WO2006137241A1 - パターン形成方法 - Google Patents

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Abstract

 本発明は、パターン形成材料上に結像させる像の歪みを抑制し、かつ、永久パターンが形成される基体に対して凹凸追従性に優れたパターン形成材料を用いることにより、前記永久パターンを高精細に、かつ、効率よく形成可能なパターン形成方法を提供する。  このため、露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、N重露光(ただし、Nは2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定する工程と、前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行う工程と、支持体上に、クッション層と感光層とをこの順に有するパターン形成材料における該感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う工程とを含むパターン形成方法を提供する。

Description

明 細 書
パターン形成方法
技術分野
[0001] 本発明は、空間光変調素子等の光変調手段により変調された光をパターン形成材 料上に結像させて、該パターン形成材料を露光するパターン形成方法に関する。 背景技術
[0002] 空間光変調素子等で変調された光を結像光学系に通し、この光による像を所定の パターン形成材料上に結像し、該パターン形成材料を露光する露光装置が公知とな つている。該露光装置は、照射された光を各々制御信号に応じて変調する多数の描 素部が 2次元状に配列されてなる空間光変調素子と、該空間光変調素子に光を照 射する光源と、該空間光変調素子により変調された光による像をパターン形成材料 上に結像する結像光学系とを備えた露光ヘッドを備え、該露光ヘッドを前記パターン 形成材料の露光面上に対して相対移動させながら動作させることにより、所望の 2次 元パターンを前記パターン形成材料の露光面上に形成することができる(非特許文 献 1及び特許文献 1参照)。
[0003] 前記露光装置の前記露光ヘッドにおいて、空間光変調素子として、一般的に入手 可能な大きさのデジタル ·マイクロミラー ·デバイス (DMD)を用いる場合等、光源ァレ ィの構成等によっては、単一の露光ヘッドで十分な大きさの露光面積をカバーするこ とが困難である。そのため、複数の前記露光ヘッドを並列使用し、該露光ヘッドを走 查方向に対して傾斜させて用いる形態の露光装置が提案されて 、る。
[0004] 例えば、特許文献 2には、マイクロミラーが矩形格子状に配された DMDを有する複 数の露光ヘッドが走査方向に対して傾斜させられ、傾斜して 、る DMDの両側部の 三角形状の部分が、走査方向と直行する方向に隣接する DMD間で互 、に補完し 合うような設定で、各露光ヘッドが取り付けられた露光装置が記載されて 、る。
[0005] また、特許文献 3には、矩形格子状の DMDを有する複数の露光ヘッドが走査方向 に対して傾斜させられずに又は微小角だけ傾斜させられ、走査方向と直行する方向 に隣接する DMDによる露光領域が所定幅だけ重なり合うような設定で、各露光へッ ドが取り付けられ、各 DMDの露光領域間の重なり合い部分に相当する個所におい て、駆動すべきマイクロミラーの数を一定の割合で漸減又は漸増させ、各 DMDによ る露光領域を平行四辺形状とした露光装置が記載されている。
[0006] しかしながら、前記露光ヘッドを複数用いて、走査方向に対して傾斜させて露光を 行う場合、前記露光ヘッド間の相対位置や相対取付角度の微調整は一般に難しぐ 理想の相対位置及び相対取付角度力 わずかにずれるという問題がある。
[0007] 一方、解像度の向上等のため、前記露光ヘッドを、一の描素部からの光線の走査 線力 別の描素部力 の光線の走査線と一致するようにして用い、前記パターン形成 材料の露光面上の各点を実質的に複数回重ねて露光する多重露光形式の露光装 置が提案されている。
[0008] たとえば、特許文献 4には、露光面上に形成される 2次元パターンの解像度を向上 させ、滑らかな斜め線を含むパターンの表現を可能にするため、複数のマイクロミラ 一 (描素部)が 2次元状に配された矩形の DMDを、走査方向に対して傾斜させて用 V、、近接するマイクロミラー力 の露光スポットが露光面上で一部重なり合うようになし た露光装置が記載されて 、る。
[0009] また、特許文献 5には、やはり矩形の DMDを走査方向に対して傾斜させて用いる ことによって、露光面上で露光スポットを重ね合わせて合計の照明色度を変化させる ことによるカラーイメージの表現や、マイクロレンズの一部欠陥等の要因によるィメー ジングェラーの抑制を可能とした露光装置が記載されている。
[0010] し力しながら、前記多重露光を行う場合においても、前記露光ヘッドの取付角度が 理想の設定傾斜角度からずれることにより、露光される前記パターン形成材料の露 光面上の個所においては、露光スポットの密度や配列が、他の部分とは異なったも のとなり、前記パターン形成材料上に結像させる像の解像度や濃度にむらが生じ、さ らに、形成したパターンのエッジラフネスが大きくなるという問題がある。
[0011] さらに、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれのみならず、前記描素部と 前記パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差や、前記描素部自体の 歪み等によって生じるパターン歪みも、前記パターン形成材料の露光面上に形成さ れる前記パターンの解像度や濃度にむらを生じさせる原因となる。 [0012] これらの問題に対し、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度の調整精度、及び光 学系の調整精度等を向上させる方法が考えられるが、精度の向上を追求すると、製 造コストが非常に高くなつてしまうという問題がある。同様の問題は、前記露光装置の みならず、インクジェットプリンタ一等の各種描画装置において生じうるものである。
[0013] 他方、前記問題とは別に、配線パターンなどの永久パターンを形成する基体に凹 凸が存在する場合や、該基体上に微少なゴミが付着する場合、更には、前記基体上 にパターン形成材料を積層する場合に気泡ができてしまう場合には、前記基体と前 記パターン形成材料との間に未接着部分が生じてしまい、高精細な永久パターンを 形成できな ヽと ヽぅ問題がある。
[0014] この問題を解決するために、前記特許文献 6及び 7には、基材に水を塗布したのち 、回路形成用感光性フィルムを積層する方法が提案されている。しかし、この提案で は、水の薄い層を均一に付着させるようにするため、基体表面を清浄にしなければな らず、また、小径スルーホール等が存在する場合は、スルーホール中に溜まった水 分が感光層と反応を起こしやすぐ現像性を低下させる等の問題がある。
[0015] 前記特許文献 8には、基体に液状の榭脂を積層して接着中間層を形成した後、回 路形成用感光性フィルムを積層する方法が提案されている。しかし、この提案では、 小径スルーホールの現像性、剥離性等が低下し、液状榭脂塗布によるコスト増加等 の問題がある。
[0016] 前記特許文献 9及び 10には、真空ラミネーターを用いて減圧下に積層する方法が 提案されている。しかし、この提案では、装置が高価であり、真空引きに時間がかかる 等の問題がある。
[0017] よって、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記 パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪 み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影響を均して前記パターン 形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむ らを軽減し、かつ、永久パターンが形成される基体に対して凹凸追従性に優れたパ ターン形成材料を用いることにより、前記永久パターンを高精細に、かつ、効率よく形 成可能なパターン形成方法は未だ提供されておらず、更なる改良開発が望まれてい るのが現状である。
[0018] 特許文献 1 特開 2004- - 1244号公報
特許文献 2特開 2004- - 9595号公報
特許文献 3特開 2003- - 195512号公報
特許文献 4米国特許第 6493867号明細書
特許文献 5特表 2001 - - 500628号公報
特許文献 6特開昭 57 - 21890号公報公報
特許文献 7特開昭 57 - 21891号公報
特許文献 8特開昭 52 - 154363号公報
特許文献 9特公昭 53— 31670号公報
特許文献 10:特開昭 51— 63702号公報
非特許文献 1:石川明人"マスクレス露光による開発短縮と量産適用化"、「エレクロト -クス実装技術」、株式会社技術調査会、 Vol.18, No.6、 2002年、 p.74-79 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0019] 本発明は、力かる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解 決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、前記露光ヘッドの 取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記パターン形成材料の露光面 との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪 みによる露光量のばらつきの影響を均して前記パターン形成材料の被露光面上に 形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減し、かつ、永久パ ターンが形成される基体に対して凹凸追従性に優れたパターン形成材料を用いるこ とにより、前記永久パターンを高精細に、かつ、効率よく形成可能なパターン形成方 法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0020] 前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
< 1 > 支持体上に、クッション層と感光層とをこの順に有するパターン形成材料に おける該感光層に対し、 光照射手段、及び前記光照射手段からの光を受光し出射する n個 (ただし、 nは 2 以上の自然数)の 2次元状に配列された描素部を有し、パターン情報に応じて前記 描素部を制御可能な光変調手段を備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査 方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度 Θをなすように配置され た露光ヘッドを用い、
前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部の うち、 N重露光 (ただし、 Nは 2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定するェ 程と、
前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段によ り指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行うェ 程と、
前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う 工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法である。該 < 1 >に記載のパターン形成方 法においては、前記クッション層を有するパターン形成材料を用いることにより、永久 パターンを形成する基体に対する凹凸追従性が向上する。前記露光ヘッドについて 、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光 (ただし、 N は 2以上の自然数)に使用する前記描素部が指定され、描素部制御手段により、前 記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、 前記描素部が制御される。前記露光ヘッドを、前記感光層に対し走査方向に相対的 に移動させて露光が行われることにより、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度の ずれによる前記パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像 度のばらつきや濃度のむらが均される。この結果、前記パターン形成材料への露光 が高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、高精細な パターンが形成される。
< 2> クッション層力 熱可塑性榭脂を含む前記く 1 >に記載のパターン形成方 法である。
< 3 > 熱可塑性榭脂の軟化点が、 80°C以下である前記 < 1 >から < 2>のいず れかに記載のパターン形成方法である。
<4> クッション層力 アルカリ性液に対して膨潤性乃至可溶性である前記く 1 > 力もく 3 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<5> クッション層力 アルカリ性液に対して不溶性である前記 <1>から <4>の V、ずれかに記載のパターン形成方法である。
<6> クッション層の厚みが 3〜50/ζπιである前記 <1>から <5>のいずれかに 記載のパターン形成方法である。
<7> クッション層と感光層との間に物質の移動を抑制可能なノ リア層を形成する 前記く 1>からく 6 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<8> バリア層が、水溶性乃至水分散性である前記 < 7 >に記載のパターン形成 方法である。
< 9 > バリア層における酸素透過率が、温度 23°C、相対湿度 60%の条件下で、 100cc/m2 · day · atm以下である前記 <7>から <8>の!、ずれかに記載のパター ン形成方法である。
[0022] <10> バリア層力 ビュル重合体及びビュル共重合体の少なくともいずれかを含 む前記 < 8 >から < 9 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<11> 感光層の厚みが 0. 1〜10 111でぁる前記<1>から<10>のぃずれか に記載のパターン形成方法である。
<12> 基体上にパターン形成材料を加熱及び加圧の少なくともいずれかを行い ながら積層し、露光する前記 <1>からく 11 >のいずれかに記載のパターン形成方 法である。
[0023] <13> 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の 前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ 領域の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域における N重露光を 実現するために使用する前記描素部を指定する前記 < 1 >から < 12 >のいずれか に記載のパターン形成方法である。該く 13 >に記載のパターン形成方法において は、露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露 光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域の 露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域における N重露光を実現す るために使用する前記描素部が指定されることにより、前記露光ヘッドの取付位置や 取付角度のずれによる前記パターン形成材料の被露光面上のヘッド間つなぎ領域 に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが均される。この結果、 前記パターン形成材料への露光が高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層 を現像することにより、高精細なパターンが形成される。
< 14> 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の 前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ 領域以外の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域にお ける N重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する前記 < 13 >に記載 のパターン形成方法である。該く 14 >に記載のパターン形成方法においては、露 光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光へッ ドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の露 光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外における N重露光を実現 するために使用する前記描素部が指定されることにより、前記露光ヘッドの取付位置 や取付角度のずれによる前記パターン形成材料の被露光面上のヘッド間つなぎ領 域以外に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが均される。こ の結果、前記パターン形成材料への露光が高精細に行われる。例えば、その後、前 記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。
< 15 > 設定傾斜角度 Θ力 N重露光数の N、描素部の列方向の個数 s、前記描 素部の列方向の間隔 P、及び露光ヘッドを傾斜させた状態にぉ 、て該露光ヘッドの 走査方向と直交する方向に沿った描素部の列方向のピッチ δに対し、次式、 spsin Θ ≥Ν δを満たす Θ に対し、 θ≥ Θ の関係を満たすように設定される前記 < 1 ideal ideal ideal
>からく 14 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。
< 16 > N重露光の N力 3以上の自然数である前記 < 1 >からく 15 >のいずれ かに記載のパターン形成方法である。該く 16 >に記載のパターン形成方法におい ては、 N重露光の N力 3以上の自然数であることにより、多重描画が行われる。この 結果、埋め合わせの効果により、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによ る前記パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばら つきや濃度のむらが、より精密に均される。
[0024] く 17〉 使用描素部指定手段が、
描素部により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点 位置を、被露光面上において検出する光点位置検出手段と、
前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、 N重露光を実現するために使用 する描素部を選択する描素部選択手段と
を備える前記く 1 >力 く 16 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。
< 18 > 使用描素部指定手段が、 N重露光を実現するために使用する使用描素 部を、行単位で指定する前記く 1 >からく 17 >のいずれかに記載のパターン形成 方法である。
[0025] < 19 > 光点位置検出手段が、検出した少なくとも 2つの光点位置に基づき、露光 ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走 查方向とがなす実傾斜角度 Θ 'を特定し、描素部選択手段が、前記実傾斜角度 Θ ' と設定傾斜角度 Θとの誤差を吸収するように使用描素部を選択する前記 < 17>から く 18 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。
< 20> 実傾斜角度 Θ 'が、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の 光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度の平均値、 中央値、最大値、及び最小値のいずれかである前記く 19 >に記載のパターン形成 方法である。
く 21 > 描素部選択手段が、実傾斜角度 Θ 'に基づき、 ttan Θ ' =N (ただし、 Nは N重露光数の Nを表す)の関係を満たす tに近 、自然数 Tを導出し、 m行 (ただし、 m は 2以上の自然数を表す)配列された描素部における 1行目から前記 T行目の前記 描素部を、使用描素部として選択する前記く 19 >からく 20>のいずれかに記載の パターン形成方法である。
< 22> 描素部選択手段が、実傾斜角度 θ Ίこ基づき、 ttan 0 ' =Ν (ただし、 Νは Ν重露光数の Νを表す)の関係を満たす tに近 、自然数 Tを導出し、 m行 (ただし、 m は 2以上の自然数を表す)配列された描素部における、 (T+ 1)行目力 m行目の前 記描素部を、不使用描素部として特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、 使用描素部として選択する前記く 19 >からく 20>のいずれかに記載のパターン形 成方法である。
< 23 > 描素部選択手段が、複数の描素部列により形成される被露光面上の重 複露光領域を少なくとも含む領域において、
(1)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合 計面積が最小となるように、使用描素部を選択する手段、
