特許 6877067 フォトマスクの製造方法及び回路パターンの形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6877067

(24)【登録日】2021年4月30日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】フォトマスクの製造方法及び回路パターンの形成方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/68 20120101AFI20210517BHJP

   G03F 1/60 20120101ALI20210517BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20210517BHJP

   G03F 1/92 20120101ALI20210517BHJP

   G03F 7/24 20060101ALI20210517BHJP

   G03F 1/00 20120101ALI20210517BHJP

   B29C 51/10 20060101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/68

   G03F1/60

   G03F7/20 501

   G03F1/92 Z

   G03F7/24

   G03F1/00 D

   B29C51/10

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2020-139607(P2020-139607)

(22)【出願日】2020年8月20日

【審査請求日】2020年11月4日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】505246848

【氏名又は名称】株式会社豊光社

(74)【代理人】

【識別番号】100163267

【弁理士】

【氏名又は名称】今中 崇之

(72)【発明者】

【氏名】麓 政俊

(72)【発明者】

【氏名】中島 秀之

(72)【発明者】

【氏名】平田 ゆかり

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０９０７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０９０５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１８３２７０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ １／００

Ｂ２９Ｃ ５１／１０

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非平面にフォトリソグラフィにより回路パターンを形成するためのフォトマスクの製造方法であって、
露光用の光を透過する透過特性を有する樹脂を前記非平面に対応する形状となるように成形する成形工程と、
前記透過特性を有するフィルムに、前記回路パターンを描く描画工程と、
前記描画工程にて描画された前記フィルムを前記成形工程にて成形された前記樹脂に貼付する貼付工程と、を含むフォトマスクの製造方法。

【請求項2】

請求項１記載のフォトマスクの製造方法において、
前記描画工程にて、前記回路パターンが、前記非平面を展開して平面に伸ばした形状の範囲内に描かれるフォトマスクの製造方法。

【請求項3】

非平面が形成された金属製の基体に、界面分子結合のための前処理を施す工程と、
前記前処理が施された前記基体の非平面の上に、前記界面分子結合により導体を結合する工程と、
露光用の光を透過する透過特性を有する樹脂を前記非平面に対応する形状となるように成形する成形工程と、
前記透過特性を有するフィルムに、回路パターンを描く描画工程と、
前記描画工程にて描画された前記フィルムを前記成形工程にて成形された前記樹脂に貼付し、フォトマスクを製造する製造工程と、
前記フォトマスクを用い、フォトリソグラフィにより前記非平面の上に回路パターンを形成する工程と、を含む回路パターンの形成方法。

【請求項4】

請求項３記載の回路パターンの形成方法において、
前記描画工程にて、前記回路パターンが、前記非平面を展開して平面に伸ばした形状の範囲内に描かれる回路パターンの形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フォトマスクの製造方法及び回路パターンの形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フォトマスクの製造方法が記載されている。このフォトマスクの製造方法は、真空成型、圧空成型、真空圧空成型、又はプレス成型により、フォトリソグラフィに使用される露光用光源からの照射光を透過する材料を、非平面に対応する形状の成型部品に成型する工程と、タンポ印刷により、成型部品に回路パターンを形成するための遮光部を印刷する工程と、を含む

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−９０７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、非平面に精度の高い回路パターンを形成できるフォトマスクの製造方法及び回路パターンの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】

【0005】

【0006】

【0007】

請求項１に記載の発明は、非平面にフォトリソグラフィにより回路パターンを形成するためのフォトマスクの製造方法であって、露光用の光を透過する透過特性を有する樹脂を前記非平面に対応する形状となるように成形する成形工程と、前記透過特性を有するフィルムに、前記回路パターンを描く描画工程と、前記描画工程にて描画された前記フィルムを前記成形工程にて成形された前記樹脂に貼付する貼付工程と、を含むフォトマスクの製造方法である。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のフォトマスクの製造方法において、前記描画工程にて、前記回路パターンが、前記非平面を展開して平面に伸ばした形状の範囲内に描かれる。

