JP2000153194A

JP2000153194A - 樹脂構造物形成装置及びその方法並びに樹脂構造物

Info

Publication number: JP2000153194A
Application number: JP32524499A
Authority: JP
Inventors: Takuro Sekiya; 卓朗関谷; Yoichiro Miyaguchi; 耀一郎宮口; Yasuaki Hayashi; 康朗林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-01-01
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2000-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】高価な金型を必要とせず、単純なプロセス、
低コストで樹脂構造物を得ることである。【構成】基板８を保持する基板保持手段７と、前記基
板８と相対する位置に配置され液状樹脂を噴射する噴射
ヘッド１１と、この噴射ヘッド１１にコンピュータグラ
フィックス情報を入力する情報入力手段１８と、この入
力された情報に基づいて前記噴射ヘッド１１から前記液
状樹脂を噴射させ前記基板８上に樹脂を付着させる樹脂
形成手段とよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂構造物形成装
置及びその方法並びに樹脂構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造プロセス、プリント基
板製造、ＴＶブラウン管に使用されるシャドーマスク製
造等においては、いわゆる、フォトリソグラフィーやエ
ッチング等の技術が利用されており、高精度なパターン
製造技術として確立している。これらの技術は、いわゆ
る写真製版の技術を応用したものであり、基板上に感光
性のフォトレジストを塗布し、フォトマスクを介して紫
外線を照射し、その後、現像することによって、フォト
マスクパターンと同等のフォトレジストパターンを形
成、或いは、その後エッチングを行い、基板上にフォト
レジストと同等のパターンを形成することができる。

【０００３】そこで、今、半導体製造プロセスにおける
リソグラフィー技術の一例を図８及び図９に基づいて説
明する。図８（ａ）〜（ｉ）は、いわゆるウェハプロセ
ス（レジストプロセスとエッチングプロセス）における
工程フローを示す。図９（ａ）〜（ｅ）は、その工程フ
ローによって形成されるネガ型レジスト（ポジ型レジス
トは露光工程がこれと逆となる）を使用した場合のパタ
ーン断面形状を示す。ここでは、以下、シリコンウェハ
上にＳｉＯ₂の開口部を設ける場合の例について述べ
る。

【０００４】まず、図８（ａ）の〔ウェハ前処理工程〕
では、表面に熱酸化膜（ＳｉＯ₂）２を約１μｍ形成し
た基板１（シリコンウェハ）を洗浄によって清浄化す
る。次に、図８（ｂ）の〔レジスト塗布工程〕では、ス
ピンコーティング（或いは、ロールコーティング）によ
って、基板１上にフォトレジスト３を０．５〜１．０μ
ｍ塗布する。この場合、基板１とフォトレジスト３との
密着を良くするために、図示しない密着性向上剤（ＯＡ
Ｐ等）を事前に基板１上に塗布しておく。次に、図８
（ｃ）の〔プリベーク工程〕では、塗布されたフォトレ
ジスト中の溶剤成分を蒸発させるために、８０〜９０℃
のベーキング炉中で１０〜２０分加熱する。次に、図８
（ｄ）、図９（ａ）の〔マスク合わせ工程〕では、フォ
トレジスト３を塗布した基板１面にフォトマスク４を整
合する。ここで使用するフォトマスク４は、石英ガラス
或いは低膨張ガラスのような熱膨張の影響を受けにくい
ガラスを高精度に研磨し、その表面にクロムの蒸着膜よ
りなる所望のパターンが形成されてなるものである。こ
れにより、クロムの蒸着膜が形成されている領域は光を
透過せず、クロムの蒸着膜が形成されていない領域は光
を透過する。次に、図８（ｅ）、図９（ｂ）の〔露光工
程〕では、マスク合わせが終了した後、ＵＶ照射により
露光を行う。これにより、クロムの蒸着膜が形成されて
いる領域とクロムが形成されていない領域とで照射或い
は非照射となるため、クロムのマスクパターンに応じた
潜像がフォトレジスト中に形成される。次に、図８
（ｆ）、図９（ｃ）の〔現像工程〕では、ネガ型レジス
トにおいて、潜像を顕像化するため、現像液によってＵ
Ｖ光が照射されなかった部分のフォトレジスト３が溶解
される（ただし、ポジ型レジストでは、その逆でＵＶ光
が照射された部分が溶解される）。これにより、基板１
上にはフォトレジストパターン５が形成される。次に、
図８（ｇ）の〔ポストベーク工程〕では、現像後のフォ
トレジストパターン５を次のエッチング工程でのエッチ
ング液に耐えられるように、１３０〜１５０℃のベーキ
ング炉中で３０〜６０分間だけ加熱し、硬化させる。次
に、図８（ｈ）、図９（ｄ）の〔エッチング工程〕で
は、フッ酸とフッ化アンモンの緩衝エッチング液に基板
１を浸し、フォトレジストパターン５によって露出して
いる領域の熱酸化膜２をエッチング除去する。次に、図
８（ｉ）、図９（ｅ）の〔レジスト除去工程〕では、不
要となったフォトレジスト３を除去し、これにより、基
板１上にはフォトレジストパターン５と同一形状の熱酸
化膜２からなるパターン６が形成される。従って、この
パターン６が所望とするパターンということになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
半導体製造プロセスのリソグラフィー技術においては、
図８（ａ）〜（ｇ）のレジストプロセス工程と、図８
（ｈ），（ｉ）のエッチングプロセス工程とよりなる
が、とりわけ、レジスト塗布、露光、現像といった前者
の工程ではプロセス時間が長いという問題を有してい
る。また、このような技術において用いられるフォトマ
スク４は、ガラス基板や透明フィルム上にパターンが形
成されているものであり非常に高価なものとなる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
基板を保持する基板保持手段と、前記基板と相対する位
置に配置され液状樹脂を噴射する噴射ヘッドと、この噴
射ヘッドにコンピュータグラフィックス情報を入力する
情報入力手段と、この入力された情報に基づいて前記噴
射ヘッドから前記液状樹脂を噴射させ前記基板上に樹脂
を付着させる樹脂形成手段とにより樹脂構造物形成装置
を構成した。

