JPH0580524A

JPH0580524A - フオトレジストパターン直接描画装置

Info

Publication number: JPH0580524A
Application number: JP3246147A
Authority: JP
Inventors: 寛 ▲はま▼村; Hiroshi Hamamura; Kunihiko Yoshino; 邦彦吉野; Sanpei Esaki; 賛平江▲さき▼
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で、安価なフォトレジストパターン直接描
画装置を提供する。【構成】フォトレジスト付きの基板を載せるための基板
載せ台と、前記フォトレジストを露光するための、アレ
イ状に配置した端面発光型ＥＬ素子を有する露光光源
と、前記基板と前記露光光源とを相対的に移動させるた
めの駆動部とを有することを特徴とするフォトレジスト
パターン直接描画装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一個あるいは、複数の
電子部品を、一枚のプリント基板上に集積実装するプリ
ント基板の配線回路パターンや、転写露光に用いるフォ
トマスクパターンを供給する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子部品を集積実装するプリン
ト基板は、電気絶縁性の良好なポリマー等の基板上に、
厚さ数μｍから数百μｍのＣｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ等の
導電層をメッキ、蒸着等で形成し、この導電層をリソグ
ラフィー、フォトエッチングを用いて回路パターンに加
工することによって作製される。あるいは、ポリマー等
の絶縁体上に薄い導電性のメッキベースを形成し、その
上にフォトリソグラフィーで形成した絶縁性のレジスト
パターンをマスクにして、導電性の回路パターンをメッ
キ成長させることによって作製される。

【０００３】従来、フォトエッチングは、ネガフィルム
やクロムマスク等の形成すべきパターンを写し取ったフ
ォトマスクを用いて、正確に感光性のレジスト上に重
ね、レジストを露光することにより、形成すべきパター
ンの形状にレジストを露光する一括転写法が用いられて
いる。一括転写の露光方法には、例えば、密着露光法、
投影露光法、近接露光法などがある。

【０００４】また、フォトマスクを介さない露光方法と
しては、パターンジェネレータの機能を有するレーザー
ビーム直接描画法や、電子線直接描画法が開発されてお
り、プリント基板の製造のほか、フォトマスクの製作プ
ロセスでも使用されている。これら直接描画法において
は、レジストが感光する波長のレーザービームや電子線
を、パターンの形状に走査する方法と、パターンをオン
オフ信号に変換し、レーザービームや電子線を一方向に
走査しながらオンオフする方法とが用いられる。レーザ
ービームや電子線の走査は、ポリゴンミラーや音響光学
素子等を用いて行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような、フォト
マスクを用いてレジストにパターンを転写する露光方法
では、パターンごとにフォトマスクを用意しなければな
らず、少量多品種の生産や開発段階では、高価なフォト
マスクの作製にコストがかかり過ぎ、経済的ではなかっ
た。また、実装基板の動作試験等検査時に必要な、基板
ごとに異なるバーコード等の認識マークを、基板ごとに
同時に形成することはできない。

【０００６】また、レーザービーム直接描画法は、レジ
ストが感光する波長領域の半導体レーザ光源がないため
に、高価で大型なガスレーザを用いなければならない。
電子線直接描画法においては、電子線の発生装置が高価
で大型である。さらに、レーザ光や電子線を走査するた
めの駆動部が必要である上、解像、精度の面からビーム
の偏向領域が制限され、大型基板の大面積露光時には、
基板を逐次移動させるステージ制御系を必要とするな
ど、装置の大型、複雑化が避けられない。従って、これ
らの直接描画装置は、大型で、数千万から数億円の高額
であり、また、量産性に乏しいため、汎用されるに至っ
ていない。

【０００７】さらに、安価で小型な発光ダイオードを用
いた直接描画用のアレイ状光源は、レジストが感光する
波長領域の発光ダイオードの輝度むらが±３０％程度と
大きいために、実現に至っていない。

【０００８】本発明は、小型で、安価なフォトレジスト
パターン直接描画装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、フォトレジスト付きの基板を載せ
るための基板載せ台と、前記フォトレジストを露光する
ための、アレイ状に配置した端面発光型ＥＬ素子を有す
る露光光源と、前記基板と前記露光光源とを相対的に移
動させるための駆動部とを有することを特徴とするフォ
トレジストパターン直接描画装置が提供される。