【0009】

請求項３に記載の発明は、非平面が形成された金属製の基体に、界面分子結合のための前処理を施す工程と、前記前処理が施された前記基体の非平面の上に、前記界面分子結合により導体を結合する工程と、露光用の光を透過する透過特性を有する樹脂を前記非平面に対応する形状となるように成形する成形工程と、前記透過特性を有するフィルムに、回路パターンを描く描画工程と、前記描画工程にて描画された前記フィルムを前記成形工程にて成形された前記樹脂に貼付し、フォトマスクを製造する製造工程と、前記フォトマスクを用い、フォトリソグラフィにより前記非平面の上に回路パターンを形成する工程と、を含む回路パターンの形成方法である。

【0010】

請求項４に記載の発明は、請求項３記載の回路パターンの形成方法において、前記描画工程にて、前記回路パターンが、前記非平面を展開して平面に伸ばした形状の範囲内に描かれる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、非平面に精度の高い回路パターンを形成できるフォトマスクの製造方法及び回路パターンの形成方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態に係るフォトマスクを用いて回路パターンが形成された基体を有する照明装置の外観を示す説明図である。

【図2】図１に対応する照明装置の切断面を模式的に示す説明図である。

【図3】同フォトマスクの外観を示す説明図である。

【図4】同フォトマスクの製造工程を示すフロー図である。

【図5】同フォトマスクの製造工程Ｐａ２にて回路パターンが描かれたシートの一部を示す説明図である。

【図6A】同フォトマスクを用いて回路パターンを形成する工程Ｐｂ１における基体の外観図である。

【図6B】同フォトマスクを用いて回路パターンを形成する工程Ｐｂ５における基体の切断面を模式的に示す説明図である。

【図6C】同フォトマスクを用いて回路パターンを形成する工程Ｐｂ７における基体の切断面を模式的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
本発明の一実施の形態に係るフォトマスクは、フォトフォトリソグラフィにより、非平面上に回路パターンを形成できる。

【0014】

形成された回路パターンには、電子部品が実装され、例えば図１に示すような照明装置１０が構成される。この照明装置１０は、画像検査装置に設けられたカメラの照明として使用される。
照明装置１０は、図１及び図２に示すように、基体１２、回路パターンを形成する銅箔（導体の一例）１４、及び複数のＬＥＤ１６を備えている。
基体１２は、放熱性に優れる金属製であり、その形状はリング状である。基体１２の一方の側の面（図１において上側の面）は、ＬＥＤ１６等の電子部品の実装面となっており、回路パターンが形成される。この実装面の表面形状は、円錐台の外周面に倣う曲面（非平面形状の一例）となっており、図１において、外周側から内周側に向かって高さ位置が低くなるように傾斜している。付言すると、この表面形状により、照明装置としての配光特性が設定される。
なお、基体１２の材質は、必ずしも金属に限定されるものではない。また、基体１２の形状も限定されるものではなく任意でよい。

【0015】

銅箔１４は、ＬＥＤ１６を駆動するための回路パターンを形成している。銅箔１４は、界面分子結合（ＩＭＢ）により、基体１２の実装面の表面に結合されている。
ここで、界面分子結合（ＩＭＢ）とは、基材同士を界面結合を介して化学反応により化学結合することをいう。

【0016】

複数のＬＥＤ１６は、それぞれ、表面実装部品であり、回路パターンを構成するパッドにはんだ付けされる。各ＬＥＤ１６は、直列に接続され、電流が流れることにより発光する。

【0017】

次に、基体１２の実装面に回路パターンを形成するためのフォトマスク２０について説明する。
フォトマスク２０は、図３に示すように、樹脂２０２及びフィルム２０４を備えている。
樹脂（形成部の一例）２０２は、ＵＶを透過する透過特性を有し、基体１２の実装面に対応する曲面が形成されている。
なお、樹脂２０２は、露光用の光を透過する透過特性を有する材料であれば任意でよい。また、樹脂２０２は、熱可塑性を有し、真空成形により基体１２の実装面に対応する曲面が形成されることが好ましい。
樹脂２０２の具体例として、ＰＶＣ（塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）及びＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が挙げられる。

