JP2002223059A - 微細パターン形成方法 - Google Patents

微細パターン形成方法

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JP2002223059A
JP2002223059A JP2001015156A JP2001015156A JP2002223059A JP 2002223059 A JP2002223059 A JP 2002223059A JP 2001015156 A JP2001015156 A JP 2001015156A JP 2001015156 A JP2001015156 A JP 2001015156A JP 2002223059 A JP2002223059 A JP 2002223059A
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JP2001015156A
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English (en)
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Masanori Kiyouho
昌則 享保
Yotaro Hatamura
洋太郎 畑村
Masayuki Nakao
政之 中尾
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Sharp Corp
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 絶縁性フィルム基板上に50μm以下の微細
パターンを精度良く、安定に形成する。 【解決手段】 液状媒体8中に均一分散させた帯電微粒
子7の電気泳動を利用した絶縁性基板1上への微細パタ
ーン直接形成方法において、絶縁性基板にフィルム状薄
板5を用いることにより、基板パターン形成部と潜像と
のギャップ間隔を絶縁性フィルム基板厚まで薄くするこ
とが可能となり、絶縁性フィルム基板上に50μm以下
の微細パターンを精度良く、安定に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示装
置、電子部品等の微細配線パターンの製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年のコンピューター、ビデオなどの電
子、画像機器の進展に伴い、液晶表示装置や電子部品に
用いられる配線パターン等の微細化が急激に進んでお
り、数μm〜数10μmオーダーの微細パターニングが
必要とされてきている。
【0003】ガラス基板やプラスチック樹脂基板といっ
た絶縁性基板上への、微細パターン形成に関しては、大
きく分けて以下の2つの方法が用いられてきた。
【0004】第1の方法としては、絶縁性基板上に所望
の膜を全面成膜した後、その上にレジストパターンを形
成し、パターン以外の部分をエッチングにより除去する
ことによって微細回路パターンを形成する方法があげら
れる。この方法の場合、フォトリソグラフィによるパタ
ーニングを行うため、微細パターンの解像度はサブμm
オーダーと非常に高い。しかしながら、レジスト塗布−
露光(パターニング)−現像−エッチング−レジスト剥
離といった工程数の増大や、フォトレジスト、が非常に
高価であるなどの問題点がある。
【0005】第2の方法としては、印刷法やめっき法に
よる直接描画法があげられる。印刷法としては、現在の
ところ、回路パターンに応じたステンシルスクリーンを
通して微細パターンを直接印刷するスクリーン印刷法が
主に利用されている。しかしながら、スクリーン印刷は
工程は簡単ではあるが、形成可能なパターン幅に限界が
あり、50μm以下の微細パターンを安定して形成する
ことは現状では困難である。また、電解および無電解め
っき法については、使用できる材料が限定されること、
めっき下地膜が必要であること、基板との膜密着性が低
いなどの問題点がある。
【0006】また、上記いずれの方法においても、パタ
ーン形成に際して上記の如くマスクパターンやステンシ
ルスクリーン(以下、マスクとする)が必要されるもの
であり、このマスク作成の手間がかかるだけでなく、マ
スクを使用することによって、検査工程の増大や、マス
ク不良による不良品率の増大など様々の問題を抱えてい
る。更にこれらの工程は、少量品を作る場合には必ずし
も経済的ではない。
【0007】これに対して、上記諸問題を鑑みて、微粒
子を用いることにより、マスクを用いることなくフォト
レジストや金属膜を直接パターニングする方法が考えら
れている。例えば、特開平8―88456号公報やUS
P4786576、USP4879184には、あらか
じめ感光性基板上に形成された潜像上に吸着させた帯電
レジスト微粒子を、ロール押圧あるいは電気泳動現象に
より基板上に転写することにより、微細なレジストパタ
ーンを形成する方法が開示されている。また、Robert H
Detigの「Electrostatic Printing, a Versatile Manu
facturing Process For The Electronics Industries」
には、上記特許やUSPと同様の方法を用いて、帯電金
属微粒子を電気泳動現象により基板上に転写し、直接、
微細な金属配線パターンを基板上に形成する方法が提案
されている。さらに、渕田は「超微粒子利用乾式成膜法
とその応用,金属,Vol.70(2000) No.6 pp.443-453」
で、金属微粒子を高速で吹き付けることにより直接微細
な金属パターンを形成する方法を報告している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、マスク
を用いることなくフォトレジストや金属膜を直接パター
ニングする方法は、マスク作成工程や検査工程の削減、
良品率の向上等の利点がある。しかしながら、超微粒子
を高速で吹き付ける乾式成膜法では、描画速度が非常に
遅く、スループットの点でまだまだ課題が大きい。ま
