JP2018045116A - レジスト層の薄膜化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、レジストパターンの形成における解像性と追従性の問題を解決しながら、レジスト層の薄膜化処理で問題となる気泡による処理ムラの問題を解決することのできるレジスト層の薄膜化装置を提供することである。
【解決手段】アルカリ水溶液によってレジスト層を薄膜化処理するためのディップ槽と、レジスト層が形成された基板をアルカリ水溶液中に浸漬されたままの状態で搬送する搬送ロール対と、アルカリ水溶液をディップ槽に供給するアルカリ水溶液供給口と、アルカリ水溶液供給口と搬送ロール対との間に備えられた気泡誘導板とを備えてなるレジスト層の薄膜化処理装置において、気泡誘導板が凹凸を有することと特徴とするレジスト層の薄膜化装置。
【選択図】図８

Description

本発明はレジスト層の薄膜化装置に関する。

電気及び電子部品の小型化、軽量化、多機能化に伴い、回路形成用のドライフィルムレジスト、ソルダーレジストをはじめとする感光性樹脂（感光性材料）には、プリント配線板の高密度化に対応するために、高解像度が要求されている。これらの感光性樹脂による画像形成は、感光性樹脂を露光後、現像することによって行われる。

プリント配線板の小型化、高機能化に対応するため、感光性樹脂が薄膜化される傾向がある。感光性樹脂には、液を塗布して使用するタイプの液状レジストとドライフィルムタイプのドライフィルムレジストがある。最近では１５μｍ以下の厚みのドライフィルムレジストが開発され、製品化も進んでいる。しかし、このような薄いドライフィルムレジストでは、従来の厚さのレジストに比べて、密着性及び凹凸への追従性が不十分となり、剥がれやボイドなどが発生する問題があった。

これらの問題を解決するために、厚い感光性樹脂を使用しながら、高解像度が達成できる手段が提案されている。例えば、サブトラクティブ法によって導電パターンを作製する方法において、絶縁層の片面又は両面に金属層が設けられてなる積層基板上にエッチングレジスト用のドライフィルムレジストを貼り付けてレジスト層を形成した後、レジスト層の薄膜化工程を行い、次に、回路パターンの露光工程、現像工程、エッチング工程を行うことを特徴とする導電パターンの形成方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、ソルダーレジストパターンを形成する方法において、導電性パターンを有する回路基板上にソルダーレジストからなるレジスト層を形成した後、レジスト層の薄膜化工程を行い、次にパターン露光工程を行い、再度レジスト層の薄膜化工程を行うことを特徴とするソルダーレジストパターンの形成方法が開示されている（例えば、特許文献２及び３参照）。

薄膜化工程は、アルカリ水溶液を用いて未露光部のレジスト層の光架橋性樹脂成分をミセル化させるミセル化処理（薄膜化処理）、ｐＨ５〜９のアルカリ水溶液によってミセルを除去するミセル除去処理、表面を水で洗浄する水洗処理、水洗水を除去する乾燥処理の四段階の処理を少なくとも含んでいる。そして、アルカリ水溶液での薄膜化処理における処理時間によって薄膜化の進行が制御されることになる。しかし、アルカリ水溶液中に気泡が存在し、その気泡が未露光部のレジスト層の光架橋性樹脂成分に接触した場合、気泡が接触していた部分の薄膜化の進行が妨げられるという問題が発生する。薄膜化の進行が妨げられた部分には、レジスト層が厚く残ってしまうため、サブトラクティブ法における導電パターン形成ではエッチング不良の原因となり、ソルダーレジストのパターン形成においては、接続パッド部の接触不良の原因となり、どちらも生産における歩留まりの低下に繋がるという問題が発生する。

さらに、露光工程後、アルカリ水溶液によるレジスト層の薄膜化処理含む薄膜化工程を経て、再度露光工程を行い、次に、再びアルカリ水溶液によるレジスト層の薄膜化処理を含む薄膜化工程を行う場合、レジスト層への気泡の接触による薄膜化阻害がより深刻になる。露光工程と薄膜化工程を繰り返すことによって、段階的に未露光部のレジスト層を薄膜化する場合には、レジスト層の露光部と未露光部の境界にできた段差部に特に気泡が残りやすく、気泡が接触していた部分におけるレジスト層の薄膜化がその後妨げられてしまう。例えば、露光工程と薄膜化処理を含む薄膜化工程を繰り返し二回行う場合、二回目の薄膜化部が一回目の薄膜化部と同じか又はその内側の領域にある場合には、二回目の薄膜化処理時に、一回目の露光部と一回目の薄膜化部との境界にできた段差内部に気泡が残りやすい傾向がある。