(2)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる 領域の描素単位数とが等しくなるように、使用描素部を選択する手段、
(3)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光 不足となる領域が生じないように、使用描素部を選択する手段、及び
(4)理想的な N重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光 過多となる領域が生じな 、ように、使用描素部を選択する手段
の!、ずれかである前記く 17>からく 22>に記載のパターン形成方法である。
< 24> 描素部選択手段が、複数の露光ヘッドにより形成される被露光面上の重 複露光領域であるヘッド間つなぎ領域において、
(1)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合 計面積が最小となるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、 不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として 選択する手段、
(2)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる 領域の描素単位数とが等しくなるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する 描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用 描素部として選択する手段、
(3)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光 不足となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部 から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部 として選択する手段、及び、 (4)理想的な N重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光 過多となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部 から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部 として選択する手段、
の!、ずれかである前記 < 17>力ら< 23 >の!、ずれかに記載のパターン形成方法で ある。
< 25 > 不使用描素部が、行単位で特定される前記く 24 >に記載のパターン形 成方法である。
[0027] < 26 > 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能 な前記描素部のうち、 N重露光の Nに対し、(N— 1)列毎の描素部列を構成する前 記描素部のみを使用して参照露光を行う前記く 17>からく 25 >のいずれかに記載 のパターン形成方法である。該く 26 >に記載のパターン形成方法においては、使 用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部 のうち、 N重露光の Nに対し、(N— 1)列毎の描素部列を構成する前記描素部のみ を使用して参照露光が行われ、略 1重描画の単純なパターンが得られる。この結果、 前記ヘッド間つなぎ領域における前記描素部が容易に指定される。
< 27> 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能 な前記描素部のうち、 N重露光の Nに対し、 1ZN行毎の描素部行を構成する前記 描素部のみを使用して参照露光を行う前記く 17>からく 25 >のいずれかに記載の パターン形成方法である。該く 27 >に記載のパターン形成方法においては、使用 描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部の うち、 N重露光の Nに対し、 1ZN行毎の描素部列を構成する前記描素部のみを使 用して参照露光が行われ、略 1重描画の単純なパターンが得られる。この結果、前記 ヘッド間つなぎ領域における前記描素部が容易に指定される。
[0028] < 28 > 使用描素部指定手段が、光点位置検出手段としてスリット及び光検出器 、並びに描素部選択手段として前記光検出器と接続された演算装置を有する前記 < 1 >から < 27 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。
< 29 > N重露光の N力 3以上 7以下の自然数である前記 < 1 >から < 28 >の V、ずれかに記載のパターン形成方法である。
[0029] < 30> 光変調手段が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成する パターン信号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パター ン信号生成手段が生成した制御信号に応じて変調させる前記 < 1 >力 く 29 >の
V、ずれかに記載のパターン形成方法である。
< 31 > パターン情報が表すパターンの所定部分の寸法が、指定された使用描素 部により実現できる対応部分の寸法と一致するように前記パターン情報を変換する 変換手段を有する前記 < 1 >からく 30 >のいずれかに記載のパターン形成方法で ある。
[0030] < 32> 光変調手段力 空間光変調素子である前記 < 1 >から < 31 >のいずれ かに記載のパターン形成方法である。
< 33 > 空間光変調素子が、デジタル 'マイクロミラー'デバイス (DMD)である前 記く 32 >に記載のパターン形成方法である。
< 34> 描素部が、マイクロミラーである前記く 1 >からく 33 >のいずれかに記載 のパターン形成方法である。
< 35 > 光照射手段が、 2以上の光を合成して照射可能である前記 < 1 >から < 3 4 >の 、ずれかに記載のパターン形成方法である。該< 35 >に記載のパターン形 成方法においては、前記光照射手段が 2以上の光を合成して照射可能であることに より、露光が焦点深度の深い露光光で行われる。この結果、前記パターン形成材料 への露光が極めて高精細に行われる。その後、前記感光層を現像することにより、極 めて高精細なパターンが形成される。
[0031] < 36 > 光照射手段が、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレ 一ザ力 それぞれ照射されたレーザビームを集光して前記マルチモード光ファイバ に結合させる集合光学系とを有する前記 < 1 >から < 35 >のいずれかに記載のバタ ーン形成方法である。該く 36 >に記載のパターン形成方法においては、前記光照 射手段により、前記複数のレーザ力 それぞれ照射されたレーザビームが前記集合 光学系により集光され、前記マルチモード光ファーバーに結合可能とすることにより、 露光が焦点深度の深い露光光で行われる。この結果、前記パターン形成材料への 露光が極めて高精細に行われる。その後、前記感光層を現像することにより、極めて 高精細なパターンが形成される。
< 37> 感光層が、バインダーと、重合性化合物と、光重合開始剤とを含む前記 < 1 >から < 36 >の!、ずれかに記載のパターン形成方法である。
< 38> バインダー力 酸性基を有する前記く 37 >に記載のパターン形成方法 である。
< 39> バインダーが、ビュル共重合体を含む前記 < 37>から < 38>のいずれ かに記載のパターン形成方法である。
<40> バインダーの酸価力 70〜250mgKOHZgである前記く 37>からく 3 9 >の 、ずれかに記載のパターン形成方法である。
<41 > 重合性化合物が、ウレタン基及びァリール基の少なくともいずれかを有す るモノマーを含む前記く 37 >力ら< 40 >の!、ずれかに記載のパターン形成方法で ある。
<42> 光重合開始剤が、ハロゲン化炭化水素誘導体、へキサァリールビイミダゾ ール、ォキシム誘導体、有機過酸化物、チォ化合物、ケトンィ匕合物、芳香族ォ -ゥム 塩及びメタ口セン類力も選択される少なくとも 1種である前記く 37 >からく 41 >のい ずれかに記載のパターン形成方法である。
<43> 感光層力 バインダーを 10〜90質量%含有し、重合性化合物を 5〜90 質量%含有する前記 < 1 >から <42>の 、ずれかに記載のパターン形成方法であ る。
<44> 支持体が、合成樹脂を含み、かつ透明である前記 < 1 >からく 43>のい ずれかに記載のパターン形成方法である。
<45> 支持体が、長尺状である前記 < 1 >から <44>のいずれかに記載のパタ ーン形成方法である。
<46> パターン形成材料力 長尺状であり、ロール状に巻かれてなる前記く 1 > 力もく 45 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<47> パターン形成材料における感光層上に保護フィルムを形成する前記く 1 >から < 46 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。 発明の効果
[0033] 本発明によると、従来における問題を解決することができ、前記露光ヘッドの取付 位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記パターン形成材料の露光面との 間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みに よる露光量のばらつきの影響を均して前記パターン形成材料の被露光面上に形成さ れる前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減し、かつ、永久パターン が形成される基体に対して凹凸追従性に優れたパターン形成材料を用いることによ り、前記永久パターンを高精細に、かつ、効率よく形成可能なパターン形成方法を提 供することができる。
図面の簡単な説明
[0034] [図 1]図 1は、パターン形成装置の一例の外観を示す斜視図である。
[図 2]図 2は、パターン形成装置のスキャナの構成の一例を示す斜視図である。
[図 3A]図 3Aは、感光層の被露光面上に形成される露光済み領域を示す平面図で ある。
[図 3B]図 3Bは、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す平面図である。
[図 4]図 4は、露光ヘッドの概略構成の一例を示す斜視図である。
[図 5A]図 5Aは、露光ヘッドの詳細な構成の一例を示す上面図である。
[図 5B]図 5Bは、露光ヘッドの詳細な構成の一例を示す側面図である。
[図 6]図 6は、図 1のパターン形成装置の DMDの一例を示す部分拡大図である。
[図 7A]図 7Aは、 DMDの動作を説明するための斜視図である。
[図 7B]図 7Bは、 DMDの動作を説明するための斜視図である。
[図 8]図 8は、露光ヘッドの取付角度誤差及びパターン歪みがある際に、被露光面上 のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。
[図 9]図 9は、 1つの DMDによる露光エリアと、対応するスリットとの位置関係を示した 上面図である。
[図 10]図 10は、被露光面上の光点の位置を、スリットを用いて測定する手法を説明 するための上面図である。
[図 11]図 11は、選択されたマイクロミラーのみが露光に使用された結果、被露光面上 のパターンに生じるむらが改善された状態を示す説明図である。
[図 12]図 12は、隣接する露光ヘッド間に相対位置のずれがある際に、被露光面上の パターンに生じるむらの例を示した説明図である。
[図 13]図 13は、隣接する 2つの露光ヘッドによる露光エリアと、対応するスリットとの位 置関係を示した上面図である。
[図 14]図 14は、被露光面上の光点の位置を、スリットを用いて測定する手法を説明 するための上面図である。
[図 15]図 15は、図 12の例において選択された使用画素のみが実動され、被露光面 上のパターンに生じるむらが改善された状態を示す説明図である。
[図 16]図 16は、隣接する露光ヘッド間に相対位置のずれ及び取付角度誤差がある 際に、被露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。
[図 17]図 17は、図 16の例において選択された使用描素部のみを用いた露光を示す 説明図である。
[図 18A]図 18Aは、倍率歪みの例を示した説明図である。
[図 18B]図 18Bは、ビーム径歪みの例を示した説明図である。
[図 19A]図 19Aは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図で ある。
[図 19B]図 19Bは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図で ある。
[図 20]図 20は、複数露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図である
[図 21A]図 21Aは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図で ある。
[図 21B]図 21Bは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図で ある。
[図 22]図 22は、複数露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図である [図 23]図 23は、比較例 1において、各画素列の傾斜角度が均一ではなくなる「角度 歪み」により、被露光面上のパターンに生じたむらの例を示した説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0035] (パターン形成方法)
本発明のパターン形成方法は、支持体上に、クッション層と感光層とをこの順に有 するパターン形成材料における該感光層に対し、光照射手段、及び前記光照射手 段からの光を受光し出射する n個(ただし、 nは 2以上の自然数)の 2次元状に配列さ れた描素部を有し、パターン情報に応じて前記描素部を制御可能な光変調手段を 備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査方向に対し、前記描素部の列方向 が所定の設定傾斜角度 Θをなすように配置された露光ヘッドを用い、
前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部の うち、 N重露光 (ただし、 Nは 2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定するェ 程と、
前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段によ り指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行うェ 程と、
前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う 工程と
を含み、適宜選択したその他の工程を含む。
[0036] 本発明にお 、て「N重露光」とは、前記感光層の被露光面上の露光領域の略すベ ての領域において、前記露光ヘッドの走査方向に平行な直線が、前記被露光面上 に照射された N本の光点列 (画素列)と交わるような設定による露光を指す。ここで、「 光点列 (画素列)」とは、前記描素部により生成された描素単位としての光点 (画素) の並びうち、前記露光ヘッドの走査方向となす角度がより小さい方向の並びを指すも のとする。なお、前記描素部の配置は、必ずしも矩形格子状でなくてもよぐたとえば 平行四辺形状の配置等であってもよ 、。
ここで、露光領域の「略すベての領域」と述べたのは、各描素部の両側縁部では、 描素部列を傾斜させたことにより、前記露光ヘッドの走査方向に平行な直線と交わる 使用描素部の描素部列の数が減るため、かかる場合に複数の露光ヘッドをつなぎ合 わせるように使用したとしても、該露光ヘッドの取付角度や配置等の誤差により、走査 方向に平行な直線と交わる使用描素部の描素部列の数がわずかに増減することが あるため、また、各使用描素部の描素部列間のつなぎの、解像度分以下のごくわず かな部分では、取付角度や描素部配置等の誤差により、走査方向と直交する方向に 沿った描素部のピッチが他の部分の描素部のピッチと厳密に一致せず、走査方向に 平行な直線と交わる使用描素部の描素部列の数が ± 1の範囲で増減することがある ためである。なお、以下の説明では、 Nが 2以上の自然数である N重露光を総称して 「多重露光」という。さらに、以下の説明では、本発明の露光装置又は露光方法を、 描画装置又は描画方法として実施した形態について、「N重露光」及び「多重露光」 に対応する用語として、「N重描画」及び「多重描画」という用語を用いるものとする。 前記 N重露光の Nとしては、 2以上の自然数であれば、特に制限はなぐ目的に応 じて適宜選択することができる力 3以上の自然数が好ましぐ 3以上 7以下の自然数 力 り好ましい。
[0037] <パターン形成装置 >
本発明のパターン形成方法に係るパターン形成装置の一例について図面を参照 しながら説明する。
前記パターン形成装置としては、 Vヽゎゆるフラットベッドタイプの露光装置とされて おり、図 1に示すように、前記感光性フィルムにおける少なくとも前記感光層が積層さ れてなるシート状の感光性積層体 12 (以下、「感光材料 12」、「感光層 12」ということ がある)を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ 14を備えている。 4本の脚 部 16に支持された厚い板状の設置台 18の上面には、ステージ移動方向に沿って延 びた 2本のガイド 20が設置されている。ステージ 14は、その長手方向がステージ移 動方向を向くように配置されると共に、ガイド 20によって往復移動可能に支持されて いる。なお、このパターン形成装置 10には、ステージ 14をガイド 20に沿って駆動す るステージ駆動装置(図示せず)が設けられている。
[0038] 設置台 18の中央部には、ステージ 14の移動経路を跨ぐようにコの字状のゲート 22 が設けられている。コの字状のゲート 22の端部の各々は、設置台 18の両側面に固 定されている。このゲート 22を挟んで一方の側にはスキャナ 24が設けられ、他方の 側には感光材料 12の先端及び後端を検知する複数 (たとえば 2個)のセンサ 26が設 けられている。スキャナ 24及びセンサ 26はゲート 22に各々取り付けられて、ステージ 14の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ 24及びセンサ 26は、こ れらを制御する図示しな 、コントローラに接続されて 、る。
[0039] ここで、説明のため、ステージ 14の表面と平行な平面内に、図 1に示すように、互い に直交する X軸及び Y軸を規定する。
[0040] ステージ 14の走査方向に沿って上流側(以下、単に「上流側」ということがある。)の 端縁部には、 X軸の方向に向カゝつて開く「く」の字型に形成されたスリット 28が、等間 隔で 10本形成されている。各スリット 28は、上流側に位置するスリット 28aと下流側に 位置するスリット 28bと力もなつている。スリット 28aとスリット 28bとは互いに直交すると ともに、 X軸に対してスリット 28aは— 45度、スリット 28bは +45度の角度を有している
[0041] スリット 28の位置は、前記露光ヘッド 30の中心と略一致させられている。また、各ス リット 28の大きさは、対応する露光ヘッド 30による露光エリア 32の幅を十分覆う大きさ とされている。また、スリット 28の位置としては、隣接する露光済み領域 34間の重複 部分の中心位置と略一致させてもよい。この場合、各スリット 28の大きさは、露光済み 領域 34間の重複部分の幅を十分覆う大きさとする。
[0042] ステージ 14内部の各スリット 28の下方の位置には、それぞれ、後述する使用描素 部指定処理において、描素単位としての光点を検出する光点位置検出手段としての 単一セル型の光検出器(図示せず)が組み込まれている。また、各光検出器は、後述 する使用描素部指定処理にお!、て、前記描素部の選択を行う描素部選択手段とし ての演算装置(図示せず)に接続されている。
[0043] 露光時における前記パターン形成装置の動作形態はとしては、露光ヘッドを常に 移動させながら連続的に露光を行う形態であってもよいし、露光ヘッドを段階的に移 動させながら、各移動先の位置で露光ヘッドを静止させて露光動作を行う形態であ つてもよい。
[0044] < <露光ヘッド > >
各露光ヘッド 30は、後述する内部のデジタル 'マイクロミラ一'デバイス(DMD) 36 の各描素部 (マイクロミラー)列方向が、走査方向と所定の設定傾斜角度 Θをなすよ うに、スキャナ 24に取り付けられている。このため、各露光ヘッド 30による露光エリア 32は、走査方向に対して傾斜した矩形状のエリアとなる。ステージ 14の移動に伴い 、感光層 12には露光ヘッド 30ごとに帯状の露光済み領域 34が形成される。図 2及 び図 3Bに示す例では、 2行 5列の略マトリックス状に配列された 10個の露光ヘッドが 、スキャナ 24に備えられている。
なお、以下において、 m行目の n列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は 、露光ヘッド 30 と表記し、 m行目の n列目に配列された個々の露光ヘッドによる露 mn
光エリアを示す場合は、露光エリア 32 と表記する。
mn
[0045] また、図 3A及び図 3Bに示すように、帯状の露光済み領域 34のそれぞれが、隣接 する露光済み領域 34と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光へ ッド 30の各々は、その配列方向に所定間隔 (露光エリアの長辺の自然数倍、本実施 形態では 2倍)ずらして配置されている。このため、 1行目の露光エリア 32 と露光ェ