【００１０】

【作用】本発明により提供されるフォトレジストパター
ン直接描画装置は、露光光源に端面発光型ＥＬアレイ素
子を用いた。端面発光型ＥＬ素子アレイは、レジストが
感光する波長の光を高輝度、かつ、低い輝度むら（±５
％以内）で発光する。また、ＥＬ素子アレイは、薄膜か
ら形成され、幅の広いアレイ状の素子を、非常に小型
で、安価に作製することができる。さらに、露光光源に
形成すべきパターンをオンオフ信号に変換し、この信号
によりアレイ状の露光光源を、オンオフすることによ
り、光を走査するための走査駆動部が必要なく、１ライ
ンの露光を同時に行なうことができる。

【００１１】本発明において、駆動部は、基板と露光光
源をアレイの長さ方向と垂直な方向に相対的に移動させ
ることにより、基板全体を露光する。本発明のフォトレ
ジストパターン直接描画装置は、フォトマスクを用い
ず、希望の配線パターンを自由に露光することができる
ので、少量多品種の生産や試作、開発に適している。ま
た基板ごとに異ったバーコード等の認識マークを同時に
書き込むように対応することもできる。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）本発明の第１の実施例を図１、図４を用い
て説明する。図１、図４に示すように、本発明のフォト
レジストパターン直接描画装置は、基板載せ台７上に固
定されたレジスト付き基板１を、ＥＬアレイ素子３０を
内部に配置した露光光源５によって露光する。ＥＬ素子
アレイ５の両端部を支持する支持部材３、４は、基板載
せ台７上を移動するための駆動部（図示せず）を有して
いる。レジスト付き基板１は、基板載せ台７の表面に配
置された真空チャック（図示せず）により、基板載せ台
７上に固定されている。露光光源５は、支持部材５が矢
印の方向に移動するのに伴い、レジスト付き基板２の端
部２ｘから反対側の端部２ｙまで移動して、レジスト付
き基板１全面を露光する。

【００１３】露光光源５の内部のＥＬアレイ素子３０
は、レジスト付き基板１の表面と垂直方向に、アレイ状
のＥＬ素子が並ぶ構成をとっている。従って、ＥＬアレ
イ素子３０が発光した光は、レジスト付き基板１の表面
に垂直に入射する。ＥＬ素子の下部の電極３７は共有さ
れており、交流電源４０が接続されている。上部の電極
３８は、個別に配置されており、スイッチング回路３９
が接続されている。スイッチング回路３９は、レジスト
付き基板１に露光すべきパターンデータをオン、オフ信
号に変換した信号を受信し、各ＥＬ素子の発光をオンオ
フ制御する。

【００１４】ＥＬ素子アレイ３０の露光可能な１ライン
の長さは、レジスト付き基板１の幅よりも長く、基板の
幅を一度に露光する。１ラインの露光が終了すると、露
光光源５は、１ラインと垂直方向に移動して順次露光を
行い、レジスト付き基板１全体に露光すべきパターンを
露光する。

【００１５】端面発光型のＥＬ素子は、一般に知られて
いる膜構成のものを用いることができる。本実施例で
は、図５に示すように、基板３１として、厚さ数ｍｍの
無アルカリガラスを使用し、この上に下部電極３７（厚
さ０．２μｍのＡｌ膜）、第１誘電体層（厚さ１μｍの
ＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の混合膜）３３、発光体層（厚さ１μ
ｍの０．５wt％のＭｎを含むＺｎＳペレット）３４、第
２誘電体層（厚さ１μｍのＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の混合膜）
３５、上部電極３８（厚さ０．２μｍのＡｌ膜）を順に
形成したものを用いた。この素子をイオンビームエッチ
ング法で、基板３１と第１電極３７を除いた各層を、部
分的にエッチングすることによりアレイ構造とした。さ
らに上部電極３８にスイッチング回路３９を、下部電極
に交流電源４０を取付け、ＥＬアレイ素子３０を完成さ
せた。ＥＬアレイ素子３０の光スポットのピッチは、レ
ジスト付き基板１の間に集光光学系を用いて、約１２．
７μｍであった。

