JPH07219236A - パターン形成方法および装置 - Google Patents
パターン形成方法および装置Info
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- JPH07219236A JPH07219236A JP6008998A JP899894A JPH07219236A JP H07219236 A JPH07219236 A JP H07219236A JP 6008998 A JP6008998 A JP 6008998A JP 899894 A JP899894 A JP 899894A JP H07219236 A JPH07219236 A JP H07219236A
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- Japan
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- pattern
- photosensitive resin
- substrate
- resin layer
- forming
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フォトリソグラフィー技術、あるいはそのよ
うなフォトリソグラフィー技術、エッチング技術、エレ
クトロフォーミング技術等を利用して基体上にパターン
形成し、あるいは薄い板状部材を製作する際に、高価な
フォトマスクを使用せずに簡単なプロセスでそれらの製
作を実現する。 【構成】 基板４の上には感光性樹脂層が形成されてお
り、この感光性樹脂層の上に噴射ヘッド２より非透光性
材料を噴射して所望のパターンを被覆する。このように
して、パターンが形成された基板を露光して前記感光性
樹脂を前記非透光性材料の被覆の有無によって選択的に
感光させて潜像を形成する。次いで、この潜像を現像し
て顕像化する。
うなフォトリソグラフィー技術、エッチング技術、エレ
クトロフォーミング技術等を利用して基体上にパターン
形成し、あるいは薄い板状部材を製作する際に、高価な
フォトマスクを使用せずに簡単なプロセスでそれらの製
作を実現する。 【構成】 基板４の上には感光性樹脂層が形成されてお
り、この感光性樹脂層の上に噴射ヘッド２より非透光性
材料を噴射して所望のパターンを被覆する。このように
して、パターンが形成された基板を露光して前記感光性
樹脂を前記非透光性材料の被覆の有無によって選択的に
感光させて潜像を形成する。次いで、この潜像を現像し
て顕像化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスクを使用し
ないフォトリソグラフィー技術、あるいは、そのような
フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術ならび
にエレクトロフォーミング技術を利用して、基体上にパ
ターンを形成する技術、あるいは、薄い体状部材を製作
する技術に関する。
ないフォトリソグラフィー技術、あるいは、そのような
フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術ならび
にエレクトロフォーミング技術を利用して、基体上にパ
ターンを形成する技術、あるいは、薄い体状部材を製作
する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造プロセス、プリント基板製
造、あるいは、ＴＶブラウン管に使用されるシャドーマ
スク製造においては、従来、いわゆるフォトリソグラフ
ィー、あるいはフォトエッチング等の技術が利用されて
おり、高精度なパターン製作技術として確立している。
これらの技術は、その名（フォト…）のとおり、いわゆ
る写真製版の技術を利用したもので、基体上に感光性の
フォトレジストを塗布し、フォトマスクを介して紫外光
を照射し、その後、現像することによってフォトマスク
のパターンと同等のフォトレジストパターンを形成（フ
ォトリソグラフィー）し、あるいは、その後、エッチン
グを行い、基体上に上記フォトレジストと同等のパター
ンを形成（フォトエッチング）するというものである。
造、あるいは、ＴＶブラウン管に使用されるシャドーマ
スク製造においては、従来、いわゆるフォトリソグラフ
ィー、あるいはフォトエッチング等の技術が利用されて
おり、高精度なパターン製作技術として確立している。
これらの技術は、その名（フォト…）のとおり、いわゆ
る写真製版の技術を利用したもので、基体上に感光性の
フォトレジストを塗布し、フォトマスクを介して紫外光
を照射し、その後、現像することによってフォトマスク
のパターンと同等のフォトレジストパターンを形成（フ
ォトリソグラフィー）し、あるいは、その後、エッチン
グを行い、基体上に上記フォトレジストと同等のパター
ンを形成（フォトエッチング）するというものである。
【０００３】図８は、従来より行われている、いわゆる
ウエハプロセス（半導体製造プロセス）におけるリソグ
ラフィーＩ（レジストプロセス）〜リソグラフィーII
(エッチングプロセス)の工程フローで、図９は、図８の
フローによって形成されるパターンの断面図を順次示し
ており、ネガ型レジストを使用した場合（Ａ）と、ポジ
型レジストを使用した場合（Ｂ）の両方を示している。
ウエハプロセス（半導体製造プロセス）におけるリソグ
ラフィーＩ（レジストプロセス）〜リソグラフィーII
(エッチングプロセス)の工程フローで、図９は、図８の
フローによって形成されるパターンの断面図を順次示し
ており、ネガ型レジストを使用した場合（Ａ）と、ポジ
型レジストを使用した場合（Ｂ）の両方を示している。
【０００４】最初に、図８および図９を用いてプロセス
を簡単に説明する。ここでは、一例としてシリコンウエ
ハ上に、ＳｉＯ2の開口をあける例をとりあげる。 ウエハ前処理 表面に熱酸化膜ＳｉＯ2を約１μｍ形成したシリコンウ
エハを洗浄によって清浄化する。 レジスト塗布 スピンコーティング（あるいは、ロールコーティング）
によって、ウエハ上にフォトレジストを塗布する（０.
５〜１μｍ）。この時、ウエハとフォトレジストの密着
を良くするために、密着性向上剤（東京応化製ＯＡＰな
ど）を事前にウエハ上に塗布しておく。 プリベーク 塗布されたフォトレジスト中の溶剤成分を蒸発させるた
めに、８０〜９０℃のベーキング炉中で１０〜２０分加
熱する。
を簡単に説明する。ここでは、一例としてシリコンウエ
ハ上に、ＳｉＯ2の開口をあける例をとりあげる。 ウエハ前処理 表面に熱酸化膜ＳｉＯ2を約１μｍ形成したシリコンウ
エハを洗浄によって清浄化する。 レジスト塗布 スピンコーティング（あるいは、ロールコーティング）
によって、ウエハ上にフォトレジストを塗布する（０.
５〜１μｍ）。この時、ウエハとフォトレジストの密着
を良くするために、密着性向上剤（東京応化製ＯＡＰな
ど）を事前にウエハ上に塗布しておく。 プリベーク 塗布されたフォトレジスト中の溶剤成分を蒸発させるた
めに、８０〜９０℃のベーキング炉中で１０〜２０分加
熱する。
【０００５】マスク合せ 図９のマスク合わせに示すように、基体６１上にに加
工すべき膜６２が施されているウエハの面にフォトレジ
スト６３を塗布し、このフォトレジスト面に、フォトマ
スク６４を整合する。ここで、フォトマスク６４は、石
英ガラス、あるいは低膨張ガラスのような熱膨張の影響
を受けにくいガラスを高精度に研摩し、その表面に、ク
ロムの蒸着膜６５よりなる所望のパターンが形成されて
いるものである。クロムの蒸着膜６５が形成されている
領域は光を透過せず、クロムの蒸着膜が形成されていな
い領域は光を透過する。 露光 マスク合わせが終了した後、ＵＶ照射により露光を行
う。それによって、クロムの蒸着膜６５が形成されてい
る領域と、形成されていない領域でＵＶ光がフォトレジ
ストに照射あるいは非照射となるため、クロムのマスク
パターンに応じた潜像が６６フォトレジスト中に形成さ
れる（図９に露光に露光部分として示す）。
工すべき膜６２が施されているウエハの面にフォトレジ
スト６３を塗布し、このフォトレジスト面に、フォトマ
スク６４を整合する。ここで、フォトマスク６４は、石
英ガラス、あるいは低膨張ガラスのような熱膨張の影響
を受けにくいガラスを高精度に研摩し、その表面に、ク
ロムの蒸着膜６５よりなる所望のパターンが形成されて
いるものである。クロムの蒸着膜６５が形成されている
領域は光を透過せず、クロムの蒸着膜が形成されていな
い領域は光を透過する。 露光 マスク合わせが終了した後、ＵＶ照射により露光を行
う。それによって、クロムの蒸着膜６５が形成されてい
る領域と、形成されていない領域でＵＶ光がフォトレジ
ストに照射あるいは非照射となるため、クロムのマスク
パターンに応じた潜像が６６フォトレジスト中に形成さ
れる（図９に露光に露光部分として示す）。
【０００６】現像 潜像６６を顕像化するため、図９の現像に示すよう
に、現像液によってＵＶ光が照射されなかった部分のフ
ォトレジストを溶解させる（ネガ型レジストの場合、ポ
ジ型レジストは逆）。 ポストベーク 現像後のフォトレジストパターンを次の工程であるエッ
チングにおいて、エッチング液に耐えられるよう１３０
〜１５０℃のベーキング炉中で３０〜６０分加熱硬化さ
せる。 エッチング フッ酸とフッ化アンモンの緩衝エッチング液にウエハを
浸し、フォトレジストパターンによって露出している領
域のＳｉＯ2膜（加工すべき膜６２）をエッチング除去
する（図９のエッチングにおけるエッチング部分）。 レジスト除去 不要になったフォトレジストを除去する。ウエハ上に
は、フォトレジストのパターンと同じ形状のＳｉＯ2膜
（加工すべき膜６２）のパターン６９が形成される。
に、現像液によってＵＶ光が照射されなかった部分のフ
ォトレジストを溶解させる（ネガ型レジストの場合、ポ
ジ型レジストは逆）。 ポストベーク 現像後のフォトレジストパターンを次の工程であるエッ
チングにおいて、エッチング液に耐えられるよう１３０
〜１５０℃のベーキング炉中で３０〜６０分加熱硬化さ
せる。 エッチング フッ酸とフッ化アンモンの緩衝エッチング液にウエハを
