JP4528034B2 - シールド材の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明はシールド材の製造方法に係り、さらに詳しくは、PDP(プラズマディスプレイパネル)から漏洩する電磁波を遮断できるシールド材の製造方法に関する。
近年、広い視野角をもち、表示品質がよく、大画面化ができるなどの特徴をもつPDP(プラズマディスプレイパネル)は、マルチメディアディスプレイ機器などに急速にその用途を拡大している。
PDPはその駆動により電磁波を発生するので、PDPの前方にはPDPからの電磁波を遮蔽するためのシールド材が配置される。
従来のシールド材は、透明基板とその上に形成されたメッシュ状の導電層パターンとにより基本構成されている(例えば特許文献1)。
導電層パターンはフォトリソグラフィ及びエッチングにより導電層がパターニングされて形成される。図1には、シールド材の導電層パターンを形成するためのフォトリソグラフィで使用されるネガ型のフォトマスクの一例が示されている。このフォトマスクでは、透明なガラス基板100上の中央部に導電層パターンに対応する白抜き部102がメッシュ状に設けられており、それ以外の部分には遮光層104が形成されている。また、導電層パターンに繋がる外枠部(接地電極)に対応する部分に外枠部用白抜き部102aがリング状に設けられており、そこから外側領域にはリング状の遮光層104aが形成されている。さらに、リング状の遮光層104a内の4つコーナー部には、アライメントマークを形成するためのアライメントマーク用白抜き部102bがそれぞれ設けられている。
そして、透明基材上に形成された導電層上にネガ型のレジストが塗布され、上記したフォトマスクを介してレジストが露光・現像される。次いで、そのレジストをマスクにして導電層がエッチングされた後に、レジストが除去される。
これにより、図2に示すように、透明基材200上の中央部にメッシュ状の導電層パターン202が形成されると同時に、透明基材200上の周縁側に導電層パターン202に繋がるリング状の外枠部202a(接地電極)が形成される。さらに同時に、外枠部の4つのコーナー部の近傍にアライメントマーク206がそれぞれ形成される。
導電層パターン202は、PDP画面との間でのモアレ(干渉縞)の発生を防止するために、外枠部202aの一辺に対して非垂直な配置角度θ(図2)をもって形成される。
特開平11−337702号公報
ところで、シールド材は各種のPDPに対応させる必要があることから、外枠部202aの一辺に対する導電層パターン202の配置角度θは多種多様である。異なる配置角度θをもつ導電層パターンを形成するためには、それらの配置角度θにそれぞれ対応するフォトマスクを用意する必要がある。増してや、さらに多種多様な配置角度をもった導電層パターンを形成するには、膨大な数の高価なフォトマスクを作成する必要があるので、シールド材の製造コストが大幅に上昇してしまうという問題がある。
本発明は以上の問題点を鑑みて創作されたものであり、シールド材ごとに多種多様な配置角度をもつ導電層パターンをそれぞれ備えたシールド材を低コストで製造できるシールド材の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明はシールド材の製造方法に係り、透明基材上に、導電層及びレジストを順に形成する工程と、配置角度を調整できる第1のフォトマスクを介して、前記レジストに対して導電層パターンを形成するための露光を行う工程と、前記導電層パターンを形成するための露光を行う工程の前又は後に、第2のフォトマスクを介して、前記レジストに対して、前記導電層パターンに繋がる外枠部を形成するための露光を行う工程と、前記レジストを現像することにより、レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクにして前記導電層をパターニングすることにより、前記導電層パターンと、該導電層パターンに繋がる前記外枠部とを形成する工程とを有することを特徴とする。
本発明では、まず、透明基材上の導電層上に形成されたレジストに対して第1のフォトマスクを介して導電層パターンを形成するための露光を行う。このとき、第1のフォトマスクは、その中心部を軸にして基準位置から所要角度まで回転可能になっており、第1のフォトマスクを使用して形成される導電層パターンの配置角度を調整できるようになっている。