11 リア 32 との間の露光できない部分は、 2行目の露光エリア 32 により露光することが
12 21
できる。
[0046] 露光ヘッド 30の各々は、図 4及び図 5に示すように、入射された光を画像データに 応じて描素部ごとに変調する光変調手段 (描素部ごとに変調する空間光変調素子) として、 DMD36 (米国テキサス 'インスツルメンッ社製)を備えている。この DMD36 は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた描素部制御手段としてのコントロー ラに接続されている。このコントローラのデータ処理部では、入力された画像データに 基づいて、露光ヘッド 30ごとに、 DMD36上の使用領域内の各マイクロミラーを駆動 制御する制御信号を生成する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で 生成した制御信号に基づいて、露光ヘッド 30ごとに、 DMD36の各マイクロミラーの 反射面の角度を制御する。
[0047] 図 4に示すように、 DMD36の光入射側には、光ファイバの出射端部 (発光点)が露 光エリア 32の長辺方向と一致する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を 備えたファイバアレイ光源 38、ファイバアレイ光源 38から出射されたレーザ光を補正 して DMD上に集光させるレンズ系 40、このレンズ系 40を透過したレーザ光を DMD 36に向けて反射するミラー 42がこの順に配置されている。なお図 4では、レンズ系 4 0を概略的に示してある。
[0048] 上記レンズ系 40は、図 5に詳しく示すように、ファイバアレイ光源 38から出射された レーザ光を平行光化する 1対の組合せレンズ 44、平行光化されたレーザ光の光量分 布が均一になるように補正する 1対の組合せレンズ 46、及び光量分布が補正された レーザ光を DMD36上に集光する集光レンズ 48で構成されている。
[0049] また、 DMD36の光反射側には、 DMD36で反射されたレーザ光を感光層 12の被 露光面上に結像するレンズ系 50が配置されている。レンズ系 50は、 DMD36と感光 層 12の被露光面とが共役な関係となるように配置された、 2枚のレンズ 52及び 54か らなる。
[0050] 本実施形態では、ファイバアレイ光源 38から出射されたレーザ光は、実質的に 5倍 に拡大された後、 DMD36上の各マイクロミラーからの光線が上記のレンズ系 50によ つて約 5 μ mに絞られるように設定されて!、る。
[0051] -光変調手段- 前記光変調手段としては、 n個(ただし、 nは 2以上の自然数)の 2次元状に配列さ れた前記描素部を有し、前記パターン情報に応じて前記描素部を制御可能なもので あれば、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空間光変 調素子が好ましい。
[0052] 前記空間光変調素子としては、例えば、デジタル ·マイクロミラー ·デバイス (DMD) 、 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)タイプの空間光変調素子(S LM ; Space Light Modulator)、電気光学効果により透過光を変調する光学素 子(PLZT素子)、液晶光シャツタ(FLC)などが挙げられ、これらの中でも DMDが好 適に挙げられる。
[0053] また、前記光変調手段は、形成するパターン情報に基づ!、て制御信号を生成する パターン信号生成手段を有することが好ましい。この場合、前記光変調手段は、前記 パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて光を変調させる。
前記制御信号としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、 例えば、デジタル信号が好適に挙げられる。 [0054] 以下、前記光変調手段の一例について図面を参照しながら説明する。
DMD36は図 6に示すように、 SRAMセル (メモリセル) 56上〖こ、各々描素(ピクセ ル)を構成する描素部として、多数のマイクロミラー 58が格子状に配列されてなるミラ 一デバイスである。本実施形態では、 1024列 X 768行のマイクロミラー 58が配され てなる DMD36を使用する力 このうち DMD36に接続されたコントローラにより駆動 可能すなわち使用可能なマイクロミラー 58は、 1024列 X 256行のみであるとする。 DMD36のデータ処理速度には限界があり、使用するマイクロミラー数に比例して 1 ライン当りの変調速度が決定されるので、このように一部のマイクロミラーのみを使用 することにより 1ライン当りの変調速度が速くなる。各マイクロミラー 58は支柱に支えら れており、その表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお 、本実施形態では、各マイクロミラー 58の反射率は 90%以上であり、その配列ピッチ は縦方向、横方向ともに 13. 7 mである。 SRAMセル 56は、ヒンジ及びヨークを含 む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートの CMO Sのものであり、全体はモノリシック(一体型)に構成されている。
[0055] DMD36の SRAMセル (メモリセル) 56〖こ、所望の 2次元パターンを構成する各点 の濃度を 2値で表した画像信号が書き込まれると、支柱に支えられた各マイクロミラー 58が、対角線を中心として DMD36が配置された基板側に対して ± α度 (たとえば ± 10度)のいずれかに傾く。図 7Αは、マイクロミラー 58がオン状態である + α度に 傾いた状態を示し、図 7Βは、マイクロミラー 58がオフ状態である α度に傾いた状 態を示す。このように、画像信号に応じて、 DMD36の各ピクセルにおけるマイクロミ ラー 58の傾きを、図 6に示すように制御することによって、 DMD36に入射したレーザ 光 Βはそれぞれのマイクロミラー 58の傾き方向へ反射される。
[0056] 図 6には、 DMD36の一部を拡大し、各マイクロミラー 58が + α度又は α度に制御 されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー 58のオンオフ制御は、 DM D36に接続された上記のコントローラによって行われる。また、オフ状態のマイクロミ ラー 58で反射したレーザ光 Bが進行する方向には、光吸収体(図示せず)が配置さ れている。
[0057] -光照射手段- 前記光照射手段としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ 、例えば、(超)高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、ハロゲンランプ、複写機 用などの蛍光管、 LED,半導体レーザ等の公知光源、又は 2以上の光を合成して照 射可能な手段が挙げられ、これらの中でも 2以上の光を合成して照射可能な手段が 好ましい。
前記光照射手段から照射される光としては、例えば、支持体を介して光照射を行う 場合には、該支持体を透過し、かつ用いられる光重合開始系化合物ゃ増感剤を活 性化する電磁波、紫外から可視光線、電子線、 X線、レーザ光などが挙げられ、これ らの中でもレーザ光が好ましぐ 2以上の光を合成したレーザ (以下、「合波レーザ」と 称することがある)がより好ましい。また支持体を剥離して力 光照射を行う場合でも、 同様の光を用いることができる。
[0058] 前記紫外力 可視光線の波長としては、例えば、 300-1, 500nmが好ましぐ 32 0〜800mn力より好ましく、 330〜650mn力 ^特に好まし!/、。
前記レーザ光の波長としては、 ί列えば、、 200〜1, 500nm力 S好ましく、 300〜800n m力より好ましく、 330〜500mn力更に好ましく、 400〜450nm力 ^特に好まし!/、。
[0059] 前記合波レーザを照射可能な手段としては、例えば、複数のレーザと、マルチモー ド光ファイバと、該複数のレーザ力 それぞれ照射したレーザビームを集光して前記 マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とを有する手段が好ま 、。
[0060] 前記合波レーザを照射可能な手段 (ファイバアレイ光源)としては、例えば、特開 20 05 - 258431号公報の段落番号〔0109〕〜〔0146〕に記載の手段が挙げられる。
[0061] < <使用描素部指定手段 > >
前記使用描素部指定手段としては、描素単位としての光点の位置を被露光面上に お!、て検出する光点位置検出手段と、前記光点位置検出手段による検出結果に基 づき、 N重露光を実現するために使用する描素部を選択する描素部選択手段とを少 なくとも備えることが好まし 、。
以下、前記使用描素部指定手段による、 N重露光に使用する描素部の指定方法 の例について説明する。
[0062] (1)単一露光ヘッド内における使用描素部の指定方法 本実施形態(1)では、パターン形成装置 10により、感光材料 12に対して 2重露光 を行う場合であって、各露光ヘッド 30の取付角度誤差に起因する解像度のばらつき と濃度むらとを軽減し、理想的な 2重露光を実現するための使用描素部の指定方法 を説明する。
[0063] 露光ヘッド 30の走査方向に対する描素部(マイクロミラー 58)の列方向の設定傾斜 角度 Θとしては、露光ヘッド 30の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使 用可能な 1024列 X 256行の描素部を使用してちょうど 2重露光となる角度 Θ より
ideal も、若干大きい角度を採用するものとする。
この角度 Θ は、 N重露光の数 N、使用可能なマイクロミラー 58の列方向の個数 s
ideal
、使用可能なマイクロミラー 58の列方向の間隔 p、及び露光ヘッド 30を傾斜させた状 態においてマイクロミラーによって形成される走査線のピッチ δに対し、下記式 1、 spsin θ ≥Ν δ (式 1)
iaeal
により与えられる。本実施形態における DMD36は、上記のとおり、縦横の配置間 隔が等しい多数のマイクロミラー 58が矩形格子状に配されたものであるので、 pcos θ = δ (式 2)
ideal
であり、上記式 1は、
stan Q =N (式 3)
ideal
となる。本実施形態(1)では、上記のとおり s = 256、 N = 2であるので、前記式 3より、 角度 Θ は約 0. 45度である。したがって、設定傾斜角度 Θとしては、たとえば 0. 5 ideal
0度程度の角度を採用するとよい。パターン形成装置 10は、調整可能な範囲内で、 各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の取付角度がこの設定傾斜角度 Θに近い角度 となるように、初期調整されているものとする。
[0064] 図 8は、上記のように初期調整されたパターン形成装置 10において、 1つの露光へ ッド 30の取付角度誤差、及びパターン歪みの影響により、被露光面上のパターンに 生じるむらの例を示した説明図である。以下の図面及び説明においては、各描素部 (マイクロミラー)により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位として の光点にっ 、て、第 m行目の光点 ¾τ (m)、第 n列目の光点を c (n)、第 m行第 n列の 光点を P (m, n)とそれぞれ表記するものとする。 [0065] 図 8の上段部分は、ステージ 14を静止させた状態で感光材料 12の被露光面上に 投影される、使用可能なマイクロミラー 58からの光点群のパターンを示し、下段部分 は、上段部分に示したような光点群のパターンが現れて 、る状態でステージ 14を移 動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を示 したものである。
なお、図 8では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー 58の奇数列による 露光パターンと偶数列による露光パターンを分けて示してあるが、実際の被露光面 上における露光パターンは、これら 2つの露光パターンを重ね合わせたものである。
[0066] 図 8の例では、設定傾斜角度 0を上記の角度 0 よりも若干大きい角度を採用し
ideal
た結果として、また露光ヘッド 30の取付角度の微調整が困難であるために、実際の 取付角度と上記の設定傾斜角度 Θとが誤差を有する結果として、被露光面上のいず れの領域においても濃度むらが生じている。具体的には、奇数列のマイクロミラーに よる露光パターン及び偶数列のマイクロミラーによる露光パターンの双方で、複数の 描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域において、理想的な 2重露 光に対して露光過多となり、描画が冗長となる領域が生じ、濃度むらが生じている。
[0067] さらに、図 8の例では、被露光面上に現れるパターン歪みの一例であって、被露光 面上に投影された各画素列の傾斜角度が均一ではなくなる「角度歪み」が生じてい る。このような角度歪みが生じる原因としては、 DMD36と被露光面間の光学系の各 種収差やアラインメントずれ、及び DMD36自体の歪みやマイクロミラーの配置誤差 等が挙げられる。
図 8の例に現れている角度歪みは、走査方向に対する傾斜角度が、図の左方の列 ほど小さく、図の右方の列ほど大きくなつている形態の歪みである。この角度歪みの 結果として、露光過多となっている領域は、図の左方に示した被露光面上ほど小さく 、図の右方に示した被露光面上ほど大きくなつている。
[0068] 上記したような、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域に おける濃度むらを軽減するために、前記光点位置検出手段としてスリット 28及び光 検出器の組を用い、露光ヘッド 30ごとに実傾斜角度 Θ 'を特定し、該実傾斜角度 Θ ' に基づき、前記描素部選択手段として前記光検出器に接続された前記演算装置を 用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。 実傾斜角度 θ Ίま、光点位置検出手段が検出した少なくとも 2つの光点位置に基づ き、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光へ ッドの走査方向とがなす角度により特定される。
以下、図 9及び 10を用いて、前記実傾斜角度 Θ 'の特定、及び使用画素選択処理 について説明する。
[0069] 一実傾斜角度 の特定
図 9は、 1つの DMD36による露光エリア 32と、対応するスリット 28との位置関係を 示した上面図である。スリット 28の大きさは、露光エリア 32の幅を十分覆う大きさとさ れている。
本実施形態(1)の例では、露光エリア 32の略中心に位置する第 512列目の光点 列と露光ヘッド 30の走査方向とがなす角度を、上記の実傾斜角度 Θ 'として測定す る。具体的には、 DMD36上の第 1行目第 512列目のマイクロミラー 58、及び第 256 行目第 512列目のマイクロミラー 58をオン状態とし、それぞれに対応する被露光面 上の光点 P (l, 512)及び Ρ (256, 512)の位置を検出し、それらを結ぶ直線と露光 ヘッドの走査方向とがなす角度を実傾斜角度 Θ 'として特定する。
[0070] 図 10は、光点 Ρ (256, 512)の位置の検出手法を説明した上面図である。
まず、第 256行目第 512列目のマイクロミラー 58を点灯させた状態で、ステージ 14 をゆっくり移動させてスリット 28を Υ軸方向に沿って相対移動させ、光点 Ρ (256, 512 )が上流側のスリット 28aと下流側のスリット 28bの間に来るような任意の位置に、スリツ ト 28を位置させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標を (XO, YO)と する。この座標 (XO, YO)の値は、ステージ 14に与えられた駆動信号が示す上記の 位置までのステージ 14の移動距離、及び、既知であるスリット 28の X方向位置力も決 定され、記録される。
[0071] 次に、ステージ 14を移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 10における右方に相対 移動させる。そして、図 10において二点鎖線で示すように、光点 P (256, 512)の光 が左側のスリット 28bを通過して光検出器で検出されたところでステージ 14を停止さ せる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標(XO, Y1)を、光点 P (256, 512)の位置として記録する。
[0072] 次いで、ステージ 14を反対方向に移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 10におけ る左方に相対移動させる。そして、図 10において二点鎖線で示すように、光点 P (25 6, 512)の光が右側のスリット 28aを通過して光検出器で検出されたところでステー ジ 14を停止させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標(XO, Y2)を 光点 P (256, 512)の位置として記録する。
[0073] 以上の測定結果から、光点 P (256, 512)の被露光面上における位置を示す座標
(X, Y)を、 Χ=ΧΟ+ (Υ1— Y2)Z2、 Y= (Y1 +Y2)Z2の計算により決定する。同 様の測定により、 P (l, 512)の位置を示す座標も決定し、それぞれの座標を結ぶ直 線と、露光ヘッド 30の走査方向とがなす傾斜角度を導出し、これを実傾斜角度 Θ 'と して特定する。
[0074] -使用描素部の選択- このようにして特定された実傾斜角度 Θ 'を用い、前記光検出器に接続された前記 演算装置は、下記式 4
ttan 0 (式 4)
の関係を満たす値 tに最も近!ヽ自然数 Tを導出し、 DMD36上の 1行目から T行目の マイクロミラーを、本露光時に実際に使用するマイクロミラーとして選択する処理を行 う。これにより、第 512列目付近の露光領域において、理想的な 2重露光に対して、 露光過多となる領域と、露光不足となる領域との面積合計が最小となるようなマイクロ ミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
[0075] ここで、上記の値 tに最も近い自然数を導出することに代えて、値 t以上の最小の自 然数を導出することとしてもよい。その場合、第 512列目付近の露光領域において、 理想的な 2重露光に対して、露光過多となる領域の面積が最小になり、かつ露光不 足となる領域が生じな 、ようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして 選択することができる。
また、値 t以下の最大の自然数を導出することとしてもよい。その場合、第 512列目 付近の露光領域において、理想的な 2重露光に対して、露光不足となる領域の面積 が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使 用するマイクロミラーとして選択することができる。
[0076] 図 11は、上記のようにして実際に使用するマイクロミラーとして選択されたマイクロミ ラーが生成した光点のみを用いて行った露光において、図 8に示した被露光面上の むらがどのように改善されるかを示した説明図である。
この例では、上記の自然数 Tとして T= 253が導出され、第 1行目力も第 253行目 のマイクロミラーが選択されたものとする。選択されな力つた第 254行目から第 256行 目のマイクロミラーに対しては、前記描素部制御手段により、常時オフ状態の角度に 設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に関与しない。図 1 1に示すとおり、第 512列目付近の露光領域では、露光過多及び露光不足は、ほぼ 完全に解消され、理想的な 2重露光に極めて近い均一な露光が実現される。
[0077] 一方、図 11の左方の領域(図中の c (l)付近)では、前記角度歪みにより、被露光 面上における光点列の傾斜角度が中央付近(図中の c (512)付近)の領域における 光線列の傾斜角度よりも小さくなつている。したがって、 c (512)を基準として測定さ れた実傾斜角度 θ Ίこ基づいて選択されたマイクロミラーのみによる露光では、偶数 列による露光パターン及び奇数列による露光パターンのそれぞれにおいて、理想的 な 2重露光に対して露光不足となる領域がわずかに生じてしまう。
し力しながら、図示の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンとを重 ね合わせてなる実際の露光パターンにおいては、露光量不足となる領域が互いに補 完され、前記角度歪みによる露光むらを、 2重露光による埋め合わせの効果で最小と することができる。
[0078] また、図 11の右方の領域(図中の c (1024)付近)では、前記角度歪みにより、被露 光面上における光線列の傾斜角度が、中央付近(図中の c (512)付近)の領域にお ける光線列の傾斜角度よりも大きくなつている。したがって、 c (512)を基準として測 定された実傾斜角度 θ Ίこ基づいて選択されたマイクロミラーによる露光では、図に 示すように、理想的な 2重露光に対して露光過多となる領域がわずかに生じてしまう。 し力しながら、図示の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンとを重 ね合わせてなる実際の露光パターンにおいては、露光過多となる領域が互いに補完 され、前記角度歪による濃度むらを、 2重露光による埋め合わせの効果で最小とする ことができる。