【０００７】従って、基板上にコンピュータグラフィッ
クス情報に応じて樹脂を噴射して樹脂構造物を作ること
ができるため、コンピュータ上でデザインを行い、その
まま樹脂による造形を行えばよいことから高価な金型を
必要とせず、単純なプロセス、低コストで樹脂構造物を
製作することができる。

【０００８】請求項２記載の発明は、基板を保持する基
板保持手段と、前記基板と相対する位置に配置され液状
樹脂を噴射する噴射ヘッドと、この噴射ヘッドにコンピ
ュータグラフィックス情報を入力する情報入力手段と、
この入力された情報に基づいて前記噴射ヘッドから前記
液状樹脂を噴射させ前記基板上に樹脂を付着させる樹脂
形成手段と、前記基板上に形成された樹脂を硬化させる
手段とにより樹脂構造物形成装置を構成した。

【０００９】従って、基板上にコンピュータグラフィッ
クス情報に応じて樹脂を噴射して樹脂構造物を作ること
ができるため、コンピュータ上でデザインを行い、その
まま樹脂による造形を行えばよいことから高価な金型を
必要とせず、かつ、一連のプロセスを同一の形成装置内
で実施できるので、単純なプロセス、低コストで、か
つ、汚染等がない樹脂構造物が製作できる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の樹脂構造物形成装置において、噴射ヘッドは、噴出
口と、この噴出口に連通する流路と、この流路の一部に
形成され内部容積を変化させるエネルギー作用部もしく
は振動を与える振動部材と、前記流路に樹脂供給路を介
して液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段とよりなるよ
うにした。

【００１１】従って、基板上にコンピュータグラフィッ
クス情報に応じて樹脂を噴射して樹脂構造物を作るため
のヘッドは単純な構造で実現できるので、高価な金型を
必要とせず、単純なプロセス、低コストで樹脂構造物を
製作できる。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１、２又は
３記載の樹脂構造物形成装置において、液状樹脂は、感
光性レジストからなるようにした。

【００１３】従って、半導体分野やプリント基板製作分
野等で広く使用されている樹脂材料を使用するので、容
易に、かつ、低コストで入手することができる。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１、２又は
３記載の樹脂構造物形成装置において、液状樹脂は、光
若しくは熱によって硬化する材料からなるようにした。

【００１５】従って、接着分野等で広く使用されている
樹脂材料を使用するので、容易に、かつ、低コストで入
手することができると共に、硬化も容易に行うことがで
きる。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項２、３、４
又は５記載の樹脂構造物形成装置において、液状樹脂供
給手段から噴出口までの樹脂供給路は、外界からの光を
遮断する光遮断部材からなるようにした。