【００１６】また、本実施例では、交流駆動ＥＬアレイ
素子３０を用いたが、一般に知られている直流駆動の端
面発光型ＥＬアレイ素子を用いることもできる。直流駆
動型ＥＬアレイ素子の膜構成としては、例えば、図６に
示すように、基板５１として、厚さ数ｍｍの無アルカリ
ガラスを使用し、この上に下部電極（厚さ０．２μｍの
Ａｌ膜）５２、抵抗体層（Ｎｉ−ＳｉＯ₂サーメット
層）５３、発光体層（厚さ１μｍの０．５wt％のＭｎを
含むＺｎＳペレット）５４、上部電極（厚さ０．２μｍ
のＡｌ膜）５５を順に形成したものを用いることができ
る。交流駆動型ＥＬアレイ素子と同様に、エッチングす
ることにより、アレイ構造にする。直流駆動型ＥＬ素子
を用いる場合は、電極に直流電源を接続する。

【００１７】上述のように、本発明のフォトレジストパ
ターン直接描画装置は、主走査方向に走査することな
く、１ラインを１度に露光することが可能である。ま
た、上述のＥＬ素子アレイ３０は、厚さ数ｍｍのガラス
基板に、数μｍから数十μｍの薄膜を形成したものであ
り、これを封止、実装してもその厚さは数十ｍｍに抑え
ることができる。レジスト付き基板１の表面と、露光光
源との間隔は、間に集光光学系を介したとしても、数ｍ
ｍ程度に収めることができる。さらに、上述の端面発光
型ＥＬアレイ素子３０は、レジストの感度がある波長約
４００から５００ｎｍに発光するものを、電子線光学系
やレーザービーム光学系に比べて、非常に安価に製造す
ることができる。また、端面発光型ＥＬアレイ素子３０
は、輝度が高く、また、輝度むらは、±５％以内に抑え
ることができる。

【００１８】従って、本発明を用いることにより、光ビ
ームを走査するための駆動部を必要とせず、小型で安価
な直接描画装置を提供することができる。

【００１９】（実施例２）本発明の第２の実施例を図２
を用いて説明する。レジスト付きフレキシブル基板の未
露光部分８は、送りローラー９、１０、１１、４１によ
り、露光部ローラー１３まで送られ、このローラーに密
着しながら、露光光源１２により露光される。露光され
たレジスト付きフレキシブル基板１５は、回収ローラー
４２、１４、１６、１７をよって、送られ、回収、ある
いは次工程に送られる。露光光源１２は、発光した光が
露光部ローラー１３に密着したレジスト付きフレキシブ
ル基板８に垂直に照射する位置に配置されている。露光
光源１２は、実施例１と同様のものを用いることができ
るの説明を省略する。

【００２０】本実施例のフォトレジストパターン直接描
画装置は、フレキシブルなレジスト付き基板８を、たる
ませることなく、露光光源１２に送ることができる。ま
た、ユーザは、フレキシブルなレジスト付き基板８を、
送りローラー９、１０の間に滑り込ませるだけでよく、
セットと回収を容易に行うことができる。

【００２１】さらに、本実施例のフォトレジストパター
ン直接描画装置の前後に、基板前処理工程、レジストコ
ーティング工程、熱乾燥工程、現像工程、リンス工程、
エッチング工程、レジスト除去工程を行う装置等を設け
ることにより、プリント基板等の配線回路パターンを製
作するためのシステムを容易に構成することができる。

【００２２】（実施例３）本発明の第３の実施例を図３
を用いて説明する。未露光基板ロール１９に巻き取られ
たレジスト付きフレキシブル基板の未露光部分１８は、
送りローラー２０、２１、２２により、露光部ローラー
２４まで送られ、このローラーに密着しながら、露光光
源２３により露光される。露光されたレジスト付きフレ
キシブル基板２６は、回収ローラー２５によって送られ
て巻取りロール２７に巻き取られる。露光光源２３は、
露光部ローラー２４に密着したレジスト付きフレキシブ
ル基板１８に、発光光を垂直に照射する位置に配置され
ている。露光光源２３は、実施例１と同様のものを用い
ることができるの説明を省略する。

【００２３】本実施例のフォトレジストパターン直接描
画装置は、実施例２と同様に、フレキシブルなレジスト
付き基板１８を、たるませることなく、露光光源１２に
送ることができる。また、長いフレキシブルなレジスト
付き基板８を、基板ロール１９と巻き取りロール２７
に、巻き取ることにより連続的に露光することができ、
量産システムに適している。ユーザは、フレキシブルな
レジスト付き基板１９を基板ロール１９に巻いて、セッ
トするだけで良く、セットと回収を容易に行うことがで
きる。