【0018】

フィルム（回路パターン被描画部の一例）２０４は、ＵＶを透過する透過特性を有し、一方の側の面に、回路を形成するための回路パターン（図３に薄墨にて示した部分参照）が描かれ、他方の側の面が樹脂２０２の曲面に貼付されている。
フィルム２０４に描かれる回路パターンは、ネガ型に対応した回路パターンであっても良いし、ポジ型に対応した回路パターンであってもよい。ただし、回路パターンは、露光用の光を透過しない透過特性を有するインクにより描かれている。
なお、フィルム２０４も樹脂２０２と同様に、露光用の光を透過する透過特性を有する材料であれば任意でよい。
フィルム２０４の具体例として、ＰＶＣ（塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）及びＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が挙げられる。

【0019】

次に、フォトマスク２０の製造方法について説明する。フォトマスク２０は、図４に示すように、工程Ｐａ１〜Ｐａ４に従って製造される。ただし、可能な場合には、下記工程Ｐａ１〜Ｐａ４は、順番を入れ替えて実施されてもよいし、並行して実施されてもよい。

【0020】

（成形工程Ｐａ１）
本成形工程は、樹脂２０２を実装面に対応する曲面形状に成形する工程である。
基体１２の実装面に対応する木型を製作し、この木型を用いて真空成形により樹脂２０２を成形することができる。
ただし、樹脂２０２の成形方法は、真空成形に限定されるものではない。

【0021】

（描画工程Ｐａ２）
本描画工程は、図５に示すフィルム２０４に回路パターンを描く工程である。
ここで、樹脂２０２に貼付されるフィルム２０４は、次工程にてシート２０６を切断することによって形成される。このシート２０６は、例えば矩形状であり、描画面と反対の側が、粘着剤が塗布された貼付面となっている。なお、粘着剤も露光用の光を透過する透過特性を有している。
回路パターンは、実装面に対応する曲面を展開して平面に伸ばした展開形状の範囲内に描かれる。
従って、図５に示すように、フィルム２０４が形成されるシート２０６には、円錐台の外周面を展開して平面に伸ばした形状、すなわち円環の一部分を切り取ったような展開形状の範囲内に回路パターンが描かれる。
具体的には、プリンタを用いて回路パターンを印刷することで、フィルム２０４に回路パターンを描くことができる。

【0022】

（切断工程Ｐａ３）
本切断工程は、シート２０６を切断する工程である。
シート２０６を回路パターンが描かれた部分を含む展開形状に切断することによって、フィルム２０４が形成される。

【0023】

（貼付工程Ｐａ４）
本貼付工程は、展開形状に切断されたフィルム２０４を樹脂２０２の実装面に対応する曲面形状に貼付する工程である。
前切断工程にて切断されたフィルム２０４は、実装面に対応する曲面を展開して伸ばした展開形状となっているので、曲面形状に合うように貼付される。

【0024】

このように、回路パターンが描かれた展開形状のフィルム２０４を貼付するため、例えばタンポ印刷により曲面を有する透明な樹脂に回路パターンを直接印刷する場合と比較して、精度の高いフォトマスク２０が製造される。

【0025】

次に、このフォトマスク２０を用いた回路パターンの形成方法について説明する。図１に示した照明装置１０のように、放熱性の高い金属製の基体１２に回路パターンを形成するためには、界面分子結合による結合技術を適用することが好適である。
回路パターンは、以下に示す工程Ｓｂ１〜Ｓｂ８に従って形成される。

【0026】

（工程Ｐｂ１）
図６Ａに示す基体１２の表面を洗浄する。
（工程Ｐｂ２）
基体１２の回路パターンが形成される回路パターン形成面（曲面）に、界面分子結合のための前処理を施す。
（工程Ｐｂ３）
次工程にて無電解銅めっきを施す面（回路パターン形成面）以外の部分を、テープ等の保護材（めっきマスク）で覆う。

