JP2008252770A - 基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電着レジストの吸水工程を短縮することができる基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 基板の製造方法において、少なくとも、基板に金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属膜上に電着レジストを塗布するレジスト塗布工程と、前記金属膜および前記電着レジストが形成された前記基板を水に浸漬し、前記電着レジストに水分を吸収させるレジスト吸水工程と、前記レジスト吸水工程の後、前記電着レジストを露光、現像し、前記電着レジストを任意の形状にパターニングするレジストパターニング工程と、前記レジストパターニング工程で任意の形状にパターニングされた前記電着レジストをマスクとして、前記金属膜をエッチングする金属膜パターニング工程とを有する基板の製造方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明は基板の製造方法に関する。

基板の表面に配線パターンが形成された配線基板の配線パターンの形成方法としては、フォトリソグラフィー技術を用いた方法が広く利用されている。フォトリソグラフィー技術は、感光性材料を用いてマスクのパターンを基板に転写する手法で、半導体をはじめとする高精度なパターン形成技術として利用されている。フォトリソグラフイー技術を用い基板に配線パターンを形成する工程としては、まず基板表面に配線パターンとなる金属膜を形成する。次に、金属膜が形成された基板上に感光材料（レジスト）を塗布して乾燥させ、任意の配線パターン形状のマスクで表面を覆い、このレジスト膜を露光する。露光されたレジスト膜は光反応により変質し、レジスト膜を現像液に浸すことでレジスト膜の変質部分を基板上に残す（ネガ型レジスト）か、除去する（ポジ型レジスト）ことによりレジスト膜に任意の配線パターンに対応するパターンが形成される。さらに、このパターンが形成されたレジスト膜をマスクとし、金属膜を選択的に除去することで基板上に金属膜の配線パターンが形成される。最後にはく離材で残ったレジスト膜を除去し、表面に配線パターンが形成された配線基板を得ることができる。

基板上にレジスト膜を塗布する方法としては種々な方法があり、例えば、レジスト溶液をディップコート、ロールコート、カーテンコート等の手段により塗布する方法、あるいはレジストからなるフィルム（感光性フィルム）を積層する方法が知られている。しかしこれらの方法は、レジスト膜の膜厚の制御が困難であったり、基板表面の凹凸への追従性が乏しいといった問題があり、電着塗装によりレジスト膜を形成する方法が提案されている（特許文献１参照。）。この方法によると（１）レジストの密着性が向上する、（２）基板表面の凹凸への追従性が良好である、（３）短時間で膜厚の均一な感光膜を形成できる、（４）塗液が水溶液のため、作業環境の汚染が防止でき、防災上にも問題がない等の利点がある。

特開昭６２−２３５４９６号公報

ここで、電着塗装によりレジスト膜を形成する方法において使用される感光材料（以下、電着レジストとする。）は、露光時の光反応に水分を必要とし、水分が無い状態では露光による光反応が正常に進まず、現像が不可能となる。例えばローム・アンド・ハース電子材料株式会社の電着レジストＰＥＰＲ２４００は、露光する際に、電着レジストを湿度５５〜６０％程度で、通常は１０分程度保持することがマニュアルに記載されている。しかし、電着レジストが塗布された基板をこの条件下に保持した後露光を行っても、露光時に電着レジストに熱が掛かるためか現像不良が発生することがあった。そのため、実際には前記条件に余裕を持たせた方が安全であり、例えば、加湿保持時間を4時間以上とし、露光、現像を実施している。しかし、このように確実に現像を行うために加湿保持時間を延ばすと、製品の完成までのタクトタイムが掛かるなどのデメリットがあった。
本発明は上記課題を解決するためのものであり、電着レジストの吸水工程を短縮することができる基板の製造方法を提供するものである。