た、液状媒体中に均一分散させた帯電微粒子の電気泳動
を利用した、レジストあるいは金属微細パターンの転写
については、電界分布潜像の解像度が非常に微細であっ
ても、潜像形成基板と被転写基板とのギャップ間隔が1
00〜500μm程度あるため、被転写基板裏面に補助
電極を設けて電界補正を施しても、50μm以下の微細
パターンを、精度良く、安定して形成することができな
い。
【0009】したがって、本発明は、上記問題点を鑑
み、マスクを用いることなく微細パターンを簡便で精度
良く直接形成できる微細パターン形成方法を得ることを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点を解決するためになされたものであり、絶縁性基板上
への微細パターン形成方法において、絶縁性基板にフィ
ルム状薄板を使用し、あらかじめ潜像が形成された感光
体層を有する潜像形成基板上に絶縁性フィルムをラミネ
ートした被パターニング基板を形成後、電界を印加し
て、帯電微粒子を被パターニング基板上に直接付着させ
ることによって、パターン形成部と潜像とのギャップ間
隔を絶縁性フィルム状薄板厚さまで薄くし、50μm以
下の微細パターンを精度良く、安定して形成することを
可能とするものである。
【0011】本発明の絶縁性フィルム基板上への微細パ
ターン形成方法は、絶縁性基板にフィルム状薄板を使用
し、潜像形成基板上に感光体層を形成し、該感光体層表
面上の予め定められた領域に光照射を行うことによっ
て、前記微細パターンに応じた電界分布潜像を形成する
工程と、前記潜像形基板の感光体層上に絶縁性フィルム
基板をラミネートして被パターニング基板を形成する工
程と、前記被パターニング基板に電界を印加し、該被パ
ターニング基板上に前記電界分布潜像と逆に帯電された
帯電微粒子を付着させて微細パターンを形成する工程と
を有することを特徴としている。
【0012】また、本発明の絶縁性フィルム基板上への
微細パターン形成方法は、上記の絶縁性フィルム基板上
への微細パターン形成方法において、前記帯電微粒子
が、液状媒体に微粒子を分散させた微粒子分散溶液によ
って供給されることを特徴としている。
【0013】また、本発明の絶縁性フィルム基板上への
微細パターン形成方法は、上記の絶縁性フィルム基板上
への微細パターン形成方法において、前記感光体層が電
荷発生層と電荷輸送層との二層構造からなる有機感光
体、あるいはセレン、酸化チタン、酸化亜鉛のいずれか
からなる光導電体によって構成されていることを特徴と
している。
【0014】また、本発明の絶縁性フィルム基板上への
微細パターン形成方法は、上記の絶縁性フィルム基板上
への微細パターン形成方法において、前記液状媒体が無
極性溶媒からなることを特徴としている。
【0015】また、本発明の絶縁性フィルム基板上への
微細パターン形成方法は、上記の絶縁性フィルム基板上
への微細パターン形成方法において、前記電解分布潜像
に帯電微粒子を付着させる工程において、絶縁性基板の
潜像形成基板と反対側に電界制御用の補助電極を有する
ことを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】(実施例)以下、この発明を図示
の実施の形態により詳細に説明する。
【0017】図1は本実施の形態における絶縁性フィル
ム基板上への微細パターン形成方法の手順を示す図であ
る。なお、本実施の形態においては、潜像形成基板にガ
ラス基板、絶縁性基板としてフィルム状ガラス薄板(厚
さ20〜50μm)、感光体層としてTiO2膜を用
い、微粒子分散溶液には、平均粒径0.2μmの銀微粒
子を均一分散させた有機溶媒(商品名:イソパラフィン
系炭化水素)を用いた。
【0018】図1(a)に示すように、まず潜像形成基
板1上に感光体層2をスパッタ法、蒸着法等により形成
する。
【0019】次に、上記感光体層2の表面全面を負に帯
電させたあと、図1(b)に示すように、フォトマスク
3を用いて、上記感光体層2上のに微細パターン形成領
域以外の部分にUV光4を照射する。この時、UV光による
露光部分では光導電作用によって電気伝導度が増大し、
表面の負電荷が消失する。したがって、未露光部分すな
わち微細パターン形成領域が電界分布潜像2aとして形
成される。
【0020】さらに、図1(c)に示すように、感光体
層2上に微細パターンを形成する絶縁性フィルム基板5
をラミネートし、積層体6が作成される。
【0021】そのあと、図2に示すように、積層体6を
帯電銀微粒子7を均一分散させた有機溶媒溶液8中に浸
水させることにより、帯電銀微粒子7が電気泳動現象に
より積層体6の電界分布潜像2a上に引き寄せられ、吸
着されることにより微細パターンを形成することができ
る。
【0022】さらに、帯電微粒子を電界分布潜像上に吸
着させる際に、図3に示すように、絶縁性フィルム基板
の潜像形成基板と反対側に電界制御用の補助電極9を配
置し、積層体6と補助電極9の間に高圧電界を印加する
ことにより、帯電銀微粒子7が電界分布潜像2a上に引
き寄せられる力を増大することが可能となり、よりファ
インパターンを形成することが可能となる。
【0023】以上のように、パターン形成部と潜像との
ギャップ間隔を絶縁性フィルム基板厚まで薄くすること
により、絶縁性フィルム基板上に50μm以下の微細パ
ターンを精度良く、安定して形成することを可能とな
る。
【0024】なお、本実施の形態においては、潜像形成
基板にガラス基板、絶縁性フィルム基板としてガラス薄
板を用いているが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば、潜像形成基板および絶縁性フィルム基板
として、プラスチック基板、あるいはセラミックス基板
等を用いた場合においても、同様の効果を得ることがで
きる。
【0025】また、感光体層としてはTiO2膜を用い
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例
えば、感光体層に電荷発生層と電荷輸送層との二層構造