次いで、第2のフォトマスクを介して、レジストに対して導電層パターンに繋がる外枠部を形成するための露光を行う。なお、導電層パターンを形成するための露光の前に、外枠部を形成するための露光を行ってもよい。
続いて、露光されたレジストを現像することにより、導電層パターン及び外枠部に対応するレジストパターンを形成する。その後に、レジストパターンをマスクにして導電層をパターニングすることにより、導電層パターンとそれに繋がる外枠部(接地電極)が得られる。
そのような製造方法を採用することにより、多種多様な配置角度をもつ導電層パターンを形成するために膨大な数のフォトマスクを作成する必要はなく、少なくとも2枚のフォトマスクを使用することにより、シールド材ごとに多種多様な配置角度をもつ導電層パターンを形成することができる。このように、多種多様な配置角度をもつ導電層パターンを備えたシールド材を製造する際に、フォトマスクの作成に係るコストを大幅に低減することができるので、シールド材のコスト低減を図ることができる。
また、上記課題を解決するため、本発明は露光装置に係り、表示装置からの電磁波を遮蔽する導電層パターンを備えたシールド材の該導電層パターンを形成するための露光装置であって、光照射部と、前記光照射部から照射される光が透過するフォトマスクが載置されるフォトマスクステージと、前記フォトマスクを透過する光によって露光されるワークが載置されるワークステージとを有し、前記フォトマスクステージは回転機能を備えていることを特徴とする。
本発明の露光装置を使用することにより、上記したシールド材の製造法を容易に遂行することができる。
以上説明したように、本発明では、シールド材ごとに多種多様の配置角度をもつ導電層パターンを備えたシールド材を低コストで形成することができる。
本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
図3(a)及び(b)は本発明のシールド材の製造方法で使用される第1のフォトマスクの一例を示す図、図4(a)及び(b)は同じく第2のフォトマスクの一例を示す図、図5は本発明の実施形態の露光装置を示す構成図である。
図3(a)及び(b)に示すように、本実施形態に係る第1のフォトマスク1は、透明なガラス基板10上に遮光層12がパターニングされて構成されている。遮光層12としては、クロム(Cr)層又はエマルジョン(乳剤)層などが使用される。本実施形態では、ネガ型のレジストをパターニングするためのネガ型のフォトマスクが示されており、遮光層12が形成されていないメッシュ状の白抜き部14は、シールド材の導電層パターンに対応し、遮光層12及び白抜き部14は第1のフォトマスク1の全面にわたってパターニングされている。ネガ型のレジストでは、露光された部分が選択的に架橋することに基づいて現像液に不溶となるので、メッシュ状の白抜き部14に対応する部分にレジストパターンが残される。
図4(a)及び(b)には、本実施形態に係る第2のフォトマスク2が示されている。第2のフォトマスク2では、透明なガラス基板10上の周縁側にリング状白抜き部14aが設けられており、このリング状白抜き部14aはシールド材の導電層パターンに繋がる外枠部(接地電極)に対応するように配置されている。さらに、リング状白抜き部14aの4つの外側コーナー部の近傍には、アライメントマーク用白抜き部14bがそれぞれ設けられている。そして、第2のフォトマスク2では、リング状白抜き部14a及びアライメントマーク用白抜き部14b以外の部分は遮光層12によって被覆されている。
このように、本実施形態では、第1及び第2のフォトマスク1,2が使用され、第1のフォトマスク1がメッシュ状の導電層パターンを形成するためのものであり、第2のフォトマスク2が導電層パターンに繋がるリング状の外枠部を形成するためのものである。
本実施形態では、後述するように、シールド材の導電層パターン及びそれに繋がる外枠部を形成するためのネガ型のレジストに対して、まず、第1のフォトマスク1を介して導電層パターン用の第1の露光を行い、続いて第2のフォトマスク2を介して外枠部用の第2露光を行った後に、一括してレジストを現像することによって、レジストパターンを形成する。
しかも、後述するように、本実施形態で使用される露光装置はフォトマスクを回転するための回転機能を備えており、外枠部の一辺に対する導電層パターンの配置角度θ(図3参照)を所要角度に設定できるようになっている。このため、第1のフォトマスク1を使用することにより、シールド材ごとに多種多様な配置角度θをもつ導電層パターンを形成することができる。