また、特許文献４には、レジスト層が形成された基板を薄膜化処理液（アルカリ水溶液）中に浸漬（ディップ、ｄｉｐ）してレジスト層を薄膜化するための薄膜化装置が開示されている。特許文献４で開示されている薄膜化装置について、図面を用いて説明する。図５及び図６は、特許文献４に記載されている薄膜化装置の概略断面図である。図５は、基板の搬送方向（ＭＤ方向）と直交する方向（ＣＤ方向）から見た概略断面図であり、図６は、基板の搬送方向（ＭＤ方向）から見た概略断面図である。この薄膜化装置では、レジスト層が形成された基板８を搬送ロール対１２によって、ディップ槽１０中のアルカリ水溶液９に浸漬した状態で搬送し、レジスト層の薄膜化処理が行われる。アルカリ水溶液９は、装置下部のアルカリ水溶液貯蔵タンク１３からアルカリ水溶液供給ポンプ１４にてアルカリ水溶液供給口１１を介してディップ槽１０に供給され、オーバーフローさせる。オーバーフローしたアルカリ水溶液９はアルカリ水溶液回収槽３０に回収され、回収管２１を通って回収管排出口２２より排出され、アルカリ水溶液貯蔵タンク１３に貯蔵される。この繰り返しによって、アルカリ水溶液９はディップ槽１０とアルカリ水溶液貯蔵タンク１３との間を循環する。

図５及び図６に示す薄膜化装置において、アルカリ水溶液９を循環する際に、オーバーフローによってアルカリ水溶液９がディップ槽１０からアルカリ水溶液貯蔵タンク１３へと落下する際に、アルカリ水溶液９中に気泡１５が発生し、この気泡１５がアルカリ水溶液９の循環によって基板８のレジスト層に付着し、薄膜化の進行を阻害してしまい、膜厚がムラ（斑）になる処理ムラが発生する場合があった。

この気泡１５による処理ムラの問題を解決するために、アルカリ水溶液供給口１１と搬送ロール対１２との間に備えられた気泡誘導板１６を備えてなるレジスト層の薄膜化装置が開示されている（例えば、特許文献５参照）。特許文献５で開示されている薄膜化装置について、図面を用いて説明する。図７及び図８は、特許文献５に記載されている薄膜化装置の概略断面図である。ＣＤ方向から見た概略断面図であり、図８はＭＤ方向から見た概略断面図である。図７及び図８に示す薄膜化装置には、アルカリ水溶液供給口１１と搬送ロール対１２との間に気泡誘導板１６が設置されている。気泡誘導板１６により、薄膜化装置内のアルカリ水溶液循環過程で発生した気泡１５が薄膜化処理中のレジスト層が形成された基板８よりも薄膜化装置幅方向の外側の領域に誘導され、搬送中のレジスト層が形成された基板８に付着することを防ぐことができる。

しかしながら、気泡誘導板１６により、薄膜化処理中のレジスト層が形成された基板８よりも薄膜化装置幅方向の外側の領域に気泡１５が誘導されたとしても、アルカリ水溶液９の液温が低い場合やアルカリ水溶液９の濃度が高く、粘度が高い場合には、極小の気泡１５は、空気中にすぐに逃げないで、そのままアルカリ水溶液９中に漂い、ディップ槽１０内のアルカリ水溶液９の流れに乗って、基板８へと向かい、処理ムラが発生する可能性があった。

国際公開第２００９／０９６４３８号パンフレット 特開２０１１−１９２６９２号公報 国際公開第２０１２／０４３２０１号パンフレット 特開２０１２−２７２９９号公報 実用新案登録第３１８２３７１号公報

本発明の課題は、解像性と追従性の問題を解決することができるレジストパターンの形成方法で使用されるレジスト層の薄膜化装置において、気泡による処理ムラの問題を解決することができるレジスト層の薄膜化装置を提供することである。

上記課題は、下記手段によって解決できる。

アルカリ水溶液によってレジスト層を薄膜化処理するためのディップ槽と、レジスト層が形成された基板をアルカリ水溶液中に浸漬されたままの状態で搬送する搬送ロール対と、アルカリ水溶液をディップ槽に供給するアルカリ水溶液供給口と、アルカリ水溶液供給口と搬送ロール対との間に備えられた気泡誘導板とを備えてなるレジスト層の薄膜化処理装置において、気泡誘導板が凹凸を有することを特徴とするレジスト層の薄膜化装置。

本発明によれば、気泡による処理ムラの問題を解決することができるレジスト層の薄膜化装置を提供することができる。

本発明のレジスト層の薄膜化装置を用いて行われるレジストパターンの形成方法の一例を表す断面工程図である。 本発明のレジスト層の薄膜化装置を用いて行われるレジストパターンの形成方法の一例を表す断面工程図である。 本発明のレジスト層の薄膜化装置を用いて行われるレジストパターンの形成方法の一例を表す断面工程図である。 本発明のレジスト層の薄膜化装置を用いて行われるレジストパターンの形成方法の一例を表す断面工程図である。 従来技術による薄膜化装置を示す概略断面図である。 従来技術による薄膜化装置を示す概略断面図である。 気泡誘導板を備えてなる薄膜化装置の一例を示す概略断面図である。 気泡誘導板を備えてなる薄膜化装置の一例を示す概略断面図である。 気泡誘導板の一例を示す概略拡大図である。 気泡誘導板の一例を示す概略拡大図である。

以下、本発明のレジスト層の薄膜化装置について詳細に説明する。

本発明のレジスト層の薄膜化装置を用いて行われるレジストパターンの形成方法について、図１〜４を用いて説明する。

図１を用いて、サブトラクティブ法で導電パターンを形成する場合におけるレジストパターンの形成方法（１）について説明する。

［図１ａ］絶縁層１上に金属層７が設けられた積層基板を準備する。
［図１ｂ］積層基板上にアルカリ現像型のレジスト層３を形成する。
［図１ｃ］レジスト層３に気泡が付着するのを抑制しながら、アルカリ水溶液によってレジスト層３を薄膜化する（薄膜化工程）。
［図１ｄ］薄膜化されたレジスト層３に活性光線５によってパターン露光する（露光工程）。
［図１ｅ］現像によって未露光部のレジスト層３を除去する（現像工程）。