[0079] 本実施形態(1)では、上述のとおり、第 512列目の光線列の実傾斜角度 Θ 'が測 定され、該実傾斜角度 Θ を用い、前記式 (4)により導出された Tに基づいて使用す るマイクロミラー 58を選択したが、前記実傾斜角度 Θ 'の特定方法としては、複数の 描素部の列方向(光点列)と、前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角 度をそれぞれ測定し、それらの平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかを 実傾斜角度 Θ 'として特定し、前記式 4等によって実際の露光時に実際に使用する マイクロミラーを選択する形態としてもょ 、。
前記平均値又は前記中央値を実傾斜角度 Θ 'とすれば、理想的な N重露光に対し て露光過多となる領域と露光不足となる領域とのバランスがよい露光を実現すること ができる。例えば、露光過多となる領域と、露光量不足となる領域との合計面積が最 小に抑えられ、かつ、露光過多となる領域の描素単位数 (光点数)と、露光不足とな る領域の描素単位数 (光点数)とが等しくなるような露光を実現することが可能である また、前記最大値を実傾斜角度 Θ 'とすれば、理想的な N重露光に対して露光過 多となる領域の排除をより重要視した露光を実現することができ、例えば、露光不足 となる領域の面積を最小に抑え、かつ、露光過多となる領域が生じないような露光を 実現することが可能である。
さらに、前記最小値を実傾斜角度 Θ 'とすれば、理想的な N重露光に対して露光不 足となる領域の排除をより重要視した露光を実現することができ、例えば、露光過多 となる領域の面積を最小に抑え、かつ、露光不足となる領域が生じないような露光を 実現することが可能である。
[0080] 一方、前記実傾斜角度 Θ の特定は、同一の描素部の列(光点列)中の少なくとも 2 つの光点の位置に基づく方法に限定されない。例えば、同一描素部列 c (n)中の 1 つ又は複数の光点の位置と、該 c (n)近傍の列中の 1つ又は複数の光点の位置とか ら求めた角度を、実傾斜角度 Θ 'として特定してもよい。
具体的には、 c (n)中の 1つの光点位置と、露光ヘッドの走査方向に沿って直線上 かつ近傍の光点列に含まれる 1つ又は複数の光点位置とを検出し、これらの位置情 報から、実傾斜角度 Θ 'を求めることができる。さらに、 c (n)列近傍の光点列中の少 なくとも 2つの光点(たとえば、 c (n)を跨ぐように配置された 2つの光点)の位置に基 づいて求めた角度を、実傾斜角度 Θ 'として特定してもよい。
[0081] 以上のように、パターン形成装置 10を用いた本実施形態(1)の使用描素部の指定 方法によれば、各露光ヘッドの取付角度誤差やパターン歪みの影響による解像度の ばらつきや濃度のむらを軽減し、理想的な N重露光を実現することができる。
[0082] (2)複数露光ヘッド間における使用描素部の指定方法 < 1 >
本実施形態(2)では、パターン形成装置 10により、感光材料 12に対して 2重露光 を行う場合であって、複数の露光ヘッド 30により形成された被露光面上の重複露光 領域であるヘッド間つなぎ領域にぉ 、て、 2つの露光ヘッド (一例として露光ヘッド 30 と 30 )の X軸方向に関する相対位置の、理想的な状態からのずれに起因する解
12 21
像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な 2重露光を実現するための使用描素 部の指定方法を説明する。
[0083] 各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の設定傾斜角度 Θとしては、露光ヘッド 30の 取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な 1024列 X 256行の描 素部マイクロミラー 58を使用してちょうど 2重露光となる角度 Θ を採用するものとす
ideal
る。
この角度 Θ は、上記の実施形態(1)と同様にして前記式 1〜3から求められる。
ideal
本実施形態(2)において、パターン形成装置 10は、各露光ヘッド 30すなわち各 DM D36の取付角度がこの角度 Θ となるように、初期調整されているものとする。
ideal
[0084] 図 12は、上記のように初期調整されたパターン形成装置 10において、 2つの露光 ヘッド(一例として露光ヘッド 30 と 30 )の X軸方向に関する相対位置の、理想的な
12 21
状態からのずれの影響により、被露光面上のパターンに生じる濃度むらの例を示し た説明図である。各露光ヘッドの X軸方向に関する相対位置のずれは、露光ヘッド 間の相対位置の微調整が困難であるために生じ得るものである。
[0085] 図 12の上段部分は、ステージ 14を静止させた状態で感光材料 12の被露光面上に 投影される、露光ヘッド 30 と 30 が有する DMD36の使用可能なマイクロミラー 58
12 21
力もの光点群のパターンを示した図である。図 12の下段部分は、上段部分に示した ような光点群のパターンが現れている状態でステージ 14を移動させて連続露光を行 つた際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、露光エリア 32 と 32
12 21 につ 、て示したものである。
なお、図 12では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー 58の 1列おきの露 光パターンを、画素列群 Aによる露光パターンと画素列群 Bによる露光パターンとに 分けて示してあるが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら 2つの露光 パターンを重ね合わせたものである。
[0086] 図 12の例では、上記した X軸方向に関する露光ヘッド 30 と 30 との間の相対位
12 21
置の、理想的な状態からのずれの結果として、画素列群 Aによる露光パターンと画素 列群 Bによる露光パターンとの双方で、露光エリア 32 と 32 の前記ヘッド間つなぎ
12 21
領域にお 、て、理想的な 2重露光の状態よりも露光量過多な部分が生じてしまって いる。
[0087] 上記したような、複数の前記露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド 間つなぎ領域に現れる濃度むらを軽減するために、本実施形態(2)では、前記光点 位置検出手段としてスリット 28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド 30 と 30 力
12 21 の光点群のうち、被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域を構成する光点 のいくつかについて、その位置 (座標)を検出する。該位置 (座標)に基づいて、前記 描素部選択手段として前記光検出器に接続された演算装置を用いて、実際の露光 に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。
[0088] 一位置 (座標)の検出
図 13は、図 12と同様の露光エリア 32 及び 32 と、対応するスリット 28との位置関
12 21
係を示した上面図である。スリット 28の大きさは、露光ヘッド 30 と 30 による露光済
12 21
み領域 34間の重複部分の幅を十分覆う大きさ、すなわち、露光ヘッド 30 と 30 に
12 21 より被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域を十分覆う大きさとされている。
[0089] 図 14は、一例として露光エリア 32 の光点 P (256, 1024)の位置を検出する際の
21
検出手法を説明した上面図である。
まず、第 256行目第 1024列目のマイクロミラーを点灯させた状態で、ステージ 14を ゆっくり移動させてスリット 28を Y軸方向に沿って相対移動させ、光点 P (256, 1024 )が上流側のスリット 28aと下流側のスリット 28bの間に来るような任意の位置に、スリツ ト 28を位置させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標を (XO, YO)と する。この座標 (XO, YO)の値は、ステージ 14に与えられた駆動信号が示す上記の 位置までのステージ 14の移動距離、及び、既知であるスリット 28の X方向位置力も決 定され、記録される。
[0090] 次に、ステージ 14を移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 14における右方に相対 移動させる。そして、図 14において二点鎖線で示すように、光点 P (256, 1024)の 光が左側のスリット 28bを通過して光検出器で検出されたところでステージ 14を停止 させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標(XO, Y1)を、光点 P (256 , 1024)の位置として記録する。
[0091] 次いで、ステージ 14を反対方向に移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 14におけ る左方に相対移動させる。そして、図 14において二点鎖線で示すように、光点 P (25 6, 1024)の光が右側のスリット 28aを通過して光検出器で検出されたところでステー ジ 14を停止させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標(XO, Y2)を、 光点 P (256, 1024)として記録する。
[0092] 以上の測定結果から、光点 P (256, 1024)の被露光面における位置を示す座標 ( X, Y)を、 X=XO+ (Y1—Y2)Z2、 Υ= (Υ1 +Υ2)Ζ2の計算により決定する。
[0093] 不使用描素部の特定
図 12の例では、まず、露光エリア 32 の光点 Ρ (256, 1)の位置を、上記の光点位
12
置検出手段としてスリット 28と光検出器の組により検出する。続いて、露光エリア 32
21 の第 256行目の光点行 r (256)上の各光点の位置を、 Ρ (256, 1024) , P (256, 10 23) · · ·と順番に検出していき、露光エリア 32 の光点 P (256, 1)よりも大きい X座標
12
を示す露光エリア 32 の光点 P (256, n)が検出されたところで、検出動作を終了す
21
る。そして、露光エリア 32 の光点列 c (n+ l)から c (1024)を構成する光点に対応
21
するマイクロミラーを、本露光時に使用しないマイクロミラー(不使用描素部)として特 定する。
例えば、図 12において、露光エリア 32 の光点 P (256, 1020)力 露光エリア 32
21 1 の光点 P (256, 1)よりも大きい X座標を示し、その露光エリア 32 の光点 P (256, 1 020)が検出されたところで検出動作が終了したとすると、図 15において斜線で覆わ れた部分 70に相当する露光エリア 32 の第 1021行力も第 1024行を構成する光点
21
に対応するマイクロミラー力 本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定される。
[0094] 次に、 N重露光の数 Nに対して、露光エリア 32 の光点 P (256, N)の位置が検出
12
される。本実施形態(2)では、 N = 2であるので、光点 P (256, 2)の位置が検出され る。
続いて、露光エリア 32 の光点列のうち、上記で本露光時に使用しないマイクロミラ
21
一に対応する光点列として特定されたものを除き、最も右側の第 1020列を構成する 光点の位置を、 P (l, 1020)力も順番に P (l, 1020)、 P (2, 1020) · · ·と検出して いき、露光エリア 32 の光点 P (256, 2)よりも大きい X座標を示す光点 P (m, 1020)
12
が検出されたところで、検出動作を終了する。
その後、前記光検出器に接続された演算装置において、露光エリア 32
12の光点 P (
256, 2)の X座標と、露光エリア 32 の光点 P (m, 1020)及び P (m—1, 1020)の X
21
座標とが比較され、露光エリア 32 の光点 P (m, 1020)の X座標の方が露光エリア 3
21
2 の光点 P (256, 2)の X座標に近い場合は、露光エリア 32 の光点 P (l, 1020)
12 21
力も P (m— 1, 1020)に対応するマイクロミラーが本露光時に使用しないマイクロミラ 一として特定される。
また、露光エリア 32 の光点 P (m—1, 1020)の X座標の方が露光エリア 32 の光
21 12 点 P (256, 2)の X座標に近い場合は、露光エリア 32 の光点 P (l, 1020)力も P (m
21
- 2, 1020)に対応するマイクロミラー力 本露光に使用しないマイクロミラーとして特 定される。
さらに、露光エリア 32 の光点 P (256, N— 1)すなわち光点 P (256, 1)の位置と、
12
露光エリア 32 の次列である第 1019列を構成する各光点の位置についても、同様
21
の検出処理及び使用しないマイクロミラーの特定が行われる。
[0095] その結果、たとえば、図 15において網掛けで覆われた領域 72を構成する光点に対 応するマイクロミラーが、実際の露光時に使用しないマイクロミラーとして追加される。 これらのマイクロミラーには、常時、そのマイクロミラーの角度をオフ状態の角度に設 定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に使用されない。 [0096] このように、実際の露光時に使用しないマイクロミラーを特定し、該使用しないマイク 口ミラーを除いたものを、実際の露光時に使用するマイクロミラーとして選択すること により、露光エリア 32 と 32 の前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な 2重露
12 21
光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とする ことができ、図 15の下段に示すように、理想的な 2重露光に極めて近い均一な露光 を実現することができる。
[0097] なお、上記の例においては、図 15において網掛けで覆われた領域 72を構成する 光点の特定に際し、露光エリア 32 の光点 P (256, 2)の X座標と、露光エリア 32 の
12 21 光点 P (m, 1020)及び P (m— 1, 1020)の X座標との比較を行わずに、ただちに、 露光エリア 32 の光点 P (l, 1020)力ら P (m— 2, 1020)に対応するマイクロミラー
21
を、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定してもよい。その場合、前記ヘッド 間つなぎ領域にぉ 、て、理想的な 2重露光に対して露光過多となる領域の面積が最 小になり、かつ露光不足となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用す るマイクロミラーとして選択することができる。
また、露光エリア 32 の光点 P (l, 1020)力ら P (m— 1, 1020)に対応するマイクロ
21
ミラーを、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定してもよい。その場合、前記へ ッド間つなぎ領域において、理想的な 2重露光に対して露光不足となる領域の面積 が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使 用するマイクロミラーとして選択することができる。
さらに、前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な 2重描画に対して露光過多と なる領域の描素単位数 (光点数)と、露光不足となる領域の描素単位数 (光点数)と が等しくなるように、実際に使用するマイクロミラーを選択することとしてもよい。
[0098] 以上のように、パターン形成装置 10を用いた本実施形態(2)の使用描素部の指定 方法によれば、複数の露光ヘッドの X軸方向に関する相対位置のずれに起因する解 像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な N重露光を実現することができる。
[0099] (3)複数露光ヘッド間における使用描素部の指定方法 < 2 >
本実施形態(3)では、パターン形成装置 10により、感光材料 12に対して 2重露光 を行う場合であって、複数の露光ヘッド 30により形成された被露光面上の重複露光 領域であるヘッド間つなぎ領域にぉ 、て、 2つの露光ヘッド (一例として露光ヘッド 30 と 30 )の X軸方向に関する相対位置の理想的な状態からのずれ、並びに各露光
12 21
ヘッドの取付角度誤差、及び 2つの露光ヘッド間の相対取付角度誤差に起因する解 像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な 2重露光を実現するための使用描素 部の指定方法を説明する。
[0100] 各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の設定傾斜角度としては、露光ヘッド 30の取 付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な 1024列 X 256行の描素 部(マイクロミラー 58)を使用してちょうど 2重露光となる角度 Θ よりも若干大きい角
ideal
度を採用するものとする。
この角度 Θ は、前記式 1〜3を用いて上記(1)の実施形態と同様にして求められ
ideal
る値であり、本実施形態では、上記のとおり s = 256、 N= 2であるので、角度 Θ は
ideal 約 0. 45度である。したがって、設定傾斜角度 0としては、たとえば 0. 50度程度の角 度を採用するとよい。パターン形成装置 10は、調整可能な範囲内で、各露光ヘッド 3 0すなわち各 DMD36の取付角度がこの設定傾斜角度 Θに近い角度となるように、 初期調整されて ヽるものとする。
[0101] 図 16は、上記のように各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の取付角度が初期調 整されたパターン形成装置 10において、 2つの露光ヘッド(一例として露光ヘッド 30 と 30 )の取付角度誤差、並びに各露光ヘッド 30 と 30 間の相対取付角度誤差
2 21 12 21
及び相対位置のずれの影響により、被露光面上のパターンに生じるむらの例を示し た説明図である。
[0102] 図 16の例では、図 12の例と同様の、 X軸方向に関する露光ヘッド 30 と 30 の相
12 21 対位置のずれの結果として、一列おきの光点群 (画素列群 A及び B)による露光パタ ーンの双方で、露光エリア 32 と 32 の被露光面上の前記露光ヘッドの走査方向と
12 21
直交する座標軸上で重複する露光領域にお!、て、理想的な 2重露光の状態よりも露 光量過多な領域 74が生じ、これが濃度むらを引き起こしている。
さらに、図 16の例では、各露光ヘッドの設定傾斜角度 Θを前記式(1)を満たす角 度 Θ よりも若干大きくしたことによる結果、及び各露光ヘッドの取付角度の微調整 ideal
が困難であるために、実際の取付角度が上記の設定傾斜角度 Θからずれてしまった ことの結果として、被露光面上の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標軸上で 重複する露光領域以外の領域でも、一列おきの光点群 (画素列群 A及び B)による露 光パターンの双方で、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領 域である描素部列間つなぎ領域において、理想的な 2重露光の状態よりも露光過多 となる領域 76が生じ、これがさらなる濃度むらを引き起こしている。
[0103] 本実施形態(3)では、まず、各露光ヘッド 30 と 30 の取付角度誤差及び相対取
12 21
付角度のずれの影響による濃度むらを軽減するための使用画素選択処理を行う。 具体的には、前記光点位置検出手段としてスリット 28及び光検出器の組を用い、 露光ヘッド 30 と 30 のそれぞれについて、実傾斜角度 Θ 'を特定し、該実傾斜角
12 21
度 θ Ίこ基づき、前記描素部選択手段として光検出器に接続された演算装置を用い て、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。
[0104] 一実傾斜角度 0 ,の特定
実傾斜角度 Θ 'の特定は、露光ヘッド 30 ついては露光エリア 32 内の光点 P (l,
12 12
1)と P (256, 1)の位置を、露光ヘッド 30 については露光エリア 32 内の光点 P (l
21 21
, 1024)と P (256, 1024)の位置を、それぞれ上述した実施形態(2)で用いたスリツ ト 28と光検出器の組により検出し、それらを結ぶ直線の傾斜角度と、露光ヘッドの走 查方向とがなす角度を測定することにより行われる。
[0105] 不使用描素部の特定
そのようにして特定された実傾斜角度 Θ 'を用いて、光検出器に接続された演算装 置は、上述した実施形態(1)における演算装置と同様、下記式 4
ttan 0 (式 4)
の関係を満たす値 tに最も近い自然数 Tを、露光ヘッド 30 と 30 のそれぞれについ
12 21
て導出し、 DMD36上の第 (T+ 1)行目力も第 256行目のマイクロミラーを、本露光 に使用しないマイクロミラーとして特定する処理を行う。
例えば、露光ヘッド 30 については T= 254、露光ヘッド 30 については Τ= 255
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が導出されたとすると、図 17において斜線で覆われた部分 78及び 80を構成する光 点に対応するマイクロミラー力 本露光に使用しないマイクロミラーとして特定される。 これにより、露光エリア 32 と 32 のうちヘッド間つなぎ領域以外の各領域において 、理想的な 2重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計 面積を最小とすることができる。