浸し、フォトレジストパターンによって露出している領
域のＳｉＯ2膜（加工すべき膜６２）をエッチング除去
する（図９のエッチングにおけるエッチング部分）。 レジスト除去 不要になったフォトレジストを除去する。ウエハ上に
は、フォトレジストのパターンと同じ形状のＳｉＯ2膜
（加工すべき膜６２）のパターン６９が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上が一般的にウエハ
プロセスで行われているフォトエッチングの工程である
が、この工程は、図８に示したようにリソグラフィーＩ
（レジストプロセス、〜）と、リソグラフィーII
（エッチングプロセス〜）よりなり、とりわけ、リ
ソグラフィーＩで使用するフォトマスクが高価であると
いう問題がある。すなわち、いわゆる従来のフォトグラ
フィ技術は、ガラス基体、あるいは透明フィルムにパタ
ーンを形成した高価なフォトマスクを用いることを前提
としており、そのため、できあがった基体上のパター
ン、あるいは、うすい体状部材等は高精度ではあるもの
のコストが高いという欠点を有している。
プロセスで行われているフォトエッチングの工程である
が、この工程は、図８に示したようにリソグラフィーＩ
（レジストプロセス、〜）と、リソグラフィーII
（エッチングプロセス〜）よりなり、とりわけ、リ
ソグラフィーＩで使用するフォトマスクが高価であると
いう問題がある。すなわち、いわゆる従来のフォトグラ
フィ技術は、ガラス基体、あるいは透明フィルムにパタ
ーンを形成した高価なフォトマスクを用いることを前提
としており、そのため、できあがった基体上のパター
ン、あるいは、うすい体状部材等は高精度ではあるもの
のコストが高いという欠点を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）物理的もしくは化学的な除去手段
もしくは堆積手段によって基体上に微細パターンを形成
するためのマスカントとして使用する樹脂パターンの形
成方法であって、基体上に感光性樹脂層を形成する工程
と、前記感光性樹脂層上を画像情報に応じて直接非透光
性材料で被覆する工程と、露光して前記感光性樹脂を前
記非透光性材料の被覆の有無によって選択的に感光させ
て潜像を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像
化する工程とよりなること、更には、（２）前記非透光
性材料による被覆は、前記非透光性材料をドットとして
打ち込むことによって行われ、前記非透光性材料による
ある一定面積の全面被覆領域は、上下、左右、斜めの隣
接ドット間において、非被覆領域が生じないように互い
に重なり合うように打ち込まれて形成されることを特徴
とするパターン形成方法、或いは、（３）表面に感光性
樹脂層を設けた基体に非透光性材料を噴射して所望のパ
ターンを形成する工程と、前記感光性樹脂層を感光して
前記パターンの潜像を形成する工程と、現像によって前
記潜像を顕像化する工程と、前記パターンによって露出
した前記基体の表面をエッチング液によって腐食する工
程と、不要になった前記感光性樹脂層を除去する工程と
よりなることを特徴とするリソグラフィーパターン形成
方法、或いは、（４）表面に感光性樹脂層を設けた基体
に非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する工
程と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜像
を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する
工程と、前記パターンによって露出した前記基体の表面
にドライエッチングを施す工程と、不要になった前記感
光性樹脂層を除去する工程とよりなることを特徴とする
リソグラフィーパターン形成方法、或いは、（５）感光
性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂面に非透光性材料を
噴射して所望のパターンを形成する工程と、前記感光性
樹脂層を感光して前記パターンの潜像を形成する工程
と、現像によって前記潜像を顕像化する工程と、該顕像
化パターンによって露出した前記基体をエッチング液に
よって腐食して該基体の底面まで腐食を行う工程と、不
要になった前記感光性樹脂を除去する工程とよりなるこ
とを特徴とするケミカルブランキング方法、或いは、
（６）表裏に感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂面
に非透光性材料を噴射して、表裏で鏡像関係となるパタ
ーンを形成する工程と、前記感光性樹脂層に感光する光
を前記基体の表裏に照射して前記パターンの潜像を形成
する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する工程
と、該顕像化されたパターンによって露出した前記基体
の表裏両面からエッチング液によって腐食し、該両面の
間を貫通させる工程と、不要になった前記感光性樹脂を
除去する工程とよりなることを特徴とするケミカルブラ
ンキング方法、或いは、（７）感光性樹脂層を設けた基
体の感光性樹脂面に非透光性材料を噴射して所望のパタ
ーンを形成する工程と、前記感光性樹脂層を感光して前
記パターンの潜像を形成する工程と、現像によって前記
潜像を顕像化する工程と、該顕像化されたパターンによ
って露出した前記基体面に薄膜を形成する工程と、前記
感光性樹脂を除去する工程とよりなることを特徴とする
薄膜パターン形成方法、或いは、（８）感光性樹脂層を
設けた基体の感光性樹脂面に非透光性材料を噴射して所
望のパターンを形成する工程と、前記感光性樹脂層を感
光して前記パターンの潜像を形成する工程と、現像によ
って前記潜像を顕像化する工程と、該顕像化されたパタ
ーンによって露出した前記基体面に薄膜を形成する工程
と、前記感光性樹脂と前記薄膜を除去分離する工程とよ
りなることを特徴とする薄膜状構造物形成方法、或い
は、（９）感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂面に
非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する工程
と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜像を
形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する工
程と、該顕像化されたパターンによって露出した前記基
体面に、該基体を陽極として、メッキによって前記顕像
化パターンの有無に応じて選択的に金属を析出させる工
程と、前記感光性樹脂を除去する工程とよりなることを
特徴とするエレクトロフォーミング形成方法、或いは、
（１０）感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂面に非
透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する工程
と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜像を
形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する工
程と、該顕像化されたパターンによって露出した前記基
体面に、該基体を陽極として、メッキによって前記顕像
化パターンの有無に応じて選択的に金属を析出させる工
程と、メッキ析出された膜状構造物を前記基体から分離
させる工程とよりなること、或いは、（１１）表面に感
光性樹脂層を設けた基体を保持する保持手段と、前記基
体と相対する位置に置かれた非透光性材料を噴射するた
めの噴射ヘッドと、該噴射ヘッドに画像情報を入力する
手段とよりなり、前記噴射ヘッドは、前記非透光性材料
を噴射しながら前記基体と相対運動を行い、該基体の感
光性樹脂層に前記画像情報に応じて、非透光性材料のパ
ターンを描くことを特徴とするエレクトロフォーミング
形成方法を提供するものである。
決するために、（１）物理的もしくは化学的な除去手段
もしくは堆積手段によって基体上に微細パターンを形成
するためのマスカントとして使用する樹脂パターンの形
成方法であって、基体上に感光性樹脂層を形成する工程
と、前記感光性樹脂層上を画像情報に応じて直接非透光
性材料で被覆する工程と、露光して前記感光性樹脂を前
記非透光性材料の被覆の有無によって選択的に感光させ
て潜像を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像
化する工程とよりなること、更には、（２）前記非透光
性材料による被覆は、前記非透光性材料をドットとして
打ち込むことによって行われ、前記非透光性材料による
ある一定面積の全面被覆領域は、上下、左右、斜めの隣
接ドット間において、非被覆領域が生じないように互い
に重なり合うように打ち込まれて形成されることを特徴
とするパターン形成方法、或いは、（３）表面に感光性
樹脂層を設けた基体に非透光性材料を噴射して所望のパ
ターンを形成する工程と、前記感光性樹脂層を感光して
前記パターンの潜像を形成する工程と、現像によって前
記潜像を顕像化する工程と、前記パターンによって露出
した前記基体の表面をエッチング液によって腐食する工
程と、不要になった前記感光性樹脂層を除去する工程と
よりなることを特徴とするリソグラフィーパターン形成
方法、或いは、（４）表面に感光性樹脂層を設けた基体
に非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する工
程と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜像
を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する
工程と、前記パターンによって露出した前記基体の表面
にドライエッチングを施す工程と、不要になった前記感
