JP2015206949A - フォトマスク及び電子部品の製造方法並びにプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の実施形態に係るフォトマスクは、レジスト組成物を用いたリソグラフィー法によりレジストパターンを形成するフォトマスクであって、上記レジストパターンの積層領域の少なくとも一部に剥離液に対する易溶解パターンを形成する調光パターンを有する。上記調光パターンがストライプ形状、メッシュ形状又はドット形状であるとよい。上記調光パターンの平均幅としては、1μm以上50μm以下が好ましい。上記調光パターンの平均ピッチとしては、平均幅の1.5倍以上50倍以下が好ましい。上記調光パターンの最大幅が上記リソグラフィー法の解像限界幅より小さいとよい。ネガ型レジスト組成物を用いる場合、上記調光パターンが微細遮光パターンであるとよい。
【選択図】図1B
Description
本発明の一実施形態に係るフォトマスクは、レジスト組成物を用いたリソグラフィー法によりレジストパターンを形成するフォトマスクであって、上記レジストパターンの積層領域の少なくとも一部に剥離液に対する易溶解パターンを形成する調光パターンを有するフォトマスクである。
以下、本発明に係る電子部品の製造方法の各実施形態について、図面を参照しつつ詳説する。
当該電子部品の製造方法の一実施形態は、図1A乃至図1Eに示す手順によって、本発明の一実施形態に係るフォトマスクを用い、リソグラフィー法によりレジストパターンを形成することで電子部品としてのプリント配線板を製造する方法である。図1A乃至図1Eの電子部品の製造方法は、いわゆるサブトラクティブ法に分類される。
レジスト膜形成工程では、図1Aに示すように、基材層11の表面に導電パターンを形成するための金属からなる金属層12を積層した基板の表面に、レジスト組成物を積層することによってレジスト膜13を形成する。
露光工程では、図1Bに示すように、このレジスト膜13の上方にフォトマスク1を配置し、フォトマスク1の上側から光線を照射する。これにより、フォトマスク1の透過光によって、レジスト膜13が選択的に露光され、レジスト膜13中の樹脂成分が架橋されて結合力が増大することにより現像液に対して不溶化される。当該電子部品の製造方法では、上記フォトマスク1を使用することにより、レジスト膜13の一部の領域を軽度に露光して易溶解パターンを形成する。図1A乃至図1Dでは、レジスト膜13の領域のうち樹脂成分の結合力が強い領域程、ハッチング間隔を狭くしている。
フォトマスク1は、例えばクロム、銀塩エマルジョン等の遮光性の材料によって形成され、例えばガラスや石英等の透明な板又はPET等の透明な樹脂フィルムの表面に積層されることによって支持される。
調光パターン2は、好ましくは周期的に繰り返し配設される微細遮光パターンである。この調光パターン2は、特に限定されないが、例えばストライプ形状、メッシュ形状又はドット形状(散点状)とされることが好ましい。このような調光パターン2の平均幅及び平均ピッチは、露光装置の仕様、レジスト組成物の材質や厚さ等の諸条件に応じて定められる。特に、調光パターン2の最大幅については、フォトリソグラフィの諸条件により定められる解像限界幅よりも小さく設定される。この解像限界幅は、現像時におけるレジスト組成物の膨潤、レジスト組成物を露光する光線の視角及び回折等により定められる。
現像工程では、レジスト膜13を露光した積層体を現像液に浸漬することや、レジスト膜13に現像液を噴霧することにより、レジスト膜13の非露光部分を除去する。このとき、レジスト膜13の露光量が一定の閾値を超える部分は、その成分中の高分子が十分に結合しているため現像液に溶解しないが、露光量が上記閾値以下の部分は、高分子の結合が弱いので現像液に溶解して除去され、その下の金属層12を露出する開口を形成する。
エッチング工程では、上記レジストパターン形成工程において形成したレジストパターン14をエッチングレジストとしてエッチングを行うことで、レジストパターン14の開口領域下の金属層12を除去する。これによって、図1Dに示すように、レジストパターン14の積層領域の形状と平面視略同一形状の導電パターン15が形成される。
エッチングにより導電パターン15を形成した後、剥離液によってレジストパターン14が除去される。
当該電子部品の製造方法は、レジストパターン14の積層領域内において調光パターン2により易溶解パターンPを形成するので、レジストパターン除去工程において、この易溶解パターンPからレジストパターン14を溶解できる。これにより、レジストパターン14のべた塗り領域を分割し、レジストパターン14を短時間でプリント配線板の導電パターン15上から剥離できる。従って、当該電子部品の製造方法の採用によって、プリント配線板の製造効率の増大及び廃液処理費用の低減が可能となる。
当該電子部品の製造方法の別の実施形態は、図2A乃至図2Fに示す手順によって、リソグラフィー法によりレジストパターンを形成し、電子部品としてのプリント配線板を製造する方法である。図2A乃至図2Fの電子部品の製造方法は、いわゆるセミアディティブ法に分類される。
