JP2018160640A - 基板製造方法及び基板製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の両面にレジストパターンを形成して基板処理を行うことが可能な基板製造方法を提供する。【解決手段】基板の第１の面に第１のレジストパターンを形成する。第１のレジストパターンの表面に犠牲膜を貼付する。第１のレジストパターンの表面に犠牲膜が貼付された状態で、基板の第１の面とは反対の第２の面に第２のレジストパターンを形成する。【選択図】図１

Description

本発明は、基板製造方法及び基板製造装置に関する。

フォトリソグラフィ技術を利用することなくレジストパターンを形成する技術が公知である（特許文献１）。この技術によると、インクジェットヘッドから基板に向けて液状樹脂を噴射しながら基板を移動させることにより、レジストパターンを形成する。基板にレジストパターンを形成した後、ポストベーキングを行う。液状樹脂として、紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂を用いることができる。

表面に銅箔が形成された基板にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとして銅箔をエッチングすることにより、銅パターンを形成することができる。

特開２００４−１０４１０４号公報

基板の両面をエッチング加工したい場合には、工程数削減のために、基板の両面にレジストパターンを形成した状態で基板の表層部をエッチングすることが好ましい。特許文献１には、基板の両面にレジストパターンを形成する方法が開示されていない。

本発明の目的は、基板の両面にレジストパターンを形成して基板処理を行うことが可能な基板製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、基板の両面にレジストパターンを形成する処理に適した基板製造装置を提供することである。

本発明の一観点によると、
基板の第１の面に第１のレジストパターンを形成する工程と、
前記第１のレジストパターンの表面に犠牲膜を貼付する工程と、
前記第１のレジストパターンの表面に前記犠牲膜が貼付された状態で、前記基板の前記第１の面とは反対の第２の面に第２のレジストパターンを形成する工程と
を有する基板製造方法が提供される。

本発明の他の観点によると、
テーブルに保持された基板の、上を向く面にレジストパターンを形成する塗布部と、
前記塗布部によって前記基板に形成された前記レジストパターンに、前記レジストパターンのタック性により犠牲膜を貼付する犠牲膜貼付部と
を有する基板製造装置が提供される。

基板の表層部と犠牲膜とをエッチングすることができるエッチング液を用いて、第１のレジストパターン及び第２のレジストパターンをエッチングマスクとして基板の表層部及び犠牲膜をエッチングすることができる。第２のレジストパターンを形成するときに、反対側の第１１のレジストパターンに犠牲膜が貼付されているため、第１のレジストパターンにタック性が残っている場合でも、第２のレジストパターンを形成するためのテーブル基板を保持させたとき、基板がテーブルにねばりつくことがない。

図１Ａ〜図１Ｇは、実施例による基板製造方法の製造途中段階における基板の断面図であり、図１Ｈは、製造された基板の断面図である。 図２は、他の実施例による基板製造装置の概略図である。 図３は、他の実施例による基板製造装置の概略図である。 図４は、基板製造装置の塗布部の概略平面図である。 図５は、さらに他の実施例による基板製造装置の一部分の概略図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、さらに他の実施例による基板製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。

図１Ａ〜図１Ｈを参照して、実施例による基板製造方法について説明する。図１Ａ〜図１Ｇは、実施例による基板製造方法の製造途中段階における基板の断面図であり、図１Ｈは、製造された基板の断面図である。

図１Ａに示すように、テーブル１０の上面（支持面）に処理対象の基板５０を保持させる。テーブル１０は、例えば真空チャック機構を有しており、基板５０を吸引して固定する。基板５０は、コア基板５１と、その両面に形成された銅箔５２、５３を有する。銅箔５２、５３は、基板５０の表層部を構成している。銅箔５２の表面を第１の面５０Ａといい、第１の面５０Ａとは反対の面（銅箔５３の表面）を第２の面５０Ｂということとする。この段階で、第２の面５０Ｂが下を向き、第１の面５０Ａが上を向いている。