次に、本実施形態で使用される露光装置について説明する。図5にはプロキシミティ型の露光装置が例示されている。本実施形態の露光装置3は、光照射部20とフォトマスクステージ30とワークステージ40とにより基本構成されている。
光照射部20では、集光器21の中に超高圧水銀灯などから構成される紫外線ランプ22が格納されており、その下側に第1ミラー23が配置されている。また、第1ミラー23の横方向にはインテグレータレンズ24が配置され、その横方向に第2ミラー25が配置されている。さらに、第2ミラー25の下方にコリメータレンズ26が配置されている。上記21〜26によって光照射部20が構成されている。
そして、紫外線ランプ22から照射される光は集光器21で集光され、第1ミラー23で反射した後にインテグレータレンズ24に入射する。インテグレータレンズ24に入射した光は均一な強度分布になって放出され、さらに第2ミラー25で反射されて、コリメータレンズ26に入射する。コリメータレンズ26を透過した光は平行光となって下側のフォトマスクM側に均一な照度で出射される。
また、光照射部20の下方にはフォトマスクMを載置するためのマスクステージ30が設けられている。マスクステージ30は円状板よりなり、フォトマスクMの露光領域に対応する中央主要部には四角状の開口部31xが設けられている。また、マスクステージ30はフォトマスクMを固定するための固定手段(不図示)を備えている。
さらに、図6(平面図)を加えて参照すると、マスクステージ30の外周部には3つの回転体32が装着されており、一つの回転体32の下にはサーボモータ34が連結されている。マスクステージ30を回転させる場合は、サーボモータ34が駆動し、回転体32の回転に連動してマスクステージ30が回転するようになっている。このようにして、マスクステージ30上に載置されたフォトマスクMを、その中心部を軸にして基準位置から所要角度まで回転させて配置させることができる。
なお、特に、横長の表示画面を備えたPDPに対応するシールド材を製造する場合は、フォトマスクMを回転させる際にフォトマスクMの露光領域からワークWがはみ出さないように、フォトマスクMの大きさをワークWよりも大きく設定することが肝要である。フォトマスクMの露光領域からはみ出したワークWの部分には、ネガ型レジストの場合はパターンが形成されなくなるからである。
さらに、マスクステージ30の下方には、ワークWが載置されるワークステージ40が設けられている。ワークステージ40にはワークステージ移動手段42が接続されており、水平方向(X−Y方向)、垂直方向(Z方向)に移動可能になっていると共に、回転機能を備えている。また、ワークステージ40は真空チャックなどの吸着機能を備えており、ワークWがワークステージ40上に固定されるようになっている。
ワークステージ40の水平方向(X−Y方向)の移動によってフォトマスクMとワークWとの微小な位置合わせが行われ、さらにワークステージ40の垂直方向(Z方向)の移動によってフォトマスクMとワークWとの間隔が調整される。
また、フォトマスクステージ30を原点復帰させた状態で、ワークステージ40を回転させてもよいし、あるいは、フォトマスクステージ30の回転とワークステージ40の回転とを組み合わせることによってフォトマスクの配置角度を調整してもよい。
次に、前述した第1及び第2のフォトマスク1,2と上記した露光装置3とを用いて、シールド材の導電層パターンを形成する方法について説明する。
図7に示すように、まず、プラスチックフィルムなどの透明基材50上に銅などよりなる導電層52を形成した後に、導電層52上にネガ型のレジスト54を形成する。次いで、この透明基材50を上記した構成の第1露光装置3のワークステージ40上に載置して固定する。さらに、前述した第1のフォトマスク1を露光装置3のフォトマスクステージ30上に載置して固定する。このとき、フォトマスクステージ30は原点復帰した状態となっており、第1フォトマスク1が所定の基準位置に位置合わせされた状態で固定される。
最初に、第1のフォトマスク1を基準位置に配置して、配置角度θ(図3参照)をもつ導電層パターンを形成する第1の方法について説明する。第1の方法では、第1のフォトマスク1の配置角度を変える必要はないので、フォトマスクステージ30を回転させる必要はない。このとき、ワークステージ40の移動により、第1フォトマスク1と透明基材50との微小な位置合わせや間隔調整が行われる。