[0106] ここで、上記の値 tに最も近い自然数を導出することに代えて、値 t以上の最小の自 然数を導出することとしてもよい。その場合、露光エリア 32 と 32 の、複数の露光へ
12 21
ッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の 各領域において、理想的な 2重露光に対して露光量過多となる面積が最小になり、 かつ露光量不足となる面積が生じな 、ようになすことができる。
あるいは、値 t以下の最大の自然数を導出することとしてもよい。その場合、露光ェ リア 32 と 32 の、複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域
12 21
であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域にぉ 、て、理想的な 2重露光に対して露光 不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようになす ことができる。
複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つ なぎ領域以外の各領域において、理想的な 2重露光に対して、露光過多となる領域 の描素単位数 (光点数)と、露光不足となる領域の描素単位数 (光点数)とが等しくな るように、本露光時に使用しな 、マイクロミラーを特定することとしてもよ!/、。
[0107] その後、図 17において斜線で覆われた領域 78及び 80を構成する光点以外の光 点に対応するマイクロミラーに関して、図 12から 15を用いて説明した本実施形態(3) と同様の処理がなされ、図 17において斜線で覆われた領域 82及び網掛けで覆われ た領域 84を構成する光点に対応するマイクロミラーが特定され、本露光時に使用し な!、マイクロミラーとして追加される。
これらの露光時に使用しないものとして特定されたマイクロミラーに対して、前記描 素部素制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマ イク口ミラーは、実質的に露光に関与しない。
[0108] 以上のように、パターン形成装置 10を用いた本実施形態(3)の使用描素部の指定 方法によれば、複数の露光ヘッドの X軸方向に関する相対位置のずれ、並びに各露 光ヘッドの取付角度誤差、及び露光ヘッド間の相対取付角度誤差に起因する解像 度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な N重露光を実現することができる。 [0109] 以上、パターン形成装置 10による使用描素部指定方法ついて詳細に説明したが、 上記実施形態(1)〜(3)は一例に過ぎず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の 変更が可能である。
[0110] また、上記の実施形態(1)〜(3)では、被露光面上の光点の位置を検出するため の手段として、スリット 28と単一セル型の光検出器の組を用いた力 これに限られず V、かなる形態のものを用いてもよぐたとえば 2次元検出器等を用いてもょ 、。
[0111] さらに、上記の実施形態(1)〜(3)では、スリット 28と光検出器の組による被露光面 上の光点の位置検出結果から実傾斜角度 Θ 'を求め、その実傾斜角度 θ Ίこ基づい て使用するマイクロミラーを選択したが、実傾斜角度 Θ 'の導出を介さずに使用可能 なマイクロミラーを選択する形態としてもよい。さらには、たとえばすべての使用可能 なマイクロミラーを用いた参照露光を行い、参照露光結果の目視による解像度や濃 度のむらの確認等により、操作者が使用するマイクロミラーを手動で指定する形態も 、本発明の範囲に含まれるものである。
[0112] なお、被露光面上に生じ得るパターン歪みには、上記の例で説明した角度歪みの 他にも、種々の形態が存在する。
一例としては、図 18Aに示すように、 DMD36上の各マイクロミラー 58からの光線 力 異なる倍率で露光面上の露光エリア 32に到達してしまう倍率歪みの形態がある また、別の例として、図 18Bに示すように、 DMD36上の各マイクロミラー 58からの 光線力、異なるビーム径で被露光面上の露光エリア 32に到達してしまうビーム径歪 みの形態もある。これらの倍率歪み及びビーム径歪みは、主として、 DMD36と被露 光面間の光学系の各種収差やアラインメントずれに起因して生じる。
さらに別の例として、 DMD36上の各マイクロミラー 58からの光線力 異なる光量で 被露光面上の露光エリア 32に到達してしまう光量歪みの形態もある。この光量歪み は、各種収差やアラインメントずれのほか、 DMD36と被露光面間の光学要素(たと えば 1枚レンズである図 5のレンズ 52及び 54)の透過率の位置依存性や、 DMD36 自体による光量むらに起因して生じる。これらの形態のパターン歪みも、被露光面上 に形成されるパターンに解像度や濃度のむらを生じさせる。 [0113] 上記の実施形態(1)〜(3)によれば、本露光に実際に使用するマイクロミラーを選 択した後の、これらの形態のパターン歪みの残留要素も、上記の角度歪みの残留要 素と同様、多重露光による埋め合わせの効果で均すことができ、解像度や濃度のむ らを、各露光ヘッドの露光領域全体にわたって軽減することができる。
[0114] < <参照露光 > >
上記の実施形態(1)〜(3)の変更例として、使用可能なマイクロミラーのうち、(N— 1)列おきのマイクロミラー列、又は全光点行のうち 1ZN行に相当する隣接する行を 構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行 、、均一な露光を実現できる ように、前記参照露光に使用されたマイクロミラー中、実際の露光時に使用しないマ イク口ミラーを特定することとしてもよ 、。
前記参照露光手段による参照露光の結果をサンプル出力し、該出力された参照露 光結果に対し、解像度のばらつきや濃度のむらを確認し、実傾斜角度を推定するな どの分析を行う。前記参照露光の結果の分析は、操作者の目視による分析であって ちょい。
[0115] 図 19は、単一露光ヘッドを用い、(N—1)列おきのマイクロミラーのみを使用して参 照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は 2重露光とするものとし、したがって N = 2である。まず、図 19 Aに実線で示した奇数列の光点列に対応するマイクロミラーのみを使用して参照 露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光 結果に基づき、解像度のばらつきや濃度のむらを確認したり、実傾斜角度を推定し たりすることで、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。 例えば、図 19Bに斜線で覆って示す光点列に対応するマイクロミラー以外のマイク 口ミラーが、奇数列の光点列を構成するマイクロミラー中、本露光において実際に使 用されるものとして指定される。偶数列の光点列については、別途同様に参照露光 を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、奇数列の光点列 に対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、奇数列及び 偶数列双方のマイクロミラーを使用した本露光においては、理想的な 2重露光に近い 状態が実現できる。
[0116] 図 20は、複数の露光ヘッドを用い、(N—1)列おきのマイクロミラーのみを使用して 参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は 2重露光とするものとし、したがって N = 2である。まず、図 20に実線で示した、 X軸方向に関して隣接する 2つの露光ヘッド(一例として露光へ ッド 30 と 30 )の奇数列の光点列に対応するマイクロミラーのみを使用して、参照
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露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記出力された参照露光結果に 基づき、 2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成されるヘッド間つなぎ領域以外の 領域における解像度のばらつきや濃度のむらを確認したり、実傾斜角度を推定したり することで、本露光時にお!、て使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図 20に斜線で覆って示す領域 86及び網掛けで示す領域 88内の光点列 に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラー力 奇数列の光点を構成するマイクロ ミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定される。偶数列の光点 列については、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを 指定してもよいし、奇数列目の画素列に対するパターンと同一のパターンを適用して ちょい。
このようにして本露光時に実際に使用するマイクロミラーを指定することにより、奇数 列及び偶数列双方のマイクロミラーを使用した本露光においては、 2つの露光ヘッド により被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域にぉ 、て、理想 的な 2重露光に近い状態が実現できる。
[0117] 図 21は、単一露光ヘッドを用い、全光点行数の 1ZN行に相当する隣接する行を 構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図 である。
この例では、本露光時は 2重露光とするものとし、したがって N = 2である。まず、図 21 Aに実線で示した 1行目から 128 ( = 256/2)行目の光点に対応するマイクロミラ 一のみを使用して参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプ ル出力された参照露光結果に基づき、本露光時において使用するマイクロミラーを 旨定することができる。 例えば、図 21 Bに斜線で覆つて示す光点群に対応するマイクロミラー以外のマイク 口ミラーが、第 1行目から第 128行目のマイクロミラー中、本露光時にお 、て実際に使 用されるものとして指定され得る。第 129行目から第 256行目のマイクロミラーについ ては、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定して もよいし、第 1行目から第 128行目のマイクロミラーに対するパターンと同一のパター ンを適用してもよ 、。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、全体のマイ クロミラーを使用した本露光においては、理想的な 2重露光に近い状態が実現できる 図 22は、複数の露光ヘッドを用い、 X軸方向に関して隣接する 2つの露光ヘッド( 一例として露光ヘッド 30 と 30 )について、それぞれ全光点行数の 1ZN行に相当
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する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行う形態の一 例を示した説明図である。
この例では、本露光時は 2重露光とするものとし、したがって N = 2である。まず、図 22に実線で示した第 1行目力も第 128 ( = 256Z2)行目の光点に対応するマイクロ ミラーのみを使用して、参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記 サンプル出力された参照露光結果に基づき、 2つの露光ヘッドにより被露光面上に 形成されるヘッド間つなぎ領域以外の領域における解像度のばらつきや濃度のむら を最小限に抑えた本露光が実現できるように、本露光時において使用するマイクロミ ラーを指定することができる。
例えば、図 22に斜線で覆って示す領域 90及び網掛けで示す領域 92内の光点列 に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラー力 第 1行目から第 128行目のマイクロ ミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定される。第 129行目か ら第 256行目のマイクロミラーについては、別途同様に参照露光を行って、本露光に 使用するマイクロミラーを指定してもよ 、し、第 1行目から第 128行目のマイクロミラー に対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、 2つの露光 ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域において 理想的な 2重露光に近い状態が実現できる。
[0119] 以上の実施形態(1)〜(3)及び変更例においては、いずれも本露光を 2重露光と する場合について説明した力 これに限定されず、 2重露光以上のいかなる多重露 光としてもよい。特に 3重露光力 7重露光程度とすることにより、高解像度を確保し、 解像度のばらつき及び濃度むらが軽減された露光を実現することができる。
[0120] また、上記の実施形態及び変更例に係る露光装置には、さらに、画像データが表 す 2次元パターンの所定部分の寸法が、選択された使用画素により実現できる対応 部分の寸法と一致するように、画像データを変換する機構が設けられて ヽることが好 ましい。そのように画像データを変換することによって、所望の 2次元パターンどおり の高精細なパターンを被露光面上に形成することができる。
[0121] [積層体]
前記露光の対象としては、感光層を有する前記パターン形成材料である限り、特に 制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、基体上に前記バタ ーン形成材料を形成してなる積層体に対して行われることが好ましい。
[0122] 前記積層体への露光としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することが でき、例えば、前記支持体、クッション層及びバリア層を介して前記感光層を露光し てもよく、前記支持体を剥離した後、前記クッション層及びバリア層を介して前記感光 層を露光してもよぐ前記支持体及びクッション層を剥離した後、前記バリア層を介し て前記感光層を露光してもよぐ前記支持体、クッション層及びバリア層を剥離した後 、前記感光層を露光してもよい。
[0123] <パターン形成材料 >
前記パターン形成材料としては、支持体上に、クッション層と感光層とをこの順に有 する限り、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができる。また、前記バタ ーン形成材料は、必要に応じて前記クッション層と前記感光層との間に物質の移動 を抑制可能なバリア層を有して ヽてもよ ヽ。
[0124] < <クッション層 > >
前記クッション層としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ る力 例えば、熱可塑性榭脂を含むものが好ましい。 また、前記クッション層は、アルカリ性液に対して膨潤性乃至可溶性であってもよぐ 不溶性であってもよい。
[0125] 前記クッション層がアルカリ性液に対して膨潤性乃至可溶性である場合には、前記 熱可塑性榭脂としては、例えば、エチレンとアクリル酸エステル共重合体のケンィ匕物 、スチレンと (メタ)アクリル酸エステル共重合体のケン化物、ビュルトルエンと (メタ)ァ クリル酸エステル共重合体のケンィ匕物、ポリ (メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル 酸ブチルと酢酸ビニル等の (メタ)アクリル酸エステル共重合体等のケンィ匕物、(メタ) アクリル酸エステルと (メタ)アクリル酸との共重合体、スチレンと (メタ)アクリル酸エス テルと (メタ)アクリル酸との共重合体などが挙げられる。
[0126] この場合の熱可塑性榭脂の軟ィ匕点 (Vicat)としては、特に制限はなぐ 目的に応じ て適宜選択することができる力 例えば、 80°C以下が好ましい。
前記軟ィ匕点が 80°C以下の熱可塑性榭脂としては、上述した熱可塑性榭脂の他、「 プラスチック性能便覧」(日本プラスチック工業連盟、全日本プラスチック成形工業連 合会編著、工業調査会発行、 1968年 10月 25日発行)による軟ィ匕点が約 80°C以下 の有機高分子の内、アルカリ性液に可溶なものが挙げられる。また、軟ィ匕点が 80°C 以上の有機高分子物質においても、該有機高分子物質中に該有機高分子物質と相 溶性のある各種の可塑剤を添加して実質的な軟ィ匕点を 80°C以下に下げることも可 能である。
[0127] また、前記クッション層がアルカリ性液に対して膨潤性乃至可溶性である場合には 、前記パターン形成材料の層間接着力としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適 宜選択することができるが、例えば、各層の層間接着力の中で、前記支持体と前記ク ッシヨン層との間の層間接着力力 最も小さいことが好ましい。このような層間接着力 とすることにより、前記積層体から前記支持体のみを剥離し、前記クッション層を介し て前記感光層を露光した後、アルカリ性の現像液を用いて該感光層を現像すること ができる。また、前記支持体を残したまま、前記感光層を露光した後、前記積層体か ら前記支持体のみを剥離し、アルカリ性の現像液を用いて該感光層を現像することも できる。
[0128] 前記層間接着力の調整方法としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択す ることができ、例えば、前記熱可塑性榭脂中に公知のポリマー、過冷却物質、密着改 良剤、界面活性剤、離型剤などを添加する方法が挙げられる。
[0129] 前記可塑剤としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、 例えば、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジォクチルフタレート、ジ へプチノレフタレート、ジブチノレフタレート、トリクレジルフォスフェート、クレジノレジフエ -ルフォスフェート、ビフエ-ルジフエ-ルフォスフェート等のアルコール類やエステ ル類;トルエンスルホンアミド等のアミド類、などが挙げられる。
[0130] 前記クッション層がアルカリ性液に対して不溶性である場合には、前記熱可塑性榭 脂としては、例えば、主成分がエチレンを必須の共重合成分とする共重合体が挙げ られる。
前記エチレンを必須の共重合成分とする共重合体としては、特に制限はなぐ目的 に応じて適宜選択することができる力 例えば、エチレン 酢酸ビニル共重合体 (EV A)、エチレン—ェチルアタリレート共重合体 (EEA)などが挙げられる。
[0131] 前記クッション層がアルカリ性液に対して不溶性である場合には、前記パターン形 成材料の層間接着力としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することがで きるが、例えば、各層の層間接着力の中で、前記感光層と前記クッション層との接着 力が、最も小さいことが好ましい。このような層間接着力とすることにより、前記積層体 カゝら前記支持体及びクッション層を剥離し、前記感光層を露光した後、アルカリ性の 現像液を用いて該感光層を現像することができる。また、前記支持体を残したまま、 前記感光層を露光した後、前記積層体から前記支持体と前記クッション層を剥離し、 アルカリ性の現像液を用いて該感光層を現像することもできる。
[0132] 前記層間接着力の調整方法としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択す ることができ、例えば、前記熱可塑性榭脂中に各種のポリマー、過冷却物質、密着改 良剤、界面活性剤、離型剤などを添加する方法、以下に説明するエチレン共重合比 を調整する方法などが挙げられる。
[0133] 前記エチレンを必須の共重合成分とする共重合体におけるエチレン共重合比とし ては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができる力 例えば、 60〜90 質量%が好ましぐ 60〜80質量%がより好ましぐ 65〜80質量%が特に好ましい。 前記エチレンの共重合比が、 60質量%未満になると、前記クッション層と前記感光 層との層間接着力が高くなり、該クッション層と該感光層との界面で剥離することが困 難となることがあり、 90質量%を超えると、前記クッション層と前記感光層との層間接 着力が小さくなりすぎるため、該クッション層と該感光層との間で非常に剥離しやすく 、前記クッション層を含むパターン形成材料の製造が困難となることがある。
[0134] 前記クッション層の厚みとしては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択すること ができるが、 f列; tは、、 3〜50 μ m力 S女子ましく、 5〜50 μ m力 S Jり女子ましく、 10〜40 μ m が特に好ましい。
前記厚みが、 3 m未満になると、基体の表面における凹凸や、気泡等への凹凸 追従性が低下し、高精細な永久パターンを形成できないことがあり、 50 mを超える と、製造上の乾燥負荷増大等の不具合が生じることがある。
[0135] < <感光層 > >
前記感光層としては、特に制限はなぐ公知のパターン形成材料の中から適宜選 択することができるが、例えば、ノ インダ一と、重合性化合物と、光重合開始剤とを含 み、適宜選択したその他の成分を含むものが好ましい。
また、感光層の積層数としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択すること ができ、例えば、 1層であってもよぐ 2層以上であってもよい。