図１Ｂに示すように、基板５０を面内方向に移動させながら、インクジェットヘッド１３からインクの液滴を吐出させることにより、第１の面５０Ａに第１のレジストパターン５５を形成する。第１のレジストパターン５５を形成するインクとして、例えば、紫外線硬化型インクまたは熱硬化型インクを用いることができる。紫外線硬化型インクを用いる場合には、例えば基板５０に着弾したインクに紫外線を照射することにより、インクを硬化させる。熱硬化型インクを用いる場合には、例えば基板５０を、インクが硬化する温度まで予め加熱しておくことにより、基板５０に着弾したインクを硬化させる。この段階では、インクが硬化してもタック性が残っている。

図１Ｃに示すように、第１のレジストパターン５５の表面に犠牲膜５８を貼付する。犠牲膜５８には、例えば銅箔を用いることができる。犠牲膜５８は、例えば第１のレジストパターン５５のタック性により第１のレジストパターン５５に貼り付けられる。

図１Ｄに示すように、テーブル１０の上面に、第１の面５０Ａを下に向けて基板５０を保持させて吸着させる。このとき、テーブル１０の上面には犠牲膜５８が接触し、第１のレジストパターン５５はテーブル１０の上面に接触しない。

図１Ｅに示すように、基板５０を面内方向に移動させながら、インクジェットヘッド１３からインクの液滴を吐出させることにより、第２の面５０Ｂに第２のレジストパターン５６を形成する。

図１Ｆに示すように、銅のエッチング液１６に基板５０を浸漬させる。これにより、犠牲膜５８が全てエッチングされて除去される。さらに、第１のレジストパターン５５及び第２のレジストパターン５６がエッチングマスクとして作用し、第１のレジストパターン５５及び第２のレジストパターン５６で覆われていない領域の銅箔５２、５３がエッチングされる。

図１Ｇに、エッチング後の基板５０の断面図を示す。第１のレジストパターン５５及び第２のレジストパターン５６で覆われていない領域の銅箔５２、５３がエッチングされ、第１のレジストパターン５５及び第２のレジストパターン５６で覆われている領域に銅箔５２、５３が残る。

図１Ｈに示すように、第１のレジストパターン５５及び第２のレジストパターン５６（図１Ｇ）を除去する。第１のレジストパターン５５及び第２のレジストパターン５６で覆われていた領域に銅箔５２、５３のパターンが残る。このようにして、基板５０の両面の銅箔５２、５３を同時にパターニングすることができる。

次に、上記実施例の優れた効果について説明する。第１のレジストパターン５５を形成して硬化させた段階で、第１のレジストパターン５５（図１Ｂ）にはタック性が残っている。この状態で基板５０の表裏を反転させて、基板５０をテーブル１０に保持させると、第１のレジストパターン５５がテーブル１０にねばりついてしまう場合がある。特に、テーブル１０に真空チャック機構を持たせて基板５０を吸着する場合には、第１のレジストパターン５５がテーブル１０にねばりつき易い。

上記実施例では、図１Ｄに示した状態で、第１のレジストパターン５５とテーブル１０との間に犠牲膜５８が介在している。このため、第１のレジストパターン５５がテーブル１０にねばりつくことはない。テーブル１０が基板５０を吸着する機構を有する場合に、特に顕著な効果が得られる。さらに、犠牲膜５８の全域がテーブル１０に吸着されるため、十分な吸着力を確保することができる。

第１のレジストパターン５５のタック性が消失するまで乾燥させてから、第２の面５０Ｂに第２のレジストパターン５６（図１Ｅ）を形成すれば、基板５０がテーブル１０にねばりつくことはない。ところが、第１のレジストパターン５５のタック性が消失するまで乾燥させるには、加熱処理または長時間の放置が必要になる。上記実施例では、このような加熱処理や長時間の放置を行う必要がない。

また、上記実施例では、図１Ｆに示したエッチング処理で、エッチングすべき対象である銅箔５２、５３のエッチング時に犠牲膜５８もエッチングされてしまう。このため、犠牲膜５８を除去するための新たな処理を追加する必要はない。犠牲膜５８は、エッチング処理で除去するために、薄くすることが好ましい。例えば、銅箔５２、５３の厚さの１／２以下にすることが好ましい。