【００１７】従って、液状樹脂供給手段から噴出口まで
の樹脂供給路は、外界からの光を遮断する光遮断部材か
らなるようにしたので、供給途中で樹脂が硬化してしま
い、装置が使用不能になることを回避できる。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項２、３、４
又は５記載の樹脂構造物形成装置において、液状樹脂
は、ＵＶ硬化により硬化させるようにした。

【００１９】従って、ＵＶ硬化により硬化させるように
したので、短時間で硬化が可能となり、量産性が良く、
低コストで製作できる。

【００２０】請求項８記載の発明は、基板上にコンピュ
ータグラフィックス情報に応じてインクジェットの原理
で液状樹脂滴を噴射、付着せしめ、該液状樹脂滴を硬化
させて樹脂構造物を構成するようにした。

【００２１】従って、基板上にコンピュータグラフィッ
クス情報に応じてインクジェットの原理で液状樹脂滴を
噴射、付着せしめて製作するので、コンピュータ上でデ
ザインを行い、そのまま樹脂による造形を行えばよいた
め、デザインが容易に短時間で効率よく行え、さらに、
インクジェットの原理で樹脂を噴射して製作できるの
で、高精度な樹脂構造物が得られる。

【００２２】請求項９記載の発明は、基板上にコンピュ
ータグラフィックス情報に応じてインクジェットの原理
で液状樹脂滴を噴射、付着せしめ、その後液状樹脂滴を
光もしくは熱によって硬化させるようにした。

【００２３】従って、基板上にコンピュータグラフィッ
クス情報に応じてインクジェットの原理で液状樹脂滴を
噴射、付着せしめ、その後の硬化も光もしくは熱によっ
て行うので、コンピュータ上でデザインを行い、そのま
ま樹脂による造形を行えばよいため、デザインが容易に
短時間で効率よく行え、さらに、構造物の形成から硬化
まで、形成される構造物は非接触の状態を保つことがで
き、非常に高精度な樹脂構造物が得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１〜図
４に基づいて説明する。まず、樹脂構造物形成装置の全
体構成を図１に基づいて述べる。基板保持手段としての
基板保持台７上には、樹脂構造物が形成される基板８が
設けられている。また、基板保持台７上のアーム９には
キャリッジ１０が取付けられ、このキャリッジ１０には
噴射ヘッド１１が固定されている。キャリッジ１０は、
Ｘ方向スキャンモータ１２と、Ｙ方向スキャンモータ１
３とによりＸ，Ｙ方向に移動できるようになっている。
また、基板保持台７の下部には、噴射ヘッドシステムコ
ントロールボックス１４が配置されている。この噴射ヘ
ッドシステムコントロールボックス１４は、入力された
情報に基づいて噴射ヘッド１１から液状樹脂２３を噴射
させ基板８上に樹脂を付着させる樹脂形成手段を備えて
いる。この噴射ヘッドシステムコントロールボックス１
４と噴射ヘッド１１との間には、液状樹脂供給チューブ
１５と、信号供給ケーブル１６とが接続されている。さ
らに、噴射ヘッドシステムコントロールボックス１４
は、コントロールボックス１７を介して、情報入力手段
としてのコンピュータ１８と接続されている。

【００２５】図２は、噴射ヘッド１１の構成を示すもの
である。この噴射ヘッド１１は、噴出口としてのノズル
１９と、このノズル１９に連通する流路としての液室２
０と、この液室２０の一部に形成され内部容積を変化さ
せるエネルギー作用部２１と、前記液室２０に樹脂供給
路２２を介して液状樹脂２３を供給する液状樹脂供給手
段としてのタンク２４とからなっている。前記エネルギ
ー作用部２１は、液室２０の後面に形成された金属ダイ
ヤフラム２１ａと、この金属ダイヤフラム２１ａに貼り
合わされた圧電素子（ピエゾ電気結晶）２１ｂとよりな
っている。また、液状樹脂２３の材料としては、感光性
レジストが用いられる。

【００２６】このような噴射ヘッド１１を用いて、適当
な電圧インパルスを印加すると、圧電素子２１ｂが駆動
し金属ダイヤフラム２１ａに曲げモーメントが作用して
変形し、液室２０内の容積が縮小して室内の圧力が上昇
し、これにより液状樹脂２３はノズル１９より外部に噴
出する。この場合、液室２０内の液状樹脂２３の速度は
１０ｍ／ｓ程度であり、印加する電圧インパルスの零へ
の減少は比較的緩慢の方がよい。ノズル１９の直径とし
ては、形成するパターンの細かさにも依存するが、通
常、φ１０〜１００μｍ程度のものが用いられる。ま
た、液状樹脂２３に用いられる感光性レジストの粘度は
数ｃｐであり、一般のスピンコーティングの場合の粘度
よりも低く設定されている。