基板の製造方法において、
少なくとも、
基板に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜上に電着レジストを塗布するレジスト塗布工程と、
前記金属膜および前記電着レジストが形成された前記基板を水に浸漬し、前記電着レジストに水分を吸収させるレジスト吸水工程と、
前記レジスト吸水工程の後、前記電着レジストを露光、現像し、前記電着レジストを任意の形状にパターニングするレジストパターニング工程と、
前記レジストパターニング工程で任意の形状にパターニングされた前記電着レジストをマスクとして、前記金属膜をエッチングする金属膜パターニング工程と、
を有する基板の製造方法とする。

前記レジスト吸水工程において、
前記電着レジストが形成された前記基板を水に浸漬した後、前記基板が浸漬される水がおかれた雰囲気を大気圧より減圧し、その後前記雰囲気を大気圧に戻す基板の製造方法とする。

前記レジスト吸水工程において、
前記電着レジストが形成された前記基板を浸漬する水がおかれた雰囲気を大気圧より減圧した後、前記基板を水に浸漬し、その後前記雰囲気を大気圧に戻す基板の製造方法とする。

前記金属膜パターニング工程後に、前記基板に残存した金属膜をマスクとして、前記基板をエッチングし前記基板の外形を加工する基板外形加工工程を有する基板の製造方法とする。

前記金属膜パターニング工程において任意の形状にパターニングされた前記金属膜が、配線パターンである基板の製造方法とする。

前記基板が水晶基板である基板の製造方法とする。

電着レジストが塗布された基板を水に浸漬することにより、電着レジストの含水を短時間で行うことが可能となる。また、電着レジストが塗布された基板を水に浸漬した後、水のおかれた雰囲気を大気圧より減圧し、所定時間経過後大気圧に戻すことで、電着レジストの吸水が促進されより短時間での吸水が可能となる。また、電着レジストに充分の水分を含漬させることができるので、その後の電着レジストの露光、現像を支障なく行うことができ、配線パターンあるいは基板の外形形成を精度良く行うことが可能となる。

本発明の実施の形態について図面をもとに説明する。
本発明の実施例においては、基板として水晶基板に配線パターンが施された水晶振動子を例とし、基板の製造方法を説明する。図１は本発明に係る基板の製造方法のレジスト吸水工程を示す図であり、図２は本発明に係る基板の製造方法を示す図、図３は水晶振動子を示す図である。なお、図２では、図３の水晶振動子１０のＡ−Ａ断面図を使い配線基板の製造方法を示している。

水晶基板よりなる水晶振動子１０の表面には、水晶振動子１０を駆動させるための励振電極および水晶振動子１０を外部基板に電気的・機械的に接続するための配線パターン１１（図１の斜線部）が形成されている。
水晶振動子１０は以下の工程により製造される。
（１）金属膜形成工程
水晶振動子１０の外形形状に加工された水晶基板１２の表面に、下地層としてＣｒを２００Å、表面層としてＡｕを１０００Åからなる金属膜１３をスパッタ等の手段により形成しする（図２（ａ））。
（２）レジスト形成工程
水晶基板１２の表面に形成した金属膜１３の表面に電着レジスト１４を形成する（図２（ｂ））。ここでは、電着レジスト１４としてローム・アンド・ハース電子材料（株）のＰＥＰＲ２４００を使用した。

（３）レジスト吸水工程
電着レジスト１４を形成した水晶基板１２を、水槽１５に入れられた純水１６に完全に浸るように浸漬する（図１（ａ））。この後、水槽１５内の雰囲気を大気圧下から減圧する（図１（ｂ））。次いで、水槽１５内の雰囲気を大気圧に戻す（図１（ｃ））。ここでは水晶基板１２を純水１６に浸漬した状態で水槽１５内を減圧しているが、水槽１５内を減圧した後に、水晶基板１２を純水１６に浸漬させても良い。その後、電着レジスト１４表面に付着した水を遠心乾燥機などにより表面から取り除く。
電着レジスト１４を純水１６に浸漬させることで多湿雰囲気下に電着レジスト１４を放置しておく従来の製造方法よりも短時間で電着レジスト１４へ水分を浸透させることができる。電着レジストの浸漬時間としては例えば３０ｍｉｎ程度行えば良い。
さらに、本実施例では、一度減圧した水槽１５内の雰囲気を、再び大気圧に戻す（減圧状態から加圧する）ことにより、電着レジスト１４への水分の浸透速度を上げることができ、より短時間で電着レジスト１４へ水分を浸透させることが可能となる。