[0136] バインダ
前記ノインダ一としては、例えば、アルカリ性液に対して膨潤性であることが好まし ぐアルカリ性液に対して可溶性であることがより好ましい。
アルカリ性液に対して膨潤性又は溶解性を示すバインダーとしては、例えば、酸性 基を有するものが好適に挙げられる。
[0137] 前記酸性基としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができ、例え ば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられ、これらの中でもカルボ キシノレ基が好ましい。
カルボキシル基を有するバインダーとしては、例えば、カルボキシル基を有するビ- ル重合体ビュル共重合体、ポリウレタン榭脂、ポリアミド酸榭脂、変性エポキシ榭脂な どが挙げられ、これらの中でも、塗布溶媒への溶解性、アルカリ現像液への溶解性、 合成適性、膜物性の調整の容易さ等の観点力 カルボキシル基を有するビニル共重 合体が好ましい。
[0138] 前記カルボキシル基を有するビニル共重合体は、少なくとも( 1)カルボキシル基を 有するビニルモノマー、及び(2)これらと共重合可能なモノマーとの共重合により得る ことができる。これらのモノマーとしては、具体的には、例えば、特開 2005— 25843 1号公報の段落番号〔0164〕〜〔0205〕に記載されて 、る化合物などが挙げられる。
[0139] 前記感光層における前記バインダーの含有量は、特に制限はなぐ 目的に応じて 適宜選択することができる力 例えば、 10〜90質量%が好ましぐ 20〜80質量%が より好ましぐ 40〜80質量%が特に好ましい。
前記含有量が 10質量%未満であると、アルカリ現像性やプリント配線板形成用基 板 (例えば、銅張積層板)との密着性が低下することがあり、 90質量%を超えると、現 像時間に対する安定性や、硬化膜 (テント膜)の強度が低下することがある。なお、前 記含有量は、前記バインダーと必要に応じて併用される高分子結合剤との合計の含 有量であってもよい。
[0140] 前記ノインダ一の酸価は、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができ る力 例えば、 70〜250mgKOHZg力 s好ましく、 90〜200mgKOH/gがより好ま しぐ 100〜180mgKOH/gが特に好ましい。
前記酸価が、 70mgKOHZg未満であると、現像性が不足したり、解像性が劣り、 配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができないことがあり、 250mgK OHZgを超えると、ノ《ターンの耐現像液性及び密着性の少なくとも 、ずれかが悪ィ匕 し、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができな 、ことがある。
[0141] 一重合性化合物
前記重合性化合物としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することがで きるが、例えば、ウレタン基及びァリール基の少なくともいずれかを有するモノマー又 はオリゴマーが好適に挙げられる。また、これらは、重合性基を 2種以上有することが 好ましい。
[0142] 前記重合性基としては、例えば、エチレン性不飽和結合 (例えば、(メタ)アタリロイ ル基、(メタ)アクリルアミド基、スチリル基、ビュルエステルやビュルエーテル等のビ- ル基、ァリルエーテルゃァリルエステル等のァリル基など)、重合可能な環状エーテ ル基 (例えば、エポキシ基、ォキセタン基等)などが挙げられ、これらの中でもェチレ ン性不飽和結合が好まし 、。
[0143] ウレタン基を有するモノマ
前記ウレタン基を有するモノマーとしては、ウレタン基を有する限り、特に制限は無 く、 目的に応じて適宜選択することができる力 例えば、特開 2005— 258431号公 報の段落番号〔0210〕〜〔0262〕に記載されて 、る化合物などが挙げられる。
[0144] ァリール基を有するモノマ
前記ァリール基を有するモノマーとしては、ァリール基を有する限り、特に制限はな く、 目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ァリール基を有する多価アル コール化合物、多価アミンィ匕合物及び多価ァミノアルコールィ匕合物の少なくともいず れカと不飽和カルボン酸とのエステル又はアミドなどが挙げられる。
具体的には、例えば、特開 2005— 258431号公報の段落番号〔0264〕〜〔0271〕 に記載されて 、る化合物などが挙げられる。
[0145] その他の重合性モノマ
本発明のパターン形成方法には、前記ウレタン基を含有するモノマー、ァリール基 を有するモノマー以外の重合性モノマーを用いてもょ 、。
[0146] 前記ウレタン基を含有するモノマー、芳香環を含有するモノマー以外の重合性モノ マーとしては、例えば、不飽和カルボン酸 (例えば、アクリル酸、メタクリル酸、ィタコン 酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等)と脂肪族多価アルコール化合物とのェ ステル、不飽和カルボン酸と多価アミンィ匕合物とのアミドなどが挙げられる。
具体的には、例えば、特開 2005— 258431号公報の段落番号〔0273〕〜〔0284〕 に記載されて 、る化合物などが挙げられる。
[0147] 前記感光層における重合性ィ匕合物の含有量は、例えば、 5〜90質量%が好ましく
、 15〜60質量%がより好ましぐ 20〜50質量%が特に好ましい。
前記含有量が、 5質量%となると、テント膜の強度が低下することがあり、 90質量% を超えると、保存時のエッジフュージョン(ロール端部力 のしみだし故障)が悪化す ることがある。 また、重合性化合物中に前記重合性基を 2個以上有する多官能モノマーの含有量 は、 5〜: LOO質量%が好ましぐ 20〜: LOO質量%がより好ましぐ 40〜: LOO質量%が 特に好ましい。
[0148] 一光重合開始剤
前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限 り、特に制限はなぐ公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができるが、例 えば、紫外線領域力 可視の光線に対して感光性を有するものが好ましぐ光励起さ れた増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよぐ モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい また、前記光重合開始剤は、波長約 300〜800nmの範囲内に少なくとも約 50の 分子吸光係数を有する成分を少なくとも 1種含有して 、ることが好ま 、。前記波長 ίま 330〜500mn力より好まし!/ヽ。
[0149] 前記光重合開始剤としては、例えば、ハロゲンィ匕炭化水素誘導体 (例えば、トリアジ ン骨格を有するもの、ォキサジァゾール骨格を有するもの等)、へキサァリールビイミ ダゾール、ォキシム誘導体、有機過酸化物、チォ化合物、ケトンィ匕合物、芳香族ォニ ゥム塩、メタ口セン類などが挙げられる。これらの中でも、感光層の感度、保存性、及 び感光層とプリント配線板形成用基板との密着性等の観点から、トリァジン骨格を有 するハロゲンィ匕炭化水素、ォキシム誘導体、ケトンィ匕合物、へキサァリールビイミダゾ ール系化合物が好ましい。
前記好ましい光重合開始剤としては、具体的には、例えば、特開 2005— 258431 号公報の段落番号〔0288〕〜〔0309〕に記載されて 、る化合物などが挙げられる。
[0150] 前記感光層における光重合開始剤の含有量は、 0. 1〜30質量%が好ましぐ 0. 5
〜20質量%がより好ましぐ 0. 5〜15質量%が特に好ましい。
[0151] その他の成分
前記その他の成分としては、例えば、特開 2005— 258431号公報の段落番号〔03
12〕〜〔0336〕に記載されている化合物などが挙げられる。これらの成分を適宜含有 させること〖こより、目的とするパターン形成材料の安定性、写真性、焼きだし性、膜物 性等の性質を調整することができる。 [0152] 前記感光層の厚みは、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが
、例えば、 0. 1〜10 mが好ましい。
[0153] < <バリア層 > >
前記バリア層は、物質の移動を抑制可能とし、感度、現像性等の感光性榭脂が持 つ基本的性質の経時安定性を向上させる観点から、前記クッション層と前記感光層 との間に設けることが好ましい。
前記バリア層は、物質の移動を抑制可能である限り、特に制限はなぐ目的に応じ て適宜選択することができ、水溶性であってもよぐ水不溶性であってもよいが、水溶 性乃至水分散性であることが好ましぐアルカリ性液に対して可溶性であることも好ま しい。
[0154] 前記バリア層が、アルカリ性液に対して不溶性である場合には、露光後、前記バリ ァ層をアルカリ性液で除去する際に、前記ノリア層を別途除去する工程が必要となり
、生産工程が増えることがある。
[0155] 前記物質としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例 えば、酸素、水、前記感光層及びクッション層の少なくともいずれかに含まれる物質 が挙げられる。
[0156] 前記バリア層としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが 、例えば、榭脂を含むことが好ましい。前記榭脂としては、水溶性であってもよぐ水 不溶性であってもよいが、水溶性乃至水分散性の樹脂が好ましい。なお、前記水溶 性の程度としては、例えば、 25°Cの水に対し、 0. 1質量%以上溶解するものが好ま しぐ 1質量%以上溶解するものがより好ましい。
[0157] 前記榭脂としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例 えば、各種のアルコール可溶性榭脂、水溶性榭脂、アルコール分散性榭脂、水分散 性榭脂、乳化性榭脂、アルカリ性液に対して可溶性の榭脂などが挙げられ、具体的 には、ビュル重合体(例えば、ポリビュルアルコール(変性ポリビュルアルコール類も 含む)、ポリビニルピロリドン等)、上述のビニル共重合体、水溶性ポリアミド、ゼラチン 、セルロース、これらの誘導体などが挙げられる。また、特許 2794242号に記載の熱 可塑性榭脂ゃ中間層に使用されている化合物、前記バインダーなどを使用すること もできる。これらは、 1種単独で使用してもよぐ 2種以上を併用してもよい。
[0158] 前記バリア層における酸素透過率は、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択す ることができるが、例えば、温度 23°C、相対湿度 60%の条件下で、 100ccZm2' day • atm以下が好ましく、 50ccZm2 · day · atm以下がより好まし!/ヽ。
[0159] 前記パターン形成材料が、前記クッション層と前記感光層との間に前記バリア層を 有する場合には、前記パターン形成材料の層間接着力としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、各層の層間接着力の中で、前 記支持体と前記クッション層との間の層間接着力が、最も小さくてもよく、前記クッショ ン層と前記バリア層との間の層間接着力が最も小さくてもよぐ前記バリア層と前記感 光層との間の層間接着力が最も小さくてもよい。
[0160] 前記バリア層の厚みは、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができる 力 例えば、 10 μ m未満が好ましぐ 0. 1〜6 μ mがより好ましぐ 1〜5 μ mが特に好 ましい。
前記厚みが、 10 /z m以上となると、露光の際、前記バリア層で光散乱が生じ、解像 度及び密着性の少なくともいずれかが悪ィ匕することがある。
[0161] [パターン形成材料の製造]
前記パターン形成材料は、例えば、次のようにして製造することができる。 まず、前記感光層、クッション層、及び必要に応じてノリア層に含まれる材料を、水 又は溶剤に溶解、乳化又は分散させて、感光性榭脂組成物溶液、クッション層用塗 布液、バリア層用塗布液を調製する。
[0162] 前記感光性榭脂組成物溶液、クッション層用塗布液、又はバリア層用塗布液の溶 剤としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノ ール、エタノール、 n—プロパノール、イソプロパノール、 n—ブタノール、 sec ブタノ ール、 n—へキサノール等のアルコール類;アセトン、メチルェチルケトン、メチルイソ ブチルケトン、シクロへキサノン、ジイソプチルケトンなどのケトン類;酢酸ェチル、酢 酸ブチル、酢酸 n—ァミル、硫酸メチル、プロピオン酸ェチル、フタル酸ジメチル、 安息香酸ェチル、及びメトキシプロピルアセテートなどのエステル類;トルエン、キシレ ン、ベンゼン、ェチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;四塩ィ匕炭素、トリクロロェチ レン、クロ口ホルム、 1, 1, 1—トリクロロェタン、塩化メチレン、モノクロ口ベンゼンなど のハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン、ジェチルエーテル、エチレングリコール モノメチノレエーテノレ、エチレングリコーノレモノェチノレエーテノレ、 1ーメトキシー 2—プロ パノールなどのエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルァセトアミド、ジメチルスル ホオキサイド、スルホランなどが挙げられる。これらは、 1種単独で使用してもよぐ 2種 以上を併用してもよい。また、公知の界面活性剤を添加してもよい。
[0163] 次に、前記支持体上に前記クッション層塗布液を塗布し、乾燥させてクッション層を 形成し、必要に応じて該クッション層上に前記バリア層用塗布液を塗布し、乾燥させ てバリア層を形成し、該バリア層上に前記感光性榭脂組成物溶液を塗布し、乾燥さ せて感光層を形成し、パターン形成材料を製造することができる。
[0164] 前記感光性榭脂組成物溶液、クッション層用塗布液、又はバリア層用塗布液の塗 布方法としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができるが、例え ば、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、スリットコート法、エタストルージョンコ ート法、カーテンコート法、ダイコート法、グラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ナ ィフコート法等の各種の塗布方法が挙げられる。
前記乾燥の条件としては、各成分、溶媒の種類、使用割合等によっても異なるが、 通常 60〜 110°Cの温度で 30秒間〜 15分間程度である。
[0165] < <支持体及び保護フィルム > >
前記支持体としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができるが、 前記感光層を剥離可能であり、かつ光の透過性が良好であるものが好ましぐ更に表 面の平滑性が良好であることがより好ましい。
[0166] 前記支持体は、合成樹脂製で、かつ透明であるものが好ましぐ例えば、ポリエチレ ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、三酢酸セ ルロース、二酢酸セルロース、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ポリ(メタ)アタリ ル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビュル、ポリビュルアルコール、ポリカーボネート、 ポリスチレン、セロファン、ポリ塩ィ匕ビユリデン共重合体、ポリアミド、ポリイミド、塩ィ匕ビ -ル '酢酸ビュル共重合体、ポリテトラフロロエチレン、ポリトリフロロエチレン、セル口 ース系フィルム、ナイロンフィルム等の各種のプラスチックフィルムが挙げられ、これら の中でも、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。これらは、 1種単独で使用して もよぐ 2種以上を併用してもよい。
[0167] 前記支持体の厚みは、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができるが 、 ί列免ば、、 2〜150 μ m力 S好ましく、 5〜: LOO μ m力 Sより好ましく、 8〜50 μ m力 S特に好 ましい。
[0168] 前記支持体の形状は、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができるが
、長尺状が好ましい。前記長尺状の支持体の長さは、特に制限はなぐ例えば、 10
〜20, OOOmの長さのものが挙げられる。
[0169] 前記パターン形成材料は、前記感光層上に保護フィルムを形成してもよい。
前記保護フィルムとしては、例えば、前記支持体に使用されるもの、紙、ポリエチレ ン、ポリプロピレン力ラミネートされた紙、などが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレ ンフィルム、ポリプロピレンフィルムが好ましい。
前記保護フィルムの厚みは、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することがで きる力 例えば、 5〜: LOO μ m力 S好ましく、 8〜50 μ m力 Sより好ましく、 10〜30 μ m力 S 特に好ましい。
前記保護フィルムを用いる場合、前記感光層及び前記支持体の接着力 Aと、前記 感光層及び保護フィルムの接着力 Bとが、接着力 A>接着力 Bの関係であることが好 ましい。
前記支持体と保護フィルムとの組合せ (支持体 Z保護フィルム)としては、例えば、 ポリエチレンテレフタレート zポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート zポリエチレ ン、ポリ塩化ビュル Zセロファン、ポリイミド Zポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレ ート zポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。また、支持体及び保護フィルム の少なくとも 、ずれかを表面処理することにより、上述のような接着力の関係を満たす ことができる。前記支持体の表面処理は、前記感光層との接着力を高めるために施 されてもよぐ例えば、下塗層の塗設、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線照射処理 、高周波照射処理、グロ一放電照射処理、活性プラズマ照射処理、レーザ光線照射 処理などを挙げることができる。
[0170] また、前記支持体と前記保護フィルムとの静摩擦係数は、 0. 3〜1. 4が好ましぐ 0 . 5〜1. 2力より好まし!/ヽ。
前記静摩擦係数が、 0. 3未満であると、滑り過ぎるため、ロール状にした場合に卷 ズレが発生することがあり、 1. 4を超えると、良好なロール状に巻くことが困難となるこ とがある。
[0171] 前記パターン形成材料は、例えば、円筒状の卷芯に巻き取って、長尺状でロール 状に巻かれて保管されることが好ましい。前記長尺状のパターン形成材料の長さは、 特に制限はなぐ例えば、 10-20, OOOmの範囲力も適宜選択することができる。ま た、ユーザーが使いやすいようにスリット加工し、 100〜1, 000mの範囲の長尺体を ロール状にしてもよい。なお、この場合には、前記支持体が一番外側になるように卷 き取られることが好ましい。また、前記ロール状のパターン形成材料をシート状にスリ ットしてもよい。保管の際、端面の保護、エッジフュージョンを防止する観点から、端 面にはセパレーター(特に防湿性のもの、乾燥剤入りのもの)を設置することが好まし く、また梱包も透湿性の低 、素材を用いる事が好ま 、。
[0172] 前記保護フィルムは、前記保護フィルムと前記感光層との接着性を調整するために 表面処理してもよい。前記表面処理は、例えば、前記保護フィルムの表面に、ポリオ ルガノシロキサン、弗素化ポリオレフイン、ポリフルォロエチレン、ポリビュルアルコー ル等のポリマーからなる下塗層を形成させる。該下塗層の形成は、前記ポリマーの塗 布液を前記保護フィルムの表面に塗布した後、 30〜150°C (特に 50〜120°C)で 1 〜30分間乾燥させることにより形成させることができる。また、前記感光層、前記支持 体、前記保護フィルムの他に、剥離層、接着層、光吸収層、表面保護層などの層を 有してもよい。また、前記各層は、 1層有していてもよぐ 2層以上有していてもよい。
[0173] <基体>
前記基体としては、特に制限はなぐ公知の材料の中から表面平滑性の高いもの 力 凸凹のある表面を有するものまで適宜選択することができるが、板状の基体 (基 板)が好ましぐ具体的には、公知のプリント配線板形成用基板 (例えば、銅張積層板 )、ガラス板 (例えば、ソーダガラス板等)、合成樹脂性のフィルム、紙、金属板などが 挙げられる。
[0174] 前記基体は、該基体上に前記パターン形成材料における感光層が重なるようにし て積層してなる積層体を形成して用いることができる。即ち、前記積層体におけるパ ターン形成材料の前記感光層に対して露光することにより、露光した領域を硬化させ
、後述する現像工程によりパターンを形成することができる。
[0175] 前記積層体の形成方法としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択すること ができるが、前記基体上に前記パターン形成材料を加熱及び加圧の少なくともいず れかを行!、ながら積層することが好ま 、。
前記加熱温度は、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例 えば、 15〜180°Cが好ましぐ 60〜140°Cがより好ましい。