次いで、第1露光装置3の光照射部20から光を照射させることにより、第1フォトマスク1を介して透明基材50上のレジスト54に対して第1の露光を行う。図8に示すように、第1の露光では、メッシュ状の導電層パターンが透明基材50のシールド材となる全体領域に形成されるようにレジスト54の部分が露光される。すなわち、図8のAで示されるメッシュ状のパターンで描かれたレジスト54の部分が露光される。
続いて、第1の露光装置3と同一構成の別の第2の露光装置3を用意し、上記した第2のフォトマスク2を第2の露光装置3のフォトマスクステージ30上に載置する。そして、第1の露光が完了した上記透明基材50を第2の露光装置3のワークステージ40上に載置し、第2のフォトマスク2を介して透明基材50上のレジスト54に対して第2の露光を行う。第2の露光では、レジスト54のシールド材の外枠部に対応する部分及びアライメントマークに対応する部分が露光される。すなわち、図9のBで示されるリング状の領域及びCで示される十字状の領域(共に太線で囲まれた領域)に第2の露光が行われる。外枠部に対応するレジスト54の領域には第1の露光が行われた部分が既に存在するが、最終的には外枠部になる領域全体が露光されたことになる。
なお、外枠部を形成するための第2の露光が行われる第2の露光装置3では、第2のフォトマスク2を回転させる必要がないので、フォトマスクステージ30は必ずしも回転機能を備えていなくてもよい。
次いで、第1、第2の露光が完了した透明基材50を第2の露光装置3から搬出し、透明基材50上のレジスト膜54を現像する。このとき、図10(a)及び(b)に示すように、レジスト54の露光された部分が架橋することで現像液に不溶となり、未露光の部分のみが現像液に溶解することにより、レジストパターン54aが形成される。レジストパターン54aは、導電層パターンに対応するメッシュ状パターン54xとそれに繋がる外枠部に対応するリング状の外枠パターン54yとアライメントマーク用パターン54zをもって形成される。
なお、最初に外枠部を形成するための露光を行い、その後に導電層パターンを形成するための露光を行う場合であっても、図10と同様なレジストパターン54aが得られるので、前述した第1の露光及び第2の露光の順番を逆にしてもよい。
次いで、レジストパターン54aをマスクにして導電層52をエッチングした後に、レジストパターン54aを除去する。これにより、図11(a)及び(b)に示すように、中央部主要にメッシュ状の導電層パターン52aが形成され、周縁側に導電層パターン52aに繋がるリング状(四角状)の外枠部52bが形成される。さらに同時に、外枠部52bから外側周辺部にもそれに繋がるメッシュ状の導電層パターン52aが形成されると共に、四隅にアライメントマーク52cがそれぞれ形成される。
このとき、導電層パターン52aは外枠部52bの一辺に対して非垂直な配置角度θをもって繋がって形成される。
これにより、本実施形態に係る第1のシールド材5が得られる。本実施形態の第1のシールド材5は、PDP(表示装置)の前方に配置され、外枠部52bがPDPの接地端子に電気的に接続される。なお、導電層パターン52aの上方に近赤外線吸収層や反射防止層などを形成してもよい。
次に、前述した第1、第2フォトマスク1,2と同一のマスクを使用して、基準配置角度θから角度αだけ傾いた配置角度θ+αをもつ導電層パターンを形成する第2の方法について説明する。
第2の方法では、まず、第1のフォトマスク1を第1の露光装置3のフォトマスクステージ30上の基準位置に載置すると共に、図7と同様な導電層52及びレジスト54が形成された透明基材50を第1の露光装置3のワークステージ40上に配置する。その後に、サーボモータ34を駆動させてフォトマスクステージ30を角度α分だけ回転させる。これにより、第1のフォトマスク1は、中心部を軸として基準配置角度θから角度α分だけ回転して配置され、メッシュ状の白抜き部14も角度α分だけ傾いて配置される。
続いて、そのように配置された第1のフォトマスク1を介して透明基材50上のレジスト54に対して第1の露光を行う。第1の露光では、図12のAで示される部分のメッシュ状の部分に露光される。すなわち、前述した図9においてAで示されるメッシュ状露光部が角度α分だけ全体的に左側に傾いた部分に露光される。
