JP3254251B2 - 凹版印刷版の製造方法 - Google Patents

凹版印刷版の製造方法

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JP3254251B2 JP22620792A JP22620792A JP3254251B2 JP 3254251 B2 JP3254251 B2 JP 3254251B2 JP 22620792 A JP22620792 A JP 22620792A JP 22620792 A JP22620792 A JP 22620792A JP 3254251 B2 JP3254251 B2 JP 3254251B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は凹版印刷版の製造方法に
係り、特に半導体プロセス等の微細加工工程において被
加工物に高い精度で効率よく微細パターンを形成するこ
とのできる微細加工用の凹版印刷版の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、薄膜トランジスタ、薄膜ダイオー
ド、太陽電池、薄膜センサ、各種半導体素子等の加工工
程においては、被加工物に微細パターンを形成し、その
後、被加工物をエッチング処理して加工することが行わ
れていた。
【0003】例えば、カラー液晶ティスプレイ(LC
D)に用いられる薄膜トランジスタ(TFT)は、通
常、レジスト塗布、露光、現象、エッチングの各処理か
らなるフォトリソグラフィー工程を4〜6回程度繰り返
すことにより製造されている。
【0004】また、プリント配線、回路パターンの形
成、あるいは金属板のエッチング用レジストパターンの
形成に際しては、上述のフォトリソグラフィー法とは異
なり、被加工物にレジストパターンを印刷により形成
し、エッチング処理を繰り返す印刷法も広く採用されて
いる。この印刷法によるパターン形成には、スクリーン
印刷法やオフセット印刷法等が用いられている。
【0005】これら印刷法の1つとして凹版印刷がある
が、この方法に用いられる凹版印刷版は、基板上に所定
パターンのフォトレジスト層を設け、このフォトレジス
ト層をマスクとしてウエットエッチング(化学エッチン
グ)、プラズマエッチング等を行って基板に凹部を形成
することにより作成されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
凹版印刷版製造方法では、等方的にエッチングが進行す
るため、基板の深さ方向のみだけではなく横方向にもエ
ッチングが進行してサイドエッチングが生じ、形成され
る凹部の寸法制御が難しくなり、高精度の微細加工用の
凹版印刷版の製造に向かないという問題があった。ま
た、イオンビームエッチング等の異方性のエッチングを
採用する場合、フォトレジスト層も同時にエッチングさ
れるため、フォトレジスト層の厚さを大きくする必要が
生じる。しかし、フォトレジスト層が厚くなると、この
フォトレジスト層に形成される所定パターンのマスクに
おいて細線形成が困難となり、微細な凹部を基板に高い
精度で形成することができなくなるという問題があっ
た。
【0007】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、微細な凹部を高い精度で形成すること
のできる凹版印刷版の製造方法を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は基板表面に第1フォトレジスト層を
形成し、該第1フォトレジスト層上にシリコンを含有し
た薄い第2フォトレジスト層を形成し、この基板に所定
パターンのフォトマスクを介して紫外線を照射して前記
第2フォトレジスト層を露光・現像して前記第2フォト
レジスト層からなるマスクを形成し、次に、前記基板を
真空チャンバー内に載置して前記マスク面に酸素のリア
クティブイオンビームを照射して前記第1フォトレジス
ト層の前記マスク非存在部分をエッチングし、その後、
同一真空チャンバー内で前記マスク面にArイオンビー
ムを照射して前記基板の前記マスクおよび前記第1フォ
トレジスト層非形成部分をエッチングして前記基板に凹
部を形成するような構成とした。
【0009】
【作用】シリコンを含有した薄い第2フォトレジスト層
は、所定パターンのフォトマスクを介して紫外線を照射
され露光・現像されて第1フォトレジスト層および基板
をエッチングするためのマスクとされ、第1フォトレジ
スト層は真空チャンバー内で上記のマスクを介して酸素
のリアクティブイオンビームによりエッチングされ、さ
らに、基板は上記マスクを介してイオンビームによりエ
ッチングされて凹部が形成される。これにより、薄く細
線の解像度の高いマスクが形成され基板のエッチング寸
法の制御が容易となり、さらにイオンガス内のガスを変
えるだけでイオンビームによる第1フォトレジスト層と
基板のエッチングの切り替えができて加工が容易とな
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の凹版印刷版の製造方法を説