これによって、図１ｅに示すような、気泡による薄膜化の処理ムラの無いレジストパターンを形成できる。図１ｅの後に、エッチング工程において、レジストパターンで覆われていない金属層７をエッチングすることにより、導電パターンが得られる。

図２を用いて、ソルダーレジストを用いたレジストパターンの形成方法（２）について説明する。

［図２ａ］絶縁層１上に導体配線２及び接続パッド６が形成された回路基板を準備する。［図２ｂ］回路基板上にアルカリ現像型のレジスト層３を形成する。
［図２ｃ］薄膜化される領域以外の部分のレジスト層３を活性光線５によって露光する（露光工程）。
［図２ｄ］レジスト層３に気泡が付着するのを抑制しながら、レジスト層３の厚みが接続パッド６の厚みよりも薄くなるまで、アルカリ水溶液によって未露光部のレジスト層３を薄膜化する（薄膜化工程）。

これによって、図２ｄに示すような、気泡による薄膜化の処理ムラの無い、導体配線２はレジスト層３で被覆しつつ、接続パッド６はレジスト層３から露出した多段構造のレジストパターンを形成することができる。

図３を用いて、サブトラクティブ法で導電パターン形成を形成する場合におけるレジストパターンの形成方法（３）について説明する。

［図３ａ］絶縁層１上に金属層７が設けられた積層基板を準備する。
［図３ｂ］積層基板上にアルカリ現像型のレジスト層３を形成する。
［図３ｃ］薄膜化される領域以外の部分のレジスト層３を活性光線５によって露光する（一回目の露光工程）。
［図３ｄ］レジスト層３に気泡が付着するのを抑制しながら、アルカリ水溶液によって未露光部のレジスト層３を薄膜化する（薄膜化工程）。
［図３ｅ］現像される領域以外の部分のレジスト層３を活性光線５によって露光する（二回目の露光工程）。
［図３ｆ］現像によって未露光部のレジスト層３を除去する（現像工程）。

これによって、図３ｆに示すような、気泡による薄膜化の処理ムラの無い、部分的に薄膜化されたレジスト層３を有する多段構造のレジストパターンを形成できる。次に、エッチング工程において、レジストパターンで覆われていない金属層７をエッチングすることにより、導電パターンが得られる。

図４を用いて、ソルダーレジストを用いたレジストパターンの形成方法（４）について説明する。

［図４ａ］絶縁層１上に導体配線２及び接続パッド６が形成された回路基板を準備する。
［図４ｂ］回路基板上にアルカリ現像型のレジスト層３を形成する。
［図４ｃ］一回目に薄膜化される領域以外の部分のレジスト層３を活性光線５によって露光する（一回目の露光工程）。
［図４ｄ］レジスト層３に気泡が付着するのを抑制しながら、レジスト層３の厚みが接続パッド６の厚み以上になるまでアルカリ水溶液によって未露光部のレジスト層３を薄膜化する（一回目の薄膜化工程）。
［図４ｅ］二回目に薄膜化される領域以外の部分のレジスト層３を活性光線５によって露光する（二回目の露光工程）。
［図４ｆ］レジスト層３に気泡が付着するのを抑制しながら、レジスト層３の厚みが接続パッド６の厚みよりも薄くなるまでアルカリ水溶液によって未露光部のレジスト層３を薄膜化する（二回目の薄膜化工程）。

これによって、図４ｆに示すような、気泡による薄膜化の処理ムラの無い、導体配線２はレジスト層３で被覆しつつ、接続パッド６はレジスト層３から露出した多段構造のレジストパターンを形成できる。

基板としては、プリント配線板用基板、リードフレーム用基板；プリント配線板用基板やリードフレーム用基板を加工して得られる回路基板が挙げられる。

プリント配線板用基板としては、例えば、フレキシブル基板、リジッド基板が挙げられる。フレキシブル基板の絶縁層の厚さは５〜１２５μｍで、その両面もしくは片面に１〜３５μｍの金属層が設けられて積層基板となっており、可撓性が大きい。絶縁層の材料には、通常、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー等が用いられる。絶縁層上に金属層を有する材料は、接着剤で貼り合わせる接着法、金属箔上に樹脂液を塗布するキャスト法、スパッタリングや蒸着法で樹脂フィルム上に形成した厚さ数ｎｍの薄い導電層（シード層）の上に電解メッキで金属層を形成するスパッタ／メッキ法、熱プレスで貼り付けるラミネート法等のいかなる方法で製造したものを用いてもよい。金属層の金属としては、銅、アルミニウム、銀、ニッケル、クロム、あるいはそれらの合金等のいかなる金属を用いることができるが、銅が一般的である。