（４）レジストパターニング工程
電着レジスト１４に配線パターン１１に対応したマスクを用い、電着レジストを露光する。その後、電着レジスト１４を現像する（図２（ｃ））。
（５）金属膜パターニング工程
レジストパターニング工程にて、配線パターン１１にパターニングされた電着レジスト１４をマスクとし、表面に露出した金属膜１３をエッチングにより除去することにより、金属膜１３を配線パターン１１の形状にパターニングする（図２（ｄ））。この工程により、水晶基板１２上には金属膜１３が水晶振動子１０の配線パターン１１として残り、最後に、金属膜１３上に残存した電着レジスト１４を除去し、水晶振動子１０が完成する（図２（ｅ））。

ところで本発明の基板の製造方法は、基板上に配線パターンを形成する例に限ったものではなく、パターニングした電着レジストをマスクとして基板の外形をエッチング加工するフォトエッチングにも適用できる。
上記（４）レジストパターニング工程において、電着レジスト１４を配線パターン１１に対応したマスクを用い電着レジスト１４をパターニングする代わりに、任意の基板外形形状に対応したマスクを用い電着レジスト１４をパターニングし、その後、（５）金属膜パターニング工程において、任意の基板外形形状にパターニングされた電着レジスト１４をマスクとし、金属膜１３をパターニングする。その後、パターニングされた金属膜１３をマスクとし、水晶基板１２を所定時間エッチングする（基板外形加工工程）を行うことで、水晶基板１２の外形を加工することが可能である。

本発明の実施例では、水晶振動子を例とし基板の製造方法を説明してきたが、本発明は水晶振動子の製造方法に限定されるものではなく、例えば基板にシリコン基板を利用するなど、電着レジストを利用して配線パターンの形成や外形加工をする様々な基板の製造方法に適用することができる。

本発明に係る基板の製造方法のレジスト吸水工程を示す図。 本発明に係る基板の製造方法を示す図。 圧電振動子を示す図。

符号の説明

１０ 水晶振動子
１１ 配線パターン
１２ 水晶基板
１３ 金属膜
１４ 電着レジスト
１５ 水槽
１６ 純水

Claims (6)

1. 基板の製造方法において、
   少なくとも、
   基板に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
   前記金属膜上に電着レジストを塗布するレジスト塗布工程と、
   前記金属膜および前記電着レジストが形成された前記基板を水に浸漬し、前記電着レジストに水分を吸収させるレジスト吸水工程と、
   前記レジスト吸水工程の後、前記電着レジストを露光、現像し、前記電着レジストを任意の形状にパターニングするレジストパターニング工程と、
   前記レジストパターニング工程で任意の形状にパターニングされた前記電着レジストをマスクとして、前記金属膜をエッチングする金属膜パターニング工程と、
   を有することを特徴とする基板の製造方法。
2. 前記レジスト吸水工程において、
   前記電着レジストが形成された前記基板を水に浸漬した後、前記基板が浸漬される水がおかれた雰囲気を大気圧より減圧し、その後前記雰囲気を大気圧に戻すことを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
3. 前記レジスト吸水工程において、
   前記電着レジストが形成された前記基板を浸漬する水がおかれた雰囲気を大気圧より減圧した後、前記基板を水に浸漬し、その後前記雰囲気を大気圧に戻すことを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
4. 前記金属膜パターニング工程後に、前記基板に残存した金属膜をマスクとして、前記基板をエッチングし、前記基板の外形を加工する基板外形加工工程を有することを特徴とする請求項１〜３に記載の基板の製造方法。
5. 前記金属膜パターニング工程において任意の形状にパターニングされた前記金属膜が、配線パターンであることを特徴とする請求項１〜４に記載の基板の製造方法。
6. 前記基板が水晶基板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板の製造方法。
   

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