光性樹脂層を除去する工程とよりなることを特徴とする
リソグラフィーパターン形成方法、或いは、（５）感光
性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂面に非透光性材料を
噴射して所望のパターンを形成する工程と、前記感光性
樹脂層を感光して前記パターンの潜像を形成する工程
と、現像によって前記潜像を顕像化する工程と、該顕像
化パターンによって露出した前記基体をエッチング液に
よって腐食して該基体の底面まで腐食を行う工程と、不
要になった前記感光性樹脂を除去する工程とよりなるこ
とを特徴とするケミカルブランキング方法、或いは、
（６）表裏に感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂面
に非透光性材料を噴射して、表裏で鏡像関係となるパタ
ーンを形成する工程と、前記感光性樹脂層に感光する光
を前記基体の表裏に照射して前記パターンの潜像を形成
する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する工程
と、該顕像化されたパターンによって露出した前記基体
の表裏両面からエッチング液によって腐食し、該両面の
間を貫通させる工程と、不要になった前記感光性樹脂を
除去する工程とよりなることを特徴とするケミカルブラ
ンキング方法、或いは、（７）感光性樹脂層を設けた基
体の感光性樹脂面に非透光性材料を噴射して所望のパタ
ーンを形成する工程と、前記感光性樹脂層を感光して前
記パターンの潜像を形成する工程と、現像によって前記
潜像を顕像化する工程と、該顕像化されたパターンによ
って露出した前記基体面に薄膜を形成する工程と、前記
感光性樹脂を除去する工程とよりなることを特徴とする
薄膜パターン形成方法、或いは、（８）感光性樹脂層を
設けた基体の感光性樹脂面に非透光性材料を噴射して所
望のパターンを形成する工程と、前記感光性樹脂層を感
光して前記パターンの潜像を形成する工程と、現像によ
って前記潜像を顕像化する工程と、該顕像化されたパタ
ーンによって露出した前記基体面に薄膜を形成する工程
と、前記感光性樹脂と前記薄膜を除去分離する工程とよ
りなることを特徴とする薄膜状構造物形成方法、或い
は、（９）感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂面に
非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する工程
と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜像を
形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する工
程と、該顕像化されたパターンによって露出した前記基
体面に、該基体を陽極として、メッキによって前記顕像
化パターンの有無に応じて選択的に金属を析出させる工
程と、前記感光性樹脂を除去する工程とよりなることを
特徴とするエレクトロフォーミング形成方法、或いは、
（１０）感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂面に非
透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する工程
と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜像を
形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する工
程と、該顕像化されたパターンによって露出した前記基
体面に、該基体を陽極として、メッキによって前記顕像
化パターンの有無に応じて選択的に金属を析出させる工
程と、メッキ析出された膜状構造物を前記基体から分離
させる工程とよりなること、或いは、（１１）表面に感
光性樹脂層を設けた基体を保持する保持手段と、前記基
体と相対する位置に置かれた非透光性材料を噴射するた
めの噴射ヘッドと、該噴射ヘッドに画像情報を入力する
手段とよりなり、前記噴射ヘッドは、前記非透光性材料
を噴射しながら前記基体と相対運動を行い、該基体の感
光性樹脂層に前記画像情報に応じて、非透光性材料のパ
ターンを描くことを特徴とするエレクトロフォーミング
形成方法を提供するものである。
【０００９】
【作用】フォトリソグラフィー技術、あるいはそのよう
なフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術なら
びにエレクトロフォーミング技術を利用して基体上にパ
ターン形成したり、あるいは薄い体状部材を製作する際
に、高価なフォトマスクを使用せずに簡単なプロセスで
それらの製作を実現する。本発明では、前記レジストプ
ロセスのマスク合せ，露光において、高価なフォト
マスクを用いず、露光時に光を遮るために、非透光性材
料をプリベーク後のレジスト面に選択的に所望のパター
ンとなるようにのせ、その後に、露光を行うものであ
る。このような非透光性材料としては、たとえば、染料
あるいは顔料等を２〜１０％程度含んだ液体、すなわ
ち、インクのような液体が良好に使用できる。又、プリ
ベーク後のレジスト面にこのようなインクを選択的にの
せて、所望のパターンを形成するためには、いわゆるイ
ンクジェット記録法が好適に使用される。
なフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術なら
びにエレクトロフォーミング技術を利用して基体上にパ
ターン形成したり、あるいは薄い体状部材を製作する際
に、高価なフォトマスクを使用せずに簡単なプロセスで
それらの製作を実現する。本発明では、前記レジストプ
ロセスのマスク合せ，露光において、高価なフォト
マスクを用いず、露光時に光を遮るために、非透光性材
料をプリベーク後のレジスト面に選択的に所望のパター
ンとなるようにのせ、その後に、露光を行うものであ
る。このような非透光性材料としては、たとえば、染料
あるいは顔料等を２〜１０％程度含んだ液体、すなわ
ち、インクのような液体が良好に使用できる。又、プリ
ベーク後のレジスト面にこのようなインクを選択的にの
せて、所望のパターンを形成するためには、いわゆるイ
ンクジェット記録法が好適に使用される。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明によるパターン形成方法の実
施に使用して好適なパターン形成装置の一実施例を説明
するための図で、同図は、非透光性材料（ここではイン
ク）をプリベーク後のレジスト面に選択的に所望のパタ
ーンとなるようにのせる装置を示し、図中、１は噴射ヘ
ッド、２はキャリッジ、３は基体保持台、４はフォトレ
ジストをコートした後、プリベークを行った基体、５は
非透光性材料（ここではインク）供給チューブ、６は信
号供給ケーブル、７は噴射ヘッドコントロールボック
ス、８はキャリッジ２のＸ方向スキャンモータ、９はキ
ャリッジ２のＹ方向スキャンモータ、１０はコンピュー
タ、１１はコントロールボックスである。
施に使用して好適なパターン形成装置の一実施例を説明
するための図で、同図は、非透光性材料（ここではイン
ク）をプリベーク後のレジスト面に選択的に所望のパタ
ーンとなるようにのせる装置を示し、図中、１は噴射ヘ
ッド、２はキャリッジ、３は基体保持台、４はフォトレ
ジストをコートした後、プリベークを行った基体、５は
非透光性材料（ここではインク）供給チューブ、６は信
号供給ケーブル、７は噴射ヘッドコントロールボック
ス、８はキャリッジ２のＸ方向スキャンモータ、９はキ
ャリッジ２のＹ方向スキャンモータ、１０はコンピュー
タ、１１はコントロールボックスである。
【００１１】本発明は、例えば、図１に示したような装
置を用いて、例えば、以下のようなプロセスによって基
体上にフォトリソグラフィーを行う。 １．基体を前処理（洗浄）、乾燥させる。 ２．基体にフォトレジスト層を形成する。ここで、基体
が比較的小さい（たとえば、２０cm×２０cm以下）場合
には、液状レジストをスピンコーティングによってコー
トする。また、それより大きい基体の場合には、液状レ
ジストをローラコーティングあるいはディップコーティ
ングなどで行う。なお、ドライフィルムレジストを使用
する場合には、専用のラミネータを使用する。 ３．プリベーキングを行う（たとえば、７０〜９０℃、
１０分〜２０分、ただし、液状レジストを使用した場合
のみ）。 ４．コンピュータグラフックスを駆使して所望のパター
ンをデザインする。 ５．プリベーキング後の基体あるいはドライフィルムレ
ジストをラミネートした基体４を基体保持台３にセット
する。
置を用いて、例えば、以下のようなプロセスによって基
体上にフォトリソグラフィーを行う。 １．基体を前処理（洗浄）、乾燥させる。 ２．基体にフォトレジスト層を形成する。ここで、基体
が比較的小さい（たとえば、２０cm×２０cm以下）場合
には、液状レジストをスピンコーティングによってコー
トする。また、それより大きい基体の場合には、液状レ
ジストをローラコーティングあるいはディップコーティ
ングなどで行う。なお、ドライフィルムレジストを使用
する場合には、専用のラミネータを使用する。 ３．プリベーキングを行う（たとえば、７０〜９０℃、
１０分〜２０分、ただし、液状レジストを使用した場合
のみ）。 ４．コンピュータグラフックスを駆使して所望のパター
ンをデザインする。 ５．プリベーキング後の基体あるいはドライフィルムレ
ジストをラミネートした基体４を基体保持台３にセット
する。
【００１２】６．噴射ヘッドを起動し、コンピュータグ
ラフィックスのパターンに応じて、該噴射ヘッド１より
非透光性材料を基体４のレジスト面に噴射しながら、キ
ャリッジ２をＸ，Ｙ方向に移動し、基体４のレジスト面
上に非透光性材料のパターンを形成する。 ７．ＵＶ光照射を行い、非透光性材料の被覆の有無に応
じ、レジスト層を選択的に感光させる。 ８．現像を行う。この場合、ネガタイプレジストを使用
した場合は、非感光領域、すなわち、非透光性材料で被