【００２７】このように構成された樹脂構造物形成装置
を用いて、例えば、以下に述べるようなプロセスに従っ
て基板８上に樹脂構造物の形成を行う。まず最初に、コ
ンピュータ１８を用い、コンピュータグラフィックスを
駆使して、所望とするパターンをデザインする。第二番
目に、基板８を前処理（洗浄）して乾燥させた後、基板
保持台７にセットする。第三番目に、噴射ヘッド１１を
起動し、コンピュータグラフィックスのパターンに応じ
てその噴射ヘッド１１から液状樹脂２３を基板８上に噴
射しながらＸ，Ｙ方向に移動し、レジストパターンを形
成する。第四番目に、ポストベーキングを行う。第五番
目に、基板８上のエッチング処理を行う。第六番目に、
レジスト処理を行う（なお、エッチング処理、レジスト
処理については後述する中で詳細に述べる）。このよう
な一連のプロセスによって、基板８上にはコンピュータ
グラフィックスでデザインしたパターンのリソグラフが
完成することになる。

【００２８】また、情報が画像パターンである場合、本
装置内の噴射ヘッドシステムコントロールボックス１４
は、前述したパターン画像形成制御手段の他に、ドット
打込み制御手段を備えている。このドット打込み制御手
段とは、基板８上に描かれるパターン画像をドットによ
り形成し、かつ、これら上下、左右、斜めの隣接ドット
間において被画像領域が生じないように互いに重なり合
うようにドットを打込む動作処理のことをいう。そこ
で、今、そのドット打込み制御手段の具体的な動作例を
図３（ａ）〜（ｃ）に基づいて述べる。まず、（ａ）に
示すような矩形状の樹脂のパターン領域２５を形成する
際に、（ｂ）に示すようなドットパターン２６の形成の
仕方を行うと、斜め方向において非被覆領域ができ、後
のエッチング工程においてその領域がエッチング除去さ
れるという不具合が生じる。このようなことから、
（ｃ）に示したように、上下、左右、斜め方向のドット
が重なり合うようにドットパターン２７を打ち込む必要
がある。このように処理することにより、パターン領域
２５は完全に樹脂によって被覆され、耐エッチングマス
クとしての機能を十分に果たすことができる。

【００２９】次に、前述した噴射ヘッド１１の他の構成
例を図４に基づいて説明する。ここでの噴射ヘッド１１
は、荷電制御型或いは連続流型と呼ばれているインクジ
ェット装置として知られているものであり、液状樹脂２
３を噴射し、所望の樹脂パターンを形成するのに利用す
ることができる。すなわち、図４に示すように、電歪振
動子２８の振動により噴射された液状樹脂２３は、荷電
電極２９を通過して偏向電極３０によりその進行方向が
偏向され、基板８の面上に照射される。また、液状樹脂
２３は液状樹脂タンク３１に回収され、加圧ポンプ３２
により再び噴射ヘッド１１に送られ循環されている。液
状樹脂２３は荷電粒子とされているが、具体的にはポリ
アニリンを５〜１０％添加することにより導電性を付与
することができる。この場合、図２に示した噴射ヘッド
１１との違いは、加圧ポンプを使用して噴射を行うた
め、ドロップ形成頻度が高く高速なパターン形成ができ
る点である。また、噴射ドロップの飛翔速度も速い（１
５〜２０ｍ／ｓ）ため、安定したドロップ噴射を行うこ
とができる。

【００３０】なお、液状樹脂２３は、感光性レジストに
限るものではなく、この他の材料として光や熱により硬
化する材料、例えば、ＵＶ硬化型エポキシ系接着剤、Ｕ
Ｖ硬化反応開始剤を入れたメタアクリル酸樹脂などを数
ｃｐの低粘度にした材料、噴射してパターン形成後に加
熱し硬化させる高分子アクリル溶液からなる材料等を使
用することができる。この場合、液状樹脂２３が光に反
応するものの場合、樹脂供給路２２は外界からの光を遮
断する必要がある。このようなことから、樹脂供給路２
２を不透明な材料にしたり、フォトレレジスト等が感光
しない黄色の透明チューブにしたり、噴射システム全体
を感光しない安全光のイエロールームに設置したりす
る。