前記加圧の圧力は、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、 ί列; tは、、 0. 1〜1. OMPa力好ましく、 0. 2〜0. 8MPa力 ^より好まし!/ヽ。
[0176] 前記加熱及び加圧の少なくともいずれかを行う装置としては、特に制限はなぐ目 的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラミネーター(例えば、大成ラミネータ 社製、 VP— II)、真空ラミネーターなどが好適に挙げられる。
[0177] 前記パターン形成材料は、プリント配線板、カラーフィルタや柱材、リブ材、スぺー サー、隔壁などのディスプレイ用部材、ホログラム、マイクロマシン、プルーフなどのパ ターン形成用として広く用いることができ、特に本発明のパターン形成方法及びバタ ーン形成装置に好適に用いることができる。
[0178] [その他工程]
前記その他の工程としては、特に制限はなぐ公知のパターン形成における工程の 中から適宜選択することが挙げられる力 例えば、現像工程、エッチング工程、メツキ 工程などが挙げられる。これらは、 1種単独で使用してもよぐ 2種以上を併用してもよ い。
前記現像工程は、前記露光工程により前記パターン形成材料における感光層を露 光し、該感光層の露光した領域を硬化させた後、未硬化領域を除去することにより現 像し、ノターンを形成する工程である。
[0179] 前記未硬化領域の除去方法としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択す ることができ、例えば、現像液を用いて除去する方法などが挙げられる。
[0180] 前記現像液としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、 例えば、アルカリ性液、水系現像液、有機溶剤などが挙げられ、これらの中でも、弱 アルカリ性の水溶液が好ましい。該弱アルカリ性液の塩基成分としては、例えば、水 酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸 カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム 、リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、硼砂などが挙げられる。
[0181] 前記弱アルカリ性の水溶液の pHは、例えば、約 8〜12が好ましぐ約 9〜: L 1がより 好ましい。前記弱アルカリ性の水溶液としては、例えば、 0. 1〜5質量%の炭酸ナトリ ゥム水溶液又は炭酸カリウム水溶液などが挙げられる。
前記現像液の温度は、前記感光層の現像性に合わせて適宜選択することができる 力 例えば、約 25°C〜40°Cが好ましい。
[0182] 前記現像液は、界面活性剤、消泡剤、有機塩基 (例えば、エチレンジァミン、ェタノ ールァミン、テトラメチルアンモ -ゥムハイドロキサイド、ジエチレントリァミン、トリェチ レンペンタミン、モルホリン、トリエタノールアミン等)や、現像を促進させるため有機溶 剤(例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、ラタトン類 等)などと併用してもよい。また、前記現像液は、水又はアルカリ水溶液と有機溶剤を 混合した水系現像液であってもよぐ有機溶剤単独であってもよ 、。
[0183] 前記エッチング工程としては、公知のエッチング処理方法の中力 適宜選択した方 法により行うことができる。
前記エッチング処理に用いられるエッチング液としては、特に制限はなぐ 目的に 応じて適宜選択することができるが、例えば、前記金属層が銅で形成されている場合 には、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液、アルカリエッチング溶液、過酸化水素系 エッチング液などが挙げられ、これらの中でも、エッチングファクターの点力 塩ィ匕第 二鉄溶液が好ましい。
前記エッチング工程によりエッチング処理した後に前記パターンを除去することによ り、前記基体の表面に永久パターンを形成することができる。
前記永久パターンとしては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することがで き、例えば、配線パターンなどが好適に挙げられる。
[0184] 前記メツキ工程としては、公知のメツキ処理の中から適宜選択した適宜選択した方 法により行うことができる。
前記メツキ処理としては、例えば、硫酸銅メツキ、ピロリン酸銅メツキ等の銅メツキ、ハ ィフローハンダメツキ等のはんだメツキ、ワット浴 (硫酸ニッケル—塩ィ匕ニッケル)メツキ
、スルファミン酸ニッケル等のニッケルメツキ、ハード金メッキ、ソフト金メッキ等の金メッ キなど処理が挙げられる。
前記メツキ工程によりメツキ処理した後に前記パターンを除去することにより、また更 に必要に応じて不要部をエッチング処理等で除去することにより、前記基体の表面に 永久パターンを形成することができる。
[0185] 本発明のパターン形成方法は、前記パターン形成材料上に結像させる像の歪みを 抑制し、かつ、永久パターンが形成される基体に対して凹凸追従性に優れたパター ン形成材料を用いることにより、前記永久パターンを高精細に、かつ、効率よく形成 することができるため、高精細な永久パターンの形成に好適に使用することができ、 特に高精細な配線パターンの形成に好適に使用することができる。
[0186] 〔プリント配線板の製造方法〕
本発明のパターン形成方法は、プリント配線板の製造、特にスルーホール又はビア ホールなどのホール部を有するプリント配線板の製造に好適に用いることができる。 以下、本発明のパターン形成方法を利用したプリント配線板の製造方法の一例につ いて説明する。
[0187] 特に、スルーホール又はビアホールなどのホール部を有するプリント配線板の製造 方法としては、(1)前記基体としてホール部を有するプリント配線板形成用基板上に 、前記パターン形成材料を、その感光層が前記基体側となる位置関係にて積層して 積層体形成し、(2)前記積層体の前記基体とは反対の側から、所望の領域に光照射 行 、感光層を硬化させ、 (3)前記積層体力 前記パターン形成材料における支持体 を除去し、(4)前記積層体における感光層を現像して、該積層体中の未硬化部分を 除去することによりパターンを形成することができる。
[0188] なお、前記(3)における前記支持体の除去は、前記(2)と前記 (4)との間で行う代 わりに、前記(1)と前記(2)との間で行ってもよい。
[0189] その後、プリント配線板を得るには、前記形成したパターンを用いて、前記プリント 配線板形成用基板をエッチング処理又はメツキ処理する方法 (例えば、公知のサブト ラタティブ法又はアディティブ法 (例えば、セミアディティブ法、フルアディティブ法)) により処理すればよい。これらの中でも、工業的に有利なテンティングでプリント配線 板を形成するためには、前記サブトラクティブ法が好ましい。前記処理後プリント配線 板形成用基板に残存する硬化榭脂は剥離させ、また、前記セミアディティブ法の場 合は、剥離後さらに銅薄膜部をエッチングすることにより、所望のプリント配線板を製 造することができる。また、多層プリント配線板も、前記プリント配線板の製造法と同様 に製造が可能である。
[0190] 次に、前記パターン形成材料を用いたスルーホールを有するプリント配線板の製造 方法について、更に説明する。
[0191] まずスルーホールを有し、表面が金属メツキ層で覆われたプリント配線板形成用基 板を用意する。前記プリント配線板形成用基板としては、例えば、銅張積層基板及び ガラス一エポキシなどの絶縁基材に銅メツキ層を形成した基板、又はこれらの基板に 層間絶縁膜を積層し、銅メツキ層を形成した基板 (積層基板)を用いることができる。
[0192] 次に、前記パターン形成材料上に保護フィルムを有する場合には、該保護フィルム を剥離して、前記パターン形成材料における感光層が前記プリント配線板形成用基 板の表面に接するようにして加圧ローラを用いて圧着する (積層工程)。これにより、 前記プリント配線板形成用基板と前記積層体とをこの順に有する積層体が得られる。 前記パターン形成材料の積層温度としては、特に制限はなぐ例えば、室温(15〜 30°C)、又は加熱下(30〜180°C)が挙げられ、これらの中でも、加温下(60〜140 °C)が好ましい。
前記圧着ロールのロール圧としては、特に制限はなぐ例えば、 0. l〜lMPaが好 ましい。
前記圧着の速度としては、特に制限はなぐ l〜3mZ分が好ましい。
また、前記プリント配線板形成用基板を予備加熱しておいてもよぐまた、減圧下で 積層してちょい。
[0193] 前記積層体の形成は、前記プリント配線板形成用基板上に前記パターン形成材料 を積層してもよぐまた、前記パターン形成材料製造用の感光性榭脂組成物溶液を 前記プリント配線板形成用基板の表面に直接塗布し、乾燥させること〖こより前記プリ ント配線板形成用基板上に感光層を積層してもょ ヽ。
[0194] 次に、前記積層体の基体とは反対側の面から、光を照射して感光層を硬化させる。
なおこの際、必要に応じて (例えば、支持体の光透過性が不十分な場合など)支持 体を剥離して力 露光を行ってもょ 、。
[0195] この時点で、前記支持体を未だ剥離して!/、な 、場合には、前記積層体から該支持 体を剥がす (支持体剥離工程)。
[0196] 次に、前記プリント配線板形成用基板上の感光層の未硬化領域を、適当な現像液 にて溶解除去して、配線パターン形成用の硬化層とスルーホールの金属層保護用 硬化層のパターンを形成し、前記プリント配線板形成用基板の表面に金属層を露出 させる(現像工程)。
[0197] また、現像後に必要に応じて後加熱処理や後露光処理によって、硬化部の硬化反 応を更に促進させる処理をおこなってもよ 、。現像は上記のようなウエット現像法であ つてもよく、ドライ現像法であってもよい。
[0198] 次いで、前記プリント配線板形成用基板の表面に露出した金属層をエッチング液 で溶解除去する(エッチング工程)。スルーホールの開口部は、硬化榭脂組成物 (テ ント膜)で覆われているので、エッチング液がスルーホール内に入り込んでスルーホ ール内の金属メツキを腐食することなぐスルーホールの金属メツキは所定の形状で 残ることになる。これより、前記プリント配線板形成用基板に配線パターンが形成され る。
[0199] 前記エッチング液としては、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができ る力 例えば、前記金属層が銅で形成されている場合には、塩化第二銅溶液、塩ィ匕 第二鉄溶液、アルカリエッチング溶液、過酸ィ匕水素系エッチング液などが挙げられ、 これらの中でも、エッチングファクターの点から塩ィ匕第二鉄溶液が好ましい。
[0200] 次に、強アルカリ水溶液などにて前記硬化層を剥離片として、前記プリント配線板 形成用基板から除去する (硬化物除去工程)。
前記強アルカリ水溶液における塩基成分としては、特に制限はなぐ例えば、水酸 化ナトリウム、水酸ィ匕カリウムなどが挙げられる。 前記強アルカリ水溶液の pHとしては、例えば、約 12〜14が好ましぐ約 13〜14が より好まし 、。
前記強アルカリ水溶液としては、特に制限はなぐ例えば、 1〜10質量%の水酸ィ匕 ナトリウム水溶液又は水酸ィ匕カリウム水溶液などが挙げられる。
[0201] また、プリント配線板は、多層構成のプリント配線板であってもよ 、。
なお、前記パターン形成材料は上記のエッチングプロセスのみでなぐメツキプロセ スに使用してもよい。前記メツキ法としては、例えば、硫酸銅メツキ、ピロリン酸銅メツキ 等の銅メツキ、ハイフローハンダメツキ等のはんだメツキ、ワット浴 (硫酸ニッケル—塩 ィ匕ニッケル)メツキ、スルファミン酸ニッケル等のニッケルメツキ、ハード金メッキ、ソフト 金メッキ等の金メッキなどが挙げられる。 実施例
[0202] 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定さ れるものではない。
[0203] (実施例 1)
パターン形成材料の製造
前記支持体として 16 μ m厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに、下記の組成か らなるクッション層用塗布液を塗布し乾燥させて 15 mのクッション層を形成した。
[0204] 「クッション層用塗布液の組成 Ί
'メチルメタタリレート /2—ェチルへキシルアタリレート/ベンジルメタタリレート/メタ クリル酸共重合体 (共重合組成 (モル比): 55ZlOZ5Z30、質量平均分子量: 100 , 000) 60質量部
'スチレン Ζアクリル酸(共重合組成(モル比) : 65/35,質量平均分子量: 10, 000 ) 140質量部
•2, 2 ビス(4 (メタクリロイルォキシペンタエトキシ)フエ-ル)プロパン (新中村化 学社製、 ΒΡΕ— 500) 150質量部
-メチルェチルケトン 700皙量部
[0205] 次に、前記クッション層上に下記の組成力もなるノ リア層用塗布液を塗布し、乾燥さ せて 1. 6 mのバリア層を形成した。 [0206] 「バリア層 塗布液の組成 Ί
•ポリビュルアルコール(クラレネ土製、 PVA205) 13質量部
'ポリビュルピロリドン(ISP社製、 Κ- 30) t部
'水 200質量部
'メタノーノレ 180質量部
[0207] 前記バリア層上に、下記の組成カゝらなる感光性榭脂組成物溶液を塗布し乾燥させ て、前記ノ リア層上に 5 m厚の感光層を形成し、前記パターン形成材料を製造した
[0208] 「感光件榭脂組成物溶液の組成 Ί
'メタクリル酸 Zメチルメタタリレート Zスチレン共重合体 (共重合体組成 (質量比): 29 /19/52,質量平均分子量: 60, 000、酸価 189) 15質量部
2, 2 ビス(4 (メタクリロイルォキシペンタエトキシ)フエ-ル)プロパン (新中村化 学社製、 BPE- 500) 7. 0質量部
ヽキサメチレンジイソシァネートとテトラエチレンォキシドモノメタアタリレートの 1Z2 モル比付加物 7. 0質量部
N メチルアタリドン 0. 11質量部
2, 2,一ビス(o クロ口フエ-ル)一 4, 4,, 5, 5,一テトラフエ-ルビイミダゾール
2. 17質量部
2 メルカプトべンズイミダゾール 0. 23質量部
マラカイトグリーンシユウ酸塩 0. 02質量部
ロイコクリスタルバイオレット 0. 26質量部
メチルェチルケトン 40質量部
1ーメトキシ 2—プロパノール 20質量部
[0209] 前記パターン形成材料の感光層の上に、前記保護フィルムとして 20 m厚のポリ エチレンフィルムを積層した。次に、前記基体として、表面を化学研磨した銅張積層 板(日立化成工業社製、商品名: MCL—E—67、スルーホールなし、銅厚み 12 m )を調製した。該銅張積層板上に、該パターン形成材料の感光層が前記銅張積層板 に接するようにして前記パターン形成材料の保護フィルムを剥がしながら、ラミネータ 一(MODEL8B— 720— PH、大成ラミネーター (株)製)を用いて積層させ、前記銅 張積層板と、前記感光層と、前記バリア層と、前記クッション層と、前記ポリエチレンテ レフタレ一トフイルム (支持体)とがこの順に積層された積層体を調製した。なお、前記 銅張積層板における前記感光層を積層した方の面について、 JIS B 0601に規定 の最大高さ(Rz)を測定したところ、該 Rzは 3 μ mであった。
[0210] 圧着条件は、圧着ロール温度 105°C、圧着ロール圧力 0. 3MPa、ラミネート速 度 lmZ分とした。
前記製造した前記積層体について、解像度、エッチング性、及びエッジラフネスの 評価を行った。結果を表 3に示す。
[0211] <解像度 >
(1)最短現像時間の測定方法
前記積層体力 ポリエチレンテレフタレートフィルム (支持体)を剥がし取り、銅張積 層板上の前記感光層の全面に 30°Cの 1質量%炭酸ナトリウム水溶液を 0. 15MPa の圧力にてスプレーし、炭酸ナトリウム水溶液のスプレー開始から銅張積層板上の感 光層が溶解除去されるまでに要した時間を測定し、これを最短現像時間とした。 この結果、前記最短現像時間は、 15秒であった。
[0212] (2)感度の測定
前記調製した積層体におけるパターン形成材料の感光層に対し、ポリエチレンテレ フタレートフィルム (支持体)側から、以下に説明するパターン形成装置を用いて、 0. lmj/cm2から 21/2倍間隔で 100mj/cm2までの光エネルギー量の異なる光を照 射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。室温にて 10分間静置した 後、前記積層体力 ポリエチレンテレフタレートフィルム (支持体)を剥がし取り、銅張 積層板上の感光層の全面に、 30°Cの 1質量%炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧 0. 15MPaにて前記(1)で求めた最短現像時間の 2倍の時間スプレーし、未硬化の領 域を溶解除去して、残った硬化領域の厚みを測定した。次いで、光の照射量と、硬 化層の厚さとの関係をプロットして感度曲線を得る。こうして得た感度曲線力も硬化領 域の厚さが 5 mとなった時の光エネルギー量を、感光層を硬化させるために必要な 光エネルギー量とした。 この結果、前記感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量は、 2miZcm2 であった。
[0213] < <パターン形成装置 > >
前記光照射手段として特開 2005— 258431号公報に記載の合波レーザ光源と、 前記光変調手段として図 6に概略図を示した主走査方向にマイクロミラー 58が 1024 個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に 768組配列された内、 1024個 X 25 6列のみを駆動するように制御した DMD36と、図 5A又は図 5Bに示した光を前記パ ターン形成材料に結像する光学系とを有する露光ヘッド 30を備えたパターン形成装 置 10を用いた。
[0214] 各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の設定傾斜角度としては、使用可能な 1024 列 X 256行のマイクロミラー 58を使用してちょうど 2重露光となる角度 Θ よりも若干
ideal
大き 、角度を採用した。この角度 0 は、 N
ideal 重露光の数 N、使用可能なマイクロミラ 一 58の列方向の個数 s、使用可能なマイクロミラー 58の列方向の間隔 p、及び露光 ヘッド 30を傾斜させた状態においてマイクロミラーによって形成される走査線のピッ チ δに対し、下記式 1、
spsin θ ≥Ν δ (式 1)
iaeal
により与えられる。本実施形態における DMD36は、上記のとおり、縦横の配置間隔 が等しい多数のマイクロミラー 58が矩形格子状に配されたものであるので、
pcos θ = δ (式 2)
ideal
であり、上記式 1は、
stan Q =N (式 3)
ideal
であり、 s = 256, N= 2であるので、角度 Θ は約 0. 45度である。したがって、設定
ideal
傾斜角度 0としては、例えば 0. 50度を採用した。
[0215] まず、 2重露光における解像度のばらつきと露光むらを補正するため、被露光面の 露光パターンの状態を調べた。結果を図 16に示した。図 16においては、ステージ 14 を静止させた状態で積層体 12の被露光面上に投影される、露光ヘッド 30 と 30 が
12 21 有する DMD36の使用可能なマイクロミラー 58からの光点群のパターンを示した。ま た、下段部分に、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステ ージ 14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パター ンの状態を、露光エリア 32 と 32 について示した。なお、図 16では、説明の便宜の
12 21
ため、使用可能なマイクロミラー 58の 1列おきの露光パターンを、画素列群 Aによる 露光パターンと画素列群 Bによる露光パターンとに分けて示したが、実際の被露光面 上における露光パターンは、これら 2つの露光パターンを重ね合わせたものである。
[0216] 図 16に示したとおり、露光ヘッド 30 と 30 の間の相対位置の、理想的な状態から
12 21
のずれの結果として、画素列群 Aによる露光パターンと画素列群 Bによる露光パター ンとの双方で、露光エリア 32 と 32 の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標
12 21
軸上で重複する露光領域にお!、て、理想的な 2重露光の状態よりも露光過多な領域 が生じていることが判る。
[0217] 前記光点位置検出手段としてスリット 28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド 30
12 ついては露光エリア 32 内の光点 P (l, 1)と P (256, 1)の位置を、露光ヘッド 30
12 21 については露光エリア 32 内の光点 P (l, 1024)と P (256, 1024)の位置を検出し
21
、それらを結ぶ直線の傾斜角度と、露光ヘッドの走査方向とがなす角度を測定した。
[0218] 実傾斜角度 Θ 'を用いて、下記式 4
ttan 0 (式 4)
の関係を満たす値 tに最も近い自然数 Tを、露光ヘッド 30 と 30 のそれぞれについ
12 21
て導出した。露光ヘッド 30 については T= 254、露光ヘッド 30 については Τ= 25
12 21
5がそれぞれ導出された。その結果、図 17において斜線で覆われた部分 78及び 80 を構成するマイクロミラーが、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定された。
[0219] その後、図 17において斜線で覆われた領域 78及び 80を構成する光点以外の光 点に対応するマイクロミラーに関して、同様にして図 17にお 、て斜線で覆われた領 域 82及び網掛けで覆われた領域 84を構成する光点に対応するマイクロミラーが特 定され、本露光時に使用しないマイクロミラーとして追加された。