次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、犠牲膜５８として、エッチング対象である銅箔５２、５３と同一の材料を用いたが、その他に、銅箔５２、５３のエッチング液でエッチング可能な他の材料を用いてもよい。また、薄い犠牲膜５８のハンドリングの困難さを回避するために、補強材としてキャリアが付着されたキャリア付き銅箔を用いてもよい。犠牲膜５８としてキャリア付き銅箔を用いる場合には、第２のレジストパターン５６（図１Ｅ）を形成した後、エッチング処理（図１Ｆ）を行う前に、キャリアを剥離すればよい。

上記実施例では第２のレジストパターン５６（図１Ｅ）を、第１のレジストパターン５５（図１Ｂ）を形成したテーブル１０及びインクジェットヘッド１３を用いて形成した。その他の方法として、第２のレジストパターン５６は、第１のレジストパターン５５を形成したテーブル１０及びインクジェットヘッド１３とは異なるテーブル及びインクジェットヘッドを用いて形成してもよい。

上記実施例では、エッチング対象を銅箔５２、５３としたが、銅箔に限らず、他の金属箔をエッチング対象としてもよい。この場合には、犠牲膜５８として、エッチング対象の金属箔のエッチング液でエッチング可能なものを用いるとよい。また、エッチング対象は、コア基板５１の両面に配置した金属箔に限られない。例えば、単一材料からなる基板の表層部をエッチングする処理にも、上記実施例による方法を適用することができる。この場合には、犠牲膜５８として、基板の表層部をエッチングするためのエッチング液でエッチング可能なものを用いるとよい。

次に、図２〜図４を参照して、他の実施例による基板製造装置について説明する。本実施例による基板製造装置を用いて、図１Ａ〜図１Ｅに示した基板製造方法により第１のレジストパターン５５（図１Ｂ）及び第２のレジストパターン５６（図１Ｅ）を形成することができる。

図２及び図３は、本実施例による基板製造装置の概略図である。本実施例による基板製造装置は、搬入部２０、塗布部３０、犠牲膜貼付部４０、搬送装置２３、及びコンテナ移送装置６５を含む。搬送装置２３が、搬入部２０、塗布部３０、及び犠牲膜貼付部４０の間で、処理対象の基板５０を搬送する。搬送装置２３は、昇降方向及び水平方向の移動が可能なリフタ２４を有しており、基板５０はリフタ２４に支持されて搬送される。制御装置２７が、搬入部２０、塗布部３０、及び犠牲膜貼付部４０内の各装置、及び搬送装置２３を制御する。

搬入部２０はローラコンベア２１を含む。基板コンテナ６０から取り出された基板５０がローラコンベア２１の上に搬入され、粗い位置決めが行われる。基板コンテナ６０からの基板５０の取り出し、及び搬入部２０への搬入は、例えばロボットアームにより行う。粗い位置決めが行われた基板５０が、搬送装置２３で塗布部３０まで搬送される。

塗布部３０は、テーブル１０、移動機構１１、及びインクジェットヘッド１３（図１Ｂ、図１Ｅ）を含む。テーブル１０の上面に基板５０が保持される。このとき、基板５０の上方を向く面が、第１の面５０Ａ（図１Ａ）に相当する。移動機構１１がテーブル１０を水平方向に移動させ、インクジェットヘッド１３が基板５０に向けて液状樹脂を吐出する。制御装置２７が、移動機構１１を制御してテーブル１０を移動させながら、インクジェットヘッド１３から液状樹脂を吐出させることにより、基板５０の第１の面５０Ａに第１のレジストパターン５５（図１Ｂ）が形成される。基板５０に形成された第１のレジストパターン５５（図１Ｂ）は、例えば紫外線照射によって、タック性が残る程度まで硬化される。