【００３１】次に、本発明の他の実施の形態を図５〜図
７に基づいて説明する。本実施の形態では、前述した図
１の樹脂構造物形成装置を用いて、実際にパターンを形
成する工程について述べたものである。すなわち、ま
ず、パターン形成工程により基板８上に液状樹脂２３を
噴射し所望のパターンを形成し、硬化工程によりその形
成されたパターンを硬化させ、非被覆領域腐食工程によ
りその硬化されたパターンを有する基板８をエッチング
液に浸し液状樹脂２３の被覆されていない領域を腐食さ
せ、液状樹脂除去工程により不要になった液状樹脂２３
を除去するようにした。また、このような一連の工程の
他に、以下に述べるような各種一連の工程を設けた。

【００３２】パターン形成工程により基板８上に液状樹
脂２３を噴射し所望のパターンを形成し、パターン硬化
工程によりその形成されたパターンを硬化させ、ドライ
エッチング工程によりその硬化されたパターンを有する
基板８のパターン形成面にドライエッチングを施し、液
状樹脂除去工程により不要になった液状樹脂２３を除去
するようにした。

【００３３】パターン形成工程により薄い基板８の片面
に液状樹脂２３を噴射し所望のパターンを形成し、パタ
ーン硬化工程によりその形成されたパターンを硬化さ
せ、保護膜形成工程により基板８の裏面に保護膜を形成
し、非被覆領域腐食工程によりその保護膜及びパターン
を有する基板８をエッチング液に浸し液状樹脂２３の被
覆されていない領域をその基板底面まで腐食させ、液状
樹脂保護膜除去工程により不要になった液状樹脂２３及
び保護膜を除去するようにした。

【００３４】鏡像パターン画像形成工程により薄い基板
８の表裏両面に液状樹脂２３を噴射しそれら表裏面で鏡
像関係となるパターン画像を形成し、パターン画像硬化
工程によりその形成されたパターン画像を硬化させ、両
面非被覆領域腐食貫通工程によりその表裏面に硬化され
たパターン画像を有する基板８をエッチング液に浸しそ
の基板８の表裏両面から腐食を行い両面間を貫通させ、
液状樹脂除去工程により不要になった液状樹脂２３を除
去するようにした。

【００３５】パターン形成工程により基板８上に液状樹
脂２３を噴射し所望のパターンを形成し、パターン硬化
工程によりその形成されたパターンを硬化させ、薄膜形
成工程によりその硬化されたパターンの形成された面に
薄膜を形成し、薄膜除去工程により前記パターン上の薄
膜を除去するようにした。

【００３６】パターン形成工程により基板８上に液状樹
脂２３を噴射し所望のパターンを形成し、パターン硬化
工程によりその形成されたパターンを硬化させ、金属析
出工程により基板８を陰極としメッキによってパターン
の被覆の有無に応じて選択的に金属を基板８上に析出さ
せ、膜状析出物分離工程によりメッキ析出された膜状析
出物を基板８から分離させるようにした。

【００３７】そこで、以下、上述したような各種一連の
工程をもとに、パターンの形成工程中での特徴ある工程
を例に挙げて説明する。まず、第一の具体例として、樹
脂パターンを形成した後のエッチング方法を図５（ａ）
〜（ｃ）に基づいて述べる。（ａ）は、基板８上に樹脂
パターン３３を形成した後、ベーキングを行い、その樹
脂パターン３３を硬化させた工程を示している。なお、
基板８の裏面には後に行うエッチングにより浸食されな
いようにするために保護膜３４が設けられている。この
保護膜３４としては、パターン形成に使用したものと同
じ樹脂を使用することができる。次に、（ｂ）は、樹脂
パターン３３を有する基板８をエッチング液３５に浸
し、エッチングを行う工程を示している。エッチング液
３５としては、エッチング除去する材料により異なる
が、例えば、ＳｉＯ₂を除去するにはフッ酸とフッ化ア
ンモンの緩衝エッチ液を使用し、Ａｌを除去するにはリ
ン酸を用いる。また、基板８が銅であるような場合、或
いは、プリント基板の配線パターンを形成するような場
合（銅のパターン）は、塩化第２鉄水溶液などを用い
る。なお、ここでは、エッチングとして、湿式ケミカル
エッチングの例を示しているが、エッチングを除去する
材料によっては、プラズマドライエッチングも有効に用
いることができる。一例として、Ｓｉウェハ上にスパッ
タリング等によって薄膜形成されたＴａ₂Ｎ或いはＴａ
などは、プラズマドライエッチングによりアンダーカッ
トがなく高精度にしかも短時間（数１０秒〜数分）でエ
ッチング除去でき、これによりパターン形成が行われ
る。次に、（ｃ）は、エッチングが終了し、不要になっ
た樹脂パターン３３及び保護膜３４を除去してリソグラ
フィーが終了した工程を示している。これにより、基板
８上にコンピュータグラフィックスで作製したパターン
に応じた凹凸のパターン形成を行うことができる。