これらの露光時に使用しないものとして特定されたマイクロミラーに対して、前記描 素部素制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマ イク口ミラーは、実質的に露光に関与しな 、ように制御した。
これにより、露光エリア 32 と 32 のうち、複数の前記露光ヘッドで形成された被露 光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域にお!、て、理想的 な 2重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最 小とすることができる。
[0220] (3)解像度の測定
前記(1)の最短現像時間の評価方法と同じ方法及び条件で前記積層体を作成し、 室温(23°C、 55%RH)にて 10分間静置した。得られた積層体のポリエチレンテレフ タレートフィルム(支持体)上から、前記パターン形成装置を用いて、ライン Zスぺー ス = lZlでライン幅 10 μ m〜50 μ mまで 1 μ m刻みで各線幅の露光を行う。この際 の露光量は、前記(2)で測定した前記パターン形成材料の感光層を硬化させるため に必要な光エネルギー量である。室温にて 10分間静置した後、前記積層体からポリ エチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取る。銅張積層板上の感光層の全 面に 30°Cの 1質量%炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧 0. 15MPaにて前記(1)で 求めた最短現像時間の 2倍の時間スプレーし、未硬化領域を溶解除去する。この様 にして得られた硬化榭脂パターン付き銅張積層板の表面を光学顕微鏡で観察し、硬 化榭脂パターンのラインにッマリ、ョレ等の異常のない最小のライン幅を測定し、これ を解像度とした。該解像度は数値が小さ ヽほど良好である。
[0221] <エッチング性 >
前記解像度の測定において形成したパターンを有する積層体を用いて、該積層体 における露出した銅張積層板の表面に、塩ィ匕鉄エツチャント (塩ィ匕第二鉄含有エッチ ング溶液、 40° ボーメ、液温 40°C)を 0. 25MPaで、 36秒スプレーして、硬化層で 覆われていない露出した領域の銅層を溶解除去することによりエッチング処理を行つ た。次いで、 2質量%の水酸ィ匕ナトリウム水溶液をスプレーすることにより前記形成し たパターンを除去して、表面に前記永久パターンとして銅層の配線パターンを備えた プリント配線板を調製した。該プリント配線基板上の配線パターンを光学顕微鏡で観 察し、該配線パターンの最小のライン幅を測定した。この最小ライン幅が小さいほど 高精細な配線パターンが得られ、エッチング性に優れて!/、ることを意味する。
[0222] <エッジラフネス >
前記積層体に、前記パターン形成装置を用いて、前記感光層の一部の領域を前 記解像度の測定における(3)と同様にしてパターンを形成した。得られたパターンの うち、ライン幅 30 mのラインの任意の 5箇所について、レーザ顕微鏡 (VK— 9500 、キーエンス (株)製;対物レンズ 50倍)を用いて観察し、視野内のエッジ位置のうち、 最も膨らんだ箇所(山頂部)と、最もくびれた箇所 (谷底部)との差を絶対値として求め 、観察した 5箇所の平均値を算出し、これをエッジラフネスとした。該エッジラフネスは 、値が小さい程、良好な性能を示すため好ましい。
[0223] (実施例 2)
実施例 1にお 、て、クッション層用塗布液を下記に示す組成のクッション層塗布液 に代え、クッション層の厚みを 17 mに変えたこと、及びバリア層を設けなかったこと 以外は実施例 1と同様にしてパターン形成材料を製造した。
製造したパターン形成材料を用いて解像度、エッチング性、及びエッジラフネスの 評価を行った。結果を表 3に示した。
なお、前記製造したパターン形成材料を剥離させて、剥離後のパターン形成材料 の厚みを測定することにより剥離箇所を調べたところ、前記クッション層と前記感光層 との界面で剥離されていることが判った。また、最短現像時間は 4秒であり、感光層を 硬化させるために必要な光エネルギー量は 2mjZcm2であった。
[0224] 「クッション ffl、途 夜の )^Ί
•エバフレックス EEA701 (軟化点(Vicat) 73°C、三井 'デュポンポリケミカル社製)
17質量部
'トルエン 73質量部
-メチルェチルケトン 10質量部
[0225] (実施例 3)
実施例 1にお 、て、クッション層用塗布液を下記に示す組成のクッション層塗布液 に代えたこと以外は実施例 1と同様にしてパターン形成材料を製造した。
製造したパターン形成材料を用いて解像度、エッチング性、及びエッジラフネスの 評価を行った。結果を表 3に示した。
なお、前記製造したパターン形成材料を剥離させて、剥離後のパターン形成材料 の厚みを測定することにより剥離箇所を調べたところ、前記クッション層と前記バリア 層との界面で剥離されていることが判った。また、最短現像時間は 6秒であり、感光層 を硬化させるために必要な光エネルギー量は 2mjZcm2であった。
[0226] 「クッション層用 布液の組成 Ί
'エバフレックス EV45X(軟化点(Vicat) 30°C以下、三井 'デュポンポリケミカル社製 ) 17質量部
'トルエン 73質量部
-メチルェチルケトン 10質量部
[0227] (比較例 1)
実施例 1のパターン形成装置において、前記式 3に基づき N= 1として設定傾斜角 度 Θを算出し、前記式 4に基づき ttan 0 ' = 1の関係を満たす値 tに最も近い自然数 Tを導出し、 N重露光 (N= l)を行ったこと以外は、実施例 1と同様にして、解像度、 エッチング性、及びエッジラフネスの評価を行った。結果を表 3に示す。
なお、最短現像時間は 4秒であり、感光層を硬化させるために必要な光エネルギー 直 ίま 2mj/ cm (?あつ 7こ。
[0228] 比較例 1における前記被露光面の露光の状態の例を、図 23に示した。図 23にお V、ては、ステージ 14を静止させた状態でパターン形成材料 12の被露光面上に投影 される、一の露光ヘッド(例えば、 30 )が有する DMD36の使用可能なマイクロミラ
12
一 58からの光点群のパターンを示した。また、下段部分に、上段部分に示したような 光点群のパターンが現れている状態でステージ 14を移動させて連続露光を行った 際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、一の露光エリア (例えば、 32 )について示した。
12
前記一の露光ヘッド (例えば、 30 )の理想的な状態からのずれの結果として、露
12
光面上に現れるパターン歪みの一例であって、露光面上に投影された各画素列の 傾斜角度が均一ではなくなる「角度歪み」が生じて 、る。図 23の例に現れて 、る角度 歪みは、走査方向に対する傾斜角度が、図の左方の列ほど大きぐ図の右方の列ほ ど小さくなつている形態の歪みである。この角度歪みの結果として、図の左方に示し た被露光面上に露光過多となる領域が生じ、図の右方に示した被露光面上に露光 不足となる領域が生じる。 [0229] [表 3]
Figure imgf000067_0001
表 3の結果より、比較例 1の配線パターンと比較して、実施例 1〜3の配線パターン は、前記パターン形成材料の前記銅張積層板に対する凹凸追従性が優れ、かつ、 多重露光することにより高精細なパターンを形成できることが判った。
産業上の利用可能性
[0230] 本発明のパターン形成方法は、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並 びに前記描素部と前記パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差、及 び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影 響を均して前記パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像 度のばらつきや濃度のむらを軽減し、かつ、永久パターンが形成される基体に対して 凹凸追従性に優れたパターン形成材料を用いることにより、前記永久パターンを高 精細に、かつ、効率よく形成することができるため、高精細な永久パターンの形成に 好適に使用することができ、特に高精細な配線パターンの形成に好適に使用するこ とがでさる。

Claims

請求の範囲
[1] 支持体上に、クッション層と感光層とをこの順に有するパターン形成材料における 該感光層に対し、
光照射手段、及び前記光照射手段からの光を受光し出射する n個 (ただし、 nは 2 以上の自然数)の 2次元状に配列された描素部を有し、パターン情報に応じて前記 描素部を制御可能な光変調手段を備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査 方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度 Θをなすように配置され た露光ヘッドを用い、
前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部の うち、 N重露光 (ただし、 Nは 2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定するェ 程と、
前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段によ り指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行うェ 程と、
前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う 工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
[2] クッション層が、熱可塑性榭脂を含む請求項 1に記載のパターン形成方法。
[3] 熱可塑性榭脂の軟化点が、 80°C以下である請求項 1から 2のいずれかに記載のパ ターン形成方法。
[4] クッション層力 アルカリ性液に対して膨潤性乃至可溶性である請求項 1から 3のい ずれかに記載のパターン形成方法。
[5] クッション層力 アルカリ性液に対して不溶性である請求項 1から 4のいずれかに記 載のパターン形成方法。
[6] クッション層の厚みが 3〜50 μ mである請求項 1から 5のいずれかに記載のパター ン形成方法。
[7] クッション層と感光層との間に物質の移動を抑制可能なバリア層を形成する請求項 1から 6のいずれかに記載のパターン形成方法。
[8] バリア層が、水溶性乃至水分散性である請求項 7に記載のパターン形成方法。
[9] ノリア層における酸素透過率力 温度 23°C、相対湿度 60%の条件下で、 lOOcc
Zm2' day' atm以下である請求項 7から 8のいずれかに記載のパターン形成方法。
[10] バリア層が、ビニル重合体及びビニル共重合体の少なくともいずれかを含む請求項
7から 9のいずれかに記載のパターン形成方法。
[11] 感光層の厚みが 0. 1〜: L0 mである請求項 1から 10のいずれかに記載のパター ン形成方法。
[12] 基体上にパターン形成材料を加熱及び加圧の少なくとも ヽずれかを行!ヽながら積 層し、露光する請求項 1から 11のいずれかに記載のパターン形成方法。
[13] 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光 ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域の露 光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域における N重露光を実現する ために使用する前記描素部を指定する請求項 1から 12のいずれかに記載のパター ン形成方法。
[14] 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光 ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外 の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域における N重 露光を実現するために使用する前記描素部を指定する請求項 13に記載のパターン 形成方法。
[15] 設定傾斜角度 Θ力 N重露光数の N、描素部の列方向の個数 s、前記描素部の列 方向の間隔 p、及び露光ヘッドを傾斜させた状態にお!、て該露光ヘッドの走査方向 と直交する方向に沿った描素部の列方向のピッチ δに対し、次式、 spsin θ ≥Ν δ
ideal を満たす 0 に対し、 の関係を満たすように設定される請求項 1から 14の
iaeal meal
いずれか〖こ記載のパターン形成方法。
[16] N重露光の N力 3以上の自然数である請求項 1から 15のいずれかに記載のパタ ーン形成方法。
[17] 使用描素部指定手段が、
描素部により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点 位置を、被露光面上において検出する光点位置検出手段と、
前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、 N重露光を実現するために使用 する描素部を選択する描素部選択手段と
を備える請求項 1から 16のいずれかに記載のパターン形成方法。
[18] 使用描素部指定手段が、 N重露光を実現するために使用する使用描素部を、行単 位で指定する請求項 1から 17のいずれかに記載のパターン形成方法。
[19] 光点位置検出手段が、検出した少なくとも 2つの光点位置に基づき、露光ヘッドを 傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向 とがなす実傾斜角度 Θ 'を特定し、描素部選択手段が、前記実傾斜角度 Θ 'と設定 傾斜角度 Θとの誤差を吸収するように使用描素部を選択する請求項 17から 18のい ずれかに記載のパターン形成方法。
[20] 実傾斜角度 Θ 'が、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列 方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度の平均値、中央値、最 大値、及び最小値の 、ずれかである請求項 19に記載のパターン形成方法。
[21] 描素部選択手段が、実傾斜角度 Θ 'に基づき、 ttan Θ ' =N (ただし、 Nは N重露光 数の Nを表す)の関係を満たす tに近い自然数 Tを導出し、 m行 (ただし、 mは 2以上 の自然数を表す)配列された描素部における 1行目から前記 T行目の前記描素部を 、使用描素部として選択する請求項 19から 20のいずれかに記載のパターン形成方 法。
[22] 描素部選択手段が、実傾斜角度 Θ 'に基づき、 ttan Θ ' =N (ただし、 Nは N重露光 数の Nを表す)の関係を満たす tに近い自然数 Tを導出し、 m行 (ただし、 mは 2以上 の自然数を表す)配列された描素部における、 (T+ 1)行目から m行目の前記描素 部を、不使用描素部として特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描 素部として選択する請求項 19から 20のいずれかに記載のパターン形成方法。
[23] 描素部選択手段が、複数の描素部列により形成される被露光面上の重複露光領 域を少なくとも含む領域にぉ ヽて、
(1)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合 計面積が最小となるように、使用描素部を選択する手段、 (2)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる 領域の描素単位数とが等しくなるように、使用描素部を選択する手段、
(3)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光 不足となる領域が生じないように、使用描素部を選択する手段、及び
(4)理想的な N重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光 過多となる領域が生じな 、ように、使用描素部を選択する手段
のいずれかである請求項 17から 22に記載のパターン形成方法。
[24] 描素部選択手段が、複数の露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領 域であるヘッド間つなぎ領域にぉ ヽて、
(1)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合 計面積が最小となるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、 不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として 選択する手段、
(2)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる 領域の描素単位数とが等しくなるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する 描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用 描素部として選択する手段、
(3)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光 不足となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部 から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部 として選択する手段、及び、
(4)理想的な N重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光 過多となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部 から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部 として選択する手段、
のいずれかである請求項 17から 23のいずれかに記載のパターン形成方法。
[25] 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描 素部のうち、 N重露光の Nに対し、(N— 1)列毎の描素部列を構成する前記描素部 のみを使用して参照露光を行う請求項 17から 24のいずれかに記載のパターン形成 方法。
[26] 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描 素部のうち、 N重露光の Nに対し、 1ZN行毎の描素部行を構成する前記描素部の みを使用して参照露光を行う請求項 17から 24のいずれかに記載のパターン形成方 法。
[27] 使用描素部指定手段が、光点位置検出手段としてスリット及び光検出器、並びに 描素部選択手段として前記光検出器と接続された演算装置を有する請求項 1から 26 の!、ずれかに記載のパターン形成方法。
[28] N重露光の N力 3以上 7以下の自然数である請求項 1から 27の!、ずれかに記載 のパターン形成方法。
[29] 光変調手段が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信 号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パターン信号生成 手段が生成した制御信号に応じて変調させる請求項 1から 28のいずれかに記載の パターン形成方法。
[30] 光変調手段が、空間光変調素子である請求項 1から 29のいずれかに記載のパター ン形成方法。
[31] 空間光変調素子が、デジタル ·マイクロミラー ·デバイス (DMD)である請求項 30に 記載のパターン形成方法。
[32] 描素部が、マイクロミラーである請求項 1から 31のいずれかに記載のパターン形成 方法。
[33] 光照射手段が、 2以上の光を合成して照射可能である請求項 1から 32のいずれか に記載のパターン形成方法。
[34] 光照射手段が、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザから それぞれ照射されたレーザビーム^^光して前記マルチモード光ファイバに結合さ せる集合光学系とを有する請求項 1から 33のいずれかに記載のパターン形成方法。
[35] 感光層が、バインダーと、重合性化合物と、光重合開始剤とを含む請求項 1から 34 の!、ずれかに記載のパターン形成方法。
[36] バインダーが、酸性基を有する請求項 35に記載のパターン形成方法。
[37] バインダー力 ビュル共重合体である請求項 35から 36のいずれかに記載のパター ン形成方法。
[38] バインダーの酸価が、 70〜250mgKOHZgである請求項 35力ら 37のいずれ力に 記載のパターン形成方法。
[39] 重合性化合物が、ウレタン基及びァリール基の少なくともいずれかを有するモノマ 一を含む請求項 35から 38のいずれかに記載のパターン形成方法。
[40] 光重合開始剤が、ハロゲン化炭化水素誘導体、へキサァリールビイミダゾール、ォ キシム誘導体、有機過酸化物、チォ化合物、ケトンィ匕合物、芳香族ォ-ゥム塩及びメ タロセン類力も選択される少なくとも 1種を含む請求項 35から 39のいずれかに記載 のパターン形成方法。
[41] 感光層が、バインダーを 10〜90質量%含有し、重合性化合物を 5〜90質量%含 有する請求項 1から 40のいずれかに記載のパターン形成方法。
[42] 支持体が、合成樹脂を含み、かつ透明である請求項 1から 41のいずれかに記載の パターン形成方法。
[43] 支持体が、長尺状である請求項 1から 42のいずれかに記載のパターン形成方法。
[44] パターン形成材料力 長尺状であり、ロール状に巻かれてなる請求項 1から 43のい ずれかに記載のパターン形成方法。
[45] ノターン形成材料における感光層上に保護フィルムを形成する請求項 1から 44の いずれか〖こ記載のパターン形成方法。
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