【００２４】上述の実施例１、２、３で説明したよう
に、本発明を用いることにより、光ビームを走査するた
めの駆動部を必要とせず、小型で安価で、使い勝手の良
い直接描画装置を提供することができる。これらの装置
はパターンジェネレータの機能を備えた直接描画装置で
あるので、フォトマスクをあらかじめ製作して用意した
り、作業後保管したりする煩わしさは全くなく、配線図
等のパターンデータをソフトウエアに記憶させておくだ
けで、パターンの保存、引出し等は端末を介して任意に
できる。また、ＣＡＤで作成した配線図等を直接基板に
転写でき、また基板ごとに異った認識マークを書き込む
こともできる。

【００２５】

【発明の効果】上述のように、本発明のフォトレジスト
パターン直接描画装置は、ＥＬアレイ素子の光源を用い
ており、光を走査するための駆動部が必要なく、前述の
ように、ガラス等の基板に数ミクロンの薄膜を形成され
るため、非常に小型で、安価な直接描画装置を供給でき
る。

【００２６】また、この装置はパターンジェネレータの
機能を備えた直接描画装置であるので、フォトマスクを
あらかじめ製作して用意したり、作業後保管したりする
煩わしさは全くなく、配線図等のパターンデータをソフ
トウエアに記憶させておくだけで、パターンの保存、引
出し等は端末を介して任意にできるという便利さがあ
る。そして、ＣＡＤで作成した配線図等を直接基板に転
写でき、また基板ごとに異った認識マークを書き込むこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構造を示す斜視図。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す説明図。

【図３】本発明の第３の実施例の構成を示す説明図。

【図４】本実施例のＥＬ素子アレイの構成例を示す斜視
図。

【図５】本実施例の交流駆動型ＥＬ素子の膜構成の一例
を示す断面図。

【図６】本実施例の直流駆動型ＥＬ素子の膜構成の一例
を示す断面図。

【符号の説明】

１…レジスト付き基板、２…レジスト付き基板の端部、
３…支持部材、４…支持部材、５…露光光源、７…基板
載せ台、８…レジスト付きフレキシブル基板の未露光部
分、９…送りローラー、１０…送りローラー、１１…送
りローラー、１２…露光光源、１３…露光部ローラー、
１４…回収ローラー、１５…レジスト付きフレキシブル
基板の露光済み部分、１６…回収ローラー、１７…回収
ローラー、１８…レジスト付きフレキシブル基板の未露
光部分、１９…未露光基板ロール、２０…送りローラ
ー、２１…送りローラー、２２…送りローラー、２３…
露光光源、２４…露光部ローラー、２５…回収ローラ
ー、２６…レジスト付きフレキシブル基板の露光済み部
分、２７…巻き取りロール、３０…ＥＬアレイ素子、３
１…基板、３３…第１の誘電体層、３４…発光体層、３
５…第２の誘電体層、３７…下部電極、３８…上部電
極、３９…スイッチング回路、４０…交流電源回路、４
１…送りローラー、４２…送りローラー、５１…基板、
５２…下部電極、５３…抵抗体層、５４…発光体層、５
５…上部電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フォトレジスト付きの基板を載せるための
基板載せ台と、前記フォトレジストを露光するための、
アレイ状に配置した端面発光型ＥＬ素子を有する露光光
源と、前記基板と前記露光光源とを相対的に移動させる
ための駆動部とを有することを特徴とするフォトレジス
トパターン直接描画装置。
【請求項２】請求項１において、前記端面発光型ＥＬ素
子は、電界によって発光する発光体層と、前記発光体層
に隣接する誘電体層と、前記発光体層に電圧を印加する
ための一対の電極層を有する交流駆動型のＥＬ素子であ
ることを特徴とするフォトレジストパターン直接描画装
置。
【請求項３】請求項１において、前記端面発光型ＥＬ素
子は、電界によって発光する発光層と、前記発光層に隣
接する抵抗体層と、前記発光体層に電圧を印加するため
の一対の電極層を有する直流駆動型のＥＬ素子であるこ
とを特徴とするフォトレジストパターン直接描画装置。
【請求項４】請求項１、２または３において、前記基板
載せ台は、ローラー形状であることを特徴とするフォト
レジストパターン直接描画装置。