6.9-7.5, 4H), 1.9 (s, 6H) ), 3.2 (t, J = 6.0-6.9, 2H), 3.8 (t, J = 4.8, 2H), 4.1-4.2 (m, 6H), 5 .2 (dd, J = 1.8, J = 10.2-11.4, 1H.), 5.3 (dd, J = 1.8, J = 17.1-22.5, 1H.) 5.9-6.0 (ddd, J = 5.4-5.7, J = 10.2-11.4, J = 17.1-22.5, 2H), 6.9 (d, J = 9.0, 2H), 8.3 (d, J = 9.0, 2H)
4.目的物1の合成(ハイドロシリル化反応)
塩化カルシウム管を設置した50ml三口フラスコに1cを4.5g(8.31×10-3mol)入れ、Speir catalyst (H2PtCl4・6H2O/2−PrOH 0.1M)を1滴加えて撹拌した。反応溶液を氷バスで冷却し、トリクロロシラン(98%)を2.4g(17.46×10-3mol)滴下した。滴下後室温に戻して1時間後に反応が終了した。減圧下で100度に加熱して過剰のトリクロロシランを除去し、目的物1を得た。
合成スキームを以下に示す。
4). Synthesis of target 1 (hydrosilylation reaction)
4.5 g (8.31 × 10 −3 mol) of 1c is placed in a 50 ml three-necked flask equipped with a calcium chloride tube, and 1 drop of Spear catalyst (H 2 PtCl 4 .6H 2 O / 2-PrOH 0.1M) is added. And stirred. The reaction solution was cooled in an ice bath, and 2.4 g (17.46 × 10 −3 mol) of trichlorosilane (98%) was added dropwise. After dropping, the temperature was returned to room temperature, and the reaction was completed after 1 hour. Excess trichlorosilane was removed by heating at 100 ° C. under reduced pressure to obtain the intended product 1.
A synthesis scheme is shown below.
1H NMR(300MHz CDCl3)
δ=1.2−1.4(mb、20H)、 1.5(s、6H)、 1.9(s、6H)、 3.2(t、J=6.9、2H)、 3.6(t、J=6.9、2H)、 4.2(m、4H)、 6.9(d、J=9.3、2H)、 8.3(d、J=9.3、2H:)
1 H NMR (300 MHz CDCl 3 )
δ = 1.2−1.4 (mb, 20H), 1.5 (s, 6H), 1.9 (s, 6H), 3.2 (t, J = 6.9, 2H), 6 (t, J = 6.9, 2H), 4.2 (m, 4H), 6.9 (d, J = 9.3, 2H), 8.3 (d, J = 9.3, 2H) :)
〔実施例1〕
(グラフト基板A(アクリル酸グラフト)の合成)
ピランハ溶液(硫酸/過酸化水素(30wt%)の1/1vol混合液)をもちいて洗浄したシリコン基板をアルゴン下、開始剤基を有するシランカップリング剤(前記合成例1で得られた例示化合物1)の1.1質量%脱水トルエン溶液に終夜浸漬することにより、シリコン基板上に開始剤を固定化した。次に、この開始剤(例示化合物1)を固定化した基板を、セパラブルフラスコに入れ、Ar気流下、塩化銅(I)、2、2’−ビピリジルを触媒としてアクリル酸Naの水溶液に浸漬、攪拌後、一晩放置することによりグラフト基板Aを得た。膜厚をエリプソメトリーで測定したところ100nmであった。
[Example 1]
(Synthesis of graft substrate A (acrylic acid graft))
A silicon substrate cleaned using a Piranha solution (a 1 vol solution of sulfuric acid / hydrogen peroxide (30 wt%)) under argon, a silane coupling agent having an initiator group (the exemplified compound obtained in Synthesis Example 1) The initiator was immobilized on the silicon substrate by immersing in 1.1% by mass dehydrated toluene solution of 1) overnight. Next, the substrate on which the initiator (Exemplary Compound 1) is immobilized is placed in a separable flask and immersed in an aqueous solution of sodium acrylate using copper chloride (I) and 2,2′-bipyridyl as a catalyst in an Ar stream. After stirring, the graft substrate A was obtained by allowing it to stand overnight. When the film thickness was measured by ellipsometry, it was 100 nm.
(グラフトパターンA(アクリル酸グラフトパターン)の作成)
グラフト化したシリコン基板Aを石英板に形成されたマスクパターン(NC−1、凸版印刷社製)に密着させ、UV露光機(ウシオ電機社製、UVL−4001−N、高圧水銀灯)を用いて20分間照射した。その後、純水で洗浄し、グラフトパターンAを得た。
(Creation of graft pattern A (acrylic acid graft pattern))
The grafted silicon substrate A is brought into close contact with a mask pattern (NC-1, manufactured by Toppan Printing Co., Ltd.) formed on a quartz plate, and using a UV exposure machine (Ushio Electric Co., Ltd., UVL-4001-N, high-pressure mercury lamp). Irradiated for 20 minutes. Then, it wash | cleaned with the pure water and the graft pattern A was obtained.