リジッド基板は、紙基材又はガラス基材にエポキシ樹脂又はフェノール樹脂等を浸漬させた絶縁性基板を重ねて絶縁層とし、その片面もしくは両面に金属箔を載置し、加熱及び加圧により積層し、金属層が設けられた積層基板が挙げられる。また、内層配線パターン加工後、プリプレグ、金属箔等を積層して作製する多層用のシールド板、貫通孔や非貫通孔を有する多層板も挙げられる。厚みは６０μｍ〜３．２ｍｍであり、プリント配線板としての最終使用形態により、その材質と厚みが選定される。金属層の材料としては、銅、アルミニウム、銀、金等が挙げられるが、銅が最も一般的である。これらプリント配線板用基板の例は、「プリント回路技術便覧−第二版−」（（社）プリント回路学会編、１９８７年刊、日刊工業新聞社発刊）や「多層プリント回路ハンドブック」（Ｊ．Ａ．スカーレット編、１９９２年刊、（株）近代化学社発刊）に記載されている。

リードフレーム用基板としては、鉄ニッケル合金、銅系合金等の基板が挙げられる。

回路基板とは、絶縁性基板上に銅等の金属からなる半導体チップ等の電子部品を接続するための接続パッドが形成された基板である。導体配線が形成されていてもよい。回路基板を作製する方法は、例えばサブトラクティブ法、セミアディティブ法、アディティブ法が挙げられる。サブトラクティブ法では、例えば、上記のプリント配線板用基板にエッチングレジストパターンを形成し、露光工程、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程を実施して回路基板が作製される。

レジストとしては、アルカリ現像型のレジストが使用できる。また、液状レジストであってもよく、ドライフィルムレジストであってもよく、アルカリ水溶液（薄膜化処理液）によって薄膜化でき、かつ、薄膜化処理液よりも低濃度のアルカリ水溶液である現像液によって現像できるレジストであればいかなるものでも使用できる。アルカリ現像型のレジストは光架橋性樹脂成分を含む。光架橋性樹脂成分は、例えば、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤等を含有してなる。また、エポキシ樹脂、熱硬化剤、無機フィラー等を含有させてもよい。

アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、アミドエポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂の有機高分子が挙げられる。このうち、エチレン性不飽和二重結合を有した単量体（重合性単量体）を重合（ラジカル重合等）して得られたものであることが好ましい。これらのアルカリ水溶液に可溶な重合体は、単独で用いても、二種類以上を組み合わせて用いても良い。このようなエチレン性不飽和二重結合を有した単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−エトキシスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−ブロモスチレン等のスチレン誘導体；ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド；アクリロニトリル；ビニル−ｎ−ブチルエーテル等のビニルアルコールのエステル類；（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸グリシジルエステル、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、α−ブロモ（メタ）アクリル酸、α−クロル（メタ）アクリル酸、β−フリル（メタ）アクリル酸、β−スチリル（メタ）アクリル酸等の（メタ）アクリル酸モノエステル；マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル等のマレイン酸系単量体；フマル酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸等が挙げられる。

光重合性化合物としては、例えば、多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物；ビスフェノールＡ系（メタ）アクリレート化合物；グリシジル基含有化合物にα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物；分子内にウレタン結合を有する（メタ）アクリレート化合物等のウレタンモノマー；ノニルフェノキシポリエチレンオキシアクリレート；γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β′−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシアルキル−β′−（メタ）アクリロイルオキシアルキル−ｏ−フタレート等のフタル酸系化合物；（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ＥＯ、ＰＯ変性ノニルフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。ここで、ＥＯ及びＰＯは、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドを示し、ＥＯ変性された化合物は、エチレンオキサイド基のブロック構造を有するものであり、ＰＯ変性された化合物は、プロピレンオキサイド基のブロック構造を有するものである。これらの光重合性化合物は単独で、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。

光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′−テトラメチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４′−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン−１、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパノン−１等の芳香族ケトン；２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルアントラキノン等のキノン類；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物；ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物；ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体；２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体；９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９′−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体；Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物等が挙げられる。上記２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体における２つの２，４，５−トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は、同一であって対称な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。これらは単独で、又は２種類以上を組み合わせて使用される。

エポキシ樹脂は、硬化剤として用いられる場合がある。アルカリ可溶性樹脂のカルボン酸と反応させることで架橋させ、耐熱性や耐薬品性の特性の向上を図っているが、カルボン酸とエポキシは常温でも反応が進むために、保存安定性が悪く、アルカリ現像型のソルダーレジストは一般的に使用前に混合する２液性の形態をとっている場合が多い。無機フィラーを使用する場合もあり、例えば、タルク、硫酸バリウム、シリカ等が挙げられる。

基板の表面にレジスト層を形成する方法は、いかなる方法でもよいが、例えば、スクリーン印刷法、ロールコート法、スプレー法、ディップ法、カーテンコート法、バーコート法、エアナイフ法、ホットメルト法、グラビアコート法、刷毛塗り法、オフセット印刷法が挙げられる。ドライフィルムレジストの場合は、ラミネート法が好適に用いられる。

露光工程では、レジスト層に対して活性光線を照射する。キセノンランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、ＵＶ蛍光灯を光源とした反射画像露光、フォトマスクを用いた片面、両面密着露光や、プロキシミティ方式、プロジェクション方式やレーザ走査露光等を使用することができる。走査露光を行う場合には、ＵＶレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンイオンレーザ、ルビーレーザ、ＹＡＧレーザ、窒素レーザ、色素レーザ、エキシマレーザ等のレーザ光源を発光波長に応じてＳＨＧ波長変換した走査露光、あるいは、液晶シャッター、マイクロミラーアレイシャッターを利用した走査露光によって露光することができる。