【００３８】この具体例では、エッチング除去する量を
少なくし、基板８の表面に凹凸のパターンを形成する場
合について述べたが、この他に、エッチング時間を長く
し、エッチングを基板８の底まで進行させることによ
り、樹脂パターン３３のなかった領域が下まで貫通する
ことになり、いわゆるケミカルブランキング（化学打ち
抜き）と呼ばれる方法を提供することもできる。本実施
の形態をそのケミカルブランキングに応用した場合、コ
ンピュータグラフィックスで所望の形状のパターンを形
成し、基板８上に樹脂パターン３３を描き、その後、エ
ッチングすることにより容易に複雑な形状の部品をフォ
トマスクを用いることなく容易に製作することができ
る。また、機械的な方法で製作するのではなく、化学的
な腐食法によって製作するので、加工、歪、部品の変形
とかが生じなく、高精度の部品を安価に製作することが
できる。

【００３９】次に、第二の具体例として、前述したケミ
カルブランキングの例、すなわち、基板８の表裏両面に
互いに鏡像関係となるように樹脂パターン３３を形成
し、その両面から同時にエッチングを行う方法を図６
（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。まず、（ａ）は、
基板８の表裏両面に樹脂パターン３３を形成した後、べ
ーキンングを行い、その樹脂パターン３３を硬化させた
工程を示している。次に、（ｂ）は、その樹脂パターン
３３の形成された基板８の両面からスプレーエッチング
装置３６のスプレーノズル３７からエッチング液３８を
吹きかけ、エッチングを行っている工程を示す。次に、
（ｃ）は、エッチングが終了した後に、樹脂除去剤３９
（例えば、フォトレジストを樹脂材として使用した場合
には専用のストリッパーがある）につけて、不要な樹脂
を除去して部品製作が終了した工程を示す。このように
基板８の両面からエッチングをして、ケミカルブランキ
ングを行う方法は、片側からエッチングを行う方法に比
べて、精度の高い部品を製作でき、また、比較的厚い基
板８を使用することができるため、強度的にも強い部品
製作を行うことができる。

【００４０】次に、第三の具体例として、基板８上に樹
脂パターン３３を形成した後、その基板８上にメッキに
よって金属を析出させてパターンを形成する方法を図７
（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。まず、（ａ）は、
基板８上に樹脂パターン３３を形成した後、ベーキング
を行い、その樹脂パターン３３を硬化させた工程を示
す。次に、（ｂ）は、基板８をカソードとし、Ｎｉ板４
１をアノードとしてＮｉメッキ液４０中に浸し、基板８
の樹脂パターン３３の存在しない領域にＮｉメッキ（析
出金属）４２の析出を行っている工程を示す。この場
合、メッキ液としては、スルファミン酸、ニッケル浴な
どを使用することができる。このようにしてＮｉメッキ
４２が析出した後、樹脂パターン３３を除去剤によって
除去することにより、基板８上にＮｉメッキによる所望
のパターンを形成することができる。また、他の方法と
して、（ｃ）に示すように、Ｎｉメッキ４２の析出後、
その析出されたＮｉメッキ４２を基板８から剥離して所
望とする部品の製作を行うことも可能である。

【００４１】なお、この（ａ）〜（ｃ）は、Ｎｉメッキ
４２を用いてパターン形成を行う方法であるが、他の例
として、基板８としてＳｉウェハを用いて樹脂パターン
３３を形成し硬化した後、Ａｌをスパッタリング或いは
蒸着によって堆積させ、その後、樹脂パターン３３のみ
を除去することによって、Ｓｉウェハ上に所望とするＡ
ｌのパターンを形成することができる。このようなパタ
ーンニングの方法は、良好な電極パターンを形成するの
に応用することができる。

【００４２】上述したように、コンピュータグラフィッ
クスの画像情報をもとに、基板８上に直接液状樹脂２３
を吹き付け、パターン形成を行うようにしたことによ
り、従来のように高価なフォトマスクを用いて露光、現
像を行ういわゆるフォトリソグラフィーに比べて、プロ
セスの短縮化を図り、生産コストを削減することができ
る。また、噴射ヘッド１１は基板８に対して非接触な状
態で液状樹脂２３を噴射しパターン形成を行うため、高
精度なパターンを容易に形成することができる。液状樹
脂２３の材料としては、プリント基板等の分野で広く使
用されている感光性レジストを使用しているため、容易
にしかも低コストで手に入れることができる。さらに、
噴射によるパターン形成後の硬化も、ＵＶ光等の照射に
よって容易に硬化させることができる。