覆されている領域のレジストが現像液に溶解し、感光領
域、すなわち、非透光性材料がない領域のレジストが基
体上にパターンとして残る。一方、ポジタイプレジスト
の場合はこの逆となる。 ９．ポストベーキングを行う。 １０．エッチングを行う。 １１．レジスト除去を行う。 上述のようなプロセスによって基体上には、コンピュー
タグラフィックスでデザインしたパターンのリソグラフ
が完成する。
ラフィックスのパターンに応じて、該噴射ヘッド１より
非透光性材料を基体４のレジスト面に噴射しながら、キ
ャリッジ２をＸ，Ｙ方向に移動し、基体４のレジスト面
上に非透光性材料のパターンを形成する。 ７．ＵＶ光照射を行い、非透光性材料の被覆の有無に応
じ、レジスト層を選択的に感光させる。 ８．現像を行う。この場合、ネガタイプレジストを使用
した場合は、非感光領域、すなわち、非透光性材料で被
覆されている領域のレジストが現像液に溶解し、感光領
域、すなわち、非透光性材料がない領域のレジストが基
体上にパターンとして残る。一方、ポジタイプレジスト
の場合はこの逆となる。 ９．ポストベーキングを行う。 １０．エッチングを行う。 １１．レジスト除去を行う。 上述のようなプロセスによって基体上には、コンピュー
タグラフィックスでデザインしたパターンのリソグラフ
が完成する。
【００１３】本発明が、図８に示した従来のようなパタ
ーン形成方法と大きく異なる点は、本発明ではフォトマ
スクを使用してフォトリソグラフィーを行うのではな
く、非透光性材料でレジスト面にパターンを直接描画
し、光透過、非透過の領域を作り出していることにあ
る。こうすることにより、高価なフォトマスクを使用す
ることなく、コンピュータグラフィックスを駆使して、
所望のパターンを容易に形成できるので、非常に低コス
トとなる。又、フォトマスクを外注に出したり、あるい
は、内作するにしても、それなりの日数が必要である
が、本発明では、そのような必要がないため、リソグラ
フィーパターン完成までが極めて短時間となる。とりわ
け、試作的に単品ないしは少数製作する場合に、フォト
マスクコストがかからず、短時間で製作できるので効力
を発揮する。
ーン形成方法と大きく異なる点は、本発明ではフォトマ
スクを使用してフォトリソグラフィーを行うのではな
く、非透光性材料でレジスト面にパターンを直接描画
し、光透過、非透過の領域を作り出していることにあ
る。こうすることにより、高価なフォトマスクを使用す
ることなく、コンピュータグラフィックスを駆使して、
所望のパターンを容易に形成できるので、非常に低コス
トとなる。又、フォトマスクを外注に出したり、あるい
は、内作するにしても、それなりの日数が必要である
が、本発明では、そのような必要がないため、リソグラ
フィーパターン完成までが極めて短時間となる。とりわ
け、試作的に単品ないしは少数製作する場合に、フォト
マスクコストがかからず、短時間で製作できるので効力
を発揮する。
【００１４】次に、本発明で使用する噴射ヘッドについ
て説明する。噴射ヘッドとしては、いわゆるインクジェ
ットヘッドとして知られているものが好適に使用され、
たとえば、図２に示すようなオンデマンド形式の構成の
ものが使用できる。図２は、非透光性材料を噴射する噴
射ヘッドの一例を説明するための図で、極めて簡単な実
施形態では、噴射ヘッド１は、１つの液室１２より成
り、この液室１２は、一方の端部に１つの流出通路１３
を備えており、他方の端部が１つの薄い円形の金属ダイ
ヤフラム１４によって制限されている。液室１２は、非
透光性の材料が収容されているタンク１９にチューブを
介して連結されるが、該液室１２は、この非透光性の材
料を供給するチューブ５が連結される非透光性材料流入
流路１６のための入口１５を有する。金属ダイヤフラム
１４に１つのピエゾ電気結晶１７が取り付けられてお
り、かつ、金属ダイヤフラム１４と結晶１７の外面とに
結晶に制御インパルスを与えるための導線１８が接続さ
れている。流出通路１３の横断面積は金属ダイヤフラム
によって制限される面積よりも著しく小さく、これらの
面積の比は、例えば、１：１００００である。
て説明する。噴射ヘッドとしては、いわゆるインクジェ
ットヘッドとして知られているものが好適に使用され、
たとえば、図２に示すようなオンデマンド形式の構成の
ものが使用できる。図２は、非透光性材料を噴射する噴
射ヘッドの一例を説明するための図で、極めて簡単な実
施形態では、噴射ヘッド１は、１つの液室１２より成
り、この液室１２は、一方の端部に１つの流出通路１３
を備えており、他方の端部が１つの薄い円形の金属ダイ
ヤフラム１４によって制限されている。液室１２は、非
透光性の材料が収容されているタンク１９にチューブを
介して連結されるが、該液室１２は、この非透光性の材
料を供給するチューブ５が連結される非透光性材料流入
流路１６のための入口１５を有する。金属ダイヤフラム
１４に１つのピエゾ電気結晶１７が取り付けられてお
り、かつ、金属ダイヤフラム１４と結晶１７の外面とに
結晶に制御インパルスを与えるための導線１８が接続さ
れている。流出通路１３の横断面積は金属ダイヤフラム
によって制限される面積よりも著しく小さく、これらの
面積の比は、例えば、１：１００００である。
【００１５】適当な電圧インパルスをを印加すると結晶
１７は半径方向で収縮し、かつ、該結晶が金属ダイヤフ
ラム１４に取付けられているので、この金属ダイヤフラ
ム１４に曲げモーメントが作用する。この結果、ダイヤ
フラムの中央部分が液室１２内へ湾曲する。これにより
液室１２の容積が減小して、該液室内の液の圧力が上昇
し、液室１２内にもはやとどまり得ない液量が流出通路
１３を通って（かつ僅かな１部分は流入通路１６を通っ
て）押出される。通路１６，１３の横断面積が金属ダイ
ヤフラム１４の面積よりも著しく小さいので、液室１２
内の液流速に比べて液の流速の著しい増大が特に流出通
路１３内に生じ、この流出通路には、逆の側の端部に制
動作用をおこなう液ではなくて空気が存在している。流
出通路１３内の液の速度は１０ｍ／ｓ程度である。電圧
インパルスの零への減小は比較的緩慢であらねばならな
い。それというのは、流出通路１３を通って液室１２へ
空気が流入してはならないからである。これに対抗する
唯一の力は弱い毛管力である。押出された液滴に相応す
る液量が流入通路１６から補充される。
１７は半径方向で収縮し、かつ、該結晶が金属ダイヤフ
ラム１４に取付けられているので、この金属ダイヤフラ
ム１４に曲げモーメントが作用する。この結果、ダイヤ
フラムの中央部分が液室１２内へ湾曲する。これにより
液室１２の容積が減小して、該液室内の液の圧力が上昇
し、液室１２内にもはやとどまり得ない液量が流出通路
１３を通って（かつ僅かな１部分は流入通路１６を通っ
て）押出される。通路１６，１３の横断面積が金属ダイ
ヤフラム１４の面積よりも著しく小さいので、液室１２
内の液流速に比べて液の流速の著しい増大が特に流出通
路１３内に生じ、この流出通路には、逆の側の端部に制
動作用をおこなう液ではなくて空気が存在している。流
出通路１３内の液の速度は１０ｍ／ｓ程度である。電圧
インパルスの零への減小は比較的緩慢であらねばならな
い。それというのは、流出通路１３を通って液室１２へ
空気が流入してはならないからである。これに対抗する
唯一の力は弱い毛管力である。押出された液滴に相応す
る液量が流入通路１６から補充される。
【００１６】流出通路１３の直径（ノズル径）は、形成
するパターンの細かさにも依存するが、通常、１０〜１
００μｍ程度のものが好適に用いられる。又、使用する
非透光性材料は、一般に染料あるいは顔料等の着色材を
２〜１０％含み、他にグリセリン水等をそれぞれ１０〜
２０％、７０〜８０％（全部で１００％になるように適
宜決められる）含んだ、いわゆる水性系のインクが使用
される。又、その粘度は、２〜５ｃｐである。
するパターンの細かさにも依存するが、通常、１０〜１
００μｍ程度のものが好適に用いられる。又、使用する
非透光性材料は、一般に染料あるいは顔料等の着色材を
２〜１０％含み、他にグリセリン水等をそれぞれ１０〜
２０％、７０〜８０％（全部で１００％になるように適
宜決められる）含んだ、いわゆる水性系のインクが使用
される。又、その粘度は、２〜５ｃｐである。
【００１７】図３は、噴射ヘッドの他の例を示す図で、
図中、２０は噴射ヘッド、２１は電歪振動子、２２は動
振信号源、２３は荷電電極、２４は荷電信号源、２５は
偏向電極、２６は偏向電源、２７は基体、２８はガタ
ー、２９は非透光性材料を収容するタンク、３０は加圧
ポンプで、これは、荷電制御型あるいは連続流型とよば
れているインクジェット装置として知られているもので
あり、この噴射ヘッドも非透光性材料を噴射し、所望の
非透光性材料のパターンを形成するのに好適に利用でき
る。
図中、２０は噴射ヘッド、２１は電歪振動子、２２は動
振信号源、２３は荷電電極、２４は荷電信号源、２５は
偏向電極、２６は偏向電源、２７は基体、２８はガタ
ー、２９は非透光性材料を収容するタンク、３０は加圧
ポンプで、これは、荷電制御型あるいは連続流型とよば
れているインクジェット装置として知られているもので
あり、この噴射ヘッドも非透光性材料を噴射し、所望の
非透光性材料のパターンを形成するのに好適に利用でき
る。
【００１８】図３に示した噴射ヘッドが図２に示した噴
射ヘッドと違う点は、加圧ポンプを使用して噴射を行う
ため、ドロップ形成頻度が高く、高速なパターン形成が
できるという点である。又、噴射ドロップの飛翔速度も
速い（１５〜２０ｍ／ｓ）ため、安定したドロップ噴射
を行うことができるという特徴も有している。別の見方
をすると、この図３に示した荷電制御方式の噴射ヘッド
は噴射力が強く、その飛距離を大きくできるという利点
がある。この利点を利用すると、３次元的な立体物に
も、本発明の方式によるリソグラフィーが可能となる。
つまり、上記の説明では、レジスト層を形成した基体
は、平体状のものであったが、立体物の表面にレジスト
層を設けて（主に液状レジストのディッピングによって
行う）、その表面に、噴射力の強い噴射ヘッドを利用す
ることによって、非透光性材料（インク）によるマスキ