レジスト膜形成工程では、図2Aに示すように、基材層11の表面に導電性の材料からなる下地導体層16を有する基板の表面に、さらにレジスト膜13を積層する。
露光工程では、図2Bに示すように、レジスト膜13の上方にフォトマスク1aを配置し、フォトマスク1aの上側から光線を照射する。これにより、フォトマスク1aの透過光によって、レジスト膜13が選択的に露光され、レジスト膜13中の樹脂成分が架橋されて結合力を増大することで現像液に対して不溶化される。なお、図2A乃至図2Dにおいて、レジスト膜13の領域のうち樹脂成分の結合力が強い領域程、ハッチング間隔を狭くしている。
図2Bのフォトマスク1aは、図1Bのフォトマスク1と同様の材料で形成される。また、このフォトマスク1aは、形成するレジストパターンの積層領域以外の領域に対応し、レジスト膜13を露光する光を透過するための開口を備える露光領域と、光を遮断してレジスト膜13を露光させない非露光領域とを備える。従って、当該フォトマスク1aでは、上記非露光領域の形状が、当該フォトマスク1aを用いて製造するプリント配線板の導電パターンの平面形状に対応している。
図2Bのフォトマスク1aにおける調光パターン2aは、周期的に繰り返し配設される微細遮光パターンである。この調光パターン2aの形状、平均幅及び平均ピッチは、図1Bのフォトマスク1における調光パターン2と同様とされる。
現像工程では、図2Cに示すように、現像液によってレジスト膜13の露光量が小さい部分を除去して、フォトマスク1aの露光領域の外形形状に対応する平面形状を有するレジストパターン14aを形成する。このとき、調光パターン2aの直下のレジスト膜13の溶出により形成される開口が両側のレジスト膜13の膨潤によって封止されることにより、べた塗り領域に易溶解パターンPを有するレジストパターン14aが形成される。なお、図2Cの現像工程の具体的手順は、図1Cの現像工程と同様である。
めっき工程では、電気めっきを行うことにより、図2Dに示すように、上記レジストパターン形成工程において形成したレジストパターン14aから露出する下地導体層16の表面に金属を積層して導電パターン15aを形成する。
めっき工程において導電パターン15aを形成した後、剥離液によってレジストパターン14aを除去し、図2Eに示すように、導電パターン15aを表出させる。
そこで、当該電子部品の製造方法では、下地導体層除去工程において、エッチングにより、下地導体層16のレジストパターン14aに覆われていた部分、つまり、導電パターン15aに覆われずに露出している部分を除去する。これにより、図2Fに示すように、導電パターン15aの各部が電気的に分離される。このエッチングには下地導体層16を形成する金属を浸食するエッチング液が使用される。このため、導電パターン15aもエッチング液による浸食を受け得るが、導電パターン15aは、下地導体層16に比べて十分に大きな厚みを有するので、エッチングの影響を無視できる。
当該電子部品の製造方法は、調光パターン2aを有する当該フォトマスク1aを使用することにより、レジストパターン14aの剥離を容易にし、製造効率の増大及び廃液処理費用の低減が可能となる。
当該電子部品の製造方法のさらに別の実施形態は、図3A乃至図3Dに示す手順によって、リソグラフィー法によりレジストパターンを形成することで電子部品としてのプリント配線板を製造する方法である。図3A乃至図3Dの電子部品の製造方法は、いわゆるサブトラクティブ法に分類される。
レジスト膜形成工程では、図3Aに示すように、基材層11の表面に導電パターンを形成するための金属からなる金属層12を積層した基板の表面に、レジスト組成物を積層することによってレジスト膜13bを形成する。
露光工程では、図3Bに示すように、レジスト膜13bの上方にフォトマスク1bを配置し、フォトマスク1bの上側から光線を照射する。これにより、フォトマスク1bの透過光によって、レジスト膜13bが選択的に露光され、レジスト膜13b中の樹脂成分の親水性が増大することで現像液に対して可溶化される。
図3Bのフォトマスク1bは、図1Bのフォトマスク1と同様の材料で形成される。また、このフォトマスク1bは、形成するレジストパターンの非積層領域に対応し、レジスト膜13bを露光する光を透過するための開口を備える露光領域と、形成するレジストパターンの積層領域に対応し、光を遮断してレジスト膜13bを可溶化しない非露光領域とを備える。したがって、当該フォトマスク1bでは、上記非露光領域の形状が、当該フォトマスク1bを用いて製造するプリント配線板の導電パターンの平面形状に対応する。
図3Bのフォトマスク1bの調光パターン2bは、周期的に繰り返し配設される微細透光パターンである。この調光パターン2bは、特に限定されないが、例えばストライプ形状、メッシュ形状又はドット形状(散点状)とされる。また、調光パターン2bの平均幅及び平均ピッチは、露光装置の仕様、レジスト組成物の材質や厚さ等のフォトリソグラフィの諸条件に応じて定められる解像限界幅よりも小さく設定される。この解像限界幅は、現像時におけるレジスト組成物の膨潤、レジスト組成物を露光する光線の視角及び回折等により定められる。