現像工程では、未露光部のレジスト層を現像液で現像する。薄膜化工程と異なり、未露光部のレジスト層を完全に除去する。現像方法としては、使用するレジスト層に見合った現像液を用い、基板表面に向かってスプレーを噴射する方法が一般的である。現像液としては、薄膜化処理に使用される薄膜化処理液（アルカリ水溶液）よりも低濃度のアルカリ水溶液が使用される。現像液（低濃度アルカリ水溶液）としては、０．３〜３質量％の炭酸ナトリウム水溶液が一般的である。

エッチング工程では、「プリント回路技術便覧」（（社）日本プリント回路工業会編、１９８７年刊行、（株）日刊工業新聞社刊）記載の方法等を使用することができる。エッチング液は金属層を溶解除去できるもので、また、少なくともレジスト層が耐性を有しているものであればよい。一般に金属層に銅を使用する場合には、塩化第二鉄水溶液、塩化第二銅水溶液等を使用することができる。

レジスト層の薄膜化工程とは、アルカリ水溶液によってレジスト層中の光架橋性樹脂成分をミセル化させるミセル化処理（薄膜化処理）、次にｐＨ５〜９のアルカリ水溶液によってミセルを除去するミセル除去処理を含む工程である。さらに、除去しきれなかったレジスト層表面や残存付着したアルカリ水溶液を水洗によって洗い流す水洗処理、水洗水を除去する乾燥処理も含むこともできる。

薄膜化処理液として使用されるアルカリ水溶液とは、例えば、リチウム、ナトリウム又はカリウム等のアルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アンモニウムリン酸塩、アンモニウム炭酸塩等の無機アルカリ性化合物の水溶液やモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、シクロヘキシルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキサイド（コリン）等の有機アルカリ性化合物の水溶液が挙げられる。上記無機アルカリ性化合物及び有機アルカリ性化合物は、混合物としても使用できる。

アルカリ性化合物の含有量は、０．１質量％以上５０質量％以下で使用できる。また、レジスト層表面をより均一に薄膜化するために、アルカリ水溶液に、硫酸塩、亜硫酸塩を添加することもできる。硫酸塩又は亜硫酸塩としては、リチウム、ナトリウム又はカリウム等のアルカリ金属硫酸塩又は亜硫酸塩、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属硫酸塩又は亜硫酸塩が挙げられる。

アルカリ水溶液としては、これらの中でも特に、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属ケイ酸塩から選ばれる無機アルカリ性化合物、及び、ＴＭＡＨ、コリンから選ばれる有機アルカリ性化合物のうち少なくともいずれか１種を含み、該無機アルカリ性化合物及び有機アルカリ性化合物の含有量が５〜２５質量％であるアルカリ水溶液が、表面をより均一に薄膜化できるため、好適に使用できる。５質量％未満では、薄膜化する処理でムラが発生しやすくなる場合がある。また、２５質量％を超えると、無機アルカリ性化合物の析出が起こりやすく、液の経時安定性、作業性に劣る場合がある。アルカリ性化合物の含有量は７〜１７質量％がより好ましく、８〜１３質量％がさらに好ましい。アルカリ水溶液のｐＨは１０以上とすることが好ましい。また、界面活性剤、消泡剤、溶剤等を適宜添加することもできる。

アルカリ水溶液による薄膜化処理は、ディップ槽中のアルカリ水溶液にレジスト層が形成された基板を浸漬（ディップ、ｄｉｐ）することによって行われる。ディップ処理以外の処理方法は、アルカリ水溶液中に気泡が発生しやすく、その発生した気泡が薄膜化処理中にレジスト層表面に付着して、膜厚が不均一となる場合がある。

本発明のレジスト槽の薄膜化装置を用いたレジストパターンの形成方法では、レジスト層形成後の厚みとアルカリ水溶液処理によってレジスト層が薄膜化された量で、レジスト層の厚みが決定される。また、０．０１〜５００μｍの範囲で薄膜化量を自由に調整することができる。

本発明のレジスト層の薄膜化装置は、アルカリ水溶液によってレジスト層を薄膜化処理するためのディップ槽と、レジスト層が形成された基板をアルカリ水溶液中に浸漬されたままの状態で搬送する搬送ロール対とを備えてなる。そして、基板のレジスト層に気泡が付着することを抑制するために、気泡抑制板を備えていることを特徴としている。図７〜図１０を用いて、本発明のレジスト層の薄膜化装置を説明する。

気泡誘導板とは、アルカリ水溶液中で発生した気泡が、薄膜化処理の際にレジスト層に付着するのを抑制するための部品であり、本発明では、アルカリ水溶液によるレジスト層の薄膜化処理において、ディップ槽内に設置し、発生した気泡がレジスト層に付着することを抑制する。

図７及び図８は、本発明の薄膜化装置の一例を示す概略断面図である。図７はＣＤ方向から見た概略断面図であり、図８はＭＤ方向から見た概略断面図である。これらの薄膜化装置は、レジスト層が形成された基板８を搬送ロール対１２によって、ディップ槽１０中のアルカリ水溶液９に浸漬した状態で搬送し、レジスト層の薄膜化処理を行う薄膜化装置である。アルカリ水溶液９は、装置下部のアルカリ水溶液貯蔵タンク１３からアルカリ水溶液供給ポンプ１４にてアルカリ水溶液供給口１１を介してディップ槽１０に供給され、オーバーフローさせる。オーバーフローしたアルカリ水溶液９は、アルカリ水溶液回収槽３０に回収され、回収管２１を通って回収管排出口２２よりアルカリ水溶液貯蔵タンク１３に貯蔵されることで、ディップ槽１０とアルカリ水溶液貯蔵タンク１３との間を循環する。