次いで、第1の露光が完了した透明基材50を第2のフォトマスク2が装着された第2の露光装置3のワークステージ40上に配置する。続いて、第2のフォトマスク2を介して透明基材50上のレジスト膜54に対して第2の露光を行う。第2の露光では、図12のBで示されるリング状の領域及びCで示される十字状の領域(共に太線で囲まれた領域)に露光が行われる。
続いて、透明基材50上のレジスト膜54を現像することにより、前述した図10(a)と同様な、メッシュ状パターン54x、それに繋がるリング状の外枠パターン54y及びアライメントマーク用パターン54zよりなるレジストパターン54aが得られる。
なお、前述したように、第1の露光と第2の露光の順番を逆に行っても同様なレジストパターン54aを得ることができる。
次いで、レジストパターン54aをマスクにして導電層52をエッチングした後に、レジストパターン54aを除去する。これにより、図13(a)及び(b)に示すように、前述した図11と同様な構成で、透明基材50上にメッシュ状の導電層パターン52aとそれに繋がるリング状(四角状)の外枠部52bとアライメントマーク52cが形成される。このとき、導電層パターン52aは、図11(a)のシールド材の導電層パターン52aの配置角度θから角度αで左側に傾いた配置角度(θ+α)で外枠部52bに繋がって形成される。この場合も、導電層パターン52aは外枠部52bの一辺に対して非垂直な配置角度(θ+α)をもって繋がって形成される。以上により、本実施形態に係る第2のシールド材5aが得られる。
従来技術では、上記したような、異なる配置角度(θ及び(θ+α))をもって外枠部に繋がる導電層パターンを備えたシール材をそれぞれ製造する場合、異なる2つのマスクを用意する必要がある。増してや、さらに多種多様な配置角度をもった導電層パターンを形成するには、膨大な数のフォトマスクを作成する必要があるので、大幅なコスト上昇を招いてしまう。
しかしながら、本実施形態では、配置角度を調整できる回転可能なフォトマスクステージ30を備えた露光装置3を用いて、第1のフォトマスク1で導電膜パターンを形成するための第1の露光を行い、その後に、第2のフォトマスク2で導電層パターンに繋がる外枠部を形成するための第2の露光を行うようにしている。このため、第1のフォトマスク1を回転させて所要角度に傾けて露光することにより、多種多様な配置角度をもつ導電層パターンを形成することができる。さらに、外枠部は第2のフォトマスク2を使用して別途露光することにより形成されるので、外枠部が不必要に傾いて形成されることもない。
従って、多種多様な配置角度をもつ導電層パターンにそれぞれ対応する膨大な数のフォトマスクを作成する必要がなく、少なくとも2枚のフォトマスクを作成すればよいので、フォトマスクの作成に係るコストを大幅に低減することができ、シールド材のコスト低減を図ることができる。
なお、基準配置角度θから傾ける角度αまでの範囲が大きい場合、最終的な配置角度θ+αの精度が悪くなるおそれがあるときは、基準配置角度θから傾ける角度αを分割して複数の第1のフォトマスクを作成してもよい。例えば、基準配置角度θから最大で90°傾ける必要がある場合、基準配置角度θから傾ける角度αが0〜30°用のフォトマスク、基準配置角度θ+30°とし、そこから傾ける角度αが0〜30°用のフォトマスク、基準配置角度θ+60°とし、そこから傾ける角度αが0〜30°用のフォトマスクを用意すればよい。このようにすることにより、配置角度が広範囲にわたる場合であっても高精度な配置角度をもった導電層パターンを形成することができる。
また、前述した形態では、第1、第2の露光を第1、第2の露光装置でそれぞれ行う形態を例示したが、1つの露光装置を使用し、フォトマスクを入れ替えて第1、第2の露光をそれぞれ行うようにしてもよい。なお、特に、透明基材50としてロールに巻かれたプラスチックフィルムを引き出して製造工程に送り出すロールツーロール法を採用する場合は、第1、第2の露光を2つの露光装置で連続的に行う方が好ましい。