からなる有機感光体、あるいはセレン、酸化チタン、酸
化亜鉛等からなる光導電体を用いた場合にも同様の効果
を得ることができる。
【0026】さらに、微粒子分散溶液の溶媒としては、
無極性有機溶媒としてイソパラフィン系炭化水素を用い
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の無
極性溶媒を用いた場合にも、同様の効果を得ることがで
きる。
【0027】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明に係る
微細パターンの形成方法は、潜像形成基板上に感光体層
を形成し、該感光体層表面上の予め定められた領域に光
照射を行うことによって、前記微細パターンに応じた電
界分布潜像を形成する工程と、前記潜像形基板の感光体
層上に絶縁性フィルム基板をラミネートして被パターニ
ング基板を形成する工程と、前記被パターニング基板に
電界を印加し、該被パターニング基板上に前記電界分布
潜像と逆に帯電された帯電微粒子を付着させて微細パタ
ーンを形成する工程とを備えている。
【0028】本発明では、パターン形成部と潜像とのギ
ャップ間隔を絶縁性フィルム基板厚まで薄くすることに
より、絶縁性フィルム基板上に50μm以下の微細パタ
ーンを精度良く、安定形成が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る微細パターン形成方法における手
順の一例を示す図である。
【図2】本発明に係る微細パターン形成方法における手
順の一例を示す図である。
【図3】本発明に係る微細パターン形成方法における手
順の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 :潜像形成基板 2 :感光体層 2a:電界分布潜像 3 :フォトマスク 4 :UV光 5 :絶縁性基板(フィルム状ガラス薄板) 6 :積層体 7 :帯電微粒子 8 :微粒子分散有機溶媒 9 :補助電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/00 H05K 3/10 C 3/10 H01L 21/88 B (72)発明者 中尾 政之 千葉県松戸市新松戸4−272−D285 Fターム(参考) 2H097 BA06 CA12 LA09 LA12 4M104 BB08 DD46 DD51 5E343 AA02 AA12 AA16 AA33 BB22 BB25 BB35 BB59 BB71 BB78 CC61 CC65 DD21 DD68 DD72 DD80 ER11 ER18 FF16 GG08 5F033 GG03 HH14 PP26

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上への微細パターン直接形成
    方法において、絶縁性基板にフィルム状薄板を使用し、
    潜像形成基板上に感光体層を形成し、該感光体層表面上
    の予め定められた領域に光照射を行うことによって、前
    記微細パターンに応じた電界分布潜像を形成する工程
    と、前記潜像形基板の感光体層上に絶縁性フィルム基板
    をラミネートして被パターニング基板を形成する工程
    と、前記被パターニング基板に電界を印加し、該被パタ
    ーニング基板上に前記電界分布潜像と逆に帯電された帯
    電微粒子を付着させて微細パターンを形成することを特
    徴とする微細パターン形成方法。
  2. 【請求項2】 前記帯電微粒子が、液状媒体に微粒子を
    分散させた微粒子分散溶液によって供給されることを特
    徴とする請求項1に記載の微細パターン形成方法。
  3. 【請求項3】 前記感光体層が電荷発生層と電荷輸送層
    との二層構造からなる有機感光体、あるいはセレン、酸
    化チタン、酸化亜鉛のいずれかからなる光導電体によっ
    て構成されていることを特徴とする請求項1または2の
    いずれかに記載の微細パターン形成方法。
  4. 【請求項4】 前記液状媒体が無極性溶媒からなること
    を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の微細パ
    ターン形成方法。
  5. 【請求項5】 前記電解分布潜像に帯電微粒子を付着さ
    せる工程において、絶縁性基板の潜像形成基板と反対側
    に電界制御用の補助電極を有することを特徴とする請求
    項1から4のいずれかに記載の微細パターン形成方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7371682B2 (en) 2003-06-13 2008-05-13 Tdk Corporation Production method for electronic component and electronic component
JP2008546182A (ja) * 2005-05-18 2008-12-18 フライズ メタルズ インコーポレイテッド 基板上の動電学的な析出およびパターニング工程のためのマスクおよび方法
JP2011124524A (ja) * 2009-12-09 2011-06-23 Korea Electronics Telecommun 半導体素子の製造方法

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US7371682B2 (en) 2003-06-13 2008-05-13 Tdk Corporation Production method for electronic component and electronic component
JP2008546182A (ja) * 2005-05-18 2008-12-18 フライズ メタルズ インコーポレイテッド 基板上の動電学的な析出およびパターニング工程のためのマスクおよび方法
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