第１のレジストパターン５５（図１Ｂ）が形成された基板５０が、搬送装置２３によって犠牲膜貼付部４０に搬送される。

犠牲膜貼付部４０は、ローラコンベア４１、犠牲膜を繰り出すロール４２、及びカッタ４３を含む。塗布部３０から取り出された基板５０が、ローラコンベア４１の上流側の端部に載せられる。基板５０がローラコンベア４１上を下流に向かって搬送される途中に、ロール４２から繰り出された犠牲膜５８が基板５０に形成された第１のレジストパターン５５（図１Ｃ）に貼付される。複数の基板５０に密着した犠牲膜５８を、２枚の基板５０の間でカッタ４３が切断する。ローラコンベア４１の下流端まで搬送された基板５０が、ロボットアーム等により基板コンテナ６０に格納される。

図３に示すように、犠牲膜５８が密着した基板５０を格納した基板コンテナ６０が、コンテナ移送装置６５によって、搬入部２０へ搬入可能な位置まで移送する。その後、基板コンテナ６０に格納された基板５０が、搬入部２０に搬入される。このとき、基板５０は、犠牲膜５８が密着した面を下に向けてローラコンベア２１の上に保持される。基板５０が搬入部２０から塗布部３０に搬入されると、犠牲膜５８がテーブル１０に接触することにより、基板５０がテーブル１０に保持される（図１Ｄ）。

この状態で、基板５０の第２の面５０Ｂ（図１Ｅ）に第２のレジストパターン５６（図１Ｅ）が形成される。第２のレジストパターン５６が形成された基板５０は、犠牲膜貼付部４０まで搬送される。基板５０は、第２のレジストパターン５６に犠牲膜が貼り付けられることなくローラコンベア４１の下流端まで搬送され、基板コンテナ６０に格納される。

図４は、塗布部３０の概略平面図である。搬入部２０から塗布部３０を経由して犠牲膜貼付部４０への移送方向と直交する方向に、テーブル１０がガイド１２に沿って移動する。テーブル１０の移動経路の上方に撮像装置１４及びインクジェットヘッド１３が配置されている。

撮像装置１４は、テーブル１０に保持された基板５０の位置を検出する。インクジェットヘッド１３は、テーブル１０に保持されている基板５０に向けてレジストパターンの材料である液状樹脂の液滴を吐出する。塗布部３０で第１のレジストパターン５５が形成された基板５０が、犠牲膜貼付部４０に移送される。

本実施例による基板製造装置を用いて、第１のレジストパターン５５を形成する処理（図１Ｂ）、犠牲膜５８を密着させる処理（図１Ｃ）、及び第２のレジストパターン５６を形成する処理（図１Ｅ）を実行することができる。

次に、図２〜図４に示した実施例の変形例について説明する。
図４に示した例では、基板５０を一次元方向に移動させながら、インクジェットヘッド１３から液状樹脂を吐出させたが、基板５０を二次元方向に移動させてもよい。例えば、第１の方向への走査と、それに直交する方向への副走査とを繰り返しながら、インクジェットヘッド１３から液状樹脂を吐出させてもよい。基板５０を二次元方向に移動させることが可能な場合には、１個の撮像装置１４のみを配置してもよい。基板５０を二次元方向に移動させることにより、基板５０に形成されているアライメントマークまたは角部等を１個の撮像装置１４の画角内に配置させることが可能である。

図２に示した例では、犠牲膜貼付部４０において、第１のレジストパターン５５が形成された第１の面５０Ａを上方に向けた状態で、第１のレジストパターン５５に犠牲膜５８を貼付した。すなわち、犠牲膜５８を基板５０の上に準備して、犠牲膜５８を基板５０に貼付した。基板５０と犠牲膜５８との上下関係を反対にしてもよい。例えば、基板５０の第１のレジストパターン５５が形成された第１の面５０Ａを下方に向けて犠牲膜５８の上に載せることにより、基板５０に犠牲膜５８を貼付してもよい。