(パターンの確認)
前記グラフトパターンAを、原子間顕微鏡AFM(ナノピクス1000、セイコーインスツルメンツ社製、DFMカンチレバー使用)で観察した。その結果、線幅8μm、空隙幅8μmが交互に存在するパターンが形成されていることが確認された。
(Check pattern)
The graft pattern A was observed with an atomic microscope AFM (Nanopics 1000, manufactured by Seiko Instruments Inc., using a DFM cantilever). As a result, it was confirmed that a pattern in which a line width of 8 μm and a gap width of 8 μm exist alternately was formed.
(金属(微粒子)膜の形成)
得られたグラフトパターンAを、硝酸銀(和光純薬製)15質量%の水溶液に12時間浸漬した後、蒸留水で洗浄した。その後、100mlの蒸留水にパターンAを浸漬し、その蒸留水中に、0.2Mのテトラヒドロホウ素酸ナトリウムを30ml滴下することにより、吸着している銀イオンを還元したところ、パターンAにおけるグラフトポリマー鎖の存在する部分の表面に均一なAg金属膜(金属(微粒子)膜)が形成された。形成されたAg金属膜は厚さ0.1μmであった。これにより、Ag(微粒子)膜が形成された金属(微粒子)膜パターン材料A−1を得た。
(Formation of metal (fine particle) film)
The obtained graft pattern A was immersed in a 15% by mass aqueous solution of silver nitrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) for 12 hours and then washed with distilled water. Thereafter, the pattern A was immersed in 100 ml of distilled water, and 30 ml of 0.2M sodium tetrahydroborate was dropped into the distilled water to reduce the adsorbed silver ions. A uniform Ag metal film (metal (fine particle) film) was formed on the surface of the portion where the metal exists. The formed Ag metal film had a thickness of 0.1 μm. Thus, a metal (fine particle) film pattern material A-1 on which an Ag (fine particle) film was formed was obtained.
〔導電性の評価〕
得られたAg(微粒子)膜のパターン部分の表面導電性をLORESTA−FP(三菱化学(株)製)を用いて四探針法により測定したところ、100Ω/□を示した。
[Evaluation of conductivity]
When the surface conductivity of the pattern portion of the obtained Ag (fine particle) film was measured by the four-probe method using LORESTA-FP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), it showed 100Ω / □.
〔金属薄膜の評価〕
1.膜強度(密着性)
Ag(微粒子)膜が形成された金属(微粒子)膜パターン材料A−1を、JIS 5400に順じて碁盤目テープ法により膜密着性を評価した。カットした碁盤目に対するテープの引き剥がしテストを行ったところ、1目の剥離も見られず、基板との密着性が良好であることが確認された。
2.耐久性
Ag(微粒子)膜が形成された金属(微粒子)膜パターン材料A−1の表面を、水で湿らせた布(BEMCOT、旭化成工業社製)を用いて手で往復30回摺擦した。摺擦後に、目視にて表面を観察したところ、金属(微粒子)膜の剥がれなどは見られなかった。また、摺擦後の試料を前記と同様にして碁盤目テープ法により膜密着性を評価したところ、1目の剥離も見られず、摺擦後においても金属(微粒子)膜は基板との密着性が低下せず、耐久性に優れることが確認された。
[Evaluation of metal thin film]
1. Film strength (adhesion)
The metal (fine particle) film pattern material A-1 on which an Ag (fine particle) film was formed was evaluated for film adhesion by a cross-cut tape method in accordance with JIS 5400. When the tape was peeled off from the cut grid, the first peel was not observed, and it was confirmed that the adhesion with the substrate was good.
2. Durability The surface of the metal (fine particle) film pattern material A-1 on which an Ag (fine particle) film was formed was rubbed back and forth 30 times by hand with a cloth (BEMCOT, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) moistened with water. . When the surface was visually observed after rubbing, peeling of the metal (fine particle) film was not observed. Further, when the film adhesion was evaluated by the cross-cut tape method for the sample after rubbing in the same manner as described above, the first peeling was not observed, and the metal (fine particle) film adhered to the substrate even after rubbing. It was confirmed that the durability was not lowered and the durability was excellent.
[実施例2]
(金属パターンの形成)
実施例1と同様にして得られたグラフトパターンAを、硝酸パラジウム(和光純薬製)0.1質量%の水溶液に1時間浸漬した後、蒸留水で洗浄した。その後、下記組成の無電解メッキ浴に20分間浸漬し、金属パターンA−2を作製した。
<無電解メッキ浴成分>
・OPCカッパ−H T1(奥野製薬(株)製) 6mL
・OPCカッパ−H T2(奥野製薬(株)製) 1.2mL
・OPCカッパ−H T3(奥野製薬(株)製) 10mL
・水 83mL
[Example 2]
(Metal pattern formation)
Graft pattern A obtained in the same manner as in Example 1 was immersed in an aqueous solution of 0.1% by mass of palladium nitrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) for 1 hour, and then washed with distilled water. Then, it immersed in the electroless-plating bath of the following composition for 20 minutes, and produced metal pattern A-2.