ングを行い、その後、露光、現像、エッチング等を行う
ことによって、３次元物体の表面にフォトリソグラフィ
ーのパターンを形成することが可能となる。
射ヘッドと違う点は、加圧ポンプを使用して噴射を行う
ため、ドロップ形成頻度が高く、高速なパターン形成が
できるという点である。又、噴射ドロップの飛翔速度も
速い（１５〜２０ｍ／ｓ）ため、安定したドロップ噴射
を行うことができるという特徴も有している。別の見方
をすると、この図３に示した荷電制御方式の噴射ヘッド
は噴射力が強く、その飛距離を大きくできるという利点
がある。この利点を利用すると、３次元的な立体物に
も、本発明の方式によるリソグラフィーが可能となる。
つまり、上記の説明では、レジスト層を形成した基体
は、平体状のものであったが、立体物の表面にレジスト
層を設けて（主に液状レジストのディッピングによって
行う）、その表面に、噴射力の強い噴射ヘッドを利用す
ることによって、非透光性材料（インク）によるマスキ
ングを行い、その後、露光、現像、エッチング等を行う
ことによって、３次元物体の表面にフォトリソグラフィ
ーのパターンを形成することが可能となる。
【００１９】次に、本発明の他の特徴について説明す
る。本発明によって基板上に形成される樹脂パターン
は、その後、エッチングによってリソグラフィーを行う
ための耐エッチングマスクとしての機能を有している。
従って、被覆すべき部分は完全に被覆しなければ不必要
な部分までエッチング除去されて、不都合が生じる。つ
まり、基体上に形成されたレジスト層を被覆するインク
等よりなる非透光性材料のパターンは、光を透過させて
はいけない領域は完全に被覆するようにしなければなら
ない。
る。本発明によって基板上に形成される樹脂パターン
は、その後、エッチングによってリソグラフィーを行う
ための耐エッチングマスクとしての機能を有している。
従って、被覆すべき部分は完全に被覆しなければ不必要
な部分までエッチング除去されて、不都合が生じる。つ
まり、基体上に形成されたレジスト層を被覆するインク
等よりなる非透光性材料のパターンは、光を透過させて
はいけない領域は完全に被覆するようにしなければなら
ない。
【００２０】図４は、上述のごとき本発明の特徴を説明
するための図で、ここでは、レジストとしてポジタイプ
を使用するものとして説明する。まず、図４（ａ）に示
すようなパターンを基板上にリソグラフィーで作る場合
を考える。ここで、斜線部は基板上のエッチング除去さ
れる領域、つまり、斜線を施さない領域よりエッチング
により少し高さが低くなっている領域である。この場
合、エッチング前は、斜線を施さない領域にはレジスト
があり、耐エッチングのマスカントとして作用する。こ
のようなボジタイプのレジストを使用して、耐エッチン
グマスカントを形成する場合は、インク等の非透光性材
料を斜線を施さない領域のパターンに応じて被覆してや
ればよい。その際、図４（ｃ）のような非透光性材料に
よるパターン形成の仕方を行うと、斜め方向の隣接ドッ
ト間で非被覆領域ができ、後の露光工程において、その
非被覆領域が感光し、現像時に、その感光した領域のレ
ジストが溶解して所望のパターン（この場合は、長方
向）をすきまなく覆い、耐エッチングマスカントとして
使用しうるレジストパターンを得ることができなくな
る。このような不具合をさけるためには、非透光性材料
のドットパターンを打ち込む際に、上下、左右、斜め方
向のドットの重なり率を、少なくとも図４（ｂ）に示す
ようにして、すきまに打ち込むようにする必要がある。
このようにすると、非透光性材料によって、所望パター
ン領域はすきまなく被覆され、それによって、露光時に
不必要な部分にレジストが感光することなく、現像後に
所望のパターンの耐エッチングマスカントを得ることが
可能となる。
するための図で、ここでは、レジストとしてポジタイプ
を使用するものとして説明する。まず、図４（ａ）に示
すようなパターンを基板上にリソグラフィーで作る場合
を考える。ここで、斜線部は基板上のエッチング除去さ
れる領域、つまり、斜線を施さない領域よりエッチング
により少し高さが低くなっている領域である。この場
合、エッチング前は、斜線を施さない領域にはレジスト
があり、耐エッチングのマスカントとして作用する。こ
のようなボジタイプのレジストを使用して、耐エッチン
グマスカントを形成する場合は、インク等の非透光性材
料を斜線を施さない領域のパターンに応じて被覆してや
ればよい。その際、図４（ｃ）のような非透光性材料に
よるパターン形成の仕方を行うと、斜め方向の隣接ドッ
ト間で非被覆領域ができ、後の露光工程において、その
非被覆領域が感光し、現像時に、その感光した領域のレ
ジストが溶解して所望のパターン（この場合は、長方
向）をすきまなく覆い、耐エッチングマスカントとして
使用しうるレジストパターンを得ることができなくな
る。このような不具合をさけるためには、非透光性材料
のドットパターンを打ち込む際に、上下、左右、斜め方
向のドットの重なり率を、少なくとも図４（ｂ）に示す
ようにして、すきまに打ち込むようにする必要がある。
このようにすると、非透光性材料によって、所望パター
ン領域はすきまなく被覆され、それによって、露光時に
不必要な部分にレジストが感光することなく、現像後に
所望のパターンの耐エッチングマスカントを得ることが
可能となる。
【００２１】図５は、本発明のシステムによって耐エッ
チングマスカントを形成した後のエッチング工程を示す
図で、図５（ａ）は、現像によってレジストパターン３
３を形成した後、ベーキングを行い、パターンを硬化さ
せた状態を示している。なお、基板３１の裏面には、後
工程のエッチングによっておかされないようにするため
に保護層３２を設けている。保護層３２としては、パタ
ーン形成に使用したものと同じレジストを使うことがで
きる。図５（ｂ）は、エッチング液３４にけて、エッチ
ングを行っている様子を示している。エッチング液とし
ては、これは、エッチング除去する材料によって異なる
が、たとえば、ＳｉＯ2を除去するには、フッ酸とフッ
化アンモンの緩衝エッチ液が使用される。又、Ａｌを除
去するには、リン酸が用いられる。又、基板が銅である
ような場合、あるいは、プリント基板の配線パターンを
形成するような場合（銅のパターン）は、塩化第２鉄水
溶液などが用いられる。なお、ここではエッチングとし
て湿式ケミカルエッチングの例を示しているが、エッチ
ング除去する材料によっては、プラズマドライエッチン
グも有効に用いられる。たとえば、Ｓｉウエハ上にスパ
ッタリング等によって薄膜形成されたＴａ2Ｎあるいは
Ｔａなどはプラズマドライエッチングにより、アンダー
カットがなく高精度に、しかも、短時間（数１０秒〜数
分）でエッチング除去でき、パターン形成が行われる。
チングマスカントを形成した後のエッチング工程を示す
図で、図５（ａ）は、現像によってレジストパターン３
３を形成した後、ベーキングを行い、パターンを硬化さ
せた状態を示している。なお、基板３１の裏面には、後
工程のエッチングによっておかされないようにするため
に保護層３２を設けている。保護層３２としては、パタ
ーン形成に使用したものと同じレジストを使うことがで
きる。図５（ｂ）は、エッチング液３４にけて、エッチ
ングを行っている様子を示している。エッチング液とし
ては、これは、エッチング除去する材料によって異なる
が、たとえば、ＳｉＯ2を除去するには、フッ酸とフッ
化アンモンの緩衝エッチ液が使用される。又、Ａｌを除
去するには、リン酸が用いられる。又、基板が銅である
ような場合、あるいは、プリント基板の配線パターンを
形成するような場合（銅のパターン）は、塩化第２鉄水
溶液などが用いられる。なお、ここではエッチングとし
て湿式ケミカルエッチングの例を示しているが、エッチ
ング除去する材料によっては、プラズマドライエッチン
グも有効に用いられる。たとえば、Ｓｉウエハ上にスパ
ッタリング等によって薄膜形成されたＴａ2Ｎあるいは
Ｔａなどはプラズマドライエッチングにより、アンダー
カットがなく高精度に、しかも、短時間（数１０秒〜数
分）でエッチング除去でき、パターン形成が行われる。
【００２２】図５（ｃ）は、エッチングが終了し、不要
になったレジストパターン３３および保護層３２を除去
してリソグラフィーが終了した様子を示している。基板
３１上に、コンピュータグラフィックスで作製したパタ
ーンに応じた凹凸のパターン３１´が形成されている。
この例では、エッチング除去する量を少なくし、基板の
表面に凹凸のパターンを形成する方法を示したが、エッ
チング時間を長くし、エッチングを基板の底まで進行さ
せるとレジストパターンのなかった領域が下まで貫通
し、いわゆるケミカルブランキング（化学打ち抜き）と
呼ばれる方法になる。本発明を、このケミカルブランキ
ングに応用する場合は、コンピュータグラフィックスで
所望の形状のパターンを形成し、レジスト層を形成した
基板上に非透光性材料によって前記コンピュータグラフ
ィックスのパターンをインクジェット法で描き、その
後、露光、現像、ベーキングエッチングを行うことによ
って、容易に複雑な形状の部品をフォトマスクを用いる
ことなく容易に製作することができる。又、機械的な方
法で製作するのではなく、化学的な腐食法によって製作
するので加工歪、あるいは、部品の変形とかが生じな
く、高精度の部品を安価に製作することができる。
になったレジストパターン３３および保護層３２を除去
してリソグラフィーが終了した様子を示している。基板
３１上に、コンピュータグラフィックスで作製したパタ
ーンに応じた凹凸のパターン３１´が形成されている。
この例では、エッチング除去する量を少なくし、基板の
表面に凹凸のパターンを形成する方法を示したが、エッ
チング時間を長くし、エッチングを基板の底まで進行さ
せるとレジストパターンのなかった領域が下まで貫通
し、いわゆるケミカルブランキング（化学打ち抜き）と
呼ばれる方法になる。本発明を、このケミカルブランキ
ングに応用する場合は、コンピュータグラフィックスで
所望の形状のパターンを形成し、レジスト層を形成した
基板上に非透光性材料によって前記コンピュータグラフ
ィックスのパターンをインクジェット法で描き、その