次に、図５を参照して、さらに他の実施例による基板製造装置について説明する。以下、図２〜図４に示した実施例による基板製造装置と共通の構成については説明を省略する。

図５は、本実施例による基板製造装置の一部分の概略図である。本実施例による基板製造装置は、図２に示した犠牲膜貼付部４０の後段に、反転部７０、二段目塗布部８０、及び搬出部９０が設けられている。搬送装置２３が、反転部７０、二段目塗布部８０、及び搬出部９０の間で基板５０を搬送する。

犠牲膜貼付部４０において犠牲膜５８が貼付された基板５０が、犠牲膜貼付部４０から反転部７０のローラコンベア７１まで搬送される。犠牲膜貼付部４０のローラコンベア４１が反転部７０のローラコンベア７１に連続しており、基板５０は、ローラコンベア４１、７１上を移動することにより、犠牲膜貼付部４０から反転部７０のローラコンベア７１まで搬送される。

ローラコンベア７１は、基板５０を上下から挟むように、基板５０の下側と上側の両方に配置されている。上下のローラコンベア７１は、犠牲膜５８が貼付された基板５０を挟んだ状態で、基板５０の上下を反転させる。上下反転された基板５０は、ローラコンベア７２の上まで送られる。ローラコンベア７２は基板５０の下側のみに配置されている。

ローラコンベア７２の上まで送られた基板５０は、犠牲膜５８が貼付されている第１の面５０Ａ（図１Ｄ）を下に向けている。基板５０は、この姿勢を維持したまま、搬送装置２３によって二段目塗布部８０まで搬送される。二段目塗布部８０においては、基板５０が、第２の面５０Ｂ（図１Ｄ）を上に向けてテーブル８１に保持される。

二段目塗布部８０は、基板５０の第２の面５０Ｂに第２のレジストパターン５６（図１Ｅ）を形成する。第２のレジストパターン５６が形成された基板５０が、二段目塗布部８０から搬出部９０に搬送される。搬出部９０まで搬送された基板５０は、例えばロボットアームによって基板コンテナ６０に格納される。

図５に示した実施例による基板製造装置は、塗布部３０（図２）において基板５０の第１の面５０Ａに第１のレジストパターン５５を形成した後、二段目塗布部８０において基板５０の第２の面５０Ｂに第２のレジストパターン５６を形成することができる。

次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、さらに他の実施例による基板製造方法について説明する。以下、図１Ａ〜図１Ｈに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。図６Ａ及び図６Ｂは、本実施例による基板製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。

図１Ｅに示した工程で第２のレジストパターン５６を形成した後、図６Ａに示すように、第２のレジストパターン５６の表面に犠牲膜５９を貼付する。犠牲膜５９には、例えば犠牲膜５８と同一の材料が用いられる。その後、図６Ｂに示すように、基板５０をエッチング液１６に浸漬させることにより、犠牲膜５８、５９をエッチングし、さらに、第１のレジストパターン５５及び第２のレジストパターン５６をエッチングマスクとして、銅箔５２、５３をエッチングする。その後の工程は、図１Ｇ及び図１Ｈに示した実施例の工程と同様である。

本実施例においては、犠牲膜５８、５９がエッチングされた後、銅箔５２、５３がエッチング液１６に接触し、銅箔５２、５３のエッチングが開始される。このため、銅箔５２、５３のエッチング時間等のエッチング条件を同一にすることができる。これにより、銅箔５２、５３の一方のみが過度にエッチングされることを防止することができる。

銅箔５２の厚さと銅箔５３の厚さとが異なる場合、銅箔５２、５３の厚さの差を補償するように、犠牲膜５８、５９の厚さを異ならせるとよい。例えば、基板５０の第１の面５０Ａの銅箔５２の厚さと犠牲膜５８の厚さとの合計が、第２の面５０Ｂの銅箔５３の厚さと犠牲膜５９の厚さとの合計に等しくなるように、犠牲膜５８、５９の厚さを異ならせるとよい。これにより、エッチング対象物の厚さを、基板５０の両面で揃えることができる。その結果、エッチングすべき銅箔５２、５３がエッチング液に晒される時間が必要以上に長くなってしまうことを回避することができる。例えば、過度のサイドエッチングの発生を抑制することができる。