<Electroless plating bath components>
・ OPC Kappa-H T1 (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) 6mL
・ OPC Kappa-H T2 (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) 1.2mL
・ OPC Kappa-H T3 (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) 10mL
・ Water 83mL
金属パターンA−2の表面を、光学顕微鏡(ニコン製、OPTI PHOTO−2)を用いて観察したところ、線幅8μm、空隙幅8μmが交互に存在する良好なパターンが確認された。
〔導電性の評価〕
得られたCuメッキ膜パターン部分の表面導電性を実施例1と同様の方法で測定したところ、50Ω/□を示した。
When the surface of the metal pattern A-2 was observed using an optical microscope (manufactured by Nikon, OPTI PHOTO-2), a good pattern in which a line width of 8 μm and a gap width of 8 μm existed alternately was confirmed.
[Evaluation of conductivity]
When the surface conductivity of the obtained Cu plating film pattern portion was measured by the same method as in Example 1, it was 50Ω / □.
〔金属膜の評価〕
1.膜強度(密着性)
前記のようにして、Cu膜が形成された金属膜パターン材料A−2の膜密着性を評価した。カットした碁盤目に対するテープの引き剥がしテストを行ったところ、1目の剥離も見られず、基板との密着性が良好であることが確認された。
[Evaluation of metal film]
1. Film strength (adhesion)
As described above, the film adhesion of the metal film pattern material A-2 on which the Cu film was formed was evaluated. When the tape was peeled off from the cut grid, the first peel was not observed, and it was confirmed that the adhesion with the substrate was good.
本発明により得られる導電性パターンは、精細なパターン形成が可能で、導電性が高く、また、金属微粒子パターン材料は、金属微粒子が高密度に分散され、耐久性に優れた金属微粒子分散層が所望の微細なパターン状に形成されうるため、金属配線材料や電磁波シールドの如く、高い導電性と任意のパターン形成を必要とする材料、例えば、マイクロマシンや超LSIなどの回路形成を含む回路形成用途への適用、CRTやプラズマディスプレイにつける電磁波シールドフィルター、ディスプレイ用透明電極、調光デバイス、太陽電池、タッチパネルその他の透明導電膜、高密度磁性ディスク、磁気ヘッド、磁気テープ、磁気シート、磁気ディスクその他の磁気材料などの広範な用途に適用できる。 The conductive pattern obtained by the present invention can form a fine pattern, has high conductivity, and the metal fine particle pattern material has a metal fine particle dispersion layer in which metal fine particles are dispersed at high density and has excellent durability. Since it can be formed into a desired fine pattern, it requires high electrical conductivity and any pattern formation, such as metal wiring materials and electromagnetic wave shields, for example, circuit formation including circuit formation such as micromachines and VLSI Application to CRT and plasma display, electromagnetic shielding filter, transparent electrode for display, light control device, solar cell, touch panel and other transparent conductive film, high density magnetic disk, magnetic head, magnetic tape, magnetic sheet, magnetic disk, etc. It can be applied to a wide range of uses such as magnetic materials.
Claims (7)
形成されたグラフトポリマー鎖の存在領域に金属イオン又は金属塩を付与する工程と、
該金属イオン又は該金属塩中の金属イオンを還元させて金属薄膜を形成する工程と、
を有する導電性パターン形成方法。 A surface graft material having a graft polymer chain formed by covalent bonding directly at one end via a site that can be photocleavable is exposed to the substrate surface, and the photocleavable site is cleaved in the exposed region, Removing the graft polymer chain to form an existing region / absent region of the graft polymer chain;
Applying a metal ion or a metal salt to a region where the formed graft polymer chain is present;
Reducing the metal ions or the metal ions in the metal salt to form a metal thin film;
A method for forming a conductive pattern.
形成されたグラフトポリマー鎖の存在領域に金属イオン又は金属塩を付与する工程と、
該金属イオン又は該金属塩中の金属イオンを還元させて金属微粒子を析出させ、金属微粒子吸着領域を形成する工程と、
を有する金属微粒子パターン形成方法。 A surface graft material having a graft polymer chain formed by covalent bonding directly at one end via a site that can be photocleavable is exposed to the substrate surface, and the photocleavable site is cleaved in the exposed region, Removing the graft polymer chain to form an existing region / absent region of the graft polymer chain;
Applying a metal ion or a metal salt to a region where the formed graft polymer chain is present;
Reducing the metal ions or the metal ions in the metal salt to precipitate metal fine particles, and forming a metal fine particle adsorption region;
A method for forming a fine metal particle pattern.
形成されたグラフトポリマー鎖の存在領域に無電解メッキ触媒またはその前駆体を付与する工程と、
無電解メッキを行って金属薄膜を形成する工程と、
を有する導電性パターン形成方法。 A surface graft having a graft polymer chain that has a functional group that interacts with the electroless plating catalyst or its precursor on the surface of the substrate and is directly bonded to one end through a covalent bond via a photocleavable site. Exposing the material, cleaving the photocleavable site in the exposed area and removing the graft polymer chain to form an existing / absent area of the graft polymer chain;
Applying an electroless plating catalyst or a precursor thereof to an existing region of the formed graft polymer chain;
Forming a metal thin film by electroless plating;
A method for forming a conductive pattern.
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