図1は従来技術に係るシールド材の導電層パターンを形成するためのフォトマスクを示す平面図である。 図2は従来技術に係るシールド材を示す平面図である。 図3(a)は本発明の実施形態に係る第1のフォトマスクを示す平面図、図3(b)は図3(a)のI−Iに沿った断面図である。 図4(a)は本発明の実施形態に係る第2のフォトマスクを示す平面図、図4(b)は図4(a)のII−IIに沿った断面図である。 図5は本発明の実施形態の露光装置を示す構成図である。 図6は図5の露光装置のフォトマスクステージを上側からみた平面図である。 図7は本発明の実施形態に係るシールド材を製造するために透明基材上の導電層上にレジストが形成された様子を示す断面図である。 図8は第1の方法により図7のレジストに第1の露光が行われた様子を示す平面図である。 図9は図8のレジストに第2の露光が行われた様子を示す平面図である。 図10(a)は本発明の実施形態に係る透明基材上の導電層上にレジストがパターニングされた様子を示す断面図、図10(b)は図10(a)のIII−IIIに沿った断面図である。 図11(a)は本発明の実施形態のシールド材の製造方法により製造されたシールド材を示す平面図(その1)、図11(b)は図11(a)のIV−IVに沿った断面図である。 図12は第2の方法によりレジストに第1及び第2の露光が行われた様子を示す平面図である。 図13(a)は本発明の実施形態のシールド材の製造方法により製造されたシールド材を示す平面図(その2)、図13(b)は図13(a)のV−Vに沿った断面図である。
符号の説明
1…第1のフォトマスク、2…第2のフォトマスク、3…露光装置、10…ガラス基板、12…遮光層、14a…リング状白抜き部、14b…アライメント用白抜き部、20…光照射部、21…集光器、22…紫外線ランプ、23…第1のミラー、24…インテグレータレンズ、25…第2のミラー、26…コリメータレンズ、30…フォトマスクステージ、32…回転体、34…サーボモータ、40…ワークステージ、42…ワークステージ移動手段、50…透明基材、52…導電層、52a…導電層パターン、52b…外枠部、52c…アライメントマーク、54…レジスト、54a…レジストパターン、54x…メッシュ状パターン、54y…外枠パターン、54z…アライメントマーク用パターン。

Claims (6)

  1. 透明基材上に、導電層及びレジストを順に形成する工程と、
    配置角度を調整できる第1のフォトマスクを介して、前記レジストに対して導電層パターンを形成するための露光を行う工程と、
    前記導電層パターンを形成するための露光を行う工程の前又は後に、第2のフォトマスクを介して、前記レジストに対して、前記導電層パターンに繋がる外枠部を形成するための露光を行う工程と、
    前記レジストを現像することにより、レジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをマスクにして前記導電層をパターニングすることにより、前記導電層パターンと、該導電層パターンに繋がる前記外枠部とを形成する工程とを有することを特徴とするシールド材の製造方法。
  2. 前記導電層パターンを形成するための露光を行う工程において、前記第1のフォトマスクを基準位置又は該基準位置から所要角度まで回転させた後に、前記第1のフォトマスクを介して露光を行うことを特徴とする請求項1に記載のシールド材の製造方法。
  3. 前記レジストはネガ型であって、
    前記導電層パターンを形成するための露光を行う工程において、前記外枠部が形成される領域を含んで露光を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のシールド材の製造方法。
  4. 前記第1のフォトマスクはメッシュ状の前記導電層パターンを形成するためのものであって、前記第2のフォトマスクは四角状の前記外枠部を形成するものであり、
    前記導電層パターンと前記外枠部とを形成する工程において、前記導電層パターンは前記外枠部の一辺に対して非垂直になって繋がって形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のシールド材の製造方法。
  5. 前記導電層パターンと前記外枠部とを形成する工程において、前記シールド材の前記外枠部から外側周辺部に、該外枠部に繋がるメッシュ状の前記導電層パターンが形成されることを特徴とする請求項4に記載のシールド材の製造方法。
  6. 前記透明基材はプラスチックフィルムであり、前記導電層は銅層であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシールド材の製造方法。
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