【００４３】また、本エッチング方法は、フォトマスク
を使用しない、新規なリソグラフィー技術、ケミカルブ
ランキング法であることから、基板８上に所望のリソグ
ラフィーパターンを形成する際のプロセスの短縮化や生
産コストの削減を図ることができると共に、高精度なパ
ターンを形成することができる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、基板を保持する
基板保持手段と、前記基板と相対する位置に配置され液
状樹脂を噴射する噴射ヘッドと、この噴射ヘッドにコン
ピュータグラフィックス情報を入力する情報入力手段
と、この入力された情報に基づいて前記噴射ヘッドから
前記液状樹脂を噴射させ前記基板上に樹脂を付着させる
樹脂形成手段とにより樹脂構造物形成装置を構成したの
で、基板上にコンピュータグラフィックス情報に応じて
樹脂を噴射して樹脂構造物を作ることができるため、コ
ンピュータ上でデザインを行い、そのまま樹脂による造
形を行えばよいことから高価な金型を必要とせず、単純
なプロセス、低コストで樹脂構造物を製作することがで
きるという効果を有する。

【００４５】請求項２記載の発明は、基板を保持する基
板保持手段と、前記基板と相対する位置に配置され液状
樹脂を噴射する噴射ヘッドと、この噴射ヘッドにコンピ
ュータグラフィックス情報を入力する情報入力手段と、
この入力された情報に基づいて前記噴射ヘッドから前記
液状樹脂を噴射させ前記基板上に樹脂を付着させる樹脂
形成手段と、前記基板上に形成された樹脂を硬化させる
手段とにより樹脂構造物形成装置を構成したので、基板
上にコンピュータグラフィックス情報に応じて樹脂を噴
射して樹脂構造物を作ることができるため、コンピュー
タ上でデザインを行い、そのまま樹脂による造形を行え
ばよいことから高価な金型を必要とせず、かつ、一連の
プロセスを同一の形成装置内で実施できるので、単純な
プロセス、低コストで、かつ、汚染等がない樹脂構造物
が製作できるという効果を有する。

【００４６】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の樹脂構造物形成装置において、噴射ヘッドは、噴出
口と、この噴出口に連通する流路と、この流路の一部に
形成され内部容積を変化させるエネルギー作用部もしく
は振動を与える振動部材と、前記流路に樹脂供給路を介
して液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段とよりなるよ
うにしたので、基板上にコンピュータグラフィックス情
報に応じて樹脂を噴射して樹脂構造物を作るためのヘッ
ドは単純な構造で実現でき、高価な金型を必要とせず、
単純なプロセス、低コストで樹脂構造物を製作できると
いう効果を有する。

【００４７】請求項４記載の発明は、請求項１、２又は
３記載の樹脂構造物形成装置において、液状樹脂は、感
光性レジストからなるようにしたので、半導体分野やプ
リント基板製作分野等で広く使用されている樹脂材料を
使用することができ、容易に、かつ、低コストで入手す
ることができるという効果を有する。

【００４８】請求項５記載の発明は、請求項１、２又は
３記載の樹脂構造物形成装置において、液状樹脂は、光
若しくは熱によって硬化する材料からなるようにしたの
で、接着分野等で広く使用されている樹脂材料を使用す
ることができ、容易に、かつ、低コストで入手すること
ができると共に、硬化も容易に行うことができるという
効果を有する。

【００４９】請求項６記載の発明は、請求項２、３、４
又は５記載の樹脂構造物形成装置において、液状樹脂供
給手段から噴出口までの樹脂供給路は、外界からの光を
遮断する光遮断部材からなるようにしたので、供給途中
で樹脂が硬化してしまい、装置が使用不能になることを
回避できるという効果を有する。

【００５０】請求項７記載の発明は、請求項２、３、４
又は５記載の樹脂構造物形成装置において、液状樹脂
は、ＵＶ硬化により硬化させるようにしたので、短時間
で硬化が可能となり、量産性が良く、低コストで製作で
きるという効果を有する。