図７及び図８に示す薄膜化装置には、アルカリ水溶液供給口１１と搬送ロール対１２との間に気泡誘導板１６が設置されている。気泡誘導板１６により、薄膜化装置内のアルカリ水溶液循環過程で発生した気泡１５が薄膜化処理中のレジスト層が形成された基板８よりも薄膜化装置幅方向の外側の領域に誘導され、搬送中のレジスト層が形成された基板８に付着することを防ぐことができる。

ディップ槽１０内に設置される気泡誘導板１６の設置位置は、ディップ槽１０を上から見た際に、アルカリ水溶液供給口１１が気泡誘導板１６の領域に隠れて見えなくなる位置関係であればよい。また、気泡誘導板１６の設置高さは、ディップ槽１０内のアルカリ水溶液供給口１１と搬送ロール対１２の間の高さであれば、いずれの高さであってもよい。

気泡誘導板１６の大きさについて、薄膜化装置の搬送方向に対し、長さ方向は、アルカリ水溶液供給口１１の直径以上、ディップ槽１０の長さ以下の範囲であればよい。薄膜化装置の搬送方向に対し、長さ方向がアルカリ水溶液供給口１１の直径未満であると、気泡を誘導する能力が不足してしまう場合がある。薄膜化装置の搬送方向に対し、幅方向は、レジスト層が形成された基板８の幅以上、ディップ槽１０の幅未満であればよい。薄膜化装置の搬送方向に対し、幅方向が、レジスト層が形成された基板８の幅未満であると、気泡を誘導する能力が不足してしまう場合がある。

気泡誘導板１６の材料にはアルカリ水溶液に対して耐性のある各種材料を用いることができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、硬質ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリスチレン樹脂等の合成樹脂、ガラス繊維強化ポリプロピレン、ガラス繊維強化エポキシ樹脂等の繊維強化プラスチック、チタン、ハステロイ（登録商標）等の耐食性金属材料等の材料を用いることができる。これらのうち、加工が容易であることから、硬質ポリ塩化ビニルが好適に用いられる。

気泡誘導板１６の形状は、円形、楕円形、正方形や長方形等の四辺形、五角形、六角形等の多角形、直線と弧からなるような任意の形状等にすることができるが、加工と設置のしやすさから正方形か長方形であることが好ましい。また、気泡誘導板１６を薄膜化装置の搬送方向に対し、幅方向にＶ字型に傾斜させることで、幅方向にさらに優先的に気泡を誘導することができる。気泡誘導板１６を薄膜化装置の搬送方向に対し、幅方向にＶ字型に傾斜させた場合の薄膜化装置を正面（ＭＤ方向）から見た時の概略断面図を図８に示す。

本発明では、気泡誘導板１６が凹凸を有することを特徴としている。図９ａは、図７に示した薄膜化装置における気泡誘導板１６の一例を示す概略拡大図であり、図９ｂは、図８に示した薄膜化装置における気泡誘導板１６の一例を示す概略拡大図である。図９ａ及び図９ｂに示した気泡誘導板１６は凹部３１を有している。図１０ａは、図７に示した薄膜化装置における気泡誘導板１６の一例を示す概略拡大図であり、図１０ｂは、図８に示した薄膜化装置における気泡誘導板１６の一例を示す概略拡大図である。図１０ａ及び図１０ｂに示した気泡誘導板１６は凸部３２を有している。凹凸を有していない気泡誘導板１６を使用した場合、気泡誘導板１６により、薄膜化処理中のレジスト層が形成された基板８よりも薄膜化装置幅方向の外側の領域に気泡１５が誘導されたとしても、アルカリ水溶液９の液温が低い場合やアルカリ水溶液９の濃度が高く、粘度が高い場合には、極小の気泡１５が、空気中にすぐに逃げないで、そのままアルカリ水溶液９中に漂い、ディップ槽１０内のアルカリ水溶液９の流れに乗って、基板８へと向かい、処理ムラが発生する可能性があった。しかし、気泡誘導板１６が凹部３１及び／又は凸部３２を有する場合、極小の気泡１５は凹部３１及び／凸部３２に引っ掛かり、滞留する。そして、極小の気泡１５が集まって、ある程度の大きさにまで育った後に、薄膜化処理中のレジスト層が形成された基板８よりも薄膜化装置幅方向の外側の領域へと気泡１５が誘導されるため、気泡１５は速やかに空気中へと移動し、処理ムラの発生が抑制される。なお、気泡誘導板１６は、凹部３１と凸部３２の両方を有していても良い。

凹凸の断面形状は、多角形、椀状等、気泡１５を滞留することができる形状であれば、どのような形状であっても良い。溝や畝のように、搬送方向又は幅方向に連続した凹凸であっても良い。また、凹凸の数も、気泡１５を滞留することができるのであれば、図９及び図１０に示した数に限定されるものではない。