後、露光、現像、ベーキングエッチングを行うことによ
って、容易に複雑な形状の部品をフォトマスクを用いる
ことなく容易に製作することができる。又、機械的な方
法で製作するのではなく、化学的な腐食法によって製作
するので加工歪、あるいは、部品の変形とかが生じな
く、高精度の部品を安価に製作することができる。
【００２３】図６は、本発明を上述ごときのケミカルブ
ランキングに適用しない場合の例を説明するための図
で、この例では、基板の表裏に互いに鏡像関係となるよ
うにレジストパターンを形成し、両面から同時にエッチ
ングを行う方法を示している。図６（ａ）は、基板４１
の表裏にレジストパターン４２を形成した後、ベーキン
グを行い、パターンを硬化させた状態を示している。図
６（ｂ）は、両面からスプレーノズル４３によってエッ
チング液４４をふきかけてエッチングを行っている状態
を示している。図６（ｃ）は、エッチングが終了した後
に、レジスト剥離液（たとえば、東京応化工業（株）等
のレジストメーカから、各レジストに対応した専用のレ
ジスト剥離液が売り出されている）４５につけて、不要
になったレジスト（耐エッチングマスカント）４２を除
去して部品製作が終了した状態を示している。このよう
に両面からエッチングを行って、ケミカルブランキング
を行う方法は、片側からエッチングを行う方法にくらべ
て、精度の高い部品を製作できるという利点および比較
的厚い基板を使うことができるため、強度的にも強い部
品製作ができるという利点がある。
ランキングに適用しない場合の例を説明するための図
で、この例では、基板の表裏に互いに鏡像関係となるよ
うにレジストパターンを形成し、両面から同時にエッチ
ングを行う方法を示している。図６（ａ）は、基板４１
の表裏にレジストパターン４２を形成した後、ベーキン
グを行い、パターンを硬化させた状態を示している。図
６（ｂ）は、両面からスプレーノズル４３によってエッ
チング液４４をふきかけてエッチングを行っている状態
を示している。図６（ｃ）は、エッチングが終了した後
に、レジスト剥離液（たとえば、東京応化工業（株）等
のレジストメーカから、各レジストに対応した専用のレ
ジスト剥離液が売り出されている）４５につけて、不要
になったレジスト（耐エッチングマスカント）４２を除
去して部品製作が終了した状態を示している。このよう
に両面からエッチングを行って、ケミカルブランキング
を行う方法は、片側からエッチングを行う方法にくらべ
て、精度の高い部品を製作できるという利点および比較
的厚い基板を使うことができるため、強度的にも強い部
品製作ができるという利点がある。
【００２４】図７は、本発明の方法によってレジストパ
ターンを形成した後、基板上にメッキによって金属を析
出させて、パターンを形成する例を示している。図７
（ａ）は、基板５１にレジストパターン５２を形成した
後、ベーキングを行い、パターンを硬化させた状態を示
している。図７（ｂ）は、上記基板５１をカソードと
し、アノードとして、たとえば、Ｎｉ板５４を使用し、
ニッケルメッキ液５３に浸し、上記基板５１の樹脂パタ
ーン５２のない領域にＮｉメッキ５５を行っている状態
を示している。メッキ液５５としては、たとえば、スル
ファミン酸ニッケル浴などが使用される。Ｎｉメッキが
析出した後、レジストパターンを専用の剥離液によって
除去すると、基板上に、Ｎｉメッキ５５による所望のパ
ターンが形成される。この方法による別の例としては、
図７（ｃ）に示したように、Ｎｉメッキ析出後、析出金
属（Ｎｉ）５５を、基板から剥離して所望の部品を製作
することも可能である（エレクトロフォーミング法）。
ターンを形成した後、基板上にメッキによって金属を析
出させて、パターンを形成する例を示している。図７
（ａ）は、基板５１にレジストパターン５２を形成した
後、ベーキングを行い、パターンを硬化させた状態を示
している。図７（ｂ）は、上記基板５１をカソードと
し、アノードとして、たとえば、Ｎｉ板５４を使用し、
ニッケルメッキ液５３に浸し、上記基板５１の樹脂パタ
ーン５２のない領域にＮｉメッキ５５を行っている状態
を示している。メッキ液５５としては、たとえば、スル
ファミン酸ニッケル浴などが使用される。Ｎｉメッキが
析出した後、レジストパターンを専用の剥離液によって
除去すると、基板上に、Ｎｉメッキ５５による所望のパ
ターンが形成される。この方法による別の例としては、
図７（ｃ）に示したように、Ｎｉメッキ析出後、析出金
属（Ｎｉ）５５を、基板から剥離して所望の部品を製作
することも可能である（エレクトロフォーミング法）。
【００２５】以上の例は、Ｎｉメッキを利用する例であ
るが、他の例として、基板としてＳｉウエハを使用し、
レジストパターンを形成、硬化後、Ａｌをスパッタリン
グ、あるいは、蒸着によって堆積させ、その後、レジス
トパターンのみを除去することによって、Ｓｉウエハ上
にＡｌの所望のパターンを形成することができる。この
方法は、エッチングを行うことなく、Ａｌ（たとえば、
Ａｌ）の所望のパターンを形成できるため、基板上に他
のパターンあるいは材料等が設けられており、それらが
エッチング液につけられると不都合が生じる場合には、
この方法によって、Ａｌ等のパターン形成を行うことが
できる。
るが、他の例として、基板としてＳｉウエハを使用し、
レジストパターンを形成、硬化後、Ａｌをスパッタリン
グ、あるいは、蒸着によって堆積させ、その後、レジス
トパターンのみを除去することによって、Ｓｉウエハ上
にＡｌの所望のパターンを形成することができる。この
方法は、エッチングを行うことなく、Ａｌ（たとえば、
Ａｌ）の所望のパターンを形成できるため、基板上に他
のパターンあるいは材料等が設けられており、それらが
エッチング液につけられると不都合が生じる場合には、
この方法によって、Ａｌ等のパターン形成を行うことが
できる。
【００２６】
（１）請求項１に対応する効果：コンピュータグラフィ
ックスの画像情報を受けて、感光性樹脂層を表面に形成
した基体上に、非透光性材料のパターンを形成して、パ
ターンに応じた被覆領域を形成したので、その後の露
光、現像によって、感光性樹脂のパターンを高価なフォ
トマスクを使用することなく、容易に得ることができる
ようになった。 （２）請求項２に対応する効果：非透光性材料のパター
ンを形成する際の打ち込み方法を工夫し、となり合うド
ットが重なり合うようにしたので、隣接ドットのすき間
による非被覆領域がなくなり、露光時の光を遮断する機
能を完全なものとした。 （３）請求項３に対応する効果：高価なフォトマスクを
使用しないで基板上、あるいは３次元立体物の表面に、
所望のリソグラフィーパターン（エッチングによって形
成される凹凸パターン）を高精度、かつ、容易に形成で
きるようになった。 （４）請求項４に対応する効果：リソグラフィーをドラ
イエッチングで行うようにしたので、高精度なリソグラ
フィーが、フォトマスクを使用しないで実現できた。 （５）請求項５に対応する効果：フォトマスクを使用し
ない新規なケミカルブランキング法であるため、プロセ
スの短縮化、コストダウンが可能となった。 （６）請求項６に対応する効果：フォトマスクを使用し
ない新規なケミカルブランキング法で、両面からエッチ
ングするようにしたため、プロセスの短縮化、コストダ
ウンのみならず、高精度な部品の製作が可能となった。
又、片側から行う方法のものより厚い部品製作が可能と
なった。 （７）請求項７に対応する効果：フォトマスクを使用し
ない新規な薄膜（又は厚膜）パターン形成であるため、
プロセスの短縮化、コストダウンが可能となった。又、
エッチングによるパターン形成ではないので、エッチン
グ液によって基板がダメージをうけるということもな
い。 （８）請求項８に対応する効果：フォトマスクを使用せ
ず、かつ、エッチングのような化学的除去法ではない新
規な薄膜状構造物製作方法であるため、プロセスの短縮
化，コストダウンが可能となった。 （９）請求項９に対応する効果：フォトマスクを使用し
ない新規なエレクトロフォーミングパターン形成である
ため、プロセスの短縮化，コストダウンが可能となっ
た。又、エッチングによるパターン形成ではないので、
エッチング液によって基板がダメージをうけるというこ
ともない。 （１０）請求項１０に対応する効果：フォトマスクを使
用しない新規なエレクトロフォーミングによる薄状構造
物製作方法であるため、プロセスの短縮化，コストダウ
ンが可能となった。 （１１）請求項１１に対応する効果：本発明によるパタ
ーン形成方法を実施するための手段を明確にしたもので
あり、いわゆるインクジェット装置とよばれる記録装置
に使用されているインク噴射ヘッドを用いて非透光性材
料を直接、感光性樹脂層を形成した基体上に噴射して被
覆領域パターンを形成するので、光の透過、非透過の領
域を高価なフォトマスクを使用することなく、コンピュ
ータグラフィックスとインクジェット装置によって容易
に作り出すことができるようになった。又、インクジェ
ット装置を利用することにより上記非透光性材料のパタ
ーンを非接触、直接噴射によって形成できるので、使用
する基板は平面状の板状部材に限定されることなく、３
次元的な立体物に対しても容易に、パターン形成を行う
ことができる。
ックスの画像情報を受けて、感光性樹脂層を表面に形成
した基体上に、非透光性材料のパターンを形成して、パ
ターンに応じた被覆領域を形成したので、その後の露
光、現像によって、感光性樹脂のパターンを高価なフォ
トマスクを使用することなく、容易に得ることができる
ようになった。 （２）請求項２に対応する効果：非透光性材料のパター
ンを形成する際の打ち込み方法を工夫し、となり合うド
ットが重なり合うようにしたので、隣接ドットのすき間
による非被覆領域がなくなり、露光時の光を遮断する機
能を完全なものとした。 （３）請求項３に対応する効果：高価なフォトマスクを
使用しないで基板上、あるいは３次元立体物の表面に、
所望のリソグラフィーパターン（エッチングによって形
成される凹凸パターン）を高精度、かつ、容易に形成で
きるようになった。 （４）請求項４に対応する効果：リソグラフィーをドラ
イエッチングで行うようにしたので、高精度なリソグラ