【0027】

（工程Ｐｂ４）
無電解銅めっきを施す。保護材で覆われていない回路パターン形成面及び保護材の表面が銅めっきされる。銅めっきの厚みは、例えば、０．１〜０．２μｍである。
（工程Ｐｂ５）
保護材を取り除くと、図６Ｂに示すように、回路パターン形成面のみに銅皮膜１４ａが形成される。この銅皮膜１４ａと基体１２とは、界面分子結合により結合されている。
（工程Ｐｂ６）
次工程にて電解銅めっきを施す面（銅皮膜１４ａの表面）以外の部分を図示しないテープ等の保護材（めっきマスク）で覆い、マスキングする。

【0028】

（工程Ｐｂ７）
例えばセミアディティブ法により回路パターンを形成する。具体的には、以下のように回路パターンを形成する。
回路パターン形成面（銅皮膜１４ａの表面）の上に、液状レジストを塗布する。液状レジストは、任意の方法で塗布される。例えば、ハケ、スキージ、又はスプレーを用いて塗布されてもよいし、インクジェット方式により、塗布（印刷）されてもよい。
なお、液状レジストに代えて、ドライフィルムレジストを用いてもよい。

【0029】

液状レジストを塗布した後、硬化したレジストの上に、前述の製造方法（工程Ｐａ１〜Ｐａ４）に従って製造されたフォトマスク２０（図３参照）を載せる。

【0030】

次に、フォトマスク２０が載った基体１２に対して露光用光源（紫外線源）から紫外線を照射して露光する。

【0031】

次に、現像処理を行うと、レジストの露光された部分が除去される。換言すると、回路パターン以外の部分にレジストが残る。

【0032】

次に、電解銅めっきを施して、銅皮膜１４ａの上に回路パターンを形成する。電解銅めっきにより形成される銅層の厚みは、例えば３５μｍである。ただし、銅層を、３５μｍ以上の厚みとなるように形成し、より大きい電流を流すことも可能である。

【0033】

最後に、銅皮膜１４ａの回路配線として不要な部分を除去する。その結果、銅皮膜１４ａと銅層１４ｂとから構成された銅箔１４によって、基体１２の上に回路パターンが形成される（図６Ｃ参照）。
回路パターンを形成した後、保護材を取り除く。

【0034】

（工程Ｐｂ８）
工程Ｓ７にて形成された回路パターンのパッドに、ＬＥＤ１６や抵抗（不図示）をはんだ付けする。その後、ＬＥＤ１６が表面実装された基体１２を、図示しない筐体に収めることによって、照明装置１０が製造される。

【0035】

このように、回路パターンの形成方法は、基体１２の曲面に対応した形状のフォトマスク２０（図３参照）を使用し、フォトリソグラフィにより精度の高い回路パターンを形成できる。

【0036】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
基体１２は、携帯電話機やスマートフォンの筐体であってもよい。

【0037】

基体１２に形成された非平面は、曲面に限定されず、面と面が交わる角部であってもよい。

【0038】

前述の実施の形態において、導体は、銅箔に限定されず、任意の金属箔であってもよい。

【0039】

基体１２に回路パターンを形成する方法は、セミアディティブ法に代えて、フルアディティブ法その他のアディティブ法であってもよい。更に、サブトラクティブ法により回路パターンが形成されてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１０ 照明装置
１２ 基体
１４ 銅箔
１４ａ 銅皮膜
１４ｂ 銅層
１６ ＬＥＤ
２０ フォトマスク
２０２ 樹脂
２０４ フィルム
２０６ シート

【要約】

【課題】非平面に精度の高い回路パターンを形成できるフォトマスク、フォトマスクの製造方法及び回路パターンの形成方法を提供する。
【解決手段】フォトマスク２０の製造方法は、回路パターンが形成される非平面にフォトリソグラフィにより該回路パターンを形成するためのフォトマスク２０の製造方法であって、露光用の光を透過する透過特性を有する樹脂２０２を非平面に対応する形状となるように成形する成形工程と、露光用の光を透過する透過特性を有するフィルム２０４に、回路パターンを描く描画工程と、描画工程にて描画されたフィルム２０４を成形工程にて成形された樹脂２０２に貼付する貼付工程と、を含む。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】