レジスト層の薄膜化装置におけるディップ槽１０及びアルカリ水溶液回収槽３０について説明する。アルカリ水溶液９の循環について、アルカリ水溶液供給口１１からディップ槽１０内にアルカリ水溶液９が供給され、ディップ槽１０からオーバーフローしたアルカリ水溶液９がアルカリ水溶液回収槽３０に回収される。アルカリ水溶液回収槽３０に回収されたアルカリ水溶液９は、回収管２１を通じてアルカリ水溶液貯蔵タンク１３に導かれ、供給ポンプ吸込口１７からアルカリ水溶液供給ポンプ１４を通じて再びアルカリ水溶液供給口１１よりディップ槽１０内に送られ、循環される。

アルカリ水溶液９の温度は、アルカリ水溶液貯蔵タンク１３内に設置された加温用ヒーター、冷却水を循環させた冷却管等によって制御することができる。温度制御用の温度計は、アルカリ水溶液貯蔵タンク１３内だけでなくディップ槽１０にも設置することが好ましく、これによって循環経路内のアルカリ水溶液９の温度はより一定に保たれる。ディップ槽１０の大きさは、搬送ロール対１２によってレジスト層が形成された基板８が搬送されて薄膜化処理される際、レジスト層にアルカリ水溶液が接触する大きさであれば特に制限は無く、自由に決めることができる。また、アルカリ水溶液回収槽３０の形状や大きさは、ディップ槽１０からアルカリ水溶液９のオーバーフローを回収できるようになっていればよく、自由に決めることができる。

搬送ロール対１２の形状及び材質は、レジスト層が形成された基板を搬送することができるものであれば特に制限は無く、例えば、ポリオレフィン（ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂（テフロン（登録商標）等）等が利用できる。また、搬送ロール対１２の設置位置及び本数は、レジスト層が形成された基板８を搬送することができれば、図示された設置位置及び本数に限定されるものではない。

回収管２１とは、ディップ槽１０からオーバーフローしてアルカリ水溶液回収槽３０に回収されたアルカリ水溶液９をアルカリ水溶液貯蔵タンク１３に導く管のことである。ディップ槽１０からオーバーフローしたアルカリ水溶液９をアルカリ水溶液貯蔵タンク１３に導くことができれば、回収管２１の形状や太さや長さは自由に決めることができる。また、回収管２１の本数は一本でも良いし、複数本であってもよい。

アルカリ水溶液供給口１１の好ましい直径は、ディップ槽１０の容量によって変化するが、通常１０〜４０ｍｍである。また、アルカリ水溶液供給口１１の位置は、ディップ槽１０の底部であればどこでも可能である。アルカリ水溶液供給口１１が一つの場合はディップ槽１０内のアルカリ水溶液９の循環効率から、ディップ槽１０底部の中央付近であることが好ましい。また、アルカリ水溶液供給口１１をディップ槽１０側面に設置すると、アルカリ水溶液９内の気泡１５の動きが複雑になるため、気泡抑制装置によって気泡を抑制することが困難になる場合がある。また、アルカリ水溶液供給口１１をディップ槽１０上部に設置すると、アルカリ水溶液９の供給の際に新たな気泡１５を発生させる可能性が高くなる場合がある。

レジスト層の薄膜化装置に使用される材料は、特に限定されない。アルカリ水溶液に接する部品においては、アルカリ水溶液に対して耐性のある各種材料を用いることができる。

レジスト層の薄膜化工程のミセル化処理（薄膜化処理）において、アルカリ水溶液によってレジスト層中の光架橋性樹脂成分がミセル化された後、ミセル除去処理において、該アルカリ水溶液よりも希薄なアルカリ性化合物を含有するｐＨ５〜９の水溶液によってミセルが除去され、レジスト層の薄膜化が進行する。水溶液のｐＨが５未満では、水溶液中に溶け込んだレジスト層成分が凝集し、不溶性のスラッジとなって薄膜化後のレジスト層表面に付着する恐れがある。一方、水溶液のｐＨが９を超えると、レジスト層の溶解拡散が促進され、面内で処理ムラが発生しやすくなることがあるため好ましくない。また、水溶液のｐＨは、硫酸、リン酸、塩酸等を用いて調整することができる。また、ｐＨ５〜９の水溶液の供給方法としては、レジスト層の溶解拡散速度と液供給の均一性の点からスプレー方式が最も好ましい。スプレー圧は、０．０１〜０．５ＭＰａとするのが好ましく、さらに好ましくは０．０２〜０．３ＭＰａである。さらに、スプレーの方法は、レジスト層表面に効率よく液流れを作るために、レジスト層表面に垂直な方向に対して傾いた方向から噴射するのがよい。

ｐＨ５〜９の水溶液によってミセルを除去した後、さらに、除去しきれなかったレジスト層表面や残存付着したアルカリ水溶液を水洗処理によって洗い流す。水洗処理の方法としては、拡散速度と液供給の均一性の点からスプレー方式が好ましい。

乾燥処理では、熱風乾燥、室温送風乾燥のいずれも用いることができるが、エアブロワを用いて大量の空気を送気し、エアスリットノズルから高圧の空気をレジスト層表面に吹き付けて、表面上の水を除去する方法が好ましい。