フィーが、フォトマスクを使用しないで実現できた。 （５）請求項５に対応する効果：フォトマスクを使用し
ない新規なケミカルブランキング法であるため、プロセ
スの短縮化、コストダウンが可能となった。 （６）請求項６に対応する効果：フォトマスクを使用し
ない新規なケミカルブランキング法で、両面からエッチ
ングするようにしたため、プロセスの短縮化、コストダ
ウンのみならず、高精度な部品の製作が可能となった。
又、片側から行う方法のものより厚い部品製作が可能と
なった。 （７）請求項７に対応する効果：フォトマスクを使用し
ない新規な薄膜（又は厚膜）パターン形成であるため、
プロセスの短縮化、コストダウンが可能となった。又、
エッチングによるパターン形成ではないので、エッチン
グ液によって基板がダメージをうけるということもな
い。 （８）請求項８に対応する効果：フォトマスクを使用せ
ず、かつ、エッチングのような化学的除去法ではない新
規な薄膜状構造物製作方法であるため、プロセスの短縮
化，コストダウンが可能となった。 （９）請求項９に対応する効果：フォトマスクを使用し
ない新規なエレクトロフォーミングパターン形成である
ため、プロセスの短縮化，コストダウンが可能となっ
た。又、エッチングによるパターン形成ではないので、
エッチング液によって基板がダメージをうけるというこ
ともない。 （１０）請求項１０に対応する効果：フォトマスクを使
用しない新規なエレクトロフォーミングによる薄状構造
物製作方法であるため、プロセスの短縮化，コストダウ
ンが可能となった。 （１１）請求項１１に対応する効果：本発明によるパタ
ーン形成方法を実施するための手段を明確にしたもので
あり、いわゆるインクジェット装置とよばれる記録装置
に使用されているインク噴射ヘッドを用いて非透光性材
料を直接、感光性樹脂層を形成した基体上に噴射して被
覆領域パターンを形成するので、光の透過、非透過の領
域を高価なフォトマスクを使用することなく、コンピュ
ータグラフィックスとインクジェット装置によって容易
に作り出すことができるようになった。又、インクジェ
ット装置を利用することにより上記非透光性材料のパタ
ーンを非接触、直接噴射によって形成できるので、使用
する基板は平面状の板状部材に限定されることなく、３
次元的な立体物に対しても容易に、パターン形成を行う
ことができる。
【図１】 本発明によるパターン形成方法の実施に使用
して好適なパターン形成装置の一例を説明するための構
成図である。
して好適なパターン形成装置の一例を説明するための構
成図である。
【図２】 本発明の実施に使用して好適な噴射ヘッドの
一例を説明するための図である。
一例を説明するための図である。
【図３】 本発明の実施に使用して好適なパターン形成
装置の他の構成例を説明するための図である。
装置の他の構成例を説明するための図である。
【図４】 本発明によるパターン形成方法の一例を説明
するための図である。
するための図である。
【図５】 本発明によるエッチング工程の一例を説明す
るための図である。
るための図である。
【図６】 本発明によるエッチング工程の他の例を説明
するための図である。
するための図である。
【図７】 本発明によるエッチング工程の更に他の例を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図８】 従来のパターン形成方法の一例を説明するた
めの工程フロー図である。
めの工程フロー図である。
【図９】 図８に示した方法によって形成されるパター
ンの断面図を図８の工程に従って示した図である。
ンの断面図を図８の工程に従って示した図である。
１…噴射ヘッド、２…キャリッジ、３…基板保持台、４
…基板、５…非透光性材料供給チューブ、６…信号供給
ケーブル、７…噴射ヘッドコントロールボックス、８，
９…キャリッジスキンモータ、１０…コンピュータ、１
１…コントロールボックス、１２…液室、１３…流出流
路、１４…金属ダイヤフラム、１５…液室入口、１６…
非透光性材料流入流路、１７…ピエゾ電気結晶、１８…
導線、２０…噴射ヘッド、２１…電歪振動子、２２…励
振信号源、２３…荷電電極、２４…荷電信号源、２５…
偏向電極、２６…偏向電源、２７…基板、２８…ガタ
ー、２９…非透光性材料を収容するタンク、３０…加圧
ポンプ、３１…基板、３２…保護層、３３…レジストパ
ターン、３４…エッチング液、４１…基板、４２…レジ
ストパターン、４３…スプレーノズル、４４…エッチン
グ液、４５…レジスト除去剤、５１…基板、５２…レジ
ストパターン、５３…メッキ液、５４…アノード電極、
５５…析出金属、６１…基板、６２…加工すべき膜、６
３…フォトレジスト、６４…フォトマスク、６５…蒸着
膜（パターン）、６６…露光部分、６７…現像部分、６
８…エッチング部分、６９…レジスト除去部。
…基板、５…非透光性材料供給チューブ、６…信号供給
ケーブル、７…噴射ヘッドコントロールボックス、８，
９…キャリッジスキンモータ、１０…コンピュータ、１
１…コントロールボックス、１２…液室、１３…流出流
路、１４…金属ダイヤフラム、１５…液室入口、１６…
非透光性材料流入流路、１７…ピエゾ電気結晶、１８…
導線、２０…噴射ヘッド、２１…電歪振動子、２２…励
振信号源、２３…荷電電極、２４…荷電信号源、２５…
偏向電極、２６…偏向電源、２７…基板、２８…ガタ
ー、２９…非透光性材料を収容するタンク、３０…加圧
ポンプ、３１…基板、３２…保護層、３３…レジストパ
ターン、３４…エッチング液、４１…基板、４２…レジ
ストパターン、４３…スプレーノズル、４４…エッチン
グ液、４５…レジスト除去剤、５１…基板、５２…レジ
ストパターン、５３…メッキ液、５４…アノード電極、
５５…析出金属、６１…基板、６２…加工すべき膜、６
３…フォトレジスト、６４…フォトマスク、６５…蒸着
膜（パターン）、６６…露光部分、６７…現像部分、６
８…エッチング部分、６９…レジスト除去部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/40 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/027 21/306 Ｈ０５Ｋ 3/06 Ｑ
Claims (11)
- 【請求項１】 物理的もしくは化学的な除去手段もしく
は堆積手段によって基体上に微細パターンを形成するた
めのマスカントとして使用する樹脂パターンの形成方法
であって、基体上に感光性樹脂層を形成する工程と、前
記感光性樹脂層上を画像情報に応じて直接非透光性材料
で被覆する工程と、露光して前記感光性樹脂を前記非透
光性材料の被覆の有無によって選択的に感光させて潜像
を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する
工程とよりなることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】 前記非透光性材料による被覆は、前記非
透光性材料をドットとして打ち込むことによって行わ
れ、前記非透光性材料によるある一定面積の全面被覆領
域は、上下、左右、斜めの隣接ドット間において、非被
覆領域が生じないように互いに重なり合うように打ち込
まれて形成されることを特徴とする請求項１に記載のパ
ターン形成方法。 - 【請求項３】 表面に感光性樹脂層を設けた基体に非透
光性材料を噴射して所望のパターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜像を形成
する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する工程
と、前記パターンによって露出した前記基体の表面をエ
ッチング液によって腐食する工程と、不要になった前記
感光性樹脂層を除去する工程とよりなることを特徴とす
るリソグラフィーパターン形成方法。 - 【請求項４】 表面に感光性樹脂層を設けた基体に非透
光性材料を噴射して所望のパターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜像を形成
する工程と、現像によって前記潜像を顕像化する工程
と、前記パターンによって露出した前記基体の表面にド
ライエッチングを施す工程と、不要になった前記感光性
樹脂層を除去する工程とよりなることを特徴とするリソ
グラフィーパターン形成方法。 - 【請求項５】 感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂
面に非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する
工程と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜
像を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化す
る工程と、該顕像化パターンによって露出した前記基体
をエッチング液によって腐食して該基体の底面まで腐食
を行う工程と、不要になった前記感光性樹脂を除去する
工程とよりなることを特徴とするケミカルブランキング
方法。 - 【請求項６】 表裏に感光性樹脂層を設けた基体の感光
性樹脂面に非透光性材料を噴射して、表裏で鏡像関係と
なるパターンを形成する工程と、前記感光性樹脂層に感
光する光を前記基体の表裏に照射して前記パターンの潜
像を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化す
る工程と、該顕像化されたパターンによって露出した前
記基体の表裏両面からエッチング液によって腐食し、該
両面の間を貫通させる工程と、不要になった前記感光性
樹脂を除去する工程とよりなることを特徴とするケミカ
ルブランキング方法。 - 【請求項７】 感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂
面に非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する