明するための図である。図1において、まず、基板1に
通常のフォトレジストを塗布して第1フォトレジスト層
2を形成し、この第1フォトレジスト層2上にシリコン
を含有した薄い第2フォトレジスト層3を形成する(図
1(a))。次に、所定パターンのフォトマスクを介し
て第2フォトレジスト層3に紫外線を照射して露光し、
第2フォトレジスト層3の未硬化部分を除去(現像)し
てマスク3′を形成する(図1(b))。
【0011】次に、基板1をイオンミリング装置の真空
チャンバー(図示せず)内に載置し酸素のリアクティブ
イオンビームを基板1のマスク3′上に照射する(図1
(c))。これにより、第1フォトレジスト層2のマス
ク3′非存在部分がリアクティブイオンビームにより異
方的に(垂直に)エッチングされて凹部4が形成される
(図1(d))。
【0012】次に、酸素以外のイオンビームを基板1の
マスク3′上に照射する(図1(e))。これにより、
所定パターンでパターニングされているマスク3′およ
び第1フォトレジスト層2をマスクとして、基板1がイ
オンビームによりエッチングされて凹部5が形成される
(図1(f))。その後、残存する第1フォトレジスト
層2を除去することにより凹版印刷版を形成する。
【0013】このように、本発明ではシリコンを含有し
た薄い第2フォトレジスト層3に紫外線を照射してマス
ク3′を形成するため、薄く細線の解像度の高いマスク
が得られ、酸素のリアクティブイオンビームにより第1
フォトレジスト層2および基板1を異方的にエッチング
することにより、極めて微細な凹部を基板に形成するこ
とが可能になるとともに基板のエッチング寸法の制御が
容易となり、さらにイオンガス内のガスを変えるだけで
酸素以外のイオンビームによる第1フォトレジスト層2
と基板1のエッチングの切り替えができて加工が容易と
なる。
【0014】尚、基板1の第1フォトレジスト層2形成
側に予め凹版印刷版としての耐刷性を高めるためのC
r、Ni,SiC,TiN等の薄膜を形成してもよい。
この場合、薄膜の厚さは0.1〜5μm程度が好まし
い。
【0015】基板1としては、ガラス板,アルミニウ
ム,銅,インバー,スーパーインバー,42合金,コバ
ール,工具銅(SKD11)等の金属,ポリイミド,フ
ッ素樹脂,ポリエーテルエーテルケトン,ポリエーテル
サルホン,ポリサルホン等の耐熱性のある有機物等を使
用することができる。
【0016】第1フォトレジスト層2の形成に使用する
通常のフォトレジストとしては、ゼラチン、カゼイン、
ポリビニルアルコール等に重クロム酸塩等の感光剤を添
加したものを挙げることができる。また、第1フォトレ
ジスト層2の厚さは基板との選択比を考慮して適宜決定
することができ、通常2〜10μm程度が好ましい。
【0017】第2フォトレジスト層3の形成に使用する
フォトレジストとしては、アルカリ可溶性のシリコーン
樹脂を挙げることができる。このように第2フォトレジ
スト層3にシリコンが含有されることにより酸素のリア
クティブイオンエッチング耐性が極めて高くなる。ま
た、第2フォトレジスト層3のシリコン含有量は15〜
20重量%程度が好ましい。
【0018】本発明においてイオンミリング装置は、公
知の種々のイオンミリング装置を使用することができ
る。また、基板1をエッチングするイオンビームとして
は、アルゴン(Ar)のような不活性ガスのイオンビー
ム,CF4 ,C2 6 ,CCl 4 等の反応性ガスのリア
クティブイオンビームを使用することができる。また、
第1フォトレジスト層2をエッチングするリアクティブ
イオンビームは、O2 を使用することができる。
【0019】次に、実験例を示して本発明を更に詳細に
説明する。 (実験例1)ガラス基板(厚さ2.3mm)の表面にポ
ジ型の厚塗り用レジスト(東京応化製OFPR−800
B、粘度=800cp)をスピンコート法により塗布し
て厚さ5μmの第1フォトレジスト層を形成した。次
に、この第1フォトレジスト層上にシリコン含有フォト
レジスト(シリコン含有量20重量%)をスピンコート
法により塗布して厚さ0.6μmの第2フォトレジスト
層を形成した。そして、線幅5μmの所定パターンを有
するフォトマスクを介して第2フォトレジスト層に紫外
線を照射して露光を行った。露光は超高圧水銀ランプを
光源とし、照射量は436nmで80mJ/cm2 とし
た。そして、アルカリ系現像液により現像してパターニ
ングされたマスクを形成した。
【0020】次に、基板をイオンミリング装置の真空チ
ャンバー内に載置し、下記の条件でO2 リアクティブイ
オンビームを基板のマスク形成面側に照射して第1フォ
トレジスト層をエッチングした。
【0021】 (リアクティブイオンビームエッチングの条件) ・イオンガン導入ガス:酸素ガス ・真空チャンバー内圧力:5.6×10-6Torr ・加速電圧:600V ・照射時間:60分 その後、下記の条件でArイオンビームを基板のマスク
形成面側に照射して基板をエッチングした。