現像工程では、図3Cに示すように、現像液によってレジスト膜13bの露光量が大きい部分を除去して、フォトマスク1bの非露光領域に略対応する平面形状を有するレジストパターン14bを形成する。このとき、調光パターン2bの直下のレジスト膜13bの溶出により形成される開口が両側のレジスト膜13bの膨潤によって封止されることにより、べた塗り領域に易溶解パターンPを有するレジストパターン14bが形成される。なお、図3Cの現像工程の具体的手順は、図1Cの現像工程と同様である。
エッチング工程では、上記レジストパターン形成工程において形成したレジストパターン14bをエッチングレジストとしてエッチングを行うことで、レジストパターン14bの開口領域下の金属層12を除去する。これによって、図3Dに示すように、レジストパターン14bの積層領域の形状と平面視略同一形状の導電パターン15bが形成される。
エッチングにより導電パターン15bを形成した後、剥離液によってレジストパターン14bが除去される。このレジストパターン除去工程については、図1Eのレジストパターン除去工程と同様である。
当該電子部品の製造方法は、ポジ型レジスト組成物を用いたリソグラフィー法によりレジストパターンを形成する際、微細透光パターンからなる調光パターン2bを有するフォトマスク1bを介して露光するので、調光パターン2b直下に剥離液に比較的容易に溶解する易溶解パターンPを形成できる。このため、当該フォトマスク1bを使用することにより、導電パターンを配設するために形成されるレジストパターンを容易に除去することができ、プリント配線板を安価に製造できる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2,2a,2b 調光パターン
11 基材層
12 導体層
13,13b レジスト膜
14,14a,14b レジストパターン
15,15a,15b 導電パターン
16 下地導体層
P 易溶解パターン
Claims (10)
- レジスト組成物を用いたリソグラフィー法によりレジストパターンを形成するフォトマスクであって、
上記レジストパターンの積層領域の少なくとも一部に剥離液に対する易溶解パターンを形成する調光パターンを有するフォトマスク。 - 上記調光パターンがストライプ形状、メッシュ形状又はドット形状である請求項1に記載のフォトマスク。
- 上記調光パターンの平均幅が1μm以上50μm以下である請求項2に記載のフォトマスク。
- 上記調光パターンの平均ピッチが平均幅の1.5倍以上50倍以下である請求項2又は請求項3に記載のフォトマスク。
- 上記調光パターンの最大幅が上記リソグラフィー法の解像限界幅より小さい請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- ネガ型レジスト組成物を用いたリソグラフィー法に用いられ、上記調光パターンが微細遮光パターンである請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- ポジ型レジスト組成物を用いたリソグラフィー法に用いられ、上記調光パターンが微細透光パターンである請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のフォトマスク。
- 基板の表面側にレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程と、
上記レジスト膜に請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のフォトマスクを介して露光する工程と、
露光した上記レジスト膜の現像によりレジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとして上記基板をエッチング又はめっきする工程と、
上記レジストパターンを剥離液で除去する工程と
を備える電子部品の製造方法。 - 上記電子部品が、基材層と、その一方の面側に積層される導電パターンとを有するプリント配線板である請求項8に記載の電子部品の製造方法。
- 請求項8に記載の電子部品の製造方法によって形成された導電パターンを有するプリント配線板。
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JP2014088513A JP2015206949A (ja) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | フォトマスク及び電子部品の製造方法並びにプリント配線板 |
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US10167559B2 (en) | 2016-08-29 | 2019-01-01 | International Business Machines Corporation | Negative patterning approach for ultra-narrow gap devices |
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