以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
プリント配線板用基板８（絶縁層１：ガラス基材エポキシ樹脂、金属層７：銅箔、面積５１０ｍｍ×３４０ｍｍ、銅箔厚み１２μｍ、基材厚み０．２ｍｍ、三菱ガス化学社（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ ＧＡＳ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＭＰＡＮＹ， ＩＮＣ．）製、商品名：ＣＣＬ−Ｅ１７０）にドライフィルムレジスト用ラミネータを用いて、ドライフィルムレジスト（日立化成工業社（Ｈｉｔａｃｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）製、商品名：ＲＹ３６２５、厚み２５μｍ）を熱圧着し、レジスト層３を形成した。

次に、ドライフィルムレジストのキャリアフィルムを剥離した後、薄膜化処理液（アルカリ水溶液９）として１７質量％のメタケイ酸ナトリウム水溶液（液温度２０℃）を用いて、搬送方向の長さが５００ｍｍ、幅７５０ｍｍ、深さ２００ｍｍのディップ槽１０、ディップ槽１０底面の中央部に直径２０ｍｍのアルカリ水溶液供給口１１を有し、アルカリ水溶液供給口１１の直上に搬送方向の長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの気泡誘導板１６が設置された薄膜化装置（図７）にて、アルカリ水溶液供給口１１からアルカリ水溶液９を供給し、オーバーフローさせることでアルカリ水溶液９を循環させながら、レジスト層３の薄膜化処理を行った。レジスト層３を基板８の下面にして、アルカリ水溶液９に３０秒間浸漬したままの状態で搬送ロール対１２によって搬送し、ミセル除去処理、水洗処理、乾燥処理後にレジスト層３の薄膜化部の厚みを測定したところ１２μｍであった。なお、気泡誘導板１６には、凹部３１として、搬送方向の中心線と、該中心線から上流側に２００ｍｍの位置と下流側に２００ｍｍの位置の合計３箇所に、幅５ｍｍ、深さ２ｍｍ、断面が三角形状の溝が幅方向全体に設けられている。

レジスト層３の薄膜化を、連続して２００枚実施し、薄膜化されたレジスト層３の表面を光学顕微鏡で観察したところ、全ての基板８において、処理ムラが無いことが確認された。

（実施例２）
搬送方向の長さが５００ｍｍ、幅７５０ｍｍ、深さ２００ｍｍのディップ槽１０、ディップ槽１０底面の中央部に直径２０ｍｍのアルカリ水溶液供給口１１を有し、アルカリ水溶液供給口１１の直上に搬送方向の長さ２５０ｍｍ、幅４００ｍｍ、厚さ１０ｍｍであり、幅方向の中央部と端部の高低差が３０ｍｍのＶ字型形状の気泡誘導板１６が設置された薄膜化装置（図９）を用いた以外は、実施例１と同様にして、レジスト層３の薄膜化を実施した。なお、気泡誘導板１６には、凸部３２として、幅方向の両端から４０ｍｍの位置と、幅方向の中央部から４０ｍｍの位置の合計４箇所に、幅５ｍｍ、高さ２．５ｍｍ、断面形状が長方形の畝が搬送方向全体に設けられている。

レジスト層３の薄膜化を、連続して２００枚実施し、薄膜化されたレジスト層３の表面を光学顕微鏡で観察したところ、全ての基板８において、処理ムラが無いことが確認された。

（比較例１）
気泡誘導板が凹部３１を有していない以外は、実施例１と同様にして、レジスト層３の薄膜化を実施した。レジスト層３の薄膜化を、連続して２００枚実施し、薄膜化されたレジスト層３の表面を光学顕微鏡で観察したところ、１５０枚までは処理ムラが無いことが確認された。１５１〜２００枚の間で、処理ムラがある基板８が４枚確認された。

（比較例２）
気泡誘導板が凸部３２を有していない以外、実施例２と同様にして、レジスト層３の薄膜化を実施した。レジスト層３の薄膜化を、連続して２００枚実施し、薄膜化されたレジスト層３の表面を光学顕微鏡で観察したところ、１７３枚までは処理ムラが無いことが確認された。１７４〜２００枚の間で、処理ムラがある基板８が２枚確認された。

本発明のレジスト層の薄膜化装置は、プリント配線板やリードフレームにおける回路基板の作製、又はフリップチップ接続用の接続パッドを備えたパッケージ基板の作製において、レジストパターンを形成させる用途に適用できる。

１ 絶縁層
２ 導体配線
３ レジスト層
４ フォトマスク
５ 活性光線
６ 接続パッド
７ 金属層
８ 基板
９ アルカリ水溶液
１０ ディップ槽
１１ アルカリ水溶液供給口
１２ 搬送ロール対
１３ アルカリ水溶液貯蔵タンク
１４ アルカリ水溶液供給ポンプ
１５ 気泡
１６ 気泡誘導板
１７ 供給ポンプ吸込口
２１ 回収管
２２ 回収管排出口
３０ アルカリ水溶液回収槽
３１ 凹部
３２ 凸部

Claims (1)

1. アルカリ水溶液によってレジスト層を薄膜化処理するためのディップ槽と、レジスト層が形成された基板をアルカリ水溶液中に浸漬されたままの状態で搬送する搬送ロール対と、アルカリ水溶液をディップ槽に供給するアルカリ水溶液供給口と、アルカリ水溶液供給口と搬送ロール対との間に備えられた気泡誘導板とを備えてなるレジスト層の薄膜化処理装置において、気泡誘導板が凹凸を有することを特徴とするレジスト層の薄膜化装置。