【0022】(イオンビームエッチングの条件) ・イオンガン導入ガス:Ar ・真空チャンバー内圧力:7.0×10-6Torr ・加速電圧:600V ・照射時間:120分 このArイオンビームによるエッチングによりガラス基
板には深さ約7μm、幅5μmの凹部が形成された。 (実験例2)基板として厚さ1mmの銅基板に片面に実
験例1と同様にして厚さ2.5μmの第1フォトレジス
ト層と厚さ0.6μmの第2フォトレジスト層とを形成
した。次に、実験例1と同じ条件で第2フォトレジスト
層に紫外線を照射して所定パターンのマスクを形成し、
その後、下記の条件でArイオンビームを基板のマスク
形成面側に照射して基板をエッチングした。
【0023】(イオンビームエッチングの条件) ・イオンガン導入ガス:Ar ・真空チャンバー内圧力:5.0×10-6Torr ・加速電圧:600V ・照射時間:60分 このArイオンビームによるエッチングにより銅基板の
フォトレジスト層非形成部分にのみ深さ約7μm、幅5
μmの凹部が形成された。
【0024】この場合、銅基板はガラス基板よりも選択
比が高い(約2倍)ので、同じ深さの凹部を形成するの
に必要なフォトレジスト層の厚さは約半分でよく、作成
がより容易であった。 (比較例)ガラス基板(厚さ2.3mm)の表面にポジ
型の厚塗り用レジスト(東京応化製OFPR−800
B、粘度=800cp)をスピンコート法により塗布し
て厚さ7μmのフォトレジスト層を形成した。次に、線
幅5μmの所定パターンを有するフォトマスクを介して
フォトレジスト層に紫外線を照射して露光を行った。露
光は超高圧水銀ランプを光源とし、照射量は365nm
で190mJ/cm2 とした。そして、現像液(東京応化
製NMD−3)により現像してパターニングされたフォ
トレジスト層を形成した。
【0025】次に、基板をイオンミリング装置の真空チ
ャンバー内に載置し、下記の条件でArイオンビームを
基板のフォトレジスト層形成面側に照射して基板をエッ
チングした。
【0026】(イオンビームエッチングの条件) ・イオンガン導入ガス:Ar ・真空チャンバー内圧力:4.3×10-6Torr ・加速電圧:600V ・照射時間:130分 このArイオンビームによるエッチングによりガラス基
板に形成された凹部は深さ約7μm、幅5.2μmであ
り、実験例1に比べて微細凹部形成が劣るものであっ
た。また、深さ7μmを得るためにレジスト膜厚を厚く
する必要があった。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればシ
リコンを含有した薄い第2フォトレジスト層は、所定パ
ターンのフォトマスクを介して紫外線を照射され露光・
現像されて第1フォトレジスト層および基板をエッチン
グするためのマスクとされ、第1フォトレジスト層は上
記のマスクを介して酸素のリアクティブイオンビームに
よりエッチングされ、さらに、基板は上記マスクを介し
て酸素以外のイオンビームによりエッチングされて凹部
が形成されるので、薄く細線の解像度の高い基板エッチ
ング用のマスクが形成されて基板のエッチング寸法の制
御が容易となり、さらにイオンガン内の雰囲気ガスを変
えるだけでイオンビームによる第1フォトレジスト層と
基板のエッチングの切り替えができて加工が容易とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の凹版印刷版の製造方法を説明す
るための図である。
【符号の説明】
1…基板 2…第1フォトレジスト層 3…第2フォトレジスト層 5…凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−9323(JP,A) 特開 昭64−49037(JP,A) 特開 平3−50719(JP,A) 特開 昭47−8355(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 505 C23F 4/02 G03F 7/26 H01L 21/3065 H01L 29/78

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板表面に第1フォトレジスト層を形成
    し、該第1フォトレジスト層上にシリコンを含有した薄
    い第2フォトレジスト層を形成し、この基板に所定パタ
    ーンのフォトマスクを介して紫外線を照射して前記第2
    フォトレジスト層を露光・現像して前記第2フォトレジ
    スト層からなるマスクを形成し、次に、前記基板を真空
    チャンバー内に載置して前記マスク面に酸素のリアクテ
    ィブイオンビームを照射して前記第1フォトレジスト層
    の前記マスク非存在部分をエッチングし、その後、同一
    真空チャンバー内で前記マスク面にArイオンビームを
    照射して前記基板の前記マスクおよび前記第1フォトレ
    ジスト層非形成部分をエッチングして前記基板に凹部を
    形成することを特徴とする凹版印刷版の製造方法。
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