【００５１】請求項８記載の発明は、基板上にコンピュ
ータグラフィックス情報に応じてインクジェットの原理
で液状樹脂滴を噴射、付着せしめ、該液状樹脂滴を硬化
させて樹脂構造物を構成するようにしたので、基板上に
コンピュータグラフィックス情報に応じてインクジェッ
トの原理で液状樹脂滴を噴射、付着せしめて製作するこ
とができ、コンピュータ上でデザインを行い、そのまま
樹脂による造形を行えばよいため、デザインが容易に短
時間で効率よく行え、さらに、インクジェットの原理で
樹脂を噴射して製作できるので、高精度な樹脂構造物を
得ることができるという効果を有する。

【００５２】請求項９記載の発明は、基板上にコンピュ
ータグラフィックス情報に応じてインクジェットの原理
で液状樹脂滴を噴射、付着せしめ、その後液状樹脂滴を
光もしくは熱によって硬化させるようにしたので、コン
ピュータ上でデザインを行い、そのまま樹脂による造形
を行えばよいため、デザインが容易に短時間で効率よく
行え、さらに、構造物の形成から硬化まで、形成される
構造物は非接触の状態を保つことができ、非常に高精度
な樹脂構造物を得ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である樹脂構造物形成装
置の全体構成を示す斜視図である。

【図２】噴射ヘッドの構造を示す断面図である。

【図３】樹脂パターンの形成方法を示す模式図である。

【図４】噴射ヘッドの他の構造例を示す分解斜視図であ
る。

【図５】本発明の他の実施の形態である樹脂パターンを
形成した後のエッチング処理を行う第一の具体例を示す
工程図である。

【図６】樹脂パターンを形成した後のエッチング処理を
行う第二の具体例を示す工程図である。

【図７】樹脂パターンを形成した後のエッチング処理を
行う第三の具体例を示す工程図である。

【図８】従来のエッチング処理の様子を示す工程図であ
る。

【図９】ネガ型レジストの場合のエッチング処理を示す
工程図である。

【符号の説明】

８基板１１噴射ヘッド１８情報入力手段１９噴出口２０流路２１エネルギー作用部２２樹脂供給路２３液状樹脂２４液状樹脂供給手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持する基板保持手段と、前記基
板と相対する位置に配置され液状樹脂を噴射する噴射ヘ
ッドと、この噴射ヘッドにコンピュータグラフィックス
情報を入力する情報入力手段と、この入力された情報に
基づいて前記噴射ヘッドから前記液状樹脂を噴射させ前
記基板上に樹脂を付着させる樹脂形成手段とよりなるこ
とを特徴とする樹脂構造物形成装置。
【請求項２】基板を保持する基板保持手段と、前記基
板と相対する位置に配置され液状樹脂を噴射する噴射ヘ
ッドと、この噴射ヘッドにコンピュータグラフィックス
情報を入力する情報入力手段と、この入力された情報に
基づいて前記噴射ヘッドから前記液状樹脂を噴射させ前
記基板上に樹脂を付着させる樹脂形成手段と、前記基板
上に形成された樹脂を硬化させる手段とよりなることを
特徴とする樹脂構造物形成装置。
【請求項３】噴射ヘッドは、噴出口と、この噴出口に
連通する流路と、この流路の一部に形成され内部容積を
変化させるエネルギー作用部もしくは振動を与える振動
部材と、前記流路に樹脂供給路を介して液状樹脂を供給
する液状樹脂供給手段とよりなることを特徴とする請求
項１又は２記載の樹脂構造物形成装置。
【請求項４】液状樹脂は、感光性レジストからなるこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載の樹脂構造物形
成装置。
【請求項５】液状樹脂は、光若しくは熱によって硬化
する材料からなることを特徴とする請求項１、２又は３
記載の樹脂構造物形成装置。
【請求項６】液状樹脂供給手段から噴出口までの樹脂
供給路は、外界からの光を遮断する光遮断部材からなる
ことを特徴とする請求項２、３、４又は５記載の樹脂構
造物形成装置。
【請求項７】液状樹脂は、ＵＶ硬化により硬化させる
ことを特徴とする請求項２、３、４又は５記載の樹脂構
造物形成装置。
【請求項８】基板上にコンピュータグラフィックス情
報に応じてインクジェットの原理で液状樹脂滴を噴射、
付着せしめ、該液状樹脂滴を硬化させてなることを特徴
とする樹脂構造物。
【請求項９】基板上にコンピュータグラフィックス情
報に応じてインクジェットの原理で液状樹脂滴を噴射、
付着せしめ、その後液状樹脂滴を光もしくは熱によって
硬化させることを特徴とする樹脂構造物形成方法。