工程と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜
像を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化す
る工程と、該顕像化されたパターンによって露出した前
記基体面に薄膜を形成する工程と、前記感光性樹脂を除
去する工程とよりなることを特徴とする薄膜パターン形
成方法。 - 【請求項８】 感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂
面に非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する
工程と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜
像を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化す
る工程と、該顕像化されたパターンによって露出した前
記基体面に薄膜を形成する工程と、前記感光性樹脂と前
記薄膜を除去分離する工程とよりなることを特徴とする
薄膜状構造物形成方法。 - 【請求項９】 感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹脂
面に非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成する
工程と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの潜
像を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化す
る工程と、該顕像化されたパターンによって露出した前
記基体面に、該基体を陽極として、メッキによって前記
顕像化パターンの有無に応じて選択的に金属を析出させ
る工程と、前記感光性樹脂を除去する工程とよりなるこ
とを特徴とするエレクトロフォーミング形成方法。 - 【請求項１０】 感光性樹脂層を設けた基体の感光性樹
脂面に非透光性材料を噴射して所望のパターンを形成す
る工程と、前記感光性樹脂層を感光して前記パターンの
潜像を形成する工程と、現像によって前記潜像を顕像化
する工程と、該顕像化されたパターンによって露出した
前記基体面に、該基体を陽極として、メッキによって前
記顕像化パターンの有無に応じて選択的に金属を析出さ
せる工程と、メッキ析出された膜状構造物を前記基体か
ら分離させる工程とよりなることを特徴とするエレクト
ロフォーミング形成方法。 - 【請求項１１】 表面に感光性樹脂層を設けた基体を保
持する保持手段と、前記基体と相対する位置に置かれた
非透光性材料を噴射するための噴射ヘッドと、該噴射ヘ
ッドに画像情報を入力する手段とよりなり、前記噴射ヘ
ッドは、前記非透光性材料を噴射しながら前記基体と相
対運動を行い、該基体の感光性樹脂層に前記画像情報に
応じて、非透光性材料のパターンを描くことを特徴とす
るパターン形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00899894A JP3560356B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | フォトリソグラフィー方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00899894A JP3560356B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | フォトリソグラフィー方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000133743A Division JP2000347419A (ja) | 2000-01-01 | 2000-05-02 | パターン形成方法及びパターン形成基体 |
| JP2000133676A Division JP2000356856A (ja) | 2000-01-01 | 2000-05-02 | 感光性樹脂への露光方法及び感光性樹脂造形物 |
| JP2004152262A Division JP3818385B2 (ja) | 2004-05-21 | 2004-05-21 | パターン形成方法および微細パターン構造物の形成方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07219236A true JPH07219236A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3560356B2 JP3560356B2 (ja) | 2004-09-02 |
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ID=11708363
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00899894A Expired - Fee Related JP3560356B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | フォトリソグラフィー方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3560356B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0910816A1 (en) * | 1996-07-08 | 1999-04-28 | Polyfibron Technologies, Inc. | Composite relief image printing plates and methods for preparing same |
| US6312872B1 (en) | 1997-10-24 | 2001-11-06 | Macdermid Graphic Arts | Composite relief image printing plates |
| US6447983B1 (en) * | 1997-09-18 | 2002-09-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Smart photolithography |
| JP2005328037A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-11-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 膜パターンの形成方法、半導体装置の作製方法、液晶テレビジョン、及びｅｌテレビジョン |
| CN114609816A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-10 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板及其制作方法 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP00899894A patent/JP3560356B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0910816A1 (en) * | 1996-07-08 | 1999-04-28 | Polyfibron Technologies, Inc. | Composite relief image printing plates and methods for preparing same |
| EP0910816A4 (en) * | 1996-07-08 | 2000-06-07 | Polyfibron Technologies Inc | COMPOSITE HIGH PRESSURE PLATES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| US6312871B1 (en) | 1996-07-08 | 2001-11-06 | Polyfibron Technologies, Inc. | Composite relief image printing plates |
| US6399281B1 (en) | 1996-07-08 | 2002-06-04 | Macdermid Graphic Arts, Inc. | Composite relief image printing plates |
| US6447983B1 (en) * | 1997-09-18 | 2002-09-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Smart photolithography |
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| JP2005328037A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-11-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 膜パターンの形成方法、半導体装置の作製方法、液晶テレビジョン、及びｅｌテレビジョン |
| CN114609816A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-10 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板及其制作方法 |
| CN114609816B (zh) * | 2022-03-04 | 2023-07-25 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板及其制作方法 |
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