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１０ テーブル
１１ 移動機構
１２ ガイド
１３ インクジェットヘッド
１４ 撮像装置
１６ エッチング液
２０ 搬入部
２１ ローラコンベア
２３ 搬送装置
２４ リフタ
２７ 制御装置
３０ 塗布部
４０ 犠牲膜貼付部
４１ ローラコンベア
４２ 犠牲膜のロール
４３ カッタ
５０ 処理対象の基板
５０Ａ 第１の面
５０Ｂ 第２の面
５１ コア基板
５２、５３ 銅箔
５５ 第１のレジストパターン
５６ 第２のレジストパターン
５８ 犠牲膜
５９ 他の犠牲膜
６０ 基板コンテナ
６５ コンテナ移送装置
７０ 反転部
７１、７２ ローラコンベア
８０ 二段目塗布部
８１ テーブル
９０ 搬出部

Claims (9)

1. 基板の第１の面に第１のレジストパターンを形成する工程と、
   前記第１のレジストパターンの表面に犠牲膜を貼付する工程と、
   前記第１のレジストパターンの表面に前記犠牲膜が貼付された状態で、前記基板の前記第１の面とは反対の第２の面に第２のレジストパターンを形成する工程と
   を有する基板製造方法。
2. 前記第２のレジストパターンを形成した後、さらに、
   前記犠牲膜をエッチングするとともに、前記第１のレジストパターン及び前記第２のレジストパターンをエッチングマスクとして、前記基板の前記第１の面の表層部及び前記第２の面の表層部をエッチングする工程と、
   前記第１のレジストパターン及び前記第２のレジストパターンを除去する工程と
   を有する請求項１に記載の基板製造方法。
3. 前記第２のレジストパターンを形成した後、前記犠牲膜、前記基板の前記第１の面の表層部及び前記第２の面の表層部をエッチングする前に、さらに、前記第２のレジストパターンの表面に他の犠牲膜を貼付する工程を含み、
   前記第１のレジストパターンの表面に貼付された前記犠牲膜、前記基板の前記第１の面の表層部及び前記第２の面の表層部をエッチングする工程において、前記第２のレジストパターンの表面に貼付された前記他の犠牲膜もエッチングする請求項２に記載の基板製造方法。
4. 前記第１のレジストパターンを形成する工程において、前記基板の前記第２の面を下に向けて前記基板をテーブルに保持させた状態で、前記基板の前記第１の面に前記第１のレジストパターンを形成し、
   前記第２のレジストパターンを形成する工程において、前記基板の前記第１の面を下に向けて、テーブルと前記第１のレジストパターンとの間に前記犠牲膜を介在させて前記基板をテーブルに保持させた状態で、前記第２のレジストパターンを形成する
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板製造方法。
5. 前記犠牲膜を貼付する工程において、前記第１のレジストパターンのタック性により、前記第１のレジストパターンに前記犠牲膜を貼付する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板製造方法。
6. 前記基板の前記第１の面及び前記第２の面の表層部の材料と、前記犠牲膜の材料とが同一である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板製造方法。
7. テーブルに保持された基板の、上を向く面にレジストパターンを形成する塗布部と、
   前記塗布部によって前記基板に形成された前記レジストパターンに、前記レジストパターンのタック性により犠牲膜を貼付する犠牲膜貼付部と
   を有する基板製造装置。
8. さらに、前記犠牲膜貼付部で前記犠牲膜が貼付された前記基板を、前記犠牲膜が貼付されている面を下に向けて前記テーブルに保持させる搬送装置を有する請求項７に記載の基板製造装置。
9. さらに、
   他のテーブルに保持された基板の、上を向く面にレジストパターンを形成する二段目塗布部と、
   前記犠牲膜貼付部によって貼付された前記基板を、前記犠牲膜を下に向けて前記二段目塗布部のテーブルに保持させる反転部と
   を有する請求項７に記載の基板製造装置。

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